info@panadisplay.com
Osnovni princip polarizirajućeg filma displeja sa tečnim kristalima

Osnovni princip polarizirajućeg filma displeja sa tečnim kristalima

Jun 29, 2018

Osnovni princip polarizirajućeg filma displeja od tekućih kristala


Osnovni princip polariziranog svjetla i polarizirajućeg filma

Većina ljudi još uvijek nije upoznata s pojmom "polarizirajući film". Stoga prvo objašnjavamo fenomen i osnovni princip polarizovane svjetlosti.


polarizirano svjetlo
Ljudsko razumevanje svetlosti može se podeliti u četiri važne faze:

1. u sedamnaestom veku, Njutn je prvo započeo sistematsko proučavanje svetlosti, i otkrio je da je takozvana Bela svetlost sačinjena od sve svetlosti u boji (obojena svetlost). Da bi se objasnio ovaj fenomen, iz njega proizilazi mnogo različitih teorija.

2. Početkom devetnaestog veka, Thomas Young je koristio teoriju talasa da objasni većinu optičkih fenomena, kao što su refleksija, refrakcija i difrakcija.

Za 3,1873 godine, Maxwell je ustanovio da su svjetlosni valovi elektromagnetski valovi, u kojima su valovi i magnetni valovi nerazdvojni jedan od drugog, a tri su okomite na polje (E), magnetno polje (H) i smjer elektromagnetnog. val (k).

17.png


 



4. početkom dvadesetog veka, Ajnštajn je otkrio da se energija svetlosti može objasniti teorijom čestica i izvedenom kvantnom teorijom. Drugim riječima, svjetlo ima dvije karakteristike fluktuacije i čestica istovremeno.

Pošto se teorija polarizovanog svetla objašnjava teorijom talasa, kasnija diskusija razmatra svetlost kao elektromagnetni talas, a da bi se lako razumela, razmatramo samo njen vektor električnog polja E. E nepolarizovane svetlosti može se izraziti Na slici 2, mnoge simetrične i jednake dužine linija zračenja ukazuju da E vibrira u ravnini E i H, a mogućnost vibracija u svim smjerovima je jednaka. Kada je raspodela E neravnomerna, ona se naziva polarizacija (Polarizacija), kao što je prikazano na slici 3 kao parcijalna polarizujuća svetlost, a kada E samo vibrira u jednom pravcu, naziva se linearna polarizovana svetlost (slika 4). Sa stanovišta vektora, kada su vektori svih pravaca na slici 2 projektovani na dve okomite osi X i Y, nepolarizujuća svetlost se može razložiti na dve vertikalne linearne polarizovane svetlosti (slika 5).

 

Slika 2: nepolarizovano svjetlo

18.png

Slika 3: delimična polarizujuća svetlost

19.png

Slika 4: linearna polarizujuća svetlost

20.png

Slika 5: linearna polarizujuća svetlost okomita jedna na drugu

21.png


Proizvodnja polarizirajuće svjetlosti

Generalno govoreći, postoje tri koraka za stvaranje auroralne svjetlosti.

1. Napravite običnu nepolarizovanu svjetlost (Slika 2).

2., nepolarizirajuću svjetlost razložimo na dva međusobno okomita pravca Polaris (Slika 5).

3. bacite polarizovanu svetlost i primenite drugu polarizujuću svetlost (slika 4).

Polarizator se može razložiti na dva polarizatora, a instrument koji napušta jedan se zove polarizator (Polarizator). Polarizator može koristiti optičke efekte kao što su apsorpcija, refleksija, refrakcija, difrakcija i drugi optički efekti za dobijanje polarizirajuće svjetlosti.

Generalno, postoji nekoliko tipova polarizatora koji se obično koriste:

(1) tip refleksije

Kada je svjetlo nagnuto na površinu stakla, reflektovano svjetlo će biti djelomično polarizirano. Koristeći efekat kontinuiranog refleksije višeslojnog stakla, nepolarizirajuće svjetlo može se transformirati u linearno polarizirano svjetlo.

