液晶面板的核心部件:偏光片

1 偏光片的原理与分类

1.1 原理

因为碘分子沿着同一方向排列时会产生不对称电子密度,所以在不同方向上的极化光吸收系数有一定差别,如果光线极化方向和碘分子链长轴方向保持 90°,那么极化光能够通过。反之,透过光的强度会不断降低,甚至到完全遮蔽。因此,可以得出碘分子长链的起偏性良好。现阶段,最常见的偏光片是由 1938年兰特发明的 H 片。

1.2 分类

根据功能进行划分,偏光片包括透射式偏光片、反射式偏光片、半透过半反射式偏光片、补偿型偏光片。

根据起偏材质进行划分,偏光片包括以下几种:金属偏光片是直接把金、银、铁等金属盐与高分子薄膜上进行吸附,然后还原后使得棒状金属具备一定的起偏能力;碘系偏光片是在结合 PVA 和碘分子的基础上,具备高透过率、高偏振度的优势,然而其耐高温高湿性能较差。这种偏光片的成本较低,所以市场占有率比较高,而且应用领域广泛;染料系偏光片是直接把具备二色性的有机染料在 PVA 上进行吸附,之后进行延伸定向,使其具备一定的偏旋光性能,然而缺点透过率和偏振度较低,优势是耐高温高湿,因此大多应用于汽车、船舶等工业。

2 偏光片的性能指标与其影响因素

2.1 偏光片的外观指标与其影响因素

偏光片的外观指标包括表面平整度、外观欠点数量等,对偏光片产品在贴片过程中的利用率产生比较直接的影响,为确保偏光片外观指标符合相关标准,对偏光片的生产环节进行严格控制,包括材料选择、生产工艺、运输存储、存放环境等。

2.2 偏光片的光学性能与其影响因素

偏光片光学性能包括以下几个指标,分别是偏振度、透光率、防紫外线性能等,针对于普通 LCD 产品在对偏光片进行应用时,一般应用偏振度与透光率比较高的产品,从而促进 LCD 显示器件显示质量及效率的提升,充分减少能源损耗;然而对普通碘染色偏光片来说,偏振度和透光率属于两个矛盾的因素,一般是偏振度高,则透光率降低,不可避免受到色调的影响,所以常规型偏光片的偏振度处于 90% ~ 99% 的范围,透光率指标处于41% ~ 44% 的范围。色调指标的基本作用是满足视觉习惯,偏光片尽可能要求色调偏差小,确保 LCD 产品色调的一致性。

2.3 偏光片的耐久性能指标与其影响因素

偏光片耐久性能指的是偏光膜耐久性,以及压敏胶粘合剂的耐久性,前者指的是偏光膜的耐高温、湿热、低温以及冷热冲击等性能,具体影响因素包括其基本材质、染色材料、染色工艺等。具体来说,偏光片选择的 PVA 膜分子质量、拉伸倍率和其耐久性成正比。此外,偏光膜在生产时的着色度、染料抗水解能力也对偏光膜耐久性有促进的影响,因为碘和碘化物均属于非常容易水解的材质,所以,染料系偏光片的耐久性能和碘染色系偏光片产品的耐久性进行对比有很大优势。

为确保偏光片可以和液晶显示器的玻璃面板进行紧密贴合,要在偏光片外层进行压敏胶的涂抹,并且要复合离型膜以对压敏胶进行保护,如果偏光片和被粘物进行粘合,则直接撕去离型膜,不需要采用溶剂、热等方法,仅仅施加一个轻度指压即可,压敏胶可以和被粘物进行牢固粘合,因此,必须要求压敏胶具备一定的再剥离性、剥离强度以及一定的持粘力与初粘力。生产过程中压敏胶粘合剂技术对偏光片生产有一定影响,包括粘合剂的生产、存储、工艺等,因此,常规偏光片生产企业在对粘合剂工艺条件进行确定后会应用很长时间,且其工艺质量要求非常苛刻,以此保证生产质量。

3 偏光片的附加功能

现阶段,随着液晶显示大型化、车载、中小尺寸等各个方面的用途,尤其是要符合个性化显示的效果,因此在偏光片生产制造时,对特种材料、工艺进行选择,给偏光片附加很多新功能。

早期,很多液晶显示器的功能还仅限于办公、文字、简单图像显示等,对于画面质量的要求很低,但是随着液晶显示器的应用越来越广泛,尤其是液晶电视进入到百姓家庭,对于画面质量的要求有了很大程度的提升。其中,不得不提的是广视角功能,指的是液晶显示器能够在非常大的视角范围内对画质进行观察,前提是影像保持不变,从而满足数量更多、视角更广的观众。目前来说,广视角技术包括WV/SWV 广视角膜、补偿膜技术及 IPS 技术。

