一, Technické vlastnosti a body citlivé na vlhkosť segmentového LCD
Segmentované LCD displeje ovládaním krútenia molekúl tekutých kryštálov cez elektródy a ich jadrová štruktúra zahŕňa sklenený substrát, ITO vodivú vrstvu, materiál tekutých kryštálov a polarizátor. Táto štruktúra je hlavne citlivá na vlhkosť z dvoch hľadísk:
Absorpcia vlhkosti materiálov: Materiály s tekutými kryštálmi obsahujú polárne skupiny, ako sú estery a étery, ktoré sú náchylné na absorpciu vlhkosti a expanziu, keď vlhkosť prekročí 80% relatívnej vlhkosti, čo vedie k neusporiadanému usporiadaniu molekúl, čo má za následok rozmazané zobrazenie, znížený kontrast a dokonca aj čiernu obrazovku.
Korózia vodivej vrstvy: Vodivá vrstva ITO (oxid india a cínu) je náchylná reagovať s molekulami vody za vzniku hydroxidu india vo vlhkom prostredí, čo má za následok zvýšený odpor elektród a rozbitie alebo blikanie kódu displeja.
Typický prípad: Po 3 mesiacoch používania určitého morského monitorovacieho zariadenia v prostredí soľnej hmly sa obrazovka LCD s kódom segmentu zdala čiastočne čierna. Po testovaní sa zistilo, že okraj polarizátora bol opuchnutý v dôsledku absorpcie vlhkosti, čo spôsobilo oddelenie vrstvy tekutých kryštálov. Súčasne došlo k korózii elektródy ITO soľným postrekom, čím sa vytvorila vodivá dráha a spôsobil skrat.
2, limit tolerancie vlhkosti a priemyselné štandardy segmentovaného LCD
Podľa údajov z priemyselných testov môžu nechránené LCD kódy segmentov fungovať stabilne za nasledujúcich podmienok:
Horná hranica vlhkosti: 90 % RH (krátkodobá-expozícia)
Teplotný rozsah: -30 stupňov až +85 stupňov (široký teplotný model)
Stupeň ochrany: IP54 (odolné voči prachu a striekajúcej vode)
V skutočných priemyselných scenároch je však vlhkosť často sprevádzaná zloženými faktormi, ako sú kolísanie teploty, soľná hmla a znečistenie olejom, čím sa výrazne znižuje prah tolerancie. Napríklad:
Teplotný cyklický šok: Pri cyklickom teste od -40 stupňov do +85 stupňov ukázal neuzavretý LCD kód segmentu odlupovanie polarizátora po 10 cykloch.
Korózia soľným sprejom: V prostredí rozprašovania 5% roztoku NaCl dosahuje rýchlosť korózie ITO elektródy 0,1 μm/deň a odpor sa po 20 dňoch zvýši o 30%.
Priemyselný štandard: Displeje LCD s kódom segmentu vojenskej kvality musia prejsť skúškou vlhkým teplom (85 stupňov / 85 % RH/48 hodín) podľa normy GJB 150A-2009, zatiaľ čo výrobky pre spotrebiteľov zvyčajne spĺňajú iba úroveň IP54 podľa IEC 60529.
3, Systém ochrannej technológie v prostredí s vysokou vlhkosťou
Na zlepšenie odolnosti segmentovaného LCD proti vlhkosti vyvinul priemysel viac{0}}úrovňové riešenie ochrany:
1. Dizajn konštrukčného tesnenia
Technológia úplnej laminácie: Optické lepidlo OCA alebo tekuté lepidlo LOCA sa používa na úplné spojenie dotykovej obrazovky a LCD, čím sa eliminujú vzduchové vrstvy a zabráni sa vnútornej kondenzácii. Napríklad určitý priemyselný ručný terminál zvýšil svoju schopnosť proti kondenzácii 5-krát prostredníctvom technológie úplnej laminácie a pri teplotnom rozdiele -20 až +70 stupňov nedochádza k žiadnej abnormalite zobrazenia.
Materiál tesniaceho krúžku: Používa sa tesniaci krúžok z EPDM alebo fluorosilikónového kaučuku s tvrdosťou regulovanou na 40-60 Shore A a zmrštením pred kompresiou 15% -30%, aby sa zabezpečilo dlhodobé odskočenie pri vysokej teplote a vysokej vlhkosti. Po utesnení určitého zariadenia na ťažbu ropy fluorosilikónovým kaučukom pracovalo nepretržite 2 roky v prostredí 120 stupňov / 95 % relatívnej vlhkosti bez vniknutia vody.
2. Povrchová úprava materiálu
Hydrophobic coating: Spraying fluoride (such as Cytop solution) on the surface of a glass substrate to form a hydrophobic film with a contact angle>110 stupňov, čo spôsobuje, že kvapky vody stekajú na povrch v guľovom tvare. Testy ukázali, že segmentovaný LCD displej po ošetrení náterom má 90 % zníženie internej rýchlosti prieniku vody pri testovaní sprejom IPX6.
Ochrana vodivou vrstvou: Uloženie pasivačnej vrstvy SiO ₂ alebo Al ₂ O3 na povrchu elektródy ITO s hrúbkou 50-100 nm môže blokovať prenikanie molekúl vody. Určité zdravotnícke zariadenie týmto procesom predĺžilo životnosť elektród z 3 rokov na 8 rokov.
3. Stratégia kontroly životného prostredia
Aplikácia vysúšadla: Vo vnútri zadného panelu LCD je umiestnené vysúšadlo s molekulárnym sitom s kapacitou absorpcie vlhkosti 20 % vlastnej hmotnosti, ktoré dokáže udržať vlhkosť v komore pod 40 % RH. Určitý vonkajší prístroj využíva dizajn s dvojitým vysúšadlom a pracuje nepretržite 60 dní bez akýchkoľvek abnormalít zobrazenia počas obdobia dažďov.
Intelligent heating and dehumidification: PTC heating elements are integrated on the back of the LCD, which automatically start when the humidity sensor detects RH>75% a znížte relatívnu vlhkosť zahriatím. Po prijatí tejto schémy sa miera zlyhania kondenzácie určitého chladiaceho zariadenia znížila o 85 %.
4, Typické aplikačné scenáre a overenie výkonu
1. Zariadenia na monitorovanie morského prostredia
Hlboký{0}}detektor musí fungovať v prostredí s koncentráciou soľnej hmly 5 % počas 5 rokov v rozsahu od -2 stupňov do+40 stupňov . LCD kód segmentu využíva nasledujúce ochrany:
Plne lepená štruktúra + tesniaci krúžok z fluorosilikónovej gumy
Obojstranný hydrofóbny povlak na sklenenom substráte
Naplňte dutinu sušidlom s molekulovým sitom
Po 18 mesiacoch nepretržitej prevádzky v simulovanom morskom prostredí sa zistilo, že kontrast klesol iba o 5 % a nedošlo k žiadnej korózii alebo skratu.
2. Kontrolné prístroje v chemickej dielni
Prístroj na riadenie reaktora v určitom chemickom závode potrebuje stabilnú prevádzku v korozívnom plyne pri 60 stupňoch a 90 % relatívnej vlhkosti. Schéma ochrany LCD kódu segmentu zahŕňa:
Depozícia pasivačnej vrstvy Al ₂ O3 na povrchu elektródy ITO
Integrovaný systém vykurovania a odvlhčovania PTC na doske
Každý týždeň automaticky vykonajte 10 minút pečenia pri vysokej-tete (80 stupňov).
Tento prístroj funguje nepretržite už 3 roky, pričom poruchovosť je len u 1/5 podobných produktov.
