Podczas projektowania aplikacji, które opierają się na technologii podczerwieni — niezależnie od tego, czy jest to elegancki smartfon z funkcją rozpoznawania twarzy, czy też responsywny optyczny interfejs dotykowy — często pojawia się poważne wyzwanie: szklana osłona, która ma chronić wyświetlacz, może znacznie osłabiać sygnał podczerwieni.
Zespół Orient Display FAE służy pomocą! Ten esej oferuje przejrzyste porównanie rodzajów i grubości szkła, które pomoże Ci wybrać rozwiązanie maksymalizujące przepuszczalność światła i zapewniające niezawodność użytkownikowi końcowemu.
Jaka jest przepuszczalność światła szklanej osłony LCD?
Przepuszczalność światła to procent światła padającego, które może przejść przez szklaną osłonę wyświetlacza. Jest wyrażana w procentach (%).
Przykład: Transmisja na poziomie 85% oznacza, że 85% padającego światła może przejść przez szkło.
Czynniki wpływające na transmisję światła przez szkło obudowy LCD
| Czynnik | Opis i wpływ |
| Rodzaj szkła | Skład materiału jest kwestią podstawową. Szkło sodowo-wapniowe, szkło ultra-czyste (o niskiej zawartości żelaza), oraz Szkło glinokrzemianowe (np. Gorilla Glass) mają różną wrodzoną przepuszczalność. Szkło o niskiej zawartości żelaza charakteryzuje się zazwyczaj większą przepuszczalnością. |
| Grubość | Grubsze szkło zapewnia większą absorpcję i rozpraszanie światła. Cieńsze szkło zapewnia zazwyczaj większą przepuszczalność. Przykładowo, w przypadku szkła sodowo-wapniowego przepuszczalność może wzrosnąć z ~81% przy 2.9 mm do ~87% przy 2.0 mm. |
| Powłoka pokrywająca powierzchnię | Powłoki takie jak Powłoka antyodblaskowa (AG), powłoka antyrefleksyjna (AR) i powłoka antyodciskowa (AF) Zmieniać sposób, w jaki światło oddziałuje z powierzchnią. Chociaż AG może to zmniejszyć, Powłoka AR została specjalnie zaprojektowana w celu zwiększenia przepuszczalności poprzez redukcję odbicia powierzchni. |
| Nakładka polaryzacyjna | Dodanie polaryzatora zmienia stan polaryzacji światła i zwykle znacząco zmniejsza ogólną przepuszczalność. Specjalne polaryzatory o „dużej jasności” potrafią odzyskać niewielką ilość promieniowania (~1.3–1.5%). |
| Sitodruk na granicy | Nadruk czarnym tuszem na obramowaniach jest nieprzezroczyste i blokujące całe światło. Nie ma to wpływu na wewnętrzną przepuszczalność materiału, ale zmniejsza efektywny widoczny obszar do transmisji światła. |
Dlaczego 940 nm jest ważne w zastosowaniach LCD
Podczas gdy przepuszczalność światła widzialnego wpływa na jasność i przejrzystość wyświetlacza, przepuszczalność fal podczerwonych, zwłaszcza o długości około 940 nm,
940 nm odnosi się do długości fali światła podczerwonego. Transmisja szkła pokrywającego przy 940 nm ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia dokładnej pracy czujnika. Światło podczerwone (IR) o długości fali 940 nm jest powszechnie stosowane w czujnikach zbliżeniowych, rozpoznawaniu twarzy, dotykowych systemach optycznych i systemach zdalnego sterowania, ponieważ jest bezpieczne, energooszczędne i niewykrywalne dla ludzkiego oka.
Wiele nowoczesnych urządzeń elektronicznych zawiera zintegrowane czujniki wykorzystujące światło podczerwone. Komponenty te często znajdują się za szkłem wyświetlaczy lub paneli dotykowych.
| Zastosowanie | Wykorzystanie podczerwieni 940 nm |
| Rozpoznawanie twarzy w smartfonie | Oświetlenie IR i pomiar głębokości |
| Czujniki zbliżeniowe i gestów | Odbicie i detekcja IR |
| Dotyk na podczerwień i czytnik linii papilarnych na wyświetlaczu | Transmisja optyczna przez szkło osłonowe |
| Piloty zdalnego sterowania / komunikacja IR | Dioda LED IR 940 nm |
| Czujniki TOF (czasu przelotu) | Mapowanie odległości i głębokości |
Aby te funkcje działały prawidłowo, szkło osłonowe musi przepuszczać wystarczającą ilość światła podczerwonego. W wielu specyfikacjach wymagana jest minimalna przepuszczalność podczerwieni (np. ≥80% przy 940 nm).
