Access Agilent 电子期刊，2013 年 8 月

考察小型图形显示器的性能：借助 Agilent Cary 7000 UMS 测量光学活性材料在不同角度下的反射率

作者：Travis Burt
安捷伦 Cary 紫外-可见-近红外产品经理

Huang ChuanXu
安捷伦分子产品专员

Andy Jiang
安捷伦分子产品专员

日常使用的可视显示器在尺寸、重量以及电耗上不断得到改善，设备移动性也显著提高。基于发光二极管 (LED) 的光学显示器和液晶显示器 (LCD) 技术在工业和家用领域均得到广泛使用。随着这些技术的发展，势必会出现需要表征的新型材料。Agilent Cary 7000 全能型分光光度计 (UMS) 是一款具有划时代意义的仪器，可成功测量用于光学显示器的新型材料的光学性质。

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。背光中使用的固态光导通常由一种量产的光透聚合材料制成。使用反射器增强固态光导的光电效率。

光导中使用的背光反射器必须具有高反射率，常规指标是反射率大于 98%，否则经光导多次甚至几十次反射后，光很快便会熄灭。多层光学镀膜可以获得薄膜反射器的高反射率，从而产生具有光学活性的表面。组装前对反射器进行准确的光学表征 (QA/QC) 需要考虑到光学活性（偏振现象），确保检测器记录下正确的反射率 (%R) 和透射率 (%T)。

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图 1. Cary 7000 UMS 测量绝对镜面反射率和透射率的示意图。您可以在检测器前安装一个消偏器

测量透射率和反射率

最近，我们使用了高度自动化的紫外-可见-近红外分光光度计安捷伦 Cary 7000 UMS 测量具光学活性的反射器样品。 UMS 可在不同角度下测量样品的透射率和绝对反射率。可以通过入射到样品上的线偏振光来测量透射率，通过检测器旋转到反射光的位置来测量反射率。（见图 1.）入射到样品上的光束可为 s 偏振或 p 偏振。

样品约 50 mm 见方，100 µm 厚。使用 Cary 7000 UMS 进行测量前，为证实样品的光学活性，我们用 s 偏振可见白光以一定角度照射样品，然后通过第二个起偏器肉眼观察从样品镜面反射出的光束。将观测的起偏器从 s 位（0 度）旋转微小角度，便观察到了最大强度的反射光束。

s 偏振入射光和观察到的光束之间的角度偏差证实了反射光的光学旋转，说明材料具有光学活性。这个实际测试证明了进行光谱测量时，我们需要在检测器前方插入消偏器。

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图 2. s 偏振光入射角为 70°（红色）、60°（绿色）、45°（棕色）和 30°（黑色）下背光材料的反射率

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图 3. 图 2 的放大视图

快速完成样品处理

检测器模块允许在检测器之前、样品之后放置一个消偏器，用以校正样品给反射光施加的光学旋转。每次测量样品前，都需要将检测器前的消偏器和样品前的起偏器包括在内进行基线测量。对于同一偏振，使用 Cary 7000 UMS 测量不同角度下的 %R 时，只需采集一条基线。这种独特的功能显著提高了分析速度和样品通量。

我们在光谱范围 300-1200 nm 内，分别以 70、60、45 和 30 度入射角测量了反射率数据（ 图 2 ）。图 3 更清楚地显示，在大部分可见波长范围 (400-800 nm) 内，样品展现出大于 98% 的反射率，达到了该器件的设计目标。

多角度测量显示，目标区域 (400-800 nm) 里，样品在较大角度范围内性能稳定，而在此光谱范围外（大于 800 nm）反射率具有角度相关性。此外，入射角大于 60 度时，在 600-700 nm 和 800-900 nm 区域内 %R 质量也表现出一定程度的降低。不同角度下 %R 的光谱相关性表明，大入射角可能导致颜色变化。