1 Giới thiệu
Với sự đổi mới công nghệ và sự phát triển nhanh chóng của công nghệ truyền thông, người dùng xe hơi cần các thiết bị hiển thị thiết bị đầu cuối trực quan và hiện đại hơn để đáp ứng tin nhắn tức thời, điều hướng và giải trí. Màn hình tinh thể lỏng gắn trên xe là một trong những giải pháp quan trọng nhất. Với đặc điểm độc đáo của nó về độ nhẹ, tiêu thụ năng lượng thấp và màu sắc, nó được sử dụng trong ô tô để thay thế màn hình cơ khí kiểu cũ và nhận ra các chức năng hiển thị kỹ thuật số.
Màn hình tinh thể lỏng có một loạt các ứng dụng trong ô tô, chủ yếu được sử dụng trong thiết bị đo đạc trên tàu, điều hướng, giải trí đa phương tiện, điều hòa không khí và các thiết bị khác, để hiển thị cho người dùng tốc độ, tốc độ động cơ, mức tiêu thụ nhiên liệu, số dặm, bản đồ, màn hình DVD, kênh radio và các bản nhạc CD. , Nhiệt độ bên trong xe, v.v. Có sự khác biệt lớn giữa màn hình LCD xe hơi và màn hình LCD gia đình thông thường về chi phí và yêu cầu kỹ thuật. Bài viết này tóm tắt, phân tích và đề xuất các giải pháp khả thi cho các lỗi phổ biến của màn hình LCD STN thường được sử dụng trong xe.
2. Phân loại cơ bản của LCD
LCD có thể được chia thành MÀN HÌNH LCD ma trận thụ động và LCD ma trận chủ động theo các phương pháp điều khiển khác nhau. Màn hình LCD ma trận thụ động bị hạn chế rất nhiều về độ sáng và góc nhìn, và tốc độ phản hồi của chúng cũng chậm. Do vấn đề chất lượng hình ảnh, thiết bị hiển thị này không có lợi cho sự phát triển của màn hình máy tính để bàn, nhưng do các yếu tố chi phí thấp, màn hình tinh thể lỏng gắn trên xe chủ yếu sử dụng màn hình LCD ma trận thụ động [4].
Màn hình LCD ma trận thụ động có thể được chia thành TN-LCD (Twisted Nematic-LCD, twisted nematic LCD), STN-LCD (Super TN-LCD, super twisted nematic LCD) và DSTN-LCD (Double layer STN-LCD, double Layer Super Twisted Nematic LCD) [1].
Màn hình tinh thể lỏng là một màn hình thụ động. Nó không thể tự phát ra ánh sáng và chỉ có thể sử dụng ánh sáng của môi trường xung quanh. Các nguồn đèn nền chính là LED, EL và CCFL. Cấu trúc chung của nó được thể hiện trong Hình 1 [5]. Có thể thấy rằng nguyên tắc làm việc chính của màn hình tinh thể lỏng là thay đổi sự sắp xếp hoặc xoắn của các phân tử tinh thể lỏng thông qua các điện cực để truyền ánh sáng để đạt được hiệu ứng hiển thị.
Màu hiển thị STN-LCD bị ảnh hưởng rất nhiều bởi độ dày tế bào của nó, và một sự thay đổi nhỏ về độ dày tế bào sẽ gây ra sự khác biệt thị giác rõ ràng hơn. Bị ảnh hưởng bởi sự khác biệt về độ dày của vật liệu thủy tinh và sự không ổn định của quá trình tinh thể lỏng làm phẳng trong quá trình sản xuất, các điểm sáng sẽ được tạo ra ở các cạnh. Thật khó để tránh rò rỉ ánh sáng ở rìa của TN-LCD. Tuy nhiên, có thể loại bỏ cảm giác khó chịu chủ quan bằng cách tăng diện tích che cho cạnh của màn hình LCD khi thiết kế lắp ráp.
Quá trình in của lớp căn chỉnh bên trong của STN-LCD không ổn định và sự khác biệt về đường kính của các hạt cách ly sẽ gây ra các mức độ khác nhau của màu nền không đồng đều. Trên màn hình LCD đôi ánh sáng trắng, có một số khu vực màu trắng trên nền đen, đặc biệt rõ ràng khi nhìn theo hướng đối diện với góc nhìn. Hiện tại, nó được kiểm soát bằng cách thiết lập các mẫu giới hạn để sàng lọc ngoại hình.
