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偏光片基本结构及膜层材料介绍

偏光片的基本结构

偏光片是一种复合膜,由中间能产生偏振光线的偏光膜和复合在两边的起保护作用的基材膜组成偏光片原板。在普通TN-LCD产品中,根据不同的使用要求,需要在偏光片原板的一侧涂敷一定厚度的黏结剂,并复合上保护黏结剂的离形膜,而在另一侧则要根据产品类型为透射型、反射型或半透半反型,分别复合保护膜、反射膜或半透半反膜。对STN-LCD产品,还要在黏结剂层一侧,根据客户的不同需要,按一定的补偿角度复合具有位相差补偿能力的位相差膜和保护膜。另外,在基板外层还需要再加一层离形膜和保护膜,以便与LCD贴合。近年来为满足液晶面板大型化和薄型化的需要,还要在偏光片上附加不同的功能膜,如广视角膜、高清晰度膜、增亮膜等。


偏光膜

偏光膜是使偏光片具有偏光特性的核心膜层,采用添加碘且单轴延伸的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)膜片,主要成分为聚乙烯醇和碘,故称碘系偏光膜。其中聚乙烯醇的水溶液具有很好的成膜性能。并因聚乙烯醇透明性好,与碘等的亲和性好,在拉伸时的取向性高等优点,被作为LCD偏光膜的原料使用。


碘是一种典型的二向色性物质,对光波具有选择吸收性。在与聚乙烯醇延伸方向相同的方向上,PVA中所含的碘分子被吸附取向,使之能够吸收偏振方向与延伸方向(吸收轴)平行的光。与吸收轴垂直方向(透光轴)上的光侧透过。因此,各个方向都有振动的自然光透过偏光片后,就变成了振动方向与透光轴方向平行的偏振光。碘分子与PVA分子形成络合物,几个碘分子相连形成聚碘,并单方向均匀排列,由于这种聚碘的形成,碘系偏光膜片具备非常好的偏光特性,对光学性能要求高的TFT-LCD中多采用这种偏光膜片。


基材膜

由于PVA膜片耐湿热性能和机械强度差,不便于使用和加工,因此需在PVA膜两侧各复合一层具有高光透过率、耐湿热性能好、强度高、黏结性优良及光学上各向同性的透明薄膜作为基材膜,一方面可起保护作用,另一方面则可防止PVA膜的回缩。目前LCD偏光片所用基材膜的主要成分为三醋酸纤维素(Triacetylcellulose,TAC),其组成非常复杂,一般还包含可塑剂、助溶剂、润湿剂、滑剂以及紫外线吸收剂等。三醋酸纤维素以流延法加工成膜,至今仍是透过率最高的高分子材料之一。


黏结剂及保护膜

为保证被基材膜(TAC)所夹的偏光膜靠近LCD屏一侧与屏的贴合,需在TAC外层涂上黏结剂,并复合上保护黏结剂的离形膜,其在偏光片贴附时即被撕去。对黏结剂的要求有:容易从离形膜上剥离;无须借助溶剂、热或其它手段,只需施加轻度指压即可与LCD屏牢固粘合;同LCD屏玻璃面的黏结良好;而且,要具有良好的再剥离性:偶遇贴附不良的情况,当剥离偏光片时,不对LCD屏造成任何损伤。虽然黏结剂的种类很多,但用于偏光片的主要是聚丙烯酸酯溶剂型黏结剂。


另一方面,为防止相对于LCD屏另一侧的基材膜受损或玷污,还需要再贴附一层保护膜。这种保护膜应具备外观良好,具有防静电效果,并且无光学缺陷等特性。偏光片用保护膜主要有聚乙烯(PE)保护膜和PET保护膜两种。PE保护膜价格便宜,主要用于扭曲向列型和超扭曲向列型等中低端偏光片产品中。PET保护膜在薄膜强度、耐划伤性、耐热性方面优于聚乙烯保护膜。但价格为聚乙烯保护膜的5倍左右,所以主要用于高端偏光片成品中。


离形膜

偏光片用离形膜是一种进行了硅处理的PET膜,因为是偏光片黏结层的离形膜,所以剥离时不可以连黏结剂一起剥离下来,另外对于原膜的光学性能最终要求取向角为零,有较高的平滑性、透明性和洁净度。


反射膜

反射膜是在PET 基片上真空镀一层金属铝或银而成,是生产反射型偏光片的原料之一。生产工艺是在几千度的高温条件下将金属气化,而后在真空条件下附着于PET 基片上冷却,收卷而成。金属在基材上的附着程度,颗粒大小,密实程度和反射率等是反射膜的重要指标。