偏光片介绍
偏光片介绍
你知道它有几层吗？ 你知道它有几层吗？
• 事实上是七层薄片合成的：
– – – – 最外面两层是超硬的耐磨层， 第二、六层是防碎强化层； 第三、五层是紫外线过滤层； 最中间一层是偏光过滤层
• 整体构造精密独特，经测试，能滤除99%刺眼乱 反射光，96%有害紫外线，并具防碎、防磨特殊 功能。
选择偏光镜片的注意事项
• 偏光镜片的品质由二个因素决定：
– 第一因素：中间一层偏光膜的品质好坏。保圣 偏光镜使用美国宝利徕偏光膜，是偏关镜片中 品质较好的一种。 – 第二因素：是整个偏光镜片的厚度。一般优质 偏光片厚度为1.1，也有部分镜片通过加厚来提 高镜片的品质，例如歌利提偏光镜、绿丹尼偏 光镜。偏光镜片的厚度为2.2。
偏光镜片的作用是什么？
• 通常，阳光是向四面八方照射的，当射到物体上 时，光线重新定向反射出来，形成水平及垂直两 种反射光，前者就是造成目眩的乱反射光，这是 影响视线的无用偏光。 • 偏光镜片具有一种特殊的过滤材料，可滤去因水 面、潮湿或阳光照耀的马路和潮湿沙地的反射光。 （作用就和百叶窗一样）
圆偏光片结构
圆偏光片结构圆偏光片结构圆偏光片是一种用于控制光传播方向和光偏振状态的光学元件。
它具有复杂的结构和独特的工作原理，广泛应用于光学仪器、光学通信、显示技术等领域。
本文将详细介绍圆偏光片的结构特点、制备方法和应用场景。
一、结构特点圆偏光片的结构特点主要包括以下几个方面：1. 偏振材料层：圆偏光片的主要构成部分是偏振材料层，通常是一个薄膜或薄片，由具有特定光学性质的材料制成。
该材料能对特定方向的光通过时，产生不同的相位延迟，从而实现对光的偏振状态控制。
2. 偏振器：圆偏光片中的偏振器用于过滤掉非偏振光，并确定光的入射方向。
常见的偏振器有偏振片、偏振棱镜等。
3. 偏振轴：偏振轴是指圆偏光片中光通过的方向。
在圆偏光片的制作过程中，通常需要确定一个特定的方向作为偏振轴，通过控制光线的传播路径，确保所需的光学性能。
二、制备方法圆偏光片的制备方法主要有以下几种：1. 插入制备法：通过将偏振材料插入到一个具有特定孔径和形状的孔中，之后再用适当的胶水封住孔口，从而制备出圆偏光片。
这种方法操作简单、成本低，适用于制作小尺寸的圆偏光片。
2. 薄膜制备法：通过在透明基底上沉积一层偏振材料薄膜，并利用光学干涉原理控制薄膜的厚度，从而实现对光传播的控制。
这种方法制备的圆偏光片具有较高的光学性能和精确的偏振状态控制。
3. 光刻制备法：利用光刻工艺制作孔洞或凹陷结构，通过控制光线的穿透和反射，实现对光传播的调制。
这种方法制备的圆偏光片具有高度可控性和准确性，适用于制作大尺寸的光学元件。
三、应用场景圆偏光片的应用非常广泛，在现代光学技术中扮演着重要角色。
以下是一些常见的应用场景：1. 光学仪器：圆偏光片可以用于调制光信号的偏振状态，应用于光谱仪、显微镜、激光器等光学仪器中。
通过对光线的偏振控制，可以提高仪器的分辨率和检测灵敏度。
2. 光学通信：在光纤通信中，圆偏光片可以用于对光信号进行偏振调制和解调。
通过调节圆偏光片的工作状态，实现对光信号的滤波和分解，提高通信系统的传输效率和抗干扰性能。
偏光片基础知识
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 LCD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 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
（2）抗眩光（AG）：
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， 将光线均匀地分散，可达到防眩的效果。
七、偏光片的主要性能评价指标
（5）色相（光学性能）：
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： a,b,L值，其具体意义如下图所示
（6）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 下三种：
对玻璃 离型膜 保护膜
单位 gf/25mm gf/25mm gf/25mm
TAC PVA TAC 感压胶 Adhesive 反射膜
反射射型
四、偏光片的结构 STN补偿片及TFT片的主要结构：
