npsm 새물리 New Physics : Sae Mulli

pISSN 0374-4914 eISSN 2289-0041
Qrcode

Article

Research Paper

New Phys.: Sae Mulli 2020; 70: 692-697

Published online August 31, 2020 https://doi.org/10.3938/NPSM.70.692

Copyright © New Physics: Sae Mulli.

Analysis of an Ultraviolet Polarizer by Using a Pile of Fused Quartz Plates

Seung-Eun KIM1, Jong-Rak PARK*2

1Mobility Convergence Research Center, Korea Photonics Technology Institute, Gwangju 61007, Korea

2Department of Photonic Engineering, Chosun University, Gwangju 61452, Korea

Correspondence to:ejrpark@chosun.ac.kr

Received: May 25, 2020; Revised: June 22, 2020; Accepted: July 1, 2020

Abstract

For ambient contrast ratio enhancement, liquid crystal retardation films coated on top of a photo-alignment layer can be used as constituents of a wide-band circular polarizer in organic light-emitting diode displays. For the production of polarized ultraviolet (UV) light for photo alignment, a wire-grid or pile-of-plates polarizer can be utilized. Employing a large-scale UV polarizer is essential for manufacturing large-area film. The pile-of-plates polarizer is superior to the wire-grid polarizer in terms of fabrication cost and scalability. In this study, we performed polarization ray tracing simulations for optical configurations in which a pile of fused quartz plates was placed at the Brewster's angle under a UV lamp module used for the UV curing process. Two types of polarizer structures (one-body and partitioned-body) were examined for three polarization directions (0$^{\circ}$, 15$^{\circ}$, and 75$^{\circ}$ relative to the machine direction). We found that total UV power on the receiver decreased and polarization efficiency increased with the increasing of quartz plates. In addition, the partitioned- body type structure exhibited better illuminance uniformity than the one-body type structure.

Keywords: Optical design, Ultraviolet polarizer, Pile of fused quartz plates, Simulation

유기 발광 다이오드 디스플레이의 환경 명암비 향상을 위해 원편광자의 구성요소로 광배향막 위에 코팅된 액정 위상차 필름이 사용될 수 있다. 광배향을 위해 사용되는 편광된 자외선은 선격자 편광기나 판더미 편광기를 이용하여 만들어 낼 수 있으며, 롤 코팅 공정을 이용한 대면적 제조를 위해서는 큰 규모의 자외선 편광기 사용이 필수적이다. 선격자 편광기의 경우 큰 규모로 제작하기가 매우 힘들며, 제작 비용은 크기에 따라 지수함수적으로 증가한다. 반면에 판더미 편광기는 제작 비용과 크기 확장성 측면에서 선격자 편광기에 비해 월등히 뛰어난 장점을 지니고 있다. 본 논문에서는 자외선 경화용 램프 하단에 브루스터 각으로 배치된 석영유리판더미 편광기에 대한 편광 광선추적 시뮬레이션을 수행하였다. 일체형과 분할형 두 구조 각각에 대해 롤 공정 진행방향 기준 0$^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 75$^{\circ}$ 세 가지 선편광된 경우를 살펴보았다. 일체형과 분할형 모두 석영유리판의 개수가 증가할수록 리시버에 도달하는 총 자외선 출력은 감소하였고 편광효율은 증가하였으며, 분할형이 일체형에 비해 더 뛰어난 조도 균일도 특성을 보였다.

Keywords: 광학설계, 자외선 편광기, 석영유리판 더미, 전산모사

Stats or Metrics

Share this article on :

Related articles in NPSM