Исследование влияния защитного стекла на параметры модуля жидкокристаллического экрана (модуля индикации)

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАЩИТНОГО СТЕКЛА НА ПАРАМЕТРЫ МОДУЛЯ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ЭКРАНА (МОДУЛЯ ИНДИКАЦИИ)
© Альшаник Ю. В. *
Научно-исследовательское унитарное предприятие «ИНСТИТУТ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ГОРИЗОНТ», Республика Беларусь, г. Минск
Рассмотрены влияние защитного стекла на читаемость отображаемой информации модуля жидкокристаллического экрана, разработана технология склеивания оптических деталей, получены спектральные характеристики двух типов широкополосных просветляющих покрытий для защитного отражающего стекла.
Ключевые слова: модуль жидкокристаллического экрана, защитное антиотражающее стекло, рагидизированный МЖКЭ, просветляющее покрытие, спектральная характеристика.
Учитывая необходимость работы жидкокристаллического дисплея (ЖКД) в условиях интенсивной внешней засветки, при конструировании модуля жидкокристаллического экрана (МЖКЭ) необходимо обратить самое серьезное внимание на конструкцию и параметры переднего защитного стекла, которое кроме абразивной и климатической защиты переднего поляризатора ЖКЭ должно обеспечить минимальный уровень отражения внешних световых потоков, попадающих на изображение на ЖКД. Кроме того, если раги-дизированный МЖКЭ обладает неприемлемым уровнем электромагнитного излучения в диапазоне радиочастот, переднее защитное стекло должно обладать свойствами фильтра электромагнитного излучения [1].
Известно, что чистое стекло в зависимости от показателя преломления, имеет коэффициент зеркального отражения от 8% до 10,4% Если такое стекло защищает МЖКЭ в ЖКД, то яркость черного изображения (яркость фона) при прямой солнечной подсветке будет от 2400 кд/м2 до 3000 кд/м2 и более С учетом того, что яркость белого изображения в современных ЖКД 700−1000 кд/м2, коэффициент контраста такого ЖКД будет менее 1,3: 1, что недостаточно для безошибочного считывания информации.
Поэтому для уменьшения коэффициента отражения защитных стекол в ЖКД применяют просветляющие. антиотражающие покрытия Для авиационных кабин закрытого типа в ЖКД используют просветляющие, антибликовые покрытия [2, 3, 4].
Инженер-конструктор.
Технические науки
147
В данной статье исследуются ЖКД для открытой кабины транспортных средств специального назначения, поэтому подробнее исследуем параметры просветляющих, антиотражающих покрытий на защитном стекле ЖКД.
Просветляющие покрытия необходимы для снижения, так называемого френелевского отражения, возникающего на границе раздела двух сред с различными показателями преломления. Так для стекла К-8, граничащего с воздухом, отражение от одной поверхности составляет примерно 4.2%. Для стекол с большим показателем преломления эта величина увеличивается.
В ЖКД, применяемых в транспортных средствах специального назначения, огромное значение имеет паразитное отражение солнечного света от поверхности защитного антиотражающего стекла — светофильтра (далее ЗАС), интенсивность которого в полете может быть весьма велика. Качественное просветляющее покрытие снижает отражение передней поверхности экрана в видимой области до величин менее 0,15% в центре видимого диапазона 0,4−0,7 мкм и до 1. 5−2% на краях этого диапазона То есть интегральный блик, измеренный с учетом функции видности глаза в видимом диапазоне света, будет составлять величину менее 0,2% [5].
В практике изготовления широкополосных просветляющих покрытий чаще всего используются трёхслойные покрытия (далее структура 1), состоящие из пленок трех различных материалов (как правило тугоплавких окислов) или их аналог — четырёхслойное покрытие, имеющее в своем составе только два материала TiO2 и SiO2 (далее структура 2) или ZrO2 и SiO2 [6, 7].
Спектры отражения этих структур представлены на рис. 1.
Длина волны,
Рис. 1. Спектры отражения трёхслойного и четырёхслойного покрытий (графики 1 и 2 соответственно)
Каждая структура обладает как достоинствами, так и недостатками.
Достоинствами структуры 1 являются:
— толщины всех слоев кратны X / 4 для середины видимого диапазона, что упрощает технологию и контроль изготовления таких покрытий, увеличивая процент выхода годных изделий-
— улучшенные оптические характеристики — широкая полоса просветления и очень низкий уровень остаточного отражения.
148
НОВОЕ СЛОВО В НАУКЕ И ПРАКТИКЕ
Недостатками структуры 1 являются:
— необходимость использования трех материалов, что приводит к необходимости иметь специальное технологическое оборудование с тремя независимыми источниками осаждения пленок-
— применение в качестве материала с низким показателем преломления MgF2, нанесение которого в целях обеспечения высоких механических качеств осуществляется при температуре подложки не ниже 400 °C.
К достоинствам структуры 2 следует отнести:
— минимальное количество используемых материалов — два, что упрощает оборудование для нанесения-
— возможность нанесения просветляющего покрытия при низкой температуре подложки.
К недостаткам структуры 2 следует отнести:
— худшие просветляющие свойства, чем у структуры 1-
— наличие в составе покрытия двух очень тонких слоев (с оптической толщиной меньшей, чем X / 8), что весьма затрудняет контроль толщины в процессе напыления.
