图六 ZEON开发的逐次二轴延伸技术
斜向延伸的困难点在于一般纵向延伸时,膜的幅方向产生的应力是左右对称的,然而,进行斜向延伸的话,幅方向产生的应力左右会有差别,如此会造成幅方向厚度及光学特性(配向角,Re)不均一。
因此,ZEON由延伸机的改造做起,逐步调整押出机涂头唇嘴的开度、树脂押出流量、冷却滚轮的速度、温度以及Edge Pin-ning(图九(a))等参数,才成功开发出业界最先进的斜向延伸制程。并在2011年底建置斜向延伸专用制造线,正式迈入量产。
由于斜向延伸,膜的分子配列方向可以配合偏光片透过轴的方向改变, 因此便可以实施卷对卷贴合,如此一来,材料的减少、制程的减少、超薄型偏光片都成为可能。
斜向延伸相位差膜(ZEON之ZD系列)目前可应用于AMOLED、中小型VA LCD、3D电视等。
用于行动装置上,可兼具反射防止、提高对比度,以及液晶光学补偿的作用,因具有反射防止的机能,也可应用于数字电子广告牌(Digital Signage)。目前ZEON斜向延伸相位差膜在行动装置使用的市占率约70%。此外,斜向延伸膜还可以应用于3D电视,即使眼睛不与画面呈水平,甚至是躺卧着看,也能享受到鲜明的三维效果。
图八 一般相位差膜与使用斜向延伸相位差膜之偏光片制程比较
虽然ZEON在相位差膜的押出、延伸上拥有优异的技术,然而,由于一般单一光轴材料双折射率Δn > 0时,其吸收极大波长会在长波长侧,因此在可见光范围之折射率分布为正斜率(图十),造成其相位差膜大多为窄波域(Narrow Band),仅在波长550nm附近可将光完全转换成另一个偏振态。
因此,暗态时部分的光会损失,用于AMO-LED时,显示器的对比会降低并发生漏光和色差。
图九 ZEON斜向延伸用(a)押出成形机及(b)斜向延伸机
所以AMOLED用的圆偏光片如欲得到较佳的补偿效果,便需要具有理想相位值的宽波域1/4λ相位差补偿膜。
要达成较理想的宽波域补偿效果,一般必须利用两层以上之相位差膜进行加成削减。
例如折射率分布差异不大(Flat Dis-persion)的材料做成1/2λ波板,再与窄波域正常分布(Normal Dispersion) 的1/4λ波板,以直交或非直交的方向堆栈,Re值相减后,便可对光波长形成一近似理想线性的关系,可有效提升圆偏光在暗态的遮蔽情形。
日东与住友皆是利用此法制成宽波域相位差膜。以a-PO (Amorphous Polyolefin)材料为例(图十一),做成一层λ/2波板与一层1/4λ波板堆栈成的宽波域相位差膜,其相位差分布最接近理想值。
图十 一般单一光轴材料相位差分布