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1、偏光片的原理及作用偏光片的原理及作用偏光片的原理及作用偏光片的原理及作用 偏光片制造工序 偏光片的基本结构是两层三醋酸纤维素酯薄膜(TAC)夹一层聚乙烯醇(PVA)；从制造工序而 言，偏光片前道制造工序为聚乙烯醇(PVA)膜片卷，以碘液染色后做单轴延伸，形成偏光子再进 行贴合， 上下各加覆一层三醋酸纤维素酯(TAC)薄膜， 并在上层 TAC 膜之外再加覆一表面保护膜， 另在下层 TAC 膜之外以光学粘着剂贴附离型膜或者反射膜后再贴合表面保护膜， 最后进入后道切 割工序。偏光片的制作主要有延伸法及涂布法，延伸法是目前的主流工艺。 偏光片（Polarizer）是液晶面板关键零件，是目前业界投资最为
2、热门的行业之一，其成本约 占面板原材料制造成本的 11%左右。据著名调研组织 Displaybank 指出，全球偏光片市场销售额 2006 年增长到 45 亿美元。由于 2007 年大尺寸面板市场仍持续增长，市场规模仍将不断增长， 年增幅约 11%左右。然而由于偏光片的制造技术一直被日本、韩国等国家所垄断，我国偏光片产 业规模较小，且产品档次较低，因而市场发展潜力巨大。 偏光板的主要作用是可以将不具偏极性的自然光转化为偏极光，使与电场呈垂直方向的 光线通过，让 LCD 面板能正常显示影像。 偏光板产业最早萌芽于日本， 产品多应用于如手表和闹钟等低阶的 TN 型单色显示器上； 其后随着日本 TF
3、T - LCD 工业的大发展，TFT 型的偏光板逐渐崭露头角，截止到 1999 年的统 计数据显示，全球 TFT 用偏光板市场规模为 2 . 7 亿美元。1999 年 5 月,我国台湾省第一家偏 光片厂商力特光电投产， 标志着日本厂商独占偏光片市场的时代结束， 但力特的技术依然来源于 日本厂商的技术授权。而韩国则于 2000 年初开始进军 TFT 用偏光板市场，首家厂商 LG 化学于 2000 年 3 月量产，年产能 125 万片。 偏光片的主要作用就是使通过偏光片的自然光变成偏振光。 n 偏光片是一种产生和检测 偏振光的片状光学功能材料。偏光片是一种影响 LCD 液晶屏显示效果的关键组件。
4、偏光板是使不具偏极性的自然光，产生偏极化，转变成偏极光，加上液晶分子扭转特性， 达到控制光线的通过与否，从而提高透光率和视角范围，形成防眩等功能，是面板上游原材料领 域十分重要的一类产品，而且约占 lcd tv 原材料成本的 10%。 目前，全球偏光片市场的供应商仍以日本厂商日东电工、三立、住友化学三大厂商为主。中 国大陆投入偏光板事业仍以低档次的 tn 和 stn 为主，主要代表厂家为温州侨业、深圳乐凯，而 高档次的、产值和利润更高的 tft-lcd 用偏光片还基本依赖进口，tft-lcd 用偏光片研发及产业 化仍有很大差距。 中国大陆的偏光片生产企业的起步并不算晚， 关键是后续的技术研发投
5、入、 技术改造投入和扩产资金投入受到很大限制， 导致中国大陆本土偏光片企业同外资同行企业的差 距正在不断扩大。目前，通过吸引台湾地区厂商或国外厂商在大陆投资建厂，对市场换技术将是 一条可行之路。 在台湾厂商中具有大量生产偏光板能力的，仅有力特光电，不过，力特光电偏光板产品中笔 记本电脑和台式电脑显示器用占了 74，tv 用只占 13，另有 3为中小尺寸用产品。在技术 领先的日东电工持续推出低生产成本的新产品，给力特造成极大出货压力。为了应对竞争，力特 正在积极筹划在苏州设立偏光板后段裁切厂， 初期将投资新台币 5 亿元 （约合人民币 1.27 亿元） 。 目前，力特已与苏州当地政府签订投资协议
