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车载显示面板彩虹纹问题及改善方案


聚碳酸酯(PC)车载显示面板在生产过程中会遇到一些不良。今天我们就来聊一聊其中的一个很困扰生产的常见难题——彩虹纹与其解决方案。



什么是彩虹纹?


彩虹纹,也可称之为应力纹。
           图片透明PC注塑后盖上的彩虹纹

当偏振光通过透明样件(比如说PC显示面板)时,样件应力使得其发生双折射效应,我们通过一个偏振片去观察就会发现样件上存在五彩斑斓的彩虹纹。
           图片

这里,样件发生双折射效应,出现彩虹纹,有三个要点:1.样件本身存在应力;2.偏振光源;3.通过偏振片观看

透明PC显示面板在注塑射出和冷却过程中,由于射出压力不均匀,冷却收缩等因素,PC材料本身便会产生较为严重的内应力。这里,我们便可以利用双折射效应观察样件的彩虹纹,从而了解到样件的内应力分布。比如说,内应力越是集中的地方,彩虹纹越是密集。

当然,PC件等透明产品在受到外力作用时,也会产生应力,这个属于外应力。也可以通过双折射观察到。


彩虹纹的影响


彩虹纹的出现对于产品本身来讲,是一个不利因素,会造成产品存在肉眼无法明显分辨的不良:



1彩虹纹导致后续工序不良



彩虹纹的出现,代表其存在内应力,当较为严重时,会造成后续工序不良。


           图片图为喷漆制程后出现开裂不良

PC透明件在注塑后,内部有应力残留且应力集中度较高的部位,会降低其机械强度。此时PC样品在与某些溶剂接触后,会破坏样品内部的内应力平衡,易产生应力开裂及翘曲变形的问题。这一现象可称为PC在溶剂诱导下的应力开裂问题。由于PC的耐化学性较差,很多常见溶剂都会造成这一问题,因此,内应力问题严重的PC面板会在后续的喷涂、贴合时出现开裂问题。


2彩虹纹造成显示失真


对于显示面板来讲,通过背光模组发出的光本身便是一种偏振光,这时,如果我们在戴有偏光功能的太阳镜看向车前方的显示屏,显示面板上的内应力便会使其呈现彩虹纹,从而导致显示面板失真或者无法显示,影响视觉效果。


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、彩虹纹改善方案


彩虹纹的改善可以通过两个方面,一是改善面板生产过程以减少制品内应力,二是通过消除偏振光源。


1减少面板内应力



接触彩虹纹的根本在于降低产品内应力,整体来看,可以通过注塑工艺以及产品结构的改善来实现。


  • 通过调整进胶口以及模具结构设计,使塑胶熔体以更合理的方案流入,从而减少制品内应力;

  • 注塑工艺改善:通过调整注塑温度、螺杆转速、射出速度及分段保压等,方式尽量降低制品在注塑过程中产生的内应力。

  • 退火处理进一步改善彩虹纹;

  • 模具合理的水路分布以消除表面温差造成的彩色区域;

  • 对薄壁产品来说,注塑压缩工艺可以有效地改善彩虹纹状态,而针对大尺寸车载显示面板来说,还可以结合双色注塑进一步改善。


         图片
图 压缩注塑加工改善彩虹纹
     图片
图片来自科思创Covestro的关于彩虹纹研究   


2消除偏振光源


消除偏振光源,可以在整个显示屏组件中加入位相差膜。
           图片           
东洋纺也专门研发了这种效果的薄膜COSMOSHINE SRF® (Super Retardation Film)。
        图片来源东洋纺官网

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