偏振片基础知识.doc

偏振片基础知识之一 当前世界上主要应用二类，即H和K。H型偏振片是拉伸了的PVA薄膜吸收了碘。它是制造液晶显示面板的一种不可或缺的材料，H型偏振片是用含有二向色性材料碘的PVA膜制造成的。发明专利“H型偏振膜的连续生产方法”提供了用国产PVA直接生产偏振片的生产线技术。可以生产出成本低、产量大、质量稳定的H型偏振片。具备一般机加工能力的单位都可建造生产线所需设备。 K型偏振片是由PVA薄膜的脱水制得的。 K型偏振片是汽车车灯防眩光的重要材料；是制造液晶显示面板能在恶劣环境下使用的一种不可或缺的材料；是制造偏光太阳镜的一种廉价材料；是手机显示（自发光显示）的重要材料。它由PVA膜脱水工艺制得的。“K型偏振膜的制造方法”这一发明专利创新思维强，生产工艺简单，可用少量投资建造自动化生产线。具备一般机加工能力的单位都可制造生产线所需设备。偏振片基础知识之二 马吕定律： 在学习偏振光学和偏振片原理方面首要学习的是马吕定律： 假如二个偏振元件P1和P2左右排置放着，如我们称P1为起偏器，透过P1的光为线偏振光，称P2为检偏器，如果P1和P2的光轴一致，则透过P2的光强最强，如果P1和P2的光轴相差90度，则光强为零。假如通过P1的线偏振光的振幅为E，则光强为I0=E2。E可以分解为Ecos和Esin两个互相垂直的分量，其中Ecos分量平行于检偏器的透光轴，而Esin分量则是垂直于该透光轴，故这两个分量中只有Ecos分量才能从检偏器通过，因此 I=（Ecos）2=I0cos2 此式称为马吕定律偏振片基础知识之三 偏振片与液晶显示器 偏振片是将自然光变成线偏振光的材料（器件）。它是制造当代液晶显示器的不可或缺的材料。满足LCD使用的偏振片制造商应该了解LCD一般原理及其制造技术。一般说，LCD的发展需要偏振片制造商的协同配合。 从LCD的显示原理看，液晶起到一个电压控制的光阀作用，控制偏振光的通过或不通过（即显示或不显示）。 LCD种类很多，但常用的有三种：即TN型、STN型、TFT型，偏振片制造商就是满足上述三类LCD而不断完善和改进偏振片生产、制造技术。 由于LCD的显示是靠外光源才能显示，所以偏振片的发展过程中也发展有透过式、半透半反式、反射式三种。 由于液晶材料的光学特性决定了为改善LCD的观察角，需发展具有宽视角功能的带补偿膜的偏振片。 当前TFT LCD已向第五代发展，偏振片制造技术也应满足此一要求偏振片基础知识之四 人类靠光来生活，人类不能没有光。 什么叫偏振光？光是电磁辐射，偏振光是光波的一种特殊形式；是可见光的一种状态；是自然界中的基本现象之一，酷暑夏日在路面上反射出来或在水面上反射出来的非常刺眼的这部分光就是偏振光。描述偏振光的简单方法是图形，其它的用数学方法。偏振光作为评估物质性质的工具或探测仪。物理学家和化学家发现偏振光的应用远远超出寻常光的应用；生物学家，天文学家和工程师利用偏振光介决了许多不能用其它方法介决的问题。光可说是人类最有用的工具，而偏振光则是人类利用光的精华。人类发现偏振光以来已经创造了不少奇迹和财富，并将继续开拓新应用为人类谋福利。 偏振光有三类：一是线偏振光，二是园偏振光，三是椭圆偏振光。凡是能够产生线偏振光的器件都可称做偏振器件，简称偏振片。偏振片的基础知识之五 人造偏振片由于成本低、面积可以做得大，人们正在扩大它的应用范围，创造了并将继续创造极大的经济效益。例如用来制造液晶显示器、用来制造防止汽车车眩光的器件、用来制造太阳镜等等。二、LCD液晶平面显示器 LCD液晶显示器分被动矩阵STN型和主动矩阵TFT型，TFT也就是薄膜晶体管，是用来主动控制每一个像素光通过量的组件。液晶显示器与其它显示器一样，每像素都是由R、G、B三个子像素构成，但是它不会发光，为了要让每个独立的像素产生所需的色彩，必须使用冷阴极灯管作为背景光源。要让背景光源通过每一个像素，面板必须被分割成一个个小门让光通过。液晶显示器里含有两片偏振片、数组彩色滤光片及配向膜，它们可以决定光通量的最大值与颜色的产生。液晶层位于两片玻璃之间，每个像素的亮度控制是靠电场使液晶分子旋转角度变化来决定，最大旋转角度为90度。 一般来说，液晶液显示器的屏幕越大，分辨率越高。6.4英寸10.4英寸的分辨率均为640480，12.1英寸、13.1英寸为800600，14.1英寸、15英寸均为1024768，17英寸、18英寸可达12801024。一个14英寸的液晶显示达到1024768的分辨率，则要求每个像素单元要做到0.22mm0.16mm，整个屏幕的像素达131万个。如果以一个18.1英寸的液晶显示器为例，其分辨率为12801024，它的点距为0.28mm（0.01英寸），则它实际拥有38401024个晶体管及子像素。也就是说，液晶显示器的点距越小，分辨率就越高。