LCD用偏光板與相位差膜新技術開發現況

 

刊登日期:2010/6/23
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根據TRI拓樸產業研究所對2009和2010年全球LCD面板需求量之資料整理分析預估,2010年面板需求量將持續2009年成長力道,維持高度成長,全年成長率可望為16.2%,需求片數將可達到5.73億片,因此2010年面板景氣是被認為看好之一年。根據拓樸的報導,成長之力道可歸因於NB和TV的面板需求:NB的年成長率可達到25%,需求動力源自於微軟windows 7新作業系統、筆記型電腦大量使用與逐漸取代桌上型電腦和新機種(平板與觸控面板)等因素;TV的年成長率也能達到20.5%,成長動能主要是受惠於2009下半年中國對TV面板需求與中國家電下鄉等政策之推動並且持續至2010年之故。

根據拓樸對”2010年台灣面板零組件展望”報導,由於2010年整體面板需求量大,面板供給量受控於面板廠與玻璃廠,供需維持穩定之狀態,因此面板價格十分穩定。而且面板價格無降低至成本以下之壓力,也使得上游關鍵零組件降價壓力下降,因此關鍵零組件需求也將穩定地成長,不過由於目前面板關鍵零組件技術已經偏向標準化技術產品,所以零組件價格事實上上漲的幅度十分有限。面板關鍵零組件中最重要的偏光板與彩色濾光片技術更是接近標準化,而且對於大多數面板廠而言,彩色濾光片技術已經內製化,製程也以Inkjet Printing為主,所以彩色濾光片技術短期內也很難有突破性發展;另一方面,碘系拉伸式偏光板技術一直都是製作TFT-LCD用偏光板之技術主流,透過將含碘之PVA進行大幅拉伸後再以TAC上下黏合,即能製作出具有超高偏光度之偏光板,因此,偏光板廠商技術能量維持重點都在於貼合技術和在偏光板上提供額外附屬功能為主,這些功能包括:抗炫/抗反射(AG/AR)、抗刮(anti-sticking)、廣視角等。

表1係拓樸產業研究所所整理之目前全球偏光廠市佔率。可以發現,台灣偏光廠在全球市佔率僅13.9%,韓國LG化學的市佔率為27.7%,已超越日本日東電工(Nitto Denko)的26.1%,成為全球第一。面對各偏光廠幾乎接近無差異化之技術,多數面板廠也已扶持自身之偏光廠,因此研發新型非碘系拉伸式偏光板技術與廣視角位相差膜技術也是各偏光廠脫離紅海之方向。下文將縱合整理2009年在日本九州南部的宮崎縣舉之International Display Workshop(簡稱IDW)所公開發表之LCD用偏光板與廣視角位相差膜最新技術開發現況。

新型偏光板發展方向:塗佈式光可聚合型LCLC偏光板
IDW’09所發展之新型偏光板主要是朝向塗佈式光可聚合型偏光板為主。韓國Chonbuk National University的Yun-ju Bae研究團隊在研討會上發表其所開發之單色光可聚合型Lyotropic Chromonic Liquid Crystals (LCLCs)來製備出一種新型高硬度塗佈式薄型偏光板[1]。目的在於改良原由Optiva公司所開發之水基TCF塗佈式薄型偏光板,Optiva開發之水基TCF塗佈式薄型偏光板係以水當溶劑,並用2價無機離子當固定劑,由於機械強度不足、硬度差以及容易龜裂等因素一直無法被偏光板生產廠商所認證採用。LCLCs分子具有碟狀的分子化學結構,由多芳香環(polyaromatic)所組成的核盤面能吸收不同波段之可見光以及近紅外光(具有異向的吸收功能),而且能因為π-π交互作用力聚集成一個管柱狀聚集體(Columnar Aggregates),隨著固含量濃度的增加,管柱狀聚集體會在溶劑中進一步絮凝(二次聚集)成不同方向之一束管柱狀絮凝體,隨後透過剪力誘導的塗佈(如slot-die coating)後,即能形成一具有光學吸收異向能力之薄膜,像這樣的薄膜在偏光板上的應用則為E型偏光膜(E-polarizer)。Optiva是首次開發LCLCs-based E-polarizer之廠商,不過由於其使用3種不同吸收可見光波長之LCLCs為陰離子型,亦即周遭環繞磺酸化之陰離子,在塗層乾膜後,需以2價的無機陽離子進行固定化使得乾光學異向薄膜能不溶於水。目前該型的偏光膜具有膜厚不均、機械強度不足、硬度差以及容易龜裂等因素而無法用於高階TFT LCD用偏光板。---本文節錄自「材料最前線」專欄,完整資料請見下方附檔。


圖十三、多區域VA型(MVA) LCD補償設計原理及視角性能模擬圖

作者:吳清茂 / 工研院材化所
★完整檔案內容請見下方附檔。


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