Dom > Razstava > Vsebine

Osnovni princip polarizirajočega filma na zaslonu s tekočimi kristali

Jun 29, 2018

Osnovno načelo polarizacijskega filma na tekoče kristale


Osnovno načelo polarizirane svetlobe in polarizirajočega filma

Večina ljudi še vedno ne pozna izraza "polarizirajoči film". Zato najprej pojasnimo pojav in osnovno načelo polarizirane svetlobe.


polarizirana svetloba
Človeško razumevanje svetlobe lahko razdelimo na štiri pomembne stopnje:

1. v sedemnajstem stoletju je Newton začel sistematično proučevanje svetlobe in ugotovil, da je tako imenovana bela svetloba sestavljena iz vse barvne svetlobe (obarvana svetloba). Da bi pojasnili ta pojav, iz njega izhaja veliko različnih teorij.

2. v začetku devetnajstega stoletja je Thomas Young uporabil teorijo valov, da bi razložil večino optičnih pojavov, kot so refleksija, lom in difrakcija.

Za 3.1873 let je Maxwell ugotovil, da so svetlobni valovi elektromagnetna valovanja, v katerih so valovi in magnetni valovi neločljivi drug od drugega, tri pa so pravokotne na polje (E), magnetno polje (H) in smer elektromagnetnega valovanja. val (k).

17.png


 



4. v začetku dvajsetega stoletja je Einstein odkril, da je energijo svetlobe mogoče razložiti s teorijo delcev in izvesti kvantno teorijo. Z drugimi besedami, svetloba ima dve značilnosti fluktuacije in delcev hkrati.

Ker je teorija polarizirane svetlobe pojasnjena z valovno teorijo, kasnejša razprava obravnava svetlobo kot elektromagnetni val in da bi jo bilo lahko razumeti, upoštevamo le njen vektor električnega polja E. E-polarizirano svetlobo lahko izrazimo Na sliki 2 na sliki 2 veliko simetričnih in enako dolgih žarkov kaže, da E vibrira v ravnini E in H in je možnost za vibracije v vseh smereh enaka. Ko je porazdelitev E neenakomerna, jo imenujemo polarizacija (Polarizacija), kot je prikazano na sliki 3 kot delna polarizacijska svetloba, in ko E le vibrira v eni smeri, se imenuje linearna polarizirana svetloba (slika 4). Z vidika vektorja, ko so vektorji vseh smeri na sliki 2 projicirani na dve pravokotni osi X in Y, lahko nepolarizirajočo svetlobo razgradimo na dve vertikalni linearni polarizirani svetlobi (slika 5).

 

Slika 2: nepolarizirana svetloba

18.png

Slika 3: delna polarizacijska svetloba

19.png

Slika 4: linearna polarizacijska svetloba

20.png

Slika 5: linearna polarizacijska svetloba, ki je pravokotna druga na drugo

21.png


Izdelava polarizacijske svetlobe

Na splošno so trije koraki za ustvarjanje auroralne svetlobe.

1. naredite navadno nepolarizirano svetlobo (slika 2).

2., razkrojimo nepolarizacijsko svetlobo v dva medsebojno pravokotna linearna polarisa (sl. 5).

3. zavrzite polarizirano svetlobo in nanesite drugo polarizacijsko svetlobo (slika 4).

Polarizator se lahko razgradi na dva polarizatorja, instrument, ki zapusti enega, pa se imenuje polarizator (Polarizator). Polarizator lahko uporabi optične učinke, kot so absorpcija, odboj, lom, difrakcija in drugi optični učinki, da proizvede polarizirajočo svetlobo.

Običajno je na voljo več vrst polarizatorjev:

(1) odsevni tip

Ko je svetloba nagnjena na površino stekla, bo odbita svetloba delno polarizirana. Z uporabo učinka neprekinjenega odboja večslojnega stekla lahko nepolarizirajočo svetlobo pretvorimo v linearno polarizirano svetlobo.

