日前，香港科技大学郭海成教授以“OLED用薄膜偏光片”为主题，分享一种偏光片涂布式的技术路径与方法。

　　郭海成教授介绍，目前市场上绝大部分偏光片都是基于PVA拉伸来取得偏振方向，还是基于H-sheet这样的老技术。

　　柔性显示把传统的偏光片贴上去非常费时，而且也很厚，要把偏光片弄得很薄不是那么容易，最好的方法就是直接把偏光片涂布，涂在显示上，不用贴片，不用拉伸。如果能够涂布膜片偏光片，生产柔性显示将会方便很多，也将会颠覆整个偏光片市场。

　　据他介绍，分子吸收通常都有偏振效应，也可称为双吸收效应。分子排列越好，双吸收比（D值）就越大。对比度与透过率成反比，D值越大越好，而一般商业用偏光片的D值是50。

　　相对而言，OLED需要的D值要比LCD所需要低很多。

　　但是1/4波片因波长变化引起的漏光是一个大问题，比偏光片严重。

　　怎么让分子排列好？

　　郭海成教授表示，传统方法是把双吸收分子掺在PVA同时拉伸，D值可达到50，或把双吸收分子放在液晶内，用摩擦或光配向对液晶分子进行排列，让双吸收分子同时有液晶特性，产生双吸收的效果。

　　然而，液晶向列相（Nematic）只有0.7，D值只有9-10，效果不是很好。

　　目前用光配向来做排列主要有三种方法：

　　一是photo crosslinking;

　　二是photo-bond breaking;

　　三是香港科技大学的photo-induced molecular rotation。

　　他表示，只有第三种方法才能有效排列双吸收染料分子，其技术路线是把双吸收染料与光配向材料混在一起，进行光配向，然后合成同时具有光配向特性和双吸收特性的染料。

　　什么叫光至分子旋转效应？

　　据介绍，偏振光被分子吸收，会引起分子旋转，直到分子偏振方向垂直，再没有吸收，分子才稳定下来，不会发生旋转。

　　目前香港科技大学已经成功利用这个效应进行IPS和MVA液晶的光配向。由于这个旋转效应会趋于饱和，所以光强均匀度不会影响分子角度分布。

　　现在我们重新来理一下

　　什么是偏光片？

　　偏光片全称为偏振光片，可控制特定光束的偏振方向，自然光在通过偏光片时，振动方向与偏光片透过轴垂直的光将被吸收，透过光只剩下振动方向与偏光片透过轴平行的偏振光。

　　偏光片是干什么用的？

　　在LCD显示模组中

　　在LCD显示模组中，有两张偏光片分别贴在玻璃基板两侧。

　　下偏光片用于将背光源产生的光束转换为偏振光，上偏光片用于解析经液晶电调制后的偏振光，产生明暗对比，从而产生显示画面。

　　液晶显示模组的成像必须依靠偏振光，少了任何一张偏光片，液晶显示模组都不能显示图像。

LCD显示模组基本结构

　　在AMOLED显示中

　　AMOLED显示器所面临的挑战之一，是如何有效抵抗环境光、减少显示方面的干扰，搭载圆偏光片便是其中一个解决办法。

　　目前圆偏光片是以1/4波长相位膜与传统偏光片结合成的抗反射片。

圆偏光片

　　虽然在三星主导的AMOLED产品中，以1/2λ + 1/4λ延伸型相位差膜叠层的方式补偿效果最好，但相对厚度及成本都相当可观。最终，业界将在高对比、薄型与价格间作取舍。液晶涂布型相位差补偿膜技术发展多年，以日本大厂最积极投入研究，透过分子的操控，具有可调的光学补偿特性、可任意调整光轴、且厚度薄、成本低等优点，期望在不久的将来有更突破性的发展。

圆偏光片光学数据

倾角&旋转角

　　polarizance elliptcity表示圆偏振片的圆偏极化的能力，越接近±1，代表圆偏极化程度越高。椭圆率+为右旋圆偏振，椭圆率-为左旋圆偏振。

　　偏光片主要由PVA膜、TAC膜、保护膜、离型膜和压敏胶等符合制成，其功能是将背光中透出的光向单一方向通过，并将另一方向的光切断。

　　偏光片中起偏振作用的核心膜材是PVA膜。PVA膜经染色后吸附具有二向吸收功能的碘分子，通过拉伸使碘分子在PVA膜上有序排列，形成具有均匀二向吸收性能的偏光膜，其透过轴与拉伸的方向垂直。

　　偏光片主要构成

　　PVA膜

　　性状：聚乙烯醇，具有高透明、高延展性、好的碘吸附作用、良好的成膜特性等特点，眼神前厚度有75微米、60微米、45微米等几种规格。

　　作用：该层膜吸附碘的二向吸收分子后经过延伸配向，起到偏振的作用，是偏光片的核心部分，决定了偏光片的偏光性能、透过率、色调等关键光学指标。

　　TAC膜

　　性状：三醋酸纤维素膜、具有优异的支撑性、光学均匀性和高透明性、耐酸碱、耐紫外线、厚度主要有80微米、60微米、40微米、25微米等多种规格。

　　作用：一方面作为PVA膜的支撑体，保证延伸的PVA膜不会回缩，另一方面保护PVA膜不受水汽、紫外线及其他外界物质的损害，保证偏光片的环境耐候性。

　　保护膜

　　性状：具有高强度，透明性好、耐酸碱、防静电等特点，一般厚度为58微米。

　　作用：一面涂布有感压胶粘剂，贴合在偏光片上可以保护偏光片本体不受外力损伤。

　　压敏胶

　　性状：也称感压胶，与TAC具有很好的粘附性，透明性好，残胶少。偏光片用压敏胶的厚度一般为20微米左右。

　　作用：是偏光片贴合在面板上的胶材，决定了偏光片的黏着新跟那个及贴片加工性能。

　　离型膜

　　性状：单侧涂布硅图层的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）膜，具有强度高、不易变形、透明性好、表面平整度高等特点，不同应用具有不同剥离强度。

　　作用：在偏光片贴合之前，保护压敏胶层不受损伤，避免产生贴合气泡。

　　反射膜

　　性状：为单侧蒸铝的PET膜，反射率高。

　　作用：主要用于不自带光源的反射性LCD，将外界光反射回来作为显示的光源。

　　位相差膜

　　性状：也成为补偿膜，不同的应用具有不同的光学各向异性及补偿量。

　　作用：用于补偿显示器内部材料的位相差，起到提升显示器的对比度、观看视角、校正显示颜色等作用。

　　偏光片分类

　　按功能分

　　透射型、补偿型、半透射型、反射型

　　按材料分类

　　碘系偏光片、染料系偏光膜、聚乙烯偏光膜、金属偏光膜

　　偏光片产业链

　　偏光片上游是光学材料供应商，下游是液晶显示模组厂商及各类终端产品生产厂商。

　　由偏光膜（PVA）、保护膜（TAC）、压敏胶层、离型膜、保护膜、光学补偿膜等符合而成，基本结构是两层TAC膜夹一层拉伸后的PVA膜。

　　偏光片原材料成本占生产总成本的80%，其中TAC约占成本50%左右、PVA占12%、胶水5-10%，保护膜、离型膜15%，化工材料5%，其他成本占10%。