CN117092736A - 一种圆偏光片、制备方法及其修正模拟方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于光学元件的技术领域，本申请提供了一种圆偏光片、制备方法及其修正模拟方法，所述圆偏光片包括滤光层、偏光基体和相位补偿层，所述滤光层包括上TAC层和第一相位延迟膜，所述第一相位延迟膜涂覆于所述上TAC层的内周侧；相位补偿层包括第二相位延迟膜、下TAC层和第三相位延迟膜，所述第二相位延迟膜在所述下TAC层的上表面涂覆而成，所述第三相位延迟膜在所述下TAC层的下表面涂覆而成。一种圆偏光片的制备方法，包括所述第二相位延迟膜、所述下TAC层、所述第三相位延迟膜和所述C‑板液晶视角补偿膜。一种圆偏光片的修正模拟方法，适用于所述的圆偏光片,本申请以解决现有技术的圆偏光片较厚的技术问题。

Description

一种圆偏光片、制备方法及其修正模拟方法
技术领域
本申请属于光学元件的技术领域，特指一种圆偏光片、制备方法及其修正模拟方法。
背景技术
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，若偏光板的厚度较大会降低弯曲屏的弯折角度，通过降低偏光板的厚度才能提高弯曲屏的柔性度，更便于弯折，且不会影响偏光板的其他物理特性。
另外，OLED显示面板本身自发光经过具备相位差层结构的光学板件后，会以线偏振光出射，如果使用者带着偏光太阳眼镜，那么在某个特定角度，使用者无法观察到OLED显示面板的画面。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种圆偏光片、制备方法及其修正模拟方法，以解决现有技术的圆偏光片较厚的技术问题。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种圆偏光片，所述圆偏光片包括：滤光层，其包括上TAC层和第一相位延迟膜，所述第一相位延迟膜涂覆于所述上TAC层的内周侧；偏光基体；相位补偿层，其包括第二相位延迟膜、下TAC层和第三相位延迟膜，所述第二相位延迟膜在所述下TAC层的上表面涂覆而成，所述第三相位延迟膜在所述下TAC层的下表面涂覆而成；其中，所述滤光层、所述偏光基体和所述相位补偿层沿依次层叠连接；所述第一相位延迟膜和所述第三相位延迟膜为四分之一相位延迟膜，所述第二相位延迟膜为二分之一相位延迟膜。
本申请提供的圆偏光片的有益效果在于，与现有技术相比，通过在下TAC层的上表面涂覆第二相位延迟膜，在下TAC层的下表面涂覆第三相位延迟膜，替代了传统的贴合胶使用的方式，从而达到减薄的圆偏光片的厚度，降低生产成本。相位补偿层具有波长越长则相位差值越大的特性，进以解决全光域下消除外界入射光源入射至有机EL显示装置而造成干扰的问题。
在本申请提供的一个实施例中，所述第一相位延迟膜的光轴与所述偏光基体的吸收轴间的锐角夹角范围为40°-50°，所述第一相位延迟膜的平面内相位差值的范围是120nm-160nm；所述第二相位延迟膜的光轴与所述偏光基体的吸收轴间的锐角夹角范围为7.5°-22.5°，所述第二相位延迟膜的平面内相位差值的范围是210nm-290nm；所述第三相位延迟膜的光轴与所述偏光基体的吸收轴间的锐角夹角范围为67.5°-82.5°，所述第三相位延迟膜的平面内相位差值的范围是100nm-150nm。
在本申请提供的一个实施例中，所述相位补偿层还包括C-板液晶视角补偿膜，所述C-板液晶视角补偿膜设于所述相位补偿层中的所述第二相位延迟膜与所述下TAC层之间，或所述下TAC层与所述第三相位延迟膜之间；或者，所述C-板液晶视角补偿膜设于所述相位补偿层的上表面或下表面。
在本申请提供的一个实施例中，所述C-板液晶视角补偿膜层叠设于所述下TAC层和所述第三相位延迟膜之间；所述C-板液晶视角补偿膜的垂直平面内相位差值的范围为50nm-160nm。
在本申请提供的一个实施例中，所述C-板液晶视角补偿膜的垂直平面内相位差值的范围为60nm-110nm。
在本申请提供的一个实施例中，所述圆偏光片还包括接着层；所述接着层分别设于所述滤光层和所述偏光基体之间、所述偏光基体和所述相位补偿层之间。
在本申请提供的一个实施例中，所述相位补偿层的厚度为1微米-25微米。以此，满足显示器薄型化的要求。
在本申请提供的一个实施例中，所述相位补偿层为液晶逆分散膜，所述第二相位延迟膜和所述第三相位延迟膜均为具有正分散特性的液晶膜，所述C-板液晶视角补偿膜为具有垂直平面内位相差特性的液晶膜。
在本申请提供的一个实施例中，所述第二相位延迟膜为液晶型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；和/或；所述第三相位延迟膜为液晶型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。
本申请还提供了一种圆偏光片的制备方法，所述圆偏光片上至少包括相位补偿层，所述相位补偿层包括依次层叠的第二相位延迟膜、C-板液晶视角补偿膜、下TAC层以及第三相位延迟膜；所述制备方法用于制备所述相位补偿层，其至少包括以下步骤：制备配向涂料、正分散液晶涂料以及C-板液晶涂料；将所述配向涂料涂布于下TAC层的上表面干燥并经过线偏光UV固化后，或将所述配向涂料涂布于下TAC层的上表面干燥并经过普通UV固化后，或将所述活性涂料涂布于下TAC层的上表面干燥后，涂上所述C-板液晶涂料在下TAC层的上表面，并干燥UV固化后成所述C-板液晶视角补偿膜；在所述C-板液晶视角补偿膜上涂布所述配向涂料干燥并经过线偏光UV固化后，涂上所述正分散液晶液于所述C-板液晶视角补偿膜上，所述正分散液晶液干燥UV固化后成所述第二相位延迟膜；将所述配向涂料涂布于下TAC层的下表面干燥并经过线偏光UV固化后，涂上所述正分散液晶液于下TAC层的下表面，并干燥UV固化后成所述第三相位延迟膜。
