CN102866538B - 光学补偿膜及其制备方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供光学补偿膜及其制备方法、显示装置，涉及显示技术领域，能够实现盘状液晶的混合取向，从而制备成具有视角补偿功能的光学补偿膜。本发明的光学补偿膜包括：第一基板；设置于第一基板上的摩擦取向层；第二基板；设置于第二基板上的辅助取向层；第一基板和第二基板之间设置有液晶层，液晶层包括盘状液晶，其中，第二基板与辅助取向层之间的相互作用以使得盘状液晶混合取向。

Description

光学补偿膜及其制备方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及光学补偿膜及其制备方法、显示装置。

背景技术

自从1978年盘状液晶被发现以来，盘状液晶新颖的特性和应用获得了人们广泛的关注和研究，液晶显示器中使用的广视角膜也是基于盘状向列相液晶的自组装及取向控制实现的，这种广视角膜的成功商业化更是促进了盘状液晶成为液晶及自组装分子器件领域中研究的热点。

通常情况下，液晶分子的取向方向定义为液晶分子的指向矢与基板之间的关系，而盘状液晶分子的指向矢又定义为垂直于盘核的方向，如图1所示，盘状液晶分子11的指向矢110垂直于基板10，按照以上定义方式，盘状液晶分子11为垂直取向，或者，如图2所示，盘状液晶分子11的指向矢111平行于基板10，按照以上定义方式，盘状液晶分子11为水平取向，盘状液晶中所有分子的取向决定了盘状液晶的取向，即盘状液晶中所有分子均为垂直或水平取向，则盘状液晶也相应为垂直或水平取向。一般情况下，盘状液晶这种垂直或水平的单一取向可通过表面修饰、偏振光取向、电/磁场取向、机械摩擦及区域熔融等技术实现，这些取向技术通常会受到设备或光源要求高或实现工艺方法复杂等条件的限制。

然而，对于更为复杂的混合取向的盘状液晶(盘状液晶中液晶分子的取向不是单一的)，往往需要结合两种或两种以上的取向技术，同时也需要更为复杂的工艺方法，因此，通过简单的工艺方法很好的实现盘状液晶的混合取向成为了越来越多的人们关注的焦点。

发明内容

本发明的实施例提供光学补偿膜及其制备方法、显示装置，能够实现盘状液晶的混合取向，从而制备成具有视角补偿功能的光学补偿膜。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明提供一种光学补偿膜，包括：

第一基板；

设置于所述第一基板上的摩擦取向层；

第二基板；

设置于所述第二基板上的辅助取向层；

所述第一基板和第二基板之间设置有液晶层，所述液晶层包括盘状液晶，其中，所述第二基板与所述辅助取向层之间的相互作用以使得所述盘状液晶混合取向。

所述第二基板为亲水基板，所述辅助取向层包括一端带有亲水基团，另一端带有刚性基团的辅助取向剂分子。

所述亲水基团包括羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、氨基、季氨基、醚基和羟基中的一种或几种。

所述刚性基团包括联苯、二苯乙炔、偶氮苯和三联苯中的一种或几种。

所述辅助取向剂分子为向列相液晶分子。

所述盘状液晶的分子结构包括含有不饱和键的可聚合基团柔性支链和刚性盘核所得的对称型或非对称型盘状液晶分子。

本发明还提供一种显示装置，包括具有上述特征的光学补偿膜。

一种光学补偿膜的制备方法，包括：

在第一基板上形成摩擦取向层；

与所述第一基板相对设置第二基板，其中，所述第二基板为亲水基板；

在所述第一基板和所述第二基板之间设置液晶层，所述液晶层包括盘状液晶、辅助取向剂、光引发剂及热阻聚剂，其中，所述第二基板与所述辅助取向剂之间的相互作用以使得所述盘状液晶混合取向；

对混合取向后的所述盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜。

所述液晶层具体包括：

有机溶剂、溶于所述有机溶剂的重量百分比为70％至95％的盘状液晶、溶于所述有机溶剂的重量百分比为5％至30％的辅助取向剂、溶于所述有机溶剂的重量百分比为0.1％至10％的光引发剂和溶于所述有机溶剂的重量百分比为0.01％至10％的热阻聚剂。

制作所述亲水基板的方法包括：

用盐酸溶液对基板进行超声处理；

将经过超声处理的所述基板置入硫酸溶液中浸泡；

将所述基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成所述亲水基板。

制作所述亲水基板的方法具体包括：

用重量百分比为1％至20％的所述盐酸溶液对所述基板进行超声处理，超声处理时间为1分钟至60分钟；

将经过超声处理的所述基板置入重量百分比为1％至20％的所述硫酸溶液中浸泡，浸泡时间为1分钟至120分钟；

将所述基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成所述亲水基板，煮沸时间为1小时至10小时。

以使得所述盘状液晶混合取向的方法包括：

将所述液晶层在80℃至140℃范围内进行预热处理，预热时间为1分钟至60分钟，以使得所述盘状液晶混合取向。

一种光学补偿膜的制备方法，包括：

在第一基板上形成摩擦取向层；

在第二基板上、与所述第一基板相对一侧涂覆辅助取向剂溶液，以形成辅助取向层，其中，所述第二基板为亲水基板；

在所述第一基板和所述亲水基板之间设置液晶层，所述液晶层包括盘状液晶、光引发剂及热阻聚剂，其中，所述亲水基板与所述辅助取向层之间的相互作用以使得所述盘状液晶混合取向；

