info@panadisplay.com
העיקרון הבסיסי של הסרט מקטב של תצוגת גביש נוזלי

העיקרון הבסיסי של הסרט מקטב של תצוגת גביש נוזלי

Jun 29, 2018

העיקרון הבסיסי של הסרט מקטב של תצוגת גביש נוזלי


העיקרון הבסיסי של אור מקוטב ו מקטב הסרט

רוב האנשים עדיין לא מכירים את המושג "קיטוב הסרט". לכן, ראשית אנו מסבירים את התופעה ואת העיקרון הבסיסי של האור מקוטב.


אור מקוטב
ניתן לחלק את ההבנה האנושית של האור לארבעה שלבים חשובים:

1. במאה השבע עשרה, ניוטון הראשון התחיל מחקר שיטתי של האור, והוא מצא כי מה שנקרא אור לבן היה מורכב מכל אור צבע (אור צבעוני). כדי להסביר תופעה זו, יש תיאוריות רבות ושונות הנגזרות ממנה.

2. בתחילת המאה התשע עשרה, תומאס יאנג השתמש בתורת הגלים כדי להסביר את רוב תופעות האופטיקה, כגון השתקפות, שבירה ועקיפה.

במשך 3.1873 שנים, מצאו מקסוול כי גלי אור הם גלים אלקטרומגנטיים, שבהם הגלים והגלים המגנטיים הם בלתי נפרדים זה מזה, ושלושתם ניצבים לשדה (E), השדה המגנטי (H) והכיוון של האלקטרומגנטיות גל (k).

17.png


 



4. בתחילת המאה העשרים, איינשטיין גילה כי אנרגיית האור יכולה להיות מוסברת על ידי תיאוריית החלקיקים, ואת הנגזרות תורת הקוואנטים. במילים אחרות, לאור יש שני מאפיינים של תנודות וחלקיקים בו זמנית.

מאז התיאוריה של אור מקוטב מוסבר על ידי תיאוריה גלים, הדיון מאוחר רואה את האור כמו גל אלקטרומגנטי, ועל מנת להיות קל להבנה, אנו רואים רק וקטור השדה החשמלי שלה E. E של האור לא מקוטב יכול לבוא לידי ביטוי באיור 2. בתרשים 2, קווי קרינה סימטריים רבים שווים באורך עולה כי E רוטט על המטוס של E ו- H, ואת ההזדמנות עבור רטט לכל הכיוונים שווה. כאשר ההתפלגות של E הוא לא אחיד, זה נקרא קיטוב (קיטוב), כפי שמוצג באיור 3 כמו אור מקוטב חלקית, וכאשר E רק רוטט בכיוון אחד, זה נקרא אור מקוטב לינארית (איור 4). מנקודת המבט של וקטור, כאשר וקטורים של כל הכיוונים בתרשים 2 מוקרנים על שני צירים ניצב של X ו- Y, האור לא מקטב יכול להתפרק לשני אור מקוטב ליניארי מקוטב (איור 5).

 

איור 2: אור לא פולרי

18.png

איור 3: אור מקוטב חלקי

19.png

איור 4: אור מקוטב לינארי

20.png

איור 5: אור מקוטב ליניארי ניצב זה לזה

21.png


ייצור של אור מקטב

באופן כללי, ישנם שלושה שלבים כדי ליצור את האור אוראלי.

1. לעשות רגיל לא מקוטב אור (איור 2).

2., אנחנו לפרק את האור לא מקטב לשני פולאריס ליניארי ניצב זה לזה (איור 5).

3. מחק אור מקוטב ולהחיל עוד אור מקטב (איור 4).

מקטב ניתן לפרק לשני מקטב, ואת המכשיר נוטש אחד נקרא מקטב (מקטב). מקטב יכול להשתמש אפקטים אופטיים כגון ספיגה, השתקפות, שבירה, עקיפה ואפקטים אופטיים אחרים לייצר אור מקטב.

בדרך כלל, ישנם מספר סוגים של מקטבים נפוץ:

(1) סוג השתקפות

כאשר האור מוטה על משטח הזכוכית, האור המשתקף יהיה מקוטב חלקית. באמצעות אפקט השתקפות מתמשכת של זכוכית multilayer, האור לא מקטב יכול להפוך אור מקוטב לינארי.

(2) סוג גמיש מורכב

שתי חתיכות של גבישי קלציט מצטרפות, ואור האירוע מתפורר לשני אורות מקוטבים, הנקראים אור רגיל ואור יוצא דופן.

