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          光學工程的研究方向

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          光學工程的研究方向

          光學工程的研究方向范文第1篇

          關鍵詞:光學三維測量;三維激光掃描;面結構光

          光學三維測量是指運用光學方法獲取物體表面的三維立體坐標的技術。光學三維測量利用現代光學技術成就,結合光電子學、計算機圖像處理等學科成就發展起來的一種先進測量技術。

          1 光學三維測量的分類

          圖1 光學三維測量技術分類圖

          光學三維測量技術按測量原理可以分為攝影測量方法、結構光技術和光學干涉方法。攝影測量法是基于多視角的非主動式測量方法。在普通照明(陽光、日光燈)情況下,由攝像頭獲取多視角物體圖像,利用計算機查找多幅圖像的同態標記點,進而獲得物體的表面形貌。結構光技術通過不同寬度且明暗相間的結構光照射被測物體表面,獲取到的經物體調制的圖像,再經過計算獲取物體的立體形貌信息。光學干涉法是利用干涉原理進行測量,具有高精度、高分辨率等優點。以下介紹幾種常見的光學三維測量方法。

          圖2 三維激光掃描工作原理圖

          三維激光掃描技術根據光學三角形測量原理,以激光作為光源,光電探測器接收反射光,通過對采集到數據進行計算得到物體的深度信息。三維激光掃描儀包括發射器和接收器。發射器射出一束脈沖激光,激光經過物體表面漫反射,沿相同路線射入接收器。由脈沖激光發射到反射被接收的時間tL可計算出掃描點到掃描儀的距離值S。掃描儀內精密測量系統獲取每個激光脈沖的水平方向角α和垂直方向角度β。依據上述數據計算出掃描點的三維空間坐標(XP、YP、ZP)[1]。

          雙目視覺技術屬于攝影測量方法,是通過視差原理被動測量三維數據的技術。雙目視覺技術測量物體三維形貌的原理是,從兩個或以上的視角去觀察一個物體,獲得多張不同視角下物體的二維圖片,根據三角測量原理得出同一個像素點的坐標偏差,以此獲得測量物體的三維形態。此過程與人眼的立體視覺原理相類似[2]。

          面結構光系統由投影儀和數碼相機組成。投影儀將明暗相間光柵條紋投影到待測物體上。物體高度的變化引起光柵條紋的形變。條紋形變可認為是載波信號相位和振幅被空間物體調制。數碼相機拍攝調制后的圖像,對其進行解調制,獲得物體的整個高度信息值,依照三角法原理,形成物體的三維立體影像[3]。

          2 光學三維測量的應用

          光學三維測量技術具有諸多優勢,如非接觸式測量、高精確度、快速獲得結果等。光學三維測量技術主要應用在虛擬現實、逆向工程、醫學工程等領域。

          2.1 虛擬現實

          利用光學三維測量技術對實物外形進行三維形貌掃描,經過三維建模軟件處理,在計算機內生成人物、場景的三維模型。由三維模型生成人物動作,實現動畫制作,滿足電腦游戲、CG特效等場合需要。

          2.2 逆向工程

          逆向工程是利用光學三維測量設備獲取物體表面上所有點的三維立體坐標,根據坐標點信息利用三維設計軟件進行實物模型重建的過程。逆向工程獲得的模型被用于改進、完善原有的產品,被廣泛地應用到磨具開發、汽車制造等領域,是現代產品快速開發的重要技術手段。

          2.3 生物、醫學工程

          運用光學三維測量技術獲得人體骨骼、肌肉的數據用于人體工程學研究。例如根據人體相關三維數據,制作出符合人體生理結構的防護頭盔、防護服等。三維光學測量技術還可以測量傷口的尺寸、分析人的面部結構、設計牙齒矯形手術等。

          參考文獻

          [1]潘建剛.基于激光掃描數據的三維重建關鍵技術研究[D].北京:首都師范大學,2005.

          [2]隋婧,金偉其.雙目立體視覺技術的實現及其進展[J].電子技術應用,2004,30(10):4-7.

          光學工程的研究方向范文第2篇

          Proceedings of

          Light-Activated Tissue

          Regeneration and Therapy

          Conference

          2009

          Hardback

          ISBN 9780387718088

          Ronald Waynant等著

          本會議論文集介紹了光活化組織再生和治療領域的最新技術進展,包括確定光活化組織再生和治療機理的測量方法,光源(激光光源,LEDs,雙波長光源,寬帶光源)、計量學和光源產生的醫療結果。這些研究報告針對光活化組織再生和治療領域,闡述了基礎研究與臨床研究的系統方法。

          本書第一作者Ronald Waynant 博士,是銀泉市(Silver Spring, MD, USA)食品和藥物管理中心的設備和放射衛生高級光學工程師,美國醫學和生物工程師協會、美國電子電氣工程師協會(IEEE)、美國光學協會及美國激光外科醫學協會的會員。

          第二作者Darrell B.Tata博士是美國食品與藥品管理局(FDA)高級生物物理學家,主要從事生物系統應用光學物理技術、紅外線非侵入性治療學研究。目前研究方向為:針對幾類嚴重的人類疾病(如惡性腫瘤、慢性疼痛、糖尿病等),采用非離子射線治療以獲得預期的生物活性和治療反應。

          本書內容共分成十部分。第一部分含第1-2章,機理和體外近紅外線微秒脈沖激光誘導抑制人腦惡性癌癥代謝活動。第二部分含第3-7章,傷口愈合:3. 結合660納米與880納米光提高頑抗性糖尿病潰瘍的愈合;4. 體外抗金黃色葡萄球菌(MRSA)藍光光摧毀甲氧西林;5. 光生物調節作用治療視網膜受損和視網膜神經退化疾病;6. 采用780納米二極管激光輻射降低炎癥細胞激素濃度同時,上調脂多糖刺激的巨噬細胞中一氧化氮濃度;7. 傷口愈合的新方面。第三部分含第8-13章,光動力療法。8. 低能量光療介紹;9. 低能量光療增強光動力效能;10. 光源分割光動力:從臨床前模型到臨床實踐;11. 結合免疫療法和光動力療法治療癌癥;12. 為光動力療法指定病人劑量;13. 新型光動力療法目標定位和戰略激活。第四部分含第14章, 心血管系統光療法。第五部分含第15-19章,牙科醫術,15. 引言;16. 光學相干斷層成像術評價光生物調節作用對牙周組織再生的影響;17. 牙周病治療中的光生物調節作用激光策略;18. 結合新技術促進牙科種植成功和定量超聲評價近紅外發光二極管光生物調節作用;19. 用低功率激光照射的光生物調節作用包含激活潛在TGF- b1。第六部分含第20-22章,糖尿病:20. 激光在糖尿病治療中的作用;21.He-Ne激光照射刺激糖尿病傷纖維細胞擴散和移動;22. 初乳富含脯氨酸的多肽在人類免疫和神經系統健康中的作用。第七部分含第23-24章,神經科學。23. 光療和神經組織修復;24. 脊柱椎間盤軟骨激光再生:機理、體內研究及臨床應用。第八部分含第25章,FDA的條例:25.FDA批準的要求。第九部分含第26-28章,疼痛:26. 光療與止痛全面介紹;27. 采用低能量激光療法(LLLT)減輕疼痛是臨床表現激光誘導神經抑制嗎?28. 復雜區域疼痛綜合征:一種新的治療方法。第十部分含第29-32章,電場的作用:29. 介紹;30. 從微觀問題推導痛苦起源;31. 獨立的應用近紅外寬帶光源和脈沖電勢制止人腦腫瘤代謝活動:一項體外研究;32. 由手機保護裝置引起的腦電圖變化。

