偏振片基础知识.docx

偏振片基础知识.docx

《偏振片基础知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《偏振片基础知识.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

偏振片基础知识

偏振片基础知识之一

当前世界上主要应用二类，即H和K。

H型偏振片是拉伸了的PVA薄膜吸收了碘。

它是制造液晶显示面板的一种不可或缺的材料，H型偏振片是用含有二向色性材料碘的PVA膜制造成的。

发明专利“H型偏振膜的连续生产方法”提供了用国产PVA直接生产偏振片的生产线技术。

可以生产出成本低、产量大、质量稳定的H型偏振片。

具备一般机加工能力的单位都可建造生产线所需设备。

K型偏振片是由PVA薄膜的脱水制得的。

K型偏振片是汽车车灯防眩光的重要材料；是制造液晶显示面板能在恶劣环境下使用的一种不可或缺的材料；是制造偏光太阳镜的一种廉价材料；是手机显示（自发光显示）的重要材料。

它由PVA膜脱水工艺制得的。

“K型偏振膜的制造方法”这一发明专利创新思维强，生产工艺简单，可用少量投资建造自动化生产线。

具备一般机加工能力的单位都可制造生产线所需设备。

偏振片基础知识之二

马吕定律：

在学习偏振光学和偏振片原理方面首要学习的是马吕定律：

假如二个偏振元件P1和P2左右排置放着，如我们称P1为起偏器，透过P1的光为线偏振光，称P2为检偏器，如果P1和P2的光轴一致，则透过P2的光强最强，如果P1和P2的光轴相差90度，则光强为零。

假如通过P1的线偏振光的振幅为E，则光强为I0=E2。

E可以分解为Ecosθ和Esinθ两个互相垂直的分量，其中Ecosθ分量平行于检偏器的透光轴，而Esinθ分量则是垂直于该透光轴，故这两个分量中只有Ecosθ分量才能从检偏器通过，因此

I=（Ecosθ）2=I0cos2θ  此式称为马吕定律

偏振片基础知识之三

偏振片与液晶显示器

偏振片是将自然光变成线偏振光的材料（器件）。

它是制造当代液晶显示器的不可或缺的材料。

满足LCD使用的偏振片制造商应该了解LCD一般原理及其制造技术。

一般说，LCD的发展需要偏振片制造商的协同配合。

从LCD的显示原理看，液晶起到一个电压控制的光阀作用，控制偏振光的通过或不通过（即显示或不显示）。

LCD种类很多，但常用的有三种：

即TN型、STN型、TFT型，偏振片制造商就是满足上述三类LCD而不断完善和改进偏振片生产、制造技术。

由于LCD的显示是靠外光源才能显示，所以偏振片的发展过程中也发展有透过式、半透半反式、反射式三种。

由于液晶材料的光学特性决定了为改善LCD的观察角，需发展具有宽视角功能的带补偿膜的偏振片。

当前TFTLCD已向第五代发展，偏振片制造技术也应满足此一要求

偏振片基础知识之四

人类靠光来生活，人类不能没有光。

什么叫偏振光？

光是电磁辐射，偏振光是光波的一种特殊形式；是可见光的一种状态；是自然界中的基本现象之一，酷暑夏日在路面上反射出来或在水面上反射出来的非常刺眼的这部分光就是偏振光。

