专利名称：光学补偿膜、其制作方法以及液晶面板、液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种光学补偿膜、光学补偿膜的制作方法以及液晶面板、液晶显不装置。
背景技术：
视角狭小和视角不均，是目前液晶显示器的主要缺陷。为了改善TN IXD(TwistedNematic Liquid Crystal Display,扭曲向列相液晶显示器)的视角特性，已经开发出多种宽视角技术。利用外部光学补偿膜来改善TN LCD视角特性是最早、也是目前最广泛使用的方法。这种方法无需对LCD的制作过程作任何变动，而且许多后来的办法，如多畴法、垂直排列法和光学补偿弯曲排列法也必须配合光学相位补偿膜使用。
但是目前的光学补偿膜制作完成之后，其各个方向的折射率、相位延迟量都已固定，不能根据不同的相位补偿要求任意发生改变。如果要达到不同相位延迟补偿的目的，必须增加或者更换光学补偿膜，这种实现方法比较复杂，也会增加成本。另一方面，单一的光学补偿方式使得液晶显示器的视角不能随意改变，只能具有单一的视角模式。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光学补偿膜、光学补偿膜的制作方法以及液晶面板、液晶显示装置，该光学补偿膜的相位延迟量和补偿模式在电场作用下能够发生改变，从而实现液晶显示器在不同的视角间的转换。为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下一方面，提供一种光学补偿膜，包括液晶补偿膜，所述液晶补偿膜包括上基板、下基板以及设置在所述上基板和所述下基板之间的液晶分子层；以及用于对所述液晶补偿膜产生电场的至少两个透明电极；所述液晶分子层包括液晶分子。优选地，所述液晶补偿膜的补偿量通过所述液晶补偿膜的透明电极的电极电压来调整。优选地，所述液晶分子层还包括聚合物。优选地，所述液晶分子层还包括感光剂。优选地，所述液晶分子是正性液晶分子、负性液晶分子或蓝相液晶分子。另一方面，提供一种包括上述的光学补偿膜的液晶面板。优选地,所述的液晶面板,还包括从下到上依次叠加的下偏光片、第一基板、液晶层、第二基板以及上偏光片；所述光学补偿膜位于所述上偏光片和下偏光片之间；其中，所述光学补偿膜位于所述第二基板和所述上偏光片之间，所述光学补偿膜的至少两个透明电极中的第一透明电极位于所述光学补偿膜的液晶补偿膜的上侧；所述光学补偿膜的至少两个透明电极中的第二透明电极位于所述第二基板的任意一侧；或所述光学补偿膜位于所述第一基板与所述下偏光片之间；所述光学补偿膜的至少两个透明电极中的第一透明电极位于所述光学补偿膜的液晶补偿膜的下侧；所述光学补偿膜的至少两个透明电极中的第二透明电极位于所述第一基板的任意一侧。优选地,所述的液晶面板,还包括
从下到上依次叠加的下偏光片、第一基板、液晶层、第二基板以及上偏光片；所述光学补偿膜位于所述上偏光片之上。所述光学补偿膜的电极包括多个相互交错分布的第一区域和第二区域，所述第一区域具有多个平行排列的第一条形结构，所述第一条形结构与所述上偏光片的透过轴具有第一夹角；所述第二区域具有多个平行排列的第二条形结构，所述第二条形结构与所述上偏光片的透过轴具有第二夹角，所述第一夹角和所述第二夹角互为相反数。优选地,所述第一夹角的绝对值和所述第二夹角的绝对值范围都是4(Γ50度。优选地,所述第一夹角的绝对值和所述第二夹角的绝对值都是45度。另一方面，提供一种液晶显示装置，包括上述的液晶面板。另一方面，提供一种光学补偿膜的制作方法，包括设置液晶补偿膜，所述液晶补偿膜包括上基板、下基板以及设置在所述上基板和所述下基板之间的液晶分子层；设置用于对所述液晶补偿膜产生电场的至少两个透明电极。优选地，所述液晶分子层的形成步骤包括将聚合物和液晶分子混合，形成混合物；将所述混合物涂覆成膜状，形成涂覆膜；在所述涂覆膜的两侧加电场，使所述液晶分子取向排列；对所述涂覆膜中的聚合物进行固化。本发明的实施例具有以下有益效果上述方案中，光学补偿膜包括液晶补偿膜和透明电极。通过透明电极形成的电场电压，来控制液晶补偿膜中的液晶分子，使得光学补偿膜具有不同的补偿效果，从而改变液晶面板的显示视角。通过改变光学补偿膜的电极图案，该光学补偿膜可以很容易实现液晶显示从2D (二维)到3D (三维)显示的转换，这种光学补偿膜制备简单，易于实现。
