光學(xué)薄膜市場調(diào)研報(bào)告

第一章 光學(xué)薄膜簡介

1.光學(xué)薄膜的定義

光學(xué)薄膜在我們的生活中無處不在,，從精密及光學(xué)設(shè)備、顯示器設(shè)備到日常生活中的光學(xué)薄膜應(yīng)用,；比方說,，平時(shí)戴的眼鏡、數(shù)碼相機(jī),、各式家電用品,，或者是鈔票上的防偽技術(shù)，皆能被稱之為光學(xué)薄膜技術(shù)應(yīng)用之延伸,。倘若沒有光學(xué)薄膜技術(shù)作為發(fā)展基礎(chǔ)，近代光電,、通訊或是鐳射技術(shù)將無法有所進(jìn)展,，這也顯示出光學(xué)薄膜技術(shù)研究發(fā)展的 重要性。

光學(xué)薄膜系指在光學(xué)元件或獨(dú)立基板上,，制鍍上或涂布一層或多層介電質(zhì)膜或金屬膜或這兩類膜的組合,，以改變光波之傳遞特性，包括光的透射,、反射,、吸收、散射,、偏振及相位改變,。故經(jīng)由適當(dāng)設(shè)計(jì)可以調(diào)變不同波段元件表面之穿透率及反射率，亦可以使不同偏振平面的光具有不同的特性,。

一般來說,，光學(xué)薄膜的生產(chǎn)方式主要分為干法和濕法的生產(chǎn)工藝。所謂的干式就是沒有液體出現(xiàn)在整個(gè)加工過程中,，例如真空蒸鍍是在一真空環(huán)境中,，以電能加熱固體原物料，經(jīng)升華成氣體后附著在一個(gè)固體基材的表面上,，完成涂布加工,。日常生活中所看到裝飾用的金色,、銀色或具金屬質(zhì)感的包裝膜，就是以干式涂布方式制造的產(chǎn)品,。但是在實(shí)際量產(chǎn)的考慮下,，干式涂布運(yùn)用的范圍小于濕式涂布。濕式涂布一般的做法是把具有各種功能的成分混合成液態(tài)涂料,，以不同的加工方式涂布在基材上,，然后使液態(tài)涂料干燥固化做成產(chǎn)品。在本文中僅討論濕式涂布技術(shù)的光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè),。

2.光學(xué)薄膜種類

光學(xué)薄膜根據(jù)其用途分類,、特性與應(yīng)用可分為：反射膜、增透膜/減反射膜,、濾光片,、偏光片/偏光膜、補(bǔ)償膜/相位差板,、配向膜,、擴(kuò)散膜/片、增亮膜/棱鏡片/聚光片,、遮光膜/黑白膠等,。相關(guān)衍生的種類有光學(xué)級保護(hù)膜、窗膜等,。

2.1反射膜

反射膜一般可分為兩類,，一類是金屬反射膜，一類是全電介質(zhì)反射膜,。此外,，還有將兩者結(jié)合的金屬電介質(zhì)反射膜，功能是增加光學(xué)表面的反射率,。

一般金屬都具有較大的消光系數(shù),。當(dāng)光束由空氣入射到金屬表面時(shí)，進(jìn)入金屬內(nèi)的光振幅迅速衰減,，使得進(jìn)入金屬內(nèi)部的光能相應(yīng)減少,，而反射光能增加。消光系數(shù)越大,，光振幅衰減越迅速,，進(jìn)入金屬內(nèi)部的光能越少，反射率越高,。人們總是選擇消光系數(shù)較大,，光學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的金屬作為金屬膜材料。在紫外區(qū)常用的金屬薄材料是鋁，在可見光區(qū)常用鋁和銀,，在紅外區(qū)常用金,、銀和銅，此外,，鉻和鉑也常作一些特種薄膜的膜料,。由于鋁、銀,、銅等材料在空氣中很容易氧化而降低性能,，所以必須用電介質(zhì)膜加以保護(hù)。常用的保護(hù)膜材料有一氧化硅,、氟化鎂,、二氧化硅、三氧化二鋁等,。

金屬反射膜的優(yōu)點(diǎn)是制備工藝簡單,，工作的波長范圍寬；缺點(diǎn)是光損大,，反射率不可能很高,。為了使金屬反射膜的反射率進(jìn)一步提高，可以在膜的外側(cè)加鍍幾層一定厚度的電介質(zhì)層,，組成金屬電介質(zhì)反射膜,。需要指出的是，金屬電介質(zhì)射膜增加了某一波長（或者某一波區(qū)）的反射率,，卻破壞了金屬膜中性反射的特點(diǎn),。

全電介質(zhì)反射膜是建立在多光束干涉基礎(chǔ)上的。與增透膜相反,，在光學(xué)表面上鍍一層折射率高于基體材料的薄膜，就可以增加光學(xué)表面的反射率,。最簡單的多層反射是由高,、低折射率的二種材料交替蒸鍍而成的,每層膜的光學(xué)厚度為某一波長的四分一。在這種條件下,，參加疊加的各界面上的反射光矢量,，振動(dòng)方向相同。合成振幅隨著薄膜層數(shù)的增加而增加,。

鋁箔反射膜Dike鋁箔隔熱卷材,，又稱阻隔膜、隔熱膜,、隔熱箔,、拔熱膜、反射膜等。由鋁箔貼面+聚乙烯薄膜+纖維編織物+金屬涂膜通過熱熔膠層壓而成,，鋁箔卷材具有隔熱保溫,、防水、防潮等功能,。鋁箔隔熱卷材的日照吸收率（太陽輻射吸收系數(shù)）極低(0.07),，具有卓越的隔熱保溫性能，可以反射掉93%以上的輻射熱,，被廣泛應(yīng)用于建筑屋面與外墻隔熱保溫,。

相對應(yīng)的是一種防反射膜，主要功效是提高光線的衍射,，使人們能夠長時(shí)間的觀看文字和圖形,。這就需要表面平滑反射少的防反射薄膜。

2.2增透膜/減反射膜

減反射膜又稱增透膜,，它的主要功能是減少或消除透鏡,、棱鏡、平面鏡等學(xué)表面的反射光,，從而增加這些元件的透光量,，減少或消除系統(tǒng)的雜散光。

減反射膜的實(shí)際應(yīng)用非常廣泛,，最常見的是鏡片及太陽能電池- 通過制備減反射膜來提高光伏組件的功率瓦值,。目前晶體硅光伏電池使用的減反射膜材料是氮化硅,，采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)，使氨氣和硅烷離子化,，沉積在硅片的表面,，具有較高的折射率，能起到較好的減反射效果,。早期的光伏電池采用二氧化硅和二氧化鈦膜作為減反射層,。

2.3濾光片

濾光片是塑料或玻璃片再加入特種染料做成的，紅色濾光片只能讓紅光通過,，如此類推,。玻璃片的折射率原本與空氣差不多，所有色光都可以通過,，所以是透明的,，但是染了染料后，分子結(jié)構(gòu)變化,，折射率也發(fā)生變化,，對某些色光的通過就有變化了。比如一束白光通過藍(lán)色濾光片,，射出的是一束藍(lán)光,，而綠光、紅光極少,，大多數(shù)被濾光片吸收了,。

濾光片產(chǎn)品主要按光譜波段、光譜特性,、膜層材料,、應(yīng)用特點(diǎn)等方式分類。

光譜波段：紫外濾光片,、可見濾光片,、紅外濾光片； 　　

光譜特性：帶通濾光片,、截止濾光片,、分光濾光片、中性密度濾光片,、反射濾光片； 　　     

膜層材料：軟膜濾光片,、硬膜濾光片,。硬膜濾光片不僅指薄膜硬度方面,更重要的是它的激光損傷閾值,所以它廣泛應(yīng)用于激光系統(tǒng)當(dāng)中。軟膜濾光片則主要用于生化分析儀當(dāng)中,?！　?/SPAN>