本申请还提供一种圆偏光片的修正模拟方法，适用于上述任意一个实施例中的圆偏光，包括输入第一参数，构建所述圆偏光片的穆勒矩阵，用自然光入射所述圆偏光片，通过椭偏度计算透射光误差，并通过评价函数评价当前第一参数下的性能得到最优值和最优参数；所述自然光的出射光路，计算单项透射光的椭偏度评价防太阳眼镜闭合的性能；输入第二参数，计算不同入射角的方位下的透射光误差并计算评价函数，统计不同方位角下的评价函数数值和分布情况，计算最优垂直平面内相位差值及其对应的参数。
在本申请提供的一个实施例中，所述第一参数包括各相位延迟膜在不同波长下的位相差、相对于所述偏光基体的透光轴的夹角、所述偏光基体的不同波长下的折射率和消光系数和方位角；通过位相差和夹角构建相位延迟穆勒矩阵；通过所述折射率和所述消光系数计算二向色性，并结合所述夹角构建二向色性穆勒矩阵；将所述相位延迟穆勒矩阵和所述二向色性穆勒矩阵带入到极分解中计算所述圆偏光片的穆勒矩阵。
在本申请提供的一个实施例中，所述第二参数包括垂直平面内相位差值的范围、C-板液晶视角补偿膜的折射率、所述最优参数和最优所述评价函数数值。
在本申请提供的一个实施例中，所述计算最优垂直平面内相位差值的步骤包括：通过所述评价函数数值和分布情况，计算最小评价函数并分析所述评价函数的均匀性，得出最优垂直平面内相位差值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的圆偏光片的一个实施例中整体结构立体图；
图2为本申请提供的圆偏光片的C-板液晶视角补偿膜设于相位补偿层的外侧的两种形式的整体结构示意图；
图3为本申请提供的圆偏光片的C-板液晶视角补偿膜设于相邻两层之间的两种形式的整体结构示意图；
图4为本申请提供的光学板件的一个实施例中整体结构立体图；
图5为本申请提供的修正模拟方法的实施例4和对比例2分别贴合线性偏光板的椭偏度；
图6为本申请提供的修正模拟方法的实施例1与对比例1的波长分散关系图；
图7为本申请提供的修正模拟方法的实施例1与对比例1的误差关系图；
图8为本申请提供的修正模拟方法的实施例2与对比例1的反射率光谱图；
图9为本申请提供的修正模拟方法的实施例3中C-板液晶视角补偿膜设于第二相位延迟膜和偏光基体之间的不同垂直平面内位相差值的误差占比图、误差均匀性图和平均误差图；
图10为本申请提供的修正模拟方法的实施例3中C-板液晶视角补偿膜设于第二相位延迟膜和第三相位延迟膜之间的不同垂直平面内位相差值的误差占比图、误差均匀性图和平均误差图；
图11为本申请提供的修正模拟方法的实施例3中C-板液晶视角补偿膜设于第三相位延迟膜和OLED面板之间的不同垂直平面内位相差值的误差占比图、误差均匀性图和平均误差图；
图12为本申请提供的修正模拟方法的实施例2与对比例1的光通量反射率图。
其中，图中各附图标记：
100-圆偏光片；110-滤光层；111-上TAC层；112-第一相位延迟膜；120-偏光基体；130-相位补偿层；131-第二相位延迟膜；132-下TAC层；133-第三相位延迟膜；134-C-板液晶视角补偿膜；
200-保护膜；300-黏着层；400-分离膜。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
如图1所示，本申请的一个实施中提供了一种圆偏光片100，圆偏光片100包括滤光层110、偏光基体120和相位补偿层130，滤光层110、偏光基体120和相位补偿层130沿高度方向依次相互连接。滤光层110包括上TAC层111和第一相位延迟膜112，第一相位延迟膜112涂覆于上TAC层111的内周侧，供于光线自由穿过偏光太阳眼镜；相位补偿层130包括第二相位延迟膜131、下TAC层132和第三相位延迟膜133，第二相位延迟膜131在下TAC层132的上表面涂覆而成，第三相位延迟膜133在下TAC层132的下表面涂覆而成。其中，第一相位延迟膜112和第三相位延迟膜133为四分之一相位延迟膜，第二相位延迟膜131为二分之一相位延迟膜。
四分之一相位延迟膜是一种能够对线性偏振光和圆偏振光进行可逆转换的光学薄膜。在具体的应用场景中，利用线性偏光板将自然光转换为线性偏振光，利用四分之一相位延迟膜将得到的线性偏振光与圆偏振光进行可逆转换，圆偏振光本身在被反射面反射的过程中会产生半波损失，例如左旋圆偏振光在被反射面反射的过程中转换为右旋圆偏振光，右旋圆偏振光在被反射面反射的过程中转换为左旋圆偏振光。
二分之一相位延迟膜用于将入射的线性偏振光产生λ/2的光程差，将所述线性偏振光发生偏转，并补偿四分之一相位延迟膜短波域的缺陷。
圆偏光片100是用于使自然光经过圆偏光片时形成左旋圆偏振光，在金属阴极发生反射时偏振态改变，反射光为右旋圆偏振光，再次遇到圆偏光片时被阻挡。
滤光层110用于光线能自由穿过的偏光太阳眼镜。若使用者带着偏光太阳眼镜看OLED显示面板，因OLED显示面板本身自发光经过具备相位差层结构的光学板件后，会以线偏振光出射，那么在某个特定角度，使用者无法观察到OLED显示面板的画面，为此，通过增设滤光层110达到即使使用者带着偏光太阳眼镜也能看到OLED显示面板的画面。
