一, STN -koodide murdmise ekraani tehnilised omadused ja madalrõhu tundlikkus
1.
STN -koodi murranguline ekraan saavutab valguse polarisatsioonisuuna pöörlemise läbi ultra -väänatud nemaatiliste vedelkristallide molekulide (keerdusnurk 180 kraadi -270 kraadi), kombineerituna polariseeriva kilega, et moodustada valguse ja pimeduse vahelise kontrasti kuvarfekt. Selle peamised eelised seisnevad:
Madal sõidupinge: tüüpiline tööpinge on 3-5 V, mis sobib akutoitega seadmete jaoks;
Lai vaadenurk: võrreldes TN -ekraanidega saab STN -i vaatenurka pikendada ± 60 kraadi, mis vastab põhilise tööstusliku seire vajadustele;
Madalad kulud: passiivse maatriksi ajami abil pole TFT õhukese kiletransistori vajalik ja kulusid vähendatakse 40% - 60% võrreldes TFT-LCD-ga.
Kuid vedelkristallmolekulide paigutus STN -ekraanidel on elektrivälja tugevuse suhtes äärmiselt tundlik. Madala - rõhukeskkonnas võib õhu isolatsiooni tugevuse vähenemine põhjustada järgmisi probleeme:
Koroona tühjendus: kui õhurõhk on alla 50 kPa, võib vedelkristallkihi ja elektroodi vaheline elektrivälja tugevus ületada õhu purunemisläve, põhjustades osalist tühjenemist, põhjustades vedelkristallmolekulide korratu paigutust, põhjustades udune või jääkpilte;
Reaktsiooni viivitus: madalrõhu korral väheneb gaasimolekulide tihedus, vedelkristallmolekulide keerdumiskiirus aeglustub ja reageerimisaeg võib laieneda 200 msist standardtingimustes üle 500 ms, mõjutades dünaamiliste andmete tegelikku - aja kuvamist.
2. tihendusstruktuur ja rõhu erinevuse efekt
STN -koodi purunemiskraanid kasutavad tavaliselt suletud konstruktsiooni klaasist substraadi ja epoksüvaigu kapseldamisega, mis on täidetud vedelkristallmaterjaliga. Madala - rõhukeskkonnas peab tihendusstruktuur vastu pidama rõhu erinevusele seest ja väljast:
Staatiline rõhu erinevus: kui seadmed tõusevad kiiresti merepinnalt (101,3 kPa) 5000 meetri kõrgusele (umbes 54 kPa õhurõhk), võib sisemine õhurõhk olla kõrgem kui väliskeskkond, põhjustades klaasist substraadi laienemist väljapoole, põhjustades servavalguse leket või vedelat leket;
Dünaamiline rõhu erinevus: Õhusõidukites võib õhurõhk järsult langeda 101,3 kPa maapinnal kuni 20 kPa püsikiirusel, rõhu erinevuse muutmise kiirus ületab 10 kPa/min, mis võib põhjustada tihendusliimi kihi, et see koorida või klaasi puruneda.
2, madala - rõhukeskkonna peamine mõju STN -i väljalülitamisel
1. elektri jõudluse halvenemine
Vähenenud isolatsiooniresistentsus: õhuniiskus ja rõhk mõjutavad ühiselt isolatsiooni jõudlust. Madala - rõhu ja kõrge õhuniiskuse keskkonnas (näiteks 3000 meetri kõrgusel ja niiskus 80% RH), võib STN -ekraanide isolatsioonitakistus standardtingimustes väheneda 1012 Ω -lt 108 Ω -ni, suurendades lekkevoolu riski;
Jaotuspinge vähendamine: vastavalt Pascheni seaduse kohaselt järgib gaasi jaotuspinge U - kujuga kõvera seost gaasirõhuga, mis on korrutatud elektroodide vahega (PD väärtus). Kui õhurõhk langeb alla 30 kPa, võib STN-ekraani elektroodide vahekaugus (tavaliselt 5-10 μm) siseneda jaotuspinge tundlikku pindala, põhjustades elektrilisi lühiseid.
2. Kuva kvaliteedi halvenemine
Kontrastsunumine: vedelkristallmolekuli paigutuse stabiilsus väheneb madala rõhu korral, mis võib põhjustada kontrasti langust 100: 1 standardtingimustes alla 60: 1, muutes tugeva valguse keskkonnas (näiteks välistingimustes kõrged - alad) eristamise keeruliseks;
Värvi nihe: värviliste stn (CSTN) ekraanide jaoks võib madala õhurõhk põhjustada RGB alam -pikslite ebajärjekindlat reageerimiskiirust, mille tulemuseks on värvide moonutamine (näiteks kollane on rohekas või punane, tumedam).
