双稳态液晶光阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型的实施例提供了一种双稳态液晶光阀，该双稳态液晶光阀包括：第一透明基板和第二透明基板，彼此平行对置以形成液晶盒；设置在所述第一透明基板内侧的第一电极；设置在所述第二透明基板内侧的对应于所述第一电极的第二电极；填充在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的液晶盒中的液晶层，包括向列相液晶和在所述向列相液晶中分散的凝胶因子。所述液晶层包括在所述第一透明基板水平方向彼此并列的透明态区域和散射态区域。该双稳态液晶光阀的结构和操作简单，功耗更低，并且制造成本更低。
【专利说明】双稳态液晶光阀
【技术领域】
[0001] 本实用新型的实施例设及一种双稳态液晶光阀。
【背景技术】
[0002] 自二十世纪走十年代W来，液晶光阀逐渐被广泛地应用于光信息处理、空间光调 审IJ、大屏幕投影显示、光计算等方面。液晶光阀所使用的液晶层具有反射态（P态）、散射态 (FC态）和透明态化态）。人们应用液晶该S种状态来实现光透过状态的切换。例如，液 晶光阀可用于电焊保护罩等。
[000引 目前，用于例如投影仪的液晶光阀主要采用TN型，TN型液晶光阀包括填充有向列 相液晶的液晶盒W及分别设置在液晶盒两侧的两片偏光片，具有可用的对比度和分辨率。 但是，TN型液晶光阀所采用的双偏振片结构，一方面使得光阀的透光效率较低，造成投影图 像亮度较暗，另一方面由于偏振片的光吸收而导致器件发热。传统的TN型为常黑模式，采 用液晶层的FC态作为成像态，而采用液晶层的H态作为透明态，因此不加电时液晶光阀处 于FC态，加电时液晶光阀处于H态。 实用新型内容
[0004] 针对目前的液晶光阀无法实现双态共存显示的问题，本实用新型的实施例提供了 一种双稳态液晶光阀。
[0005] 本实用新型的至少一个实施例提供了一种双稳态液晶光阀，其包括；第一透明基 板和第二透明基板，彼此平行对置W形成液晶盒；设置在所述第一透明基板内侧的第一电 极；设置在所述第二透明基板内侧的对应于所述第一电极的第二电极；填充在所述第一透 明基板和所述第二透明基板之间的液晶盒中的液晶层，包括向列相液晶和在所述向列相液 晶中分散的凝胶因子。所述液晶层包括在所述第一透明基板水平方向彼此并列的透明态区 域和散射态区域。
[0006] 在一个实施例中，例如，所述透明态区域对应于所述第一电极所在的区域。
[0007] 在一个实施例中，例如，该双稳态液晶光阀还包括：设置在所述第一透明基板内侧 覆盖所述第一电极的第一取向层；设置在所述第二透明基板内侧覆盖所述第二电极的第二 取向层。所述第一取向层和所述第二取向层的取向方向相反。
[000引在一个实施例中，例如，所述向列相液晶为正性液晶且双折射率A n > 0. 200。
[0009] 在一个实施例中，例如，所述凝胶因子能与向列相液晶相互作用，进行自组装。
[0010] 在一个实施例中，例如，该双稳态液晶光阀还包括控制电路，所述控制电路配置来 对所述第一电极和所述第二电极施加电压。
[0011] 在一个实施例中，例如，该双稳态液晶光阀还包括控温装置，所述控温装置配置来 控制所述液晶层的温度。
[0012] 在一个实施例中，例如，所述第二电极为板状电极，设置在所述透明态区域和所述 散射态区域中。
[0013] 在一个实施例中，例如，所述第二电极为图案电极，仅设置在所述透明态区域中。
[0014] 在一个实施例中，例如，所述第一电极包括多个第一子电极。
[0015] 在一个实施例中，例如，所述第一电极包括有源驱动结构，该有源驱动结构包括多 个子像素单元，所述多个子像素单元中每个包括所述第一子电极之一 W及开关元件。
[0016] 根据本实用新型实施例的双稳态液晶光阀，与传统的TN型液晶光阀相比，首先， 将凝胶因子引入到液晶光阀所使用的向列相液晶中，可W实现液晶光阀的双稳态显示，因 此使用范围更广；其次，可W通过调节液晶光阀的温度来实现液晶光阀显示内容的多次重 复擦写，能够有效地降低液晶光阀的功耗；第=，通过调节液晶光阀的温度来实现液晶光阀 显示内容的多次重复擦写，操作简单、直观；第四，无需再像传统TN型液晶光阀那样需要设 置在液晶盒两侧的偏光片，因此使得液晶光阀的结构更简单，制造工艺也相应地变得更简 单，成本更低。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单 地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅设及本实用新型的一些实施例，而非对本实用 新型的限制。
