摘要：上世紀40年代，偏光片首先被美國科學家研發使用，主要應用于工業領域。近年來隨著LCD、LED等顯示面板的普及，作為關鍵工藝之一偏光片也迎來高速發展，無論是在技術工藝還是產品類型都得到快速的提升。本文將重點分析偏光片的產品分類、應用領域及組成材料。

偏光片又叫做偏振光片是一種可以將天然光變成偏振光的光學元件，主要應用在液晶顯示屏幕，除此之外還可以應用在太陽鏡、防眩護目鏡、攝影器材的濾光鏡、汽車頭燈防眩處理及光量調整器等。

偏光片已成為顯示屏幕的關鍵光學元件之一 產品種類較多

電磁波的傳播方向和振動方向的不對稱性稱為偏振，而光波作為電磁波電振動矢量E和磁振動矢量H都與傳播速度v垂直，是典型的橫波，具有偏振性，而偏光片就是可以控制光束偏振方向，將不同偏振方向的光波變成統一偏振方向的偏振光。

偏光片主要應用于LCD、LED等顯示面板，當非偏振光透過顯示面板時將打亂規則排列的液晶分子，嚴重阻礙光的透過，使屏幕無法正常顯示，而在顯示面板中加入偏光片將會解決這一問題，因此偏光片已經成為顯示面板中必不可少的一類光學原件。

圖1 偏光片原理示意圖

(資料來源：中國產業信息網)

由于偏光片的材質及應用領域可以分成多個種類，根據偏光片的材質不同可分為碘系偏光片和染系偏光片，其中碘系偏光片以碘分子作為起偏成分，具有較高的透過率和高偏振度，光學特性較好，但是耐高溫高濕等物理特性較差，且碘分子易揮發，降低了偏光片的耐久度，但是碘系偏光片的生產成本較低，市場占有率較高，在顯示屏幕中的應用較多。染料系偏光片以二向吸收染料作為偏光片的起偏成分，染料具有良好的物理特性，可以增加產品的耐久度，但要達到一定的偏振度需要的染料濃度較高，因此不具備高透過率、高偏振度等光學特性，這種偏光片主要應用于汽車、船舶等工業領域。此外偏光片還可以根據功能劃分，可以分為半透過半反射式偏光片、透射式偏光片、反射式偏光片、補償型偏光片，不同的偏光片應用于不同的場景。未來隨著應用場景不斷增多，偏光片將不再局限于顯示屏幕、燈具、太陽鏡等領域，將會出現更多的定制化及個性化的顯示方面的需求，因此偏光片在材料、工藝上都會有一定的革新，其功能及種類也將不斷增多。

偏光片基本組成較為復雜 高端國產原材料有待研發

由于偏光片的獨特性能，其基本結構較為復雜，一般需要多種材料復合而成。偏光片的基本結構包括最中間的PVA(聚乙烯醇)，兩層TAC(三醋酸纖維素)，PSA film(壓敏膠)，Release film(離型膜) 和Protective film(保護膜)。

圖2 偏光片的基本結構

(資料來源：中國產業信息網)

在偏光片的基本結構中最為核心的材料是PVA，其決定著偏光片的光學特性，PVA膜是實現偏光的膜層，染色后的PVA膜經拉伸后，表面的染色分子定向排列，可將通過的自然光過濾為偏振光。但是PVA膜的物理特性極差，在受到水汽、紫外照射、高溫等條件時，極易水解損傷，因此需要在PVA膜兩側各加固一層TAC膜，提高偏光片的光透過率及機械強度，這兩層物質也就形成偏光片原板。各層膜的特性及作用如下表所示。

表1 偏光片基本結構的各層膜的特性及作用

(資料來源：綜合整理)

從偏光片不同原材料的成本來看，TAC膜的占比最高，占到50%，保護膜及離型膜占到15%，PVA膜成本占到12%左右，這三類膜產品也是偏光片中最主要的原材料，其性能也決定著偏光片整體的光學及物理性能。目前高端原材料主要依靠國外進口，國產產品與國外存在一定的差距，這也增加了我國偏光片的生產成本，相應的對于下游顯示屏幕等行業的生產也造成了一定的成本壓力，因此加強對于偏光片PVA膜和TAC膜的研發，早日實現高端產品的國產化，降低生產成本，對于我國偏光片及顯示屏幕行業都具有重要的意義。

圖3 偏光片不同材料成本占比

(資料來源：亞太有料)

除了偏光片的基本結構以外，根據應用環境的不同，在基本結構的基礎上進行膜材的改變，就能形成其他類型偏光片。將一層保護膜去掉換成反射膜，就形成了反射型偏光片;使用耐高溫防潮壓敏膠，并對 PVA 進行特殊浸膠處理則制作成寬溫型偏光片;去掉一層保護膜再復合一層半反膜，就制作成半反射型偏光片。針對偏光片應用最多的LCD與OLED產品，所應用的偏光片類型也各不相同，其中LCD 模組中有兩張偏光片，上偏光片通過解析偏振光產生明暗對比，下偏光片將光源產生的光束轉換為偏振光，產生顯示畫面。OLED 只需一張圓偏光片，以 1/4 波長相位膜與傳統偏光片構成，主要作用是抵擋環境光，提高對比度。隨著顯示屏幕等電子產品不斷更新，作為關鍵部件偏光片的種類也隨之增多。

結語

近年來隨著LCD與OLED等顯示面板的普及，作為液晶屏幕關鍵工藝之一的偏光片也迎來了高速發展，其產品工藝及種類都得到了一定程度的提升。目前偏光片主要應用于顯示面板、太陽鏡、攝影器材、高端光學儀器等領域。偏光片基本組成由PVA、TAC、PSA、離型膜和保護膜組成，部分核心材料主要依賴進口，國產化速度有待提升。