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LCD用偏光片的結構及主要性能解析
日期：2024-08-29 11:08
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摘要：
LCD用偏光片的結構及主要性能解析
偏光片（polarizer）作為液晶顯示器(LCD)的主要原材料之一，約占其制造成本的20%～30%，然而由于偏光片的制造技術一直被日本、韓國等國家所壟斷，因此介紹偏光片的資料極少。本文以TN型LCD用偏光片為例，對眾多LCD偏光片使用者較為關心的一些問題加以介紹。
偏光片的結構
偏光片是一種由多層高分子材料復合而成的具有產生偏振光功能的光學薄膜，按其在液晶屏的使用位置不同，大體上可分為面片（又稱透過片）和底片兩種（又稱反射片）。
各層的材質和主要功能
偏光層：是由PVA（聚乙烯醇）薄膜經染色拉伸后制成，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、透過率，同時也是影響偏光片色調和光學耐久性的主要部分。偏光層的基本加工工藝按染色方法可分為染料系和碘系兩大系列，按拉伸工藝可分為干法拉伸和濕法拉伸兩大系列，改變其材料和加工工藝可實現對偏光度、透過率、色調和光學耐久性的調整。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均勻性和透明性良好的TAC（三醋酸纖維素酯）膜來隔絕水分和空氣，保護偏光層。采用具有紫外隔離（UV CUT）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。
粘著劑（adhesive）：可分為反射膜側粘著劑和剝離膜側粘著劑。反射膜側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，其性能優劣是LCD偏光片使用者*為關心的問題之一。剝離膜（separate film）：為單側涂布硅涂層的PET（對苯二甲酸乙二醇酯）膜，主要起保護壓敏膠層的作用，同時其剝離力的大小對LCD貼片時的作業性有一定影響。
保護膜（protective film）：為單側涂布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TAC膜表面的作用。
反射膜（reflective film）：為單側蒸鋁的PET膜，目前大多使用無指向反射型蒸鋁膜。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。
偏光片的主要性能指標
對于典型的偏光片性能，其各項目指標進行說明如下：
偏光片的結構
偏光片是一種由多層高分子材料復合而成的具有產生偏振光功能的光學薄膜，按其在液晶屏的使用位置不同，大體上可分為面片（又稱透過片）和底片兩種（又稱反射片）。
各層的材質和主要功能
偏光層：是由PVA（聚乙烯醇）薄膜經染色拉伸后制成，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、透過率，同時也是影響偏光片色調和光學耐久性的主要部分。偏光層的基本加工工藝按染色方法可分為染料系和碘系兩大系列，按拉伸工藝可分為干法拉伸和濕法拉伸兩大系列，改變其材料和加工工藝可實現對偏光度、透過率、色調和光學耐久性的調整。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均勻性和透明性良好的TAC（三醋酸纖維素酯）膜來隔絕水分和空氣，保護偏光層。采用具有紫外隔離（UV CUT）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。
粘著劑（adhesive）：可分為反射膜側粘著劑和剝離膜側粘著劑。反射膜側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，其性能優劣是LCD偏光片使用者*為關心的問題之一。剝離膜（separate film）：為單側涂布硅涂層的PET（對苯二甲酸乙二醇酯）膜，主要起保護壓敏膠層的作用，同時其剝離力的大小對LCD貼片時的作業性有一定影響。
保護膜（protective film）：為單側涂布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TAC膜表面的作用。
反射膜（reflective film）：為單側蒸鋁的PET膜，目前大多使用無指向反射型蒸鋁膜。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。
偏光片的主要性能指標
對于典型的偏光片性能，其各項目指標進行說明如下：
1. 吸光軸方向通常市面銷售的TN型LCD用偏光片的尺寸主要有以下兩種：
2. 透過率（Transmittance）偏光片的透過率指標可分為單體（single）、平行（Parallel）、直交（Crossed）三項。通常使用積分球式分光光度計依照JIS-Z-8701對其進行測定。其中，單體透過率指單片偏光片的透過率，平行透過率（H90）指兩片吸光軸平行的偏光片疊加后的透過率，直交透過率（H90）指兩片吸光軸直交的偏光片疊加后的透過率，在這三項指標中H0和H90影響LCD屏的亮度（H90）和對比度（H0/H90），對LCD制造商十分重要，為了獲得高亮度高對比度的良好顯示效果，希望H90盡可能的高而H90盡可能的小。
3. （Hue）色相由a、b值來表示，通常使用積分球式分光光度計進行測定。a、b值為CIE（國際照明委員會）Lab表色系統中的色坐標值，一組a、b值所對應的大致顏色可從色坐標圖中查得。
4. 偏光度（Polarizing Co-Efficiency）偏光度（ν）是一個計算值，用來表示偏光片產生偏振光的綜合效率，該公式可變換為H0/H90=（1+ν2）/（1-ν2），可以看出，ν值越趨近100%，則對比度（H0/H90）越高。
5. 剝離力?偏光片的剝離力又分為保護膜剝離力、剝離膜剝離力、對玻璃基板剝離力三項。三種剝離力的測定均使用拉力實驗機參照JIS-C-2107標準進行測定，其中保護膜剝離力和剝離膜剝離力的測定是沿180°方向剝離，而對玻璃基板則是沿90°方向剝離。對LCD制造商而言，偏光片對玻璃基板的剝離性能十分重要。如粘貼后短時間（4～6小時）內剝離困難或剝離后玻板上有殘膠，則該偏光片返工性差，貼片**會導致整塊LCD屏報廢。但如果剝離力很小，則易造成偏光片在玻璃基板上貼合后壓敏膠耐久性和耐濕性能下降以及剝離膜表面凹陷等**多發，從而影響偏光片的使用性能。
6. 耐久性?偏光片的耐久性測試是將偏光片剝去剝離膜和保護膜后貼合在玻璃基板上，經加壓脫泡后放入恒溫恒濕箱中，觀察其實驗前后的變化。其中的發泡剝離指標主要是考核粘著劑的耐久性能，光學變化指標是考核PVA層的耐久性能。偏光片的耐久性要求應根據不同類型LCD產品的設計要求（使用環境）而定。
