關(guān)于液晶顯示裝置用偏光片

呂錢+田大龍

【摘 要】偏光片是一種復(fù)合膜，由中間能產(chǎn)生偏振光線的偏光膜和復(fù)合在兩邊的起保護(hù)作用的基材膜組成偏光片原板?；诖?，根據(jù)筆者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文首先介紹偏光片在液晶顯示器中的應(yīng)用原理，接著介紹偏光片的基本結(jié)構(gòu)與特性，最后分析目前偏光片的主要的應(yīng)用。旨在讓更多平板顯示業(yè)界人士更多地了解偏光片產(chǎn)品的種類、工作原理及其結(jié)構(gòu)，促進(jìn)我國(guó)大陸地區(qū)偏光片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】液晶顯示裝置；偏光片；應(yīng)用

一 、導(dǎo)言

偏光片（polarizer）是液晶面板的關(guān)鍵零件，是目前業(yè)界投資最為熱門的行業(yè)之一，其成本約占面板原材料制造成本的7%左右。需說(shuō)明的是偏光片的應(yīng)用范圍很廣，不但能使用在LCD上作為偏光材料，亦可用于太陽(yáng)眼鏡、防眩護(hù)目鏡、攝影器材的濾光鏡、汽車頭燈防眩處理及光量調(diào)整器等，其它還有偏光顯微鏡與特殊醫(yī)療用眼鏡。因此，本文主要基于液晶顯示裝置方面來(lái)探析偏光片。

二、 關(guān)于液晶顯示裝置中偏光片的應(yīng)用原理

光是一種電磁波，光的電場(chǎng)振動(dòng)是橫波，即光的電振動(dòng)是在與光前進(jìn)方向垂直的平面上。自然光的電振動(dòng)在振動(dòng)平面的各個(gè)方向是完全均勻的；如果光波的電振動(dòng)只限于某一確定的方向上，就是線偏振光了，如圖2。在液晶顯示器中，通過(guò)使光透過(guò)或遮斷來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像顯示。但太陽(yáng)光及由液晶顯示器背光源發(fā)出的光是自然光，要實(shí)現(xiàn)完全遮斷，是非常難的；而線偏振光電振動(dòng)方向單一，對(duì)其遮斷要比自然光容易得多，這個(gè)特性為其在液晶顯示器中的應(yīng)用，提供了得天獨(dú)厚的條件。偏光片就能產(chǎn)生和檢測(cè)偏振光。偏光片有一個(gè)特定的方向指向，稱之為透光軸，與這個(gè)方向垂直的電振動(dòng)被阻擋，而與這個(gè)方向平行一致的電振動(dòng)則可以自由通過(guò)。這樣自然光通過(guò)偏光片以后，就變成了線偏振光。同樣，當(dāng)偏振光透過(guò)偏光片時(shí)，如果偏振光的振動(dòng)方向與偏光片的透射方向平行一致，就幾乎不受到阻擋；如果偏振光的振動(dòng)方向與偏光片的透射方向相垂直，則幾乎完全不能通過(guò)。在兩片透光軸方向正交的偏光片中間加入具有扭轉(zhuǎn)特性的液晶分子，就能控制光線的通過(guò)，從而達(dá)到顯示圖像的目的。

三 、關(guān)于液晶顯示裝置用偏光片的結(jié)構(gòu)及特性說(shuō)明

1.偏光層：是由PVA（聚乙烯醇）薄膜經(jīng)染色拉伸后制成，該層是偏光片的主要部分，也稱偏光原膜。偏光層決定了偏光片的偏光性能、透過(guò)率，同時(shí)也是影響偏光片色調(diào)和光學(xué)耐久性的主要部分；

2.TAC層：由PVA膜制成的偏光層易吸水、褪色而喪失偏光性能，因此需要在其兩邊用一層光學(xué)均勻性和透明性良好的TAC（三醋酸纖維素酯）膜來(lái)隔絕水分和空氣，保護(hù)偏光層。采用具有紫外隔離（UVCUT）和防眩（anti-glare）功能的TAC膜可制成防紫外型偏光片和防眩型偏光片；

3.粘著劑（adhesive）：可分為反射膜側(cè)粘著劑和剝離膜側(cè)粘著劑。反射膜側(cè)粘著劑的作用是將反射膜牢固地粘合在TAC膜上，其工藝要求不允許有再剝離性。剝離膜側(cè)粘著劑是一層壓敏膠，它決定了偏光片的粘著性能及貼片加工性能，其性能優(yōu)劣是LCD偏光片使用者最為關(guān)心的問(wèn)題之一；

