2Polarizer-Introduction毛聯(lián)波講解課件

PolarizerIntroductionMao,PRD6/4/20231TFT-LCDStructure6/4/20232WhyweneedPolarizer6/4/202331.偏振光簡介2.偏光板構(gòu)造和制造方法3.偏光板的表面處理4.WVFilm簡介5.偏光板規(guī)格6.常見的偏光板defects主要內(nèi)容6/4/20234偏振光簡介光波是一種電磁波(Maxwell)，也是一種橫波，即光波的傳遞方向與其電場的振動方向是垂直的。一般習慣把電場的振動方向及其振幅合稱為光向量。在光進行時,與其傳遞方向垂直的面上的任何方向都可以成為光向量的方向。自然光，如太陽光或電燈的光，除了是各種不同波長的光的混和外，還是各種不同光向量與不同相位的混和。就自然光中的單一波長光,即單色光,作分析時,也可發(fā)現(xiàn)它也是由在垂直于光進行方向的面上各方向光向量之光的均勻混和。再進一步分析，若選取一個固定光向量的光來看，自然光是同光向量的各種不同相位的光的混和。若利用器具將自然光處理而得到單一光向量的光，這種光的光向量始終不變，只是在光傳播路徑上的一個特定點上電場的振動的振幅，即其向量的大小，隨相位改變而已，這樣的光被稱之為線偏振光。此種光的光向量與光的傳播方向所構(gòu)成的面稱為振動面。如果偏振光的光向量的大小即最大振幅不變，但它的方向卻隨著光的進行不斷旋轉(zhuǎn)，這種稱為圓偏振光，因為光向量頂點的軌跡投影在與光傳播方向垂直的面上是個圓形。若光向量的大小與方向隨著光的進行同時都有改變，則稱為橢圓偏振光。任何自然單色光都可以用器具分解成兩道光向量互相垂直且一樣大小的線偏振光，同時，也可以將兩道光向量互相垂直且強度相同的線偏振光混合成自然單色光，因為自然光在光向量來說是任何方向都均等的。若單色光被分解成兩道線偏振光后發(fā)現(xiàn)這兩道光的光向量不一樣大，則這單色光稱之為部份偏振光。部分偏振光可以看成是一個完全偏振光或是線偏振光與一個自然光混合而成的，其中完全偏振光的強度為Ip=Imax-Imin，總強度為Imax+Imin。所以，偏振度可以定義為P=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)代表完全偏振光所占能量的比例6/4/20235面內(nèi)的線偏振光；(b)垂直面內(nèi)的線偏振光；(c)面內(nèi)振動強度大的部分偏振光；(d）垂直于面內(nèi)振動強度大的部分偏振光6/4/20236由反射和折射產(chǎn)生偏振光當普通光以某一角度射向某一介質(zhì)時，會有折射光與反射光；這兩道光都是部分偏振光，因為它們的光向量在入射面內(nèi)(平行分量)與垂直于入射面的方向(垂直分量)都有分量，而這兩分量的光反射系數(shù)不同。唯有以特定的Brenster角射向介質(zhì)時，反射光是線偏振光。Brenster角是每種介質(zhì)的特性，對同一單色光每種介質(zhì)的Brenster角都不一樣。反射光：偏振度高，強度低；折射光：強度大，偏振度低當入射角a滿足：tan(a)=n2/n1時，a稱為Brenster角6/4/20237由雙折射產(chǎn)生偏振光一束單色光從一個等向性的物質(zhì)，如空氣，進入另一個等向性的物質(zhì)，如玻璃時，會產(chǎn)生折射，而且折射光只有一道，這情況下，入射光與折射光會遵守Snell定律。若這光是從空氣中進入晶體時情況可能不同，如圖所示，在光軸不平行于晶體表面時，有些晶體，如方解石，會產(chǎn)生兩道折射光，這種現(xiàn)象叫做雙折射。這兩道光中的一道會遵守Snell定律，即入射光、法線與折射光共面，而且入射角的正弦函數(shù)與折射角的正弦函數(shù)之比為定值；方解石這道光稱為尋常(ordinary)光，簡稱o光。另一道光則不然，它不一定與入射光及法線共面，有時候入射角為零，折射角也不等于零。這道光稱為不尋常(extra-ordinary)光，簡稱e光。將方解石放在一排字的上面，從方解石的上方可以看到這排字變成兩排就是雙折射的現(xiàn)象。

6/4/20238在晶體里有一個或兩個特定的方向，當普通光順著這方向傳播時并不會產(chǎn)生雙折射。這方向稱之為光軸。擁有一個光軸的晶體稱為單軸晶體，同理，有兩個光軸的晶體叫雙軸晶體。石英、方解石、與向列型液晶都是單軸晶體。自然界大部份的晶體（如云母）是雙軸晶體。圖a中晶體的表面與光軸垂直，光線沿著光軸傳播不產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象；圖b與c中光軸都平行于晶體表面只是在前者光軸垂直于平面，后者則光軸平行于平面。這兩者的情況下，折射光都只有一束，但e光和o光因行進速度不同在出了晶體后會產(chǎn)生相位差這可以用來測量雙折射。

