摘 要：本文以ITO膜作为加热元件，规划制备了大尺度液晶显现器的低温加热模块。选用5个非等分的分区加热结构，经过调控各区域ITO膜加载功率的占空比和引进反应调理机制，操控加热区域的升温速率，优化液晶显现器的温度场散布。在270V电压下，先以12%的功率占空比快速升温，再以6%的功率占空比坚持温度，可以使液晶显现器在300s内到达快速发动要求，在500s内到达一个相对安稳的温度(-5℃)，一起各区域中心温差坚持在2℃以内，较好地处理了大尺度液晶显现器低温加热不均匀的问题。
液晶显现器(Liquid Crystal Display，简称LCD)具有体积小、质量轻、功耗低、电磁兼容性好等杰出长处，已经成为干流的显现器材。因为液晶分子在低温环境下粘度系数加大，会导致呼应时刻变长，图画发生严峻拖尾，不能正常显现，导致LCD普遍存在低温环境下作业功能差，乃至不作业的现象。
针对LCD在低温环境下不能正常作业的状况，选用较多的方法是将镀有ITO(Indium Tin Oxides)膜的玻璃作为加热元件对LCD进行低温加热补偿。当电流流过ITO膜时，ITO膜自身电阻发生的热量传递给与之相贴合的LCD，使其到达正常作业所需的温度要求。现在常用的区域ITO加热方法其温度场均匀性会跟着LCD尺度的增大而下降，部分区域会发生过热或欠热现象，严峻时乃至引起LCD及ITO加热元件的迸裂。
针对上述问题，本文拟选用多区域ITO膜的加热结构，调控占空比和引进反应调理机制，操控加热元件的升温速率，优化温度场散布，使大尺度LCD显现器可以在低温环境下快速发动并安稳作业。
1 理论优化规划
1.1 加热元件的规划
本文以624mm×240mm尺度的LCD显现器为研讨目标，选用方块电阻为50Ω/□的ITO玻璃对其进行加热。将ITO加热片按长度3∶2∶2∶2∶3的份额分红五个区域。由公式(1)可得到各区域电阻值。
其间，ρ□(Ω/□)为ITO玻璃的方块电阻，l1为ITO加热片分区后各区域的长度，l2为宽度。
1.2 软件仿真
ANSYS软件剖析加载电压为135V，功率占空比为30%时各加热区域温度场散布及中心点的温度上升曲线，如图1所示。
图1 电压135V，功率占空比30% 下模仿各加热区域温度场及温度上升曲线图
由图1可以看出，非等分各区域间的温度差在4℃以内，该数据较以往单区域加热的温度场散布更均匀。
2 加热片的制备
选用湿法刻蚀，将ITO基片按份额图画化，得到5个非均匀的加热区域。再将纳米银浆均匀地涂覆在5个分区的边际部分，用航空导线将电极引出，如图2所示。测验各分区的电阻值，见表1。
图2 分区域ITO 加热片的结构示意图
表1 加热片各区域电阻值
3 测验与剖析
3.1 加热片测验剖析
如图3所示为加载电压为135V，功率占空比为30%加热片各区域的升温曲线。从图3中可以看出，当加载电压为135V，占空比为30%时，五个区域温差不大，中心区域温度稍高，最大温差在4℃~5℃左右。因为加热片发生的热量和流失的热量适当，跟着温度升高，各区域最终都能坚持在一个相对安稳的温度，这和软件仿真的成果基本上是符合的。
3.2 模块测验剖析
将多区域加热片和LCD显现器装入图4所示的模块壳体中，其间加热元件和LCD之间为空气层，热量以热对流和热辐射的方式传递。为进一步减小各区域间的温差，咱们引进反应机制，在各加热区域中心装置温度传感器。首先将各区域的温度值取均匀，再将各区域温度与均匀值作比较。当温差超越“2℃”的设定阈值时，下降或升高相应加热区域的功率占空比，使各区域间的温度散布尽量坚持共同。
图4 特种液晶显现器模块示意图
图5所示为加装多区域加热片的特种LCD显现器模块在加载电压为270V，功率占空比别离为8%、10%、12%和14%时，模块各显现区域间的升温曲线。
图5 电压为270V，占空比8%、10%、12%、14% 特种LCD 模块显现各区域升温曲线
由图5可以看出，功率占空比越高，升温越快。功率占空比为12%、14%时，L C D 显现器表面温度可以在3 0 0 s 内由-45℃升到-20℃~-10℃左右。但跟着功率占空比添加，14%功率占空比下各显现区域间温差增大，因而选用12%作为加热前段快速升温时的功率占空比。
当温度到达必定值今后，加热后段再选用低功率占空比坚持温度。图6所示为加热前段12%加热300s后，再改用以2%、4%、6%和8%作为加热后段功率占空比特种LCD模块的温度曲线图。
图6 后段占空比为2%、4%、6%、8%特种LCD 模块温度曲线图
由图6可知，当加热后段功率占空比为2%时，LCD模块温度场不能坚持在一个安稳值;在4%、6%和8%的功率占空比下LCD温度场别离坚持在-12℃、-5℃和1℃左右。其间在4%和8%的功率占空比下，LCD的温度场别离有少量的下降和上升趋势;而在6%的功率占空比下，LCD模块各显现区域能坚持一个相对安稳的温度值(-5℃)，且各区域中心部分的温差坚持在2℃以内，更适合实践使用。
定论
本文针对传统单区域ITO加热片在大尺度LCD模块加热中存在的温度场散布不均匀等问题，规划并制备了具有5个非等分区域的大尺度LCD加热片。经过对各加热区域的功率占空比进行分段操控调理，使大尺度特种LCD模块可以快速升温，且各区域升温曲线相对共同，并经过温度传感器在各区域之间树立温差反应主动调理电路，使各区域间的温度差操控在2℃以内，有用确保了大尺度LCD模块的加热均匀性。当加载电压270V，加热前段占空比12%，后段占空比6%时，大尺度LCD模块在300s内到达正常作业温度，并且在500s时温度维持在一个相对安稳的值(-5℃)，一起将各区域的温度差操控在2℃以内。该多区域ITO加热片有用处理了传统单区域加热片对大尺度LCD模块加热不均匀、爆屏等问题，升温速度更快，温度场散布更均匀，可靠性更高，具有重要的实践使用含义。
