Поляризационная пленка на дисплей для чего
Поляризационная пленка – неотъемлемая часть современной жизни
Поляризационная пленка является одной из важных составляющих любого современного гаджета. Она пропускает только одну волну лучей в одной плоскости, ограничивая распределение светового потока. Пленку, напоминающую обычный пластик с затемнением, располагают под стеклом девайса. Матрица передает изображение, которое под ее воздействием изменяется. Если бы поляризатора не было, то человеческий глаз не смог бы разобрать картинку, и ему представилось лишь яркое белое свечение на экране.
Что такое поляризационная пленка?
Поляризационная пленка – это полимерный материал, изготавливаемый из поливинилена. Ее работа базируется на свойстве магнитных волн, при попадании их на пленку пропускается только та часть дневного света, которая параллельна оси поляризатора.
Пленка выполняет следующие функции:
ИНТЕРЕСНО! Изготавливается изделие из поливинилена с добавлением фосфорно-вольфрамовой кислоты. Во время производства оно растягивается в несколько раз и обжигается при 120-140 0 в течение 15 минут. Способ отличается простотой, экологичностью и экономичностью. Поляризационную пленку возможно заменить своими руками в домашних условиях на любых бытовых приборах или технике.
Где применяется
Поляризационное стекло применяется в оптике. Такие очки защищают глаза от вредного ультрафиолетового излучения и слепящих солнечных бликов. Уникальные свойства изделия обусловлены жидкокристаллической пленкой, которая размещена между стеклом и пластиком. Она рассеивает УФ свет, который препятствует обзору.
Пленку-поляризатор также используют в различных областях производства:
Если скрестить несколько изделий, то они смогут быть фильтрами с изменяемой прозрачностью. Они способны во много раз понизить яркость световых лучей. По сравнению с призмами, обладают большим обзором и высоким качеством.
Виды поляризационной пленки
Существует три основных вида поляризующей пленки. Зависит это от используемых при изготовлении компонентов:
Решетки могут также различаться в зависимости от способа поляризации:
Универсальная поляризационная пленка является важным предметом для здоровья и безопасности человека. Сфера применения в современном мире изделия поистине широка. Его используют не только в передовых электронных технологиях, но для обеспечения защиты глаз от воздействия прямых солнечных лучей и яркого света. Чтобы отличить поляризатор от обычного пластика, нужно знать о конструктивных особенностях материала и критериях качества.
Посмотрите видео про замену поляризационной пленки на телефоне Samsung своими руками:
Что такое поляризационная пленка
Я думаю, что многие из вас слышали про поляризационную пленку, но не все знают, что это такое? В этой статье я постараюсь вам вкратце открыть вам взгляд на этот вопрос, а также расскажу о том:
Свойства
Для того, чтобы объяснить ценные свойства поляризационной пленки, благодаря, которым она приобретает все большее признание в быту, промышленности и науке, давайте-ка вспомним: что такое поляризация?
Поляризация – это ограничение световых лучей методом пропускания света через поляризатор-решетку, когда расстояние между нитями решетки сопоставимы с длиной световой волны. Эта решетка наносит ограничение на распределение потока лучей, она пропускает лишь одну волну в одной плоскости.
Работа поляризационного элемента основана на свойстве поперечности электромагнитных волн: поляризатор может пропускать только ту часть естественного света, которая параллельна его оси. Существую 2 способа создания поляризационных устройств:
Для абстрактного понимания рассмотрим следующий рисунок.
Чего можно достичь с помощью поляризационной пленки:
Применение
Поляризационная пленка используется в самых различных областях при производстве:
Поляризационные пленки можно использовать как фильтры с изменяемой прозрачностью. Это достигается путем их скрещивания. При таком положении лучшие из них понижают яркость лучей света в сотни раз. Если сравнить пленки с поляризационными призмами, то они обладают лучшим качеством и более широким полем зрения.
Изготовление
Поляризационная пленка производится из поливинилена с использованием поливинилового спирта (ПВС). Также, в ее состав может добавляться фосфорно-вольфрамовая кислота. В результате производства ее вытягивают в 5-7 раз более ее стартовой длины. Пленку отжигают на протяжении 15 мин. при 120-140 градусах.
В результате получают:
Пленки вытянуты одноосно, что дает преимущественно молекулярную ориентацию ее компонентов, которые поляризуются по вектору оси вытяжки, благодаря чему пленка обретает необходимые свойства.