偏光基体120用于实现偏光机制，为线型偏光板，采用PVA(polyvinylacetate聚醋酸乙烯酯)的材质。一般地，通过偏光基体120和圆偏光片100配合，解决有机EL显示装置在自然光下反光的问题。例如，外界自然光先入射到显示器中的偏光基体120，自然光线经过偏光基体120转换为第一线偏振光，第一线偏振光经第三相位延迟膜133后，被第三相位延迟膜133转换为左旋圆偏振光，左旋圆偏振光经金属电极反射后，左旋圆偏振光被转换为右旋圆偏振光，右旋圆偏振光经过第三相位延迟膜133时，右旋圆偏振光被转换为与原振动方向垂直的第二线偏振光，亦即第二线偏振光和第一线偏振光两者的方向互垂直，进而第二线偏振光无法通过线性偏光板而被吸收，最终达成消除有机EL显示装置外界入射光源干扰的抗反光功效，解决有机EL显示装置在自然光下反光的问题。
相位补偿层130具有逆波长分散特性，逆波长分散特性为波长越小相位差值越小，波长越大相位差值越大的特性，使得在全光域的可见光波长范围内均具有良好的抗反光特性，供于全光域下消除外界入射光源入射至有机EL显示装置而造成干扰的问题。
相位补偿层130包括第二相位延迟膜131、下TAC层132和第三相位延迟膜133，通过将第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133涂覆于下TAC层132上，实现缩小相位补偿层130的厚度的效果，从而降低成本，且应用场景更多。其中，第二相位延迟膜131涂覆于下TAC层132高度方向的上方，第三相位延迟膜133涂覆于下TAC层132高度方向的下方。
在圆偏光片100中，滤光层110、偏光基体120和相位补偿层130沿高度方向依次层叠连接，其中，滤光层110中的上TAC层111和第一相位延迟膜112依次层叠连接，相位补偿层130中的第二相位延迟膜131、下TAC层132和第三相位延迟膜133依次层叠连接。
本申请提供的圆偏光片的有益效果在于，与现有技术相比，通过在下TAC层132的上面涂覆第二相位延迟膜131，在下TAC层132的下面涂覆第三相位延迟膜133，替代了传统的贴合胶使用的方式，从而达到减薄的圆偏光片100的厚度，降低生产成本，同时能适用于更多应用场景。例如，可适用于柔性手机(折叠手机)，增大弯折半径，提高用户使用的舒适度。同时，相位补偿层130具有波长越长则相位差值越大的特性，进以使相位补偿层130在全光域的可见光波长范围内均具有良好的抗反光特性，供于全光域下消除外界入射光源入射至有机EL显示装置而造成干扰的问题。
在本申请的一个实施例中，第一相位延迟膜112和第三相位延迟膜133为四分之一相位延迟膜，第二相位延迟膜131为二分之一相位延迟膜；第一相位延迟膜112的光轴与偏光基体120的吸收轴间的锐角夹角范围为40°-50°，第一相位延迟膜112的平面内相位差值的范围是120nm-140nm；第二相位延迟膜131的光轴与偏光基体120的吸收轴间的锐角夹角范围为7.5°-22.5°，第二相位延迟膜131的平面内相位差值的范围是210nm-290nm；第三相位延迟膜133的光轴与偏光基体120的吸收轴间的锐角夹角范围为67.5°-82.5°，第三相位延迟膜133的平面内相位差值的范围是100nm-150nm。
第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133的平面内相位差值、第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133的光轴分别与偏光基体120的吸收轴形成的角度若不在上述范围内，则无法获得逆波长分散特性。
值得注意的是，第三相位延迟膜133的光轴与偏光基体120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，不做具体限定，为充分说明，本实施例中以锐角来表征第三相位延迟膜133的光轴与偏光基体120的吸收轴之间的夹角，故而两者的夹角为67.5°-82.5°(若两者间的夹角采用钝角来表示，夹角的范围为97.5°至112.5°)。与此类似的，第二相位延迟膜131的光轴与偏光基体120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，不做具体限定，为充分说明，本实施例中以锐角来表征第二相位延迟膜131的光轴与偏光基体120的吸收轴之间的夹角，故而两者间的夹角为7.5°-22.5°(若两者间的夹角采用钝角来表示，夹角的范围为157.5°至172.5°)。
优选的，第三相位延迟膜133的光轴与偏光基体120的吸收轴之间形成的锐角的角度为70°-80°(若两者间的夹角采用钝角来表示，夹角的范围为100°-110°)。
优选的，第二相位延迟膜131的光轴与偏光基体120的吸收轴之间形成的锐角的角度为10°至20°(若两者间的夹角采用钝角来表示，夹角的范围为160°至170°)。
在本实施例中，通过对第一相位延迟膜112、第三相位延迟膜133和第二相位延迟膜131平面内相位差值和与偏光基体120的吸收轴间的夹角的限定，使得圆偏光片100能够获得逆波长分散特性。
请参阅图2和图3，本申请的一个实施例中，相位补偿层还包括C-板液晶视角补偿膜134，C-板液晶视角补偿膜134设于相位补偿层130中的第二相位延迟膜131与下TAC层132之间，或下TAC层132与第三相位延迟膜133之间；或者，C-板液晶视角补偿膜134设于相位补偿层130的上表面或下表面。
C-板液晶视角补偿膜134用于改善显示器的视角特性。
C-板液晶视角补偿膜134的设置位置可以放置于相位补偿层130中相邻两层之间，可以是C-板液晶视角补偿膜134层叠设于第二相位延迟膜131和下TAC层132之间，可以是C-板液晶视角补偿膜134层叠设于下TAC层132和第三相位延迟膜133之间。
