一种逆波长分散性消色差相位延迟膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种逆波长分散性消色差相位延迟膜及其制备方法和应用，该逆波长分散性消色差相位延迟膜包括基板，基板的一侧设置有取向层，所述的取向层上涂覆有多层液晶膜；各层液晶膜由质量百分比为65

【技术实现步骤摘要】
一种逆波长分散性消色差相位延迟膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光学元件
，涉及消色差相位延迟膜，具体涉及一种逆波长分散性消色差相位延迟膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光学相位延迟膜是实现对光相位调制及光偏振状态变换的重要器件之一，消色差相位延迟膜因削弱了相位延迟量对波长的依赖程度，可用于较大的光谱范围，因此在光谱整形、激光调谐和光通信等领域都有着广泛的应用前景。目前市场上的消色差相位延迟膜根据设计机理的不同有双折射型和基于螺旋天线理论的超材料型两类，这两类普遍存在延迟精度较低、消色差度低、结构复杂、操作比较麻烦等缺点，且生产时需要经过精细的光学设计。其中采用两种双折射晶体材料制作的消色差相位延迟膜因材料的双折射率通常较小，所以制备的相位延迟膜较厚，且此类相位延迟膜在宽的光波长范围内会存在较大的延迟偏差。
[0003]向列相液晶材料的双折射率一般在在0.1
‑
0.3之间，对于可见光需要较小的厚度即可达到所需的相位延迟值，单层向列相液晶材料的相位延迟膜同样存在光波长的变化相位延迟值随之变化的问题。通过多层(各层间存在一定的夹角)向列相液晶材料制备的相位延迟膜理论上虽然可以做到宽波段的相位延迟，但是多层向列相液晶膜在制备过程中需要相同层数的取向层或取向工艺，此过程中存在很大的控制难度，现有技术中很难精确制备出有实际应用的相位延迟膜。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于一种逆波长分散性消色差相位延迟膜及其制备方法和应用，结构简单、厚度薄，制备简便，延迟精度高且适用波段宽。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种逆波长分散性消色差相位延迟膜，包括基板，所述的基板的一侧设置有取向层，所述的取向层上涂覆有多层液晶膜；
[0007]所述的各层液晶膜由质量百分比为65
‑
95％的向列相液晶、0.03
‑
20％的手性分子、紫外光吸收剂0.05
‑
5％及0.1
‑
10％的光引发剂在紫外光照射下聚合而成。
[0008]优选的，所述的向列相液晶包括以下结构中的一种或多种的混合物；
[0009][0010][0011]式中，m，n为1
‑
15之间的整数，t为2
‑
10之间的整数，x，y为2
‑
8之间的整数，p，q为2
‑
12之间的整数，R为H，CH3，C2H5，C3H8中的一个。
[0012]优选的，所述的手性化合物包括下列结构中的一种或多种的混合物；
[0013][0014][0015][0016]优选的，所述的紫外光吸收剂包括下列结构式中的一种或多种的混合物；
[0017][0018]优选的，所述的光引发剂包括下列结构式中的一种或多种的混合物；
[0019][0020]优选的，所述的液晶膜的层数为2
‑
10层。
[0021]优选的，所述的各层液晶膜的双折射率范围在0.05
‑
0.3之间。
[0022]进一步的，所述的各层液晶膜的双折射率范围在0.15
‑
0.25之间。
[0023]优选的，该相位延迟膜作为四分之一波片使用时总体厚度范围在1
‑
20μm之间。
[0024]本专利技术还保护一种如上所述的逆波长分散性消色差相位延迟膜的制备方法，包括
以下步骤：
[0025]步骤一、通过摩擦取向或光控取向的方法在基板上制备取向层；
[0026]步骤二、按比例配置所需的多种液晶混合物；
[0027]步骤三、将第二步制备好的多种液晶混合物依次涂覆在取向层上，通过紫外线光照，将涂覆好的液晶混合物聚合成膜；在聚合所成膜上涂覆第二层液晶混合物，通过紫外线光照，将涂覆好的液晶混合物聚合成膜；依次类推，直至所有液晶混合物涂覆聚合完毕。
