Bosh sahifa > Ko'rgazma > Kontent

Suyuq kristalli displeyning polarizatsiya filmining asosiy prinsipi

Jun 29, 2018

Suyuq kristalli displeyning polarizatsiya filmining asosiy prinsipi


Polarizatsiyalangan yorug'lik va polarizatsiyali filmning asosiy printsipi

Aksariyat odamlar hali "polarizatsiya filmi" atamasi bilan tanish emaslar. Shuning uchun birinchi navbatda polarizan nurning fenomenini va asosiy tamoyilini tushuntiramiz.


polarizan nur
Insonni yorug'lik tushunchasini to'rtta muhim bosqichga bo'lish mumkin:

1. o'n ettinchi asrda Nyuton nurni muntazam o'rganishga kirishdi va u "oq nur" deb nomlangan barcha rangli nurdan (rangli yorug'lik) iboratligini aniqladi. Ushbu hodisani tushuntirish uchun undan olingan turli xil nazariyalar mavjud.

2. XIX asrning boshlarida Thomas Young to'lqin nazariyasidan ko'zgu, sinish va diffraktsiya kabi optik hodisalarning ko'pini tushuntirish uchun foydalangan.

3.1873 yil mobaynida Maksvell yorug'lik to'lqinlarining elektromagnit to'lqinlar ekanligini aniqladi, unda to'lqinlar va magnit to'lqinlar bir-biridan ajralib turadigan, uchtasi esa maydon (E), magnit maydon (H) va elektromagnitning yo'nalishi bo'yicha perpendikulyar to'lqin (k).

17.png


 



Yigirmanchi asrning boshlarida Eynshteyn nurning energiyasini zarralar nazariyasi bilan va kvant nazariyasidan kelib chiqqanligini aniqladi. Boshqacha qilib aytganda, nur bir vaqtning o'zida tovush va zarrachalarning ikkita xususiyatiga ega.

Polarizatsiyalashgan yorug'lik nazariyasi to'lqin nazariyasi bilan izohlangach, keyingi muzokaralar elektromagnit to'lqin sifatida nurni nazarda tutadi va tushunish oson bo'lishi uchun uning elektrokimyosi vektorini faqat E. deb hisoblashimiz mumkin. Shakl 2da ko'p nosimmetrik va teng uzunlikdagi radiatsiya chiziqlari E E va H tekisliklarida titraydi va barcha yo'nalishlarda tebranish imkoniyati teng. E ning taqsimlanishi tengsiz bo'lsa, uni 3-rasmda ko'rsatilganidek, polarizatsiya (polarizatsiya) deb nomlanadi va qisqacha polarizatsiya chiroqi sifatida E faqat bitta yo'nalishda vibratsiyaga uchraganda, bu chiziqli polarizan nur (4-rasm) deb ataladi. Vektor nuqtai nazaridan, 2-rasmdagi barcha yo'nalishlarning vektorlari X va Y ning ikkita vertikal o'qiga proektor qilinganida, polarizatsiyaning yorug'ligi ikki vertikal linear polarizatsiyalangan yorug'likka aylanishi mumkin (5-rasm).

 

2-rasm: namunaviy bo'lmagan nur

18.png

3-rasm: qisman polarizatsiya nurlari

19.png

4-rasm: chiziqli polarizatsion nur

20.png

Shakl 5: bir-biriga perpendikulyar nurli chiziqli nur

21.png


Polarizatsiya nurini ishlab chiqarish

Umuman olganda, auror nurini yaratish uchun uchta qadam bor.

1. oddiy bo'lmagan polarizatsiyalashgan nurni (2-rasm) yarating.

2. Biz polarizatsiyaning nurini ikkala o'zaro perpendikulyar linear Polarisga aylantiramiz (5-rasm).

3. polarizatsiyalangan yorug'likni olib tashlang va boshqa polarizatsiya chiroqlarini qo'llang (4-rasm).