[0018] 图1示出了本实用新型一个实施例提供的双稳态液晶光阀。
[0019] 图2a示出了根据本实用新型实施例的液晶光阀中液晶层处于初始状态（清亮状 态）的示意图；图化示出了根据本实用新型实施例的液晶光阀中液晶层的透明态区域的示 意图；图2c示出了根据本实用新型实施例的液晶光阀中液晶层的散射态区域的示意图。
[0020] 图3为根据本实用新型实施例的液晶光阀的擦写操作的示意图。
[0021] 图4示出了本实用新型实施例的液晶光阀中写入的图案的一个示例。
[0022] 图5为根据本实用新型另一个实施例提供的双稳态液晶光阀的示意图。
[0023] 图6为根据本实用新型再一个实施例提供的双稳态液晶光阀的示意图。
[0024] 图7为根据本实用新型实施例的双稳态液晶光阀的电极驱动结构的示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的 实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的 实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属 于本实用新型保护的范围。
[0026] 除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内 具有一般技能的人±所理解的通常意义。本公开中使用的"第一"、"第二"W及类似的词语 并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"、"一" 或者"该"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。"包括"或者"包含"等 类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件 及其等同，而不排除其他元件或者物件。"上"、"下"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关 系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0027] 在研究中，设计人注意到常黑模式的TN型液晶光阀在加电/不加电时只能处于一 种状态（FC态或H态），无法做到双态共存显示，因此设计一种双稳态显示液晶光阀，将会大 大节约制造成本，有效地降低液晶光阀的功耗。
[002引本实用新型的至少一个实施例提供了一种双稳态液晶光阀，包括；第一透明基板 和第二透明基板，彼此平行对置W形成液晶盒；设置在所述第一透明基板内侧的第一电极； 设置在所述第二透明基板内侧的对应于所述第一电极的第二电极；填充在所述第一透明基 板和所述第二透明基板之间的液晶盒中的液晶层，液晶层包括向列相液晶和在所述向列相 液晶中分散的凝胶因子；所述液晶层包括在所述第一透明基板水平方向彼此并列的透明态 区域和散射态区域。例如，所述透明态区域至少对应于所述第一电极所在的区域。
[0029] 图1示出了本实用新型一个实施例提供的双稳态液晶光阀。该双稳态液晶光阀包 括第一透明基板100和第二透明基板120,第一透明基板100和第二透明基板120彼此平行 对置，并通过封框胶（未示出）形成液晶盒，在该液晶盒中填充有液晶层。在第一透明基板 100的内侧（即面向液晶层的一侧）设置有第一电极101，根据需要可在第一电极101上覆 盖有第一取向层110 ;在第二透明基板120的内侧（即面向液晶层的一侧）设置有第二电 极104,根据需要可在第二电极104上覆盖有第二取向层130。填充在液晶盒中的液晶层包 括向列相液晶102和在向列相液晶102中分散的凝胶因子103。
[0030] 第一透明基板100和第二透明基板120例如可W玻璃基板、塑料基板等，其上还可 W分别形成有例如缓冲层等结构，或者用于第一电极101和第二电极104的控制或驱动电 路等。
