偏光片基础知识

1、深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第1页，共页，共29页页偏光片基础知识偏光片基础知识编制：佘光全编制：佘光全日期：日期：2008-10-23课程方向：专业技术类课程方向：专业技术类课程分类：产品类课程分类：产品类深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第2页，共页，共29页页主要内容主要内容一、偏光片的定义；一、偏光片的定义； 二、偏光片在二、偏光片在LCD中的工作原理中的工作原理三、偏光片的种类三、偏光片的种类 四、偏光片的结构；四、偏光片的结构；五、偏光片的偏光原理；五、偏光片的偏光原理； 六、偏光片的

2、制造过程；六、偏光片的制造过程；七、偏光片的性能评价指标；七、偏光片的性能评价指标； 八、偏光片性能与八、偏光片性能与LCD特性的关系；特性的关系；九、偏光片使用角度的定义；九、偏光片使用角度的定义； 十、偏光片的储存及使用注意事项；十、偏光片的储存及使用注意事项；十一、偏光片技术的发展方向十一、偏光片技术的发展方向深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第3页，共页，共29页页一、偏光片的定义一、偏光片的定义自然光：自然光： 光是一种电磁波光是一种电磁波,其中它的电波和磁波是相依相存不能分开的，电场（其中它的电波和磁波是相依相存不能分开的，电场（E）、

3、磁场）、磁场（H）与电磁波进行的方向（）与电磁波进行的方向（K）这三者是呈相互垂直的关系。）这三者是呈相互垂直的关系。 通常所见的自然光为向通常所见的自然光为向360方向均匀振动的光波，且向方向均匀振动的光波，且向360方向的性质完全均方向的性质完全均匀一致，我们称之为匀一致，我们称之为非偏振光非偏振光。HK深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第4页，共页，共29页页部分偏振光与偏振光：部分偏振光与偏振光：如果自然光中向如果自然光中向360方向波动的性质不一致，但仍然在各个方向上存在振动，那方向波动的性质不一致，但仍然在各个方向上存在振动，那我们称这

4、种光为我们称这种光为部分偏振光部分偏振光。如果只存在某几个方向上振动，那我们称这种为光为如果只存在某几个方向上振动，那我们称这种为光为偏振光偏振光。部分偏振光偏振光偏振光一、偏光片的定义一、偏光片的定义深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第5页，共页，共29页页为了得到偏振光，通常需借助一些器件，主要分为以下几种类型：为了得到偏振光，通常需借助一些器件，主要分为以下几种类型：（1）反射型：）反射型： 当光线斜射入玻璃表面时，其反射光将被部分偏极化。利用多层玻璃的连续反当光线斜射入玻璃表面时，其反射光将被部分偏极化。利用多层玻璃的连续反射效果即可将非偏

5、极光转为线性偏极光。射效果即可将非偏极光转为线性偏极光。（2）复屈折型）复屈折型 将两片方解石晶体接合，入射光线会被分解为两道偏极光，称为平常光与非常光。将两片方解石晶体接合，入射光线会被分解为两道偏极光，称为平常光与非常光。（3）二向色性微晶型）二向色性微晶型 将具二色性的微小晶体有规则地吸附排列在透明的薄片上，这是人工第一次做将具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方法。出偏光膜方法。（4）高分子二向色性型）高分子二向色性型 利用偏光性良好的高分子薄膜，将膜内分子加以定向，再吸附具有二向色性物利用偏光性良好的高分子薄膜，将膜内分子加以定向，再吸附具有二向

6、色性物质，这类吸附式的起偏器都是以片（质，这类吸附式的起偏器都是以片（Plate or Sheet）或膜（）或膜（Film）的形式存在，）的形式存在，因此，通常又称之为因此，通常又称之为偏光片偏光片（Polarizing Plate or Sheet）或）或偏光膜偏光膜（Polarizing Film）。英文上另外一个更通俗的称呼是（）。英文上另外一个更通俗的称呼是（Polarizing Filter）。）。一、偏光片的定义一、偏光片的定义深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第6页，共页，共29页页偏光片的特性：偏光片的特性：将将非偏振光非偏振光变为

7、变为偏振光偏振光一、偏光片的定义一、偏光片的定义深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第7页，共页，共29页页二、偏光片在二、偏光片在LCD中的工作原理；中的工作原理；因为偏光片独特的偏光特性因为偏光片独特的偏光特性,决定了其在决定了其在LCD应用中至关重要的作用应用中至关重要的作用光偏光片光LCD盒体LCD盒体偏光片施加电压v当上下偏光片吸光轴相互垂直时，若未施加电压，光线可通过呈现亮态。v当施加电压时，光线被完全阻挡呈现暗态。深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第8页，共页，共29页页三、偏光片的种类三、