对混合取向后的所述盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜。

所述液晶层具体包括：

有机溶剂、溶于所述有机溶剂的重量百分比为80％至95％的盘状液晶、溶于所述有机溶剂的重量百分比为0.1％至10％的光引发剂和溶于所述有机溶剂的重量百分比为0.01％至10％的热阻聚剂。

制作所述亲水基板的方法包括：

用盐酸溶液对基板进行超声处理；

将经过超声处理的所述基板置入硫酸溶液中浸泡；

将所述基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成所述亲水基板。

制作所述亲水基板的方法具体包括：

用重量百分比为1％至20％的所述盐酸溶液对所述基板进行超声处理，超声处理时间为1分钟至60分钟；

将经过超声处理的所述基板置入重量百分比为1％至20％的所述硫酸溶液中浸泡，浸泡时间为1分钟至120分钟；

将所述基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成所述亲水基板，煮沸时间为1小时至10小时。

以使得所述盘状液晶混合取向的方法包括：

将所述液晶层在76℃至166℃范围内进行预热处理，预热时间为1分钟至60分钟，以使得所述盘状液晶混合取向。

所述辅助取向剂溶液为将辅助取向剂溶解于所述有机溶剂中所得，所述辅助取向剂溶液重量百分比为0.1％至30％。

本发明实施例提供的光学补偿膜及其制备方法、显示装置，通过在第一基板上形成摩擦取向层，与第一基板相对设置第二基板，其中，第二基板为亲水基板，在第一基板和亲水基板之间设置液晶层，液晶层包括盘状液晶、辅助取向剂、光引发剂及热阻聚剂，其中，亲水基板与辅助取向剂之间的相互作用以使得盘状液晶混合取向，对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜，或者，在第一基板上形成摩擦取向层，在第二基板上、与第一基板相对一侧涂覆辅助取向剂溶液，以形成辅助取向层，其中，第二基板为亲水基板，在第一基板和亲水基板之间设置液晶层，液晶层包括盘状液晶、光引发剂及热阻聚剂，其中，亲水基板与辅助取向层之间的相互作用以使得盘状液晶混合取向，对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜。通过该方案，由于辅助取向剂的亲水基团具有与亲水基板相似的化学性质，因此，辅助取向剂的亲水基团可以在朝向亲水基板一侧附近聚集，而刚性基团倾向于朝向远离亲水基板一侧排列，从而使得辅助取向剂的刚性基团引导其区域内的盘状液晶分子呈现水平取向，同时摩擦取向层使得其附近的盘状液晶分子呈现垂直取向，再加上分子间作用力的作用，最终使得盘状液晶在摩擦取向层与亲水基板之间呈现混合取向，利用这种简单、可控性强的界面自组装工艺方法可以很方便的实现盘状液晶的混合取向，从而以制得具有视角补偿功能的光学补偿膜，同时也使得盘状液晶器件化及应用研究有了更进一步的发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为现有技术提供的盘状液晶分子的垂直取向示意图；

图2为现有技术提供的盘状液晶分子的水平取向示意图；

图3为本发明实施例制备的光学补偿膜的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的制备光学补偿膜的方法流程图一；

图5为本发明实施例提供的制备光学补偿膜过程中的光学补偿膜的结构示意图一；

图6为本发明实施例提供的制备光学补偿膜过程中的光学补偿膜的结构示意图二；

图7为本发明实施例提供的制备光学补偿膜过程中的光学补偿膜的结构示意图三；

图8为本发明实施例提供的制备光学补偿膜的方法流程图二；

图9为本发明实施例提供的制备光学补偿膜过程中的光学补偿膜的结构示意图四；

图10为本发明实施例提供的制备光学补偿膜过程中的光学补偿膜的结构示意图五；

图11为本发明实施例提供的制备光学补偿膜过程中的光学补偿膜的结构示意图六；

图12为本发明实施例制备的光学补偿膜的相位延迟值测试曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种光学补偿膜2，如图3所示，包括：

第一基板20；

设置于第一基板20上的摩擦取向层21；

第二基板22；

设置于第二基板22上的辅助取向层；

第一基板20和第二基板22之间设置有液晶层，液晶层包括盘状液晶，其中，第二基板22与辅助取向层之间的相互作用以使得盘状液晶混合取向。

进一步地，第二基板22可以为亲水基板，辅助取向层可以包括一端带有亲水基团，另一端带有刚性基团的辅助取向剂分子24。

需要说明的是，本发明实施例对第二基板22不做限制，第二基板22可以是具有亲水基团的亲水基板，也可以是其他任意符合制备要求的基板，因此，第二基板22的组成结构也在本发明保护的范围之内。

进一步地，亲水基团可以包括羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、氨基、季氨基、醚基和羟基中的一种或几种。

