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偏光片原理及技术(之二)

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偏光片原理及技术(之二)_第1页
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偏光片光学谱图的解读1SingleParallelCrossedV value139.1130.450.1521599.502237.6828.250.1403599.504339.7531.450.1567699.503AVER38.8530.050.1599.50L*sa*sb*sL*pa*pb*pL*ca*cb*c168.834-0.9621.04662.04-2.2563.6521.3745.931-17.84267.782-0.9161.29960.115-2.1174.0251.2685.377-16.61369.292-0.9891.12162.884-2.3123.8051.4166.037-18.15AVER68.64-0.961.1661.68-2.233.831.355.78-17.53典型偏光片光学指标2偏光片主要性能解析(1) 1、透过率(Transmittance)可分为单体(single)、平行(Parallel)、直交(Crossed)三项通常使用积分球式分光光度计依照JIS-Z-8701对其进行测定其中,单体透过率(Ts)指单片偏光片的透过率,平行透过率(Tp)指两片吸光轴平行的偏光片叠加后的透过率,直交透过率(Tc)指两片吸光轴直交的偏光片叠加后的透过率,在这三项指标中Tp和Tc影响LCD屏的亮度(L)和对比度(Tp/Tc),对LCD制造商十分重要,为了获得高亮度高对比度的良好显示效果,希望Tp尽可能的高而Tc尽可能的小。

3偏光片主要性能解析(2)2、偏光度(Polarizing Co-Efficiency,PE)偏光度是一个计算值,用来表示偏光片产生偏振光的综合效率4偏光片主要性能解析(3)Ts= (k1+k2)/2Tp= (k12+k22)/2Tc= (k1k2)PE (I2-I1) (I1+I2)(k2-k1) (k1+k2)(Tp-Tc) (Tp+Tc)==IoIoI2=k2IoI1=k1Iok1k1Iok1k2Iok2k2Iok2k1IoIoIoIoIo5偏光片主要性能解析(4)v(Hue)色相:由a、b值来表示,通常使用积分球式分光光度计进行测定a、b值为CIE(国际照明委员会)Lab表色系统中的色坐标值,一组a、b值所对应的大致颜色可从色坐标图中查得 v剥离力:偏光片的剥离力又分为保护膜剥离力、剥离膜剥离力、对玻璃基板剥离力三项三种剥离力的测定均使用拉力实验机参照JIS-C-2107标准进行测定,其中保护膜剥离力和剥离膜剥离力的测定是沿180°方向剥离,而对玻璃基板则是沿90°方向剥离对LCD制造商而言,偏光片对玻璃基板的剥离性能十分重要如粘贴后短时间(4~6小时)内剥离困难或剥离后玻板上有残胶,则该偏光片返工性差,贴片不良会导致整块LCD屏报废。

但如果剥离力很小,则易造成偏光片在玻璃基板上贴合后压敏胶耐久性和耐湿性能下降以及剥离膜表面凹陷等不良缺陷,从而影响偏光片的使用性能 6压敏胶重贴性胶拉丝OK偏光片偏光片液晶盒液晶盒7偏光片的结构(1)Protective FilmPVA FilmTAC FilmTAC FilmPSA Release FilmWV DLCLR/AR Layer AG Layer ☞ TAC : Triacetyl Cellulose(三醋酸纤维纤维素) ☞ PVA : Polyvinyl Alcohol (聚乙烯烯醇) ☞ PSA : Pressure Sensitive Adhesive(压压敏胶) ☞ DLC : Discotic Liquid Crystal (盘盘状液晶) ☞ AG/LR/AR : Anti-Glare/Low Reflection/Anti-Reflection (防眩光/低反射/防反射)8偏光片的结构(2)v偏光片是一种由多层高分子材料复合而成的具有产生偏振光功能的光学薄膜,按其在液晶屏的使用位置不同,大体上可分为面片(又称透过片)和底片两种(又称反射片) v偏光层:是由PVA(聚乙烯醇)薄膜经染色拉伸后制成,该层是偏光片的主要部分,也称偏光原膜。

偏光层决定了偏光片的偏光性能、透过率,同时也是影响偏光片色调和光学耐久性的主要部分 v偏光层的基本加工工艺按染色方法可分为染料系和碘系两大系列,按拉伸工艺可分为干法拉伸和湿法拉伸两大系列,改变其材料和加工工艺可实现对偏光度、透过率、色调和光学耐久性的调整 9偏光片的结构(3)vTAC层:由PVA膜制成的偏光层易吸水、褪色而丧失偏光性能,因此需要在其两边用一层光学均匀性和透明性良好的TAC(三醋酸纤维素酯)膜来隔绝水分和空气,保护偏光层采用具有紫外隔离(UV CUT)和防眩(Anti-Glare)功能的TAC膜可制成防紫外型偏光片和防眩型偏光片 v粘着剂(adhesive):可分为PVA与TAC膜之间的粘着剂、反射膜侧粘着剂和剥离膜侧粘着剂PVA与TAC膜之间的粘着剂的性能直接影响到偏光片的耐久性能反射膜侧粘着剂的作用是将反射膜牢固地粘合在TAC膜上,其工艺要求不允许有再剥离性剥离膜侧粘着剂是一层压敏胶,它决定了偏光片的粘着性能及贴片加工性能,其性能优劣是LCD偏光片使用者最为关心的问题之一 10偏光片的结构(4)v离型膜(Release film):为单侧涂布硅涂层的PET(对苯二甲酸乙二醇酯)膜,主要起保护压敏胶层的作用,同时其剥离力的大小对LCD贴片时的作业性有一定影响v保护膜(protective film):为单侧涂布EVA层(乙烯醋酸乙烯共聚物)的PE(聚乙烯)膜,具有低粘性,起保护TAC膜表面的作用v反射膜(reflective film):为单侧蒸铝的PET膜,目前大多使用无指向反射型蒸铝膜。

