一种显示屏用防窥膜及其制备方法和应用

本发明属于光学膜材料，具体地，涉及一种显示屏用防窥膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在当下的数字信息时代，人们对显示设备的需求越来越多样化。尤其是近年来液晶显示器(lcd)和有机发光二极管(oled)显示器等技术的迅速崛起，越来越多的电子产品如智能手机、平板电脑和智能手表在各种场合中得到了广泛应用。然而，由于目前显示屏的可视角通常较大，用户在公共场合通过电子屏幕浏览信息时很容易被周围的其他人获取隐私内容，这会造成用户不必要的名誉和财产损失。

2、传统的光栅隐私膜利用类似百叶窗的微结构实现对侧面光线的阻挡。然而其存在一些问题有待解决。除了厚度较大、价格较贵之外，其内部黑色吸光单元会不可避免地导致正面透光性差，进一步使器件功耗损失和用户眼睛疲劳，从而影响了用户的使用体验。

3、因此，目前亟待开发出一种区别于微百叶窗结构的具有高正面透光性、轻薄、低成本特点的防窥膜。

技术实现思路

1、针对以上存在的技术问题，本发明提供了一种显示屏用防窥膜及其制备方法和应用。本发明提供的防窥膜具有高的正面透光率，最大限度避免了显示器背光的损失，同时具有良好的防窥效果。

2、为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种显示屏用防窥膜，所述防窥膜依次包括上支撑保护层、防窥层和下支撑保护层；

3、其中，所述防窥层包括由上到下依次设置的：一层偏光膜层、一层或两层杂化取向的液晶网络聚合物膜层以及至多一层扭曲取向的液晶网络聚合物膜层；

4、当所述杂化取向的液晶网络聚合物膜层为一层时，该杂化取向的液晶网络聚合物膜层中的平行取向方向与所述偏光膜层的偏振轴保持平行或正交；当所述杂化取向的液晶网络聚合物膜层为两层时，两层杂化取向的液晶网络聚合物膜层中的平行取向方向彼此正交，并且其中一层杂化取向的液晶网络聚合物膜层中的平行取向方向与所述偏光膜层的偏振轴保持平行；

5、当存在所述扭曲取向的液晶网络聚合物膜层时，所述扭曲取向的液晶网络聚合物膜层的上端取向方向与所述偏光膜层的偏振轴保持平行，其下端取向方向与显示面板的偏振方向保持平行。

6、本发明中，在防窥膜的使用过程中，所述偏光膜的偏振轴平行于显示器背光的偏振方向。

7、本发明中，当所述防窥层中存在一层杂化取向的液晶网络聚合物膜层时，防窥膜能够在一维上的两个方向表现出显示屏防窥效果，其中液晶网络聚合物膜层中的平行取向方向与偏光膜层的偏振轴保持平行或正交；当所述防窥层中存在两层杂化取向的液晶网络聚合物膜层时，防窥膜能够在正交轴上的四个方向表现出显示屏防窥效果，其中两层液晶网络聚合物膜层中的平行取向方向彼此正交，并且其中一层杂化取向的液晶网络聚合物膜层中的平行取向方向与所述偏光膜层的偏振轴保持平行。

8、根据本发明一种实施方式，所述防窥层还包括一层扭曲取向的液晶网络聚合物膜层，当设置该层时，所述扭曲取向的液晶网络聚合物膜层位于防窥层的底层。

9、在本发明中，所述扭曲取向的液晶网络聚合物膜的扭曲角度设定为45度，其作用为改变显示器背光的偏振方向，从而满足目前主流偏振方向为45度的显示面板的防窥需求。对于其他偏振方向，例如0度或90度的显示面板的防窥需求而言，将防窥层中的扭曲取向液晶网络聚合物膜去除即可。

10、本发明中，所述扭曲取向的液晶网络聚合物膜在被需要使用时，其位于防窥层中的最底部，同时其上端取向方向与防窥层顶层偏光膜的偏振轴保持平行，其下端取向方向与显示面板的偏振方向保持平行。

11、根据本发明，优选地，所述杂化取向的液晶网络聚合物膜层和所述扭曲取向的液晶网络聚合物膜层由可聚合液晶单体与光引发剂通过光聚合反应制备得到。

12、本发明中，所述扭曲取向的液晶网络聚合物膜的组分与聚合方法与杂化取向的液晶网络聚合物膜相同，唯一区别是前者是在45度扭曲取向液晶盒中通过聚合得到的。

13、根据本发明，优选地，所述杂化取向的液晶网络聚合物膜层的制备方法包括如下步骤：

14、(1)将垂直取向剂溶液和平行取向剂溶液分别旋涂在两片玻璃基底上，进行干燥固化，得到涂有平行取向剂的玻璃基底和涂有垂直取向剂的玻璃基底，使用绒布单向摩擦涂有平行取向剂的玻璃基底，然后将两片玻璃基底进行组装，得到一端平行取向、一端垂直取向的液晶盒；优选地，其中一片玻璃基底替换为偏光膜；

15、(2)将可聚合液晶单体与光引发剂混合，加热熔融后震荡搅拌均匀得到液晶混合物，灌入液晶盒内；

16、(3)将步骤(2)中灌入液晶混合物的液晶盒降温至液晶混合物的清亮点以下，然后进行光聚合反应；

17、(4)聚合反应结束后打开液晶盒，剥离得到所述杂化取向的液晶网络聚合物膜层。

18、根据本发明一种优选实施方式，所述杂化取向的液晶网络聚合物膜层液晶盒制备步骤中可以用一片偏光膜来充当平行或垂直取向基板，即其中一片基底为偏光膜，由此可以直接得到集成一层偏光膜的杂化取向液晶网络聚合物膜。

