Casa > Exposició > Contingut

El principi bàsic de la pel·lícula polaritzada de la pantalla de cristall líquid

Jun 29, 2018

El principi bàsic de la pel·lícula polaritzada de la pantalla de cristall líquid


El principi bàsic de la pel·lícula polaritzada i polaritzada

La majoria de la gent encara no coneix el terme "pel·lícula polaritzada". Per tant, primer expliquem el fenomen i el principi bàsic de la llum polaritzada.


llum polaritzada
La comprensió humana de la llum es pot dividir en quatre etapes importants:

1. al segle XVII, Newton va començar un estudi sistemàtic de la llum, i va trobar que l'anomenada Llum Blanca estava formada per tota la llum del color (Llum acolorida). Per explicar aquest fenomen, hi ha moltes teories diferents que se'n deriven.

2. A principis del segle XIX, Thomas Young va utilitzar la teoria de l'ona per explicar la majoria dels fenòmens òptics, com la reflexió, la refracció i la difracció.

Durant 3.1873 anys, Maxwell va trobar que les ones de llum eren ones electromagnètiques, en què les onades i ones magnètiques són inseparables entre si, i les tres són perpendiculars al camp (E), el camp magnètic (H) i la direcció de l'electromagnetisme ona (k).

17.png


 



4. A principis del segle XX, Einstein va descobrir que l'energia de la llum podria explicar-se per la teoria de partícules i la teoria quàntica derivada. En altres paraules, la llum té dues característiques de la fluctuació i la partícula simultàniament.

Atès que la teoria de la teoria de la llum polaritzada s'explica per la teoria de les ones, la discussió posterior es refereix a la llum com a ona electromagnètica i, per ser fàcil d'entendre, només considerem el seu vector de camp elèctric E. Es pot expressar l'E de la llum no polaritzada a la figura 2. A la figura 2, moltes línies de radiació de longituds simètriques i iguals indiquen que E vibra al pla d'E i H, i l'oportunitat de vibració en totes les direccions és igual. Quan la distribució d'E és desigual, es denomina polarització (Polarització), tal com es mostra a la Figura 3 com a llum polaritzant parcial, i quan E només vibra en una direcció, es diu llum polaritzada lineal (Figura 4). Des del punt de vista del vector, quan els vectors de totes les adreces de la figura 2 es projecten sobre els dos eixos perpendiculars de X i Y, la llum no polaritzant es pot descompondre en dues línies polaritzades lineals verticals (Figura 5).

 

Figura 2: llum no polaritzada

18.png

Figura 3: llum polaritzant parcial

19.png

Figura 4: llum polaritzada lineal

20.png

Figura 5: llum polaritzant lineal perpendicular entre si

21.png


La fabricació de llum polaritzada

En general, hi ha tres passos per crear la llum auroral.

1. Realitzeu una llum normal no polaritzada (Figura 2).

2., descompondrem la llum no polaritzant en dos Polaris lineals perpendiculars mútuament (Fig. 5).

3. descarteu una llum polaritzada i apliqui una altra llum polaritzant (figura 4).

El polaritzador es pot descompondre en dos polaritzadors, i l'instrument que abandona un s'anomena polaritzador (polaritzador). El polaritzador pot utilitzar efectes òptics com l'absorció, la reflexió, la refracció, la difracció i altres efectes òptics per produir llum polaritzada.

En general, hi ha diversos tipus de polaritzadors comunament utilitzats:

(1) tipus de reflexió

Quan la llum està inclinada sobre la superfície del vidre, la llum reflectida serà parcialment polaritzada. Utilitzant l'efecte de reflexió contínua de vidre multicapa, la llum no polaritzant es pot transformar en llum polaritzada lineal.

(2) tipus de flexió complex

S'uneixen dues peces de cristalls de calcita i la llum incident es descompon en dues llums polaritzades, anomenades llum normal i llum extraordinària.