6、书，厂房已在第一季度动工，预计 2006 年第四季可 正式量产。 除力特光电之外，奇美电子也计划进行偏光板自制，预估产品最快可在 2007 年第一季度推 出。目前，奇美集团下的奇美材料科技，正积极启动台海两地偏光板布局，其中台湾厂已于 200 5 年 11 月建厂，预计 5 月设备开始装机，大陆的宁波奇美材料，初期的总投资规模为 2600 万美 元，已在今年 2 月展开建厂计划。 为贴近客户，目前日系的偏光板业者如日东电工、住友化 学等均已在大陆设立偏光板后段裁切厂， 其中住友化学在上海和无锡设立基地， 深圳也有委外裁 切厂；而日东电工则在深圳、苏州与上海等地设立生产基地，而近日又有消息传出住
7、友化学计划 在大陆增设第四条生产线，厂址设在无锡市。 当然，目前当大陆设立的偏光板厂均为段裁切厂，不过随着市场的扩大，厂商产业介入程度 的加深， 设立前段工艺也只是时间问题。 而这正是大陆业者学习技术， 扩大自主配套能力的时机。 偏光片按功能分类： n 透射式偏光片 n 反射式偏光片 n 半透过半反射式偏光片 n 补偿型偏光片 偏光片按染色方法分类： n 碘系偏光片： 容易获得高透过率、高偏振度的光学特性，但耐高温高湿的能力较差。 n 染料系偏光片： 不容易获得高透过率、高偏振度的光学特性，但耐高温高湿的能力较好 LCD 偏光片生产的基本方法 目前偏光片生产技术以 PVA 膜的延伸工艺划分，有
8、干法和湿发两大类；以 PVA 膜染色方法划分， 有染料系和碘染色两大类。 偏光片的干法生产技术是指 PVA 膜是在具有一定温度和湿度条件的蒸汽环境下进行延伸的工艺 方法，早期使用这种工艺方法的目的，是可以提高工艺的生产效率，使用幅宽较大的 PVA 膜进行 生产而不至于经常断膜。 但这种工艺的局限性在于 PVA 膜在延伸过程中的均匀性受到限制， 因此 所形成的偏光片原膜的复合张力、 色调的均匀性和耐久性不易稳定， 因而在实际生产工艺中应用 较少。 偏光片的湿法生产技术是指 PVA 膜是在一定配比的液体中进行染色、拉伸的工艺方 法。 这种工艺方法早期的局限性在于 PVA 膜在液体中延伸的稳定控制难
9、度较大， 因此使用这种工 艺加工时 PVA 膜容易断膜，且 PVA 膜的幅宽受到限制。但随着工业控制技术的改进，这些湿法加 工工艺的局限性已经得到极大的改进， 从 20 世纪 90 年代末起， 日本偏光片企业已经普遍采用幅 宽 1330 的 TAC 膜用湿法工艺进行偏光片的生产。特别是由于大尺寸 TFT-LCD 产品的大规模普 及，为提高偏光片产品的利用率，以 1330 为基本宽度的偏光片生产已经成为液晶用偏光片生 产的基本方法。 偏光片生产工艺中的染色方法有碘染色法和染料染色法两种工艺。碘染色法是指在偏光片染色、 拉伸过程中， 使用碘和碘化钾作为二向性介质使 PVA 膜产生极性化偏光特性。
10、这种染色方法的优 点是比较容易获得 99.9%以上的高偏光度和 42%以上高透过率的偏光特性。所以在早期的偏光材 料产品或需要高偏光、 高透过特性的偏光材料产品中大多都采用碘染色工艺进行加工。 但这种工 艺的不足之处就是由于碘的分子结构在高温高湿的条件下易于破坏， 因此使用碘染色工艺生产的 偏光片耐久性较差，一般只能满足干温：80500HR，湿热：6090%RH500HR 以下的工作 条件使用。 但随着 LCD 产品使用范围的扩大,对偏光产品的湿热工作条件的要求越来越苛刻，已经出现要求 在 100和 90%RH 条件下工作的偏光片产品需求，对这种工作条件要求，碘染色工艺就无能为力 了。为满足这
11、种技术要求，首先由日本化药公司发明了偏光片生产所需的染料，并由日本化药的 子公司日本波拉公司生产了染料系的高耐久性偏光片产品。 利用二向性染料进行偏光片染色工艺 所生产的偏光片产品，目前最高可以满足干温：105500HR，湿热：9095%RH500HR 以 下的工作条件的使用要求。 但这种工艺方法所生产的偏光片产品一般偏光度和透过率较低， 其偏 光度一般不超过 90%、透过率不超过 40%，且价格昂贵。 偏光片的组成 最早的偏光片主要由中间能产生偏振光线的 PVA 膜， 再在两面复合上 TAV 保护膜组成。 为了方便 使用和得到不同的光学效果，偏光片供应商应液晶显示器制造商要求，又在两面涂覆上
