CN116120748B - 光学薄膜、偏光片及显示装置 - Google Patents

光学薄膜、偏光片及显示装置 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开一种光学薄膜、偏光片及显示装置，所述光学薄膜包括树脂和与所述树脂混合的光扩散剂，所述光扩散剂包括晶须和连接在所述晶须表面的改性基团，所述改性基团的结构式为，其中，X选自SO3或PO4H，A选自单键、环原子数为6~20的取代或未取代的芳烃基，或咪唑啉基，R选自碳原子数为2~20的取代或未取代的烷基、碳原子数为2~20的取代或未取代的硅氧烷基，或碳原子数为2~20的烷基醇酰胺基。本申请实施例提供的光学薄膜不仅能够改善晶须在树脂中的分散性，还能提高晶须的稳定性和韧性，进行提高光学薄膜的色度视角改善性能。

Description

光学薄膜、偏光片及显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种光学薄膜、偏光片及显示装置。
背景技术
VA（Vertical Alignment liquid crystal，垂直排列液晶）型显示技术由于具有更高的对比度和更宽广的可视角度，被广泛应用于大尺寸的液晶显示面板中。但VA型显示面板仍然存在较明显的色度视角问题，在视角逐渐增大的过程中，VA型显示面板的显示图像存在颜色偏差。现有的解决方式是在偏光片上增加一层功能性树脂薄膜，在树脂薄膜中加入特定尺寸的晶须。
但在制备功能性树脂薄膜时，晶须在与树脂混合、搅拌过程中，容易出现折断的问题，影响功能性树脂薄膜对显示面板的色度视角改善效果。
发明内容
本申请实施例提供一种光学薄膜、偏光片及显示装置，以解决现有的显示面板的功能性树脂薄膜在制备时，易出现晶须折断的技术问题。
为解决上述问题，本申请提供的技术方案如下：
本申请实施例提供一种光学薄膜包括树脂和与所述树脂混合的光扩散剂，所述光扩散剂包括晶须和连接在所述晶须表面的改性基团，所述改性基团的结构式为，其中，X选自SO3或PO4H，A选自单键、环原子数为6~20的取代或未取代的芳烃基，或咪唑啉基，R选自碳原子数为2~20的取代或未取代的烷基、碳原子数为2~20的取代或未取代的硅氧烷基，或碳原子数为2~20的烷基醇酰胺基。
在本申请的一些实施例中，R的结构通式为，R1、R2、R3彼此独立地选自F、Cl、Br、I或H，n为1~19的整数。
在本申请的一些实施例中，R1、R2、R3独立地选自F或H，且R1、R2、R3中的至少一者选自F；和/或，X选自SO3；和/或，A选自环原子数为6~20的取代或未取代的芳烃基。
在本申请的一些实施例中，所述改性基团选自以下结构式中的至少一种：
、/>、/>、/>、、/>、/>、/>、、/>、/>。
在本申请的一些实施例中，所述树脂包括聚乙烯醇、透明胶、丙烯酸酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、硅酮树脂、纤维素酯树脂、环状聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、非环状聚烯烃树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚乙烯醇树脂、聚氯乙烯树脂以及聚偏二氯乙烯树脂中的至少一种。
在本申请的一些实施例中，所述树脂与所述光扩散剂的折射率的差值的绝对值大于零且小于或等于0.5；和/或所述光扩散剂的折射率大于或等于1.5且小于或等于2.0；和/或所述树脂的折射率大于或等于1.5且小于或等于2.0。
在本申请的一些实施例中，所述光学薄膜的晶须的长轴方向与所述光学薄膜的底面之间形成一夹角，所述夹角大于或等于0°且小于或等于40°。
本申请实施例还提供一种偏光片，其所述偏光片包括上述任一实施例中的光学薄膜、位于所述光学薄膜一侧的保护层，以及位于所述光学薄膜相对的另一侧的离型膜。
在本申请的一些实施例中，所述偏光片包括依次层叠的所述离型膜、偏光层、第一基材、硬涂层以及所述保护层；
其中，所述光学薄膜复用为所述偏光层、所述第一基材或所述硬涂层；
和/或，所述第一基材和所述硬涂层之间设置有粘胶层，所述光学薄膜复用为所述粘胶层；