C-板液晶视角补偿膜134的设置位置可以放置于相位补偿层130的外侧，可以是C-板液晶视角补偿膜134层叠设于第二相位延迟膜131的外侧，上述的外侧是指第二相位延迟膜131不与下TAC层132接触的一侧；也可以是C-板液晶视角补偿膜134层叠设于第三相位延迟膜133的外侧，上述的外侧是指第三相位延迟膜133不与下TAC层132接触的一侧。
在本实施例中，通过设置C-板液晶视角补偿膜134来改善显示器的视角特性。
本申请的一个实施例中，C-板液晶视角补偿膜134层叠设于下TAC层132和第三相位延迟膜133之间；C-板液晶视角补偿膜的垂直平面内相位差值的范围为50nm-160nm。
在本实施例中，通过第一相位延迟膜112、第三相位延迟膜133、第二相位延迟膜131和C-板液晶视角补偿膜134的平面内相位差值范围和分别与偏光基体120的吸收轴之间的锐角夹角范围，再结合C-板液晶视角补偿膜134的垂直平面内位相差值的范围为50nm-160nm，赋予了相位补偿层130具有逆波长分散特性和宽角度补偿特性，因此在全光域的可见光波长范围内均具有良好的抗反光特性，在宽角度的不同视角下均具有有效消除光反射的抗反射特性。
本申请的一个实施例中，C-板液晶视角补偿膜134的垂直平面内相位差值的范围为60nm-110nm。
本申请的一个实施例中，C-板液晶视角补偿膜134的垂直平面内相位差值的范围为70nm-110nm。
本申请的一个实施例中，相位补偿层130的厚度为1微米-25微米。
本实施例提供的相位补偿层130的厚度优选为3μm，处于该厚度的相位延迟膜的厚度较薄，远低于以高分子材料制备的相位延迟膜的厚度，可以满足显示器薄型化的要求。
本申请的一个实施例中，相位补偿层130为液晶逆分散膜，第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133均为具有正分散特性的液晶膜，C-板液晶视角补偿膜134为具有垂直平面内位相差特性的液晶膜。
本实施例中，相位补偿层130为液晶逆分散膜，即相位补偿层130由液晶材料制成，由于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，能够成型为薄型化的功能薄膜。基于该薄型化的功能薄膜，可以获得薄型的功能产品，例如具有该薄型化功能薄膜的层叠结构式光学组件，以及设有该薄型化功能薄膜的OLED显示产品，能够满足显示器件的薄型化趋势，以及柔性OLED显示器的可挠性发展的要求。因此，本申请实施例提供的圆偏光片100，不仅具有波长越长则相位差值越大的特性，其还具有薄型化的功能薄膜的结构优势。
需要说明的是，本实施例提供的相位补偿层130为逆分散型液晶薄膜，即由液晶材料制备得到的薄膜，若采用其他材料制备相位补偿层130得到的膜层的厚度较厚，如以高分子材料制备的膜层，厚度达到50μm及以上，难以满足光学器件对相位延迟膜越来越薄的薄型化要求。
本申请的一个实施例中，第二相位延迟膜131为液晶型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；
和/或；
第三相位延迟膜133为液晶型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。
即在本实施例中的方案中包括：
第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133均为液晶型A板相位延迟膜。
第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133均为液晶型O板相位延迟膜。
第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133均为液晶型双轴相位延迟膜。
第二相位延迟膜131采用液晶型A板相位延迟膜，第三相位延迟膜133采用液晶型O板相位延迟膜。
第二相位延迟膜131采用液晶型A板相位延迟膜，第三相位延迟膜133采用液晶型双轴相位延迟膜。
第二相位延迟膜131采用液晶型O板相位延迟膜，第三相位延迟膜133采用液晶型A板相位延迟膜。
第二相位延迟膜131采用液晶型O板相位延迟膜，第三相位延迟膜133采用液晶型双轴相位延迟膜。
第二相位延迟膜131采用液晶型双轴相位延迟膜，第三相位延迟膜133采用液晶型A板相位延迟膜。
第二相位延迟膜131采用液晶型双轴相位延迟膜，第三相位延迟膜133采用液晶型O板相位延迟膜。
本申请的一个实施例中，第三相位延迟膜133和第二相位延迟膜131的材料均分别单独选自以下任一种：棒状液晶、碟状液晶或掺杂掌性分子的棒状液晶。
本申请的一个实施例中，C-板液晶视角补偿膜134的材料单独选自棒状液晶。
其中，上述材料制备的相位补偿层130，不仅能够赋予相位补偿层130具有合适的光轴角度，从而与偏光基体120的吸收轴之间形成合适的角度，进而赋予相位补偿层130的逆波长分散特性。
优选的，掺杂掌性分子的棒状液晶中，掌性分子的掺杂量占掺杂掌性分子的棒状液晶总重量的0.005％至2％。若掌性分子的掺杂量过高，则会影响相位补偿层130具有合适的光轴角度大小，导致相位补偿层130的光轴与偏光基体120的吸收轴形成超过或不足的角度范围，无法得到逆波长分散特性的相位补偿层130。
优选的，第二相位延迟膜131及第三相位延迟膜133的材料选自BASF公司生产的棒状液晶LC242、LC1057，或选自由MERCK公司生产的棒状液晶RMS-03001、RMS-03011。在另一个实施例中，第二相位延迟膜131及第三相位延迟膜133的材料均选自由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。C-板液晶视角补偿膜134的材料选自Rolic公司生产的棒状液晶ROF7201，或由MERCK公司生产的棒状液晶RMM-2190。
