一، تطبیق عملکرد نوری: اطمینان از وضوح و یکنواختی نمایشگر
1. مطابقت دقیق بین اندازه پنجره و ناحیه نمایش
ناحیه نمایش (Active Area، ناحیه AA) LCD توسط آرایه پیکسلی تعیین می شود و اندازه پنجره باید به شدت منطقه AA و مقدار ذخیره نصب را پوشش دهد. به عنوان مثال، اندازه صفحه نمایش ال سی دی 7{2}} اینچی (مدل T-EF070K08000480ALI) 154.08 × 85.92 میلی متر است. اگر طراحی پنجره 155 میلیمتر × 86 میلیمتر باشد، ممکن است برخی از پیکسلها به دلیل تحمل قاب، مبهم باشند. اگر دهانه پنجره خیلی بزرگ باشد (مانند 160 × 90 میلی متر)، ممکن است مشکلات زیر را ایجاد کند:
نشت: نور پس زمینه از لبه پنجره سرریز می شود و در حالت تاریک هاله ای را تشکیل می دهد که بر کنتراست تأثیر می گذارد.
تداخل مکانیکی: اصطکاک بین لبه LCD و دیواره داخلی پانل که منجر به غیرعادی یا آسیب دیدن صفحه نمایش می شود.
راه حل: طبق نقشه های دو بعدی ارائه شده توسط سازنده LCD، اندازه پنجره باید 0.2mm~0.5mm بزرگتر از یک طرف ناحیه AA باشد (بسته به نوع پانل). به عنوان مثال، صفحه نمایش TN می تواند 0.2 میلی متر باشد و صفحه نمایش IPS به دلیل مقاومت در برابر ضربه بهتر می تواند 0.5 میلی متر باشد.
2. بهینه سازی زاویه دید و موقعیت پنجره
زاویه دید LCD (مانند 178 درجه / 178 درجه برای صفحه نمایش IPS) باید با زاویه دید ابزار مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، داشبورد خودرو باید با خواندن واضح دادههای راننده در زاویه دید افقی -45 درجه ~+45 درجه مطابقت داشته باشد. اگر موقعیت پنجره از مرکز منحرف شود یا در یک زاویه نصب شود، ممکن است مشکلات زیر را ایجاد کند:
تغییر رنگ: صفحه نمایش های TN هنگام انحراف از زاویه عادی، کاهش کنتراست و اعوجاج رنگ را تجربه می کنند.
تداخل انعکاسی: لبه پنجره با سطح LCD زاویه ای ایجاد می کند که ممکن است نور محیط را منعکس کند.
راه حل: از نرم افزارهای شبیه سازی نوری (مانند LightTools) برای شبیه سازی افکت نمایش در زوایای مختلف و بهینه سازی موقعیت پنجره استفاده کنید. برای مثال، داشبورد خودروی برقی خاصی از طرح شیشهای منحنی استفاده میکند که مرکز پنجره را با دید راننده تراز میکند و زاویه دید موثر را تا 60 ± درجه افزایش میدهد.
2، تطبیق طراحی ساختاری: تعادل قدرت و کارایی مونتاژ
1. ضخامت پنل با ضخامت شیشه LCD هماهنگ می شود
ضخامت شیشه ال سی دی (معمولاً 0.4 میلی متر تا 1.1 میلی متر) به طور مستقیم بر طراحی عمق باز شدن پنجره پانل تأثیر می گذارد. اگر ضخامت پانل (T) با ضخامت شیشه (d) مطابقت نداشته باشد، ممکن است مشکلات زیر را ایجاد کند:
غلظت استرس: شیشه نازک (د<0.7mm) is prone to cracking in thick panels (T>3 میلی متر) به دلیل فشار مونتاژ؛
Excessive gap: Thick glass (d>1.0 میلی متر) ممکن است باعث تغییر شکل صفحه نمایش در پانل های نازک (T<2mm) due to insufficient support.
راه حل: ساختار پانل را بر اساس ضخامت شیشه انتخاب کنید:
شیشه نازک (d کمتر یا مساوی 0.7 میلی متر): ساختار جبرانی "قاب آهنی + فوم" را اتخاذ می کند، به عنوان مثال، یک قاب فولادی ضد زنگ 0.3 میلی متری در قسمت بیرونی شیشه 0.55 میلی متری اضافه می کند و شکاف را با فوم سیلیکون 0.2 میلی متری پر می کند.
Thick glass (d>0.7 میلی متر): مستقیماً در پانل تعبیه شده است، اما عملکرد مقاومت در برابر ضربه باید از طریق تجزیه و تحلیل اجزا محدود (FEA) تأیید شود. به عنوان مثال، یک دستگاه HMI صنعتی با استفاده از شیشه 0.9 میلی متری در تست های چرخه دما از 30- درجه به{6}} درجه از 3.2 درصد به 0.5 درصد کاهش می یابد.
2. درمان لبه پنجره و جلوگیری از گرد و غبار و آب
پخها، سوراخها یا لبههای تیز روی لبه پنجره ممکن است سطح LCD را خراش دهند یا گرد و غبار جمع کنند و بر جلوه نمایشگر تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، داشبورد یک دستگاه پزشکی با زاویه C-در لبه پنجره برخورد نمیکند و در نتیجه هنگام ورود گرد و غبار، "لکههای سیاه" ایجاد میشود.