8、偏光片的种类目前市场上和偏光片种类较多，但按其偏光材料上讲，主要分为以下几类：目前市场上和偏光片种类较多，但按其偏光材料上讲，主要分为以下几类：（1）金属偏光膜）金属偏光膜 将金、银、铁等金属盐吸附在高分子薄膜上，再加以还原，使棒状金属有起偏的将金、银、铁等金属盐吸附在高分子薄膜上，再加以还原，使棒状金属有起偏的能力，目前只有某些反射片上才有应用。能力，目前只有某些反射片上才有应用。（2）碘系偏光膜）碘系偏光膜 将碘分子吸着在将碘分子吸着在PVA上，并加以延伸定向，使之具有偏旋光性能。是目前偏光片上，并加以延伸定向，使之具有偏旋光性能。是目前偏光片市场上主要类型之一，制造技术上已比例成熟。市场

9、上主要类型之一，制造技术上已比例成熟。优点是透过率及偏振度高优点是透过率及偏振度高，可接，可接近理论值偏振度近理论值偏振度100%，透过率，透过率50%；缺点是碘分子的偏振性能在高温高湿下易；缺点是碘分子的偏振性能在高温高湿下易受到破坏，耐候性差。受到破坏，耐候性差。（3）染料系偏光膜）染料系偏光膜 将具有二色性的有机染料吸着在将具有二色性的有机染料吸着在PVA上，并加以延伸定向，使之具有偏旋光性能。上，并加以延伸定向，使之具有偏旋光性能。也是目前偏光片市场上主要类型之一。也是目前偏光片市场上主要类型之一。优点是耐候性好优点是耐候性好，常用于可靠性要求较高，常用于可靠性要求较高的产品上，的产品

10、上，但难获得高的偏振度和透过率但难获得高的偏振度和透过率，价格也比碘系分子偏光片要高，价格也比碘系分子偏光片要高（4）聚乙烯偏光膜）聚乙烯偏光膜 用酸为触媒，将用酸为触媒，将PVA脱水，使脱水，使PVA分子中含一定量乙烯结构，再加以延伸定向，分子中含一定量乙烯结构，再加以延伸定向，使之具有偏旋光性能。目前技术上还不是很成熟，应用较少。使之具有偏旋光性能。目前技术上还不是很成熟，应用较少。深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第9页，共页，共29页页四、偏光片的结构四、偏光片的结构偏光片的基本结构：偏光片的基本结构：PVA（Polyvinyl alcoh

11、ol)：聚乙烯醇：聚乙烯醇TAC(Triacetyl-cellulose)：三醋酸纤维素酯：三醋酸纤维素酯PVA:PVA膜是一种高分子聚合物，膜是一种高分子聚合物， 用各类具有二向色性的有机染用各类具有二向色性的有机染料进行染色，同时在一定的湿度和温度条件下进行延伸，使其吸料进行染色，同时在一定的湿度和温度条件下进行延伸，使其吸收二向色性染料形成偏振性能，在脱水、烘干后形成偏光片原膜。收二向色性染料形成偏振性能，在脱水、烘干后形成偏光片原膜。TAC：PVA膜具有亲水性，在湿热的环境中很快会变形、收缩、松弛、膜具有亲水性，在湿热的环境中很快会变形、收缩、松弛、衰退、且强度很低，质脆易破，不便于使

12、用和加工，因此在膜两边都衰退、且强度很低，质脆易破，不便于使用和加工，因此在膜两边都复合上一层强度高、透光率高而又耐湿热的复合上一层强度高、透光率高而又耐湿热的TAC膜，起保护作用。膜，起保护作用。TACPVATAC深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第10页，共页，共29页页反射膜反射膜感压胶感压胶 AdhesiveTACPVATAC感压胶感压胶 Adhesive离型膜离型膜 Release film离型膜离型膜 Release film感压胶感压胶 AdhesiveTACPVATAC保护膜保护膜 Protection film保护膜保护膜 Pro

13、tection film半透膜半透膜Transflective film感压胶感压胶AdhesiveTACPVATAC感压胶感压胶 Adhesive离型膜离型膜 Release film普通普通TN、STN偏光片的结构：偏光片的结构：透射型透射型半透射型半透射型反射射型反射射型四、偏光片的结构四、偏光片的结构深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第11页，共页，共29页页STN补偿片及补偿片及TFT片的主要结构：片的主要结构：离型膜离型膜 Release film感压胶感压胶 Adhesive位相差膜位相差膜Retardation film感压胶感压胶