(2) kompleksni tip fleksije

Dva komada kristala kalcita su spojena, a upadna svetlost se razlaže na dva polarizovana svetla, koja se nazivaju običnom svetlošću i izvanrednom svetlošću.

(3) dva hromatska mikrokristalna

Sićušni kristali sa dve boje se redovno adsorbuju na prozirnim listovima. Ovo je prvi veštački način za stvaranje polarizujućih filmova.

(4) dvije kromatičnosti polimera

Najvažniji način proizvodnje polarizirajućeg filma je upotreba polimernog filma sa dobrim propuštanjem, za orijentaciju molekula u membrani i apsorpciju materijala u dvije boje. Ova vrsta apsorpcionog polarizatora postoji u obliku filma ili ploče ili lista, tako da se često naziva polarizirajući film (polarizirajući film) ili polarizirajuća ploča (polarizirajuća ploča ili list).

Porijeklo polarizirajućeg filma

Polarizirajući film izumio je Lent, osnivač Polaroida 1938. godine (Edwin H. Land). Šezdeset godina kasnije, iako je polarizirajući film napravio mnogo poboljšanja u proizvodnim vještinama i opremi, osnovni principi procesa i korišteni materijali su još uvijek isti kao oni korišteni prije šezdeset godina. Dakle, prije objašnjavanja principa procesa polarizirajućeg filma, vrlo je korisno razumjeti proces polarizirajućeg filma na jednostavan način.

Kada je 1926. godine Rand studirao na Harvardu, pročitao je članak koji je objavio britanski liječnik, dr Herapat, 1852. godine. Spomenuo je da je student iz Dr. Herapatha, g. Phelps, slučajno ispustio jod u disulfat kinina , i otkrio je da je odmah nastalo mnogo malih zelenih kristala. Kristal se posmatra pod mikroskopom i nalazi se kao što je prikazano na sledećem dijagramu: kada se dve kristalne faze preklapaju, transmisija svetlosti se menja sa uglom preseka kristala. Kada su okomite jedna na drugu, svetlost se potpuno apsorbuje (slika 6); svjetlo može biti potpuno propusno kada su paralelne jedna s drugom (slika 7).

Slika 6: svjetlo je potpuno apsorbirano


22.png

Slika 7: svjetlo može biti potpuno propusno

23.png


Kristali ovih jedinjenja joda su veoma mali, tako da je u praktičnoj primeni veoma ograničeno. Herapatu je trebalo skoro deset godina da prouči kako napraviti veće polarizirajuće kristale, ali nije uspio. Stoga, Rand smatra da ovaj put možda nije izvediv, pa on prihvata sljedeće načine:

(rand) preklapanje velikih zrnastih kristala (kuglični mlin) u sitne kristale i suspendiranje tih malih kristala u tekućini.
Plastični list se stavlja u suspenziju i zatim postavlja u magnetno polje ili električno polje.

Uklanjanjem plastične folije iz suspenzije, polarizirajući kristal će biti pričvršćen na površinu plastične folije.

Ostavljajući plastičnu foliju u magnetnom polju ili električnom polju, nakon sušenja ona postaje polarizirajući film.

Randova metoda je urediti mnogo malih polarizirajućih kristala u pravilnom rasporedu, što je ekvivalentno velikom polariziranom kristalu. Godine 1928. uspješno je napravio prvi polarizirajući film i J film. Nedostaci ovog metoda su dugotrajni, visoki troškovi i neizrazita neprozirnost. No, Rand je pronašao nekoliko važnih faktora u izradi polarizirajućih filmova: (1) orijentacija joda (2) polimera (3) (Orijentacija). Nakon stalnog istraživanja i poboljšanja, Rand je konačno izumio metodu proizvodnje koja je još uvijek u upotrebi 1938. godine, a njen osnovni princip će biti razmatran u sljedećem odjeljku.