图I为本发明所示的一种光学补偿膜的结构示意图；图2为本发明所示的液晶面板的第一实施例的示意图；图3为本发明所示的液晶面板的第二实施例的示意图；图4为本发明所示的液晶面板的第三实施例的示意图；图5为本发明所示的液晶面板的第四实施例的示意图；图6为图5所示的光学补偿膜的电极层图案的一示意图；图7为图5所示的光学补偿膜的电极层图案的另一示意图8为图5所示的光学补偿膜的电极层图案的另一示意图；图9为图8所示的光学补偿膜上的电极处于关态的示意图；图10为图8所示的光学补偿膜上的电极处于开态的示意图；图11为用户通过戴圆偏光眼睛实现三维效果的示意图；图12为本发明所示的一种光学补偿膜的制作方法的流程示意图；图13为液晶补偿膜制作装置和强电场的示意图；图14为图13中液晶补偿膜装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。如图I所示，为本发明所述的一种光学补偿膜，包括液晶补偿膜10，所述液晶补偿膜10包括上基板、下基板以及设置在所述上基板和所述下基板之间的液晶分子层；以及用于对所述液晶补偿膜10产生电场的两个透明电极，两个透明电极分别为上透明电极21和下透明电极22 ；所述液晶分子层包括液晶分子。其中，透明电极可以有不同的排列方式，以实现光学补偿膜的不同补偿效果。透明电极由透明导电材料组成，透明导电材料可以为ITO (铟锡氧化物)、IZO (铟锌氧化物)等。本发明实施例中是以两个透明电极为例进行说明，但是透明电极的数量也可以是两个以上。其中，透明电极可以分别设置在液晶补偿膜10的两侧；也可以都设置在液晶补偿膜10的同一侧。所述液晶补偿膜10的补偿量通过所述液晶补偿膜的透明电极的电极电压来调
難
iF. O所述液晶分子层还包括聚合物，聚合物可以为高分子聚合物。所述液晶分子层还包括感光剂。所述液晶分子是正性液晶分子、负性液晶分子或蓝相液晶分子。以下描述光学补偿膜的补偿原理。当液晶分子平行排列时，光学补偿膜为+A补偿膜；当液晶分子竖直排列时，光学补偿膜为+C补偿膜。光学补偿膜的延迟量由该光学补偿膜中液晶分子的各向异性和膜厚决定，具体为Re=AnXd，An=ne-n。，其中，Re为光学补偿膜的延迟量，Δ η是光学补偿膜中液晶分子的各向异性折射率的差，d为液晶补偿膜的厚度，ne是常光折射率，no是非常光折射率。液晶分子的介电性分为正性和负性，在有电场的情况下，正性液晶分子沿电场线排布，负性液晶分子垂直电场线排布。透明电极21和22均为涂覆而成的一层均匀电极层，通过透明电极间的电场控制，可以使光学补偿膜实现+C补偿膜、+A补偿膜之间的转换。以下具体说明。当液晶分子为正性液晶时，光学补偿膜处于关态，电极层之间无电压，此时液晶分子水平排列，液晶补偿膜作+A补偿膜使用；在开态时，当电极层之间产生垂直电场，此时液晶分子垂直排列，液晶补偿膜作+C补偿膜使用。这样，在电场作用下，光学补偿膜就完成了由+A补偿膜到+C补偿膜的转换。当液晶分子为正性液晶时，光学补偿膜处于关态，电极层之间无电压，此时液晶分子垂直排列，光学补偿膜作+C补偿膜使用；在开态时，当电极层之间产生水平电场，此时液晶分子水平排列，液晶补偿膜作作+A补偿膜使用。这样，在电场作用下，光学补偿膜就完成了由+C补偿膜到+A补偿膜的转换。当液晶分子为负性液晶时，光学补偿膜处于关态，电极层之间无电压，此时液晶分子垂直排列，光学补偿膜作+C补偿膜使用；开态时，当电极层之间产生垂直电场，此时液晶分子水平排列，液晶补偿膜作+A补偿膜使用。这样，在电场作用下，光学补偿膜就完成了由+C补偿膜到+A补偿膜的转换。当液晶分子为负性液晶时，光学补偿膜处于关态，电极层之间无电压，此时液晶分子水平排列，光学补偿膜作+C补偿膜使用；开态时，当电极层之间产生水平电场，此时液晶分子垂直排列，液晶补偿膜作+A补偿膜使用。这样，在电场作用下，光学补偿膜就完成了由 +A补偿膜到+C补偿膜的转换。