Efekt materiału szklanego
Różne rodzaje szkła mają różne właściwości absorpcji światła bliskiej podczerwieni.
| Rodzaj szkła | Transmitancja przy 940 nm |
| Standardowe szkło sodowo-wapniowe | ~75–82% |
| Szkło ultra-przezroczyste o niskiej zawartości żelaza | ~85–90% |
| Szkło Gorilla/Dragontrail lub glinokrzemianowe | ~88–92% |
Transmisja podczerwieni przy 940 nm — według rodzaju i grubości szkła
Standardowe szkło sodowo-wapniowe
| Grubość | Typowa transmitancja IR przy 940 nm |
| 3.0 mm | % 74 -% 78 |
| 2.9 mm | % 79 -% 81 |
| 2.5 mm | % 80 -% 82 |
| 2.0 mm | % 83 -% 87 |
| 1.1 mm | % 85 -% 87 |
| 0.7 mm | % 86 -% 88 |
Szkło ultra-przezroczyste o niskiej zawartości żelaza
| Grubość (mm) | Typowa transmitancja IR przy 940 nm (%) |
| 3.0 mm | % 84 -% 87 |
| 2.9 mm | % 85 -% 87.5 |
| 2.5 mm | % 87 -% 89 |
| 2.0 mm | % 89 -% 91 |
| 1.1 mm | % 91 -% 93 |
| 0.7 mm | % 92 -% 94 |
* Niski poziom żelaza ogranicza absorpcję i poprawia przejrzystość, co jest szczególnie przydatne w przypadku fal widzialnych i podczerwonych.
Glinokrzemian / Szkło Gorilla / Dragontrail
| Grubość (mm) | Typowa transmitancja IR przy 940 nm (%) |
| 2.9 mm | % 88 -% 90 |
| 2.0 mm | % 90 -% 92 |
| 1.5 mm | % 91 -% 93 |
| 1.1 mm | % 92 -% 94 |
| 0.7 mm | % 93 -% 95 |
Chemicznie wzmocnione szkło glinokrzemianowe charakteryzuje się najlepszą przepuszczalnością podczerwieni, dzięki czemu idealnie nadaje się do pokrywania czujników, kamer i modułów biometrycznych.
Podsumowanie porównania
| Rodzaj szkła | Wydajność IR | Moc: | Koszty: | Typowe zastosowanie |
| Standardowy sodowo-wapniowy | Niski | Niski | ★ | Podstawowe szkło osłonowe, urządzenia niskobudżetowe |
| Ultra-czysty o niskiej zawartości żelaza | Średni | Średni | ★ ★ | Wyświetlacze, samochodowe, osłony dotykowe |
| Glinokrzemian | Wysoki | Wysoka (wzmocniona chemicznie) | ★ ★ ★ | Szkło ochronne premium, okienko czujnika, identyfikacja twarzy/odcisku palca |
Wskazówki dotyczące stosowania
| Przypadek użycia | Zalecane szkło |
| Standardowa osłona wyświetlacza | Standardowe szkło sodowo-wapniowe lub szkło o niskiej zawartości żelaza |
| Wyświetlacz o wysokiej jasności | Szkło ultra-przezroczyste o niskiej zawartości żelaza |
| Dotyk optyczny/odcisk palca | Szkło o niskiej zawartości żelaza lub glinokrzemianowe |
| Face ID / czujnik podczerwieni / kamera | Glinokrzemian (cienki, o wysokiej transmisji podczerwieni) |
| HUD/wyświetlacz samochodowy | Niskożelazowy lub glinokrzemianowy |
Powłoka powierzchniowa wpływa na wydajność podczerwieni w różny sposób
| Rodzaj powłoki | Wpływ IR |
| AR (antyrefleksyjny) | Poprawia przepuszczalność podczerwieni |
| AG (przeciwodblaskowy) | Może rozpraszać i redukować promieniowanie podczerwone |
| AF (przeciw odciskom palców) | Minimalny efekt |
| Folia blokująca promieniowanie podczerwone | Blokuje transmisję podczerwieni |
Wybór optymalnego szkła osłonowego to strategiczna decyzja, która wykracza poza kwestie trwałości i kosztów. W przypadku urządzeń z funkcją rozpoznawania twarzy, czujnikiem zbliżeniowym lub optycznym czujnikiem dotykowym, szkło osłonowe pełni rolę kluczowego elementu optycznego. Przedstawione dane potwierdzają, że priorytetowe traktowanie materiałów o wysokiej transmisji – takich jak szkło niskożelazowe lub glinokrzemianowe – oraz minimalizacja grubości pozwalają inżynierom skutecznie zabezpieczyć swoje projekty na przyszłość. Takie podejście zapewnia solidną wydajność czujnika, otwiera nowe możliwości dla użytkowników i utrzymuje przewagę konkurencyjną na rynku, który w coraz większym stopniu opiera się na czujnikach.
Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące folii chroniących prywatność, skontaktuj się z nami nasza inżynieria.