如一个15英寸的液晶显示器点距为0.297mm，分辨率为1024768，如果当分辨率增加到12801024时，则每个像素的透光量将减小，而变得毫无意义，甚至根本无法显示。有的厂商标称自己的15英寸液晶显示器分辨率为12801024，纯属广告炒作，误导消费者。 屏幕越大，制造工艺的难度越是成倍增加，一个18英寸的液晶显示器要拥有38401024个薄膜晶体管，它还包含许多化学材料及非常薄的基板，若在生产时有一个环节达不到百万分之一的差错率，成品上的像素瑕疵（Bug）也就越多。凡用过手提电脑的人都会发现，液晶显示器上或多或少存在一些小色点，这些小色点就是在制造过程中产生的有缺陷的薄膜晶体管，代表这个像素的薄膜晶体管可能永远无法工作。目前还没有标准规定一个屏幕究竟有多少个小色点才算是次品。根据各厂商自己的规定，一般35个色点应在正常范围之内。亮度是液晶显示器的重要指标，亮度越高，画面越亮丽。一般高质量的液晶显示器，亮度应能达到200cd/m2。有资料说液晶显示器亮度达不到CRT的指标，其实未必，液晶显示器的亮度是由背景光源来决定，可以轻而易举的做到300cd/m2，更高者已做到了500cd/m2，而CRT最大仅达120cd/m2。如果要使CRT增加亮度值，必须加大加速极的电压，结果将造成较高的辐射量及降低磷粉的寿命。但是液晶显示器由于采用了背景光源来提高亮度，可能会造成四周亮，中心暗的缺点。因此高品质的液晶显示器亮度应均匀，屏幕中心与四周的亮度应尽量一致才是关键。 对比度是液晶显示器的一个弱点。传统的CRT显示器对比度轻易的可做到5001，因此画面的质量可与感光照片相比。而液晶显示器是由冷阴管构成的背光源，它很难做快速的开关动作，其背光源始终处于点亮状态，为了得到一个全黑的画面，液晶模块必须完全把背光源投来的光完全阻拦。但在物理特性上，这些组件并无法完全达到这样的要求，总会有一些漏光产生。人眼可以接受的对比值为2501。如果一个液晶显示器的对比度高达3001，你就可以放心购买了。值得高兴的是制造商们一直在不懈的努力，飞利浦已成功地开发出5001的优质液晶显示器。 视角也是液晶显示器一个致命的弱点。视角又分水平视角和垂直视角。但选购时一般以水平视觉为主要参考对象，因为很少有人从垂直方向偏离显示器来观看。当液晶显示器的背光源的入射光通过偏振片、液晶及配向膜后，输出光便具有了特定的方向性，观察时只能正对屏面才有正确的色彩和亮度。若从一个非常斜的角度去观看，则会发生亮度低、彩色畸变等现象。所以一般观察角度最大只能偏离中心60。如果一个液晶显示器的水平视角范围达120，已不错了。在视角范围这个问题上，工程师们已找到了解决问题的办法，有数种广视角技术被应用于实践，如IPS、MVA、TN+FILM等，这些技术都能把液晶显示器的视觉增加到160，甚至更高。富士通，夏普及飞利浦的液晶显示器视角都已达到了160，是个惊人的成就。NEC、日立的部分显示器视觉已突破了170。相信不久的将来，视角不再是一个困人的因素，液晶显示器的视觉完全能与CRT相比。 响应时间越小越好，按照人们的反应时间，响应时间如果超过40ms，就会感觉运动图像的迟滞现象，目前液晶显示器的标准响应时间介于50100ms之间。小于40ms的液晶显示器水平已相当高了。 液晶显示器目前以15居多，价格在40007000元之间，17、18的价格高达万元以上。夏普的28 169液晶彩电目前在中国市场上占有霸主地位，各项指标均有上乘的表现，但价格高达4万元之巨。飞利浦的37.5英寸液晶彩电已打破世界纪录，亮度高达500cd/m2，对比度达5001，水平视角达160，分辨率为852480。相信不久的将来，液晶彩电大有取代CRT之势。平面显示器 参 数 CRT TFT-LCD OEL PDP 亮度 80120cd/m2 170250cd/m2 250cd/m2 300400cd/m2 对比度 35017001 20014001 5001 40018001 视角 150 110170 可达180 150 像素值 12801024 12801024 320240(目前) 12801024 像素点距 0.25mm 0.28mm 0.116mm(目前) 1.081.08mm 画面闪烁 85Hz以上闪烁 无 无 无 功耗及重量 60150W极重 2540W轻 200mW 60W轻 附表为三种显示器的主要参数，供参考。中国液晶显示器（LCD）用材料行业调研报告报告简介本文重点对液晶显示器（LCD）所用的主要材料，包括：液晶材料、基片玻璃、ITO导电玻璃、彩色滤光膜、偏振片、取向膜材料、间隔材料、背光源用材料等的国内外产业发展现状、发展趋势、市场需求与分析预测、进出口情况等进行了调查研究与分析，并介绍我国国内本行业今后产业发展的目标，产业发展的建议。