本发明中，通过光学补偿膜中透明电极之间电场的变化，光学补偿膜起到不同的补偿效果，使液晶面板达到不同显示效果，可以根据需要在任何模式的显示器上使用。例如，通过光学补偿膜转换，对液晶显示面板的视角起补偿作用，减小液晶视角，实现隐私保护。原理为液晶显示器的视角是由各个方向的对比度决定，主要由斜向的对比度决定。而影响对比度的最主要的因素是斜视方向的暗态漏光，即对比度等于亮态的亮度与暗态的亮度之间的比值。当对比度小于10时，人眼很难看清显示的图像。本实施例根据液晶分子的正负性和初始排列方式，来调节施加在光学补偿膜上面的电极电压，实现光学补偿膜在+A和+C之间转换，以改变两偏光片之间的各向异性延迟量,从而增加暗态光通过量，当斜视漏光增加时，降低了对比度，从而减小了液晶视角，实现了隐私保护的功能。本发明提供一种包括上述的光学补偿膜的液晶面板。所述的液晶面板，还包括从下到上依次叠加的下偏光片、第一基板、液晶层、第二基板以及上偏光片；所述光学补偿膜位于所述上偏光片和下偏光片之间；其中，所述光学补偿膜位于所述第二基板和所述上偏光片之间，所述光学补偿膜的第一透明电极位于所述光学补偿膜的液晶补偿膜的上侧；所述光学补偿膜的第二透明电极位于所述第二基板的任意一侧；或所述光学补偿膜位于所述第一基板与所述下偏光片之间；所述光学补偿膜的第一透明电极位于所述光学补偿膜的液晶补偿膜的下侧；所述光学补偿膜的第二透明电极位于所述第一基板的任意一侧。以下结合图2、3和4，描述本发明的液晶面板的实施例。液晶面板，包括从下到上依次叠加的下偏光片61、阵列基板(第一基板)62、液晶层63、彩膜基板(第二基板)64以及上偏光片65 ;所述光学补偿膜66位于所述上偏光片和下偏光片之间。第一实施例如图2所不,所述光学补偿膜66位于所述彩膜基板64和所述上偏光片65之间，所述光学补偿膜的第一透明电极位于所述光学补偿膜的液晶补偿膜的上基板；所述光学补偿膜的第二透明电极设置在所述彩膜基板的任意一侧。其中，所述光学补偿膜的第二透明电极可以是彩膜基板上的公共电极层，此时，光学补偿膜的第一透明电极与彩膜基板上的公共电极层(即第二透明电极)共同作用形成电场，通过改变电场大小进而改变光学补偿膜的相位延迟量，实现+A和+C补偿膜间的转换，进而实现对液晶显示视角的改变。第二实施例如图3所示，所述光学补偿膜66位于所述阵列基板62与所述下偏光片61之间；所述光学补偿膜的第一透明电极位于所述光学补偿膜的液晶补偿膜的下基板；所述光学补偿膜的第二透明电极设置在所述阵列基板上。其中，所述光学补偿膜的第二透明电极可以是阵列基板上的公共电极层。此时，光学补偿膜的第一透明电极与阵列基板上的公共电极层(即第二透明电极)共同作用形成电场。第三实施例如图4所不,所述液晶面板包含两个光学补偿膜66a和66b,第一光学补偿膜66a位于所述彩膜基板64和所述上偏光片65之间,第二光学补偿膜66b位于所述阵列基板62与所述下偏光片61之间。其中，第一光学补偿膜66a的第一透明电极设置在第一液晶补偿膜的上基板上，它的第二透明电极可以直接使用彩膜基板外侧的具有防静电 作用的公共电极，此时，第一光学补偿膜66a的第一透明电极与彩膜基板外侧的公共电极共同作用形成电场。第二光学补偿膜66b的第一透明电极设置在第二液晶补偿膜的下基板上，它的第二透明电极可以直接使用阵列基板上作为显示使用的公共电极层，此时，第二光学补偿膜的第一透明电极与阵列基板上的公共电极层共同作用形成电场。第四实施例是将本发明的光学补偿膜应用在2D和3D转换面板中的情况，具体的，如图5所示,液晶面板包括从下到上依次叠加的下偏光片71、第一基板72、液晶层73、第二基板74以及上偏光片75 ;所述光学补偿膜76位于所述上偏光片75之上。第一基板可以为阵列基板，第二基板可以为彩膜基板；或者，第二基板可以为阵列基板，第一基板可以为彩膜基板。如图6、图7或图8所示，所述光学补偿膜76的电极包括多个相互交错分布的第一区域A和第二区域B，通过上偏光片的线偏振光经过A区和B区以后会变为两种具有不同旋转方向的椭圆偏振光。在本实施例中第一区域为左旋区域，第二区域为右旋区域。