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偏光片原理

偏光片原理


一、偏光片介绍


偏光片(Polarizer简称为POL),全称为偏光振片。光片是液晶显示模组的重要组成部分之一,基本所有的显示模块都会用到偏光片。现在甚至随着科技的发展,偏光片已经运用到了一些高科技的精密仪器上,拓展了其应用范围。
 
偏光片原理-中川实业


二、偏光片原理


偏光片的原理,其实说起来很简单,就是能够起到偏振作用。偏光片可以控制光线的透过,自然光是全方位,全角度的发散,但当透过偏光片之后,可以控制指定方向的光束透过,其他与偏振角度平行的光束则会被吸收掉,只剩下与偏振角度相垂直的光束。

举个例子:液晶显示屏中有两张偏光片(上片和下片)分别贴在玻璃基板两侧,下片用于将背光源发出的光束转换为偏振光,上片用于解析经液晶电调制后的偏振光,产生明暗对比,从而产生画面显示出来。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。


三、偏光片为什么能够起到偏振作用?


首先,偏光片中起到偏振作用的是PVA膜,PVA (Polyvinyl Alcohol)膜全称聚乙烯醇薄膜,其组分主要是碳氢氧等轻原子,因此具有高透光和高延展性等特点。

那么PVA膜又是如何能够起到偏振作用呢?

原因是将PVA膜在染色槽中染色后,其表面会均匀的富集一层碘分子(或染料分子)。未经处理的PVA分子链呈杂乱分布,此时吸附其上的碘分子(或染料分子)也杂乱分布;
 
PVA拉伸演示图-中川实业

当PVA经外力作用拉伸后,PVA膜变长的同时也变得又窄又薄PVA分子链延外力方向分布,此时碘分子(或染料分子)也有序分布,新城碘离子的长链。又因为碘离子有很好的起偏性,从而让PVA膜具备了偏振功能,能够吸收平行于其排列方向的光束,只让垂直方向的光束通过,至此成为一片具有偏光作用的PVA膜。(注意线偏偏光片的角度就是PVA经外力作用拉伸的方向,也就是常说的吸收轴)。

(本文来源于:显示世界)

偏光片结构

偏光片结构


一、偏光片的基本结构


偏光片的基本结构包括:最中间的PVA(聚乙烯醇Poly  Vinyl Alcohol),两层TAC(三醋酸纤维素Tri-acetyl Cellulose)PSA film(压敏胶Pressure Semsitive Adhesive film)Release film(离型膜) Protective film(保护薄膜)
偏光片结构-中川实业Mildtrans
(偏光片结构图)
 
其中,起到偏振作用的是PVA层,但是PVA极易水解,为了保护偏光膜的物理特性,因此在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度(TAC)薄膜进行防护,这就形成了偏光片原板,我们通常称呼为叫偏光片,不过也可以称为偏光板

偏光板结构图
(偏光板结构图)
 

二、保护薄膜


保护薄膜是用于防止偏光板制造工序及搬运过程中有可能发生的污染及破损而使用的薄膜,尤其从偏光板上取下时,可以将产生的静电降至最低,保护偏光板不受静电影响。
保护薄膜结构图
(保护薄膜结构图)

 
特点:
1.工序及运输中保护偏光板免受外部冲击;
2.防止带电及防止污染特性。


三、表面处理薄膜


表面处理薄膜用于偏光板,增强机械性能并添加防刺眼反射功能,是提高清晰度的薄膜,偏光板放置于显示屏最上层表面,可以对光的反射、散射等产生影响,因此需要进行各种表面处理,以将影响降至最低。

表面处理薄膜结构图
(表面处理薄膜结构图)

 
特点:
1.提高表面机械强度;
2.防止刺眼;
3.清晰的画面。


四、丙烯酸薄膜


丙烯酸薄膜是为保护偏光板中实现核心功能的 PVA 层而使用的薄膜,具有透明度较高,且耐久性耐腐蚀性卓越的特征。替代原有的 TAC
薄膜
,可制造更薄的偏光片

丙烯酸薄膜结构图
(丙烯酸薄膜结构图)

 
特点:
1.保护偏光板的 PVA 层;
2.改善原有薄膜 (TAC) 透湿性这一缺点,改善偏光板的光缝并提高耐久性。


五、补充


在普通TN型LCD偏光片生产中,根据不同的使用要求,需要在偏光片原板的一侧涂复一定厚度的PSA,并复合上对PSA进行保护的隔离膜;而在另一侧要根据产品类型,分别复合保护膜反射膜,半透半反胶层膜镜子膜等等由此形成偏光片成品

STN型LCD偏光片产品,还要在PSA层一侧,根据客户的不同需要,按一定的补偿角度复合具有一定位相差补偿值的位相差膜和保护膜,由此形成STN型LCD偏光片产品,这就是LCD偏光片基本结构和作用原理。

TFT面板用偏光片的主要组成膜层包括:TAC膜(支持层)PVA膜(偏光层)AG膜(防眩层)LR/AR(低反射/不反射层)PSA(粘着层)保护层WVDLC光学补偿膜,在生产偏光片所需的各膜层中,TAC膜PVA膜是最主要的膜层,分别占到偏光片原材料成本的54%和17%。

偏光片分类

偏光片分类

 

一、偏光片起源


偏光片的分类,随着偏光片的发展,人们的需求越来越多,涉及的应用越来越广泛,功能越来越全,也越特殊,种类也随着越来越多。所以首先就从偏光片起源开始慢慢讲起吧。早期最通用的偏光片是兰特在1938年发明的H片,是用PVA泡在特殊的水溶液中,使得碘离子扩散到PVA的内部,稍微加热一点后进行拉伸,随着PVA拉伸变长,其中的分子也随着沿着拉伸方向进行偏转,最后PVA上刚刚附着的碘离子也随着拉伸方向进行偏转,形成碘离子长链,又因为碘离子有很好的起偏性,可以令光束的电场分量被吸收,造成只有垂直碘离子长链的光束电场分量通过,成为偏振光。早期的通用型偏光片就这么诞生了。

偏光片分类-中川实业Mildtrans


二、偏光片分类


1.TN/STN-LCD通用型偏光片:
     透射式偏光片;半透射半反射式偏光片;反射式偏光片。

     TN-LCD的正显结构为白底黑字,负显结构为黑底白字;
     STN-LCD的底色效果根据设计可以是黄绿模式、蓝模式和灰模式,相应的字符显示效果可以是蓝黑色、白色和棕蓝色;
TN/STN-LCD偏光片图例
(TN/STN-LCD偏光片图例)

 
2.FSTN-LCD偏光片:
     位相差补偿偏光片;半透射偏光片;表面处理偏光片;镜像反射偏光片;镜面显示偏光片;全息膜偏光片。
     FSTN-LCD的正显效果为白底黑字;负显效果为黑底白字。
     FSTN-LCD要在偏光片原片上贴合位相差补偿膜对由于超扭曲液晶分子所形成的光程差进行补偿。
FSTN-LCD偏光片图例
(FSTN-LCD偏光片图例)

 
3.CSTN-LCD偏光片:
     位相差补偿偏光片;镜面显示偏光片;液晶分子补偿偏光片;表面处理偏光片;背光增亮偏光片;温度补偿偏光片。
半反射半透过偏光片结构图
(半反射半透过偏光片结构图

反射偏光片结构图
(半反射半透过偏光片结构图
 
4.TFT-LCD偏光片:
     位相差补偿偏光片;表面处理偏光片;视角补偿偏光片;液晶分子补偿偏光片;背光增亮偏光片;微反射偏光片。
TFT-LCD偏光片结构图
(TFT-LCD偏光片结构图)
 

三、中川LG偏光片分类(仅针对中川实业分类参考)


偏光片按功能分为:常规片及复合片;

偏光片按市场分为:TFT(常规市场)、TN(黑白市场);

偏光片按补偿分为:TAC(常规)、PET(带补偿);

偏光片按形式分为:卷料(暂无)、四方片、三角料、条料(暂无);

偏光片按表现分为:线偏(常用于液晶显示)及圆偏(常用于眼镜)(暂无);

偏光片按视角分为:全视角、近全视角、超宽视角、窄视角;

常规片一般分为:IPS、TV、EWV偏光片;

复合片一般分为:半透片、特白片、反射片、镜面片……

偏光片的种类,大致分为这几种,偏光片属性分类<-可点击链接查看详情

偏光片属性

偏光片的属性分类

一、偏光片的属性


四方片的属性大致分为:尺寸、类型、光砂、厚度、角度以及特殊复合处理六个。
偏光片属性-中川实业


偏光片尺寸属性分类:


即偏光片的尺寸,数值代表的是四方片对角线的长度。一般为7.0 寸到65.0 寸之间,由于裁切的方式不同,容易出现很多种长宽比例,为能够简化统称,一般都以这种计算方式来区分,与液晶模组显示屏同理。


偏光片类型属性分类:


即偏光片的通俗分类,一般分为IPS,VA(俗称TV),EWV,TN四种,但市场中普遍为IPS,VA,EWV三种。IPS和TV偏光片属于全视角,想比较EWV偏光片来说,IPS偏光片的视角更好一点,也比EWV偏光片来的薄一点,EWV偏光片凸显的在于它是超宽视角。VA是多用于电视上,俗称TV偏光片。


偏光片光砂属性分类:


即偏光片的材质处理,IPS及TV偏光片一般分为光片、油砂(AG13)、粗砂(AG25)、细砂(AG40)。EWV偏光片则只分为光片、粗砂(AG25)、细砂(AG40)。


偏光片厚度属性分类:


即偏光片的厚度,IPS及TV偏光片一般为0.08mm、0.11mm、0.13mm、0.15mm、0.17mm、0.19mm、0.22mm。EWV偏光片则一般为0.22mm。


偏光片角度属性分类:


即偏光片的横屏的拉伸角度,IPS及TV偏光片一般为0°、90°、45°、135°、7°、83°。EWV偏光片则一般为45°、135°。


偏光片复合处理属性分类:


是在类型上经过特殊处理复合的复合偏光片,比如蓝色片,抗刮片、增亮片、反射片、半透片、透白片、防眩片等等。


二、如何判别偏光片的这些属性。


偏光片尺寸判别:


最传统的方法,用尺量对角线,偏光片的传统叫法为寸,1寸是3.33厘米。一般四方片在出厂时就会贴标签,标签都会标识偏光片的尺寸,或者是商家都会分类好,并说明。


偏光片类型判别:


首先拿在手上感觉一下厚度,如果觉得比一般的片厚的时候,要确认一下是否为EWV偏光片了。除了特殊片之外,就只有EWV偏光片是很厚的了,一般在0.21mm-0.22mm。之后拿两张同样的片,90°交叉叠起来,对光照,看如果不怎么透光,则是IPS,如果比较透光,则是VA/TV偏光片。

另外一种方法是利用玻璃来看,但是由于市面上的玻璃是自制的,有很多种规格,所以就没有一个统一的说法,但是主要还是看颜色。IPS贴在玻璃上,不变颜色,而VA/TV偏光片贴在玻璃上则是会变色。(这里的玻璃不是我们正常所遇到的玻璃,而已专门用于偏光片的专用玻璃)


偏光片光砂判别:


首先讲一讲标签,一般况下,标签上有TFT字样的,为光片。标签上有CF字样的,为砂片。如果标签上没有有用的信息,那么就只能用肉眼来分辨了,把保护膜的一边撕开(保护膜为易撕的一面,离型膜为难撕的一面,因为有粘性),表面光滑即为光片。

如果表面不光滑即为砂片,砂片又分油砂、粗砂、细砂三种,就跟密度(雾度)有关了,油砂一般表面能看到呈波浪形的颗粒排布,粗砂就比较容易分辨了,撕开保护膜就能看到颗粒的分部,手感摸起来很明显的感觉到粗糙,细砂则比较讲究了,看上去内部犹如雾化一般,不同于光面透亮,但是均匀的分部,带细微的磨砂质感。我们一般叫法中砂指的是细砂。


偏光片厚度判别:


用精密刻度尺或者电子刻度尺直接量,一般是把偏光片的保护膜及离型膜都撕开然后撕下一角来进行测量,如果选择不撕开保护膜和离型膜的情况下直接测量,一般情况下需减去0.09mm或者0.1mm的厚度,但是不建议这样做,因为偏光片的膜厚度不好把控,可能会有细微的误差。


偏光片角度判别:


偏光片的角度即拉伸方向,判别有三种方法:

1.沿着一定角度对着或者撕偏光片,更容易顺着撕开的便是偏光片的角度;

2.看偏光片上面的字或者点,它们的排列方向即为偏光片的角度;

3.拿一张已知角度的偏光片与待测的偏光片重叠,如果两张重叠的透光程度跟一张的透光程度几乎一样时,那么这两个角度则相同,反之则存在角度差。

(注意,偏光片行业中的角度,中、大型尺寸一般是按照横屏为标准,在没有说是竖屏角度的情况下,都为横屏角度,小尺寸的需要提前确认好是竖屏、横屏。)



 
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