一, La corrélation physique entre l'épaisseur du verre et les propriétés optiques
1. Effet photoélastique et retard de phase
Le principe de base de l'affichage à cristaux liquides est de contrôler la disposition des molécules de cristaux liquides à travers un champ électrique, modifiant ainsi l'état de polarisation de la lumière pour obtenir l'affichage. Lorsqu'il y a une contrainte interne sur le substrat en verre, le produit de son coefficient photoélastique (C) et de son épaisseur (d) (C × d) détermine directement le retard de phase (Δφ).
Les données mesurées d'un certain projet d'instrument automobile montrent qu'après avoir réduit l'épaisseur du verre de 1,1 mm à 0,55 mm, l'uniformité du noir est améliorée de 13 % et la zone de fuite de lumière est réduite de 42 %. Cette amélioration est directement attribuée à l'effet inhibiteur du verre mince sur l'effet photoélastique.
2. Contrôle du phénomène de biréfringence
Sous contrainte, le verre subira une biréfringence sous contrainte, provoquant la décomposition de la lumière polarisée linéairement en deux faisceaux de lumière polarisée avec des directions de vibration perpendiculaires l'une à l'autre. Ce phénomène est plus prononcé dans le verre épais, se manifestant par des halos colorés sur les bords de la zone d'affichage (effet mura). Grâce à une analyse par éléments finis, il a été constaté que :
Sous une contrainte de 0,5MPa, la différence de biréfringence du verre de 1,1 mm atteint 0,0012
Sous la même contrainte, la différence de biréfringence du verre de 0,55 mm diminue à 0,0003
Après qu'un fabricant d'équipement médical a adopté un verre ultra-ultra fin de 0,4 mm, la clarté de l'affichage de son moniteur d'électrocardiogramme a été améliorée de trois niveaux, éliminant ainsi complètement les interférences visuelles en utilisation clinique.
2, équilibre technique entre la conception structurelle et l'effet d'affichage
1. Correspondance de l'épaisseur du système de rétroéclairage
La luminosité de l'écran LCD avec des codes cassés dépend de la conception du module de rétroéclairage. Dans le rétroéclairage latéral traditionnel, il existe un équilibre dynamique entre le nombre de perles lumineuses et l’épaisseur du verre :
Verre épais (supérieur ou égal à 1,1 mm) : peut accueillir plus de perles LED (généralement supérieure ou égale à 12), atteignant une luminosité supérieure à 800 cd/m².
Verre fin (inférieur ou égal à 0,7 mm) : des perles de lampe à haute efficacité lumineuse (telles que l'emballage 0402) doivent être utilisées conjointement avec un film éclaircissant pour obtenir une luminosité de 600 cd/m² sous 6 à 8 perles de lampe.
Une étude de cas d'un thermostat de maison intelligente montre qu'en utilisant un verre de 0,55 mm et 6 LED à indice de rendu des couleurs élevé, tout en maintenant une luminosité de 550 cd/m², la consommation d'énergie est réduite de 27 % et l'uniformité de l'affichage atteint 92 %.
2. Conception de compensation de résistance mécanique
Bien que le verre mince puisse améliorer les performances optiques, il nécessite une innovation structurelle pour compenser une résistance insuffisante :
Renfort du cadre en fer : ajoutez un cadre en acier inoxydable de 0,3 mm sur le côté extérieur du verre de 0,55 mm pour améliorer la résistance aux chocs à 1,5 J (exigence de la norme nationale 1,0 J)
Tampon en mousse : insérez une mousse de silicone de 0,2 mm entre le verre et le rétroéclairage pour absorber plus de 85 % de l'énergie d'impact.
Renforcement du film polarisant : En utilisant un film polarisant de 180 μm d'épaisseur au lieu du modèle traditionnel de 120 μm, le module de flexion est augmenté de 40 %
Les tests d'un dispositif IHM industriel montrent que le schéma de verre optimisé de 0,7 mm a réduit le taux de défaillance de 3,2 % à 0,5 % lors des tests de cyclage de température de -30 degrés à +85 degrés.
3, exigences de précision pour le contrôle de l'épaisseur dans les processus de fabrication
1. Précision du processus de coupe
La qualité de la découpe du verre affecte directement l'effet de bord de l'affichage. Comparaison actuelle des processus traditionnels :
Type de processus, précision de coupe, largeur de bord, plage d'épaisseur applicable
Découpe laser ± 5 μm Inférieur ou égal à 15 μm 0,3-1,1 mm
Coupe de meule diamantée ± 15 μm 30-50 μm 0,5-2,0mm
Après qu'un fabricant d'électronique grand public ait adopté la découpe laser de verre de 0,4 mm, le rendement du produit est passé de 78 % à 92 %, avec une seule augmentation du coût de découpe de 0,3 dollar américain. Cependant, la prime apportée par l'effet d'affichage amélioré a atteint 2,5 dollars américains.
2. Contrôle de l'uniformité du revêtement
L'écart d'épaisseur du revêtement AR/AF sur la surface du verre doit être contrôlé à ± 3 %, sinon cela entraînera :
Thick coating (>15 μm) : la transmission de la lumière diminue de 5 % à 8 %, montrant un aspect brumeux
Couche fine (<8 μ m): Reduced anti reflection effect and increased ambient light interference
Un certain projet d'instrument automobile a amélioré la précision du contrôle de l'épaisseur du revêtement de ± 8 % à ± 2 % en introduisant un capteur de déplacement confocal spectral et a augmenté le score de lisibilité sous une forte lumière de 3,2 points (sur une échelle de 5 points) à 4,7 points.
4, stratégie de sélection de l'épaisseur pour les scénarios d'application typiques
1. Domaine de l'électronique grand public
Les smartphones, les appareils portables et autres produits qui recherchent une finesse et une finesse extrêmes utilisent généralement du verre de 0,4 à 0,55 mm :
Avantages : L'épaisseur totale peut être contrôlée entre 1,7 et 2,0 mm, répondant aux besoins de portabilité
Défi : nécessité d'utiliser la technologie d'emballage COG (Chip On Glass) pour compenser la résistance
Boîtier : Une certaine marque de bracelet intelligent adopte la technologie verre + COG de 0,4 mm pour obtenir un design ultra-mince de 1,5 mm, avec une autonomie de batterie allant jusqu'à 14 jours.
2. Champ de contrôle industriel
Les produits qui mettent l'accent sur la fiabilité, tels que les équipements de contrôle industriel et les instruments médicaux, utilisent souvent du verre de 0,7 à 1,1 mm.
Avantages : Résistance aux chocs augmentée de plus de 3 fois, avec une durée de vie allant jusqu'à 100 000 heures
Innovation : optimisation de la conception du cadre en fer grâce à une simulation structurelle pour atteindre le niveau de protection IP67 sur du verre de 1,1 mm
Cas : Le panneau de commande d'une certaine machine-outil CNC est en verre de 0,9 mm et fonctionne en continu depuis 5 ans sans panne dans un environnement fluide de coupe de métal.
