一种Z轴补偿宽视角偏光片及其制备方法与流程

本发明涉及偏光片技术领域，更具体的是涉及一种Z轴补偿宽视角偏光片。

背景技术：

普通STN液晶(Super-twisted nematic display)超级扭曲向列液晶显示器用偏光片中，主要采用Z－Plate型补偿膜来实现提高对比度和宽视角的目的。但实际上Z－Plate型补偿膜因生产技术关系，良率低，价格高昂，直接导致使用此补偿膜的偏光片价格昂贵，对下游厂家造成很大的成本压力。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种宽视角、高对比度，且价格较低的Z轴补偿宽视角偏光片。

本发明的另一目的是提供一种生产简单方便的Z轴补偿宽视角偏光片的制备方法。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种Z轴补偿宽视角偏光片，其特征在于，它包括分层设置的偏光片层、Z轴Rth液晶位相差膜层、平面Re位相差膜层；Z轴Rth液晶位相差膜为一种C－Plate型液晶材质补偿膜，通过与A－Plate型平面Re位相差膜层组合而成的Z－Plate型补偿膜，以实现nx>nz>ny的补偿效果，实现提高视角的目的。

作为上述方案的进一步说明，平面Re位相差膜层和Z轴Rth液晶位相差膜层有不同的组合方法：偏光片层、Z轴Rth液晶位相差膜层、平面Re位相差膜层从上往下依次设置；或是，

偏光片层、平面Re位相差膜层、Z轴Rth液晶位相差膜层从上往下依次设置；或是，

从上往下依次设置偏光片层、第一Z轴Rth液晶位相差膜层、平面Re位相差膜层、第二Z轴Rth液晶位相差膜层。

进一步地，所述平面Re位相差膜层为A－Plate型平面补偿膜层；偏光片层的平面Re位相差值在350到450之间；

Z轴Rth液晶位相差膜层为Z轴方向补偿膜层，偏光片层的Rth位相差值在200nm到400nm之间；

偏光片层、平面Re位相差膜层和Z轴Rth液晶位相差膜层通过压敏胶贴合在一起。

所述压敏胶层为丙烯酸树脂类，其厚度为：10－40um；为保证其复合的牢度和耐侯可靠性能；优选地采用丙烯酸树脂类压敏胶，粘度：3000～10000cps,固含量：15～30％。

进一步地，所述的Re为平面位相差值，从公式Re＝(nx-ny)*d计算得出，nx和ny分别是慢轴折射率和快轴折射率，d为材料的厚度；

所述的Rth为Z轴位相差值，从公式Rth＝[(nx+ny)/2-nz]*d计算得出，nx、ny和ny分别是慢轴折射率、快轴折射率和Z轴折射率，d为材料的厚度。

进一步地，偏光片层中的偏光片的吸收轴θp与平面Re位相差膜层的慢轴θr之间有一定的夹角。

进一步地，将偏光片应用于液晶显示器时，在液晶显示器两侧分别贴合一片偏光片，即分别上偏光片和下偏光片；上偏光片吸收轴θp与平面Re位相差膜层的慢轴θr之间夹角为100°到160°之间；下偏光片的吸收轴θp与Re平面位相差膜的慢轴θr之间的夹角为20°到80°之间。

所述偏光片层厚度方向依次由第一TAC(三醋酸纤维素)膜层、PVA(聚乙烯醇)膜层、第二TAC(三醋酸纤维素)膜层复合而成。

优选地，所述第一TAC(三醋酸纤维素)膜层厚度为20-100um；根据用途，第一TAC(三醋酸纤维素)膜层可以使用带有AG、HC等特殊功能涂层的TAC(三醋酸纤维素)膜。

优选地，所述第二TAC(三醋酸纤维素)膜层的厚度为20-100um；普通TAC(三醋酸纤维素)膜具有平面位相差值，会对视角造成影响；为降低此影响，第二TAC(三醋酸纤维素)膜层采用Z－TAC类型，平面位相差值为0－10nm。

所述偏光片层的Z轴液晶位相差膜层的厚度为2-30um。

所述平面Re位相差膜层的厚度为20-80um。

一种Z轴补偿宽视角偏光片的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：

A、偏光片的制备：

PVA(聚乙烯醇)膜浸入到碘和碘化钾的混合溶液中染色，在染色之前、之中和之后同时进行拉伸，拉伸倍数为3-6倍；拉伸在有硼酸、碘化钾且在15-80℃的混合水域中进行；干燥后的PVA(聚乙烯醇)膜厚度为20-35um，在PVA(聚乙烯醇)膜两侧各复合一层TAC(三醋酸纤维素)膜，以保护PVA(聚乙烯醇)膜；任何合适的水溶性粘着剂都可于用PVA(聚乙烯醇)和TAC(三醋酸纤维素)膜的复合，为保证具有好的贴合性，优选地采用PVA(聚乙烯醇)类型粘着剂，其粘着剂粘度为20－40cps(温度25℃)，较优的粘度为25－35cps(温度25℃)，最优的粘度为30－35cps(温度25℃)。

B、偏光片与位相差膜的贴合：

a、将偏光片按上偏光片的角度θp1在100°到160°之间和下偏光片的角度θp2在20°到80°之间，分别裁切角度并用胶带连接，卷状收卷；

b、使用压敏胶将步骤a中的偏光片与Z轴液晶位相差膜进行卷对卷的复合形成复合半成品；使用压敏胶将复合半成品与平面Re位相差膜进行卷对卷的复合；

c、在离型膜上贴合压敏胶，并与步骤b中的复合半成品进行贴合。同时，在第一TAC(三醋酸纤维素)膜层表面贴合保护膜。

进一步地，所述步骤B的b过程，替代为：使用压敏胶将步骤a中的偏光片与平面Re位相差膜进行卷对卷的复合形成复合半成品；使用压敏胶将复合半成品与进行卷对卷的复合Z轴液晶位相差膜。

进一步地，所述步骤B的b过程，替代为：使用第一压敏胶浆步骤a中的偏光片与第一Z轴液晶位相差膜进行卷对卷的复合，再使用第二压敏胶在第一Z轴液晶位相差膜下方复合一层平面Re位相差膜；最后使用第三压敏胶在平面Re位相差膜的下方复合一层第二Z轴液晶位相差膜。

优选的，所述保护膜采用PE保护膜或PET保护膜；厚度：50-200um。

所述的偏光膜的光学性能参数：

透过率(Ys):37％～44％

偏光度(Py):≧99.9％

色相:L:65.0±2.0NBS,a:-2.0±2.0NBS，b:4±2.0NBS

位相差值：Re:350～450nm

Rth:200～400nm

所述的偏光膜的耐侯性能参数：

干温：70－90℃，耐侯时间：240－1000小时。

温湿：温度40－60℃，湿度90％－95％，耐侯时间：240－1000小时。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

本发明采用平面Re位相差膜层和Z轴(Rth)液晶位相差膜层搭配组合成Z－Plate型，以实现nx>nz>ny的补偿效果，并采用上、下偏光片的配合，实现阔宽液晶显示器显示视角的目的，并大大降低了Z轴补偿型偏光片的生产成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为发明的实施例1的Z轴补偿宽视角偏光片厚度方向示意图；

图5为发明的实施例2的Z轴补偿宽视角偏光片厚度方向示意图；

图6为发明的实施例3的Z轴补偿宽视角偏光片厚度方向示意图。

附图标记说明：P-偏光片层A-Z轴Rth液晶位相差膜层B-平面Re位相差膜层；

1-保护膜层 2-第一TAC(三醋酸纤维素)膜层 3、PVA(聚乙烯醇)膜层 4、第二TAC(三醋酸纤维素)膜层 5、第一压敏胶层 6、Z轴液晶位相差膜层 7、第二压敏胶层 8、平面Re位相差膜层 9、第三压敏胶层 10、PET离型膜层；

11-保护膜层 12-第一TAC(三醋酸纤维素)膜层 13、PVA(聚乙烯醇)膜层 14、第二TAC(三醋酸纤维素)膜层 15、第一压敏胶层 16、平面Re位相差膜层 17、第二压敏胶层 18、Z轴液晶位相差膜层 19、第三压敏胶层 20、PET离型膜层；

21-保护膜层 22-第一TAC(三醋酸纤维素)膜层 23-PVA(聚乙烯醇)膜层 24-第二TAC(三醋酸纤维素)膜层 25-第一压敏胶层 26-第一Z轴液晶位相差膜层 27-第二压敏胶层 28-平面Re位相差膜层29-第三压敏胶层 30-第二Z轴液晶位相差膜层 31-第四压敏胶层32-PET离型膜层。

具体实施方式

下文描述本发明中术语和符号的定义。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。

符号Re,是指膜的平面位相差值，可以从公式Re＝(nx-ny)*d计算得出，nx和ny分别是慢轴折射率和快轴折射率，d为材料的厚度。

符号Rth,是指膜的Z轴位相差值，可以从公式Rth＝[(nx+ny)/2-nz]*d计算得出，nx、ny和ny分别是慢轴折射率、快轴折射率和Z轴折射率，d为材料的厚度。

符号θp，是指偏光片的吸收轴。

符号θr，是指位相差膜的慢轴。

如图1-图3所示，本发明是一种Z轴补偿宽视角偏光片，它包括分层设置的偏光片层P、Z轴Rth液晶位相差膜层A、平面Re位相差膜层B；Z轴Rth液晶位相差膜为一种C－Plate型液晶材质补偿膜，通过与A－Plate型平面Re位相差膜层组合而成的Z－Plate型补偿膜，以实现nx>nz>ny的补偿效果，实现提高视角的目的。

进一步地，平面Re位相差膜层和Z轴Rth液晶位相差膜层有不同的组合方法：如图1所示，偏光片层P、Z轴Rth液晶位相差膜层A、平面Re位相差膜层B从上往下依次设置；或是，

如图2所示，偏光片层P、平面Re位相差膜层B、Z轴Rth液晶位相差膜层A从上往下依次设置；或是，

如图3所示，从上往下依次设置偏光片层P、第一Z轴Rth液晶位相差膜层A1、平面Re位相差膜层B、第二Z轴Rth液晶位相差膜层A2。

进一步地，所述平面Re位相差膜层为A－Plate型平面补偿膜层；偏光片层的平面Re位相差值在350到450之间；Z轴Rth液晶位相差膜层为Z轴方向补偿膜层，偏光片层的Rth位相差值在200nm到400nm之间；偏光片层、平面Re位相差膜层和Z轴Rth液晶位相差膜层通过压敏胶贴合在一起。

所述压敏胶层为丙烯酸树脂类，其厚度为：10－40um；为保证其复合的牢度和耐侯可靠性能；优选地采用丙烯酸树脂类压敏胶，粘度：3000～10000cps,固含量：15～30％。

进一步地，所述的Re为平面位相差值，从公式Re＝(nx-ny)*d计算得出，nx和ny分别是慢轴折射率和快轴折射率，d为材料的厚度；所述的Rth为Z轴位相差值，从公式Rth＝[(nx+ny)/2-nz]*d计算得出，nx、ny和ny分别是慢轴折射率、快轴折射率和Z轴折射率，d为材料的厚度。

进一步地，偏光片层中的偏光片的吸收轴θp与平面Re位相差膜层的慢轴θr之间有一定的夹角。将偏光片应用于液晶显示器时，在液晶显示器两侧分别贴合一片偏光片，即分别上偏光片和下偏光片；上偏光片吸收轴θp与平面Re位相差膜层的慢轴θr之间夹角为100°到160°之间；下偏光片的吸收轴θp与Re平面位相差膜的慢轴θr之间的夹角为20°到80°之间。

所述偏光片层厚度方向依次由第一TAC(三醋酸纤维素)膜层、PVA(聚乙烯醇)膜层、第二TAC(三醋酸纤维素)膜层复合而成。所述第一TAC(三醋酸纤维素)膜层厚度为20-100um；根据用途，第一TAC(三醋酸纤维素)膜层可以使用带有AG、HC等特殊功能涂层的TAC(三醋酸纤维素)膜。所述第二TAC(三醋酸纤维素)膜层的厚度为20-100um；普通TAC(三醋酸纤维素)膜具有平面位相差值，会对视角造成影响；为降低此影响，第二TAC(三醋酸纤维素)膜层采用Z－TAC类型，平面位相差值为0－10nm。所述偏光片层的Z轴液晶位相差膜层的厚度为2-30um。所述平面Re位相差膜层的厚度为20-80um。

以下是Z轴补偿宽视角偏光片的制备方法，包括如下步骤：

A、偏光片的制备：

PVA(聚乙烯醇)膜浸入到碘和碘化钾的混合溶液中染色，在染色之前、之中和之后同时进行拉伸，拉伸倍数为3-6倍；拉伸在有硼酸、碘化钾且有一定温度的混合水域中进行；干燥后的PVA(聚乙烯醇)膜厚度为20-35um，在PVA(聚乙烯醇)膜两侧各复合一层TAC(三醋酸纤维素)膜，以保护PVA(聚乙烯醇)膜；任何合适的水溶性粘着剂都可于用PVA(聚乙烯醇)和TAC(三醋酸纤维素)膜的复合，为保证具有好的贴合性，优选地采用PVA(聚乙烯醇)类型粘着剂，其粘着剂粘度为20－40cps(温度25℃)，较优的粘度为25－35cps(温度25℃)，最优的粘度为30－35cps(温度25℃)。

B、偏光片与位相差膜的贴合：

a、将偏光片按上偏光片的角度θp1在100°到160°之间和下偏光片的角度θp2在20°到80°之间，分别裁切角度并用胶带连接，卷状收卷；

b、使用压敏胶将步骤a中的偏光片与Z轴液晶位相差膜进行卷对卷的复合形成复合半成品；使用压敏胶将复合半成品与平面Re位相差膜进行卷对卷的复合；

c、在离型膜上贴合压敏胶，并与步骤b中的复合半成品进行贴合。同时，在第一TAC(三醋酸纤维素)膜层表面贴合保护膜。

进一步地，所述步骤B的b过程，替代为：使用压敏胶将步骤a中的偏光片与平面Re位相差膜进行卷对卷的复合形成复合半成品；使用压敏胶将复合半成品与进行卷对卷的复合Z轴液晶位相差膜。

进一步地，所述步骤B的b过程，替代为：使用压敏胶浆步骤a中的偏光片与第一Z轴液晶位相差膜进行卷对卷的复合，再使用压敏胶在第一Z轴液晶位相差膜下方复合一层平面Re位相差膜；最后使用压敏胶在平面Re位相差膜的下方复合一层第二Z轴液晶位相差膜。

优选的，所述保护膜采用PE保护膜或PET保护膜；厚度：50-200um。

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详述。

如图4所示，是Z轴补偿宽视角偏光片，它包括厚度方向依次由保护膜层1、第一TAC(三醋酸纤维素)膜层2、PVA(聚乙烯醇)膜层3、第二TAC(三醋酸纤维素)膜层4、第一压敏胶层5、Z轴液晶位相差膜层6、第二压敏胶层7、平面Re位相差膜层8、第三压敏胶层9、PET离型膜层10。

其中，保护膜层1的作用是：在实际使用时防止第一TAC(三醋酸纤维素)膜层表面受污染、破坏，通常使用PE(聚乙烯)膜、PET(聚酯)膜。其厚度可根据用途而适当设定，厚度一般为50-200um。

PVA(聚乙烯醇)膜层3，其主要产生偏光作用。生产过程：将PVA(聚乙烯醇)膜3在碘溶液中进行染色后拉伸使其具有偏光效果，拉伸干燥后PVA(聚乙烯醇)膜会变薄和脆，所以两边贴合第一TAC(三醋酸纤维素)膜2和第二TAC(三醋酸纤维素)膜4。

第一TAC(三醋酸纤维素)膜层2和第二TAC(三醋酸纤维素)膜层4，主要起到保护PVA(聚乙烯醇)膜3作用，其厚度可根据用途而适当设定，厚度一般为50-200um。其中，第一TAC(三醋酸纤维素)膜层根据用途可以使用带有AG、HC等特殊功能涂层的TAC(三醋酸纤维素)膜。第二TAC(三醋酸纤维素)膜层采用Z－TAC类型，平面位相差值为0－10nm。

Z轴液晶位相差膜层6，其主要产生Z轴方向光学补偿作用，具有Z轴位相差值Rth：200～400nm，厚度：2-30um。

平面Re位相差膜层8，其主要产生平面内光学补偿作用，具有平面位相差值Re：350－450nm。厚度为20-80um。

任何合适的压敏粘着剂可作为第一压敏胶层5、第二压敏胶层7和第三压敏胶层9，优选使用丙烯酸类粘着剂，因其可以提供优良的耐候性能，其厚度可根据用途而适当设定，厚度一般为10-40um。

剥离膜层10通过第三压敏胶层9与平面Re位相差膜层8复合在一起。

以下是Z轴补偿宽视角偏光片的制备方法，它包括如下步骤：

A、偏光片的制备：

PVA(聚乙烯醇)膜浸入到碘和碘化钾的混合溶液中染色，在染色之前、之中和之后同时进行拉伸，拉伸倍数为3-6倍，最优的拉伸倍数为5-6倍，以达到99.9％的高偏光度；拉伸一般在有硼酸、碘化钾且有一定温度的混合水域中进行。干燥后的PVA(聚乙烯醇)膜厚度为20-35um，在PVA(聚乙烯醇)膜两侧各复合一层TAC(三醋酸纤维素)膜，以保护PVA(聚乙烯醇)膜；任何合适的水溶性粘着剂都可于用PVA(聚乙烯醇)和TAC(三醋酸纤维素)膜的复合，为保证具有好的贴合性，优选地采用PVA(聚乙烯醇)类型粘着剂，其粘着剂粘度为20－40cps(温度25℃)，较优的粘度为25－35cps(温度25℃)，最优的粘度为30－35cps(温度25℃)。

B、偏光片与位相差膜的贴合：

a、将偏光片按上偏光片的角度(θp1)100°到160°之间和下偏光片的角度(θp2)20°到80°之间，分别裁切角度并用胶带连接，卷状收卷。

b、使用第一压敏胶将步骤a中的偏光片与Z轴液晶位相差膜进行卷对卷的复合；

c、使用第二压敏胶将步骤b中的复合半成品与平面Re位相差膜进行卷对卷的复合；

d、在离型膜上贴合第三压敏胶，并与步骤c中的复合半成品进行贴合。同时，在第一TAC(三醋酸纤维素)膜层表面贴合保护膜。

所述的偏光膜的光学性能参数：

透过率(Ys):37％－45％

偏光度(Py):≧99.9％

色相：L:65.0±2.0NBS,a:-2.0±2.0NBS，b:4±2.0NBS

位相差值：Re:350～450nm

Rth:200～400nm

所述的偏光膜的耐侯性能参数：

干温：70－90℃，耐侯时间：240－1000小时。

温湿：温度40－60℃，湿度90％－95％，耐侯时间：240－1000小时。

进一步地，如图5所示，Z轴补偿宽视角偏光片，它包括厚度方向依次为保护膜层11、第一TAC(三醋酸纤维素)膜层12、PVA(聚乙烯醇)膜层13、第二TAC(三醋酸纤维素)膜层14、第一压敏胶层15、平面Re位相差膜层16、第二压敏胶层17、Z轴液晶位相差膜层18、第三压敏胶层19、PET离型膜层20。Z轴补偿宽视角偏光片结构二实施方式可参考结构一。

实施例2

本实施例中，Z轴补偿宽视角偏光片，它包括厚度方向依次为保护膜层31、第一TAC(三醋酸纤维素)膜层32、PVA(聚乙烯醇)膜层33、第二TAC(三醋酸纤维素)膜层34、第一压敏胶层35、第一Z轴液晶位相差膜层36、第二压敏胶层37、平面Re位相差膜层38、第三压敏胶层39、第二Z轴液晶位相差膜层40、第三压敏胶层41、PET离型膜层42。在制备过程中，使用如实施例1中所述的步骤a中的偏光片与第一Z轴液晶位相差膜进行卷对卷的复合，再使用压敏胶在第一Z轴液晶位相差膜下方复合一层平面Re位相差膜；最后使用压敏胶在平面Re位相差膜的下方复合一层第二Z轴液晶位相差膜。

本技术方案与现有技术相比，采用一种新型C－Plate型液晶材质补偿膜，即Z轴(Rth)液晶位相差膜，其与A－Plate型平面Re位相差膜层搭配组合成Z－Plate型，以实现nx>nz>ny的补偿效果，实现提高视角的效果。达到替代现有价格昂贵、生产难度高的Z轴位相差膜的目的。本发明的Z轴补偿宽视角偏光片实现宽视角和高对比的显示效果，并有效降低了此类偏光片的生产成本。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。