帶通型： 選定波段的光通過，通帶以外的光截止。 　　

短波通型(又叫低波通)：短于選定波長的光通過,，長于該波長的光截止,。 比如紅外截止濾光片，IBG-650,。 　　

長波通型(又叫高波通)：長于選定波長的光通過,，短于該波長的光截止 比如紅外透過濾光片，IPG-800,。

彩色濾光片是TFT-LCD背光模組的重要組成部分,，詳見第二章。

2.4偏光片

偏光片（Polarizing Film)的全稱應(yīng)該是偏振光片,。液晶顯示器的成像必須依靠偏振光,。偏光片的主要作用就是使不具偏極性的自然光變成產(chǎn)生偏極化，轉(zhuǎn)變成偏極光,，加上液晶分子扭轉(zhuǎn)特性,，達(dá)到控制光線的通過與否，從而提高透光率和視角范圍,，形成防眩等功能,。

偏光片可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代的液晶顯示產(chǎn)品:液晶電視、筆記本電腦,、手機(jī),、PDA、電子詞典,、MP3,、儀器儀表、投影儀等,，也可用于時(shí)尚偏光眼鏡,。其中，LCD的應(yīng)用是拉動(dòng)偏光片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要力量,。詳見第二章,。

2.5. 補(bǔ)償膜/相位差板

補(bǔ)償膜的補(bǔ)償原理，是將各種顯示模式下( TN / STN / TFT ( VA / IPS / OCB ))液晶在各視角產(chǎn)生的相位差做修正, 簡言之,，即是讓液晶分子的雙折射性質(zhì)得到對稱性的補(bǔ)償,。若要從其功能目的來區(qū)分則可略為分單純改變相位的相位差膜、色差補(bǔ)償膜及視角擴(kuò)大膜,。補(bǔ)償膜能降低液晶顯示器暗態(tài)時(shí)的漏光量,，并且在一定視角內(nèi)能大幅提高影像之對比、色度與克服部分灰階反轉(zhuǎn)問題,。

詳見第二章偏光片部分,。

2.6配向膜

配向膜是具有直條狀刮痕的薄膜,，作用是引導(dǎo)液晶分子的排列方向(圖1.1）。在已蒸上透明導(dǎo)電膜（ITO）的玻璃基版上,，用PI涂液和轉(zhuǎn)輪（roller）,，在ITO膜上印出一條一條平行的溝槽，到時(shí)候液晶可依此溝槽的方向橫躺於溝槽內(nèi),，達(dá)到使液晶呈同一方向排列之目的,。此具有一條一條方向的膜，即為配向膜,。

液晶之所以可應(yīng)用于螢?zāi)簧?，乃因其在平行分子方向與垂直分子方向之誘電率不同，因此可用電場驅(qū)動(dòng)之,，另一方面,，由于液晶也具有視分子方向而變化之折射率（也就是具有雙折射），可改變偏極光之偏極方向,，最后更因液晶與配向膜之界面有很強(qiáng)之作用力（AnchoringStrength）,，在電場關(guān)閉后液晶就靠著彈性系數(shù)（恢復(fù)力）而恢復(fù)到原來之排列，由此可知沒有配向膜之存在,，液晶是無法工作的,。但在液晶螢?zāi)恢畱?yīng)用上，其液晶分子與配向膜表面呈某一角度的傾斜(即預(yù)傾角,，PretiltAngle),，如此才能達(dá)到均一配向的效果。

配向膜涉及的涂布非卷式濕法涂布,，方式有傳統(tǒng)的定向刷磨法和現(xiàn)在的UV光配向法,、電子漿配向和離子束配向。

圖1.1 配向膜

2.7擴(kuò)散膜

擴(kuò)散膜為TFT-LCD背光模塊中之關(guān)鍵零組件,能夠?yàn)橐壕э@示器提供一個(gè)均勻的面光源,一般傳統(tǒng)的擴(kuò)散膜主要是在擴(kuò)散膜基材中,加入一顆顆的化學(xué)顆粒,作為散射粒子,而現(xiàn)有之?dāng)U散板其微粒子分散在樹脂層間,所以光線在經(jīng)過擴(kuò)散層時(shí),會(huì)不斷于2個(gè)折射率相異的介質(zhì)中穿過,故光線就會(huì)發(fā)生許多折射,、反射與散射的現(xiàn)象,如此便造成了光學(xué)擴(kuò)散的效果,。詳見第二章。

2.8.增亮膜/棱鏡片/聚光片

增亮膜又叫棱鏡片（Prism Sheet）,常簡稱BEF（Brightness Enhancement Film）,，為TFT-LCD背光模塊中之關(guān)鍵零組件,，主要是借由光的折射與反射原理，利用棱鏡片修正光的方向,，使光線正面集中,，并將視角外未被利用的光線可以回收與利用，同時(shí)提升整體輝度與均勻度,，達(dá)到增亮的效果,，又稱聚光片。復(fù)合型光學(xué)膜,，主要是將原本聚光片的功能與擴(kuò)散功能加以整合,，如此將可減少使用1片擴(kuò)散片，有利於下游廠商簡化背光設(shè)計(jì),、節(jié)省工序,、降低成本，同時(shí)亮度效率還可提升,。對於光學(xué)膜廠商來說,，雖然復(fù)合型增亮膜會(huì)取代傳統(tǒng)聚光片（增亮膜），但單價(jià)和利潤都較佳,。

2.9.遮光膜/黑白膠

黑白遮光膠|遮光膜主要應(yīng)用于背光源上,，起固定,、遮光作用(遮掉邊光和燈位的光)，也叫遮光片、黑白膜,，簡稱黑白膠(可說是種雙面膠帶）。相對TFT-LCD所使用的背光源遮光要求較高,，所以大部分的黑白膠都應(yīng)用在TFT-LCD的背光源上面,。除黑白膠外，還有黑黑膠（雙面為黑色）,，主要作用仍然是固定,，遮光；黑銀膠（單面黑色,，單面銀色）,，除遮光外，銀色面有反射作用,。相對黑白膠是LCD市場的主流產(chǎn)品,。黑面與白面的粘性對比，白面需要更大一些,，因?yàn)榘酌媾c橡膠框相連接,，而黑面與玻璃相連接，相對玻璃對膠的附著性,，橡膠框更差一些,，所以需要白面的粘性更大來保證整個(gè)模組的穩(wěn)定性。

第二章 TFT-LCD產(chǎn)業(yè)鏈的光學(xué)薄膜

1. TFT-LCD產(chǎn)業(yè)概述

TFT(Thin Film Transistor)-LCD是指液晶顯示器上的每一液晶像素點(diǎn)都是由集成在其后的薄膜晶體管來驅(qū)動(dòng),，可實(shí)現(xiàn)高速度,、高亮度、高對比度地顯示屏幕信息,，是目前平板顯示技術(shù)（FPD）中最為成熟的主流技術(shù),，市場應(yīng)用最為廣泛。而TN型,，STN型液晶相對落后,。TN型（扭曲向列型）是利用有液晶分子扭曲90度實(shí)現(xiàn)顯示,，STN型（超扭曲向列型）是以液晶分子扭曲180-270度實(shí)現(xiàn)顯示。

根據(jù)DisplaySearch的統(tǒng)計(jì),，LCD顯示器約占平板顯示市場88%的份額,。PDP雖然已形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，但遠(yuǎn)不及TFT-LCD的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,，OLED正處于產(chǎn)業(yè)化的前期階段,，而FED、EPD正處于技術(shù)開發(fā)和中試階段,?？梢哉J(rèn)為，在未來相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)仍將占據(jù)平板顯示市場的大部分份額,。

