从阴极射线管（CRT）显示器到冷阴极荧光灯管的背光式液晶显示器（LCD）再到现在的白色发光二极管（LED）背光式LCD，触摸屏人机界面或操作界面自上世纪90年代早期经历了一个漫长的历程。平板显示器在自动化工业中已经广为流行，这些自动化工业中需要将工业计算机和人机界面连接到PLC和嵌入式控制板。人机界面背光灯在自动化、医疗、包装、药物、食品和饮料、运输等许多其他工业中的应用已经发生了引人注目的发展演变。

 图1 AVGAutomation 公司可为 4、6、8、10 和15 寸的Uticore 和 EZTouch 触摸面板PC 机提供白色 LED 背光；图中展示的是15 寸的。

        诸如显示有效期、图片质量、亮度等参数有助于确定什么样的人机界面最好地适应某种应用极其环境。现代的人机界面LCD通过背光灯把光从屏幕射出。当平板LCD代替了老式的CRT显示器控制工程网版权所有，CCFL背光灯相比于老式的CRT显示器提高了质量、亮度和使用寿命。LCD的CCFL背光最初只有5,000小时的使用寿命，随着时间推移使用寿命也得到提高，从10,000一直到提升到50,000小时。人机界面周围环境的温度和湿度对于CCFL背光式LCD使用寿命影响很大。CCFL背光式LCD中较昂贵的薄膜晶体管（TFT）LCD运行于25 ℃下通常会持续大约50,000小时，但背光灯的使用寿命会随着温度改变。如果LCD的温度上升到大约40 ℃，CCFL背光灯的寿命将缩短到大约20,000小时（见图2）。

图2 以温度为对照，对比CCFL 背光与白色LED 背 光的使用寿命。图片来源：AVGAutomation 公司。

        对于相对湿度对使用寿命的影响，CCFL背光式人机界面的“湿球温度计”温度是39 ℃。一旦CCFL背光式LCD在给定温度下达到它的最大湿度评定等级，背光灯就会停止工作（见图3）。CCFL光源归类为一种电子元件，它是一种气体放电光源，由玻璃灯泡封装内的荧光粉受激产生输出。典型的CCFL是一种空的玻璃量筒，里层覆盖有一层由稀土元素组成的荧光粉材料，两端都由吸气剂（无杂质）电极密封。

图3 CCFL 背光式人机界面相对湿度承受度。注意： 曲线下面的区域代表安全区，曲线上方是CCFL 的 非安全区。图片来源：AVG Automation 公司。

        CCFL背光式LCD需要一个大于1,000V的供给电压，通常是1,200~1,500 V。高耗电逆变器电路板驱动CCFL背光灯。尽管名字是冷阴极，它们工作时不是一直冷的；它们能变得非常热。高的背光灯温度缩短了生命周期可能引起工作不稳定。在印度、墨西哥、中国和中东的某些地区人机界面需要承受95%湿度和45 ℃的环境温度。为了较长的生命周期和更高的可靠性，高端制造商转向高效的白色LED固态器件。
        不像CCFLCONTROL ENGINEERING China版权所有，白色LED不需要气体和荧光粉所要求的高电压并能在没反向电路板下能在5~24V的范围内工作，比CCFL产热少。没有温度影响控制工程网版权所有，白色LED背光式LCD通常持续时间是CCFL背光式的两倍——可达75www.cechina.cn,000~100,000小时。
        通过测量每单位功率输入的光输出，基于LED的光源有更高的效率。亮度常以尼特（流明/平方米）来衡量。带有白色LED背光式的人机界面通常显示大约500尼特，相比较之下CCFL背光式LCD显示大约200-300尼特。白色LED的使用寿命增加了两倍并且亮度也增加了。

图4 白色LED 背光式人机界面相对湿度的承受 度。下方图形区代表安全区而上方图形区代表白 色LED 背光式人机界面运行的非安全区（与图 3 相比较，CCFL 的安全区较小）。

        冗余是另一个优点。当CCFL灯泡失效www.cechina.cn，整个LCD都无法读取。而对于白色LED背光式的人机界面，如果很多LED中的一个烧毁，显示部分变暗但它仍能用于重要的机器操作。随着人机界面在很多应用和环境（室内和室外）中应用，白色LED在操作界面的应用中具有关键的优势。
        白色LED背光式LCD由于有较长的生命周期，较高的亮度和较高的温度等级已经使得标准的LCD电视和笔记本电脑有了重大的进步。索尼已经自2005年在高端薄式Vaio笔记本中使用LED背光灯。在2007年，华硕、戴尔和苹果把白色LED背光灯引人到一些笔记本模型中。在2008年10月，苹果宣布将LED背光灯使用在它的笔记本和一款新的24英寸的平面电脑显示器。