【中玻網(wǎng)】OLED用偏光片發(fā)展歷程、功能、效用、市場預(yù)測。OLED也稱為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系發(fā)光二較管，其和目前市場主流的LCD顯示技術(shù)非常大的區(qū)別就是通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系材料自發(fā)光控制顯示的信息。

　　OLED具有全固態(tài)、主動(dòng)發(fā)光、非常高對比、超薄、低功耗、無視角限制、易于實(shí)現(xiàn)柔性顯示和3D顯示等諸多特點(diǎn)，將成為未來20年具“錢景”的顯示技術(shù)。

　　本文涂布在線簡述了OLED用偏光片材料的進(jìn)展，對面板生產(chǎn)中的關(guān)鍵材料偏光片的效用，以及隨著OLED研發(fā)技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展，對偏光片的需求趨勢做了討論。

　　OLED用偏光片的發(fā)展歷程

　　目前，市場上偏光片生產(chǎn)使用量非常大的原材料是TAC膜，而為了達(dá)到特定的光學(xué)效果，綜合成本等因素，市場已經(jīng)使用PET、COP、PMMA等材料去取代一部分TAC材料。

　　在OLED使用的產(chǎn)品中，對于其核心的PVA部分，日東在iPhone中已開始使用PVA涂布的方式來實(shí)現(xiàn)5微米的偏光子。

　　目前OLED的發(fā)光材料壽命短的是藍(lán)光部分，日本的Masaya Adachi等提出了BECP的概念，通過在圓偏光片內(nèi)層增加一層膽固醇液晶以實(shí)現(xiàn)OLED藍(lán)光部分的透出效率提升近50%，而整體的OLED耗能可以降低17%。

　　2012年，Norio Koma等研究人員提出：在偏光片的外層增加光致變色可用來提升產(chǎn)品在室外陽光下顯示的對比度。

　　OLED面板中的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系功能層和電較對空氣中的氧氣和水很敏感，接觸后容易使得OLED面板遭到腐蝕而降低壽命。

　　2014年，和輝光電申請的一份關(guān)于“用于柔性O(shè)LED屏幕的偏光片專利”里面提到：為了進(jìn)一步降低偏光片的反射光，及提升對水汽和氧氣的阻隔。

　　2014年，寶島工研院的彭梅織等人聯(lián)合發(fā)表了關(guān)于AMOLED用的補(bǔ)償膜技術(shù)的研究成果，其中提到了目前業(yè)界有兩種工藝生產(chǎn)的補(bǔ)償膜，一種是延伸工藝，另一種是液晶涂布的方式。

　　據(jù)涂布在線了解，目前延伸工藝大多是窄波長范圍的補(bǔ)償，要實(shí)現(xiàn)寬波長范圍的補(bǔ)償則需要通過多層膜堆疊來實(shí)現(xiàn)。而液晶涂布產(chǎn)品的光學(xué)特性易于調(diào)整，且可以實(shí)現(xiàn)更薄的補(bǔ)償方式，業(yè)界巨頭日東電工、富士和DNP都已投入開發(fā)。

　　2016年8月，寶島工研院在觸控面板暨光學(xué)膜制程、設(shè)備、材料展覽會(huì)上發(fā)布了采用全涂布方式制造的圓偏光片，總厚度只有30微米，更耐高達(dá)100℃的制程，通過了3毫米曲率10萬次撓曲測試，可率先應(yīng)用在可撓曲OLED產(chǎn)品中。

　　2016年12月7日至9日在日本福岡開幕的IDW顯示大器全部會(huì)議上，AUO展示了雙向可折疊AMOLED顯示屏，內(nèi)部和外部顯示器均可彎曲180度。

　　OLED用偏光片原理

　　OLED偏光片的基本結(jié)構(gòu)分為偏光部分（偏光片）和1/4λ功能性補(bǔ)償部分（1/4λ波片）。偏光片理想的狀態(tài)需要偏光度＞99.9%，透過率達(dá)到45%以上，而1/4λ補(bǔ)償部分要求可見光區(qū)全波長進(jìn)行補(bǔ)償。

　　目前，業(yè)界常規(guī)達(dá)到理想狀況的高偏高透的偏光片的光學(xué)參數(shù)是偏光度＞99.9%，而透過率在43%左右。

　　近期OLED的發(fā)光壽命問題已經(jīng)得到了改善，從過去的5000小時(shí)達(dá)到了50000小時(shí)，但是從OLED的節(jié)能角度來看還是需要更高的透過率，考慮到OLED的發(fā)光效率和壽命的平衡問題，透過率在基本滿足一體黑的情況下需要盡可能的提高，目前業(yè)內(nèi)已有對偏光度做出調(diào)整以實(shí)現(xiàn)更高透過率的成功先例。

　　OLED用偏光片的功能要求

　　OLED用偏光片的功能要求分三個(gè)方面：

　　可彎曲要求：為配合OLED面板的可繞曲性能，OLED用的圓偏光片需要足夠薄，而且具有一定的可彎折性能。業(yè)界目前對可彎曲部分的需求基本是需要達(dá)到60-70微米之間，在彎折性能方面需要能夠在2毫米曲率條件下完成10萬次測試。

　　可靠性要求：OLED顯示面板的應(yīng)用目前已經(jīng)涵蓋了從消費(fèi)類產(chǎn)品到工控車載類產(chǎn)品，LG和汽車廠商合作把OLED面板導(dǎo)入到汽車產(chǎn)品中。