一般42"TV面板的材料成本構(gòu)成分別為：背光板模組占25%,、彩色濾光片占16%、偏光片占8%,、玻璃基板占7%,、液晶占3%、IC驅(qū)動(dòng)器占3%,。

在TFT-LCD產(chǎn)業(yè)鏈（圖2.1）中,，上游成本占75-80%。TFT產(chǎn)業(yè)里的利潤也主要集中在上游材料領(lǐng)域,，毛利率比較穩(wěn)定,，一般在15%左右。我們的目標(biāo)客戶群就是上游材料中應(yīng)用到卷式濕法涂布的偏光片及背光模組里的擴(kuò)散膜,、增亮膜等的制造商,。

圖2.1 TFT-LCD產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D

1.1 TFT-LCD的結(jié)構(gòu)及制程

目前LCD主要由彩色濾光片基板(Color filter, CF)、TFT數(shù)組(TFT Array) 基板和背光模塊(Backlight)三大部分所組成,。

圖2.2 LCD面板的構(gòu)成（一）

圖2.3 LCD面板的構(gòu)成（二）

圖2.4 LCD面板的構(gòu)成（三）

 TFT Array玻璃上面有無數(shù)的畫素(pixel)排列,，彩色濾光片則是畫面顏色的來源。LCD一般于上下透明電極間灌入液晶層,，夾在TFT Array玻璃與彩色濾光片這兩片玻璃基板之間,。當(dāng)電壓施於TFT(電晶體)時(shí)，液晶轉(zhuǎn)向,，光線便穿過液晶在面板上產(chǎn)生一個(gè)畫素,，此光源由背光模組負(fù)責(zé)提供。而欲使背光模塊產(chǎn)生并透過液晶的光線具有不同的顏色,，那就需要紅,、藍(lán)、綠(R/B/G)三種顏色的色阻成膜在彩色濾光片玻璃上，搭配灰階產(chǎn)生全彩效果,。例如,，當(dāng)屏幕顯示藍(lán)天的時(shí)候，有電晶體的ITO玻璃就會(huì)發(fā)出訊號,，只讓藍(lán)光可以穿透彩色濾光片,，而將紅色光及紅色光留在顯示器里面。這樣我們在顯示器上就只能看到藍(lán)色的光了,。

在分別完成TFT基板和CF基板制作后，接著將CF上板與TFT下板間灌注厚度約3~4um液晶并對組貼合,，最后附上偏光板(Polarizer),，此段制程稱為「LCD制程」；而最后的「LCM制程」,，其為驅(qū)動(dòng)IC以及控制電路板(PCBA)與玻璃基板的連接 (JI Process),，之后再與背光模塊進(jìn)行組裝(MA Process) ，最后就是模塊的點(diǎn)燈檢測,。

圖2.5 TFT,CF基板制程

1.2 LCD液晶面板技術(shù)

* TN+Film用于入門和中級解決方案

優(yōu)點(diǎn)：流程簡易,、高透光度、高反應(yīng)速率,、功耗低

改進(jìn)點(diǎn)：視角,、色差、對比度

常用于筆記本電腦,，不適用于液晶電視

TN全稱為Twisted Nematic(扭曲向列型)面板,，低廉的生產(chǎn)成本使TN成為了應(yīng)用最廣泛的入門級液晶面板，在目前市面上主流的中低端液晶顯示器中被廣泛使用,。目前的TN面板多是改良型的TN+film,，film一般是廣視角TAC膜，用于彌補(bǔ)TN面板可視角度的不足,。TN面板屬于軟屏,，用手輕輕劃會(huì)出現(xiàn)類似的水紋。TN面板的可視角很小,，不超過160°,。

注意這里的TN/VA/IPS的區(qū)別于TN/STN/TFT，前者是在面板顯示技術(shù)的區(qū)別,，后者是液晶材料和顯示模式的不同,。

*VA用于中級至高級解決方案

優(yōu)點(diǎn)：高透光度,、高反應(yīng)速率、黑白對比度相當(dāng)高,。

改進(jìn)點(diǎn)：補(bǔ)償膜的成本,、過程復(fù)雜、色差品質(zhì)

不適用于平板電腦

VA面板是現(xiàn)在高端液晶應(yīng)用較多的面板類型,，屬于廣視角面板,，也是軟屏。VA類（Vertical Alignment垂直配向）又可分為由富士通主導(dǎo)的MVA（Multi-domain Vertical Alignment象限垂直配向）技術(shù)和由三星開發(fā)的PVA（Patterned Vertical Alignment圖像垂直調(diào)整）技術(shù),，其中后者,，也是目前市場上最多采用的類型。

MVA是利用突出物使液晶靜止時(shí)并非傳統(tǒng)的直立式,，而是偏向某一個(gè)角度靜止,；當(dāng)施加電壓讓液晶分子改變成水平以讓背光通過則更為快速，這樣便可以大幅度縮短顯示時(shí)間,，也因?yàn)橥怀鑫锔淖円壕Х肿优湎?，讓視野角度更為寬廣。通過技術(shù)授權(quán),，臺(tái)灣的奇美電子(奇晶光電),、友達(dá)光電等面板企業(yè)采用的是MVA技術(shù)。PVA是MVA的繼承和改良,，采用透明的ITO電極代替MVA中的液晶層突出物,，透明電極可以獲得更好的開口率，最大限度減少背光源的浪費(fèi),。這種模式大大降低了液晶面板出現(xiàn)“亮點(diǎn)”的可能性,，被日美廠商廣泛采用

*IPS用于高階解決方案

優(yōu)點(diǎn)：色彩穩(wěn)定性高、流程簡易

改進(jìn)點(diǎn)：漏光問題比較嚴(yán)重,，黑色純度不夠,，要比PVA稍差，需要依靠光學(xué)膜的補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)更好的黑色,。透光率較低,，功耗較高。

IPS(In-Plane Switching,，平面轉(zhuǎn)換)技術(shù)是日立公司于2001推出的液晶面板技術(shù),。IPS面板屬于硬屏，最大的特點(diǎn)就是它的兩極都在同一個(gè)面上,，而不象其它液晶模式的電極是在上下兩面,，立體排列。由于電極在同一平面上，不管在何種狀態(tài)下液晶分子始終都與屏幕平行,，會(huì)使開口率降低,，減少了透光率，所以會(huì)需要更多的背光燈,。

VA, IPS主要是通過改變液晶排列的方向,，達(dá)到廣視角效果，而TN需通過加不同的補(bǔ)償膜來達(dá)到廣視角,。

2. 偏光片

2.1. 偏光片的原理及作用

偏光片由美國Polaroid公司的Edwin H. Land在1938年所發(fā)明,，是將一般不具有偏極性的自然光變成偏振光的光學(xué)元件。所有的液晶面板都有上下兩片偏光片,，其中一個(gè)是起偏器,，一個(gè)是檢偏器。偏光片起到光開關(guān)的作用,，液晶顯示器必須依靠偏振光才可成像。背光模組負(fù)責(zé)為液晶屏顯像提供最基本的光源,，但送出來的光線方向性不一致,，呈放射狀，如果這樣的光線通過液晶分子的扭轉(zhuǎn),，我們在屏幕上看到的可能是白茫茫的一片,，或者是花花綠綠的色塊。下偏光片則承擔(dān)了將光線的方向規(guī)范成一致后再送往液晶層的工作,。液晶分子在TFT控制下發(fā)生扭轉(zhuǎn),，達(dá)到將方向一致的光線通亮進(jìn)行控制，從而在通往后面像素單元的光線明暗度發(fā)生了改變,。液晶本身沒有顏色,所以用濾色片產(chǎn)生各種顏色,。原本方向一致光線經(jīng)過了液晶層的扭轉(zhuǎn)后又變得方向不一致，所以如果不把呈漫射狀的光線再次規(guī)整,，則在屏幕前看到的依然是白茫茫一片,，被液晶扭轉(zhuǎn)過了的光線并沒有體現(xiàn)出來，所以必須在此將漫射光進(jìn)行規(guī)整,，使用一片與下偏光片偏光方向正交偏光片將經(jīng)過液晶扭轉(zhuǎn)的光心重新進(jìn)行偏轉(zhuǎn),，不同角度的光線經(jīng)過上偏光板的亮度不同，所以我們可以在屏幕上可以看到明暗交替畫面,，因?yàn)楸黄D(zhuǎn)的光線是經(jīng)過了彩色濾色片的彩色光,，所以我們在屏幕前可以看到我們需要的圖像。