描述偏振光的简单方法是图形，其它的用数学方法。

偏振光作为评估物质性质的工具或探测仪。

物理学家和化学家发现偏振光的应用远远超出寻常光的应用；生物学家，天文学家和工程师利用偏振光介决了许多不能用其它方法介决的问题。

光可说是人类最有用的工具，而偏振光则是人类利用光的精华。

人类发现偏振光以来已经创造了不少奇迹和财富，并将继续开拓新应用为人类谋福利。

  偏振光有三类：

一是线偏振光，二是园偏振光，三是椭圆偏振光。

凡是能够产生线偏振光的器件都可称做偏振器件，简称偏振片。

偏振片的基础知识之五

人造偏振片由于成本低、面积可以做得大，人们正在扩大它的应用范围，创造了并将继续创造极大的经济效益。

例如用来制造液晶显示器、用来制造防止汽车车眩光的器件、用来制造太阳镜等等。

二、LCD液晶平面显示器

   LCD液晶显示器分被动矩阵STN型和主动矩阵TFT型，TFT也就是薄膜晶体管，是用来主动控制每一个像素光通过量的组件。

液晶显示器与其它显示器一样，每像素都是由R、G、B三个子像素构成，但是它不会发光，为了要让每个独立的像素产生所需的色彩，必须使用冷阴极灯管作为背景光源。

要让背景光源通过每一个像素，面板必须被分割成一个个小门让光通过。

液晶显示器里含有两片偏振片、数组彩色滤光片及配向膜，它们可以决定光通量的最大值与颜色的产生。

液晶层位于两片玻璃之间，每个像素的亮度控制是靠电场使液晶分子旋转角度变化来决定，最大旋转角度为90度。

   一般来说，液晶液显示器的屏幕越大，分辨率越高。

6.4英寸~10.4英寸的分辨率均为640×480，12.1英寸、13.1英寸为800×600，14.1英寸、15英寸均为1024×768，17英寸、18英寸可达1280×1024。

一个14英寸的液晶显示达到1024×768的分辨率，则要求每个像素单元要做到0.22mm×0.16mm，整个屏幕的像素达131万个。

如果以一个18.1英寸的液晶显示器为例，其分辨率为1280×1024，它的点距为0.28mm（0.01英寸），则它实际拥有3840×1024个晶体管及子像素。

也就是说，液晶显示器的点距越小，分辨率就越高。

如一个15英寸的液晶显示器点距为0.297mm，分辨率为1024×768，如果当分辨率增加到1280×1024时，则每个像素的透光量将减小，而变得毫无意义，甚至根本无法显示。

有的厂商标称自己的15英寸液晶显示器分辨率为1280×1024，纯属广告炒作，误导消费者。

   屏幕越大，制造工艺的难度越是成倍增加，一个18英寸的液晶显示器要拥有3840×1024个薄膜晶体管，它还包含许多化学材料及非常薄的基板，若在生产时有一个环节达不到百万分之一的差错率，成品上的像素瑕疵（Bug）也就越多。

凡用过手提电脑的人都会发现，液晶显示器上或多或少存在一些小色点，这些小色点就是在制造过程中产生的有缺陷的薄膜晶体管，代表这个像素的薄膜晶体管可能永远无法工作。

目前还没有标准规定一个屏幕究竟有多少个小色点才算是次品。

根据各厂商自己的规定，一般3~5个色点应在正常范围之内。

亮度是液晶显示器的重要指标，亮度越高，画面越亮丽。

一般高质量的液晶显示器，亮度应能达到200cd/m2。

有资料说液晶显示器亮度达不到CRT的指标，其实未必，液晶显示器的亮度是由背景光源来决定，可以轻而易举的做到300cd/m2，更高者已做到了500cd/m2，而CRT最大仅达120cd/m2。

如果要使CRT增加亮度值，必须加大加速极的电压，结果将造成较高的辐射量及降低磷粉的寿命。

但是液晶显示器由于采用了背景光源来提高亮度，可能会造成四周亮，中心暗的缺点。

因此高品质的液晶显示器亮度应均匀，屏幕中心与四周的亮度应尽量一致才是关键。

   对比度是液晶显示器的一个弱点。

传统的CRT显示器对比度轻易的可做到500∶1，因此画面的质量可与感光照片相比。

而液晶显示器是由冷阴管构成的背光源，它很难做快速的开关动作，其背光源始终处于点亮状态，为了得到一个全黑的画面，液晶模块必须完全把背光源投来的光完全阻拦。

但在物理特性上，这些组件并无法完全达到这样的要求，总会有一些漏光产生。

人眼可以接受的对比值为250∶1。

如果一个液晶显示器的对比度高达300∶1，你就可以放心购买了。

值得高兴的是制造商们一直在不懈的努力，飞利浦已成功地开发出500∶1的优质液晶显示器。

   视角也是液晶显示器一个致命的弱点。

视角又分水平视角和垂直视角。

但选购时一般以水平视觉为主要参考对象，因为很少有人从垂直方向偏离显示器来观看。

当液晶显示器的背光源的入射光通过偏振片、液晶及配向膜后，输出光便具有了特定的方向性，观察时只能正对屏面才有正确的色彩和亮度。

若从一个非常斜的角度去观看，则会发生亮度低、彩色畸变等现象。

所以一般观察角度最大只能偏离中心±60°。

如果一个液晶显示器的水平视角范围达120°，已不错了。

在视角范围这个问题上，工程师们已找到了解决问题的办法，有数种广视角技术被应用于实践，如IPS、MVA、TN+FILM等，这些技术都能把液晶显示器的视觉增加到160°，甚至更高。

