1 מבוא
עם חדשנות טכנולוגית ופיתוח מהיר של טכנולוגיית תקשורת, משתמשי רכב זקוקים למכשירי תצוגה מסוף אינטואיטיביים ומודרניים יותר כדי לספק מסרים מיידיים, ניווט ובידור. תצוגת גביש נוזלית המותקנת ברכב היא אחד הפתרונות החשובים ביותר. עם המאפיינים הייחודיים של קלילות, צריכת אנרגיה נמוכה וצביעה, הוא משמש במכוניות כדי להחליף תצוגות מכניות מיושנות ולממש פונקציות תצוגה דיגיטליות.
תצוגת גביש נוזלי כוללת מגוון רחב של יישומים במכוניות, המשמשים בעיקר במכשור על הסיפון, ניווט, בידור מולטימדיה, מיזוג אוויר וציוד אחר, כדי להראות למשתמשים את מהירות המכונית, מהירות המנוע, צריכת הדלק, הקילומטראז ', המפות, מסכי ה- DVD, ערוצי הרדיו ומסלולי התקליטורים. טמפרטורה בתוך המכונית, וכו '. ישנם הבדלים גדולים בין מסכי LCD לרכב ומסכי LCD ביתיים רגילים מבחינת עלות ודרישות טכניות. מאמר זה מסכם, מנתח ומציע פתרונות אפשריים לתקלות נפוצות של מסכי LCD STN הנפוצים בכלי רכב.
2. סיווג בסיסי של LCD
LCD ניתן לחלק LCD מטריצה פסיבית LCD מטריצה ו LCD מטריצה פעילה על פי שיטות בקרה שונות. LCDs מטריצה פסיבית מוגבלים מאוד מבחינת הבהירות וזווית הצפייה, ומהירות התגובה שלהם היא גם איטית. בשל בעיות באיכות התמונה, התקן תצוגה זה אינו תורם לפיתוח צגים שולחניים, אך בשל גורמי עלות נמוכה, צגי גביש נוזלי המותקנים ברכב משתמשים בעיקר ב- LCD מטריצה פסיבי [4].
LCD מטריצה פסיבית ניתן לחלק TN-LCD (מעוות Nematic-LCD, LCD נמטי מעוות), STN-LCD (סופר TN-LCD, LCD נמטי סופר מעוות) ו- DSTN-LCD (שכבה כפולה STN-LCD, שכבה כפולה סופר מעוות נמטי LCD) [1].
תצוגת הגביש הנוזלי היא תצוגה פסיבית. הוא אינו יכול לפלוט אור בכוחות עצמו ויכול להשתמש רק באור הסביבה שמסביב. מקורות התאורה האחורית העיקריים הם LED, EL ו- CCFL. המבנה הכללי שלו מוצג באיור 1 [5]. ניתן לראות כי עיקרון העבודה העיקרי של תצוגת גביש נוזלי הוא לשנות את הסידור או לסובב של מולקולות גביש נוזלי באמצעות אלקטרודות כדי להעביר אור כדי להשיג את אפקט התצוגה.
צבע התצוגה STN-LCD מושפע מאוד מעובי התא שלו, ושינוי קל בעובי התא יגרום להבדל חזותי ברור יותר. בהשפעת ההבדל בעובי חומר הזכוכית וחוסר היציבות של תהליך השיטוח של הגביש הנוזלי במהלך הייצור, נקודות בהירות ייווצרו בקצוות. קשה להימנע מדליפת אור בקצה TN-LCD. עם זאת, ניתן לחסל רגשות סובייקטיביים לא נעימים על ידי הגדלת שטח הכיסוי לקצה ה- LCD בעת עיצוב ההרכבה.
תהליך ההדפסה של שכבת היישור הפנימית של STN-LCD אינו יציב, וההבדל בקוטר חרוזי הבידוד יגרום לדרגות שונות של צבע רקע לא אחיד. על צג LCD בעל תצוגה כפולה באור לבן, ישנם מספר אזורים לבנים על הרקע השחור, אשר בולטים במיוחד כאשר הם נצפים בכיוון הנגדי לזווית הצפייה. נכון לעכשיו, הוא נשלט על ידי הגדרת דגימות מגבלה להקרנת מראה.