和/或，所述光学薄膜设置于所述保护层和所述偏光层之间。
在本申请的一些实施例中，所述光学薄膜的晶须的长轴方向与所述偏光片的吸收轴方向相同。
本申请实施例还提供一种显示装置，所述显示装置包括显示面板和上述实施例中的偏光片，所述偏光片位于所述显示装置的出光侧；或，所述显示装置包括依次层叠的显示面板、偏光片以及上述实施例中的光学薄膜。
本申请的有益效果为：本申请实施例提供的光学薄膜、偏光片及显示装置，所述光学薄膜包括树脂和与所述树脂混合的光扩散剂，所述光扩散剂包括晶须和连接在所述晶须表面的改性基团，所述改性基团的结构式为，其中，X选自SO3或PO4H，A选自单键、环原子数为6~20的取代或未取代的芳烃基，或咪唑啉基，R选自碳原子数为2~20的取代或未取代的烷基、碳原子数为2~20的取代或未取代的硅氧烷基，或碳原子数为2~20的烷基醇酰胺基。一方面本申请实施例提供的光学薄膜能够改善晶须在树脂中的分散性，另一方面由于晶须粒子表面形成有磺酸基壳层或磷酸酯基壳层，能够保护晶须粒子和增强晶须粒子的韧性，从而防止晶须断裂，此外，表面改性了的晶须由于其表面连接有一层有机层，其径向（短径方向）的生长被抑制，长向（长径方向）的生长不变，因此会增加晶须的长径比，进一步降低晶须在搅拌过程中发生折断的几率，提高光学薄膜的色度视角改善性能。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的偏光片的第一种结构示意图；
图2为本申请实施例提供的偏光片的第二种结构示意图；
图3为本申请实施例提供的偏光片的第三种结构示意图；
图4为本申请实施例提供的偏光片的第四种结构示意图；
图5为本申请实施例提供的偏光片的第五种结构示意图；
图6为本申请实施例提供的显示装置的第一种结构示意图；
图7为本申请实施例提供的显示装置的第二种结构示意图；
图8为显微镜下的改性后的晶须放大示意图；
图9为图8中的谱图10所处位置的EDS图；
图10为实施例一的改性后的碳酸钙晶须的微观图；
图11为对照例一的未改性的碳酸钙晶须的微观图；
图12为本申请实施例提供的光学薄膜的光扩散剂的排列示意图；
图13为本申请实施例提供的烷基苯磺酸类改性剂的改性机理示意图；
图14为本申请实施例提供的晶须表面的改性基团的第一种示意图；
图15为本申请实施例提供的晶须表面的改性基团的第二种示意图；
图16为本申请实施例提供的烷基磷酸酯类改性剂的改性机理示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“厚度”、“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。此外，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。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
现有技术中，为了解决显示面板在大视角方向存在色偏的问题，采用在树脂中加入晶须形成光学薄膜，来改善显示面板的色度视角。但发明人发现，该光学薄膜对于显示面板的色度视角性能改善有限，经过研究发现，是由于晶须在与树脂混合、搅拌过程中容易出现折断，影响光学薄膜对显示面板色度视角性能的改善效果。
针对上述缺陷，本申请实施例提供一种光学薄膜，所述光学薄膜可应用于偏光片中，或外挂于显示面板上以提升显示面板的色度视角。所述光学薄膜包括树脂和与树脂混合的光扩散剂，光扩散剂包括晶须和连接在所述晶须表面的改性基团，所述改性基团的结构式为，其中，X选自SO3或PO4H，A选自单键、碳原子数为6~20的取代或未取代的芳烃基，或咪唑啉基，R选自碳原子数为2~20的取代或未取代的烷基、碳原子数为2~20的取代或未取代的硅氧烷基，或碳原子数为2~20的烷基醇酰胺基。如未有特别说明，本申请的实施例中提及的“取代或未取代”指的是碳原子上的氢被F、Cl、Br或I取代或者未取代。
通过上述改性基团对晶须进行改性，一方面不仅能够改善晶须在树脂中的分散性，另一方面由于晶须粒子表面形成有磺酸基壳层或磷酸酯基壳层，能够保护晶须粒子和增强晶须粒子的韧性，从而防止晶须断裂，此外，表面改性了的晶须由于其表面连接有一层有机层，其径向（短径方向）的生长被抑制，长向（长径方向）的生长不变，因此会增加晶须的长径比，进一步降低晶须在搅拌过程中发生折断的几率，提高光学薄膜的色度视角改善性能。
