Dom > Izložba > Sadržaj

Osnovno načelo polarizacijskog filma tekućeg kristala

Jun 29, 2018

Osnovno načelo polarizacijskog filma tekućeg kristala


Osnovno načelo polariziranog svjetla i polarizacijskog filma

Većina ljudi još uvijek nije upoznata s pojmom "polarizirajući film". Stoga najprije objašnjavamo fenomen i osnovno načelo polarizirane svjetlosti.


polariziranu svjetlost
Ljudsko razumijevanje svjetlosti može se podijeliti u četiri važne faze:

1. U sedamnaestom stoljeću, Newton je počeo sustavno proučavati svjetlo, i ustanovio je da je tzv. Bijela svjetlost sačinjena od svih boja (Boja svjetla). Kako bi se objasnio taj fenomen, od njega se izvode mnoge različite teorije.

2. Početkom devetnaestog stoljeća, Thomas Young je korištenjem teorije valova objasnio većinu optičkih fenomena, kao što su refleksija, refrakcija i difrakcija.

Za 3,1873 godine Maxwell je utvrdio da su svjetlosni valovi elektromagnetski valovi u kojima su valovi i magnetski valovi međusobno neodvojivi, a sva tri okomita su na polje (E), na magnetsko polje (H) i na smjer elektromagnetskih val (k).

17.png


 



4. Početkom dvadesetog stoljeća Einstein je otkrio da se energija svjetlosti može objasniti teorijom čestica i izvedenom kvantnom teorijom. Drugim riječima, svjetlost ima dvije karakteristike fluktuacije i čestice istodobno.

Budući da je teorija polarizirane svjetlosti objašnjena teorijom vala, kasnija diskusija gleda na svjetlost kao elektromagnetski val i da bi se lako razumjeli uzimamo u obzir samo njegov električni polje vektora E. E nepolariziranog svjetla može se izraziti na slici 2. Na slici 2 mnoge simetrične i jednake dužine zračenja upućuju na to da E vibrira na ravnini E i H, a prilika za vibracije u svim smjerovima je jednaka. Kada je distribucija E neravnomjerna, ona se naziva polarizacija, kao što je prikazano na slici 3 kao djelomična polarizirajuća svjetlost, a kada E samo vibrira u jednom smjeru, naziva se linearno polarizirano svjetlo (Slika 4). S gledišta vektora, kada su vektori svih smjerova na slici 2 projicirani na dvije okomite osi X i Y, nepolarizirajuće svjetlo može se raspasti u dva okomita linearna polarizirana svjetlost (slika 5).

 

Slika 2: nepolarizirana svjetlost

18.png

Slika 3: djelomično polarizirajuće svjetlo

19.png

Slika 4: linearno polarizirajuće svjetlo

20.png

Slika 5: linearno polarizirajuće svjetlo okomito jedni na druge

21.png


Proizvodnja polarizirajućeg svjetla

Općenito govoreći, postoje tri koraka za stvaranje auroralnog svjetla.

1. Napravite običnu nepolariziranu svjetlost (slika 2).

2., raspadamo polarizirajuću svjetlost u dva međusobno okomita linearna polarisa (slika 5).

3. odbaciti polariziranu svjetlost i primjeniti drugu polariziranu svjetlost (slika 4).

Polarizator se može raspasti u dva polarizera, a instrument koji se napušta jedan naziva se polarizatorom (Polarizer). Polarizator može koristiti optičke efekte kao što su apsorpcija, refleksija, refrakcija, difrakcija i drugi optički efekti da bi se proizvela polarizirajuća svjetlost.

Općenito, postoji nekoliko vrsta polarizera koji se obično koriste:

(1)

Kada je svjetlo nagnuto na površinu stakla, reflektirano će svjetlo djelomično polarizirati. Upotrebom kontinuiranog reflektirajućeg učinka višeslojnog stakla nepolarizirajuće svjetlo može se transformirati u linearno polarizirano svjetlo.

