一种蓝相液晶显示器装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明设计的是一种液晶显示技术领域的装置，具体是一种低驱动电压、高透过率、对位简单稳定且能很好地消除对位不准影响的蓝相液晶显示器装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着人们对蓝相液晶的深入研究，人们发现了蓝相液晶许多堪称革命性的优点，例如，不需要取向层，使其制作工艺简单，大大降低了生产成本；亚毫秒的响应速度，使其能够很好地消除液晶显示器的拖尾现象，画面变得更为清晰稳定；暗态时，蓝相液晶可以被视为是各向同性介质，因此能形成对称视角和高对比度。蓝相液晶显示器呈现出来的这些优良的显示性能深受广大学者追捧，被公认为是下一代显示器。
[0003]蓝相液晶显示器虽然相对于其它液晶显示器具有很多优良的显示性能，但是，驱动电压过高、光透过率过低依然是制约蓝相液晶显示器发展与应用的两大瓶颈。为了实现蓝相液晶显示器的低电压驱动，广大科研工作者与学者提出了各种各样的方案。例如，双面电极结构，墙状电极结构，椭圆形凸起电极结构等等。这些凸起电极虽然能够在一定程度上降低驱动电压，但是在工艺制造上比较复杂，往往需要先利用光刻技术制作凸起结构，然后在凸起结构表面制作透明导电电极材料，然后再利用光刻技术刻蚀出所需要的电极图形。由于在工艺制作中，光刻技术制作出来的凸起结构表面并不能够保证是光滑的，再在其上面制作薄膜往往都会有些缺陷存在，而且制作出来的电极厚度太薄，通常制作0.1微米左右，这样容易造成在凸起结构表面上的电极出现缺陷，从而导致电极断裂引起的断路问题，这也是蓝相液晶显示器从2008年出现样机，至今还没有产业化的一个主要原因。因此改进制造工艺过程，减少工艺过程中产生的缺陷，同时提出新的技术方法来获得低驱动电压。
【发明内容】
[0004]本发明针对当前技术中存在的不足，提出一种蓝相液晶显示器装置，该装置在共面电场驱动(IPS)的蓝相液晶显示器中的共面电极上方制作梯形高介电常数凸起结构，改变以往技术在凸起结构上面制作电极的经典方法，在普通的IPS液晶显示器制造工艺基础上，制造高介电常数的材料层，通过一次光刻技术获得本发明专利的结构，该结构可以通过调节凸起层介电常数，凸起高度，电极间距等影响因素来实现蓝相液晶显示器的低电压驱动和高透过率，因此制作工艺简单，并且没有电极的缺陷，同时解决传统蓝相液晶显示器驱动电压过高，光透过率过低的难题，促进蓝相液晶显示器的发展与应用。
[0005]本发明的技术方案为:
[0006]一种蓝相液晶显示器装置，该装置的组成由上到下依次包括为:上偏光片、λ/2双轴膜、上玻璃基板、蓝相液晶层、高介电常数的凸起层、电极层、下玻璃基板和下偏光片；
[0007]所述的电极层为依次间隔分布在下玻璃基板上的Pixel电极和Common电极；Pixel电极和Common电极的厚度为0.08?0.12 μπι,电极的宽度为I?5 μπι，电极之间的间距为2?6 μ m ;
[0008]所述的高介电常数的凸起层覆盖在分布有Pixel电极和Common电极的下玻璃基板的上方，高介电常数的凸起层中的凸起位于所述的Pixel电极或Common电极的正上方，其截面下部宽度为下面电极宽度的1/2?3/2 ;
[0009]所述的高介电常数的凸起层中，覆盖在下玻璃基板上的部分，厚度为0.1?0.3 μ m ；
[0010]所述的高介电常数范围为300?10000 ;优选为300?3000。
[0011]所述的Pixel电极和Common电极均为透明氧化铟锡(ITO)电极；电极厚度均为0.1ym0电极的俯视图为长方形或“之”字形；“之”字形电极的目的是获得多畴结构，显示效果为色彩随视角的变化不明显。
[0012]所述的凸起宽为I?5 μ m，长度为像素长度，凸起的间隙为2?6 μ m，高度为I?10 μ m ；
[0013]所述的蓝相液晶层的厚度为5至20 μ m，光波长λ = 550nm。
[0014]所述的λ/2 双轴膜的参数为!!,= 1.511，ny= 1.5095,nz= 1.51025 ;所述的 λ/2双轴膜的厚度为184 μπι。
[0015]所述的凸起，其截面形状为矩形、梯形、三角形或半椭圆形。
[0016]与现有技术对比，本发明的有益效果是:1.通过在IPS显示模式的基础上，在Pixel电极与Common电极上引入梯形高介电常数的凸起层，成功地解决了蓝相液晶显示器的驱动电压过高与光透过率过低的难题。通过本技术方案，蓝相液晶显示器的驱动电压从83V降低到14V左右，光透过率从60%提高到70%。2.以梯形高介电常数凸起为基础，制作了矩形高介电常数凸起，并且通过调试凸起与电极的横向宽度比，将相同参数条件下，蓝相液晶显示器的最大光透过率提高到77.8%。更为重要的是，该结构制作相对于传统凸起电极的制作简单、稳定，而且能够很好地消除对位不准的影响，使该结构凸起在工艺制作上更容易实现。