进一步地，刚性基团可以包括联苯、二苯乙炔、偶氮苯和三联苯中的一种或几种。

进一步地，辅助取向剂分子24可以为向列相液晶分子。

具体的，辅助取向剂分子24的结构可以为通过醚键、酯键、酰胺键或碳酸酯键键连亲水基团和刚性基团所得的棒状向列相液晶分子；其中，亲水基团为具有羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、氨基、季氨基、醚基和羟基的官能团，刚性基团为具有联苯、二苯乙炔、偶氮苯或三联苯的官能团，所述官能团为决定有机化合物化学性质的原子或原子团，那么，正是由于辅助取向剂的亲水基团具有与亲水基板相似的化学性质，才使得辅助取向剂的亲水基团朝向亲水基板一侧，而刚性基团朝向远离亲水基板一侧，从而以使得辅助取向剂的刚性基团引导其区域内的盘状液晶呈现水平取向。

进一步地，盘状液晶的分子11结构可以包括含有不饱和键的可聚合基团柔性支链和刚性盘核所得的对称型或非对称型盘状液晶分子。

具体的，盘状液晶分子11的结构可以为通过醚键、酯键、酰胺键或碳酸酯键键连可聚合基团柔性支链和刚性盘核所得的对称型或非对称型盘状液晶分子；其中，可聚合基团柔性支链的可聚合基团为丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、苯乙烯基类及二乙酰基类中的任一种，刚性盘核为间苯三酚、吖嗪、苝、苯并菲、三聚茚、六乙炔基苯及六苯并蔻中的任一种。

示例性的，如图3所示，在第一基板20和第二基板22之间，将盘状液晶、辅助取向剂、光引发剂和热阻聚剂混合溶于有机溶剂形成液晶层后，由于对液晶层进行热处理，使得盘状液晶受到辅助取向层和摩擦取向层的作用力而实现混合取向，然后再对混合取向后的盘状液晶进行紫外辐照处理，以使得盘状液晶分子11之间形成聚合物网络25，从而以制成具有视角补偿性能的光学补偿膜2。

本发明实施例提供的光学补偿膜，包括：第一基板，设置于第一基板上的摩擦取向层，第二基板，设置于第二基板上的辅助取向层，第一基板和第二基板之间设置有液晶层，液晶层包括盘状液晶，其中，第二基板与辅助取向层之间的相互作用以使得盘状液晶混合取向。通过该方案，由于辅助取向剂的亲水基团具有与亲水基板相似的化学性质，因此，辅助取向剂的亲水基团朝向亲水基板一侧，而刚性基团朝向远离亲水基板一侧，从而使得辅助取向剂的刚性基团引导其区域内的盘状液晶分子呈现水平取向，同时摩擦取向层使得其附近的盘状液晶分子呈现垂直取向，再加上分子间作用力的作用，最终使得盘状液晶在摩擦取向层与辅助取向层之间呈现混合取向，并对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜，该方案利用简单、可控性强的界面自组装工艺方法很方便的实现了盘状液晶的混合取向，从而以制得具有视角补偿功能的光学补偿膜，同时也使得盘状液晶器件化及应用研究有了更进一步的发展。

本发明实施例提供一种光学补偿膜的制备方法，包括：

在第一基板上形成摩擦取向层；

与第一基板相对设置第二基板，其中，第二基板为亲水基板；

在第一基板和亲水基板之间设置液晶层，液晶层包括盘状液晶、辅助取向剂、光引发剂及热阻聚剂，其中，亲水基板与辅助取向剂之间的相互作用以使得盘状液晶混合取向；

对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜。

示例性的，如图4所示，本发明实施例提供的光学补偿膜的制备方法，包括：

S101、在第一基板上形成摩擦取向层。

示例性的，如图5所示，为在第一基板20上形成摩擦取向层21，本发明实施例中所使用的摩擦取向层的材料为聚酰亚胺，通过在第一基板20上涂覆聚酰亚胺，经过热固化后机械摩擦得到单一取向的摩擦取向层21。

S102、与第一基板相对设置第二基板，并在第一基板与第二基板之间设置间隔物，以形成间隙，其中，第二基板为亲水基板。

如图6所示，在第一基板20上设置第二基板22，并在第一基板20与第二基板22之间设置间隔物23，以形成间隙，其中，第二基板22可以为亲水基板，上述间隔物23可以是直径为10微米至300微米的玻璃微珠。

