فیلتر قطبی کننده یکی از مؤلفه های اصلی در فناوری نمایشگر LCD TFT - است که به طور مستقیم بر معیارهای کلیدی عملکرد مانند نسبت کنتراست ، تولید مثل رنگ و زاویه مشاهده تأثیر می گذارد. درک جامع از این فناوری مستلزم بررسی اصول اساسی نمایشگرهای کریستالی مایع ، همراه با تجزیه و تحلیل دقیق از مکانیسم کار و ویژگی های کاربردی فیلترهای قطبی است.
فناوری صفحه نمایش کریستال مایع به مدولاسیون قطبش نور توسط مولکولهای کریستالی مایع متکی است. در TFT - LCDS ، نور طبیعی از واحد نور پس زمینه ابتدا از طریق یک فیلتر قطبی اولیه عبور می کند و در یک جهت خاص به صورت خطی قطبی می شود. این نور قطبی سپس لایه کریستال مایع را طی می کند ، جایی که جهت گیری مولکول های کریستالی مایع-} کنترل شده توسط ولتاژ کاربردی- جهت قطبی شدن نور را تغییر می دهد. سرانجام ، نور از یک فیلتر قطبی دوم ، به طور معمول عمود (90 درجه) به حالت اول عبور می کند ، که شدت نور را برای تولید خروجی های مختلف خاکستری یا رنگ تعدیل می کند. این پیکربندی فیلتر Dual- سیستم نوری اساسی LCD ها را تشکیل می دهد.
ماده اصلی یک فیلتر قطبی قطبی کننده است که معمولاً از فیلم پلی وینیل الکل (PVA) ساخته می شود و با ترکیبات ید درمان می شود. فرآیند کشش زنجیره های مولکولی PVA را تراز می کند و ساختاری را ایجاد می کند که به طور انتخابی لرزش نور را در جهات خاصی جذب می کند. ترکیبات ید این جذب ناهمسانگرد را افزایش می دهد. نمایشگرهای مدرن اغلب لایه های اضافی را شامل می شوند ، مانند فیلم های عقب ماندگی فاز- و پوشش های بازتابی ضد- ، برای بهبود زاویه های مشاهده و کاهش بازتاب نور محیط به سطح قطبی ساز اعمال می شوند. ترکیبی و درمان این مواد به طور انتقادی بر پارامترهای کلیدی فیلتر قطبی ، از جمله راندمان قطبش ، انتقال و دوام تأثیر می گذارد.
از لحاظ ساختاری ، فیلترهای قطبی در TFT - LCD ها به طور معمول دارای طراحی کامپوزیت چند لایه- هستند. بیرونی ترین لایه یک پوشش سخت شده است که مقاومت در برابر خراش ها را فراهم می کند. لایه میانی فیلم عملکردی قطبی اصلی را تشکیل می دهد. و لایه پایین شامل یک چسب حساس- است که فیلتر را محکم به بستر شیشه ای پیوند می دهد. در LCD های رنگی ، فیلتر قطبی سازی نیز باید دقیقاً با آرایه فیلتر رنگ هماهنگ باشد تا از قوام نوری در پیکسل های زیر- اطمینان حاصل شود. این طراحی ساختاری دقیق ، LCD های مدرن را قادر می سازد تا نسبت های کنتراست بالا (بیش از 1000: 1) و عملکرد گسترده ای از رنگ را بدست آورند.
در برنامه های عملی ، بهینه سازی عملکرد فیلتر قطبی شامل پرداختن به چندین چالش است. ثبات حرارتی یک نگرانی اساسی است ، زیرا تفاوت در ضرایب انبساط حرارتی بین فیلم های PVA و بسترهای شیشه ای می تواند منجر به لایه لایه شدن یا عملکرد نوری تخریب شده تحت تغییرات دما شود. تولید کنندگان غالباً از طریق فرمولاسیون چسب بهبود یافته و ترکیب لایه های بافر ، این مسائل را کاهش می دهند. چالش دیگر دوام است: قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در معرض نور شدید و درجه حرارت بالا می تواند باعث تخریب ترکیبات ید و در نتیجه کاهش کارایی قطبش شود.
اگرچه فیلتر قطبی کننده تنها یکی از بسیاری از مؤلفه های موجود در TFT- LCD است ، پیچیدگی فنی و اهمیت صنعتی آن قابل توجه است. تکامل فیلترهای قطبی - از اصول اساسی تا برش-} نوآوری های لبه ، و از علم مواد تا فرآیندهای تولید- ماهیت بین رشته ای و بسیار یکپارچه فناوری نمایش را برجسته می کند. از آنجا که تقاضا برای تجربیات بصری پیشرفته همچنان رو به رشد است ، این مؤلفه نوری به ظاهر ساده همچنان نقش مهمی در پیشبرد فناوری نمایش به سمت کیفیت تصویر بالاتر ، بهبود بهره وری انرژی و کاربردهای گسترده تر خواهد داشت.