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文檔簡介

偏光片基礎(chǔ)知識編制:佘光全日期:2008-10-23課程方向:專業(yè)技術(shù)類課程分類:產(chǎn)品類1主要內(nèi)容一、偏光片的定義;二、偏光片在LCD中的工作原理三、偏光片的種類四、偏光片的結(jié)構(gòu);五、偏光片的偏光原理;六、偏光片的制造過程;七、偏光片的性能評價指標;八、偏光片性能與LCD特性的關(guān)系;九、偏光片使用角度的定義;十、偏光片的儲存及使用注意事項;十一、偏光片技術(shù)的發(fā)展方向12頁,共29頁一、偏光片的定義自然光:光是一種電磁波,其中它的電波和磁波是相依相存不能分開的,電場(E)、磁場(H)與電磁波進行的方向(K)這三者是呈相互垂直的關(guān)系。通常所見的自然光為向360°方向均勻振動的光波,且向360°方向的性質(zhì)完全均勻一致,我們稱之為非偏振光。HK13頁,共29頁部分偏振光與偏振光:如果自然光中向360°方向波動的性質(zhì)不一致,但仍然在各個方向上存在振動,那我們稱這種光為部分偏振光。如果只存在某幾個方向上振動,那我們稱這種為光為偏振光。部分偏振光偏振光偏振光一、偏光片的定義14頁,共29頁為了得到偏振光,通常需借助一些器件,主要分為以下幾種類型:(1)反射型:當(dāng)光線斜射入玻璃表面時,其反射光將被部分偏極化。利用多層玻璃的連續(xù)反射效果即可將非偏極光轉(zhuǎn)為線性偏極光。(2)復(fù)屈折型將兩片方解石晶體接合,入射光線會被分解為兩道偏極光,稱為平常光與非常光。(3)二向色性微晶型將具二色性的微小晶體有規(guī)則地吸附排列在透明的薄片上,這是人工第一次做出偏光膜方法。(4)高分子二向色性型利用偏光性良好的高分子薄膜,將膜內(nèi)分子加以定向,再吸附具有二向色性物質(zhì),這類吸附式的起偏器都是以片(PlateorSheet)或膜(Film)的形式存在,因此,通常又稱之為偏光片(PolarizingPlateorSheet)或偏光膜(PolarizingFilm)。英文上另外一個更通俗的稱呼是(PolarizingFilter)。一、偏光片的定義15頁,共29頁偏光片的特性:將非偏振光變?yōu)槠窆庖?、偏光片的定義16頁,共29頁二、偏光片在LCD中的工作原理;因為偏光片獨特的偏光特性,決定了其在LCD應(yīng)用中至關(guān)重要的作用光偏光片光LCD盒體LCD盒體偏光片施加電壓當(dāng)上下偏光片吸光軸相互垂直時,若未施加電壓,光線可通過呈現(xiàn)亮態(tài)。當(dāng)施加電壓時,光線被完全阻擋呈現(xiàn)暗態(tài)。17頁,共29頁三、偏光片的種類目前市場上和偏光片種類較多,但按其偏光材料上講,主要分為以下幾類:(1)金屬偏光膜將金、銀、鐵等金屬鹽吸附在高分子薄膜上,再加以還原,使棒狀金屬有起偏的能力,目前只有某些反射片上才有應(yīng)用。(2)碘系偏光膜將碘分子吸著在PVA上,并加以延伸定向,使之具有偏旋光性能。是目前偏光片市場上主要類型之一,制造技術(shù)上已比例成熟。優(yōu)點是透過率及偏振度高,可接近理論值偏振度100%,透過率50%;缺點是碘分子的偏振性能在高溫高濕下易受到破壞,耐候性差。(3)染料系偏光膜將具有二色性的有機染料吸著在PVA上,并加以延伸定向,使之具有偏旋光性能。也是目前偏光片市場上主要類型之一。優(yōu)點是耐候性好,常用于可靠性要求較高的產(chǎn)品上,但難獲得高的偏振度和透過率,價格也比碘系分子偏光片要高(4)聚乙烯偏光膜用酸為觸媒,將PVA脫水,使PVA分子中含一定量乙烯結(jié)構(gòu),再加以延伸定向,使之具有偏旋光性能。目前技術(shù)上還不是很成熟,應(yīng)用較少。18頁,共29頁四、偏光片的結(jié)構(gòu)偏光片的基本結(jié)構(gòu):PVA(Polyvinylalcohol):聚乙烯醇TAC(Triacetyl-cellulose):三醋酸纖維素酯PVA:PVA膜是一種高分子聚合物,用各類具有二向色性的有機染料進行染色,同時在一定的濕度和溫度條件下進行延伸,使其吸收二向色性染料形成偏振性能,在脫水、烘干后形成偏光片原膜。TAC:PVA膜具有親水性,在濕熱的環(huán)境中很快會變形、收縮、松弛、衰退、且強度很低,質(zhì)脆易破,不便于使用和加工,因此在膜兩邊都復(fù)合上一層強度高、透光率高而又耐濕熱的TAC膜,起保護作用。TACPVATAC19頁,共29頁反射膜感壓膠