(3) שני microcrystalline כרומטי

גבישים זעירים עם שני צבעים הם adsorbed באופן קבוע על סדינים שקופים. זוהי הדרך המלאכותית הראשונה לעשות סרטים מקוטבים.

(4) שני chromaticity של פולימר

השיטה החשובה ביותר של הפקת הסרט מקטב הוא להשתמש בסרט פולימר עם transmittance טוב, כדי לכוון את המולקולות בקרום לספוג את שני צבע החומר. זה סוג של מקטב סופג קיים בצורה של הסרט או צלחת או גיליון, ולכן הוא מכונה לעתים קרובות סרט מקוטב (קיטוב הסרט) או צלחת מקטב (צלחת מקטבת או גיליון). מונח פופולרי נוסף באנגלית הוא מקטב מסנן.

מקורו של הסרט מקטב

סרט מקוטב הומצא על ידי לנט, מייסד פולארויד ב -1938 (אדווין ה 'לנד). שישים שנה מאוחר יותר, למרות הסרט מקטב עשה הרבה שיפורים מיומנויות הייצור ואת הציוד, את העקרונות הבסיסיים של התהליך ואת החומרים המשמשים הם עדיין בדיוק אותו דבר ששימש לפני שישים שנה. אז, לפני שתסביר את עיקרון התהליך של הסרט מקטב, זה מאוד עוזר להבין את התהליך של הסרט מקטב בצורה פשוטה.

כאשר רנד למד באוניברסיטת הרווארד בשנת 1926, הוא קרא מאמר שפורסם על ידי רופא בריטי, ד"ר Herapath, בשנת 1852. הוא ציין כי סטודנט ד"ר Herapath, מר פלפס, בטעות ירד יוד לתוך הפתרון של דיפרפט של כינין , והוא מצא כי היו הרבה גבישים ירוקים קטנים המיוצרים מיד. הגביש הוא שנצפה מתחת למיקרוסקופ והוא נמצא כפי שמוצג בתרשים הבא: כאשר שני שלבי הקריסטל חופפים, את המעבר של האור משתנה עם זווית של צומת קריסטל. כאשר הם בניצב זה לזה, האור נספג לחלוטין (איור 6); האור יכול להיות חדיר לחלוטין כאשר מקבילים זה לזה (איור 7).

איור 6: האור נספג במלואו


22.png

איור 7: האור יכול להיות חדיר לחלוטין

23.png


הגבישים של תרכובות יוד אלה הם קטנים מאוד, ולכן היא מוגבלת מאוד ביישומים מעשיים. נדרשו לד"ר הרפאט כמעט עשר שנים כדי ללמוד כיצד ליצור גבישים מקוטבים גדולים יותר, אך הוא לא הצליח. לכן, רנד סבור שהכביש הזה אינו אפשרי, ולכן הוא מאמץ את הדרכים הבאות:

(ראנד) lapping גדול גבישים גרגרי (טחנת הכדור) לתוך גבישים זעירים והשעיית אלה גבישים קטנים בנוזל.
גיליון פלסטיק ממוקם על ההשעיה ולאחר מכן מיקומו בשדה מגנטי או שדה חשמלי.

על ידי הסרת סדין פלסטיק מן ההשעיה, גביש מקטב יהיה מחובר על פני השטח של הסדין הפלסטיק.

על ידי השארת הסרט פלסטיק בשדה מגנטי או שדה חשמלי, הוא הופך סרט מקוטב לאחר ייבוש.

השיטה של רנד היא לארגן גבישים רבים מקטבים קטנים בסידור קבוע, שהוא שווה לגביש מקוטב גדול. בשנת 1928, הוא עשה את הסרט הראשון מקטב ואת הסרט J בהצלחה. החסרונות של שיטה זו הם זמן רב, עלות גבוהה מטושטשת אטומה. אבל ראנד מצא כמה גורמים חשובים בהפיכת סרטים מקוטבים: (1) יוד (2) פולימר (3) אוריינטציה (כיוון). לאחר מחקר ושיפור מתמשך, המציא ראנד את שיטת הייצור שעדיין בשימוש ב -1938, ועיקרון היסוד שלה יידון בחלק הבא.

