一, Den fysiska korrelationen mellan glastjocklek och optiska egenskaper
1. Fotoelastisk effekt och fasfördröjning
Kärnprincipen för flytande kristalldisplay är att kontrollera arrangemanget av flytande kristallmolekyler genom ett elektriskt fält, och därigenom ändra ljusets polariseringstillstånd för att uppnå visning. När det finns inre spänningar på glassubstratet bestämmer produkten av dess fotoelastiska koefficient (C) och tjocklek (d) (C × d) direkt fasfördröjningen (Δφ).
De uppmätta data från ett visst bilinstrumentprojekt visar att efter att ha minskat glastjockleken från 1,1 mm till 0,55 mm förbättras den svarta enhetligheten med 13 % och området för ljusläckage minskas med 42 %. Denna förbättring är direkt hänförlig till den hämmande effekten av tunt glas på den fotoelastiska effekten.
2. Kontroll av dubbelbrytningsfenomen
Under stress kommer glas att genomgå spänningsdubbelbrytning, vilket gör att linjärt polariserat ljus sönderdelas till två strålar av polariserat ljus med vibrationsriktningar vinkelräta mot varandra. Detta fenomen är mer uttalat i tjockt glas, manifesterat som färgade glorier i kanterna av visningsområdet (dvs. mura-effekt). Genom finita elementanalys fann man att:
Under en spänning på 0,5 MPa når dubbelbrytningsskillnaden på 1,1 mm glas 0,0012
Under samma spänning minskar dubbelbrytningsskillnaden på 0,55 mm glas till 0,0003
Efter att en tillverkare av medicinsk utrustning använde 0,4 mm ultra-tunt glas förbättrades visningsskärpan på dess elektrokardiogrammonitor med tre nivåer, vilket helt eliminerade visuella störningar vid klinisk användning.
2, ingenjörsmässig balans mellan strukturell design och displayeffekt
1. Tjockleksmatchning av bakgrundsbelysningssystem
Ljusstyrkan på LCD-skärmen med trasiga koder beror på designen av bakgrundsbelysningsmodulen. I traditionell bakgrundsbelysning för sidoingång finns det en dynamisk balans mellan antalet ljuspärlor och glasets tjocklek:
Tjockt glas (större än eller lika med 1,1 mm): kan rymma fler LED-pärlor (vanligtvis större än eller lika med 12), vilket uppnår en ljusstyrka över 800 cd/m ²
Tunt glas (mindre än eller lika med 0,7 mm): Lamppärlor med hög ljuseffektivitet (som 0402-förpackning) bör användas tillsammans med en ljusare film för att uppnå en ljusstyrka på 600 cd/m² under 6-8 lamppärlor
En fallstudie av en smart hemtermostat visar att användning av 0,55 mm glas och 6 lysdioder med högt färgåtergivningsindex, samtidigt som en ljusstyrka på 550 cd/m² bibehålls, minskar strömförbrukningen med 27 % och bildskärmens enhetlighet når 92 %.
2. Mekanisk hållfasthetskompensationsdesign
Även om tunt glas kan förbättra den optiska prestandan behöver det strukturell innovation för att kompensera för otillräcklig styrka:
Förstärkning av järnram: Lägg till 0,3 mm ram i rostfritt stål på utsidan av 0,55 mm glas för att förbättra slaghållfastheten till 1,5 J (nationell standardkrav 1,0 J)
Skumbuffert: Sätt in 0,2 mm silikonskum mellan glaset och bakgrundsbelysningen för att absorbera över 85 % av stötenergin
Polariserande filmförstärkning: Med en 180 μm tjock polariserande film istället för den traditionella 120 μm-modellen ökas böjmodulen med 40 %
Testningen av en industriell HMI-enhet visar att det optimerade 0,7 mm glasschemat har minskat felfrekvensen från 3,2 % till 0,5 % i temperaturcykeltest från -30 grader till +85 grader .
3, Precisionskrav för tjocklekskontroll i tillverkningsprocesser
1. Skärningsprocessnoggrannhet
Kvaliteten på glasskärningen påverkar direkt skärmkantseffekten. Aktuell jämförelse av vanliga processer:
Processtyp, skärnoggrannhet, eggbredd, tillämpligt tjockleksområde
Laserskärning ± 5 μ m Mindre än eller lika med 15 μ m 0,3-1,1 mm
Diamantskärning ± 15 μ m 30-50 μ m 0,5-2,0 mm
Efter att en konsumentelektroniktillverkare antog laserskärning av 0,4 mm glas, ökade produktutbytet från 78 % till 92 %, med en enstaka skärkostnadsökning på 0,3 US-dollar. Den premie som den förbättrade displayeffekten medförde nådde dock 2,5 US-dollar.
2. Kontroll av beläggningens enhetlighet
Tjockleksavvikelsen för AR/AF-beläggning på glasytan måste kontrolleras inom ± 3 %, annars kommer det att orsaka:
Thick coating (>15 μm): Ljustransmittansen minskar med 5 % -8 %, vilket visar ett disigt utseende
tunn beläggning (<8 μ m): Reduced anti reflection effect and increased ambient light interference
Ett visst fordonsinstrumentprojekt förbättrade noggrannheten för kontroll av beläggningstjockleken från ± 8 % till ± 2 % genom att introducera en spektral konfokal förskjutningssensor, och ökade läsbarhetspoängen under starkt ljus från 3,2 poäng (på en 5-punktsskala) till 4,7 poäng.
4, Tjockleksvalsstrategi för typiska tillämpningsscenarier
1. Konsumentelektronikfält
Smartphones, bärbara enheter och andra produkter som eftersträvar extrem tunnhet och tunnhet använder vanligtvis 0,4-0,55 mm glas:
Fördelar: Den totala tjockleken kan styras mellan 1,7-2,0 mm, vilket möter behoven av portabilitet
Utmaning: Behöver använda COG (Chip On Glass) förpackningsteknik för att kompensera för styrka
Fodral: Ett visst märke av smarta armband använder 0,4 mm glas+COG-teknik för att uppnå en 1,5 mm ultra-tunn design med en batteritid på upp till 14 dagar
2. Industriellt kontrollfält
Produkter som betonar tillförlitlighet, såsom industriell styrutrustning och medicinska instrument, använder ofta 0,7-1,1 mm glas
Fördelar: Ökad slagtålighet med mer än 3 gånger, med en livslängd på upp till 100 000 timmar
Innovation: Optimering av järnramsdesignen genom strukturell simulering för att uppnå IP67-skyddsnivå på 1,1 mm glas
Fodral: Manöverpanelen på en viss CNC-verktygsmaskin är gjord av 0,9 mm glas och har arbetat kontinuerligt i 5 år utan fel i en miljö med metallskärvätska
