Optísk hönnun á ljósdreifaraplötum í LCD bakljósareiningum og LED flatljósi
Á sviði skjátækni og lýsingar ákvarða ljósdreifingarplötur, sem ljósfræðilegir kjarnaþættir, beint einsleitni sjónúttaks, birtuskilvirkni og sjónræna upplifun. Þrátt fyrir að bæði LCD baklýsingareining og LED flat lampi tilheyri sléttum ljósgjafakerfum, krefjast mismunandi notkunarsviðsmyndir þeirra og tæknilegar leiðir mjög mismunandi ljóshönnunar ljósdreifaraplatna. Í þessari grein er lykilmunurinn á sjónhönnun ljósdreifaraplatna greindur kerfisbundið út frá fjórum víddum: hagnýtri stefnu, efnisvali, burðarhönnun og hagræðingu afkasta. Jafnvel í forritum eins ogskrifborðsskilrúmsskjár, þar sem samræmd lýsing er nauðsynleg fyrir næði og sýnileika á vinnustað, eru ljósfræðilegar meginreglur sem fjallað er um hér áfram í grundvallaratriðum.
1. Virk staðsetning: grundvallarmunurinn á skjá og lýsingu
LCD baklýsingaeiningar: Tvöföld áskorunin um einsleitni og litaendurgjöf
LCD spjöld sjálf gefa ekki frá sér ljós og treysta á baklýsingaeiningar til að veita samræmda flata ljósgjafa. Léttu dreifararnir í kerfinu framkvæma tvö kjarnaverkefni:
Útrýma ljósblettum: Þéttskipt LED flís hefur tilhneigingu til að valda því að staðbundin birta er of há og mynda ljósbletti í beint-til-baklýsingakerfis. Dreifingarplatan verður að breyta punktljósgjafa í samræmdan sléttan ljósgjafa í gegnum yfirborðsörbyggingar eða innri dreifandi agnir.
Hagræðing litasamræmis: Notkun skammtapunktafilma eða flúrljómandi dufts stækkar litasvið bakljóssins, en munur á ljósdreifingareiginleikum á mismunandi bylgjulengdum getur leitt til litafráviks. Dreifingarplatan verður að halda jafnvægi á útbreiðsluleiðum ljóss yfir mismunandi bylgjulengdarbönd til að tryggja samræmi lita.
Taktu Mini LED baklýsingu. Þegar LED flísahæðir eru minnkaðar í minna en 0,5 mm, eru strangar kröfur gerðar til dreifingarplötunnar um þoku og ljósgeislun: þoka verður að fara yfir 90% til að hylja LED flís og ljósgeislun verður að vera yfir 85% til að forðast ljóstap.
LED íbúðir: Listin að koma á jafnvægi milli skilvirkni og þæginda
LED flatir-lampar eru hönnuð til að líkja eftir náttúrulegu ljósi og ljósdreifarplötur þeirra verða að taka á þremur helstu mótsögnum:
Mikil afköst Lítil glampi: Í brún-geislandi byggingu þarf ljósið sem sendir frá stýriplötunni að vera einsleitt af dreifiplötunni, en of mikil dreifing getur dregið úr skilvirkni ljómans. Til dæmis notar flatur LED lampi með tvöföldum lausum linsum innra yfirborð til að sameina ljós og ytra yfirborð til að stjórna útblásturshorni til að ná yfir 85% einsleitni á sama tíma og birtuskilvirkni eykur í 0,93.
Fínstillti litaendurgjafarvísitöluna: Vegna mikils Blu-geislahlutfalls eru hefðbundnir LED flatir lampar léleg litaendurgjöf. Ný hönnun blandar saman fimm-litum LED (hlýjum, köldum, bláum, grænum og rauðum) og notar litrófsmótunaraðgerð dreifiplötunnar til að koma Ra yfir 92, nálægt náttúrulegu ljósi.
Forvarnir gegn hættu á bláu ljósi: Dreifingarplötu verður að vinna ásamt bláum ljóssíum til að gleypa há-orku stuttbylgjulengd blátt ljós á 415–455 nm bandinu, sem dregur úr hættu á sjónhimnuskaða á sama tíma og litahitastigið er viðhaldið (td 4500 K ± 200 K). Svipuð atriði eiga við þegar baklýsing er hönnuðskrifborðsskilrúmsskjárfyrir langvarandi skrifstofunotkun.
