Резюме
В ежедневния си поглед към мобилните телефони, компютрите и телевизорите рядко се замисляме: как съдържанието на екрана да се вижда ясно в тъмна среда? Отговорът се крие дълбоко в LCD екрана - в системата за подсветка. Този прецизен оптичен двигател, съставен от източник на светлина, рефлектор, светловодна плоча и оптично фолио, безмълвно определя визуалното качество и енергийната ефективност.
1. Революция на източника на светлина: Преход от CCFL към LED
Основният източник на захранване на системата за подсветка е претърпял фундаментална промяна. Въпреки че ранните флуоресцентни лампи със студен катод (CCFL) имаха отлична яркост, високата им консумация на енергия и големият им размер се превърнаха в техническо препятствие. Светодиодите с бяла светлина напълно промениха индустриалните стандарти с намалената си консумация на енергия до 40% (данни от Министерството на енергетиката на САЩ), малкия си размер и незабавното си затъмняване. Когато OLED претендира, че е "самосветящ се", основните LCD екрани използватLED подсветки, за да продължат да се развиват** и да намерят по-добър баланс между цена и производителност.
2. Отразител: Прецизната игра на пазителите на светлинната енергия
Всеки лъч светлина си струва да бъде ценен. Рефлекторът е изработен от PET или PMMA материал с висока отражателна способност, а уникалната вдлъбната и изпъкнала текстура на повърхността на микрони е като лабиринт, който връща бягащата светлина на бойното поле. Отразяващата способност се увеличава с 1%, а общата яркост може да се увеличи с 0,8% (проучване на SPIE Optical Engineering Society). Благодарение на този изискан контрол на пътя на фотоните ефективността на подсветката постига качествен скок.
3. Светловодна плоча: майсторът на равномерността на светлината
Еднообразието е душата на визуалното преживяване. Светловодната плоча от PMMA нарушава закона за праволинейното разпространение на светлината чрез прецизно изчислен дизайн на микроструктурата - или лазерно гравирани точки, или прецизно релефни призми. Светлината се пречупва и разсейва многократно в прозрачната среда и накрая се разпространява по земята като утринна светлина, постигайки равномерност на повърхността от повече от 92% (еталон в индустрията за дисплеи), така че екранът се сбогува с досадните светли и тъмни петна.
4. Оптичен филм: невидима магия за подобряване на зрението
Оптичната филмова система е най-добрият фактор за качеството на картината. Филмът за подобряване на яркостта (BEF) събира светлината чрез призматична структура, за да удвои осевата яркост; дифузионният филм елиминира моарето и лазерните смущения; и прилагането на композитен филм с квантови точки разширява цветовата гама до повече от 110% на NTSC (например технологията QLED на Samsung). Налагането на тези наноразмерни филми създава визуален спектакъл с богати цветове и силен контраст.
5. Изтъняване на вълната: Устойчивото предложение за структурни иновации
"По-тънко" е вечният стремеж на потребителската електроника. Благодарение на светодиодите с входен ръб, съчетани с технологията на ултратънките светловодни плочи, дебелината на екраните на мобилните телефони премина границата на 1 мм марка. Нови микроструктурирани светловодни пластини (като например масива от микролещи на Apple Pro Display XDR) заменят някои оптични филми, като запазват оптичните характеристики и същевременно намаляват дебелината. Учените в областта на материалознанието изследват наноразмерни полимери (като свръхтънкия гъвкав световоден материал, за който се съобщава в списание Nature), за да проправят пътя за сгъване и навиване на екраните.
6. Бъдеща светлина: Еволюция на интелигентността и потапянето
Когато мини LED подсветката постигне контрол на светлината на ниво пиксел с хиляди микрочипове (като iPad Pro), върховото изживяване на HDR ефекта е налице. За VR/AR системата за задно осветяване се движи към ултрависока яркост от 5000 нита (препоръчителен стандарт на Станфордската лаборатория за VR) и реакция на ниво милисекунди. Интеграцията на сензора за околна светлина и алгоритъма за изкуствен интелект позволява на екрана интелигентно да регулира потреблението на енергия и да постигне деликатен баланс между екстремна визия и екологичен живот на батерията.
Резюме
Всеки удар на "оптичното сърце" на системата за подсветка разширява границите на визуалното изживяване. От зелената революция на LED източника на светлина до магията на светловодна плоча равномерна светлина - от отразяваща текстура на нано ниво до скок в цветовата гама на филма с квантови точки - технологичните иновации изграждат храм на светлината и сянката в малко пространство.
Когато бъдещият екран е тънък и нагънат като хартия и когато светлината и сянката на виртуалното и реалното се смесват безпроблемно, системата за задно осветяване ще продължи да пише диалога между хората и информационния свят на езика на светлината. Този осветен хоризонт в крайна сметка ще се превърне в прозорец за възприемане на безкрайните възможности.
Авторитетна справка:
- Данни за икономия на енергия от светодиоди на Министерството на енергетиката на САЩ
- SPIE Journal of the Society for Optical Engineering
- Технически доклад за седмицата на дисплея на SID
- Природа Материали Наука Документ
- Бяла книга за технологията за виртуална реалност на IEEE