一, Оптично съответствие на производителността: осигуряване на яснота и еднородност на дисплея
1. Точно съответствие между размера на прозореца и площта на дисплея
Зоната на дисплея (активна област, AA зона) на LCD се определя от пикселната матрица и размерът на прозореца трябва стриктно да покрива AA зоната и да резервира възможността за инсталиране. Например, размерът на дисплея на 7--инчов LCD (модел T-EF070K08000480ALI) е 154,08 mm × 85,92 mm. Ако дизайнът на прозореца е 155 mm × 86 mm, някои пиксели може да бъдат затъмнени поради допустимите отклонения на рамката; Ако отворът на прозореца е твърде голям (като 160 mm × 90 mm), това може да причини следните проблеми:
Изтичане: Подсветката прелива през ръба на прозореца, образувайки ореол в тъмно състояние, което влияе на контраста;
Механични смущения: Триене между ръба на LCD дисплея и вътрешната стена на панела, което води до необичаен или повреден дисплей.
Решение: Според 2D чертежите, предоставени от производителя на LCD, размерът на прозореца трябва да бъде с 0,2 mm~0,5 mm по-голям от едната страна на зоната AA (в зависимост от типа на панела). Например TN екраните могат да бъдат 0,2 mm, а IPS екраните могат да бъдат 0,5 mm поради по-добра устойчивост на удар.
2. Оптимизиране на ъгъла на гледане и позицията на прозореца
Ъгълът на видимост на LCD (като 178 градуса /178 градуса за IPS екрани) трябва да съответства на ъгъла на видимост на инструмента. Например, арматурното табло на автомобила трябва да отговаря на ясното четене на данни от водача в рамките на хоризонтален зрителен ъгъл от -45 градуса ~+45 градуса. Ако позицията на прозореца се отклонява от центъра или е монтиран под ъгъл, това може да причини следните проблеми:
Промяна на цвета: TN екраните изпитват намаляване на контраста и изкривяване на цвета при отклонение от нормалния ъгъл;
Отразяващи смущения: Ръбът на прозореца образува ъгъл с LCD повърхността, което може да отразява околната светлина.
Решение: Използвайте софтуер за оптична симулация (като LightTools), за да симулирате ефекта на дисплея под различни ъгли и да оптимизирате позицията на прозореца. Например, арматурното табло на определено електрическо превозно средство приема дизайн на извито стъкло, подравнявайки центъра на прозореца с линията на видимост на водача и увеличавайки ефективния ъгъл на видимост до ± 60 градуса.
2, Съвпадение на структурния дизайн: балансиране на здравината и ефективността на сглобяване
1. Дебелината на панела е съгласувана с дебелината на LCD стъклото
Дебелината на LCD стъклото (обикновено 0,4 mm ~ 1,1 mm) пряко влияе върху дизайна на дълбочината на отвора на прозореца на панела. Ако дебелината на панела (T) не съответства на дебелината на стъклото (d), това може да причини следните проблеми:
Концентрация на напрежение: тънко стъкло (d<0.7mm) is prone to cracking in thick panels (T>3 mm) поради натиск при сглобяване;
Excessive gap: Thick glass (d>1,0 mm) може да причини деформация на дисплея в тънки панели (T<2mm) due to insufficient support.
Решение: Изберете структура на панела въз основа на дебелината на стъклото:
Тънко стъкло (d По-малко или равно на 0,7 мм): приема компенсационна структура „желязна рамка+пяна“, например добавяйки 0,3 мм рамка от неръждаема стомана от външната страна на стъклото 0,55 мм и запълвайки празнината с 0,2 мм силиконова пяна;
Thick glass (d>0,7 mm): директно вграден в панела, но устойчивостта на удар трябва да бъде проверена чрез анализ на крайните елементи (FEA). Например, промишлено HMI устройство, използващо 0,9 мм стъкло, показа намаляване на процента на неуспех от 3,2% до 0,5% при циклични тестове на температурата от -30 градуса до +85 градуса.
2. Обработка на ръба на прозореца и защита от прах и вода
Фаски, грапавини или остри ръбове по ръбовете на прозореца могат да надраскат повърхността на LCD или да натрупат прах, което да повлияе на ефекта на дисплея. Например, арматурното табло на медицинско устройство не е било обработено с C-ъгъл в ръба на прозореца, което е довело до образуването на "черни петна" при навлизане на прах.