(3) dos cromàtics microcristalins

Els diminuts cristalls amb dos colors s'adquireixen regularment sobre fulls transparents. Aquesta és la primera forma artificial de fer pel·lícules polaritzants.

(4) dues cromaticitats de polímer

El mètode més important per produir pel·lícules polaritzants és utilitzar la pel·lícula polimèrica amb bona transmitància, orientar les molècules a la membrana i absorbir el material de dos colors. Aquest tipus de polaritzador absorbent existeix en forma de film o placa o fulla, pel que sovint es coneix com una pel·lícula polaritzada (Polarizing Film) o una placa polarizante (Polarizing Plate o Sheet). Un altre terme popular en anglès és Polarizing Filter.

L'origen de la pel·lícula polaritzada

La pel·lícula polaritzada va ser inventada per la Quaresma, fundadora de Polaroid en 1938 (Edwin H. Land). Seixanta anys més tard, tot i que la pel·lícula polaritzant ha realitzat moltes millores en les habilitats i equips de producció, els principis bàsics del procés i els materials utilitzats segueixen sent exactament els mateixos que els utilitzats fa seixanta anys. Per tant, abans d'explicar el principi del procés de la pel·lícula polaritzada, és molt útil comprendre el procés de la pel·lícula polaritzada d'una manera senzilla.

Quan Rand estudia a la Universitat de Harvard el 1926, va llegir un article publicat per un metge britànic, el Dr. Herapath, el 1852. Esmentava que un estudiant del Dr. Herapath, el senyor Phelps, va deixar caure accidentalment el iode en la solució dissulfat de quinina , i va trobar que hi havia molts cristalls verds petits produïts immediatament. El cristall s'observa sota un microscopi i es troba tal com es mostra en el diagrama següent: quan les dues fases de cristall es superposen, la transmitància de la llum canvia amb l'angle de la intersecció del cristall. Quan són perpendiculars entre si, la llum és completament absorbida (Figura 6); la llum pot ser completament permeable quan està paral·lel l'un a l'altre (Figura 7).

Figura 6: la llum està totalment absorbida


22.png

Figura 7: la llum pot ser totalment permeable

23.png


Els cristalls d'aquests compostos de iode són molt petits, pel que és molt limitat en aplicacions pràctiques. Va prendre el Dr. Herapath durant gairebé deu anys per estudiar com fer grans cristalls polaritzants, però no va tenir èxit. Per tant, Rand creu que aquest camí pot no ser factible, per la qual cosa adopta les següents maneres:

(rand) lapidar grans cristalls granulars (molí de boles) en petits cristalls i suspendre aquests petits cristalls en líquid.
Es col·loca una làmina de plàstic a la suspensió i es posiciona en un camp magnètic o elèctric.

En treure la làmina de plàstic de la suspensió, el cristall polaritzador s'adjuntarà a la superfície de la làmina de plàstic.

En sortir de la pel·lícula plàstica en un camp magnètic o elèctric, es converteix en una pel·lícula polaritzada després de l'assecatge.

El mètode de Rand és organitzar molts petits cristalls polaritzants en arranjament regular, que equival a un gran cristall polaritzat. El 1928 va fer la primera pel·lícula polaritzada i la pel·lícula J amb èxit. Els inconvenients d'aquest mètode requereix molt de temps, alt cost i difús opac. Però Rand ha trobat diversos factors importants en la realització de pel·lícules polaritzants: (1) orientació de l'orientació del polímer (3) d'iode (2). Després d'una investigació i millora contínues, Rand finalment va inventar el mètode de fabricació que encara s'està utilitzant el 1938, i el seu principi bàsic es tractarà en la següent secció.