(2) kompleksni upogibni tip

Dva kosa kristalov kalcita sta združena in vpadna svetloba se razgradi v dve polarizirani luči, ki se imenujejo navadna svetloba in izredna svetloba.

(3) dva kromatična mikrokristalna

Majhni kristali z dvema barvama se redno adsorbirajo na prozorne liste. To je prvi umetni način izdelave polarizacijskih filmov.

(4) dve kromatični polimeri

Najpomembnejša metoda za izdelavo polarizirajočega filma je uporaba polimernega filma z dobro prepustnostjo, za usmerjanje molekul v membrani in absorbiranje dveh barvnih materialov. Ta vrsta absorpcijskega polarizatorja obstaja v obliki filma ali plošče ali lista, zato se pogosto imenuje polarizacijski film (polarizacijski film) ali polarizacijska plošča (polarizacijska plošča ali list).

Izvor polarizirajočega filma

Polarizirajoči film je izumil Lent, ustanovitelj Polaroida leta 1938 (Edwin H. Land). Šestdeset let pozneje, čeprav je polarizacijski film naredil veliko izboljšav v proizvodnih veščinah in opremi, so osnovna načela postopka in uporabljeni materiali še vedno popolnoma enaki kot pred šestdesetimi leti. Torej, preden razložimo princip procesa polarizacijskega filma, je zelo koristno razumeti proces polarizirajočega filma na enostaven način.

Ko je leta 1926 Rand študiral na Harvardski univerzi, je leta 1852 prebral dokument, ki ga je objavil britanski zdravnik dr. Herapath. Omenjeno je bilo, da je študent dr. Herapatha, g. in ugotovil je, da je bilo takoj pripravljenih veliko majhnih zelenih kristalov. Kristal opazimo pod mikroskopom in ga najdemo, kot je prikazano na naslednjem diagramu: ko se dve kristalni fazi prekrivata, se prepustnost svetlobe spremeni z kotom križišča kristala. Ko so med seboj pravokotne, se svetloba popolnoma absorbira (slika 6); svetloba je lahko popolnoma prepustna, kadar je vzporedna drug z drugim (slika 7).

Slika 6: Svetloba se popolnoma absorbira


22.png

Slika 7: Svetloba je lahko popolnoma prepustna

23.png


Kristali teh jodovih spojin so zelo majhni, zato je zelo praktično uporabna. Dr. Herapath je potreboval skoraj deset let, da preuči, kako narediti večje polarizacijske kristale, vendar mu ni uspelo. Zato Rand verjame, da ta pot morda ni izvedljiva, zato sprejema naslednje načine:

(rand) lepanje velikih zrnatih kristalov (kroglični mlin) v drobne kristale in suspendiranje teh majhnih kristalov v tekočini.
Plastično folijo vstavimo v suspenzijo in jo nato postavimo v magnetno polje ali električno polje.

Z odstranitvijo plastične folije iz suspenzije se polarizirajoči kristal pritrdi na površino plastične folije.

Ko plastično folijo pustimo v magnetnem polju ali električnem polju, postane po sušenju polarizacijski film.

Randova metoda je urediti številne majhne polarizacijske kristale v pravilni razporeditvi, ki je enakovredna velikemu polariziranemu kristalu. Leta 1928 je uspešno posnel prvi polarizacijski film in J film. Slabosti te metode so dolgotrajen, visok strošek in mehka motnost. Toda Rand je našel nekaj pomembnih dejavnikov pri izdelavi polarizacijskih filmov: (1) orientacija (2) polimera joda (2) (Orientacija). Po nenehnih raziskavah in izboljšavah je Rand končno izumil metodo izdelave, ki je še vedno v uporabi leta 1938, in njeno osnovno načelo bo obravnavano v naslednjem poglavju.

