Exigences d'affichage TFT de qualité industrielle

1. Fiabilité du produit

La grande majorité des écrans LCD sont conçus pour les appareils grand public tels que les smartphones, les appareils photo, les tablettes et les appareils de jeux. Mais leurs exigences sont très différentes de celles des applications industrielles. En raison de prix très compétitifs et de cycles de production rapides, les modules d'affichage grand public n'intègrent pas toujours la durabilité, la fiabilité et les fonctionnalités avancées requises pour survivre dans un environnement industriel. Les cycles de vie des produits sont également généralement beaucoup plus courts dans les applications grand public. Les écrans fabriqués pour ces applications ne sont généralement disponibles que pendant un an, dans le meilleur des cas deux ans. En revanche, les modules d'affichage destinés aux applications industrielles nécessitent de longs cycles de vie des produits, souvent jusqu'à dix ans ou plus. De plus, lorsqu'un module industriel est abandonné par le fabricant, un produit successeur doit être rétrocompatible afin de s'adapter au boîtier existant sans nécessiter une refonte de l'ensemble du système.


2. Environnement opérationnel

La capacité à résister aux variations de température ainsi qu'aux chocs et aux vibrations est également un facteur clé lors de la sélection des écrans pour les applications industrielles d'aujourd'hui. Ils doivent être suffisamment résistants pour résister aux chocs ou secousses fréquents des opérateurs de machines et des équipements environnants, et doivent également être capables de supporter diverses températures de fonctionnement.

Températures de fonctionnement étendues

Les écrans industriels sont généralement logés dans un boîtier dans le cadre d’un équipement plus grand. Dans ces situations, la chaleur générée par les équipements environnants reste emprisonnée dans l’enceinte, ce qui peut être préjudiciable à de nombreux écrans. Par conséquent, il est important de garder à l’esprit les exigences réelles en matière de température de stockage et de fonctionnement lors du choix d’un écran. Bien que des mesures puissent être prises pour dissiper la chaleur générée, comme l'utilisation de ventilateurs à l'intérieur du boîtier, le moyen le plus efficace de garantir le respect des exigences de température de stockage et de fonctionnement consiste à sélectionner un écran optimisé pour ces types d'environnements. Heureusement, les améliorations apportées aux matériaux à cristaux liquides ont permis d'étendre actuellement les plages de températures de fonctionnement des écrans LCD de -30 à 80 degrés.

Chocs, vibrations, EMI et dommages mécaniques

En général, les appareils industriels devraient être plus robustes que les appareils standards. La réduction du nombre de connecteurs à broches et à douilles et l'introduction de semi-conducteurs à puce sur verre constituent un moyen d'obtenir une résistance plus élevée aux chocs et aux vibrations. De plus, l'installation de cadres métalliques au lieu d'armoires en plastique contribue à améliorer les caractéristiques EMI et la résistance mécanique de l'unité. L'ajout d'une vitre avant renforcée chimiquement permet d'éviter les rayures et les imperfections sur la surface de l'utilisateur.

3. Lisibilité

Luminosité

Il est important que les écrans utilisés dans les applications industrielles permettent une visualisation claire et précise sous plusieurs angles dans diverses conditions de lumière ambiante. Plus l'environnement est lumineux, plus il peut être difficile de lire un écran LCD transmissif standard avec une luminosité typique de 250 à 300 cd/m2. NVD a développé des écrans capables de fonctionner dans une plage de 800-cd/m2-et plus en mettant en œuvre des LED à haute efficacité pour l'unité de rétroéclairage, si nécessaire, en combinaison avec des films spéciaux d'amélioration de la luminosité.

Rapport de contraste

L'augmentation du rapport de contraste de l'écran est un autre moyen efficace permettant aux fabricants d'écrans d'améliorer la lisibilité de l'écran dans des environnements lumineux. Les taux de contraste typiques pour les écrans non industriels sont compris entre 200:1 et 300:1, ce qui peut ne pas être suffisant lorsqu'un opérateur de machine regarde l'écran à distance. Les écrans avec des taux de contraste d'environ 500:1 ou plus sont mieux adaptés aux environnements industriels. Un autre avantage de cette méthode est qu’elle n’augmente pas la consommation d’énergie.

Écrans LCD transflectifs

Les écrans LCD transflectifs sont une bonne solution pour les environnements à éclairage variable. Dotés de caractéristiques à la fois transmissives et réfléchissantes, les écrans LCD transflectifs ont la possibilité d'utiliser un rétroéclairage dans un éclairage faible (mode transmissif), ainsi que d'utiliser des propriétés réfléchissantes dans un éclairage vif (mode réfléchissant). Cela réduit la consommation d'énergie et la production de chaleur en mode réfléchissant puisque le rétroéclairage n'est pas utilisé.

Angles de vision

La lisibilité sous plusieurs angles est un autre facteur clé de sélection. Dans un environnement industriel typique, un opérateur de machine est plus susceptible d'être positionné dans un angle décalé plutôt que juste devant l'écran. La mise en œuvre d'un écran conçu pour les applications grand public ne fonctionne généralement pas bien dans cette situation, car il y a une distorsion de l'image et un changement de couleur lorsqu'il est vu sous un angle. Mais un certain nombre de technologies ont été utilisées pour améliorer la visualisation hors angle des écrans, les rendant ainsi adaptés aux applications industrielles. Certaines technologies cinématographiques offrent des angles de vision de 160º horizontalement et de 140º verticalement, mais dans certains cas, cela n'est toujours pas suffisant. La technologie de commutation dans le plan (IPS), l'alignement vertical multidomaine (MVA) et la commutation de champ marginal (FFS) offrent des alternatives. Ces technologies exclusives sont capables d'atteindre des angles de vision de près de 90- degrés dans les quatre directions sans aucun changement de couleur.

Taille et résolution accrues

La taille et la résolution jouent également un rôle dans la lisibilité globale. Les écrans d'une diagonale comprise entre 2 et 25- pouces sont le plus souvent utilisés dans les applications industrielles. Ces tailles offrent suffisamment d'espace pour visualiser les chiffres, les formes d'onde et d'autres données graphiques sans occuper trop d'espace sur un équipement.

D'un format d'image 4:3 initialement, les écrans industriels passent désormais à des formats larges avec des résolutions WVGA à WXGA. Le format grand format permet aux utilisateurs de visualiser des formes d'onde plus longues et plus de données sur un seul écran. Ces modules d'affichage peuvent également être conçus pour intégrer des fonctions tactiles, permettant aux fabricants d'équipements d'ignorer les commutateurs et boutons physiques et de concevoir des IHM basées davantage sur le logiciel que sur le matériel.