一, De technische basis van polariserende filmrichting: gepolariseerd licht en dimmechanisme met vloeibare kristallen
1. Fysische eigenschappen van gepolariseerd licht
Natuurlijk licht bevat elektrische trillingscomponenten in verschillende richtingen, terwijl polarisatoren alleen licht uit één richting doorlaten door elektrische trillingen in specifieke richtingen te absorberen of te blokkeren. Als de transmissie-asrichting van een polarisator bijvoorbeeld horizontaal is (X--as), wordt de elektrische trilling in de verticale richting (Y--as) volledig geblokkeerd, waardoor lineair gepolariseerd licht ontstaat. Dit kenmerk vormt de basis van een LCD-scherm - dat contrast tussen helderheid en duisternis bereikt door de doorgang van gepolariseerd licht te regelen.
2. Dimprincipe van vloeibare kristalmoleculen
De weergave-eenheid van het LCD-scherm met gebroken code bestaat uit twee polariserende films aan de boven- en onderkant, en een laag vloeibaar kristal in het midden. De polariserende film zet het natuurlijke licht dat door de achtergrondverlichting wordt uitgezonden, om in lineair gepolariseerd licht, en de vloeibare kristalmoleculen draaien onder invloed van een elektrisch veld, waardoor de polarisatierichting van het invallende licht verandert. Als de gedraaide polarisatierichting overeenkomt met de transmissie-as van de bovenste polarisator, zal het passerende licht helder lijken; Anders wordt het geblokkeerd en als donker weergegeven. In LCD's van het TN-type draaien de vloeibare kristalmoleculen bijvoorbeeld 90 graden wanneer ze niet worden gevoed, waardoor de polarisatierichting 90 graden draait en overeenkomt met de bovenste polarisator om een heldere toestand te vormen; Nadat ze zijn opgeladen, worden de vloeibare kristalmoleculen parallel gerangschikt en blijft de polarisatierichting onveranderd, maar worden ze geblokkeerd door de bovenste polarisator om een donkere toestand te vormen.
3. Belangrijkste parameters van de richting van de polarisator
Bij de selectie van de richting van de polarisator moet op de volgende parameters worden gelet:
Transmissie-ashoek: Meestal gebaseerd op 0 graden (horizontaal) of 90 graden (verticaal), moeten de transmissie-assen van de bovenste en onderste polariserende films elkaar verticaal kruisen (de volgende polariserende film is 0 graden en de bovenste polariserende film is 90 graden).
Polarisatie-efficiëntie: De polarisatie-efficiëntie van polarisatoren van hoge- kwaliteit kan 99,9% bereiken, waardoor niet-doorlatend licht effectief wordt geblokkeerd en het contrast wordt verbeterd.
Doorlaatbaarheid: De doorlaatbaarheid van een enkele polarisator is gewoonlijk 42% -45%, terwijl de doorlaatbaarheid van een combinatie van twee polariserende films ongeveer 18% -20% is, wat de helderheid van het scherm rechtstreeks beïnvloedt.
2, De selectielogica van de richting van de polarisator: toepassingsscenario-gestuurd ontwerp
1. Perspectiefvereisten bepalen de richtingconfiguratie
De kijkhoek van het LCD-scherm met defecte code wordt met de klok mee genoemd (zoals kijkhoek 6:00, kijkhoek 12:00), en de richtingsselectie moet overeenkomen met het gebruiksscenario van het apparaat:
6: 00-perspectief: geschikt voor scenario's waarbij het apparaat plat of in de hand wordt geplaatst (zoals rekenmachines, afstandsbedieningen). Op dit punt is de transmissie-as van de onderste polarisator 0 graden en die van de bovenste polarisator 90 graden. De optimale observatierichting is 60 graden naar beneden ten opzichte van de normale richting van het scherm (dwz de 6-uur-richting).
12: 00-perspectief: geschikt voor scenario's waarbij het apparaat onder de gezichtslijn van het menselijk oog wordt geïnstalleerd (zoals autodashboards, displays op de liftvloer). De transmissie-as van de onderste polarisator is 90 graden en die van de bovenste polarisator is 0 graden. De optimale observatierichting is 60 graden naar boven ten opzichte van de normale richting van het scherm (dwz de 12-uur-richting).