进一步地，制作亲水基板的方法可以包括：

用盐酸溶液对基板进行超声处理；

将经过超声处理的基板置入硫酸溶液中浸泡；

将基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成亲水基板。

其中，该基板可以为玻璃基板。

进一步地，制作亲水基板的方法具体可以包括：

用重量百分比为1％至20％的盐酸溶液对基板进行超声处理，超声处理时间为1分钟至60分钟；

将经过超声处理的所述基板置入重量百分比为1％至20％的硫酸溶液中浸泡，浸泡时间为1分钟至120分钟；

将基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成亲水基板，煮沸时间为1小时至10小时。

具体地，制作亲水基板的方法可以为：

用重量百分比为10％的盐酸溶液对洗净后的基板进行超声处理，超声处理时间为30分钟；

取出后用纯水洗净，再将经过超声处理的基板置入重量百分比为10％的硫酸溶液中浸泡，浸泡时间为60分钟；

将硫酸溶液中浸泡过的基板置入超纯水中进行煮沸，煮沸时间为3小时，煮沸完成后，将基板取出用高纯氮气吹干，以得到富羟基化的亲水基板。

需要说明的是，本发明实施例对间隔物的材料不做限制，该间隔物可以是玻璃微珠，也可以是其他任意符合制备要求的物质，因此，间隔物的材料也在本发明的保护范围之内；

本发明实施例对间隔物的排列方式也不做限制，该间隔物可以是均匀设置在第一基板与第二基板之间，也可以是设置在第一基板与第二基板之间的两个边缘，由于其目的均是用于支撑第一基板与第二基板，以形成固定的盒厚，因此，所述间隔物的排列方式也在本发明的保护范围内。

S103、在第一基板和亲水基板形成的间隙中设置液晶层，液晶层包括盘状液晶、辅助取向剂、光引发剂及热阻聚剂，其中，辅助取向剂一端带有亲水基团，另一端带有刚性基团，由于亲水基团的性质，辅助取向剂的一端会朝向亲水基板的一侧，刚性基团会朝向远离亲水基板的一侧，盘状液晶与辅助取向剂的刚性基团相互作用，使得盘状液晶水平取向，而盘状液晶与第一基板上的摩擦取向层相互作用，使得盘状液晶垂直取向，从而形成混合取向。

示例性的，如图7所示在第一基板20和亲水基板22形成的间隙中设置液晶层，液晶层包括盘状液晶、辅助取向剂、光引发剂及热阻聚剂。

进一步地，上述液晶层具体可以包括：有机溶剂、溶于有机溶剂的重量百分比为70％至95％的盘状液晶、溶于有机溶剂的重量百分比为5％至30％的辅助取向剂、溶于有机溶剂的重量百分比为0.1％至10％的光引发剂和溶于有机溶剂的重量百分比为0.01％至10％的热阻聚剂。

其中，某物质的重量百分比是指：某物质的重量占包含某物质的总溶液重量的百分比例，即某物质的重量为A，包含某物质的总溶液重量为B，那么，某物质的重量百分比A/B*100％。例如，重量百分比为5％至30％的辅助取向剂是指辅助取向剂在混合取向溶液中所占的百分比例为5％至30％之间，且包含5％和30％这两个边界值。

具体地，在第一基板和亲水基板形成的间隙中设置液晶层的方法可以为，将重量百分比为90％的盘状液晶、重量百分比为8％的辅助取向剂、重量百分比为1％光引发剂和重量百分比为1％的热阻聚剂溶于有机溶剂中，进行超声处理后混合均匀，超声处理时间为30分钟，然后挥发掉溶剂后注入第一基板和亲水基板形成的间隙中。

需要说明的是，液晶注入方法可以为真空注入式，也可以为滴入式或卷对卷印刷式等其他任何可以完成液晶注入的方式，本发明不做限制。

其中，上述有机溶剂可以为乙醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氢呋喃、异丙醇、环己烷、苯、甲苯及二甲苯中的任一种。

进一步地，将上述液晶层在80℃至140℃范围内进行预热处理，预热时间为1分钟至60分钟，由于亲水基板22与辅助取向剂之间的相互作用，以使得盘状液晶混合取向。

需要说明的是，上述液晶层在预热过程中，辅助取向剂的亲水基团朝向亲水基板一侧，并且辅助取向剂的刚性基团朝向远离亲水基板一侧，以使得辅助取向剂的刚性基团诱导其区域内的盘状液晶分子呈现水平取向，同时，盘状液晶分子在摩擦取向层区域呈现垂直取向，再由于分子间作用力的作用，以使得盘状液晶在垂直方向上实现混合取向。

具体的，将上述液晶层的温度升高至140℃进行预热处理，预热时间为30分钟，预热过程中，辅助取向剂的亲水基团朝向亲水基板一侧，并且辅助取向剂的刚性基团朝向远离亲水基板一侧，以使得辅助取向剂的刚性基团诱导其区域内的盘状液晶分子呈现水平取向，同时，盘状液晶分子在摩擦取向层区域呈现垂直取向，再由于分子间作用力的作用，以使得盘状液晶在垂直方向上实现混合取向。

需要补充的是，盘状液晶分子11的结构可以为通过醚键、酯键、酰胺键或碳酸酯键键连可聚合基团柔性支链和刚性盘核所得的对称型或非对称型盘状液晶分子；其中，可聚合基团柔性支链的可聚合基团为丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、苯乙烯基类及二乙酰基类中的任一种，刚性盘核为间苯三酚、吖嗪、苝、苯并菲、三聚茚、六乙炔基苯及六苯并蔻中的任一种；

辅助取向剂分子24的结构可以为通过醚键、酯键、酰胺键或碳酸酯键键连亲水基团和刚性基团所得的棒状向列相液晶分子；其中，亲水基团为具有羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、氨基、季氨基、醚基和羟基的官能团，刚性基团为具有联苯、二苯乙炔、偶氮苯或三联苯的官能团，上述官能团为决定有机化合物化学性质的原子或原子团，那么，正是由于辅助取向剂的亲水基团具有与亲水基板相似的化学性质，才使得辅助取向剂的亲水基团朝向亲水基板一侧，而刚性基团朝向远离亲水基板一侧，从而以使得辅助取向剂的刚性基团引导其区域内的盘状液晶呈现水平取向；