如图4所示，本申请的一个实施例中，还提供了一种光学板件，包括上述任意一个实施例中的圆偏光片，还包括：保护膜200、黏着层300和分离膜400；保护膜200、圆偏光片100、黏着层300和分离膜400依次层叠设置；保护膜200设于圆偏光片100的上方，用于保护圆偏光片100，黏着层300涂覆于圆偏光片100上，用于与显示器基板黏贴，分离膜400贴于黏着层300，用于保护黏着层300。
本申请的一个实施例中，还提供了一种光学板件的应用装置，光学板件的应用装置包括上述任意一项实施例中的圆偏光片100。
例如，光学板件的应用装置可以包括胆固醇液晶增亮膜和上述的圆偏光片100。
由胆固醇液晶增亮膜和上述的圆偏光片100所构成的光学组件可应用于液晶显示器或有机发光二极管(OLED)显示器中，以提高整体增光效率、减轻宽角度色差，及改善自然光反射的问题。类似地，本申请实施例提供的光学板件的应用装置可以替代现有对应的光学组件，用于已知的结构与装置。
本申请的一个实施例中，还提供了一种圆偏光片的制备方法，至少包括相位补偿层130，相位补偿层130包括依次层叠的第二相位延迟膜131、C-板液晶视角补偿膜134、下TAC层132、第三相位延迟膜133，制备方法用于制备相位补偿层130，其至少包括以下几个步骤：
S1.制备配向涂料、正分散液晶涂料以及C-板液晶涂料；
S2.下TAC层132具有相对设置的两个面，将配向涂料涂布于下TAC层132的上方后干燥并经过线偏光UV固化，或将配向涂料涂布于下TAC层132的上方后干燥并经过普通UV固化，或将活性涂料涂布于下TAC层132的上方干燥固化后，将C-板液晶涂料涂布于固化后的配向涂料或活性涂料的上方后干燥UV固化，形成C-板液晶视角补偿膜134。
S3.下TAC层132具有相对设置的两个面，将配向涂料涂布于下TAC层132的下方后干燥并经过线偏光UV固化，将正分散液晶涂料涂布于固化后的配向涂料的上方后干燥UV固化，形成第三相位延迟膜133。
S4.将配向涂料涂布于固化后的C-板液晶视角补偿膜134的上方后干燥并经过线偏光UV固化，将正分散液晶液涂布于固化后的配向涂料的上方后干燥UV固化，形成第二相位延迟膜131。
以此，通过本实施例中的制备方法中的配向涂料解决现有技术中的第二相位延迟膜131、第三相位延迟膜133和C-板液晶视角补偿膜134粘贴于下TAC层132上不牢固的技术问题，以及配向涂料会对下TAC层132有所腐蚀的问题，关于配向涂料的配方及配比事项，不在本申请中公布。通过以涂覆的形式解决圆偏光片的厚度大的问题，使生产得到的圆偏光片可适用的场景更多。
为了解相位补偿层130的性能，在本实施例提供了一种相位补偿层130的制造方法，具体的分成以下几个步骤：
步骤一，制备配向涂料、正分散液晶涂料以及C-板液晶涂料；
步骤二，制备第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133，制备方法如下：
S1：提供光学级塑料基膜和液晶材料，对光学级塑料基膜进行配向处理。
S11.提供光学级塑料基膜：
光学级塑料基膜的材质包括下TAC层132(Triacetate Cellulose，三醋酸纤维素)。
S12.提供液晶材料：
液晶材料如前，此处不再赘述。
S13.配向处理法：
对下TAC层132相对设置的两个面进行配向处理，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第二相位延迟膜131及第三相位延迟膜133(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。
S14.配向及涂布：
下TAC层132具有相对设置的两个面，将配向涂料涂布于下TAC层132的上方后干燥并经过线偏光UV固化，或将配向涂料涂布于下TAC层132的上方后干燥并经过普通UV固化，将C-板液晶涂料涂布于固化后的配向涂料的上方后干燥UV固化，形成C-板液晶视角补偿膜134。下TAC层132具有相对设置的两个面，将配向涂料涂布于下TAC层132的下方后干燥并经过线偏光UV固化，将正分散液晶涂料涂布于固化后的配向涂料的上方后干燥UV固化，形成第三相位延迟膜133。将配向涂料涂布于固化后的C-板液晶视角补偿膜134的上方后干燥并经过线偏光UV固化，将正分散液晶液涂布于固化后的配向涂料的上方后干燥UV固化，形成第二相位延迟膜131。
值得注意的是，当第二相位延迟膜131及第三相位延迟膜133的材料选自掺杂掌性分子的棒状液晶，可配合摩擦配向法，使第二相位延迟膜131及第三相位延迟膜133的液晶分子的光轴方向配列，通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相位补偿层130，以及本申请实施例提供的圆偏光片100。
步骤三：制备C-板液晶视角补偿膜134，制备方法如下：
S31.提供光学级塑料基膜和液晶材料，对下TAC层132、第三相位延迟膜133表面或第二相位延迟膜131表面进行活性处理。其中，活性处理包括使用ROLIC厂的ROM-201活性层涂布。
S32.在经活性处理后的下TAC层132、第三相位延迟膜133表面或第二相位延迟膜131表面上沉积C-板液晶材料，经干燥、UV光固化处理即得。