保护膜 Protection film TAC PVA TAC
感压胶 Adhesive 位相差膜Retardation film
感压胶 Adhesive 离型膜 Release film
离型膜 贴合
干燥
涂感压胶
卷返裁切
裁切
检查
包装
六、偏光片的生产过程
偏光片生产主要流程示意简图：
对水质及温湿 度要求较高， 是偏光片生产 的重点管控位
置
六、偏光片的生产过程
偏光片生产过程中的表面处理：
为了满足LCD的使用要求，通常在偏光片生产的时候会对TAC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： 抗反射（AR）和抗眩光（AG）
可靠性：高耐久性--- 偏光膜的高可靠性、粘合剂的高可靠性、机能材料
偏光片生产工艺资料
偏光片生产工艺资料偏光片是一种能够选择性地转换光的偏振方向的光学元件，它具有广泛的应用，例如液晶显示器、光学仪器、摄影器材等。
下面将介绍偏光片的生产工艺资料。
一、材料准备偏光片的主要材料是聚合物薄膜，一般采用聚酯、聚碳酸酯、聚醚酯等光学级聚合物膜材料。
这些材料具有良好的光学性能和机械性能，能够满足偏光片的使用要求。
二、薄膜制备1.材料涂布：首先将聚合物薄膜材料转化成可涂布的溶液或熔融态，通过涂布设备将薄膜材料均匀涂布在基材上。
2.固化：将涂布好的材料进行加热或紫外光照射，使其固化成一定厚度和稳定性的聚合物薄膜。
3.拉伸：将固化好的聚合物薄膜进行拉伸，使其在特定条件下形成一定方向的链结构，从而实现光的选择性转换。
三、轴向分子取向为了获得更高的偏振效果，需要对聚合物薄膜进行轴向分子取向处理。
主要有以下几种方法：1.机械拉伸：通过拉伸机械将聚合物薄膜在特定温度下进行拉伸，使其链结构沿着拉伸方向进行分子取向。
2.涂布时的拉伸：在材料涂布过程中，通过合适的方式将薄膜进行拉伸，使其取向在涂布方向上。
3.离子束辐照：使用高能离子束辐照材料，使其分子产生取向运动，从而实现分子取向。
四、涂层制备为了增强偏光片的性能和使用寿命，通常需要在聚合物薄膜上进行涂层。
常用的涂层有防反射涂层、硬质涂层等。
涂层制备主要包括以下几个步骤：1.前处理：对聚合物薄膜进行清洗和表面处理，以提高涂层的附着力。
2.涂层：将涂层材料溶解成溶液或融化成熔融液，通过涂布或蒸镀等方法将涂层材料均匀地涂在聚合物薄膜上，形成所需的涂层。
3.固化：对涂层进行加热或紫外光照射，使其固化成一定的厚度和稳定性。
四、切割和加工将固化好的聚合物薄膜进行切割和加工，制成符合要求的偏光片产品。
切割和加工方式可以采用机械切割、激光切割、压花等方法。
同时，也可以进行软化处理、钝化处理等，以提高产品的品质和稳定性。
五、性能检测对生产好的偏光片进行性能检测，包括透光率、偏振效果、耐热性、表面硬度等指标的测试，确保产品符合设计要求和行业标准。
半导体显示之偏光片
半导体显示之偏光片一、偏光片简述偏光片：作用是将入射光分解成互相正交的两个偏振光分量：水平 S 分量和垂直 P 分量，只让一个通过，另一个被吸收、反射、折射或散射。
图1偏光片原理演示1. 偏光片的分类根据功能进行划分，偏光片包括半透过半反射式偏光片、透射式偏光片、反射式偏光片、补偿型偏光片。
现阶段，随着液晶显示的发展，除了常规的大型化之外，液晶显示在车载、中小尺寸等各个方面的应用都要求更加个性化的显示效果，因此在偏光片生产制造时，生产商通过对特种材料、工艺进行选择，可以给偏光片附加很多新功能。
图2偏光片分类2.偏光片基本结构偏光片最基本的结构是“三明治结构”，一层 PVA 两边各附一层TAC，为了方便使用和达到不同的光学效果，制造商会在基本结构的贴附面涂布一层 PSA，最后在两个外侧面贴上保护膜和离异膜来保护偏光片。
这就是最基础的TN-LCD 普通全投射型偏光片。
如果去掉一层保护膜，再复合一层反射膜，就是反射型偏光片。
去掉一层异形膜，再复合一层半反膜，就是半反射型偏光片。
使用耐高温防潮压敏胶，并对 PVA 进行特殊浸胶处理，所制成的偏光片即为宽温型偏光片。
小尺寸TFT-LCD 用偏光片常规结构与TN-LCD 相同。
中大尺寸TFT-LCD 后偏光片需要附加增亮膜，前片需要附加视角补偿和防眩抗反射相关膜。
图3TFT-LCD基本结构表1偏光片各层结构的作用表2偏光片性能对面板显示效果的影响3.OLED与LCD偏光片对比OLED与LCD所用偏光片略有差别。