其中，本实施例中提供的盘状液晶分子式为2，3，6，7，10，11-六-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)]苯并菲酯；

辅助取向剂分子式为6-丙烯酰氧基己氧基苯甲酸酯；

光引发剂分子式为a，a-二甲氧基-a-苯基苯乙酮；

热阻聚剂分子式为2，6-二叔丁基苯酚。

S104、对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜。

对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，使得盘状液晶分子之间形成聚合物网络25，从而以制成如图3所示的光学补偿膜。

示例性的，对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜的方法可以包括：

将混合取向后的盘状液晶温度升高至80℃至140℃范围内，对混合取向后的盘状液晶进行紫外辐照聚合交联，其中，紫外辐照的时间为1分钟至60分钟，紫外波长为365纳米，辐照剂量为0.001毫瓦/平方厘米至100毫瓦/平方厘米，以制成光学补偿膜。

具体地，对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜的方法可以为：

将混合取向后的盘状液晶温度升高至140℃，对混合取向后的盘状液晶进行紫外辐照聚合交联，其中，紫外辐照的时间为10分钟，紫外波长为365纳米，辐照剂量为20毫瓦/平方厘米，在对混合取向后的盘状液晶进行紫外辐照过程中，盘状液晶分子之间形成聚合物网络，以制成光学补偿膜。

本发明实施例提供光学补偿膜的制备方法，通过在第一基板上形成摩擦取向层，与第一基板相对设置第二基板，其中，第二基板为亲水基板，在第一基板和亲水基板之间设置液晶层，液晶层包括盘状液晶、辅助取向剂、光引发剂及热阻聚剂，其中，盘状液晶与辅助取向层之间的相互作用以使得盘状液晶混合取向，对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜。通过该方案，由于辅助取向剂的亲水基团具有与亲水基板相似的化学性质，因此，辅助取向剂的亲水基团朝向亲水基板一侧，而刚性基团朝向远离亲水基板一侧，从而使得辅助取向剂的刚性基团引导其区域内的盘状液晶分子呈现水平取向，同时摩擦取向层使得其附近的盘状液晶分子呈现垂直取向，再加上分子间作用力的作用，最终使得盘状液晶在摩擦取向层与亲水基板之间呈现混合取向，利用这种简单、可控性强的界面自组装工艺方法可以很方便的实现盘状液晶的混合取向，从而以制得具有视角补偿功能的光学补偿膜，同时也使得盘状液晶器件化及应用研究有了更进一步的发展。

本发明实施例提供一种上述光学补偿膜的制备方法，包括：

在第一基板上形成摩擦取向层；

在第二基板上、与第一基板相对一侧涂覆辅助取向剂溶液，以形成辅助取向层，其中，第二基板为亲水基板；

在第一基板和亲水基板之间设置液晶层，液晶层包括盘状液晶、光引发剂及热阻聚剂，其中，亲水基板与辅助取向层之间的相互作用以使得盘状液晶混合取向；

对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜。

示例性的，如图8所示，本发明实施例提供的光学补偿膜的制备方法，包括：

S201、在第一基板上形成摩擦取向层。

示例性的，如图5所示，为在第一基板20上形成摩擦取向层21，本发明实施例中所使用的摩擦取向层的材料为聚酰亚胺，通过在第一基板20上涂覆聚酰亚胺，经过热固化后机械摩擦得到单一取向的摩擦取向层21。

S202、在第二基板上涂覆辅助取向剂溶液，以形成辅助取向层，其中，第二基板为亲水基板。

如图9所示，在第二基板22上涂覆辅助取向剂溶液，以形成辅助取向层，其中，第二基板22可以为亲水基板，上述辅助取向剂溶液为辅助取向剂溶于有机溶剂所得，辅助取向剂溶液重量百分比为0.1％至30％。

进一步地，制作亲水基板的方法可以包括：

用盐酸溶液对基板进行超声处理；

将经过超声处理的基板置入硫酸溶液中浸泡；

将基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成亲水基板。

进一步地，制作亲水基板的方法具体可以包括：

用重量百分比为1％至20％的盐酸溶液对所述基板进行超声处理，超声处理时间为1分钟至60分钟；

将经过超声处理的基板置入重量百分比为1％至20％的硫酸溶液中浸泡，浸泡时间为1分钟至120分钟；

将基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成亲水基板，煮沸时间为1小时至10小时。

具体地，制作亲水基板的方法可以为：

用重量百分比为10％的盐酸溶液对洗净后的基板进行超声处理，超声处理时间为30分钟；

取出后用纯水洗净，再将经过超声处理的基板置入重量百分比为10％的硫酸溶液中浸泡，浸泡时间为60分钟；

将硫酸溶液中浸泡过的基板置入超纯水中进行煮沸，煮沸时间为3小时，煮沸完成后，将基板取出用高纯氮气吹干，以得到富羟基化的亲水基板。

具体地，在第二基板22上涂覆辅助取向剂溶液，以形成辅助取向层的方法可以为：

将重量百分比为5％的辅助取向剂溶于有机溶剂中制得辅助取向剂溶液，并将该溶液涂覆于亲水基板上，以形成辅助取向层。

其中，上述有机溶剂可以为乙醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氢呋喃、异丙醇、环己烷、苯、甲苯及二甲苯中的任一种。

