一, La base technique de la direction du film polarisant : lumière polarisée et mécanisme de gradation des cristaux liquides
1. Propriétés physiques de la lumière polarisée
La lumière naturelle contient des composants de vibrations électriques dans diverses directions, tandis que les polariseurs ne laissent passer que la lumière provenant d'une seule direction en absorbant ou en bloquant les vibrations électriques dans des directions spécifiques. Par exemple, si la direction de l'axe de transmission d'un polariseur est horizontale (axe X-), la vibration électrique dans la direction verticale (axe Y-) sera complètement bloquée, formant une lumière polarisée linéairement. Cette caractéristique est à la base de l'écran LCD - qui permet d'obtenir un contraste entre la luminosité et l'obscurité en contrôlant le passage de la lumière polarisée.
2. Principe de gradation des molécules de cristaux liquides
L'unité d'affichage de l'écran LCD à code cassé est composée de deux films polarisants en haut et en bas et d'une couche de cristaux liquides au milieu. Le film polarisant convertit la lumière naturelle émise par le rétroéclairage en lumière polarisée linéairement, et les molécules de cristaux liquides se tordent sous l'action d'un champ électrique, modifiant ainsi la direction de polarisation de la lumière incidente. Si la direction de polarisation torsadée correspond à l'axe de transmission du polariseur supérieur, la lumière qui le traverse apparaîtra brillante ; Sinon, il sera bloqué et affiché comme sombre. Par exemple, dans un écran LCD de type TN, lorsqu'elles ne sont pas alimentées, les molécules de cristaux liquides se tordent de 90 degrés, provoquant une rotation de 90 degrés de la direction de polarisation et une correspondance avec le polariseur supérieur pour former un état brillant ; Après avoir été chargées, les molécules de cristaux liquides sont disposées en parallèle et la direction de polarisation reste inchangée, mais elles sont bloquées par le polariseur supérieur pour former un état sombre.
3. Paramètres clés de la direction du polariseur
Lors de la sélection de la direction du polariseur, il convient de prêter attention aux paramètres suivants :
Angle de l'axe de transmission : généralement basé sur 0 degré (horizontal) ou 90 degrés (vertical), les axes de transmission des films polarisants supérieur et inférieur doivent se croiser verticalement (le film polarisant suivant est à 0 degré et le film polarisant supérieur est à 90 degrés).
Efficacité de polarisation : l'efficacité de polarisation des polariseurs de haute-qualité peut atteindre 99,9 %, bloquant efficacement la lumière non transmissive et améliorant le contraste.
Transmission : La transmission d'un seul polariseur est généralement de 42 % à 45 %, tandis que la transmission d'une combinaison de deux films polarisants est d'environ 18 % à 20 %, ce qui affecte directement la luminosité de l'écran.
2, La logique de sélection de la direction du polariseur : conception basée sur des scénarios d'application
1. Les exigences de perspective déterminent la configuration de la direction
L'angle de vision de l'écran LCD à code cassé est nommé dans le sens des aiguilles d'une montre (par exemple, angle de vision de 6h00, angle de vision de 12h00), et sa sélection de direction doit correspondre au scénario d'utilisation de l'appareil :
Perspective 6h00 : convient aux scénarios dans lesquels l'appareil est placé à plat ou portable (comme les calculatrices, les télécommandes). À ce stade, l'axe de transmission du polariseur inférieur est de 0 degré et celui du polariseur supérieur est de 90 degrés. La direction d'observation optimale est de 60 degrés vers le bas par rapport à la direction normale de l'écran (c'est-à-dire la direction de 6 heures).
Perspective 12h00 : convient aux scénarios dans lesquels l'appareil est installé sous la ligne de vue de l'œil humain (tels que les tableaux de bord de voiture, les écrans d'étage d'ascenseur). L'axe de transmission du polariseur inférieur est de 90 degrés et celui du polariseur supérieur est de 0 degré. La direction d'observation optimale est de 60 degrés vers le haut par rapport à la direction normale de l'écran (c'est-à-dire la direction de 12 heures).
Perspective 9h00 : convient aux scènes où l'appareil est situé sur le côté droit de l'œil humain (comme les écrans de commande du centre automobile, les panneaux de commande industriels). L'axe de transmission du polariseur inférieur est de 45 degrés et celui du polariseur supérieur est de 135 degrés. La direction d'observation optimale est de 60 degrés à droite de la direction normale de l'écran (c'est-à-dire la direction de 9 heures).
Cas : Un certain tableau de bord de voiture est conçu avec un angle de vision de 12h00, avec un axe de transmission du polariseur inférieur de 90 degrés et un axe de transmission du polariseur supérieur de 0 degré. Lorsque le conducteur lève les yeux vers le tableau de bord, la lumière entre dans une direction proche de la normale et la direction de polarisation correspond au polariseur supérieur, ce qui donne un affichage clair ; S'il utilise une perspective de 6 heures, le conducteur doit baisser la tête pour observer, car une augmentation de l'angle d'incidence de la lumière entraîne une diminution du contraste.
2. Le mode d'affichage affecte la sélection de la direction
Les modes d'affichage des LCD avec des codes cassés (tels que TN, STN, FSTN) ont des exigences spécifiques concernant la direction du polariseur :
Mode TN : les axes de transmission des films polarisants supérieur et inférieur se croisent verticalement (0 degré/90 degrés), affichant un fond jaune vert et des caractères bleus. En cas de rotation de 90 degrés (90 degrés/0 degré), il affichera un fond bleu et des caractères jaunes.
Mode STN : l'angle de torsion de l'écran LCD est de 180 degrés à 270 degrés, avec un contraste plus élevé et un angle de vision plus large. Habituellement, le mode gris (polariseur violet) ou le mode bleu (mode gris pivoté à 90 degrés) est utilisé pour afficher la couleur de fond grise, les caractères bleus ou la couleur de fond bleue, les caractères gris.