步骤四：通过圆偏光片的修正模拟方法优化第二相位延迟膜131、下TAC层132、C-板液晶视角补偿膜134和第三相位延迟膜133依次层叠连接形成的相位补偿层130。
本申请的一个实施例中，还提供了一种圆偏光片的修正模拟方法，适用于上述任意一项圆偏光片，该修正模拟方法包括：
输入第一参数，构建圆偏光片的穆勒矩阵，用自然光入射圆偏光片，通过椭偏度计算透射光误差，并通过评价函数评价当前第一参数下的性能得到最优值和最优参数，自然光的出射光路，计算单项透射光的椭偏度评价防太阳眼镜闭合的性能；
输入第二参数，计算不同入射角的方位下的透射光误差并计算评价函数，统计不同方位角下的垂直平面内相位差值的误差，并计算最优垂直平面内相位差值及其对应的参数。
其中，第一参数包括各相位延迟膜在不同波长下的位相差、相对于偏光基体的透光轴的夹角、偏光基体的不同波长下的折射率和消光系数和方位角。通过偏振光原理利用位相差和夹角构建相位延迟穆勒矩阵，通过折射率和消光系数计算二向色性，并结合夹角构建二向色性穆勒矩阵，通过Lu-Chipman极分解利用相位延迟穆勒矩阵和二向色性穆勒矩阵，计算圆偏光片的穆勒矩阵。第二参数包括垂直平面内相位差值的范围、C-板液晶视角补偿膜的折射率、最优参数和最优评价函数数值。由于输入的第二参数不多，并且实际工程精度的限制，以及计算结果的局部最优解过多，这里使用穷举法寻找全局最优值。
偏振光的椭圆度是指椭圆偏振光短长轴振幅的比值(椭圆偏振光的轨迹是一个椭圆，椭圆的短轴和长轴的比值是椭圆度)。
在本实施例中，椭偏度为1时透射光为圆偏振光，椭偏度为0时是线偏振光，为了区分左右旋，在计算椭偏度时进行额外处理，对原数据计算反余弦转换成0-180°范围的角度，0°为右旋圆偏振光，90°为线偏振光，180°为左旋圆偏振光，将这个数值命名为“误差”。
需要说明的是，本实施例中评价函数使用规定波长范围中全部误差的均方根。
为了提高效率，会先计算550mm的误差，筛选一遍后，再用缩小的范围计算规定波长范围的全波段误差。
在本实施例中，一般评价函数越小，说明性能越好，椭偏度越接近1，防太阳眼镜闭合的性能越好。
优选的，计算最优垂直平面内相位差值的步骤包括：通过评价函数数值和分布情况，计算最小评价函数并分析评价函数的均匀性，得出最优垂直平面内相位差值。
由于输入参数不多，并且实际工程精度的限制，以及计算结果的局部最优解过多，这里使用穷举法寻找全局最优值。
为了便于说明，以下通过分别列举实施例和对比例，并结合图5至图12中的曲线或折线分析图，对上述的模拟生成方法及所生成的相位补偿层130和最终形成的圆偏光片100的光学性能进行详细说明。
实施例1
采用的相位补偿层130为液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜，其包括在下TAC层132正背面涂布层叠结合的第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133，第三相位延迟膜133的平面内相位差值为100nm至150nm，第三相位延迟膜133的光轴与偏光基体120的吸收轴形成的锐角为67.5°至82.5°，第二相位延迟膜131的平面内相位差值为210nm至290nm，第二相位延迟膜131的光轴与偏光基体120的吸收轴形成的锐角为7.5°至22.5°。
实施例2
采用圆偏光片100，其包括滤光层110、偏光基体120和相位补偿层130，相位补偿层130为液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜。相位补偿层130包括在下TAC层132正背面涂布层叠结合的第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133，偏光基体120层叠设置在第二相位延迟膜131远离第三相位延迟膜133的一侧。第三相位延迟膜133的平面内相位差值为100nm至150nm，第三相位延迟膜133的光轴与偏光基体120的吸收轴形成的锐角为67.5°至82.5°，第二相位延迟膜131的平面内相位差值为210nm至290nm，第二相位延迟膜131的光轴与偏光基体120的吸收轴形成的锐角为7.5°至22.5°。
实施例3
采用圆偏光片100，其包括滤光层110、偏光基体120和相位补偿层130，相位补偿层130为液晶型逆分散复合型四分之一相位延迟膜，相位补偿层130包括在下TAC层132正背面涂布层叠结合的第二相位延迟膜131、C-板液晶视角补偿膜134、第三相位延迟膜133，偏光基体120层叠设置在第二相位延迟膜131远离第三相位延迟膜133的一侧；C-板液晶视角补偿膜134设置在第二相位延迟膜131与下TAC层132之间。第三相位延迟膜133的平面内相位差值为100nm至150nm，第三相位延迟膜133的光轴与偏光基体120的吸收轴形成的锐角为67.5°至82.5°；第二相位延迟膜131的平面内相位差值为210nm至290nm；且第二相位延迟膜131的光轴与偏光基体120的吸收轴形成的锐角为7.5°至22.5°；C-板液晶视角补偿膜134的垂直平面内位相差值为50nm至160nm。
实施例4
滤光层110为液晶型正分散型四分之一相位延迟膜，其包括在上TAC层111正背面涂布的第一相位延迟膜112，第一相位延迟膜112的平面内相位差值为120nm至160nm，第一相位延迟膜112的光轴与偏光基体120的吸收轴形成的锐角为40°至50°。
对比例1
对比例1具体提供一种四分之一相位延迟膜(以下标为现有已知四分之一逆分散相位延迟膜)，该现有已知四分之一逆分散相位延迟膜优先采用型号为RM147的高分子延伸型四分之一相位延迟膜，其为单层薄膜。
对比例2