9: 00-perspectief: Geschikt voor scènes waarbij het apparaat zich aan de rechterkant van het menselijk oog bevindt (zoals bedieningsschermen in autocentra, industriële bedieningspanelen). De transmissie-as van de onderste polarisator is 45 graden en die van de bovenste polarisator is 135 graden. De optimale observatierichting is 60 graden rechts van de normale schermrichting (dwz de 9-uur-richting).
Geval: Een bepaald autodashboard is ontworpen met een kijkhoek van 12.00 uur, met een transmissie-as van de onderste polarisator van 90 graden en een transmissie-as van de bovenste polarisator van 0 graden. Wanneer de bestuurder naar het instrumentenpaneel kijkt, komt het licht binnen in een richting die dicht bij de normaal ligt, en komt de polarisatierichting overeen met de bovenste polarisator, wat resulteert in een duidelijke weergave; Als u een perspectief van 6:00 uur gebruikt, moet de bestuurder zijn hoofd laten zakken om te kunnen observeren, omdat een toename van de invalshoek van het licht tot een afname van het contrast leidt.
2. Weergavemodus beïnvloedt richtingskeuze
De weergavemodi van LCD met gebroken codes (zoals TN, STN, FSTN) hebben specifieke vereisten voor de richting van de polarisator:
TN-modus: De transmissie-assen van de bovenste en onderste polariserende films snijden elkaar verticaal (0 graden /90 graden), waarbij een geelgroene achtergrond en blauwe karakters worden weergegeven. Als het 90 graden wordt gedraaid (90 graden /0 graden), worden er een blauwe achtergrond en gele tekens weergegeven.
STN-modus: de LCD-draaihoek is 180 graden -270 graden, met een hoger contrast en een bredere kijkhoek. Meestal wordt de grijze modus (paarse polarisator) of blauwe modus (90 graden gedraaide grijze modus) gebruikt om de grijze achtergrondkleur, blauwe tekens of blauwe achtergrondkleur, grijze tekens weer te geven.
FSTN-modus: toevoeging van compensatiefilm op basis van STN om het dubbele brekingseffect te elimineren en een zwart-witweergave te bereiken. De transmissie-assen van de bovenste en onderste polariserende films kruisen elkaar verticaal en geven een witte achtergrond en zwarte karakters weer, geschikt voor scenario's met een hoog contrast, zoals medische apparatuur en precisie-instrumenten.
Voorbeeld: Een bepaalde industriële temperatuurregelaar gebruikt de FSTN-modus, met een transmissie-as van 0 graden voor de onderste polarisator en 90 graden voor de bovenste polarisator. De compensatiefilm optimaliseert de helderheid en kleurverschuiving wanneer deze vanaf de zijkant wordt bekeken. In omgevingen met veel licht kan het scherm nog steeds een hoog contrast behouden, zodat de operator de waarden duidelijk kan aflezen.
3. Ontwerp van optimalisatierichting voor omgevingslichtomstandigheden
De omgevingslichtomstandigheden zijn een belangrijke overweging bij de richtingkeuze van polarisatoren:
Zendend LCD: geschikt voor donkere omgevingen (zoals instrumenten die 's nachts worden gebruikt), waarvoor een achtergrondverlichtingsmodule nodig is. De onderste polarisator heeft een doorlatend ontwerp met een doorlaatbaarheid tot 45%, terwijl de bovenste polarisator elkaar kruist bij 0 graden/90 graden om maximale helderheid van de achtergrondverlichting te garanderen.
Reflecterend LCD-scherm: geschikt voor omgevingen met sterk licht (zoals instrumenten buitenshuis), geen achtergrondverlichting vereist. De polariserende film heeft een reflecterend ontwerp, met een diffuse reflectiespiegel die het oppervlak bedekt, en geeft beelden weer met behulp van omgevingslicht. De richting van de transmissie-as moet worden geoptimaliseerd op basis van de observatiehoek (zoals aanpassing aan scènes met direct zonlicht om 12.00 uur).
