一, Característiques tècniques i punts sensibles a la humitat del LCD segmentat
Les pantalles LCD segmentades controlen la torsió de les molècules de cristall líquid a través d'elèctrodes i la seva estructura bàsica inclou un substrat de vidre, una capa conductora d'ITO, un material de cristall líquid i un polaritzador. Aquesta estructura és principalment sensible a la humitat en dos aspectes:
Absorció d'humitat dels materials: els materials de cristall líquid contenen grups polars com èsters i èters, que són propensos a l'absorció i l'expansió d'humitat quan la humitat supera el 80% d'HR, provocant una disposició molecular desordenada, que resulta en una visualització borrosa, una disminució del contrast i fins i tot una pantalla negra.
Corrosió de la capa conductora: la capa conductora ITO (òxid d'indi estany) és propensa a reaccionar amb molècules d'aigua per generar hidròxid d'indi en ambients humits, donant lloc a una major resistència de l'elèctrode i al trencament o parpelleig del codi de visualització.
Cas típic: després d'utilitzar un determinat equip de monitoratge marí en un entorn d'esprai de sal durant 3 mesos, la pantalla LCD del codi del segment apareixia parcialment negra. Després de la prova, es va trobar que la vora del polaritzador estava inflada a causa de l'absorció d'humitat, provocant la separació de la capa de cristall líquid. Al mateix temps, l'elèctrode ITO es va corroir per l'esprai de sal, formant un camí conductor i provocant un curtcircuit.
2, límit de tolerància a la humitat i estàndards de la indústria de LCD segmentat
Segons les dades de proves de la indústria, les LCD de codi de segment sense protecció poden funcionar de manera estable en les condicions següents:
Límit superior d'humitat: 90% d'HR (exposició-a curt termini)
Interval de temperatures: -30 graus a +85 graus (model de temperatura ampli)
Nivell de protecció: IP54 (a prova de pols i esquitxades)
Tanmateix, en els escenaris industrials reals, la humitat sovint s'acompanya de factors compostos com les fluctuacions de temperatura, l'esprai de sal i la contaminació per petroli, reduint significativament el llindar de tolerància. Per exemple:
Xoc de cicle de temperatura: a la prova de ciclisme de -40 graus a +85 graus, la pantalla LCD de codi de segment no segellat mostrava que el polaritzador es va pelar després de 10 cicles.
Corrosió per polvorització de sal: a l'entorn de polvorització de solució de NaCl al 5%, la taxa de corrosió de l'elèctrode ITO arriba a 0,1 μ m / dia i la resistència augmenta un 30% després de 20 dies.
Estàndard de la indústria: els LCD de codi de segment de grau militar han de passar la prova de calor humit (85 graus / 85% RH / 48 hores) a l'estàndard GJB 150A-2009, mentre que els productes de grau de consum només compleixen el nivell IP54 de IEC 60529.
3, Sistema de tecnologia de protecció en ambient d'alta humitat
Per millorar la resistència a la humitat de la pantalla LCD segmentada, la indústria ha desenvolupat una solució de protecció de diversos -nivells:
1. Disseny de segellat estructural
Tecnologia de laminació completa: s'utilitza l'adhesiu òptic OCA o l'adhesiu líquid LOCA per unir completament la pantalla tàctil i la pantalla LCD, eliminant les capes d'aire i evitant la condensació interna. Per exemple, un determinat terminal de mà industrial ha augmentat 5 vegades la seva capacitat anti-condensació mitjançant la tecnologia de laminació completa i no hi ha cap anomalia de visualització amb una diferència de temperatura de -20 graus a +70 graus.
Material de l'anell de segellat: s'utilitza un anell de segellat de cautxú EPDM o de fluorosilicona, amb una duresa controlada a 40-60 Shore A i una contracció prèvia a la compressió del 15% al 30% per garantir un rebot a llarg termini a altes temperatures i alta humitat. Després de segellar un determinat equip de perforació d'oli amb cautxú de fluorosilicona, va funcionar contínuament durant 2 anys en un entorn de 120 graus / 95% d'HR sense entrada d'aigua.
2. Tractament superficial del material
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 graus, fent que les gotes d'aigua rodin en forma esfèrica a la superfície. Les proves han demostrat que la pantalla LCD segmentada després del tractament del recobriment té una reducció del 90% de la taxa d'entrada d'aigua interna en les proves de polvorització IPX6.
Protecció de la capa conductora: la deposició de la capa de passivació de SiO ₂ o Al ₂ O3 a la superfície de l'elèctrode ITO, amb un gruix de 50-100 nm, pot bloquejar la penetració de molècules d'aigua. Un determinat dispositiu mèdic ha allargat la vida útil de l'elèctrode de 3 anys a 8 anys mitjançant aquest procés.
3. Estratègia de control ambiental
Aplicació del dessecant: el dessecant del tamís molecular es col·loca dins del panell posterior LCD, amb una capacitat d'absorció d'humitat del 20% del seu propi pes, que pot mantenir la humitat de la cambra per sota del 40% d'HR. Un determinat instrument a l'aire lliure adopta un disseny de dessecant doble i funciona contínuament durant 60 dies sense cap anomalia de visualització durant la temporada de pluges.
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%, i reduir la humitat relativa escalfant. Després d'adoptar aquest esquema, la taxa de fallada de condensació d'un determinat instrument d'emmagatzematge en fred va disminuir un 85%.
4, Escenaris d'aplicació típics i verificació del rendiment
1. Equips de vigilància del medi ambient marí
Un detector de-mar profund ha de funcionar en un entorn amb una concentració d'esprai de sal del 5% durant 5 anys, que oscil·la entre -2 graus i+40 graus . El codi de segment LCD adopta les següents proteccions:
Estructura totalment unida + anell de segellat de goma de fluorosilicona
Recobriment hidrofòbic de doble cara sobre substrat de vidre
Ompliu la cavitat amb dessecant del tamís molecular
Després de 18 mesos de funcionament continu en un entorn marí simulat, es va comprovar que el contrast només disminuïa un 5% i no hi havia cap fenomen de corrosió o curtcircuit.
2. Instruments de control en taller químic
L'instrument de control del reactor d'una determinada planta química ha de funcionar de manera estable en gas corrosiu a 60 graus i 90% d'HR. L'esquema de protecció LCD de codi de segment inclou:
Deposició de la capa de passivació Al ₂ O3 a la superfície de l'elèctrode ITO
Sistema de calefacció i deshumidificació PTC integrat al tauler
Realitzeu automàticament 10 minuts de cocció a -alta temperatura (80 graus) cada setmana
Aquest instrument ha estat funcionant contínuament durant 3 anys, amb una taxa de fallada només 1/5 de productes similars.
