一, A correlação física entre espessura do vidro e propriedades ópticas
1. Efeito fotoelástico e atraso de fase
O princípio central da tela de cristal líquido é controlar o arranjo das moléculas de cristal líquido através de um campo elétrico, alterando assim o estado de polarização da luz para obter a exibição. Quando há tensão interna no substrato de vidro, o produto do seu coeficiente fotoelástico (C) e espessura (d) (C × d) determina diretamente o atraso de fase (Δφ).
Os dados medidos de um determinado projeto de instrumento automotivo mostram que após reduzir a espessura do vidro de 1,1 mm para 0,55 mm, a uniformidade do preto é melhorada em 13% e a área de vazamento de luz é reduzida em 42%. Esta melhoria é atribuída diretamente ao efeito inibitório do vidro fino no efeito fotoelástico.
2. Controle do fenômeno de birrefringência
Sob tensão, o vidro sofrerá birrefringência de tensão, fazendo com que a luz polarizada linearmente se decomponha em dois feixes de luz polarizada com direções de vibração perpendiculares entre si. Este fenômeno é mais pronunciado em vidro espesso, manifestando-se como halos coloridos nas bordas da área de exibição (ou seja, efeito mura). Através da análise de elementos finitos, constatou-se que:
Sob uma tensão de 0,5 MPa, a diferença de birrefringência do vidro de 1,1 mm chega a 0,0012
Sob a mesma tensão, a diferença de birrefringência do vidro de 0,55 mm diminui para 0,0003
Depois que um fabricante de equipamentos médicos adotou vidro ultra-fino de 0,4 mm, a clareza da tela do monitor de eletrocardiograma foi melhorada em três níveis, eliminando completamente a interferência visual no uso clínico.
2, Equilíbrio de engenharia entre projeto estrutural e efeito de exibição
1. Correspondência de espessura do sistema de luz de fundo
O brilho do LCD com códigos quebrados depende do design do módulo de luz de fundo. Na retroiluminação tradicional de entrada lateral, existe um equilíbrio dinâmico entre o número de esferas de luz e a espessura do vidro:
Vidro espesso (maior ou igual a 1,1 mm): pode acomodar mais esferas de LED (geralmente maior ou igual a 12), alcançando brilho acima de 800cd/m²
Vidro fino (menor ou igual a 0,7 mm): Contas de lâmpada de alta eficiência luminosa (como embalagem 0402) devem ser usadas em conjunto com um filme iluminador para atingir um brilho de 600cd/m² sob 6-8 contas de lâmpada
Um estudo de caso de um termostato doméstico inteligente mostra que usando vidro de 0,55 mm e 6 LEDs de alto índice de reprodução de cores, mantendo um brilho de 550cd/m², o consumo de energia é reduzido em 27% e a uniformidade da tela chega a 92%.
2. Projeto de compensação de resistência mecânica
Embora o vidro fino possa melhorar o desempenho óptico, ele precisa de inovação estrutural para compensar a resistência insuficiente:
Reforço da estrutura de ferro: Adicione uma estrutura de aço inoxidável de 0,3 mm no lado externo do vidro de 0,55 mm para melhorar a resistência ao impacto para 1,5 J (requisito padrão nacional 1,0 J)
Tampão de espuma: Insira espuma de silicone de 0,2 mm entre o vidro e a luz de fundo para absorver mais de 85% da energia do impacto
Reforço de filme polarizador: Usando um filme polarizador de 180 μm de espessura em vez do modelo tradicional de 120 μm, o módulo de flexão é aumentado em 40%
O teste de um dispositivo HMI industrial mostra que o esquema de vidro otimizado de 0,7 mm reduziu a taxa de falha de 3,2% para 0,5% em testes de ciclos de temperatura de -30 graus a +85 graus.
3, Requisitos de precisão para controle de espessura em processos de fabricação
1. Precisão do processo de corte
A qualidade do corte do vidro afeta diretamente o efeito de borda da tela. Comparação atual do processo principal:
Tipo de processo, precisão de corte, largura da borda, faixa de espessura aplicável
Corte a laser ± 5 μm Menor ou igual a 15 μm 0,3-1,1 mm
Corte de roda diamantada ± 15 μm 30-50 μm 0,5-2,0mm
Depois que um fabricante de eletrônicos de consumo adotou o corte a laser de vidro de 0,4 mm, o rendimento do produto aumentou de 78% para 92%, com um único aumento no custo de corte de 0,3 dólares americanos. No entanto, o prêmio trazido pelo efeito de exibição aprimorado atingiu 2,5 dólares americanos.
2. Controle de uniformidade de revestimento
O desvio de espessura do revestimento AR/AF na superfície do vidro precisa ser controlado dentro de ± 3%, caso contrário causará:
Thick coating (>15 μm): A transmitância da luz diminui em 5% -8%, mostrando uma aparência turva
Revestimento fino (<8 μ m): Reduced anti reflection effect and increased ambient light interference
Um determinado projeto de instrumento automotivo melhorou a precisão do controle da espessura do revestimento de ± 8% para ± 2% através da introdução de um sensor de deslocamento confocal espectral e aumentou a pontuação de legibilidade sob luz forte de 3,2 pontos (em uma escala de 5 pontos) para 4,7 pontos.
4, Estratégia de seleção de espessura para cenários de aplicação típicos
1. Campo de eletrônicos de consumo
Smartphones, dispositivos vestíveis e outros produtos que buscam extrema magreza e magreza geralmente usam vidro de 0,4 a 0,55 mm:
Vantagens: A espessura total pode ser controlada entre 1,7-2,0 mm, atendendo às necessidades de portabilidade
Desafio: Necessidade de usar tecnologia de embalagem COG (Chip On Glass) para compensar a resistência
Estojo: uma determinada marca de pulseira inteligente adota vidro de 0,4 mm + tecnologia COG para obter um design ultra-fino de 1,5 mm, com bateria com duração de até 14 dias
2. Campo de Controle Industrial
Produtos que enfatizam a confiabilidade, como equipamentos de controle industrial e instrumentos médicos, geralmente usam vidro de 0,7 a 1,1 mm
Vantagens: Maior resistência ao impacto em mais de 3 vezes, com vida útil de até 100.000 horas
Inovação: Otimização do design da estrutura de ferro através de simulação estrutural para atingir o nível de proteção IP67 em vidro de 1,1 mm
Caso: O painel de operação de uma determinada máquina-ferramenta CNC é feito de vidro de 0,9 mm e tem funcionado continuamente por 5 anos sem falhas em um ambiente de fluido de corte de metal