其中，LCD 模组中有两张偏光片，上偏光片通过解析偏振光产生明暗对比，下偏光片将光源产生的光束转换为偏振光，产生显示画面。
OLED 只需一张圆偏光片，以1/4 波长相位膜与传统偏光片构成，主要作用是抵挡环境光，提高对比度。
图4OLED与LCD偏光片对比二、偏光片的制造：投入大、壁垒高1.投入大偏光片制造过程中综合运用包括光学、化学、化工等在内的多门技术，制造难度大，前期投入高，建设周期和回收周期长，中国内陆厂商进入较晚。
偏光片的原理作用分类以及市场
偏光片的原理作用分类以及市场偏光片的原理、作用、分类以及市场需求一、偏光片的原理偏光片是一种能够选择性地通过或者阻挡特定方向光线的光学器件。
其原理基于光的偏振性质，光线在传播过程中会以电磁波的形式振动，而偏光片可以通过调整光的振动方向来实现对光的控制。
偏光片通常由聚合物或者玻璃等材料制成，其中掺杂有具有偏振性质的化合物。
这些化合物能够吸收或者反射特定方向的光线，使其惟独特定方向的光线能够通过。
普通来说，偏光片的制作过程包括拉伸、压延和吸附等步骤，以使其中的偏振性质得以增强。
二、偏光片的作用1. 消除反射光：在许多情况下，光线会以波浪形式振动并反射到眼睛中，导致眩光和视觉障碍。
偏光片能够选择性地阻挡反射光，从而减少眩光并提高视觉清晰度。
2. 减少光线散射：在大气中，光线会与空气中的微粒发生散射，导致视觉含糊。
偏光片可以过滤掉大部份散射光，使得景物更加清晰可见。
3. 提高对照度：偏光片可以阻挡某些方向的光线，使得透过的光线更加纯净。
这种过滤作用可以增加景物的对照度，使得细节更加明显。
4. 保护眼睛：偏光片可以有效过滤掉紫外线和有害的蓝光，减少对眼睛的伤害。
同时，它还能够阻挡风尘和异物，保护眼睛免受外界刺激。
三、偏光片的分类1. 线偏光片：线偏光片是最常见的一种偏光片，其具有线性偏振特性。
它可以选择性地阻挡垂直于特定方向的光线，而允许平行于特定方向的光线通过。
2. 圆偏光片：圆偏光片是一种将线偏光转化为圆偏光的器件。
它可以将线偏光中的振动方向旋转一定角度，使得光线在传播过程中呈现出圆形的偏振状态。
3. 偏光滤光片：偏光滤光片是一种将偏振和滤光功能结合在一起的器件。
它可以选择性地阻挡特定方向的偏振光，并且还能够过滤掉特定波长范围的光线。
四、偏光片的市场需求偏光片在眼镜、相机镜头、显示屏等领域有着广泛的应用。
随着人们对视觉体验的要求不断提高，偏光片的市场需求也在不断增加。
1. 太阳镜：偏光片被广泛应用于太阳镜中，可以有效减少阳光的眩光，提高驾驶和户外活动时的视觉清晰度。
偏光片简介
偏光片制造工艺流程1TAC膜放卷PVA膜放卷 偏光片基板
染 色
延 伸
乾 燥
貼 合
乾 燥
TAC膜放卷
偏光片制造工艺流程2
偏光片收卷
涂布压敏 胶
乾 燥
貼 合 偏光片原片基板卷出
偏光片的表面处理
• 1. 抗反射(AR)处理 当光经过偏光膜的表面时，会有5%左右的反射损失，由于亮度的损 失及反射光将造成LCD辨识度的降低。改善的方法是在偏光膜的表面蒸 镀上一层金属膜，利用光的干涉原理来降低反射值，将反射率降至1%以 下。 • 2. 抗眩(AG)处理 为了避免光线被过度集中，将偏光膜的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。 • 3. 表面硬化（hard coating）处理 偏光片是在LCD的最外层，所以要在最外侧加上一层硬化处理，以增 加硬度、耐磨损、耐侵蚀的能力。
偏光片简介
制作：窦振康 2011.06.17
目录
• • • • • • 名词解释 偏光片结构介绍 重要概念 工作原理 制作工艺流程 表面处理
名词解释
• • • • • • 名词解释 PVA：聚乙烯醇-----当渗入了碘离子后具有偏光机制 TAC:三醋酸纤维-----支撑和保护PVA AR: Anti-Reflection 抗反射 LR: Low-Reflection 低反射 AG：Anti-Glare 抗眩
图1
图2
图3
图4
图5
重要概念2
高分子二色性型 利用透光性良好的高分子薄膜,将膜内分子加以定向,再吸著具有二色性 的物质,此为现今生产偏光膜最主要的方法.这类吸收式的起偏器都是以 膜或是板的形式存在,因此,通常又称之为偏光膜(Polarizing Film)或 偏光板(Polarizing Plate or Sheet).英文上另外一个更通俗的称呼是 Polarizing Filter.
