Anotācija:
Kā mūsdienu optoelektronisko displeju un apgaismojuma galvenais optiskais elements, gaismas virzošās plāksnes precīzā struktūra ir galvenais faktors, lai panāktu vienmērīgu gaismas sadalījumu. Šajā rakstā padziļināti analizēta gaismas virzošās plāksnes četru slāņu pamatstruktūra (krītošā virsma, atstarojošā virsma, gaismu izstarojošā virsma un izejas virsma) un tās sinerģiskais mehānisms, kā arī apvienoti pilnīgas atstarošanas un refrakcijas principi, lai atklātu, kā tā pārveido punktveida/līniju gaismas avotus par vienmērīgiem virsmas gaismas avotiem. Izmantojot piemērošanas piemērus šķidro kristālu displeju, LED apgaismojuma, automobiļu apgaismojuma u. c. jomās, tiek parādīta tās plašā vērtība un nākotnes inovāciju virziens.
Gaismas amatnieks: padziļināta gaismas virzošās plāksnes precīzās struktūras analīze
Gaisma ir informācijas nesēja un redzes stūrakmens. Aiz LCD ekrānu skaidrā attēla kvalitātes, iekštelpu apgaismojuma maigās atmosfēras un automobiļu lukturu precīzās projekcijas bieži vien slēpjas kluss "gaismas amatnieks" - gaismas virzošā plāksne. Tas nav vienkāršs gaismas pārneses materiāls, un tā precīzā iekšējā struktūra ir galvenais noslēpums, lai panāktu maģiski vienmērīgu gaismas sadalījumu.
1.Materiālu pamats: lielisks optiskās klases caurspīdīgu materiālu sniegums
Gaismas virzošā plāksne nekādā ziņā nav parasta caurspīdīga struktūra. Tam nepieciešams, lai materiālam būtu ārkārtīgi augsta gaismas caurlaidība (parasti >92%), zems izkliedes koeficients un lieliska mehāniskā stabilitāte. Polietilmetakrilāts (PMMA) un polikarbonāts (PC) ir kļuvuši par galvenajiem materiāliem. PMMA gaismas caurlaidība ir līdz 93% un refrakcijas koeficients ir aptuveni 1,49, kas ir ideāls stūrakmens, lai panāktu efektīvu kopējo atstarošanu; PC izmanto skarbos apstākļos, piemēram, transportlīdzekļos, jo tas ir izturīgāks pret triecienizturību (vairāk nekā 10 reizes lielāks nekā PMMA). Paša materiāla tīrība un optiskā viendabība ir galvenais garants gaismas "disciplinētai" kustībai tajā. Autoritatīvas organizācijas, piemēram. SPIE (Starptautiskā optiskās inženierijas biedrība) sniedz daudz jaunāko pētījumu datu par optisko polimēru veiktspēju.
2.Struktūras kodols: četru slāņu koordinēta gaismas "komandu sistēma".
Gaismas virzošās plāksnes galvenā efektivitāte izriet no tās precīzi izstrādātās četru slāņu struktūras:
- Iedarbības virsma: vieda gaismas ieeja - tuvu gaismas avotam, tai bieži vien tiek piešķirta mikrostruktūra (piemēram, V veida rieva vai mikrolensu masīvs). Šīs struktūras nav paredzētas dekorēšanai. To galvenā funkcija ir precīzi kontrolēt sākotnējo gaismas krišanas leņķi (piemēram, palielinot to līdz tuvu kritiskajam leņķim), lai radītu pamatu turpmākai efektīvai pilnīgai atstarošanai.
- Atstarojošā virsma: neredzama gaismas ceļa "siena" - Apakšējā virsma un dažas malas bieži vien ir klātas ar augstas atstarošanas spējas materiāliem (piemēram, baltu atstarojošu tinti vai precīzām mikrostruktūrām). Saskaņā ar Amerikas Optiskās biedrības (OSA) pētījumiem optimizēts atstarojošais slānis var palielināt gaismas izmantošanas koeficientu līdz vairāk nekā 95%, kas ievērojami pārsniedz parasto atstarošanu.
- Gaismas virsma: vienmērīgas gaismas dzimšanas vieta - tā ir gaismas virzošās plates "darba virsma". Tās virsmā vai iekšpusē bieži vien ir iestrādāti precīzi izstrādāti izkliedējoši punkti vai mikrostruktūras (piemēram, lāzergravēta punktu matrica). Šīs struktūras ir kā neskaitāmi mikro "gaismas vārsti", kas precīzi iznīcina kopējo atstarojumu atbilstoši stāvokļa un blīvuma algoritmam un novirza gaismu, lai tā izplūstu, kad nepieciešams.
- Izvadvirsma: galīgais gaismas kvalitātes "veidotājs" - Virsma var būt pārklāta ar difūzijas plēvi, prizmu vai mikrostruktūras slāni (piemēram, "moles acs" struktūru). Tās precīzi kontrolē izstarotās gaismas leņķisko sadalījumu (piemēram, kontrolē skata leņķi) un vēl vairāk izlīdzina sīkās spilgtuma atšķirības, lai nodrošinātu cilvēka acs uztveres maksimālu viendabīgumu.
