Skrin LCD Saiz Kecil dan Sederhana Reka Bentuk Optik Paparan Lampu Belakang

Pencahayaan latar digunakan dalam paparan kristal cecair (LCD) yang kecil, ringan, dan peranti elektronik lain yang memerlukan pencahayaan latar, termasuk peranti pegang tangan sekecil tapak tangan anda dan TV skrin besar. Matlamat reka bentuk lampu latar termasuk penggunaan kuasa yang rendah, ultra-nipis, kecerahan tinggi, kecerahan seragam, kawasan besar dan kawalan lebar berbeza dan sudut tontonan sempit. Untuk mencapai matlamat reka bentuk yang mencabar ini dengan kos terkawal dan pelaksanaan pantas, alat reka bentuk optik berbantukan komputer mesti digunakan untuk reka bentuk. Artikel ini memperkenalkan ciri-ciri perisian reka bentuk dan analisis optik LightTools daripada Syarikat ORA di Amerika Syarikat, yang boleh digunakan untuk membangunkan aplikasi reka bentuk lampu latar paling maju hari ini.
Alatan Reka Bentuk dan Analisis Optik untuk Pencahayaan Belakang
Sistem lampu latar memerlukan beberapa penukaran cahaya daripada satu atau lebih sumber cahaya untuk menghasilkan pengedaran cahaya yang diperlukan di kawasan atau pada sudut tetap. Perisian reka bentuk pencahayaan mesti boleh membuat model secara geometri, menetapkan parameter ciri optik untuk pelbagai jenis sumber cahaya dan unit penukaran, dan mesti boleh menggunakan kaedah pengesanan optik untuk menilai laluan cahaya melalui model dan mengira taburan cahaya akhir. Pengagihan cahaya menggunakan simulasi Monte Carlo untuk mengira pencahayaan, kecerahan atau keamatan cahaya untuk kawasan dan/atau sudut tertentu. Sinar cahaya dipancarkan daripada sumber cahaya pada kedudukan dan sudut rawak, dikesan melalui sistem optik, dan diterima pada permukaan penerima. Pencahayaan boleh dikira daripada penerima permukaan dan keamatan boleh diperolehi daripada penerima medan jauh. Dengan mentakrifkan meter kecerahan pada permukaan penerima, taburan kecerahan ruang dan sudut boleh dikira. Dalam sesetengah kes, mungkin penting untuk menganalisis kromatik paparan. Tentukan taburan tenaga spektrum sumber cahaya (seperti diod pemancar cahaya), koordinat CIE keluaran dan suhu warna berkorelasi (CCT), ukur kromatik paparan dan jana grafik pemaparan cahaya sebenar RGB pada paparan. Analisis ini semuanya boleh dilakukan dalam perisian LightTools.
Ciri-ciri paparan lampu belakang meletakkan permintaan khusus pada perisian analisis pencahayaan. Seperti yang akan dijelaskan, cahaya yang dipancarkan oleh lampu latar bergantung pada ketumpatan pengedaran titik bercetak, atau corak pengedaran mikrostruktur. Untuk pemodelan tatasusunan mikrostruktur tertentu, jika model CAD digunakan secara langsung, saiz model mungkin sangat besar. Perisian LightTools menyediakan fungsi yang ditakrifkan oleh tatasusunan tekstur 3D, yang boleh melakukan pengesanan dan pemaparan sinar yang tepat. Oleh kerana tiada model geometri yang dibina secara langsung digunakan, saiz model adalah lebih kecil dan pengesanan sinar lebih cepat. Satu lagi aspek analisis lampu latar termasuk membelah dan menyerakkan cahaya pada permukaan plat panduan cahaya. Memandangkan kesan pencahayaan disimulasikan menggunakan kaedah Monte Carlo, ada kemungkinan pengesanan sinar yang meluas mesti digunakan untuk mendapatkan reka bentuk dengan ketepatan yang mencukupi. Cara yang paling berkesan ialah mengesan sinar tenaga tertinggi. Dengan menjejak laluan sinar tenaga tertinggi menggunakan kebarangkalian terbelah dan menggunakan kawasan sasaran atau sudut serakan permukaan serakan untuk mengarahkan cahaya berselerak ke arah "penting" (seperti ke arah pemapar paparan).
Teknologi Shenzhen Hongjia pakar dalam R&D dan pengeluaran skrin LCD dengan pelbagai kecerahan. Kecerahan lampu latar adalah seragam. Kecerahan keseluruhan modul boleh mencapai 2000 lumen. Ia boleh dibaca dengan jelas dalam cahaya matahari. Suhu kerja boleh mencapai -35 hingga 85 darjah. Antistatik dengan rangka besi Nah, prestasi jatuh adalah lebih baik.
Apakah lampu latar?
