一, Zhoda optického výkonu: zabezpečenie čistoty a jednotnosti zobrazenia
1. Presná zhoda medzi veľkosťou okna a zobrazovanou plochou
Zobrazovacia plocha (aktívna plocha, plocha AA) LCD je určená poľom pixelov a veľkosť okna musí striktne pokrývať plochu AA a rezervu na inštaláciu. Napríklad veľkosť displeja 7-palcového LCD (model T-EF070K08000480ALI) je 154,08 mm × 85,92 mm. Ak je dizajn okna 155 mm × 86 mm, niektoré pixely môžu byť zakryté v dôsledku tolerancií rámu; Ak je otvor okna príliš veľký (napríklad 160 mm × 90 mm), môže to spôsobiť nasledujúce problémy:
Únik: Podsvietenie preteká cez okraj okna a v tmavom stave vytvára halo, čo ovplyvňuje kontrast;
Mechanické rušenie: Trenie medzi okrajom LCD a vnútornou stenou panela, čo vedie k abnormálnemu alebo poškodeniu displeja.
Riešenie: Podľa 2D výkresov poskytnutých výrobcom LCD by mala byť veľkosť okna o 0,2 mm ~ 0,5 mm väčšia ako jedna strana oblasti AA (v závislosti od typu panelu). Napríklad obrazovky TN môžu mať hrúbku 0,2 mm a obrazovky IPS môžu mať hrúbku 0,5 mm kvôli lepšej odolnosti voči nárazom.
2. Optimalizácia uhla pohľadu a polohy okna
Pozorovací uhol LCD (napríklad 178 stupňov / 178 stupňov pre IPS obrazovky) musí zodpovedať uhlu pohľadu prístroja. Napríklad prístrojová doska auta musí spĺňať vodičovo jasné čítanie údajov v rámci horizontálneho uhla pohľadu -45 stupňov ~+45 stupňov . Ak sa poloha okna odchyľuje od stredu alebo je nainštalovaná pod uhlom, môže to spôsobiť nasledujúce problémy:
Posun farieb: Obrazovky TN zaznamenávajú pokles kontrastu a skreslenie farieb, keď sa odchýlia od normálneho uhla;
Reflexné rušenie: Okraj okna tvorí s povrchom LCD uhol, ktorý môže odrážať okolité svetlo.
Riešenie: Pomocou softvéru na optickú simuláciu (napríklad LightTools) simulujte efekt zobrazenia v rôznych uhloch a optimalizujte polohu okna. Napríklad prístrojová doska určitého elektrického vozidla využíva zakrivený dizajn skla, ktorý vyrovnáva stred okna s líniou pohľadu vodiča a zvyšuje efektívny pozorovací uhol na ± 60 stupňov.
2, prispôsobenie konštrukčného dizajnu: vyváženie sily a účinnosti montáže
1. Hrúbka panelu je koordinovaná s hrúbkou skla LCD
Hrúbka skla LCD (zvyčajne 0,4 mm ~ 1,1 mm) priamo ovplyvňuje návrh hĺbky otvoru panelového okna. Ak hrúbka panelu (T) nezodpovedá hrúbke skla (d), môže to spôsobiť nasledujúce problémy:
Koncentrácia napätia: tenké sklo (d<0.7mm) is prone to cracking in thick panels (T>3 mm) v dôsledku montážneho tlaku;
Excessive gap: Thick glass (d>1,0 mm) môže spôsobiť deformáciu displeja na tenkých paneloch (T<2mm) due to insufficient support.
Riešenie: Vyberte štruktúru panelu na základe hrúbky skla:
Tenké sklo (d Menšie alebo rovné 0,7 mm): využíva kompenzačnú štruktúru „železný rám + pena“, napríklad pridanie 0,3 mm rámu z nehrdzavejúcej ocele na vonkajšiu stranu 0,55 mm skla a vyplnenie medzery 0,2 mm silikónovou penou;
Thick glass (d>0,7 mm): priamo zabudované do panelu, ale odolnosť proti nárazu je potrebné overiť pomocou analýzy konečných prvkov (FEA). Napríklad priemyselné zariadenie HMI používajúce sklo s hrúbkou 0,9 mm vykázalo pokles miery zlyhania z 3,2 % na 0,5 % v testoch cyklovania teploty od -30 stupňov do +85 stupňov .
2. Úprava okrajov okien a prevencia prachu a vody
Skosené hrany, otrepy alebo ostré hrany na okraji okna môžu poškriabať povrch LCD alebo nahromadiť prach, čo ovplyvní efekt zobrazenia. Napríklad prístrojová doska lekárskeho zariadenia nebola ošetrená uhlom C- na okraji okna, čo viedlo k vytvoreniu „čiernych škvŕn“, keď sa do nej dostal prach.