S203、与第一基板相对设置第二基板，并在第一基板与第二基板之间设置间隔物，以形成间隙，其中，第二基板朝向第一基板的一侧形成有辅助取向层。

如图10所示，与第一基板20相对设置亲水基板22，并在第一基板20与亲水基板22之间设置间隔物23，以形成间隙，其中，亲水基板22的辅助取向层与第一基板20相对设置，上述间隔物23可以是直径为10微米至300微米的玻璃微珠。

需要说明的是，本发明实施例对间隔物的材料不做限制，该间隔物可以是玻璃微珠，也可以是其他任意符合制备要求的物质，因此，间隔物的材料也在本发明的保护范围之内；

本发明实施例对间隔物的排列方式也不做限制，该间隔物可以是均匀设置在第一基板与第二基板之间，也可以是设置在第一基板与第二基板之间的两个边缘，由于其目的均是用于支撑第二基板，因此，所述间隔物的排列方式也在本发明的保护范围内。

S204、在第一基板和亲水基板形成的间隙中设置液晶层，液晶层包括盘状液晶、光引发剂及热阻聚剂，其中，亲水基板与辅助取向层之间的相互作用以使得盘状液晶混合取向。

示例性的，如图11所示，在第一基板20和亲水基板22之间设置液晶层，液晶层包括盘状液晶、光引发剂及热阻聚剂。

进一步地，上述液晶层具体可以包括：有机溶剂、溶于有机溶剂的重量百分比为80％至95％的盘状液晶、溶于有机溶剂的重量百分比为0.1％至10％的光引发剂和溶于有机溶剂的重量百分比为0.01％至10％的热阻聚剂。

其中，某物质的重量百分比是指：某物质的重量占包含某物质的总溶液重量的百分比例，即某物质的重量为A，包含某物质的总溶液重量为B，那么，某物质的重量百分比A/B*100％。例如，重量百分比为5％至30％的辅助取向剂是指辅助取向剂在混合取向溶液中所占的百分比例为5％至30％之间，且包含5％和30％这两个边界值。

具体地，在第一基板和亲水基板形成的间隙中设置液晶层的方法可以为：将重量百分比为98％的盘状液晶、重量百分比为1％光引发剂和重量百分比为1％的热阻聚剂溶于有机溶剂中进行超声处理后混合均匀，超声处理时间为30分钟，然后挥发掉溶剂后注入第一基板和亲水基板形成的间隙中。

需要说明的是，液晶注入方法可以为真空注入式，也可以为滴入式或卷对卷印刷式等其他任何可以完成液晶注入的方式，本发明不做限制。

进一步地，将上述液晶层在76℃至166℃范围内进行预热处理，预热时间为1分钟至60分钟，由于亲水基板22与辅助取向层之间的相互作用，以使得盘状液晶混合取向。

需要说明的是，上述液晶层在预热过程中，辅助取向层中的辅助取向剂上的刚性基团朝向远离亲水基板一侧，以使得辅助取向剂上的刚性基团诱导其区域内的盘状液晶分子呈现水平取向，同时，盘状液晶分子在摩擦取向层区域呈现垂直取向，再由于分子间作用力的作用，以使得盘状液晶在垂直方向上实现混合取向。

具体的，将上述液晶层的温度升高至166℃进行预热处理，预热时间为30分钟，预热过程中，辅助取向层中的辅助取向剂上的刚性基团朝向远离亲水基板一侧，以使得辅助取向剂上的刚性基团诱导其区域内的盘状液晶分子呈现水平取向，同时，盘状液晶分子在摩擦取向层区域呈现垂直取向，再由于分子间作用力的作用，以使得盘状液晶在垂直方向上实现混合取向。

需要补充的是，盘状液晶分子11的结构可以为通过醚键、酯键、酰胺键或碳酸酯键键连可聚合基团柔性支链和刚性盘核所得的对称型或非对称型盘状液晶分子；其中，可聚合基团柔性支链的可聚合基团为丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、苯乙烯基类及二乙酰基类中的任一种，刚性盘核为间苯三酚、吖嗪、苝、苯并菲、三聚茚、六乙炔基苯及六苯并蔻中的任一种；

辅助取向剂分子24的结构可以为通过醚键、酯键、酰胺键或碳酸酯键键连亲水基团和刚性基团所得的棒状向列相液晶分子；其中，亲水基团为具有羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、氨基、季氨基、醚基和羟基的官能团，刚性基团为具有联苯、二苯乙炔、偶氮苯或三联苯的官能团，上述官能团为决定有机化合物化学性质的原子或原子团，那么，正是由于辅助取向剂的亲水基团具有与亲水基板相似的化学性质，才使得辅助取向剂的亲水基团朝向亲水基板一侧，而刚性基团朝向远离亲水基板一侧，从而以使得辅助取向剂的刚性基团引导其区域内的盘状液晶呈现水平取向；

