偏光膜涂布生产设备概述

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1、偏光膜涂布生产设备概述偏光膜涂布生产设备的要求与其他光学膜涂布生产设备类似，要求制造精密、控制准确。文章简要介绍了偏光膜的市场概况、结构，对偏光膜涂布主要生产流程及结构组成进行了详细阐述，并对如何降低偏光膜涂布生产设备的投资成本及设备国产化提出了相关观点。概述近10年来，全球平板显示产业(FPD)，特别是TFT-LCD发展速度很快。平板显示行业已成为全球经济的要求产业之一。液晶显示器最核心的部件是液晶面板，约占整个液晶显示器成本的80%左右，其品质直接决定着显示效果。上图是液晶面板的组成结构，它由上层液晶面板模组和下层背光模组两部

2、分组成。其中偏光膜是其必需的关键组件之一，且必须上下成对配合使用。偏光膜的作用是将自然光变成偏振光，由于把偏振光用于其显示原理中，偏振片不仅是必需的构件，并对其提高性能也是必不可少的。偏光膜的发展与LCD相辅相成，速度很快。据矢野经济研究所及DisplayBank的统计，2005年全球偏光膜产量约1.26亿平方米，至2010年已达3.16亿平方米，产值约95亿美元。预计到2016年，全球TFT偏光片产能将超过140亿美元。不过，大陆偏光膜的产能仍小。根据群智咨询调研数据显示，2013年中国大陆本土面板厂（即京东方、华星光电、中电熊

3、猫、天马、龙腾）对偏光片的实际需求规模为4800万平方米，而中国大陆本土偏光片厂商的实际出货供给规模为268万平方米，偏光片的国内自给率仅为5.6%。因此，国内偏光膜的市场需求巨大。偏光膜的生产分为TAC表面处理、PVA拉伸、离型膜涂布后贴合三个流程。本文仅针对离型膜涂布贴合用的光学涂布生产设备进行阐述。偏光膜的典型结构从上表可以看出，不同类型的偏光膜均以其基本结构“原板”为基础——两层三醋酸纤维素酯薄膜（TAC）夹一层聚乙烯醇（PVA），业内称为“原板”。根据产品的具体要求，通过光学涂布生产设备在原板的一侧或两侧分别复合不同功能

4、的光学膜，如反射膜、半透膜、位相差膜等，由此形成不同用途的偏光膜成品。产品类型不同，涂布的次数会有变化。如上述不同结构的产品，每增加一层PSA胶，需涂布一次。涂布生产设备组成说明1、设备流程图偏光膜涂布生产设备的流程图如下图。与大多数涂布设备类似，主要由基材（如离型膜）放卷装置、接膜装置、基材蓄膜装置、电晕装置、涂布头、干燥箱、UV固化装置、原板放卷、原板蓄膜装置、贴合装置、裁片堆叠装置、涂布贴合产品收卷装置等组成。不同的是，偏光膜涂布生产设备与其他光学膜涂布设备对环境洁净度要求极高，涂布头及干燥箱要求在1000级以上，有的甚至达

5、到100级。2、组成说明1）离型膜放卷装置放卷装置为双工位，主要考虑到连续生产的需要。当一卷膜接近用完时，需做好与下一卷膜连接的准备。放卷装置通常配置对边装置，以保证膜按规定的路径运行。2）接膜装置此装置在生产速度较高或膜的幅宽较宽时才配置使用。偏光膜涂布的生产速度与普通的如粘胶带涂布速度动辄上100m/min不同，通常速度在（8～10）m/min，生产速度超过（30～50）/min的很少。因此幅宽1m以下时直接人工接膜即可。3）蓄膜装置此装置主要是为换卷接膜时进行膜的储备，因为接膜的时候接膜处会短暂停止，而生产是连续的，蓄膜就是

6、保证不影响生产的连续性。蓄膜的长度设计需考虑正常的生产速度及接膜所需的时间。太短来不及接膜，太长浪费设备投资与安装空间。4）电晕装置电晕装置的使用是根据需要对涂布的一面进行表面电击处理，使其具有更高的附着性。其原理是利用高频率高电压在被处理的塑料表面电晕放电，而产生低温等离子体，使塑料表面产生游离基反应从而使聚合物发生交联、表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿性和附着能力。5）涂布头涂布头是整个涂布生产设备的核心，目前偏光膜涂布主要有COMMAKNIFE（逗号式刮刀）与SLOTDIE（狭缝式模头挤出涂布）两种形式。COMMAKNIF

7、E适合的涂布厚度为18～100μm，涂布液粘度较高，其突出的优点是改变涂布宽度比较容易，另供胶系统也相对简单。但存在涂布液大面积暴露的问题，因此必须保证涂布头的洁净度。SLOTDIE涂布是一种预计量的涂布方式，就是说涂布量取决于输入涂布液量与基材运行速度之比，可预先精确设定。通常都采用高精度无脉冲计量泵来输送涂布液量。SLOTDIE涂布可分为背辊直接接触和基材张力控制两种方式，偏光膜涂布采用背辊直接接触式为主。这种涂布厚度范围较宽，约为3～300μm，可满足不同的使用要求，适合生产速度从低到高均可。其涂布精度受背辊本身的平直度以及

8、轴承的跳动影响，由于涂布间隙很小，对基材厚度变化及表面异物影响非常敏感。生产过程中更换涂布液品种时内部清洁比较困难，需用溶剂反复清洗。两种涂布头涂层干后厚度误差均可控制在1μm以内。其中SLOTDIE涂布精度更高，造价昂贵，并需配置完善的供胶系统。