对比例2具体提供一种四分之一相位延迟膜(以下标为现有已知四分之一正分散相位延迟膜)，该现有已知四分之一正分散相位延迟膜优先采用型号为GR138的高分子延伸型四分之一相位延迟膜，其为单层薄膜。
参照表1，表1为本申请提供的修正模拟方法的实施例4和对比例2分别贴合线性偏光板的椭偏度的数据对比，全波长椭偏度越接近数值1，其Sunglass Free的补偿效果越好，如图5所示，图中实施例4的全波长椭偏度比对比例2的全波长椭偏度更向数值1收拢，效果更好。
表1
将实施例1提供的液晶型逆分散相位补偿层130的理论计算值、实际样品测量值以及与现有已知四分之一逆分散相位延迟膜进行波长分散性比较，对此三者的相位差计算的误差进行比较，其波长分散和误差关系图，如图6和图7所示。其中，横轴为波长，波长范围选取为400nm至700nm，纵轴为平面内相位差值和误差。由图6所示可知，实施例1的液晶型逆分散相位补偿层130的平面内相位差值在全波段内的相位差和理论值的吻合度最高，优于现有已知四分之一逆分散相位延迟膜，尤其在蓝光波段和绿光波段。根据实施例1模拟生成并制作的实际样品的值接近于理论计算值，实施例1的结构方案具备可行性，能够指导实际生产。对比例1的理论计算值和实际测量值，并计算误差对比，可见实际样品在蓝光波段的偏离最大，可以预见实际样品在蓝光波段的反射率要比理论计算值要大。
如图6所示，以图示中的右上角由上至下的顺序进行说明，最上侧的实线为理想值，次之的实线为实施例1的模拟理论值，再次之的虚线为实施例1的实测拟合值，最下侧点划线为对比例1的实测拟合值。
将对比例1提供的已知四分之一逆分散相位延迟膜贴合偏光基体120后，与本申请实施例2提供的圆偏光片100，分别再贴于OLED面板上，进行正视角反射率测试，反射率光谱图如图8所示。其中，横轴为波长，纵轴为反射率R％，量测设备为CS-580分光测色仪，波长范围选取为380nm至780nm。由图7可见，在550nm以下的蓝绿光波段中，实施例2比对比例1贴合线偏光基体120后的反射率更低，在500nm以下的蓝光波段中实施例2的实际样品的反射率测量值比理论计算值要大。
以上两个结论均符合理论预测。同时，对比例1提供的已知四分之一逆分散相位延迟膜与本申请实施例1提供的液晶型相位补偿层130，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，已知四分之一逆分散相位延迟膜与相位补偿层130于可见光波长范围内皆可接近理想的相位差值，但由于本申请实施例1提供的液晶型相位补偿层130相较于对比例1提供的已知四分之一逆分散相位延迟膜具有更加接近可见光波长范围内的理想相位差值，故可得到较对比例1提供的已知四分之一逆分散相位延迟膜更佳的抗反光效果，平均反射率R％较小。本申请实施例1中，由相位补偿层130与偏光基体120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。
将本申请实施例2提供的圆偏光片100贴合C-板液晶视角补偿膜134后计算误差，误差的占比和平均误差图如图9至图11所示。图中占比为当前误差的数据量占整体数据量的比例。图中各个曲线的极值用圆圈标出并标注当前的垂直平面内相位差值，其中一条曲线存在一个极值对应多个垂直平面内相位差值的情况，即存在平行于垂直平面内相位差值轴的情况，此时标注这些垂直平面内相位差值的中间值。由图9至图11可见，C-板液晶视角补偿膜134在第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133中间时的情况最优，对比其他位置，C-板液晶视角补偿膜134在第二相位延迟膜131和第三相位延迟膜133中间时的平均误差的最小值最低，误差标准差的均值最小，误差占比最大，其中误差≤15°的占比可以接近100％。由图10可见，平均误差最小值在垂直平面内相位差值等于73nm处，同时考虑到误差占比的均匀性，选取垂直平面内相位差值在60至90nm之间较为合适。
其中，在图9中，以图示中右上角区域以由上至下的顺序说明，位于最上侧的为误差≤15°的占比曲线，次之的为误差≤10°的占比曲线，位于最下侧的为误差≤8°的占比曲线。
其中，在图10中，以图示中右上角区域以由上至下的顺序说明，位于最上侧的为误差≤15°的占比曲线，次之的为误差≤10°的占比曲线，位于最下侧的为误差≤8°的占比曲线。
其中，在图11中，以图示中右上角区域以由上至下的顺序说明，位于最上侧的为误差≤15°的占比曲线，次之的为误差≤10°的占比曲线，位于最下侧的为误差≤8°的占比曲线。
将对比例1提供的已知四分之一逆分散相位延迟膜贴合偏光基体120，与实施例3提供的圆偏光片100，分别再贴于OLED面板上，进行大视角反射率测试，并计算全波段光通量的反射率Y。光亮度反射率Y的计算采用《CIE 15:Technical Report:Colorimetry,3rdedition》标准中的绿原色刺激值Y的计算方法，由于绿色的色匹配函数和人眼的光谱光效率函数一致，绿原色刺激值Y等价于可见光波段光通量的反射率。反射率图如图12所示。其中，极轴为光通量反射率Y％；极角为样品的方位角，方位角定义为水平线转到样品吸收轴的夹角，逆时针为正；量测设备为Solid Spec-3700分光光谱仪日本岛津公司制造，型号：Solid Spec-3700，波长范围为380nm至780nm。由图12可见，增加C-板液晶视角补偿膜134后，实施例3的大视角反射率明显小于实施例2和对比例1贴合偏光基体120的大视角反射率，可见C-板液晶视角补偿膜134在大视角下有明显的减小反射率的效果。
