一, segmentoidun LCD:n tekniset ominaisuudet ja kosteusherkät kohdat
Segmentoidut LCD-näytöt ohjaavat nestekidemolekyylien kiertymistä elektrodien läpi, ja sen ydinrakenne sisältää lasisubstraatin, johtavan ITO-kerroksen, nestekidemateriaalin ja polarisaattorin. Tämä rakenne on pääasiassa herkkä kosteudelle kahdessa suhteessa:
Materiaalien kosteuden absorptio: Nestekidemateriaalit sisältävät polaarisia ryhmiä, kuten estereitä ja eettereitä, jotka ovat alttiita kosteuden imeytymiselle ja laajenemiselle, kun kosteus ylittää 80 % suhteellisesta kosteudesta, mikä johtaa molekyylien epäjärjestykseen, mikä johtaa epäselvään näyttöön, heikentyneeseen kontrastiin ja jopa mustaan näyttöön.
Johtavan kerroksen korroosio: ITO (indium tinaoksidi) johtava kerros on altis reagoimaan vesimolekyylien kanssa muodostaen indiumhydroksidia kosteissa ympäristöissä, mikä lisää elektrodin vastusta ja näytön koodin rikkoutumista tai välkkymistä.
Tyypillinen tapaus: Kun tiettyä merivalvontalaitetta oli käytetty suolasuihkuympäristössä 3 kuukauden ajan, segmenttikoodin LCD-näyttö näytti osittain mustalta. Testauksen jälkeen havaittiin, että polarisaattorin reuna oli turvonnut kosteuden imeytymisen vuoksi, mikä aiheutti nestekidekerroksen erottumisen. Samaan aikaan ITO-elektrodi syöpyi suolasuihkulla, mikä muodosti johtavan reitin ja aiheutti oikosulun.
2, kosteustoleranssiraja ja segmentoidun LCD-näytön alan standardit
Teollisuuden testaustietojen mukaan suojaamattomat segmenttikoodin LCD-näytöt voivat toimia vakaasti seuraavissa olosuhteissa:
Kosteuden yläraja: 90 % RH (lyhytaikainen{1}}altistus)
Lämpötila-alue: -30 asteesta +85 asteeseen (leveä lämpötilamalli)
Suojaustaso: IP54 (pölytiivis ja roisketiivis)
Todellisissa teollisissa skenaarioissa kosteuteen liittyy kuitenkin usein yhdistelmätekijöitä, kuten lämpötilan vaihteluita, suolasumua ja öljysaastetta, mikä vähentää merkittävästi toleranssikynnystä. Esimerkiksi:
Lämpötilasyklishokki: -40 asteen -+85 asteen kiertotestissä tiivistämättömän segmenttikoodin LCD-näyttö osoitti polarisaattorin kuoriutumista 10 jakson jälkeen.
Suolasumukorroosio: 5 % NaCl-liuoksen ruiskutusympäristössä ITO-elektrodin korroosionopeus saavuttaa 0,1 μm/vrk ja vastus kasvaa 30 % 20 päivän kuluttua.
Toimialastandardi: Sotilasluokan segmenttikoodin LCD-näyttöjen on läpäistävä kostea lämpötesti (85 astetta / 85 % RH/48 tuntia) GJB 150A-2009 -standardissa, kun taas kuluttajatuotteet täyttävät yleensä vain IEC 60529 -standardin IP54-tason.
3, Suojaustekniikkajärjestelmä korkean kosteuden ympäristössä
Segmentoidun LCD-näytön kosteudenkestävyyden parantamiseksi teollisuus on kehittänyt monitasoisen suojausratkaisun:
1. Rakenteellinen tiivistyssuunnittelu
Täysi laminointitekniikka: OCA-optista liimaa tai nestemäistä LOCA-liimaa käytetään kosketusnäytön ja LCD-näytön täydelliseen liimaamiseen, mikä poistaa ilmakerrokset ja estää sisäisen kondensoitumisen. Esimerkiksi eräs teollinen käsipääte on lisännyt kondensoitumisenestokykyään viisinkertaiseksi täyden laminointitekniikan ansiosta, eikä näytössä ole poikkeavuuksia lämpötilaerossa -20 astetta +70 asteeseen.