如将反射膜更换为半透半反膜,则可制成半透半反型偏光片,此外也可使用各种镀金、镀银膜、镭射膜作为反射膜,以获得各种底色和镜面反射等效果11偏光片的结构-透过型偏光片12偏光片的结构-反射、半反半透型偏光片13偏 光 片 的 生 产 工 序1415原料检验v1、膜材的物理性能(光学、力学、外观等)v膜材包括:PVA膜、TAC膜、剥离膜、保护膜、反射(半透过半反射)膜、位相差膜等;v2、化学品的物性(纯度、化学活性等)v化学品包括:纯水、I2、KI、H3BO3、KOH(NaOH)、HCl、ZnCl2、PVA胶及其助剂、压敏胶及其助剂等16TAC膜亲水性处理(1)v1、原因:赋予TAC膜表面亲水性,提高与PVA膜的粘接能力;v2、原理:TAC膜与强碱发生皂化反应,使酯基转变为羟基17TAC膜亲水性处理(2) 3、反应式:4、处理效果表征:18TAC膜亲水性处理(3)5、工艺流程示意图19延伸及染色(1)一、干法拉伸工艺20图解干法拉伸工艺21偏光片主要生产工艺方法(2)二、湿法拉伸工艺22图解湿法拉伸工艺延伸后23偏光片主要生产工艺方法比较1、干法盛行于70年代,湿法开始于80年代,是目前主流生产工艺;2、原材料(PVA)利用率上,干法优于湿法;3、偏光片性能方面,湿法优于干法;4、设备产能方面,湿法优于干法;5、操作及控制水平,湿法比干法先进。

下一节)24原材料(PVA)利用率产品 每平方米PVA膜可生产偏光片(M2)(理论值 )干法拉伸工艺湿法拉伸工艺TN3.562.93STN3.422.75TFT3.332.4725偏光片性能湿法优于干法§干法工艺下,PVA先拉伸取向,后染色;湿法工艺下,PVA先染色,后取向;§高温下,PVA会发生物性变化,可能对后道加工产生不良影响26工艺关键点v1、拉伸比v2、染色液配方及温度、染色时间v3、固色液配方及温度、固色时间v4、补色液配方及温度、补色时间v5、PVA干燥工艺(温度、时间等)v6、复合方式及复合胶配方v7、原光片干燥工艺(温度、时间等)v8、全程张力控制v9、针对干、湿法拉伸工艺,还有各自特点(下一节) 27拉伸比产品拉伸比TN3.5-4.5STN4.5-5.5TFT5.5-6.028染色液配方及温度、染色时间§染色液(碘系)主要成份:KI、I2§有助于I2溶解的其它成份§I2易于升华,因此染色温度不宜过高§理论上,KI/I2的浓度越低,染色时间越长,染色的效果(均匀性及上染率)越好但必须兼顾到生产效率29固色液配方及温度、固色时间§主要成份为硼酸(H3BO3)§有助于将I2固定于PVA上的其它成份§有助于提高PVA耐候性能的成份§理论上升高温度,可使固色反应快速进行,但必须考虑到I2的升华和PVA膜的承受能力§理论上固色时间越长,越有利于固色反应进行完全,但必须考虑高温对偏光片性能的影响及生产效率30PVA干燥工艺(温度、时间等)§是固色反应的继续§为保证干燥的完全和均匀,温度需要进行梯度管理§干燥时间应根据温度决定,还要兼顾生产效率§干燥效果以略低于PVA膜在操作环境中的回潮率为宜,太干和太湿都不好31复合方式及复合胶配方§复合胶主要成份为PVA§可以加入提高其粘性和耐候性能的成份§复合胶的配方须与干燥工艺相匹配§复合方式通常有水平和垂直两种,须根据不同的片路情况进行选择§对复合辊的表面性能要求严格32复合方式的比较水平复合方式垂直复合方式L33原光片干燥工艺(温度、时间等)§为保证干燥的完全和均匀,温度需要进行梯度管理§干燥时间应根据温度决定,还要兼顾生产效率§干燥效果以略低于原光片在操作环境中的回潮率为宜,太干和太湿都不好34干、湿法延伸对工艺的不同要求§膨润膨润度的要求平整度的要求§染色§延伸§固色§PVA膜干燥35涂布工序(1)§根据产品要求,在原偏光片上贴合各种功能性膜材以及压敏胶(用于偏光片与液晶盒的贴合),是决定偏光片产品性能及用途的关键工序;36涂布工序(2)§技术关键:2.1 压敏胶的配方(含配制工艺)2.2 涂布工艺(上胶方式、车速、胶厚控制)2.3 干燥工艺(温度梯度控制、风速、车速)2.4 贴合工艺(贴合方式、贴合压力)2.5 熟化工艺(温湿度控制、材料放置形式、时间)37涂布工序(3)涂布工艺流程示意图38品质检测(1)偏光片品质缺陷的主要表现:§外观(Cosmetic)缺陷:外形尺寸、压痕、气泡、脏点、划伤、卷曲、细纹、折皱、顶伤等;§光学指标(Optical properties)缺陷:透过率、偏振度、色相、MURA以及上述指标的均匀性等;§粘接性能(Adhesive function)缺陷:PVA与TAC层粘接性能、反射(或半反射)膜与偏光片层粘接性能、压敏胶粘接性能等;§信赖性(Reliability,耐久性)缺陷:光学指标、外观指标、粘接性能不能满足一定温、湿度检测条件的要求。

39MURA40MURA的几种表现41。

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