富士通，夏普及飞利浦的液晶显示器视角都已达到了160°，是个惊人的成就。

NEC、日立的部分显示器视觉已突破了170°。

相信不久的将来，视角不再是一个困人的因素，液晶显示器的视觉完全能与CRT相比。

   响应时间越小越好，按照人们的反应时间，响应时间如果超过40ms，就会感觉运动图像的迟滞现象，目前液晶显示器的标准响应时间介于50~100ms之间。

小于40ms的液晶显示器水平已相当高了。

   液晶显示器目前以15″居多，价格在4000~7000元之间，17″、18″的价格高达万元以上。

夏普的28″16∶9液晶彩电目前在中国市场上占有霸主地位，各项指标均有上乘的表现，但价格高达4万元之巨。

飞利浦的37.5英寸液晶彩电已打破世界纪录，亮度高达500cd/m2，对比度达500∶1，水平视角达160°，分辨率为852×480。

相信不久的将来，液晶彩电大有取代CRT之势。

平面显示器

参数

CRT

TFT-LCD

OEL

PDP

亮度

80~120cd/m2

170~250cd/m2

＞250cd/m2

300~400cd/m2

对比度

350∶1~700∶1

200∶1~400∶1

＞500∶1

400∶1~800∶1

视角

＞150°

110°~170°

可达180°

＞150°

像素值

＞1280×1024

1280×1024

320×240（目前）

1280×1024

像素点距

0.25mm

0.28mm

0.116mm（目前）

1.08×1.08mm

画面闪烁

85Hz以上闪烁

无

无

无

功耗及重量

60~150W极重

25~40W轻

200mW

＞60W轻

   附表为三种显示器的主要参数，供参考。

中国液晶显示器（LCD）用材料行业调研报告

报告简介

本文重点对液晶显示器（LCD）所用的主要材料，包括：

液晶材料、基片玻璃、ITO导电玻璃、彩色滤光膜、偏振片、取向膜材料、间隔材料、背光源用材料等的国内外产业发展现状、发展趋势、市场需求与分析预测、进出口情况等进行了调查研究与分析，并介绍我国国内本行业今后产业发展的目标，产业发展的建议。

