偏光片是一種人工膜片，對(duì)不同方向的光有選擇性吸收的功能，可以將不同振動(dòng)方向的光變?yōu)榻y(tǒng)一的振動(dòng)方向，主要用于液晶顯示面板中，其成本約占到液晶顯示屏幕的10%左右，是液晶屏幕的必備光學(xué)元件。偏光片原材料多樣，其生產(chǎn)工藝也較為復(fù)雜，由于下游需求的變更，偏光片生產(chǎn)工藝也經(jīng)歷了幾代技術(shù)革新，目前偏光片主要體系以碘系偏光片為主，生產(chǎn)工藝多采用濕法延伸工藝。未來(lái)隨著下游液晶面板產(chǎn)品的更新?lián)Q代，勢(shì)必會(huì)對(duì)偏光片提出更高的要求，其技術(shù)工藝還存在著一定的提升空間。

偏光片組成材料較多 生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜

偏光片是由多種材料復(fù)合而成，主要包括TAC膜、PVA膜、PSA膜及離型膜等膜層，不同原材料的加工工藝路徑的差異也造成了偏光片不同的技術(shù)路線。根據(jù)偏光片染色工藝的不同主要分為碘系染色和染料系染色，其中染料系偏光片是將具有二色性的有機(jī)染料吸著在PVA膜上，再進(jìn)行相應(yīng)的加工使其延伸定向，此類偏光片透過(guò)率及偏振度等光學(xué)性能較差，但是耐高溫高潮等物理性能較好;碘系偏光片是將PVA膜與碘分子相結(jié)合組成碘系偏光片，具有高偏振度、高透過(guò)率等優(yōu)異的光學(xué)性能，但是其耐高溫、耐潮濕性能較差。目前商業(yè)化生產(chǎn)的偏光片仍以碘系偏光片為主，未來(lái)提高碘系偏光片的物理性能是主要研發(fā)方向。

早期由于下游需求以太陽(yáng)鏡、工業(yè)玻璃行業(yè)為主，對(duì)偏光片的精度要求較低，其生產(chǎn)工藝也較為簡(jiǎn)單，由能產(chǎn)生偏振光的PVA膜復(fù)合兩塊TAC保護(hù)膜及組成了簡(jiǎn)易的偏光片。隨著下游需求的不斷增多，尤其是液晶面板行業(yè)的崛起，傳統(tǒng)簡(jiǎn)易的方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品已不再適用于當(dāng)前的市場(chǎng)，因此各大廠家紛紛改進(jìn)原材料的選擇及生產(chǎn)工藝。除此之外再根據(jù)不同需求進(jìn)行原材料膜的改進(jìn)就形成不同種類的偏光片。

濕法延伸成為偏光片主流成產(chǎn)工藝

偏光片的制作工藝也進(jìn)行了一定的改變，其制作工藝主要包括延伸法及涂布法，其中涂布法在行業(yè)發(fā)展早期應(yīng)用較多，已經(jīng)逐步淘汰，延伸法是目前商業(yè)化產(chǎn)品中應(yīng)用最多的工藝。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會(huì)逐漸偏向于受力方向，同時(shí)附著在PVA膜上的碘離子也跟隨PVA分子轉(zhuǎn)動(dòng)形成了碘離子的長(zhǎng)鏈。由于偏光片的偏振性是由PVA膜所提供，所以偏光片生產(chǎn)技術(shù)又以PVA膜的延伸工藝劃分，有干法和濕法兩大類，其中濕法工藝應(yīng)用最多，逐漸成為主流工藝。

干法延伸工藝是指在一定的溫度和濕度條件下，在蒸汽及惰性氣體條件下，將PVA膜拉伸到一定倍率，之后再進(jìn)行染色、固色、復(fù)合、固化、干燥等制備工藝。在早期該工藝應(yīng)用較多，可以較高的提高生產(chǎn)效率，提供大量的產(chǎn)品，可以較快的滿足低端需求。但是這種工藝的弊端也十分明顯，在PVA膜的延伸過(guò)程中，均勻性無(wú)法保障，膜表面極易出現(xiàn)不平整區(qū)域，同時(shí)粗糙度較高，形成的偏光片膜的穩(wěn)定性及光學(xué)性能較差，因而實(shí)際應(yīng)用較少，近年來(lái)已逐漸被淘汰。

