1.4.5　相位片的制备与应用

相位片的制备工艺一般分为基材的延伸工艺、在基材上涂覆双折射材料（一般是液晶）的取向工艺，以及两种工艺的结合。

延伸工艺就是对高分子薄膜在特定方向进行拉伸，并且为了保证相位差膜的均一性和最恰当的物性值，膜厚以及延伸时的温度、速度和倍率等工艺参数都很重要，决定着相位差膜的优劣。

通常适用于相位片的高分子膜是由米粒形状（pellet）小分子组成的高分子树脂制备而成。这种高分子膜的制备方法如下。

①溶液法制备：把溶解了高分子树脂的溶液在不锈钢带或PET膜上进行涂覆，然后蒸发溶剂后形成。

②熔融挤压法：把高温熔融的高分子树脂送至挤压机，在出口处设定一定的厚度间隙，把树脂挤压出来，冷却后形成。

熔融挤压法具有厚度均一性高、缺陷少的优点，除了TAC系膜外，相位差膜的基材基本上都是采用熔融挤压法制备的。作为相位差膜的材料，PC树脂常用于STN液晶显示的相位差膜，COP树脂以及TAC树脂常用于TFT液晶显示的相位差膜。

相位差膜的延伸，可以在x方向、y方向、z方向、倾斜方向或几个方向组合进行，最后得到需要物性值的薄膜。

相位差膜光轴与偏光片光轴之间很少出现平行或垂直，一般都会有一定的夹角。因此，如果相位差膜在倾斜方向延伸，则偏光片卷轴和相位差膜的卷轴就能直接贴合，可以以卷到卷（Roll-to-Roll）工艺低成本制作偏光片和相位差膜的贴合产品。最近，新开发的技术已经采用了偏光片与相位差膜平行或者垂直贴合的情况。如果是在厚度方向（z轴方向）取向的相位差膜，这种方向性就更没有关联性了。从厚度方向取向，不采用涂覆补偿层的方法，工艺上无法从厚度方向直接进行延伸，但是在上下膜面使用特殊的黏着剂和膜材，结合单轴拉伸及温度工艺条件，能得到厚度方向的取向。

图1.33显示了高分子基材薄膜在卷对卷工艺（Roll-to-Roll）上下方向（y方向）和水平方向（x方向）延伸前后的示意图。

图1.33　高分子基材薄膜的延伸（2倍率）

采用高分子薄膜延伸的工艺，可以很容易制备和方向折射率不同的相位片，但是对于方向折射率的调整，一般就需要采用具有双折射的材料进行涂敷（Coating）的取向工艺。液晶作为一种常见的双折射材料，根据采用的液晶相特点及取向状态不同，可以制备成不同类型的相位片。

①将圆盘状的液晶涂敷在TAC基材表面，并且进行一定角度的倾斜取向，可以制备成TN型薄膜晶体管液晶显示器中应用的广视角补偿膜（WV膜）；

②将棒状的向列相液晶倾斜一定角度取向，固化后形成NH和NR补偿膜；

③将棒状的向列相液晶涂敷在PC基材表面，并进行延伸后制备成补偿膜；

④将胆甾相液晶涂敷在TAC基材表面，制备具有螺旋轴取向，常用于STN型液晶显示器的视角补偿膜。

液晶显示器中常用的相位片的主要特性需求：

①厚度均一性。当制备工艺用的基材厚度不均、基材延伸速度或者用力不均引起相位差的波动，会导致显示器产生彩虹纹等不良；

②波长分散系数。波长分散系数偏大，会影响不同波长下的补偿效果，导致显示器产生色偏或者彩虹纹等不良；

③水氧阻隔性。集成于偏光片中的相位片，自身吸水后会引起相位差发生变化，导致暗态漏光不良。除了自身防止水汽外，还需要保护偏光片中的PVA免受水汽和氧的影响。如果水汽侵入，PVA材料容易产生膨胀，导致偏振度发生变化，出现漏光不良。对于水氧阻隔性，一般来说PET材料和COP材料要优于亚克力和TAC材料。