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的人仍然對偏光膜這個名詞感到陌生而不很清楚，故在此先對偏極光的現象及基本原理稍做說明。偏極光人類對光的了解依序可分成以下四個重要階段： 1.十七世紀中，牛頓首先開始對光做有系統的研究，他發現到所謂的白光(White Light)是由所有的色光(Colored Light)混合而成。為了要解釋這個現象，就有許多不同的理論衍生出來。 2.十九世紀初，楊氏(Thomas Young)利用波動理論成功的解釋了大部分的光學現象如反射、折射和繞射等。 3.1873年，馬克斯威爾發現光波是電磁波，其中它的電波和磁波是相依相存不能分開的，電場(E)、磁場(H)與電磁波進行的方向(k)這三者是呈相互垂直的關系。 圖1 4.二十世紀初，愛因斯坦發現光的能量要用粒子學說才能解釋，因而衍生出量子學。換言之，光同時具有波動及粒子兩種特性。 因為偏極光的理論是用波動學來解釋的，所以往后的討論都將光視為電磁波，并且為了簡化易懂，我們只考慮其電場向量E。非偏極光的E可以用圖2表示，圖2中許多對稱等長的輻射線表示E在E、H所組成的平面上振動，并且在各方向振動的機會均等。當E的分布不均時就稱之為偏極化(Polarization)，如圖3所示為部份偏極光，當E只在一個方向振動時則稱之為線性偏極光(圖4)。從向量的觀點來看，當圖2中各方向的向量投影到X和Y兩個相互垂直的坐標軸上后，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步驟： 1.制造普通非偏極光(圖2)。 2.分解此非偏極光為兩個相互垂直的線性偏極光(圖5)。 3.舍棄一條偏極光，應用另一條偏極光(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、繞射等光學效應來產生偏極光。

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