12、压敏胶， 再覆上离型膜，这种偏光片是我们最常见到的 TN 普通全透射偏光片。如果去掉一层离型膜，再 复合一层反射膜，就是最普通的反射偏光片。 使用的压敏胶为耐高温防潮压敏胶，并对 PVA 进行特殊浸胶处理（染料系列产品），所制成的偏 光片即为宽温类型偏光片； 在使用的压敏胶中加入阻止紫外线通过的成份， 则可制成防紫外线偏 光片；在透射原片上再复合上双折射光学补偿膜，则可制成 STN 用偏光片；在透射原片上再复合 上光线转向膜， 则可制成宽视角偏光片或窄视角偏光片； 对使用的压敏胶、 PVA 膜或 TAC 膜着色， 即为彩色偏光片。实际上随着新型的液晶显示器产品不断开发出来，偏光片的类型也愈来愈
13、多。 1、偏光 PVA 膜的特性 偏光膜 PVA 作为一种使用延伸方法制成的产品，具有以下一些独特的特性： 光线选择性：选择通过偏振方向与延伸方向一致的光线通过； 温度、湿度敏感性：吸潮或加温后，被拉伸的成线性的分子链将会自动还原回团状的分子链，失 去光线选择性。 脆弱性：很容易在外力的作用下失去光线选择性。 偏光片的分类： 按温度分为普通型偏光片、宽温型偏光片； 按透过率分为普通透射片、高透射片； 按底色分为灰白类偏光片、彩色偏光片； 按复合不同功能的光学膜分为全透射片、 半透射半反射片、 全反射片、 光学补偿片、 视角控制片。 2、影响偏光片性能的主要参数： 厚度；透过率（单体透过率、平行
14、透过率、垂直透过率）； 偏光效率；颜色坐标（NBS）；复合膜类型；抗紫外线性 3、偏光片的工厂自适应测试方法及判定标准： 尺寸:A、测试方法：用直尺、千分尺或卡尺测量待测偏光片原片的长度、宽度、厚度。 B、判定标准：测量结果在供应商所提供的参数范围之内为合格。 光电性能:A、 测试方法： 把偏光片贴在产品上与贴有现用同类偏光片的同一型号产品一起测试比 对其光电性能。 B、判定标准：测试样品 Voff 值与生产产品 Voff 值相当；测试样品对比度大于生产产品对比度； 测试样品底色与要求底色一致。 可靠性:A、 测试方法： 把待测偏光片贴在玻璃上与贴有同类偏光片的产品一起测试比对其可靠性 性能。
15、 B、判定标准：经可靠性试验后光学及电学性能与可靠性测试结果与同类偏光片结果相当，并在 测试产品型号要求范围之内。 粘贴、剥离性能：A、测试方法：把待测偏光片贴在玻璃上，重复贴覆、剥离多次。 B、判定标准：可以重复贴覆、剥离三次以上，剥离三次后玻璃上没有残胶，贴覆后结合稳固， 按生产所设定参数消泡完全，通过高温高湿试验。 4、偏光片的选用规则： A+规产品的面片，原则上选用原厂整张偏光片，部分产品可用 TFT 无旋光三角料；底片原则上选 用原厂整张偏光片。 A 规产品的面片，一般选用原厂等级整张偏光片， TFT 无旋光三角料，或是库存量较多 TFT 边角 料偏光片； 或者是以后是采购主要渠道供
16、应商的 TFT 边角料偏光片， 底片用原厂等级整张偏光片 或复合底片。 B 级产品的面片，尽量使用库存量较少 TFT 边角料偏光片、碎料片，或者是以后不再是采购主要 渠道供应商的 TFT 边角料偏光片；底片用复合底片。 客户有特殊要求时，按客户要求选用特殊偏光片。 5、偏光片的使用方法： 轻拿轻放，不能用硬物在表面上推划。 取放时不能折叠。 对等级片和边角料片在投入生产前要进行分色筛选。 贴片时，一定要让 LCD 表面上残留的清洁液完全挥发干净后，才能贴上偏光片。 超宽温偏光片分切时一定要胶水面朝下放置。 6、偏光片的贮存及搬运方法： 偏光片的贮存方法： 偏光片应贮存在室温条件下，湿度在 75%以下遮光保存；贮放时要求平放；供应商完整包装偏光 片按供应商标识的堆放高度和堆放位置堆放；快递包装的偏光片、散装堆偏光片，堆放时每 300 张需单独隔离支撑堆放。 偏光片的搬运方法： 偏光片搬运时要放置在搬运物最上层，高度不能超过堆放高度，并且要轻拿轻放，不能竖放，不 能碰压。 液晶显示器偏光片的基本原理液晶显示器偏光片的
