超薄型宽波域圆偏光板及其应用的制作方法

本发明属于偏光板技术领域，尤其涉及一种超薄型宽波域圆偏光板及其应用。

背景技术：

液晶分子在不同轴向上具有不同折射率的性质，称为液晶分子的复折射性(birefringence)。液晶分子的复折射性使得偏极光在通过液晶分子时，光偏极方向被改变并发生光学延迟现象(opticalretardation)，而产生相位差，即为液晶分子的光学异方性(opticalanisotropic)。一方面，由于液晶的光学异方性会改变光偏极方向，因此可用来调控光线透过率，以达到显示上的明暗效果，进而应用于显示器上。另一方面，由于光学异方性所造成的光学延迟现象，液晶分子膜层也可以用作相位差板(opticalretarder)。应用时可根据所需求的相位差值，将相位差板搭配于液晶显示器上，降低液晶显示器的漏光并提升显示对比，以改善液晶显示器的显示效果。

四分之一相位延迟膜是一种将线性偏极光与圆偏极光相互可逆转换的光学膜，四分之一相位延迟膜作为一种相位差板在液晶显示领域应用广泛。举例而言，目前市面上的手机在户外阳光或是室内强光下，无法有效辨识手机屏幕所显示的信息。鉴于此，液晶面板厂商开发了一种搭配四分之一相位延迟膜的半反穿面板。以该半反穿面板作为显示面板的显示器件，即使在大太阳下也可以轻松地观看手机内容。此外，在有机发光二极管显示器(oled)中，金属电极容易反射环境中的自然光而导致其对比度降低，技术人员通过在oled面板上贴合由线性偏光板及四分之一相位延迟膜所构成的圆偏光板解决了这一问题。其中，线性偏光板将自然光转换为线性偏极光，四分之一相位延迟膜将线性偏极光与圆偏极光进行可逆转换，而圆偏极光在镜面反射过程中可以进行转换，如原左旋圆偏极光在镜面反射过程中会转换为右旋圆偏极光，反之亦然。因此利用上述光学膜材以及圆偏极光的特性，将圆偏光板贴合于oled容易反光的金属电极易上后，当外界自然光线入射线性偏光板后即被转换为线偏极光，再经四分之一相位延迟膜后又被转为左旋圆偏极光，接着经过金属电极的反射后，左旋圆偏极光会被转换为右旋圆偏极光，当其再通过四分之一相位延迟膜时，即被转换成与原来振动方向垂直的线偏极光，最后由于无法通过线性偏光板而被吸收，最终达成消除oled显示器外界入射光源干扰的抗反光功效，进而改善自然光反射的问题。然而，传统的四分之一相位延迟膜通常仅能够针对单一波长(例如，550nm的绿色光波长)进行理想的相位差修正，且通常具有正波长分散特性(波长愈长，相位差值愈小)，因而使得红色光及蓝色光无法得到理想的相位差修正而造成漏光。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超薄型宽波域圆偏光板及其应用，旨在解决传统的四分之一相位延迟膜为正分散性膜，仅能够针对单一波长进行相位差修正的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种超薄型宽波域圆偏光板，包括层叠设置的线性偏光板和复合型四分之一相位延迟膜，所述复合型四分之一相位延迟膜为液晶逆分散膜；其中，

所述复合型四分之一相位延迟膜包括层叠结合的第一相位延迟膜和第二相位延迟膜，所述线性偏光板层叠设置在所述第一相位延迟膜远离所述第二相位延迟膜的一侧；

所述复合型四分之一相位延迟膜的复合平面内相位差值ro为120nm至190nm，且所述复合型四分之一相位延迟膜的光轴与所述线性偏光板的吸收轴形成的锐角为11°至21°。

本发明另一方面提供一种上述超薄型宽波域圆偏光板在光学器件领域的应用。

以及，一种光学组件，包括胆固醇液晶增亮膜和上述超薄型宽波域圆偏光板。

本发明提供的超薄型宽波域圆偏光板，包括所述复合型四分之一相位延迟膜，且所述复合型四分之一相位延迟膜的复合平面内相位差值ro为120nm至190nm，且所述复合型四分之一相位延迟膜的光轴与所述线性偏光板的吸收轴形成的锐角为11°至21°，从而赋予所述复合型四分之一相位延迟膜具有逆波长分散特性，即，所述复合型四分之一相位延迟膜具有波长越长则相位差值越大的特性，从而提高了光学特性。与已知的正分散特性的四分之一相位延迟膜相比，本发明提供的超薄型宽波域圆偏光板的光学特性在可见光波长范围内皆可具有良好的光学特性，可以有效消除光反射。此外，本发明提供的超薄型宽波域圆偏光板，所述复合型四分之一相位延迟膜为液晶逆分散膜，即所述复合型四分之一相位延迟膜由液晶材料制成，液晶材料具有较好的复折射性，在达到相同光学延迟功效的前提下，可以薄膜化功能薄膜，从而获得薄型功能产品，以满足显示器的薄型化趋势及柔性oled显示器的可挠性发展要求。

本发明提供的超薄型宽波域圆偏光板，由于具有逆波长分散特性，因此，用于光学器件领域时，可以在可见光范围内有效改善自然光的反射问题，消除外界环境反射光的影响，提高光学特性。

本发明提供的含有超薄型宽波域圆偏光板的光学组件，用于液晶显示器时，能够有效提高光学效果，提高增光效率，减轻大视角色差。

附图说明

图1是本发明实施例提供超薄型宽波域圆偏光板的结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的复合型四分之一相位延迟膜，对比例1、对比例2提供的四分之一相位延迟膜的波长分散关系图；

图3是本发明实施例1提供的超薄型宽波域圆偏光板、对比例1、对比例2提供的四分之一相位延迟膜贴合线性偏光板的反射率光谱图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1所示，本发明实施例提供了一种超薄型宽波域圆偏光板，包括层叠设置的线性偏光板30和复合型四分之一相位延迟膜100，所述复合型四分之一相位延迟膜100为液晶逆分散膜；其中，

所述复合型四分之一相位延迟膜100包括层叠结合的第一相位延迟膜20和第二相位延迟膜10，所述线性偏光板30层叠设置在所述第一相位延迟膜20远离所述第二相位延迟膜10的一侧；

所述复合型四分之一相位延迟膜100的复合平面内相位差值ro为120nm至190nm，且所述复合型四分之一相位延迟膜100的光轴与所述线性偏光板30的吸收轴形成的锐角为11°至21°。

本发明实施例提供的超薄型宽波域圆偏光板，包括所述复合型四分之一相位延迟膜100，且所述复合型四分之一相位延迟膜100的复合平面内相位差值ro为120nm至190nm，且所述复合型四分之一相位延迟膜100的光轴与所述线性偏光板30的吸收轴形成的锐角为11°至21°，从而赋予所述复合型四分之一相位延迟膜100具有逆波长分散特性，即，所述复合型四分之一相位延迟膜100具有波长越长则相位差值越大的特性，从而提高了光学特性。与已知的正分散特性的四分之一相位延迟膜相比，本发明实施例提供的超薄型宽波域圆偏光板的光学特性在可见光波长范围内皆可具有良好的光学特性，可以有效消除光反射。此外，本发明实施例提供的超薄型宽波域圆偏光板，所述复合型四分之一相位延迟膜100为液晶逆分散膜，即所述复合型四分之一相位延迟膜100由液晶材料制成，液晶材料具有较好的复折射性，在达到相同光学延迟功效的前提下，可以薄膜化功能薄膜，从而获得薄型功能产品，以满足显示器的薄型化趋势及柔性oled显示器的可挠性发展要求。

本发明实施例中，所述复合型四分之一相位延迟膜100为液晶逆分散膜，包括两层意思。一方面，所述复合型四分之一相位延迟膜100为具有逆波长分散特征的薄膜，即波长越长，相位差值越大。

具体的，本发明实施例中，所述复合型四分之一相位延迟膜100包括层叠结合的第一相位延迟膜20和第二相位延迟膜10；且所述复合型四分之一相位延迟膜100的复合平面内相位差值ro为120nm至190nm，且所述复合型四分之一相位延迟膜100的光轴与所述线性偏光板30的吸收轴形成的锐角为11°至21°，从而获得逆波长分散特性。当所述复合型四分之一相位延迟膜100的复合平面内相位差值ro、所述复合型四分之一相位延迟膜100的光轴与所述线性偏光板30的吸收轴形成的锐角不在此范围内时，无法获得逆波长分散特性。此处，值得注意的是，所述复合型四分之一相位延迟膜100的光轴与所述线性偏光板30的吸收轴之间形成夹角，可以以锐角表征，也可以以钝角表征。本发明实施例以锐角来表征所述复合型四分之一相位延迟膜100的光轴与所述线性偏光板30的吸收轴之间的夹角，但以钝角(所述复合型四分之一相位延迟膜100的光轴与所述线性偏光板30的吸收轴形成的钝角为159°至169°)来表征所述复合型四分之一相位延迟膜100的光轴与所述线性偏光板30的吸收轴之间的夹角，也在本发明保护范围内。

另一方面，所述复合型四分之一相位延迟膜100为液晶薄膜，即由液晶材料制备得到的薄膜。采用其他材料制备复合型四分之一相位延迟膜100，得到的膜层较厚，如以高分子材料制备的膜层，厚度达到50μm甚至以上，难以满足光学器件对相位延迟膜越来越好的薄型化要求。本发明实施例中，采用液晶材料制备复合型四分之一相位延迟膜100，液晶材料具有较好的复折射性，从而可以在达到相同光学延迟功效的前提下，薄膜化功能薄膜，即降低复合型四分之一相位延迟膜100的厚度，使所述复合型四分之一相位延迟膜100能够满足光学器件对相位延迟膜越来越薄的要求。本发明实施例提供的所述复合型四分之一相位延迟膜100的厚度可以低至500nm，具体可以得到厚度为500nm至25μm的复合型四分之一相位延迟膜100，该厚度的复合型四分之一相位延迟膜100的厚度较薄，远低于以高分子材料制备的逆分散型四分之一相位延迟膜100的厚度，可以满足显示器薄型化的要求。

优选的，所述第一相位延迟膜20、所述第二相位延迟膜10的材料可单独选自棒状液晶、碟状液晶或掺杂掌性分子的棒状液晶或其组合。上述材料制备的复合型四分之一相位延迟膜100，不仅能够赋予所述复合型四分之一相位延迟膜100具有合适的光轴角度，从而与所述线性偏光板30的吸收轴之间形成合适的角度，进而赋予所述复合型四分之一相位延迟膜100的逆波长分散特性。进一步优选的，所述掺杂掌性分子的棒状液晶中，掌性分子的掺杂量占所述掺杂掌性分子的棒状液晶总重量的0.005％～2％。若所述掌性分子的掺杂量过高，则会影响复合型四分之一相位延迟膜100具有合适的光轴角度大小，导致所述复合型四分之一相位延迟膜100的光轴与所述线性偏光板30的吸收轴形成的锐角超过或不足11°～21°的角度范围，无法得到逆波长分散特性的复合型四分之一相位延迟膜100。

在一个实施例中，所述第一相位延迟膜20及所述第二相位延迟膜10的材料选自basf公司生产的棒状液晶lc242、lc1057，由merck公司生产的棒状液晶rms-03001、rms-03011。在另一个实施例中，所述第一相位延迟膜20及所述第二相位延迟膜10的材料选自由basf公司生产的棒状液晶lc242或lc1057掺有由basf公司生产的掌性分子lc756，或由merck公司生产的棒状液晶rms-03001掺有由basf公司生产的掌性分子lc756。

本发明实施例中，所述第一相位延迟膜20和所述第二相位延迟膜10均为具有正分散特性的液晶膜。用于本发明实施例所述第一相位延迟膜20、所述第二相位延迟膜10的液晶膜可以为a板相位延迟膜、液晶型o板相位延迟膜或液晶型双轴相位延迟膜。优选的上述类型的液晶膜，都具有平面内位相差值，因此，组合后形成的复合膜皆可达逆分散功效。

作为一种具体实施情形，所述第一相位延迟膜20和所述第二相位延迟膜10均为液晶型a板相位延迟膜。作为一种具体实施情形，所述第一相位延迟膜20和所述第二相位延迟膜10均为液晶型o板相位延迟膜。作为一种具体实施情形，所述第一相位延迟膜20和所述第二相位延迟膜10均为液晶型双轴相位延迟膜。作为一种具体实施情形，所述第一相位延迟膜20、所述第二相位延迟膜10分别为液晶型a板相位延迟膜、液晶型o板相位延迟膜。作为一种具体实施情形，所述第一相位延迟膜20、所述第二相位延迟膜10分别为液晶型o板相位延迟膜、液晶型a板相位延迟膜。作为一种具体实施情形，所述第一相位延迟膜20、所述第二相位延迟膜10分别为液晶型a板相位延迟膜、液晶型双轴相位延迟膜。作为一种具体实施情形，所述第一相位延迟膜20、所述第二相位延迟膜10分别为液晶型双轴相位延迟膜、液晶型a板相位延迟膜。作为一种具体实施情形，所述第一相位延迟膜20、所述第二相位延迟膜10分别为液晶型o板相位延迟膜、液晶型双轴相位延迟膜。作为一种具体实施情形，所述第一相位延迟膜20、所述第二相位延迟膜10分别为液晶型双轴相位延迟膜、液晶型o板相位延迟膜。

本发明实施例中，所述第一相位延迟膜20和/或所述第二相位延迟膜10的制备方法为：

s01.提供光学级塑料基膜和液晶材料，对所述光学级塑料基膜进行配向处理。

所述光学级塑料基膜的材质没有特别限制，包括但不限于三醋酸纤维素(triacetatecellulose，tac)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，pmma)、聚碳酸酯(polycarbonate，pc)、环烯烃聚合物(cycloolefinpolymer，cop)、压克力(acryl)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidenedifluoride，pvdf)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)及聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(petg)。

所述液晶材料如前所述，为了节约篇幅，此处不再赘述。

对所述光学级塑料基膜进行配向处理，所述配向处理包括但不限于摩擦配向法、光配向法。由于光配向处理可任意调整液晶分子的光轴方向，故可以采用卷对卷制程来得到具有预期光轴方向的所述第一相位延迟膜20及所述第二相位延迟膜10(如高分子材料不同于通过该方式制备相位延迟膜)，从而具有较佳的生产性。值得注意的是，当所述第一相位延迟膜20、所述第二相位延迟膜10的材料选自掺杂掌性分子的棒状液晶，可配合摩擦配向法，使所述第一相位延迟膜20与所述第二相位延迟膜10的液晶分子的光轴方向配列，透过自组装调整而达到所需要的光轴角度，获得具有逆波长分散特性的复合型四分之一相位延迟膜100。

s02.在经配向处理后的所述光学级塑料基膜上沉积所述液晶材料，经干燥、光固化处理即得。

在上述实施例的基础上，所述复合型四分之一相位延迟膜100还包括粘着层。具体的，所述第一相位延迟膜20和所述第二相位延迟膜10之间设有粘着层(图中未标出)，从而可以更好地提高所述第一相位延迟膜20和所述第二相位延迟膜10之间的结合力，提高复合型四分之一相位延迟膜100的使用寿命。所述粘着层的材料没有严格限制，包括但不限于uv胶、光学透明胶(oca)、液态光学透明胶(loca)或压敏胶(psa)。所述粘着层的厚度可以根据所述第一相位延迟膜20和所述第二相位延迟膜10的厚度、所述粘着层的材料进行选择。具体的，可以介于50nm至15μm之间，且以所述复合型四分之一相位延迟膜100的厚度不超过25μm为宜。即便所述逆分散复合型四分之一相位延迟膜100包括粘着层，仍旧具有较薄的厚度，可以达成薄型化的要求。

通过所述线性偏光板30设置在所述复合型四分之一相位延迟膜一侧，具体的，所述线性偏光板30层叠设置在所述第一相位延迟膜20远离所述第二相位延迟膜10的一侧。当外界自然光线入射线性偏光板30后即被转换为线偏极光，进而通过四分之一相位延迟膜处理，消除外界入射光源干扰，实现抗反光功效。

由于透过光配向处理或是材料特性(即掺有掌性分子的棒状液晶)配合摩擦配向处理可轻易地调整液晶分子的光轴方向，因此，不但可以采用卷对卷制程来得到具有预期光轴方向的所述第一相位延迟膜20及所述第二相位延迟膜10，所述复合型四分之一相位延迟膜100与线性偏光板30也可以采用卷对卷贴合工艺来制造得到超薄型宽波域圆偏光板，使得所述超薄型宽波域圆偏光板具有良好的生产性。

本发明另一方面提供一种上述超薄型宽波域圆偏光板在光学器件领域的应用。

本发明实施例提供的超薄型宽波域圆偏光板，由于具有逆波长分散特性，因此，用于光学器件领域时，可以在可见光范围内有效改善自然光的反射问题，消除外界环境反射光的影响，提高光学特性。

本发明实施例提供的超薄型宽波域圆偏光板，可以替代现有的光学组件用于光学器件中。所述光学器件包括发光二极管、场发射显示器、电浆显示器、液晶显示器、3d显示器、3d眼镜。具体的，所述超薄型宽波域圆偏光板可用于发光二极管、场发射显示器(fed)、电浆显示器(pdp)及液晶显示器(lcd)等自发光或非自发光的显示器中，也可以用于3d显示技术领域，具体可应用于3d显示器、3d眼镜中。本发明实施例提供的超薄型宽波域圆偏光板可应用于发光二极管显示器中，改善自然光反射的问题。其中，发光二极管包括有机发光二极管(oled)和量子点发光二极管(qled)。

以及，本发明实施例提供了一种光学组件，包括胆固醇液晶增亮膜和上述超薄型宽波域圆偏光板。

本发明实施例提供的含有超薄型宽波域圆偏光板的光学组件，用于液晶显示器时，能够有效提高光学效果，提高增光效率，减轻大视角色差。

由所述超薄型宽波域圆偏光板与胆固醇液晶增亮膜所构成的光学组件可应用于液晶显示器中，以提高整体增光效率及减轻大视角色差的问题。同样地，本发明实施例提供的所述光学组件可以替代现有对应的光学组件，用于已知的结构与装置。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

一种液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜，所述液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜为液晶逆分散膜；其中，所述复合型四分之一相位延迟膜包括层叠结合的第一相位延迟膜和第二相位延迟膜；所述复合型四分之一相位延迟膜的复合平面内相位差值ro为120nm至190nm。

实施例2

一种超薄型宽波域圆偏光板，包括层叠设置的线性偏光板和复合型四分之一相位延迟膜，所述复合型四分之一相位延迟膜为液晶逆分散膜；其中，所述复合型四分之一相位延迟膜包括层叠结合的第一相位延迟膜和第二相位延迟膜，所述线性偏光板层叠设置在所述第一相位延迟膜远离所述第二相位延迟膜的一侧；所述复合型四分之一相位延迟膜的复合平面内相位差值ro为120nm至190nm，且所述复合型四分之一相位延迟膜的光轴与所述线性偏光板的吸收轴形成的锐角为11°至21°。

对比例1

一种四分之一相位延迟膜(以下标为已知四分之一相位延迟膜1)，该四分之一相位延迟膜由由帝人公司制造的型号为gr125的高分子延伸型四分之一相位延迟膜，为单层薄膜。

对比例2

一种四分之一相位延迟膜(以下标为已知四分之一相位延迟膜2)，该四分之一相位延迟膜由由帝人公司制造的型号为rm147的高分子延伸型四分之一相位延迟膜，为单层薄膜。

将实施例1提供的液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜100，对比例1、对比例2提供的四分之一相位延迟膜进行波长分散比较，其波长分散关系图如图2所示。其中，横轴为波长；纵轴为平面内相位差值ro；量测设备为相位差量测仪(由王子计测公司制造，型号：kobra-wpr)，波长范围为400nm至700nm。由图2中，实施例1的液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜100的平面内相位差值ro为155nm(550nm波长下)。已知四分之一相位延迟膜1、已知四分之一相位延迟膜2及实施例1的液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜100在波长约550nm处皆能满足所期望的线性平面内相位差值ro。然而，对比例1提供的已知四分之一相位延迟膜1的线性平面内相位差值ro随着波长越长而减小(即正波长分散特性)，呈现出与理想的波长分散性相反的趋势，使得已知四分之一相位延迟膜1无法满足550nm波长以外的其他波长达到理想的相位差值。对比例2提供的已知四分之一相位延迟膜2与实施例1的液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜100，由于这两种四分之一相位延迟膜皆具有逆波长分散特性，其趋势相似于理想波长分散性，因此，相较于已知四分之一相位延迟膜1，已知四分之一相位延迟膜2与液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜100于可见光波长范围内皆可接近理想的相位差值。

将对比例1提供的已知四分之一相位延迟膜1、对比例2提供的已知四分之一相位延迟膜2分别贴合线性偏光板后，与本发明实施例2提供的超薄型宽波域圆偏光板，分别再贴于镜面上，进行反射率测试，反射率光谱图如图3所示。其中，横轴为波长；纵轴为反射率r％；量测设备为uv/vis分光光谱仪(hitachi制造，型号：u4100)，波长范围为350nm至700nm。由图3可见，由于已知四分之一相位延迟膜1具有正波长分散特性，呈现出与理想的波长分散相反的趋势，使得已知四分之一相位延迟膜1无法满足550nm波长以外的其他波长达到理想的相位差值，因此其抗反光效果较差(反射率r％最大)。对比例2提供的已知四分之一相位延迟膜2与本发明实施例1提供的液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜100，由于这两种四分之一相位延迟膜皆具有逆波长分散特性，其相似于理想的波长分散性的趋势，因此，相较于已知四分之一相位延迟膜1，已知四分之一相位延迟膜2与液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜100于可见光波长范围内皆可接近理想的相位差值，故可得到较佳的抗反光效果(反射率r％较小)。本发明实施例2中，由液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜与线性偏光板所构成的超薄型宽波域圆偏光板在可见光波长区域(400nm至700nm)内具有4％至6％的反射率，即，本发明实施例提供的超薄型宽波域圆偏光板具有良好的抗反光效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。