Các thiết bị điện trong xe khác nhau như đồng hồ đo, radio và bộ điều khiển điều hòa không khí sẽ gây ra sự khác biệt về hiệu ứng hiển thị do chi phí khác nhau, thông số kỹ thuật màn hình khác nhau và các công nghệ khác nhau được sử dụng. Ví dụ, độ tương phản của màn hình hiển thị của bộ điều khiển điều hòa không khí sử dụng công nghệ EBTN (Extra Black Bottom) cao hơn nhiều so với máy thu sử dụng MÀN HÌNH LCD STN thông thường. Tuy nhiên, nếu một màn hình LCD tốt hơn như TFT được sử dụng trong radio và máy nghe nhạc, chi phí của radio và máy nghe nhạc sẽ tăng gấp đôi.
Hiện tại, không có giải pháp đặc biệt tốt cho các mô hình lô, và chúng tôi chỉ có thể cố gắng điều chỉnh các vị trí chính và thí điểm phụ để có hiệu ứng hình ảnh tốt, nhưng nó có thể được sử dụng như một cân nhắc quan trọng trong việc phát triển các mô hình mới.
3. Các chế độ khiếm khuyết LCD phổ biến và hướng khắc phục
Hiện tại, có bốn chế độ khiếm khuyết phổ biến như được thể hiện trong hình dưới đây và lý do cho những khiếm khuyết này chủ yếu bao gồm ba phần sau: khiếm khuyết do xem xét kém trong giai đoạn thiết kế, khiếm khuyết do sự không ổn định trong quá trình sản xuất và khiếm khuyết do các yếu tố bên ngoài gây ra. Theo các loại khác nhau, hãy xem phân tích ví dụ sau đây tương ứng.
3.1 Hiển thị nhấp nháy do vấn đề cài đặt tham số bù nhiệt độ
Mô tả vấn đề: Màn hình radio nhấp nháy ở một nhiệt độ nhất định.
Phân tích lý do: Để đảm bảo hiệu ứng hiển thị dưới một khoảng nhiệt độ lớn hơn, chip điều khiển LCD của đài phát thanh có hai chế độ làm việc, điểm quan trọng của việc chuyển đổi được xác định ở 10 ° C; khi radio phát hiện nhiệt độ môi trường xung quanh ở chế độ của nó Khi điểm quan trọng chuyển đổi nổi lên và xuống, chế độ làm việc sẽ được chuyển đổi liên tục; phần mềm chương trình radio và trình phát không thực hiện xử lý chuyển tiếp mượt mà tại điểm quan trọng chuyển đổi và màn hình sẽ nhấp nháy tại thời điểm này.
Các biện pháp cải tiến: sửa đổi phần mềm của radio và máy thu, thêm điều khiển cuồng loạn tại điểm quan trọng của nhiệt độ chuyển đổi của chế độ làm việc hiển thị và xử lý trơn tru điện áp cung cấp điện của màn hình khi chuyển đổi để tránh nhấp nháy màn hình. Hình 3-1a là đường cong bù nhiệt độ trước khi sửa đổi và 3-1b là đường cong nhiệt độ sau khi sửa đổi.
3.2 Các điểm sáng ngẫu nhiên được hiển thị ở nhiệt độ cao do sự không phù hợp giữa các yêu cầu chip trình điều khiển hiển thị và lập trình phần mềm
Mô tả vấn đề: LCD tạo ra các điểm sáng ngẫu nhiên dưới nhiệt độ cao.
Phân tích lý do: Thông số kỹ thuật chip trình điều khiển LCD có yêu cầu cụ thể về thời gian và điện áp của nó, thời gian giữ dữ liệu là 450ns; thời gian lưu trữ dữ liệu trong thiết kế phần mềm chỉ có thể đạt 60ns, để đáp ứng yêu cầu 450ns, thiết kế hiện tại sử dụng điện trở Mạng điện dung (điện trở, điện dung) bị trì hoãn; trong môi trường nhiệt độ cao, giá trị điện trở sẽ giảm theo sự gia tăng nhiệt độ, khiến chuỗi thời gian giữ dữ liệu không chính xác, dẫn đến các điểm sáng ngẫu nhiên.
Các biện pháp cải tiến: Vấn đề về các điểm sáng ngẫu nhiên được loại bỏ hoàn toàn bằng cách thay thế chip trình điều khiển LCD, nhưng cần phải thực hiện đầy đủ các bài kiểm tra xác minh.
Các khiếm khuyết gây ra bởi sự hiện diện của các vật thể lạ trong màn hình LCD hoặc tiếp xúc kém / ngắn mạch gây ra bởi quá trình sản xuất khác nhau tùy thuộc vào vị trí nơi nó bị rơi hoặc kết nối kém, và các hiện tượng thất bại có thể cũng sẽ thay đổi tương ứng.
3.3 Khiếm khuyết do vật thể lạ rơi vào màn hình LCD
Sơ đồ kiểm soát: Cần tiến hành phân tích chi tiết thành phần vật chất lạ, tìm nguồn chính xác của nó sau khi xác nhận thành phần của nó và sau đó điều chỉnh quy trình để ngăn chặn cùng một vật chất lạ rơi vào nó một lần nữa.
3.4 Khiếm khuyết gây ra bởi quá trình sản xuất LCD không ổn định
Giải pháp: Nếu có các chất khác ở vị trí bị hư hỏng, việc kiểm tra thành phần cũng được yêu cầu. Tăng cường quản lý sự sạch sẽ của dây chuyền sản xuất để ngăn mồ hôi của nhân viên nhỏ giọt vào các sản phẩm bán thành phẩm, tăng cường kiểm soát thiết bị để giảm khả năng bàn tay con người chạm trực tiếp vào các sản phẩm bán thành phẩm và sử dụng dụng cụ để ngăn ngừa lỗi trong hoạt động.
Các vấn đề trên có thể được kiểm soát tạm thời bằng cách kiểm tra nâng cao, chẳng hạn như kiểm tra điện áp cao của bán thành phẩm, và kiểm tra công việc của các sản phẩm thành phẩm trong môi trường nhiệt độ cao và độ ẩm cao. Nó có thể cải thiện hiệu quả tỷ lệ phát hiện các khiếm khuyết hiệu quả sớm và giảm dòng chảy của các sản phẩm bị lỗi.
3.5 Khiếm khuyết gây ra bởi thiệt hại cho màn hình LCD gây ra bởi lực bên ngoài trong quá trình lắp ráp
Sơ đồ điều khiển: Khi lắp ráp thiết bị điện với màn hình LCD trong xưởng, cần tránh tiếp xúc trực tiếp với bề mặt của màn hình LCD càng nhiều càng tốt, gây áp lực gây ra màn hình kém hoặc thậm chí làm hỏng kính.
3.6 Khiếm khuyết do lỗi mạch ngoại vi
Giải pháp: Nhà cung cấp lắp ráp cần tăng cường kiểm soát chất lượng nội bộ, chẳng hạn như sự sạch sẽ của dây chuyền sản xuất, đảm bảo hiệu quả hàn và kiểm tra các thành phần đến. Và thông qua kiểm tra nhà máy lắp ráp thích hợp để phát hiện sớm các sản phẩm ẩn để ngăn chặn chúng chảy vào tay khách hàng. Các phương pháp phổ biến là: làm việc nhiệt độ cao, rung động môi trường giao thông mô phỏng, v.v.
4. Kết luận
Công nghệ hiển thị tinh thể lỏng ngày càng được sử dụng trong lĩnh vực ô tô, và hướng phát triển của nó cũng có đơn sắc ban đầu, độ phân giải thấp và góc nhìn hẹp của MÀN HÌNH LCD cũ dần chuyển sang màu sắc, độ nét cao và góc nhìn rộng. Có thể dự đoán rằng trong tương lai, hiệu ứng hiển thị của màn hình LCD xe hơi về cơ bản sẽ giống như máy tính gia đình và TV, và nội dung hiển thị sẽ ngày càng phong phú hơn, tạo ra một môi trường lái xe thoải mái hơn cho người dùng. Từ quan điểm chất lượng, chúng ta cũng cần bắt kịp với thời đại, liên tục hiểu được động lực của ngành và tiếp thu những kiến thức mới nhất để đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định hơn. Còn một chặng đường dài để đi.
Tham khảo:
[1] G.H.Heilmeier, L.A.Barton và L.A.Z anoni: Appl.Proc.IEEE, 1968.
[2] Y.Taira, D.Nakano, H.Numata, A.Nishikai, S.Ono, F.Yamada, M.Suzuki, M.Noguchi, R.Sing và EGColgan.Màn hình LCD công suất thấp sử dụng Hệ thống quang học mới, SID02 Digest. 2002: 1313-1315.
[3] Henri J.B. Jagt, Hugo J. Cornelissen, Dirk J. Broer, Cees W.M. Bastiaansen, Ánh sáng phân cực tuyến tính đa khối cấu trúc vi mô phát ra ánh sáng cho chiếu sáng LCD, SID02 Digest. 2002: 1236-1239.
[4] Xiang Huaikun. Nghiên cứu về các công nghệ chính của hệ thống định vị xe hơi, luận án tiến sĩ của Đại học Công nghệ Bắc Kinh.
[5] Lý Hồng, Zhang Jiatian. Công nghệ ứng dụng của các thiết bị hiển thị tinh thể lỏng, Nhà xuất bản Công nghiệp Máy móc, 2004.