Princip rada polarizirajućeg filma

Najčešći polarizirajući film je H film izumljen 1938. godine. Metoda je sljedeća: prvo, meka, kemijski aktivna prozirna plastična ploča (obično PVA) je impregnirana u vodenom rastvoru I2 / KI. Za nekoliko sekundi, mnogo jodidnih iona se difundira u unutrašnji sloj PVA. Nakon malo zagrevanja, isteže se ručno ili mehanički do nekoliko puta dužine PVA. Dužina ploče postaje uska i manja u isto vrijeme, a PVA molekula se nasumično raspoređuje pod bilo kojim uglom. Nakon napetosti, postepeno se skreće u smjeru sile. Jodni ioni vezani za PVA također prate smjer, formirajući dugi lanac jodnih iona. Budući da jodidni ioni imaju dobru polarizabilnost, on može apsorbirati komponentu električnog polja paralelno sa smjerom njegovog rasporeda, i dopustiti da električna komponenta polja u vertikalnom smjeru prođe kroz električno polje. Po ovom principu može se napraviti polarizirajući film (slika 8).

24.png


Tip i razvoj polarizirajućeg filma
Vrste polarizirajućih filmova koji se danas koriste

Polarizirajući film ima širok spektar primjena. Može se koristiti ne samo u LCD-u kao polarizirajući materijal, već iu ogledalu filtera sunčanih naočala, zaštitnim naočalama protiv odsjaja, fotografskoj opremi, automobilskim prednjim svjetlima i tretmanu svjetlosnom količinom, te drugim polarizirajućim mikroskopom i posebnim medicinskim naočalama. Da bi se zadovoljile potrebe za laganom i jednostavnom upotrebom, izbor polarizirajućeg filma se uglavnom zasniva na polimernim dvobojnim tipovima. Ovaj tip polarizirajućeg materijala ima četiri vrste:

(1) metal polarizirajući film

Metalne soli kao što su zlato, srebro i gvožđe se apsorbuju na polimernom filmu, a zatim se redukuju kako bi se na taj način učinilo da je štap sličan metalu. Sada se ne proizvodi ovim metodom.

(2) jodirani polarizirajući film

Molekuli PVA i joda predstavljaju najvažniji način za proizvodnju polarizirajućeg filma danas.

(3) polarizirajući film sistema boja

Organske boje sa dvije boje su adsorbirane na PVA i zatim proširene da ih orijentiraju, tako da su imale djelomična svojstva rotacije.
(4) polietilen polarizirajući film

Upotrebom kiseline kao katalizatora, PVA se dehidrira, tako da PVA molekule sadrže određenu količinu etilenske strukture, a zatim se prošire na orijentaciju, tako da ima svojstva parcijalne rotacije.

Struktura polarizirajućeg filma

Nakon produljenja polimerne membrane, mehanička svojstva se obično smanjuju i postaju krhka. Stoga, nakon što je polarizirajuća matrica (PVA) proširena, na obje strane je pričvršćen transparentni supstrat koji se sastoji od tri acetata (TAC). S jedne strane, podloga može biti zaštićena. S jedne strane, povlačenje membrane se može spriječiti. Dodatno, sloj oslobađajućeg filma i zaštitnog filma može se dodati vanjskom sloju supstrata kako bi se olakšalo spajanje s tekućim kristalima (slika trinaest).


Slika trinaest: strukturalna skica polarizirajućeg filma


25.png


Karakteristike kvaliteta polarizirajućeg filma za LCD

Budući da je LCD zaslon neosvijetljen, kako bi se postigli svijetli i jednostavni zahtjevi za identifikacijom, polarizirajući film mora imati jasnu, visoku propusnost i visoku optičku rotaciju. U poslednje vreme, upotreba LCD-a je sve opsežnija, kao što su sredstva za život ljudi, vojska, high-tech i tako dalje. Zbog diversifikacije i trajnosti LCD-a, potrebno je ojačati trajnost i optičku rotaciju polarizirajućeg filma.

Pored toga, po izglednim karakteristikama, uz poboljšanje LCD slikarstva, površina polarizirajućeg filma mora biti glatka i visoko rafinirana. Ako se dugo koristi u uvjetima visoke temperature i visoke vlažnosti, mora održavati polarizirajuće performanse, a stabilnost korištenog ljepila je također jedna od ključnih točaka. Obično se u procesu proizvodnje polarizirajuće folije vrši u prostoriji bez prašine.

