日前，香(xiang)港科技大學(xue)郭海成教授(shou)以(yi)“OLED用薄膜偏(pian)光片”為主題，分享一種偏(pian)光片涂布(bu)式的技術(shu)路(lu)徑與方法(fa)。
郭海成教授介(jie)紹，目前市(shi)場上(shang)絕(jue)大(da)部(bu)分偏光片(pian)都是基于(yu)PVA拉伸來取(qu)得偏振方向(xiang)，還是基于(yu)H-sheet這樣的老技術。
柔性顯示(shi)(shi)把傳統的(de)偏(pian)光片(pian)貼(tie)上去非常費時，而且也很厚，要把偏(pian)光片(pian)弄得很薄不(bu)(bu)是(shi)那么(me)容易，最好的(de)方(fang)法(fa)就是(shi)直(zhi)接把偏(pian)光片(pian)涂(tu)(tu)布，涂(tu)(tu)在顯示(shi)(shi)上，不(bu)(bu)用(yong)(yong)貼(tie)片(pian)，不(bu)(bu)用(yong)(yong)拉(la)伸。如果能夠涂(tu)(tu)布膜(mo)片(pian)偏(pian)光片(pian)，生(sheng)產柔性顯示(shi)(shi)將(jiang)會方(fang)便很多(duo)，也將(jiang)會顛覆整個偏(pian)光片(pian)市場。
據他介紹(shao)，分子吸收(shou)通常都有偏(pian)振效應(ying)，也可稱為(wei)雙吸收(shou)效應(ying)。分子排列越(yue)(yue)好，雙吸收(shou)比（D值）就(jiu)越(yue)(yue)大(da)。對比度與透過(guo)率(lv)成反(fan)比，D值越(yue)(yue)大(da)越(yue)(yue)好，而(er)一般商業用(yong)偏(pian)光片(pian)的D值是(shi)50。
相對而言，OLED需要(yao)的D值要(yao)比LCD所(suo)需要(yao)低很多。
但是(shi)1/4波片因波長變(bian)化(hua)引起的(de)漏光是(shi)一個大問題，比(bi)偏(pian)光片嚴重。
怎么讓分子排列(lie)好？
郭海(hai)成教授表示，傳統(tong)方法是把(ba)雙(shuang)(shuang)吸收分(fen)子(zi)摻在(zai)PVA同時拉伸，D值可達(da)到50，或(huo)把(ba)雙(shuang)(shuang)吸收分(fen)子(zi)放在(zai)液晶內，用(yong)摩擦或(huo)光配向對液晶分(fen)子(zi)進行(xing)排(pai)列，讓雙(shuang)(shuang)吸收分(fen)子(zi)同時有液晶特性，產(chan)生雙(shuang)(shuang)吸收的效果。
然而，液晶向列相(xiang)（Nematic）只有(you)0.7，D值(zhi)只有(you)9-10，效果不(bu)是很好(hao)。
目前用光配(pei)向來做排列主要有三種方法：
一是photo crosslinking;
二是photo-bond breaking;
三(san)是香港科技大(da)學(xue)的photo-induced molecular rotation。
他表示，只有(you)第三種方法才能有(you)效排列雙吸收染(ran)料(liao)分子，其技術(shu)路線是把雙吸收染(ran)料(liao)與光(guang)(guang)配(pei)向材(cai)料(liao)混在一起(qi)，進(jin)行(xing)光(guang)(guang)配(pei)向，然后合成同時具有(you)光(guang)(guang)配(pei)向特性和(he)雙吸收特性的(de)染(ran)料(liao)。
什么(me)叫光至分子旋(xuan)轉效應？
據介紹，偏振光被分(fen)子(zi)(zi)吸收，會引起分(fen)子(zi)(zi)旋轉，直到分(fen)子(zi)(zi)偏振方向垂直，再沒有吸收，分(fen)子(zi)(zi)才(cai)穩定下來，不會發(fa)生(sheng)旋轉。
目前香港科技(ji)大學已經成功(gong)利用這(zhe)個效應(ying)進行IPS和(he)MVA液晶的光(guang)配向。由于這(zhe)個旋轉效應(ying)會(hui)趨(qu)于飽和(he)，所以光(guang)強均勻度(du)不會(hui)影響分子角(jiao)度(du)分布。
現(xian)在我(wo)們重(zhong)新來理一下
什么是偏光片？
偏(pian)光(guang)片(pian)(pian)(pian)全稱為偏(pian)振(zhen)光(guang)片(pian)(pian)(pian)，可(ke)控制特定(ding)光(guang)束的(de)偏(pian)振(zhen)方向(xiang)(xiang)(xiang)，自然光(guang)在通過偏(pian)光(guang)片(pian)(pian)(pian)時，振(zhen)動(dong)(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)與偏(pian)光(guang)片(pian)(pian)(pian)透(tou)過軸垂直(zhi)的(de)光(guang)將(jiang)被吸收(shou)，透(tou)過光(guang)只剩下振(zhen)動(dong)(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)與偏(pian)光(guang)片(pian)(pian)(pian)透(tou)過軸平行的(de)偏(pian)振(zhen)光(guang)。