(2) tip kompleksne fleksije

Spojeni su dva komada kalcitnih kristala, a incidentna svjetlost razgrađuje se u dvije polarizirane svjetlosti, nazvane običnom svjetlošću i izvanrednim svjetlom.

(3) dva kromatska mikrokristalna

Mali kristali s dvije boje redovito se apsorbiraju na prozirne folije. Ovo je prvi umjetni način za izradu polarizirajućih filmova.

(4) dva kromatska polimera

Najvažniji način proizvodnje polarizacijskog filma je korištenje polimernog filma s dobrom propusnošću, orijentirati molekule u membranu i apsorbirati dva materijala u boji. Ova vrsta apsorptivnog polarizera postoji u obliku filma ili ploča ili listova, pa se često naziva polarizirajući film (polarizirajući film) ili polarizirajuća ploča (polarizirajuća ploča ili list). Drugi popularni pojam na engleskom jeziku je Polarizing Filter.

Podrijetlo polarizacijskog filma

Polarizacijski film izumio je Lent, utemeljitelj Polaroida 1938. godine (Edwin H. Land). Šezdeset godina kasnije, iako je polarizirajući film učinio mnogo poboljšanja u proizvodnim vještinama i opremi, osnovna načela procesa i korišteni materijali su još uvijek isti kao i prije 60 godina. Dakle, prije objašnjavanja načela procesa polarizacijskog filma, vrlo je korisno razumjeti proces polarizacijskog filma na jednostavan način.

Kad je Rand studirao na Sveučilištu Harvard 1926. godine, pročitao je članak britanskog liječnika dr. Herapath 1852. godine. Spomenuto je da je student dr Herapath, gospodin Phelps, slučajno odbacio jod u otopinu disulfata kinina , i otkrio je da je odmah proizvedeno mnogo malih zelenih kristala. Kristal je promatran pod mikroskopom i pronađen je kako je prikazano na slijedećem dijagramu: kada se dvije faze kristala preklapaju, prijenos svjetlosti mijenja se s kutom kristalnog sjecišta. Kad su okomita jedna na drugu, svjetlo se potpuno apsorbira (slika 6); svjetlo može biti potpuno propusno kada su međusobno paralelne (slika 7).

Slika 6: svjetlo je potpuno apsorbirano


22.png

Slika 7: svjetlo može biti potpuno propusno

23.png


Kristali tih jodnih spojeva su vrlo mali, pa je u praktičnim primjenama vrlo ograničen. Dr. Herapath je trajao gotovo deset godina kako bi proučio kako napraviti veće polarizirane kristale, ali nije uspio. Stoga Rand vjeruje da ova cesta možda nije izvediva, pa on usvaja sljedeće načine:

(rand) lapping velikih granuliranih kristala (loptu mlin) u maleni kristali i suspendiranje tih malih kristala u tekućini.
U suspenziju se stavlja plastični sloj, a zatim se postavlja u magnetsko polje ili električno polje.

Uklanjanjem plastičnog lima od suspenzije, kristal polarizirajuće će se pričvrstiti na površinu plastičnog lima.

Napustivši plastični film u magnetskom polju ili električnom polju postaje polarizirajući film nakon sušenja.

Randova metoda je organizirati mnogo malih polarizirajućih kristala u redovitom rasporedu, što je ekvivalent velikim polariziranim kristalima. Godine 1928. uspješno je napravio prvi polarizacijski film i J film. Nedostaci ove metode su dugotrajan, visoki troškovi i nejasni neprozirni. No Rand je pronašao nekoliko važnih čimbenika u izradi polarizirajućih filmova: (1) orijentacija polimera (3) joda (2) (orijentacija). Nakon kontinuiranog istraživanja i poboljšanja, Rand konačno izumio je metodu proizvodnje koja je još u upotrebi 1938. godine, a njegovo osnovno načelo bit će razmotreno u sljedećem odjeljku.