3.Principa atslēga: izsmalcinātā pilnīgas atstarošanas un refrakcijas deja
Gaismas ceļojums gaismas virzošajā plāksnē ir smalka fiziska deja. Gaisma ieplūst no krītošās virsmas un iegūst lielāku sākotnējo leņķi mikrostruktūras dēļ. Kad tā sasniedz atstarojošo virsmu vai gaismas virsmu, kad krītošais leņķis ir lielāks par kritisko leņķi (piemēram, aptuveni 42° PMMA/gaisa saskarnē), notiek pilnīgs atstarojums, gluži kā bez zudumiem atstaroties gludā caurulē. Neskaitāmas atstarošanās izkliedē gaismu pa visu plāksni. Kad tā pieskaras iepriekš iestatītajai gaismas virsmas mikrostruktūrai, krītošais leņķis tiek apzināti samazināts zem kritiskā leņķa, un sāk darboties refrakcijas princips, ļaujot gaismai eleganti un vienmērīgi "aizplūst" uz ārējo telpu. Galīgā izejas virsmas regulēšana nodrošina, ka gaisma kalpo cilvēkiem visideālākajā formā.
4.Wide piemērošana: no mikroekrāna displeja līdz plašam apgaismojumam
Gaismas virzošās plāksnes konstrukcijas dizains tieši nosaka gala produkta gaismas kvalitāti:
- Šķidro kristālu displeja (LCD) aizmugurgaismojums: Tradicionālie LCD displeji izmanto gaismas virzošās plāksnes, lai pārveidotu LED/CCFL līnijas gaismas avotus vienmērīgā virsmas gaismā. Apakšējā atstarojošā slāņa un augšējās precīzās izkliedējošās struktūras kombinācija ir atslēga, lai pārvarētu ekrāna "tumšos stūrus" un "karstos punktus". Tirgus izpēte liecina, ka LCD paneļu sūtījumi pasaulē ir milzīgi, un gaismas virzošo plākšņu tehnoloģija ir to nepārtraukts atbalsts.
- Spēcīgs instruments LED apgaismojuma viendabīgumam: LED paneļu gaismekļos gaismas virzošā plāksne vienmērīgi izkliedē gaismu, ko izstaro punktveida LED gaismas avots, uz visas gaismas virsmas, novēršot atspīdumu un radot komfortablu vidi. Tās gaismas virsmas punktveida konstrukcija tieši nosaka lampas vienmērīguma indeksu.
- Precīzs instruments priekšējo lukturu modeļa veidošanai: Mūsdienu automobiļu dienas gaitas lukturi un aizmugurējie lukturi bieži izmanto gaismas virzošās joslas. Pateicoties sarežģītai trīsdimensiju struktūras konstrukcijai un iekšējai mikroatstarošanas/refrakcijas kontrolei, gaismas virzošā plāksne var veidot asu, vienmērīgu un labi atpazīstamu gaismas joslu, uzlabojot braukšanas drošību un skaistumu. Lai uzzinātu attiecīgos konstrukcijas standartus, lūdzu, skatiet SAE International (Starptautiskā autoinženieru biedrība).
5.Inovāciju asmens: mikro-nanostruktūras iegravē nākotnes gaismu
Gaismas vadotņu plākšņu tehnoloģijas lēciena atslēga slēpjas strukturālās konstrukcijas mikronanoizācijā un inteliģences uzlabošanā:
- Lāzera precizitātes apstrāde: Mūsdienu lāzergravēšanas tehnoloģija var radīt mikronu vai pat nanometru līmeņa precīzus punktus vai rievu struktūras (piemēram, V-veida griezumu) gaismas virzošo plākšņu iekšpusē vai uz to virsmas. Šo struktūru forma, izmērs un blīvuma gradientu sadalījums ir galvenie gaismas viendabīguma algoritmi.
- Nanoimprintēšanas tehnoloģija: Sarežģītas mikro-nanooptiskās struktūras (piemēram, režģus un mikroprismu masīvus) var efektīvi replicēt uz gaismas vadotājplākšņu virsmas, lai panāktu precīzāku gaismas kontroli, piemēram, īpaši plānas konstrukcijas vai specifisku gaismas izvadi. Tādas iestādes kā Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts (MIT) ir veikušas padziļinātus pētījumus šajā jomā.
- Integrēta daudzfunkcionāla struktūra: Nākotnē gaismas virzošās plāksnes būs tendētas integrēt daudzslāņu optiskās funkcijas, piemēram, difūziju, izgaismošanu un skata leņķa kontroli, vienā substrātā, izmantojot precīzāku mikrostruktūras dizainu, lai panāktu ierīces retināšanu un uzlabotu veiktspēju.
Kopsavilkums:
Gaismas virzošajai plāksnei, "gaismas amatniekam", kas slēpjas starp gaismas avotu un redzi, ir daudz lielāka vērtība nekā caurspīdīgai plāksnei. Tās izsmalcinātā četru slāņu strukturālā konstrukcija - inteliģenta krišana, efektīva atstarošana, precīza gaismas emisija un eleganta emisija - apvienojumā ar pilnīgas atstarošanas un refrakcijas fizikālajiem likumiem veido neredzamu gaismas tīklu, kas sākotnēji nepaklausīgos punktveida un līnijas gaismas avotus padara viendabīgus, maigus un kontrolējamus virsmas gaismas avotus. Gaismas virzošās plāksnes strukturālais skaistums slēpjas tās mikroskopiski precīzajā kārtībā, kas veido cilvēka uztverto makroskopisko gaismu - no mazā ekrāna skaidras pasaules izgaismošanas mūsu rokās līdz telpas un ceļa plašuma izgaismošanai. Attīstoties mikro-nano ražošanas tehnoloģijai, šis "neredzamais mugurkauls" nākotnē noteikti atbalstīs jaunu gaišāku, gudrāku un efektīvāku vizuālo displeju un apgaismojuma ēru.