Princip delovanja polarizirajočega filma

Najpogostejši polarizacijski film je film H, ki ga je izumil Rand leta 1938. Metoda je naslednja: prvič, mehka, kemično aktivna prozorna plastična plošča (ponavadi PVA) je impregnirana v vodni raztopini I2 / KI. V nekaj sekundah je veliko jodidnih ionov razpršilo v notranjo plast PVA. Po rahlem segrevanju se ročno ali mehansko raztegne do večkratne dolžine PVA. Dolžina plošče se hkrati ozka in tanka, molekula PVA pa je naključno porazdeljena pod katerimkoli kotom. Po napetosti se postopoma upogne v smeri sile. Jodni ioni, ki so pritrjeni na PVA, prav tako sledijo smeri in tvorijo dolgo verigo jodovih ionov. Ker so jodidni ioni dobri polarizabilnosti, lahko absorbira komponento električnega polja vzporedno s smerjo njene razporeditve in pusti samo električno komponento polja v navpični smeri skozi električno polje. Po tem principu lahko naredimo polarizacijski film (slika 8).

24.png


Tip in razvoj polarizirajočega filma
Vrste polarizacijskih filmov, ki se uporabljajo danes

Polarizacijski film ima širok spekter uporabe. Uporablja se lahko ne samo v LCD kot polarizirajočega materiala, ampak tudi v filtru ogledalo sončna očala, proti bleščanju očala, fotografska oprema, avtomobilski žarometi proti bleščanju zdravljenje in svetlobo količino regulator, in druge polarizacijske mikroskop in posebne medicinske očala. Da bi zadostili zahtevam lahke in lahke uporabe, je izbira polarizirajočega filma v glavnem zasnovana na polimernih dveh barvah. Ta vrsta polarizirajočega materiala ima štiri vrste:

(1) kovinski polarizacijski film

Kovinske soli, kot so zlato, srebro in železo, se adsorbirajo na polimernem filmu in se nato zmanjšajo, tako da postanejo palica kot kovinska prednapetostna. Zdaj se ne proizvaja s to metodo.

(2) jodirani polarizacijski film

PVA in jodne molekule so danes najpomembnejši način za proizvodnjo polarizirajočega filma.

(3) polarizacijski film barvnega sistema

Organske barve z dvema barvama so bile adsorbirane na PVA in nato razširjene, da so jih usmerile, tako da so imele delne rotacijske lastnosti.
(4) polietilen polarizacijski film

Z uporabo kisline kot katalizatorja, se PVA dehidrira, tako da PVA molekule vsebujejo določeno količino etilenske strukture in se nato razširijo, da se orientirajo, tako da ima lastnosti delne rotacije.

Struktura polarizirajočega filma

Po podaljšanju polimerne membrane se mehanske lastnosti običajno zmanjšajo in postanejo krhke. Zato je po razširitvi polarizacijske matrice (PVA) na obe strani pritrjen transparenten substrat, sestavljen iz treh acetatov (TAC). Po eni strani lahko substrat zaščitimo. Po eni strani se lahko prepreči umik membrane. Poleg tega lahko zunanji sloj substrata dodamo plast filmov za sprostitev in zaščitno folijo, da olajšamo vezanje s celico s tekočimi kristali (sl. 13).


Slika trinajst: strukturna skica polarizirajočega filma


25.png


Kakovostne lastnosti polarizirajočega filma za LCD

Ker LCD zaslon ni svetloben, da bi dosegli svetle in enostavne identifikacijske zahteve, mora polarizacijski film imeti jasno, visoko prepustnost in visoko optično rotacijo. V zadnjem času je uporaba LCD bolj in bolj obsežna, kot so preživetje ljudi, vojaški, visokotehnološki in tako naprej. Zaradi diverzifikacije in trajnosti LCD je treba okrepiti vzdržljivost in optično rotacijo polarizirajočega filma.

Poleg tega morajo biti po izgledu značilnosti, z izboljšanjem slike LCD, površina polarizirajočega filma gladka in zelo rafinirana. Če ga uporabljamo v okolju z visoko temperaturo in visoko vlažnostjo dolgo časa, mora ohraniti polarizacijsko učinkovitost in stabilnost uporabljenega lepila je tudi ena ključnih točk. Običajno se v procesu izdelave polarizirajoče folije izvaja v prostoru brez prahu.

