一, الخصائص التقنية والنقاط الحساسة للرطوبة لشاشات الكريستال السائل المجزأة
شاشات الكريستال السائل المقسمة عن طريق التحكم في التواء جزيئات الكريستال السائل من خلال الأقطاب الكهربائية، ويتضمن هيكلها الأساسي ركيزة زجاجية، وطبقة موصلة من ITO، ومواد بلورية سائلة، ومستقطب. هذا الهيكل حساس بشكل أساسي للرطوبة في جانبين:
امتصاص المواد للرطوبة: تحتوي المواد البلورية السائلة على مجموعات قطبية مثل الاسترات والإيثرات، وهي عرضة لامتصاص الرطوبة وتمددها عندما تزيد الرطوبة النسبية عن 80%، مما يؤدي إلى اضطراب الترتيب الجزيئي، مما ينتج عنه ضبابية العرض، وانخفاض التباين، وحتى الشاشة السوداء.
تآكل الطبقة الموصلة: الطبقة الموصلة ITO (أكسيد القصدير الإنديوم) عرضة للتفاعل مع جزيئات الماء لتوليد هيدروكسيد الإنديوم في البيئات الرطبة، مما يؤدي إلى زيادة مقاومة القطب الكهربائي وكسر رمز العرض أو الوميض.
الحالة النموذجية: بعد استخدام بعض معدات المراقبة البحرية في بيئة رش الملح لمدة 3 أشهر، ظهرت شاشة LCD ذات رمز المقطع باللون الأسود جزئيًا. بعد الاختبار، وجد أن حافة المستقطب منتفخة بسبب امتصاص الرطوبة، مما تسبب في انفصال طبقة الكريستال السائل. وفي الوقت نفسه، تآكل قطب ITO بسبب رذاذ الملح، مما شكل مسارًا موصلًا وتسبب في حدوث ماس كهربائي.
2، حد تحمل الرطوبة ومعايير الصناعة لشاشات الكريستال السائل المجزأة
وفقًا لبيانات اختبار الصناعة، يمكن لشاشات LCD ذات رمز المقطع غير المحمية أن تعمل بثبات في ظل الظروف التالية:
الحد العلوي للرطوبة: 90% رطوبة نسبية (تعرض قصير الأمد-)
نطاق درجة الحرارة: -30 درجة إلى +85 درجة (نموذج درجة الحرارة الواسعة)
مستوى الحماية: IP54 (مقاوم للغبار والرذاذ)
ومع ذلك، في السيناريوهات الصناعية الفعلية، غالبًا ما تكون الرطوبة مصحوبة بعوامل مركبة مثل تقلبات درجات الحرارة، ورذاذ الملح، والتلوث النفطي، مما يقلل بشكل كبير من عتبة التسامح. على سبيل المثال:
صدمة تدوير درجة الحرارة: في اختبار تدوير درجة الحرارة من -40 درجة إلى +85 درجة، أظهرت شاشة LCD ذات رمز المقطع غير المختوم تقشير المستقطب بعد 10 دورات.
التآكل برذاذ الملح: في بيئة رش محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 5%، يصل معدل تآكل قطب ITO إلى 0.1 ميكرومتر/يوم، وتزداد المقاومة بنسبة 30% بعد 20 يومًا.
معيار الصناعة: تحتاج شاشات LCD ذات رمز القطاع العسكري إلى اجتياز اختبار الحرارة الرطبة (85 درجة / 85% رطوبة نسبية / 48 ساعة) في معيار GJB 150A-2009، في حين أن المنتجات الاستهلاكية عادةً ما تلبي مستوى IP54 فقط من IEC 60529.
3، نظام تكنولوجيا الحماية في بيئة الرطوبة العالية
لتحسين مقاومة الرطوبة لشاشات LCD المجزأة، طورت الصناعة حل حماية متعدد{0}}المستويات:
1. تصميم الختم الهيكلي
تقنية التصفيح الكامل: يتم استخدام اللاصق البصري OCA أو اللاصق السائل LOCA لربط شاشة اللمس وشاشة LCD بشكل كامل، مما يزيل طبقات الهواء ويمنع التكثيف الداخلي. على سبيل المثال، قامت محطة صناعية محمولة معينة بزيادة قدرتها على مقاومة التكثيف بمقدار 5 مرات من خلال تقنية التصفيح الكاملة، ولا يوجد أي خلل في العرض تحت فرق درجة الحرارة من -20 درجة إلى +70 درجة.
