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偏光片的原理作用分类以及市场 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 TFT - 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。 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2005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。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。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大多数的人仍然对偏光片这个名词感到陌生而不很清楚,故在此先对偏振光的现象及基本原理稍做说明。偏振光 人类对光的了解依序可分成以下四个重要阶段:1.十七世纪中,牛顿首先开始对光做有系统的研究,他发现到所谓的白光(White Light)是由所有的色光(Colored Light)混合而成。为了要解释这个现象,就有许多不同的理论衍生出来。 2.十九世纪初,杨氏(Thomas Young)利用波动理论成功的解释了大部分的光学现象如反射、折射和衍射等。 3.1873年,马克斯威尔发现光波是电磁波,其中它的电波和磁波是相依相存不能分开的,电场(E)、磁场(H)与电磁波进行的方向(k)这三者是呈相互垂直的关系(图1)。 4.二十世纪初,爱因斯坦发现光的能量要用粒子学说才能解释,因而衍生出量子学。换言之,光同时具有波动及粒子两种特性。 因为偏振光的理论是用波动学来解释的,所以往后的讨论都将光视为电磁波,并且为了简化易懂,我们只考虑其电场向量E。非偏振光的E可以用图2表示,图2中许多对称等长的辐射线表示E在E、H所组成的平面上振动,并且在各方向振动的机会均等。当E的分布不均时就称之为偏极化(Polarization),如图3所示为部份偏振光,当E只在一个方向振动时则称之为线性偏振光(图4)。从向量的观点来看,当图2中各方向的向量投影到X和Y两个相互垂直的坐标轴上后,非偏振光可以分解为两条相垂直的线性偏振光(图5)。偏光片的制造一般而言,获取偏振光的方法是由以下三个步骤:1.制造普通非偏振光(图2)。2.分解此非偏振光为两个相互垂直的线性偏振光(图5)。3.舍弃一条偏振光,应用另一条偏振光(图4)。能将非偏振光分解为两条偏振光,而舍弃其一的仪器称之为起偏器(Polarizer),起偏器可以利用如吸收、反射、折射、衍射等光学效应来产生偏振光。一般较常用的起偏器种类有以下数种:(1) 反射型当光线斜射入玻璃表面时,其反射光将被部分偏振化。利用多层玻璃的连续反射效果即可将非偏振光转为线性偏振光。(2)折射型将两片方解石晶体接合,入射光线会被分解为两道偏振光,称为平常光与非常光。(3) 二色性晶体型将具有二色性的微小晶体有规则地吸附排列在透明的薄片上,这是人工第一次做出偏光膜的方法。(4) 高分子二色性型利用透光性良好的高分子薄膜,将膜内分子加以定向,再吸着具有二色性的物质,此为现今生产偏光膜最主要的方法。这类吸收式的起偏器都是以膜(Film)或是板(Plate or Sheet)的形式存在,因此,通常又称之为偏光膜(Polarizing Film)或偏光片(Polarizing Plate or Sheet)。英文上另外一个更通俗的称呼是Polarizing Filter。偏光片贴附机工作原理(图)一、产品概述：LES机是该公司生产的用于LCD行业偏光片贴附的一款小型触摸屏贴附设备。主要功能是将偏光片自动贴装在LCD基片上。工作步骤是：将偏光片与其保护膜手动分离、同时将LCD基片置于真空载台上并送入贴装工位，最终使偏光片准确、快速贴装在相应的LCD基片上。二、功能特点:1. 采用PLC及SMC气动配件控制，动作可靠，操作简单；2. 操作台面可方便地设定贴附位置和速度；3. 贴附辊压力可精确调节；4. 玻璃平台、贴附头由精密滚珠丝杠传动，保证位置精度；5. 各作业平台上气孔分区控制，便于不同产品型号的更换；6. 工作区域封闭，并装有空气过滤装置，提高工作空间的洁净度；7偏光片定位时不受贴附辊的影响，保证其定位精度。 功能特点： 5.7英寸智能型人机界面,可编程控制器(PLC)控制系统,使设备运行稳定、可靠。 具有十组数据参数设置存储功能，生产不同尺寸的LCD可直接调用存储中的参数生，方便、快捷 采用日本SMC气动元件，保证设备精度及其使用压寿命。 载料平台由马达控制自动滑行，可根据需要选位贴合。 置有手/自动转换功能，使用操作方便、简单。 