Polarization effects of nonspherical scatterers in dielectric optical film

Abstract

Likit kristal ekran (LCD) gibi birçok görüntüleme sisteminde kullanılanarkaıık ünitelerinde polarizasyonu arttırma çalımaları, parlaklık seviyesiniiyiletirme çabaları içinde çok önemli bir yer tutmaktadır. Bu nedenle, içerisinde veyaüzerinde saçıcı partiküllerin bulunduu optik filmlerin polarizasyona etkisinin çok iyiincelenmesi gerekmektedir.Farklı biçim ve boyutlara (dalgaboyuna göre) sahip partiküllerin saçılmahesaplamaları için elektromanyetik kuramı esaslı çok iyi bilinen (Mie kuramı, TMatris)birçok yaklaım gelitirilmitir. Bu yaklaımları kullanan benzetimprogramları incelendi, en uygun biçim ve boyutun bulunması için kullanıldı.Dalgaboyunun bir kaç katı büyüklükte olan partiküller ileri yönde saçılma yaparkendar bir saçılma açısı içerisinde polarizasyon ayrıması yapabilmektedir. Bu uygulamaaçısından gerek duyulan bir durumdur. Genel olarak küresel saçıcılar simetrinedeniyle polarizasyon ayrıması yapamaz, ancak küresel olmayan, küremsipartiküller bunun tam tersi bir özellik gösterebilmektedir. Yayvan küremsipartiküller yüksek boyut oransalıyla en fazla polarizasyon ayrıması göstermektedir.Polarizasyon karakterizasyon ölçümleri, standart olarak bulunan iki farklısete ait optik filmler için gerçekletirilmitir. Küresel saçıcıların bulunduu bufilmlerde hiçbir polarizasyon ayrıması gözlenmedi. Ayrıca içerisinde zeolite (küreselolmayan saçıcı) bulunan ve bulunmayan optik filmler üzerinde yapılan ölçümler, ileriyönde saçılmalarda önemli bir polarizasyon farklılaması olduunu göstermitir.Dielektrik yayvan küremsi saçıcıların polarizasyon ayrıtırma özellii küreselsaçıcılarınki ile karılatırıldı. Polarizasyonda oluan bu farklılama parlaklıkdeerini artırmak amacıyla kullanılma potansiyeline sahiptir.

Polarization enhancement in liquid crystal display (LCD) backlighting systemscomprises important part of works on improvement of the brightness. Optical filmscontaining scatterer particles are used in these systems. Therefore, dielectric scattererparticles are greatly needed to be analyzed for their optical scattering properties, andespecially for polarizing effects.Depending on the sizes relative to the wavelength and the shape of the particlesvarious computation approaches have been developed based on electromagneticscattering theories such as Mie scattering, T-matrix methods etc... Simulationprograms of these approaches have been examined and applied for spherical andnonspherical particles. In general, for the particles those a few times large in sizecompared to the incident wavelength, the polarization differentiation is insignificantfor a spherical particle compared to a spheroid one. And, the prolate spheroids withhigher aspect ratio have been able to produce most significant differentiating figures.Polarization measurements have been carried on commercially availabledielectric optical films of two different set and also on the films with/withoutnonspherical zeolite particles prepared in the laboratory. Since the commercial filmsconsist of spherical scatters, they show no polarization discrimination at all. On theother hand existence of zeolite particles in the film resulted in significant polarizationdiscrimination at forward scattering angle.The results for polarization discrimination properties of the prolate spheroidparticles have been compared with the spherical ones. Consequently, the discrepancyinduced on the polarization that way has a good potential to be used in improvementof the brightness.