工程师课堂：基于实现液晶显示器低温显示的方法介绍

低温条件下接通加热膜电源通过热辐射对显示器件进行加热，这种方法相对来说简单易行，加热时间也比较短。

液晶显示器模块内部具有一定的复杂性，它是由多个基本部分组成的，是一种非常精密紧凑的结构，其中LCD屏组件、背光源、驱动及控制电路这三部分的集合称为LCD模块组件。对LCD模块组件来说，其内部是由LCD显示屏、透射式偏振器、柔性导电引出带、背光源、高密度多路驱动集成电路等精密部件组成，再次拆卸及组装极易损坏这些精密部件及光电原件。目前，常用的对LCD进行加热的方法，是在一片厚度为0.5-0.3毫米的高强度特种玻璃基片上，用真空蒸发或者是磁控溅射的方法，生长一种半导体薄膜-ITO膜，经专门工艺处理后，该层膜就变得清澈透明并具有一定的导电性，利用其导电性，就可以做成LCD内部加热器。但是，若要在LCD内部装入这种厚度超过0.5mm的玻璃基板ITO加热器，就必须解决许多结构上的复杂问题，并且有可能破坏原有的光学通路，损失亮度及器件的密封性，甚至稍强一些的振动和冲击都会造成ITO玻璃加热基片的破碎，所以，必须重新进行模块的结构设计和新的零件制造才能装入ITO膜加热器。这是一项细致、复杂及工艺要求很高的工作，费用高、成品率低，而且产品的可靠性也不高，所以，原有的这种LCD加热技术，在实际应用中就受到很大限制。针对这一问题，新型低温加固型LCD显示器在技术上实现了突破，他的显著特点之一，是在可以不用打开LCD模块组件内部并进行加热器安装的前提下，就解决LCD显示器的微功耗加热问题。加热器、真空保温屏和电磁屏蔽层三者为一体化结构，可将这套装置嵌装在LCD显示窗口前端，故可不影响原LCD显示模块内部的光路系统，并能达到与内置式加热器相同的加热效果，使整个低温显示器的结构变得简单，组装相对比较容易，而且不会破坏LCD模块组件的原结构及光学通路。

此种方法可以实现液晶显示器的低温显示，但是工艺都比较复杂，需要对液晶显示器进行不同程度的拆装，影响其可靠性，重要的是当环境温度发生改变时液晶显示器内部温度无法控制，需要根据环境温度调整加热膜的加热功率。有可能造成显示器内部温度过高而烧坏液晶显示器，其使用范围受到一定的限制。下面介绍一种外置加热法实现液晶显示器在低温下的显示。3 外置加热法

3.1 加热原理

图2 液晶显示盒

该系统由液晶显示器、温度传感器及加热电阻等组成，加热器采用的是加热电阻，固定在液晶显示器背部的板上，整个系统密封在盒子内，通过接口和外部控制电路相连。液晶显示器采用的是字符点阵液晶显示模块MTC-C162，MTC-C162液晶显示器是为我们研制的测角传感器所新配备的，该传感器的工作温度范围为-40℃～+55℃，因此要求显示器也必须工作在这一温度范围内。MTC-C162是宽温型液晶显示器，它具有尺寸小、显示稳定、操作简单等特点，唯一不足之处是工作温度范围不能满足要求。

AD7416是装在一个芯片中的完整的温度监视系统。它与其它数字温度传感器相比具有体积小、编程简单等优点。它包括一个带隙温度传感器和一个用来监视并将温度的高低数字化的10位AD传感器，精度可达0.25℃，还有一个可编程的门限用来比较测量温度的比较器。片内寄存器可以用来设定高、低温度门限，并提供一个漏极开路的“超温指示器”(OTI)输出，当超过设定的门限时OTI输出即有效。

3.2 温度控制

该系统的主控制器是单片机，单片机根据两个温度传感器的值判断环境温度和液晶显示盒内的温度，控制加热器加热，使液晶显示器始终出在可工作的温度范围内。试验证明，当环境温度低于-10℃时，维持液晶显示盒内的温度在20℃以上时，液晶显示器可以正常工作。单片机首先根据温度传感器判断环境温度是否低于-10℃，如果环境温度高于-10℃，则断开继电器不加热，如果环境温度低于-10℃，则根据液晶显示盒内的温度传感器判断液晶显示盒的温度，如果温度在20～30℃以内则维持原状，超过30℃则断开继电器停止加热，低于20℃则闭合继电器开始加热。用此方法当环境温度变化时液晶显示器始终能够正常显示。

4结论

使用外置加热器实现液晶显示器在低温下的工作，与内置加热法和提高驱动电压方法相比，此方法简单易行，不用对液晶显示器进行拆卸，提高了显示器的可靠性，可以实现液晶显示器在极低的温度范围内工作。当外界环境变换时可以自动控制显示盒内的温度，不需要人工控制，环境适应能力强。在-40℃的情况下，当加热器的加热电压为+20V时，只需加热6～8分钟液晶显示器即可正常工作。如果采用+12V加热，则加热15分钟后显示器可以正常工作，加