圖2.6 偏光片原理示意圖（一）

圖2.7 偏光片原理示意圖（二）（TN型)

圖2.7 偏光片原理示意圖（二）

2.2 偏光片的結(jié)構(gòu)及類別

偏光片是一種復(fù)合膜,，是由偏光膜,、內(nèi)保護(hù)膜、壓敏膠層及外保護(hù)膜組成。其基本結(jié)構(gòu)是由兩面三醋酸纖維素膜（TAC）夾一層能產(chǎn)生偏振光線的聚乙烯醇膜(PVA),。市場上主要有以下幾種類型的偏光片：透射式偏光片,、反射式偏光片（屬于增亮膜的一種）、半透過半反射式偏光片,、補(bǔ)償型偏光片,，表面一般經(jīng)過防眩（AG）或減反射（AR）處理。在使用的壓敏膠中加入阻止紫外線通過的成份,，則可制成防紫外線偏光片,。對使用的壓敏膠、PVA膜或TAC膜著色,，即為彩色偏光片,。

圖2.8 偏光片的基板組合示意圖

透射式

反射式/半透過式

補(bǔ)償型

2.3 偏光片的工藝

世界上各國偏光片的工藝方法都相差無幾，只是在使用原材料和具體技術(shù)細(xì)節(jié)方面各有特點(diǎn),。技術(shù)主流是碘系延伸法,。

偏光板的制作有延伸法及涂布法，其中延伸法是主流工藝,。偏光片生產(chǎn)技術(shù)以PVA膜的延伸工藝劃分,，有干法和濕法兩大類。干法是指PVA膜是在具有一定溫度和濕度條件的蒸汽環(huán)境下進(jìn)行延伸,，早期使用的目的是可以提高工藝的生產(chǎn)效率,，使用幅寬較大的PVA膜進(jìn)行生產(chǎn)而不至于經(jīng)常斷膜。但這種工藝的局限性在于PVA膜在延伸過程中的均勻性受到限制,，因此所形成的偏光片原膜的復(fù)合張力,、色調(diào)的均勻性和耐久性不易穩(wěn)定，因而實(shí)際應(yīng)用較少,。濕法是指PVA膜是在一定配比的液體中進(jìn)行染色,、拉伸的工藝方法。這種工藝早期的局限性在于PVA膜在液體中延伸的穩(wěn)定控制難度較大,，因此加工時(shí)PVA膜容易斷膜,，且PVA膜的幅寬受到限制。但隨著改進(jìn),，濕法工藝的局限性已得到極大的改進(jìn),。從20世紀(jì)90年代末起，日本偏光片企業(yè)已普遍采用幅寬1330mm的TAC膜用濕法工藝,。特別是由于大尺寸TFT-LCD產(chǎn)品的大規(guī)模普及,，為提高偏光片產(chǎn)品的利用率，以1330mm基本寬度已成為液晶用偏光片生產(chǎn)的基本方法,。

以PVA膜染色方法劃分,，偏光片有碘染色法和染料染色法兩種工藝,。碘染色法是指在偏光片染色、拉伸過程中,，使用碘和碘化鉀作為二向性介質(zhì)使PVA膜產(chǎn)生極性化偏光特性,。優(yōu)點(diǎn)是比較容易獲得99.9%以上的高偏光度和42%以上高透過率的偏光特性。所以在早期的偏光材料產(chǎn)品或需要高偏光,、高透過特性的偏光材料產(chǎn)品中大多都采用碘染色工藝進(jìn)行加工,。但這種工藝的不足之處就是由于碘的分子結(jié)構(gòu)在高溫高濕的條件下易于破壞，因此使用碘染色工藝生產(chǎn)的偏光片耐久性較差,，一般只能滿足干溫：80℃×500HR,，濕熱：60℃×90%RH×500HR以下的工作條件使用。但隨著 LCD 產(chǎn)品范圍的擴(kuò)大,對偏光產(chǎn)品的濕熱工作條件的要求越來越苛刻,，已經(jīng)出現(xiàn)在100℃和90%RH條件下工作的偏光片需求,。對這種要求，碘染色工藝就無能為力了,。為滿足這種技術(shù)要求,，首先由日本化藥公司發(fā)明了偏光片生產(chǎn)所需的染料,，并由日本化藥的子公司日本波拉公司生產(chǎn)了染料系的高耐久性偏光片產(chǎn)品,。利用二向性染料進(jìn)行偏光片染色工藝所生產(chǎn)的偏光片產(chǎn)品，目前最高可以滿足干溫：105℃×500HR,，濕熱：90℃×95%RH×500HR以下的工作條件的使用要求,。但這種工藝方法所生產(chǎn)的偏光片產(chǎn)品一般偏光度和透過率較低,，其偏光度一般不超過90%,、透過率不超過40%，且價(jià)格昂貴,。

綜上所述：

碘系偏光片：容易獲得高透過率,、高偏振度的光學(xué)特性，但耐高溫高濕的能力較差,。價(jià)格比較便宜,所以市場占有率高達(dá)80%~90%, 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,如:手表,計(jì)算機(jī),PC,OA機(jī)器等,所需LCD都大量采用碘系偏光片,。
       染料系偏光片：不容易獲得高透過率、高偏振度的光學(xué)特性,，但耐高溫高濕的能力較好,。所以在汽車,船舶,航空器,戶外量測儀器上就得采用此類耐久性偏光片。

2.4 偏光片的生產(chǎn)流程

染色,延伸,貼合,干燥為最主要的步驟,其中染色材料配方是重要的技術(shù)關(guān)鍵,。另外PVA的延伸定向控制也會(huì)影響偏光膜的光學(xué)特性,。高分子膜在經(jīng)過延伸之后,通常機(jī)械性質(zhì)會(huì)降低,變得易碎裂； 且PVA膜具有親水性,，在濕熱的環(huán)境下很快會(huì)變形,、收縮,、衰退，所以在偏光基體PVA延伸完后,要在兩側(cè)貼上三醋酸纖維(TAC)所組成的透明基板,一方面可做保護(hù),一方面則可防止膜的回縮,。

其生產(chǎn)流程示意圖如下：

圖2.9 預(yù)處理：

    圖2.10 拉伸復(fù)合：

圖2.11 涂布

2.5 偏光片的增值功能

面對各偏光廠幾乎接近無差異化技術(shù),，多數(shù)面板廠也已扶持自身之偏光廠。因此,，研發(fā)新型非碘系延伸偏光片技術(shù)與廣視角位相差膜技術(shù)也是各偏光廠脫離紅海的方向,。如日東電工在2006年開發(fā)的具有相位差補(bǔ)償功能的涂覆技術(shù),專門面向VA(vertical alignment)模式的液晶面板。通過在偏光板制成后緊接著薄薄地涂一層樹脂,即可使其具有相位差補(bǔ)償功能,。以前的做法是將偏光板與多枚相位差補(bǔ)償薄膜貼合在一起,。