报告目录五、LCD所用的主要材料及技术要求 （四）偏振片 十、国内外偏振片产业发展现状、发展趋势及市场需求分析与预测 （一）国内外偏振片产业发展现状及发展趋势 1、全球偏振片产业现状及发展 2、国内偏振片产业现状及发展 （二）国内外偏振片市场需求分析与预测 图5.3 透射型偏振片的结构示意图 表1.1 TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD比较 表4.6 苏州工业园区TFT-LCD投资及产能情况 表4.7 我国大陆19982003年液晶器件产量、销售额及出口额 表4.8 境外LCD生产厂商在中国大陆投资的LCD企业及产品类型 表9.1 彩色STN与TFT产品的工艺及要求 表10.1 国际偏光片企业生产能力及市场占有率 表10.2 全球主要偏光片厂商产能扩充计划 表10.3 国内偏光片厂商产能 表10.4 全球偏振片用材料市场规模及预测 电话88558950地址：北京市海淀区紫竹院路66号赛迪大厦七层1.扭曲向列型液晶显示器”（Twisted Nematic Liquid crystal display）,简称“TN型液晶显示器”。这种显示器的液晶组件构造如图11所示。向列型液晶夹在两片玻璃中间。这种玻璃的表面上先镀有一层透明而导电的薄膜以作电极之用。这种薄膜通常是一种铟（Indium）和锡（Tin）的氧化物（Oxide），简称ITO。然后再在有ITO的玻璃上镀表面配向剂，以使液晶顺着一个特定且平行于玻璃表面之方向排列。（图11 a）中左边玻璃使液晶排成上下的方向，右边玻璃则使液晶排成垂直于图面之方向。此组件中之液晶的自然状态具有从左到右共的扭曲, 这也是为什么被称为扭曲型液晶显示器的原因。利用电场可使液晶旋转的原理，在两电极上加上电压则会使得液晶偏振化方向转向与电场方向平行。 因为液态晶的折射率随液晶的方向而改变，其结果是光经过TN型液晶盒以后其偏振性会发生变化。我们可以选择适当的厚度使光的偏振化方向刚好改变。那么，我们就可利用两个平行偏振片使得光完全不能通过（如图12所示）。若外加足够大的电压使得液晶方向转成与电场方向平行，光的偏振性就不会改变。因此光可顺利通过第二个偏光器。于是，我们可利用电的开关达到控制光的明暗。这样会形成透光时为白、不透光时为黑，字符就可以显示在屏幕上了。2.TFT型液晶显示器的原理 TFT型液晶显示器也采用了两夹层间填充液晶分子的设计。只不过是把左边夹层的电极改为了FET晶体管，而右边夹层的电极改为了共通电极。在光源设计上，TFT的显示采用背透式照射方式，即假想的光源路径不是像TN液晶那样的从左至右，而是从右向左，这样的作法是在液晶的背部设置了类似日光灯的光管。 光源照射时先通过右偏振片向左透出，借助液晶分子来传导光线。由于左右夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。 相对而言，TN就没有这个特性，液晶分子一旦没有被施压，立刻就返回原始状态，这是TFT液晶和TN液晶显示原理的最大不同。3. “高分子散布型液晶显示器”（Polymer dispersed liquid crystal liquid crystal display），简称“PDLC型液晶显示器”。这种显示器的液晶组件构造如图13所示。高分子的单体(monomer)与液晶混合后夹在两片玻璃中间，做成一液晶盒。这种玻璃与上面所用的相同，是表面上先镀有一层透明而导电的薄膜作电极。但是不需要在玻璃上镀表面配向剂。此时将液晶盒放在紫外灯下照射使个单体连结成高分子聚合物。在高分子形成的同时，液晶与高分子分开而形成许多液晶小颗粒。这些小颗粒被高分子聚合物固定住。 当光照射在此液晶盒上，因折射率不同，而在颗粒表面处产生折射及反射。经过多次反射与折射，就产生了散射(scattering)。此液晶盒就像牛奶一样呈现出不透明的乳白色。足够大电压加在液晶盒两侧的玻璃上液晶顺着电场方向排列，而使每颗液晶的排列均相同。对正面入射光而言，这些液晶有着相同的折射率n。如果我们可以选用的高分子材料的折射率与n相同，对光而言这些液晶颗粒与高分子材料是相同的；因而在液晶盒内部没有任何折射或反射的现象产生。此时的液晶盒就像透明的清水一样。 关于建成偏振片生产基地的几个问题一、 项目名称：建立中国最大的偏振片生产基地所谓最大是指产量最大、品种最多、质量最高二、 项目意义：1、 投资少；（详见附件一）2、 效益大；（详见下列效益预测）3、 具备具有自主知识产权的光学和其它相关专业的偏振片人才队伍，为基地的发展奠定市场竞争的条件。三、 效益预测：年效益可达数亿元偏振片简单说是一种多层塑料薄膜，是高新技术领域、光学应用方面的材料。