Mode FSTN : ajout d'un film de compensation sur la base de STN pour éliminer l'effet de biréfringence et obtenir un affichage en noir et blanc. Les axes de transmission des films polarisants supérieur et inférieur se croisent verticalement, affichant un fond blanc et des caractères noirs, adaptés aux scénarios de demande à contraste élevé tels que les équipements médicaux et les instruments de précision.
Cas : Un certain contrôleur de température industriel adopte le mode FSTN, avec un axe de transmission de 0 degré pour le polariseur inférieur et de 90 degrés pour le polariseur supérieur. Le film de compensation optimise la luminosité et le changement de couleur lorsqu'on le regarde de côté. Dans des environnements à forte luminosité, l'écran peut toujours maintenir un contraste élevé, garantissant que l'opérateur peut lire clairement les valeurs.
3. Conception de la direction d'optimisation pour les conditions d'éclairage environnementales
Les conditions de lumière ambiante sont une considération importante pour la sélection de la direction des polariseurs :
LCD émetteur : adapté aux environnements sombres (tels que les instruments utilisés la nuit), nécessitant un module de rétroéclairage. Le polariseur inférieur adopte une conception transmissive avec une transmission allant jusqu'à 45 %, tandis que le polariseur supérieur se croise à 0 degré/90 degrés pour garantir une luminosité maximale du rétroéclairage.
LCD réfléchissant : convient aux environnements à forte luminosité (tels que les instruments extérieurs), aucun rétroéclairage requis. Le film polarisant adopte une conception réfléchissante, avec un miroir à réflexion diffuse recouvrant la surface, et affiche des images en utilisant la lumière ambiante. La direction de l'axe de transmission doit être optimisée en fonction de l'angle d'observation (par exemple pour s'adapter aux scènes de soleil direct à 12h00).
Écran LCD translucide et réfléchissant : équilibrant les environnements sombres et à forte lumière, le polariseur inférieur utilise des matériaux semi-transparents et semi-réfléchissants avec une transmission de la lumière d'environ 20 % à 30 %. La conception directionnelle doit équilibrer la transmission du rétroéclairage et la réflexion de la lumière ambiante (par exemple en utilisant un angle de vision de 6h00 pour s'adapter aux scènes de commutation intérieures et extérieures).
Boîtier : Un bracelet intelligent adopte un écran LCD réfléchissant avec un axe de transmission de 0 degré pour le polariseur inférieur et de 90 degrés pour le polariseur supérieur. Dans les environnements intérieurs faiblement éclairés, le rétroéclairage est activé avec une transmission de 25 % pour garantir un affichage clair ; Dans les environnements extérieurs à forte luminosité, le rétroéclairage est éteint et le réflecteur diffus utilise la lumière ambiante pour afficher l'heure, avec un angle de vision de 120 degrés.
3, Pratique de l'industrie : cas typiques de sélection de la direction d'un film polarisant
1. Tableau de bord automobile : perspective 12h00 et mode FSTN
Un certain constructeur automobile adopte une perspective 12h00 et le mode FSTN dans la conception du tableau de bord :
Configuration de la direction : l'axe de transmission du polariseur inférieur est de 90 degrés, l'axe de transmission du polariseur supérieur est de 0 degré et le film de compensation optimise l'effet de vue latérale.
Effet : Lorsque le conducteur lève les yeux vers le tableau de bord, la lumière entre dans une direction proche de la normale, avec un rapport de contraste de 500:1 ; Sous un angle de vue latéral (± 60 degrés), le rapport de contraste reste supérieur à 200:1 pour garantir une lecture claire des données dans différentes positions assises.
Optimisation des coûts : en personnalisant les tailles des polariseurs (réduisant le gaspillage de déchets) et en achetant en gros, le coût d'un seul polariseur est réduit de 15 %.
2. Équipement médical : contraste élevé et conception antireflet
Un certain moniteur médical adopte le mode STN et un polariseur antireflet :
Configuration de la direction : l'axe de transmission du polariseur inférieur est de 0 degré, l'axe de transmission du polariseur supérieur est de 90 degrés et la surface est recouverte d'un revêtement AG (anti-éblouissant).
Effet : dans des environnements à forte luminosité (tels que les lumières sans ombre des salles d'opération), le revêtement AG disperse la lumière ambiante et réduit les interférences de réflexion ; Le rapport de contraste élevé (800:1) du mode STN garantit un affichage clair de la forme d'onde et réduit le taux d'erreur de lecture de 30 %.
Fiabilité : les polariseurs ont réussi le test de température de -40 degrés à 85 degrés et sont adaptables aux changements de température extrêmes dans la salle d'opération.
3. Electronique grand public : conception ultra fine et optimisation de la vue large
Certaines montres intelligentes sont dotées d'un écran LCD à code brisé ultra fin et d'un polariseur à grand angle de vision :
Configuration de la direction : l'axe de transmission du polariseur inférieur est de 45 degrés et l'axe de transmission du polariseur supérieur est de 135 degrés, combiné à la technologie IPS (alignement horizontal des molécules de cristaux liquides).
Effet : l'angle de vision atteint 160 degrés (gauche/droite/haut/bas), et il peut maintenir une luminosité de 80 % même lorsqu'il est incliné à 45 degrés ; L'épaisseur du polariseur n'est que de 0,1 mm, ce qui permet de réduire l'épaisseur globale de la machine à 9,8 mm.
Contrôle de la consommation d'énergie : la conception réfléchissante réduit la consommation d'énergie du rétroéclairage de 50 % et prolonge la durée de vie de la batterie à charge unique jusqu'à 15 jours.