Polarizator ikkita polarizatorga ajralib qolishi mumkin va uni qoldiradigan asbob polarizator (Polarizer) deb ataladi. Polarizator polarizatsiyalash nurini ishlab chiqarish uchun emilim, aks ettirish, sinish, diffraktsiya va boshqa optik effektlar kabi optik ta'sirlardan foydalanishlari mumkin.

Odatda, odatda ishlatiladigan polarizatorlarning bir nechta turlari mavjud:

(1) ko'zgu turi

Yorug'lik shisha yuzasiga tushganda yoritilgan nur qisman polarizatsiyalanadi. Ko'p qatlamli shisha doimiy aks ettiruvchi ta'siridan foydalanib, polarizatsiyalashuvchi yorug'lik polarizatsiyalangan nurga aylantirilishi mumkin.

(2) murakkab egiluvchanlik turi

Ikki dona kalsit kristal birlashtirildi va voqea yorug'ligi oddiy yorug'lik va ajoyib yorug'lik deb ataladigan ikkita qutbli chiroqqa aylantirildi.

(3) ikkita kromatik mikrokristalli

Ikki rangli kichkina kristalllar muntazam ravishda shaffof barglarda so'riladi. Polarizatsiya filmlarini yaratishning birinchi sun'iy usulidir.

(4) polimerning ikkita rangi

Polarizatsiyalovchi filmni ishlab chiqarishning eng muhim usuli polimer kinoini yaxshi o'tkazuvchanlik bilan ishlatish, membranadagi molekulalarni yo'naltirish va ikkita rangli materialni o'zlashtiradi. Ushbu turdagi absorptiv polarizator film yoki plastinka yoki qog'oz shaklida mavjud bo'lib, u ko'pincha polarizatsiyali film (Polarizatsiya filmi) yoki polarizatsiya plastinka (Polarizatsiya plitasi yoki qatlam) deb nomlanadi.

Polarizatsiya filmining kelib chiqishi

Polarizatsiya filmi 1938 yilda Polaroid asoschisi Lent tomonidan ishlab chiqilgan (Edvin X. Land). Oltmish yil o'tgach, polarizatsiya filmi ishlab chiqarish ko'nikmalari va asbob-uskunalarida ko'plab yaxshilanishlarni amalga oshirgan bo'lsa-da, jarayonning asosiy tamoyillari va ishlatilgan materiallar hali oltmish yil avval ishlatilgan usul bilan bir xil. Shunday qilib, polarizatsiya filmining jarayon printsipini tushuntirmasdan oldin, polarizatsiya filmining jarayonini oddiy tarzda tushunish juda foydali bo'ladi.

Rand 1926 yili Garvard universitetida tahsil olayotgan paytda u 1852 yilda ingliz shifokori doktor Herapath tomonidan chop etilgan maqolani o'qidi. Doktor Herapath'ning talabasi janob Felps tasodifan yodni chinin disulfatiga va darhol ishlab chiqarilgan juda kichik yashil kristallar borligini aniqladi. Kristall mikroskop ostida kuzatiladi va quyidagi diagrammada keltirilgan: ikki kristalli fazalar bir-biriga bog'lab qo'yilganida nurning o'tkazuvchanligi kristal kesishish burchagi bilan o'zgaradi. Bir-biriga perpendikulyar bo'lganida, nur butunlay so'riladi (6-rasm); nur bir-biriga parallel bo'lsa butunlay o'tkazilishi mumkin (7-rasm).

6-rasm: nur butunlay so'riladi


22.png

7-rasm: yorug'lik butunlay o'tkazuvchan bo'lishi mumkin

23.png


Ushbu yod aralashmalari kristallari juda kichik, shuning uchun amaliy dasturlar juda cheklangan. Doktor Herapath, taxminan, o'n yil davomida kattaroq polarizatsiya kristalllarini qanday o'rganishni o'rganib chiqdi, ammo muvaffaqiyatsiz bo'ldi. Shu bois, Rand bu yo'lni amalga oshirish mumkin bo'lmasligiga ishonadi, shuning uchun u quyidagi yo'llarni qo'llaydi:

(Rand) katta granüllü kristalleri (ball değirmeni) kichik kristallere aylantirish va bu kichkina kristallarni suyuqlik ichida to'xtatish.
Sopolga plastik plastinka qo'yilgan va magnit maydon yoki elektr maydonda joylashtirilgan.

