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OLED偏光片介绍,从光路开始说明

OLED偏光片介绍,从光路开始说明
摘要:OLED偏光片主要是圆偏振结构,在偏振层与相位补偿膜的协同作用下解决背板以及阴极金属的反光、户外强光背景和室内灯光反射导致画面泛白一体黑效果差的问题。(LCD 偏光片主要是配合液晶层调控光线使用以实现光路通断的明暗显示)
目录:
1.自然光、偏振光说明
2.LCD偏光片作用光路
3.OLED偏光片作用光路
4.OLED偏光片整体结构
5.OLED偏光片核心技术要求
6.OLED偏光片技术痛点
-自然光、偏振光说明-
自然光:阳光和灯光都属于自然光各个方位振动能量相同;
部分偏振光:某一个方向振动更强,垂直方向更弱,=自然光 + 线偏振光
线偏振光:沿着单一方向振动,旋转偏振片,光强周期性变化,垂直方向完全小时;
圆偏振光:可看作振幅相等、相位差 ±90°、互相垂直的两束线偏振光叠加(矢量方向一直的旋转的状态,1/4 波片可以区分自然光和圆偏)
椭圆偏振光:互相垂直、相位差恒定、振幅不等,最普遍的偏振形式;
-LCD的偏光片作用光路-
置暗:背光自然光→【下偏光片】→ 水平偏振光→ 液晶无电压,分子横向排布,偏振方向保持水平不变→ 【上偏光片】(透光轴竖直,和水平偏振正交)→ 像素显示黑色
置亮:背光自然光【下偏光片】水平偏振光液晶加压,液晶分子转动,入射偏振光产生竖直分量竖直分量通过上偏光片→ 像素发亮

-OLED的偏光片作用光路-

防反射:环境自然光偏振片水平偏振光→ λ/4 波片(第一次通过)偏振方向与波片快轴 45° → 等幅正交分量,增加 π/2 相位差👉 生成右旋圆偏振光金属阴极反射→反射后变为左旋圆偏振光λ/4 波片(第二次通过)→(左旋圆偏振本身自带 -π/2 相位差,再次经过波片又叠加 π/2 延迟总相位差 = -π/2 + π/2 = 0) → 垂直偏振光→ 偏振片阻挡

-OLED偏光片整体结构-

OLED偏光片核心是线偏振膜+1/4相位补偿波片层级结构从上到下:外保护膜、TAC支撑层、PVA偏振核心层、下TAC保护层、1/4λ相位补偿膜、压敏胶层、离型膜,部分材料会增加AR增透膜、AG防眩光膜;

PVA偏振层:主流采用NT系PVA原膜作为基材,经过膨润、碘系染色、分子架桥、单向拉伸、水洗固色、干燥定型等制程,在拉伸过程中让PVA高分子链定向排列,吸附的碘分子形成偏振吸收通道。OLED使用的PVA在5~13um左右,可以降低膜层厚度与提高透过率。(分子取向的均匀性以及碘掺杂均匀性决定偏光片的光学一致性会影响屏幕色差以及局部泛白。

TAC薄膜层:TAC薄膜贴合在PVA层上下都贴了一层,主要起到支撑和防护作用。TAC起到抗划伤、防止污染、可以起到隔绝水氧的作用,也负责平整膜层结构、缓冲应力,模组贴合工序损伤到PVA。OLED用的TAC需要控制双折射值,防止相位偏差干扰偏振光路。

1/4λ波片:主要采用液晶型相位补偿膜,有精准的相位控制能力;

辅助功能层:包含压敏胶层、离型膜、外保护膜及可选的AR/AG光学膜层。压敏胶层用于将偏光片贴合于面板表面;离型膜用于防护,使用时剥离;外保护膜防止生产过程划伤污染。AR降低界面反射率,AG弱化环境光斑。

-OLED偏光片核心技术要求-

聚焦光学性能、力学性能、信赖性、适配性能四大核心指标;

光学性能:①高偏振度与低反射率,偏振度≥99.9%,偏振度每降低0.1%,屏幕反射率约上升0.8%;②宽波段高透光与色彩一致性。450nm蓝光、530nm绿光、630nm红光,平均透光率≥42%,透光均匀性误差≤1%,避免白平衡偏移、色彩失真;③相位补偿精度。1/4λ波片相位延迟量误差±5nm以内,相位均匀性要优防止局部反光不均、大视角色偏、彩虹纹这些光学不良发生。

力学性能:具备高平整性、贴合后无形变、低翘曲度,无应力残影;对于折叠来说弯折过程中要无裂纹、无脱层无光学衰减、,膜层应力均匀,膜层要具备具备抗拉伸、抗冲击特性,适配终端装配与日常使用损耗。

信赖性:温湿度稳定性、抗老化、抗黄变。能耐的住在-40℃~85℃高低温循环、高温高湿(85℃、90%RH)环境下长时间存储后,偏光片无失效,功能维持,在长期户外使用下没有光学性能恶化,有长期保证屏幕显示的一致性效果。

工艺适配性:适配模组高精度贴合工艺,低收缩率、高平整度、低杂质,膜层尺寸热收缩率≤0.3%防止在高温贴合、制程固化过程中出现偏光片翘曲、偏移和脱胶。膜层无划痕、颗粒、针孔等缺陷;目前常规厚度40~150um;

-OLED偏光片技术痛点-

宽波段光学适配性差,全色域RGB三色光相位补偿精度存在偏差,容易导致大视角下色偏、饱和度下降,影响大视角显示效果。

柔性与光学性能矛盾。高柔韧膜材存在双折射偏差,高精度光学膜材弯折性较差,折叠偏光片在弯折区容易出现光学性能恶化、反光异常问题。

信赖性能力与轻薄化冲突。薄型偏光片结构防护能力较弱,水汽、氧气易渗透,导致PVA偏振层老化,长期使用容易出现光学能力退化,在高温高湿测试下容易出现碘离子析出导致的面板被腐蚀失效的问题。

-END-

在越来越轻轻薄化的需求之下,偏光片这部分想要在高端旗舰机型上继续维持现有的份额水准,在光学/弯折性能/信赖性能力上,还需要结构层面的进一步优化改善,否则很可能会在几年内被进一步升级的COE技术替代;

所有内容仅为行业科普交流,数据及结论以官方量产资料为准。

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