在一些实施例中，R基团可为取代或未取代的烷基链，可抑制晶须粒子径向的生长，提高晶须的长径比。
具体地，R的结构通式为，其中，R1、R2、R3彼此独立地选自F、Cl、Br、I或H，n为1~19的整数。在长链的末端用卤素原子修饰可增强晶须的稳定性。
可选地，n可取值为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18。
在一些实施例中，R1、R2、R3独立地选自F或H，且R1、R2、R3中的至少一者选自F。一方面F-C键能高，难以被破坏。另一方面F原子对C-C键具有屏蔽效应。
更进一步地，R1、R2、R3均选自F，即R的末端基团被全氟化。F原子的半径比氢原子大，可有效屏蔽、保护全氟化的C-C键，减少C-C键被破坏的几率。且F原子在保护C-C键的同时，其半径没有大到足以在全氟碳链中引起立体张力的程度，因此氟碳链会更加稳定。
在一些实施例中，可选地，A选自环原子数为6~20的取代或未取代的芳烃基，如苯基、联苯基或萘基。苯环的位阻比较大，晶须表面有一层含有苯环的有机保护层，在光扩散剂和树脂混合、搅拌的过程中，这层有机保护层会起到缓冲相互作用力的作用，从而防止搅拌过程中晶须的断裂。
可选地，X为磺酸基，在搅拌过程中，晶须表面形成的磺酸基壳层可保护晶须，防止晶须断裂，从而达到增强晶须韧性的效果。
所述改性基团选择以下结构式中的至少一种：
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进一步地，所述改性基团选择以下结构式中的至少一种：
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上述的改性基团仅为列举，本实施例的改性基团不限于此。对所述晶须进行改性的改性剂，可相应地选择上述列举的改性基团所对应的改性剂。所述改性剂可为烷基磺酸盐、氟代烷基磺酸盐、芳香烷基磷酸盐、氟代芳香烷基磷酸盐、烷基磷酸酯、烷基磷酸酯盐、芳香烷基磷酸酯、芳香烷基磷酸酯盐、烷基酰胺磷酸酯、烷基酰胺磷酸酯盐、咪唑啉类磷酸酯、咪唑啉类磷酸酯盐、硅氧烷磷酸酯、高聚磷酸酯以及高聚磷酸酯盐中的至少一种。
具体地，所述改性剂可为十二烷基磺酸钠、全氟-1-十二烷基磺酸钠、4-十二烷基苯磺酸钠、3-十二烷基苯磺酸钠、1-葵烷磺酸钠、全氟-1-葵烷磺酸钠、1-丁烷磺酸钠、全氟-1-丁烷磺酸钠、1-辛烷磺酸钠、全氟-1-辛烷磺酸钠、壬烷磺酸钠、全氟-1-壬烷磺酸钠、戊烷磺酸钠、全氟-1-戊烷磺酸钠、1-庚烷磺酸钠、全氟-1-1-庚烷磺酸钠、全氟-1-十六烷磺酸钠、全氟-1-十六烷磺酸钠、全氟-1-十八烷磺酸钠、4-乙基苯磺酸钠、葵基苯磺酸钠、对乙基苯磺酸钠、4-辛基苯磺酸钠、丁基萘磺酸钠中的至少一种。
所述晶须可为无机晶须，所述无机晶须包括氧化钛、氧化锆、氧化锌、碳酸钙、硫酸钙、勃姆石、硼酸铝、硅酸钙、氯化钙、草酸钙、氯化镁、碳酸镁、硫酸镁、硫酸镁水合物、钛酸钾、碳酸钡、硫酸钡、氯化钡中的至少一种。
所述光扩散剂的改性方法包括：S10、将晶须分散于分散液中以形成晶须悬浊液；S20、向所述晶须悬浊液中加入改性剂的同时进行搅拌以对晶须进行改性，得到混合物；S30、对所述混合物进行除杂以得到光扩散剂。
其中，所述分散液为可为弱碱性或碱性溶剂，所述分散液包括氢氧化钠、去离子水、甲醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇、仲丁醇、氨水中的至少一种。
在S10中，悬浊液中晶须的质量分数为5%~20%，具体可为5%、6%、7%、8%、9%、10%、12%、13%、15%、16%、17%、18%、19%、20%。改性剂与分散液的物质的量比可为0.5:1~1:1，具体可为0.5:1、0.8:1、0.9:1或1:1。