Решение:
Механична обработка: Ръбът на прозореца се скосява с C0.5~C1 и се отстраняват грапавиците;
Дизайн на запечатване: Поставете силиконова или двустранна-залепваща лента между LCD дисплея и панела. Например, външен инструмент приема ниво на защита IP67 и е водоустойчив и прахоустойчив чрез силиконов уплътнителен пръстен с дебелина 0,5 mm.
3, Съвпадение на адаптивността към околната среда: реагиране на екстремни условия на работа
1. Температурно разширение и термично съответствие на материала
Работният температурен диапазон на LCD (-30 градуса ~+85 градуса) трябва да съответства на материала на панела. Ако разликата в коефициента на топлинно разширение (CTE) между материалите на панела (като PC пластмаса) и LCD стъкло е твърде голяма, това може да причини следните проблеми:
Крехко счупване при ниска температура: CTE на PC е 60 × 10 ⁻⁶/градус, докато този на стъклото е 3 × 10 ⁻⁶/градус. При -30 градуса, свиването на PC е 20 пъти по-голямо от това на стъклото, което може да доведе до концентрация на напрежение в ръба на стъклото;
Деформация при висока температура: При +85 градуса компютърът може да омекне, причинявайки промяна в размера на прозореца, надхвърляща 0,1 mm, и да повлияе на подравняването на дисплея.
Решение:
Избор на материал: Използвайте материали с нисък КТР (като PPS пластмаса, КТР от 20 × 10 ⁻⁶/ градус) или метални панели (като алуминиева сплав, КТР от 23 × 10 ⁻⁶/ градус);
Структурна компенсация: Запазете разстояние от 0,1 mm ~ 0,2 mm между LCD и панела и поемете термичната деформация чрез еластични елементи (като пружинни плочи).
2. Защита от вибрации и удар
Индустриалните инструменти или бордовото оборудване трябва да издържат на вибрации (като 5Hz~200Hz) или удари (като 10g/11ms). Ако размерът на прозореца е твърде голям или здравината на конструкцията е недостатъчна, това може да доведе до следните проблеми:
Изместване на LCD дисплея: Вибрацията причинява промени в пролуката между LCD дисплея и панела, което води до разместване на дисплея;
Счупване на стъкло: Енергията на удара се предава на LCD през панела. Например, в арматурното табло на определена строителна машина степента на счупване на стъклото достигна 15% при изпитване на вибрации поради липсата на дизайн на буферна структура.
Решение:
Дизайн на буфера: Поставете пяна PORON с дебелина 0,5 mm на гърба на LCD, за да увеличите степента на поглъщане на енергията на удара до 85%;
Фиксиран метод: Използва се двойна фиксация с "винтове+катарами". Например, арматурното табло на определен автомобил използва 4 винта M2 и 2 катарами, за да фиксира LCD дисплея, а функцията на дисплея остава нормална по време на тестване на удар.
4, Анализ на типичен случай на приложение
Случай 1: Проектиране на арматурно табло на електрическо превозно средство
Арматурното табло на определена марка електрическо превозно средство приема 12,3-инчов IPS LCD (резолюция 1920 × 720), а ключовите моменти в дизайна на прозореца са следните:
Съответствие на размера: Размерът на прозореца е 291,84 mm × 109,44 mm (0,3 mm по-голям от зоната AA от едната страна), с фаска C0,5 по ръба;
Структурна компенсация: Използват се панели от алуминиева сплав с дебелина 0,8 mm, а празнините са запълнени с 0,3 mm силиконова пяна;
Адаптиране към околната среда: Работният температурен диапазон е -40 градуса ~+85 градуса, а термичната деформация, проверена от FEA, е по-малка от 0,05 mm.
Случай 2: Проектиране на индустриално HMI оборудване
HMI оборудването на контролния шкаф на определена фабрика използва 7-инчов TFT LCD (резолюция 800 × 480) и ключовите точки на неговия дизайн на прозореца са следните:
Прахоустойчив и водоустойчив: Запълнете ръба на прозореца със силиконов уплътнителен пръстен с дебелина 0,5 мм, за да постигнете ниво на защита IP65;
Защита от вибрации: пяна PORON с дебелина 1 мм е залепена на гърба на LCD дисплея и функцията на дисплея е нормална след тестване на вибрации (10Hz~500Hz);
Оптимизиране на разходите: Използва се TN екран (40% по-ниска цена от IPS) и ъгълът на видимост се компенсира чрез софтуерни алгоритми (действителен ефективен ъгъл на видимост ± 60 градуса).