由于偏光片是面板最外層的膜，所以要添加保護(hù)膜,。此外,，許多光學(xué)特性亦被加注在TAC膜/偏光片上。單純不具備任何光學(xué)功能的TAC膜一般稱為normal-TAC,，僅被賦予支撐PVA的功能,。最外層的TAC膜，需增加防眩AG,、抗/減反射AR/LR處理等,，以改善屏幕在外界強(qiáng)光環(huán)境下的顯像品質(zhì)。AG處理是將微粒子分散在樹脂內(nèi),，利用微粒子的大小與覆膜制程控制表面凹凸形狀,；AR處理是在偏光膜片的表面堆疊誘電體薄膜- 多層光學(xué)干涉層，方法主要有涂布和真空蒸鍍（金屬膜）,。廣視角TAC膜（WV TAC）多用于LCD監(jiān)視器及NB,，被FUJI FILM寡占，不但價(jià)格昂貴而且取得不易,。

在制造工藝上,，光學(xué)干涉層的制造方法分干式和濕式法；干式包括真空蒸鍍法,、濺射法,，在顯示器上應(yīng)用的多是表面物性強(qiáng)的金屬氧化物薄膜。干式法原來一直采用間歇處理,，近年來也應(yīng)用了連續(xù)處理薄膜的方法,，但是設(shè)備成本高，生產(chǎn)性低,，價(jià)格非常高,。濕式法有旋轉(zhuǎn)涂布、浸潰涂布等間歇處理和凹版印刷涂布,、輥筒式,、擠出式等連續(xù)處理,。旋轉(zhuǎn)涂布、浸漬涂布一直用于CRT的AR處理,，隨著各種顯示器不斷平板化,，對光學(xué)膜需求增加，降低成本的要求日益增強(qiáng),。通過連續(xù)處理的涂布法涂布的光學(xué)膜成本低,，供給能力強(qiáng)等。

圖2.12 TFT-LCD 偏光片結(jié)構(gòu)的分類

2.5.1 補(bǔ)償膜/相位差膜

以終端產(chǎn)品應(yīng)用上來區(qū)分,，廣視角TAC膜是應(yīng)用在液晶監(jiān)視器,，NB及部分20.1寸以下液晶電視等產(chǎn)品,，而補(bǔ)償膜是專為液晶電視所設(shè)計(jì),。

目前市面上已量產(chǎn)及開發(fā)中的補(bǔ)償膜/相位差膜包括N-TAC(KONICA),X-PLATE(日東電工），M-TAC（FUJI FILM),COP(Zeoron,Arton)等,。與廣視角TAC膜市場情況不同的是,，補(bǔ)償膜的市場競爭者眾多且變化快速,。Konica的N-TAC最先被TFT面板廠廣泛采用,，后被日東電工的X-Plate逐漸取代,，成為國內(nèi)TV偏光片主流,。 Zeon(Zeoron),日本合成橡膠JSR(Arton)兩家日系廠商則舍棄傳統(tǒng)的TAC膜而采用COP膜為基材,旨在避開TAC膜供應(yīng)吃緊時(shí),，原料取得不易的困境(圖2.13)：

圖2.13 補(bǔ)償膜的發(fā)展及競爭狀況

2.6 偏光片產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

2.6.1 全球產(chǎn)業(yè)綜述

2009年,，全球TFT-LCD用光學(xué)膜出貨面積估計(jì)達(dá)到5.43億平方米,，出貨金額達(dá)91億美元，其中偏光片占了所有類型光學(xué)膜三分之一出貨面積以及將近三分之二產(chǎn)值,。從需求結(jié)構(gòu)上看,，大尺寸偏光片將在偏光片市場占主導(dǎo)地位。從應(yīng)用類型上看,，LCD TV的偏光片需求將是大尺寸偏光片的主要應(yīng)用,。在LCD TV的驅(qū)動(dòng)下，偏光片市場將維持穩(wěn)定的成長,，預(yù)估2010 年,、2011 年與2012年整體產(chǎn)值分別達(dá)59.54 億美元,、62.49 億美元與64.36 億美元，年增率分別達(dá)4%,、5%與3%（圖2.14）,。

圖2.14 全球偏光片市場狀況（2007-2012)

日本企業(yè)在偏光片生產(chǎn)上居于全球領(lǐng)先地位，在技術(shù)上更是居于壟斷地位,。尤其是生產(chǎn)偏光片所需的關(guān)鍵原材料方面,，日本企業(yè)對技術(shù)和生產(chǎn)的嚴(yán)密控制保證了其在市場上的獨(dú)占地位。TAC膜,、PVA膜,、AG膜和光學(xué)補(bǔ)償膜的技術(shù)和市場被日本絕對掌控。TAC膜和PVA膜分別占到偏光片原材料成本的54%和17%,。 起初,，僅FUJI FILM和KONICA能夠生產(chǎn)TAC膜，后臺(tái)灣新光合成纖維的子公司達(dá)輝光電,、國內(nèi)的樂凱和南韓曉星(Hyosung)也可以生產(chǎn),。但是FUJILIM和KONICA的市場占有率仍有65%和23%左右，兩者占據(jù)近全球90%的份額,。目前全球TAC薄膜產(chǎn)能為12億平方米左右,。雖然PVA是常見的化學(xué)材料，但是偏光片用的PVA目前僅日本的KUARARY和合成化學(xué)能夠制造,，價(jià)格高達(dá)20美金每平米,。KURARAY占據(jù)了全球約80%的市場份額。最近有傳國內(nèi)最大的PVA廠商皖維高新計(jì)劃從日本引入偏光用PVA膜技術(shù),，年產(chǎn)300萬平米,，投資40億日元。另外在偏光片的其他原材料膜方面,，日本也居于壟斷地位,，例如，90%AG膜市場由日東電工和大日本印刷占據(jù),。

偏光片市場占有率前三名依次為韓國LG化學(xué),、日本日東電工、日本住友化學(xué),。韓國企業(yè)于2000年開始進(jìn)軍TFT用偏光片市場,，首家廠商LG化學(xué)于2000年3月量產(chǎn)。盡管在偏光片的技術(shù)上有一定的實(shí)力,，但是其在偏光片關(guān)鍵原材料方面的技術(shù)仍與日本差距較大,。我國臺(tái)灣企業(yè)雖然在偏光片的生產(chǎn)上有一定規(guī)模，但其技術(shù)完全依賴于日本,，實(shí)際是日本企業(yè)的加工廠,。我國內(nèi)陸企業(yè)在偏光片領(lǐng)域生產(chǎn)規(guī)模較小,，主要供應(yīng)TN-LCD用和部分STN-LCD用偏光片。但已有報(bào)道稱深紡織集團(tuán)的盛波光電及深圳三利譜于2011年上TFT-LCD用偏光片生產(chǎn)線,。從全球角度來看,，中國的面板生產(chǎn)2010-2012年在全球的占比分別是3-5%、9%,、20-22%,。而國內(nèi)生產(chǎn)偏光片在全球占比目前只有1%，發(fā)展空間巨大,。

3. 背光光學(xué)膜

3.1 背光模組簡介

背光模組（BLU, Back Light Unit)主要由光源(冷陰極螢光管CCFL/發(fā)光二極體LED等),、反射板(Reflector)、導(dǎo)光板(LGP,Light guide plate),、擴(kuò)散膜,、增亮膜/棱鏡片及外框等組件組裝而成(圖2.15）。背光模組實(shí)際是由一層層光學(xué)膜片所組成,，通過光源,，經(jīng)過模組中各種膜片材料對光的功能作用，實(shí)現(xiàn)對光能的重新分配,。由于背光光源必須使用反射膜,、擴(kuò)散膜等等的光學(xué)薄膜，來達(dá)到光源平均投射的目的,，但是往往產(chǎn)生光耗損的現(xiàn)象,。根據(jù)研究，從傳統(tǒng)背光光源出來的光是100％的話,，經(jīng)過反射膜,、擴(kuò)散膜等光學(xué)薄膜后，只會(huì)有約60％的光通過背光模組進(jìn)入到偏光膜,，最后經(jīng)過液晶,、Surface出來只剩下4-8％左右的光。