在S10和S20中，控制体系温度为65℃~75℃，具体可为65℃、68℃、70℃、72℃或75℃。在S20中，搅拌速率可为700 r/min -900 r/min，具体可为700 r/min、720 r/min、740r/min、750 r/min、760 r/min、780 r/min、800 r/min、810 r/min、820 r/min、850 r/min、860 r/min、880 r/min或900 r/min，改性时间（反应时间）可为40 min -80 min，具体可为40 min、50 min、55 min、60 min、65 min、70 min或80 min。
除杂处理步骤包括：对混合物依次进行过滤，水洗，过滤，醇洗，之后进行真空干燥，研磨得到改性后的光扩散剂。
在上述改性方法中，通过搅拌使得改性剂与晶须在分散液中充分接触进行改性。在这个过程中，分散液中的-OH使得晶须表面的原子部分溶解而暴露出来，此时改性剂中的功能官能团会与暴露出的表面原子形成相互作用力吸附于晶须表面，通过调节体系的温度、改性剂的浓度以及搅拌速度，来调节相互作用力的大小，对晶须的形貌进行调节。
具体地，以烷基苯磺酸类改性剂和烷基磷酸酯类改性剂对碳酸钙晶须进行改性为例进行说明。
烷基苯磺酸类改性剂的改性机理如图13所示，与普通的改性剂相比，烷基苯磺酸类改性剂一方面可有效增强碳酸钙晶须的韧性，在搅拌过程中，晶须表面形成苯环磺酸基壳层，可保护碳酸钙晶须，防止晶须断裂从而达到增韧的效果；另一方面由于碳酸钙晶须表面有一层有机层，碳酸钙晶须径向的生长被抑制，长向的生长不受影响，因此会增加碳酸钙晶须的长径比，从而防止碳酸钙晶须在搅拌过程中断裂；此外，长链也可增强碳酸钙晶须在树脂中的分散性能。
进一步地，当烷基磺酸类改性剂或烷基苯磺酸类改性剂的末端基团上的H被F原子全取代后，可以增强碳酸钙晶须的稳定性，碳酸钙晶须表面的改性基团如图14和图15所示，一方面F-C键能高，难以被破坏，另一方面F原子对C-C键具有屏蔽效应，可减少C-C间被破坏的几率。
烷基磷酸酯类改性剂的改性机理与烷基磺酸基类改性剂的改性机理类似，其改性机理如图16所示。
在本申请的实施例中，所述晶须经改性处理后的折射率基本不会发生变化，改性前的晶须和改性后的晶须的折射率差异可忽略不计。所述光扩散剂的折射率为1.5~2.0，可选地，所述光扩散剂的折射率为1.5、1.55、1.60、1.65、1.67、1.68、1.70、1.75、1.80、1.85、1.90、1.95或2.0。
所述树脂的折射率为1.5~2.0，可选地，所述树脂的折射率为1.5、1.55、1.60、1.65、1.70、1.75、1.80、1.85、1.90、1.95或2.0。
所述树脂与所述光扩散剂的折射率的差值的绝对值大于零且小于或等于0.5。具体地，所述光扩散剂与所述树脂的折射率的差值大于零或等于1.5且小于或等于2.0，在此范围内，所述光学薄膜的扩大色度视角的效果较好。
所述光学薄膜的制备包括：将所述光扩散剂和所述树脂混合涂布于基材上；进行热固化处理或紫外固化处理以得到所述光学薄膜。
本申请实施例的光学薄膜的树脂材料可依据所述光学薄膜位于偏光片或显示面板的不同位置来选择具体的材料。
所述树脂包括聚乙烯醇、透明胶（如透明的压敏胶PSA）、丙烯酸酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、硅酮树脂、纤维素酯树脂、环状聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、非环状聚烯烃树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚乙烯醇树脂、聚氯乙烯树脂以及聚偏二氯乙烯树脂中的至少一种。
具体地，所述偏光片包括多层功能膜层，所述光学薄膜可复用为其中的一层功能膜层，也可设置于相邻的两层功能膜层之间。
所述光学薄膜的制备可通过将上述光扩散剂与树脂混合均匀后，通过旋涂、刮涂、丝网印刷、喷墨打印、狭缝涂布等涂布工艺或拉伸工艺制备在基材上。
如图1至图5所示，图1至图5分别为本申请实施例提供的偏光片的不同结构示意图。所述偏光片包括依次层叠的离型膜、光学薄膜以及位于所述光学薄膜一侧的保护膜。具体地，所述偏光片包括依次层叠的离型膜、第一压敏胶层、光学补偿层、偏光层、第一基材、硬涂层、抗反射层以及保护层，其中，如图3-5所示，所述光学薄膜可复用为所述偏光层、所述第一基材或所述硬涂层。如图1所示，所述第一基材和所述硬涂层之间设有粘胶层，所述光学薄膜也可复用为所述粘胶层。如图2所示，所述光学薄膜也可作为单独的膜层，设置于所述保护层和所述偏光层之间。通过将具有改性晶须的光学薄膜集成在所述偏光片中，可有效改善显示面板的色度视角。