液晶知识扫盲系列6：偏光片(polarizer)
液晶知识扫盲系列6：偏光片（polarizer）偏光片的全称应该是偏振光片，液晶显示器的成像必须依靠偏振光，所有的液晶都有前后两片偏振光片紧贴在液晶玻璃，组成总厚度1mm左右的液晶片。
如果少了任何一张偏光片，液晶片都不能显示图像的。
◆偏光片的功能：偏光片的主要功能是为控制特定光波之偏振方向，使光通过或遮蔽，以增加黑白对比，提供液晶显示器必要之显示特性。
偏光片主要用来控制偏振光的传播方向，先普及一下偏振光的物理知识。
名词解释：偏振光（polarized light）: 光波的矢量的方向不变，只是其大小随相位变化的光。
振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象。
光波是电磁波，因此，光波的传播方向就是电磁波的传播方向。
光波中的电振动矢量E和磁振动矢量H都与传播速度v垂直，因此光波是横波，它具有偏振性。
具有偏振性的光则称为偏振光◆偏光片的结构：目前LCD常用的偏光片，大多是采用将聚乙烯醇（PVA）作为基材，用各类具有二向色性的有效染料进行染色，同时在一定的湿度有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，烘干后形成偏光膜的物理特性，起到偏振作用的是PVA层，但是PVA 极易水解，为了保护偏光膜的物理特性，因此在偏光膜的两侧，各复合一层具有高光透率、耐水性好又有一定机械强度的三醋酸纤维素（TAC）薄膜进行防护，这就形了偏光片原板。
在普通TN型LCD偏光片生产中，根据不同的使用要求，需要在偏光片原板的一侧涂复一定厚度的PSA，并复合上对PSA进行保护的隔离膜;而在另一侧要根据产品类型，分别复合保护膜、反射膜,半透半反胶层膜，由此形成偏光片成品。
对STN型LCD偏光片产品，还要在PSA层一侧，根据客户的不同需要，按一定的补偿角度复合具有一定位相差补偿值的位相差膜和保护膜，由此形成STN型LCD偏光片产品，这就是LCD偏光片的基本结构和作用原理。
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• 優點:正面（正視）對比度最高 • 缺點:螢幕的均勻度不夠好，往往會發生顏色飄移
• 採用VA廣視角技術的面板廠商有AUO、CMO、CPT、Samsung及 Sharp
VA
①冷陰極管 ②偏光板 ③ITO ④電極 ⑤彩色濾光片 ⑥保護膜
IPS
• • • • IPS（In-Plane Switching，帄面轉換）技術是日立公司於2001推 出的液晶面板技術，俗稱”Super TFT” 特色：顯示電極位於同一玻璃基板 IPS有無電壓，液晶分子都是帄躺著轉，對比與色偏表現是三種液 晶技術中最好的 優點 1. 可視角度高。 2. 反應速度快。 3. 色彩還原準確。 4. 價格便宜。 缺點 耗電量較一般為高
Polarizer原理
• 偏光板原理:
將一般不具偏極性的自然光轉變成偏極光 ，而
液晶顯示器就是利用此偏極光加上液晶扭轉特 性來達到控制光線的通過與否
，形成明暗。
偏光板概述
• 偏光板利用透光性良好的高分子薄膜(常用PVA)吸附染色性物 質(碘系、染料性等) ，使碘離子或染料擴散滲入內層的PVA中， 微熱後用人工或機械拉伸，直到數倍長度，且在變長的同時也 將變得又薄又窄，原本PVA分子為任意角度無規則性分布，受 力拉伸後分子就逐漸偏轉於作用力方向上，而附著在PVA上的 碘離子或染料也就隨之有方向性，因此可吸收帄行於其排列方 向的光束電場分量，只讓垂直方向的光束電場分量通過，由於 PVA膜在經過延伸後，變得容易破碎，因此在兩側貼上三醋酸 纖維素(TAC)所組成的透明基板，作為支撐保護且防止回縮， 而後再貼上一層光學補償膜以增加偏光板的廣角功能，最後在 外層再加上一層離型膜及保護膜，以便與液晶槽貼合。