AdhesiveTACPVATAC感壓膠

Adhesive離型膜

Releasefilm離型膜

Releasefilm感壓膠

AdhesiveTACPVATAC保護膜

Protectionfilm保護膜

Protectionfilm半透膜Transflectivefilm感壓膠AdhesiveTACPVATAC感壓膠

Adhesive離型膜

Releasefilm普通TN、STN偏光片的結(jié)構(gòu):透射型半透射型反射射型四、偏光片的結(jié)構(gòu)110頁,共29頁STN補償片及TFT片的主要結(jié)構(gòu):離型膜

Releasefilm感壓膠

Adhesive位相差膜Retardationfilm感壓膠

AdhesiveTACPVATAC保護膜

Protectionfilm離型膜

Releasefilm感壓膠

AdhesiveTAC(WV)PVA(WV)TAC保護膜

Protectionfilm普通補償片普通TFT片四、偏光片的結(jié)構(gòu)111頁,共29頁PVA分子本來是任意角度無規(guī)則性分布的,在一定溫度和濕度條件下,受力拉伸后就逐漸偏轉(zhuǎn)于作用力方向,趨向于成直線狀分布。CCCCCCCCCCCCCCCCPVA拉伸前PVA拉伸后PVA膜的特性:五、偏光片的偏光原理112頁,共29頁隨著PVA分子沿拉伸方向直線排列,吸附在PVA層上的碘離子(或染料分子)也跟隨著有方向性的偏轉(zhuǎn),形成碘離子(或染料分子)的長鏈。因為碘離子(或染料分子)有很好的起偏性,它可以吸收平行于其排列方向的偏振光,只讓垂直方向的偏振光通過,利用這樣的原理就可制造偏光膜五、偏光片的偏光原理透過軸碘分子或染料分子113頁,共29頁類型工藝優(yōu)點缺點干法PVA膜是在具有一定溫度和濕度條件的蒸汽環(huán)境下進行延伸的工藝方法可以提高工藝的生產(chǎn)效率,使用幅寬較大的PVA膜進行生產(chǎn)而不至于經(jīng)常斷膜,PVA膜在延伸過程中的均勻性受到限制,所開成的偏光片原膜的復(fù)合張力、色調(diào)的均勻性和耐久性不易穩(wěn)定,技術(shù)難度較高濕法PVA膜是在一定配比的液體中進行染色、拉伸的工藝方法PVA膜拉伸的均勻性,產(chǎn)品的耐久性較好,是目前偏光片生產(chǎn)廠家較多采用的生產(chǎn)方式加工時PVA膜的拉伸幅度受到限制,生產(chǎn)過程中容易斷膜六、偏光片的生產(chǎn)過程目前偏光片生產(chǎn)的主要工藝:114頁,共29頁PVA染色拉伸TAC上膠貼合干燥卷取原反檢查卷取

離型膜貼合涂感壓膠干燥

檢查卷返裁切裁切檢查

包裝偏光片生產(chǎn)的主要流程六、偏光片的生產(chǎn)過程115頁,共29頁偏光片生產(chǎn)主要流程示意簡圖:對水質(zhì)及溫濕度要求較高,是偏光片生產(chǎn)的重點管控位置六、偏光片的生產(chǎn)過程116頁,共29頁偏光片生產(chǎn)過程中的表面處理:為了滿足LCD的使用要求,通常在偏光片生產(chǎn)的時候會對TAC層進行一些表面處理,以實現(xiàn)一些必要的功能。其中最常見的兩種表面處理為:抗反射(AR)和抗眩光(AG)(1)抗反射(AR):當(dāng)光經(jīng)過偏光片表面時,通常會有5%左右的反射損失,從而影響LCD的對比度差異。改善的方法就是在偏光片的TAC層上涂上一層抗反射型物質(zhì),利用光的干涉原理來降低反射值。六、偏光片的生產(chǎn)過程117頁,共29頁(2)抗眩光(AG):為了避免光線被過度集中,偏光片膜的TAC層表面加工做成凹凸?fàn)?,將光線均勻地分散,可達到防眩的效果。AG層能夠?qū)⑼鈦淼墓庠瓷⑸涑鋈ィ晕覀兛吹降钠庹鞅砻媸浅尸F(xiàn)霧狀,而不像玻璃表面是呈現(xiàn)反光的確關(guān)態(tài)。六、偏光片的生產(chǎn)過程118頁,共29頁七、偏光片的主要性能評價指標作為LCD三大主要材料之一的偏光片,LCD的顯示性能與偏光片均有很大的關(guān)系。通常偏光片的性能評價指標分為外觀性能、光學(xué)性能、粘附性能、耐候性能,其它特殊性能等。(1)顏色(外觀性能):普通偏光片為灰色,細分為中灰和藍灰。但隨著LCD品種的多樣化,相應(yīng)需求的彩色偏光片也相繼出現(xiàn),目前最常用的為紫色,其它還有藍色、黃色、紅色等多種顏色的偏光片。(2)有效厚度(外觀性能)