El principi de funcionament de la pel·lícula polaritzada

La pel·lícula polaritzada més comuna és la pel·lícula H inventada per Rand el 1938. El mètode és el següent: primer, una placa de plàstic transparent (normalment PVA) actiu, suau i químicament s'impregna a la solució aquosa de I2 / KI. En pocs segons, molts ions de iodur es van difondre a la capa interna del PVA. Després d'una mica de calor, s'estira manualment o mecànicament fins a diverses vegades la longitud de PVA. La longitud de la placa es torna estret i prima alhora, i la molècula de PVA es distribueix a l'atzar en qualsevol angle. Després de la tensió, es desvien gradualment en direcció a la força. Els ions de iode units al PVA també segueixen la direcció, formant una llarga cadena d'ions de iode. Atès que els ions iodurats tenen bona polarizabilitat, poden absorbir el component del camp elèctric en paral·lel a la direcció del seu arranjament i deixar que el component del camp elèctric en sentit vertical passi pel camp elèctric. Per aquest principi, es pot fer la pel·lícula polaritzada (figura 8).

24.png


Tipus i desenvolupament de la pel·lícula polaritzada
Tipus de pel·lícules polaritzants que s'utilitzen actualment

La pel·lícula polaritzada té una àmplia gamma d'aplicacions. Pot ser utilitzat no solament en LCD com a material polaritzador, sinó també en el mirall del filtre d'ulleres de sol, ulleres antiroclas, equips fotogràfics, aparells de lluita antiarrugas i regulador de quantitat de llum, i altres microscopis polaritzats i ulleres mèdiques especials. Per tal de complir els requisits de pes lleuger i fàcil d'usar, l'elecció de la pel·lícula polaritzada es basa principalment en polímers de dos colors. Aquest tipus de material polaritzant té quatre tipus:

(1) pel·lícula de polarització metàl·lica

Les sals metàl·liques com l'or, la plata i el ferro s'absorben a la pel·lícula de polímer i després es redueixen a fer que la vareta sigui parcial. Ara no es produeix per aquest mètode.

(2) pel·lícula polaritzada iodada

Les molècules de PVA i de iode constitueixen la forma més important de produir pel·lícules polaritzants en l'actualitat.

(3) pel·lícula polaritzada del sistema de tintura

Els colorants orgànics amb dos colors es van adsorver a PVA i després es van estendre per orientar-los, de manera que tenien propietats de rotació parcials.
(4) pel·lícula polaritzada de polietilè

Mitjançant l'ús d'àcid com a catalitzador, la PVA es deshidrata, de manera que les molècules de PVA contenen una certa quantitat d'estructura d'etilè, i després s'estenen per orientar, de manera que té propietats de rotació parcials.

L'estructura de la pel·lícula polaritzada

Després d'estendre la membrana del polímer, les propietats mecàniques solen disminuir i es tornen trencadisses. Per tant, una vegada que la matriu polaritzada (PVA) s'estén, s'adjunta un substrat transparent que consisteix en tres acetats (TAC) a les dues cares. D'una banda, el substrat es pot protegir. D'una banda, es pot evitar la retracció de la membrana. A més, es pot afegir una capa de pel·lícula d'alliberament i pel·lícula protectora a la capa exterior del substrat per facilitar la unió amb la cel·la de cristall líquid (figura tretze).


Figura tretze: esbós estructural d'una pel·lícula polaritzada


25.png


Característiques de qualitat de la pel·lícula polaritzada per a LCD

Com que la pantalla LCD no és lluminosa, per aconseguir els requisits d'identificació brillants i fàcils, la pel·lícula polaritzada ha de tenir una transmitància clara i elevada i una alta rotació òptica. Recentment, l'ús de la pantalla LCD és cada vegada més extens, com ara els mitjans de subsistència de les persones, el militar, l'alta tecnologia, etc. A causa de la diversificació i la durabilitat del LCD, cal reforçar la durabilitat i la rotació òptica de la pel·lícula polaritzada.

A més, en característiques d'aparença, amb la millora de la pintura LCD, la superfície de la pel·lícula polaritzada ha de ser suau i molt refinada. Si s'utilitza durant molt de temps en un ambient d'alta temperatura i alta humitat, ha de mantenir el rendiment polaritzat i l'estabilitat del adhesiu utilitzat és també un dels punts clau. Normalment, en el procés de fabricació de la polarització del film, es fa a l'habitació sense pols.