上述之進入晶體的兩道光，即尋常光與不尋常光，都是線偏振光。o光的光向量永遠與光軸垂直，而e光的光向量是始終在光軸與光線構(gòu)成的平面上，且同時與光傳播的方向垂直。此外，由于兩道光的折射率不同，當然它們在晶體內(nèi)傳播的速度也不一樣。由于單軸晶體能將入射光分成兩道線偏振光，因此，可以利用此原理獲取線偏振光。我們可以將一道普通單色光射入一個單軸晶體讓它產(chǎn)生雙折射后，設法將其中一道光全反射到器壁上吸收掉，或?qū)У狡渌较?，就得到線偏振光

6/4/20239由雙吸收性（dichrosim）獲得偏振光所謂雙吸收性就是光穿過某種晶體時，光向量與這晶體的某一方向垂直時所被吸收而喪失的能量與光向量和這方向平行時所喪失的能量不同。幾乎所有的晶體，包括液晶，都具備這性質(zhì)，所差別的只是兩種被吸收的能量的比例。利用這原理制成的偏振器是最常被使用，也是較便宜的。它們的制法主要是將高分子（如含碘之聚乙烯醇）薄膜加以單向拉伸后，使其產(chǎn)生晶體性質(zhì)，然后加些染料一起涂覆在透明片上而成。有時候，高分子會加以化學處理以促進雙吸收性。絕大多數(shù)的液晶顯示器都使用這類型的偏振器。

6/4/2023106/4/2023111.偏振光簡介2.偏光板構(gòu)造和制造方法3.偏光板的表面處理4.WVFilm簡介5.偏光板規(guī)格6.常見的偏光板defects主要內(nèi)容6/4/202312StructureTACPVATAC保護膜（PF）AdhesiveLayer離型膜（RF）6/4/202313PVA(偏光子)1.Hightransmission；2.良好的配向性能；3.在延伸方向有良好的機械性能；4.含有羥基(—OH),有良好的著色性；5.易與TAC貼合；6.帶電性低、適合應用于電子材料;7.Chemicalproperties：不溶于油性及飽和脂肪族溶劑；溶於含氯的碳氫化合物、酮、醇、芳香烴及堿溶劑；8.Flammability:燃燒后自熄；9.Printability：特殊的油墨可附著于表面，可用一般印刷方法；10.Waterabsorption：含水率約為3%。

PVA:polyvinylalcohol聚乙烯醇；6/4/202314TACTAC:TriacetateCellulose:三醋酸纖維酯Material由三醋酸纖維及少量塑化劑所組成Thermalproperties可承受-10℃到+110℃的溫度范圍

Optical高透過率及低位相差值6/4/202315TACprocess6/4/202316PolarizerprocessFlowChart6/4/202317FrontProcess-16/4/202318FrontProcess-26/4/202319Back-endProcess6/4/2023201.偏振光簡介2.偏光板構(gòu)造和制造方法3.偏光板的表面處理4.WVFilm簡介5.偏光板規(guī)格6.常見的偏光板defects主要內(nèi)容6/4/202321SurfaceTreatmenttechnology--AG?Highperformanceinresolution.?Makedisplayeasytosee.?Preventionofscratchandsmudge.AGparticles:silicagel;fineorganicresinballs6/4/202322SurfaceTreatmenttechnology--AR?Thereflectanceofthepolarizerisreducedsignificantly(4%to0.3%),makingdisplayimagesmuchclearer.?Thetransmittanceofthepolarizerisimproved(toabout1.5%).?CombiningthisgradewiththeAGgradeenhancessucheffects.TheARgradehasmulti-layerofinorganicdielectricfilmoveritshardcoatsurface.TheLRfilmisdevelopedforlow-cost,highervisibilitythroughlowreflectionforindooruse.6/4/2023236/4/202324SurfaceTreatmenttechnology--AP6/4/202325BEF6/4/2023266/4/2023271.偏振光簡介2.偏光板構(gòu)造和制造方法3.偏光板的表面處理4.WVFilm簡介5.偏光板規(guī)格6.常見的偏光板defects主要內(nèi)容6/4/202328WideViewingAnglecriteriaCR≥10:不同視角觀測到亮暗狀態(tài)比值夠大；2.灰階反轉(zhuǎn)（gray-scaleinversion）現(xiàn)象3.隨視角變化，色差(colorshift)不能太大液晶分子傾角分布不對稱6/4/202329Phaseretardation加電場后由于邊界效應，上下板基板液晶分子躺平不動，中間分子朝下傾斜站立。從面板下方看，接近平行液晶分子長軸方向，穿過LC后光相位延遲較小，穿透率也較小，因此較暗。從上方看，接近垂直LC長軸方向，相位延遲大，穿透率較大，看起來較亮。6/4/2023306/4/202331Retardation(相位差)Γ