עקרון העבודה של הסרט מקטב

הסרט המקוטב הנפוץ ביותר הוא הסרט H שהומצא על ידי ראנד בשנת 1938. השיטה היא כדלקמן: ראשית, רכה, כימית צלחת פלסטיק שקוף פעיל (בדרך כלל PVA) הוא ספוג בתמיסה מימית של I2 / KI. בתוך כמה שניות, הרבה יונים iodide מתפזר לתוך השכבה הפנימית של PVA. לאחר קצת חום, הוא נמתח ידנית או מכנית עד כמה פעמים אורך PVA. אורך הצלחת הופך צר ורזה באותו זמן, ואת מולקולת PVA מופץ באופן אקראי בכל זווית. לאחר המתח הוא מסובב בהדרגה לכיוון הכוח. יודי יוד המצורפת PVA גם בצע את הכיוון, ויצרו שרשרת ארוכה של יונים יוד. בגלל יונים יודיד יש polarizability טוב, זה יכול לספוג את רכיב השדה החשמלי במקביל לכיוון הסדר שלה, ורק לתת את הרכיב שדה חשמלי בכיוון אנכי לעבור את השדה החשמלי. לפי עיקרון זה, הסרט מקטב יכול להתבצע (איור 8).

24.png


סוג ופיתוח של הסרט מקטב
סוגים של סרטים מקוטבים בשימוש היום

הסרט מקטב יש מגוון רחב של יישומים. זה יכול לשמש לא רק LCD כמו חומר מקטב, אלא גם במראה המסנן של משקפי שמש, משקפי מגן בוהק, ציוד צילום, פנסי מכוניות נגד טיפול בוהק ואת הרגולטור כמות אור, מיקרוסקופ מקטב אחרים משקפיים רפואיים מיוחדים. על מנת לענות על הדרישות של משקל קל וקל לשימוש, הבחירה של הסרט מקטב מבוססת בעיקר על סוג צבע פולימר שני. זה סוג של חומר מקטב יש ארבעה סוגים:

(1) סרט קיטוב מתכת

מלחי מתכת כגון זהב, כסף וברזל הם adsorbed על הסרט פולימר ולאחר מכן מופחת להפוך את מוט כמו מוטה מתכת. זה עכשיו לא מיוצר על ידי שיטה זו.

(2) סרט מקוטב iodized

PVA ומולקולות יוד מהווים את הדרך החשובה ביותר לייצר סרט מקוטב בימינו.

(3) מקטב הסרט של מערכת צבע

צבעים אורגניים עם שני צבעים היו adsorbed על PVA ולאחר מכן המורחבת כדי לכוון אותם, כך שהם היו סיבוב חלקי נכסים.
(4) סרט פוליאטני קיטוב

באמצעות חומצה כזרז, PVA מיובש, כך מולקולות PVA להכיל כמות מסוימת של מבנה אתילן, ולאחר מכן המורחבת כדי לכוון, כך שיש לו תכונות סיבוב חלקי.

המבנה של הסרט מקטב

לאחר הארכת קרום הפולימר, תכונות מכניות בדרך כלל ירידה ולהפוך שביר. לכן, לאחר שהמטריצה המקטבבת (PVA) מורחבת, מצע שקוף המורכב משלושה אצטט (TAC) מחובר לשני הצדדים. מצד אחד, המצע יכול להיות מוגן. מצד אחד, retracting של הממברנה ניתן למנוע. בנוסף, שכבת הסרט שחרור הסרט מגן ניתן להוסיף את השכבה החיצונית של המצע כדי להקל מליטה עם תא גביש נוזלי (איור 13).


איור 13: סקיצה מבנית של סרט מקוטב


25.png


מאפייני איכות של קיטוב הסרט עבור LCD

כי התצוגה של LCD הוא לא זוהר, על מנת להשיג את דרישות זיהוי בהיר וקל, הסרט מקטב צריך להיות ברור, העברה גבוהה סיבוב אופטי גבוה. לאחרונה, השימוש LCD הוא יותר ויותר נרחב, כגון פרנסה של אנשים, צבא, היי טק וכן הלאה. בשל גיוון ועמידות של LCD, עמידות וסיבוב אופטי של הסרט מקטב צריך להתחזק.

בנוסף, מאפייני המראה, עם שיפור של הציור LCD, את פני השטח של הסרט מקטב חייב להיות חלק מעודן מאוד. אם נעשה בו שימוש בטמפרטורה גבוהה ובלחות גבוהה במשך זמן רב, הוא חייב לשמור על הביצועים מקטב, והיציבות של דבק בשימוש הוא גם אחד הנקודות העיקריות. בדרך כלל בתהליך הייצור של הסרט מקטב, זה נעשה בחדר ללא אבק.