מכשירים חשמליים שונים ברכב כגון מונים, מכשירי רדיו ובקרי מיזוג אוויר יגרמו להבדלים באפקטי התצוגה בשל העלויות השונות שלהם, מפרטי המסך השונים והטכנולוגיות השונות בהן נעשה שימוש. לדוגמה, הניגודיות של מסך התצוגה של בקר המיזוג באמצעות טכנולוגיית EBTN (אקסטרה שחור תחתון) גבוהה בהרבה מזו של המקלט המשתמש ב- STN LCD רגיל. עם זאת, אם נעשה שימוש ב- LCD טוב יותר כגון TFT ברדיו ובנגן, עלות הרדיו והנגן תוכפל.
נכון לעכשיו, אין פתרון טוב במיוחד עבור דגמי אצווה, ואנחנו יכולים רק לנסות להסתגל לעמדות הראשיות ואת טייס המשנה יש השפעה חזותית טובה, אבל זה יכול לשמש שיקול מרכזי בפיתוח של מודלים חדשים.
3. מצבי פגם LCD נפוצים והוראות תיקון
נכון לעכשיו, ישנם ארבעה מצבי פגם נפוצים כפי שמוצג באיור שלהלן, והסיבות לפגמים אלה מורכבות בעיקר משלושת החלקים הבאים: פגמים הנגרמים על ידי שיקול לקוי בשלב העיצוב, פגמים הנגרמים על ידי חוסר יציבות בתהליך הייצור, ופגמים הנגרמים על ידי גורמים חיצוניים. לפי סוגים שונים, עיין בניתוח הדוגמה הבא בהתאמה.
הבהוב תצוגה 3.1 שנגרם על-ידי בעיה בהגדרת פרמטר פיצוי טמפרטורה
תיאור הבעיה: מסך הרדיו מהבהב בטמפרטורה מסוימת.
ניתוח סיבות: כדי להבטיח את אפקט התצוגה תחת טווח טמפרטורות גדול יותר, שבב מנהל ההתקן LCD של הרדיו כולל שני מצבי עבודה, נקודת המיתוג הקריטית מוגדרת ב- 10° C; כאשר הרדיו מזהה את טמפרטורת הסביבה במצבו כאשר הנקודה הקריטית של המיתוג צפה למעלה ולמטה, מצב העבודה יוחלף ברציפות; תוכנת תוכנית הרדיו והנגן אינה מבצעת עיבוד מעבר חלק בנקודה הקריטית של המיתוג, והתצוגה תהבהב כעת.
אמצעי שיפור: לשנות את התוכנה של הרדיו והמקלט, להוסיף בקרת היסטרזיס בנקודה הקריטית של טמפרטורת המיתוג של מצב העבודה של התצוגה, ולעבד בצורה חלקה את מתח ספק הכוח של התצוגה בעת המעבר כדי למנוע הבהוב של התצוגה. איור 3.1a הוא עקומת פיצוי הטמפרטורה לפני השינוי, ו-3-1b הוא עקומת הטמפרטורה לאחר השינוי.
3.2 נקודות בהירות אקראיות מוצגות בטמפרטורה גבוהה עקב חוסר ההתאמה בין דרישות השבב של מנהל ההתקן של התצוגה לבין תכנות התוכנה
תיאור הבעיה: LCD מייצר נקודות בהירות אקראיות בטמפרטורה גבוהה.
ניתוח סיבה: מפרטי שבבי מנהל ההתקן LCD יש דרישות ספציפיות עבור התזמון והמתח שלה, זמן החזקת הנתונים הוא 450ns; זמן החזקת הנתונים בעיצוב התוכנה יכול להגיע רק 60ns, על מנת לעמוד בדרישת 450ns, העיצוב הנוכחי משתמש בהתנגדות רשת הקיבול (התנגדות, קיבוליות) מתעכבת; בסביבת טמפרטורה גבוהה, ערך ההתנגדות יקטן עם עליית הטמפרטורה, מה שגורם לרצף הזמן של החזקת הנתונים להיות שגוי, וכתוצאה מכך נקודות בהירות אקראיות.
אמצעי שיפור: הבעיה של נקודות בהירות אקראיות מסולקת לחלוטין על ידי החלפת שבב מנהל ההתקן LCD, אך יש ליישם בדיקות אימות מספיקות.
הפגמים הנגרמים על ידי נוכחות של אובייקטים זרים ב- LCD או מגע לקוי / קצר חשמלי שנגרם על ידי תהליך הייצור משתנים בהתאם למיקום שבו הוא ירד או מחובר בצורה גרועה, ואת תופעות הכישלון האפשרי גם ישתנה בהתאם.
