[发明专利]基于定向纤维的散射型偏振片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种偏振片及其制备方法，尤其是涉及一种基于定向纤维的散射型偏振片及其制备方法。

背景技术

偏振片由光学功能多层膜层压组合而成，生产成本约占液晶显示器用材料成本的11％，是液晶显示器用三大材料(偏振片、液晶和透明导电玻璃)之一。偏振片的主导产品是碘素和染料偏振片。偏振片除用于液晶显示器，也用于遮光太阳镜、防眩护目镜、照相机和摄影机镜前的偏振滤光片、汽车头灯防眩目装置以及各种偏振显微镜或检测仪器中。作为液晶显示器的必备部分——偏振片，面临着进一步大发展的机遇。由于要满足LCD显示器明亮和易识别等要求，偏振膜需要尽可能高的透过率、偏振度等性能。而现有商用的偏振片的偏振原理多基于光的吸收，光的透过率不超过原有的50％。因此，新型的基于非吸收性的偏振片成为当今偏振光学研究的热点之一。而非吸收性的散射型偏振片以其制备方法简单而受到广泛关注。

当光通过偏振物质时，物质中的电子在光波电磁场的作用下发生受迫振动，成为次波源，当微粒的大小为透过波长的1/5时，散射光的一部分为偏振光。散射型偏振片就是利用上述光的强烈散射或全反射原理制成的。散射型偏振片对可见光波段光的透过率较高，适用于要求真实反映自然光的偏振仪器，以及需要偏振控制的平板显示中，是20世纪末开始兴起的技术，是多学科交叉综合发展的产物，其原理是在光学各向异性的连续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连续相的寻常光或非寻常光折射率相匹配，而与另一折射率失配，即可获得偏振光。在折射率均一的连续相中分散光学各向异性的分散相，基于相同的原理，也可制得偏振片。由于散射偏振技术光的高透过率，制作简单等特点，近几年备受关注，并被预言将取代现有商用的光吸收型偏振片，在平板显示中获得长足的应用，以提高屏幕亮度和光源的使用率。然而迄今为止，散射型偏振片多是利用热拉伸法制得。其中多数偏振片的厚度在几百微米.过高的厚度不仅降低了背光源的光透过率，而且当应用到平板显示时，过厚的偏振片会增加屏的质量和集成负担。同时，机械拉伸法的拉伸率最大在4到5，因此分散相微粒的长度比有限，且大小在几微米。这使得各项异性材料的非寻常与寻常折射率差异不大，从而导致偏振片分散相与连续相的折射率错配显得有限，偏振度无法进一步提高。

有序纳米级或亚微米级纤维是本世纪初刚刚兴起的研究领域，当前已成为一维纳米材料的制备和应用中极为活跃的领域和发展前沿。目前，有序纤维可以通过模板法、自组装法、刻蚀法以及静电纺丝等技术制得，并已被证实在合成材料、纳米器件、防护支架、组织工程以及电化学传感等方面存在巨大的应用潜力。相关研究已成为当前一维纳米材料发展的一个重要方向。但是目前有序纤维在光学研究方面的应用还很少。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种厚度小、光透过率和偏振度高，且制备方法简单的基于定向纤维的散射型偏振片及其制备方法。

技术方案：本发明的基于定向纤维的散射型偏振片由纤维和发光物质两部分组成，其中纤维由无色透明材料制备，且定向排列成有序纤维膜，发光物质填充到有序纤维膜中。利用定向纤维诱导发光物质在纤维膜中呈现有序排列，从而出现各向异性。无色透明材料为聚烯烃类高分子、聚酯类高分子、聚苯烯类高分子、橡胶或弹性体中的一种或任意几种的混合物。发光物质为光致发光物质、电致发光物质、荧光量子点、金纳米杆、银纳米杆中的任意一种。所述纤维的直径及其间距为10nm～100um，纤维膜的厚度为1～100um。

为实现上述的散射型偏振片，本发明提供了两种技术方案。

方案一：

1)将无色透明材料和发光物质混合配成1％～40％浓度的溶液；

2)将步骤1得到的溶液通过静电纺丝方法制备含有发光物质且直径为10nm～100um的定向纤维；

3)将步骤2制的含有发光物质定向纤维制备成厚度为1～100um的纤维膜，且纤维之间的间距为10nm～100um；

方案二：

1)将发光物质配成0.5％～10％浓度的溶液；

2)将无色透明材料通过静电纺丝方法制备直径为10nm～100um的定向纤维；

3)将步骤2制的定向纤维制备成厚度为1～100um的纤维膜，且纤维之间的间距为10nm～100um；

4)将纤维膜固定在光滑透明的基板上；

5)在纤维膜中逐量加入步骤1制的溶液，使发光物质溶液渗透到纤维膜中，直至恰好覆盖整个纤维膜；

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有点：