目前世界上能够广泛应用的偏振片只有K和H二类。K型偏振膜（片）是汽车车灯防眩光的重要材料；是制造液晶显示器面板能在恶劣环境下使用的一种不可或缺的材料；是制造偏光太阳镜的一种廉价材料；是手机显示（自发光显示）的重要材料。H型偏振膜（片）是制造液晶显示面板的一种不可或缺的材料，据信息产业部有关部门预测：到2008年现有CRT显示器将被液晶显示器所代替。偏振片市场目前被日本、韩国、等有关工厂所占领。1、 全国液晶显示器制造商近百家，偏振片是制造液晶显示器不可或缺的材料，每年从国外购进的偏振片约达数亿美元，这方面将有极大的现实和潜在市场（附件3、附件4）。年生产H型偏振片120万平米，年赢利近亿元。2、 在汽车车灯的防眩光应用中将有更大市场，全国车辆约达3000余万辆。从2004年6月上旬北京国际汽车展看出防眩光器械目前属于缺门，它又是一种消耗材料，本生产基地提供的特种偏振片全国独家生产；具备无可争议的竞争力，可望获得年效益数亿元；3、 偏振光眼镜是太阳镜中的高档眼镜，在13亿人口的中国，随着全面建设小康社会、人民生活水平的提高；随着国内旅游业的发展，随着人们对保护眼睛的重要性认识越来越提高，对偏振光眼镜的需求量将会激增，因此生产基地开拓偏振光眼镜的市场，毫无疑问，将会创造年效益上亿元；4、 偏振光学仪器在我国许多行业的应用，可说是基本空白，大量仪器从国外进口，作为拥有一批高级光学人才的偏振片生产基地，生产、制造半导体制造领域应用的测量薄膜厚度用的椭圆偏振仪和医用检测仪器（眼睛视网膜检测）等，填补国内空白，将会创造极大经济效益；5、 生产平板式自发光显示器件用的园偏振片，推广到手机、OLED等产品，由于数量大，也将会获得巨大效益；6、其它根据市场需求待开发、生产的领域很多。四、 技术：1、 用二项发明专利建立起生产基地；二项发明专利的名称是：（1）、K型偏振膜的制造方法（专利号：00105673.5)。本发明创新思维强，生产工艺简单，生产成本低。（注：偏振片和偏振膜是指同一种材料，不同称呼而已）（2）、H型偏振膜的连续生产方法(专利号：00105669.7。)本发明提供了用国产原料直接生产出偏振片的生产线技术。可以生产出成本低、产量大、质量稳定的H型偏振片。吉林省九台市偏振片生产线液晶显示器（LC）用偏振片1、项目的生产建设规模及内容：年生产偏振片50万平方米2、合作方式：合作、合资3、总投资额：2亿元4、需要对方投资内容：现汇5、占地面积及建筑面积：占地面积58万平方米6、经济效益预测：年销售收入12亿元，利税O4亿元7、预计投资回收期：6.75年8、项目进展情况：已列入吉林省十五计划，省计委已报国家计委批准山东亚视偏振片生产线液晶显示器专用偏振片项目：年产TN型、STN型专用偏振片90万M2，产品技术达到90年代中期国际先进水平。）总投资额为2320万美元。拟合作期限10年主要产品销售市场国内主要产品销售市场国内液晶显示器厂预计市场年销售容量200万M2。经济效益分析项目建设周期1.5年年销售或经营收入1563万美元资金利润率20.4%投资回收期5-.7年阜新偏振片生产线1、项目名称：液晶显示器用偏振片生产线项目2、项目建设主要内容及投资规模拟从韩国或日本引进全套偏振片制造技术和设备，建设具有国际先进水平的年生产规模120万平方米偏振片生产装置。项目总投资2350万美元。3、项目建设依据随着信息产业的高速发展，液晶显示器产品应用范围越来越广，为之配套的偏振片需求量也成倍增长。4、项目产品市场预测目前世界偏振片市场年需求量已超过4000万平方米，而现有生产能力仅为3500万平方米左右，最大的生产供应商在日本。由于液晶显示器件生产能力突进，韩国、日本等液晶显示器厂商已感到偏振片材料供应不足，并已成为液晶显示器件发展的瓶颈。我国液晶显示器产业已形成规模，但为之配套的偏振片生产尚未跟上。目前，国内只有广东福地日合偏振器件公司有设计能力100万平方米的二手线和深圳盛玻偏光器件公司有设计能力50万平方米的生产线，总的生产能力不过150万平方米。全国年市场需求量约600万平方米，不足部份主要依赖进口。所以偏振片市场前景非常好。项目合作方式：该项目采用合资、合作、独资方式均可，如采用合资合作方式建设，中方可提供廉价的土地、厂房、配套设备及公用设施，需外方提供资金和制造技术设备。预计项目建成后经济效益：建设期限：1年，销售收入：30932万元，利税：7651万元，投资回收期：2.5年中方建设单位概况：企业名称：阜新晶体管有限责任公司企业地址：阜新市海州区解放大街2号法人代表：郑德权该公司厂区占地面积4.2万平方米，其中建筑面积2.1万平方米。拥有固定资产7500万元，银行信用等级A。有5条半导体器件生产线和2个半导体装置生产车间。现有专业技术人员386人，其中高级技术和管理人员126人。