Plastik plitani ishlab chiqarishdan chiqarib tashlash orqali polarizatsiya kristallasi plastmassa qatlamining yuzasiga biriktiriladi.

Plastik filmni magnit maydonda yoki elektr maydonda qoldirib, quriganidan keyin polarizatsiyalashgan filmga aylanadi.

Randning usuli muntazam ravishda tartibga solingan kichik polarizatsiya kristallarini tashkil etadi, bu katta polarizatsiyalangan kristalga teng. 1928 yilda birinchi polarizatsiya filmini va J filmini muvaffaqiyatli qildi. Ushbu usulning kamchiliklari vaqt talab qiluvchi, yuqori xarajatli va loyqa shaffof hisoblanadi. Ammo Rand polarizatsiya filmlarini tayyorlashda bir necha muhim omillarni topdi: (1) yod (2) polimer (3) orientatsiya (orientatsiya). Uzluksiz tadqiqot va takomillashtirishdan so'ng Rand nihoyat 1938-yilda foydalanishda bo'lgan ishlab chiqarish usulini ixtiro qildi va uning asosiy tamoyili keyingi qismda muhokama qilinadi.

Polarizatsiya filmining ish printsipi

Eng keng tarqalgan polarizatsiyali film 1938 yilda Rand tomonidan kashf etilgan H filmidir. Bu usul quyidagilar: birinchi bo'lib, I2 / KI ning suvli eritmasida yumshoq, kimyoviy jihatdan faol shaffof plastik plastinka (odatda PVA) emdiriladi. Bir necha soniyadan so'ng, PVA ichki qatlamiga ko'p yodli ionlar tarqaldi. Biroz issiqlikdan keyin PVA uzunligi bir necha baravargacha qo'lda yoki mexanik tarzda cho'zilib ketadi. Plastinka uzunligi bir vaqtning o'zida tor va ingichka bo'ladi va PVA molekulasi har qanday burchakka tasodifiy taqsimlanadi. Tanglikdan keyin, kuch-quvvat tomon yo'naltiriladi. PVA ga biriktirilgan yod ionlari shuningdek uzoq yo'nalishdagi yod ionlari zanjirini tashkil etuvchi yo'nalishga amal qiladi. Yodli ionlarning yaxshi polarizabilitga ega ekanligi sababli, u elektr maydon tarkibiy qismini uning yo'nalishiga parallel ravishda absorbe qilishi mumkin va faqat elektr maydon komponentini vertikal yo'nalishda elektr maydondan o'tishi mumkin. Ushbu tamoyilga muvofiq, polarizatsiya filmi yaratilishi mumkin (8-rasm).

24.png


Polarizatsiya filmining turi va rivojlanishi
Bugungi kunda ishlatiladigan polarizatsiyalashgan filmlarning turlari

Polarizatsiya filmi keng ko'lamdagi ilovalarga ega. U faqat LCDda polarizatsiya materiallari sifatida emas, balki quyoshdan himoyalovchi ko'zoynak oynalari, ko'zoynaklar uchun ko'zoynak, fotografik uskunalar, avtomat faralari va nur miqdorini tartibga soluvchi vositalar va boshqa polarizatsion mikroskop va maxsus tibbiy ko'zoynaklarda ham qo'llanilishi mumkin. Engil vaznning talablarini qondirish va ulardan foydalanish osonligi uchun polarizatsiya plyonkasini tanlash asosan polimerning ikkita rang turiga asoslanadi. Polarizatorning bu turi to'rt turga ega:

(1) metall polarizatsiya filmi

Oltin, kumush va temir kabi metall tuzlar polimer kinoida adsorbsiyalangan va keyinchalik novdani metallga o'xshash qilish uchun qisqargan. Endi bu usul bilan ishlab chiqarilmaydi.