19、根据本发明，优选地，所述扭曲取向的液晶网络聚合物膜层的制备方法包括如下步骤：

20、(1)将平行取向剂溶液旋涂在两片玻璃基底上，进行干燥固化，得到两片涂有平行取向剂的玻璃基底，先用绒布单向摩擦其中一片玻璃基底，再用绒布沿与前者取向方向呈45度的方向摩擦另一片玻璃基底，然后将两片玻璃基底进行组装，得到上下基底取向方向呈45度的液晶盒；

21、(2)将可聚合液晶单体与光引发剂混合，加热熔融后震荡搅拌均匀得到液晶混合物，灌入液晶盒内；

22、(3)将步骤(2)中灌入液晶混合物的液晶盒降温至液晶混合物的清亮点以下，然后进行光聚合反应；

23、(4)聚合反应结束后打开液晶盒，剥离得到所述扭曲取向的液晶网络聚合物膜层。

24、根据本发明，优选地，光聚合反应的条件包括：光源为紫外或可见光，波长为200nm-600nm，优选为300-400nm，光强度为0.01-10mw/cm2，优选为0.01-2mw/cm2，聚合时间为5-120min，优选为15-90min。

25、根据本发明，优选地，所述液晶盒的厚度为5μm-100μm，优选为20μm-50μm。

26、根据本发明，优选地，所述光聚合反应的条件包括：光源为紫外或可见光，波长为200nm-600nm，优选为300-400nm，光强度为0.01-10mw/cm2，优选为0.01-2mw/cm2，聚合时间为5-120min，优选为15-90min；

27、所述液晶盒的厚度为5μm-100μm，优选为20μm-50μm；

28、所述平行取向剂为pva溶液或pi溶液，垂直取向剂为dmoap溶液或pi溶液。

29、根据本发明，优选地，所述可聚合液晶单体为单丙烯酸酯基团液晶单体和/或双丙烯酸酯基团液晶单体。

30、优选地，所述单丙烯酸酯基团液晶单体选自通式1-6所示的单丙烯酸酯基团液晶单体中的至少一种，

31、

32、各式中的n各自独立地为3-12的整数，m各自独立地为3-6的整数。

33、优选地，所述双丙烯酸酯基团液晶单体选自通式ⅰ-ⅸ所示的双丙烯酸酯基团液晶单体中的至少一种，

34、

35、各式中的n各自独立地为3-12的整数，m各自独立地为3-6的整数，p各自独立地为3-8的整数。

36、根据本发明，优选地，所述光引发剂为自由基型光引发剂，优选选自irgacure651、irgacure 819、irgacure deap、irgacure 1173、irgacure 184、irgacure 2959、irgacure 907、irgacure 369、irgacure 819、irgacure mbf、irgacure tpo、irgacuretpo-l、irgacure bms、irgacure bp、irgacure itx、irgacure detx和irgacure 2-ea中的至少一种。

37、优选地，以所述液晶混合物的总重量为基准，所述光引发剂的含量为0.1～3wt％。

38、根据本发明，优选地，所述偏光膜层为以吸光各向异性材料为起偏物质的偏光膜，优选为碘系pva偏光膜、二向色染料系偏光膜、聚乙烯偏光膜、金属纳米粒子系偏光膜、碳纳米管或纳米线/链系偏光膜；优选地，所述偏光膜层的厚度为5～500μm。

39、根据本发明，优选地，所述上支撑保护层和下支撑保护层各自独立地选自pet、tac、cop、pi、pen、pc、pbt、pmma、ps、pei、pe、pp、ldpe、lldpe、poe、es、ep、eh、abs、pu、pva、eva、eaa、pa、pvc、pdms、pps、pes和pvdf中的至少一种膜；所述上支撑保护层和下支撑保护层的厚度各自独立地优选为0.005～1mm。

40、优选地，上支撑保护层、下支撑保护层以及防窥层中的各膜层之间通过光学透明的胶粘剂层连接。

41、本发明的第二方面提供所述的显示屏用防窥膜的制备方法，包括如下步骤：

42、将上支撑保护层、下支撑保护层、防窥层中的各膜层进行复合，得到所述显示屏用防窥膜。

43、本发明的第三方面提供所述的显示屏用防窥膜或者所述的制备方法制得的显示屏用防窥膜在显示器屏幕中的应用。

44、优选地，所述显示器屏幕为内部带有偏振片的显示器屏幕；其中，防窥膜的使用过程中偏光膜的偏振轴平行于显示器背光的偏振方向。

45、本发明的技术方案的有益效果如下：

46、1)本发明提供的防窥膜表现出优异的防窥效果，其不仅可以实现左、右两个方向防窥，还可以通过在防窥层中使用两层杂化取向的液晶网络聚合物膜来实现前、后、左、右四个方向防窥。

47、2)本发明提供的防窥膜具有接近80％的高正面透光率，最大限度避免了显示器背光的损失，大大提升了用户的视觉体验。

48、3)本发明提供的防窥膜其适用显示器范围广，对于内部带有偏振片的显示器屏幕来讲均适用。

49、4)本发明提供的防窥膜，其制备方法简单且容易实施，成本较低，膜厚度较小，有利于实现商品化。

50、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。