报告目录

五、LCD所用的主要材料及技术要求

（四）偏振片

十、国内外偏振片产业发展现状、发展趋势及市场需求分析与预测

（一）国内外偏振片产业发展现状及发展趋势

1、全球偏振片产业现状及发展

2、国内偏振片产业现状及发展

（二）国内外偏振片市场需求分析与预测

图5.3透射型偏振片的结构示意图

表1.1TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD比较

表4.6苏州工业园区TFT-LCD投资及产能情况

表4.7我国大陆1998～2003年液晶器件产量、销售额及出口额

表4.8境外LCD生产厂商在中国大陆投资的LCD企业及产品类型

表9.1彩色STN与TFT产品的工艺及要求

表10.1国际偏光片企业生产能力及市场占有率

表10.2全球主要偏光片厂商产能扩充计划

表10.3国内偏光片厂商产能

表10.4全球偏振片用材料市场规模及预测

电话：

010-********、88558950地址：

北京市海淀区紫竹院路66号赛迪大厦七层

1.扭曲向列型液晶显示器”（TwistedNematicLiquidcrystaldisplay）,简称“TN型液晶显示器”。

这种显示器的液晶组件构造如图11所示。

向列型液晶夹在两片玻璃中间。

这种玻璃的表面上先镀有一层透明而导电的薄膜以作电极之用。

这种薄膜通常是一种铟（Indium）和锡（Tin）的氧化物（Oxide），简称ITO。

然后再在有ITO的玻璃上镀表面配向剂，以使液晶顺着一个特定且平行于玻璃表面之方向排列。

（图11a）中左边玻璃使液晶排成上下的方向，右边玻璃则使液晶排成垂直于图面之方向。

此组件中之液晶的自然状态具有从左到右共

的扭曲,这也是为什么被称为扭曲型液晶显示器的原因。

利用电场可使液晶旋转的原理，在两电极上加上电压则会使得液晶偏振化方向转向与电场方向平行。

因为液态晶的折射率随液晶的方向而改变，其结果是光经过TN型液晶盒以后其偏振性会发生变化。

我们可以选择适当的厚度使光的偏振化方向刚好改变

。

那么，我们就可利用两个平行偏振片使得光完全不能通过（如图12所示）。

若外加足够大的电压Ｖ使得液晶方向转成与电场方向平行，光的偏振性就不会改变。

因此光可顺利通过第二个偏光器。

于是，我们可利用电的开关达到控制光的明暗。

这样会形成透光时为白、不透光时为黑，字符就可以显示在屏幕上了。

2.TFT型液晶显示器的原理TFT型液晶显示器也采用了两夹层间填充液晶分子的设计。

只不过是把左边夹层的电极改为了FET晶体管，而右边夹层的电极改为了共通电极。

在光源设计上，TFT的显示采用"背透式"照射方式，即假想的光源路径不是像TN液晶那样的从左至右，而是从右向左，这样的作法是在液晶的背部设置了类似日光灯的光管。

光源照射时先通过右偏振片向左透出，借助液晶分子来传导光线。

由于左右夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。

但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。

相对而言，TN就没有这个特性，液晶分子一旦没有被施压，立刻就返回原始状态，这是TFT液晶和TN液晶显示原理的最大不同。

3.“高分子散布型液晶显示器”（Polymerdispersedliquidcrystalliquidcrystaldisplay），简称“PDLC型液晶显示器”。

这种显示器的液晶组件构造如图13所示。

高分子的单体（monomer）与液晶混合后夹在两片玻璃中间，做成一液晶盒。

这种玻璃与上面所用的相同，是表面上先镀有一层透明而导电的薄膜作电极。

但是不需要在玻璃上镀表面配向剂。

此时将液晶盒放在紫外灯下照射使个单体连结成高分子聚合物。

在高分子形成的同时，液晶与高分子分开而形成许多液晶小颗粒。

这些小颗粒被高分子聚合物固定住。

当光照射在此液晶盒上，因折射率不同，而在颗粒表面处产生折射及反射。

经过多次反射与折射，就产生了散射（scattering）。

此液晶盒就像牛奶一样呈现出不透明的乳白色。

足够大电压加在液晶盒两侧的玻璃上﹐液晶顺着电场方向排列，而使每颗液晶的排列均相同。

对正面入射光而言，这些液晶有着相同的折射率n。

如果我们可以选用的高分子材料的折射率与n相同，对光而言这些液晶颗粒与高分子材料是相同的；因而在液晶盒内部没有任何折射或反射的现象产生。

此时的液晶盒就像透明的清水一样。

关于建成偏振片生产基地的几个问题

一、项目名称：

建立中国最大的偏振片生产基地

所谓最大是指产量最大、品种最多、质量最高

二、项目意义：

1、投资少；（详见附件一）

2、效益大；（详见下列效益预测）

3、具备具有自主知识产权的光学和其它相关专业的偏振片人才队伍，为基地的发展奠定市场竞争的条件。

三、效益预测：

年效益可达数亿元

    偏振片简单说是一种多层塑料薄膜，是高新技术领域、光学应用方面的材料。

目前世界上能够广泛应用的偏振片只有K和H二类。

K型偏振膜（片）是汽车车灯防眩光的重要材料；是制造液晶显示器面板能在恶劣环境下使用的一种不可或缺的材料；是制造偏光太阳镜的一种廉价材料；是手机显示（自发光显示）的重要材料。