企业的主导产品为半导体器件，2000年实现销售收入4500万元，利税450万元。项目联系人及通讯地址项目联系单位：阜新市对外经济贸易委员会蚌埠市偏振片生产线年产100万平方米偏振片生产线一、项目建设背景:偏振片是一种新型高分子材料制成的光学电子器件，它主要应用于各种液晶显示器。自八十年代以来，世界对液晶显示器的需求量迅速增长，现在它已享受第二半导体工业的美称，在电子工业中占有相当重要的地位。二、项目单位基本情况：蚌埠市建设投资公司是直属市计划委员会领导的、具有独立法人代表地位的政策性投资公司，是安徽省蚌埠市人民政府投资主体之一。公司的主要任务与业务范围包括：负责管理和运作蚌埠基本建设基金；通过独资、参股、控股等方式，对我市基础产业、支柱产业和高新技术产业的重点项目建设进行投资等等。目前公司已投资组建了五个实业公司，投资领域涉及化工、铁路、咨询、商贸等行业。三、市场分析：经过近十年的努力，我国已成为TN型液晶显示器的第一生产大国，对偏振片的需求量也达200万平方米/年以上。由于偏振片生产工艺复杂，对硬件的精度、原材料的品质、软件与硬件的匹配能力要求极高，国内至今不能形成工业化生产能力。因此，我国液晶显示器行业使用的偏振片全部依赖进口。1997年我国从日本、韩国进口的偏振片已超过6000万美元。四、产品方案与规模：生产适用于TN和STN型液晶显示器使用的偏振片，其品种包括透过型、半透过型和反射型三大类。年产100万平方米。五、投资估算：本项目总投资11132万元。六、经济效益估算：销售收入11388万元；利润总额2758万元；投资利润率31.9%;投资回收期5.2年。七、合作意向与方式：1.寻求具有世界先进水平的工业化生产技术。2.欢迎以合资、参股、控股、技术转让或技术入股等多种方式进行合作。江苏省句容市偏振片生产线承办单位：句容微电子发展总公司;(2).预计总投资：2400万美元(其中：设备：1800万美元,土建：400万美元，流动资金：200万美元;(3).合作方式：合资，合作，独资，其它;(4).项目建设年限：2年(5).投资回报率：50%(6).预计回收年限：2年项目概况：本项目拟引进国际先进水平的偏光片生产技术和设备，建设一条年生产能力为120万平方米的自动化生产线。目前，国内厂家每年需从国外进口偏光片350万平方米以上，该项目上马后，将有效缓解我国液晶显示器用偏光片进口的局面，市场前景十分看好。附件3、用途偏振片是生制造液晶显示器的不可或缺的一种材料偏振片简单说就是一种多层塑料薄膜，它是一种制造液晶显示器不可或缺的种光学材料。二十世纪三十年代由美国人发明。当时,它主要应用于光学仪器。二十世纪六十年代日本大力发展液晶显示技术，偏振片作为生产制造液晶显示器的不可或缺的一种材料，得到了空前发展，形成了一个产业，近年来，我国不少电子厂商也在手机、电子台历、仪表等方面大量应用液晶显示器，每年从国外进口的偏振片大概要化数亿美元。液晶显示器的最大竞争优势在于它的功耗小,从而有条件应用到移动式、手提式的显示器领域。偏振膜市场需求量猛增,成为紧俏货，据预测到2005年全球将需满足8000万台液晶显示器用偏振膜的年需求量近500万平米。由于手机、笔记本电脑的普及,台式电脑中的一部分将采用液晶显示器,以及手提式电视、壁式电视的发展和应用,远程教学用的投影式液晶显示的普及，一句话:显示器的液晶化，据专家预测将促使偏振膜的年需量可达近千万平米,一个年创数十亿元人民币的新材料-偏振片（膜）产业将会出现。2000年7月27日北京日报头版报道了北京计划建立十个产业化基地之一-液晶显示器生产基地。2003年2月13日北京京东方集团化4亿美元购买韩国TFTLCD第三代技术，并准备在北京经济开发区建立第五代TFTLCD的开发基地。说明液晶显示器正作为第二代显示器而受到广泛重视，从而必将带动偏振片的需求量大增。附件4、市场前景偏振片与液晶显示器偏振片是将自然光变成偏振光的器件。它是制造当代液晶显示器（以下简称LCD）的不可或缺的材料。LCD的产量越大，对偏振片的需求量也越大。根据2004年IT年会信息产业部有关部门预测到2008年现有CRT显示器将被LCD代替。满足LCD使用的偏振片制造商应该了解LCD一般原理及其制造技术。一般说，LCD的发展需要偏振片制造商的协同配合。与其它显示器一样LCD的基本指标参数是：对比度、清晰度、彩色、灰度和象素的响应时间等。从LCD的显示原理看，液晶起到一个电压控制的光阀作用，控制偏振光的通过或不通过（即显示或不显示）。LCD种类很多，但常用的有三种：即TN型、STN型、TFT型，偏振片制造商就是满足上述三类LCD而不断完善和改进偏振片生产技术。由于LCD的显示是靠外光源才能显示，所以偏振片的发展过程中也发展有透过式、半透半反式、反射式三种。