:指偏光片的總厚度,包括基片厚度,膠厚度和TAC保護膜厚度。119頁,共29頁(4)透光率和透射光譜(光學(xué)性能):透光率T=Iout/Iin,其中Iout,Iin分別為透過偏光片的光強和入射偏光片的光強,理想情況下,垂直偏光軸方向振動的光被完全吸收,相當(dāng)于光的一半通過,即T=50%,通常分單體透光率,平行透光率和直交透光率。透射光譜:LCD要求偏光片在整個可見光范圍內(nèi)的透光率是均勻的,即透光光譜曲線要平直,否則出射的光會帶有顏色,影響顯示效果。七、偏光片的主要性能評價指標(3)偏光度(光學(xué)性能):偏光度也稱為偏振率,其定義為:P=(I平行-I垂直)/(I平行+I垂直)×100%,式中I平行,I垂直分別是自然光經(jīng)偏光片后,振動方向沿偏光片偏光軸和垂直偏光軸方向上透射光光強。理想情況下I垂直=0,此時P=1,偏振率為100%120頁,共29頁(5)色相(光學(xué)性能):指偏光片顏色所對應(yīng)的色坐標值(NBS),通常以三個參數(shù)值來表示:a,b,L值,其具體意義如下圖所示七、偏光片的主要性能評價指標121頁,共29頁(6)粘接性(粘附性能):指偏光片中感壓膠的粘接性能。通常描述該種粘接性的標準有如下三種:

單位規(guī)格對玻璃gf/25mm500以上離型膜gf/25mm20以下保護膜gf/25mm50以下122頁,共29頁七、偏光片的主要性能評價指標(7)耐高溫(耐候性能)耐高溫是指偏光片在一定烘烤溫度下的外觀性能、光學(xué)性能及粘附性的穩(wěn)定性,目前根據(jù)偏光片的技術(shù)等級,主要分為三個等級(8)耐濕熱(耐候性能)耐濕熱技術(shù)指標是指偏光片在恒溫恒濕條件下外觀性能、光學(xué)性能及粘附性能的穩(wěn)定性,它也通常分為三個技術(shù)等級,

耐高溫能力耐濕熱能力普通型70°C×500HR40°C×90%RH×240HR中耐久型80°C×500HR60°C×90%RH×500HR高耐久型90°C×500H70°C×95%RH×500HR123頁,共29頁八、偏光片性能與LCD特性的關(guān)系;1、LCD亮度:偏光片透過率、偏光片厚度、偏光片附加機能膜2、LCD對比度:偏光片對比度、偏光片TAC附加機能膜3、LCD視角:偏光片TAC附加機能膜、偏光片位相差膜4、LCD色度:偏光片的貼合角度、偏光片位相差補償膜、偏光片與補償膜的貼合角度、寬視角機能膜的選用5、LCD厚度:偏光片厚度、補償膜結(jié)構(gòu)6、LCD色調(diào):偏光片色調(diào)、偏光片位相差膜、液晶分子補償膜7、LCD類別:透過型、半透過型、反射型偏光片、位相差補償膜偏光片特性與LCD特性的基本關(guān)系:124頁,共29頁九、偏光片使用角度的定義;6點鐘方向9點鐘方向12點鐘方向3點鐘方向零度邊的定義:不管LCD視角為幾點鐘都以6點鐘所在對應(yīng)的邊為零度邊零度邊125頁,共29頁九、偏光片使用角度的定義;偏光片角度定義:偏光片的偏光軸和LCD的零度邊的夾角。(順時針為正,逆時針為負;偏光片粘面向上)6點鐘方向9點鐘方向12點鐘方向3點鐘方向零度邊偏光片偏光軸方向126頁,共29頁十、偏光片的儲存及使用注意事項;(1)儲存條件:溫度20±15℃,濕度65%±20%RH,遠離熱沖擊(2)偏光片的處置要小心:不能摩擦、彎曲、沖擊而損傷偏光片;(3)每次沒有使用完的偏光片該及時放入復(fù)鋁包裝袋中,并用膠帶封閉進行再保管.(4)偏光片表面要干凈,不能用手摸表面,除去保護膜后不要受到沾污(5)對已經(jīng)裁切好的偏光片小片產(chǎn)品應(yīng)該及時投入使用并注意防止潮濕127頁,共29頁十一、偏光片技術(shù)的發(fā)展方向可視性:高亮度---高透過率高對比度---高偏光度、表

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