工業(yè)LCD液晶屏在醫(yī)療與車載設(shè)備中的應(yīng)用

液晶顯示屏已經(jīng)從消費(fèi)電子領(lǐng)域延伸到工業(yè)、醫(yī)療、車載等對(duì)穩(wěn)定性與可靠性要求極高的應(yīng)用場(chǎng)景。在現(xiàn)代智能設(shè)備體系中，這些領(lǐng)域?qū)︼@示設(shè)備提出了更嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)——不僅要高亮、寬溫、抗震、防水、防眩光，還要在電磁干擾、環(huán)境粉塵、高濕、高溫等復(fù)雜條件下持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。因此，工業(yè)級(jí)LCD液晶屏成為了核心部件之一。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選型、工藝標(biāo)準(zhǔn)和可靠性驗(yàn)證方面，都遠(yuǎn)高于普通商顯或消費(fèi)級(jí)屏。

工業(yè)LCD液晶屏的技術(shù)基礎(chǔ)

工業(yè)液晶屏是專為復(fù)雜環(huán)境而設(shè)計(jì)的高可靠顯示器件。與普通LCD相比，其核心特征包括：

項(xiàng)目	工業(yè)LCD液晶屏	消費(fèi)級(jí)LCD液晶屏
工作溫度范圍	-30℃~+85℃	0℃~+50℃
亮度范圍	400–1500 cd/m²	200–300 cd/m²
對(duì)比度	≥1000:1	700–900:1
防護(hù)等級(jí)	IP65~IP68 可選	無(wú)防護(hù)設(shè)計(jì)
抗震能力	5–50G（IEC60068）	無(wú)
連續(xù)運(yùn)行能力	支持7×24小時(shí)	設(shè)計(jì)間歇使用
背光壽命	≥50,000小時(shí)	20,000~30,000小時(shí)
接口類型	LVDS / eDP / TTL	eDP / MIPI
防眩光設(shè)計(jì)	AR/AG鍍膜 / 水膠全貼合	無(wú)防反射層

工業(yè)LCD并非追求更高分辨率或色彩飽和，而是追求長(zhǎng)期穩(wěn)定、耐候性與顯示清晰度，這正是醫(yī)療、工控與車載系統(tǒng)的共同需求。

醫(yī)療顯示領(lǐng)域的LCD應(yīng)用要求

1.醫(yī)療場(chǎng)景的特殊性

醫(yī)療顯示設(shè)備通常處于封閉或高強(qiáng)度電磁環(huán)境中，例如：

手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)；

超聲監(jiān)護(hù)儀；

檢測(cè)儀、血液分析儀；

病房監(jiān)控終端。

這些設(shè)備對(duì)顯示精度和信號(hào)安全性有極高要求。

2.醫(yī)療級(jí)LCD的關(guān)鍵指標(biāo)

項(xiàng)目	說(shuō)明
灰階線性與伽馬一致性	醫(yī)療影像顯示必須保持灰階準(zhǔn)確，避免偏色；需符合 DICOM Part 14 標(biāo)準(zhǔn)。
電磁兼容性（EMC）	滿足 IEC 60601-1-2 醫(yī)療設(shè)備電磁要求。
表面防護(hù)	支持抗菌玻璃、防指紋、防霧層；可水洗或消毒。
防凝露設(shè)計(jì)	采用封閉光學(xué)結(jié)構(gòu)，防止溫差起霧。
連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定性	醫(yī)療設(shè)備需7×24小時(shí)運(yùn)行且無(wú)閃爍。

3.醫(yī)療專用結(jié)構(gòu)

全貼合水膠OCA工藝：消除反光、提高對(duì)比度；

防爆蓋板玻璃：防止誤操作導(dǎo)致破裂傷人；

寬溫控制板：確保手術(shù)室、病房溫差環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行；

金屬EMC屏蔽層：避免對(duì)其他精密儀器造成干擾。

醫(yī)療顯示設(shè)備通常采用IPS/AAS寬視角技術(shù)，并配合1000:1對(duì)比度和低藍(lán)光控制，以減少醫(yī)生在長(zhǎng)時(shí)間觀察下的視覺疲勞。

四、工控顯示的核心需求

1.工業(yè)環(huán)境的挑戰(zhàn)

工控設(shè)備顯示系統(tǒng)多部署在高粉塵、高濕度、溫差大、振動(dòng)強(qiáng)的環(huán)境中，典型如：

PLC人機(jī)界面（HMI）；

數(shù)控機(jī)床操作面板；

智能生產(chǎn)線監(jiān)控終端；

戶外控制柜顯示模塊。

2.工控液晶屏的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

設(shè)計(jì)方向	工程要求
高亮顯示	≥500cd/m²，適應(yīng)強(qiáng)光下操作；
寬溫設(shè)計(jì)	-30~85℃ 環(huán)境下無(wú)黑屏或色偏；
防塵防水	IP65及以上結(jié)構(gòu)，避免進(jìn)灰與水汽；
抗震結(jié)構(gòu)	采用金屬背板與防震膠圈；
接口兼容	LVDS / eDP / TTL 多選；
可維護(hù)性	背光模組可獨(dú)立更換，支持定制；
防眩光工藝	AG鍍膜或AR玻璃，保證讀數(shù)清晰。