[0028]本专利技术还保护一种包含有如上所述的逆波长分散性消色差相位延迟膜的显示装置。
[0029]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0030]本专利技术通过在向列相液晶中添加手性化合物制备具有偏转角的液晶层，并通过调节添加手性化合物的种类及浓度实现各液晶层偏转角度的控制，制备出结构简单、厚度薄，制备简便，延迟精度高，适用波段宽的相位延迟膜；
[0031]本专利技术中的相位延迟膜为液晶聚合物材料，其可作为波片使用，其中N≤M，N、M为大于零的实数；针对可见光波长380
‑
760nm，本专利技术中的相位延迟膜具有较为均匀的相位延迟值；相位延迟膜作为四份之一波片使用时，可使光波长380
‑
760nm之间的线偏振光转变为圆偏振光的椭圆率大于0.97，同时相位延迟膜的厚度可以做到几微米，相较于传统相位延迟膜几十微米的厚度有大幅的减小，进而可以减少显示装置的整体厚度。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例1
‑
5中相位延迟膜的结构示意图；
[0033]图2一种相位延迟膜制备工艺示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例1中相位延迟膜模拟计算及实施例中实际测试值。
具体实施方式
[0035]以下结合实施例对本专利技术的具体内容做进一步详细解释说明。
[0036]实施例1
[0037]本实施例提供一种作为四分之一波片使用的逆波长分散性相位延迟膜的制备方法：
[0038]采用相同向列相液晶混晶、不同手性化合物浓度、摩擦取向，三层液晶膜，结构如图1和图2所示，若线偏振光电场振动方向平行于相位延迟膜取向层光轴，相位延迟膜将入射线偏振光转变为右旋圆偏振光；
[0039]具体的制备过程如下：
[0040]将质量百分比将33％的向列相液晶2
‑
1、36％的向列相液晶3
‑
1、20％的向列相液晶4
‑
1、6％的向列相液晶8
‑
1，1％的手性化合物7，1％紫外光吸收剂2和3％的光引发剂3混合，配得液晶复合体系1；
[0041]将质量百分比将33％的向列相液晶2
‑
1、34.6％的向列相液晶3
‑
1、20％的向列相液晶4
‑
1、6％的向列相液晶8
‑
1，2.4％的手性化合物7，1％紫外光吸收剂2和3％的光引发剂3混合，配得液晶复合体系2；
[0042]将质量百分比将33％的向列相液晶2
‑
1、35.5％的向列相液晶3
‑
1、20％的向列相液晶4
‑
1、6％的向列相液晶8
‑
1，2.5％的手性化合物7，1％紫外光吸收剂2和3％的光引发剂3混合，配得液晶复合体系3；
[0043]首先将液晶复合体系1涂覆于事先制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆波长分散性消色差相位延迟膜，其特征在于，包括基板，所述的基板的一侧设置有取向层，所述的取向层上涂覆有多层液晶膜；所述的各层液晶膜由质量百分比为65
‑
95％的向列相液晶、0.03
‑
20％的手性分子、紫外光吸收剂0.05
‑
5％及0.1
‑
10％的光引发剂在紫外光照射下聚合而成。2.如权利要求1所述的逆波长分散性消色差相位延迟膜，其特征在于，所述的向列相液晶包括以下结构中的一种或多种的混合物：
式中，m，n为1
‑
15之间的整数，t为2
‑
10之间的整数，x，y为2
‑
8之间的整数，p，q为2
‑
12之间的整数，R为H，CH3，C2H5，C3H8中的一个。3.如权利要求1所述的逆波长分散性消色差相位延迟膜，其特征在于，所述的手性化合物包括下列结构中的一种或多种的混合物：
4.如权利要求1所述的逆波长分散性消色差相位延迟膜，其特征在于，所述的紫外光吸收剂包括下列结构式中的一种或多种的混合物：所述的光引发剂包括下列结构式中的一种或多种的混合物：
5.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李克轩，陈彦全，郑茹静，康小希，王杰，卢晨轩，李艺敏，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：