Radno načelo polarizacijskog filma

Najčešći polarizacijski film je H film kojeg je Rand izumio 1938. Postupak je sljedeći: prvo, mekana, kemijski aktivna prozirna plastična ploča (obično PVA) je impregnirana u vodenoj otopini I2 / KI. Za nekoliko sekundi, puno jodidnih iona raspršilo se u unutarnji sloj PVA. Nakon malo vrućine, ona se pruži ručno ili mehanički sve do nekoliko puta duljine PVA. Duljina ploče istodobno postaje uska i tanka, a PVA molekula nasumično se raspoređuje pod bilo kojim kutom. Nakon napetosti, postupno se skreće u smjeru sile. Ioni joda koji su pričvršćeni na PVA također slijede smjer, stvarajući dugi niz jodnih iona. Budući da jodiidni ioni imaju dobru polarizabilnost, može apsorbirati komponentu električnog polja paralelno sa smjerom njegovog rasporeda, i dopustiti samo da električna polja komponente u vertikalnom smjeru prođu kroz električno polje. Ovim se načelom može napraviti polarizirajući film (slika 8).

24.png


Vrsta i razvoj polarizacijskog filma
Vrste polarizacijskih filmova koji se danas koriste

Polarizirajući film ima širok raspon primjena. Može se koristiti ne samo kao LCD kao polarizirajući materijal, već iu filtarskom zrcalu sunčanih naočala, zaštitnim naočalama, fotografskom opremom, automobilskim prednjim svjetlima za zaštitu od bljeskanja i regulacijom male količine i drugim polariziranim mikroskopom i posebnim medicinskim naočalama. Kako bi se zadovoljili zahtjevi lakog i jednostavnog korištenja, izbor polarizacijskog filma uglavnom se temelji na polimernoj boji. Ova vrsta polarizirajućeg materijala ima četiri vrste:

(1) metalni polarizacijski film

Metalne soli, kao što su zlato, srebro i željezo, apsorbiraju se na polimerni film i zatim se reduciraju da bi štap poput metala bio pristran. Sada se ne proizvodi ova metoda.

(2) jodiziran polarizacijski film

PVA i jodne molekule predstavljaju najvažniji način za proizvodnju polarizacijskog filma danas.

(3) polarizirajući film boja

Organske boje s dvije boje su adsorbirane na PVA, a potom su proširene da bi ih orijentirale, tako da imaju djelomična svojstva rotacije.
(4) polietilenskog polarizacijskog filma

Koristeći kiselinu kao katalizator, PVA se dehidrira, tako da PVA molekule sadrže određenu količinu etilenske strukture, a potom se produžuju za orijentaciju, tako da ima djelomična svojstva rotacije.

Struktura polarizacijskog filma

Nakon produženja polimerne membrane, mehanička svojstva obično se smanjuju i postaju lomljiva. Stoga, nakon produženja polarizacijske matrice (PVA), na dvije strane je pričvršćena prozirna podloga koja se sastoji od tri acetata (TAC). S jedne strane, podloga se može zaštititi. S jedne strane, može se spriječiti povlačenje membrane. Dodatno, sloj ispusnog filma i zaštitnog filma mogu se dodati u vanjski sloj supstrata kako bi se olakšalo vezanje s tekućim kristalnim ćelijama (sl. Trinaest).


Slika trinaest: strukturna skica polariziranog filma


25.png


Karakteristike kvalitete polarizacijskog filma za LCD

Budući da je prikaz LCD zaslona nevidljiv, kako bi se postigle svijetle i jednostavne identifikacijske zahtjeve, polarizirajući film mora imati jasnu, veliku propusnost i visoku optičku rotaciju. Nedavno je upotreba LCD zaslona sve više i više opsežna, kao što su ljudi za život, vojska, high-tech i tako dalje. Zbog raznolikosti i trajnosti LCD-a, trajnost i optička rotacija polarizacijskog filma moraju se ojačati.

Osim toga, u izgledu izgleda, uz poboljšanje LCD slikarstva, površina polarizacijskog filma mora biti glatka i profinjena. Ako se koristi u okruženju visoke temperature i visoke vlažnosti duže vrijeme, mora održavati polarizaciju, a stabilnost ljepila također je jedna od ključnih točaka. Obično u proizvodnom procesu polarizirajućeg filma, to se vrši u prostoriji bez prašine.

