Zu den gängigen Oberflächenbehandlungstechnologien für Polarisatoren gehören die kratzfeste HC-Behandlung (Hartbeschichtung), die AR/LR-Antireflexionsbehandlung und die AG-Antireflexionsbehandlung.

1. Polarisator HC Scratch-Resistant Treatment (Hartbeschichtung), abgekürzt als HC

Die HC-Kratzschutzbehandlung ist die am weitesten verbreitete und am weitesten verbreitete der drei Oberflächenbehandlungstechnologien für Polarisatoren. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Oberflächenkratzfestigkeit des Polarisators zu verbessern.

① Aufbau und Eigenschaften der HC-Kratzschutzbeschichtung auf Polarisatoren

Die HC-Kratzschutzbeschichtung befindet sich auf der Oberfläche der TAC-Schicht.

• Wenn der obere Polarisator eine HC-Beschichtung aufweist, befindet sich die HC-Schicht auf der Oberfläche der oberen TAC-Schicht.

• Wenn der untere Polarisator eine HC-Beschichtung aufweist, befindet sich die HC-Schicht auf der Oberfläche der unteren TAC-Schicht.

Die HC-Kratzschutzbeschichtung wird im Allgemeinen mithilfe eines Walzentransferbeschichtungsverfahrens gebildet. Auf die Oberfläche der TAC-Schicht des Polarisators wird eine HC-Beschichtung aufgetragen. Konkret durchläuft das TAC-Rollenmaterial zusammen mit der HC-Beschichtungslösung einen Walzenübertragungsprozess, wodurch die HC-Lösung gleichmäßig auf die TAC-Oberfläche aufgetragen werden kann und so dem Polarisator eine kratzfeste Leistung verleiht.

Die Dicke der HC-Beschichtung beträgt etwa 3–5 μm, was einen relativ geringen Einfluss auf die Gesamtdicke des Polarisators hat. Mittlerweile erreichen Polarisatoren mit einer HC-Beschichtung typischerweise eine Oberflächen-Bleistifthärte von etwa 2H–3H, wohingegen gewöhnliche Polarisatoren ohne HC-Beschichtung im Allgemeinen eine Oberflächen-Bleistifthärte von nur etwa 1H aufweisen.

Das Aufbringen einer HC-Beschichtung auf die Oberfläche eines Polarisators kann die Oberflächenhärte erhöhen und somit die Kratzfestigkeit verbessern. Es ist jedoch zu beachten, dass Polarisatoren mit HC-Beschichtung typischerweise einen Wasserkontaktwinkel von etwa 60–90° haben, während Polarisatoren ohne HC-Beschichtung einen Wasserkontaktwinkel von nur etwa 40° haben.

Je größer der Kontaktwinkel des Wassers auf der Oberfläche des Polarisators ist, desto schlechter ist dessen Haftungsleistung und desto höher ist die Gefahr einer Ablösung zwischen dem Polarisator und dem verbundenen Material.

② Auswahlprinzipien für kratzfeste HC-Polarisatoren

Mittelgroße LCD-Anzeigemodule (z. B. Monitore und Kfz-Instrumententafeln) ohne Laminierung:

Es wird empfohlen, einen oberen Polarisator mit einer kratzfesten HC-Beschichtung zu verwenden.

Kleine und mittelgroße volllaminierte LCD-Anzeigemodule (z. B. Smartphones und Tablets):

Es wird empfohlen, einen oberen Polarisator mit einer kratzfesten HC-Beschichtung zu verwenden, um das Risiko eines Zerkratzens der oberen Polarisatoroberfläche beim Reinigen des optischen OCA-Klebstoffs während der Nacharbeit zu verringern.

Kleine und mittelgroße LCD-Anzeigemodule (unterer Polarisator):

Von der Verwendung eines niedrigeren Polarisators mit einer kratzfesten HC-Beschichtung wird grundsätzlich abgeraten. Dies trägt dazu bei, das Risiko eines Ablösens und Lichtaustritts zwischen dem Klebstoff zur Abschirmung der Hintergrundbeleuchtung und dem unteren Polarisator zu verringern, insbesondere bei Designs mit schmalem Rahmen.

2. Polarizer AG Anti-Glare-Behandlung (Anti Glare), abgekürzt als AG

Der Hauptzweck der AG-Behandlung besteht darin, eine übermäßige Lichtkonzentration zu verhindern. Durch die Bearbeitung der Oberfläche der TAC-Schicht des Polarisators zu einer mikrorauen (texturierten) Struktur wird das Licht gleichmäßig gestreut und dadurch ein Blendschutzeffekt erzielt. Seine Funktion ähnelt der AG-Behandlung, die auf die Oberfläche von CG-Deckglas angewendet wird.

① Aufbau und Eigenschaften der AG-Antireflexbeschichtung auf Polarisatoren

Die Oberfläche der TAC-Schicht ist außerdem mit einer AG-Antireflexionsbehandlung versehen.

Wenn der obere Polarisator eine AG-Beschichtung aufweist, befindet sich die AG-Schicht auf der Oberfläche der oberen TAC-Schicht.

Wenn der untere Polarisator eine AG-Beschichtung aufweist, befindet sich die AG-Schicht auf der Oberfläche der unteren TAC-Schicht.

Die AG-Blendschutzbehandlung für Polarisatoren erfolgt im Allgemeinen durch die Übertragung der AG-Beschichtungslösung auf rollenförmiges TAC-Material mithilfe eines Walzenbeschichtungsverfahrens, wodurch die AG-Lösung gleichmäßig auf die Oberfläche des TAC-Materials aufgetragen werden kann. Durch diesen Prozess entsteht auf der TAC-Oberfläche eine mikrounebene Struktur, die zu unterschiedlichen Lichtbrechungs- und Reflexionswinkeln führt, die das Licht streuen und letztendlich einen Blendschutzeffekt erzielen. Die Dicke der AG-Antireflexbeschichtung beträgt typischerweise etwa 3–5 μm.

Abhängig vom Grad der AG-Blendschutzbehandlung werden Polarisatoren normalerweise in klare (glänzende) Polarisatoren und matte Polarisatoren eingeteilt. Unter diesen können matte Polarisatoren basierend auf der Rauheit der AG-Behandlung weiter in grobmatte und feine matte Typen unterteilt werden. Die gängigen Trübungswerte liegen typischerweise bei 25 % und 42 %.

② Auswahlprinzipien für AG-Blendpolarisatoren

• Wenn sich das LCD-Anzeigemodul im Einzelmodulzustand befindet oder Rahmenverklebung verwendet:

  Der obere Polarisator wird normalerweise mit einer AG-Antireflexbeschichtung ausgewählt.

  Bei Konfigurationen mit nur einem Modul wird ein mattierter Polarisator verwendet, der nicht nur für einen Blendschutz sorgt, sondern auch dazu beiträgt, Fingerabdrücken und Verschmutzungen vorzubeugen.

  Bei rahmengebundenen Projekten trägt die AG-Behandlung dazu bei, eine Haftung zwischen dem oberen Polarisator und dem Touchpanel (TP) zu verhindern.

• Wenn das LCD-Anzeigemodul eine vollständige OCA-Laminierung erfordert:

  Beim oberen Polarisator sollten AG-Antireflexbeschichtungen vermieden werden, da diese die Klarheit vollständig laminierter Produkte beeinträchtigen können. Wenn AG verwendet werden muss, wird ein feinmatter oberer Polarisator empfohlen.

• Für den unteren Polarisator:

  Im Allgemeinen wird empfohlen, einen unteren Polarisator mit AG-Antireflexionsbeschichtung zu wählen, was das Risiko einer Adhäsion zwischen dem unteren Polarisator und der oberen Helligkeitsverstärkungsfolie verringern und in gewissem Maße dazu beitragen kann, die Bildung von Newton-Ringen zu vermeiden.

Um die Kosten zu kontrollieren, kann natürlich auch der untere Polarisator ohne AG-Antireflexbeschichtung, also ein Standardpolarisator, gewählt werden.

3. Polarisator AR/LR Antireflexionsbehandlung (Anti Reflection), abgekürzt als AR

Eine Behandlung mit einer AR-ähnlichen Funktion ist die LR-Behandlung (Low Reflection). Die Prinzipien und Funktionen von AR und LR sind ähnlich; Allerdings ist die AR-Behandlung mit höheren Kosten verbunden und bietet eine bessere Leistung bei der Reflexionsreduzierung.

① Struktur und Eigenschaften von AR/LR-Antireflexionsbeschichtungen auf Polarisatoren

Wenn die Polarisatoroberfläche keiner AR/LR-Behandlung unterzogen wird, gehen etwa 5–6 % des einfallenden Lichts aufgrund von Oberflächenreflexion verloren. Lichtverlust und externes reflektiertes Licht beeinträchtigen den Kontrast und die Lesbarkeit von LCD-Anzeigemodulen.

Um dieses Problem anzugehen, besteht die derzeit gängige Lösung darin, ein Walzenbeschichtungsverfahren zu verwenden, um eine oder mehrere Beschichtungsschichten mit spezifischen Brechungsindizes auf die Oberfläche des Polarisators aufzutragen. Die Gesamtschichtdicke beträgt ca. 5 µm. Durch die Nutzung der Phasendifferenz zwischen dem von der oberen und unteren Grenzfläche der Beschichtung reflektierten Licht kommt es zu destruktiver Interferenz, wodurch die Lichtreflexion unterdrückt und der Reflexionsgrad verringert wird.

Nach der LR-Behandlung (Low Reflection) kann der Oberflächenreflexionsgrad des Polarisators auf unter 1 % reduziert werden.

Mit einer AR-Behandlung (Antireflexion) kann der Oberflächenreflexionsgrad weiter auf ca. 0,3–0,5 % reduziert werden.

Es ist zu beachten, dass die AR/LR-Antireflexionsbeschichtung direkt auf die Oberfläche der TAC-Schicht aufgetragen wird, wenn die Polarisatoroberfläche nicht über eine kratzfeste HC-Beschichtung oder eine AG-Antireflexionsbeschichtung verfügt.

Wenn die Polarisatoroberfläche jedoch eine HC- oder AG-Beschichtung aufweist, wird die AR/LR-Antireflexionsbeschichtung über der HC/AG-Beschichtung aufgetragen.

② Auswahlprinzipien für AR/LR-Antireflexions-Polarisatoren

Im Vergleich zu Polarisatoren mit kratzfester HC- oder AG-Antireflexionsbeschichtung werden Polarisatoren mit AR/LR-Antireflexionsbeschichtung relativ seltener verwendet.

Polarisatoren mit AR/LR-Antireflexionsbeschichtung werden hauptsächlich als obere Polarisatoren verwendet und hauptsächlich in mittelgroßen bis großen Einzel-LCD-Anzeigemodulen eingesetzt.