以下通过具体的实施例对所述偏光片的结构进行详细说明。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的偏光片的第一种结构示意图。
偏光片100包括依次层叠的离型膜11、第一压敏胶层12、光学补偿层13、偏光层14、第一基材15、粘胶层16、第二基材17、硬涂层18、抗反射层19以及保护层21。在偏光片100的使用状态下，从离型膜11到保护层21的方向是偏光片100中膜层的堆叠方向，也是光线的入射方向。
离型膜11的作用是在偏光片100贴合到液晶显示面板之前，保护压敏胶层不受损伤，避免产生贴合气泡。离型膜11可以是聚酯膜如聚对苯二甲酸乙酯膜、聚烯烃膜例如聚乙烯膜和聚丙烯膜、或聚四氟乙烯类膜，也可以使用硅氧烷类树脂、三聚氰胺类树脂或尿素类树脂等剥离处理过的膜，以使离型膜11容易剥离。
第一压敏胶（PSA，Pressure Sensitive Adhesive）层12设置于离型膜11的一侧。第一压敏胶层12为粘合层，用于粘合离型膜11与设置于离型膜11上的偏光层14等膜层。第一压敏胶层12的材料例如可以为丙烯酸酯树脂。
光学补偿层13设置于第一压敏胶层12背离离型膜11的一侧。光学补偿层13可以是在基材表面上涂布液晶性化合物并使其取向并固定的补偿层或者相位差膜等。
偏光层14设置于光学补偿层13背离第一压敏胶层12的一侧。偏光层14可包含聚乙烯醇。具体地，偏光层14可包含用碘染色的聚乙烯醇膜或经由使聚乙烯醇膜脱水而获得的多烯类化合物。
第一基材15设置于偏光层14背离光学补偿层13的一侧。第一基材15用于保护偏光层14并支撑位于第一基材15上方的膜层。第一基材15可以包含选自以下材料中的至少一种：包含三乙酰纤维素(triacetylcellulose；TAC)等的纤维素酯树脂、包含非晶形环状聚烯烃(cyclic polyolefin；COP)等的环状聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)等的聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、非环状聚烯烃树脂、包含聚(甲基丙烯酸甲酯)树脂等的聚丙烯酸酯树脂、聚乙烯醇树脂、聚氯乙烯树脂以及聚偏二氯乙烯树脂，但不限于此。具体地，第一基材15的材料为PET。
粘胶层16可为压敏胶层，以下记为第二压敏胶层16。第二压敏胶层16设置于第一基材15背离偏光层14的一侧。第二压敏胶层16与第一压敏胶层12相同，为粘合层，用于粘合第一基材15与第二基材17。第二压敏胶层16中的树脂材料与第一压敏胶层12相同，在此省略其说明。
在本实施方式中，光学薄膜10复用为粘胶层16，即改性的晶须掺杂在第二压敏胶层16中。
第二基材17设置于第二压敏胶层16背离第一基材15的一侧。第二基材17用于支撑位于第二基材17上方的膜层。第二基材17的可选材料与第一基材15相同，在此省略其说明。具体地，第二基材17的材料为PET。
硬涂层18设置于第二基材17背离第二压敏胶层16的一侧。硬涂层18拥有高硬度，防水防油特性，能够有很好的防止下方膜层的表面划伤，且更易清洁。可选的，硬涂层18具有较高的玻璃化转变温度，例如，70摄氏度至120摄氏度。硬涂层18的材料可以包括聚氨基甲酸酯树脂、丙烯酸酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、硅酮树脂中的至少一种。
抗反射层19（Anti-Reflection，AR）设置于硬涂层18背离第二基材17的一侧。抗反射层19用于防反射，同时也能防止划伤。抗反射层19例如为形成在硬涂层18表面的诱电体薄膜。
保护层21用于对其下的膜层进行保护。保护层21可以为由热塑性树脂例如链状聚烯烃系树脂(聚丙烯系树脂等)、环状聚烯烃系树脂(降冰片烯系树脂等)等聚烯烃系树脂；纤维素三乙酸酯、纤维素二乙酸酯等纤维素酯系树脂；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯这样的聚酯系树脂；聚碳酸酯系树脂；(甲基)丙烯酸系树脂；或它们的混合物、共聚物等形成的透明树脂膜。