由于液晶材料的光学特性决定了为改善LCD的观察角，需发展具有宽视角功能的带补偿膜的偏振片。当前TFTLCD已向第五代发展，要求偏振片制造业为此配套服务。4、项目产品市场预测目前世界偏振片市场年需求量已超过4000万平方米，而现有生产能力仅为3500万平方米左右，最大的生产供应商在日本。由于液晶显示器件生产能力突进，韩国、日本等液晶显示器厂商已感到偏振片材料供应不足，并已成为液晶显示器件发展的瓶颈。我国液晶显示器产业已形成规模，但为之配套的偏振片生产尚未跟上。目前，国内只有广东福地日合偏振器件公司有设计能力100万平方米的二手线和深圳盛玻偏光器件公司有设计能力50万平方米的生产线，总的生产能力不过150万平方米。全国年市场需求量约600万平方米，不足部份主要依赖进口。所以偏振片市场前景非常好。经过近十年的努力，我国已成为TN型液晶显示器的第一生产大国，对偏振片的需求量也达200万平方米/年以上。由于偏振片生产工艺复杂，对硬件的精度、原材料的品质、软件与硬件的匹配能力要求极高，国内至今不能形成工业化生产能力。因此，我国液晶显示器行业使用的偏振片全部依赖进口。1997年我国从日本、韩国进口的偏振片已超过6000万美元。四、产品方案与规模：生产适用于TN和STN型液晶显示器使用的偏振片，其品种包括透过型、半透过型和反射型三大类。年产100万平方米。联系电话64213096传真系人：北京三利综合技术研究所黄精忠：网址：电子邮件：通信地点：北京安外安华里三区三号楼151室（100011）。25、项目名称：（辽宁）液晶显示器用偏振片项目建设周期：2000-2002投资总额：20000进展阶段：已立项正在做可研关键设备：划片机、拉伸染色机、化学处理机、涂胶机、老化台。关键设备：1、引进制造技术；2、引进关键设备；3、购置国内配套设备、设施；4、建设4500平方米厂房（万级净化3000平方米，千级净化500平方米）；年生产各类偏振片（TN、STN、TFT型）120万平方米。LCD相关材料一般来说，应包括下列几方面的材料: (1) 液晶材料(2) 基片玻璃及导电玻璃(3) 彩色滤色膜(4) 背光源及其组件(5) 偏振片(6) 取向膜材料 (7) 间隔材料、封接胶 8）半导体材料根据MERCK公司的估计，随着液晶显示技术的发展，世界市场将进一步扩大，预计到2005年，LCD占平板显示器市场82.6%，达到449亿美元，TFT-LCD占LCD市场84.4%，达到379亿美元。LCD TV的技术要求至少有下列几点,所有这些都与材料密切相关。 1. 宽视角 引入先进的LCD模式 VA (垂直排列)模式(应用厂家：Fujitsu, SEC, Sharp) IPS (面内开关)模式 (Hitachi, LGP, id tech) 引进宽视角的偏振片 2. 高对比度 引进柱状间隔材料 3. 消除动画的模糊和拖尾 准脉冲开关, 存储型图象(LCD)转向脉冲型图象(CRT) 至少Ton+Toff 16 ms 快速开关LCDTon+Toff 16 ms已接近, 下一步目标 10ms - 减少盒厚增加n (WV-TV, IPS, VA) - 新的灌注工艺 (ODF) - 减少1 (WV-TV, IPS, VA)与TN、STN的材料相比，TFT器件对材料性能要求更高、更严格。要求混合液晶具有良好的光、热、化学稳定性，高的电荷保持率和高的电阻率。还要求混合液晶具有低粘度、高稳定性、适当的光学各相异性和阈值电压。 要满足这些对材料的苛刻要求，建立一套化工生产体系，很不容易。仅仅达到电阻率11014cm这一点，就要求排除与钠硷玻璃器皿接触，要建立全不锈钢或石英玻璃全密封的生产线。还有更重要的是我们还没有自己的高纯化学试剂生产体系。多品种的高纯试剂供应有问题。 同时，TFT材料专利保护期尚未过,还有一定障碍。 (6) 偏光片 偏光片按其用途可大致分为三种：透射型偏光片、反射型偏光片、半透半反射型偏光片。以透射型偏光片为例，其结构如下: 国外偏光片生产状况 世界偏光板市场至今为止几乎由日本4家公司垄断，但是台湾、韩国、中国的一些企业相继加入进来，台湾力特已开始向台湾的LCD厂家提供偏光片，产量在2001年可达840万，韩国的Ace-digitech公司主要向三星集团的三星电子供应TN型、STN型偏光板，现在的销售大约每月10万，LG化学已开始向LGPhilips供应要STN型偏光片，同时向中国销售TN型、STN型偏光片，由于TFT市场的需求大增，LG化学于2001年6月停止了TN型、STN型偏光片的生产，全部生产TFT型偏光片，而且新的生产线又在筹建之中。 全球偏光片主要材料市场概况 国内偏光片生产状况 2003年国内只有两家企业生产偏光片，广东福地日合去年停产。 