مادة حلقة الختم: يتم استخدام حلقة الختم المطاطية EPDM أو مطاط الفلوروسيليكون، مع صلابة يتم التحكم فيها عند 40-60 Shore A وانكماش ضغط مسبق بنسبة 15% -30% لضمان الارتداد طويل الأمد تحت درجة حرارة عالية ورطوبة عالية. بعد أن يتم إغلاق بعض معدات حفر النفط بمطاط الفلوروسيليكون، فإنها تعمل بشكل مستمر لمدة عامين في بيئة ذات رطوبة نسبية تبلغ 120 درجة / 95% بدون دخول الماء.
2. المعالجة السطحية للمواد
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 درجة، مما يتسبب في تدحرج قطرات الماء بشكل كروي على السطح. أظهرت الاختبارات أن شاشة LCD المجزأة بعد معالجة الطلاء لديها انخفاض بنسبة 90% في معدل دخول الماء الداخلي في اختبار الرش IPX6.
حماية الطبقة الموصلة: ترسيب طبقة التخميل SiO ₂ أو Al ₂ O3 على سطح قطب ITO الكهربائي، بسمك 50-100 نانومتر، يمكن أن يمنع اختراق جزيئات الماء. قام جهاز طبي معين بإطالة عمر القطب من 3 سنوات إلى 8 سنوات من خلال هذه العملية.
3. استراتيجية الرقابة البيئية
تطبيق المجفف: يتم وضع المجفف المنخل الجزيئي داخل اللوحة الخلفية لشاشة LCD، مع قدرة امتصاص رطوبة تبلغ 20% من وزنه، مما يمكنه الحفاظ على رطوبة الغرفة أقل من 40% رطوبة نسبية. تعتمد بعض الأجهزة الخارجية تصميمًا مزدوجًا للتجفيف وتعمل بشكل مستمر لمدة 60 يومًا دون أي خلل في العرض خلال موسم الأمطار.
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%، وتقليل الرطوبة النسبية بالتسخين. بعد اعتماد هذا المخطط، انخفض معدل فشل التكثيف لأداة معينة للتخزين البارد بنسبة 85%.
4، سيناريوهات التطبيق النموذجية والتحقق من الأداء
1. معدات مراقبة البيئة البحرية
يحتاج كاشف أعماق البحار- إلى العمل في بيئة بها تركيز رذاذ ملح بنسبة 5% لمدة 5 سنوات، تتراوح من -2 درجة إلى +40 درجة . يعتمد رمز المقطع LCD وسائل الحماية التالية:
هيكل مربوط بالكامل + حلقة إغلاق مطاطية من الفلوروسيليكون
طلاء مزدوج الجوانب مسعور على الركيزة الزجاجية
املأ التجويف بالمجفف المنخل الجزيئي
بعد 18 شهرًا من التشغيل المستمر في محاكاة البيئة البحرية، وجد أن التباين انخفض بنسبة 5% فقط ولم يكن هناك أي تآكل أو ظاهرة ماس كهربائي.
2. أدوات التحكم في الورشة الكيميائية
إن أداة التحكم في المفاعل لمصنع كيميائي معين تحتاج إلى التشغيل بثبات في الغاز المسببة للتآكل عند درجة حرارة 60 درجة و90% رطوبة نسبية. يتضمن نظام حماية LCD الخاص برمز المقطع ما يلي:
ترسيب طبقة التخميل Al ₂ O3 على سطح قطب ITO
نظام التدفئة وإزالة الرطوبة المتكامل للوحة الخلفية
قم تلقائيًا بإجراء 10 دقائق من الخبز في درجة حرارة عالية-(80 درجة) كل أسبوع
يعمل هذا الجهاز بشكل متواصل لمدة 3 سنوات، بمعدل فشل يبلغ 1/5 فقط من المنتجات المماثلة.