Поляризационные ПВС пленки в зависимости от содержащихся в них компонентов разделяют на 3 группы, в состав которых входят:
Передовым является электролитический метод полирования. Суть метода заключается в удалении поляризационной пленки силой электрического тока, которая образовалась на выпуклых местах поверхности. Вначале поверхности шлифуются так же, как и при простом механической полировке.
Режим обработки подбирают так, чтобы на выступах поляризационная пленка имела разрыв, а именно там, где силовые линии имеют большую концентрацию. На процесс электрохимического полирования влияет состав электролита. Перед процессом полировки деталь травят, а также шлифуют на станке. После полировки она промывается и просушивается.
После иодного окрашивания и ориентации, получается пленка хорошего качества. Такую технологию обычно используют для солнцезащитных очков.
Органическое стекло не имеет широкого распространения здесь, т.к. имеет низкое сопротивление царапанию, а это существенно понижает срок годности наружных линз. Для изготовления крупных линз и призм использование органической пленки напротив, является выгодным, поскольку малая плотность и простейшая производственная технология снижает общую массу оптического прибора или устройства, которые выпускаются большими партиями: фотоаппараты и проекторы.
Проверка поляризации
Рассмотрим проверку на примере поляризационных очков. Поляризационная пленка размещена в линзах таким образом, чтобы пропускать свет, который имеет только вертикальную поляризацию.
Лучи, которые отбрасывает горизонтальная поверхность: снежная или водная, имеют горизонтальную поляризацию. Благодаря этому они не проходят через линзы.
Лучи от других объектов – не поляризованные. Следовательно, поляризационная пленка в линзах их пропускает! На выходе мы получаем четкое изображение.
Чтобы убедиться, что товар является подлинным, вы можете сделать две такие проверки:
Вариант первый
Вариант второй
Как это работает: поляризация в дисплеях
Лето — прекрасная, яркая и солнечная пора, по крайней мере в теории. Представьте себе, вы собираетесь отправиться в парк или, например, на дачу, надеваете солнцезащитные очки, выходите на улицу, достаете внезапно зазвонивший смартфон и… не видите на экране ровным счетом ничего. Почему? Об этом читайте далее.
Содержание
Нет, с аппаратом все в порядке. Стоит снять очки и изображение возвращается на место, но разглядеть что-либо через любимый полароид невозможно. Даже если выкрутить яркость на максимум, дисплей выглядит темным, фиолетовым или даже совершенно черным. Этому доставляющему неудобства эффекту подвержены самые разные электронные устройства: смартфоны, планшеты, ноутбуки, мониторы и даже банкоматы и аппараты по продаже билетов.
Виноват поляризационный фильтр.
Что такое поляризация?
Наверняка вы слышали о поляризованных солнцезащитных очках, если сами не пользуетесь сами продукцией Polaroid. А задумывались ли вы, что в них особенного, как работает и где еще применяется эффект поляризации?
Вероятно, для вас станет сюрпризом, что поляризационные фильтры встроены практически в каждый дисплей. Убедиться в этом несложно: достаточно надеть хорошие солнцезащитные очки и повертеть в руках смартфон или взглянуть на монитор под углом. Но то, как поляризация связана с эффектом «черного зеркала», возникающего в эти моменты, не понять без дополнительных объяснений.
Ученый расскажет вам, что свет имеет корпускулярно-волновую природу, но это довольно сложная и запутанная концепция. Для объяснения того, что такое поляризационный фильтр и зачем он нужен, достаточно упрощенного объяснения, не подразумевающего серьезной лекции по физике.
Свет проявляет одновременно и свойства потока частиц, и свойства волны. Для наших целей, можно представить, будто он состоит из отдельных фотонов, которые движутся в пространстве колеблясь, будто на гребне волны. Вектор этого изгиба как-то расположен в пространстве. Исходящий от солнца естественный свет раскаленных докрасна тел и других естественных источников состоит из хаотично расположенных волн, в которых не прослеживается закономерностей. Встречаясь с различными отражающими поверхностями, световые волны начинают колебаться более упорядоченно, обычно горизонтально. Таковы, например, блики на поверхности озера или кузове автомобиля.
Что такое поляризационный фильтр?
