وبلاگ در باره استراتژی های جدید افزایش روشنایی LCD TFT از طریق بهینه سازی پس زمینه

تصور کنید که تجهیزات صنعتی را در فضای باز تحت نور شدید خورشید کار می کنید، فقط برای پیدا کردن صفحه نمایش LCD TFT کم رنگ و غیرقابل خواندن. این سناریوی ناامید کننده،در صورتی که اطلاعات حیاتی قابل تشخیص نباشند، به طور مستقیم بر بهره وری و تجربه کاربر تاثیر می گذارد. چالش حفظ دید صفحه نمایش در محیط های روشنایی بالا یک سوال مهم را مطرح می کند:چگونه می توانیم درخشندگی LCD TFT را به طور موثر افزایش دهیم تا شفافیت را در تمام شرایط روشنایی تضمین کنیم?

به عنوان یک فناوری نمایش غیر تابش، روشنایی LCD TFT به طور کامل به دو عنصر اساسی بستگی دارد:قابلیت خروجی نور ماژول روشنایی پس زمینه و بهره وری انتقال نور از طریق ساختار پانل LCD. دستیابی به روشنایی بالا اساساً در مورد بهینه سازی این دو جنبه می چرخد. اهداف طراحی برای LCD های قابل خواندن نور خورشید را می توان به دو جهت اصلی تقسیم کرد:

• افزایش کارایی خروجی نور پس زمینه:بهینه سازی طراحی روشنایی پس زمینه برای تولید روشنایی قوی تر
• کاهش ضایعات مسیر نوری:به حداقل رساندن از دست دادن نور در طول انتقال از طریق ساختار پانل LCD

در میان عوامل مختلف تأثیرگذار، طراحی پس نور به عنوان مهم ترین و موثرترین رویکرد برجسته است.این مقاله بر استراتژی های بهینه سازی پس زمینه تمرکز خواهد کرد و همچنین عوامل مربوطه در سطح پانل و سیستم را در نظر می گیرد.

یک چراغ پشتی LCD TFT معمولی متشکل از چندین لایه مهم است که هر کدام نقش مهمی در تعیین روشنایی نهایی دارند:

• لایه منبع نور LED:نوردهی اصلی را فراهم می کند. LED های تک تراشه یا دو تراشه را می توان بر اساس نیازهای روشنایی انتخاب کرد
• صفحه راهنمای نور (LGP):به طور مساوی توزیع نور در سراسر منطقه نمایش برای اطمینان از یکسانی
• لایه های فیلم نوری:شامل فیلم های پخش، فیلم های افزایش روشنایی (BEF) و فیلم های بازتاب دهنده برای بهبود بهره وری و یکسانی نور
• سیستم مدیریت حرارتی:حفظ ثبات LED و طول عمر در هنگام روشنایی بالا

برای دستیابی به عملکرد LCD با روشنایی بالا و کارآمد و قابل اعتماد، هر ویژگی روشنایی پس زمینه باید به دقت بهینه شود.

ساده ترین روش برای افزایش روشنایی صفحه نمایش شامل افزایش توانایی خروجی منبع نور از طریق چندین اقدام است:

• استفاده از تراشه های ال ای دی با لومن بالاتر:پیشرفت در مواد نیمه هادی (مانند InGaN) ، طراحی تراشه بهینه (مانند LED های فلپ چیپ) ،و تکنیک های بسته بندی پیشرفته (از جمله مقاومت حرارتی کاهش یافته) می تواند به بهره وری نور بیشتری در همان جریان محرک برسد
• افزایش جریان محرک LED (در محدوده قابلیت اطمینان):در حالی که جریان بالاتر روشنایی را افزایش می دهد، همچنین گرما بیشتری تولید می کند و کاهش لومن را تسریع می کند، طراحی حرارتی را حیاتی می کند
• پیاده سازی دی اِد دو چیپ (دو چیپ دی اِد در یک بسته):این روش تولید نور را بدون اضافه کردن LED های بیشتر افزایش می دهد، که آن را برای طرح های کمپکت روشنایی پشتی ایده آل می کند، اگرچه نیاز به تطبیق دقیق الکتریکی و مدیریت حرارتی دارد

دی ال های دو تراشه یک راه حل بالغ را نشان می دهند که به طور گسترده در طرح های LCD صنعتی با روشنایی بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

