Авторские права © 2020-2021 Shenzhen CDTech Electronics LTD. Все права защищены. Карта сайта. Разработано iwonder.cn
Монохромные дисплеи достигают равномерной яркости по всей поверхности за счет использования подсветки в качестве специализированной оптической системы, а не стандартного компонента ЖК-дисплея. Для этого необходима совместная работа линейной светодиодной матрицы, длиннополосной световодной пластины, градиентного рисунка рассеивания света, отражателя и рассеивающих пленок. Для сверхшироких соотношений сторон компания CDTech стремится к равномерности яркости более 90% за счет моделирования геометрии длиннополосной световодной пластины и оптической проверки на уровне производства.
нативная растянутая подсветка дисплея
Яркие края и темная середина возникают, когда светодиоды, установленные по краям, подают свет в длинную световодную пластину быстрее, чем пластина успевает распределить его по центру. Светодиоды создают зоны высокой интенсивности на входе света вблизи каждого края, в то время как энергия света затухает по мере прохождения через световодную пластину.
Эта проблема становится более заметной по мере увеличения длины и ширины дисплея. Панель с соотношением сторон 16:3 ведет себя иначе, чем панель с соотношением сторон 32:9 или панель с нестандартным растянутым изображением, поскольку оптическое расстояние перемещения значительно больше относительно высоты панели. Обычный точечный рисунок, скопированный со стандартной подсветки 16:9, часто создает видимый эффект «горячего конца».
Как правило, основными причинами являются:
Недостаточное количество светодиодов или неподходящий шаг светодиодов.
Равномерный рисунок из точек LGP, используемый на неравномерном оптическом пути.
Недостаточная эффективность отражателя за светопропускателем.
Неправильная толщина световода для угла излучения светодиода.
Рассеивающие пленки, которые скрывают яркие пятна светодиодов, но не могут восстановить яркость в центре.
Механическое сжатие, деформация или воздушные зазоры между оптическими слоями.
В практическом производстве проблема затемнения в центре может проявляться не только на этапе оптического тестирования, но и после сборки. Подсветка может пройти проверку образца в открытой рамке, но потерять равномерность после сборки металлической рамы, лент, термопрокладок и ЖК-ячейки. Именно поэтому необходимо оценивать всю конструкцию целиком, а не только саму светодиодную подсветку.
Специально разработанная длиннополосная направляющая пластина (LGP) улучшает равномерность освещения, контролируя места выхода света из направляющей пластины. Вместо использования одинаковой плотности точек извлечения света от одного конца до другого, рисунок корректируется в соответствии с оставшейся световой энергией в каждой точке.
Вблизи входного края светодиода светоизлучающая панель требует меньшего количества или меньших размеров элементов извлечения света, поскольку света достаточно. Ближе к центру, где свет прошел большее расстояние и ослабел, плотность извлечения, размер точек, геометрия или расстояние между ними могут быть увеличены для направления большего количества света вверх.
В конфигурации с двумя краями центр LGP становится критической зоной балансировки. Если плотность экстракции возрастает слишком резко, центр может превратиться в яркую полосу. Если она слишком низкая, сохраняется знакомый дефект в виде темного центра. Правильный профиль обычно нелинейный, а не представляет собой простой градиент слева направо.
Компания CDTech может адаптировать размеры и схемы вывода светодиодов LGP к конечной активной площади, конфигурации светодиодов, целевой яркости и механическому блоку. Цель состоит не просто в получении яркой панели; цель состоит в создании панели, у которой наименьшая измеренная площадь остается достаточно близкой к наибольшей измеренной площади, чтобы соответствовать требованиям проекта к равномерности освещения.
Целевой показатель равномерности 90% и выше означает, что минимальная яркость должна оставаться на уровне не менее 90% от максимальной измеренной яркости в согласованных условиях тестирования. Условия тестирования должны определять температуру панели, входной ток, положение сетки выборки, время прогрева, направление обзора и измерительное оборудование.