3. Mehaanilise usaldusväärsuse risk
Termiline pinge kontsentratsioon: madala - rõhukeskkonnas väheneb seadmete soojuse hajumise efektiivsus ja STN-ekraanide sisetemperatuur võib suureneda 10-15 kraadi võrra. Klaasist substraadi ja vedelkristallide (klaas: 3 × 10-6/ kraad, vedelkristall: 100 × 10-6/ kraad) erinevus soojuspaisumisteguri erinevus võib põhjustada liidese delaminatsiooni või kuvada kõrvalekaldeid;
Vibratsiooni sidumise efekt: lennunduse või sõidukite keskkonnas võib madalrõhu ja vibratsiooni vaheline sidumismõju (näiteks sagedused 10–2000Hz ja 5G kiirendus) kiirendada tihendusstruktuuri väsimust ja lühendada ekraani eluiga.
3, adaptiivsed optimeerimisskeemid inseneripraktikas
1. Materjal ja protsesside parandamine
Kõrgsurvepakend: metallist klaasist tihendamise tehnoloogiat kasutatakse suletud kambri sisemise rõhu kontrollimiseks, mis on pisut kõrgem kui väliskeskkond (näiteks 60 kPa), tasakaalustades osa rõhu erinevusest;
Lai temperatuuriga vedelkristallmaterjal: valige madala viskoossuse ja kõrge dielektrilise anisotroopiaga vedelkristallmaterjalid (näiteks Merck ML-6612), et parandada reageerimise kiirust madala rõhu all;
Corona -vastane kattekiht: ränidioksiidi (Sio ₂) või räni nitriidi (Si ∝ n ₄) isolatsioonikihi sadestumine elektroodi pinnal, et suurendada jaotuspinget üle 300 V.
2. Struktuurilise tugevdamise kujundus
Täiustatud piiritugi: metallraami lisamine klaasist substraadi servas, et suurendada paindejäikust ja vältida deformatsiooni, mis on põhjustatud rõhu erinevustest;
Paindlik vooluahela (FPC) tugevdus: FPC on valmistatud polüimiidi (PI) substraadist ja fikseeritud tugevdava plaadiga, et vähendada vibratsiooni põhjustatud pistiku lõtvusust.
3. keskkonnakompensatsiooni algoritm
Dünaamiline pinge reguleerimine: jälgides ümbritseva õhu rõhu rõhu anduri kaudu, reguleeritakse sõidupinge reaalajas (näiteks pinge suurendamine 0,5 V võrra iga 10 kPa õhurõhu languse kohta), et kompenseerida isolatsiooni tugevuse langust;
Temperatuuri heleduse ahela juhtimine: koos temperatuurianduri andmetega vähendab see automaatselt taustvalgustuse heledust (näiteks 400 cd/m ² kuni 200 cd/m ²) kõrgel temperatuuril ja madala rõhu keskkonnas, vähendades soojuspinget.
4, tüüpilised rakendusjuhtumid ja jõudluse kontrollimine
1. lennundusinstrumendi kuvamissüsteem
Teatud lennunduselektroonikaettevõte kavandas STN -koodi murdmise ekraaniinstrumendid transpordilennukite jaoks, saavutades madala - rõhu kohanemisvõime järgmiste meetmete kaudu:
Rõhutsükli test: 1000 testimistsüklit viidi läbi -55 kraadi tingimustes +85 kraadi ja 20 kPa kuni 101,3 kPa ning leket ega ebanormaalset kuva ei toimunud;
Corona mahasurumise kujundus: hoiustage elektroodi pinnale 100 nm Sio ₂ kiht, et suurendada jaotuspinget 220 V-lt 380 V-ni, vastates RTCA/DO-160G standardile.
2. kõrgmäestiku toiteseireterminal
4500 meetri kõrgusel asuvat Qinghai Tiibeti raudteed kasutab teatud elektriettevõte nutikate arvelitega, millel on tugevdatud STN -i väljalõike ekraanid:
Lai temperatuuriga vedelkristallmaterjal: ML -6612 Valitakse vedelkristall, et säilitada reageerimise aeg alla 300 ms keskkonnas -40 kraadi +85 kraadi;
Pimedusvastane töötlemine: lisage polarisaatori pinnale AR -kate, et suurendada kontrasti suhet 8: 1 kuni 12: 1 tugeva valguse (100000LUX) korral.
