一, Фізична кореляція між товщиною скла та оптичними властивостями
1. Фотопружний ефект і фазова затримка
Основним принципом рідкокристалічного дисплея є керування розташуванням молекул рідкого кристала за допомогою електричного поля, таким чином змінюючи стан поляризації світла для досягнення відображення. Коли на скляній підкладці є внутрішня напруга, добуток її фотопружного коефіцієнта (C) і товщини (d) (C × d) безпосередньо визначає фазову затримку (Δφ).
Дані вимірювань певного проекту автомобільного приладу показують, що після зменшення товщини скла з 1,1 мм до 0,55 мм рівномірність чорного покращується на 13%, а площа витоку світла зменшується на 42%. Це покращення безпосередньо пов’язане з гальмівним ефектом тонкого скла на фотопружний ефект.
2. Контроль явища подвійного променезаломлення
Під напругою скло зазнає подвійного променезаломлення, в результаті чого лінійно поляризоване світло розкладається на два пучки поляризованого світла з напрямками вібрації, перпендикулярними один одному. Це явище є більш вираженим у товстому склі, проявляється у вигляді кольорових ореолів на краях області відображення (тобто ефект Мура). За допомогою аналізу кінцевих елементів було виявлено, що:
Під напругою 0,5 МПа різниця подвійного променезаломлення скла 1,1 мм досягає 0,0012
Під однаковою напругою різниця подвійного променезаломлення скла 0,55 мм зменшується до 0,0003
Після того, як виробник медичного обладнання застосував ультратонке скло товщиною 0,4 мм, чіткість відображення монітора електрокардіограми була покращена на три рівні, повністю усунувши візуальні перешкоди під час клінічного використання.
2, Інженерний баланс між структурним дизайном і ефектом відображення
1. Підбір товщини системи підсвічування
Яскравість ЖК з битими кодами залежить від конструкції модуля підсвічування. У традиційному бічному підсвічуванні існує динамічний баланс між кількістю світлових кульок і товщиною скла:
Товсте скло (більше або дорівнює 1,1 мм): може вмістити більше світлодіодних кульок (зазвичай більше або дорівнює 12), досягаючи яскравості понад 800 кд/м²
Тонке скло (менше або дорівнює 0,7 мм): лампові кульки з високою світловою ефективністю (наприклад, упаковка 0402) слід використовувати разом із освітлюючою плівкою, щоб досягти яскравості 600 кд/м² під 6-8 кульками лампи.
Дослідження термостата розумного дому показує, що використання скла товщиною 0,55 мм і 6 світлодіодів з високим індексом передачі кольору при збереженні яскравості 550 кд/м² споживає електроенергію на 27%, а рівномірність відображення досягає 92%.
2. Конструкція компенсації механічної міцності
Хоча тонке скло може покращити оптичні характеристики, воно потребує структурних інновацій, щоб компенсувати недостатню міцність:
Посилення залізної рами: додайте раму з нержавіючої сталі 0,3 мм на зовнішню сторону скла 0,55 мм, щоб підвищити ударостійкість до 1,5 Дж (вимога національного стандарту 1,0 Дж)
Поролоновий буфер: вставте силіконову піну 0,2 мм між склом і підсвічуванням, щоб поглинути понад 85% енергії удару
Зміцнення поляризаційної плівки: використання поляризаційної плівки товщиною 180 мкм замість традиційної моделі 120 мкм модуль пружності при вигині збільшується на 40%
Тестування промислового пристрою HMI показує, що оптимізована схема скла 0,7 мм зменшила частоту відмов з 3,2% до 0,5% під час циклічних випробувань температури від -30 градусів до +85 градусів.
3, Вимоги до точності контролю товщини у виробничих процесах
1. Точність процесу різання
Якість різання скла безпосередньо впливає на ефект країв дисплея. Поточне порівняння основних процесів:
Тип процесу, точність різання, ширина краю, застосовуваний діапазон товщини
Лазерне різання ± 5 мкм Менше або дорівнює 15 мкм 0,3-1,1 мм
Різання алмазним кругом ± 15 мкм 30-50 мкм 0,5-2,0 мм
Після того, як виробник споживчої електроніки запровадив лазерне різання скла товщиною 0,4 мм, вихід продукції збільшився з 78% до 92%, а вартість одного різання збільшилася на 0,3 долара США. Однак надбавка від покращеного ефекту відображення досягла 2,5 доларів США.
2. Контроль однорідності покриття
Відхилення товщини покриття AR/AF на скляній поверхні необхідно контролювати в межах ± 3%, інакше це призведе до:
Thick coating (>15 мкм): пропускна здатність світла зменшується на 5%-8%, демонструючи туманний вигляд
Тонке покриття (<8 μ m): Reduced anti reflection effect and increased ambient light interference
Певний проект автомобільного приладу покращив точність контролю товщини покриття з ± 8% до ± 2% шляхом впровадження спектрального конфокального датчика зміщення, а також підвищив оцінку читаності при сильному освітленні з 3,2 балів (за 5-бальною шкалою) до 4,7 балів.
4. Стратегія вибору товщини для типових сценаріїв застосування
1. Побутова електроніка
Смартфони, пристрої, що носяться, та інші продукти, які прагнуть до надзвичайної худорлявості та тонкості, зазвичай використовують скло 0,4-0,55 мм:
Переваги: загальну товщину можна контролювати в межах 1,7-2,0 мм, що відповідає потребам мобільності
Завдання: потрібно використовувати технологію упаковки COG (Chip On Glass) для компенсації міцності
Чохол: розумний браслет певної марки використовує скло 0,4 мм + технологію COG для досягнення надтонкої конструкції 1,5 мм із терміном служби батареї до 14 днів
2. Поле промислового контролю
Продукти, які підкреслюють надійність, як-от промислове контрольне обладнання та медичні інструменти, часто використовують скло 0,7-1,1 мм
Переваги: підвищена ударостійкість більш ніж у 3 рази, термін служби до 100 000 годин.
Інновація: оптимізація конструкції металевої рами за допомогою структурного моделювання для досягнення рівня захисту IP67 на склі товщиною 1,1 мм
Корпус: Панель керування певного верстата з ЧПК виготовлена зі скла 0,9 мм і безперервно працює протягом 5 років без збоїв у середовищі рідини для різання металу.