其中，本实施例中提供的盘状液晶分子式为2，3，6，7，10，11-六-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)]苯并菲酯；

辅助取向剂分子式为6-丙烯酰氧基己氧基苯甲酸酯；

光引发剂分子式为a，a-二甲氧基-a-苯基苯乙酮；

热阻聚剂分子式为2，6-二叔丁基苯酚。

S205、对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜。

对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，使得盘状液晶分子之间形成聚合物网络25，从而以制成如图3所示的光学补偿膜。

示例性的，对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜的方法可以包括：

将混合取向后的盘状液晶温度升高至76℃至166℃范围内，对混合取向后的盘状液晶进行紫外辐照聚合交联，其中，紫外辐照的时间为1分钟至60分钟，紫外波长为365纳米，辐照剂量为0.001毫瓦/平方厘米至100毫瓦/平方厘米，以制成光学补偿膜。

具体地，对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜的方法可以为：

将混合取向后的盘状液晶温度升高至166℃，对混合取向后的盘状液晶进行紫外辐照聚合交联，其中，紫外辐照的时间为10分钟，紫外波长为365纳米，辐照剂量为20毫瓦/平方厘米，在对混合取向后的盘状液晶进行紫外辐照过程中，盘状液晶分子之间形成聚合物网络，以制成光学补偿膜。

本发明实施例提供光学补偿膜的制备方法，通过在第一基板上形成摩擦取向层，在第二基板上、与第一基板相对一侧涂覆辅助取向剂溶液，以形成辅助取向层，其中，第二基板为亲水基板，在第一基板和亲水基板之间设置液晶层，液晶层包括盘状液晶、光引发剂及热阻聚剂，其中，盘状液晶与辅助取向层之间的相互作用以使得盘状液晶水平取向，对混合取向后的盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜。通过该方案，由于辅助取向剂的亲水基团具有与亲水基板相似的化学性质，因此，辅助取向剂的亲水基团朝向亲水基板一侧，而刚性基团朝向远离亲水基板一侧，从而使得辅助取向剂的刚性基团引导其区域内的盘状液晶分子呈现水平取向，同时摩擦取向层使得其附近的盘状液晶分子呈现垂直取向，再加上分子间作用力的作用，最终使得盘状液晶在摩擦取向层与亲水基板之间呈现混合取向，利用这种简单、可控性强的界面自组装工艺方法可以很方便的实现盘状液晶的混合取向，从而以制得具有视角补偿功能的光学补偿膜，同时也使得盘状液晶器件化及应用研究有了更进一步的发展。

通常TFT-LCD(ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay，薄膜晶体管液晶显示器)使用光学正性液晶，在较大角度观看时，会出现正性的相位延迟，导致对比度下降及视角减小的现象。而盘状液晶具有与光学正性液晶相反的光学负性特性，具有负性的相位延迟，这种负性相位延迟可以用来补偿TFT-LCD正性的相位延迟，因此光学负性的盘状液晶材料可以用来制造TFT-LCD的光学补偿膜。

需要说明的是，由于本发明的实施例仅是示例性的采用负性盘状液晶，因此，按照本实施例提供的光学补偿膜的制备方法所制成的光学补偿膜具有负性的光学性质，即为负性光学补偿膜，同时，本发明的实施例所实现的混合取向的盘状液晶具有光学补偿的性能，且该性能的强弱由盘状液晶分子的混合取向状态所决定，也就是说，盘状液晶分子的实际取向程度决定了光学补偿性能的好坏，理论上，当盘状液晶分子可以实现0°至90°的连续混合取向排列方式时，那么，此时制成的光学补偿膜的补偿作用是最好的。

将按照上述第一种方法制成的光学补偿膜进行相位延迟测试，如图12的曲线1所示，通过这种工艺方法制备的光学补偿膜具有盘状液晶的混合取向排列，其相位延迟值为88纳米左右，具有负性的光学性质，因此，这种光学补偿膜具备视角补偿的光学特性。

同样地，将按照上述第二种方法制成的光学补偿膜进行相位延迟测试，如图12的曲线2所示，通过这种工艺方法制备的光学补偿膜具有盘状液晶的混合取向排列，其相位延迟值为105纳米左右，具有负性的光学性质，因此，这种光学补偿膜具备视角补偿的光学特性。

本发明实施例提供一种显示装置，包括与上述实施例相同的光学补偿膜。

本发明实施例提供的显示装置可以为液晶显示装置，所述液晶显示装置可以为液晶显示器、液晶电视、数码相框、手机、平板电脑等具有显示功能的产品或者部件，且该液晶显示装置可以应用上述光学补偿膜，该光学补偿膜的结构与上述实施例相同，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种光学补偿膜，包括第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间设置有液晶层，其特征在于，所述光学补偿膜还包括：

