一, Fizyczna korelacja między grubością szkła a właściwościami optycznymi
1. Efekt fotoelastyczny i opóźnienie fazowe
Podstawową zasadą wyświetlaczy ciekłokrystalicznych jest kontrolowanie rozmieszczenia cząsteczek ciekłokrystalicznych za pomocą pola elektrycznego, zmieniając w ten sposób stan polaryzacji światła w celu uzyskania obrazu. Gdy na podłożu szklanym występują naprężenia wewnętrzne, iloczyn jego współczynnika fotoelastycznego (C) i grubości (d) (C × d) bezpośrednio określa opóźnienie fazowe (Δφ).
Dane pomiarowe pewnego projektu przyrządu samochodowego pokazują, że po zmniejszeniu grubości szkła z 1,1 mm do 0,55 mm równomierność czerni poprawia się o 13%, a obszar wycieku światła zmniejsza się o 42%. Poprawę tę przypisuje się bezpośrednio hamującemu działaniu cienkiego szkła na efekt fotoelastyczny.
2. Sterowanie zjawiskiem dwójłomności
Pod wpływem naprężenia szkło ulegnie dwójłomności naprężeń, powodując rozkład liniowo spolaryzowanego światła na dwie wiązki spolaryzowanego światła o kierunkach drgań prostopadłych do siebie. Zjawisko to jest bardziej widoczne w przypadku grubego szkła i objawia się kolorowymi aureolami na krawędziach powierzchni ekspozycyjnej (tzw. efekt mura). W wyniku analizy elementów skończonych stwierdzono, że:
Pod naprężeniem 0,5 MPa różnica dwójłomności szkła o grubości 1,1 mm osiąga 0,0012
Pod tym samym obciążeniem różnica dwójłomności szkła o grubości 0,55 mm zmniejsza się do 0,0003
Po tym, jak producent sprzętu medycznego zastosował ultracienkie szkło o grubości 0,4 mm-, przejrzystość wyświetlacza jego monitora elektrokardiogramu poprawiła się o trzy poziomy, całkowicie eliminując zakłócenia wizualne w zastosowaniach klinicznych.
2, Równowaga inżynieryjna między projektem konstrukcyjnym a efektem wyświetlania
1. Dopasowanie grubości systemu podświetlenia
Jasność wyświetlacza LCD z uszkodzonymi kodami zależy od konstrukcji modułu podświetlenia. W tradycyjnym podświetleniu wejścia bocznego istnieje dynamiczna równowaga pomiędzy liczbą koralików świetlnych a grubością szkła:
Grube szkło (większe lub równe 1,1 mm): może pomieścić więcej koralików LED (zwykle więcej niż 12), osiągając jasność powyżej 800 cd/m²
Cienkie szkło (mniejsze lub równe 0,7 mm): Koraliki lampowe o wysokiej skuteczności świetlnej (takie jak opakowanie 0402) należy stosować w połączeniu z folią rozjaśniającą, aby uzyskać jasność 600 cd/m ² przy 6-8 koralikach lampowych
Studium przypadku termostatu inteligentnego domu pokazuje, że przy zastosowaniu szkła o grubości 0,55 mm i 6 diodach LED o wysokim współczynniku oddawania barw, przy zachowaniu jasności 550cd/m², zużycie energii zmniejsza się o 27%, a równomierność wyświetlania sięga 92%.
