機(jī)載液晶顯示器溫度控制技術(shù)研究

陳蘊(yùn)哲 黃良俊

摘 要： 液晶顯示器在目前的很多設(shè)備上都具有了應(yīng)用，在航空事業(yè)當(dāng)中也是如此，受到航空環(huán)境特殊環(huán)境因素的影響，做好溫度控制成為了液晶顯示器應(yīng)用當(dāng)中的重點(diǎn)技術(shù)。在本文中，將對機(jī)載液晶顯示器溫度控制技術(shù)進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞： 機(jī)載液晶顯示器;溫度控制;技術(shù)

在飛機(jī)座艙的電子儀表當(dāng)中，液晶顯示器具有較多的應(yīng)用，在光學(xué)特性以及清晰度等方面都具有較好的表現(xiàn)。同時，液晶顯示器在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中也將受到溫度的影響，為了保證其穩(wěn)定運(yùn)行，做好溫度控制十分關(guān)鍵。在本研究當(dāng)中，主要從高溫角度對溫度控制進(jìn)行分析。

1 高溫工作環(huán)境

航空環(huán)境相對特殊，整體情況較為苛刻嚴(yán)酷，在液晶顯示器熱設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要能夠以最惡劣環(huán)境進(jìn)行計(jì)算。一般來說，對電子器件散熱問題進(jìn)行解決的方式即分為對流、輻射以及傳導(dǎo)這幾種基本的散熱方式。

對于TFT-LCD而言，其正是以液晶模塊制作形成的，在高溫環(huán)境當(dāng)中，并非是模塊的本身對其正常工作產(chǎn)生障礙，而是顯示器在運(yùn)行中，內(nèi)部發(fā)熱元器件在高溫環(huán)境中將不斷積聚熱量，因不能夠?qū)@部分熱量進(jìn)行快速的散發(fā)，而形成熱量累積效應(yīng)，使模塊內(nèi)部粘結(jié)材料、有機(jī)材料因此出現(xiàn)失效或者變形情況，也將使電子器件工作點(diǎn)因此發(fā)生飄移，在情況嚴(yán)重時則會對某些元器件進(jìn)行損壞。在正常工作環(huán)境中，TFT-LCD的功率會低于200W，系統(tǒng)在運(yùn)行中，雖然并沒有非常大的功率，但其卻是一個狹小且完全密閉的墻體，在長時間運(yùn)行后，內(nèi)部溫度將以較快的速度上升，且在熱量分布上也具有不均勻的特點(diǎn)。在熱量形成當(dāng)中，背光源、電源部分將形成較多的熱量，也是殼體當(dāng)中具有最高溫度的點(diǎn)。對于該情況，即需要對寬溫電源進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)，對于該類電源來說，具有較高的運(yùn)行效率，且將在運(yùn)行中產(chǎn)生較低的熱量，在65℃環(huán)境當(dāng)中，能夠保證溫度的長期運(yùn)行。背光源方面，則可以在罩體合金后殼位置對散熱風(fēng)道進(jìn)行設(shè)置，以此實(shí)現(xiàn)熱量的快速排出。在溫度控制技術(shù)方面，則需要保證能夠滿足顯示器光電性能需求，在此基礎(chǔ)上對合理的通風(fēng)散熱構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證熱量在順利傳遞的情況下，保證液晶顯示器的正常運(yùn)行。

2 溫度控制技術(shù)

2.1 自然散熱

對于機(jī)載設(shè)備來說，對于其重量、體積都具有非常高的要求，也一直以嚴(yán)格的方式進(jìn)行控制，在保證能夠滿足剛度、強(qiáng)度以及加工性能需求的基礎(chǔ)上，可以對高導(dǎo)熱系數(shù)金屬材料進(jìn)行選擇，以此使殼體在散熱性方面具有更好的表現(xiàn)。鎂鋁合金整體式機(jī)殼是較好的一種選擇，在實(shí)際應(yīng)用過程中，在可靠性、制作成本方面具有較好的表現(xiàn)，具有簡單的結(jié)構(gòu)以及較小的自然散熱體積，在顯示器運(yùn)行中，如具有較低的熱流密度，通過自然散熱方式的應(yīng)用，則能夠?qū)⑤椛?、對流的方式將熱量?shí)現(xiàn)對周邊環(huán)境的傳遞，更好地進(jìn)行設(shè)備冷卻，同時對較強(qiáng)導(dǎo)熱性結(jié)構(gòu)以及散熱片材料進(jìn)行使用。

內(nèi)部元器件方面，在連接方式、布局方式選擇方面也將直接影響到散熱效果。如導(dǎo)熱雙面膠帶一個面將在具有芯片焊接的PCB板位置，而另一個則在散熱器表面平貼，該情況的存在，則能夠?qū)ι崞?、PCB板的熱阻進(jìn)行有效減小，在對導(dǎo)熱面積加大的基礎(chǔ)上，使機(jī)殼在自然散熱性飯方面具有更好的表現(xiàn)，而在實(shí)際安裝當(dāng)中，則需要將具有較大發(fā)熱量的期間在印制板上部以及出風(fēng)位置安裝。