圖2.15 背光模組的結(jié)構(gòu)（CCFL側(cè)入式）

在面板中,，背光模組（約20-30%）是成本最高的零組件,。對于BLU，15"-17"約20-25%,，30寸以上則達(dá)25%以上,。隨著大尺寸面板時(shí)代的來臨,，其在面板成本結(jié)構(gòu)中的地位也越來越重要,。而其光學(xué)膜也占背光模組近40%的成本，舉足輕重（圖2.16）,。

圖2.16 背光模組的成本構(gòu)成

圖2.17 背光光學(xué)膜市場規(guī)模

3.1.1光源

CCFL可以簡單理解為在屏幕背設(shè)置幾根長形燈管,，而LED則可以簡單理解為在屏幕后設(shè)置許多矩形發(fā)光二極管,。CCFL的背光設(shè)計(jì)主要有兩種：“側(cè)入式”與“直落式”，但由于側(cè)入式因光導(dǎo)設(shè)計(jì)使得光折損率較高,，進(jìn)而讓背光亮度受限,，面板尺寸越大時(shí)亮度就越低。通常情況下,，大尺寸LCD通常都是直落式的,。在液晶面板中，消耗電源最多的部份就是背光模塊,。LED背光可以在較低的功耗下,，達(dá)到更高的色彩飽和度和亮度，顯示器可以做得很薄,，已成為中小尺寸TFT-LCD面板中的主流背光源,。

3.1.2 導(dǎo)光板

導(dǎo)光板（LGP）絕大多數(shù)材料為PMMA，作用在于引導(dǎo)光的散射方向,，用來提高面板的輝度,，并確保面板亮度的均勻性，因此導(dǎo)光板的設(shè)計(jì)與製造攸關(guān)背光模組光學(xué)設(shè)計(jì)與輝度,、均細(xì)度的控制,，為背光模組最主要的技術(shù)與成本所在。

3.2 擴(kuò)散膜

3.2.1 擴(kuò)散膜原理及作用

在LCD模組中,，將 CCFL的線性光源或 LED的點(diǎn)狀光源均勻轉(zhuǎn)換成面光源時(shí),，需藉由擴(kuò)散材料如擴(kuò)散膜,，使光線形成漫射來達(dá)到勻光的效果,。LCD擴(kuò)散膜其原理系利用光在不同折射率的介質(zhì)中穿過，光線產(chǎn)生許多折射,、反射,、散射的現(xiàn)象,，于是造成光學(xué)擴(kuò)散的效果（圖2.18）

圖2.18 擴(kuò)散膜原理

一般而言，LCD需要兩片擴(kuò)散膜,，上擴(kuò)散膜（透明白色）與下擴(kuò)散膜（白色）各一,。下擴(kuò)散膜主要功能是集光、遮蔽導(dǎo)光板印刷網(wǎng)點(diǎn)或線光源,、燈管黑影,；上擴(kuò)散膜具高光穿透能力，可改善視角,、增加光源柔和性,，兼具擴(kuò)散及保護(hù)稜鏡片的功能，加工易有損傷，要求更高,。在背光模組材料中,，相較于稜鏡片等光學(xué)膜片，擴(kuò)散膜所占成本比重雖不高,，但在LCD TV高亮度規(guī)格要求下,，電視產(chǎn)品顯示出的均勻度與亮度主要受擴(kuò)散材料的品質(zhì)影響下，擴(kuò)散膜的重要性自是不言可喻,。

3.2.2 擴(kuò)散膜的工藝

擴(kuò)散膜按制作方法分類,，有涂布式及非涂布式兩種。其中涂布式擴(kuò)散膜又分為散射粒子型的濕法涂布和表面微結(jié)構(gòu)型的UV涂布,。涂布擴(kuò)散膜具有透光率較高,，霧度調(diào)節(jié)范圍大，外觀質(zhì)量好,，為高端背光源產(chǎn)品的擴(kuò)散膜首選品種,。擴(kuò)散膜按形態(tài)分，有卷料和片料兩種,。我們的客戶群在母卷制作的廠家,。

市面上的擴(kuò)散膜結(jié)構(gòu)大同小異，從上至下分別是：擴(kuò)散層——基材——隔離層,。特殊一點(diǎn)的有,，底部光背光源用擴(kuò)散膜在基材上下各有一層擴(kuò)散層，在下擴(kuò)散層的下面一般還具有粘接層,?；耐ǔ橥该鞴鈱W(xué)級PET薄膜，厚度有25,、38,、50、75,、100,、125、150,、188um幾個(gè)規(guī)格,。

散射粒子型的涂布原料是擴(kuò)散微粒+粘合劑（壓克力樹脂）（圖2.19）。散射粒子可以是無機(jī)粒子或合成的高分子粒子,，涂層經(jīng)高溫烘干去除溶劑,、硬化。此類擴(kuò)散膜的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)技術(shù)成熟,，廣為市場接受,，粘合劑樹脂材料容易取得。缺點(diǎn)是涂料含有溶劑，溶劑揮發(fā)度不同易造成涂層不均,；含溶劑之廢氣的處理問題,；烘干溶劑需消耗能源且制程時(shí)間長,；散射粒子與溶劑,、樹脂接著力不佳；粒子分布均勻度難以控制,；干燥過程易受溫濕度影響,。

表面微結(jié)構(gòu)型擴(kuò)散膜是在PET膜上涂布一層UV感光材料，經(jīng)刻有微結(jié)構(gòu)的鋼輪（結(jié)構(gòu)輪）壓印,，將微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到感光材料上,，再經(jīng)紫外線硬化即可。

圖2.19 擴(kuò)散膜的生產(chǎn)工藝（散射粒子型）

    對擴(kuò)散膜涂布機(jī)的總體要求是：

1）合理的結(jié)構(gòu)和尺寸：目前擴(kuò)散膜涂布方式主要有3種,，即刮刀輥涂布,、計(jì)量輥涂布和噴膠涂布。具體使用哪一種要看所用膠水的性質(zhì),、粘度和固含量,。刮刀輥涂布具有涂布厚度調(diào)節(jié)范圍大，適應(yīng)涂布厚度10~30nm,，涂料粘度20~100s的各類膠水的涂布,。計(jì)量輥涂布有線輥和網(wǎng)紋輥涂布，適應(yīng)涂布厚度在10 nm左右,，粘度低于20s的各類膠水的涂布,。噴膠涂布不適合油性膠的涂布，特別適合低粘度的水性膠和UV膠的涂布,。涂布機(jī)的幅寬通常在1米左右,，確定幅寬需要考慮基材寬度、生產(chǎn)率及設(shè)備制造能力等因素,。擴(kuò)散膜涂布機(jī)的涂布速度一般為10~40米之間,，速度太低產(chǎn)能不高，速度太高不利于觀察涂布中的缺陷,。

烘箱的干燥方式有熱風(fēng)式和光固式（UV）兩類,，烘道的長度主要與涂料干燥性能和要求的涂布速度有關(guān)。擴(kuò)散膜涂布機(jī)一般只采用其中一種烘道,，有的則兩者都有,。這樣做的目的是使涂布機(jī)對涂料種類的適應(yīng)性廣泛。因?yàn)?，烘道的種類完全是由擴(kuò)散膜涂料的種類決定的,。對于熱風(fēng)烘道，擴(kuò)散膜涂布對溫度的要求是一樣的：最高溫度120℃、溫度控制精度≤5℃,、初始升溫時(shí)間≤30分鐘,。烘道內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有氣浮式（無接觸）和輥筒式兩種。有條件的最好設(shè)計(jì)成氣浮式烘箱,。對于輥道式烘箱的托輥,，設(shè)計(jì)時(shí)要充分采用避免擦傷膜片的技術(shù)。