适用于57英寸以下LCD的偏光片贴合工艺。技术参数:控制系统LG-K&M_DR_PLC操作界面WEIVIEW全彩PDA触摸屏压力范围1-28.4kgf 时间范围1-100S生产效率20-30PCS/H滚筒精度0.05mm平台平整度0.05mm产品最大尺寸57英寸功率0.3KW热电偶K型总重量400KG外形尺寸(L)2100mm(W)1570mm(H)1500mm偏光片 NPFLCD用光学薄膜的标准产品。概要NPF(Nitto Polarizing Film)作为LCD(Liquid Crystal Display )用偏光片、具有优良的透明度、可靠性和作业性能、拥有各种型号产品、可应用于穿透型、反射型、半穿透型等各种LCD 、满足客户的需求。 NPF 是日东电工生产的偏光片的注册商标。结构产品型号型号品名(例)单体穿透率()偏振光率()色调a(NBS)25色调b(NBS)25F普通型F1205DU44.595.8-1.6-0.9FW普通白色FW1225DU44.597.60.0-3.3G高偏振光度G1220DUN41.599.97-2.13.1EGW高偏振光度白色EGW1225DU43.999.7-1.21.3SEG超高透过高偏光度型SEG1425DU43.999.95-1.23.5TEG薄型超高透过高偏光度型TEG1465DU43.899.96-1.13.5以上数据仅为测定值的一例，并非保证值。反射彩色 LCD用光学薄膜(前漫射体、宽波段/4片)为反射彩色LCD整体提供偏光片、位相差片和前漫射体。概要宽波段/4片对任何一种波长都会给予一定的位相差（ /4）。而前漫射体可通过扩散特性来实现高亮度的反射板。本产品为接合两者特性的一体化产品。内部反射型LCD的结构提供偏光片、相位差片、前漫射体的一体型产品。宽波段/4片的波长特性宽波段/4片对任何一种波长都会给予一定的位相差(/4)，以往的波长薄膜在蓝光和红光时会产生与/4偏高的位相差，导致对比度降低。前漫射体的光学特性通过控制扩散特性，可获得高亮度的反射板。产品型号雾状混浊SN188SN280SN370SN460SN550SN640SN730SN820数值为前漫射体的单体测定值。防眩(AG)处理可应用于高精细显示屏的新型防眩光。概要可通过减轻眩光，提高图像鲜明度，从而提高了图像显示的清晰度。结构防眩光偏振光片特性比较高精度用精细型未经防眩光处理AG150AGT1AGS2BAGS1AG30GHaze431112257.560光泽度4140314418204452眩光极小小中中小大无Ram0.160.160.270.300.310.340.250.340Rzm1.501.482.162.522.743.152.292.62Smm51.739.457.385.747.051.395.7137耐擦伤性铅笔硬度3HBRa:中心线平均粗细Rz:10点平均高度Sm:平均波谷间隔 以上记载的数据仅为测定数值的一例，并非保证值。 眩光：图像中出现污点和模糊的现象。带视角补偿薄膜的偏光片NWF将TFT-LCD视角补偿薄膜与偏光片合成为一体。概要将实现TFT-LCD的广视角的视角补偿薄膜与偏光片粘贴成一体的产品。结构视角特性偏光板NWF-LDNWF-LE从正面看 偏光板NWF从侧面看 偏光板NWF从上看 偏光板NWF光学特性使用偏光片：HEG1425DU单体透过率43.0偏光度99.9色调a-1.5(NBS)色调b4.0(NBS)平均倾斜角15.5厚度方向Re值137nm以上数据仅为测定值的一例，并非保证值防反射处理防止日光和日光在LCD表面的反射，实现高对比度的彩色显示屏。概要提高防止反射层的防污染性能，使用更加方便。通过AG(防眩功能)复合化，可以实现更高性能。结构ARC型偏振光片(真空蒸着) ARC型偏振光片(涂层)特点无ARARS型ARC型表面反射率()4.00.52.5反射色NeutralBlueNeutral单体透射率()43.945.544.5偏振光率()99.999.999.9 以上记载的数据仅为测定数值的一例，并非保证值。反射率光谱图带提高亮度薄膜的偏光板 NIPOCS将能够提高TFT-LCD亮度的薄膜和偏光板加工成一体的产品。概要利用了偏光分离功能的NIPOCS可以提高光的利用效率，增强LCD板的亮度。它不仅能够象聚光板一样提高正面的亮度，还可以有效的提高斜角方向的亮度。结构光学特性（视觉特性）使用扩散板背光源的亮度视觉特性使用两张聚光板背光源的亮度视觉特性实际安装方法反射板、半穿透反射板备有各种型号的产品、可根据用途进行选择。光学特性反射型偏光片代表型号特点无显示(NPF-F3225)带有测量线的铝反射型具有指向性(必须注意设计测量线的角度)根据角度改善反射特性M(NPF-F3225M)无指向蒸着反射型不依赖反射光的角度半透过反射板备有五种类型的半透过反