14、 AdhesiveTACPVATAC保护膜保护膜 Protection film离型膜离型膜 Release film感压胶感压胶 AdhesiveTAC（WV）PVA（WV）TAC保护膜保护膜 Protection film普通补偿片普通补偿片普通普通TFT片片四、偏光片的结构四、偏光片的结构深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第12页，共页，共29页页 PVA分子本来是任意角度分子本来是任意角度无规则性分布无规则性分布的，在一定温度和湿度条的，在一定温度和湿度条件下，受力拉伸后就逐渐偏转于作用力方向，趋向于成件下，受力拉伸后就逐渐偏转于作用力方向

15、，趋向于成直线状分布直线状分布。CCCCCCCCCCCCCCCCPVA拉伸前PVA拉伸后PVA膜的特性膜的特性:五、偏光片的偏光原理五、偏光片的偏光原理深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第13页，共页，共29页页随着随着PVA分子沿拉伸方向直线排列，吸附在分子沿拉伸方向直线排列，吸附在PVA层上的碘离子层上的碘离子(或染料分或染料分子子)也跟随着有方向性的偏转，也跟随着有方向性的偏转，形成碘离子形成碘离子(或染料分子或染料分子)的长链的长链。因为碘离。因为碘离子子(或染料分子或染料分子)有很好的起偏性，它可以吸收平行于其排列方向的偏振光，有很好的起

16、偏性，它可以吸收平行于其排列方向的偏振光，只让垂直方向的偏振光通过只让垂直方向的偏振光通过，利用这样的，利用这样的原理原理就可制造偏光膜就可制造偏光膜 五、偏光片的偏光原理五、偏光片的偏光原理透过轴透过轴碘分子或染料分子碘分子或染料分子深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第14页，共页，共29页页类型类型工艺工艺优点优点缺点缺点干法干法PVAPVA膜是在具有一定膜是在具有一定温度和湿度条件的蒸温度和湿度条件的蒸汽环境下进行延伸的汽环境下进行延伸的工艺方法工艺方法可以提高工艺的生产可以提高工艺的生产效率，使用幅宽较大效率，使用幅宽较大的的PVAPVA膜

17、进行生产而膜进行生产而不至于经常断膜，不至于经常断膜，PVAPVA膜在延伸过程中的均膜在延伸过程中的均匀性受到限制，所开成匀性受到限制，所开成的偏光片原膜的复合张的偏光片原膜的复合张力、色调的均匀性和耐力、色调的均匀性和耐久性不易稳定，技术难久性不易稳定，技术难度较高度较高湿法湿法PVAPVA膜是在一定配比膜是在一定配比的液体中进行染色、的液体中进行染色、拉伸的工艺方法拉伸的工艺方法PVAPVA膜拉伸的均匀性，膜拉伸的均匀性，产品的耐久性较好，产品的耐久性较好，是目前偏光片生产厂是目前偏光片生产厂家较多采用的生产方家较多采用的生产方式式加工时加工时PVAPVA膜的拉伸幅度膜的拉伸幅度受到限制，

18、生产过程中受到限制，生产过程中容易断膜容易断膜六、偏光片的生产过程六、偏光片的生产过程目前偏光片生产的主要工艺：目前偏光片生产的主要工艺：深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第15页，共页，共29页页PVA染色拉伸染色拉伸 TAC上胶上胶 贴贴 合合 干干 燥燥 卷卷 取取原反检查原反检查 卷卷 取取 离型膜离型膜 贴贴 合合涂感压胶涂感压胶干干 燥燥 检查检查卷返裁切卷返裁切 裁裁 切切 检检 查查 包包 装装偏光片生产的主要流程偏光片生产的主要流程六、偏光片的生产过程六、偏光片的生产过程深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课

19、程课件内训课程课件第第16页，共页，共29页页偏光片生产主要流程示意简图：偏光片生产主要流程示意简图：对水质及温湿对水质及温湿度要求较高，度要求较高，是偏光片生产是偏光片生产的重点管控位的重点管控位置置六、偏光片的生产过程六、偏光片的生产过程深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第17页，共页，共29页页偏光片生产过程中的表面处理：偏光片生产过程中的表面处理：为了满足为了满足LCD的使用要求，通常在偏光片生产的时候会对的使用要求，通常在偏光片生产的时候会对TAC层进行一层进行一些表面处理，以实现一些必要的功能。其中最常见的两种表面处理为：些表面处理，以

