一種藍(lán)相液晶顯示器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)計(jì)的是一種液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種低驅(qū)動(dòng)電壓、高透過(guò)率、對(duì)位簡(jiǎn)單穩(wěn)定且能很好地消除對(duì)位不準(zhǔn)影響的藍(lán)相液晶顯示器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著人們對(duì)藍(lán)相液晶的深入研究，人們發(fā)現(xiàn)了藍(lán)相液晶許多堪稱革命性的優(yōu)點(diǎn)，例如，不需要取向?qū)?，使其制作工藝?jiǎn)單，大大降低了生產(chǎn)成本；亞毫秒的響應(yīng)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(shí)，藍(lán)相液晶可以被視為是各向同性介質(zhì)，因此能形成對(duì)稱視角和高對(duì)比度。藍(lán)相液晶顯示器呈現(xiàn)出來(lái)的這些優(yōu)良的顯示性能深受廣大學(xué)者追捧，被公認(rèn)為是下一代顯示器。
[0003]藍(lán)相液晶顯示器雖然相對(duì)于其它液晶顯示器具有很多優(yōu)良的顯示性能，但是，驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)高、光透過(guò)率過(guò)低依然是制約藍(lán)相液晶顯示器發(fā)展與應(yīng)用的兩大瓶頸。為了實(shí)現(xiàn)藍(lán)相液晶顯示器的低電壓驅(qū)動(dòng)，廣大科研工作者與學(xué)者提出了各種各樣的方案。例如，雙面電極結(jié)構(gòu)，墻狀電極結(jié)構(gòu)，橢圓形凸起電極結(jié)構(gòu)等等。這些凸起電極雖然能夠在一定程度上降低驅(qū)動(dòng)電壓，但是在工藝制造上比較復(fù)雜，往往需要先利用光刻技術(shù)制作凸起結(jié)構(gòu)，然后在凸起結(jié)構(gòu)表面制作透明導(dǎo)電電極材料，然后再利用光刻技術(shù)刻蝕出所需要的電極圖形。由于在工藝制作中，光刻技術(shù)制作出來(lái)的凸起結(jié)構(gòu)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(huì)有些缺陷存在，而且制作出來(lái)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(jié)構(gòu)表面上的電極出現(xiàn)缺陷，從而導(dǎo)致電極斷裂引起的斷路問(wèn)題，這也是藍(lán)相液晶顯示器從2008年出現(xiàn)樣機(jī)，至今還沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)主要原因。因此改進(jìn)制造工藝過(guò)程，減少工藝過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷，同時(shí)提出新的技術(shù)方法來(lái)獲得低驅(qū)動(dòng)電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)當(dāng)前技術(shù)中存在的不足，提出一種藍(lán)相液晶顯示器裝置，該裝置在共面電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)(IPS)的藍(lán)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(jié)構(gòu)，改變以往技術(shù)在凸起結(jié)構(gòu)上面制作電極的經(jīng)典方法，在普通的IPS液晶顯示器制造工藝基礎(chǔ)上，制造高介電常數(shù)的材料層，通過(guò)一次光刻技術(shù)獲得本發(fā)明專利的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以通過(guò)調(diào)節(jié)凸起層介電常數(shù)，凸起高度，電極間距等影響因素來(lái)實(shí)現(xiàn)藍(lán)相液晶顯示器的低電壓驅(qū)動(dòng)和高透過(guò)率，因此制作工藝簡(jiǎn)單，并且沒(méi)有電極的缺陷，同時(shí)解決傳統(tǒng)藍(lán)相液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)高，光透過(guò)率過(guò)低的難題，促進(jìn)藍(lán)相液晶顯示器的發(fā)展與應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種藍(lán)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(lán)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(zhǎng)方形或“之”字形；“之”字形電極的目的是獲得多疇結(jié)構(gòu)，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(zhǎng)度為像素長(zhǎng)度，凸起的間隙為2?6 μ m，高度為I?10 μ m ；
[0013]所述的藍(lán)相液晶層的厚度為5至20 μ m，光波長(zhǎng)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(shù)對(duì)比，本發(fā)明的有益效果是:1.通過(guò)在IPS顯示模式的基礎(chǔ)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(lán)相液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)高與光透過(guò)率過(guò)低的難題。通過(guò)本技術(shù)方案，藍(lán)相液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電壓從83V降低到14V左右，光透過(guò)率從60%提高到70%。2.以梯形高介電常數(shù)凸起為基礎(chǔ)，制作了矩形高介電常數(shù)凸起，并且通過(guò)調(diào)試凸起與電極的橫向?qū)挾缺?，將相同參?shù)條件下，藍(lán)相液晶顯示器的最大光透過(guò)率提高到77.8%。更為重要的是，該結(jié)構(gòu)制作相對(duì)于傳統(tǒng)凸起電極的制作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，而且能夠很好地消除對(duì)位不準(zhǔn)的影響，使該結(jié)構(gòu)凸起在工藝制作上更容易實(shí)現(xiàn)。