偏光片是干什(shen)么用(yong)的？
在LCD顯(xian)示(shi)模組中
在(zai)LCD顯示模組中(zhong)，有兩張(zhang)偏光(guang)片分別貼在(zai)玻璃基板(ban)兩側。
下偏(pian)光(guang)片(pian)用于(yu)將(jiang)背光(guang)源(yuan)產(chan)生的(de)光(guang)束轉(zhuan)換為偏(pian)振(zhen)光(guang)，上偏(pian)光(guang)片(pian)用于(yu)解析經液晶電調制后(hou)的(de)偏(pian)振(zhen)光(guang)，產(chan)生明暗對比，從而(er)產(chan)生顯示畫(hua)面。
液晶顯(xian)(xian)示(shi)模組的成像必(bi)須依(yi)靠偏振光，少(shao)了任何一張偏光片，液晶顯(xian)(xian)示(shi)模組都不能顯(xian)(xian)示(shi)圖像。
LCD顯(xian)示(shi)模組基本(ben)結(jie)構
在AMOLED顯示中
AMOLED顯(xian)示器所面臨的挑戰之(zhi)一，是(shi)如何(he)有效抵抗(kang)環境(jing)光(guang)、減(jian)少(shao)顯(xian)示方面的干擾，搭載圓偏(pian)光(guang)片便是(shi)其中一個(ge)解決辦法。
目前圓偏光(guang)片(pian)是(shi)以1/4波長相位(wei)膜與傳(chuan)統偏光(guang)片(pian)結合成(cheng)的抗反射片(pian)。
圓偏光片
雖然(ran)在三(san)星(xing)主導(dao)的(de)(de)AMOLED產品(pin)中，以1/2λ + 1/4λ延(yan)伸(shen)型(xing)相(xiang)位(wei)差膜疊(die)層(ceng)的(de)(de)方式補(bu)(bu)償效(xiao)果最好，但相(xiang)對厚(hou)度(du)及(ji)成(cheng)本(ben)都相(xiang)當可觀。最終，業(ye)界將在高對比(bi)、薄型(xing)與(yu)價格間(jian)作(zuo)取(qu)舍。液晶涂(tu)布型(xing)相(xiang)位(wei)差補(bu)(bu)償膜技術發展多年(nian)，以日本(ben)大(da)廠最積極投入研究(jiu)，透過分(fen)子的(de)(de)操控(kong)，具有(you)可調的(de)(de)光(guang)學補(bu)(bu)償特性、可任意調整光(guang)軸、且(qie)厚(hou)度(du)薄、成(cheng)本(ben)低等優點，期望在不久的(de)(de)將來(lai)有(you)更突破性的(de)(de)發展。
圓偏光片光學數據
傾角&旋轉角
polarizance elliptcity表示圓(yuan)(yuan)偏(pian)振(zhen)(zhen)片的圓(yuan)(yuan)偏(pian)極化的能力(li)，越接近±1，代表圓(yuan)(yuan)偏(pian)極化程度越高(gao)。橢圓(yuan)(yuan)率+為(wei)右旋圓(yuan)(yuan)偏(pian)振(zhen)(zhen)，橢圓(yuan)(yuan)率-為(wei)左旋圓(yuan)(yuan)偏(pian)振(zhen)(zhen)。
偏光片主要由(you)PVA膜、TAC膜、保護膜、離型膜和壓(ya)敏膠等符合制成，其功能是將(jiang)背光中透出的光向(xiang)單(dan)一方(fang)向(xiang)通過，并將(jiang)另一方(fang)向(xiang)的光切斷(duan)。
偏(pian)(pian)光片中起(qi)偏(pian)(pian)振作用的(de)(de)核(he)心(xin)膜(mo)材是PVA膜(mo)。PVA膜(mo)經染色后(hou)吸附具有二(er)向(xiang)吸收(shou)功能的(de)(de)碘(dian)分(fen)子(zi)，通過拉伸(shen)使碘(dian)分(fen)子(zi)在(zai)PVA膜(mo)上(shang)有序排列，形(xing)成(cheng)具有均(jun)勻(yun)二(er)向(xiang)吸收(shou)性能的(de)(de)偏(pian)(pian)光膜(mo)，其(qi)透過軸與拉伸(shen)的(de)(de)方向(xiang)垂(chui)直(zhi)。
偏光片主要構成
PVA膜