此外，除了上述膜层之外，偏光片100还可以具有抗静电层等其他膜层，在此不一一说明。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的偏光片的第二种结构示意图。
图2所示的偏光片的第二种结构与图1所示的偏光片的第一种结构的不同之处在于：所述光学薄膜10作为单独的膜层，所述光学薄膜设置于所述保护层和所述偏光层之间。具体地，光学薄膜10设置于第二压敏胶层16和第二基材17之间。
所述光学薄膜10的树脂包括聚氨基甲酸酯树脂、丙烯酸酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、硅酮树脂中的至少一种。
请参阅图3，图3为本申请实施例提供的偏光片的第三种结构示意图。
在本实施例中，所述偏光片100包括依次层叠的离型膜11、第一压敏胶层12、光学补偿层13、偏光层14、第一基材15、硬涂层18、抗反射层19以及保护层21。该层叠的多层膜层与图1所示的对应膜层的作用及材料相同，这里不再赘述。图3所示的偏光片的第三种结构与图1所示的第一种结构的不同之处在于：所述光学薄膜10复用为硬涂层，即将改性的晶须掺杂在硬涂层中。此外，在本实施例中，可以省略第二基材和第二压敏胶层，仅设置第一基材即可。通过省略第二基材，可以简化偏光片100结构，同时由于省略了一层基材，其亮度和对比度得到了提升。
所述光学薄膜10的树脂包括聚氨基甲酸酯树脂、丙烯酸酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、硅酮树脂中的至少一种。
请参阅图4，图4为本申请实施例提供的偏光片的第四种结构示意图。
本实施例中与图3所示的偏光片的第三种结构的不同之处在于：光学薄膜10复用为第一基材15，即改性的晶须掺杂在第一基材15中。
所述光学薄膜10的树脂包括三乙酰纤维素(triacetylcellulose；TAC)等的纤维素酯树脂、包含非晶形环状聚烯烃(cyclic polyolefin；COP)等的环状聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)等的聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、非环状聚烯烃树脂、包含聚(甲基丙烯酸甲酯)树脂等的聚丙烯酸酯树脂、聚乙烯醇树脂、聚氯乙烯树脂以及聚偏二氯乙烯树脂中的至少一种。
请参阅图5，图5为本申请实施例提供的偏光片的第五种结构示意图。
本实施例中与图3所示的偏光片的第三种结构的不同之处在于：光学薄膜10复用为偏光层14，即改性的晶须掺杂在偏光层14中。
本实施的光学薄膜10的树脂为聚乙烯醇。所述光学薄膜10可通过拉伸工艺制得。
上述任一实施例的光学薄膜10中的晶须均定向排列。在涂布过程中，可通过涂布剪切力使得光散射剂在膜层中定向排列。所述光学薄膜10中定向排列的光散射剂可对光进行散射，使光向两侧扩散，从而扩大显示面板的色度视角，且具有光散射剂的光学薄膜对液晶显示装置的正视角的亮度不会产生不良影响。
如图12所示，所述晶须101的长轴方向与光学薄膜10的底表面10a之间形成一夹角α，当所述夹角α大于或等于0°且小于或等于40°，有利于对比度、亮度视角和色度视角的提升。当所述夹角α大于或等于0°且小于或等于40°，有利于对比度、亮度视角和色度视角的提升。具体地，可能是因为由于晶须的长度固定，晶须对光线的散射量固定。晶须对光线的散射量可以分为晶须在平行于树脂层的底表面的方向上的分量（简称为左右分量）与在垂直于树脂层的底表面的方向上的分量（简称为上下分量）。左右分量大的话，上下分量就小。当晶须与树脂层之间的角度越小，左右分量越大（即，晶须在树脂层的投影越大）的话，左右散射越强，左右视角性能越好，反之亦然。
所述光学薄膜10包括在膜层层叠方向上相对的底表面10a和顶表面10b。可选的，底表面10a位于顶表面10b的入光侧（即显示面板发射光线的一侧），或者，底表面10a是在形成光学薄膜10时先形成的那个面。
