一, La correlació física entre el gruix del vidre i les propietats òptiques
1. Efecte fotoelàstic i retard de fase
El principi bàsic de la pantalla de cristall líquid és controlar la disposició de les molècules de cristall líquid mitjançant un camp elèctric, canviant així l'estat de polarització de la llum per aconseguir la visualització. Quan hi ha una tensió interna al substrat de vidre, el producte del seu coeficient fotoelàstic (C) i el gruix (d) (C × d) determina directament el retard de fase (Δφ).
Les dades mesurades d'un determinat projecte d'instruments de cotxes mostren que després de reduir el gruix del vidre d'1,1 mm a 0,55 mm, la uniformitat del negre es millora un 13% i l'àrea de fuites de llum es redueix en un 42%. Aquesta millora s'atribueix directament a l'efecte inhibidor del vidre prim sobre l'efecte fotoelàstic.
2. Control del fenomen birrefringència
Sota estrès, el vidre patirà una birrefringència d'estrès, fent que la llum polaritzada linealment es descompongui en dos feixos de llum polaritzada amb direccions de vibració perpendiculars entre si. Aquest fenomen és més pronunciat en el vidre gruixut, manifestat com halos de colors a les vores de la zona de visualització (és a dir, efecte mura). Mitjançant l'anàlisi d'elements finits, es va trobar que:
Sota una tensió de 0,5 MPa, la diferència de birrefringència de vidre d'1,1 mm arriba a 0,0012
Sota la mateixa tensió, la diferència de birrefringència del vidre de 0,55 mm disminueix a 0,0003
Després que un fabricant d'equips mèdics adoptés un vidre ultra-de 0,4 mm, la claredat de la pantalla del monitor d'electrocardiograma es va millorar en tres nivells, eliminant completament la interferència visual en l'ús clínic.
2, equilibri d'enginyeria entre el disseny estructural i l'efecte de visualització
1. Coincidència de gruix del sistema de retroil·luminació
La brillantor de la pantalla LCD amb codis trencats depèn del disseny del mòdul de llum de fons. En la retroil·luminació tradicional d'entrada lateral, hi ha un equilibri dinàmic entre el nombre de perles de llum i el gruix del vidre:
Vidre gruixut (més o igual a 1,1 mm): pot acomodar més perles LED (normalment superior o igual a 12), aconseguint una brillantor per sobre de 800 cd/m²
Vidre prim (menys o igual a 0,7 mm): les perles de llum d'alta eficiència lluminosa (com ara l'embalatge 0402) s'han d'utilitzar juntament amb una pel·lícula brillant per aconseguir una brillantor de 600 cd/m² per sota de 6-8 perles de llum.
Un estudi de cas d'un termòstat domèstic intel·ligent mostra que amb un vidre de 0,55 mm i 6 LED d'índex de reproducció de color alt, mantenint una brillantor de 550 cd/m², el consum d'energia es redueix un 27% i la uniformitat de la pantalla arriba al 92%.
2. Disseny de compensació de resistència mecànica
Tot i que el vidre prim pot millorar el rendiment òptic, necessita innovació estructural per compensar la resistència insuficient:
Reforç del marc de ferro: afegiu un marc d'acer inoxidable de 0,3 mm a la part exterior de vidre de 0,55 mm per millorar la resistència a l'impacte a 1,5 J (requisit estàndard nacional 1,0 J)
Tampó d'escuma: inseriu escuma de silicona de 0,2 mm entre el vidre i la llum de fons per absorbir més del 85% de l'energia d'impacte
Reforç de pel·lícula polaritzant: utilitzant una pel·lícula polaritzadora de 180 μ m de gruix en lloc del model tradicional de 120 μ m, el mòdul de flexió s'incrementa un 40%
Les proves d'un dispositiu HMI industrial mostren que l'esquema de vidre optimitzat de 0,7 mm ha reduït la taxa de fallades del 3,2% al 0,5% en les proves de cicle de temperatura de -30 graus a +85 graus .
3, Requisits de precisió per al control del gruix en els processos de fabricació
1. Precisió del procés de tall
La qualitat del tall de vidre afecta directament l'efecte de la vora de la pantalla. Comparació actual del procés principal:
Tipus de procés, precisió de tall, amplada de la vora, rang de gruix aplicable
Tall làser ± 5 μ m Menor o igual a 15 μ m 0,3-1,1 mm
Tall de roda de diamant ± 15 μ m 30-50 μ m 0,5-2,0 mm
Després que un fabricant d'electrònica de consum adoptés el tall per làser de vidre de 0,4 mm, el rendiment del producte va augmentar del 78% al 92%, amb un augment del cost de tall únic de 0,3 dòlars dels EUA. No obstant això, la prima aportada per l'efecte de pantalla millorat va arribar als 2,5 dòlars dels EUA.
2. Control d'uniformitat del recobriment
La desviació del gruix del recobriment AR/AF a la superfície de vidre s'ha de controlar dins d'un ± 3%, en cas contrari provocarà:
Thick coating (>15 μ m): la transmitància de la llum disminueix un 5% -8%, mostrant un aspecte borrós
Recobriment prim (<8 μ m): Reduced anti reflection effect and increased ambient light interference
Un determinat projecte d'instruments d'automoció va millorar la precisió del control del gruix del recobriment de ± 8% a ± 2% mitjançant la introducció d'un sensor de desplaçament confocal espectral i va augmentar la puntuació de llegibilitat sota llum forta de 3,2 punts (en una escala de 5 punts) a 4,7 punts.
4, Estratègia de selecció de gruix per a escenaris d'aplicació típics
1. Àmbit de l'electrònica de consum
Els telèfons intel·ligents, els dispositius portàtils i altres productes que persegueixen una primesa extrema solen utilitzar vidre de 0,4-0,55 mm:
Avantatges: el gruix total es pot controlar entre 1,7 i 2,0 mm, satisfent les necessitats de portabilitat
Repte: cal utilitzar la tecnologia d'embalatge COG (Chip On Glass) per compensar la força
Estoig: una determinada marca de polsera intel·ligent adopta la tecnologia de vidre + COG de 0,4 mm per aconseguir un disseny ultra-de 1,5 mm, amb una durada de la bateria de fins a 14 dies.
2. Camp de Control Industrial
Els productes que posen l'accent en la fiabilitat, com ara equips de control industrial i instruments mèdics, sovint utilitzen vidre de 0,7-1,1 mm.
Avantatges: Augment de la resistència a l'impacte en més de 3 vegades, amb una vida útil de fins a 100.000 hores
Innovació: optimització del disseny del marc de ferro mitjançant la simulació estructural per aconseguir el nivell de protecció IP67 en vidre d'1,1 mm
Cas: el panell d'operacions d'una determinada màquina-eina CNC està fet de vidre de 0,9 mm i ha estat treballant contínuament durant 5 anys sense fallar en un entorn de fluid de tall de metalls.
