此次在假設條件為鋼球在高度25mm、50mm、75mm 和 100mm 及改變 LCD 模組結構 下進行ANSYS/LS-DYNA 模擬，依照不同的假設條件得到鋼球撞擊玻璃面板瞬間所能 承受的應力及應力發生的時程圖，並比較耐撞擊高度與應力的關係。
藉由ANSYS POST1 與 LS-PREPOST 的輸出結果得到等效應力（von Mises SEQV）與 應力時程圖（完整資料可參照附錄二）。從模擬結果比較圖表使我們知道當假設撞擊高 度100mm 時，實驗條件 C（光學高透膜為 0.2mm）所產生的應力為 130.96MPa，當結 構為實驗條件D（光學高透膜為 0.3mm）時，玻璃面板撞擊所產生的應力為 94.456MPa，
而假設為實驗條件A（偏光板厚度 0.2mm）所產生的應力為 422.348Mpa，如果實驗條 件B 時（偏光板厚度 0.6mm），玻璃面板撞擊所產生的應力為377.189MPa，另外實驗條 件E 時（面板固定膠厚度 0.18mm）所產生的應力為 383.266MPa，最後實驗條件 F 時
（0.2mm 鐵框）的應力為 422.235MPa，從上述結果得知 ABEF 條件與 CD 條件在假設 高度為100mm 時，玻璃面板經鋼球撞擊時所產生的應力差距甚大，約 4 倍左右，間接 使我們了解光學高透膜的使用能使玻璃面板受鋼球撞擊時所產生的應力最小，而且與 ABEF 條件所產生的應力有很大的差距，此差距使我們知道光學高透膜對於鋼球撞擊 時，對玻璃有極佳的保護作用；就材料的特性來看，光學高透膜在鋼球撞擊玻璃前將撞 擊力量分散，以減少玻璃的直接撞擊；此外A F 條件受鋼球撞擊時產生的應力最大且彼 此間所產生的應力並沒有任何差距，從結果看來LCD 模組有無使用鐵框並沒有任何的 影響，而BE 條件所產生的應力較 AF 條件小，但差距不大只有 50Mpa 左右，如果從高 度25mm、50mm 的模擬數據與高度 100mmm 比較，那差距更小，此微小差距使我們得 到ABEF 條件彼此間對於鋼球撞擊的影響皆很小，而且對於鋼球撞擊時並沒有產生保護 的作用以至於無法承受鋼球的撞擊力。最後我們從模擬結果發現當鋼球撞擊所產生的應 力在100MPa 以下時，ABEF 條件的模擬高度為 25mm，C 條件的模擬高度為 75mm，D 條件的模擬高度為100mm。
表 11 模擬結果比較表
25mm 50mm 75mm 100mm
A 92.8 MPa 161.54 MPa 266.59 MPa 422.35 MPa
五、 結論與建議
本研究探討鋼球在預設高度下，以自由落體狀態撞擊 LCD 模組，作為評估 LCD 模組 是否因結構改變而提昇玻璃面板強度，並找出耐撞擊高度與 LCD 模組結構之間的關係 及影響玻璃破裂的主要結構因子，同時藉由不同的撞擊高度與 LCD 模組結構條件的改 變，利用 ANSYS/LS-DYNA 軟體模擬鋼球撞擊玻璃瞬間所能承受應力變化，最後得到耐 撞擊高度與應力的關係。從鋼球撞擊實驗與模擬結果得到以下結論：
1. 直接選用玻璃原材與控制切割製程參數可藉由 4 點式彎曲測試及 ROR 測試配合韋 伯函數分佈分析得到韋伯模數m 及玻璃面板試片的破裂強度σ，以方便判別玻璃面 板試片的穩定度及玻璃破裂強度。從本次試片的韋伯模數 m 分別為 6.1434 與 6.2012，韋伯模數 m 大於 6，使我們得知試片彼此間的玻璃破裂強度差異性不大，這 代表著切割製程屬於穩定，及表面裂縫因素降至最低，若以故障率百分比F(x)=10%
來看，4 點式彎曲強度測試的玻璃強度為 202MPa≥100MPa，ROR 測試的數據為玻璃 強度333MPa≥300MPa 皆符合期待值。
2. 從鋼球撞擊實驗結果使我們了解 LCD 模組對於鐵框使用與否，以及面板固定膠的厚 薄架構裡，玻璃面板所受的保護是不顯著，只能通過撞擊高度25mm，若將偏光片厚 度由正常的0.2mm 替換為 0.6mm 時，則有 42.86%成功率通過撞擊高度 50mm，對於 保護玻璃面板的效果略有提昇，但效果有限；當使用光學高透膜厚度0.3mm 的材料，
則可完全通過撞擊高度100mm，而玻璃不會有任何破裂，且光學高透膜厚度 0.2mm 亦有 85.71%成功率通過撞擊高度 75mm，對於耐撞擊效果非常顯著。從整個實驗結 果看來，光學高透膜有極佳的玻璃面板保護能力。
3. 從鋼球撞擊模擬結果得知當撞擊高度越高時，撞擊高度與應力成正比，為了有效減 緩撞擊力，使用楊氏係數低的光學高透膜能在同樣的撞擊高度下，在鋼球撞擊玻璃 時將撞擊力量有效的分散以減少玻璃面板的直接撞擊力，使應力的產生大幅降低以 達到玻璃面板的保護作用。
4. 我們發現當鋼球撞擊所產生的應力在 100MPa 以下時，ABEF 因子的模擬高度為 25mm，C 因子的模擬高度為 75mm，D 因子的模擬高度為 10mm，也剛好與鋼球撞 擊實驗的結果吻合。
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附錄一 實驗數據表&比較圖
25mm 50mm 75mm Pass Rate
A 條件實驗比較圖
B 條件實驗數據表
25mm 50mm 75mm 100mm Pass Rate
B 條件實驗比較圖
C 條件實驗數據表
50mm 75mm 100mm 125mm 150mm Pass Rate
C 條件實驗比較圖
D 條件實驗數據表
No. 100mm 125mm 150mm 175mm 200mm
1 O O X N/A N/A
100mm 125mm 150mm 175mm 200mm Pass Rate
D 條件實驗比較圖
E 條件實驗數據表
25mm 50mm 75mm 100mm Pass Rate
E 條件實驗比較圖
F 條件實驗數據表
2.5cm 5cm 7.5cm 10cm Pass Rate
F 條件實驗比較圖
附錄二 模擬結果應力時程圖 1. 模擬高度 25mm
A 條件應力時程圖
B 條件應力時程圖
C 條件應力時程圖
D 條件應力時程圖
E 條件應力時程圖
F 條件應力時程圖
2. 模擬高度 50mm
A 條件應力時程圖
B 條件應力時程圖
C 條件應力時程圖
D 條件應力時程圖
E 條件應力時程圖
F 條件應力時程圖
3. 模擬高度 75mm
A 條件應力時程圖
B 條件應力時程圖
C 條件應力時程圖
D 條件應力時程圖
E 條件應力時程圖
F 條件應力時程圖
4. 模擬高度 100mm
A 條件應力時程圖
B 條件應力時程圖
C 條件應力時程圖
D 條件應力時程圖
E 條件應力時程圖
F 條件應力時程圖