Abstrakts
Kā šķidro kristālu displeju galvenā optiskā komponente gaismas virzošās plāksnes nodrošina efektīvu gaismas pārraidi un vienmērīgu sadalījumu, izmantojot precīzu optiskās kontroles tehnoloģiju. Šajā rakstā sistemātiski analizēts gaismas virzošo plākšņu darbības princips, materiālu sastāvs, funkcionālās īpašības un pielietojums rūpniecībā, kā arī citēti starptautisku autoritatīvu institūciju pētījumu dati, lai atklātu, kā šī pamattehnoloģija atbalsta mūsdienu optiskās displeju sistēmas, sākot no mobilo tālruņu ekrāniem līdz medicīnas iekārtām.
1. Optiskās pārraides fizikālie pamati
Galvenā funkcija gaismas virzošās plāksnes pamatā ir pilnīgas gaismas atstarošanas princips. Kad LED gaismas avots krīt uz akrila vai polikarbonāta substrātu noteiktā leņķī (parasti > 42°), saskaņā ar Snella likumu gaisma veido pilnīgu atstarošanas ceļu materiālā. Amerikas Optiskās biedrības (OSA) veiktie pētījumi liecina, ka augstas kvalitātes gaismas virzošās plāksnes var saglabāt vairāk nekā 97% gaismas.
2. Izrāviena inovācijas materiālu inženierijā
- Substrāta izvēle: MS sveķi (refrakcijas koeficients 1,59), ko izstrādājusi Japānas kompānija Mitsubishi Chemical, uzlabo gaismas caurlaidības efektivitāti par 15% salīdzinājumā ar tradicionālo PMMA materiālu (refrakcijas koeficients 1,49).
- Virsmas apstrāde: V veida rievu struktūra, kas izgatavota, izmantojot nanoimprintēšanas tehnoloģiju (patents US20210063521A1), var kontrolēt izkliedes leņķi ±1,5° robežās.
3. Mikrostruktūras dizaina attīstība
- Pirmā paaudze: Sietspiesti balti punkti (izkliedes efektivitāte aptuveni 68%).
- Otrā paaudze: Lāzera gravēti punkti (precizitāte ±5 μm)
- Trešā paaudze: 3D stereoskopiska gaismas virzošā kolonna (tehnoloģija, ko izmanto Samsung QLED, gaismas efektivitāte sasniedz 92lm/W).
4. Gaismas enerģijas pārvaldības dubultā misija
- Telpiskā pārvaldība: Lai nodrošinātu spilgtuma viendabīgumu, gaismas ceļa simulācijai tiek izmantots Montekarlo algoritms > 85%
- Spektra pārvaldība: Vācijas uzņēmuma Schott Glass izstrādātā pret zilās gaismas virzošā plāksne var palielināt kaitīgo viļņu garumu 415-455 nm joslā filtrēšanas ātrumu līdz 30%.
5. Energoefektivitātes revolūcijas virzītājspēks
LG Display eksperimentu dati liecina, ka 55 collu televizora enerģijas patēriņš, izmantojot jauno gaismas virzītāja moduli, ir samazināts no 98 W līdz 72 W, bet spilgtums ir palielināts par 20 nitiem. Tas ir iespējams, pateicoties:
- Kvanta punktu atstarojošās plēves pārstrādes efektivitāte ir lielāka nekā 95%
- Malas apgaismojuma konstrukcija samazina LED spuldzīšu skaitu par 50%
6. Neredzama displeja kvalitātes aizsardzības līnija
- Novērst moirē: Foxconn patentētais nejaušās sadales algoritms uz gaismas virzošās plates virsmas (standartnovirze < 0,15)
- Kontrolēt krāsu novirzi: Corning izstrādātais gradienta refrakcijas indeksa materiāls nodrošina krāsu starpību ΔE < 1,5.
7. Starpnozaru lietojumu karte
| Laukums | Pieteikuma gadījums | Tehniskās īpašības |
|---|---|---|
| Medicīniskā attēlveidošana | Philips MRI navigācijas ekrāns | Nulles elektromagnētisko traucējumu gaismas virziena struktūra |
| Transportlīdzeklī iebūvēts displejs | Tesla Model S panorāmas jumta logs | Izliekts gaismas ceļvedis + automātiskā aptumšošanas sistēma |
| Rūpnieciskā kontrole | Siemens HMI darbības panelis | IP69K aizsardzības pakāpes gaismas ceļveža modulis |
8. Nākotnes tehnoloģiju attīstības virziens
- Elastīga revolūcija: Samsung displeja rullējamā gaismas virzošā plēve (izliekuma rādiuss <3 mm)
- Viedā mijiedarbība: Microsoft Surface spiedienjutīgais gaismas virzošais slānis (jutība 0,1 N)
- Ekoloģiskā integrācija: BOE augu izcelsmes gaismas virzošais materiāls (oglekļa pēdas nospiedums samazināts par 40%).
Kopsavilkums
Gaismas vadotņu plākšņu tehnoloģiskā evolūcija - no optisko pamatprincipu līdz jaunākajai materiālu tehnoloģijai - ir mūsdienu displeju nozares attīstības mikrokosmoss. Šī šķietami vienkāršā optiskā sastāvdaļa patiesībā ir galvenais tilts, kas savieno fotoelektrisko pārveidi un vizuālo attēlojumu. Līdz ar AR/VR ierīču popularizēšanu un sasniegumiem elastīgo displeju jomā, gaismas vadotņu tehnoloģija turpinās veicināt revolūciju cilvēka vizuālajā pieredzē.