一, Dopasowanie wydajności optycznej: zapewnienie przejrzystości i jednolitości wyświetlacza
1. Dokładna zgodność między rozmiarem okna a obszarem wyświetlania
Obszar wyświetlania (obszar aktywny, obszar AA) wyświetlacza LCD jest określony przez układ pikseli, a rozmiar okna musi ściśle pokrywać obszar AA i rezerwować dodatek instalacyjny. Na przykład rozmiar wyświetlacza 7-calowego wyświetlacza LCD (model T-EF070K08000480ALI) wynosi 154,08 mm × 85,92 mm. Jeśli projekt okna ma wymiary 155 mm × 86 mm, niektóre piksele mogą być zasłonięte ze względu na tolerancje ramki; Jeśli otwór okna jest zbyt duży (np. 160 mm × 90 mm), może to powodować następujące problemy:
Wyciek: Podświetlenie przelewa się przez krawędź okna, tworząc aureolę w ciemnym stanie, wpływając na kontrast;
Zakłócenia mechaniczne: Tarcie pomiędzy krawędzią wyświetlacza LCD a wewnętrzną ścianką panelu, powodujące nieprawidłowe lub uszkodzone wyświetlanie.
Rozwiązanie: Zgodnie z rysunkami 2D dostarczonymi przez producenta LCD, rozmiar okna powinien być o 0,2mm ~ 0,5mm większy niż jedna strona obszaru AA (w zależności od typu panelu). Na przykład ekrany TN mogą mieć grubość 0,2 mm, a ekrany IPS mogą mieć grubość 0,5 mm ze względu na lepszą odporność na uderzenia.
2. Optymalizacja kąta widzenia i położenia okna
Kąt widzenia wyświetlacza LCD (np. 178 stopni/178 stopni w przypadku ekranów IPS) musi odpowiadać kątowi widzenia instrumentu. Na przykład deska rozdzielcza samochodu musi zapewniać kierowcy wyraźny odczyt danych w poziomym kącie widzenia wynoszącym -45 stopni ~+45 stopni. Jeśli położenie okna odbiega od środka lub jest zamontowane pod kątem, może to powodować następujące problemy:
Przesunięcie kolorów: w przypadku odchyleń od normalnego kąta na ekranach TN następuje spadek kontrastu i zniekształcenie kolorów;
Zakłócenia odblaskowe: Krawędź okna tworzy z powierzchnią LCD kąt, który może odbijać światło otoczenia.
Rozwiązanie: Użyj oprogramowania do symulacji optycznej (takiego jak LightTools), aby zasymulować efekt wyświetlania pod różnymi kątami i zoptymalizować położenie okna. Na przykład w desce rozdzielczej niektórych pojazdów elektrycznych zastosowano konstrukcję zakrzywionego szkła, wyrównującą środek okna z linią wzroku kierowcy i zwiększającą efektywny kąt widzenia do ± 60 stopni.
2, Dopasowanie projektu konstrukcyjnego: siła równoważenia i wydajność montażu
1. Grubość panelu jest dostosowana do grubości szkła LCD
Grubość szkła LCD (zwykle 0,4 mm ~ 1,1 mm) bezpośrednio wpływa na głębokość otworu okna panelu. Jeżeli grubość panelu (T) nie odpowiada grubości szkła (d), może to powodować następujące problemy:
Koncentracja naprężeń: cienkie szkło (d<0.7mm) is prone to cracking in thick panels (T>3mm) ze względu na ciśnienie montażowe;
Excessive gap: Thick glass (d>1,0 mm) może powodować deformację wyświetlacza w przypadku cienkich paneli (T<2mm) due to insufficient support.
Rozwiązanie: Wybierz strukturę panelu w oparciu o grubość szkła:
Cienkie szkło (d mniejsze lub równe 0,7 mm): przyjmuje strukturę kompensacyjną „żelazna rama + pianka”, na przykład dodając ramę ze stali nierdzewnej o grubości 0,3 mm na zewnątrz szkła o grubości 0,55 mm i wypełniając szczelinę pianką silikonową o grubości 0,2 mm;
Thick glass (d>0,7 mm): bezpośrednio osadzony w panelu, ale odporność na uderzenia należy zweryfikować za pomocą analizy elementów skończonych (FEA). Na przykład przemysłowe urządzenie HMI wykorzystujące szkło o grubości 0,9 mm wykazało spadek wskaźnika awaryjności z 3,2% do 0,5% w testach zmiany temperatury od -30 stopni do+85 stopnia.
2. Obróbka krawędzi okna i zapobieganie kurzowi i wodzie
Fazy, zadziory lub ostre krawędzie na krawędziach okna mogą zarysować powierzchnię wyświetlacza LCD lub gromadzić kurz, wpływając na efekt wyświetlania. Na przykład deska rozdzielcza urządzenia medycznego nie została zabezpieczona kątem C-na krawędzi okna, co spowodowało powstawanie „czarnych plam” po przedostaniu się kurzu.
Rozwiązanie:
Obróbka mechaniczna: Krawędź okna jest fazowana C0,5~C1 i usuwane są zadziory;
Konstrukcja uszczelnienia: wypełnij silikonem lub-taśmą dwustronną pomiędzy wyświetlaczem LCD a panelem. Na przykład instrument zewnętrzny ma stopień ochrony IP67 i jest wodoodporny i pyłoszczelny dzięki silikonowemu pierścieniowi uszczelniającemu o grubości 0,5 mm.