[0017]通過(guò)以下參考附圖和實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它方面和特征變得明顯。但是應(yīng)該指出，該附圖僅僅是為了解釋的目的設(shè)計(jì)，而不是作為本發(fā)明涉及范圍的設(shè)定，這是因?yàn)槠涫亲鳛閰⒖级o出的。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是實(shí)施例1提出的藍(lán)相液晶顯示器的結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2是實(shí)施例1傳統(tǒng)IPS藍(lán)相液晶顯示器與本實(shí)施提出的低驅(qū)動(dòng)電壓、高透過(guò)率的藍(lán)相液晶顯示器的電壓-透過(guò)率曲線的對(duì)比圖；
[0020]圖3是實(shí)施例1提出的藍(lán)相液晶顯示器和傳統(tǒng)IPS藍(lán)相液晶顯示器中的電勢(shì)分布和電場(chǎng)方向分布圖。圖3(a)為本實(shí)施提出的藍(lán)相液晶顯示器；圖3(b)為傳統(tǒng)IPS藍(lán)相液晶顯示器；
[0021]圖4是實(shí)施例1凸起介電常數(shù)的大小對(duì)本實(shí)施提出的藍(lán)相液晶顯示器的電壓-透過(guò)率曲線的影響圖；圖4(幻是凸起層介電常數(shù)對(duì)電壓-透過(guò)率曲線的影響圖；圖4(13)是凸起層介電常數(shù)對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的影響圖；圖4((:)是凸起層介電常數(shù)對(duì)光透過(guò)率的影響圖；
[0022]圖5是實(shí)施例1凸起高度對(duì)本實(shí)施提出的藍(lán)相液顯示器的電壓-透過(guò)率曲線的影響圖；
[0023]圖6是實(shí)施例1電極參數(shù)對(duì)本實(shí)施例下提出的藍(lán)相液晶顯示器的電壓-透過(guò)率曲線的影響圖。
[0024]圖7是實(shí)施例2本實(shí)施提出的矩形高介電常數(shù)凸起的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖8是實(shí)施例2梯形高介電常數(shù)凸起與本實(shí)施提出的藍(lán)相液晶顯示器的電壓-透過(guò)率曲線的對(duì)比圖；
[0026]圖9是實(shí)施例2提出的藍(lán)相液晶顯示器和梯形高介電常數(shù)凸起藍(lán)相液晶顯示器中的電勢(shì)分布和電場(chǎng)方向分布圖。圖9(a)為本實(shí)施提出的藍(lán)相液晶顯示器；圖9(b)為梯形高介電常數(shù)凸起藍(lán)相液晶顯示器；
[0027]圖10是實(shí)施例2不同凸起與電極參數(shù)對(duì)本實(shí)施提出的藍(lán)相液晶顯示器電光曲線影響圖。
[0028]圖11是實(shí)施例2對(duì)位不準(zhǔn)對(duì)本實(shí)施提出的藍(lán)相液晶顯示器電光曲線影響圖。
[0029]圖12是實(shí)施例2提出的藍(lán)相液晶的等對(duì)比度視角圖。圖12(a)為本實(shí)施下提出的藍(lán)相液晶顯示器補(bǔ)償前的等對(duì)比度視角圖；圖12(b)為本實(shí)施下提出的藍(lán)相液晶顯示器補(bǔ)償后的等對(duì)比度視角圖；
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施進(jìn)一步描述:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但并不意味著保護(hù)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(zhì)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(lái)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(wú)機(jī)物材料，具體在多個(gè)文獻(xiàn)中有報(bào)道，如:文獻(xiàn)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(gòu)成，當(dāng)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(shí)，介電常數(shù)可達(dá)2000左右的材料；在文獻(xiàn)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(fù)合材料，當(dāng)其中酞菁銅體積含量為3.5%時(shí)，復(fù)合材料的介電常數(shù)高達(dá)4816 ;在文獻(xiàn) 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(fù)合材料，當(dāng)銀粒子粒徑為40nm，體積含量為22%時(shí)，也可獲得介電常數(shù)大于300的材料。
[0032]實(shí)施例1
[0033]本發(fā)明所述的一種藍(lán)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(lán)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(jié)構(gòu)的制作工藝與普通的IPS液晶顯示器制造工藝相同，凸起結(jié)構(gòu)在IPS電極結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的基板表面，再利用傳統(tǒng)的光刻技術(shù)來(lái)制作獲得這個(gè)凸起5結(jié)構(gòu)。
[0038]所述的高介電常數(shù)的凸起5，長(zhǎng)度為像素大小，其俯視圖為長(zhǎng)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