一, Caracteristicile tehnice și punctele sensibile la umiditate ale LCD segmentat
Afișează LCD segmentat prin controlul răsucirii moleculelor de cristale lichide prin electrozi, iar structura sa de bază include un substrat de sticlă, un strat conductor ITO, material cu cristale lichide și polarizator. Această structură este în principal sensibilă la umiditate în două aspecte:
Absorbția de umiditate a materialelor: Materialele cu cristale lichide conțin grupări polare, cum ar fi esteri și eteri, care sunt predispuse la absorbția umidității și expansiunea atunci când umiditatea depășește 80% RH, ceea ce duce la aranjament molecular dezordonat, rezultând afișaj neclar, scăderea contrastului și chiar ecranul negru.
Coroziunea stratului conductiv: stratul conductiv ITO (oxid de indiu staniu) este predispus să reacționeze cu moleculele de apă pentru a genera hidroxid de indiu în medii umede, ducând la creșterea rezistenței electrodului și la ruperea sau pâlpâirea codului de afișare.
Caz tipic: După utilizarea unui anumit echipament de monitorizare marin într-un mediu cu pulverizare de sare timp de 3 luni, ecranul LCD cu codul de segment a apărut parțial negru. După testare, s-a constatat că marginea polarizatorului a fost umflată din cauza absorbției de umiditate, provocând separarea stratului de cristale lichide. În același timp, electrodul ITO a fost corodat de pulverizare de sare, formând o cale conductivă și provocând un scurtcircuit.
2, Limită de toleranță la umiditate și standarde industriale ale LCD segmentat
Conform datelor de testare din industrie, LCD-urile cu cod de segment neprotejat pot funcționa stabil în următoarele condiții:
Limită superioară de umiditate: 90% RH (expunere-de scurtă durată)
Interval de temperatură: de la -30 grade până la +85 grade (model de temperatură larg)
Nivel de protecție: IP54 (rezistent la praf și la stropire)
Cu toate acestea, în scenariile industriale reale, umiditatea este adesea însoțită de factori compoziți, cum ar fi fluctuațiile de temperatură, pulverizarea cu sare și poluarea cu ulei, reducând semnificativ pragul de toleranță. De exemplu:
Șocul ciclului de temperatură: în testul ciclului de la -40 de grade până la +85 grade, ecranul LCD cu codul segmentului nesigilat a arătat că polarizatorul se decojește după 10 cicluri.
Coroziunea prin pulverizare cu sare: În mediul de pulverizare cu soluție de NaCl 5%, rata de coroziune a electrodului ITO ajunge la 0,1 μm/zi, iar rezistența crește cu 30% după 20 de zile.
Standard din industrie: LCD-urile cu cod de segment de calitate militară trebuie să treacă testul de căldură umedă (85 grade/85% RH/48 ore) conform standardului GJB 150A-2009, în timp ce produsele de gradul de consum îndeplinesc de obicei doar nivelul IP54 al IEC 60529.
3, Sistem de tehnologie de protecție în mediu cu umiditate ridicată
Pentru a îmbunătăți rezistența la umiditate a ecranului LCD segmentat, industria a dezvoltat o soluție de protecție pe mai multe-nivel:
1. Proiectare de etanșare structurală
Tehnologie de laminare completă: Adezivul optic OCA sau adezivul lichid LOCA este utilizat pentru a lipi complet ecranul tactil și LCD, eliminând straturile de aer și prevenind condensul intern. De exemplu, un anumit terminal portabil industrial și-a mărit capacitatea anti-condens de 5 ori prin tehnologia de laminare completă și nu există nicio anomalie de afișare la o diferență de temperatură de -20 grade până la +70 grade .
Material inel de etanșare: se folosește inel de etanșare din cauciuc EPDM sau cauciuc fluorosilicon, cu o duritate controlată la 40-60 Shore A și o contracție precomprimare de 15% -30% pentru a asigura revenire pe termen lung la temperaturi ridicate și umiditate ridicată. După ce un anumit echipament de foraj petrolier a fost sigilat cu cauciuc fluorosilicon, acesta a funcționat continuu timp de 2 ani într-un mediu de 120 grade /95% RH fără pătrunderea apei.
2. Tratarea suprafeței materialului
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 grade, determinând ca picăturile de apă să se rostogolească pe suprafață într-o formă sferică. Testele au arătat că LCD-ul segmentat după tratamentul de acoperire are o reducere cu 90% a ratei interne de pătrundere a apei în testul de pulverizare IPX6.
Protecția stratului conductiv: Depunerea stratului de pasivizare SiO ₂ sau Al ₂ O3 pe suprafața electrodului ITO, cu o grosime de 50-100 nm, poate bloca pătrunderea moleculelor de apă. Un anumit dispozitiv medical a prelungit durata de viață a electrodului de la 3 ani la 8 ani prin acest proces.
3. Strategia de control al mediului
Aplicarea desicantului: Deshidratantul cu sită moleculară este plasat în interiorul panoului din spate LCD, cu o capacitate de absorbție a umidității de 20% din greutatea proprie, ceea ce poate menține umiditatea camerei sub 40% RH. Un anumit instrument de exterior adoptă un design dublu desicant și funcționează continuu timp de 60 de zile, fără anomalii de afișare în timpul sezonului ploios.
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% și reduce umiditatea relativă prin încălzire. După adoptarea acestei scheme, rata de eșec a condensului a unui anumit instrument de depozitare la rece a scăzut cu 85%.
4, Scenarii tipice de aplicare și verificarea performanței
1. Echipamente de monitorizare a mediului marin
Un detector-de adâncime trebuie să funcționeze într-un mediu cu o concentrație de pulverizare de sare de 5% timp de 5 ani, variind de la -2 grade la+40 grade . Codul de segment LCD adoptă următoarele protecții:
Structură complet lipită + inel de etanșare din cauciuc fluorosilicon
Acoperire hidrofobă cu două fețe pe substrat de sticlă
Umpleți cavitatea cu sită moleculară desicant
După 18 luni de funcționare continuă într-un mediu marin simulat, s-a constatat că contrastul a scăzut doar cu 5% și nu a existat niciun fenomen de coroziune sau scurtcircuit.
2. Instrumente de control în atelier chimic
Instrumentul de control al reactorului unei anumite fabrici chimice trebuie să funcționeze stabil în gaz corosiv la 60 de grade și 90% RH. Schema de protecție LCD cu cod de segment include:
Depunerea stratului de pasivare Al ₂ O3 pe suprafața electrodului ITO
Sistem de încălzire și dezumidificare PTC integrat în panou
Efectuați automat 10 minute de coacere la-înaltă temperatură (80 de grade) în fiecare săptămână
Acest instrument a funcționat continuu timp de 3 ani, cu o rată de eșec de doar 1/5 din produsele similare.
