[發(fā)明專利]基于定向纖維的散射型偏振片及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810018826.5
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101236270A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 顧忠澤;徐華;邵曄
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30;G02B1/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發(fā)明涉及到一種偏振片及其制備方法，尤其是涉及一種基于定向纖維的散射型偏振片及其制備方法。

背景技術

偏振片由光學功能多層膜層壓組合而成，生產(chǎn)成本約占液晶顯示器用材料成本的11％，是液晶顯示器用三大材料(偏振片、液晶和透明導電玻璃)之一。偏振片的主導產(chǎn)品是碘素和染料偏振片。偏振片除用于液晶顯示器，也用于遮光太陽鏡、防眩護目鏡、照相機和攝影機鏡前的偏振濾光片、汽車頭燈防眩目裝置以及各種偏振顯微鏡或檢測儀器中。作為液晶顯示器的必備部分——偏振片，面臨著進一步大發(fā)展的機遇。由于要滿足LCD顯示器明亮和易識別等要求，偏振膜需要盡可能高的透過率、偏振度等性能。而現(xiàn)有商用的偏振片的偏振原理多基于光的吸收，光的透過率不超過原有的50％。因此，新型的基于非吸收性的偏振片成為當今偏振光學研究的熱點之一。而非吸收性的散射型偏振片以其制備方法簡單而受到廣泛關注。

當光通過偏振物質時，物質中的電子在光波電磁場的作用下發(fā)生受迫振動，成為次波源，當微粒的大小為透過波長的1/5時，散射光的一部分為偏振光。散射型偏振片就是利用上述光的強烈散射或全反射原理制成的。散射型偏振片對可見光波段光的透過率較高，適用于要求真實反映自然光的偏振儀器，以及需要偏振控制的平板顯示中，是20世紀末開始興起的技術，是多學科交叉綜合發(fā)展的產(chǎn)物，其原理是在光學各向異性的連續(xù)相中分散折射率各向同性的分散相材料，使分散相的折射率和連續(xù)相的尋常光或非尋常光折射率相匹配，而與另一折射率失配，即可獲得偏振光。在折射率均一的連續(xù)相中分散光學各向異性的分散相，基于相同的原理，也可制得偏振片。由于散射偏振技術光的高透過率，制作簡單等特點，近幾年備受關注，并被預言將取代現(xiàn)有商用的光吸收型偏振片，在平板顯示中獲得長足的應用，以提高屏幕亮度和光源的使用率。然而迄今為止，散射型偏振片多是利用熱拉伸法制得。其中多數(shù)偏振片的厚度在幾百微米.過高的厚度不僅降低了背光源的光透過率，而且當應用到平板顯示時，過厚的偏振片會增加屏的質量和集成負擔。同時，機械拉伸法的拉伸率最大在4到5，因此分散相微粒的長度比有限，且大小在幾微米。這使得各項異性材料的非尋常與尋常折射率差異不大，從而導致偏振片分散相與連續(xù)相的折射率錯配顯得有限，偏振度無法進一步提高。

有序納米級或亞微米級纖維是本世紀初剛剛興起的研究領域，當前已成為一維納米材料的制備和應用中極為活躍的領域和發(fā)展前沿。目前，有序纖維可以通過模板法、自組裝法、刻蝕法以及靜電紡絲等技術制得，并已被證實在合成材料、納米器件、防護支架、組織工程以及電化學傳感等方面存在巨大的應用潛力。相關研究已成為當前一維納米材料發(fā)展的一個重要方向。但是目前有序纖維在光學研究方面的應用還很少。

發(fā)明內(nèi)容

技術問題：本發(fā)明的目的是提供一種厚度小、光透過率和偏振度高，且制備方法簡單的基于定向纖維的散射型偏振片及其制備方法。

技術方案：本發(fā)明的基于定向纖維的散射型偏振片由纖維和發(fā)光物質兩部分組成，其中纖維由無色透明材料制備，且定向排列成有序纖維膜，發(fā)光物質填充到有序纖維膜中。利用定向纖維誘導發(fā)光物質在纖維膜中呈現(xiàn)有序排列，從而出現(xiàn)各向異性。無色透明材料為聚烯烴類高分子、聚酯類高分子、聚苯烯類高分子、橡膠或彈性體中的一種或任意幾種的混合物。發(fā)光物質為光致發(fā)光物質、電致發(fā)光物質、熒光量子點、金納米桿、銀納米桿中的任意一種。所述纖維的直徑及其間距為10nm～100um，纖維膜的厚度為1～100um。

為實現(xiàn)上述的散射型偏振片，本發(fā)明提供了兩種技術方案。

方案一：

1)將無色透明材料和發(fā)光物質混合配成1％～40％濃度的溶液；

2)將步驟1得到的溶液通過靜電紡絲方法制備含有發(fā)光物質且直徑為10nm～100um的定向纖維；

3)將步驟2制的含有發(fā)光物質定向纖維制備成厚度為1～100um的纖維膜，且纖維之間的間距為10nm～100um；

方案二：

1)將發(fā)光物質配成0.5％～10％濃度的溶液；

2)將無色透明材料通過靜電紡絲方法制備直徑為10nm～100um的定向纖維；

3)將步驟2制的定向纖維制備成厚度為1～100um的纖維膜，且纖維之間的間距為10nm～100um；

4)將纖維膜固定在光滑透明的基板上；

5)在纖維膜中逐量加入步驟1制的溶液，使發(fā)光物質溶液滲透到纖維膜中，直至恰好覆蓋整個纖維膜；

有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有點：