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OLED用的是圆偏光!关于偏光片技术你需要这样来补习

编辑:liuchang 2017-10-16 10:05:22 浏览:9993  来源:未知

  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%。

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