Поляризационные фильтры поглощают световые волны, которые колеблются вдоль определенной оси, а остальной свет пропускают без препятствий. Еще до того, как явление было описано учеными, в качестве поляризационных фильтров использовали тонкие пластины турмалина. У нас нет достоверных доказательств, но некоторые историки считают, что викинги использовали их для навигации. «Солнечные камни» помогали разглядеть светило сквозь туман и тучи, чтобы определить направление.
Подходящие минералы-поляризаторы, бывшие тогда большой редкостью и высоко ценившиеся, больше не используются в таком качестве. Еще с конца XX века благодаря химии производство линейных поляризаторов, в том числе и для солнечных очков, сильно удешевилось. Сегодня для изготовления поляризационных фильтров применяют пленки на основе особых кристаллов. Обычно в их основе — герапатит или другие сложные соединения йода.
Фильтры поляризующих солнцезащитных очков поглощают горизонтально-ориентированные волны. Изображение становится темнее, но, поскольку через фильтр продолжают проникать вертикально-ориентированные волны, вы по-прежнему можете видеть, а блики уже не так беспокоят.
В некоторых солнцезащитных линзах напротив — поляризационные фильтры блокируют все световые волны, за исключением тех, что ориентированы вертикально. Кроме того, хорошие солнцезащитные очки защищают сетчатку глаза от ультрафиолетовых лучей, так что носить их — хорошая идея.
Поляризация и гаджеты
Проблема в том, что в экранах ваших гаджетов тоже есть поляризационные фильтры. Они — неотъемлемая часть некоторых разновидностей матриц, где такие слои используются для формирования изображения и регулировки яркости, а также выступают в роли антибликовых фильтров. Так, большинство матриц LCD-мониторов подсвечиваются поляризованным светом.
Работают они так же, как и фильтры в солнцезащитных очках, отсекая свет, ориентированный, например, вертикально, и пропуская горизонтальные волны. Беда в том, что когда вы смотрите на такой экран в очках, которые отсекают горизонтальные волны, линзы задержат свет, исходящий от экрана полностью.
Другими словами, если экран излучает горизонтально-ориентированный свет, а ваши солнцезащитные очки блокируют все, кроме вертикально-ориентированного света, фотоны не достигнут глаза, а вы будете созерцать очень темное или полностью черное изображение.
У некоторых устройств этот эффект более выражен, чем у других. Как правило, прослеживается зависимость и, чем раньше выпущен смартфон и чем меньше его стоимость, тем вероятнее вы столкнетесь с описанной проблемой.
Во многих гаджетах высокого класса эту проблему успешно обходят, например, располагая поляризационные слои под углом в 45 градусов. Так вы не заметите поляризационных фильтров, даже если будете вглядываться в экран в очках. Примером могут служить нынешние поколения iPhone, iPad и смартфонов Google Pixel. К счастью, даже если экран, на который вы смотрите, полностью черный, снимать солнцезащитные очки не обязательно, достаточно повернуть устройство на 90 градусов. Поляризационный фильтр дисплея и поляризационный фильтр в очках совпадут по ориентации, и свет сможет добраться до ваших глаз. Проблемы возникнут только в случае с мониторами ПК, многие из которых не поворачиваются в портретный режим.
Вместо заключения
Теперь вы знаете об еще одной маленькой тайне производителей современной электроники. Я продолжу раскрывать их в серии статей из цикла: «как это работает». Пока еще продолжение не вышло, можете поэкспериментировать самостоятельно и выяснить, у экранов каких из ваших устройств есть поляризационные фильтры, и как они расположены. Только не забудьте рассказать о своих открытиях в комментариях.
Монитор шпиона, или Игры с поляризацией
Напоминаем, что попытки повторить действия автора могут привести к потере гарантии на оборудование и даже к выходу его из строя. Материал приведен исключительно в ознакомительных целях. Если же вы собираетесь воспроизводить действия, описанные ниже, настоятельно советуем внимательно прочитать статью до конца хотя бы один раз. Редакция 3DNews не несет никакой ответственности за любые возможные последствия.
Всё новое, как известно, — это хорошо забытое старое. Уже не в первый раз «откопали стюардессу» на известном ресурсе Instructables. Вот та самая статья, в которой подробно и с иллюстрациями описан процесс издевательств над старым монитором. Те, кому лень напрягать мозг для понимания англоязычного текста, могут прочитать перевод этого материала на «Хабрахабре». Судя по дикой популярности как оригинала, так и перевода, аудитория всерьёз заинтересовалась этой темой. В общем-то, описываемый рецепт вполне очевиден — стоит только поинтересоваться внутренним устройством ЖК-дисплеев.
