Прозрачныt дисплеи Lumineq обладают всеми преимуществами стандартных ЭЛД по климатическому исполнению, времени отклика, наработки на отказ, вибро ‑ и ударопрочности и другим параметрам. Все это послужило основой для предварительного вывода о возможности встраивания дисплея в стекло и создания триплекса с внутренним информационным экраном, который бы обладал необходимыми прочностными характеристиками и выдерживал широкий температурный диапазон.
На первом этапе, прежде всего, необходимо было исследовать предоставленные Beneq Lumineq дисплейные стекла на прочность. Результаты такого исследования позволили бы однозначно подтвердить возможность создания триплекса с внутренним информационным экраном.
В соответствии с методикой испытаний 1.232.46 ‑ 87 «Определение предела прочности стекла при центрально ‑ симметричном изгибе» образцы дисплейных стекол размером 240180 мм и толщиной 1,1 мм были разрезаны (часть образцов — механическим способом, часть — лазером) на 10 равных частей. Испытания показали, что минимальная прочность дополнительно полированной поверхности стекла на центрально–симметричный изгиб составляет 24,6 кгс\мм2. Такие значения были получены (полированная поверхность при испытаниях была в растяжении) как при резке образцов механическим способом, так и при резке образцов лазером.
Для наглядности приведен один из протоколов испытаний (рис. 7).
Среднее значение прочности при резке образцов лазером (39,4 кгс\мм2 и 50 кгс\мм2) выше, чем при резке механическим способом (37,7 кгс\мм2). Минимальная и средняя прочность не полированной поверхности (полированная поверхность в сжатии, а не полированная — в растяжении) выше, чем полированной. Очевидно, это связано с абразивным воздействием полировального порошка на поверхность.
Также была предпринята попытка упрочнения образцов дисплейных стекол. Учитывая их толщину 1,1 мм и условия нанесения специальных покрытий в диапазоне температур +470…+515 °C), термический способ упрочнения стекла (закалка) и термохимический (ионно ‑ обменное упрочнение) не могли быть применимы. Поэтому был опробован химический способ упрочнения. Образцы стекла были подвергнуты травлению на глубину 7 мкм с обеих сторон. При этом средние и максимальные значения прочности значительно возросли (для примера на рис. 8 приведен один из протоколов испытаний).
Однако минимальные значения прочности обеих поверхностей даже несколько уменьшились. Это связано со вскрытием приповерхностных дефектов, так как глубина травления составила всего 7 мкм. Поверхностные дефекты полностью можно удалить при глубине травления не менее 250 мкм с каждой стороны, но при такой исходной толщине стекла это невозможно, так как в итоге она составит всего 0,6 мм.
Результаты испытаний по данной методике 1.232.46 ‑ 87 практически подтвердили высокие прочностные характеристики дисплейного стекла и явились основой для последующих операций по созданию триплекса с информационным экраном (прозрачным сегментным дисплеем TASEL.
На втором этапе специалисты «НИТС» интегрировали в многослойное 6 ‑ мм стекло отдельно как сами дисплейные стеклянные подложки с одной полированной стороной (для нанесения покрытий), так и покровные стекла, как отдельные элементы с толщинами 1,1 мм каждое. Этап прошел успешно, был получен прототип триплекса.
На третьем этапе был создан триплекс с полноценным дисплеем внутри — электролюминесцентным сегментным прозрачным дисплеем ELT 15S, но без схемы управляющей электроники (рис. 9). Как отдельный дисплей, ELT 15S был представлен на рис. 6.
Рис. 9. Интегрированный в многослойное стекло дисплей ELT 15S без схемы управляющей электроники
На четвертом этапе схема управляющей электроники присоединена к дисплею (рис. 10), и триплекс в полном составе был испытан в климатической камере.
Рис. 10. Многослойное стекло с информационным экраном внутри — прозрачным электролюминесцентным сегментным дисплеем ELT 15S
Специалисты «НИТС» провели тестирование созданного триплекса на устойчивость по следующим параметрам:
- теплоустойчивость (метод 4.20.11.00) при температуре +85 °C, 3 ч;
- влагоустойчивость (метод 4.20.13.00) при влажности 96%и температуре +40 °C, 48 ч;
- холодоустойчивость (метод 4.20.12.00) при температуре –60 °C, 6 ч.
Триплекс полностью сохранял работоспособность как в ходе испытаний, так и по их завершении.
Заключение
Практический результат проведенного опыта с сегментным дисплеем дает основания предположить, что создание триплекса с интегрированным дисплеем матричного типа будет успешным. Показанные высокие опытные результаты в сочетании с малым временем отклика дисплея (менее 1 мс), возможностью регулировки яр ‑ кости и отсутствием необходимости подогрева его при низких температурах способствуют разработке и появлению новых информационных решений для жестких условий эксплуатации на основе подобных триплексов. Учитывая, что технологический приоритет в создании триплекса с информационным экраном принадлежит АО «НИТС», а платы управления (встраиваемые системы в различных форматах для ЭЛД матричного типа, как прозрачных, так и стандартных) для жестких условий эксплуатации создает российская компания Fastwel, можно утверждать, что такие сложные конструкционные структуры будут в большой степени отечественного производства, что немаловажно при решении задачи импортозамещения.
#железо_и_технологии