[0031] 在该实施例中，在第一透明基板100上的第一电极101为图案电极，例如包括多个 彼此间隔开平行排列的子电极；在第二透明基板120上的第二电极104为板状电极，至少覆 盖第二透明基板120的有效显示区域。第一电极101和第二电极104连接至例如控制电路 300,由此控制电路300例如可W在第一电极101施加一正电压，在第二电极104上施加W 负电压或者将其接地，由此在第一电极101和第二电极104彼此正对的区域内形成电场，W 驱动该些区域中的液晶层。根据不同的设计，该第一电极101的多个子电极可W被统一地 施加电压，可W被单独地施加电压。此外，该第一电极101还可W与其他电路（未示出）一 起构成电阻加热电路的一部分，控制电路300可W对该第一电极101施加电流从而进行加 热操作。
[0032] 第一电极101和第二电极104例如可W使用透明导电材料通过光刻方法形成，该 透明导电材料例如为铜锡氧化物（ITO)、铜锋氧化物（IZO)等；或者第一电极101和第二电 极104例如可W为透明电极和金属电极的组合，从而既兼顾了光透过率又考虑了电阻。
[0033] 第一取向层110和第二取向层130例如使用聚酷亚胺（PI)形成，并且二者的取向 方向相反，构成反平行取向构造。为了形成取向层，首先可W在基板上涂覆取向液，待固化 后进行摩擦取向工艺，或者进行光固化与取向工艺。取向层有助于液晶层的液晶分子在电 场作用下的偏转动作。在本实用新型另一个实施例中，也可W在第一透明基板100和第二 透明基板120至少之一上不形成取向层。
[0034] 向列相液晶指处在向列相的液晶。向列相液晶分子为椿形，可在S维范围内移动， 并且在电学上具有明显的各向异性，可W利用外电场改变其分子的排列取向，由此可改变 液晶的光学性能。例如，扭曲向列相（TN)液晶在自然状态下是扭曲的，当给该种液晶加上 电流后，它们将依所加电压的大小反向扭曲相应的角度。在实用新型的实施例中，所使用的 向列相液晶例如为正性液晶（A e〉0)且双折射率A n > 0. 200,优先A n > 0. 220 (例如 0.224);并且，该向列相液晶最好具有较宽的向列相温度区间，例如在室温（例如25°C)下 也为向列相。例如，向列相液晶包括但不限于如下所示的一些具体示例：
[0035]
【权利要求】
1. 一种双稳态液晶光阀，其特征在于，包括： 第一透明基板和第二透明基板，彼此平行对置以形成液晶盒； 设置在所述第一透明基板内侧的第一电极； 设置在所述第二透明基板内侧的对应于所述第一电极的第二电极； 填充在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的液晶盒中的液晶层，包括向列相 液晶和在所述向列相液晶中分散的凝胶因子； 其中，所述液晶层包括在所述第一透明基板水平方向彼此并列的透明态区域和散射态 区域。
2. 根据权利要求1的双稳态液晶光阀，其特征在于，所述透明态区域对应于所述第一 电极所在的区域。
3. 根据权利要求1或2的双稳态液晶光阀，其特征在于，还包括： 设置在所述第一透明基板内侧覆盖所述第一电极的第一取向层； 设置在所述第二透明基板内侧覆盖所述第二电极的第二取向层； 其中，所述第一取向层和所述第二取向层的取向方向相反。
4. 根据权利要求1或2的双稳态液晶光阀，其特征在于，所述凝胶因子能与向列相液晶 相互作用，进行自组装。
5. 根据权利要求1或2的双稳态液晶光阀，其特征在于，还包括控制电路，所述控制电 路配置来对所述第一电极和所述第二电极施加电压。
6. 根据权利要求1或2的双稳态液晶光阀，其特征在于，还包括控温装置，所述控温装 置配置来控制所述液晶层的温度。
7. 根据权利要求1或2的双稳态液晶光阀，其特征在于，所述第二电极为板状电极，设 置在所述透明态区域和所述散射态区域中。
8. 根据权利要求1或2的双稳态液晶光阀，其特征在于，所述第二电极为图案电极，仅 设置在所述透明态区域中。
9. 根据权利要求1或2的双稳态液晶光阀，其特征在于，所述第一电极包括多个第一子 电极。
10. 根据权利要求9的双稳态液晶光阀，其特征在于，所述第一电极包括有源驱动结 构，该有源驱动结构包括多个子像素单元，所述多个子像素单元每个包括所述第一子电极 之一以及开关元件。
【文档编号】G02F1/1337GK204155041SQ201420653022
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】张贵玉, 胡明, 谢涛峰 申请人:合肥鑫晟光电科技有限公司, 京东方科技集团股份有限公司