一種藍相液晶顯示器裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明設計的是一種液晶顯示技術領域的裝置，具體是一種低驅動電壓、高透過率、對位簡單穩(wěn)定且能很好地消除對位不準影響的藍相液晶顯示器裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著人們對藍相液晶的深入研究，人們發(fā)現(xiàn)了藍相液晶許多堪稱革命性的優(yōu)點，例如，不需要取向層，使其制作工藝簡單，大大降低了生產成本；亞毫秒的響應速度，使其能夠很好地消除液晶顯示器的拖尾現(xiàn)象，畫面變得更為清晰穩(wěn)定；暗態(tài)時，藍相液晶可以被視為是各向同性介質，因此能形成對稱視角和高對比度。藍相液晶顯示器呈現(xiàn)出來的這些優(yōu)良的顯示性能深受廣大學者追捧，被公認為是下一代顯示器。
[0003]藍相液晶顯示器雖然相對于其它液晶顯示器具有很多優(yōu)良的顯示性能，但是，驅動電壓過高、光透過率過低依然是制約藍相液晶顯示器發(fā)展與應用的兩大瓶頸。為了實現(xiàn)藍相液晶顯示器的低電壓驅動，廣大科研工作者與學者提出了各種各樣的方案。例如，雙面電極結構，墻狀電極結構，橢圓形凸起電極結構等等。這些凸起電極雖然能夠在一定程度上降低驅動電壓，但是在工藝制造上比較復雜，往往需要先利用光刻技術制作凸起結構，然后在凸起結構表面制作透明導電電極材料，然后再利用光刻技術刻蝕出所需要的電極圖形。由于在工藝制作中，光刻技術制作出來的凸起結構表面并不能夠保證是光滑的，再在其上面制作薄膜往往都會有些缺陷存在，而且制作出來的電極厚度太薄，通常制作0.1微米左右，這樣容易造成在凸起結構表面上的電極出現(xiàn)缺陷，從而導致電極斷裂引起的斷路問題，這也是藍相液晶顯示器從2008年出現(xiàn)樣機，至今還沒有產業(yè)化的一個主要原因。因此改進制造工藝過程，減少工藝過程中產生的缺陷，同時提出新的技術方法來獲得低驅動電壓。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明針對當前技術中存在的不足，提出一種藍相液晶顯示器裝置，該裝置在共面電場驅動(IPS)的藍相液晶顯示器中的共面電極上方制作梯形高介電常數(shù)凸起結構，改變以往技術在凸起結構上面制作電極的經典方法，在普通的IPS液晶顯示器制造工藝基礎上，制造高介電常數(shù)的材料層，通過一次光刻技術獲得本發(fā)明專利的結構，該結構可以通過調節(jié)凸起層介電常數(shù)，凸起高度，電極間距等影響因素來實現(xiàn)藍相液晶顯示器的低電壓驅動和高透過率，因此制作工藝簡單，并且沒有電極的缺陷，同時解決傳統(tǒng)藍相液晶顯示器驅動電壓過高，光透過率過低的難題，促進藍相液晶顯示器的發(fā)展與應用。
[0005]本發(fā)明的技術方案為:
[0006]一種藍相液晶顯示器裝置，該裝置的組成由上到下依次包括為:上偏光片、λ/2雙軸膜、上玻璃基板、藍相液晶層、高介電常數(shù)的凸起層、電極層、下玻璃基板和下偏光片；
[0007]所述的電極層為依次間隔分布在下玻璃基板上的Pixel電極和Common電極；Pixel電極和Common電極的厚度為0.08?0.12 μπι,電極的寬度為I?5 μπι，電極之間的間距為2?6 μ m ;
[0008]所述的高介電常數(shù)的凸起層覆蓋在分布有Pixel電極和Common電極的下玻璃基板的上方，高介電常數(shù)的凸起層中的凸起位于所述的Pixel電極或Common電極的正上方，其截面下部寬度為下面電極寬度的1/2?3/2 ;
[0009]所述的高介電常數(shù)的凸起層中，覆蓋在下玻璃基板上的部分，厚度為0.1?0.3 μ m ；