راه حل:
پردازش مکانیکی: لبه پنجره با C0.5 ~ C1 پخ شده و سوراخ ها برداشته می شوند.
طراحی آب بندی: سیلیکون یا نوار دو طرفه- بین LCD و پانل را پر کنید. به عنوان مثال، یک ابزار در فضای باز از طراحی سطح حفاظت IP67 استفاده می کند و از طریق یک حلقه آب بندی سیلیکونی به ضخامت 0.5 میلی متر ضد آب و ضد گرد و غبار است.
3، تطابق سازگاری با محیط: پاسخ به شرایط کاری شدید
1. گسترش دما و تطابق حرارتی مواد
محدوده دمای کاری LCD (-30 درجه ~+85 درجه) باید با مواد پانل مطابقت داشته باشد. اگر اختلاف ضریب انبساط حرارتی (CTE) بین مواد پانل (مانند پلاستیک PC) و شیشه LCD خیلی زیاد باشد، ممکن است مشکلات زیر را ایجاد کند:
شکستگی شکننده در دمای پایین: CTE کامپیوتر 60 × 10 - 6 / درجه است، در حالی که شیشه 3 × 10 - 6 / درجه است. در 30- درجه، انقباض PC 20 برابر شیشه است، که ممکن است منجر به تمرکز تنش در لبه شیشه شود.
تغییر شکل دمای بالا: در{0}} درجه، رایانه ممکن است نرم شود و باعث تغییر در اندازه پنجره بیش از 0.1 میلی متر شود و تراز نمایشگر را تحت تأثیر قرار دهد.
راه حل:
انتخاب مواد: از مواد کم CTE (مانند پلاستیک PPS، CTE 20 × 10-6 / درجه) یا پانل های فلزی (مانند آلیاژ آلومینیوم، CTE 23 × 10-6 / درجه) استفاده کنید.
جبران سازه: فاصله ای بین 0.1 میلی متر تا 0.2 میلی متر بین LCD و پانل نگه دارید و تغییر شکل حرارتی را از طریق عناصر الاستیک (مانند صفحات فنری) جذب کنید.
2. حفاظت از لرزش و ضربه
ابزارهای صنعتی یا تجهیزات داخلی باید در برابر لرزش (مانند 5 هرتز تا 200 هرتز) یا ضربه (مانند 10 گرم در 11 میلی ثانیه) مقاومت کنند. اگر اندازه پنجره خیلی بزرگ باشد یا استحکام ساختاری کافی نباشد، ممکن است منجر به مشکلات زیر شود:
جابجایی LCD: لرزش باعث تغییر در شکاف بین LCD و پانل می شود که منجر به عدم تراز نمایشگر می شود.
شکستگی شیشه: انرژی ضربه از طریق پنل به LCD منتقل می شود. به عنوان مثال، در یک داشبورد ماشین آلات ساختمانی خاص، به دلیل عدم طراحی ساختار بافر، میزان شکست شیشه در آزمایش ارتعاش به 15٪ رسید.
راه حل:
طراحی بافر: فوم PORON به ضخامت 0.5 میلی متر را در پشت LCD بچسبانید تا میزان جذب انرژی ضربه را تا 85٪ افزایش دهید.
روش ثابت: از تثبیت مضاعف با "پیچ + سگک" استفاده می شود. به عنوان مثال، داشبورد خودروی خاصی از 4 پیچ M2 و 2 سگک برای تعمیر ال سی دی استفاده می کند و عملکرد نمایشگر در هنگام تست ضربه عادی می ماند.
4، تجزیه و تحلیل مورد برنامه کاربردی معمولی
مورد 1: طراحی داشبورد خودروی برقی
داشبورد یک برند خاص از خودروی الکتریکی دارای صفحه نمایش 12.3 اینچی IPS LCD (رزولیشن 1920 × 720) است و نکات کلیدی طراحی پنجره آن به شرح زیر است:
مطابقت با اندازه: اندازه پنجره 291.84mm × 109.44mm (0.3mm بزرگتر از ناحیه AA در یک طرف)، با پخ C0.5 در لبه است.
جبران سازه: پانل های آلیاژ آلومینیوم با ضخامت 0.8 میلی متر استفاده می شود و شکاف ها با فوم سیلیکون 0.3 میلی متر پر می شوند.
سازگاری با محیط: محدوده دمای کاری -40 درجه ~+85 درجه است و تغییر شکل حرارتی تأیید شده توسط FEA کمتر از 0.05 میلی متر است.
مورد 2: طراحی تجهیزات HMI صنعتی
تجهیزات HMI کابینت کنترل یک کارخانه خاص از LCD TFT 7 اینچی (رزولوشن 800 × 480) استفاده می کند و نکات کلیدی طراحی پنجره آن به شرح زیر است:
ضد گرد و غبار و ضد آب: لبه پنجره را با حلقه آب بندی سیلیکونی 0.5 میلی متری پر کنید تا به سطح حفاظت IP65 برسید.
محافظت در برابر لرزش: فوم PORON با ضخامت 1 میلی متر در پشت LCD چسبانده شده است و عملکرد صفحه نمایش پس از تست لرزش طبیعی است (10Hz~500Hz).
بهینه سازی هزینه: صفحه نمایش TN (40٪ هزینه کمتر از IPS) استفاده می شود و زاویه دید از طریق الگوریتم های نرم افزاری جبران می شود (زاویه دید موثر واقعی ± 60 درجه).
