一, Korelasi fisik antara ketebalan kaca dan sifat optik
1. Efek fotoelastik dan penundaan fase
Prinsip inti layar kristal cair adalah mengontrol susunan molekul kristal cair melalui medan listrik, sehingga mengubah keadaan polarisasi cahaya untuk mencapai tampilan. Ketika ada tekanan internal pada substrat kaca, produk dari koefisien fotoelastik (C) dan ketebalan (d) (C × d) secara langsung menentukan penundaan fase (Δφ).
Data pengukuran proyek instrumen mobil tertentu menunjukkan bahwa setelah ketebalan kaca dikurangi dari 1,1 mm menjadi 0,55 mm, keseragaman hitam meningkat sebesar 13%, dan area kebocoran cahaya berkurang sebesar 42%. Peningkatan ini secara langsung disebabkan oleh efek penghambatan kaca tipis pada efek fotoelastik.
2. Pengendalian fenomena birefringence
Di bawah tekanan, kaca akan mengalami birefringence tegangan, menyebabkan cahaya terpolarisasi linier terurai menjadi dua berkas cahaya terpolarisasi dengan arah getaran tegak lurus satu sama lain. Fenomena ini lebih terlihat pada kaca tebal, yang terlihat sebagai lingkaran cahaya berwarna di tepi area tampilan (yaitu efek mura). Melalui analisis elemen hingga ditemukan bahwa:
Di bawah tekanan 0,5MPa, perbedaan birefringence kaca 1,1 mm mencapai 0,0012
Di bawah tekanan yang sama, perbedaan birefringence kaca 0,55 mm berkurang menjadi 0,0003
Setelah produsen peralatan medis mengadopsi kaca ultra-tipis 0,4 mm, kejernihan tampilan monitor elektrokardiogramnya ditingkatkan tiga tingkat, sehingga sepenuhnya menghilangkan gangguan penglihatan dalam penggunaan klinis.
2, Keseimbangan teknik antara desain struktural dan efek tampilan
1. Pencocokan ketebalan sistem lampu latar
Kecerahan LCD dengan kode rusak tergantung pada desain modul lampu latar. Pada lampu latar masuk samping tradisional, terdapat keseimbangan dinamis antara jumlah manik cahaya dan ketebalan kaca:
Kaca tebal ( Lebih besar dari atau sama dengan 1,1 mm): dapat menampung lebih banyak manik-manik LED (biasanya lebih besar dari atau sama dengan 12), mencapai kecerahan di atas 800cd/m²
Kaca tipis ( Kurang dari atau sama dengan 0,7 mm): Manik-manik lampu dengan efisiensi cahaya tinggi (seperti kemasan 0402) harus digunakan bersama dengan film pencerah untuk mencapai kecerahan 600cd/m² di bawah 6-8 manik-manik lampu
Studi kasus termostat rumah pintar menunjukkan bahwa menggunakan kaca 0,55 mm dan 6 LED indeks rendering warna tinggi, dengan tetap mempertahankan kecerahan 550cd/m², konsumsi daya berkurang sebesar 27%, dan keseragaman tampilan mencapai 92%.
2. Desain Kompensasi Kekuatan Mekanik
Meskipun kaca tipis dapat meningkatkan kinerja optik, diperlukan inovasi struktural untuk mengimbangi kekurangan kekuatan:
Penguatan rangka besi: Tambahkan rangka baja tahan karat 0,3 mm di sisi luar kaca 0,55 mm untuk meningkatkan ketahanan benturan hingga 1,5J (persyaratan standar nasional 1,0J)
Penyangga busa: Masukkan busa silikon 0,2 mm di antara kaca dan lampu latar untuk menyerap lebih dari 85% energi benturan
Penguatan film polarisasi: Menggunakan film polarisasi setebal 180 μm dan bukan model tradisional 120 μm, modulus lentur ditingkatkan sebesar 40%
Pengujian perangkat HMI industri menunjukkan bahwa skema kaca 0,7 mm yang dioptimalkan telah mengurangi tingkat kegagalan dari 3,2% menjadi 0,5% dalam pengujian siklus suhu dari -30 derajat menjadi+85 derajat .
3, Persyaratan presisi untuk kontrol ketebalan dalam proses manufaktur
1. Akurasi proses pemotongan
Kualitas pemotongan kaca secara langsung mempengaruhi efek tepi tampilan. Perbandingan proses arus utama saat ini:
Jenis proses, akurasi pemotongan, lebar tepi, kisaran ketebalan yang berlaku
Pemotongan laser ± 5 μm Kurang dari atau sama dengan 15 μm 0,3-1,1 mm
Pemotongan roda berlian ± 15 μm 30-50 μm 0,5-2,0 mm
Setelah produsen elektronik konsumen mengadopsi pemotongan laser pada kaca 0,4 mm, hasil produk meningkat dari 78% menjadi 92%, dengan kenaikan biaya pemotongan tunggal sebesar 0,3 dolar AS. Namun, premi yang dibawa oleh efek tampilan yang ditingkatkan mencapai 2,5 dolar AS.
2. Kontrol keseragaman lapisan
Penyimpangan ketebalan lapisan AR/AF pada permukaan kaca perlu dikontrol dalam ± 3%, jika tidak maka akan menyebabkan:
Thick coating (>15 μm): Transmisi cahaya berkurang 5% -8%, menunjukkan tampilan kabur
Lapisan tipis (<8 μ m): Reduced anti reflection effect and increased ambient light interference
Proyek instrumen otomotif tertentu meningkatkan akurasi kontrol ketebalan lapisan dari ± 8% menjadi ± 2% dengan memperkenalkan sensor perpindahan confocal spektral, dan meningkatkan skor keterbacaan di bawah cahaya terang dari 3,2 poin (pada skala 5 poin) menjadi 4,7 poin.
4, Strategi pemilihan ketebalan untuk skenario aplikasi tipikal
1. Bidang Elektronika Konsumen
Ponsel cerdas, perangkat yang dapat dikenakan, dan produk lain yang mengejar ketipisan dan ketipisan ekstrem biasanya menggunakan kaca 0,4-0,55 mm:
Keuntungan: Ketebalan total dapat dikontrol antara 1,7-2,0 mm, memenuhi kebutuhan portabilitas
Tantangan: Perlu menggunakan teknologi pengemasan COG (Chip On Glass) untuk mengimbangi kekuatan
Kasus: Gelang pintar merek tertentu mengadopsi teknologi kaca+COG 0,4 mm untuk menghasilkan desain ultra-tipis 1,5 mm, dengan masa pakai baterai hingga 14 hari
2. Bidang Pengendalian Industri
Produk yang mengutamakan keandalan, seperti peralatan kontrol industri dan instrumen medis, sering kali menggunakan kaca 0,7-1,1 mm
Keuntungan: Peningkatan ketahanan benturan lebih dari 3 kali lipat, dengan masa pakai hingga 100.000 jam
Inovasi: Mengoptimalkan desain rangka besi melalui simulasi struktur untuk mencapai tingkat perlindungan IP67 pada kaca 1,1 mm
Kasus: Panel operasi peralatan mesin CNC tertentu terbuat dari kaca 0,9 mm dan telah bekerja terus menerus selama 5 tahun tanpa kegagalan dalam lingkungan cairan pemotongan logam