所述第一区域具有多个平行排列的第一条形结构，所述第一条形结构与所述上偏光片的透过轴具有第一夹角；所述第二区域具有多个平行排列的第二条形结构，所述第二条形结构与所述上偏光片的透过轴具有第二夹角，所述第一夹角和所述第二夹角互为相反数。所述第一夹角的绝对值和所述第二夹角的绝对值范围都是4(Γ50度。优选的，所述第一夹角的绝对值和所述第二夹角的绝对值都是45度。此时，通过上偏光片的线偏振光经过A区和B区以后会变为两种具有不同旋转方向的圆偏振光。具体的，A区和B区的条形电极之间的间距一般是相同的，并且A区和B区的条形电极可以是对称的结构(如图7和图8所示)，也可以是不对称的(如图6所示)。通过对本发明中光学补偿膜的电极的设计，使用本发明的光学补偿膜的显示器能够实现在二维和三维之间转换。以下描述二维效果到三维效果的转换过程。如图9所示，当光学补偿膜上的电极未加电压处于关态时，由于液晶分子96竖直排列，没有延迟量,实现二维显示；如图10所示，当光学补偿膜上的电极加上电压处于开态时，液晶分子96偏转，产生延迟量。具体的，采用负性液晶材料，无电压状态时液晶分子垂直排列，此时通过上偏光片的线偏振光通过液晶分子后无相位延迟量，这样实现的是二维显示；当加上电压形成垂直电场时，液晶分子在电场作用下发生偏转，液晶分子由垂直排列变为水平排列，同时使液晶补偿膜的延迟量达到λ/4，其中λ为光的波长，由于光学补偿膜的A区和B区的条状电极与上偏光片的透过轴夹角的绝对值均为45度，所以A区和B区的水平排列的液晶分子96的长轴与上偏光片的透过轴的夹角的绝对值也为45度(如图10所示)，此时通过上偏光片的线偏振光经过本实施例的光学补偿膜的A区和B区后会变为两种具有不同旋转方向的圆偏振光(左旋圆偏振光和右旋圆偏振光)。两种不同旋转方向的圆偏振光经过圆偏光眼镜后分别进入人的左眼和右眼，实现三维效果，如图11所示。本发明还提供一种液晶显示装置，包括上述的液晶面板。如图12所示，为本发明所述的一种光学补偿膜的制作方法，包括步骤21，设置液晶补偿膜，所述液晶补偿膜包括上基板、下基板以及设置在所述上基板和所述下基板之间的液晶分子层； 步骤22，设置用于对所述液晶补偿膜产生电场的至少两个透明电极。其中，所述液晶分子层的形成步骤包括步骤221，将聚合物和液晶分子混合，形成混合物；该步骤具体为按所需比例将高分子聚合物和液晶分子混合，可以加入一定量的感光剂，用来加速膜层的固化。步骤222，将所述混合物涂覆成膜状，形成涂覆膜；该步骤具体为在设备中将此混合物涂覆成膜状，膜厚范围可以为1μπΓ 80μπι。步骤223，在所述涂覆膜的两侧加电场，使所述液晶分子取向排列；步骤224，对所述涂覆膜中的聚合物进行固化。固化方式可以采用UV光照射，还可以通过热固化或其他方式。本发明所述的光学补偿膜的制作方法，采用液晶分子和高分子聚合物混合的方式，利用液晶分子的介电性，在电场的作用下取向排列，并利用紫外光照等方法进行固化成膜，使液晶获得初始取向，然后在生成的液晶补偿膜上构筑不同的电极层图案，使液晶补偿膜中的液晶分子根据电极形成的电场取向，使光学补偿膜实现不同的相位延迟量补偿。以下描述本发明所示的一种光学补偿膜的制作方法的应用场景。如图13所示，为液晶补偿膜制作装置30和强电场(包括正极板40a和负极板40b)。强电场的电场方向如图13所不,此电场E为直流电场,正极板和负极板对应，在保持液晶补偿膜位置恒定的情况下，电场E方向如图13中箭头所示，实际中电场方向可以根据需要任意调整，可以在竖直方向和水平方向绕中心点O做球形360°全方位的旋转。电场强度可以根据液晶分子的介电性强度进行调节。如图14所示，为液晶补偿膜制作装置30，包括玻璃基台31a和31b，玻璃基台之间有液晶分子与高分子聚合物的混合物32。玻璃基台有较高的透明度，以保证UV光的正常射入。液晶分子与高分子聚合物的混合物32开始为液态，可以控制其成分比例，使其具有较高的流动性。对于面积较小的液晶补偿膜，可以采用虹吸的方式使混合物进入玻璃基台之间；对于面积较大的液晶补偿膜，可以采用滴注或涂覆的方式。保持两玻璃基台之间的距离符合参数要求，即达到液晶补偿膜的厚度要求，然后加电场E(图14中的箭头方向为电场E的电场方向)，液晶分子在电场的作用下取向，与此同时，对聚合物进行固化。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本 发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种光学补偿膜，其特征在于，包括 液晶补偿膜，所述液晶补偿膜包括上基板、下基板以及设置在所述上基板和所述下基板之间的液晶分子层；以及 用于对所述液晶补偿膜产生电场的至少两个透明电极； 所述液晶分子层包括液晶分子。