IPS 广视角技术又叫平面控制模式广视角技术,顾名思义,这种技术主要是以液晶分子平面切换的方式来改善视角。它充分利用空间厚度、摩擦强度、横向电场驱动的改变使液晶分子作大幅度的平面旋转角。这种技术让用户在任何情况下都只能看到液晶分子的短轴,令各个角度观看屏幕,画面可视范围影响均较少。IPS 广视角技术较前面两种技术要更加完美。使用 IPS 技术的液晶显示器可视角度可达到 170 度,可以说实现真正的超广视角。

IPS 的字面全称为 In-PlaneSwitching,液晶分子采用水平排列方式,并且两极处于同一平面,这两点是 IPS 技术区别于其他面板技术的重要特征,也保证了 IPS 面板遇阻后画面稳定性更高。由于与众不同的内部结构,造就了 IPS 面板极具辨识性的产品特点。IPS 面板用手轻轻划一下不容易出现水纹样变形,因此有硬屏之称。仔细看屏幕时,如果看到是方向朝左的鱼鳞状象素,加上硬屏的话,那么就可以确定是 IPS 面板了。IPS 面板技术增强了显示器动态显示效果,在观看体育赛事、动作片等运动速度较快的节目时能够获得更好的画质。和其他类型的面板相比,IPS 色彩还原准确性高、响应时间快、色彩渲染丰富、可视角度大、高对比度这五点是 IPS 广视角面板的优势。这五个方面的优势也让 LGDisplay 推出的IPS 广视角面迅速蹿红。

4 偏光片市场分析

综上所述,偏光片行业进入到稳定增长阶段,国内需求非常旺盛,TFT-LCD 偏光片生产会迎来快速发展,但是我们也要看到,在许多关键材料方面依然需要从国外进口,和国外还存在不小的差距,必须要加强研究。

国内掀起的8.5代液晶面板“投资热”,在2015年集中爆发。目前量产的8.5代生产线有8条,如果算上在建的,8.5代及以上液晶面板生产线将多达13条。作为液晶面板的核心部件,偏光片汇集了高分子材料、微电子、光电子、薄膜、高纯化学及计算机控制等多种技术,生产工艺复杂,技术壁垒高,目前在我国有无突破性进展呢?

据介绍,尽管目前国内液晶面板需求持续放量,但毛利率在整个产业链中却是较低的,其上游的偏光片、光学膜等毛利率远高于液晶面板。从这个角度说,努力发展上游偏光片等产品,有利于提升我国液晶显示行业整体竞争力。作为全球第一的电子信息产品制造国和消费国,我国对全球偏光片的需求增长贡献最大。预计至2018年,全球偏光片需求将达到5.16亿平方米,市场规模接近120亿美元,届时我国偏光片需求将达到1.45亿平方米,市场规模将达到33.6亿美元。

由于我国新增液晶面板生产线的强劲需求,全球偏光片的新增产能几乎都开在中国大陆,包括三星SDI、LG化学、奇美材料等,近两年都在中国大陆新建生产线。记者在三星SDI无锡工厂看到,其偏光板生产线正在紧张地做最后调试,下半年将可以量产。量产后年生产规模达3400万平方米,可用于生产2500万台48英寸液晶电视。据介绍,三星SDI和中国多家最主要的显示器厂商都有合作关系,三星SDI无锡工厂量产后,有望带动国内厂家向大尺寸液晶面板用偏光片高端转型。

与巨大的偏光片市场需求形成反差的,是我国较低水平的偏光片生产能力。需求方面,2014年我国偏光片需求占全球的14.86%,预计2016年占比将达到24.56%,2018年有望达到28.24%;产能方面,2015年中国大陆偏光片产能仅占世界总产能的8.8%,而且多集中在低端领域。由于偏光片技术壁垒高,目前全球偏光片市场的主要生产厂家是日韩企业,如日本电工、住友化学、三立化学,及韩国三星SDI、LG化学等。

根据韩国的经验,在面板产能逐渐转移到我国的情况下,偏光片产业的大规模进口替代即将到来,下游面板客户普遍有强烈意愿配套使用国产偏光片。近年来,随着技术的积累,我国主要的偏光片生产企业盛波光电和三利谱等,已经有了一定的市场竞争力。由于下游需求旺盛,目前三利谱TFT-LCD偏光片产销率超过了90%。作为国内年产销量最大的液晶玻璃基板生产商,东旭光电今年2月投资5亿元,和日本住友化学成立合资公司,以快速抢占国内大尺寸液晶面板企业需求巨大的偏光片市场。三星集团大中华区总裁张元基也表示,三星将扩大在中国的高精尖产业投资,并且和中国企业紧密合作,带动中国偏光片、液晶显示、半导体、动力电池等新兴产业升级。

有关专家指出,国内企业发展偏光片要过几关,第一要能做出来,第二要能够批量生产,第三要让客户批量使用,第四是降低成本。也就是要从工程样品到批量生产,从边缘客户进入主流市场,同时达到规模生产和降低成本,与国际竞争。为此,国内企业要发挥比较优势,提高自主创新能力,打造本土化的完整产业链,从而提高国内偏光片的市场竞争力。

发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名: 验证码:点击我更换图片