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分光光度计测量光学材料不同入射角下的反射率

视觉显示器小型化和节能化的趋势带来了设备移动性的提高,促使其在日常生活应用中的快速普及。基于发光二管 (led) 和液晶显示器 (lcd) 技术的光学显示器在工业和家用域均广泛使用。掌上电脑 (pda) 及笔记本电脑之类的便携式计算机、便携式数码音乐播放器、led/lcd 台式电脑显示器和 led/lcd 电视等。在电子设备生产域,设备制造商竞相追求更小的封装尺寸(甚至仅为了减少数十微米的厚度),led/lcd 因而变得越来越薄。
显示器使用背光照明整个显示区域,通过液晶控制进入观众眼睛的发射光的时间和颜色(图 1)。背光通常采用平板或楔形的固态导光板。光源可以是冷阴荧光 (ccfl) 灯,例如我们熟知的液晶电视,或基于 led 的背光光源,例如常见的 led 电视。正是由于背光对成像质量的重要性,因而在称谓上忽略了一个事实:两种类型的电视都使用了lcd 技术控制图像显示。背光中使用的固态导光板通常由一种光透聚合材料通过注塑成型等工艺量产而成。使用反射片可提高固态导光板的光电效率。反射片置于导光板背面以更有效地利用逸出固态导光板背面或者光源的光(图 1)。导光板中使用的背光反射片需要具有高反射率,才能进行高效的光传输。光在导光板中传输需要经过多重(数十次)反射,大于 98% 的反射率是基本要求,如果每次反射过程损失超过 2%,可供利用的光便会迅速衰减殆尽。可以2采用多层光学镀膜的方式生产高反射率薄膜反射片。薄膜由非金属的多层聚合物材料组成,厚度通常小于 100 µm,能够使表面具有光学活性。光学活性材料在透射或反射过程中会使光的偏振状态发生改变。更为常见的是非光学活性材料,偏振作用通过抑制特定的偏振分量(如 s 或 p)来实现,而不是偏转它。尽管光学活性和终应用通常不具有直接的因果联系,但装配对反射片进行精确的光学表征 (qa/qc) 需要仔细考虑这些影响,以确保检测器能够记录下正确的反射率和透射率 (r% 和 t%)。
实验部分样品测量的样品约为 50 mm × 50 mm(长×宽),约为 100 µm厚(图 2)。反射面由一个半透明薄膜保护,可以在测试之轻松剥离。固定样品时要充分考虑样品的厚度和柔韧性,以确保面对入射光的表面平整。

使用 cary 7000 ums 进行测量,以如下方式论证了样品的光学活性:我们用 s 偏振可见白光以一定角度照射样品,然后通过第二个偏光器肉眼观察从样品镜面反射出的光束。将观测的偏光镜从 s 位(0 度)旋转微小角度,便观察到了大强度的反射光束。入射 s 偏振光和目视观测光的角偏置证实了样品的光学活性或旋光性。实践证明,使用分光光度法测量时,需要在检测器方安装消偏器。
关键词:显示器 电子设备
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