偏光片原理及技术(之一)

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1、偏光片原理及技术深圳市深纺乐凯光电子材料有限公司2009.09.01目录一、偏振光简介二、偏光片生产技术浅析三、偏光片产业现状概述一、偏振光1、光的理解2、自然光3、光的偏振状态4、偏振光的定义5、偏振光的产生光的理解人类对光的了解依序可分成以下四个重要阶段：1.十七世纪中，牛顿的混色原理。2.十九世纪初，杨氏(ThomasYoung)的光的波动理论。3.1873年，马克斯威尔的电磁波理论。4.二十世纪初，爱因斯坦利用量子学解释了光同时具有波动及粒子两种特性。自然光普通光源发光：在垂直传播方向的平面内各个方向的光振动全有各个振动方

2、向的强度相等乱是各个振动的无规混杂光的偏振状态光矢量的振动方向总是与光的传播方向垂直的，即光矢量的横向振动状态，相对于传播方向不具有对称性，这种光矢量的振动相对于传播方向的不对称性，称为光的偏振性线偏振光也叫面偏振光偏振光完全偏振光线偏振光的图示在纸面内振动垂直纸面的振动偏振光的定义电磁波理论电场(E)、磁场(H)与电磁波进行的方向(k)当光的电场向量E的分布不均时就称之为偏极化(Polarization)这样的光就称为偏极光（偏振光）1、偏极光的理论是用波动学来解释的2、在此光仅理解为电磁波3、只考虑其电场向量E非偏振光、部分偏

3、振光和线性偏振光（当E只在一个方向振动）偏振光的产生一般而言，制造偏振光的方法是由以下三个步骤：1.制造普通非偏振光。2.分解此非偏振光为两个相互垂直的线性偏振光。3.舍弃一条偏振光，应用另一条偏振光。制造偏振光的例子使自然光通过一系列玻璃片重叠在一起的玻璃堆，并使入射角为起偏角，则透射光近似地为线偏振光。•••••1.51.51.51.01.01.01.0••••••••二、偏光片生产技术浅析偏光片的定义是一种人工膜片，对不同方向的光振动有选择吸收的性能，从而使膜片中有一个特殊的方向，当一束自然光射到膜片上时，与此方向垂直的光

4、振动分量完全被吸收，只让平行于该方向的光振动分量通过，即只允许沿某一特定方向的光通过的光学器件，叫做偏光片。这个特定的方向叫做偏光片的偏振化方向，用“”表示。特别说明：本文所述的偏光片是由高分子材料加工而成。腰横别扁担进不了城门偏光片的理解通光方向形象说明偏光片的原理形象说明偏光片的作用再看一个实验1、当偏光片光轴平行时，光通过最大；2、当偏光片光轴垂直时，光通过最小；3、当偏光片光轴夹角介于0-90°之间，光通过也介于最大与最小之间。看一个实例玻璃门反光很强带上偏光眼镜后带上偏光眼镜，并调整好观察角度偏光片的应用偏光片的起源美国

5、拍立得公司(Polaroid)创始人兰特(EdwinH.Land)于1938年所发明。灵感来源于碘掉入磺酸奎宁溶液中形成的绿色小晶体，具有特异的光学性能。最早在实验室里诞生的偏光片（1928年）兰特把碘的大颗粒晶体研磨(ballmill)成微小晶体，并使这些小晶体悬浮在液体中；将一塑料片放入上述的悬浮液中，然后再放入磁场或电场中定向；将此塑料片从悬浮液中取出，碘晶体就会附盖在塑料片的表面上；将此塑料片留在磁场或电场中，干燥后就成为偏光膜；缺点：费时、成本高和模糊不透明，没有商业价值。生产偏光片的关键因素1、碘2、高分子膜3、取向（

6、Orientation）第一个偏光片专利的诞生（美国，发明者：兰特）1、USpatent2,445,581(1943)2、一张柔软富化学活性的透明塑料板(通常用PVA)3、I2/KI的水溶液作为浸渍液4、取向5、I2的固定6、干燥偏光片的种类(1)金属偏光膜：将金、银、铁等金属盐吸附在高分子薄膜上，再加以还原，使棒状金属有起偏的能力，没有产业化。(2)碘系偏光膜：PVA与碘分子所组成，为现今生产偏光膜最主要的方法。信赖性最高可满足60℃/90%RH×500h；80℃×500h的要求。(3)染料系偏光膜：将具有二色性的有机染料吸着

7、在PVA上，并加以延伸定向，使之具有偏光性能。信赖性最高可满足90℃/95%RH×500h；105℃×500h的要求。(4)聚乙烯偏光膜：用酸为触媒，将PVA脱水，使PVA分子中含一定量乙烯结构，再加以延伸定向，使之具有偏光性能。TN、STN、TFT偏光片这是按照LCD显示方式而分类的TN(TwistedNematic):扭曲向列显示类型STN(SupperTwistedNematic):超扭曲向列显示类型TFT(ThinFilmTransistor):薄膜晶体管显示类型偏光片的工作原理TN型扭曲向列液晶显示器件（TN-LCD）

8、（1971年～1984年）TN-LCD的特点1、最常见的一种液晶显示器件2、结构简单，易于制造3、耗电量极低4、1971年由瑞士人发明,生产技术在日本迅速发展成熟，在1979～1984年间，其产量年均增长38%,成本年递减18%，销售额年增长12%