进一步地，实验结果表明，当晶须的长轴方向与光学薄膜10的底表面之间的夹角小于或等于20°，对比度、亮度视角和色度视角会进一步得到提升。具体地，晶须的长轴方向与光学薄膜10的底表面10a之间的角度为零度，即晶须的排列方向与光学薄膜10的底表面10a相互平行。进一步地，所述光学薄膜10的长轴方向可与所述偏光片的吸收轴方向相同。
请参阅图6，图6为本申请实施例提供的显示装置的第一种结构示意图，所述显示装置1包括上述偏光片100和显示面板200，所述偏光片100设置于所述显示面板200的出光侧，即所述偏光片100为所述显示面板200的上偏光片。所述显示面板200可为液晶显示面板。可以理解的是，所述液晶显示装置还包括下偏光片、背光模组以及中框等结构，可参考现有技术，这里不再赘述。
请参阅图7，图7为本申请实施例提供的显示装置的第二种结构示意图，所述显示装置1包括显示面板200、位于所述显示面板200的上偏光片100’以及位于所述上偏光片100’背离所述显示面板200一侧的光学薄膜10。与图6所示的液晶显示装置的第一种结构的不同之处在于：所述光学薄膜10未集成在上偏光片中，而是通过贴合的方式外挂于偏光片100’上。
本实施例的上偏光片100’可为一般的偏光片，包括依次层叠的离型膜、压敏胶层、光学补偿层、偏光层、第一基材、硬涂层、抗反射层以及保护层等结构。
所述光学薄膜10的树脂包括聚氨基甲酸酯树脂、丙烯酸酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、硅酮树脂中的至少一种。
本申请通过以下具体的实施例对本申请提供的光学薄膜的性能加以验证。
实施例一：
晶须的改性：在70℃下，将碳酸钙晶须分散于分散液中，配置成晶须浓度为8wt.%的晶须悬浊液，其中分散液为氢氧化钠的去离子水溶液，氢氧化钠浓度为20 g/L；在搅拌速率为800 r/min条件下，加入全氟化十二烷基苯磺酸，反应60 min，其中，全氟化十二烷基苯磺酸与氢氧化钠的物质的量之比为1:1；对上述反应得到的混合物依次进行过滤，水洗，过滤，醇洗、真空干燥以及研磨，得到光扩散剂。
对上述改性后的碳酸钙晶须进行色散谱（EDS）分析，如图8和图9所示。图8为显微镜下的改性后的晶须放大示意图，图9为图8中的谱图10所处位置的EDS图，从图9可看出，改性后的晶须中含有C、O、S、F、Ca元素，证明了晶须表面有改性处理。
光学薄膜的制备：将100份PSA原胶、1.3份改性后的晶须、0.1份胶水添加剂混合，其中，原胶粘度为1000 cp，之后进行充分搅拌，静置脱泡，过滤，刮涂于第一基材（SRF）表面，之后进行热固化处理；其中，热固化处理温度为80℃，热固化处理时间为3 min，薄膜厚度为25μm。
对照例一：
晶须：为未做改性处理的碳酸钙晶须。
光学薄膜的制备：与对照例一不同之处在于，晶须为未做改性处理的碳酸钙晶须，其他步骤相同。
对上述实施例一和对照例一的光学薄膜中晶须的长度进行测试，如图10和图11所示，图10为对照例一的未改性的碳酸钙晶须的微观图，图11为实施例一的改性后的碳酸钙晶须的微观图。其中，未改性的碳酸钙晶须的平均长度为15μm，改性后的碳酸钙晶须的平均长度为25μm，两者之间的短径没有明显差异。可见本申请实施例提供的光学薄膜的晶须的长径比得到了提升，能够改善晶须在搅拌过程中容易折断的现象。
器件实施例一：
器件的制备：将实施例一的光学薄膜应用于图1所示的偏光片中，将该偏光片与显示面板进行贴合，其中，晶须的长轴方向与偏光层的吸收轴方向平行。
器件对照例一
器件的制备：与器件实施例一不同的是，将对照例的光学薄膜应用于图1所示的偏光片中，其他步骤及结构相同。
对上述器件实施例一和器件对照例一的结构进行光学测试，得到的表格如下表1所示。
表1
由表1可知，器件实施例一相对于器件对照例一，器件在透过、对比度以及亮度视角方面的性能均有提升，可能的原因是本申请实施例提供的光学薄膜中的改性晶须的稳定性和韧性得到提升，在制备过程中不易折断，从而有效提升了光学薄膜对显示器件性能的改善效果。