• در طرح های روشنایی مستقیم، افزایش تعداد ال ای دی، کل نور را افزایش می دهد
• بهینه سازی فاصله و ترتیب LED باعث بهبود کارایی اتصال نور و یکسانی درخشش می شود
• طرح های TFT LCD جاسازی شده نیاز به تعادل دقیق بین روشنایی، مصرف برق، هزینه و ضخامت مکانیکی دارند

• IC های راننده LED با کارایی بالا از افزایش نیاز به جریان و ولتاژ پشتیبانی می کنند
• تنظیم مناسب خروجی راننده که با ویژگی های LED مطابقت دارد (یک تراشه یا دو تراشه) برای ثبات بسیار مهم است
• طراحی مناسب روشنایی ثابت را در هنگام کار با عملکرد بالا تضمین می کند، لرزش را کاهش می دهد و طول عمر را افزایش می دهد

فیلم های نوری تاثیر قابل توجهی بر میزان نور پس زمینه که به بیننده می رسد دارند:

• فیلمی برای افزایش روشنایی (BEF):BEF مبتنی بر پریزم نور پراکنده را در جهت مشاهده جلو متمرکز می کند و به طور موثر روشنایی محور را افزایش می دهد. چندین لایه BEF برای روشنایی بالاتر قابل استفاده است
• فیلم ها و صفحات پخش:توزیع ذرات بهینه شده باعث بهبود یکنواختگی نور در حالی که به حداقل رساندن زیان جذب می شود
• فیلم های بازتاب دهنده بالا:این مواد نور استفاده نشده را بازیافت می کنند و عملکرد کلی نور پس زمینه را بهبود می بخشند

این بهینه سازی ها برای عملکرد صفحه نمایش LCD قابل خواندن در نور خورشید ضروری است.

روشنایی بالاتر به طور اجتناب ناپذیری منجر به افزایش تراکم حرارتی می شود:

• لامپ های LED با قدرت بالا یا دو تراشه گرما را در مناطق محلی متمرکز می کنند
• صفحه پشتی فلزی و مسیرهای حرارتی بهینه شده به طور معمول استفاده می شود
• مدیریت حرارتی موثر اجازه می دهد که LED ها در جریان های بالاتر کار کنند در حالی که طول عمر و روشنایی LCD ثابت را حفظ می کنند

• نسبت دیافراگم تعیین می کند که هر پیکسل چقدر نور عبور می کند
• فرایندهای پیشرفته TFT (مانند LTPS) و طرح های پیکسل بهینه شده انتقال را بهبود می بخشند
• مواد کریستال مایع و انتقال فیلتر رنگ به طور مستقیم بر کارایی نوری تاثیر می گذارد

• شیشه پوشش نازک تر جذب نور را کاهش می دهد
• ساختارهای لمسی (GG، GFF، OGS) و اتصال نوری انتقال نور را بهبود می بخشد

• کنترل تنظیم چرخه PWM نور پس زمینه
• تنظیمات گاما و کنتراست درخشش درک شده را افزایش می دهد
• بهینه سازی نرم افزار مکمل طراحی سخت افزاری پس زمینه است اما نمی تواند جایگزین آن شود

• کیوسک های بیرونی و ترمینال های اطلاعاتی
• HMI های صنعتی و پنل های کنترل
• دوچرخه های الکتریکی، خودرو و نمایشگاه های حمل و نقل
• تجهیزات تجاری و پزشکی که تحت نور محیط قوی استفاده می شوند

افزایش روشنایی صفحه نمایش LCD TFT عمدتاً شامل بهینه سازی روشنایی پس زمینه ، از جمله کارایی LED ، طراحی ساختار نوری و ثبات رانندگی است.به دست آوردن روشنایی بالا فراتر از صرفا قدرت تولید می رسدمدیریت حرارتی و بهره وری انرژی نقش محوری در حفظ ثبات درخشندگی طولانی مدت و قابلیت اطمینان محصول دارند. از بین رفتن گرما موثر از تخریب درخشندگی جلوگیری می کند.در حالی که بهبود بهره وری نور (lm / W) مصرف انرژی مربوط به روشنایی و هزینه های سیستم را کاهش می دهد.

از طریق backlights دقیق طراحی شده و عملکرد حرارتی کنترل شده، صفحه نمایش های TFT LCD قابل خواندن نور خورشید می توانند به طور قابل اعتماد نیازهای کاربردهای صنعتی و بیرونی را برآورده کنند.