日前，香港科技大學郭海成教授以“OLED用薄膜偏光片”為主題，分享一種偏光片涂布式的技術路徑與方法。

　　郭海成教授介紹，目前市場上絕大部分偏光片都是基于PVA拉伸來取得偏振方向，還是基于H-sheet這樣的老技術。

　　柔性顯示把傳統的偏光片貼上去非常費時，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，涂在顯示上，不用貼片，不用拉伸。如果能夠涂布膜片偏光片，生產柔性顯示將會方便很多，也將會顛覆整個偏光片市場。

　　據他介紹，分子吸收通常都有偏振效應，也可稱為雙吸收效應。分子排列越好，雙吸收比（D值）就越大。對比度與透過率成反比，D值越大越好，而一般商業用偏光片的D值是50。

　　相對而言，OLED需要的D值要比LCD所需要低很多。

　　但是1/4波片因波長變化引起的漏光是一個大問題，比偏光片嚴重。

　　怎么讓分子排列好？

　　郭海成教授表示，傳統方法是把雙吸收分子摻在PVA同時拉伸，D值可達到50，或把雙吸收分子放在液晶內，用摩擦或光配向對液晶分子進行排列，讓雙吸收分子同時有液晶特性，產生雙吸收的效果。

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

　　目前用光配向來做排列主要有三種方法：

　　一是photo crosslinking;

　　二是photo-bond breaking;

　　三是香港科技大學的photo-induced molecular rotation。

　　他表示，只有第三種方法才能有效排列雙吸收染料分子，其技術路線是把雙吸收染料與光配向材料混在一起，進行光配向，然后合成同時具有光配向特性和雙吸收特性的染料。

　　什么叫光至分子旋轉效應？

　　據介紹，偏振光被分子吸收，會引起分子旋轉，直到分子偏振方向垂直，再沒有吸收，分子才穩定下來，不會發生旋轉。

　　目前香港科技大學已經成功利用這個效應進行IPS和MVA液晶的光配向。由于這個旋轉效應會趨于飽和，所以光強均勻度不會影響分子角度分布。

　　現在我們重新來理一下

　　什么是偏光片？

　　偏光片全稱為偏振光片，可控制特定光束的偏振方向，自然光在通過偏光片時，振動方向與偏光片透過軸垂直的光將被吸收，透過光只剩下振動方向與偏光片透過軸平行的偏振光。

　　偏光片是干什么用的？

　　在LCD顯示模組中

　　在LCD顯示模組中，有兩張偏光片分別貼在玻璃基板兩側。

　　下偏光片用于將背光源產生的光束轉換為偏振光，上偏光片用于解析經液晶電調制后的偏振光，產生明暗對比，從而產生顯示畫面。

　　液晶顯示模組的成像必須依靠偏振光，少了任何一張偏光片，液晶顯示模組都不能顯示圖像。

LCD顯示模組基本結構

　　在AMOLED顯示中

　　AMOLED顯示器所面臨的挑戰之一，是如何有效抵抗環境光、減少顯示方面的干擾，搭載圓偏光片便是其中一個解決辦法。

　　目前圓偏光片是以1/4波長相位膜與傳統偏光片結合成的抗反射片。

圓偏光片

　　雖然在三星主導的AMOLED產品中，以1/2λ + 1/4λ延伸型相位差膜疊層的方式補償效果最好，但相對厚度及成本都相當可觀。最終，業界將在高對比、薄型與價格間作取舍。液晶涂布型相位差補償膜技術發展多年，以日本大廠最積極投入研究，透過分子的操控，具有可調的光學補償特性、可任意調整光軸、且厚度薄、成本低等優點，期望在不久的將來有更突破性的發展。

圓偏光片光學數據

傾角&旋轉角

　　polarizance elliptcity表示圓偏振片的圓偏極化的能力，越接近±1，代表圓偏極化程度越高。橢圓率+為右旋圓偏振，橢圓率-為左旋圓偏振。

　　偏光片主要由PVA膜、TAC膜、保護膜、離型膜和壓敏膠等符合制成，其功能是將背光中透出的光向單一方向通過，并將另一方向的光切斷。

　　偏光片中起偏振作用的核心膜材是PVA膜。PVA膜經染色后吸附具有二向吸收功能的碘分子，通過拉伸使碘分子在PVA膜上有序排列，形成具有均勻二向吸收性能的偏光膜，其透過軸與拉伸的方向垂直。

　　偏光片主要構成

　　PVA膜

　　性狀：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點，眼神前厚度有75微米、60微米、45微米等幾種規格。

　　作用：該層膜吸附碘的二向吸收分子后經過延伸配向，起到偏振的作用，是偏光片的核心部分，決定了偏光片的偏光性能、透過率、色調等關鍵光學指標。

　　TAC膜

　　性狀：三醋酸纖維素膜、具有優異的支撐性、光學均勻性和高透明性、耐酸堿、耐紫外線、厚度主要有80微米、60微米、40微米、25微米等多種規格。

　　作用：一方面作為PVA膜的支撐體，保證延伸的PVA膜不會回縮，另一方面保護PVA膜不受水汽、紫外線及其他外界物質的損害，保證偏光片的環境耐候性。

　　保護膜

　　性狀：具有高強度，透明性好、耐酸堿、防靜電等特點，一般厚度為58微米。

　　作用：一面涂布有感壓膠粘劑，貼合在偏光片上可以保護偏光片本體不受外力損傷。

　　壓敏膠

　　性狀：也稱感壓膠，與TAC具有很好的粘附性，透明性好，殘膠少。偏光片用壓敏膠的厚度一般為20微米左右。

　　作用：是偏光片貼合在面板上的膠材，決定了偏光片的黏著新跟那個及貼片加工性能。

　　離型膜

　　性狀：單側涂布硅圖層的PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）膜，具有強度高、不易變形、透明性好、表面平整度高等特點，不同應用具有不同剝離強度。

　　作用：在偏光片貼合之前，保護壓敏膠層不受損傷，避免產生貼合氣泡。

　　反射膜

　　性狀：為單側蒸鋁的PET膜，反射率高。

　　作用：主要用于不自帶光源的反射性LCD，將外界光反射回來作為顯示的光源。

　　位相差膜

　　性狀：也成為補償膜，不同的應用具有不同的光學各向異性及補償量。

　　作用：用于補償顯示器內部材料的位相差，起到提升顯示器的對比度、觀看視角、校正顯示顏色等作用。

　　偏光片分類

　　按功能分

　　透射型、補償型、半透射型、反射型

　　按材料分類

　　碘系偏光片、染料系偏光膜、聚乙烯偏光膜、金屬偏光膜

　　偏光片產業鏈

　　偏光片上游是光學材料供應商，下游是液晶顯示模組廠商及各類終端產品生產廠商。

　　由偏光膜（PVA）、保護膜（TAC）、壓敏膠層、離型膜、保護膜、光學補償膜等符合而成，基本結構是兩層TAC膜夾一層拉伸后的PVA膜。

　　偏光片原材料成本占生產總成本的80%，其中TAC約占成本50%左右、PVA占12%、膠水5-10%，保護膜、離型膜15%，化工材料5%，其他成本占10%。