3, Dopasowanie zdolności adaptacyjnych do środowiska: reagowanie na ekstremalne warunki pracy
1. Rozszerzalność temperaturowa i dopasowanie termiczne materiału
Zakres temperatury roboczej wyświetlacza LCD (-30 stopni ~+85 stopni) należy dopasować do materiału panelu. Jeśli różnica współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE) pomiędzy materiałami panelu (takimi jak plastik PC) a szkłem LCD jest zbyt duża, może to powodować następujące problemy:
Kruche pękanie w niskiej temperaturze: WRC PC wynosi 60 × 10 ⁻⁶/stopień, podczas gdy w przypadku szkła 3 × 10 ⁻⁶/stopień. W temperaturze -30 stopni skurcz PC jest 20 razy większy niż w przypadku szkła, co może prowadzić do koncentracji naprężeń na krawędzi szkła;
Odkształcenie pod wpływem wysokiej temperatury: przy+85 stopniu komputer może zmięknąć, powodując zmianę rozmiaru okna przekraczającą 0,1 mm i wpływając na wyrównanie wyświetlacza.
Rozwiązanie:
Wybór materiału: Użyj materiałów o niskim współczynniku CTE (takich jak tworzywo PPS, WRC 20 × 10 ⁻⁶/stopień) lub paneli metalowych (takich jak stop aluminium, WRC 23 × 10 ⁻⁶/stopień);
Kompensacja strukturalna: Zarezerwuj odstęp 0,1 mm ~ 0,2 mm między wyświetlaczem LCD a panelem i absorbuj odkształcenia termiczne poprzez elementy elastyczne (takie jak płytki sprężynowe).
2. Ochrona przed wibracjami i uderzeniami
Przyrządy przemysłowe lub sprzęt pokładowy muszą wytrzymywać wibracje (takie jak 5 Hz ~ 200 Hz) lub uderzenia (takie jak 10 g/11 ms). Jeśli rozmiar okna jest zbyt duży lub wytrzymałość konstrukcji jest niewystarczająca, może to prowadzić do następujących problemów:
Przemieszczenie wyświetlacza LCD: Wibracje powodują zmiany w szczelinie pomiędzy wyświetlaczem LCD a panelem, co prowadzi do niewspółosiowości wyświetlacza;
Stłuczenie szkła: Energia uderzenia przekazywana jest do wyświetlacza LCD poprzez panel. Na przykład w desce rozdzielczej pewnej maszyny budowlanej współczynnik pękania szkła osiągnął 15% w testach wibracyjnych ze względu na brak konstrukcji konstrukcji zderzaka.
Rozwiązanie:
Konstrukcja bufora: wklej piankę PORON o grubości 0,5 mm z tyłu wyświetlacza LCD, aby zwiększyć współczynnik pochłaniania energii uderzenia do 85%;
Metoda stała: Stosowane jest podwójne mocowanie za pomocą „śrub + klamer”. Na przykład w desce rozdzielczej określonego samochodu zastosowano 4 śruby M2 i 2 klamry do mocowania wyświetlacza LCD, a funkcja wyświetlania pozostaje normalna podczas testów udarności.
4, Typowa analiza przypadku zastosowania
Przypadek 1: Projekt deski rozdzielczej pojazdu elektrycznego
Na desce rozdzielczej określonej marki pojazdu elektrycznego zastosowano 12,3-calowy wyświetlacz IPS LCD (rozdzielczość 1920 × 720), a kluczowe punkty konstrukcji okna są następujące:
Dopasowanie rozmiaru: Rozmiar okna wynosi 291,84 mm × 109,44 mm (0,3 mm większy niż obszar AA po jednej stronie), ze fazą C0,5 na krawędzi;
Kompensacja strukturalna: zastosowano panele ze stopu aluminium o grubości 0,8 mm, a szczeliny wypełniono pianką silikonową o grubości 0,3 mm;
Dostosowanie do środowiska: zakres temperatur roboczych wynosi -40 stopni ~+85 stopni, a odkształcenie termiczne zweryfikowane metodą MES jest mniejsze niż 0,05 mm.
Przypadek 2: Projektowanie przemysłowego sprzętu HMI
W wyposażeniu HMI szafy sterowniczej pewnej fabryki zastosowano 7-calowy wyświetlacz TFT LCD (rozdzielczość 800 × 480), a kluczowe punkty konstrukcji okna są następujące:
Pyłoszczelność i wodoodporność: Wypełnij krawędź okna silikonowym pierścieniem uszczelniającym o grubości 0,5 mm, aby osiągnąć stopień ochrony IP65;
Ochrona przed wibracjami: pianka PORON o grubości 1 mm jest wklejona z tyłu wyświetlacza LCD, a funkcja wyświetlania działa normalnie po testach wibracyjnych (10 Hz ~ 500 Hz);
Optymalizacja kosztów: zastosowano ekran TN (o 40% niższy koszt niż IPS), a kąt widzenia jest kompensowany za pomocą algorytmów oprogramowania (rzeczywisty efektywny kąt widzenia ± 60 stopni).