2.根据权利要求I所述的光学补偿膜，其特征在于，所述液晶补偿膜的补偿量通过所述液晶补偿膜的透明电极的电极电压来调整。
3.根据权利要求I所述的光学补偿膜，其特征在于，所述液晶分子层还包括聚合物。
4.根据权利要求3所述的光学补偿膜，其特征在于，所述液晶分子层还包括感光剂。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的光学补偿膜，其特征在于，所述液晶分子是正性液晶分子、负性液晶分子或蓝相液晶分子。
6.—种包括权利要求1-5任一权利要求所述的光学补偿膜的液晶面板。
7.根据权利要求6所述的液晶面板，其特征在于，还包括 从下到上依次叠加的下偏光片、第一基板、液晶层、第二基板以及上偏光片； 所述光学补偿膜位于所述上偏光片和下偏光片之间； 其中，所述光学补偿膜位于所述第二基板和所述上偏光片之间，所述光学补偿膜的至少两个透明电极中的第一透明电极位于所述液晶补偿膜的上侧；所述光学补偿膜的至少两个透明电极中的第二透明电极位于所述第二基板的任意一侧；或 所述光学补偿膜位于所述第一基板与所述下偏光片之间；所述光学补偿膜的至少两个透明电极中的第一透明电极位于所述光学补偿膜的液晶补偿膜的下侧；所述光学补偿膜的至少两个透明电极中的第二透明电极位于所述第一基板的任意一侧。
8.根据权利要求6所述的液晶面板，其特征在于，还包括 从下到上依次叠加的下偏光片、第一基板、液晶层、第二基板以及上偏光片； 所述光学补偿膜位于所述上偏光片之上。
9.根据权利要求8所述的液晶面板，其特征在于， 所述光学补偿膜的电极包括多个相互交错分布的第一区域和第二区域， 所述第一区域具有多个平行排列的第一条形结构，所述第一条形结构与所述上偏光片的透过轴具有第一夹角； 所述第二区域具有多个平行排列的第二条形结构，所述第二条形结构与所述上偏光片的透过轴具有第二夹角， 所述第一夹角和所述第二夹角互为相反数。
10.根据权利要求9所述的液晶面板，其特征在于， 所述第一夹角的绝对值和所述第二夹角的绝对值范围都是4(Γ50度。
11.根据权利要求10所述的液晶面板，其特征在于， 所述第一夹角的绝对值和所述第二夹角的绝对值都是45度。
12.—种液晶显不装置,包括权利要求6-11任一权利要求所述的液晶面板。
13.一种光学补偿膜的制作方法，其特征在于，包括 设置液晶补偿膜，所述液晶补偿膜包括上基板、下基板以及设置在所述上基板和所述下基板之间的液晶分子层；设置用于对所述液晶补偿膜产生电场的至少两个透明电极。
14.根据权利要求13所述的光学补偿膜的制作方法，其特征在于，所述液晶分子层的形成步骤包括 将聚合物和液晶分子混合，形成混合物； 将所述混合物涂覆成膜状，形成涂覆膜； 在所述涂覆膜的两侧加电场，使所述液晶分子取向排列； 对所述涂覆膜中的聚合物进行固化。
全文摘要
本发明公开一种光学补偿膜、光学补偿膜的制作方法以及液晶面板、液晶显示装置。所述液晶补偿膜包括上基板、下基板以及设置在所述上基板和所述下基板之间的液晶分子层；以及用于对所述液晶补偿膜产生电场的至少两个透明电极；所述液晶分子层包括液晶分子。本发明通过调节透明电极上的电场电压，来控制液晶补偿膜中的液晶分子，使得光学补偿膜具有不同的补偿效果，从而改变液晶面板的显示效果。
文档编号G02F1/13363GK102830547SQ20121033473
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者杨亚锋, 柳在健, 鲁姣明 申请人:京东方科技集团股份有限公司