淺談TFT-LCD用偏光片原理與分類

1 偏光片的原理與分類

1.1 原理

因?yàn)榈夥肿友刂环较蚺帕袝r(shí)會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱電子密度，所以在不同方向上的極化光吸收系數(shù)有一定差別，如果光線極化方向和碘分子鏈長(zhǎng)軸方向保持 90°，那么極化光能夠通過。反之，透過光的強(qiáng)度會(huì)不斷降低，甚至到完全遮蔽。因此，可以得出碘分子長(zhǎng)鏈的起偏性良好。現(xiàn)階段，最常見的偏光片是由 1938年蘭特發(fā)明的 H 片。

1.2 分類

根據(jù)功能進(jìn)行劃分，偏光片包括透射式偏光片、反射式偏光片、半透過半反射式偏光片、補(bǔ)償型偏光片。

根據(jù)起偏材質(zhì)進(jìn)行劃分，偏光片包括以下幾種：金屬偏光片是直接把金、銀、鐵等金屬鹽與高分子薄膜上進(jìn)行吸附，然后還原后使得棒狀金屬具備一定的起偏能力;碘系偏光片是在結(jié)合 PVA 和碘分子的基礎(chǔ)上，具備高透過率、高偏振度的優(yōu)勢(shì)，然而其耐高溫高濕性能較差。這種偏光片的成本較低，所以市場(chǎng)占有率比較高，而且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛;染料系偏光片是直接把具備二色性的有機(jī)染料在 PVA 上進(jìn)行吸附，之后進(jìn)行延伸定向，使其具備一定的偏旋光性能，然而缺點(diǎn)透過率和偏振度較低，優(yōu)勢(shì)是耐高溫高濕，因此大多應(yīng)用于汽車、船舶等工業(yè)。

2 偏光片的性能指標(biāo)與其影響因素

2.1 偏光片的外觀指標(biāo)與其影響因素

偏光片的外觀指標(biāo)包括表面平整度、外觀欠點(diǎn)數(shù)量等，對(duì)偏光片產(chǎn)品在貼片過程中的利用率產(chǎn)生比較直接的影響，為確保偏光片外觀指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)偏光片的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，包括材料選擇、生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸存儲(chǔ)、存放環(huán)境等。

2.2 偏光片的光學(xué)性能與其影響因素

偏光片光學(xué)性能包括以下幾個(gè)指標(biāo)，分別是偏振度、透光率、防紫外線性能等，針對(duì)于普通 LCD 產(chǎn)品在對(duì)偏光片進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，一般應(yīng)用偏振度與透光率比較高的產(chǎn)品，從而促進(jìn) LCD 顯示器件顯示質(zhì)量及效率的提升，充分減少能源損耗;然而對(duì)普通碘染色偏光片來說，偏振度和透光率屬于兩個(gè)矛盾的因素，一般是偏振度高，則透光率降低，不可避免受到色調(diào)的影響，所以常規(guī)型偏光片的偏振度處于 90% ～ 99% 的范圍，透光率指標(biāo)處于41% ～ 44% 的范圍。色調(diào)指標(biāo)的基本作用是滿足視覺習(xí)慣，偏光片盡可能要求色調(diào)偏差小，確保 LCD 產(chǎn)品色調(diào)的一致性。

2.3 偏光片的耐久性能指標(biāo)與其影響因素

偏光片耐久性能指的是偏光膜耐久性，以及壓敏膠粘合劑的耐久性，前者指的是偏光膜的耐高溫、濕熱、低溫以及冷熱沖擊等性能，具體影響因素包括其基本材質(zhì)、染色材料、染色工藝等。具體來說，偏光片選擇的 PVA 膜分子質(zhì)量、拉伸倍率和其耐久性成正比。此外，偏光膜在生產(chǎn)時(shí)的著色度、染料抗水解能力也對(duì)偏光膜耐久性有促進(jìn)的影響，因?yàn)榈夂偷饣锞鶎儆诜浅Ｈ菀姿獾牟馁|(zhì)，所以，染料系偏光片的耐久性能和碘染色系偏光片產(chǎn)品的耐久性進(jìn)行對(duì)比有很大優(yōu)勢(shì)。