          本書內容建立在大量的病人案例基礎上,涉及面廣,包括幾乎全部的光活化組織再生領域的應用范圍,其中提到的研究方法對醫療專業人員很有幫助。

          賈紅書 ,博士生

          (中國科學院理化技術研究所)

          光學工程的研究方向范文第3篇

          教材的選擇應符合我院專業培養的要求并且應具有光電工程的專業特色,針對后續專業課程如“光電檢測技術”、“光學測量”、“自動控制原理”等要求學生具備一定的檢測技術方面的知識,再加上我院學生整體上電路方面的知識相對薄弱的特點,經過更換幾次教材,最后我們選定的是自編的《傳感與檢測原理》。根據教學大綱32個課時的要求,我們對教學內容做了如下調整:適當控制光電傳感器的學時,避免與光電檢測技術課程重復的內容(如光電導、光生伏特器件等),結合專業特色,增加一些新型的傳感器的介紹比如紅外探測器、圖像傳感器、智能傳感器等。一方面使光電學院的學生能夠及時了解當下熱門傳感器的發展動態,其能達到的性能指標,以及一些新型的傳感器的發展,緊跟時展,為學生在以后的畢業設計奠定一定的檢測技術方面的基礎,對專業知識的完善起到一定的輔助作用。結合專業特點,突出知識體系的重點和難點,特別是針對光電學院的學生以后做畢業論文或工作中可能會遇到的傳感器(如光纖傳感器、霍爾傳感器等)做重點詳細的介紹。

          二、教學方法的改革探索

          按照課程大綱的要求,在講授過程中,分別介紹了應變式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光纖、CCD、溫度傳感器等一些經典傳感器的基本原理、特性、測量電路及其應用。各種傳感器章節相對獨立,可以適當地調整講授的順序。傳感器的講授基本遵循從組成結構、工作原理、分類、等效電路、特性參數到應用這一思路。另外結合較常見的被測量,教師適當地總結歸納常用的傳感器的使用要點及其選擇依據,如都是測量位移的傳感器,應變式傳感器、電容式傳感器或電感式傳感器在使用的時候區別在哪;又比如都是做開關,電容式傳感器和電感式傳感器在原理上是否有區別,等等。以前我校的教學模式是以課堂講授為主,根據教學內容開設少量的驗證性試驗。這種教學模式過于注重原理的分析,學生只是機械化地記住了傳感器的一些基本概念和工作原理,但是當要解決實際問題時卻感覺無從下手,缺乏對傳感器的直觀認識,甚至有學生體會不到傳感器的實際應用價值。鑒于此,我們有必要對傳統的教學模式進行探討,通過教學方法、教學模式的改革讓學生切身感受到將“傳感與檢測技術”的知識學以致用的快樂,實現傳統教學方法所未能達到的效果。

          1.調動學生的積極性,激發學生學習的興趣。

          教學方法改革的一個關鍵問題就是如何吸引學生的注意力,培養學生對課程的學習興趣。在《傳感器與檢測原理》課程的教學過程中,我們通過平時生活中比較常見的現象來引出相應的教學內容,如通過對吊扇和空調的對比,舉出溫度傳感器的作用;又如教室里的自動感應燈、審訊室的監聽設備、家用的電磁爐都是怎樣工作的;又如醫學上的進步:X照影技術、內窺鏡手術等如何實施;機器人如何識別周圍環境;最新研制的無人駕駛汽車怎么實現在高速路上的行駛;等等。通過分析吊扇和空調工作原理的區別,引出傳感器的重要性。這些實例大大激發了學生的學習興趣,使學生認識到了學習該課程的重要性,為學生學習該課程后續內容作了準備。

          2.充分運用現代教學手段合理使用教具。

          傳感與檢測技術課程的特點是原理多,公式復雜,推理較多。在傳統以往的教學中,教師在黑板畫原理圖或組成圖時,一方面圖形較為復雜占用很多時間,另一方面圖形缺乏立體感,無法形象地描述檢測過程,無法激發學生的學習熱情。因此在教學過程中,我們通過運用多媒體,讓傳感器參與的控制/檢測系統的過程和結果比較形象化、立體化,讓學生對其工作原理有了感性的認識;通過PPT,學生了解了各種不同類型傳感器的形狀,對傳感器有了比較直觀的印象。多媒體課件的引入充分激發了學生的學習興趣,活躍了課堂氣氛,使學生對檢測系統有了比較全面的認識。

          3.教學與實驗相結合。

          為加強學生的動手能力、創新意識并促進學生對課堂知識的消化吸收,我們設置了相應的實驗環節。通過實驗學生自己動手接觸各種不同類型傳感器并搭建其相應的檢測系統,一方面通過實驗來驗證原理,加強對基本定義的理解,另一方面增強了學生的測試技能、動手能力及實際問題的分析能力。

          4.教學與科研相結合。

          重視教學和科研的結合提高了學生的學習興趣并拓展了學生的知識面,比如在講霍爾傳感器時,結合實際科研,采用霍爾傳感器來定位,通過實際檢測系統,對霍爾傳感器的應用,包括霍爾元件的電路處理等進行介紹說明,加深學生對霍爾效應和對霍爾傳感器工作原理的理解。又比方說,要設計一個測溫系統,我們根據不同的測量溫度和精度要求會選用不同的溫度傳感器。又比方結合我校光學工程的特色,在他們比較熟悉的光學類的科研項目中,通過具體的項目介紹各種不同光電類傳感器的選取依據,包括不同類型的光源的選取。通過傳感與檢測原理知識在實際科研中的應用,學生可以更了解傳感與檢測原理課程學習的重要性。這種模式使學生認識到了傳感與檢測技術在科研中的重要性,并激發了學生學習的熱情。