1. בגלל החומר של הסרט מקטב הוא PVA ו TAC, לא צריך להיות שום חומר זר שרף בלתי פתור.

2. במהלך תהליך למינציה של הסרט מקטב, שום חומר זר יכול להיות מעורב בתהליך של הדבקה, מליטה ועיבוד.

3. אין פגמים ניתן למצוא בחומר כגון מגן הסרט או שחרור הסרט.

4. לא החזקה של גוף זר. ניתן למצוא על פני השטח לחתוך קטע של המוצר המוגמר או על החבילה.

אם התנאים הנ"ל לא יכול להיות מרוצה, הסרט מקטב עם רזולוציה גבוהה, גודל גדול דיוק גבוהה לא יכול להיעשות.

פיתוח של קיטוב הסרט עבור LCD

(1) סרט קיטוב iodized

סרטים מקוטבים עשויים PVA ו יוד יש זמן רב נתפס חלק גדול של השוק LCD. כיום, השיפור המתמשך של חומר וטכנולוגיה הרחבה הוא קרוב מאוד לערך התיאורטי של אור מקוטב ו transmittance (אור מקוטב 100% ו transmittance 50%).

(2) עמיד הסרט מקטב

באמצעות נוסחה לצבוע לעשות סרט מקטב עם טמפרטורה גבוהה, לחות, עמידות אור ומאפיינים אחרים, המשמש בעיקר כלי רכב, אוניות או מטוסים LCD. אבל שיעור מקוטב נמוך יותר מזה של יוד ומחירה גבוה. הפיתוח הנוכחי הוא מולקולה צבע מולקולה תגובתי גבוהה עם קליטה אחידה באזור האור הנראה על ידי הרחבה של PVA. הביצועים הקיטוב שלה דומה לזה של הסרט מבוסס קיטוב יוד, אבל המחיר הוא עדיין גבוה יותר מזה של הסרט מקוטב iodized.

(3) סרט פיצוי אופטי

כמו הטכנולוגיה של מוצרי LCD מתקדמת יותר ויותר, הדרישות של צביעה, זווית חזותית, ואת דליפת האור של הסרט מקטב הם השתפרו יחסית, ולכן כל מיני ממברנות פיצוי אופטי נדרשים כדי לפצות. לדוגמה, (STN-LCD) כי פיתול של מולקולת הגביש הנוזלי הוא יותר מ -90 מעלות, תהיה תופעת צביעה בסרט מקטב באמצעות האור מקוטב לינארי, והפתרון הוא להוסיף שלב השלב ההבדל הסרט.

 


טיפול שטח

עיבוד פני השטח יכול להגדיל את התכונות האופטיות והמיכון של הסרט מקטב. כיום, על מנת לעמוד בדרישות של גיוון LCD, הסרט מקטב עם פונקציה המתחם נמכרה בשוק.

1. טיפול נגד השתקפות (AR)

כאשר האור עובר דרך פני השטח של הסרט מקטב, יהיו כ 5% של אובדן ההשתקפות. בשל אובדן של בהירות ואור המוחזר, זיהוי ה- LCD יופחת. שיטת השיפור היא לאדות שכבת סרט מתכת על פני השטח של הסרט מקטב, להפחית את ערך ההשתקפות באמצעות עקרון הפרעה של האור, ולהפחית את ההחזר עד 1%.

(2) טיפול בוהק (AG)

על מנת למנוע ריכוז יתר של אור, את פני השטח של הסרט מקטב נעשה צורה קמור קעור, ואת האור מתפזר באופן שווה כדי להשיג את האפקט של אנטי בוהק.

עם טיפול ב- AG, פני השטח שלו יכולים להגיע לקושי העיפרון 3H עמידות יותר לגרד, והערפל הגבוה יותר מתאים למוצרים גדולים (גדול מ -12.1 אינץ '), בעיקר בגלל מקור האור החזק של ה- LCD. של דרישות ברזולוציה LCD כגון UXGA (1600 x 1200) לעיבוד מפורט יותר של דרישות AG, קיטוב יצרני הלוח עכשיו מתחילים לשים לב לכך, מאמינים כי יהיה מוצר מקביל להערכת השוק לאחרונה.