Phim mỏng quang học là gì
Màng mỏng quang học dùng để chỉ lớp phủ hoặc lớp phủ của một hoặc nhiều lớp màng điện môi hoặc kim loại hoặc sự kết hợp của hai loại màng này trên các thành phần quang học hoặc chất nền độc lập để thay đổi đặc tính truyền của sóng ánh sáng, bao gồm chiếu ánh sáng, phản xạ, hấp thụ , tán xạ, phân cực và thay đổi pha.
Do đó, bằng cách sử dụng một cách thích hợp, độ truyền qua và độ phản xạ của các bề mặt ở các dải bước sóng khác nhau có thể được điều chỉnh và ánh sáng với các mặt phẳng phân cực khác nhau cũng có thể có các đặc tính khác nhau.
Về cơ bản, tất cả các thiết bị màn hình tinh thể lỏng đều có thể được coi là bao gồm hai chất nền với các điện cực dẫn điện trong suốt, một lớp tinh thể lỏng được kẹp chặt, đóng gói trong một hộp phân cực, sau đó các lớp màng phân cực được gắn vào bề mặt ngoài và các mô-đun đèn nền được lắp ráp để cung cấp nguồn sáng.
Bài viết liên quan: Màn hình LCD hoạt động như thế nào?
Các màng mỏng quang học được áp dụng trong TFT-LCD có thể được chia chủ yếu thành hai loại: màng mỏng quang học mô-đun phân cực và mô-đun đèn nền.
phân cực
Hình ảnh LCD phải dựa vào ánh sáng phân cực và mô-đun LCD phải chứa hai bộ phân cực.
Có hai bản phân cực trong mô-đun LCD được gắn vào cả hai mặt của tấm nền thủy tinh.
Bộ phân cực dưới được sử dụng để chuyển chùm ánh sáng do đèn nền tạo ra thành ánh sáng phân cực và bộ phân cực trên được sử dụng để phân tích ánh sáng phân cực được điều chế bằng điện bởi tinh thể lỏng để tạo ra độ tương phản giữa sáng và tối, từ đó tạo ra màn hình hiển thị. Nếu không có bộ phân cực, mô-đun LCD không thể hiển thị hình ảnh.
Các chất phân cực bao gồm các màng nhiều lớp và chi phí nguyên liệu thô của chúng chiếm 80% tổng chi phí sản xuất.
Nguyên liệu thô chủ yếu bao gồm màng TAC (tricellulose acetate), màng PVA (rượu polyvinyl), chất kết dính nhạy áp lực, màng bảo vệ và màng nhả. TAC chiếm khoảng 50% chi phí, PVA chiếm 12%, keo nhạy áp 5-10%, màng bảo vệ và màng nhả 15%, vật liệu hóa học 5% và các chi phí khác chiếm 10%.
Công nghệ cốt lõi của máy phân cực là chuẩn bị màng TAC (tricellulose acetate) và màng PVA (rượu polyvinyl). Do ngưỡng kỹ thuật cao nên thị trường chủ yếu do một số nhà sản xuất lớn như LG Chemical, Sumitomo Chemical, Nitto Denko độc quyền.
Tuy nhiên, khi các thị trường mới nổi tiếp tục tích lũy công nghệ, mức độ tập trung vào thị trường của các nhà sản xuất Nhật Bản và Hàn Quốc đã giảm xuống. Các nhà sản xuất ở Đài Loan và Trung Quốc đại lục đã tăng dần năng lực sản xuất và thị phần của họ bắt đầu tăng dần.
Các nhà sản xuất máy phân cực toàn cầu chủ yếu tập trung ở Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan và Trung Quốc, và tỷ lệ năng lực sản xuất của Trung Quốc đại lục trong năng lực sản xuất toàn cầu đang tăng lên hàng năm.
Biểu diễn cơ bản
Các chỉ số hiệu suất cơ bản của máy phân cực chủ yếu bao gồm hiệu suất quang học, độ bền, đặc tính kết dính, hiệu suất bề ngoài và các đặc tính đặc biệt khác.
Hiệu suất quang học
Nó bao gồm ba chỉ số hiệu suất chính: độ phân cực, độ truyền ánh sáng và màu sắc. Những thứ khác cũng bao gồm hiệu suất bảo vệ tia cực tím và các chỉ số truyền ánh sáng, phản xạ toàn phần và phản xạ khuếch tán của màng bán truyền phân cực bán truyền.