3.工控屏常用技術(shù)

水膠全貼合結(jié)構(gòu)：防塵、防霧、提升光學(xué)對(duì)比；

高亮LED背光+PWM調(diào)光：平衡亮度與能耗；

金屬屏蔽+EMI接地結(jié)構(gòu)：抗電磁干擾；

定制接口方案：支持RS232/I²C/USB調(diào)光控制。

典型尺寸范圍：7"、10.4"、12.1"、15.6"、17"、21.5"其中7~10.4英寸最常用于PLC與嵌入式終端。

五、車載顯示系統(tǒng)的LCD應(yīng)用

1.車載環(huán)境的復(fù)雜性

車載顯示屏處于高溫暴曬、振動(dòng)沖擊和電源波動(dòng)等環(huán)境下，

要求極高的環(huán)境適應(yīng)能力。

主要應(yīng)用包括：

儀表盤顯示（Cluster）

中控屏（CenterDisplay）

后座娛樂屏（RSE）

電子后視鏡、HUD抬頭顯示

2.車規(guī)級(jí)液晶屏標(biāo)準(zhǔn)

指標(biāo)	要求	執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
溫度范圍	-40℃~+85℃	AEC-Q100
防震性能	10–50G 沖擊測(cè)試	ISO 16750-3
抗反射性能	反射率 ≤1.5%	ASTM D523
亮度與對(duì)比度	≥800 cd/m², ≥1000:1	OEM車輛規(guī)范
EMC抗擾度	滿足CISPR 25標(biāo)準(zhǔn)	EMC認(rèn)證
背光壽命	≥60,000小時(shí)	車規(guī)級(jí)驗(yàn)證
可視角	178°（IPS）	寬視角標(biāo)準(zhǔn)
響應(yīng)時(shí)間	≤20ms	防拖影要求

車載顯示通常采用全貼合+抗反射玻璃+防眩膜層，部分高端車型還引入Mini-LED背光和光學(xué)均勻性校正算法，以確保在陽(yáng)光直射下仍具備優(yōu)良可讀性。

六、光學(xué)貼合技術(shù)在三大領(lǐng)域的共通性

全貼合的優(yōu)勢(shì)

項(xiàng)目	效果
消除反光	消除空氣層界面反射，提高對(duì)比度40~60%；
提高防水防塵性	支持IP65~IP68密封等級(jí)；
增強(qiáng)抗震性能	防止長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)導(dǎo)致模組松動(dòng)；
提升可讀性	在強(qiáng)光與戶外環(huán)境下仍可清晰顯示；

技術(shù)類型

水膠全貼合（適合醫(yī)療、工控）

光學(xué)膠全貼合（OCA/OCR）（適合車載、商顯）

AR/AG雙鍍膜防眩層（提高清晰度與透過(guò)率）

七、典型產(chǎn)品案例

應(yīng)用領(lǐng)域	尺寸	亮度	工作溫度	接口	特點(diǎn)
醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀	10.1"	1000 cd/m²	-20~70℃	LVDS	防眩光全貼合、抗菌玻璃
PLC工控面板	7.0"	800 cd/m²	-30~85℃	LVDS	寬溫高亮、防塵防霧
車載中控屏	12.3"	1200 cd/m²	-40~85℃	eDP	全貼合、防反射、防紫外
戶外充電樁	10.4"	1500 cd/m²	-30~85℃	LVDS	陽(yáng)光下可視、高防護(hù)設(shè)計(jì)

工業(yè)級(jí)LCD液晶屏已經(jīng)成為醫(yī)療、工控、車載系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵部件。它的核心價(jià)值不在分辨率，而在于：在任何環(huán)境下，都能穩(wěn)定、清晰、安全地顯示信息。

發(fā)展方向?qū)⒓性冢?/p>

Mini-LED與Micro-LED背光系統(tǒng)；

更高透光率的全貼合工藝；

智能亮度自適應(yīng)與低功耗驅(qū)動(dòng)；

國(guó)產(chǎn)工業(yè)屏替代與自主可靠供應(yīng)鏈建設(shè)。

參考資料

1.IEC61747-5-5:2017

2.IEC60601-1-2:2020

3.AUOIndustrialDisplayWhitePaper(2024)

4.TianmaIndustrialDisplayApplicationGuide(2023)

5.BOEIndustrialSeriesCatalog(2024)

6.LeehonDisplay工控與醫(yī)療LCD選型指南