機載液晶顯示器溫度控制技術研究

陳蘊哲 黃良俊

摘 要： 液晶顯示器在目前的很多設備上都具有了應用，在航空事業當中也是如此，受到航空環境特殊環境因素的影響，做好溫度控制成為了液晶顯示器應用當中的重點技術。在本文中，將對機載液晶顯示器溫度控制技術進行一定的研究。

關鍵詞： 機載液晶顯示器;溫度控制;技術

在飛機座艙的電子儀表當中，液晶顯示器具有較多的應用，在光學特性以及清晰度等方面都具有較好的表現。同時，液晶顯示器在實際運行當中也將受到溫度的影響，為了保證其穩定運行，做好溫度控制十分關鍵。在本研究當中，主要從高溫角度對溫度控制進行分析。

1 高溫工作環境

航空環境相對特殊，整體情況較為苛刻嚴酷，在液晶顯示器熱設計當中，需要能夠以最惡劣環境進行計算。一般來說，對電子器件散熱問題進行解決的方式即分為對流、輻射以及傳導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，在高溫環境當中，并非是模塊的本身對其正常工作產生障礙，而是顯示器在運行中，內部發熱元器件在高溫環境中將不斷積聚熱量，因不能夠對這部分熱量進行快速的散發，而形成熱量累積效應，使模塊內部粘結材料、有機材料因此出現失效或者變形情況，也將使電子器件工作點因此發生飄移，在情況嚴重時則會對某些元器件進行損壞。在正常工作環境中，TFT-LCD的功率會低于200W，系統在運行中，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，在長時間運行后，內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。在熱量形成當中，背光源、電源部分將形成較多的熱量，也是殼體當中具有最高溫度的點。對于該情況，即需要對寬溫電源進行專門的設計，對于該類電源來說，具有較高的運行效率，且將在運行中產生較低的熱量，在65℃環境當中，能夠保證溫度的長期運行。背光源方面，則可以在罩體合金后殼位置對散熱風道進行設置，以此實現熱量的快速排出。在溫度控制技術方面，則需要保證能夠滿足顯示器光電性能需求，在此基礎上對合理的通風散熱構造進行設計，保證熱量在順利傳遞的情況下，保證液晶顯示器的正常運行。

2 溫度控制技術

2.1 自然散熱

對于機載設備來說，對于其重量、體積都具有非常高的要求，也一直以嚴格的方式進行控制，在保證能夠滿足剛度、強度以及加工性能需求的基礎上，可以對高導熱系數金屬材料進行選擇，以此使殼體在散熱性方面具有更好的表現。鎂鋁合金整體式機殼是較好的一種選擇，在實際應用過程中，在可靠性、制作成本方面具有較好的表現，具有簡單的結構以及較小的自然散熱體積，在顯示器運行中，如具有較低的熱流密度，通過自然散熱方式的應用，則能夠將輻射、對流的方式將熱量實現對周邊環境的傳遞，更好地進行設備冷卻，同時對較強導熱性結構以及散熱片材料進行使用。

內部元器件方面，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，則能夠對散熱器、PCB板的熱阻進行有效減小，在對導熱面積加大的基礎上，使機殼在自然散熱性飯方面具有更好的表現，而在實際安裝當中，則需要將具有較大發熱量的期間在印制板上部以及出風位置安裝。

通風口方面，則可以使用金屬網方式，該方式也是對電磁兼容性要求有效兼顧的一種方式，通風口的厚度、直徑參數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上，可以對通風孔的開口率進行提升，避免出現使用黑漆噴涂的情況。如果使用三防漆，也會對散熱效果產生影響，此時需要對散熱片設計裕量進行適當的加大。散熱片設置方面，對于輻射熱傳導率具有較好的提升效果，散熱片則可以使用氧化工藝進行處理，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，通過硅脂材料的使用在接觸面上均勻涂抹，進一步提升導熱率。

2.2 強迫風冷

對于機載TFT-LCD主機殼來說，其在實際應用中，即是固定在狹窄的機艙當中，根據顯示器內部發熱特點，當具有較大熱流密度、且對于溫升要求較高時，單純以自然散熱進行處理則很可能無法滿足散熱要求，此時，將軸流風機安裝在機殼內安裝則成為了一種有效的方式。該風機在實際應用中具有風量集中以及風壓大的特點，適合應用在熱量不均勻分布、且具有較大風阻的場合，在實際設計中，可以結合風道熱阻力數值對適合類型的風機進行選擇，以此進一步提升冷卻效果。

風道設計將對散熱效率產生直接的影響，風道走向方面，通常由背光源燈腔背后連接后殼體，并在橋后殼體蓋板內實現對風道的構造，能夠以此將風道橫截面實現對多個數量相互間不相同風道的設計。在風機驅動下，系統之外的冷空氣則將進入到風道當中，在流動的情況下帶出腔體中存在的熱量，并經過出風口將熱量排出。在具有較大風阻時，在對適合功率風機選擇的同時，也可以在進風口、出風口位置對風機進行安裝，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，都需要能夠充分結合環境條件參數、熱平衡方程對風道結構以及風機型號進行確定。

同自然散熱方式相比，強迫風冷散熱具有更高的冷卻效率，且具有十分復雜的結構，需要對風機電源、啟動控制裝置以及風機等設備進行安裝。對于這部分操作來說，則將對機載空間體積進行占用，在對功率提升的基礎上也增加了相應的成本。同時，該方式的應用也將對系統可能性產生影響，且在系統運行中將產生一定的振動與噪聲。在實際工作中，即需要能夠充分做好實際情況的把握，在保證自然冷卻方式無法滿足散熱要求的基礎上，在對該種強迫風冷方式進行應用。

3 結語

TFT-LCD對于工作溫度環境具有較高的要求，機載特殊環境更是對溫度控制技術的應用帶來了挑戰。在該情況下，即需要能夠積極做好散熱技術的選擇與應用，為液晶顯示器在機載環境中的穩定、安全運行創設出好的條件。

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