一, Přizpůsobení optického výkonu: zajištění jasnosti a jednotnosti zobrazení
1. Přesná shoda mezi velikostí okna a zobrazovanou plochou
Zobrazovací plocha (aktivní plocha, plocha AA) LCD je určena polem pixelů a velikost okna musí striktně pokrývat plochu AA a rezervu pro instalaci. Například velikost displeje 7-palcového LCD (model T-EF070K08000480ALI) je 154,08 mm × 85,92 mm. Pokud je design okna 155 mm × 86 mm, mohou být některé pixely zakryty kvůli tolerancím rámu; Pokud je otvor okna příliš velký (například 160 mm × 90 mm), může to způsobit následující problémy:
Únik: Podsvícení přetéká přes okraj okna a vytváří v tmavém stavu halo, které ovlivňuje kontrast;
Mechanické rušení: Tření mezi okrajem LCD a vnitřní stěnou panelu, což má za následek abnormální nebo poškozené zobrazení.
Řešení: Podle 2D výkresů poskytnutých výrobcem LCD by velikost okna měla být o 0,2 mm~0,5 mm větší než jedna strana oblasti AA (v závislosti na typu panelu). Například obrazovky TN mohou mít tloušťku 0,2 mm a obrazovky IPS mohou mít tloušťku 0,5 mm kvůli lepší odolnosti proti nárazu.
2. Optimalizace pozorovacího úhlu a pozice okna
Pozorovací úhel LCD (například 178 stupňů / 178 stupňů u obrazovek IPS) musí odpovídat pozorovacímu úhlu přístroje. Například palubní deska automobilu musí splňovat řidičovo jasné čtení dat v horizontálním úhlu pohledu -45 stupňů ~+45 stupňů. Pokud se poloha okna odchyluje od středu nebo je instalována pod úhlem, může to způsobit následující problémy:
Posun barev: U obrazovek TN dochází při odchylce od normálního úhlu ke snížení kontrastu a zkreslení barev;
Reflexní interference: Okraj okna svírá s povrchem LCD úhel, který může odrážet okolní světlo.
Řešení: Pomocí softwaru pro optickou simulaci (jako je LightTools) simulujte efekt zobrazení v různých úhlech a optimalizujte polohu okna. Například přístrojová deska určitého elektrického vozidla využívá zakřivené sklo, které zarovnává střed okna s linií pohledu řidiče a zvyšuje efektivní pozorovací úhel na ± 60 stupňů.
2, Shoda konstrukce: vyvážení pevnosti a efektivity montáže
1. Tloušťka panelu je koordinována s tloušťkou skla LCD
Tloušťka skla LCD (obvykle 0,4 mm ~ 1,1 mm) přímo ovlivňuje návrh hloubky okenního otvoru panelu. Pokud tloušťka panelu (T) neodpovídá tloušťce skla (d), může to způsobit následující problémy:
Koncentrace napětí: Tenké sklo (d<0.7mm) is prone to cracking in thick panels (T>3 mm) kvůli montážnímu tlaku;
Excessive gap: Thick glass (d>1,0 mm) může způsobit deformaci displeje u tenkých panelů (T<2mm) due to insufficient support.
Řešení: Vyberte strukturu panelu na základě tloušťky skla:
Tenké sklo (d Menší nebo rovno 0,7 mm): využívá kompenzační strukturu „železný rám + pěna“, například přidáním 0,3 mm rámečku z nerezové oceli na vnější stranu 0,55 mm skla a vyplněním mezery 0,2 mm silikonovou pěnou;
Thick glass (d>0,7 mm): přímo zabudované do panelu, ale odolnost proti nárazu je třeba ověřit pomocí analýzy konečných prvků (FEA). Například průmyslové zařízení HMI využívající 0,9mm sklo vykázalo pokles poruchovosti z 3,2 % na 0,5 % v testech cyklování teploty z -30 stupňů na +85 stupňů.
2. Úprava hran oken a prevence prachu a vody
Zkosení, otřepy nebo ostré hrany na okraji okna mohou poškrábat povrch displeje LCD nebo na něm hromadit prach a ovlivnit tak efekt zobrazení. Například přístrojová deska lékařského zařízení nebyla ošetřena C-úhlem na okraji okna, což vedlo k vytvoření „černých skvrn“, když do něj vnikl prach.