20、实现一些必要的功能。其中最常见的两种表面处理为：抗反射（抗反射（AR）和抗眩光（）和抗眩光（AG）（1）抗反射（）抗反射（AR）：）：当光经过偏光片表面时，通常会有当光经过偏光片表面时，通常会有5%左右的反射损失，从而影响左右的反射损失，从而影响LCD的对比度差异。改善的方法就是在偏光片的的对比度差异。改善的方法就是在偏光片的TAC层上涂上一层抗层上涂上一层抗反射型物质，利用光的干涉原理来降低反射值。反射型物质，利用光的干涉原理来降低反射值。六、偏光片的生产过程六、偏光片的生产过程深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第18页，共页，共29页页（2）抗

21、眩光（）抗眩光（AG）：）：为了避免光线被过度集中，偏光片膜的为了避免光线被过度集中，偏光片膜的TAC层表面加工做成凹凸状，层表面加工做成凹凸状，将光线均匀地分散，可达到防眩的效果。将光线均匀地分散，可达到防眩的效果。AG层能够将外来的光源层能够将外来的光源散射出去，所以我们看到散射出去，所以我们看到的偏光征表面是呈现雾状，的偏光征表面是呈现雾状，而不像玻璃表面是呈现反而不像玻璃表面是呈现反光的确关态。光的确关态。六、偏光片的生产过程六、偏光片的生产过程深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第19页，共页，共29页页七、偏光片的主要性能评价指标七、偏光

22、片的主要性能评价指标作为作为LCD三大主要材料之一的偏光片，三大主要材料之一的偏光片，LCD的显示性能与偏的显示性能与偏光片均有很大的关系。通常偏光片的性能评价指标分为外观光片均有很大的关系。通常偏光片的性能评价指标分为外观性能、光学性能、粘附性能、耐候性能，其它特殊性能等。性能、光学性能、粘附性能、耐候性能，其它特殊性能等。（1）颜色（外观性能）：）颜色（外观性能）：普通偏光片为灰色，细分为中灰和蓝灰。但随着普通偏光片为灰色，细分为中灰和蓝灰。但随着LCD品种的多样品种的多样化，相应需求的彩色偏光片也相继出现，目前最常用的为紫色，化，相应需求的彩色偏光片也相继出现，目前最常用的为紫色，其它还

23、有蓝色、黄色、红色等多种颜色的偏光片。其它还有蓝色、黄色、红色等多种颜色的偏光片。（2）有效厚度（外观性能）有效厚度（外观性能） ：指偏光片的总厚度，包括基片厚度，胶厚度和指偏光片的总厚度，包括基片厚度，胶厚度和TAC保护膜厚度。保护膜厚度。深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第20页，共页，共29页页（4）透光率和透射光谱（光学性能）：）透光率和透射光谱（光学性能）：透光率透光率T=Iout/Iin,其中其中Iout,Iin分别为透过偏光片的光强和入射偏光片的分别为透过偏光片的光强和入射偏光片的光强，理想情况下，垂直偏光轴方向振动的光被完全吸收，相

24、当于光的光强，理想情况下，垂直偏光轴方向振动的光被完全吸收，相当于光的一半通过，即一半通过，即T=50%，通常分单体透光率，平行透光率和直交透光率。，通常分单体透光率，平行透光率和直交透光率。透射光谱：透射光谱：LCD 要求偏光片在整个可见光范围内的透光率是均匀的，即要求偏光片在整个可见光范围内的透光率是均匀的，即透光光谱曲线要平直，否则出射的光会带有颜色，影响显示效果。透光光谱曲线要平直，否则出射的光会带有颜色，影响显示效果。七、偏光片的主要性能评价指标七、偏光片的主要性能评价指标（3）偏光度（光学性能）：）偏光度（光学性能）：偏光度也称为偏振率，其定义为：偏光度也称为偏振率，其定义为：P=

25、（I平行平行-I垂直）垂直）/ （I平行平行+I垂直）垂直）100%，式中，式中I平行，平行， I垂直分别是自然光经偏光片后，振动方向沿偏垂直分别是自然光经偏光片后，振动方向沿偏光片偏光轴和垂直偏光轴方向上透射光光强。理想情况下光片偏光轴和垂直偏光轴方向上透射光光强。理想情况下I垂直垂直=0，此，此时时P=1，偏振率为，偏振率为100%深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第21页，共页，共29页页（5）色相（光学性能）：）色相（光学性能）：指偏光片颜色所对应的色坐标值（指偏光片颜色所对应的色坐标值（NBS），通常以三个参数值来表示：），通常以三个参数