Lampu latar biasa terdiri daripada sumber cahaya, seperti lampu pendarfluor katod sejuk (CCFL) atau diod pemancar cahaya (LED), dan panduan cahaya segi empat tepat. Komponen lain yang tersedia termasuk plat penyebar, yang meningkatkan keseragaman paparan, dan filem meningkatkan kecerahan (BEF), yang meningkatkan kecerahan paparan. Sumber cahaya biasanya terletak pada satu tepi sisi plat panduan cahaya untuk mengurangkan ketebalan paparan. Pencahayaan tepi biasanya menggunakan pantulan total (TIR) ​​untuk mengarahkan cahaya dalam paparan.
Pereka bentuk lampu latar mempunyai beberapa cara untuk memodelkan sumber cahaya dalam perisian LightTools. Bentuk sumber cahaya pendarfluor yang berbeza (seperti lurus, berbentuk L, berbentuk U atau berbentuk W, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2) boleh ditakrifkan dengan cepat menggunakan alat penciptaan lampu pendarfluor. Reflektor lampu boleh ditakrifkan dengan pelbagai primitif geometri dalam perisian LightTools, seperti silinder, slot elips dan poligon tersemperit. Reflektor yang ditakrifkan dalam sistem CAD juga boleh diimport ke dalam perisian LightTools melalui format pertukaran data standard (IGES, STEP, SAT dan CATIA). Jika LED digunakan, pereka bentuk boleh memilih model LED yang dikehendaki daripada model produk pra-simpan Agilent, Lumileds, Nichia, Osram, dsb. dalam perisian LightTools. Sebaik sahaja cahaya memasuki satu sisi LGP, masalahnya menjadi untuk mengeluarkan cahaya dari LGP berserenjang dengan arah penyebaran.
Seperti yang ditunjukkan dalam FIG. 3, bahagian paling terang plat panduan cahaya adalah berhampiran sumber cahaya, dan kecerahan dalam plat panduan cahaya menjadi lebih gelap apabila jarak meningkat. Untuk output cahaya seragam, kecekapan pengekstrakan cahaya mesti meningkat dengan jarak. Salah satu tugas utama dalam reka bentuk lampu latar ialah mereka bentuk plat panduan cahaya yang mengubah kecekapan pengekstrakan cahaya seperti yang dikehendaki. Terdapat dua teknik pengekstrakan yang boleh digunakan. Teknologi pengekstrakan cahaya percetakan titik adalah untuk mencetak struktur matriks titik pada bahagian bawah plat panduan cahaya untuk menyerakkan cahaya ke atas dan memancarkannya dari permukaan plat panduan cahaya. Teknologi kedua, Teknologi Pengekstrakan Cahaya Acuan, bergantung pada pantulan total (TIR) ​​struktur mikro permukaan bawah untuk menyebabkan cahaya muncul dari permukaan LGP.
Perisian LightTools menyediakan alatan reka bentuk lampu latar untuk merealisasikan reka bentuk plat panduan cahaya. Alat ini (Rajah 4) membantu pengguna dalam mencipta pelbagai komponen lampu latar. Pilihan lain termasuk menambahkan komponen sumber cahaya/pemantul pada model, pemodelan BEF dan membina penerima untuk menganalisis kecerahan. Antara muka alat lampu latar ialah koleksi tab untuk menyediakan dan mengubah suai pelbagai jenis mekanisme pengekstrakan cahaya.
Untuk lampu latar menggunakan kaedah pengekstrakan cahaya percetakan titik, alat lampu latar boleh menetapkan perubahan linear saiz dan nisbah aspek titik bercetak, dan perubahan linear jarak titik sepanjang panjang plat panduan cahaya. Struktur yang berbeza secara linear ini selalunya merupakan titik permulaan yang baik untuk memaparkan keseragaman, tetapi ia tidak mencukupi untuk keperluan keseragaman akhir. Kawalan lanjut ke atas keseragaman boleh dicapai dengan menggunakan parameter pengekstrakan sinar tidak linear yang berbeza-beza. Kaedah dengan bilangan parameter yang paling sedikit dan kawalan yang sangat fleksibel adalah untuk mentakrifkan pembolehubah parametrik bagi lengkung Bézier kuadratik. Alat rantau 2D perisian LightTools boleh digunakan untuk menyediakan struktur bukan linear. Rajah 5 menunjukkan contoh penggunaan pengekstrakan bercetak, di mana 3 parameter (lebar titik bercetak, ketinggian dan jarak menegak) dipelbagaikan untuk mendapatkan gelagat pengekstrakan yang berbeza. Keseragaman keluaran ditunjukkan dalam Rajah 6. Rajah di sebelah kanan menunjukkan purata kecerahan keluaran adalah pemalar.