[0010]所述的高介電常數(shù)范圍為300?10000 ;優(yōu)選為300?3000。
[0011]所述的Pixel電極和Common電極均為透明氧化銦錫(ITO)電極；電極厚度均為0.1ym0電極的俯視圖為長方形或“之”字形；“之”字形電極的目的是獲得多疇結構，顯示效果為色彩隨視角的變化不明顯。
[0012]所述的凸起寬為I?5 μ m，長度為像素長度，凸起的間隙為2?6 μ m，高度為I?10 μ m ；
[0013]所述的藍相液晶層的厚度為5至20 μ m，光波長λ = 550nm。
[0014]所述的λ/2 雙軸膜的參數(shù)為!!,= 1.511，ny= 1.5095,nz= 1.51025 ;所述的 λ/2雙軸膜的厚度為184 μπι。
[0015]所述的凸起，其截面形狀為矩形、梯形、三角形或半橢圓形。
[0016]與現(xiàn)有技術對比，本發(fā)明的有益效果是:1.通過在IPS顯示模式的基礎上，在Pixel電極與Common電極上引入梯形高介電常數(shù)的凸起層，成功地解決了藍相液晶顯示器的驅動電壓過高與光透過率過低的難題。通過本技術方案，藍相液晶顯示器的驅動電壓從83V降低到14V左右，光透過率從60%提高到70%。2.以梯形高介電常數(shù)凸起為基礎，制作了矩形高介電常數(shù)凸起，并且通過調試凸起與電極的橫向寬度比，將相同參數(shù)條件下，藍相液晶顯示器的最大光透過率提高到77.8%。更為重要的是，該結構制作相對于傳統(tǒng)凸起電極的制作簡單、穩(wěn)定，而且能夠很好地消除對位不準的影響，使該結構凸起在工藝制作上更容易實現(xiàn)。
[0017]通過以下參考附圖和實施例的詳細說明，本發(fā)明的其它方面和特征變得明顯。但是應該指出，該附圖僅僅是為了解釋的目的設計，而不是作為本發(fā)明涉及范圍的設定，這是因為其是作為參考而給出的。
【附圖說明】
[0018]圖1是實施例1提出的藍相液晶顯示器的結構圖；
[0019]圖2是實施例1傳統(tǒng)IPS藍相液晶顯示器與本實施提出的低驅動電壓、高透過率的藍相液晶顯示器的電壓-透過率曲線的對比圖；
[0020]圖3是實施例1提出的藍相液晶顯示器和傳統(tǒng)IPS藍相液晶顯示器中的電勢分布和電場方向分布圖。圖3(a)為本實施提出的藍相液晶顯示器；圖3(b)為傳統(tǒng)IPS藍相液晶顯示器；
[0021]圖4是實施例1凸起介電常數(shù)的大小對本實施提出的藍相液晶顯示器的電壓-透過率曲線的影響圖；圖4(幻是凸起層介電常數(shù)對電壓-透過率曲線的影響圖；圖4(13)是凸起層介電常數(shù)對驅動電壓的影響圖；圖4((:)是凸起層介電常數(shù)對光透過率的影響圖；
[0022]圖5是實施例1凸起高度對本實施提出的藍相液顯示器的電壓-透過率曲線的影響圖；
[0023]圖6是實施例1電極參數(shù)對本實施例下提出的藍相液晶顯示器的電壓-透過率曲線的影響圖。
[0024]圖7是實施例2本實施提出的矩形高介電常數(shù)凸起的結構圖；
[0025]圖8是實施例2梯形高介電常數(shù)凸起與本實施提出的藍相液晶顯示器的電壓-透過率曲線的對比圖；
[0026]圖9是實施例2提出的藍相液晶顯示器和梯形高介電常數(shù)凸起藍相液晶顯示器中的電勢分布和電場方向分布圖。圖9(a)為本實施提出的藍相液晶顯示器；圖9(b)為梯形高介電常數(shù)凸起藍相液晶顯示器；
[0027]圖10是實施例2不同凸起與電極參數(shù)對本實施提出的藍相液晶顯示器電光曲線影響圖。
[0028]圖11是實施例2對位不準對本實施提出的藍相液晶顯示器電光曲線影響圖。