Выбор оптимальной линейной светодиодной подсветки зависит от длины дисплея, допустимой глубины, требуемой яркости, температурного предела и допустимого энергопотребления. Двухсторонняя подсветка часто эффективна для дисплеев средней и большой длины, в то время как многосторонняя или матричная подсветка может потребоваться, если оптический путь становится слишком длинным для конструкции с одной световодной пластиной.
Шаг светодиодов — важный параметр. Более плотное расположение светодиодов может улучшить стабильность светового потока, но увеличивает количество светодиодов, энергопотребление, тепловую плотность и стоимость комплектующих. Более широкое расположение уменьшает количество компонентов, но светоизлучающему элементу приходится прилагать больше усилий для устранения видимых световых полос.
В проектах сверхдлинных световых линий командам следует избегать предположения, что одной лишь более длинной светодиодной ленты достаточно для решения проблемы. Лента может направлять больше света в направляющую пластину, но при этом создавать неравномерную яркость, если структура извлечения света из направляющей пластины и отражатель не будут перепроектированы с учетом нового оптического пути.
Оптическое моделирование имеет важное значение, поскольку в длиннополосной подсветке слишком много взаимозависимых переменных, чтобы надежно оптимизировать ее методом проб и ошибок. Угол обзора светодиода, связь светодиода с длиннополосной подсветкой, толщина длиннополосной подсветки, геометрия точки извлечения, отражательная способность отражателя, рассеивающая дымка, ориентация призматической пленки и затенение рамки — все это влияет на итоговую карту яркости.
Тепловая карта моделирования позволяет инженерам выявлять вероятные темные зоны, зоны с высокой яркостью, пики в центре и потери яркости по углам до создания инструментов LGP. Наиболее полезная тепловая карта — это не декоративный рендер, а модель выборки, показывающая ожидаемое распределение яркости по активной области.
При разработке полосовых дисплеев CDTech оптическое моделирование должно сопровождаться физической проверкой. Результаты моделирования могут отличаться от результатов сборки, поскольку реальные компоненты имеют допуски: сортировка светодиодов, выравнивание пленки, толщина клея, усадка LGP, давление рамки и плоскостность отражателя — все это может повлиять на результат.
Моделирование сокращает цикл итераций, но не заменяет пилотную разработку. Наилучший рабочий процесс использует моделирование для отсеивания слабых концепций на ранних этапах, а затем использует реальные примеры для настройки окончательной структуры.
Равномерность яркости измеряется путем сравнения самого низкого и самого высокого показаний яркости в пределах согласованной измерительной сетки. Основной расчет выглядит следующим образом:
Например, если самая яркая измеренная точка составляет 1,000 нит, а самая тусклая — 910 нит, то расчетная равномерность составит 91%. Этот результат может соответствовать требованию 90% и более, при условии, что измерительная установка соответствует согласованным с заказчиком спецификациям.
Для дисплеев в виде полосок базовой проверки центра и углов недостаточно. Длинная ось панели требует большего количества точек измерения, поскольку наибольший риск часто связан с постепенным провисанием центра, а не с дефектом угла. Для компактного модуля может быть приемлема сетка из 9 точек, но для расширенного дисплея в виде полоски может потребоваться 15, 21 или более точек.
Практический план валидации производства должен определять:
Текущее состояние и уровень яркости подсветки
Отобразить продолжительность разминки
Температура окружающей среды
Расстояние измерения и тип прибора
Координаты сетки выборки
Условие ввода белого шаблона
Порог приемлемости для обеспечения единообразия
Допустимое отклонение цветовой температуры
Компания CDTech должна согласовать этот протокол с конкретным приложением до начала серийного производства. Без единого метода измерения поставщик и покупатель могут описывать один и тот же дисплей как «равномерный», используя при этом разные сетки, настройки яркости или условия прогрева.