(2) yodlangan polarizatsion film

PVA va yod molekulalari bugungi kunda polarizatsiya filmini ishlab chiqarishning eng muhim usulini tashkil qiladi.

(3) bo'yoq tizimining polarizatsiyasi

Ikki rangli organik bo'yoqlardan PVA ustiga adsorbe qilingan va keyinchalik ularni yo'naltirish uchun kengaytirilib, qisman aylanish qobiliyati bor edi.
(4) polietik polarizatsiyali film

Kislota katalizator sifatida ishlatilganda PVA suvsizlanadi, shuning uchun PVA molekulalari ma'lum miqdordagi etilen strukturasini o'z ichiga oladi va keyin qisman rotatsiya xususiyatiga ega bo'lishi uchun yo'naltiriladi.

Polarizatsiya filmining tuzilishi

Polimer membranani uzaytirgandan so'ng, mexanik xususiyatlar odatda pasayadi va mo'rt bo'ladi. Shuning uchun polarizatsiya matritsasidan (PVA) keyinchalik ikki tomonga uchta asetat (TAC) dan iborat oshkora substrat qo'shiladi. Bir tomondan, substratni himoya qilish mumkin. Bir tomondan membranani tortib olishni oldini olish mumkin. Bundan tashqari, suyuq kristalli hujayra bilan bog'lanishni engillashtiradigan substratning tashqi qatlamiga rele-plyonka va himoya kino qatlami qo'shilishi mumkin (13-rasm).


O'n uchinchi rasm: polarizatsiyalashgan filmning tizimli eskizlari


25.png


LCD uchun polarizatsiyali filmning sifat ko'rsatkichlari

LCD displeyi yorqin bo'lmaganligi sababli, yorqin va oson identifikatsiyalash talablariga erishish uchun polarizatsion film aniq, yuqori o'tkazuvchanlik va yuqori optik aylanishlarga ega bo'lishi kerak. Yaqinda LCD displeyi odamlarning turmush tarzi, harbiy, yuqori texnologiyali va h.k. LCD-ning diversifikatsiyasi va chidamliligi tufayli polarizatsiya plyonkasining mustahkamligi va optik rotatsiyasi kuchaytirilishi kerak.

Bundan tashqari, tashqi ko'rinish xarakteristikasida, LCD-bo'yoqni yaxshilash bilan birga, polarizatsiya plyonkasi yuzasi silliq va yuqori darajada qayta ishlangan bo'lishi kerak. Agar u yuqori haroratli va yuqori namlik muhitida uzoq vaqt ishlatilsa, u polarizatsiya ko'rsatkichini saqlab turishi kerak va ishlatiladigan yopishqoqning barqarorligi ham muhim masalalardan biridir. Odatda polarizatsiyalashgan filmni ishlab chiqarish jarayonida bu changsiz xonada amalga oshiriladi.

1. chunki polarizatsiya filmining materiali PVA va TAC bo'lib, begona modda va erimaydigan qatronlar bo'lmasligi kerak.

2. Polarizatsiya plyonkasini laminatsiya qilish jarayonida, yopishtirish, biriktirish va qayta ishlash jarayonida begona moddalar aralashmasligi mumkin.

3. Himoya kino yoki plyonkani chiqarish kabi materiallarda hech qanday qusur topilmaydi.

4. yo'q begona jismning biriktirilishi. sirtda va tayyor mahsulotning kesilgan qismida yoki paketda topilishi mumkin.

Agar yuqoridagi shartlar qondirilsa, yuqori piksellar bilan, katta o'lchamli va yuqori aniqlikdagi polarizatsiyali filmni tuzish mumkin emas.