Doorschijnend en reflecterend LCD: De lagere polarisator balanceert donkere en sterk lichtomgevingen en maakt gebruik van semi-transparante en semi-reflecterende materialen met een lichttransmissie van ongeveer 20% -30%. Het directionele ontwerp moet een balans vinden tussen de transmissie van tegenlicht en de reflectie van omgevingslicht (zoals het gebruik van een kijkhoek van 6:00 om zich aan te passen aan schakelende scènes binnen en buiten).
Behuizing: Een slimme polsband heeft een reflecterend LCD-scherm met een transmissie-as van 0 graden voor de onderste polarisator en 90 graden voor de bovenste polarisator. In binnenomgevingen met weinig licht wordt de achtergrondverlichting ingeschakeld met een doorlaatbaarheid van 25% om een heldere weergave te garanderen; In omgevingen met sterk licht buitenshuis wordt de achtergrondverlichting uitgeschakeld en gebruikt de diffuse reflector omgevingslicht om de tijd weer te geven, met een kijkhoek van 120 graden.
3, Industriepraktijk: typische gevallen van polariserende filmrichtingselectie
1. Automotive dashboard: 12:00 perspectief en FSTN-modus
Een bepaalde autofabrikant hanteert bij het ontwerpen van het dashboard een 12:00-perspectief en de FSTN-modus:
Richtingsconfiguratie: De transmissie-as van de onderste polarisator is 90 graden, de transmissie-as van de bovenste polarisator is 0 graden en de compensatiefilm optimaliseert het zijaanzichteffect.
Effect: Wanneer de bestuurder naar het instrumentenpaneel kijkt, valt het licht binnen in een richting die dicht bij de normaal ligt, met een contrastverhouding van 500:1; Bij een zijaanzichthoek (± 60 graden) blijft de contrastverhouding boven de 200:1 om een duidelijke aflezing van gegevens in verschillende zitposities te garanderen.
Kostenoptimalisatie: Door het aanpassen van de polarisatorgroottes (minder verspilling van afval) en bulkaankoop worden de kosten van een enkele polarisator met 15% verlaagd.
2. Medische apparatuur: hoog contrast en antireflecterend ontwerp
Een bepaalde medische monitor gebruikt de STN-modus en een antireflecterende polarisator:
Richtingsconfiguratie: De transmissie-as van de onderste polarisator is 0 graden, de transmissie-as van de bovenste polarisator is 90 graden en het oppervlak is bedekt met een AG-coating (antireflectie).
Effect: In omgevingen met sterk licht (zoals schaduwloze lichten in de operatiekamer) verstrooit de AG-coating het omgevingslicht en vermindert reflectie-interferentie; De hoge contrastverhouding (800:1) van de STN-modus zorgt voor een heldere golfvormweergave en vermindert het aantal leesfouten met 30%.
Betrouwbaarheid: Polarisatoren hebben de temperatuurtest van -40 graden ~85 graden doorstaan en zijn aanpasbaar aan extreme temperatuurveranderingen in de operatiekamer.
3. Consumentenelektronica: ultradun ontwerp en brede kijkoptimalisatie
Een bepaalde smartwatch maakt gebruik van een ultra-dunne LCD met gebroken code en een polarisator met brede kijkhoek:
Richtingsconfiguratie: De transmissie-as van de onderste polarisator is 45 graden en de transmissie-as van de bovenste polarisator is 135 graden, gecombineerd met IPS-technologie (horizontale uitlijning van vloeibare kristalmoleculen).
Effect: De kijkhoek bereikt 160 graden (links/rechts/omhoog/omlaag) en kan een helderheid van 80% behouden, zelfs als deze 45 graden wordt gekanteld; De dikte van de polarisator is slechts 0,1 mm, waardoor de totale dikte van de machine wordt teruggebracht tot 9,8 mm.
Beheer van energieverbruik: het reflecterende ontwerp vermindert het energieverbruik van de achtergrondverlichting met 50% en verlengt de levensduur van de batterij na één keer opladen tot 15 dagen.