Длиннополосная подсветка имеет физические ограничения. Свет не проходит через длиннополосный светодиод без потерь, и увеличение мощности светодиодов не может решить все оптические проблемы. Более высокий ток может немного повысить яркость в центре, но также может сделать более заметными краевые «горячие точки» и повысить температуру перехода светодиода.
Толщина LGP — один из распространенных компромиссов. Более толстый волновод может обеспечить более длинный путь распространения света и улучшить смешивание, но он увеличивает глубину модуля, вес, стоимость материалов и требования к рамке. Более тонкий волновод позволяет сделать изделие тоньше, но оставляет меньше места для смешивания лучей и затрудняет контроль артефактов, создаваемых светодиодным источником.
Ещё одним ограничением является температурный градиент. В очень длинной линейной светодиодной ленте светодиоды, расположенные ближе всего к точкам подачи питания, могут работать иначе, чем светодиоды, расположенные дальше, если конструкция печатной платы, распределение медных проводов или проводка недостаточны. Падение напряжения может создать электрический градиент яркости, который невозможно скорректировать одной лишь оптической схемой.
Старение подсветки также имеет важное значение. Панель может пройти первоначальные тесты на равномерность свечения, но изменить свои характеристики после длительной эксплуатации, если не контролируются параметры светодиодных блоков, токи управления, температурные условия и теплоотвод. При окончательной разработке следует учитывать сохранение светового потока и стабильность равномерности свечения в течение предполагаемого срока службы, а не только первоначальную яркость.
Компания CDTech может оказывать поддержку в разработке индивидуальной подсветки для моноблочных дисплеев, оценивая формат ЖК-дисплея, активную область, целевую яркость, архитектуру светодиодов, структуру LGP, оптические пленки, требования к сенсорному управлению, интерфейс и условия установки как единую систему.
Заказчик должен предоставить не только размер дисплея. Полезные инженерные данные включают чертеж корпуса, отверстие в рамке, максимальную глубину дисплея, ограничение мощности, ожидаемую температуру окружающей среды, время работы, целевую яркость, направление монтажа, а также информацию о том, будет ли система использоваться в помещении, рядом с окнами или под прямыми наружными лучами света.
Процесс эффективной настройки обычно проходит следующие этапы:
Проверьте размеры дисплея, активную область, разрешение и интерфейс.
Определите целевые показатели яркости и равномерности.
Выберите схему расположения светодиодов и стратегию теплоотвода.
Создайте концепцию лазерного светопропускателя и оптической пленки.
Запустите оптическое моделирование и просмотрите прогнозируемую тепловую карту.
Создайте прототип для тестирования яркости, цвета и цветовой температуры.
При необходимости отрегулируйте оптическую схему или параметры светодиодов.
Перед началом серийного производства необходимо зафиксировать технические характеристики образца.
Для проектов, требующих равномерности яркости более 90%, компания CDTech должна рассматривать готовый оптический блок и окончательную механическую конструкцию как объект проверки. Результат, полученный с помощью готовой световодной пластины, полезен на этапе разработки, но заказчик получает собранный модуль, а не лабораторную световодную пластину.
Мнения экспертов CDTech
«В проектах по созданию длинных полосовых дисплеев самая дорогостоящая ошибка — это рассматривать равномерность как окончательный критерий контроля. Проектирование должно начинаться с первой оптической модели. Мы одновременно учитываем шаг светодиодов, плотность извлечения LGP, поведение отражателя, ориентацию пленки, давление рамки и распределение тепла. Достичь целевого показателя более 90% можно, если оптический тракт адаптирован под фактическое соотношение сторон и проверен на собранном модуле. Если заказчик указывает только размер и яркость экрана, команде разработчиков по-прежнему не хватает условий, необходимых для предотвращения появления темных зон в центре при серийном производстве».