2）較高的精度和表面質(zhì)量要求：擴(kuò)散膜涂布機(jī)屬于精密涂布機(jī)范疇,。由于擴(kuò)散膜是一種透明度很高的光學(xué)膜片,，在涂布時(shí)，局部稍微有點(diǎn)厚度不均,，馬上就可用眼睛看出膜片上有明暗不一的缺陷,。一般擴(kuò)散膜技規(guī)給出的厚度誤差為±5%，減去基材厚度誤差的1%后,，還剩下4%,，涂布厚度通常在10~20um?？梢姅U(kuò)散膜對涂布機(jī)的精度要求是很高的,，涂布誤差小于3um。表面質(zhì)量要求包括細(xì)小的表面粗糙度,、很高的表面硬度和很高的表面抗腐蝕性能,。

3）符合在凈化車間使用的要求：擴(kuò)散膜涂布機(jī)所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量要求，決定擴(kuò)散膜涂布機(jī)必須在凈化車間生產(chǎn),。

因此,，從擴(kuò)散膜的涂布工藝分析，氣浮式烘箱的優(yōu)質(zhì)客戶群是應(yīng)用到熱風(fēng)干燥生產(chǎn)的擴(kuò)散膜生產(chǎn)商,。

3.2.3 擴(kuò)散膜產(chǎn)業(yè)狀況

2008年盡管受到金融危機(jī)的影響,全球擴(kuò)散膜的市場規(guī)模仍然達(dá)到了5.22億美元,。擴(kuò)散膜片的主要營收來源亦來自大尺寸應(yīng)用的貢獻(xiàn)，約占95%,，其中 LCD TV的應(yīng)用為4成,，預(yù)估至2012 年可超過5成。

擴(kuò)散膜原本由Keiwa,、Kimoto,、Tsujiden等日本廠商所掌控，但近年在韓國SKC,、Shinwha的積極搶攻下,，除Keiwa 仍位居領(lǐng)導(dǎo)地位外，其余已拱手讓給韓國廠商,。Keiwa向來在 LCD Monitor的上擴(kuò)散片擁有極大的市占率,，有鑒于下游客戶的成本考量,，上擴(kuò)需求有減少趨勢，未來該公司將加強(qiáng)擴(kuò)大下擴(kuò)散膜片的占有率,。Tsujiden是90年代首次推出擴(kuò)散膜產(chǎn)品的廠商,。此外，有別于日本其他競爭廠商在海外尋找當(dāng)?shù)睾献鲝S以進(jìn)行后段加工制程的策略,，則多堅(jiān)持公司本身從開發(fā),、生產(chǎn)、加工的一貫作業(yè)體制,，該公司應(yīng)用在筆記型電腦的下擴(kuò)產(chǎn)品占有極高比重,，2002年1月于昆山設(shè)立裁切廠(100%Tsujiden出資),。 Kimoto則在行動(dòng)電話與LCD TV的應(yīng)用上大幅斬獲,，目前亦積極擴(kuò)大筆記型電腦等相關(guān)應(yīng)用市場。Kimoto主要生產(chǎn)地點(diǎn)除了日本國內(nèi)的三重與茨城兩工廠外,，在美國亦有兩條生產(chǎn)線,。

在韓國市場上，SKC 原系 PET 底材的供應(yīng)商,，是韓國第一家制造擴(kuò)散膜的本土廠商,，國內(nèi)主要客戶為 LPL，因先進(jìn)入者優(yōu)勢曾擁有韓國90%的市占率,。然而在后進(jìn)者積極搶攻下,，已較不復(fù)當(dāng)年的亮麗表現(xiàn)。Shinwha Intertek 于2002年進(jìn)入市場后,，除積極蓄積其產(chǎn)品技術(shù)能量外,、亦專注在產(chǎn)品品質(zhì)的提升。該公司除以其產(chǎn)品能力贏得客戶青睞外,，同時(shí)亦以生產(chǎn)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)打低價(jià)策略,，企圖席卷擴(kuò)散膜片的市場。2006年SKC的占有率已降至40%左右,，反而是Shinwha因搶占Samsung 90%的訂單,，因此一躍成為韓國市場的龍頭，市占率約45%,，亦在全球市場上前進(jìn)至僅次Keiwa第二名的地位,。其余如PET底材的供貨商Toary Seahan、Kolon等亦加入擴(kuò)散膜的生產(chǎn)行列,，不同于臺(tái)灣多以下游廠商向上整合的狀況,。就擴(kuò)散膜而言，PET材料占其其高比重的成本,，因此在來自下游廠商Cost Down的要求下,，擁有上游材料來源自是在成本競爭上具有極大的優(yōu)勢,，而韓國下游大廠如Samsung與LG提出使用本土材料廠商產(chǎn)品的政策也多少扶植了韓系的本土廠商。

隨著臺(tái)灣成為LCD的生產(chǎn)重鎮(zhèn),，吸引了包括日,、韓等上游材料廠商來臺(tái)競逐。綜觀日韓在LCD擴(kuò)散膜的競爭態(tài)勢,，在處處以成本效益為優(yōu)先考慮的LCD領(lǐng)域,，日本廠商面對韓國業(yè)者的低價(jià)策略，似有節(jié)節(jié)敗退的傾向,，不過目前仍以下擴(kuò)散膜的情形較為明顯,，在質(zhì)量要求較高的上擴(kuò)散膜，日本廠商仍掌握其技術(shù)優(yōu)勢,。憑借技術(shù)與品質(zhì)優(yōu)勢,、以及與國內(nèi)廠商較早及建立的合作關(guān)系，仍保有一定的市場版圖,。根據(jù)保守估計(jì)國內(nèi)約7成以上擴(kuò)散膜片被日系與韓系廠商所控制,。

國內(nèi)目前尚處于起步階段，暫無較大批量供貨廠家,。但是也有不少企業(yè)正在著手上線擴(kuò)散膜的項(xiàng)目,。臺(tái)灣跨入LCD擴(kuò)散膜領(lǐng)域的廠商，其最初的經(jīng)營模式是與日韓廠商合作,，如華宏新技與Keiwa,、伸昌光電與Kimoto，宏森光電與SKC合作,，進(jìn)行后段工作,。華宏是國內(nèi)主要的擴(kuò)散膜供貨商，目前在臺(tái)灣擴(kuò)散膜的市場占有率約50%,。宣茂科技是國內(nèi)第一家本土制造商,，提供從前段至后段的一貫制程。至于近年由傳統(tǒng)化工業(yè)積極轉(zhuǎn)型至電子材料領(lǐng)域的長興化工,，一如前述在背光光學(xué)膜的布局亦顯相當(dāng)積極,；在擴(kuò)散膜片的發(fā)展上，亦已建構(gòu)相關(guān)制程技術(shù)的專利,。至于岱稜科技,、致和光電、捷晟等公司亦少量或即將切入國內(nèi)擴(kuò)散膜片的市場,。

3.3 增亮膜/棱鏡片

3.3.1 增亮膜的功能

 增亮膜又叫棱鏡片（Prism Sheet）,常簡稱BEF（Brightness Enhancement Film）,，為TFT-LCD背光模組中之關(guān)鍵零組件，占背光模組成本比重最高,，亦占到整個(gè)面板成本的2-8%,。其具有精密微結(jié)構(gòu)的光學(xué)薄膜,，可將光源散射的光線正面集中，將原本散亂的光線集中至約70度的范圍,，并且將視角外未被利用的光,，利用光的反射再循環(huán)利用減少損失，是LCD重要的節(jié)能元件,。通常一片BEF約可提高40-60%的輝度,，若搭配2張擺放位置垂直90度的增亮膜則可達(dá)到更高的輝度效果。

