电话咨询 在线咨询 产品定制
010-68321050

偏光片生产工艺以湿法延伸为主 仍存在提升空间

张红阳 2019-07-12 2314 0

专属客服号

微信订阅号

科技最前沿

剖析产业发展现状

为区域/园区工作者洞悉行业发展

摘要:经过多年的发展偏光片的生产工艺已趋于成熟,目前全球各大厂商多采用碘系偏光片,其具有高偏振度、高透过率等优异的光学性能,生产工艺以湿法延伸为主,膜的均匀度及稳定的较高。未来随着下游液晶面板产品的更新换代,势必会对偏光片提出更高的要求,其技术工艺还存在着一定的提升空间。

偏光片是一种人工膜片,对不同方向的光有选择性吸收的功能,可以将不同振动方向的光变为统一的振动方向,主要用于液晶显示面板中,其成本约占到液晶显示屏幕的10%左右,是液晶屏幕的必备光学元件。偏光片原材料多样,其生产工艺也较为复杂,由于下游需求的变更,偏光片生产工艺也经历了几代技术革新,目前偏光片主要体系以碘系偏光片为主,生产工艺多采用湿法延伸工艺。未来随着下游液晶面板产品的更新换代,势必会对偏光片提出更高的要求,其技术工艺还存在着一定的提升空间。

偏光片组成材料较多 生产工艺较为复杂

偏光片是由多种材料复合而成,主要包括TAC膜、PVA膜、PSA膜及离型膜等膜层,不同原材料的加工工艺路径的差异也造成了偏光片不同的技术路线。根据偏光片染色工艺的不同主要分为碘系染色和染料系染色,其中染料系偏光片是将具有二色性的有机染料吸着在PVA膜上,再进行相应的加工使其延伸定向,此类偏光片透过率及偏振度等光学性能较差,但是耐高温高潮等物理性能较好;碘系偏光片是将PVA膜与碘分子相结合组成碘系偏光片,具有高偏振度、高透过率等优异的光学性能,但是其耐高温、耐潮湿性能较差。目前商业化生产的偏光片仍以碘系偏光片为主,未来提高碘系偏光片的物理性能是主要研发方向。

早期由于下游需求以太阳镜、工业玻璃行业为主,对偏光片的精度要求较低,其生产工艺也较为简单,由能产生偏振光的PVA膜复合两块TAC保护膜及组成了简易的偏光片。随着下游需求的不断增多,尤其是液晶面板行业的崛起,传统简易的方法生产出的产品已不再适用于当前的市场,因此各大厂家纷纷改进原材料的选择及生产工艺。除此之外再根据不同需求进行原材料膜的改进就形成不同种类的偏光片。

湿法延伸成为偏光片主流成产工艺

偏光片的制作工艺也进行了一定的改变,其制作工艺主要包括延伸法及涂布法,其中涂布法在行业发展早期应用较多,已经逐步淘汰,延伸法是目前商业化产品中应用最多的工艺。其基本原理是PVA分子原本是任意排列,在受到外力的拉伸后会逐渐偏向于受力方向,同时附着在PVA膜上的碘离子也跟随PVA分子转动形成了碘离子的长链。由于偏光片的偏振性是由PVA膜所提供,所以偏光片生产技术又以PVA膜的延伸工艺划分,有干法和湿法两大类,其中湿法工艺应用最多,逐渐成为主流工艺。

干法延伸工艺是指在一定的温度和湿度条件下,在蒸汽及惰性气体条件下,将PVA膜拉伸到一定倍率,之后再进行染色、固色、复合、固化、干燥等制备工艺。在早期该工艺应用较多,可以较高的提高生产效率,提供大量的产品,可以较快的满足低端需求。但是这种工艺的弊端也十分明显,在PVA膜的延伸过程中,均匀性无法保障,膜表面极易出现不平整区域,同时粗糙度较高,形成的偏光片膜的稳定性及光学性能较差,因而实际应用较少,近年来已逐渐被淘汰。

湿法延伸工艺是指先将PVA膜进行染色,再在溶液中进行拉伸操作形成均匀的膜,最后进行PVA膜的复合、干燥等。早期湿法延伸存在一定的技术壁垒,在溶液中进行加工时PVA膜容易断膜,稳定性难以控制,且PVA膜的幅宽受到限制,同时膜收缩率大,产率较低。但随着技术的进步,湿法工艺的弊端已得到了极大地改进,其更加适用于高端需求。从20世纪90年代末起,日本偏光片龙头企业日东电工等就开始采用幅宽1330mm的湿法工艺,产品一经问世就受到了广泛的关注,此后各大企业纷纷布局湿法延伸生产线。目前湿法延伸生产的产品在均匀度、稳定性及偏振性方面均优于干法延伸,日本、韩国及我国偏光片生产企业也多采用湿法延伸工艺,湿法延伸工艺也成为全球液晶面板用偏光片的主流生产工艺。

偏光片生产主要工序分为前、中、后三段

偏光片生产工艺工序较为繁琐、要求精度高、流程较长,主要步骤包括拉伸、染色、复合、涂布、裁切等,其中任何一个环节都对偏光片的物理稳定性及光学性能产生影响。参照目前主流技术工艺,碘系偏光片湿法延伸可以分为前、中、后三段工序。

前工序包括TAC膜的预处理和PVA膜的延伸与复合,其中PVA膜的延伸与复合是最为关键的一步。TAC膜的预处理主要是将TAC膜用碱液处理,之后再进行烘干收卷降低TAC膜的接触角,便于TAC膜与PVA膜完整贴合,提高偏光片的均匀度。PVA膜的延伸和复合较为复杂,这一步骤也决定着偏光片产品的光学性能,首先将PVA膜用纯水膨润处理,提高膜的吸收效率,之后将PVA膜放入染色槽进行染色处理,吸收碘分子,在染色充分后对PVA膜进行延伸,使用外力使碘分子的方向一致,形成碘分子链,在拉伸完成后对PVA膜再进行烘干与经过预处理的TAC膜复合,这就形成了初步的偏光膜。中工序则是对偏光膜的更深度的加工,主要是根据产品需求复合涂布压敏胶、离型膜等其他光学膜材质,形成不同种类的偏光片。后工序则是对已形成偏光片的加工,按照产品要求进行偏光片的裁剪、磨边、包装等,最终形成一个完整的产品。

除了这三项主要工序外,偏光片生产还涉及到多个辅助工序的配合,目前偏光片生产工艺已逐渐成熟,产品性能已满足应当前的市场需求,但是随着液晶面板技术的革新,偏光片生产工艺还存在一定进步的空间。

结语

经过多年的发展偏光片的生产工艺已趋于成熟,目前全球各大厂商多采用碘系偏光片,其具有高偏振度、高透过率等优异的光学性能,生产工艺以湿法延伸为主,膜的均匀度及稳定的较高。未来随着下游液晶面板产品的更新换代,势必会对偏光片提出更高的要求,其技术工艺还存在着一定的提升空间。

 

本文为我公司原创,欢迎转载,转载请标明出处,违者必究!

评论

产业专题

申请产品定制

请完善以下信息,我们的顾问会在1个工作日内与您联系,为您安排产品定制服务

  • *姓名

  • *手机号

  • *验证码

    获取验证码
    获取验证码
  • *您的邮箱

  • *政府/园区/机构/企业名称

  • 您的职务

  • 备注