Αποκωδικοποίηση της πινακίδας οδηγού φωτός: Πώς να φωτίσετε την οθόνη σας

Περίληψη

Ως το βασικό οπτικό στοιχείο των οθονών υγρών κρυστάλλων, οι πλάκες οδηγού φωτός επιτυγχάνουν αποτελεσματική μετάδοση του φωτός και ομοιόμορφη κατανομή μέσω τεχνολογίας οπτικού ελέγχου ακριβείας. Αυτό το άρθρο αναλύει συστηματικά την αρχή λειτουργίας, τη σύνθεση του υλικού, τα λειτουργικά χαρακτηριστικά και τις βιομηχανικές εφαρμογές των πλακών οδηγών φωτός και παραθέτει ερευνητικά δεδομένα από διεθνή έγκυρα ιδρύματα για να αποκαλύψει πώς αυτή η βασική τεχνολογία υποστηρίζει τα σύγχρονα οπτικά συστήματα απεικόνισης από οθόνες κινητών τηλεφώνων έως ιατρικό εξοπλισμό.

1. Φυσική βάση της οπτικής μετάδοσης

Η βασική λειτουργία της πλάκες οδηγού φωτός βασίζεται στην αρχή της ολικής ανάκλασης του φωτός. Όταν μια πηγή φωτός LED προσπίπτει σε ένα ακρυλικό ή πολυκαρβονικό υπόστρωμα υπό συγκεκριμένη γωνία (συνήθως >42°), σύμφωνα με το νόμο του Snell, το φως σχηματίζει μια διαδρομή διάδοσης ολικής ανάκλασης στο εσωτερικό του υλικού. Έρευνα της Οπτικής Εταιρείας της Αμερικής (OSA) δείχνει ότι οι υψηλής ποιότητας πλάκες φωτοδηγού μπορούν να επιτύχουν ποσοστό συγκράτησης φωτός μεγαλύτερο από 97%.

2. Πρωτοποριακή καινοτομία στη μηχανική υλικών

1. Επιλογή υποστρώματος: Η ρητίνη MS (δείκτης διάθλασης 1,59) που αναπτύχθηκε από την Mitsubishi Chemical της Ιαπωνίας βελτιώνει την αποδοτικότητα μετάδοσης του φωτός κατά 15% σε σύγκριση με το παραδοσιακό υλικό PMMA (δείκτης διάθλασης 1,49)
2. Επεξεργασία επιφάνειας: Η δομή με αυλάκια V που κατασκευάζεται με τεχνολογία νανοεκτύπωσης (δίπλωμα ευρεσιτεχνίας US20210063521A1) μπορεί να ελέγξει τη γωνία σκέδασης εντός ±1,5°.

3. Εξέλιξη του σχεδιασμού της μικροδομής

• Πρώτη γενιά: Λευκές κουκκίδες με οθόνη (απόδοση σκέδασης περίπου 68%)
• Δεύτερη γενιά: Σημεία χαραγμένα με λέιζερ (ακρίβεια ±5μm)
• Τρίτη γενιά: 3D στερεοσκοπική στήλη οδηγού φωτός (τεχνολογία που χρησιμοποιείται από τη Samsung QLED, η φωτεινή απόδοση φτάνει τα 92lm/W)

4. Διπλή αποστολή της διαχείρισης της φωτεινής ενέργειας

1. Χωρική διαχείριση: Ο αλγόριθμος Monte Carlo χρησιμοποιείται για την προσομοίωση της διαδρομής του φωτός ώστε να διασφαλίζεται η ομοιομορφία της φωτεινότητας > 85%
2. Διαχείριση φάσματος: Η πλάκα οδηγού κατά του μπλε φωτός που αναπτύχθηκε από τη γερμανική Schott Glass μπορεί να αυξήσει το ποσοστό φιλτραρίσματος των επιβλαβών μηκών κύματος στη ζώνη 415-455nm σε 30%

5. Η κινητήρια δύναμη πίσω από την επανάσταση της ενεργειακής απόδοσης

Τα πειραματικά δεδομένα της LG Display δείχνουν ότι η κατανάλωση ενέργειας μιας τηλεόρασης 55 ιντσών που χρησιμοποιεί μια νέα μονάδα καθοδήγησης φωτός έχει μειωθεί από 98W σε 72W, ενώ η φωτεινότητα έχει αυξηθεί κατά 20 nit. Αυτό οφείλεται στα εξής:

• Η αποδοτικότητα ανακύκλωσης της ανακλαστικής μεμβράνης κβαντικής κουκίδας είναι μεγαλύτερη από 95%
• Ο σχεδιασμός του ακραίου φωτός μειώνει την ποσότητα των χαντρών λυχνίας LED κατά 50%

6. Αόρατη γραμμή άμυνας της ποιότητας της οθόνης

• Εξάλειψη του moiré: (τυπική απόκλιση < 0,15)
• Έλεγχος απόκλισης χρώματος: ΔE < 1,5

7. Χάρτης διακλαδικών εφαρμογών

8. Μελλοντική κατεύθυνση εξέλιξης της τεχνολογίας

1. Ευέλικτη επανάσταση: Rollable Light Guide Film της Samsung Display (ακτίνα καμπυλότητας <3mm)
2. Έξυπνη αλληλεπίδραση: Το ευαίσθητο στην πίεση στρώμα καθοδήγησης του φωτός του Microsoft Surface (ευαισθησία 0,1N)
3. Οικολογική ολοκλήρωση: Το φυτικό υλικό φωτοδηγού της BOE (το αποτύπωμα άνθρακα μειώνεται κατά 40%)

Περίληψη

Από τις βασικές οπτικές αρχές έως την τεχνολογία υλικών αιχμής, η τεχνολογική εξέλιξη των πλακών φωτοδηγών αποτελεί μικρόκοσμο της ανάπτυξης της σύγχρονης βιομηχανίας οθονών. Αυτό το φαινομενικά απλό οπτικό εξάρτημα είναι στην πραγματικότητα μια βασική γέφυρα που συνδέει τη φωτοηλεκτρική μετατροπή και την οπτική παρουσίαση. Με τη διάδοση των συσκευών AR/VR και τις ανακαλύψεις στις εύκαμπτες οθόνες, η τεχνολογία φωτοδηγών θα συνεχίσει να προωθεί μια επανάσταση στην ανθρώπινη οπτική εμπειρία.