Разработчикам следует выбирать другую архитектуру подсветки, если требуемая длина панели, яркость, толщина или тепловые характеристики превышают возможности надежной подсветки с торцевой подсветкой. Это решение следует принимать на раннем этапе, до того, как будут определены ограничения, связанные с корпусом, блоком питания и оборудованием.
Матрица с прямой подсветкой может быть предпочтительнее, когда корпус позволяет увеличить глубину, а дисплей требует высокой яркости на очень большой активной площади. Больший оптический резонатор обеспечивает большее расстояние для смешивания света, хотя и требует тщательной разработки рассеивателя, чтобы избежать видимых светодиодных узоров.
Многогранная структура направляющей пластины может быть предпочтительнее, когда изделие должно оставаться тонким, но требуется больше точек ввода света, чем может обеспечить двухгранная конструкция. Такой подход усложняет конструкцию печатной платы и проводку, но может уменьшить максимальное расстояние распространения света внутри направляющей пластины.
Для недорогих проектов по обустройству помещений традиционное решение с боковой подсветкой может оставаться оптимальным вариантом. Ключевым моментом является избегание излишней сложности при умеренной яркости, а также отказ от недорогой архитектуры, которая не может соответствовать требуемым параметрам равномерности освещенности.
Какую равномерность яркости гарантирует собранный панельный дисплей?
Укажите минимальное и максимальное соотношение яркости, тестовую сетку, время прогрева, настройку яркости и критерии приемки. «Равномерное освещение» не является измеримым требованием, если поставщик и покупатель не договорятся о методе тестирования.
Сколько точек измерения используется вдоль продольной оси?
Для длинных полосовых дисплеев требуется не только проверка углов и центра. Запросите сетку, которая охватывает зоны ввода светодиодов, промежуточные зоны и центральную область, где наиболее вероятно снижение яркости.
Указанная яркость относится к периоду после оптического склеивания и установки защитного стекла?
Яркость может изменяться после добавления сенсорных панелей, защитного стекла, клеевых составов, антибликового покрытия и защитных пленок. Убедитесь, относится ли указанная характеристика яркости к самому ЖК-дисплею или к готовому устройству.
Как осуществляется контроль температуры светодиодов в условиях непрерывной эксплуатации?
Запросите информацию о конструкции светодиодной платы, путях тепловыделения, энергопотреблении, настройке тока, предельных значениях температуры окружающей среды и ожидаемых характеристиках при длительной эксплуатации.
Можно ли скорректировать схему LGP после создания первого прототипа?
Поставщик должен уметь объяснить, как он будет реагировать, если прототип покажет темную полосу в центре, очаговое искажение по краям или дисбаланс слева направо. Перед утверждением образца необходимо подтвердить ожидаемый путь корректировки.
Начните с условий эксплуатации, а не с размера панели. Определите, будет ли дисплей работать в затененном помещении, в освещенной солнцем витрине магазина, на промышленном оборудовании, в кабине автомобиля или на открытом воздухе. Затем установите измеримые целевые показатели для яркости, равномерности, теплового диапазона, толщины, энергопотребления и срока службы.
Для длинных и узких форматов следует отдавать приоритет индивидуальной матрице линейной светодиодной подсветки и конструкции с длинными полосами LGP, а не стандартной универсальной подсветке. Наиболее надежный подход заключается в моделировании распределения света, проверке собранного прототипа, измерении яркости по расширенной сетке и внесении окончательных корректировок перед утверждением производственной оснастки.
Компания CDTech предоставляет возможности проектирования и производства, необходимые для проектов в области TFT LCD, сенсорных дисплеев, HDMI-дисплеев, промышленного, медицинского, автомобильного оборудования, а также для создания нестандартных панельных дисплеев. Четко сформулированный пакет требований дает инженерной команде наилучшие шансы обеспечить яркость от края до края без излишней толщины, энергопотребления или доработки оптики.
Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности и Условиями использования.