1. budući da je materijal polarizirajućeg filma PVA i TAC, ne smije biti stranih tvari i neotopljene smole.

2. tokom procesa laminiranja polarizirajućeg filma, ne može se miješati strana tvar u procesu lijepljenja, lijepljenja i obrade.

3. u materijalu, kao što je zaštitni film ili film za oslobađanje, ne mogu se naći nedostaci.

4. ne Priključak stranog tijela. može se naći na površini i presjeku gotovog proizvoda ili na pakiranju.

Ako se gore navedeni uslovi ne mogu zadovoljiti, polarizirajući film visoke rezolucije, velike veličine i visoke preciznosti ne može se napraviti.

Razvoj polarizirajućeg filma za LCD

(1) jodirani polarizirajući film

Polarizirajuće folije od PVA i joda dugo su zauzimale veliki dio LCD tržišta. Danas je kontinuirano poboljšanje tehnologije materijala i proširenja vrlo blizu teorijskoj vrijednosti polarizirane svjetlosti i prijenosa (polarizirana svjetlost 100% i transmisija 50%).

(2) trajni polarizirajući film

Koristeći formulu boje da bi polarizovali film sa visokom temperaturom, vlagom, otpornošću na svetlost i drugim karakteristikama, uglavnom se koriste u vozilima, brodovima ili na LCD ekranima. Ali stopa polarizacije je niža od one u jodu i njena cena je visoka. Sadašnji razvoj je molekul visoke reaktivne boje s ravnomjernom apsorpcijom u području vidljive svjetlosti proširenjem PVA. Njegova polarizacija je usporediva s onom polarizirajućeg filma na bazi joda, ali je cijena još uvijek viša od cijene jodiranog polarizirajućeg filma.

(3) optički kompenzacioni film

Kako tehnologija LCD proizvoda napreduje sve više i više, zahtjevi za bojanje, vizualni kut i propuštanje svjetlosti polarizirajućeg filma su relativno poboljšani, tako da su sve vrste optičkih kompenzacijskih membrana potrebne za kompenzaciju. Na primjer, (STN-LCD) jer je torzija molekula tekućeg kristala veća od 90 stupnjeva, pojavit će se fenomen bojenja u polarizirajućem filmu korištenjem linearne polarizirane svjetlosti, a rješenje je dodavanje filma fazne razlike.

 


Obrada površina

Obrada površine može povećati optičke i mehaničke osobine polarizirajućeg filma. Danas, kako bi se zadovoljili zahtjevi LCD diverzifikacije, polarizirajući film sa složenom funkcijom je prodan na tržištu.

1. tretman protiv refleksije (AR)

Kada svjetlost prođe kroz površinu polarizirajućeg filma, doći će do oko 5% gubitka refleksije. Zbog gubitka osvetljenosti i reflektovanog svetla, LCD identifikacija će biti smanjena. Metoda poboljšanja je ispariti sloj metalnog filma na površini polarizirajućeg filma, smanjiti vrijednost refleksije koristeći princip interferencije svjetlosti i smanjiti refleksiju na ispod 1%.

(2) tretman protiv odsjaja (AG)

Kako bi se izbjegla prekomjerna koncentracija svjetlosti, površina polarizirajućeg filma se pravi u konkavni konveksni oblik, a svjetlost se ravnomjerno raspršuje kako bi se postigao efekat anti-blještanja.

Sa AG tretmanom, njegova površina može doseći tvrdoću 3H olovke koja je otpornija na ogrebotine, a viša magla je pogodna za proizvode velikih veličina (veće od 12.1 "), uglavnom zbog jakog pozadinskog osvjetljenja LCD-a. Zahtjevi rezolucije LCD-a, kao što je UXGA (1600 x 1200) za detaljniju obradu AG zahtjeva, polarizirajući proizvođači ploča sada počinju da obraćaju pažnju na to, vjeruju da će u posljednje vrijeme postojati odgovarajući proizvod za procjenu tržišta.