　　由于偏光片是處于外層部分，所以對于其耐高溫和耐溫濕性能都要求達(dá)到車載產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，如滿足高溫95℃×500 hrs，溫濕65℃×93%×500 hrs等條件。產(chǎn)品在經(jīng)過此類嚴(yán)苛測試后，需要保證其光學(xué)變化少于3%，而且不可出現(xiàn)氣泡、分層或者剝離現(xiàn)象。

　　防刮性能要求：考慮到用戶直接接觸到偏光片的表面，若沒有硬化處理，表面容易出現(xiàn)劃痕而影響屏幕顯示，故表面需要有硬化處理，同時(shí)要達(dá)到一定的耐摩擦要求。

　　OLED用偏光片的效用

　　OLED顯示面板本身是自發(fā)光的顯示模式，但是當(dāng)外界光源照射到OLED的金屬電較上反射回來，就會(huì)在OLED的顯示屏表面造成反射光干擾，降低對比度。

　　因此，在OLED的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖１）中，會(huì)在外層放有一層帶1/4λ波片的偏光片來阻隔外界光的反射，以確保屏幕保持較高的對比度。

　　圖1 OLED用偏光片結(jié)構(gòu)及工作原理

　　早期的PMOLED產(chǎn)品只有單色、雙色等，對于偏光片的要求只是單純降低外界反射光，并沒有對其提出需達(dá)到整體黑態(tài)的要求。

　　當(dāng)時(shí)使用的偏光片只需要一般Polarizer搭配1/4λ波片就可以滿足需求。而到了現(xiàn)在AMOLED的階段，產(chǎn)品已經(jīng)是全彩色，而且對比度達(dá)到了10000:1以上，這就要求偏光片能夠?qū)崿F(xiàn)一體隔斷外界可見光譜，從而達(dá)到一體黑的效果。

　　從圖２可以看出搭配偏光片前后的OLED呈現(xiàn)出的暗態(tài)效果的差別。

　　圖2 OLED面板黑態(tài)效果圖：①一體黑效果；②普通片1/4λ偏光片抗反射的效果；③無偏光片的效果

　　另一方面，為取得更佳的一體黑效果，全可見光譜反射率需要足夠低、且不會(huì)有特別的色光顯示出來，在使用足夠偏光度的偏光片的同時(shí)需要搭配理想的全可見光譜的1/4λ材料。按照業(yè)界早期對不同材料的位相差光譜的分析，大部分材料都是正波長分布。

　　圖３為一般單一光軸材料位相差分布情況，其中APO材料的分布理想，而進(jìn)一步通過1/4λ和1/2λ的A-PO材料的疊加可以得到更接近理想狀態(tài)的1/4λ材料---也就是逆波長分布。

　　圖3一般單一光軸材料位相差分布圖

　　圖４為多層A-PO材料疊加位相差分布圖。本文用PC、COP和液晶這三種目前常用的補(bǔ)償材料搭配偏光片做了一個(gè)實(shí)際對比測試。理論上來說反射率越低，一體黑的效果越好。從數(shù)據(jù)對比結(jié)果來看，COP補(bǔ)償膜一體黑效果較好。而從實(shí)際效果來看，也是COP補(bǔ)償膜的一體黑效果較好。

　　圖4多層A-PO材料疊加位相差分布圖

　　圖5不同材料反射率對比圖

　　圖6實(shí)際效果圖

　　但如果結(jié)合透過率來考慮（使用相同的偏光片，透過率是45.2%），貼合液晶補(bǔ)償膜、PC補(bǔ)償膜和COP補(bǔ)償膜后，得到圖７為不同補(bǔ)償材料反射率Rt和透過率Tt對比圖，可以看出：液晶補(bǔ)償膜對貼合后的整體透過率基本沒有影響，而PC補(bǔ)償膜和COP補(bǔ)償膜對貼合后的整體透過率均有影響。

　　隨著OLED向薄型化和柔性化發(fā)展，厚度只有2～10微米的液晶補(bǔ)償膜將會(huì)成為其非常大的優(yōu)勢。

　　圖7不同材料反射率Ｒt和透過率Ｔt對比圖

　　所以，綜合以上評價(jià)，液晶補(bǔ)償膜將會(huì)成為OLED偏光片未來的主要發(fā)展方向。

　　OLED顯示設(shè)備正快速的向曲面和柔性方向發(fā)展。為滿足曲面和柔性的要求，與其搭配的OLED用偏光片也會(huì)向薄型化和柔性化方向發(fā)展。

　　OLED用偏光片市場預(yù)測

　　市場研究機(jī)構(gòu)UBI Research表示，2017年第1季度AMOLED收入達(dá)43.1億美元，較2016年同期增長15%。

　　數(shù)量方面，據(jù)涂布在線了解，去年一季度AMOLED面板出貨9910萬片，同比增長9%。由此可以看出，面板單價(jià)有所上漲，這或許是因?yàn)榻^大部分的增長是來自高等柔性AMOLED顯示屏和大尺寸OLED電視面板。

　　UBI預(yù)計(jì)，未來幾個(gè)季度內(nèi)，將有超1億片AMOLED面板出貨，OLED電視面板將超30萬片。AMOLED市場將以33%的復(fù)合年增長率增長，到2020年將達(dá)593億美元。

　　未來幾年內(nèi)柔性曲面顯示設(shè)備市場預(yù)計(jì)將強(qiáng)勢增長。據(jù)行業(yè)研究機(jī)構(gòu)Touch Display的市場分析師預(yù)測，2023年柔性和曲面顯示器將占據(jù)大部分國家設(shè)備市場16%的份額。