Lumerical & SPEOS 非理想偏振片模擬

一體黑偏振片應用

在1/2波片和1/4波片的位相差未達到最優且兩個波片軸向搭配也未達到最佳情況下，偏振片無法有效地消除大視角入射光偏振，從而導致色偏現象出現。

早期的PMOLED產品只有單色和雙色等較簡單之顯示模式，對偏光片的要求只是單純地降低外界反射光，不需要達到整體黑態效果。當時所使用的偏光片只需要搭配一般偏光器和1/4λ波片即可滿足需求。然而，現今AMOLED產品已實現全彩顯示且具有高達10000:1以上對比度，因此需要偏光片能夠完全隔絕外界可見光譜，從而實現全面黑態效果。

SPEOS理想偏振片模擬

SPEOS的Polarization材料能夠模擬偏振片理想光阻隔效應，通過設置瓊斯矩陣來描述偏振片材料，以達到水平線偏、垂直線偏、1/2和1/4偏振等光學反應效果。但由於該偏振片是由數學公式所構建，因此無法模擬非理想的部分偏光效應。

Lumerical & SPEOS整合模擬流程

Lumerical可以透過腳本將偏振片堆疊層之模擬結果，轉換為SPEOS的txt格式，匯入之後再進行視覺化模擬，以達到非理想偏振片模擬應用。

Lumerical 模擬流程

Lumerical的STACK模組能夠處理不同膜材堆疊層，模擬平行波照射下的穿透和反射行為。為了模擬出偏振片在不同波長下不同偏光反應，於Lumerical中建立了三層不同的偏振片(PVA、1/2、1/4)，並提供各種波長折射率(Nx、Ny、Nz)與厚度資料。

為了進行比較，我們設定了兩種偏振片的組合：IDEA和REAL。使用平行光線對這兩種偏振片進行照射，並透過Lumerical的遠場接收器解析其反射光學效果。

SPEOS可見光波長加成

Lumerical只能計算出波的反射形式和各角度的能量分布，無法求得其顏色與環境的光罩效果，處理方式為：將SPEOS的Lambertian白色光源，輸出為數據格式，導入Lumerical進行資料加成動作，此動作可視為以Lambertian可見光照射偏振片產生之結果。

使用Intensity Sensor IESNA計算繞射光型，並設定這一個光型在狹縫出口處，做為遠場光線出光面後，透過載入.xmp檔案的光強分布，將繞射光型可視化。

Lumerical結果輸出至SPEOS

將Lumerical的資料相乘結果利用腳本輸出為數據資料。資料顯示各波長在Phi & Theta 角上能量分布，使用SPEOS中Photometric Lab功能，將數據以顏色與能量分布的視覺化效果呈現。

SPEOS視覺化模擬效果呈現

將兩個不同膜片組合的模擬結果(IDEAL & REAL)，使用SPEOS中Variable Emittance非均質光源分佈功能，將結果以光源發散形式呈現。

設定環境光源與Sensor位置，以模擬在環境中照射效果。視中心色度座標為目標、Sensor角度為尺規維度變量，來控制接收器的旋轉角度，以觀測不同角度對色度變化之影響。使用Workbench，將變量與目標設定迴圈運算。Sun與Sensor角度變量為0° 10° 20 ° 30 ° 40 ° 50 ° 模擬得出各不同角度的色度座標值。