1995年深圳盛波偏光器件有限公司，从美国公司引进设备和技术，经过几年努力,于1998年底生产出合格的偏光片，1999年正式批量生产，这是我国第一家偏光片生产厂，但由于设备的局限性，只能生产TN型偏光片，而且生产能力也有限年产只有40万。 2001年，温州市侨业经济开发有限公司投资800万美元，从韩国引进2000年国际先进的生产设备，于2001年底安装设备，2002年初开始生产，年生产能力可达150万，可生产TN型、STN型及TFT型偏光片，其中TFT型偏光片最大可生产18尺寸，用于台式电脑的液晶显示器。 总之，2003年国内两家企业共销售偏光片96万平方米，销售额为8100万元。销售量增长19.5，销售金额增长53.9。 5结束语 从世界范围来看，液晶显示产业方兴未艾，发展势头正旺。预计今后十年、二十年液晶显示器都将是平板显示的主流产品。我国液晶显示行业尽管也走过了二十多个年头，有了一定的基础。但与先进国家与地区相比差距还很大，要迎头赶上，还只能算刚刚开始。俗话说： 兵马未动，粮草先行。液晶显示相关材料对于器件产业的发展至关重要。我们在这方面总体讲，还很落后，还有许多薄弱环节，应当引起各方重视。 以上摘自”液晶显示材料产业现状及其展望 “高鸿锦 清华大学化学系 北京清华液晶技术工程研究中心 2004.6下面，我们对这几种LCD做一个简单的介绍，希望能对大家有所帮助。 最最古老的是一种叫做TN型的LCD，上下两层玻璃之间涂覆配向材料，然后上下两片玻璃成90度摩擦，因此，液晶分子在上下两片玻璃之间成90度扭曲状。然后在上下玻璃外面沿着摩擦方向贴附偏光片，因此上下偏光片也成90度），这样就构成了一个简单的TN型液晶显示器。不加电的时候，外界光线射入上偏光片，变成线偏振光，经过液晶分子扭曲而改变偏振方向90度，刚好穿过下偏光片射出，这时，这个像素点呈现“灭”的状态；加电之后，液晶分子按照电场方向排列，旋光特性消失，入射的线偏振光无法改变偏振方向，从而不能从下偏振片射出，而是被下偏振片完全吸收，因此该像素点呈现“亮”的状态。以上就是一个TN型液晶显示器的显示原理的简单的说明，它仅仅利用了液晶的旋光特性。TN型液晶显示器的特点是快速响应，高对比度，缺点是无法进行大容量显示，视角窄，因此它无法用于像电脑用显示器，手机之类的产品，仅仅用于电子表，万年历之类的低档产品。 为了克服TN型液晶显示器的缺陷，人们采用了两种截然不同的手段，一种是增大扭曲角来提高电光曲线的陡度，这种 LCD我们叫做STN型（目前绝大多数手机都是用STN LCD）；另一种则是为每一个像素点增加一个开关电路，这个开关电路我们叫它TFT，因此这种LCD我们叫它TFT LCD。下面我来分别介绍一下STN LCD和TFT LCD。 STN屏幕 STN LCD表面上看仅仅使增加了液晶分子的扭曲角，但实际上却远非如此，因为增大的扭曲角，使得液晶的另一种特性呈现出来，就是前面我提到的双折射性。外界光线入射上偏光片之后变成一束线偏振光，但是线偏振光在经过液晶分子层的时候不再仅仅是扭曲偏振方向了，而是分解为两束光线寻常光和非寻常光，这两束光线在出射的时候互相干涉，从而使得STN LCD在不加电的时候总是呈现出一定的底色（比如绿色和蓝色）。因此我们可以看出，STN LCD和显示原理和TN LCD是从根本上完全不同的，它利用了液晶的双折射性。人们为了消除STN LCD的底色想了很多办法，最简单的就是利用一个完全一样，但是旋向相反的两个STN LCD盒叠加在一起，使得互相干涉的两束光线又互相补偿回来，从而实现黑白显示，这就是DSTN（Double STN），但是DSTN的造价太高了，于是人们想到用一层碘分子的定向扭曲来模拟一个液晶盒，这样就用一层薄膜（位相差板）替代了一个液晶盒，从而实现黑白显示，这种叫做FSTN（Film STN）。到目前为止，我可以说所有的黑白手机屏全部都是FSTN型。STN LCD的特点是宽视角，大容量显示，缺点是响应速度慢，因为多路驱动的存在使得STN的对比度要比TN下降很多。 STN是 Super Twisted Nematic 的缩写，又称为超扭曲向列型液晶显示屏幕。是我们接触得最多的LCD了。因为我们过去使用的灰阶手机的屏幕（即我们所说的黑白屏幕）都是STN的。现在STN主要有CSTN和DSTN之分。和前面几种LCD相比，STN型液晶属于被动矩阵式LCD器件，它的好处是功耗小、具有省电的最大优势,但反应时间较慢，为200毫秒。CSTN即Color STN(彩色STN)，一般采用传送式(transmissive) 照明方式。传送式屏幕要使用外加光源照明，称为背光(backlight)，照明光源要安装在LCD的背后。传送式LCD在正常光线及暗光线下，显示效果都很好，但在户外，尤其在日光下，很难辨清显示内容而背光需要电源产生照明光线，要消耗电功率。