综上，本申请实施例提供一种光学薄膜、偏光片及显示装置，所述光学薄膜包括树脂和与所述树脂混合的光扩散剂，所述光扩散剂包括晶须和连接在所述晶须表面的改性基团，所述改性基团的结构式为，其中，X选自SO3或PO4H，A选自单键、环原子数为6~20的取代或未取代的芳烃基，或咪唑啉基，R选自碳原子数为2~20的取代或未取代的烷基、碳原子数为2~20的取代或未取代的硅氧烷基，或碳原子数为2~20的烷基醇酰胺基。一方面本申请实施例提供的光学薄膜不仅能够改善晶须在树脂中的分散性，另一方面由于晶须粒子表面形成有磺酸基壳层或磷酸酯基壳层，能够保护晶须粒子和增强晶须粒子的韧性，从而防止晶须断裂，此外，表面改性了的晶须由于其表面连接有一层有机层，其径向（短径方向）的生长被抑制，长向（长径方向）的生长不变，因此会增加晶须的长径比，进一步降低晶须在搅拌过程中发生折断的几率，提高光学薄膜的色度视角改善性能。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种光学薄膜、偏光片及显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种光学薄膜，其特征在于，包括树脂和与所述树脂混合的光扩散剂，所述光扩散剂包括晶须和通过化学键连接在所述晶须表面的改性基团，所述改性基团的结构式为，其中，X选自SO3或PO4H，A选自单键、环原子数为6~20的取代或未取代的芳烃基，或咪唑啉基，R选自碳原子数为4~20的取代或未取代的烷基，或碳原子数为4~20的取代或未取代的硅氧烷基。
2.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，R的结构通式为，R1、R2、R3彼此独立地选自F、Cl、Br、I或H，n为1~19的整数。
3.根据权利要求2所述的光学薄膜，其特征在于，
R1、R2、R3独立地选自F或H，且R1、R2、R3中的至少一者选自F；和/或
X选自SO3；和/或
A选自环原子数为6~20的取代或未取代的芳烃基。
4.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述改性基团选自以下结构式中的至少一种：
、/>、/>、/>、、/>、/>、/>、、/>、/>。
5.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述树脂包括透明胶、丙烯酸酯树脂、乙烯基树脂以及聚酯树脂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述树脂包括环状聚烯烃树脂、非环状聚烯烃树脂、聚氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、硅酮树脂、纤维素酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚乙烯醇树脂、聚氯乙烯树脂以及聚偏二氯乙烯树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述树脂与所述光扩散剂的折射率的差值的绝对值大于零且小于或等于0.5；和/或
所述光扩散剂的折射率大于或等于1.5且小于或等于2.0；和/或
所述树脂的折射率大于或等于1.5且小于或等于2.0。
8.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述光学薄膜的晶须的长轴方向与所述光学薄膜的底面之间形成一夹角，所述夹角大于或等于0°且小于或等于40°。
9.一种偏光片，其特征在于，所述偏光片包括如权利要求1~8任一项所述的光学薄膜、位于所述光学薄膜一侧的保护层，以及位于所述光学薄膜相对的另一侧的离型膜。
10.根据权利要求9所述的偏光片，其特征在于，所述偏光片包括依次层叠的所述离型膜、偏光层、第一基材、硬涂层以及所述保护层；
其中，所述光学薄膜复用为所述偏光层、所述第一基材或所述硬涂层；和/或
所述第一基材和所述硬涂层之间设置有粘胶层，所述光学薄膜复用为所述粘胶层；和/或
所述光学薄膜设置于所述保护层和所述偏光层之间。
11.一种显示装置，其特征在于，
所述显示装置包括显示面板和如权利要求9~10任一项所述的偏光片，所述偏光片位于所述显示装置的出光侧；或
所述显示装置包括依次层叠的显示面板、偏光片以及如权利要求1~8任一项所述的光学薄膜。
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