CH2＝CHCOOR
TAC
三醋酸纖維素(TAC) Triacetate Cellulose Film
屬於植物性纖維經醋酸等酸性溶劑溶解後延伸所致
單純不具備任何光學功能的TAC膜一般稱為normal-TAC，一般在 LCD面板模組中，僅被賦予支撐PVA的功能。此外，面板最外層 TAC膜，需增加抗眩（AG）、抗反射（AR）處理，以改善螢幕在 外界強光環境下的顯像品質
MVA
PVA
• 三星Samsung電子的PVA（Patterned Vertical Alignment）技術同 樣屬於VA技術的範疇 • PVA採用透明的ITO(Indium Tin Oxide)電極代替MVA中的液晶層凸 起物，透明電極可以獲得更好的開口率，最大限度減少背光源的浪 費
PVA
ＴＮ(Twisted Nematic)
• 低廉的生產成本使TN成為了應用最廣泛的入門級液晶面板 • 不加電壓時(白) ，液晶是微微帄躺著，以螺旋方式排列，光通 過所以是全白畫面 加了電壓之後(黑) ，液晶慢慢垂直，光無法通過所以是全黑畫 面 • 缺點非正視時的對比與色偏表現均較差，光應答速度較慢，容 易形成殘影
ITO
• 目前我們看到的TN面板多是改良型的TN+film，film即補償膜， 用於彌補TN面板可視角度的不足，目前改良的TN面板的可視角 度都達到160°
Daxon Confidential
TN
VA
• 不加電壓時，液晶分子站直，此時是暗態 加了電壓之後，液晶分子往水帄倒下，此時是亮態 • VA液晶在大視角下的對比與色偏表現均較TN來得好
•
IPS
MVA
• 富士通的MVA技術(Multi-domain Vertical Alignment，多象限垂直配 向技術)可以說是最早出現的廣視角液晶面板技術。該類面板可以提 供更大的可視角度，通常可達到170° 。因液晶的特殊排列模式不但 提高面板視角並解決大部份灰階反轉的問題
• 優點: 高對比、廣視角、無灰階反轉、高解析度、快速反應時間。
偏光板基本結構
偏光板各層功用
偏光板製程
一般採用製造流程中，染色、延伸、貼合、乾燥是最主要的步驟， 其中染色材料的配方更是關鍵技術，另外PVA的延伸定向控制也會 影響偏光板的光學特性
碘系
• 碘系偏光膜 (Ioding Type Polarizing Film)
• 碘系偏光膜具有高透過性、高對比、且有較廣域波長的偏向特性， 價格也是比較便宜，所以市場佔有率高達80%~90%
。
染料系
• 染料系偏光膜 (Dye Type Polarizing Film)
染料系偏光膜的偏光性能比碘系來得差，但是耐濕熱特性不錯
PSA
壓克力感壓型黏著劑（ sensitive adhesives，PSAs）
是指以手指輕壓即可黏著的接著劑，其性能隨著所控制膠體之分 子量或玻璃轉化溫度等變因而有不同。 PSA的性質通常以快黏性(tack)、黏著性(adhesion)與凝集強度 (cohesion)來表示 1. 快黏性(tack) : 為輕微施壓下，迅速潤濕表面的能力 2. 黏著性(adhesion) : 為黏著劑附著於被接物表面的能力 3. 凝集強度(cohesion) : 是指在外界的剪切力下，其抵抗 潛變的能力。 偏光片上的PSA，主要成分是丙烯酸酯(Aclylate)
PVA
• 聚乙烯醇PVA (Polyvinyl alcohol)
PVA分子為任意角度無規則性分布，連續多孔的結構，是一 種白色到微黃色，顆粒(或粉狀) ，安定無毐的水溶性高分子 。 PVA具有良好的造膜性，這形成的膜具有優異的接著力， 耐溶劑性，耐摩擦性，伸張強度與氧氣阻絕性。 有顯著的吸收性和保水力使得聚乙烯醇(PVA)材料有利於應 用在脫水，吸收與過濾