Cep telefonu ekranlarında parlamayı azaltan yeni film: tasarım, güve gözlerinden ilham aldı!
Kılavuz
Doğa genellikle bilimsel araştırma için ilham verir. Yakın zamanda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Central Florida Üniversitesi'ndeki bir araştırma ekibi, güve gözü nano yapısından ilham aldı ve ekrandaki ışık yansıması sorununu etkili bir şekilde çözen bir yansıma önleyici film geliştirdi.
Anahtar kelime
Optik, akıllı telefon, ekran
arka fon
Aşağıdaki uygulama senaryolarını hayal edebiliyoruz: Dış mekanda güçlü bir ışık koşulundayken, ekranın yansıması veya hatta parlama nedeniyle akıllı telefon ekranında resmi izlemek, sadece ekran görüntüsünün görünürlüğünü azaltmakla kalmaz, aynı zamanda görsel rahatsızlığa da neden olur ve hatta gözleri incitir sağlık. Birçok kullanıcı bu fenomenden rahatsız olmuştur ve bu gerçekten de ekranlı dijital ürünlerin önemli bir sorun noktasıdır.
Bu bakımdan en doğrudan yol karanlığa gidip güçlü ortam ışığından ekranı aydınlatmaktan kaçınmaktır.Bu etkili olmasına rağmen kullanıcı deneyiminin rahatlığını ve akıcılığını etkileyecektir. Bu nedenle, günümüzde birçok akıllı telefon, ekranın parlak yüzey yansımasıyla başa çıkmak için ekranın parlaklık seviyesini artırarak ortam ışığının parlaklığını izlemek için sensörler kullanıyor. Bu uyarlanabilir parlaklık kontrolü, ekranın güneşte görünürlüğünü artırsa da, daha fazla güç tüketir.
Daha iyi bir çözüm bulmak için bilim adamlarının ilhama ihtiyacı var ama bu ilham nereden geliyor? Doğa, bilimsel araştırmalar için en iyi ilham kaynağıdır. Yazar daha önce doğadan ilham alan birçok yenilikçi araştırmayı tanıttı ve sizleri birkaç örnekle incelemeye götüreceğim.
Örneğin, "" Bileşik Göz Teknolojisi "kamerasında: akıllı telefonları gelecekte daha ince yapın! "Makalede belirtildiği gibi, Almanya'daki Fraunhofer Enstitüsü araştırmacıları böceklerin bileşik gözlerinden ilham aldılar ve sadece 2 mm kalınlığında düz bir kamera üretebilen bir süreç geliştirdiler.
(Resim kaynağı: Wikipedia)
"Yeni Grafen Elektrot: Fraktal bitkilerden esinlenerek, endüstriyel gelişme için yeni umut! Makalede, Avustralya'daki Royal Melbourne Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar, Amerikan eğrelti otlarından esinlenerek, grafen bazlı yeni bir elektrotun çığır açan bir prototipini geliştirdiler.
(Resim kaynağı: Royal Melbourne Teknoloji Enstitüsü)
"Çekirge Kokusunu İnceleyen ve Biyonik Algı Sistemi Tasarlayan Bilim Adamları" makalesi, ABD, St. Louis'deki Washington Üniversitesi'nin çekirge kokularının güvenlik alanında kullanılabilecek duyusunu inceleyerek yeni bir tür biyonik robot algılama sistemi tasarladığını tanıttı.
(Resim kaynağı: St.Louis'deki Washington Üniversitesi)
Yenilikçilik
Bugün, tanıtmak istediğim yenilikçi teknolojik başarılar bir istisna değildir. Kısa süre önce, Central Florida Üniversitesi (CREOL) Optik ve Fotonik Okulu'ndan Shin-Tson Wu liderliğindeki bir araştırma ekibi, güve gözü nano yapısından ilham aldı ve ekran yansıması sorununu etkili bir şekilde çözen yansıma önleyici bir film geliştirdi. Bu yeni yansıma önleyici kaplama ile ilgili makaleler Optica dergisinde yayınlandı.
(Resim kaynağı: Wikipedia)
Bu yansıma önleyici filmin yüzey yansıması yalnızca% 0,23 iken, araştırma ekibi iPhone ekranının yüzey yansımasının% 4,4 olduğunu iddia ediyor. Aksine, bu yansıtıcı filmin yüzey yansıtıcılığı çok daha düşüktür. Bu yeni film, her biri yaklaşık 100 nanometre çapında (insan saçı genişliğinin binde birinden daha az) tekdüze "küçük çukurlar" içeriyor.
(Fotoğraf kredisi: Shin-Tson Wu / Central Florida Üniversitesi)
teknoloji
Güve gözünün neden bu kadar büyülü bir etkisi var? Güve gözü yansıma önleyici nanoyapıya sahip olduğu için ışık emme kapasitesini artırır. Bu nedenle güveler karanlık koşullarda hareket edebilir ve gözlerinden yansıyan ışık azaldığı için yırtıcı ve yırtıcı hayvanların dikkatinden kaçmalarına yardımcı olur.