Несмотря на небольшое количество слоев в просветляющих покрытиях (к примеру, при изготовлении отрезающих или полосовых фильтров требуется нанести 20 и более слоев), процесс контролирования толщины слоев качественного просветляющего покрытия весьма сложен. Сложность состоит в том, что в отличие от большинства других типов покрытий, в просветляющих покрытиях небольшая ошибка, как в толщине, так и в показателе преломления одного слоя, не может быть скомпенсирована последующим слоем.
Рис. 2. Спектральная зависимость коэффициента отражения ЗАС для ЖКД с трёхслойным просветляющим покрытием (структура 1) для разных углов падения внешнего светового потока: график 1 — при перпендикулярном к плоскости ЗАС, график 2 при 15° от перпендикуляра к плоскости ЗАС, график 3 при 45° от перпендикуляра к плоскости ЗАС
Технические науки
149
Рассмотрим угловые характеристики двух структур просветляющих покрытий, рассчитанных и изготовленных для угла падения внешнего светового потока 30° (в соответствии с требованиями стандарта MIL-L85762A).
На рис. 2 приведены спектральные кривые отражения просветляющей структуры 1 для трех углов падения внешнего светового потока: перпендикулярном к плоскости ЗАС. На рис. 3 приведены результаты таких же измерений для структуры 2.
При сравнении этих графиков видно, что структура 1 обладает наилучшими угловыми характеристиками уменьшения отражённого светового потока. Следует добавить, что из существующих типов широкополосных просветляющих покрытий наименьшей зависимостью отражения от угла наблюдения обладают трехкомпонентные структуры (в нашем случае — структура 1). Угловые характеристики ухудшаются также при увеличении количества слоев.
3
2,5
* 9
ф *¦ s
I
% 1. 5
I 1
0,5
i j
/
1 1 /
* / у /
У/

400 500 600 700
Длина волны, нм
Рис. 3. Спектральная зависимость коэффициента отражения ЗАС для ЖКД с пятислойным просветляющим покрытием (структура 2) для разных углов падения внешнего светового потока: график 1 при перпендикулярном к плоскости ЗАС падении внешнего светового потока, график 2 при 15° от перпендикуляра к плоскости ЗАС, график 3 при 45° от перпендикуляра к плоскости ЗАС
Заключение
Таким образом, в результате приведенных исследований спектральных характеристик двух типов широкополосных просветляющих покрытий для ЗАС можно сделать вывод о существенно более высокой пригодности трехслойной трехкомпонентной структуры (структура 1) в качестве просветляющего покрытия для систем отображения информации, используемых в открытых кабинах летательных аппаратов.
Список литературы:
1. S.T. Gulati «Mechanical Reliability of LCD Panels under Static Loading» / Digest of Technical Papers, International Symposium of the SID, 2004. С. 223−227.
150
НОВОЕ СЛОВО В НАУКЕ И ПРАКТИКЕ
2. R. Smith-Gillespie, W. Bandel. «LCD Ruggedization in Displays with Optically Bonded AR Glass Lamination» / Digest of Technical Papers, International Symposium of the SID, 2006. С. 328−331.
3. R. Smith-Gillespie «Ruggedized flat panel displays using COTS components» / Display Technologies and Applications for Defense, Security, and Avionics II, Proceeding of SPIE, Volume 6956, 2008. С. 6956OG1−6956OG10.
4. Дятлов B.M. Разработка и исследование конструкции стеклопакета жидкокристаллического экрана // Научно-технический сборник «Военная электроника и электротехника». Труды 22 ЦНИИИ Минобороны России. -2010. — Вып. 62. — С. 270−279.
5. G.R. Jones, E. F Kelley, Т.А. Germer. «Specular and Diffuse Reflection Measurements of lectronic Displays» / Digest of Technical Papers, International Symposium of the SID, 1996. С. 123−126.
6. Фурман Ш. А. Тонкослойные оптические покрытия. — Л.: Машиностроение, 1977. — С. 178−295.
7. Крылова Т. Н. Интерференционные покрытия. — Л.: Машиностроение, 1973. — С. 256−281.
ТЕХНОЛОГИЯ ОПТИЧЕСКОГО СКЛЕИВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ С НУЛЕВЫМ КЛАССОМ ЧИСТОТЫ ПОЛИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
© Альшаник Ю. В. *
Научно-исследовательское унитарное предприятие «ИНСТИТУТ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ГОРИЗОНТ», Республика Беларусь, г. Минск
Рассмотрены проблемные вопросы, возникающие в процессе оптического склеивания деталей с нулевым классом чистоты полированных поверхностей, разработана технология склеивания оптических деталей.
Ключевые слова оптическое склеивание, склеенная оптическая сборка, поверхность склейки, чистое помещение, класс чистоты поверхности, гидромеханический способ.
Понятие «поверхность склейки» объединяет обе склеенные поверхности и слой клея [1]. Под чистотой поверхности склейки понимают отсутствие механических включений, воздушных пузырьков, расклеек, царапин и других видимых дефектов. Чистота поверхности склейки имеет особенно большое значение для оптических шкал, расположенных в плоскости действительного изображения. Чистота таких склеиваемых полированных поверхностей устанавливается 0−10, 0−20 или 0−40 [2].
Инженер-конструктор.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой