一种光学板件用的光配向层的制备方法、光学板件及应用

技术领域

本发明涉及光学元件技术领域，特别涉及一种光学板件用的光配向层的制备方法、光学板件及应用。

背景技术

显示器发展已有百年的历史，从早期大型阴极映像管屏幕(CRT)、电浆显示器、液晶显示器到最近热门的有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode, OLED)显示器，已从供不应求到目前的供过于求，因此显示器不断朝显示画面精美、轻薄短小及省电等方面发展，且市场对于显示性能的要求越来越高，因而显示技术不断进步， OLED显示器便由此应运而生，不仅显示画质更好、轻薄省电且具可挠性，更适合扩增和虚拟现实(AR/VR)装置。然而驱动OLED的电极为金属材质，对环境光具有很高的反射率，若不加以处理的话，屏幕便会如同镜子一般反射，当反射的环境光与影像重迭时会使人眼无法辨别显示之画面，严重影响画面清晰度。目前最广泛的解决方案是使用圆偏光片来消除屏幕对外界光的反射，使屏幕对比增加。近年来随着对于弯曲的图像显示装置和/或可弯折或可折叠的图像显示装置的需求提高，若圆偏光片的厚度较大会降低弯曲屏的弯折角度，通过降低偏光片的厚度才能提高弯曲屏的柔性度，更便于弯折，且不会影响偏光片的其他物理特性。

而传统的圆偏光片的厚度较大，其柔软度较低，不便于弯折，导致其应用应用场景受限，难以应用在折叠手机屏等要求反复弯折的光学部件上。

发明内容

本发明的目的是解决现有的屏幕上的圆偏光片的厚度较大，其柔软度较低，不便于弯折，导致其应用应用场景受限，难以应用在折叠手机屏等要求反复弯折的光学部件上的问题，提供一种光学板件用的光配向层的制备方法、光学板件及应用，能够有效解决上述问题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种光学板件用的光配向层的制备方法，包括如下具体步骤：

将光配向涂料涂布于基材的非处理面上并干燥，并经过线偏光UV固化后，得到光配向层；将液晶涂布于所述光配向层上，并干燥，过UV固化后成得到四分之一相位延迟膜；将四分之一相位延迟膜转贴在下TAC层的上表面后撕除基材，光配向层与四分之一相位延迟膜一同转贴到下TAC层上；

在光配向层远离四分之一相位延迟膜的一侧表面上涂布正C-板液晶涂料，正C-板液晶涂料干燥并经过UV固化后得到正C-板视角补偿膜；

正C-板视角补偿膜、光配向层、四份之一相位延迟膜、下TAC层组成相位补偿层。

作为优选，光学板件还包括偏光基体，正C-板视角补偿膜、四分之一相位延迟膜或下TAC层位于光配向层和偏光基体之间。

作为优选，下TAC层、四份之一相位延迟膜或正C-板视角补偿膜上涂覆有primer。

作为优选，所述四分之一相位延迟膜为液晶型A板逆分散相位延迟膜、液晶型A板正分散相位延迟膜、液晶型O板逆分散相位延迟膜、液晶型双轴逆分散相位延迟膜中的任意一种。

作为优选，所述四分之一相位延迟膜的平面相位差值为110nm-170nm，所述四分之一相位延迟膜的光轴与所述偏光基体的吸收轴间的夹角范围为40°-50°。

作为优选，所述相位补偿层的复合垂直平面内相位差值为-50nm至50nm。

作为优选，所述偏光基体包括相互层叠连接的上TAC层和PVA层。

作为优选，所述相位补偿层的厚度为10 µm-100 µm。

一种光学板件，由光配向层双面使用的光学板件的制备方法制备得到。

一种光学板件的应用装置，包括光学板件。

本发明的有益效果是：本发明中，以光配向层双面涂覆的形式解决传统贴合方式造成的光学板件的厚度大的问题，减小了光学板件的整体厚度，使得光学板件的柔软度和可弯曲性更好，并且可降低成本。因光学板件的厚度降低使得本发明中的光学板件可应用的场景大大增加，例如：可适用于柔性手机屏（折叠手机屏），由于本方法制备的光学板件具有更小的厚度和更好的可弯曲性，因而具有更小的弯折半径，应用在折叠手机屏上时，其产生的折痕宽度更小，减少了用户观看屏幕时的影响，有效提高用户使用的舒适度。同时，由液晶材料制备得到的四分之一相位延迟膜具有逆波长分散特性，应用于光学领域中可实现在任意不同可见光波长范围下有效消除光反射的效果，并提供良好的补偿特性，实现全光域和全角度下消除外界入射光源入射至有机发光二极管显示器件而造成干扰的问题。

附图说明

图1为本发明中其中一种光学板件的结构示意图。

图2为本发明中另一中光学板件的结构示意图。

图中：100、偏光基体，101、上TAC层，102、PVA层，300、相位补偿层，301、正C-板视角补偿膜，302、光配向层，303、四分之一相位延迟膜，304、贴合胶层，305、下TAC层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

一种光学板件用的光配向层的制备方法，包括如下具体步骤：

提前制备光配向涂料、液晶；

将光配向涂料涂布于基材的非处理面上并干燥，并经过线偏光UV固化后，得到光配向层302；将液晶涂布于光配向层302上，并干燥，过UV固化后成得到四分之一相位延迟膜303；将四分之一相位延迟膜303转贴在下TAC层305的上表面后撕除基材，光配向层302与四分之一相位延迟膜303一同转贴到下TAC层305上；在光配向层远离四分之一相位延迟膜的一侧表面上涂布正C-板液晶涂料，正C-板液晶涂料干燥并经过UV固化后得到正C-板视角补偿膜301；正C-板视角补偿膜301、光配向层302、四份之一相位延迟膜303、下TAC层305组成相位补偿层。

上述制备方法中，以光配向层双面涂覆的形式解决传统贴合方式造成的光学板件的厚度大的问题，减小了光学板件的整体厚度，使得光学板件的柔软度和可弯曲性更好。并且可降低成本。因光学板件的厚度降低使得本实施例中的光学板件可应用的场景大大增加，例如：可适用于柔性手机屏（折叠手机屏），由于本方法制备的光学板件具有更小的厚度和更好的可弯曲性，因而具有更小的弯折半径，应用在折叠手机屏上时，其产生的折痕宽度更小，减少了用户观看屏幕时的影响，有效提高用户使用的舒适度。同时，由液晶制备得到的四分之一相位延迟膜具有逆波长分散特性，应用于光学领域中可实现在任意不同可见光波长范围下有效消除光反射的效果，并提供良好的补偿特性，实现全光域和全角度下消除外界入射光源入射至有机发光二极管显示器件而造成干扰的问题。

其中，本发明中所用的基材为由PET材料制成的PET基材。

光配向涂料可以采用如下材料：

第一种：光致异构化配向材料,如偶氮染料类材料，经过光诱导后会从反式异构体变为顺式异构体，或相反从顺式变逆式。

第二种：光致二聚体反应配向材料，如含有香豆素或肉桂酸酯、肉桂酰氯的聚合物经过PUV照射后发生化学反应形成各向异性。

本发明中，光配向涂料采用光致二聚体反应配向材料。

在得到四分之一相位延迟膜303后，在下TAC层305上涂上贴合胶，将四分之一相位延迟膜303转贴在下TAC层305的上表面，通过贴合胶使四分之一相位延迟膜与下TAC层粘接，贴合胶固化后形成贴合胶层304。

正C-板视角补偿膜301为具有垂直平面内位相差特性的液晶膜。

其中，光配向层302的作用是在液晶和正C-板液晶涂料固化过程中，给涂料一个范德华力，促使涂料中的液晶分子排列。本发明中，液晶和正C-板液晶涂料分别涂布在光配向层302的两侧，使光配向层302的两侧得到了充分的利用，使光配向层302的两侧表面能够分别用于四分之一相位延迟膜和正C-板视角补偿膜301的固化成型，从而实现了光配向层的双面使用。