Güve gözü nanoyapılarının teknolojik uygulaması için, bazı araştırma grupları bunu güneş pillerinin yüzey yansımasını azaltmak için benimsemiştir. Bu nedenle Wu ve ekibi, bu teknolojinin mobil cihazlar için de geçerli olduğuna inanıyor.
Ancak güve gözü nano yapıların akıllı telefonlar gibi mobil cihazlara uygulanabilmesi için bazı teknik zorlukların aşılması gerekiyor. Buna yanıt olarak makalenin ilk yazarı Guanjan Tan şunları söyledi:
"Güve gözü yapısı yüzey yansımasını azaltabilse de, cep telefonlarında veya tabletlerde kullanılacak kadar büyük bu tür nano yapılara sahip yansıma önleyici filmler yapmak nispeten zordur. Bu yapılar küçüktür ve yüksek çözünürlük gerektirir ve Yüksek hassasiyetli üretim teknolojisi. "
Bu amaçla araştırmacılar, kaplamada güve gözü benzeri yapılar oluşturmak için hassas şablonlar oluşturmak için kendi kendine monte edilmiş nano mikro küreler kullanan yeni bir üretim teknolojisi geliştirdiler. Bu işlemin basitliği ve hassasiyeti, bu tür karmaşık yapıların akıllı telefonlar için yeterince büyük filmler üzerinde üretilmesine elverişlidir.
Ek olarak, araştırmacılar ayrıca kaplamanın optik özelliklerini simüle etmek için deneysel sonuçları doğru bir şekilde yansıtan bir hesaplama modeli tasarladılar. Daha sonra araştırmacılar, en iyi performansı elde etmek için güve gözü nano yapısını optimize etmek için bu modeli kullandılar.
değer
Bu yenilikçi araştırmanın değeri ile ilgili olarak, önce Wu'nun söylediklerine bakalım:
"Esnek yansıma önleyici filmimizi akıllı telefonlarda ve tabletlerde kullanmak, dış mekanda izlendiğinde bile ekranı daha parlak ve net hale getirecek. Düşük yansıtıcılığa sahip olmanın yanı sıra, bu doğal olarak ilham alan film de dayanıklıdır Ekranı tozdan ve parmak izlerinden korumak için çizildi ve kendi kendini temizliyor. "
Bu optimize edilmiş filmin test sonuçları, yeni filmi kaplayan camın, güneş ışığı altında bakıldığında kontrastta (en parlak beyaz ile en koyu siyah arasındaki fark) 4 kattan fazla iyileşme gösterdiğini göstermektedir. Karanlık bir yerde bakıldığında, bu yeni film türüne sahip camın kontrastı yaklaşık 10 kat artar. Araştırmacılar ayrıca esnekliğini, çizilme direncini ve kendi kendini temizleme işlevlerini test etmek için standart endüstriyel prosedürler kullandılar.
Araştırma ekibinin kilit üyelerinden biri olan Ulusal Tayvan Üniversitesi'nden Jun-Haw Lee şunları söyledi:
"Ölçüm sonuçlarımız, güve gözü benzeri anti-reflektif filmin mükemmel optik özelliklere ve mekanik dayanıma sahip olduğunu gösteriyor. Filmimiz, yüzey yansımasını azaltmak ve güneşte mobil cihazların görünürlüğünü iyileştirmek için etkili ve düşük maliyetli bir yöntem sağlıyor. "
Bu tür kaplama, önümüzdeki yıl satışa sunulması beklenen kitap gibi katlanabilen cep telefonu ekranları gibi esnek görüntüleme cihazları için de kullanılabilir.
gelecek
Araştırmacılar şu anda yansıma önleyici filmlerin mekanik özelliklerini daha da iyileştirmek için çalışıyorlar, buna yüzey sertliği ve esnekliği arasındaki en iyi dengeyi aramak da dahil, böylece film yüzeyi uzun süre dokunmatik ekran olarak kullanılacak kadar güçlü ve dayanıklıdır. Ayrıca, önceki fikirlerden daha iyi optik performans elde etmek için güve gözü yapısının şeklini ve boyutunu daha da optimize etmek için simülasyon modelleri kullanıyorlar.
Referans
[1]
2 G. Tan, J.-H. Lee, Y.-H. Lan, M.-K. Wei, L.-H. Peng, I.-C. Cheng, S.-T. Wu " Esnek Ekran Uygulamaları için Güve Gözü Benzeri Yapıya Sahip Geniş Bant Yansıma Önleme Filmi, "Optica, Cilt 4, Sayı 7, 678-683 (2017).
DOI: 10.1364 / OPTICA.4.000678
Değişimi daha fazla tartışması gereken arkadaşlar, lütfen yazarla doğrudan WeChat: JohnZh1984 üzerinden iletişime geçin veya WeChat genel hesabını izleyin: IntelligentThings.