H型偏振膜（片）是制造液晶显示面板的一种不可或缺的材料，据信息产业部有关部门预测：

到2008年现有CRT显示器将被液晶显示器所代替。

偏振片市场目前被日本、韩国、等有关工厂所占领。

1、全国液晶显示器制造商近百家，偏振片是制造液晶显示器不可或缺的材料，每年从国外购进的偏振片约达数亿美元，这方面将有极大的现实和潜在市场（附件3、附件4）。

年生产H型偏振片120万平米，年赢利近亿元。

2、在汽车车灯的防眩光应用中将有更大市场，全国车辆约达3000余万辆。

从2004年6月上旬北京国际汽车展看出防眩光器械目前属于缺门，它又是一种消耗材料，本生产基地提供的特种偏振片全国独家生产；具备无可争议的竞争力，可望获得年效益数亿元；

3、偏振光眼镜是太阳镜中的高档眼镜，在13亿人口的中国，随着全面建设小康社会、人民生活水平的提高；随着国内旅游业的发展，随着人们对保护眼睛的重要性认识越来越提高，对偏振光眼镜的需求量将会激增，因此生产基地开拓偏振光眼镜的市场，毫无疑问，将会创造年效益上亿元；

4、偏振光学仪器在我国许多行业的应用，可说是基本空白，大量仪器从国外进口，作为拥有一批高级光学人才的偏振片生产基地，生产、制造半导体制造领域应用的测量薄膜厚度用的椭圆偏振仪和医用检测仪器（眼睛视网膜检测）等，填补国内空白，将会创造极大经济效益；

