Всегда существует более одного способа решить оптическую задачу в проекционные и дисплейные системы, и варианты не одинаково хороши во всём. В этой статье стекло с AR-покрытием сравнивается с материалами, процессами и подходами к проектированию, с которыми он конкурирует, по критериям, важным с коммерческой точки зрения: характеристики, долговечность, удельная стоимость и срок поставки.
Просветляющее AR-стекло в Проекционные и дисплейные системы
Для проекционные и дисплейные системы это означает конкретный набор требований, а не общее предпочтение качества. Проекционные и дисплейные тракты ставят несколько покрытых поверхностей между источником света и зрителем, поэтому каждая поверхность должна быть и высокопропускающей, и цветонейтральной. Паразитные изображения, вызванные непокрытой задней поверхностью, — постоянная жалоба, а в проекторах с лазерной подсветкой покрытие должно также справляться с чувствительной к спеклам когерентностью и более высоким потоком.
Что определяет стоимость и срок поставки
Стоимость AR-покрытия масштабируется с числом слоёв, площадью покрытия и тем, обрабатываются одна или обе поверхности. Четырёхслойный широкополосный стек на одной поверхности — экономичная база; снижение среднего отражения ниже 0.2 процента, расширение полосы или добавление гидрофобных и антистатических функций каждое добавляет слои и повышает чувствительность процесса. Покрытие обеих поверхностей примерно удваивает стоимость процесса, но обычно обходится дешевле двух односторонних деталей. Покрытия по рисунку, апертуры и зоны по маске добавляют операцию литографии или маскирования, стоимость которой определяется маской. В Проекционные и дисплейные системы самое дешёвое улучшение — почти всегда покрыть вторую поверхность, поскольку непокрытая задняя грань часто вносит больше отражённого света, чем убирает покрытие на передней.
Допуски, которые действительно важны
Требования к AR-покрытию фотометрические, а не размерные. Полезные числа — среднее отражение в заданной полосе, максимальное отражение на худшей длине волны, пропускание, дымка и остаточный цвет отражения. Среднее отражение ниже 0.5 процента на поверхность — обычная промышленная спецификация, а ниже 0.2 процента достижимо при большем числе слоёв; дымка должна оставаться ниже 0.3 процента, а в идеале ниже 0.1 процента, потому что дымку наблюдатель воспринимает как серую плёнку. Размерные допуски — контур, толщина, фаска и качество кромки — следуют за корпусом. В Проекционные и дисплейные системы чаще всего упускают цвет остаточного отражения: покрытие, попадающее во все фотометрические цели, всё равно может читаться заметно синим или зелёным, а для дисплея или архитектурного окна этот цвет — первое, что видит заказчик.
Сравнение с альтернативами
Альтернативы покрытию — использование подложки с более низким показателем преломления, ламинирование стекла клеем с согласованным показателем, применение травленой или текстурированной антибликовой поверхности и простое принятие отражения как есть. Травленое антибликовое стекло рассеивает свет, а не подавляет его, что отлично для читаемости в яркой обстановке и плохо для формирования изображения или пропускания. Согласование показателей ламинированием хорошо работает внутри стека, но ничего не делает для самой внешней поверхности. Непокрытое стекло часто приемлемо для механического окна и редко приемлемо для чего-либо, через что смотрит пользователь или сенсор. В Проекционные и дисплейные системы решающий вопрос — нужно ли системе больше проходящего света или меньше отражённого: это связано, но не одно и то же, а антибликовая обработка решает второе ценой первого.
Выбор подложки и материала
Подложка определяет, с чем покрытию придётся справляться. B270 и сверхпрозрачное флоат-стекло — стандартные носители для дисплеев и приборных окон, дающие высокое пропускание при низкой стоимости. Боросиликат добавляет термическую стабильность, что важно, когда стекло закаливают, ламинируют или подвергают нагреву. Кварц и плавленый кварц продлевают полосу в ультрафиолет и применяются там, где покрытие должно выдерживать более высокую энергию. Акрил и поликарбонат покрывают, когда вес важнее стойкости к царапинам, но они требуют осаждения при низкой температуре и обычно не принимают самые твёрдые оксидные стёкла. В Проекционные и дисплейные системы материал также задаёт доступный диапазон толщин, а тонкие подложки тоньше 1 mm требуют осторожности и при нанесении покрытия, где есть риск коробления, и при сборке, где зажимные напряжения проявятся как оптические искажения.