Tuổi thọ:
Các chỉ số kỹ thuật bao gồm bốn mục: khả năng chịu nhiệt độ cao, nhiệt độ và độ ẩm, nhiệt độ thấp và sốc nóng và lạnh. Điều quan trọng nhất là khả năng chịu nhiệt và độ ẩm.
Hiệu suất kết dính
Các chỉ số kỹ thuật chủ yếu đề cập đến các đặc tính khác nhau của chất kết dính nhạy áp lực phân cực, thường bao gồm lực bong tróc giữa chất kết dính nhạy áp suất và chất nền thủy tinh, chất kết dính nhạy áp lực và màng bong tróc, màng bảo vệ phân cực và bộ phân cực và độ bền liên kết của chất kết dính nhạy áp lực.
Hiệu suất ngoại hình
Các chỉ số kỹ thuật chủ yếu đề cập đến độ phẳng bề mặt của sản phẩm phân cực và số lượng khuyết điểm về bề ngoài. Các chỉ số kỹ thuật này chủ yếu ảnh hưởng đến tỷ lệ sử dụng các sản phẩm phân cực trong quá trình vá.
Chức năng bổ sung
Các chức năng bổ sung của bộ phân cực bao gồm chức năng góc nhìn rộng, độ phân giải được cải thiện, độ sáng nâng cao và tiết kiệm năng lượng.
Chức năng góc nhìn rộng yêu cầu màn hình LCD có thể quan sát hình ảnh với chất lượng hình ảnh cơ bản không thay đổi trong phạm vi góc nhìn rộng hơn. Một màng bù quang học có thể được gắn vào bộ phân cực để điều chỉnh độ lệch pha do tinh thể lỏng tạo ra ở mỗi góc nhìn, từ đó cải thiện độ trung thực của Hình ảnh. Cải thiện độ phân giải màn hình chủ yếu liên quan đến việc xử lý bề mặt có mục tiêu của màng TAC, chẳng hạn như xử lý chống chói, xử lý chống trầy xước, xử lý chống phản chiếu/phản chiếu thấp, xử lý chống bẩn, v.v.
Dán phim tăng cường độ sáng lên bản phân cực hiện là phương pháp chính để tăng độ sáng của tấm nền và tiết kiệm năng lượng tiêu thụ.
Phim quang học bộ đèn nền (BLU)
Bộ đèn nền (BLU) là thành phần chính cung cấp nguồn đèn nền cho màn hình LCD.
Màn hình LCD không có đặc tính phát sáng nên phải thêm nguồn sáng vào màn hình LCD để đạt được hiệu ứng hiển thị.
Mô-đun đèn nền LCD chủ yếu bao gồm nguồn đèn nền, màng quang học, sản phẩm kết dính, sản phẩm cách nhiệt, khung nhựa, v.v.
Trong số đó, các loại phim quang học khác nhau là thành phần chính của mô-đun đèn nền, có thể chủ yếu được chia thành sáu loại theo chức năng của chúng: phim phản chiếu, phim khuếch tán, phim lăng kính thông thường, phim lăng kính đa chức năng, phim microlens, phim tăng cường phân cực phản xạ, vân vân.
Phân tích sơ bộ về chi phí của màn hình LCD cho thấy chi phí vật liệu chiếm hơn 70% tổng chi phí sản xuất LCD. Trong số chi phí vật liệu, mô-đun đèn nền chiếm 18.2%, bộ lọc màu chiếm 14.7%, bộ phân cực 9.5% và tấm nền thủy tinh 8.9%.
Phim tăng cường ánh sáng đen (BEF) và phim khuếch tán là những thành phần quan trọng của đèn nền. Tỷ lệ chi phí của BEF, phim khuếch tán và phim phản chiếu trong mô-đun đèn nền lần lượt là 32%, 7% và 2%, chiếm 41% tổng giá trị.
Phim tăng cường độ sáng (BEF)
Phim tăng cường độ sáng (BEF), còn gọi là PrismSheet, được sử dụng để cải thiện hiệu suất phát sáng của toàn bộ hệ thống đèn nền.
Khi ánh sáng phát ra từ đèn nền đi qua cấu trúc lăng kính, chỉ có ánh sáng tới trong một phạm vi góc nhất định mới có thể bị khúc xạ và phát ra. Ánh sáng còn lại bị phản xạ tới nguồn sáng qua mép lăng kính do không đáp ứng điều kiện khúc xạ và sau đó được phát lại bởi tấm phản xạ ở đáy nguồn sáng.