Riešenie:
Mechanické spracovanie: Hrana okna je skosená C0,5~C1 a sú odstránené ostriny;
Dizajn tesnenia: Medzi LCD a panel vložte silikón alebo obojstrannú{0} pásku. Napríklad vonkajší prístroj využíva dizajn úrovne ochrany IP67 a je vodotesný a prachotesný vďaka silikónovému tesniacemu krúžku s hrúbkou 0,5 mm.
3, Prispôsobenie environmentálnej adaptability: reakcia na extrémne pracovné podmienky
1. Teplotná rozťažnosť a tepelné prispôsobenie materiálu
Rozsah pracovnej teploty LCD (-30 stupňov ~+85 stupňov ) musí zodpovedať materiálu panelu. Ak je rozdiel koeficientu tepelnej rozťažnosti (CTE) medzi materiálmi panelov (ako je PC plast) a LCD sklom príliš veľký, môže to spôsobiť nasledujúce problémy:
Nízkoteplotný krehký lom: CTE PC je 60 × 10 ⁻⁶/ stupeň, zatiaľ čo CTE skla je 3 × 10 ⁻⁶/ stupeň. Pri -30 stupňoch je zmrštenie PC 20-krát väčšie ako zmrštenie skla, čo môže viesť ku koncentrácii napätia na okraji skla;
Deformácia pri vysokej teplote: Pri +85 stupňoch môže počítač zmäknúť, čo spôsobí zmenu veľkosti okna presahujúcu 0,1 mm a ovplyvní zarovnanie displeja.
Riešenie:
Výber materiálu: Používajte materiály s nízkym CTE (ako je plast PPS, CTE 20 × 10 ⁻⁶/ stupeň) alebo kovové panely (ako je hliníková zliatina, CTE 23 × 10 ⁻⁶/ stupeň);
Štrukturálna kompenzácia: Vyhraďte medzeru 0,1 mm ~ 0,2 mm medzi LCD a panelom a absorbujte tepelnú deformáciu prostredníctvom elastických prvkov (ako sú pružinové dosky).
2. Ochrana proti vibráciám a nárazom
Priemyselné prístroje alebo palubné zariadenia musia odolať vibráciám (napríklad 5 Hz~200 Hz) alebo nárazom (napríklad 10 g/11 ms). Ak je veľkosť okna príliš veľká alebo štrukturálna pevnosť nedostatočná, môže to viesť k nasledujúcim problémom:
Posun LCD: Vibrácie spôsobujú zmeny v medzere medzi LCD a panelom, čo vedie k nesprávnemu zarovnaniu displeja;
Rozbitie skla: Energia nárazu sa prenáša na LCD cez panel. Napríklad na prístrojovej doske istého stavebného stroja miera rozbitia skla pri testovaní vibráciami dosiahla 15 % v dôsledku chýbajúcej konštrukcie nárazníkovej konštrukcie.
Riešenie:
Konštrukcia nárazníka: Prilepte penu PORON s hrúbkou 0,5 mm na zadnú stranu LCD, aby ste zvýšili mieru absorpcie nárazovej energie na 85 %;
Pevný spôsob: Používa sa dvojitá fixácia „skrutkami+prackami“. Napríklad prístrojová doska určitého auta používa na upevnenie LCD 4 skrutky M2 a 2 spony a funkcia displeja zostáva počas nárazového testu normálna.
4, Typická analýza prípadu aplikácie
Prípad 1: Dizajn prístrojovej dosky elektrického vozidla
Prístrojová doska určitej značky elektrického vozidla využíva 12,3-palcový IPS LCD (rozlíšenie 1920 × 720) a kľúčové body jeho dizajnu okien sú nasledovné:
Zhoda veľkosti: Veľkosť okna je 291,84 mm × 109,44 mm (o 0,3 mm väčšia ako plocha AA na jednej strane), so skosením C0,5 na okraji;
Konštrukčná kompenzácia: používajú sa panely z hliníkovej zliatiny s hrúbkou 0,8 mm a medzery sú vyplnené silikónovou penou s hrúbkou 0,3 mm;
Prispôsobenie prostrediu: Rozsah pracovných teplôt je -40 stupňov ~+85 stupňov a tepelná deformácia overená FEA je menšia ako 0,05 mm.
Prípad 2: Návrh priemyselného zariadenia HMI
HMI vybavenie rozvádzača istej továrne využíva 7-palcový TFT LCD (rozlíšenie 800 × 480) a kľúčové body jeho okenného dizajnu sú nasledovné:
Prachotesný a vodotesný: Vyplňte okraj okna silikónovým tesniacim krúžkom s hrúbkou 0,5 mm, aby ste dosiahli úroveň ochrany IP65;
Ochrana proti vibráciám: 1 mm hrubá PORON pena je prilepená na zadnú stranu LCD a funkcia displeja je po testovaní vibráciami normálna (10Hz~500Hz);
Optimalizácia nákladov: Používa sa obrazovka TN (o 40 % nižšia cena ako IPS) a pozorovací uhol je kompenzovaný pomocou softvérových algoritmov (skutočný efektívny pozorovací uhol ± 60 stupňov).