4.剝離膜（separatefilm）：為單側(cè)涂布硅涂層的PET（對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）膜，主要起保護(hù)壓敏膠層的作用，同時(shí)其剝離力的大小對(duì)LCD貼片時(shí)的作業(yè)性有一定影響；

5.保護(hù)膜（protectivefilm）：為單側(cè)涂布EVA層（乙烯醋酸乙烯共聚物）的PE（聚乙烯）膜，具有低粘性，起保護(hù)TAC膜表面的作用；

6.反射膜（reflectivefilm）：為單側(cè)蒸鋁的PET膜，目前大多使用無(wú)指向反射型蒸鋁膜。如將反射膜更換為半透半反膜，則可制成半透半反型偏光片，此外也可使用各種鍍金、鍍銀膜、鐳射膜作為反射膜，以獲得各種底色和鏡面反射等效果。

四 、關(guān)于液晶顯示裝置用偏光片的主要應(yīng)用

由于液晶材料具有特殊的電光特性，不僅在顯示技術(shù)上用液晶，在很多非顯示電光器件上也應(yīng)用到液晶，也就用到了偏光片。

（一）液晶顯示器件

液晶顯示器的結(jié)構(gòu)主要由偏光片、透明導(dǎo)電玻璃以及液晶材料構(gòu)成。最簡(jiǎn)單的扭曲向列相液晶顯示器（TN-LCD）的工作原理是旋光效應(yīng)，在兩枚正交偏光片之間的液晶盒，液晶分子旋轉(zhuǎn)90°，使光束通過(guò)為亮態(tài)，電場(chǎng)作用使液晶分子沿電場(chǎng)方向取向而失去旋光作用，使光束不能通過(guò)為暗態(tài)。主流液晶顯示技術(shù)不僅離不開偏光片，而且還要求偏光片具有附加功能，如防紫外光、寬視角、高分辨率、增亮型等。多數(shù)液晶顯示模式需要兩枚偏光片，這兩枚偏光片可以正交（TN-LCD常白）、平行（TN-LCD常黑）或者成某個(gè)角度（高扭曲向列相液晶顯示器HTN-LCD、超扭曲向列相液晶顯示器STN-LCD）。也有液晶顯示模式只需要一枚偏光片，如賓主效應(yīng)型顯示，染料液晶盒自身也相當(dāng)于一枚偏光片。再如某種反射顯示模式，一枚偏光片和一枚反射片組合，液晶盒起到旋光或者波片作用。更有非主流的液晶顯示模式不需要偏光片，如動(dòng)態(tài)散射顯示（DS-LCD）、反射式膽甾相液晶雙穩(wěn)態(tài)顯示和聚合物分散液晶（PDLC）顯示等。正是由于液晶顯示器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，帶動(dòng)偏光片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)代社會(huì)液晶顯示器件應(yīng)用廣泛，從手機(jī)到電腦再到電視，成了人們生活離不開的用品，偏光片也隨之產(chǎn)量用量暴增。當(dāng)代液晶顯示器高端產(chǎn)品-手機(jī)、電腦和電視的顯示屏幕，是薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）技術(shù)。大屏幕液晶電視用偏光片，不僅尺寸大，還得是寬幅，而且需要具備一些附加功能，如寬視角、防眩光等，偏光片結(jié)構(gòu)更多層。

（二）液晶非顯示器件

不是用于顯示信息，也有很多種液晶電光器件，如液晶光閥、液晶濾光片、液晶光柵、液晶傳感器等。液晶光閥包括液晶調(diào)光眼鏡、液晶電焊面罩、液晶光學(xué)快門等。凡是應(yīng)用液晶雙折射原理制造的電光器件，幾乎都要用到偏光片。拿液晶電焊面罩來(lái)講，由于電焊弧光十分強(qiáng)烈刺眼，液晶光閥不僅要有極快的響應(yīng)速度，更要有極大的遮光指數(shù)，有時(shí)兩枚偏光片的液晶盒都怕遮不住光，要把兩個(gè)液晶盒，四枚偏光片組合起來(lái)用，還要加上防紫外光和防紅外光的濾光片。

五 、總結(jié)

綜上可知，液晶顯示器（LCD）以其質(zhì)輕體薄、低工作電壓、低功耗、無(wú)輻射危害、平面直角顯示、影像穩(wěn)定不閃爍、易于實(shí)現(xiàn)大面積顯示等優(yōu)點(diǎn)，逐步取代CRT，成為信息時(shí)代終端顯示器件的主流產(chǎn)品。其中，偏光片是液晶面板的關(guān)鍵零組件，主要作用是將自然光轉(zhuǎn)化為線偏振光，通過(guò)外加電壓控制液晶分子的轉(zhuǎn)向，來(lái)控制光線的穿透與否，進(jìn)而產(chǎn)生面板明暗之顯示效果。

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