濕法延伸工藝是指先將PVA膜進(jìn)行染色，再在溶液中進(jìn)行拉伸操作形成均勻的膜，最后進(jìn)行PVA膜的復(fù)合、干燥等。早期濕法延伸存在一定的技術(shù)壁壘，在溶液中進(jìn)行加工時(shí)PVA膜容易斷膜，穩(wěn)定性難以控制，且PVA膜的幅寬受到限制，同時(shí)膜收縮率大，產(chǎn)率較低。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，濕法工藝的弊端已得到了極大地改進(jìn)，其更加適用于高端需求。從20世紀(jì)90年代末起，日本偏光片龍頭企業(yè)日東電工等就開(kāi)始采用幅寬1330mm的濕法工藝，產(chǎn)品一經(jīng)問(wèn)世就受到了廣泛的關(guān)注，此后各大企業(yè)紛紛布局濕法延伸生產(chǎn)線。目前濕法延伸生產(chǎn)的產(chǎn)品在均勻度、穩(wěn)定性及偏振性方面均優(yōu)于干法延伸，日本、韓國(guó)及我國(guó)偏光片生產(chǎn)企業(yè)也多采用濕法延伸工藝，濕法延伸工藝也成為全球液晶面板用偏光片的主流生產(chǎn)工藝。

偏光片生產(chǎn)主要工序分為前、中、后三段

偏光片生產(chǎn)工藝工序較為繁瑣、要求精度高、流程較長(zhǎng)，主要步驟包括拉伸、染色、復(fù)合、涂布、裁切等，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)偏光片的物理穩(wěn)定性及光學(xué)性能產(chǎn)生影響。參照目前主流技術(shù)工藝，碘系偏光片濕法延伸可以分為前、中、后三段工序。

前工序包括TAC膜的預(yù)處理和PVA膜的延伸與復(fù)合，其中PVA膜的延伸與復(fù)合是最為關(guān)鍵的一步。TAC膜的預(yù)處理主要是將TAC膜用堿液處理，之后再進(jìn)行烘干收卷降低TAC膜的接觸角，便于TAC膜與PVA膜完整貼合，提高偏光片的均勻度。PVA膜的延伸和復(fù)合較為復(fù)雜，這一步驟也決定著偏光片產(chǎn)品的光學(xué)性能，首先將PVA膜用純水膨潤(rùn)處理，提高膜的吸收效率，之后將PVA膜放入染色槽進(jìn)行染色處理，吸收碘分子，在染色充分后對(duì)PVA膜進(jìn)行延伸，使用外力使碘分子的方向一致，形成碘分子鏈，在拉伸完成后對(duì)PVA膜再進(jìn)行烘干與經(jīng)過(guò)預(yù)處理的TAC膜復(fù)合，這就形成了初步的偏光膜。中工序則是對(duì)偏光膜的更深度的加工，主要是根據(jù)產(chǎn)品需求復(fù)合涂布?jí)好裟z、離型膜等其他光學(xué)膜材質(zhì)，形成不同種類的偏光片。后工序則是對(duì)已形成偏光片的加工，按照產(chǎn)品要求進(jìn)行偏光片的裁剪、磨邊、包裝等，最終形成一個(gè)完整的產(chǎn)品。

除了這三項(xiàng)主要工序外，偏光片生產(chǎn)還涉及到多個(gè)輔助工序的配合，目前偏光片生產(chǎn)工藝已逐漸成熟，產(chǎn)品性能已滿足應(yīng)當(dāng)前的市場(chǎng)需求，但是隨著液晶面板技術(shù)的革新，偏光片生產(chǎn)工藝還存在一定進(jìn)步的空間。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展偏光片的生產(chǎn)工藝已趨于成熟，目前全球各大廠商多采用碘系偏光片，其具有高偏振度、高透過(guò)率等優(yōu)異的光學(xué)性能，生產(chǎn)工藝以濕法延伸為主，膜的均勻度及穩(wěn)定的較高。未來(lái)隨著下游液晶面板產(chǎn)品的更新?lián)Q代，勢(shì)必會(huì)對(duì)偏光片提出更高的要求，其技術(shù)工藝還存在著一定的提升空間。