设置于所述第一基板上的摩擦取向层；

设置于所述第二基板上的辅助取向层，所述第二基板为亲水基板，所述辅助取向层包括一端带有亲水基团，另一端带有刚性基团的辅助取向剂分子；

所述液晶层包括盘状液晶，其中，所述第二基板与所述辅助取向层之间的相互作用以使得所述盘状液晶混合取向。

2.根据权利要求1所述的光学补偿膜，其特征在于，所述亲水基团包括羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、氨基、季氨基、醚基和羟基中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的光学补偿膜，其特征在于，所述刚性基团包括联苯、二苯乙炔、偶氮苯和三联苯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的光学补偿膜，其特征在于，所述辅助取向剂分子为向列相液晶分子。

5.根据权利要求1所述的光学补偿膜，其特征在于，所述盘状液晶的分子结构包括含有不饱和键的可聚合基团柔性支链和刚性盘核所得的对称型或非对称型盘状液晶分子。

6.一种显示装置，包括如权利要求1-5中任一项所述的光学补偿膜。

7.一种光学补偿膜的制备方法，其特征在于，制备如权利要求1-5中任一项所述的光学补偿膜的方法包括：

在第一基板上形成摩擦取向层；

与所述第一基板相对设置第二基板，其中，所述第二基板为亲水基板；

在所述第一基板和所述第二基板之间设置液晶层，所述液晶层包括盘状液晶、辅助取向剂、光引发剂及热阻聚剂，其中，所述第二基板与所述辅助取向剂之间的相互作用以使得所述盘状液晶混合取向；

对混合取向后的所述盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜。

8.根据权利要求7所述的光学补偿膜的制备方法，其特征在于，所述液晶层具体包括：

有机溶剂、溶于所述有机溶剂的重量百分比为70％至95％的盘状液晶、溶于所述有机溶剂的重量百分比为5％至30％的辅助取向剂、溶于所述有机溶剂的重量百分比为0.1％至10％的光引发剂和溶于所述有机溶剂的重量百分比为0.01％至10％的热阻聚剂。

9.根据权利要求7所述的光学补偿膜的制备方法，其特征在于，制作所述亲水基板的方法包括：

用盐酸溶液对基板进行超声处理；

将经过超声处理的所述基板置入硫酸溶液中浸泡；

将所述基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成所述亲水基板。

10.根据权利要求9所述的光学补偿膜的制备方法，其特征在于，制作所述亲水基板的方法具体包括：

用重量百分比为1％至20％的所述盐酸溶液对所述基板进行超声处理，超声处理时间为1分钟至60分钟；

将经过超声处理的所述基板置入重量百分比为1％至20％的所述硫酸溶液中浸泡，浸泡时间为1分钟至120分钟；

将所述基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成所述亲水基板，煮沸时间为1小时至10小时。

11.根据权利要求7所述的光学补偿膜的制备方法，其特征在于，以使得所述盘状液晶混合取向的方法包括：

将所述液晶层在80℃至140℃范围内进行预热处理，预热时间为1分钟至60分钟，以使得所述盘状液晶混合取向。

12.一种光学补偿膜的制备方法，其特征在于，制备如权利要求1-5中任一项所述的光学补偿膜的方法包括：

在第一基板上形成摩擦取向层；

在第二基板上、与所述第一基板相对一侧涂覆辅助取向剂溶液，以形成辅助取向层，其中，所述第二基板为亲水基板；

在所述第一基板和所述亲水基板之间设置液晶层，所述液晶层包括盘状液晶、光引发剂及热阻聚剂，其中，所述亲水基板与所述辅助取向层之间的相互作用以使得所述盘状液晶混合取向；

对混合取向后的所述盘状液晶进行光辐照处理，以制成光学补偿膜。

13.根据权利要求12所述的光学补偿膜的制备方法，其特征在于，所述液晶层具体包括：

有机溶剂、溶于所述有机溶剂的重量百分比为80％至95％的盘状液晶、溶于所述有机溶剂的重量百分比为0.1％至10％的光引发剂和溶于所述有机溶剂的重量百分比为0.01％至10％的热阻聚剂。

14.根据权利要求12所述的光学补偿膜的制备方法，其特征在于，制作所述亲水基板的方法包括：

用盐酸溶液对基板进行超声处理；

将经过超声处理的所述基板置入硫酸溶液中浸泡；

将所述基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成所述亲水基板。

15.根据权利要求14所述的光学补偿膜的制备方法，其特征在于，制作所述亲水基板的方法具体包括：

用重量百分比为1％至20％的所述盐酸溶液对所述基板进行超声处理，超声处理时间为1分钟至60分钟；

将经过超声处理的所述基板置入重量百分比为1％至20％的所述硫酸溶液中浸泡，浸泡时间为1分钟至120分钟；

将所述基板置入超纯水中煮沸，取出后用高纯氮气吹干，以制成所述亲水基板，煮沸时间为1小时至10小时。

16.根据权利要求12所述的光学补偿膜的制备方法，其特征在于，以使得所述盘状液晶混合取向的方法包括：

将所述液晶层在76℃至166℃范围内进行预热处理，预热时间为1分钟至60分钟，以使得所述盘状液晶混合取向。

17.根据权利要求13所述的光学补偿膜的制备方法，其特征在于，所述辅助取向剂溶液为将辅助取向剂溶解于所述有机溶剂中所得，所述辅助取向剂溶液重量百分比为0.1％至30％。