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什么是光学补偿膜技术?

2017-09-19 unima薄膜新材网


膜的补偿原理,是将各种显示模式下液晶在各视角产生的相位差做修正,简言之,即是让液晶分子的双折射性质得到对称性的补偿若要从其功能目的来区分则分为单纯改变相位的相位差膜、色差补偿膜及视角扩大膜。


补偿膜能降低液晶显示器暗态时的漏光量,并且在一定视角内能大幅提高影像之对比、色度与克服部分灰阶反转问题。


若依照制作方式加以区分,目前市场上的补偿膜产品大致可分为薄膜延伸式及液晶涂布式两大类。薄膜延伸式可以制造包含A-plate、正负C-plate、正负O-plate 以及正负BiaxialL plate;液晶涂布式理论上可以制造所有不同形式之相位差板。


市场上主流的光学补偿膜产品介绍如下——



(1) VA-TAC膜


柯尼卡于2006 年研发成功了用于VA 模式液晶电视的光学补偿膜VA-TAC,该补偿膜具有高透过率,易与PVA贴合,透湿性好,良好的弹性率以及高温下的尺寸稳定性等众多优点,一经推出便被众多厂家所采用。


将VA-TAC 应用于VA 模式的液晶电视,可以明显改善电视的可视角度,抑制倾斜视角下的色彩失真现象,另外,即使环境温度发生较大的变化,对液晶电视的视角产生的影响也不大。


1.光学设计理念由于VA-LCD 的液晶盒具有双折射特性,在倾斜视角下,偏光板会发生暗态漏光问题,降低LCD 的可视角度。为了抑制VA-LCD液晶盒的双折射特性,传统的方法是使用:


a. 负C 型补偿膜来对显示效果进行补偿;


b. A 型补偿膜对倾斜视角下的显示效果进行补偿。


VA-TAC 的光学设计思想就是使一张VA-TAC 膜具有多张延迟膜贴合在一起而得到的光学延迟效果。


2.生产制备技术 VA-TAC在生产工艺控制及配方设计方面都有其独特的地方。


VA-TAC 在设计上具有慢轴以便与PVA 膜的吸光轴即拉伸方向垂直,所以理论上可以与PVA 膜进行卷对卷的贴合而制成偏光板。


但是近年来随着液晶电视尺寸的不断增加,对VA-TAC的Re、Rth值的均匀性,尤其是慢轴角度的精度要求很高。


柯尼卡公司通过对拉伸轴的弯曲、左右不平衡产生的轴倾斜、其他由于不均匀产生的轴错乱等方面进行有效控制,实现了慢轴的高精度控制。


TAC是柔性的负C 型补偿膜,即使经过拉伸也无法得到面内延迟Re或者较大的厚度方向上的延迟量Rth。


柯尼卡公司通过对TAC分子的结构改造以及在TAC膜中加入适量的添加剂,来控制光学延迟量和提高TAC薄膜的耐久性。


将TAC拉伸工艺的精确控制与产品创新相结合,柯尼卡公司成功推出了VA-TAC产品,该产品与负的聚碳酸酯类或者环烯烃聚合物类补偿膜相比较,在抑制色彩偏移方面的作用相当。目前主要采用的面板商为韩国的Samsung与我国台湾地区的奇美。



(2) Zeonor 膜


ZEON 化学的Zeonor 膜使用COP (环烯烃聚合物)为原料,采用拉伸工艺制成液晶显示用光学补偿膜,具有高透明性、稳定的光学延迟量和尺寸稳定性。Zeonor光学补偿膜能够使LCD显示器的性能得到提升,使其具有出色的色彩均一性、更高的对比度和相对于具有传统TAC补偿膜的LCD更宽的视角。


Zeonor膜的优点:


a.光学延迟范围宽 Zeonor补偿膜的光学延迟量Re (面内延迟量) 和Rth (厚度方向延迟量) 为300nm,相对于传统的TAC 补偿膜具有更宽的光学延迟量范围,更适合终端客户的使用。


b.延迟量不会受温度影响 TAC薄膜的光学延迟量会受到温度的影响,随着LCD温度的升高,光学延迟量会改变,造成对比度和可视角度的变化。Zeonor 补偿膜热稳定性好,光学延迟量不受温度影响,显示器使用过程中可以保持稳定的对比度和可视角度。


c.超宽广的视角 Zeanor 补偿膜可以在所有角度上取得良好的视觉画面,且不会随着温度的升高发生变化,而传统的TAC补偿膜仅在一个较小的温度范围内保证良好的可视角度,而在温度偏低或偏高的时候可视角度大幅下降。


2.Zeonor 补偿膜产品线 Zeonor补偿膜由ZEON 化学的全资子公司OPTES生产制造,目前有各向同性膜(ZF系列)、单轴拉伸膜(ZM系列)、双轴拉伸膜(ZB系列) 和斜向拉伸膜(ZD系列)。


目前采用Zeonor作为LCD TV补偿膜的面板厂商有Sharp、CMO 与CPT,且采用比例皆有逐渐提高趋势。虽然Zeonor 因为材质的性质,容易产生异物问题,但是其优异的光学表现仍受到面板厂的垂青。



(3) Z-TAC


富土胶片是世界上最早开发低光学延迟量TAC 膜的公司,其市场化的商品名称为Z-TAG。


该产品的Re(面内延迟量) 和Rth(厚度方向延迟量)都接近零,具有这种显著光学特征的低光学延迟量TAC膜可用于减少IPS 模式LCD 显示器在倾斜视角下的色彩偏移现红象,而且这种补偿膜可使用非常经济的卷对卷的方式来制造偏光片。


TAC是由天然纤维经乙酰化制备而成,TAC的分子结构上具有大位阻基团和刚性主链,具有较大的分子间的自由空间。


经过深加工制得的TAC模具有小的Re和一定的Rth,厚度方向上的延长会造成IPS液晶显示器出现显示缺陷,比如倾斜角下的对比度降低和色彩偏移,所示Rth应尽量接近零。


为了获得Rth接近零的TAC膜,富士公司使用了特别的制造工艺,另外一个关键点在于他们在TAC膜中添加了一种可以减小厚度方向上光学延迟量的添加剂,能够抵消TAC膜厚度方向上的延迟量,使其接近于零。


使用普通TAC拨弄制得的IPS显示器,在倾斜视角下的色调明显发黄,而使用Z-TAC的显示器即使在倾斜视角下色调仍然保持良好,所以说Re和Rth都接近零的低光学延迟膜能够补偿IPS显示器的色彩迁移。


通常情况下,聚合物薄膜都具有双折射的特性,在拉伸的情况下其Re和Rth都会发生变化。


普通的TAC薄膜拉伸20%时,其Rth由43nm增加到56nm;而Z-TAC薄膜拉伸20%时,其Rth仅由0增加到3nm,变化量很小。Z-TAC 薄膜的光学延迟量接近于零,在薄膜受力情况下仍能保持良好的光学特性,因此在制造偏光片和偏光片贴合液晶板过程中产生的一些尺寸变化不会升高Z-TAC 薄膜的光学延迟量,具有比普通TAC 膜更好的物理性质。


LG Display 或者IPS alpha 为首的IPS 阵营,较偏好采用Fuji Film 的Z-TAC。


来源:中塑在线


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