一, Технически характеристики и чувствителни към влага точки на сегментиран LCD
Сегментирани LCD дисплеи чрез контролиране на усукването на течнокристални молекули през електроди, а основната му структура включва стъклен субстрат, ITO проводящ слой, течен кристален материал и поляризатор. Тази структура е чувствителна главно към влажност в два аспекта:
Абсорбция на влага от материали: Материалите с течни кристали съдържат полярни групи като естери и етери, които са склонни към абсорбция на влага и разширяване, когато влажността надвишава 80% относителна влажност, което води до неподредено молекулярно подреждане, което води до замъглено изображение, намален контраст и дори черен екран.
Корозия на проводимия слой: Проводимият слой ITO (индиев калаен оксид) е склонен да реагира с водни молекули, за да генерира индиев хидроксид във влажна среда, което води до повишено съпротивление на електрода и счупване или трептене на кода на дисплея.
Типичен случай: След използване на определено оборудване за морско наблюдение в среда със солен спрей в продължение на 3 месеца, LCD екранът със сегментен код изглеждаше частично черен. След тестване беше установено, че ръбът на поляризатора е подут поради абсорбиране на влага, което води до отделяне на слоя течен кристал. В същото време ITO електродът е корозирал от солен спрей, образувайки проводяща пътека и причинявайки късо съединение.
2, Граница на толерантност към влажност и индустриални стандарти за сегментиран LCD
Според данните от индустриалните тестове незащитените LCD дисплеи със сегментен код могат да работят стабилно при следните условия:
Горна граница на влажност: 90% RH (краткотрайно-излагане)
Температурен диапазон: -30 градуса до +85 градуса (модел с широка температура)
Ниво на защита: IP54 (прахоустойчив и устойчив на пръски)
Въпреки това, в реални промишлени сценарии, влажността често е придружена от комплексни фактори като температурни колебания, солени пръски и петролно замърсяване, което значително намалява прага на поносимост. Например:
Температурен цикличен шок: При цикличен тест от -40 градуса до +85 градуса, незапечатаният сегментен кодов LCD показа отлепване на поляризатора след 10 цикъла.
Корозия от солен спрей: В среда за пръскане с 5% разтвор на NaCl скоростта на корозия на ITO електрода достига 0,1 μm/ден, а устойчивостта се увеличава с 30% след 20 дни.
Индустриален стандарт: LCD дисплеите с военен сегментен код трябва да преминат теста за влажна топлина (85 градуса /85% RH/48 часа) в стандарта GJB 150A-2009, докато продуктите за потребителски клас обикновено отговарят само на нивото IP54 на IEC 60529.
3, Технологична система за защита в среда с висока влажност
За да подобри устойчивостта на влага на сегментирания LCD, индустрията разработи много{0}}решение за защита:
1. Проектиране на структурно уплътнение
Технология за пълно ламиниране: Оптичното лепило OCA или течното лепило LOCA се използва за пълно свързване на сензорния екран и LCD, като елиминира въздушните слоеве и предотвратява вътрешната кондензация. Например определен промишлен ръчен терминал е увеличил способността си срещу кондензация 5 пъти чрез технология за пълно ламиниране и няма аномалия на дисплея при температурна разлика от -20 градуса до +70 градуса.
Материал на уплътнителния пръстен: Използва се уплътнителен пръстен от EPDM каучук или флуоросиликонов каучук с твърдост, контролирана при 40-60 Shore A и свиване преди компресия от 15% -30%, за да се осигури дългосрочно отскачане при висока температура и висока влажност. След като определено оборудване за сондиране на нефт беше запечатано с флуоросиликонова гума, то работи непрекъснато в продължение на 2 години в среда от 120 градуса /95% RH без проникване на вода.
2. Повърхностна обработка на материала
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 градуса, което води до търкаляне на капчици вода в сферична форма по повърхността. Тестовете показват, че сегментираният LCD след третиране с покритие има 90% намаление на вътрешното проникване на вода при тестване със спрей IPX6.
Защита на проводимия слой: Отлагането на SiO ₂ или Al ₂ O3 пасивиращ слой върху повърхността на ITO електрода с дебелина 50-100 nm може да блокира проникването на водни молекули. Определено медицинско устройство е удължило живота на електрода от 3 години на 8 години чрез този процес.
3. Стратегия за контрол на околната среда
Прилагане на десикант: Десикантът с молекулярно сито се поставя вътре в задния LCD панел с капацитет за абсорбиране на влага от 20% от собственото му тегло, което може да поддържа влажността в камерата под 40% RH. Определен външен инструмент приема дизайн с двоен десикант и работи непрекъснато в продължение на 60 дни без никакви аномалии на дисплея по време на дъждовния сезон.
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% и намалете относителната влажност чрез нагряване. След приемането на тази схема степента на повреда при кондензация на определен инструмент за хладилно съхранение намалява с 85%.
4, Типични сценарии за приложение и проверка на производителността
1. Оборудване за мониторинг на морската среда
Дълбоко{0}}детекторът трябва да работи в среда с концентрация на солени пръски от 5% за 5 години, вариращи от -2 градуса до +40 градуса. LCD сегментният код приема следните защити:
Напълно свързана структура + уплътнителен пръстен от флуоросиликонов каучук
Двустранно хидрофобно покритие върху стъклен субстрат
Напълнете кухината с десикант на молекулярно сито
След 18 месеца непрекъсната работа в симулирана морска среда беше установено, че контрастът е намалял само с 5% и няма корозия или феномен на късо съединение.
2. Контролни уреди в химически цех
Контролният уред на реактора на определен химически завод трябва да работи стабилно в корозивен газ при 60 градуса и 90% относителна влажност. Схемата за LCD защита на сегментния код включва:
Отлагане на Al ₂ O3 пасивиращ слой върху повърхността на ITO електрода
Интегрирана в таблото PTC система за отопление и изсушаване
Автоматично извършване на 10 минути печене при висока-температура (80 градуса) всяка седмица
Този инструмент работи непрекъснато в продължение на 3 години, като процентът на отказ е само 1/5 от подобни продукти.