В упрощённом варианте у нас имеется такой «бутерброд»: подсветка в том или ином виде (слой 6 на картинке ниже), поляризационный фильтр с горизонтальной плоскостью поляризации (слой 5), ЖК-матрица (слои 2,3,4) и ещё один поляризационный фильтр (слой 1), но с уже вертикальной плоскостью поляризации.
В реальной жизни этот «бутерброд» несколько сложнее, но нам это сейчас не так важно. А важны только два момента. Во-первых, из-за разной ориентации плоскостей поляризации обоих фильтров даже при включенной подсветке (и отсутствии входного видеосигнала) мы увидим лишь слабое свечение экрана, так как свет через фильтры практически не будет проходить. А это значит, что если убрать передний фильтр, то ничего хорошего мы на экране не узрим, кроме сильно бьющей в глаза подсветки. Во-вторых, никто не мешает разместить один из фильтров, например, в очках. В результате, надев очки, вы сможете видеть всё, что происходит на дисплее. А для посторонних вы будете выглядеть как странный человек в солнцезащитных очках, который зачем-то пялится в ослепительно белый экран.
Изучив теорию, перейдём к практике. Дабы не повторять оригинал, опишем лишь некоторые важные нюансы. Тем, кто ещё не прочитал исходный материал, настоятельно рекомендуется пройти по ссылкам в первом абзаце и ознакомиться с ним. Для эксперимента был выбран старый, побитый жизнью в прямом и переносном смысле, монитор LG. Первым делом надо отключить устройство от сети и разобрать его корпус.
В нашем случае всё оказалось очень просто. Передняя рамка легко подделась плоской отвёрткой и была тут же снята с немногочисленных защёлок. Сам дисплей с блоком питания и прочей электроникой крепился двумя болтами к задней стенке. Обратите внимание, что различные части монитора могут быть скреплены небольшими шлейфами или пучками проводов. Так что будьте аккуратнее и не делайте резких движений при извлечении их из корпуса.
Теперь нам надо отделить поляризационный фильтр. Как правило, он выполнен в виде плёнки, которая прикрывает экран спереди. На самом деле, таких плёнок может быть несколько, например встречается антибликовое, матовое, защитное или ещё какое-нибудь покрытие. Плёночки эти могут быть полностью приклеены к матрице, приклеены только по краям, прикреплены скотчем, а то и просто прижаты внешней рамкой.
В нашем случае фортуна дважды повернулась известно каким местом. Во-первых, фильтр был полностью приклеен к матрице, а во-вторых — он, судя по всему, оказался единым целым с матовым покрытием. По крайней мере, разделить на слои отодранную плёнку не удалось. Основная проблема была в низкой прозрачности этой плёнки — хоть что-то увидеть можно было, лишь плотно прижав её к экрану. Таким образом, изготовить очки из неё не вышло и пришлось на скорую руку искать альтернативные варианты.
Для отделения фильтра можно (воспользовавшись рекомендацией автора исходной статьи) аккуратно надрезать его канцелярским ножом вдоль краёв. Можно также снять прижимную рамку и подцепить край плёнки тем же ножом. В любом случае снимать её надо предельно аккуратно и очень медленно, а также слегка придерживать экран рукой, но при этом не давить на него слишком сильно. В зависимости от использованного клея и размера экрана процесс снятия может легко растянуться на полчаса или даже больше. Сама плёнка имеет все шансы порваться или погнуться и уж наверняка окажется после данной операции в скрученном виде.
А вот теперь начинается самая муторная часть — очистка экрана и плёнки от клея. В этом деле поможет растворитель для краски (надо было видеть лицо завхоза, расстающегося с бутылкой уайт-спирита), бумажные полотенца или много ненужных тряпок, либо что-нибудь, чем можно попытаться соскоблить остатки клея. Опять же действовать надо аккуратно. Во-первых, с растворителем необходимо работать в хорошо вентилируемом помещении, а ещё лучше на открытом воздухе и со средствами защиты. Будьте осторожны — растворитель не должен вытечь за края экрана! Во-вторых, на дисплей лучше лишний раз не давить.