          5.教學與生活、社會需求相結合。

          目前,部分同學缺乏對課程學習的興趣,不了解對本課程學習的意思,光學工程專業部分同學甚至認為跟他們以后的工作、研究方向沒有關系,缺乏上課的積極性,不能很好地集中注意力。再加上枯燥理論的學習讓他們很難集中精神聽課,因此,在課程的講授中最為重要的就是如何培養學生的學習興趣,激發他們對本課程的學習熱情。在知識點的講授過程中,根據專業方向的不同,要有側重點,通過一些熱門的話題或他們比較感興趣的話題引出知識點,如在介紹一種傳感器的時候,通過列舉一些現實生活中較常見的現象或者儀器,比如在介紹應變式傳感器的時候,首先向學生介紹他們較為熟悉的電子秤重計的工作原理等,在介紹電感式傳感器時可以先給大家介紹竊聽器、拾音器等他們比較感興趣的設備和比較感興趣的話題。讓學生比較直觀地了解不同傳感器的工作原理以及它的應用,讓學生認識到,傳感器在我們平時生活中隨處可見,提高其學習的積極性。

          三、結語

          光學工程的研究方向范文第4篇

          關鍵詞:課程 教育銜接 中高職

          根據《湖北省普通高等學校招生考試改革方案》,高職院校招生呈三足鼎立之勢――即針對中等職業教育畢業生進行的對口單招、全國統一高考統招和單獨招生三種招生方式并行。隨著參加高考人數的逐年減少,今后相當長一段時間,中職類生源將成為高職院校的重要生源,并且招收人數將會越來越多。中高職教育銜接已經成為職業教育中的一個熱點問題。當前中高職銜接工作的重點從整體設計、招生制度改革等外延式銜接逐漸轉向專業建設、課程改革等內涵式建設。課程是教育教學工作的中心環節,是教師“教什么”和學生“學什么”的重要載體,是專業的細胞,也是中高職銜接的核心問題。

          在歐美等發達國家和地區,職業教育相對發達。其職業教育課程銜接的研究于20世紀60年代就已經開展,已經形成了若干成功的職業教育課程銜接體系。如英國的單元銜接、層層遞進課程體系,澳大利亞的培訓包體系,法國的職教機構建立的分類銜接、課程緊扣方式,瑞士的劃分職業技能類別、構建高等職業教育與高等教育并列的銜接模式,歐盟突出職業教育與培訓的質量等方式,形成中高職對接的課程銜接方式。

          在借鑒其他發達國家中高職課程銜接的基礎上,我們認為,職業教育課程不僅要教給學生知識和技能,培養學生掌握專業知識的能力,更要培養學生自我學習的能力,中職教育主要培養經驗層面的職業能力,高職主要培養策略層面能力。中高職課程銜接要處理好幾個關系:一時適應性和針對性,二是規范性和創新性,三是穩定性和靈活性。即中高職課程銜接要基于崗位能力設置、中高職協調發展、能力遞進式課程體系。以專業基礎課程《工程光學》為例,進行教學改革。

          (1)改變課時分配,增設物理基礎課程,為后續光學、機械、電子類課程打下基礎

          針對中職類生源,將原來《工程光學》108課時包含幾何光學60課時、物理光學48課時兩個學期縮減90課時一個學期上,并在開設光學等專業基礎課之前增加54課時基礎物理課程,彌補學生在力學、光學、電學等方面知識的不足。

          (2)編著新教材《工程光學基礎》,注重與后續課程的銜接問題

          《工程光學》課程最大特色就是內容豐富,既有基礎理論教學,又有工程技術應用。由于激光、光機電、光電子等專業開設了多門光學課程,如激光工藝與設備、激光原理與技術等課程。所以在本課程講授過程中,既要拓展相關原理的應用,又要注意把握內容的廣度和深度,要注重與后續課程的銜接問題,避免重復。需要根據中職類生源的特點,選擇出更典型、更系統的內容,對教學內容進行整合。

          考慮到中職類生源特點,幾何光學部分主要講授:光路傳播基本定律與物像概念、理想光學系統、平面系統、光束限制理論、典型的光學儀器。將光度學移至光電探測課程,而將像差類型與校正、像質評價、光學設計軟件等內容在后移到《光學零件CAD與加工工藝》新課程中。這樣既整合避免學生數學知識薄弱引起畏難情緒,有利于學生掌握幾何光學的基本概念和理論,同時有利于避免內容的重復講授。

          物理光學部分主要講授:光的干涉類型及應用、光的衍射及應用、光波的橫波特性及偏振態。將有關光的輻射和吸收、導波光學、激光等內容移入到后續課程如激光原理與技術、光纖光學技術等中講授。這樣可以讓教師能夠集中時間和精力深入講授物理光學的重點內容,使中職類學生達到“必需、夠用”的光學水平。

          基于上述理念,由武漢職業學院和我院牽頭主編的《工程光學基礎》教材于2012年出版,較好的適應高職院校光電類專業的教學需要。該教材已經作為武漢交通職業學院、中山火炬、湖南信息職業學院等多所高職院校的光電類專業教材。

          (3)部分內容實現理實一體化教學,改進實驗內容體系

          在之前《工程光學》教學中,出現了實驗課與理論課脫節、“兩張皮”的情況,反映在以下幾個方面:驗證性實驗與理論課教學相隔時間較長長,削弱了驗證性實驗對提高理論認識的作用;提高性實驗經常安排在相應的理論課之前,無法起到理論指導實驗的作用,容易造成實驗失敗;理論教學內容多,不利用好實驗,就會出現課時緊張,結果不利于知識的深入學習。

          考慮到中職類學生基礎知識薄弱,持續聽解理論課程效果欠佳等現狀,應該盡量利用實驗室資源進行的現場教學,如薄透鏡的成像,我們將實驗與理論結合起來,先通過實驗學生分析和歸納出薄透鏡成像規律,隨后就在實驗室講薄透鏡的成像理論。在理論課之前進行實驗,可以節省理論教授時間。接著在理論課上,簡短歸納相應的知識點即可達到升華提高。又如,在理論課上講解了等傾干涉之后,緊接著進行邁克耳遜干涉儀實驗,理論課上對條紋形狀、疏密、產生、消失的調節和原理等有關知識進行學習,學生按照實驗要求,就能較快完成實驗。而在實驗過程中,學生可能會發現新的現象,可以利用已有知識,進行分析與討論,屬于提高性實驗。

          (4)引入光學設計軟件

          計算機模擬仿真可以提高學生的動手能力和學習興趣。例如可以利用 CATIA、 AutoCAD等通用軟件繪制光學硬件系統,可以利用 Zemax、CODEV 等光學專業進行光線追跡,仿真光路,進一步利用這些軟件可以進行光學設計。合理介紹這些軟件系統可以彌補中職類生源學生理論水平的不足,符合其學習特點。同時,有利于拓寬學生就業面并提高其就業層次。

