Abstraktus
Šviesos kreipiančiosios plokštelės yra pagrindinis skystųjų kristalų ekranų optinis komponentas, todėl, taikant tikslią optinio valdymo technologiją, užtikrinamas veiksmingas šviesos perdavimas ir tolygus paskirstymas. Šiame straipsnyje sistemingai analizuojamas šviesos kreipiančiųjų plokštelių veikimo principas, medžiagų sudėtis, funkcinės charakteristikos ir pritaikymas pramonėje, cituojami tarptautinių autoritetingų institucijų tyrimų duomenys, siekiant atskleisti, kaip ši pagrindinė technologija padeda šiuolaikinėms optinėms ekranų sistemoms - nuo mobiliųjų telefonų ekranų iki medicinos įrangos.
1. Optinio perdavimo fizikiniai pagrindai
Pagrindinė funkcija šviesos kreipiančiosios plokštės pagrįstas visiško šviesos atspindžio principu. Kai šviesos diodų šviesos šaltinis krinta į akrilo ar polikarbonato pagrindą tam tikru kampu (paprastai >42°), pagal Snelio dėsnį šviesa sudaro visiško atspindžio sklidimo kelią medžiagos viduje. Amerikos optikos draugijos (OSA) atlikti tyrimai rodo, kad aukštos kokybės šviesos kreipiančiosios plokštelės gali išlaikyti daugiau nei 97% šviesos.
2. Proveržio inovacijos medžiagų inžinerijos srityje
- Substrato parinkimas: Japonijos "Mitsubishi Chemical" sukurta MS derva (lūžio rodiklis 1,59), palyginti su tradicine PMMA medžiaga (lūžio rodiklis 1,49), pagerina šviesos pralaidumo efektyvumą 15%.
- Paviršiaus apdorojimas: V formos griovelių struktūra, pagaminta naudojant nanoimprintingo technologiją (patentas US20210063521A1), gali kontroliuoti sklaidos kampą ±1,5° ribose.
3. Mikrostruktūros dizaino raida
- Pirmoji karta: Ekrane atspausdinti balti taškai (sklaidos efektyvumas apie 68%)
- Antroji karta: Lazeriu išgraviruoti taškai (tikslumas ±5 μm)
- Trečioji karta: 3D stereoskopinė šviesos kreipiančioji kolona (technologija, naudojama "Samsung QLED", šviesos efektyvumas siekia 92lm/W)
4. Dviguba šviesos energijos valdymo misija
- Erdvinis valdymas: Monte Karlo algoritmas naudojamas šviesos trajektorijai modeliuoti, kad būtų užtikrintas ryškumo tolygumas > 85%
- Spektro valdymas: Vokietijos "Schott Glass" sukurta nuo mėlynos šviesos apsauganti plokštelė gali padidinti kenksmingų 415-455 nm bangos ilgių filtravimo koeficientą iki 30%.
5. Energijos vartojimo efektyvumo revoliucijos varomoji jėga
"LG Display" eksperimentiniai duomenys rodo, kad 55 colių televizoriaus, kuriame naudojamas naujasis šviesos kreipiančiojo modulis, energijos sąnaudos sumažėjo nuo 98 W iki 72 W, o ryškumas padidėjo 20 nitų. Taip yra dėl:
- Kvantinių taškų atspindinčios plėvelės perdirbimo efektyvumas yra didesnis nei 95%
- Dėl kraštinės šviesos konstrukcijos LED lempos karoliukų kiekis sumažėja 50%
6. Nematoma ekrano kokybės gynybos linija
- Pašalinkite moiré: "Foxconn" patentuotas atsitiktinio pasiskirstymo algoritmas šviesos kreipiančiosios plokštelės paviršiuje (standartinis nuokrypis < 0,15)
- Kontroliuoti spalvų nuokrypį: Dėl "Corning" sukurtos gradientinio lūžio rodiklio medžiagos spalvų skirtumas ΔE < 1,5
7. Įvairių pramonės šakų taikymo žemėlapis
| Laukas | Taikymo atvejis | Techninės savybės |
|---|---|---|
| Medicininis vaizdavimas | "Philips" MRT navigacijos ekranas | Nulinių elektromagnetinių trukdžių šviesos kreipiančioji struktūra |
| Transporto priemonėje esantis ekranas | "Tesla Model S" panoraminis stoglangis | Išlenktas šviesos kreipiklis + automatinio pritemdymo sistema |
| Pramoninis valdymas | "Siemens HMI" valdymo skydelis | IP69K apsaugos klasės šviesos kreipiančiojo modulis |
8. Ateities technologijų raidos kryptis
- Lanksti revoliucija: "Samsung Display" ritininė šviesos kreipiamoji plėvelė (kreivumo spindulys <3 mm)
- Išmanioji sąveika: "Microsoft Surface" slėgiui jautrus šviesos kreipiamasis sluoksnis (jautrumas 0,1 N)
- Ekologinė integracija: BOE augalinės kilmės šviesolaidžio medžiaga (anglies pėdsakas sumažintas 40%)
Santrauka
Šviesos kreipiančiųjų plokštelių technologinė evoliucija - nuo pagrindinių optinių principų iki pažangiausių medžiagų technologijų - yra šiuolaikinės ekranų pramonės raidos mikrokosmosas. Šis iš pažiūros paprastas optinis komponentas iš tikrųjų yra pagrindinis tiltas, jungiantis fotoelektrinę konversiją ir vaizdinį pateikimą. Populiarėjant AR / VR įrenginiams ir lanksčiųjų ekranų srityje, šviesos kreipiančiųjų technologija ir toliau skatins žmogaus regimosios patirties revoliuciją.