圖 2.20 背光模組各光學(xué)組件的運(yùn)作原理示意圖（一）

圖 2.21 背光模組各光學(xué)組件的運(yùn)作原理示意圖（二）

3.2.1 增亮膜/棱鏡片的分類

主要有四種類型,，一般棱鏡片（normal prism sheet）,、多功能棱鏡片、micro-lens film與反射型偏光片（reflective polarizer）等,，每種光學(xué)膜也有著不同的市場特性,。詳見第二章。

●一般棱鏡片（Normal Prism Sheet）

棱鏡片的主要功能為將燈源（包括CCFL與LED）發(fā)出的光線與以導(dǎo)正,，以增加發(fā)光效率,。目前最主要的供貨商為3M公司,，其它供貨商有Mitsubishi Rayon, LG Electronics,，MNTech, Shinwha，DNP,，LGS,，Gamma（臺(tái)灣嘉威），E-fun（臺(tái)灣迎輝）Suntech,，SKC Haas以及Samsung Cheil等,。

●多功能棱鏡片（Multi-Functional Prism Sheet）

多功能棱鏡片是一種較高階的產(chǎn)品，她整合了棱鏡片與擴(kuò)散片的功能,，較一般型棱鏡片有更好的發(fā)光效率,；主要的供貨商有3M，Shinwha,，MNTech,，Samsung Cheil，E-fun 與LG Electronics,。同時(shí)韓國面板廠商較日本與臺(tái)灣廠商更快地由一般型棱鏡片轉(zhuǎn)換為多功能棱鏡片,，而臺(tái)灣面板廠商則是較快地達(dá)成降低CCFL燈管的目標(biāo)。

●Micro-Lens Film

micro-lens膜藉由mico-lens數(shù)組架構(gòu)同樣地將棱鏡片與擴(kuò)散片功能整合到一張膜里,，有許多面板采用二張mico-lens膜以取代一張棱鏡片加二張上下擴(kuò)的架構(gòu),，目前主要應(yīng)用的產(chǎn)品為32"，37”與40”液晶電視面板,，主要的供貨商為韓國公司如MNTech,，SKC Hass,，Shinwha，LG Chemical以及LG Micron,。

●反射型偏光片（Reflective Polarizer）

或DBEF（Dual Brightness Enhancement Film）,，是3M獨(dú)有的專利產(chǎn)品，屬于反射式偏光板,，為最重要之增亮膜,，設(shè)計(jì)原理為利用回收光機(jī)制，重復(fù)利用背光源輸出的光,，以高低不同折射率的光學(xué)材料層層疊制,，讓光在800多層的介質(zhì)中全反射，使之通過二色性吸收型偏光板時(shí)不被吸收,，工藝多達(dá)百層,。效能可增亮1.6倍，優(yōu)于BEF,。不過目前有些韓國廠商也開始推出類似功能的產(chǎn)品,，如MNTech的NPRF，Shinwha的CLC與Woongjin以及日本Zeonor的Zeno等,。

圖 2.22 DBEF的結(jié)構(gòu)

3.3.2 增亮膜的工藝

擴(kuò)散膜是通過在光學(xué)膜片材料上的微細(xì)顆粒（beads）實(shí)現(xiàn)光的擴(kuò)散,，而增亮膜（棱鏡片）是通過在透明光學(xué)材料上加工成型微細(xì)條紋（光柵）結(jié)構(gòu)進(jìn)行反射和折射，對光能重新分布,。由于表面均勻布滿棱形尖錐型的微細(xì)結(jié)構(gòu),，提高了光線透過率，增大了亮度和視角,。   

增光膜（棱鏡片）的生產(chǎn)工藝包括光學(xué)設(shè)計(jì),、精密模具、化學(xué)配方及涂布,。國際先進(jìn)國家的方法就是在加工完的模輥上通過光固化UV膠成型工藝技術(shù),，實(shí)現(xiàn)微細(xì)光學(xué)結(jié)構(gòu)的成型工藝。增光膜最關(guān)鍵的技術(shù)是在輥筒上雕刻棱形花紋技術(shù),。

圖 2.23 增亮膜的生產(chǎn)工藝

3.4 整合型光學(xué)膜

近年來背光光學(xué)膜片有重大的變革,，其中變化最多的應(yīng)屬將擴(kuò)散膜、稜鏡片,、偏極增亮膜,、導(dǎo)光板等多項(xiàng)功能合并設(shè)計(jì)，成為復(fù)合化,、一體化以及特殊化之新型式光學(xué)膜片,。先進(jìn)廠商利用既有產(chǎn)品加以改良，結(jié)合各項(xiàng)光學(xué)膜功能,，制作出多功能的光學(xué)膜片,；亦有新進(jìn)者試圖運(yùn)用新的光學(xué)設(shè)計(jì)與新技術(shù),，開發(fā)整合型的光學(xué)膜。整合型光學(xué)膜改進(jìn)了以往單一膜片單一功能之多膜片模組架構(gòu),，藉此減少膜片的使用數(shù)量,，并降低總體成本，是廠商一致認(rèn)為光學(xué)膜片未來的發(fā)展趨勢,。自3M開始推出多功能光學(xué)膜,、MNtech 于2005年6月開始量產(chǎn)UTE產(chǎn)品并交貨給三星，整合型光學(xué)膜開始進(jìn)入市場,。爾后,，在廠商陸持續(xù)改良品質(zhì)（如增加Lens 密度及光輝度），陸續(xù)推出新產(chǎn)品外,，也見到新加入者如SKC,、Shinwha 等加入市場行列，目前市場競爭雖尚屬萌芽階段,，但仍可見到市場上每增加1家新進(jìn)者,，價(jià)格就會(huì)有5%~10%不等的下降幅度。 而隨著面板廠將傳統(tǒng)的光學(xué)膜組成模式由上擴(kuò)散膜＋BEF+下擴(kuò)散膜改成兩張Microlens Film+下擴(kuò)散膜,，雖然表面輝度下降許多,，然而在成本價(jià)格掛帥的中低階LCD TV市場中已成為趨勢。

跨入整合型光學(xué)膜廠商的類型,，除原本從事稜鏡片制造的廠商(如3M,、MNtech、迎輝等)外,，擴(kuò)散膜的制造商亦積極跨入此領(lǐng)域(如 SKC、Shinwha等),。由于現(xiàn)階段整合型光學(xué)膜各家廠商的制造方法差異頗大,，但可確定的是，各類廠商都以既有核心技術(shù)為基盤,，再衍生導(dǎo)入相關(guān)功能所需的技術(shù),。換言之，在整合型光學(xué)膜的制造手法上,，擴(kuò)散膜廠商在利用擴(kuò)散粒子涂布制作擴(kuò)散膜的膜片上,，追加設(shè)置Pattern與形狀，試圖藉此以提高光利用效率,；至于稜鏡片廠商則進(jìn)行其微結(jié)構(gòu)的分子與形狀控制外,，涂上擴(kuò)散粒子以達(dá)到擴(kuò)散效果并同時(shí)具備輝度增益的特性。一般而言,，因稜鏡片廠商具備微結(jié)構(gòu)分子與形狀控制等關(guān)鍵技術(shù),，而此等技術(shù)層次高,，具控制良率的重要因素，對擁有該等技術(shù)的稜鏡片廠商而言,，欲進(jìn)入整合型光學(xué)膜的事業(yè)領(lǐng)域,，相對門檻較低。

近年來,隨著中國電子工業(yè)的不斷發(fā)展,越來越多的世界電子巨頭在中國投資設(shè)廠,隨著世界電子生產(chǎn)基地向中國的轉(zhuǎn)移,目前中國已經(jīng)成為全球最大的筆記本電腦和手機(jī)生產(chǎn)基地,而液晶電視,、液晶顯示器以及其它電子類產(chǎn)品的產(chǎn)量也位居世界前列,。在此帶動(dòng)下,中國擴(kuò)散膜市場空前發(fā)展,目前已占全球市場的近50%。