Стандарты, документация и прослеживаемость
Стекло с AR-покрытием квалифицируют по спецификациям оптических характеристик плюс документация по долговечности и соответствию. Оптическую приёмку определяют цели по отражению, пропусканию и дымке в заданной полосе при определённой геометрии измерения. Долговечность обычно проверяют по MIL-C-48497 на истирание, адгезию и влажность, добавляя специфичные для заказчика испытания на наружную эксплуатацию или режимы очистки. Экологическое соответствие документируется декларациями RoHS и REACH. В Проекционные и дисплейные системы поставку чаще всего задерживают собственные стандарты заказчика: конкретный перечень стойкости к моющим химикатам, требуемая поверхностная энергия для склеивания или требование по антистатике, выраженное в поверхностном сопротивлении.
Требования, специфичные для Проекционные и дисплейные системы
Для проекционные и дисплейные системы это означает конкретный набор требований, а не общее предпочтение качества. Проекционные и дисплейные тракты ставят несколько покрытых поверхностей между источником света и зрителем, поэтому каждая поверхность должна быть и высокопропускающей, и цветонейтральной. Паразитные изображения, вызванные непокрытой задней поверхностью, — постоянная жалоба, а в проекторах с лазерной подсветкой покрытие должно также справляться с чувствительной к спеклам когерентностью и более высоким потоком.
- Пропускание выше 98 процентов при двустороннем AR
- Цветонейтральное остаточное отражение
- Точность дихроичного разделения цветов в пределах ±5 nm
- Термическая стабильность при нагреве лампой или лазером
Чертежи по ISO 10110, контекст ISO 9241 для эргономики дисплеев, плюс декларации RoHS и REACH.
Данные для выбора одним взглядом
| Параметр | Типичное значение | Примечания |
|---|---|---|
| Отражение на поверхность | R ≤ 0.5 % в среднем, достижимо R ≤ 0.2 % | 420 - 680 nm |
| Прирост пропускания | до 99 % при одностороннем, > 99 % при двустороннем | Против 92 % у непокрытого B270 |
| Варианты полос | 400-700, 400-1100, 900-1700 nm, двухдиапазонное | Широкополосное или настроенное |
| Подложка | B270, ultra-clear, боросиликат, кварц, акрил | 0.5 - 12 mm |
| Дымка | ≤ 0.3 %, обычно ≤ 0.1 % | Измеритель дымки |
| Истирание | Твёрдость по карандашу 9H, стальная вата 0000 — проходит | Стёкла из твёрдых оксидов |
| Адгезия | Тест скотчем 4B или лучше | Решётчатый надрез |
| Внешние воздействия | Влажность 85/85, соляной туман, стойкость к УФ | Есть марки для наружного применения |
| Рисунок покрытия | По всей поверхности, только апертура или по маске | Запас 0.5 - 1 mm типично |
Часто задаваемые вопросы
Насколько покрытие долговечно на сенсорном экране?
Стёкла из твёрдых оксидов проходят испытание карандашом 9H и истирание стальной ватой 0000, а для стойкости к отпечаткам пальцев можно добавить верхние слои. Долговечность при ежедневном воздействии кожного жира обычно ограничивает способ очистки, а не покрытие.
Можете ли вы наносить покрытие на термообработанное или закалённое стекло?
Да, но покрытие нужно наносить после закалки, потому что цикл закалки повредит большинство тонкоплёночных стеков. Если покрытую деталь затем нужно закалить, конструкцию покрытия придётся выбирать с учётом термической стабильности.
Почему отражение выглядит синим или зелёным?
Потому что стек выравнивает отражение по полосе, а не одинаково на каждой длине волны. Остаточный цвет можно настроить до нейтрального, но для этого обычно нужно больше слоёв, поэтому задавайте допустимый остаточный цвет явно.
Нужно коммерческое предложение на просветляющее ar-стекло?
Пришлите чертёж, целевую спецификацию или требования к покрытию — оптический инженер ответит в течение 24 часов, указав цену и срок поставки.
Запросить предложение Написать инженеру