1. 前言
在5月份舉行的「SID 2016」的研討會上，日東電工就超薄偏光板發表了題為「A novel ultra-thin polarizer to achieve thinner and more-flexible display」的論文（發表序號：40.1）。該論文在「2016年顯示行業獎」（Display Industry Awards 2016）中獲得了「年度顯示元件獎」（Display Component of the Year Award），下面就來介紹一下其中的內容。
2. 偏光板的技術動向與課題
偏光板主要用於液晶顯示器和有機EL顯示器，是顯示影像不可或缺的元件。智慧型手機和平板電腦等終端的屏幕越來越薄，不過，要想實現更薄、更具柔性的顯示屏，偏光板的薄型化和低收縮化是一大課題。
偏光板的製造工序如圖1所示。聚乙烯醇（PVA：Polyvinyl Alcohol）是很多工業領域都在使用的代表性合成高分子材料之一。使PVA薄膜在碘溶液中染色，並在水中延展，通過吸附碘並進行配向來製造具有高偏光性能的偏光板。
圖1：偏光板的製造工序
不過，在延展工序產生的收縮力成為偏光板的一項課題。尤其是高溫下的偏光板，會因為這種收縮力，造成面板曲翹、顯示屏失真等可靠性方面的問題（圖2）。
圖2：偏光板收縮力的主要課題
3. 偏光板的收縮對策
在液晶面板的薄型化方面，這種收縮力就更成一個問題。要想減薄顯示面板的厚度，就要控制偏光板的收縮力。為了解決偏光板的收縮問題，此前採取過一些對策，具體可以分為以下3類。
第一，採用更薄的保護膜（圖3）。這種方法雖然能減薄偏光板的厚度，但起偏器的厚度沒有變化，收縮力也沒有變化。
圖3：對策（1）保護薄膜的薄型化
第二，採用更薄的起偏器（圖4）。獲得更薄的起偏器的方法是使用更薄的材料，也就是使用更薄的PVA薄膜。PVA薄膜本身非常柔軟，超薄的PVA薄膜在水中延展時吸收水分後會變得非常脆，生產效率驟減。利用目前的技術，很難採用10μm以下PVA薄膜量產偏光板。現在，偏光板的標準厚度在25μm左右，實際應用中的最小厚度為12μm。
圖4：對策（2）起偏器的薄型化
第三，採用名為「PVA-層壓板延展及染色」的新工藝（圖5）。這種方法在製作PVA-塑料層壓板時，要延展在熱可塑性薄膜上塗布PVA製成的「PVA-塑料層壓板」。利用這種方法可以製作厚度不到10μm的偏光板。採用該工藝降低了偏光板的收縮力，不過，旨在實現優異光學特性的「PVA-絡合碘」的配向性不夠好。
圖5：對策（3）PVA層壓後延展
綜上所述，具備高生產效率和光學特性的偏光板的收縮力控制可以說是偏光板的薄型化以及顯示器進一步實現柔性化的重要課題。
4. 具備高光學特性的極薄偏光板開發
為了同時實現高光學特性和低收縮力，研究人員還開發了新的偏光板。首先，調查了通過PVA層壓板延展工藝製作的偏光板光學特性非常低的原因。在PVA-層壓板延展工藝中，為了獲得熱可塑性薄膜的高延展特性，需要「空中延展工藝」。另外，為了防止在空中延展過程中碘因高溫而升華，需要先延展PVA-塑料層壓板，然後再利用碘染色。
一般來說，為了獲得PVA-絡合碘的高配向性，需要「帶著碘」延展PVA層壓板。但PVA層壓板延展工藝是在「無碘」的情況下延展PVA-塑料層壓板的（圖6）。另外，在碘溶液中稍微浸泡PVA-塑料層壓板後，破壞了PVA的高配向性。因此不能獲得出色的光學特性。原因在於PVA-絡合碘的低配向性。
圖6：空中延展工序