彩色STN的显示原理是在传统单色STN液晶显示器上加一彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个子像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，以此达到显示彩色的作用，颜色以淡绿色为和橘色为主。STN屏幕属于反射式LCD，它的好处是功耗小，但在比较暗的环境中清晰度较差。和TFT不同，STN属于无源Passive型LCD，一般最高能显示65536种色彩。 目前采用CSTN的手机有索尼爱立信T618、飞利浦820826、MOTOT720E350、西门子S57、SL55等。 DSTN (double-layersuper-twistednematic) 即双层STN，过去主要应用在一些笔记本电脑上。也是一种无源显示技术，使用两个显示层，这种显示技术解决了传统STN显示器中的漂移问题，而且由于DSTN还采用了双扫描技术，因而显示效果较STN有大幅度提高。由于DSTN分上下两屏同时扫描，所以在使用中有可能在显示屏中央出现一条亮线。 目前来说，使用DSTNLCD有NOKIA的72106610等，据说OKWAP的166、163也是使用的DSTN屏幕。 TFT屏幕 TFT LCD其实是TN LCD的扩展和彩色化（倒不是TFT不能做黑白，而是因为TFT的成本高，做黑白的没有意义）。TFT的基本显示原理和我前面介绍的TN LCD完全一样，只是利用了旋光性，只不过它为每一个像素点设置一个开关电路来，以此做到完全的单独的控制一个像素点。因为可以单独控制一个像素点，因此可以将对比度提升至很高，灰度实现也更加容易，结果就是可以轻易实现更鲜艳的色彩；TFT也继承了TN型快速响应的特性，另外，额外的LC Film也有助于提高TFT的视角范围。高对比度，高响应，宽视角，大容量显示，TFT几乎可以说是目前最完美的LCD产品，因此使用TFT的手机也毫无疑问的成为了高档手机。 TFT (Thin Film Transistor)即薄膜场效应晶体管。所谓薄膜场效应晶体管，是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。TFT属于有源矩阵液晶显示器，在技术上采用了“主动式矩阵”的方式来驱动，方法是利用薄膜技术所作成的电晶体电极，利用扫描的方法“主动拉”控制任意一个显示点的开与关，光源照射时先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子传导光线，通过遮光和透光来达到显示的目的。薄膜晶体管是有源矩阵类型液晶显示器AMLCD中的一种，TFT在液晶的背部设置特殊光管，可以“主动的”对屏幕上的各个独立的像素进行控制，这也就是所谓的主动矩阵TFT(active matrix TFT) 的来历，这样可以大大地提高反应时间，一般TFT的反应时间比较快，约80毫秒，而且可视角度大，一般可达到130度左右，主要运用在高端产品。而STN则为200毫秒，如果要提高就会有闪烁现象发生。而且由于TFT是主动式矩阵，LCD可让液晶的排列方式具有记忆性，不会在电流消失后马上恢复原状。TFT还改善了STN闪烁(水波纹)模糊的现象有效地提高了播放动态画面的能力。和STN相比，TFT有出色的色彩饱和度、还原能力和更高的对比度，但是缺点就是比较耗电，而且成本也比较高。新一代的彩屏手机中很多都支持65536色显示，有的甚至支持16万色显示，这时TFT的高对比度，色彩丰富的优势就非常重要了。 TFT型的液晶显示器主要的构成包括：萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。 LTPS的英文全称是Low Temperature Poly Silicon，意思是：低温多晶矽薄膜电晶体液晶技術的TFT屏，据多方查询得知这种屏幕比传统TFT屏幕有着省电，和更高亮度的优势。 TFD屏幕 TFD是 Thin Film Diode 薄膜二极管的缩写。和TFT非常相似，只不过将场效应管变成了二极管而已，由于TFT耗电高而且成本高昂，这无疑增加了可用性和手机成本，因此TFD技术被手机屏幕巨头精工爱普生开发出来专门用在手机屏幕上。它是TFT和STN的折衷，有着比STN更好的亮度和色彩饱和度，却又比TFT更省电。TFD的特点在于“高画质、超低功耗、小型化、动态影像的显示能力以及快速的反应时间”。TFD的显示原理在于它为LCD上每一个像素都配备了一颗单独的二极管来作为控制源，由于这样的单独控制设计，使每个像素之间不会互相影响，因此在TFD的画面上能够显现无残影的动态画面和鲜艳的色彩。和TFT一样TFD也