當光線通過液晶與補償膜時，其總相位差為:欲使光線達到相位補償，Γtotal=0，此時光線會以線偏光通過偏光板，使光量損失減到最低。6/4/2023326/4/202333LCDvs.Retarder6/4/202334Opticalfilm6/4/202335FilmParametervs.OpticalPerformance6/4/202336PrincipleofWVFilm6/4/2023376/4/202338HiroyukiMori:OpticalCompensationFilmsBasedonTACFilms.IDRC,2006(6.1):67-706/4/2023396/4/202340Substrate(TAC)Rth增加厚度不變Substrate(TAC)Substrate(TAC)WVSWVE-WV

DLC層變厚1.5μ2~3μDLC層變薄，傾斜角加大TAC層Rth變大1.7μ6/4/202341WVfilmsetting6/4/2023426/4/202343E-WV優(yōu)點對比提高。上層液晶傾斜角變大，補償Cell效果更佳，所以視角變大，但因厚度變薄，平均后β值未增加。改善Colorshift現(xiàn)象(whitestate)?？傮wRth與SWV一樣，Cell設計不用變更。6/4/2023441.偏振光簡介2.偏光板構(gòu)造和制造方法3.偏光板的表面處理4.WVFilm簡介5.偏光板規(guī)格6.常見的偏光板defects主要內(nèi)容6/4/202345Curl翹曲Thepositivecurlshouldbe≦

longside(X)x10.0%Thenegativecurlshouldbe≦

longside(X)x3.0%CurlvalueProtectFilmPositiveCurlCurlvalueReleaseFilmNegativeCurlFigure2.DimensionofcurlEffectivelayersProtectivefilmReleasefilmPositive(+)Negative(-)ObliqueLeanerWavecurl6/4/202346TransmittancePolarizingefficiency

(%)

=

H00:Thetransmittanceoftwoparallelpolarizers.H90:Thetransmittanceoftwocrosspolarizers.6/4/202347偏光片特性是指偏光板的偏光度（偏光效率）和透光率之間的關(guān)系,理論上,偏光度最好可達100%,透光率最好可達50%,實際上,當偏光度接近100%時,透光率會降至40%左右,當透光率接近50%時,偏光度會降至80%左右。6/4/202348AdhesiveCharacteristic偏光片的剝離力又分為保護膜剝離力、離型膜剝離力、對玻璃基板剝離力三項。三種剝離力的測定均使用拉力實驗機參照JIS-C-2107標準進行測定，其中保護膜剝離力和剝離膜剝離力的測定是沿180°方向剝離，而對玻璃基板則是沿90°方向剝離。對LCD制造商而言，偏光片對玻璃基板的剝離性能十分重要。如粘貼后短時間（4～6小時）內(nèi)剝離困難或剝離后玻板上有殘膠，則該偏光片重工性差，貼片不良會導致整塊LCD屏報廢。但如果剝離力很小，則易造成偏光片在玻璃基板上貼合后壓敏膠耐久性和耐濕性能下降以及剝離膜表面凹陷等不良多發(fā)，從而影響偏光片的使用性能。

ItemTypeSpec(gf/25mm)ReferenceProtectivefilmpeelingstrengthAll≦50Noadhesiveresidue/NocontaminationtransferReleasefilmpeelingstrengthAll≦20----GlassadhesivestrengthAll200~1000----AdhesiveremainingonglassAll≦10%area----6/4/202349Haze霧度Haze(H)=Td/Tt100%Tt

=T2/T1100%:totaltransmitratio.Td=(T4-T3(T2/T1))/T1100%:transmitratioofscatteringlight.T1:IncidentlightintensityT2:totaltransmittanceamount.T3:scatteringlightamountfrommeasurementdevice.T4:scatteringlightamountfrommeasurementdeviceandpolarizer.注：對于Normalpolarizer沒有Haze規(guī)格6/4/202350Hardness硬度6/4/2023511.偏振光簡介2.偏光板構(gòu)造和制造方法3.偏光板的表面處理4.WVFilm簡介5.偏光板規(guī)格6.常見的偏光板defects主要內(nèi)容6/4/202352PolarizerDefect----bubble1.ProtectFilm/Releasefilmsidehavesmallbulge;2.ItisroundorovalshapeanditcanhappenonPF/RF.6/4/202353PolarizerDefect----whitespotItappearstoroundorlengthtypeandlooksbrightunderlightfromappearance;2.Itssurfaceisflat.6/4/202354PolarizerDefect----Pressuredamage1.Itcanappearon