液晶顯示器偏光膜的基本原理

偏極光與偏光膜的基本原理

大多數(shù)的人仍然對(duì)偏光膜這個(gè)名詞感到陌生而不很清楚，故在此先對(duì)偏極光的現(xiàn)象及基本原理稍做說明。

偏極光

人類對(duì)光的了解依序可分成以下四個(gè)重要階段：
1.十七世紀(jì)中，牛頓首先開始對(duì)光做有系統(tǒng)的研究，他發(fā)現(xiàn)到所謂的白光(White Light)是由所有的色光(Colored Light)混合而成。為了要解釋這個(gè)現(xiàn)象，就有許多不同的理論衍生出來。
2.十九世紀(jì)初，楊氏(Thomas Young)利用波動(dòng)理論成功的解釋了大部分的光學(xué)現(xiàn)象如反射、折射和繞射等。
3.1873年，馬克斯威爾發(fā)現(xiàn)光波是電磁波，其中它的電波和磁波是相依相存不能分開的，電場(chǎng)(E)、磁場(chǎng)(H)與電磁波進(jìn)行的方向(k)這三者是呈相互垂直的關(guān)系。

圖1


4.二十世紀(jì)初，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)光的能量要用粒子學(xué)說才能解釋，因而衍生出量子學(xué)。換言之，光同時(shí)具有波動(dòng)及粒子兩種特性。
因?yàn)槠珮O光的理論是用波動(dòng)學(xué)來解釋的，所以往后的討論都將光視為電磁波，并且為了簡(jiǎn)化易懂，我們只考慮其電場(chǎng)向量E。非偏極光的E可以用圖2表示，圖2中許多對(duì)稱等長(zhǎng)的輻射線表示E在E、H所組成的平面上振動(dòng)，并且在各方向振動(dòng)的機(jī)會(huì)均等。當(dāng)E的分布不均時(shí)就稱之為偏極化(Polarization)，如圖3所示為部份偏極光，當(dāng)E只在一個(gè)方向振動(dòng)時(shí)則稱之為線性偏極光(圖4)。從向量的觀點(diǎn)來看，當(dāng)圖2中各方向的向量投影到X和Y兩個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸上后，非偏極光可以分解為兩條相垂直的線性偏極光(圖5)。
圖2：非偏極光

圖3：部份偏極光


圖4：線性偏極光

圖5：相互垂直的線性偏極光



偏極光的制造

一般而言，制造偏極光的方法是由以下三個(gè)步驟：
1.制造普通非偏極光(圖2)。
2.分解此非偏極光為兩個(gè)相互垂直的線性偏極光(圖5)。
3.舍棄一條偏極光，應(yīng)用另一條偏極光(圖4)。
能將非偏極光分解為兩條偏極光，而舍棄其一的儀器稱之為起偏器(Polarizer)，起偏器可以利用如吸收、反射、折射、繞射等光學(xué)效應(yīng)來產(chǎn)生偏極光。