性狀：聚乙烯醇，具有高(gao)(gao)透明、高(gao)(gao)延展性、好(hao)的碘吸附作用、良好(hao)的成(cheng)膜(mo)特性等特點，眼(yan)神(shen)前厚度有75微(wei)米(mi)(mi)、60微(wei)米(mi)(mi)、45微(wei)米(mi)(mi)等幾種規格。
作(zuo)用：該(gai)層膜(mo)吸(xi)附碘(dian)的二向吸(xi)收分(fen)子(zi)后經過延伸配(pei)向，起到(dao)偏(pian)(pian)(pian)振的作(zuo)用，是偏(pian)(pian)(pian)光片的核心部分(fen)，決定了偏(pian)(pian)(pian)光片的偏(pian)(pian)(pian)光性能、透過率、色調等關鍵光學指標。
TAC膜
性狀(zhuang)：三醋酸纖維素膜、具有優異(yi)的支撐性、光學(xue)均勻(yun)性和高透明性、耐酸堿(jian)、耐紫外(wai)線、厚(hou)度主要有80微(wei)米(mi)、60微(wei)米(mi)、40微(wei)米(mi)、25微(wei)米(mi)等多種(zhong)規(gui)格。
作用：一(yi)方面作為PVA膜(mo)的(de)支撐體(ti)，保(bao)證延伸的(de)PVA膜(mo)不(bu)會回縮，另(ling)一(yi)方面保(bao)護PVA膜(mo)不(bu)受水汽、紫(zi)外(wai)線(xian)及其他(ta)外(wai)界物質的(de)損害(hai)，保(bao)證偏光片的(de)環境耐(nai)候性。
保護膜
性(xing)狀(zhuang)：具有高強度，透(tou)明性(xing)好、耐(nai)酸(suan)堿、防靜電等(deng)特點，一(yi)般(ban)厚度為(wei)58微米。
作用：一面(mian)涂布(bu)有感壓膠粘(zhan)劑，貼合(he)在偏光片上可以保護偏光片本體不受外(wai)力損傷。
壓敏膠
性狀：也稱(cheng)感壓(ya)膠(jiao)，與TAC具有很(hen)好的(de)粘附性，透明性好，殘膠(jiao)少。偏光片用壓(ya)敏膠(jiao)的(de)厚(hou)度一般為20微米(mi)左(zuo)右。
作用：是偏(pian)光片貼(tie)(tie)合(he)在面板上的膠材，決定(ding)了偏(pian)光片的黏著新跟那個及貼(tie)(tie)片加工(gong)性能。
離型膜
性狀：單側涂布硅圖(tu)層的PET（聚對苯(ben)二甲(jia)酸乙(yi)二醇酯）膜，具(ju)有強度高(gao)、不(bu)(bu)易變形、透明性好、表面平整度高(gao)等特點(dian)，不(bu)(bu)同(tong)應用具(ju)有不(bu)(bu)同(tong)剝離強度。
作用：在(zai)偏光片貼合之前(qian)，保護壓敏膠層不受損(sun)傷，避免產生貼合氣泡。
反射膜
性(xing)狀(zhuang)：為單(dan)側蒸鋁的PET膜，反射率高。
作用：主(zhu)要(yao)用于不(bu)自帶光源的反(fan)射性LCD，將(jiang)外界光反(fan)射回來作為顯示(shi)的光源。
位相差膜
性狀：也成為補償膜，不同的應用具有(you)不同的光學(xue)各(ge)向異性及補償量。
作(zuo)用：用于(yu)補償顯示器內部材(cai)料的位相差，起(qi)到提升(sheng)顯示器的對比(bi)度(du)、觀(guan)看視角、校正顯示顏色等作(zuo)用。
偏光片分類
按功能分
透(tou)射型(xing)、補(bu)償(chang)型(xing)、半透(tou)射型(xing)、反射型(xing)
按材料分類
碘(dian)系偏光(guang)(guang)(guang)片、染料系偏光(guang)(guang)(guang)膜(mo)(mo)、聚乙(yi)烯偏光(guang)(guang)(guang)膜(mo)(mo)、金屬偏光(guang)(guang)(guang)膜(mo)(mo)
偏光片產業鏈
偏光(guang)片上游是(shi)光(guang)學材料供(gong)應商，下游是(shi)液(ye)晶顯示模組廠(chang)商及各(ge)類終(zhong)端產(chan)品生(sheng)產(chan)廠(chang)商。
由偏光(guang)膜（PVA）、保護膜（TAC）、壓敏(min)膠層(ceng)、離型膜、保護膜、光(guang)學補(bu)償膜等符合而(er)成，基本結構(gou)是兩層(ceng)TAC膜夾一層(ceng)拉伸后的(de)PVA膜。
偏(pian)光(guang)片原材料成本(ben)(ben)占(zhan)(zhan)生產總成本(ben)(ben)的80%，其(qi)中TAC約占(zhan)(zhan)成本(ben)(ben)50%左右(you)、PVA占(zhan)(zhan)12%、膠水5-10%，保護膜、離型膜15%，化工材料5%，其(qi)他成本(ben)(ben)占(zhan)(zhan)10%。
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