1. ker je material polarizacijskega filma PVA in TAC, ne sme biti tujih snovi in neraztopljene smole.

2. Med procesom laminiranja polarizirajočega filma v procesu lepljenja, lepljenja in obdelave ni mogoče mešati tujih snovi.

3. v materialu, kot je zaščitna folija ali folija za odstranjevanje, ni napak.

4. ne pritrditev tujega telesa. lahko najdete na površini in odseku končnega izdelka ali na embalaži.

Če zgoraj navedenih pogojev ni mogoče izpolniti, polarizirajočega filma z visoko ločljivostjo, velike velikosti in visoke natančnosti ni mogoče narediti.

Razvoj polarizirajočega filma za LCD

(1) jodirani polarizacijski film

Polarizirajoči filmi, narejeni iz PVA in joda, že dolgo zavzemajo velik delež trga LCD. Dandanes je nenehno izboljševanje tehnologije materiala in razširitve zelo blizu teoretični vrednosti polarizirane svetlobe in prepustnosti (polarizirana svetloba 100% in prepustnost 50%).

(2) trpežna polarizacijska folija

S formulo za barvanje naredimo polarizacijski film z visoko temperaturo, vlago, odpornostjo na svetlobo in drugimi značilnostmi, ki se večinoma uporabljajo v vozilih, na ladjah ali na letalih. Vendar je stopnja polarizacije nižja od stopnje joda in njena cena je visoka. Trenutni razvoj je molekula z visoko pristranskostjo reaktivnega barvila z enakomerno absorpcijo v območju vidne svetlobe z razširitvijo PVA. Njegova polarizacijska zmogljivost je primerljiva s polarizirajočim filmom na osnovi joda, vendar je cena še vedno višja od cene jodiranega polarizacijskega filma.

(3) optični kompenzacijski film

Ker tehnologija izdelkov LCD vse bolj napreduje, se zahteve glede barvanja, vidnega kota in svetlobnega puščanja polarizirajočega filma izboljšajo relativno, zato so za kompenzacijo potrebne vse vrste optičnih kompenzacijskih membran. Na primer, (STN-LCD), ker je torzija molekule tekočih kristalov večja od 90 stopinj, bo pojav polarizacijskega filma obarvan z linearno polarizirano svetlobo, rešitev pa bo dodala filmsko fazno fazno razliko.

 


površinska obdelava

Površinska obdelava lahko poveča optične in mehanske lastnosti polarizirajočega filma. Danes, da bi izpolnili zahteve za LCD diverzifikacijo, je polarizacijski film s sestavljeno funkcijo prodan na trgu.

1. zdravljenje proti refleksiji (AR)

Ko svetloba preide skozi površino polarizirajočega filma, bo prišlo do približno 5% izgube odboja. Zaradi izgube svetilnosti in odbite svetlobe se bo identifikacija LCD-prikazovalnika zmanjšala. Metoda izboljšanja je upariti plast kovinskega filma na površini polarizirajočega filma, zmanjšati vrednost odboja z uporabo principa motenj svetlobe in zmanjšati odbojnost pod 1%.

(2) zdravljenje proti bleščanju (AG)

Da bi se izognili preveliki koncentraciji svetlobe, je površina polarizirajočega filma izdelana v konkavno konveksno obliko in svetloba je enakomerno razpršena, da se doseže učinek proti bleščanju.

Z obdelavo AG, njena površina lahko doseže 3H trdnost svinčnika bolj odporna na praske, in višja megla je primerna za izdelke velikih velikosti (več kot 12.1 "), predvsem zaradi močnega osvetlitve ozadja LCD. zahteve za ločljivost LCD, kot je UXGA (1600 x 1200) za podrobnejšo obdelavo zahtev AG, polarizacijski proizvajalci krovov zdaj začenjajo s tem pozornosti, verjamejo, da bo v zadnjem času za tržno oceno ustrezal izdelek.