26、值来表示：a,b,L值，其具体意义如下图所示值，其具体意义如下图所示七、偏光片的主要性能评价指标七、偏光片的主要性能评价指标深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第22页，共页，共29页页（6）粘接性（粘附性能）：）粘接性（粘附性能）：指偏光片中感压胶的粘接性能。通常描述该种粘接性的标准有如指偏光片中感压胶的粘接性能。通常描述该种粘接性的标准有如下三种：下三种：单位单位规格规格对玻璃对玻璃gf/25mm500以上离型膜离型膜gf/25mm20以下保护膜保护膜gf/25mm50以下深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程

27、课件第第23页，共页，共29页页七、偏光片的主要性能评价指标七、偏光片的主要性能评价指标（7）耐高温（耐候性能）耐高温（耐候性能）耐高温是指偏光片在一定烘烤温度下的外观性能、光学性能及粘耐高温是指偏光片在一定烘烤温度下的外观性能、光学性能及粘附性的稳定性，目前根据偏光片的技术等级，主要分为三个等级附性的稳定性，目前根据偏光片的技术等级，主要分为三个等级（8）耐湿热（耐候性能）耐湿热（耐候性能）耐湿热技术指标是指偏光片在恒温恒湿条件下外观性能、光学性耐湿热技术指标是指偏光片在恒温恒湿条件下外观性能、光学性能及粘附性能的稳定性，它也通常分为三个技术等级，能及粘附性能的稳定性，它也通常分为三个技术等

28、级，耐高温能力耐高温能力耐湿热能力耐湿热能力普通型普通型70C500HR40C90RH240HR中耐久型中耐久型80C500HR60C90RH500HR高耐久型高耐久型90C500H70C95%RH500HR深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第24页，共页，共29页页八、偏光片性能与八、偏光片性能与LCD特性的关系；特性的关系；1、LCD亮度亮度 ： 偏光片透过率、偏光片厚度、偏光片附加机能膜偏光片透过率、偏光片厚度、偏光片附加机能膜2、LCD对比度：偏光片对比度、偏光片对比度：偏光片对比度、偏光片TAC附加机能膜附加机能膜3、LCD视角：视角：

29、偏光片偏光片TAC附加机能膜、偏光片位相差膜附加机能膜、偏光片位相差膜4、LCD色度：色度： 偏光片的贴合角度、偏光片位相差补偿膜、偏光片偏光片的贴合角度、偏光片位相差补偿膜、偏光片 与补偿膜的贴合角度、宽视角机能膜的选用与补偿膜的贴合角度、宽视角机能膜的选用5、LCD厚度：厚度： 偏光片厚度、补偿膜结构偏光片厚度、补偿膜结构6、LCD色调：色调： 偏光片色调、偏光片位相差膜、液晶分子补偿膜偏光片色调、偏光片位相差膜、液晶分子补偿膜7、LCD类别：类别： 透过型、半透过型、反射型偏光片、位相差补偿膜透过型、半透过型、反射型偏光片、位相差补偿膜偏光片特性与偏光片特性与LCD特性的基本关系特性的基

30、本关系:深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第25页，共页，共29页页九、偏光片使用角度的定义；九、偏光片使用角度的定义；6点钟方向9点钟方向12点钟方向3点钟方向零度边零度边的定义：不管的定义：不管LCD视角为几点视角为几点 钟都以钟都以6点钟所在对应的边为零度边点钟所在对应的边为零度边零度边零度边深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第26页，共页，共29页页九、偏光片使用角度的定义；九、偏光片使用角度的定义；偏光片角度偏光片角度定义：偏光片的偏光轴和定义：偏光片的偏光轴和LCD的零度边的夹角的零度边的夹角 。（顺时针为正，。（顺时针为正，逆时针为负；偏光片粘面向上逆时针为负；偏光片粘面向上 ）6点钟方向9点钟方向12点钟方向3点钟方向零度边零度边偏光片偏光轴方向深圳市宇顺电子股份有限公司深圳市宇顺电子股份有限公司 内训课程课件内训课程课件第第27页，共页，共29页页十、偏光片的储存及使用注意事项；十、偏光片的储存及使用注意事项；(1)储存条件：温度储存条件：温度2015，湿度，湿度65%20%RH，远离