LCD uchun polarizatsiya filmini ishlab chiqish

(1) yodlangan polarizatsion film

PVA va yoddan tayyorlangan polarizatsiyalashgan filmlar uzoq vaqt davomida LCD bozorining katta qismini egallagan. Bugungi kunda materialning uzluksiz takomillashtirilishi va uzaytirilishi texnologiyasi polarizatsiyalangan nur va o'tkazuvchanlikning nazariy qiymatiga juda yaqin (polarizatsiya nurlari 100% va o'tkazuvchanlik 50%).

(2) bardoshli polarizatsiya filmi

Yuqori harorat, namlik, engil qarshilik va boshqa xususiyatlarga ega polarizatsiyalashgan plyonka yaratish uchun bo'yoq formulasidan foydalanib, ko'pincha avtomobillarda, kemalarda yoki samolyotda ishlatiladi. Ammo polarizatsiyaning darajasi yodga qaraganda past va uning qiymati yuqori. Hozirgi rivojlanish PVA ning kengayishi bilan ko'rinadigan yorug'lik hududida bir xil assimilyatsiyaga ega yuqori reaktsion reaktiv bo'yoq molekulalaridir. Uning polarizatsiya ko'rsatkichi yodli polarizatsiya filmi bilan taqqoslanadi, ammo narx hali yodlangan polarizatsiyalovchi filmdan yuqori.

(3) optik tovon plyonkasi

LCD mahsulotlari texnologiyasi tobora o'sib borayotganligi uchun polarizatsiya plyonkasining ranglarini, ingl. Burchakka va yorug'lik oqimiga bo'lgan talablar nisbatan yaxshilandi, shuning uchun kompensatsiya uchun barcha turdagi optik tovonli membranalar kerak bo'ladi. Masalan, (STN-LCD), suyuq kristalli molekulalarning torsiyalanishi 90 darajadan ortiq bo'lsa, polarizatsiya plyonkasida linear polarizatsiyalangan yorug'lik yordamida rang berish hodisasi bo'ladi va eritma o'zgarishlar fazasi farqli kino qo'shiladi.

 


sirt ishlash

Yuzaki ishlash polarizatsiya plyonkasining optik va mexanik xususiyatlarini oshirishi mumkin. Bugungi kunda, LCDni diversifikatsiya qilish talablarini qondirish uchun bozorda sotuvga qo'yilgan polarizatsiya filmi sotilgan.

1. aks ta'sirini (AR) davolash

Nur polarizatsiya plyonkasi yuzasidan o'tib bo'lganda, aks ettirishning yo'qolishining taxminan 5% ni tashkil etadi. Yorqinlik va yoritilgan yorug'likning yo'qotilishi tufayli LCD identifikatori kamayadi. Yaxshilash usuli polarizatsiya plyonkasi yuzasida metall kino qatlami bug'lanishiga, yorug'likning shovqin printsipi yordamida ko'zgu qiymatini kamaytirishga va shaffoflikni 1% dan pastga tushirishga olib keladi.

(2) porlashni (AG) davolash

Nurning ortiqcha konsentratsiyasini oldini olish uchun polarizatsiya plyonkasi yuzasi konkavli konveks shaklga aylanadi va nur parlamashning ta'siriga erishish uchun yorug'likka teng ravishda tarqaladi.

EXHT davolash usuli bilan, uning yuzasi qalin 3H qattiqligining chizishga ko'proq chidamli bo'lishi mumkin va yuqori tuman yuqori sifatli mahsulotlar uchun mos keladi (12,1 gacha), asosan, LCD-ning kuchli yoritgich manbasi tufayli. UXGA (1600 x 1200) kabi keng qamrovli talablarga javob beradigan LCD dispozitsion talablarni batafsil ko'rib chiqish uchun, polarizatsiya kartalarini ishlab chiqaruvchilar hozirgi vaqtda e'tibor berishni boshladilar, so'nggi paytlarda bozorni baholash uchun tegishli mahsulot bo'ladi deb hisoblaydilar.