為了解決這個問題，研究人員研究了PVA-層壓板延展工藝能否採用「水中延展工藝」。這樣的話，碘在低溫的延展工藝中不會升華，因此能在「帶著碘」的情況下進行延展。利用該方法後，如圖7所示，碘會在延展的PVA上進行出色的配向。
圖7：水中延展工序
為了實現該工藝，研究人員研究了作為基膜的塑料材料。不過，塑料材料大部分都太硬或者太軟，無法在水中進行延展。
因此，利用圖8所示的最新技術，確立了水中延展工藝。由此開發出了超薄型且具備高光學特性的偏光板。
圖8：超薄型偏光板的開發方法
5. 兼顧超薄型和高光學特性
利用上述方法開發的兼顧超薄型和高光學特性的偏光板特點如下。偏光板的厚度較標準品削減80％，實現了5μm的超薄偏光板偏光板的收縮力驟減，加熱後的尺寸變化比標準品削減60％光學特性與標準品為同等水平（參考圖9）
圖9：超薄型偏光板的光學特性
另外，如圖10所示，這種新的超薄型偏光板還能改善面板加熱後的曲翹問題（圖10）。而且，能消除屏幕失真現象。開發的製造工藝的生產效率方面，實現了與原來的標準偏光板同等水平的高效率（圖11）。圖12為特性的雷達圖。可以看出新開發的超薄型偏光板各項特性都非常出色。圖13為超薄型偏光板的第1批產品。
圖10：改善面板的曲翹
圖11：偏光板的厚度和生產效率走勢
圖12：偏光板特性的雷達圖
圖13：超薄型偏光板的第一批產品
6. 結束語
此前的偏光板薄型化研發中，一直未能確立可同時實現高光學特性和低收縮力的生產工序。此次的開發和實用化是材料及工藝等是創新性技術開發的成果，受到了極大的好評。採用該偏光板的液晶顯示器在催生柔性顯示器等新產品方面被寄予厚望。
筆者推測，進行水中延展時，利用兵庫縣播磨科學公園都市內的大型同步輻射設施「Spring-8」現場觀察的結果對開發起到了作用。因為在檢索水中延展的論文時，出現了相關論文。另外，前年（2014年）設施公開時，Spring-8還為利用聚醯亞胺分析液晶配向機制發揮了作用。這讓筆者切身感覺到，Spring-8對身邊的研究主題做出了貢獻。
歡迎參與2016深圳國際高性能薄膜製造技術展覽會和2016深圳國際膠粘帶、保護膜及光學膜展覽會，了解更多偏光板最新動態。
【展會名稱】
2016深圳國際高性能薄膜製造技術展覽會
2016深圳國際膠粘帶、保護膜及光學膜展覽會
中國國際高性能薄膜製造技術展覽會及國際膠粘帶、保護膜及光學膜展覽會每年在深圳和上海兩地舉辦，是一個以各種功能性薄膜、膠粘帶、加工設備及相關材料為核心的雙聯展會。除了吸引來自業內的薄膜生產及模切加工、光電顯示製造客戶外，依託與覆蓋手機產業集群的卓越平臺——全觸展的無縫對接，國際高性能薄膜製造技術展覽會及國際膠粘帶、保護膜及光學膜展覽會更聚集了來自觸控螢幕，手機，消費電子，光電顯示等下遊應用領域的專業買家駐足參觀。隨著與亞洲另一大電子製造產業盛會——NEPCON合作的日益緊密，電子製造服務，汽車，醫療，新能源等在內的新客戶群體也融入其中。主辦方更推出了現場商業配對服務，服務於薄膜，膠粘帶、加工設備及相關材料的參展商，幫助企業擴大品牌和技術宣傳，贏得更多產品和服務的業務合作。
【展會時間】2016年11月24日-26日
【展會地點】深圳會展中心
【主辦單位】上海勵擴展覽有限公司
展商評價
歐仁參展2015 深圳高性能薄膜展獲得了圓滿成功！展會現場觀眾的數量特別是質量都達到了我們的預期，我們很滿意，已經為明年的展會預訂了展位，希望來年展會能夠進一步提升服務，將這個商務平臺打造得更好！
——浙江歐仁新材料有限公司 陳建淮 銷售部經理