5、生产平板式自发光显示器件用的园偏振片，推广到手机、OLED等产品，由于数量大，也将会获得巨大效益；

6、  其它根据市场需求待开发、生产的领域很多。

四、技术：

1、用二项发明专利建立起生产基地；

     二项发明专利的名称是：

（1）、K型偏振膜的制造方法（专利号：

00105673.5） 。

本发明创新思维强，生产工艺简单，生产成本低。

（注：

偏振片和偏振膜是指同一种材料，不同称呼而已）

（2）、H型偏振膜的连续生产方法（专利号：

00105669.7。

）本发明提供了用国产原料直接生产出偏振片的生产线技术。

可以生产出成本低、产量大、质量稳定的H型偏振片。

①吉林省九台市偏振片生产线  液晶显示器（LC）用偏振片

    1、项目的生产建设规模及内容：

年生产偏振片50万平方米

    2、合作方式：

合作、合资

    3、总投资额：

2亿元

    4、需要对方投资内容：

现汇

    5、占地面积及建筑面积：

占地面积58万平方米

    6、经济效益预测：

年销售收入12亿元，利税O．4亿元

    7、预计投资回收期：

6.75年

8、项目进展情况：

已列入吉林省"十五"计划，省计委已报国家计委批准

②山东亚视偏振片生产线      液晶显示器专用偏振片

项目：

 年产TN型、STN型专用偏振片90万M2，产品技术达到90年代中期国际先进水平。

）总投资额为2320万美元。

 拟合作期限 10年 

主要产品销售市场 

国内 主要产品销售市场 国内液晶显示器厂 预计市场年销售容量 200万M2。

经济效益分析 

项目建设周期 1.5年 年销售或经营收入 1563万美元   资金利润率 20.4% 投资回收期5--.7年 

③阜新偏振片生产线  　 

1、项目名称：

液晶显示器用偏振片生产线项目 

2、项目建设主要内容及投资规模

拟从韩国或日本引进全套偏振片制造技术和设备，建设具有国际先进水平的年生产规模120万平方米偏振片生产装置。

项目总投资2350万美元。

3、项目建设依据

随着信息产业的高速发展，液晶显示器产品应用范围越来越广，为之配套的偏振片需求量也成倍增长。

4、项目产品市场预测

目前世界偏振片市场年需求量已超过4000万平方米，而现有生产能力仅为3500万平方米左右，最大的生产供应商在日本。

由于液晶显示器件生产能力突进，韩国、日本等液晶显示器厂商已感到偏振片材料供应不足，并已成为液晶显示器件发展的瓶颈。

我国液晶显示器产业已形成规模，但为之配套的偏振片生产尚未跟上。

目前，国内只有广东福地日合偏振器件公司有设计能力100万平方米的二手线和深圳盛玻偏光器件公司有设计能力50万平方米的生产线，总的生产能力不过150万平方米。

全国年市场需求量约600万平方米，不足部份主要依赖进口。

所以偏振片市场前景非常好。

项目合作方式：

该项目采用合资、合作、独资方式均可，如采用合资合作方式建设，中方可提供廉价的土地、厂房、配套设备及公用设施，需外方提供资金和制造技术设备。

预计项目建成后经济效益：

建设期限：

1年，销售收入：

30932万元，利 税：

7651万元 ，投资回收期：

2.5年

中方建设单位概况：

企业名称：

阜新晶体管有限责任公司

　　    企业地址：

阜新市海州区解放大街2号　法人代表：

 郑德权 

该公司厂区占地面积4.2万平方米，其中建筑面积2.1万平方米。

拥有固定资产7500万元 ，银行信用等级A。

有5条半导体器件生产线和2个半导体装置生产车间。

现有专业技术人员386人，其中高级技术和管理人员126人。

企业的主导产品为半导体器件，2000年实现销售收入4500万元，利税450万元。

项目联系人及通讯地址　项目联系单位：

阜新市对外经济贸易委员会

④蚌埠市偏振片生产线 年产100万平方米偏振片生产线

一、项目建设背景:

偏振片是一种新型高分子材料制成的光学电子器件，它主要应用于各种液晶显示器。

自八十年代以来，世界对液晶显示器的需求量迅速增长，现在它已享受"第二半导体工业"的美称，在电子工业中占有相当重要的地位。

二、项目单位基本情况：

蚌埠市建设投资公司是直属市计划委员会领导的、具有独立法人代表地位的政策性投资公司，是安徽省蚌埠市人民政府投资主体之一。

公司的主要任务与业务范围包括：

负责管理和运作蚌埠基本建设基金；

通过独资、参股、控股等方式，对我市基础产业、支柱产业和高新技术产业的重点项目建设进行投资等等。

目前公司已投资组建了五个实业公司，投资领域涉及化工、铁路、咨询、商贸等行业。

三、市场分析：

            经过近十年的努力，我国已成为TN型液晶显示器的第一生产大国，对偏振片的需求量也达200万平方米/年以上。

由于偏振片生产工艺复杂，对硬件的精度、原材料的品质、软件与硬件的匹配能力要求极高，

国内至今不能形成工业化生产能力。

因此，我国液晶显示器行业使用的偏振片全部依赖进口。

1997年我国从日本、韩国进口的偏振片已超过6000万美元。

四、产品方案与规模：

            生产适用于TN和STN型液晶显示器使用的偏振片，其品种包括透过型、半透过型和反射型三大类。

年产100万平方米。

五、投资估算：

   本项目总投资11132万元。

六、经济效益估算：

            销售收入11388万元；利润总额2758万元；投资利润率31.9%;投资回收期5.2年。

七、合作意向与方式：

             1.寻求具有世界先进水平的工业化生产技术。

             2.欢迎以合资、参股、控股、技术转让或技术入股等多种方式进行合作。

⑤江苏省句容市偏振片生产线

           承办单位：

句容微电子发展总公司;

（2）.预计总投资：

2400万美元 （其中：

设备：

1800万美元,土建：

400万美元，流动资金：

200万美元;（3）.合作方式：

  合资，合作，独资，其它;（4）.项目建设年限：

2年（5）.投资回报率：

50%（6）.预计回收年限：

 2年    

项目概况：

本项目拟引进国际先进水平的偏光片生产技术和设备，建设一条年生产能力为120万平方米的自动化生产线。

目前，国内厂家每年需从国外进口偏光片350万平方米以上，该项目上马后，将有效缓解我国液晶显示器用偏光片进口的局面，市场前景十分看好。

附件3、用途   偏振片是生制造液晶显示器的不可或缺的一种材料

            偏振片简单说就是一种多层塑料薄膜，它是一种制造液晶显示器不可或缺的种光学材料。

二十世纪三十年代由美国人发明。

当时,它主要应用于光学仪器。

二十世纪六十年代日本大力发展液晶显示技术，偏振片作为生产制造液晶显示器的不可或缺的一种材料，得到了空前发展，形成了一个产业，近年来，我国不少