Řešení:
Mechanické zpracování: Hrana okna je zkosena pomocí C0,5~C1 a jsou odstraněny otřepy;
Provedení těsnění: Mezi LCD a panel naplňte silikon nebo oboustrannou- pásku. Například venkovní přístroj má stupeň ochrany IP67 a je vodotěsný a prachotěsný díky silikonovému těsnícímu kroužku o tloušťce 0,5 mm.
3, přizpůsobení přizpůsobivosti prostředí: reakce na extrémní pracovní podmínky
1. Teplotní roztažnost a tepelné přizpůsobení materiálu
Rozsah pracovních teplot LCD (-30 stupňů ~{1}} stupňů) musí odpovídat materiálu panelu. Pokud je rozdíl koeficientu tepelné roztažnosti (CTE) mezi materiály panelu (jako je PC plast) a sklem LCD příliš velký, může to způsobit následující problémy:
Nízkoteplotní křehký lom: CTE PC je 60 × 10⁻⁶/stupeň, zatímco u skla je 3 × 10⁻⁶/stupeň. Při -30 stupních je smrštění PC 20krát větší než u skla, což může vést ke koncentraci napětí na okraji skla;
Deformace při vysoké teplotě: Při +85 stupních může počítač změknout, což způsobí změnu velikosti okna přesahující 0,1 mm a ovlivní zarovnání displeje.
Řešení:
Výběr materiálu: Použijte materiály s nízkým CTE (jako je plast PPS, CTE 20 × 10 ⁻⁶/stupeň) nebo kovové panely (jako je hliníková slitina, CTE 23 × 10 ⁻⁶/stupeň);
Strukturální kompenzace: Vyhraďte mezeru 0,1 mm~0,2 mm mezi LCD a panelem a absorbujte tepelnou deformaci prostřednictvím elastických prvků (jako jsou pružinové desky).
2. Ochrana proti vibracím a nárazům
Průmyslové přístroje nebo palubní zařízení musí odolat vibracím (např. 5Hz~200Hz) nebo nárazům (např. 10g/11ms). Pokud je velikost okna příliš velká nebo strukturální pevnost nedostatečná, může to vést k následujícím problémům:
Posunutí LCD: Vibrace způsobí změny v mezeře mezi LCD a panelem, což vede k nesouososti displeje;
Rozbití skla: Energie nárazu je přenášena na LCD panelem. Například u některých přístrojových desek stavebních strojů dosáhla míra rozbití skla při vibračních zkouškách 15 % kvůli chybějícímu návrhu konstrukce nárazníku.
Řešení:
Konstrukce nárazníku: Na zadní stranu LCD nalepte pěnu PORON o tloušťce 0,5 mm, abyste zvýšili míru absorpce energie nárazu na 85 %;
Pevná metoda: Používá se dvojitá fixace "šrouby+přezky". Například přístrojová deska určitého automobilu používá k upevnění LCD 4 šrouby M2 a 2 přezky a funkce displeje zůstává během nárazového testu normální.
4, Analýza typického případu aplikace
Případ 1: Návrh palubní desky elektrického vozidla
Přístrojová deska určité značky elektrického vozidla využívá 12,3palcový IPS LCD (rozlišení 1920 × 720) a klíčové body jeho okenního designu jsou následující:
Přizpůsobení velikosti: Velikost okna je 291,84 mm × 109,44 mm (o 0,3 mm větší než plocha AA na jedné straně), se zkosením C0,5 na hraně;
Konstrukční kompenzace: Jsou použity panely z hliníkové slitiny o tloušťce 0,8 mm a mezery jsou vyplněny silikonovou pěnou o tloušťce 0,3 mm;
Přizpůsobení prostředí: Rozsah pracovních teplot je -40 stupňů ~+85 stupňů a tepelná deformace ověřená FEA je menší než 0,05 mm.
Případ 2: Návrh průmyslového HMI zařízení
HMI vybavení rozvaděče určité továrny využívá 7palcový TFT LCD (rozlišení 800 × 480) a klíčové body jeho okenního designu jsou následující:
Prachotěsné a vodotěsné: Vyplňte okraj okna silikonovým těsnicím kroužkem o tloušťce 0,5 mm, abyste dosáhli úrovně ochrany IP65;
Ochrana proti vibracím: Na zadní stranu LCD je nalepena pěna PORON o tloušťce 1 mm a funkce displeje je po vibračním testu normální (10Hz~500Hz);
Optimalizace nákladů: Používá se obrazovka TN (o 40 % nižší cena než IPS) a pozorovací úhel je kompenzován pomocí softwarových algoritmů (skutečný efektivní úhel pohledu ± 60 stupňů).