1. perquè el material de pel·lícula polaritzada és PVA i TAC, no hauria d'existir cap matèria exterior i resina no dissolt.

2. Durant el procés de laminació de la pel·lícula polaritzada, cap matèria exterior es pot barrejar en el procés d'encolat, unió i processament.

3. No es poden trobar defectes en el material com ara pel·lícula de protecció o pel·lícula d'alliberament.

4. No L'adhesió de l'organisme estranger. es pot trobar a la superfície i tallar la secció del producte acabat o en el paquet.

Si no es pot satisfer les condicions anteriors, no es pot fer la pel·lícula polaritzada amb alta resolució, gran grandària i alta precisió.

El desenvolupament de la pel·lícula polaritzada per a LCD

(1) pel·lícula polaritzada iodada

Les pel·lícules polaritzades de PVA i iode han ocupat durant molt de temps una gran proporció del mercat LCD. Actualment, la millora contínua de la tecnologia de materials i extensions és molt pròxima al valor teòric de la llum polaritzada i la transmitància (llum polaritzada 100% i transmitància 50%).

(2) pel·lícula polaritzada duradora

Utilitzant la fórmula de tintura per fer polaritzar la pel·lícula amb alta temperatura, humitat, resistència a la llum i altres característiques, principalment utilitzades en vehicles, vaixells o avions LCD. Però la taxa de polarització és més baixa que la del iode i el seu preu és elevat. El desenvolupament actual és una molècula de tintura reactiva d'alt nivell amb absorció uniforme a la regió de llum visible mitjançant l'extensió de PVA. El seu rendiment de polarització és comparable al de la pel·lícula polaritzada basada en iode, però el preu és encara més gran que el de la pel·lícula polaritzada iodada.

(3) pel·lícula de compensació òptica

A mesura que la tecnologia de productes LCD progressa cada vegada més, els requisits per a la coloració, l'angle visual i la fuga lleugera de la pel·lícula polarizadora milloren relativament, per la qual cosa es necessiten tot tipus de membranes de compensació òptica per compensar. Per exemple, (STN-LCD) perquè la torsió de la molècula de cristall líquid és més de 90 graus, hi haurà un fenomen de coloració a la pel·lícula polaritzant mitjançant la llum polaritzada lineal i la solució és afegir una pel·lícula de diferència de fase.

 


tractament de superfícies

El processament de superfícies pot augmentar les propietats òptiques i mecàniques de la pel·lícula polaritzada. Avui en dia, per satisfer els requisits de la diversificació del LCD, s'ha comercialitzat la pel·lícula polaritzada amb funció composta.

1. tractament anti reflex (AR)

Quan la llum passa per la superfície de la pel·lícula polaritzada, hi haurà aproximadament el 5% de la pèrdua de reflexió. A causa de la pèrdua de la lluminositat i la llum reflectida, es reduirà la identificació del LCD. El mètode de millora és vaporitzar una capa de film metàl·lic a la superfície de la pel·lícula polaritzant, reduir el valor de la reflexió utilitzant el principi d'interferència de la llum i reduir la reflectància a menys de l'1%.

(2) tractament anti glare (AG)

Per evitar una excessiva concentració de llum, la superfície de la pel·lícula polaritzada es converteix en forma convexa còncava, i la llum es dispersa de forma uniforme per aconseguir l'efecte d'anti-resplendor.

Amb el tractament d'AG, la seva superfície pot arribar a la duresa del llapis 3H més resistent a zero, i la boira més alta és adequada per a productes de grans dimensions (més grans de 12.1 "), principalment a causa de la forta font de retroiluminación de la pantalla LCD. dels requisits de resolució LCD com ara UXGA (1600 x 1200) per a un processament més detallat dels requisits d'AG, els fabricants de taules polaritzants comencen a prestar atenció a això, creiem que hi haurà un producte corresponent per a l'avaluació del mercat recentment.