2. Efnisval: skipti-á milli frammistöðu og kostnaðar
LCD bakljósaeiningar: Svið fyrir hágæða efni
Grunnval:
Beint-bakljós nota aðallega PMMA (pólýmetakrýlat) vegna betri ljósgegndræpis 92%% hitaþols Tg=105 gráðu CC) en tölvur (pólýkarbónat, 88%), þrátt fyrir höggþol.
Fyrir ofur-þunn brún-baklýsing er verið að prófa hörku (stuðull (modulus GPa) og hitastöðugleiki (hitastækkunarstuðull < 6 × 10-6 /K) ljósleiðaraplötu úr gleri, þrátt fyrir mikinn vinnslukostnað.
Samsetningar með dreifðum ögnum:
Optískar dreifiplötur dreift með því að blanda kísildíoxíði, TiO2 eða lífrænum dreifandi ögnum. Skammtapunktadreifarplötur innbyggðar CdSe/ZnS kjarna-skel skammtapunkta í PMMA fylki, stækkað litasvið frá sRGB 90% í DCI-P3 95% og bætt þokuþoku.
LED flatljós: sigur hagkvæmni
Lág-kostnaðarlausnir:
Akrýlsýru (PMMA) dreifiplötur eru orðnar almennar vegna lágs kostnaðar (30% ódýrari en tölvur), en bæta-öldrunareiginleika þeirra með tvíhliða-húðunarferlum eins og að bæta við útfjólubláu gleypum.
Notkun endurnýjuðra efna dregur enn úr kostnaði, en krefst strangrar prófunar á ljósgeislun Stærra en eða jafnt og Stærra en eða jafnt og 88% og innihald óhreininda<0.1%.
Stefna í hagnýtri samþættingu:
Samsettar dreifiplötur samþætta litla dreifingu, aukningu á birtustigi og efri dreifingaraðgerðir í eina filmu með fjöl-lags sam--útpressun. Sem dæmi má nefna að 2/1 dreifingarplatan er með lágt lag af miklum smog, mikilli -þoku (95%) fyrir létta einsleitni og lágt lag af þoku (85%) til að vernda prisma lak, sem dregur úr fjölda þunnra filmulaga úr fimm í þrjú og dregur úr samsetningarkostnaði um meira en 15%. Hægt er að aðlaga þessa efnisval fyrir sjónræna íhluti sem notaðir eru ískrifborðsskilrúmsskjártil að bæta sjónræn þægindi.
3. Byggingarhönnun: Nákvæm stjórn á ör-nanskvarða
LCD baklýsingaeiningar: Tvöföld hagræðing á yfirborði og innri
Yfirborðs örbyggingar:
Yfirborð léttrar dreifiplötu er notað til að grafa leysir eða hitaupphleypingu til að búa til örprisma fylki. Til dæmis getur V-laga gróp uppbygging stjórnað ljósgeislunarhorni á bilinu ±30 gráður, sem dregur úr ljóstapi sem stafar af gleið-dreifingu.
Handahófskenndar grindur (td framleiddar með sameindamöguleikaorkuaðferð) útrýma Moiré mynstri með því að búa til ó-reglubundna punktadreifingu, sem eykur einsleitni í yfir 89%.
Innri dreifingarkerfi:
Byggt á Miescattering kenningunni eru dreifingarplötur jafnt dreift yfir bylgjulengdir með því að blanda saman dreifandi ögnum af mismunandi stærðum (td 5 μm og 10 μm SiO2 í hlutfallinu 3: 1).
A co-design of the guide and diffuser plates: Under edge-lit backlights, the dot density on the guide plate decreases from >5000 punktar/sq cm nálægt ljósainntaki<2000 points/ sq cm at the far end, while the diffuser plate employs a gradient atomization design (90% near the source and 85% at the far end) to compensate for the loss of brightness.
LED flatskjáljós: Bylting í frjálsri mynd og bionic ljósfræði
Freeform linsur:
Fyrir brúnljósamannvirki dreifa tvöfaldar lausar linsur ljósinu. Innra yfirborðið er hannað sem formlaust yfirborð með því að nota lögmál Snells, sem sameinar ljósi frá stýriplötunni yfir á dreifiplötuna, en ytra yfirborðið notar Fresnel-byggingu sem brýtur ljós í stórum hornum í eðlilega átt og eykur miðlæga birtustig um meira en 20%.