深圳高性能薄膜展為企業提供了一個很好的品牌宣傳平臺，主辦方服務也很到位，很專業。我們華滋不僅在展會展位上有了充分展示產品和設備的機會，還在展前即獲得了相當多的包括簡訊、微信在內的針對行業客戶資料庫的企業宣傳機會，感謝主辦方幫助我們透過這個平臺有效接觸和吸引了更多的客戶，此次參展不虛此行！
——山東華滋自動化技術股份有限公司 張雪菲 總經理
羽璽此次參展第十四屆深圳( 國際) 膠粘帶 保護膜及光學膜展覽會，我司帶來了市場急需的超輕剝離力離型膜和總厚度5¬m 的超薄膠帶，在現場獲得了高度關注。感謝主辦方架起了供方與買方的橋梁，讓大家相互理解，相互認識，特別是將膠粘帶展與多功能薄膜展和觸控螢幕展同期舉辦，期間的晚宴交流，行業演講，專業知識傳遞方面亮點頗多，現場服務也是無微不至，我們未來將繼續支持深圳展會，祝願展會越辦越好！
——上海羽璽紙塑（集團）有限公司 胡奎 副總
觀眾評價
本次參觀是本人最為滿意的一次觀展體驗，主辦方邀請了非常多的有關成品、配套、生產設備等參展商，不僅讓參觀者看到了最新產品及新技術，而且為TAP貴賓提供了供求雙方之間專業的溝通橋梁，同時還有專業TAP貴賓團隊幫助我們快速精準的找到所需對口展商。
——廣東富思通智能科技股份有限公司 陳盛 總經理
我參觀過多次的展會，今年貴司組織的展覽算是我最滿意的一次。對於TAP部門對我們此次參觀所做的周到安排和熱情服務，表示衷心的感謝！能站在我們參觀者的角度，為我們考慮和服務，這一點非常值得肯定和表揚。感謝主辦方為我們公司參觀人員提前寄來參觀證並安排專車接送，貴賓專員親自到會場外迎接，陪同參觀展會等等……新的一年中，祝福主辦方蒸蒸日上、財源滾滾，也祝願TAP部門工作順利！
——深圳業際光電股份有限公司 陳民華 採購經理
展會組織得力，及時安排車輛接送服務；參觀收穫頗豐，尋找到更多供應商，並且了解了當前行業的最新動態以及主要商機；論壇（交流會）的開設，增加了交流互動的可能，令展會增色，真正做到學習、共贏、交友，不虛此行！感謝展會組織方的邀請以及舒心的服務！
——深圳市比亞迪汽車有限公司
展會整體的設計很好，各項服務搭配都有，比如想了解特定的信息則有研討會、想採購或了解產品則有參展企業的展示。展會前後的服務都很周到，研討會的論題切合市場的需求及發展。由於時間原因，雖然沒有看很多東西，但整體感覺很不錯。
——惠州市TCL太東石化投資有限公司
感謝主辦方的悉心安排，對邀請和接送服務非常滿意。參展的眾多企業，涵蓋了當今觸摸/顯示行業相關的材料，工藝，設備，產品等等，非常全面。每個企業拿出的都是實實在在的產品和服務，能夠讓設計人員快速直接的發現目標。在下午進行的主題研討中，我們關注了生物識別技術。演講的規格高，主題有差異化，讓我們對未來的發展方向有更清晰的認識。希望貴方能夠有更多的主題展覽。
——惠州三星電子有限公司
對主辦方展前邀約服務，展中的接待服務以及現場提供的休息室都很滿意，全觸展是業內人士互相交流、學習的平臺，此次觀展主要是了解關於防盜膜，玻璃膜方面的材料，雖然觀展時間比較短，但在展會現場收穫頗豐。
——深圳市深越光電技術有限公司
展前展中的服務很到位，研討會相當贊，希望明年可以邀請更多知名展商參展，現場展示技術前沿性有待改善,希望增加紙檔或是電子檔的材料以供學習，預祝明年越辦越好，感謝接待！
——創維液晶器件（深圳）有限公司
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2016第十二屆深圳國際高性能薄膜製造技術展覽會
2016第十六屆深圳國際膠粘帶、保護膜及光學膜展覽會