正C-板视角补偿膜301或四分之一相位延迟膜位于光配向层302和偏光基体100之间，通过正C-板视角补偿膜可提供额外的位相差，用来尽可能补充原先液晶层在不同角度下的位相差变化，抵消不同视角色差，提升不同视角色度均一性。

本发明的一些实施例中，四分之一相位延迟膜为液晶型A板逆分散相位延迟膜、液晶型A板正分散相位延迟膜、液晶型O板逆分散相位延迟膜、液晶型双轴逆分散相位延迟膜中的任意一种。

四分之一相位延迟膜303的平面相位差值为110nm-170nm，四分之一相位延迟膜303的光轴与偏光基体100的吸收轴间的夹角范围为40°-50°。本发明中，偏光基体的吸收轴是指在偏光片或偏光材料内部的一个特定方向，沿着这个方向的光线会被偏光片吸收或阻隔，而与其垂直方向的光线则可以通过。

本发明中，将四分之一相位延迟膜的平面相位差值控制在110nm到170nm的较宽的范围内，使本光学板件可以在较宽的光谱范围内工作，适用于多种不同波长的光，增加了其在多波长光学系统中的灵活性和通用性。光轴与偏光基体的吸收轴之间控制在40°-50°的夹角，在该夹角范围下，可以确保线偏振光在入射时能够有效地转换成所需的偏振态，这样的设计有助于最大化转换效率，减少不必要的损耗。

相位补偿层300的复合垂直平面内相位差值为-50nm至50nm。优选的，本发明中，相位补偿层300的复合垂直平面内相位差值为-40nm-40nm。

通过上述层结构设置和参数范围设置，使相位补偿层具有波长越长则相位差值越大的特性，进以使相位补偿层300在全光域的可见光波长范围内均具有良好的抗反光特性，在全角度的不同视角下均具备有效消除光反射的抗反射特性，有利于全光域和全角度下消除外界入射光源入射至有机发光二极管显示器件而造成干扰的问题。

相位补偿层300的厚度为10 µm-100 µm。优选的，本发明中相位补偿层300的厚度为20µm-60 µm。通过将相位补偿层的厚度限制于上述范围内，以降低相位补偿层的厚度，使得相位补偿层远低于以高分子材料制备的相位延迟膜的厚度，降低了光学板件的整体厚度，可以满足显示器薄型化的要求。

偏光基体100包括相互层叠连接的上TAC层101和PVA层102。

下TAC层、四份之一相位延迟膜或正C-板视角补偿膜上涂覆有primer。通过涂覆primer，可以在PVA层102用水胶与相位补偿层贴合的过程中，增加了PVA和相位补偿层之间的接着性，减少一道相位补偿层的碱洗工艺，从而减少碱处理对相位差补偿层的影响，实现直接涂水胶贴合偏光板的PVA层的优点。

一种光学板件，由上述光学板件用的光配向层的制备方法制备得到。

如图1所示，制备得到的光学板件由下往上依次包括下TAC层305、贴合胶层304、四份之一相位延迟膜303、光配向层302、正C-板视角补偿膜301、PVA层102和上TAC层101，其中，PVA层102和上TAC层101共同组成偏光基体100，下TAC层305、贴合胶层304、四份之一相位延迟膜303、光配向层302、正C-板视角补偿膜301共同组成相位补偿层300。

如图2所示，制备得到的光学板件由下往上依次包括下TAC层305、贴合胶层304、正C-板视角补偿膜301、光配向层302、四份之一相位延迟膜303、PVA层102和上TAC层101，其中，PVA层102和上TAC层101共同组成偏光基体100，下TAC层305、贴合胶层304、正C-板视角补偿膜301、光配向层302、四份之一相位延迟膜303、共同组成相位补偿层300。

一种光学板件的应用装置，包括上述方法制成的光学板件。应用装置包括但不限于液晶显示器屏幕、普通手机屏幕、折叠手机屏幕等。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。