3.3 פגמים הנגרמים על ידי חפצים זרים נופלים לתוך LCD
סוגים נפוצים של עצמים זרים מוצגים באיור 3.2a, b:
ערכת בקרה: יש צורך לבצע ניתוח מפורט של הרכב החומר הזר, למצוא את המקור המדויק שלו לאחר אישור הרכבו, ולאחר מכן להתאים את התהליך כדי למנוע מאותו חומר זר ליפול לתוכו שוב.
3.4 פגמים הנגרמים על ידי תהליך ייצור LCD לא יציב
נזקים נפוצים מוצגים באיור 3.3a, b, c:
פתרון: אם יש חומרים אחרים במצב הפגום, בדיקת הרכב נדרשת גם. שפר את ניהול הניקיון של קו הייצור כדי למנוע זיעה של העובדים מטפטף על המוצרים המוגמרים למחצה, הגבר את בקרת הציוד כדי להפחית את הסיכוי שידיים אנושיות יגעו ישירות במוצרים המוגמרים למחצה, והשתמש בכלים כדי למנוע שגיאות בפעולה.
ניתן לשלוט באופן זמני בבעיות הנ"ל באמצעות בדיקה משופרת, כגון בדיקת מתח גבוה של מוצרים מוגמרים למחצה, ובדיקת עבודה של מוצרים מוגמרים בסביבות בטמפרטורה גבוהה ולחות גבוהה. זה יכול לשפר ביעילות את שיעור הזיהוי של פגמים יעילים מוקדם ולהפחית את הזרימה של מוצרים פגומים.
3.5 פגמים הנגרמים על ידי נזק ל- LCD שנגרם על ידי כוח חיצוני במהלך ההרכבה
נזקים נפוצים מוצגים באיור 3.4a ו-b:
ערכת בקרה: בעת הרכבת ציוד חשמלי עם LCD בסדנה, יש צורך להימנע ממגע ישיר עם פני השטח של LCD ככל האפשר, גרימת לחץ לגרום תצוגה גרועה או אפילו נזק זכוכית.
3.6 פגמים הנגרמים על ידי כשל מעגל היקפי
תקלות נפוצות מוצגות באיור 3.5a, b, c:
פתרון: ספק ההרכבה צריך לחזק את בקרת האיכות הפנימית שלו, כגון ניקיון קו הייצור, ערבות לאפקט הריתוך ובדיקת רכיבים נכנסים. ובאמצעות בדיקת מפעל הרכבה מתאימה כדי לזהות מוצרים מוסתרים מוקדם כדי למנוע מהם לזרום לידי הלקוחות. השיטות הנפוצות הן: עבודה בטמפרטורה גבוהה, רטט סביבת תחבורה מדומה וכו '.
4. מסקנה
טכנולוגיית תצוגת הגביש הנוזלי נמצאת בשימוש הולך וגובר בתחום הרכב, וכיוון הפיתוח שלה כולל גם את המונוכרום המקורי, הרזולוציה הנמוכה וזווית הצפייה הצרה של ה- LCD הישן המשתנה בהדרגה לצבע, בחדות גבוהה ובזווית צפייה רחבה. זה צפוי כי בעתיד, אפקט התצוגה של מכונית LCD יהיה בעצם זהה לזה של מחשבים ביתיים וטלוויזיות, ואת התוכן המוצג יהיה יותר ויותר שופע, יצירת סביבת נהיגה נוחה יותר עבור משתמשים. מנקודת מבט איכותית, עלינו גם לעמוד בקצב הזמנים, להבין כל הזמן את הדינמיקה בתעשייה ולספוג את הידע העדכני ביותר כדי להבטיח איכות מוצר יציבה יותר. יש עוד דרך ארוכה.
הפניות:
[1] ג.ה. היילמאייר, לוס אנג'לס ברטון ולוס אנג'לס אנוני: Appl.Proc.IEEE, 1968.
[2] Y.Taira, D.Nakano, H.Numata, A.Nishikai, S.Ono, F.Yamada, M.Suzuki, M.Noguchi, R.Sing, ו- EGColgan.Low-Power LCD באמצעות מערכת אופטית חדשנית, SID02 Digest. 2002: 1313-1315.
[3] אנרי ג'יי .B יגאט, הוגו ג'יי קורנליסן, דירק ג'יי ברואר, Cees W.M. Bastiaansen, אור פולימטרי מקוטב ליניארי מיקרו הפולט מדריך אור להארת LCD, SID02 Digest. 2002: 1236-1239.
[4] שיאנג הואיקון. מחקר על טכנולוגיות מפתח של מערכת ניווט לרכב, עבודת דוקטורט של אוניברסיטת בייג'ינג לטכנולוגיה.