Tiivisterenkaan materiaali: Käytetään EPDM-kumia tai fluorisilikonikumitiivisterengasta, jonka kovuus on säädetty arvoon 40{3}}60 Shore A ja esipuristuskutistuminen 15–30 %, jotta varmistetaan pitkäaikainen palautuminen korkeassa lämpötilassa ja korkeassa kosteudessa. Sen jälkeen kun tietty öljynporauslaitteisto oli tiivistetty fluorosilikonikumilla, se toimi yhtäjaksoisesti 2 vuotta ympäristössä, jonka suhteellinen kosteus oli 120 astetta /95 % ilman veden sisäänpääsyä.
2. Materiaalin pintakäsittely
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 astetta, jolloin vesipisarat valuvat pallomaisesti pinnalle. Testit ovat osoittaneet, että segmentoidun LCD:n pinnoituskäsittelyn jälkeen sisäinen veden tunkeutumisnopeus pienenee 90 % IPX6-suihkutestauksessa.
Johtavan kerroksen suojaus: SiO ₂ tai Al 2 O3 passivointikerroksen kerrostuminen ITO-elektrodin pinnalle, jonka paksuus on 50-100 nm, voi estää vesimolekyylien tunkeutumisen. Tietty lääketieteellinen laite on pidentänyt elektrodin käyttöikää 3 vuodesta 8 vuoteen tämän prosessin myötä.
3. Ympäristönhallintastrategia
Kuivausaineen käyttö: Molekyyliseulakuivausaine sijoitetaan LCD-takapaneelin sisään, jonka kosteuden absorptiokyky on 20 % omasta painostaan, mikä voi pitää kammion kosteuden alle 40 %:n suhteellisessa kosteudessa. Tietty ulkoilmalaite käyttää kaksoiskuivausainetta ja toimii yhtäjaksoisesti 60 päivän ajan ilman näytön poikkeavuuksia sadekauden aikana.
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 % ja vähentää suhteellista kosteutta lämmittämällä. Tämän järjestelmän käyttöönoton jälkeen tietyn kylmävarastolaitteen kondensaatiohäiriöiden määrä laski 85 %.
4, Tyypilliset sovellusskenaariot ja suorituskyvyn tarkistus
1. Meriympäristön valvontalaitteet
Syvänmeren{0}}ilmaisimen on toimittava ympäristössä, jossa suolasuihkupitoisuus on 5 % 5 vuoden ajan, välillä -2 asteesta +40 asteeseen. Segmenttikoodi LCD käyttää seuraavia suojauksia:
Täysin sidottu rakenne + fluorosilikonikumitiivisterengas
Kaksipuolinen hydrofobinen pinnoite lasialustalle
Täytä ontelo molekyyliseulakuivausaineella
18 kuukauden jatkuvan käytön jälkeen simuloidussa meriympäristössä havaittiin, että kontrasti väheni vain 5 % eikä korroosiota tai oikosulkuilmiötä ollut.
2. Ohjauslaitteet kemianpajassa
Tietyn kemianlaitoksen reaktorin ohjauslaitteen on toimittava vakaasti syövyttävässä kaasussa 60 asteessa ja 90 % suhteellisessa kosteudessa. Segmenttikoodin LCD-suojausjärjestelmä sisältää:
Al ₂ O3 passivointikerroksen kerrostuminen ITO-elektrodin pinnalle
Taustalevyyn integroitu PTC-lämmitys- ja kosteudenpoistojärjestelmä
Paista automaattisesti 10 minuuttia korkeassa-lämpötilassa (80 astetta) joka viikko
Tämä laite on ollut käynnissä yhtäjaksoisesti 3 vuotta, ja vikaprosentti on vain 1/5 vastaavista tuotteista.
