显示面板行业是一项快速发展和日益关键的技术领域。随着现代科技的进步和数字化需求的不断增长，显示技术作为信息产业的重要组成部分，如电视机、笔记本、手机、平板等电子产品都离不开显示技术的支持。薄膜晶体管液晶显示器 TFT (thin film transistor) LCD 是当下主流的显示面板技术之一。相比于另一主流显示技术，有机发光二极管 (OLED) 显示器，LCD 显示不存在频闪和烧屏的现象，使用寿命长，技术工艺成熟，制造成本低，拥有完善的产业链，从原材料生产、面板制造到组装都有稳定的供应链和生产能力。基于以上优势，尽管近年来新一代显示技术如微发光二极管 (Mini/Micro-LED)，电致发光量子点 (QLED)，激光显示、印刷显示等也开始兴起，在未来很长一段时间内，LCD 显示器都将继续存在并继续发挥重要作用。
TFT-LCD 由两部分构成，一是液晶，二是液晶驱动电路 (TFT)。液晶面板工艺根据液晶分子旋转基准面可分为两大类：一类是垂直面内旋转，主要有扭曲向列型（TN），垂直取向（VA）；另一类是水平面内旋转，主要有平面转换（IPS），边缘场开关（FFS），高级超维场转换（ADS）。TFT 工艺根据材料分类主要有 非晶硅（a-Si），高温多晶硅（HTPS），低温多晶硅（LTPS），低温多晶氧化物（LTPO）和氧化铟镓锌（IGZO）。
国际上，在显示面板行业，三星，LG 是全球最大的两家显示面板制造商，主要 LCD 产线在 2022 年底前已基本关停或重组，开始布局 OLED 与 MLED。在 LCD 显示技术上，中国是全球最大的液晶面板需求市场和生产制造基地，厂商市占率超过 60%，因为具有一定的产能优势，一些领先于中国 TFT-LCD 市场的企业包括京东方、华星光电、天马微电子等。其中，京东方是中国最大的显示面板制造商，也是全球最大的液晶显示器制造商之一。华星光电与天马微电子主要生产高端面板与大尺寸面板。其他在国内 OLED 市场较为突出的参与者包括维信诺、和辉光电、友达光电等。
在追求新一代显示技术如 MLED 和 QLED 的布局和研发上，对于各大厂商而言，关键的目标是提高制造良率和增加产能。在这一过程中，光学系统仿真软件成为关键工具，能够帮助开发人员进行仿真、设计、分析和优化。通过光学系统仿真软件，开发人员可以快速建立模型，模拟和分析面板的显示效果，优化光学元件的结构和参数，以提高显示效果、色彩表现和能耗效率。这种仿真可以帮助厂商预测并解决潜在问题，减少试错成本，快速验证不同设计方案的性能，提高生产流程的可靠性和稳定性。
本专题通过光学系统仿真软件对显示面板各部分光学器件进行仿真，主要包括各类光学元件的构建、物理模型参数设置、计算仿真和结果分析；旨在使软件使用者能够快速掌握软件的使用方法，通过仿真理解不同种类显示面板的显示原理，找到提升显示效果，色彩表现和能耗效率的结构和方法，为我国显示面板赶超世界水平做出贡献。
本专题采用 RAYZEN 光学系统仿真软件对显示面板进行仿真。RAYZEN 基于低差异序列蒙特卡洛、非序列正向光线追迹与快速求交算法，通过分析光学元件表面的形貌、光学属性以及内部的材料性质对光线在复杂光学系统中的传播路径、折射、反射、散射等行为产生的作用和影响，可以广泛用于成像系统杂散光分析，照明系统光照分布、以及集光、导光系统中光能的传输与提取等应用方向的仿真与设计。在将来，有望成为成像和非成像光学设计、光电子元器件、光子系统集成、显示面板以及光学薄膜等研发领域不可或缺的工具。
1）背光模组
本专题采用 RAYZEN 实现了对侧入式背光模组的照度分布仿真，展示了背光模组结构构建过程和照度分布的分析，有助于我们了解 RAYZEN 软件的功能和操作，深度理解软件进行光学仿真的原理，为进一步优化显示面板性能提供支撑。