2. Projekt kompensacji wytrzymałości mechanicznej
Chociaż cienkie szkło może poprawić parametry optyczne, wymaga innowacji strukturalnych, aby zrekompensować niewystarczającą wytrzymałość:
Wzmocnienie żelaznej ramy: Dodaj ramę ze stali nierdzewnej o grubości 0,3 mm na zewnętrznej stronie szkła o grubości 0,55 mm, aby poprawić odporność na uderzenia do 1,5 J (wymaganie normy krajowej 1,0 J)
Bufor piankowy: Włóż piankę silikonową o grubości 0,2 mm między szybę a podświetlenie, aby pochłonąć ponad 85% energii uderzenia
Wzmocnienie folii polaryzacyjnej: Dzięki zastosowaniu folii polaryzacyjnej o grubości 180 μm zamiast tradycyjnego modelu 120 μm moduł zginania zwiększa się o 40%
Testy przemysłowego urządzenia HMI pokazują, że zoptymalizowany schemat szkła o grubości 0,7 mm zmniejszył wskaźnik awaryjności z 3,2% do 0,5% w testach cyklicznych temperatur od -30 stopni do+85 stopnia.
3, Wymagania dotyczące dokładności kontroli grubości w procesach produkcyjnych
1. Dokładność procesu cięcia
Jakość cięcia szkła ma bezpośredni wpływ na efekt krawędzi wyświetlacza. Porównanie bieżącego głównego nurtu procesów:
Rodzaj procesu, dokładność cięcia, szerokość krawędzi, odpowiedni zakres grubości
Cięcie laserowe ± 5 μm Mniej niż lub równe 15 μm 0,3-1,1 mm
Cięcie tarczą diamentową ± 15 μm 30-50 μm 0,5-2,0mm
Po tym, jak producent elektroniki użytkowej zastosował cięcie laserowe szkła o grubości 0,4 mm, wydajność produktu wzrosła z 78% do 92%, przy pojedynczym wzroście kosztu cięcia o 0,3 dolara amerykańskiego. Jednak premia, jaką przyniósł ulepszony efekt wyświetlania, sięgnęła 2,5 dolara amerykańskiego.
2. Kontrola jednorodności powłoki
Odchylenie grubości powłoki AR/AF na powierzchni szkła należy kontrolować w zakresie ± 3%, w przeciwnym razie spowoduje to:
Thick coating (>15 μm): Przepuszczalność światła spada o 5% -8%, powodując zamglenie
Cienka powłoka (<8 μ m): Reduced anti reflection effect and increased ambient light interference
W pewnym projekcie instrumentu samochodowego poprawiono dokładność kontroli grubości powłoki z ± 8% do ± 2% poprzez wprowadzenie widmowego czujnika przemieszczenia konfokalnego i podniesiono wynik czytelności w silnym świetle z 3,2 punktu (w skali 5-punktowej) do 4,7 punktu.
4, Strategia wyboru grubości dla typowych scenariuszy zastosowań
1. Dziedzina elektroniki użytkowej
Smartfony, urządzenia do noszenia i inne produkty, które dążą do ekstremalnej cienkości i cienkości, zwykle wykorzystują szkło o grubości 0,4–0,55 mm:
Zalety: Całkowitą grubość można regulować w zakresie 1,7–2,0 mm, co odpowiada potrzebom przenośności
Wyzwanie: Konieczność zastosowania technologii pakowania COG (Chip On Glass), aby zrekompensować wytrzymałość
Etui: w przypadku niektórych marek inteligentnych bransoletek zastosowano szkło o grubości 0,4 mm i technologię COG, aby uzyskać-ultra cienką konstrukcję o grubości 1,5 mm i żywotność baterii do 14 dni
2. Pole kontroli przemysłowej
Produkty kładące nacisk na niezawodność, takie jak przemysłowy sprzęt kontrolny i instrumenty medyczne, często wykorzystują szkło o grubości 0,7–1,1 mm
Zalety: Ponad 3-krotnie zwiększona odporność na uderzenia, żywotność do 100 000 godzin
Innowacja: Optymalizacja konstrukcji żelaznej ramy poprzez symulację strukturalną w celu osiągnięcia poziomu ochrony IP67 na szkle o grubości 1,1 mm
Obudowa: Panel operacyjny określonej obrabiarki CNC jest wykonany ze szkła o grubości 0,9 mm i działa nieprzerwanie przez 5 lat bezawaryjnie w środowisku płynu do cięcia metalu