為確保偏光片可以和液晶顯示器的玻璃面板進(jìn)行緊密貼合，要在偏光片外層進(jìn)行壓敏膠的涂抹，并且要復(fù)合離型膜以對(duì)壓敏膠進(jìn)行保護(hù)，如果偏光片和被粘物進(jìn)行粘合，則直接撕去離型膜，不需要采用溶劑、熱等方法，僅僅施加一個(gè)輕度指壓即可，壓敏膠可以和被粘物進(jìn)行牢固粘合，因此，必須要求壓敏膠具備一定的再剝離性、剝離強(qiáng)度以及一定的持粘力與初粘力。生產(chǎn)過程中壓敏膠粘合劑技術(shù)對(duì)偏光片生產(chǎn)有一定影響，包括粘合劑的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、工藝等，因此，常規(guī)偏光片生產(chǎn)企業(yè)在對(duì)粘合劑工藝條件進(jìn)行確定后會(huì)應(yīng)用很長(zhǎng)時(shí)間，且其工藝質(zhì)量要求非?？量蹋源吮ＷC生產(chǎn)質(zhì)量。

3 偏光片的附加功能

現(xiàn)階段，隨著液晶顯示大型化、車載、中小尺寸等各個(gè)方面的用途，尤其是要符合個(gè)性化顯示的效果，因此在偏光片生產(chǎn)制造時(shí)，對(duì)特種材料、工藝進(jìn)行選擇，給偏光片附加很多新功能。

早期，很多液晶顯示器的功能還僅限于辦公、文字、簡(jiǎn)單圖像顯示等，對(duì)于畫面質(zhì)量的要求很低，但是隨著液晶顯示器的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是液晶電視進(jìn)入到百姓家庭，對(duì)于畫面質(zhì)量的要求有了很大程度的提升。其中，不得不提的是廣視角功能，指的是液晶顯示器能夠在非常大的視角范圍內(nèi)對(duì)畫質(zhì)進(jìn)行觀察，前提是影像保持不變，從而滿足數(shù)量更多、視角更廣的觀眾。目前來說，廣視角技術(shù)包括WV/SWV 廣視角膜、補(bǔ)償膜技術(shù)及 IPS 技術(shù)。

IPS 廣視角技術(shù)又叫平面控制模式廣視角技術(shù)，顧名思義，這種技術(shù)主要是以液晶分子平面切換的方式來改善視角。它充分利用空間厚度、摩擦強(qiáng)度、橫向電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的改變使液晶分子作大幅度的平面旋轉(zhuǎn)角。這種技術(shù)讓用戶在任何情況下都只能看到液晶分子的短軸，令各個(gè)角度觀看屏幕，畫面可視范圍影響均較少。IPS 廣視角技術(shù)較前面兩種技術(shù)要更加完美。使用 IPS 技術(shù)的液晶顯示器可視角度可達(dá)到 170 度，可以說實(shí)現(xiàn)真正的超廣視角。

IPS 的字面全稱為 In-PlaneSwitching，液晶分子采用水平排列方式，并且兩極處于同一平面，這兩點(diǎn)是 IPS 技術(shù)區(qū)別于其他面板技術(shù)的重要特征，也保證了 IPS 面板遇阻后畫面穩(wěn)定性更高。由于與眾不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造就了 IPS 面板極具辨識(shí)性的產(chǎn)品特點(diǎn)。IPS 面板用手輕輕劃一下不容易出現(xiàn)水紋樣變形，因此有硬屏之稱。仔細(xì)看屏幕時(shí)，如果看到是方向朝左的魚鱗狀象素，加上硬屏的話，那么就可以確定是 IPS 面板了。IPS 面板技術(shù)增強(qiáng)了顯示器動(dòng)態(tài)顯示效果，在觀看體育賽事、動(dòng)作片等運(yùn)動(dòng)速度較快的節(jié)目時(shí)能夠獲得更好的畫質(zhì)。和其他類型的面板相比，IPS 色彩還原準(zhǔn)確性高、響應(yīng)時(shí)間快、色彩渲染豐富、可視角度大、高對(duì)比度這五點(diǎn)是 IPS 廣視角面板的優(yōu)勢(shì)。這五個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)也讓 LGDisplay 推出的IPS 廣視角面迅速躥紅。

4 總結(jié)

綜上所述，偏光片行業(yè)進(jìn)入到穩(wěn)定增長(zhǎng)階段，國內(nèi)需求非常旺盛，TFT-LCD 偏光片生產(chǎn)會(huì)迎來快速發(fā)展，但是我們也要看到，在許多關(guān)鍵材料方面依然需要從國外進(jìn)口，和國外還存在不小的差距，必須要加強(qiáng)研究。