После очистки надо подождать, пока выветрятся остатки растворителя, а уж потом собирать монитор и включать его в сеть. Также надо запомнить ориентацию снятого поляризационного фильтра — например, нанести маркером небольшую стрелочку в углу. В поляризационных свойствах снятой плёнки легко убедиться, поднеся её к любому другому экрану и повертев. Ну или приложив к её «родному» дисплею.
Увы, «антишпионские» возможности подтвердились не в полной мере, что, впрочем, совершенно логично. Очень размытое и блеклое изображение всё же едва-едва, но заметно. Особенно если на экран смотреть под углом. Всех деталей неожиданно подкравшийся сзади начальник не увидит, но вот отличить годовой отчёт от творчества Марины Энн Хэнцис (есть мнение, что у журналистов — производство, рутина, а вот у Марины — творчество. — прим. ред.) сможет наверняка. Можно, конечно, попробовать поиграться с яркостью экрана.
Но отрицательный результат — тоже результат! Раз уж изготовить очки по рецепту исходной статьи не удалось, то пришлось подыскать для них хоть какую-то замену. В недрах редакции были найдены простенькие пассивные очки LG, оставшиеся то ли от телевизора, то ли после какого-то кинопоказа. Отличались они тем, что для каждого глаза у них была своя ориентация поляризационного фильтра. В принципе, имея две пары таких очков, можно сделать одни, но с «правильной» ориентацией для обоих глаз. Похожие очки используются и в некоторых стереокинотеатрах, так что можно воспользоваться и ими, но тут уж как повезёт.
Очки NVIDIA 3D Vision
У разных мониторов плоскости поляризации фильтров могут быть разными. Например, у редакционных MacBook Air и Sony VAIO они оказались перпендикулярны друг другу. Любопытно, что наилучший результат был получен при использовании нашего «антишпионского» дисплея вместе с очками NVIDIA 3D Vision (выключенными, конечно) — картинка вышла наиболее насыщенной и с правильной цветопередачей. Но на них же сильнее всего заметен и ключевой недостаток подобных решений: малейший наклон головы влево или вправо резко ухудшает качество картинки. Лучше всего этот эффект продемонстрирован на коротеньком видео ниже.
Итак, подведём итоги. Имея старый ненужный монитор и один свободный вечер, вы легко можете самостоятельно сделать такую же штуку. С учётом недостатков (потенциальная возможность узнать, что же творится на экране, и необходимость всё время держать голову прямо) практическая ценность «шпионского» монитора стремится к нулю. Зато будет чем удивить коллег или друзей. Главное, будьте аккуратны и соблюдайте меры предосторожности — тогда всё у вас получится. Удачи!
Порядок расположения поляризационных фильтров и рассеивателей в LCD
Пока Amoled и прочие экраны со светящимися пикселями не вытеснили LCD, для починки подсветки зачастую приходится добираться к ней снимая пленки поляризационных фильтров и рассеивателей.
Можно ли не использовать одну из пленок
Порядок расположения пленок в LCD экранах и наличие всех очень важны. Самыми важными являются слои с пленками поляризаторами. Обычно в виде пленки поляризатор один, второй слой поляризации может быть нанесен прямо на стекло экрана. Без слоев поляризации изображения не будет вообще. Отсутствие одного из рассеивателей ухудшит изображение.
На картинке ниже нарисованы TFT полевой транзистор, жидкий кристалл, цветной фильтр и верхний поляризатор. Эти элементы обычно делают в едином исполнении. В виде стекла матрицы которая находится спереди и снимается вместе со шлейфами. Нижний поляризатор в виде пленки, между нижним поляризатором и подсветкой находятся дополнительные пленки рассеивателей.
С рассеивателями ними подсветка выглядит однородно. Поэтому пленки нельзя испачкать или поцарапать, на изображении будут видны полосы или пятна засветов. Тем более нельзя повредить поляризационную пленку.
Порядок расположения слоев пленок поляризационных фильтров и рассеивателей в LCD
Убирать пленки нужно в перчатках. Если конструкция позволяет, то все сразу, чтобы между них не попала пыль. Вытирать случайно запачканные пленки можно только мягким моющим средством. Для выбора средства и метода отчистки обязательно почитайте форумы.
Это пример укладки поляризационных и рассеивающих слоек на примере LCD экрана электронной книги. Если Вам встречались другие последовательности и виды пленок, пишите.