1. jer je materijal polarizacijskog filma PVA i TAC, ne smije postojati nikakva strana tvar i neotopljena smola.

2. tijekom postupka laminiranja polarizirajućeg filma, nikakva strana tvar ne može se miješati u procesu lijepljenja, vezivanja i obrade.

3. ne mogu se naći nedostaci u materijalu kao što je zaštitni film ili otpuštajući film.

4. ne Pridržavanje stranog tijela. može se naći na površini i rezati dio gotovog proizvoda ili na pakiranju.

Ako se gore navedeni uvjeti ne mogu zadovoljiti, polarizacijski film visoke razlučivosti, velike veličine i visoke preciznosti ne može se izvršiti.

Razvoj polarizacijskog filma za LCD

(1) jodizirani polarizacijski film

Polarizirajući filmovi od PVA i joda dugo su zauzimali veliki dio LCD tržišta. Danas je kontinuirano poboljšanje materijala i tehnologije proširenja vrlo blizu teoretske vrijednosti polarizirane svjetlosti i transmutacije (polarizirana svjetlost 100% i prijenos 50%).

(2) trajni polarizacijski film

Koristeći boju za izradu polarizacijskog filma s visokom temperaturom, vlagom, svjetlosnim otporom i drugim karakteristikama, uglavnom se koriste u vozilima, brodovima ili LCD zrakoplovima. Ali polarizacija je niža od one od joda i njegova cijena je visoka. Trenutni razvoj je visoka reaktivna molekula boja s jednolikom apsorpcijom u području vidljivog svjetla produženjem PVA. Njegova je polarizacijska izvedba usporediva s onom na polarizacijskom filmu na jodu, ali je cijena još uvijek viša od onog jodiziranog polarizacijskog filma.

(3) film za optički kompenzator

Kao što tehnologija LCD proizvoda napreduje sve više i više, zahtjevi za bojanje, vizualni kut i svjetlosni propuštanje polarizacijskog filma su relativno poboljšani, pa su sve vrste optičkih kompenzacijskih membrana potrebne za kompenziranje. Na primjer, (STN-LCD) jer je torzija molekule tekućih kristala više od 90 stupnjeva, u polarizacijskom filmu pojavit će se fenomena bojanja pomoću linearne polarizirane svjetlosti, a otopina je dodavanje faza fazne faze razlike.

 


obrada površina

Obrada površine može povećati optička i mehanička svojstva polarizacijskog filma. Danas, kako bi se zadovoljili zahtjevi za raznolikost LCD-a, polarizacijski film s funkcijom složenosti prodan je na tržištu.

1. tretman anti-refleksijom (AR)

Kada svjetlost prođe kroz površinu polarizacijskog filma, bit će oko 5% gubitka refleksije. Zbog gubitka svjetlosti i reflektirane svjetlosti, identifikacija LCD-a bit će smanjena. Postupak poboljšanja je da se na površini polarizacijskog filma ispari sloj metalnog filma, smanjuje vrijednost refleksije primjenom načela interferencije svjetlosti i smanjuje reflektanciju ispod 1%.

(2) tretman protiv odbljeska (AG)

Kako bi se izbjegla prekomjerna koncentracija svjetlosti, površina polarizacijskog filma je načinjena u konkavnom konveksnom obliku, a svjetlost se ravnomjerno raspršuje kako bi se postigao učinak protupraganja.

Sa AG obradom, njegova površina može dosegnuti tvrdoću 3H olovke koja je otpornija na ispočetka, a veća magla pogodna je za velike veličine (veće od 12,1 "), uglavnom zbog snažnog izvora pozadinskog osvjetljenja LCD-a. zahtjeva za LCD rezolucijom kao što je UXGA (1600 x 1200) za detaljniju obradu AG zahtjeva, proizvođači polarizacijskih ploča sada počinju obratiti pažnju na ovo, vjerujemo da će nedavno biti odgovarajući proizvod za procjenu tržišta.