Ánh sáng ở đèn nền được tái chế liên tục dưới tác động của cấu trúc lăng kính. Ánh sáng ban đầu phân kỳ theo mọi hướng được kiểm soát trong phạm vi 70 độ so với bình thường sau khi đi qua tấm lăng kính, nhờ đó đạt được hiệu quả tăng cường độ sáng dọc trục.
Công nghệ cốt lõi của tấm lăng kính nằm ở công nghệ khắc hoa văn lăng kính trên con lăn.
Trong sản xuất ép đùn thấu kính, công nghệ xử lý con lăn ép đùn thấu kính ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng đúc thấu kính lăng trụ của sản phẩm. Phương pháp phổ biến trên thế giới là phủ lên con lăn thép đã qua xử lý một lớp kim loại có độ cứng thấp hơn, chẳng hạn như đồng, và sử dụng các công cụ kim cương để xử lý cấu trúc bề mặt lăng trụ mịn cần thiết.
Bề mặt của lớp này không thể đạt đến trạng thái sản xuất đùn, và một lớp niken hoặc crom cứng hơn phải được mạ trên bề mặt của cấu trúc vi mô đã qua xử lý để đáp ứng các yêu cầu quy trình của thấu kính lăng trụ chạm khắc bằng dụng cụ kim cương.
Phim khuếch tán
Chức năng chính là cung cấp nguồn sáng bề mặt đồng đều cho màn hình. Cốt lõi nằm ở công nghệ phủ chính xác. Nó có chức năng khuếch tán ánh sáng, tức là ánh sáng sẽ tán xạ trên bề mặt của nó, ánh sáng lan tỏa nhẹ nhàng và đều.
Cấu trúc cơ bản của hầu hết các màng khuếch tán là phủ các hạt loạn thị quang học lên cả hai mặt của chất nền trong suốt như PET.
Khi ánh sáng đi qua lớp khuếch tán với vật liệu nền là PET sẽ truyền qua các môi trường có chiết suất khác nhau khiến ánh sáng chịu nhiều hiện tượng khúc xạ, phản xạ, tán xạ. Ánh sáng có thể được biến đổi thành nguồn sáng bề mặt đồng đều để đạt được hiệu ứng khuếch tán quang học. Trong cấu trúc đèn nền, nó chủ yếu đóng vai trò điều chỉnh góc khuếch tán, làm tăng diện tích bức xạ ánh sáng nhưng làm giảm cường độ ánh sáng trên một đơn vị diện tích, tức là làm giảm độ sáng. Sau khi nguồn sáng phát sáng được khuếch tán bởi vật liệu khuếch tán, nó có thể trở thành nguồn sáng thứ cấp với diện tích lớn hơn, độ đồng đều tốt hơn và màu sắc ổn định.
Xu hướng cung cấp phim quang học toàn cầu
Hoạt động R&D và sản xuất vật liệu phim quang học đòi hỏi phải tích lũy và kết hợp công nghệ, tài năng, thiết bị và nguyên liệu thô.
Hiện nay, các nhà sản xuất Nhật Bản chiếm vị trí dẫn đầu trong lĩnh vực phim phân cực, các công ty Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc thống trị lĩnh vực phim quang học đèn nền, thị trường phim khuếch tán do các công ty Nhật Bản, Hàn Quốc chiếm lĩnh.
Khoảng năm 2005, bị ảnh hưởng bởi sự chuyển dịch của các ngành công nghiệp quốc tế sang Trung Quốc đại lục, lứa nhà sản xuất phim quang học đầu tiên bắt đầu xuất hiện. Hiện tại, các nhà sản xuất phim quang học địa phương có thị phần lớn nhất ở Trung Quốc đại lục chủ yếu bao gồm Vật liệu mới Shuangxing, Công nghệ Exciton Ninh Ba, KDX, Công ty TNHH Công nghệ EM Tứ Xuyên và các công ty khác.
Đối với các ứng dụng khác nhau, chúng ta cần lựa chọn sự kết hợp phù hợp giữa các lớp màng quang học để đạt được hiệu ứng hiển thị và đáp ứng các yêu cầu mong muốn, chẳng hạn như độ sáng cao , bề mặt mờ để giảm phản xạ, khả năng chịu nhiệt độ hoạt động rộng, v.v.
Tìm hiểu thêm về các chủ đề liên quan:
