偏光片的原理及作用

　　偏光片由美国Polaroid公司的Edwin H. Land在1938年所发明，是将一般不具有偏极性的自然光变成偏振光的光学元件。所有的液晶面板都有上下两片偏光片，其中一个是起偏器，一个是检偏器。偏光片起到光开关的作用，液晶显示器必须依靠偏振光才可成像。背光模组负责为液晶屏显像提供最基本的光源，但送出来的光线方向性不一致，呈放射状，如果这样的光线通过液晶分子的扭转，我们在屏幕上看到的可能是白茫茫的一片，或者是花花绿绿的色块。下偏光片则承担了将光线的方向规范成一致后再送往液晶层的工作。液晶分子在TFT控制下发生扭转，达到将方向一致的光线通亮进行控制，从而在通往后面像素单元的光线明暗度发生了改变。液晶本身没有颜色,所以用滤色片产生各种颜色。原本方向一致光线经过了液晶层的扭转后又变得方向不一致，所以如果不把呈漫射状的光线再次规整，则在屏幕前看到的依然是白茫茫一片，被液晶扭转过了的光线并没有体现出来，所以必须在此将漫射光进行规整，使用一片与下偏光片偏光方向正交偏光片将经过液晶扭转的光心重新进行偏转，不同角度的光线经过上偏光板的亮度不同，所以我们可以在屏幕上可以看到明暗交替画面，因为被偏转的光线是经过了彩色滤色片的彩色光，所以我们在屏幕前可以看到我们需要的图像。

　　偏光片的结构及类别

偏光片是一种复合膜，是由偏光膜、内保护膜、压敏胶层及外保护膜组成。其基本结构是由两面三醋酸纤维素膜（TAC）夹一层能产生偏振光线的聚乙烯醇膜(PVA)。市场上主要有以下几种类型的偏光片：透射式偏光片、反射式偏光片（属于增亮膜的一种）、半透过半反射式偏光片、补偿型偏光片，表面一般经过防眩（AG）或减反射（AR）处理。在使用的压敏胶中加入阻止紫外线通过的成份，则可制成防紫外线偏光片。对使用的压敏胶、PVA膜或TAC膜着色，即为彩色偏光片。

　　偏光片的工艺

　　世界上各国偏光片的工艺方法都相差无几，只是在使用原材料和具体技术细节方面各有特点。技术主流是碘系延伸法。

　　偏光板的制作有延伸法及涂布法，其中延伸法是主流工艺。偏光片生产技术以PVA膜的延伸工艺划分，有干法和湿法两大类。干法是指PVA膜是在具有一定温度和湿度条件的蒸汽环境下进行延伸，早期使用的目的是可以提高工艺的生产效率，使用幅宽较大的PVA膜进行生产而不至于经常断膜。但这种工艺的局限性在于PVA膜在延伸过程中的均匀性受到限制，因此所形成的偏光片原膜的复合张力、色调的均匀性和耐久性不易稳定，因而实际应用较少。湿法是指PVA膜是在一定配比的液体中进行染色、拉伸的工艺方法。这种工艺早期的局限性在于PVA膜在液体中延伸的稳定控制难度较大，因此加工时PVA膜容易断膜，且PVA膜的幅宽受到限制。但随着改进，湿法工艺的局限性已得到极大的改进。从20世纪90年代末起，日本偏光片企业已普遍采用幅宽1330mm的TAC膜用湿法工艺。特别是由于大尺寸TFT-LCD产品的大规模普及，为提高偏光片产品的利用率，以1330mm基本宽度已成为液晶用偏光片生产的基本方法。

　以PVA膜染色方法划分，偏光片有碘染色法和染料染色法两种工艺。碘染色法是指在偏光片染色、拉伸过程中，使用碘和碘化钾作为二向性介质使PVA膜产生极性化偏光特性。优点是比较容易获得99.9%以上的高偏光度和42%以上高透过率的偏光特性。所以在早期的偏光材料产品或需要高偏光、高透过特性的偏光材料产品中大多都采用碘染色工艺进行加工。但这种工艺的不足之处就是由于碘的分子结构在高温高湿的条件下易于破坏，因此使用碘染色工艺生产的偏光片耐久性较差，一般只能满足干温：80℃×500HR，湿热：60℃×90%RH×500HR以下的工作条件使用。但随着 LCD 产品范围的扩大,对偏光产品的湿热工作条件的要求越来越苛刻，已经出现在100℃和90%RH条件下工作的偏光片需求。对这种要求，碘染色工艺就无能为力了。为满足这种技术要求，首先由日本化药公司发明了偏光片生产所需的染料，并由日本化药的子公司日本波拉公司生产了染料系的高耐久性偏光片产品。利用二向性染料进行偏光片染色工艺所生产的偏光片产品，目前最高可以满足干温：105℃×500HR，湿热：90℃×95%RH×500HR以下的工作条件的使用要求。但这种工艺方法所生产的偏光片产品一般偏光度和透过率较低，其偏光度一般不超过90%、透过率不超过40%，且价格昂贵。

　　综上所述：

　　碘系偏光片：容易获得高透过率、高偏振度的光学特性，但耐高温高湿的能力较差。价格比较便宜,所以市场占有率高达80%~90%, 应用领域广泛,如:手表,计算机,PC,OA机器等,所需LCD都大量采用碘系偏光片。

　　染料系偏光片：不容易获得高透过率、高偏振度的光学特性，但耐高温高湿的能力较好。所以在汽车,船舶,航空器,户外量测仪器上就得采用此类耐久性偏光片。