          通過調研,我們選擇目前在光學設計領域應用廣泛的Zemax光學設計軟件,于2012年指派老師赴成都、北京等地參加光研光學公司的Zemax光學設計軟件中高級培訓班,并于2013年冬邀請光研公司赴我院對光機電、激光等專業相關老師進行Zemax光學設計軟件中高級培訓。

          (5)建立基于工學結合的光學零件加工工藝實訓基地

          工學結合的人才培養模式為培養光學加工專業人才提供了較好的途徑,較好地解決企業難覓合適的專業人才、學生難就業的兩難局面。為了讓《工程光學》課程與實際崗位相聯系,在華中科技大學曾昭宏教授的指導下,于2009年建成光學零件加工工藝實訓室。在曾教授的指導下,首先對相關專業老師進行培訓,并制定了采用平行光管放大率法測焦距、利用比較測角儀測量光學平板平行度、膠合對中儀調校、內圓切割機使用及下料、棱鏡石膏上盤、光學零件開球面(平凸鏡)、光學零件開球面(六倍光學放大鏡)、平凸鏡古典法磨拋工藝、六倍光學放大鏡高速磨拋工藝、棱鏡修角度等十個實訓項目。

          “光學零件加工工藝”實訓室包含材料成型、粗磨實訓室一間,古典磨拋室及檢驗室兩間、高速磨拋室一間,占地約100余平米的車間,可以進行下料成型,平面鏡、球面鏡、棱鏡等光學元件的粗磨、精磨、拋光,光學零件磨邊、檢測等工藝,可完成多個實踐項目。

          工學結合的人才培養模式,增加了實踐與實訓時間,拓寬學校與企業的聯系,有利于形成企業與學校雙贏的局面。

          (6)注重工學結合校本教材建設

          在工學結合校本教材編寫中要注重與企業開發合作,遵循“學以致用、學以夠用、內容先進、體系得當”的基本原則,以培養學生職業能力的主線,合理選擇并組織好教材體系,使課程教學改革有據可依。以企業需求為依據,以實際工作任務為載體,以學生為中心進行課程設置與調整,力求教訓內容有利于培養高素質技能型專門人才。

          光學零件加工實訓校本教材在2009年編寫,主要是根據企業的員工內部資料改編。通過三四年的實際教學,部分內容針對校內設備和更先進的加工工藝進行了調整,并將光學設計內容整合到教材中,通過幾番努力,2013年《光學零件CAD與加工工藝》教材終于出版了。

          (7)通過學生競賽,促進專業技能提高

          以賽促學是在技能教學活動中,把學生必須掌握的基本技能通過參加相對應的技能競賽,開展具有針對性的技能操作演練考核,培養學生實踐能力,促使學生形成核心競爭力。

          2013年,我院老師,通過改進并設計多功能邁克爾遜干涉儀,獲得全國3D大賽三等獎。以光學設備為原型,通過光學設計軟件為輔、機械設計為主的計算機軟件,設計并改進光學器材,通過競賽將學生積極性調動起來,促進學生專業技能培養。2014年校級技能節競賽中,多個中職類生源學生在比賽中脫穎而出,展示自己專業技能,提高專業信心和學習興趣。

          中高職的課程銜接是一個系統工程,每一門課程可以根據中職類生源特點和學校條件,探索適合更好的教學形式。

          參考文獻:

          [1] 朱雪梅. 我國中職與高職銜接研究述評[J]. 職業技術教育,2011(7):24-27.

          [2] 周鳳華.中高職課程銜接: 來自東莞職業技術學院的個案研究[J]. 職教論壇,2012(7):44-51.

          [3] 劉培琴. 中高職教育課程銜接的研究與實踐[J]. 成人教育,2013(2):46-49.

          [4] 荀莉.中高職課程銜接研究現狀綜述[J].職教論壇,2012,(13).

          [5] 鄭靄嫻,朱守鋰.中高職銜接專業建設與課程改改[J].技術學術藝術,2012(6):4-6.

          [6]左希慶,吳國強.自動化技術專業群中高職課程銜接研究[J].湖州職業技術學院學報,2013(1):40-43.

          光學工程的研究方向范文第5篇

          關鍵詞: 偏光片;偏振光學;原理;制造;檢驗

          中圖分類號:TN949.199   文獻標識碼:B

          A Course of Polarizer Knowledge

          Part Six The Technology Development and Market State of Polarizer

          FAN Zhi-xin

          (Shenzhen Sunnypol Optoelectronics Co., Ltd., Shenzhen Guangdong 518106, China; Department of Applied Physics, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China)

          Abstract: This paper summarize the polarizer knowledge in detailed, include about of the invention and application of polarizer, the basic of polarization optics, the principle of polarizing devices, the structure and manufacture of polarizer, the properties and examination of polarizer, and the technology development and market state of polarizer. It have a common direct sense for new recruits in polarizer industry and a refer value for polarizer research workers.

          Keywords: polarizer; polarization optics; principle; manufacture; examination

          1 偏光片制造技術的發展

          偏光片自1938年發明以來,工藝原理和材料并無太大改變,在制造流程中染色、延伸、貼合、干燥等仍為主要步驟。近年來為適應大型化、車用以及中小尺寸等不同特殊化的需求,衍生出許多技術,并不斷朝著高亮度化、多功能化及高附加價值等方向發展。偏光片發展最基本的目標是在維持高偏振度下增加光的透過率,目前而言,偏振度及透過率均已達到發展上限,接近理論值,因此低反射成為未來發展的方向。

          1.1 偏光片技術

          傳統的碘素偏光片由多層膜壓制而成,光學偏振性能優良,但耐熱和耐濕熱性能差,厚度不能小于200μm。液晶顯示器正在向集成化和柔性化方向發展,這要求其組成元器件薄膜化,其中包括偏光片。新型偏光片的研究,特別是耐高溫、耐濕熱性能好的偏光片為研制熱點,在保證偏振度的前提條件下,偏光片薄膜化并與納米技術相結合已經引起人們的興趣,美國Optiva公司正在這個方向進行研究。偏光片薄膜化將簡化液晶屏的生產工藝,并使液晶屏集成化、薄膜化,進一步提高液晶顯示器的穩定性和可靠性,降低液晶顯示器的生產成本。由于要滿足LCD顯示器明亮和易識別等要求,偏光片需要盡可能高的透過率、偏振度等性能。為了滿足不同地域、不同氣候條件下器件的使用需要,必須提高偏光片的強度、耐持久性、耐濕和耐高溫性能。可以預見,未來偏光片正在向輕量化及結構簡單、耐濕熱、耐高溫以及薄膜化等方向發展。PVA及碘所構成的偏光膜長期以來都在偏光組件制造領域占有相當大的比例,為目前的主流產品。碘系偏光片生產技術的主要發展方向有以下幾個方面。

          1.1.1 原材料的性能提升

          如PVA膜的均勻性、耐久性、光學穩定性等,日本Kurary公司和日本合成化學公司近年來都有大量專利涉及這一課題;TAC膜的透濕性和光學穩定性、尺寸穩定性等,日本富士膠卷、柯尼卡是這一領域研究最活躍的成員;其它輔助材料,如PVA膠粘劑、保護膜、離型膜、壓敏膠等,近年來技術均有不同程度的提高,其最終目標都是從不同角度來提高偏光片的光學性能和耐久性能。

          1.1.2 生產工藝的改良

          作為偏光片生產工藝的主流濕法延伸,近年來也有新的進展。在PVA膜的澎潤、染色效率的提升、固色及補色方法、干燥方式等方面均與濕法延伸的初期有了很大的變化。特別是延伸方式,采用的多段式延伸已應用于實際生產中,而結合干法延伸的“干、濕法延伸”技術也有專利報道,雖還沒有應用于生產中,但所表現的綜合優勢相當吸引后來的偏光片生產者。目前,采用上述技術生產的偏光片,其偏振度及光透過率都相當接近理論值(偏振度100%、透過率50%),耐久性能也有明顯提高。幾乎所有偏光片生產廠家對此都投入了大量的力量,并獲得了各自獨特的核心技術。

          1.1.3 染料系偏光技術

          使用具有高二色性比的染料替代碘生產的偏光片,具有耐高溫、高濕、耐光等特性,特別適合于惡劣環境下使用,如車載用、室外、投影儀等的LCD 顯示器。但染料系偏光片的光學性能主要取決于所使用的染料的二色性,以及偏光片制備過程的工藝控制技術。目前,日本寶萊株式會社開發了具有高二色性比性能的染料,以及由此染料生產相應偏光片的控制技術,其產品在染料系偏光片領域占壟斷地位。

          1.2 偏光片的附加功能

          近年來為適應液晶顯示的大型化、車載以及中小尺寸等不同用途的要求,特別是要滿足個性化顯示效果的要求,在偏光片的制造過程中,通過選擇特種材料、采用特殊工藝等方法,賦予了偏光片許多新的功能。為了滿足各種需求,需要在原偏光片上貼附許多其它功能膜,這樣就會出現偏光片變厚、透過率下降、工序復雜、成本上升等問題。因此,現在偏光片的發展趨勢就是研究多功能膜,即將多種功能集于一身,使偏光片向薄膜化方向發展。

          1.2.1 廣視角功能

          所謂廣視角功能,就是要求液晶顯示器在更大的視角范圍內可以觀察到畫質基本不變的影像,以滿足更多的、視角不同的觀眾。在偏光片上貼合一層光學補償膜,可以對液晶在各視角產生的相位差做修正,從而提高畫面的保真度。補償膜的補償原理,是將各種顯示模式下液晶在各視角產生的相位差做修正,簡言之,即是讓液晶分子的雙折射性質得到對稱性的補償。若要從其功能目的來區分,則可略分為單純改變相位的位相差膜、色差補償膜及視角擴大膜。補償膜能降低液晶顯示器暗態時的漏光量,并且在一定視角內能大幅提高影像的對比、色度與克服部分灰階反轉問題。為了達到這個目的,人們從兩個方向進行了研究:(1)在原有的結構基礎上通過附加幾層光學補償膜,即扭曲向列型加上光學補償膜,有人將其稱為補償膜模式;(2)開發新的液晶驅動方式,如共面轉換開關(IPS)模式、垂直取向(VA)模式和光學補償彎曲(OCB)技術等,其中前二者已經實用化。不管是哪種廣視角技術,都需要有各種光學補償膜作配合,以達到更好的效果。

          1.2.2 提高分辨率

          為了更好地將畫面真實再現,防止和避免內部或外部雜光的干擾,提高顯示器的分辨率,在偏光片保護層三醋酸纖維素(TAC)上進行有針對性的表面處理,是目前研究的熱門話題。主要的研究方向是防眩光處理、防劃傷處理、抗反射/低反射處理、抗污處理等。

          (1)防眩光處理

          當光線被過度集中時,會使畫面的清晰度下降,同時會使觀看者產生視覺疲勞,即所謂的眩光。通過在偏光片保護膜材料表面形成細小的凹凸不平結構,就可以使光線形成散射,避免光線被過度集中。一般的處理方法有將SiO2等無機微粒子或有機微粒子等分散到粘合劑中,然后均勻地涂敷到TAC等基材上,或利用噴砂處理或腐蝕處理等使基體材料自身凸凹不平,或在膜表面進行壓花處理,以形成精細的花紋。要實現抗眩功能,膜的表面粗糙度需在0.5~2μm范圍內。若小于這個范圍,就不能滿足抗眩功能;而大于這個范圍時,圖像清晰度反而會下降,且常被外部光線白化。

          (2)防劃傷處理

          防劃傷處理或稱表面硬化處理,液晶顯示器表面在使用過程中會因為沾染灰塵等原因而需要擦拭,目前偏光片保護膜的表面硬度還比較低,擦拭次數一多,難免會產生許多擦痕和劃傷,直接影響顯示效果,特別是觸摸式顯示屏,產生劃傷的幾率就更大了。將保護膜表面涂覆上一層高硬度的高聚物,就可以加強偏光片表面硬度,以防止日常生活中無意的擦傷。一般情況下,偏光片的表面硬度要求為3H,日本富士膠卷開發了一種由丙烯酸聚合物、氨基甲酸脂聚合物、環氧聚合物和硅化合物制成的反射膜硬涂層。

          (3)抗反射/低反射處理

          在光線較強的外界環境下觀看面板時,由于額外光線的反射會造成人眼所接受的光線過于強烈,影響觀看效果。因此,需將偏光片做處理,以降低反射進入人眼的光線強度。防反射有兩種方法,在基片上貼附一層或多層具有一定折射率的膜,利用從膜的上下兩個界面反射回來的光所產生的相位差而發生相消干涉,或者在基片上貼附一層折射率呈梯度變化的膜,使基片與空氣界面的折射率突變有一個過渡,也可達到防反射的目的。

          (4)抗污處理

          抗污處理是要減少膜的表面自由能,從而減小表面張力,使水、油等污漬在表面的粘力減小,使其容易去掉或不粘。在偏光片中一般不會有單獨的抗污膜,它常常是在其它功能膜的基礎上經過改進而賦予的附加功能。

          1.3 增亮膜

          為增加面板的亮度和節約能耗,可在偏光片中貼上增亮膜。目前實際使用的增亮膜為3M公司的DBEF與日東的PCF兩種,此外還有臺灣精邁科技發明的利用膽固醇液晶的CBEF增亮膜,但是尚未量產。當光通過下層偏光片時,有50%的光被吸收而浪費掉,而3M公司的DBEF就是將原本被吸收的50%偏振光重復利用。背光源發出的光可分解成偏振方向垂直的兩束光線,分別稱為P光和S光,該膜可允許P光通過,而將S光反射回來重復利用再變成P光和S光,如此反復循環可增加亮度至60%。

          2 偏光片的市場分析

          偏光片制造要求運用精密機械、光學和化工等技術,偏光片產業屬于技術和資金密集型產業,因此技術含量在TFT-LCD面板零組件中也屬要求較高者,加之偏光片工廠的建立需要較大的前期投入,這也在一定程度上造成偏光片較高的進入門檻。偏光片產業最早萌芽于日本,產品多應用于如手表和鬧鐘等低檔的TN-LCD型單色顯示器上。1999年5月我國臺灣省第一家偏光板廠商力特光電投產,標志著日本廠商獨占偏光片市場的時代結束,但力特的技術依然來源于日本廠商的授權。而韓國則于2000年開始進軍TFT-LCD用偏光片市場,首家廠商LG化學于2000年3月量產。其后隨著日本TFT-LCD工業的大發展,TFT-LCD型偏光片逐漸嶄露頭角。全球TFT-LCD用偏光片市場規模為數十億美元,增長率超過20%。由于大尺寸面板市場仍持續增長,而且電視面板出貨比重提高,預計偏光片市場產值將增長至50億美元。

          2.1 TFT-LCD面板出貨量總體保持增長態勢

          據統計數據顯示,中小尺寸顯示器面板出貨量近年來增長率為8%,達30億片左右,盈收成長15%,達256億美元。TFT面板占整個中小尺寸面板近60%的盈收,約154億美元,其余部分則為TN、STN與OLED面板。但受全球經濟增長放緩影響,現階段液晶顯示器生產行業和市場形勢比較嚴峻。據統計數據顯示,全球大尺寸面板出貨量累計達5億片水平,年增長率11%,其中筆記本電腦(NB)面板出貨量年增長22%,LCD TV年增長20%。強勁的出貨增長主要源于下游廠商對市場普遍持樂觀看法,因此積極買入面板以備市場需求。

          2.2 TFT-LCD面板價格及未來趨勢分析

          作為液晶顯示器件的核心部件,液晶面板的價值占整個顯示器件價值的65%左右,因此,液晶面板價格的走向也成為行業景氣的風向標。當液晶面板價格平穩并保持微漲,則液晶產業處于景氣循環上升。液晶電視面板的價格已趨于平穩,面板價格已接近面板廠的現金成本線。當市場上面板售價低于總成本時,表示面板廠正朝向虧損的方向邁進,未來的面板售價降幅將會非常有限。

          2.3 偏光片價格及未來趨勢分析

          偏光片價格主要受供求關系和原材料價格影響,雖然現在受終端消費疲軟、面板價格暴跌的影響,各尺寸偏光片價格有所下降,但平均降幅僅為4%左右,遠遠低于面板40%的降幅。因此,偏光片作為液晶面板中技術含量較高的核心原材料,受上游材料控制的影響,產品價格比較穩定,隨著面板價格的企穩,而逐漸趨于平穩并成上升態勢。

          3 偏光片的行業現狀

          3.1 國家產業政策

          信息產業部已經明確表示,中國將通過加強投資政策和技術政策的支持促進平板顯示(FPD)產業的進一步發展,引導國內外企業和投資公司將更多的資金和資源投入到國內FPD產業的建設中,逐步形成完整的產業鏈。經國務院批準,國家財政部與國家稅務總局于2005年3月聯合了《關于扶持薄膜晶體管顯示器產業發展稅收優惠政策的通知》(財稅[2005]15號),這表明我國已將產業重點定于大力扶持TFT-LCD產業。另外,中國電子信息振興計劃中,政府出資100億美元推進液晶制造商的產業升級。同時,在國家發展與改革委員會、科學技術部、商務部、國家知識產權局2007年第6號令《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南(2007年度)》中,已明確了偏光片項目屬于信息類第16項的配套產品,是面板上游六大關鍵零組件材料之一。在國家發展改革委辦公廳最新的文件——發改辦高技[2009]299號《關于組織實施彩電產業戰略轉型產業化專項有關問題的通知》中的“(三)平板顯示關鍵配套件及材料”部分,將偏光片列入了“六至八代TFT-LCD液晶面板配套件及材料:混合液晶材料、光學薄膜、玻璃基板、彩色濾光片、高精度光刻掩膜版及其基材、感光性電極漿料、平板顯示用化學品、驅動IC、新型背光源、靶材等”中的光學薄膜類。

          綜上所述,偏光片項目符合國家光電產業政策,屬于鼓勵和扶持發展的產業項目。按照深圳市政府的規劃,深圳將圍繞液晶屏生產的相關產業,鞏固和發展深圳作為彩電和計算機產業基地的地位,整合、帶動顯示器件上下游產業的發展,聚集起包括器件、電視機、控制芯片等產業群。平板顯示產業是深圳市重點發展產業之一,也是國家及廣東省大力支持鼓勵發展的產業。2005年以來深圳市政府工作報告中均把發展包括平板顯示產業在內的高新技術項目作為今后工業發展的重點,同時,正在制定的深圳“十二五戰略規劃”和“十二五科學與技術發展規劃”等重要發展戰略中均將該產業列為重點扶持發展對象。偏光片作為平板顯示的上游產品,是平板顯示產業鏈中的重要一環,大力發展偏光片產業有助于完善深圳市液晶顯示產業鏈,將有力配合深圳市打造亞洲平板顯示重鎮。所以,大力發展偏光片產業符合國家和深圳市的產業政策,可以獲得政府政策的大力支持。從平板顯示產業在國民經濟建設中的地位與作用來看,其巨大的產業鏈和應用市場將成為繼半導體和汽車產業之后全球第三個經濟增長點,筆記本電腦、顯示器和液晶電視是目前TFT-LCD發展的主流產品。中國大陸各偏光片生產企業現僅能生產TN-LCD和少量STN-LCD用偏光片產品,難以滿足LCD產業發展的要求。偏光片生產企業必須增加產品品種,生產出各類高端的TFT-LCD用偏光片,這將會大大提高企業持續發展的能力。目前,偏光片(特別是TFT-LCD型偏光片)的生產技術已經相當成熟,更因為在此次波及全球的金融危機沖擊下,偏光片生產及市場發生了明顯的變化,相關的核心技術隨著人員的流動而逐步對外擴散,對核心技術的壟斷與封鎖局面正在被打破。中國的偏光片行業正是要抓住這個時機,吸納這些人才,獲取核心技術,迅速成長和壯大,在偏光片行業這個新的世界市場格局中搶占自己的領地。有國家相關優惠政策的大力支持,有地方政府相關配套政策的大力扶持,有良好的市場及外部環境的機遇,加上我們自身艱苦創業的傳統,中國偏光片行業已經迎來了騰飛的春天。

          3.2 偏光片產業國內外發展狀況

          3.2.1 TFT-LCD產業

          影響TFT-LCD產業發展最為關鍵的是液晶電視(LCD TV)用面板市場,隨著LCD TV市場的升溫,大型TFT-LCD面板的需求也將逐漸提升,將帶動大尺寸(寬幅)偏光片市場的急劇擴大。

          平板顯示(flat panel display,FPD)是信息社會的支柱產業之一,近年來各種平板顯示器件隨著生產技術的不斷提高已進入加速發展時期,其中液晶顯示器市場約占整個平板顯示器市場份額的80%以上,居于絕對優勢地位。2002年液晶顯示器的銷售額就已超過陰極射線管顯示器(CRT),成為世界上最大的顯示器產業,其上下游產業發展正處于快速增長期,具有很大的投資價值。液晶顯示器以低耗、重量輕、應用廣等優點,已應用于電視、電腦顯示器、筆記本電腦、掌上電腦、攝像機、游戲機、移動顯示(汽車、飛機等)、手機和其它顯示器件等產品,產量和銷量近年來呈不斷上升趨勢。液晶顯示器中占主導地位的是薄膜晶體管液晶顯示器(thin film transistor liquid crystal display,TFT-LCD),由于具有輕、薄、低輻射、環保等優點,因而廣泛應用于筆記本電腦、液晶電視、電腦顯示器等大尺寸產品方面,而且在新一代移動電話、各類數字多媒體產品以及特殊專業應用等眾多領域也獲得廣泛應用。目前,TFT-LCD已成為當今新型薄型顯示技術的主流發展方向,也是未來20年內電子信息產業增長的核心動力。

          TFT-LCD產業涉及半導體、光學、微電子、高分子材料、精密機械、化工等眾多高科技領域,上下游所需技術層面廣泛,產品技術和工藝水平要求相對較高,產業鏈也相對較長,所以很少有制造商能自行完成從材料到成品的生產,因此,各領域分工明顯。隨著TFT-LCD產業的飛速發展,將會帶動玻璃基板、ITO導電玻璃、液晶材料、彩色濾光片、背光源組件、偏光片、驅動IC等上游產業發展,同時拉動筆記本電腦、臺式顯示器、液晶電視、車載導航系統、PDA及移動電話等下游產業的進步。TFT-LCD產業不僅對相關市場有著巨大的拉動力,還將極大地拉動微電子、光電子、材料、裝備等產業技術全面升級和進步。TFT-LCD產業近年來一直是全球的投資熱點,領跑者是日本、韓國和中國臺灣。現在中國大陸已經投產了深圳華星光電、南京熊貓、北京京東方等多家大尺寸面板廠,正在徹底解決面板供貨國產化問題。

          3.2.2 偏光片產業

          偏光片是液晶面板關鍵零部件,是目前業界投資最為熱門的行業之一,其成本約占面板原材料制造成本的7%左右。由于目前偏光片的制造技術一直被日本、韓國、中國臺灣等國家和地區所壟斷,大陸生產偏光片的企業尚少,而且主要產品為TN/STN型產品。目前大陸上馬的LCD生產線多為TFT型,相應的TFT型偏光片的市場缺口大,大部分產品主要依賴進口,極大影響了我國液晶產品的競爭力。因而發展偏光片項目對完善我國液晶上游產業鏈,降低產品成本,提高市場競爭力有著重要意義。

          目前,偏光片主要生產廠商共有6家,其中日本4家,韓國和臺灣各1家。全球LCD偏光片產能占有率,日東電工為35%,力特光電為20%,住友化學與LG化學分別為13%左右,日商三力為8~9%。另外,新興的偏光片廠商如CMEL、Skypolar、Daxon及ACE Digitech等則陸續在2006年起量產進入市場。日東電工在大尺寸(桌面顯示器和液晶電視)中比較強,住友化學在中小尺寸(車載、手機)方面有優勢。在中國大陸,偏光片的生產廠商已經有溫州僑業、深圳盛波、深圳富鴻電子、深圳三利譜、蘇州達信等多家公司,但這多數公司由于生產線及工藝技術落后,只能生產低檔的TN-LCD型偏光片,不能生產高檔的TFT-LCD偏光片產品。2011年10月,深圳三利譜公司國內首條寬幅(1,490mm)TFT-LCD型偏光片生產線投產,打破國內沒有高檔偏光片的局面。

          垂直整合重要關鍵零組件已成為面板制造商降低材料成本的最佳策略,為了獲得更低的戰略成本,面板廠采用策略投資進軍偏光板市場已成為必然趨勢。如LPL及Samsung分別投資LG Chemical及Ace Digitech,以供應自己所需的偏光片,并采取低價策略進攻其它國家市場。過去偏光片市場由少數廠商所寡占,偏光片價格穩定,但隨著LCD TV市場興起造成的龐大商機,為了避免缺貨的危機以及配合面板廠降價方向,面板廠都開始內制偏光片,似乎面板廠投入偏光片制作已是一種趨勢,但其產能相對于偏光片大廠仍相去甚遠。

          偏光片是TFT-LCD面板零部件材料中技術含量較高的一種,其性能對LCD關鍵指標有著重要影響。偏光片制造過程中運用精密機械、光學、高分子和化工等多門類技術,制造難度較大,項目建設需要較大的前期投入,這也就使得國內外偏光片生產廠家不多,中國大陸TFT-LCD用偏光片主要依賴境外進口。國內液晶材料、ITO玻璃、背光模組、彩色濾光片、偏光片等上游關鍵零部件的配套能力亟需加強,只有掌握了上游產品的生產,中國大陸平板顯示產業才能持續健康的發展。

          美國次貸危機從金融行業開始,波及實體經濟,進而引發全球性的經濟危機,盡管各國政府紛紛出臺各種措施救市,但2009年以來經濟危機愈演愈烈,人們對經濟前景十分擔憂,導致整體市場消費能力大幅下降。液晶顯示行業也受到大環境影響,相當部分液晶面板廠商和偏光片廠商為了順利度過寒冬,實施降價清理庫存回收現金,短期內對市場價格體系造成了巨大沖擊。從供貨商出貨面積來看,日東電工以32.68%的市占率維持市場第一的位置,LG化學以16.6%的市占率排名第二,排名第三的是住友化學。

          3.2.3 全球TFT-LCD用偏光片與模組生產線的配比情況

          截至2008年底,全球共有中小尺寸面板生產線47條,可年產980萬m2。按規格劃分,1代線1條,2~2.5代線11條,3~3.5代線20條,4~4.5代線15條。按地區劃分,中國大陸6條,韓國7條,日本16條,中國臺灣18條。截至2008年底,全球共有大尺寸TFT-LCD面板生產線30條,可年產79.36百萬m2。按規格劃分,5~5.5代線17條,6代線6條,7~7.5代線4條,8~8.5代線3條。按地區劃分,日本擁有3條大尺寸TFT-LCD面板生產線,中國大陸6條,韓國9條,中國臺灣14條。2008年上半年基于對市場前景的看好,面板制造商提出了擴產計劃,致使全球TFT-LCD設備資本支出在2008年創出歷史新高,超過130億美元。但受面板價格快速下跌、低產能利用率及全球經濟持續低迷等因素影響,原擬訂的擴廠計劃紛紛推遲。

          現階段全球有超過15家偏光片生產商,主要集中在日本、中國臺灣和韓國。中國大陸有5家偏光片生產企業,主要生產TN和STN型偏光片,其中三利譜公司生產TFT-LCD用偏光片。目前,全球共有偏光片生產線81條,2008年產能4.06億m2。

          2007~2008年新建的TFT-LCD用偏光片生產線9條,2007年新增產能3,088萬m2,2008年新增2,732萬m2。目前正在建設中,計劃2009~2010年量產的生產線5條,2009年可實現新增產能5,225萬m2,2010年新增2,525萬m2。由于面板制造商在2008年第三季度開始減產,致使偏光片制造商在2008年下半年開始出現供過于求。相當部分偏光片制造商的生產效率2008年第四季度僅為50%。但隨著庫存的逐步消化及時間的推移,需求與供給將逐漸達到平衡,產能將逐步增長。預計偏光片市場供應過剩的局面從2009年第二季度開始將會有所好轉。

          2009年2月,中國電子信息振興計劃的出臺,政府出資100億美元推進液晶制造商的產業升級,將會加速龍騰光電、上廣電、京東方、華星光電、南京熊貓等面板制造商擴產計劃的實施,并且隨著全球經濟的復蘇,消費者信心的恢復,經濟重新進入繁榮,面板廠原訂擴產計劃的實施,都將加大對偏光片的需求。因此,未來仍將形成偏光片供不應求的局面。如以目前中國擁有CRT電視機4.2億臺,在2015年之前全部換成平板電視機(《2008~2009年中國平板電視消費白皮書》),其中75%更換為TFT-LCD,平均30英寸液晶電視機為例,通過計算,如果全部采用國產偏光片,僅此一項就需要1,330mm幅寬的偏光片生產線9.2條。如果綜合考慮偏光片所涉及的各個領域,保守估計中國大陸偏光片設備需求量12~15臺(1,330mm幅寬)。

          4 偏光片行業的產學研

          偏光片生產技術是集高分子材料技術、微電子技術、光電技術、薄膜技術、高純技術及計算機控制技術等多種應用技術發展的結晶。當前,國內偏光片與國際先進水平比較,存在產能小、品質不穩定、技術更新較慢、產品檔次較低、一般只能做中低端的扭曲向列和STN產品,以及利潤較低等現實問題。另外,所有偏光片生產所需的原材料基本上都依賴日本進口。

          根據國內外偏光片產業與研究的現狀,進行偏光片研究,應當注意以下幾個方面:(1)偏光片行業在國際上是一個相當閉塞和技術封鎖的行業,如一切都從頭開始,則研究周期較長,并且難以切中技術研發與產業發展前沿。因此,在開始研究之前,一定要做好充分的調研工作,以避免低層次重復研發和知識產權糾紛。(2)偏光片研發的關鍵點在于原材料的制備,這也是日本企業控制整個產業的所憑借的重點。因此,需要大力發展有機高分子化工合成技術,研究偏光片用關鍵材料(如PVA、TAC、PE及各種粘接劑組分等的制備技術。(3)原偏光片的制備工藝非常成熟,性能提升空間小、難度大。而現在平板顯示器對偏光片的功能要求越來越多,如提高對比度、增加亮度、抗高溫高濕、耐光、吸紫外光、防反射等,根據使用場合的不同而不同。因此我們可以在吸收消化他人基礎技術的同時,把重點放在實現偏光片的附加功能上,并向偏光片的多功能化和薄膜化方向努力。綜上所述,偏光片的制造需要一個復雜的工藝過程,從聚合物的合成、精制、用流延法制成厚膜、拉伸、染色、固色、干燥、涂內保護膜,到壓敏膠的制造、涂膠、貼合外保護膜,得到多層結構的偏光片需要十幾道工序。為了確保偏光片的質量,國外采用了微機控制的全自動化連續生產工藝,生產車間為全封閉式潔凈車間。

          偏光片是一種光學功能膜,它是一種高技術和高附加值產品。近幾年來,光學功能膜已發展成為一種新型產業,如除了偏光片外還有補償膜增亮膜等,因為這種膜的生產涉及了化學、光學、機械設備、計算機及自動化控制等許多問題。偏光片企業需要偏振光學、液晶物理、高分子化工、自動化控制、機械等專業的研究生和本科生,年需求研究生數十人,本科生數百人。LCD產業年需求研究生數百人,本科生數千人。

          現在國內很多學校在辦液晶顯示相關專業,除河北工業大學之外,陜西科技大學電氣與電子工程學院十年來為液晶行業輸送了大量本科生。西安交通大學、西安電子科技大學、北京理工大學、北京交通大學、電子科技大學等學校都是液晶顯示器公司愿意前往做校園招聘的地方。北京交通大學和東南大學都有顯示技術中心,上海復旦大學和上海大學也都新建立了平板顯示中心,電子科技大學光電信息學院、四川大學高分子科學與工程學院、北京科技大學材料學院、北京大學工學院、華東理工大學理學院物理系,都在培養液晶科學方向研究生和本科生,但是仍然不能滿足液晶行業的需求。雖然國內高校中有光學專業和有機化學、工程光學專業和高分子化工專業的不在少數,但偏光片企業需要的偏振光學和高分子化工等專業培養的高水平人才仍然十分稀缺。這種人才的培養是相關企業、研究院所和高校都應關注的問題,通過建立產學研基地,渴望得到一定程度的解決。

          另外,傳統光學教材和高分子化工教材等對于偏光片的描述都很少,也沒有偏光片方面的專業教材和專著。現在國內偏光片產業發展壯大,從業人員增多,相關原理、原材料、工藝技術、新應用等專利層出不窮,有待于偏光片生產和研究一線的專家做出奉獻,編輯出版相應的教材,對于偏光片行業具有很重要的意義。

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