[0029]圖12是實施例2提出的藍相液晶的等對比度視角圖。圖12(a)為本實施下提出的藍相液晶顯示器補償前的等對比度視角圖；圖12(b)為本實施下提出的藍相液晶顯示器補償后的等對比度視角圖；
【具體實施方式】
[0030]以下結合附圖對本發(fā)明的實施進一步描述:本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但并不意味著保護范圍僅限于此。
[0031]本發(fā)明所述的高介電常數(shù)的凸起層的材質為公知材料，其材料可以使用具有高介電常數(shù)的納米粒子摻雜入絕緣性的聚合物材料中來獲得，高介電常數(shù)的納米粒子為石墨烯薄片、粒徑為10?50nm的炭黑材料、粒徑為1nm左右的金屬納米粒子、粒徑為40nm左右的酞菁銅等無機物材料，具體在多個文獻中有報道，如:文獻I [J.Lu, etal, Synthesis anddielectric properties of novel high-K polymer composites containing in—situformed silver nanoparticles for embedded capacitor applicat1ns, J.Mater.Chem.，Vol.16pp.1543-1548，2006]中給出了使用炭黑/Ag納米粒子/環(huán)氧樹脂材料構成，當添加粒徑約為30nm的炭黑，重量比為20% ;添加粒徑為13nm的銀納米粒子，重量比約為4%時，介電常數(shù)可達2000左右的材料；在文獻2 [J.Y.Li, C.Huang, Q.M.Zhang, Enhancedelectromechanical properies in all-polymer percolative composites.App1.Phys.Lett.，Vol.84pp.3124-3126，2004】中使用40nm粒徑的o-CuPc (酞菁銅)填充的聚氨酯復合材料，當其中酞菁銅體積含量為3.5%時，復合材料的介電常數(shù)高達4816 ;在文獻 3【L.Qi, etal, High dielectric-constant silver-epoxy composites as embeddeddielectrics, Adv.Mater.Vol.17pp.1777-17812005.】中，使用納米銀粒子慘雜的環(huán)氧樹脂復合材料，當銀粒子粒徑為40nm，體積含量為22%時，也可獲得介電常數(shù)大于300的材料。
[0032]實施例1
[0033]本發(fā)明所述的一種藍相液晶顯示器裝置如圖1所示，該裝置的組成由上到下依次包括為:上偏光片1、λ/2雙軸膜2、上玻璃基板3、藍相液晶層4、高介電常數(shù)的凸起層、電極層、下玻璃基板8和下偏光片9。
[0034]所述的電極層為依次間隔分布在下玻璃基板8上的Pixel電極6和Common電極7 ；
[0035]所述的高介電常數(shù)的凸起層覆蓋在分布有Pixel電極6和Common電極7的下玻璃基板8的上方，高介電常數(shù)的凸起層中的凸起5位于所述的Pixel電極6或Common電極7的正上方，其截面下部寬度同其下部的Pixel電極6或Common電極7的寬度；
[0036]所述的高介電常數(shù)具體為2000 ；
[0037]本發(fā)明的IPS電極結構的制作工藝與普通的IPS液晶顯示器制造工藝相同，凸起結構在IPS電極結構制作完成之后，將高介電常數(shù)材料涂敷在制作完成IPS電極結構的基板表面，再利用傳統(tǒng)的光刻技術來制作獲得這個凸起5結構。
[0038]所述的高介電常數(shù)的凸起5，長度為像素大小，其俯視圖為長方形，截面形狀為梯形，高度為5 μπι，下底寬度為2 μπι，上頂寬度為1.5 μπι;高