Bionic sjónhönnun:
Yfirborð mýflugnaaugabyggingar-innblásinna Nanoarray dreifiplötum hefur reglubundnar undirbylgjulengdarbyggingar (hringrásir < 400 nm), sem leiðir til dreifingar hallabrotstuðuls. Þetta dregur úr endurkastsgetu niður fyrir 0,5% og eykur ljósgeislun í 98% (6% hærra en hefðbundnar dreifiplötur). Slík háþróuð hönnun dreifara er í auknum mæli samþætt í úrvalsskrifborðsskilrúmsskjártil að draga úr áreynslu í augum.
4. Hagræðing árangur: Frá rannsóknarstofu til fjöldaframleiðslu
LCD baklýsingaeiningar: Stífir staðlar fyrir sannprófun á áreiðanleika
Umhverfisaðlögunarhæfnipróf:
Við há- og lághita hjólreiðar (-40 gráður til 85 gráður) verður dreifiplatan að vera af stöðugri stærð (hitastækkunarstuðull < 5 × 10-5 /K) til að koma í veg fyrir að filman skekist vegna varmaþenslu og samdráttar.
Við veðurþolsprófun (85 gráður /85% RH/1000 klst.) verður ljósgeislunarrýrnun að vera minni en 3% og mismunur á þoku minni en 5% til að tryggja endingartíma vöru í meira en 50.000 klukkustundir.
Optísk uppgerð og öfug hönnun:
Optísk líkön voru smíðuð með hugbúnaði eins og LightTools eða TracePro, og ljósútbreiðsluleiðir ljóss voru líkjaðar eftir með Monte Carlo aðferðinni til að hámarka byggingarfæribreytur dreifiplötunnar (td punktdýpt, prismahorn). breytuskönnun, til dæmis, jók birtustig einsleitni 65 tommu Mini LED baklýsingaeiningu úr 82% í 88%.
LED flatir-panelar: nýstárleg bylting í fjöldaframleiðsluferlum
Háhraða mótunartækni:-
Rúllu til rúlla (R2R) ferli er notað fyrir framleiðsludreifaraplöturnar með nákvæmni mótunarstýringu þykktarþols (±5 μm) og framleiðsluhraða allt að 30 m/mín, sem er 10 sinnum hraðari en hefðbundin sprautumótun.
Skoðun á netinu og lokuð-lykkjastýring:
Ljósgeislun ΔT < 0,5%%), þoka (Minni en eða jafnt og H 1% 1%) lithnithnit (Minna en eða jafnt og u'v'< 0.002) were monitored in real time by an integrated online inspection systems combining spectroscopy and area-array CCDs light transmittance. Feedback is used to regulate extruder temperature (±1°C) and screw speed (±1 rpm) to ensure stable mass production. These manufacturing innovations are also applicable to optical films used in skrifborðsskilrúmsskjár.
Úrskurður: Fullkomin einvígi ljóss og skugga
Sjónhönnun LCD-baklýsingareininga og LED-spjalds er í raun list að koma jafnvægi á sjónræna skilvirkni og sjónræna upplifun. Hið fyrrnefnda sækist eftir fullkominni einsleitni og litaendurgjöf, sem krefst stjórnunar á nanóskala ljósleiðar, á meðan hið síðarnefnda einbeitir sér að því að koma jafnvægi á skilvirkni og þægindi, brjóta líkamlegar takmarkanir í gegnum lífræna og frjálsa hönnun. Með skarpskyggni nýrrar tækni eins og skammtapunkta, ljósleiðaraplötur úr gleri og Micro, er hönnun ljósdreifaraplatna að þróast frá óvirkri ljóssamræmingu yfir í virka sjónsviðsmótun, sem innleiðir nýtt tímabil í skjá og lýsingu. Hvort sem er fyrir hágæða skjái eða hagnýtan skrifstofubúnað eins ogskrifborðsskilrúmsskjár, meginreglur ljósdreifingar eru enn mikilvægar til að ná sjónrænum þægindum og frammistöðu.
