關于液晶顯示裝置用偏光片

呂錢+田大龍

【摘 要】偏光片是一種復合膜，由中間能產生偏振光線的偏光膜和復合在兩邊的起保護作用的基材膜組成偏光片原板?；诖?，根據筆者多年的實踐經驗，本文首先介紹偏光片在液晶顯示器中的應用原理，接著介紹偏光片的基本結構與特性，最后分析目前偏光片的主要的應用。旨在讓更多平板顯示業界人士更多地了解偏光片產品的種類、工作原理及其結構，促進我國大陸地區偏光片產業的發展。

【關鍵詞】液晶顯示裝置；偏光片；應用

一 、導言

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

二、 關于液晶顯示裝置中偏光片的應用原理

光是一種電磁波，光的電場振動是橫波，即光的電振動是在與光前進方向垂直的平面上。自然光的電振動在振動平面的各個方向是完全均勻的；如果光波的電振動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，通過使光透過或遮斷來實現圖像顯示。但太陽光及由液晶顯示器背光源發出的光是自然光，要實現完全遮斷，是非常難的；而線偏振光電振動方向單一，對其遮斷要比自然光容易得多，這個特性為其在液晶顯示器中的應用，提供了得天獨厚的條件。偏光片就能產生和檢測偏振光。偏光片有一個特定的方向指向，稱之為透光軸，與這個方向垂直的電振動被阻擋，而與這個方向平行一致的電振動則可以自由通過。這樣自然光通過偏光片以后，就變成了線偏振光。同樣，當偏振光透過偏光片時，如果偏振光的振動方向與偏光片的透射方向平行一致，就幾乎不受到阻擋；如果偏振光的振動方向與偏光片的透射方向相垂直，則幾乎完全不能通過。在兩片透光軸方向正交的偏光片中間加入具有扭轉特性的液晶分子，就能控制光線的通過，從而達到顯示圖像的目的。

三 、關于液晶顯示裝置用偏光片的結構及特性說明

1.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；

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（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偏光片使用者最為關心的問題之一；

4.剝離膜（separatefilm）：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；

5.保護膜（protectivefilm）：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；

6.反射膜（reflectivefilm）：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。

四 、關于液晶顯示裝置用偏光片的主要應用

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

（一）液晶顯示器件

液晶顯示器的結構主要由偏光片、透明導電玻璃以及液晶材料構成。最簡單的扭曲向列相液晶顯示器（TN-LCD）的工作原理是旋光效應，在兩枚正交偏光片之間的液晶盒，液晶分子旋轉90°，使光束通過為亮態，電場作用使液晶分子沿電場方向取向而失去旋光作用，使光束不能通過為暗態。主流液晶顯示技術不僅離不開偏光片，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，如賓主效應型顯示，染料液晶盒自身也相當于一枚偏光片。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，如動態散射顯示（DS-LCD）、反射式膽甾相液晶雙穩態顯示和聚合物分散液晶（PDLC）顯示等。正是由于液晶顯示器產業發展的需求，帶動偏光片產業的發展?，F代社會液晶顯示器件應用廣泛，從手機到電腦再到電視，成了人們生活離不開的用品，偏光片也隨之產量用量暴增。當代液晶顯示器高端產品-手機、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。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，偏光片結構更多層。

（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光眼鏡、液晶電焊面罩、液晶光學快門等。凡是應用液晶雙折射原理制造的電光器件，幾乎都要用到偏光片。拿液晶電焊面罩來講，由于電焊弧光十分強烈刺眼，液晶光閥不僅要有極快的響應速度，更要有極大的遮光指數，有時兩枚偏光片的液晶盒都怕遮不住光，要把兩個液晶盒，四枚偏光片組合起來用，還要加上防紫外光和防紅外光的濾光片。

五 、總結

綜上可知，液晶顯示器（LCD）以其質輕體薄、低工作電壓、低功耗、無輻射危害、平面直角顯示、影像穩定不閃爍、易于實現大面積顯示等優點，逐步取代CRT，成為信息時代終端顯示器件的主流產品。其中，偏光片是液晶面板的關鍵零組件，主要作用是將自然光轉化為線偏振光，通過外加電壓控制液晶分子的轉向，來控制光線的穿透與否，進而產生面板明暗之顯示效果。

參考文獻：

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