如图12所示，以图示中中垂线上由外向内的顶点的排序方向说明各折线，位于最外侧的为实施例3的实测值，次之的为对比例1贴合偏光基体120的实测值，位于最内侧的实施例3的实测值。其中上半部分为45°入射角时的情况，下半部分为60°入射角时的情况。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种圆偏光片，其特征在于，所述圆偏光片包括：
滤光层，其包括上TAC层和第一相位延迟膜，所述第一相位延迟膜涂覆于所述上TAC层的内周侧；
偏光基体；
相位补偿层，其包括第二相位延迟膜、下TAC层和第三相位延迟膜，所述第二相位延迟膜在所述下TAC层的上表面涂覆而成，所述第三相位延迟膜在所述下TAC层的下表面涂覆而成；
其中，所述滤光层、所述偏光基体和所述相位补偿层沿依次层叠连接；
所述第一相位延迟膜和所述第三相位延迟膜为四分之一相位延迟膜，所述第二相位延迟膜为二分之一相位延迟膜。
2.根据权利要求1所述的圆偏光片，其特征在于：所述第一相位延迟膜的光轴与所述偏光基体的吸收轴间的锐角夹角范围为40°-50°，所述第一相位延迟膜的平面内相位差值的范围是120nm-160nm；
所述第二相位延迟膜的光轴与所述偏光基体的吸收轴间的锐角夹角范围为7.5°-22.5°，所述第二相位延迟膜的平面内相位差值的范围是210nm-290nm；
所述第三相位延迟膜的光轴与所述偏光基体的吸收轴间的锐角夹角范围为67.5°-82.5°，所述第三相位延迟膜的平面内相位差值的范围是100nm-150nm。
3.根据权利要求1所述的圆偏光片，其特征在于：所述相位补偿层还包括C-板液晶视角补偿膜，所述C-板液晶视角补偿膜设于所述相位补偿层中的所述第二相位延迟膜与所述下TAC层之间，或所述下TAC层与所述第三相位延迟膜之间；
或者，所述C-板液晶视角补偿膜设于所述相位补偿层的上表面或下表面。
4.根据权利要求3所述的圆偏光片，其特征在于：所述C-板液晶视角补偿膜设于所述下TAC层和所述第三相位延迟膜之间；
所述C-板液晶视角补偿膜的垂直平面内相位差值的范围为50nm-160nm。
5.根据权利要求3所述的圆偏光片，其特征在于：所述C-板液晶视角补偿膜的垂直平面内相位差值的范围为60nm-110nm。
6.根据权利要求3所述的圆偏光片，其特征在于：所述相位补偿层为液晶逆分散膜，所述第二相位延迟膜和所述第三相位延迟膜均为具有正分散特性的液晶膜，所述C-板液晶视角补偿膜为具有垂直平面内位相差特性的液晶膜。
7.根据权利要求1所述的圆偏光片，其特征在于：所述相位补偿层的厚度为1微米-25微米。
8.根据权利要求1所述的圆偏光片，其特征在于：所述第二相位延迟膜为液晶型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；
和/或，所述第三相位延迟膜为液晶型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。
9.一种圆偏光片的制备方法，其特征在于，所述圆偏光片上至少包括相位补偿层，所述相位补偿层包括依次层叠的第二相位延迟膜、C-板液晶视角补偿膜、下TAC层以及第三相位延迟膜；所述制备方法用于制备所述相位补偿层，其至少包括以下步骤：
制备配向涂料、正分散液晶涂料以及C-板液晶涂料；
将所述配向涂料涂布于下TAC层的上表面干燥并经过线偏光UV固化后，或将所述配向涂料涂布于下TAC层的上表面干燥并经过普通UV固化后，或将所述活性涂料涂布于下TAC层的上表面干燥后，涂上所述C-板液晶涂料在下TAC层的上表面，并干燥固化后成所述C-板液晶视角补偿膜；在所述C-板液晶视角补偿膜上涂布所述配向涂料干燥并经过线偏光UV固化后，涂上所述正分散液晶涂料于所述C-板液晶视角补偿膜上，所述正分散液晶涂料干燥UV固化后成所述第二相位延迟膜；
将所述配向涂料涂布于下TAC层的下表面干燥并经过线偏光UV固化后，涂上所述正分散液晶液于下TAC层的下表面，并干燥UV固化后成所述第三相位延迟膜。
10.一种圆偏光片的修正模拟方法，适用于所述权利要求1至8任意一项所述的圆偏光片，其特征在于，包括：
输入第一参数，构建所述圆偏光片的穆勒矩阵，用自然光入射所述圆偏光片，通过椭偏度计算透射光误差，并通过评价函数评价当前第一参数下的性能得到最优值和最优参数；所述自然光的出射光路，计算单项透射光的椭偏度评价防太阳眼镜闭合的性能；
输入第二参数，计算不同入射角的方位下的透射光误差并计算评价函数，统计不同方位角下的评价函数数值和分布情况，计算最优垂直平面内相位差值及其对应的参数。
11.根据权利要求10所述圆偏光片的修正模拟方法，其特征在于：所述第一参数包括各相位延迟膜在不同波长下的位相差、相对于所述偏光基体的透光轴的夹角、所述偏光基体的不同波长下的折射率和消光系数和方位角；
通过位相差和夹角构建相位延迟穆勒矩阵；
通过所述折射率和所述消光系数计算二向色性，并结合所述夹角构建二向色性穆勒矩阵；
将所述相位延迟穆勒矩阵和所述二向色性穆勒矩阵带入到极分解中计算所述圆偏光片的穆勒矩阵。
12.根据权利要求10或11所述的圆偏光片的修正模拟方法，其特征在于：所述第二参数包括垂直平面内相位差值的范围、C-板液晶视角补偿膜的折射率、所述最优参数和最优所述评价函数数值。
13.根据权利要求12所述的圆偏光片的修正模拟方法，其特征在于：所述计算最优垂直平面内相位差值的步骤包括：
通过所述评价函数数值和分布情况，计算最小评价函数并分析所述评价函数的均匀性，得出最优垂直平面内相位差值。
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