通風(fēng)口方面，則可以使用金屬網(wǎng)方式，該方式也是對電磁兼容性要求有效兼顧的一種方式，通風(fēng)口的厚度、直徑參數(shù)都將影響到具體評比性能。在保證電磁兼容性滿足要求的基礎(chǔ)上，可以對通風(fēng)孔的開口率進(jìn)行提升，避免出現(xiàn)使用黑漆噴涂的情況。如果使用三防漆，也會對散熱效果產(chǎn)生影響，此時需要對散熱片設(shè)計(jì)裕量進(jìn)行適當(dāng)?shù)募哟?。散熱片設(shè)置方面，對于輻射熱傳導(dǎo)率具有較好的提升效果，散熱片則可以使用氧化工藝進(jìn)行處理，在散熱片器件安裝中，要保證接觸平面具有光滑平整的特點(diǎn)，通過硅脂材料的使用在接觸面上均勻涂抹，進(jìn)一步提升導(dǎo)熱率。

2.2 強(qiáng)迫風(fēng)冷

對于機(jī)載TFT-LCD主機(jī)殼來說，其在實(shí)際應(yīng)用中，即是固定在狹窄的機(jī)艙當(dāng)中，根據(jù)顯示器內(nèi)部發(fā)熱特點(diǎn)，當(dāng)具有較大熱流密度、且對于溫升要求較高時，單純以自然散熱進(jìn)行處理則很可能無法滿足散熱要求，此時，將軸流風(fēng)機(jī)安裝在機(jī)殼內(nèi)安裝則成為了一種有效的方式。該風(fēng)機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中具有風(fēng)量集中以及風(fēng)壓大的特點(diǎn)，適合應(yīng)用在熱量不均勻分布、且具有較大風(fēng)阻的場合，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以結(jié)合風(fēng)道熱阻力數(shù)值對適合類型的風(fēng)機(jī)進(jìn)行選擇，以此進(jìn)一步提升冷卻效果。

風(fēng)道設(shè)計(jì)將對散熱效率產(chǎn)生直接的影響，風(fēng)道走向方面，通常由背光源燈腔背后連接后殼體，并在橋后殼體蓋板內(nèi)實(shí)現(xiàn)對風(fēng)道的構(gòu)造，能夠以此將風(fēng)道橫截面實(shí)現(xiàn)對多個數(shù)量相互間不相同風(fēng)道的設(shè)計(jì)。在風(fēng)機(jī)驅(qū)動下，系統(tǒng)之外的冷空氣則將進(jìn)入到風(fēng)道當(dāng)中，在流動的情況下帶出腔體中存在的熱量，并經(jīng)過出風(fēng)口將熱量排出。在具有較大風(fēng)阻時，在對適合功率風(fēng)機(jī)選擇的同時，也可以在進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置對風(fēng)機(jī)進(jìn)行安裝，以此保證TFT-LCD在散熱性方面能夠滿足要求，對于這部分工作來說，都需要能夠充分結(jié)合環(huán)境條件參數(shù)、熱平衡方程對風(fēng)道結(jié)構(gòu)以及風(fēng)機(jī)型號進(jìn)行確定。

同自然散熱方式相比，強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱具有更高的冷卻效率，且具有十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，需要對風(fēng)機(jī)電源、啟動控制裝置以及風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行安裝。對于這部分操作來說，則將對機(jī)載空間體積進(jìn)行占用，在對功率提升的基礎(chǔ)上也增加了相應(yīng)的成本。同時，該方式的應(yīng)用也將對系統(tǒng)可能性產(chǎn)生影響，且在系統(tǒng)運(yùn)行中將產(chǎn)生一定的振動與噪聲。在實(shí)際工作中，即需要能夠充分做好實(shí)際情況的把握，在保證自然冷卻方式無法滿足散熱要求的基礎(chǔ)上，在對該種強(qiáng)迫風(fēng)冷方式進(jìn)行應(yīng)用。

3 結(jié)語

TFT-LCD對于工作溫度環(huán)境具有較高的要求，機(jī)載特殊環(huán)境更是對溫度控制技術(shù)的應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。在該情況下，即需要能夠積極做好散熱技術(shù)的選擇與應(yīng)用，為液晶顯示器在機(jī)載環(huán)境中的穩(wěn)定、安全運(yùn)行創(chuàng)設(shè)出好的條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇娜娜.基于特殊環(huán)境要求的電氣部件溫度適應(yīng)性加固技術(shù)研究[D].中國科學(xué)院大學(xué)，2016.

[2]李祥剛.高剪切速率下高分子熔體動態(tài)流變行為的表征及應(yīng)用[D].中南大學(xué)，2014.

[3]李建平.柔性顯示材料在力學(xué)和溫濕環(huán)境中的失效研究[D].電子科技大學(xué)，2009.