[0017]通过以下参考附图和实施例的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应该指出，该附图仅仅是为了解释的目的设计，而不是作为本发明涉及范围的设定，这是因为其是作为参考而给出的。
【附图说明】
[0018]图1是实施例1提出的蓝相液晶显示器的结构图；
[0019]图2是实施例1传统IPS蓝相液晶显示器与本实施提出的低驱动电压、高透过率的蓝相液晶显示器的电压-透过率曲线的对比图；
[0020]图3是实施例1提出的蓝相液晶显示器和传统IPS蓝相液晶显示器中的电势分布和电场方向分布图。图3(a)为本实施提出的蓝相液晶显示器；图3(b)为传统IPS蓝相液晶显示器；
[0021]图4是实施例1凸起介电常数的大小对本实施提出的蓝相液晶显示器的电压-透过率曲线的影响图；图4(幻是凸起层介电常数对电压-透过率曲线的影响图；图4(13)是凸起层介电常数对驱动电压的影响图；图4((:)是凸起层介电常数对光透过率的影响图；
[0022]图5是实施例1凸起高度对本实施提出的蓝相液显示器的电压-透过率曲线的影响图；
[0023]图6是实施例1电极参数对本实施例下提出的蓝相液晶显示器的电压-透过率曲线的影响图。
[0024]图7是实施例2本实施提出的矩形高介电常数凸起的结构图；
[0025]图8是实施例2梯形高介电常数凸起与本实施提出的蓝相液晶显示器的电压-透过率曲线的对比图；
[0026]图9是实施例2提出的蓝相液晶显示器和梯形高介电常数凸起蓝相液晶显示器中的电势分布和电场方向分布图。图9(a)为本实施提出的蓝相液晶显示器；图9(b)为梯形高介电常数凸起蓝相液晶显示器；
[0027]图10是实施例2不同凸起与电极参数对本实施提出的蓝相液晶显示器电光曲线影响图。
[0028]图11是实施例2对位不准对本实施提出的蓝相液晶显示器电光曲线影响图。
[0029]图12是实施例2提出的蓝相液晶的等对比度视角图。图12(a)为本实施下提出的蓝相液晶显示器补偿前的等对比度视角图；图12(b)为本实施下提出的蓝相液晶显示器补偿后的等对比度视角图；
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本发明的实施进一步描述:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但并不意味着保护范围仅限于此。
[0031]本发明所述的高介电常数的凸起层的材质为公知材料，其材料可以使用具有高介电常数的纳米粒子掺杂入绝缘性的聚合物材料中来获得，高介电常数的纳米粒子为石墨烯薄片、粒径为10?50nm的炭黑材料、粒径为1nm左右的金属纳米粒子、粒径为40nm左右的酞菁铜等无机物材料，具体在多个文献中有报道，如:文献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]中给出了使用炭黑/Ag纳米粒子/环氧树脂材料构成，当添加粒径约为30nm的炭黑，重量比为20% ;添加粒径为13nm的银纳米粒子，重量比约为4%时，介电常数可达2000左右的材料；在文献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粒径的o-CuPc (酞菁铜)填充的聚氨酯复合材料，当其中酞菁铜体积含量为3.5%时，复合材料的介电常数高达4816 ;在文献 3【L.Qi, etal, High dielectric-constant silver-epoxy composites as embeddeddielectrics, Adv.Mater.Vol.17pp.1777-17812005.】中，使用纳米银粒子惨杂的环氧树脂复合材料，当银粒子粒径为40nm，体积含量为22%时，也可获得介电常数大于300的材料。
[0032]实施例1
[0033]本发明所述的一种蓝相液晶显示器装置如图1所示，该装置的组成由上到下依次包括为:上偏光片1、λ/2双轴膜2、上玻璃基板3、蓝相液晶层4、高介电常数的凸起层、电极层、下玻璃基板8和下偏光片9。
[0034]所述的电极层为依次间隔分布在下玻璃基板8上的Pixel电极6和Common电极7 ；
[0035]所述的高介电常数的凸起层覆盖在分布有Pixel电极6和Common电极7的下玻璃基板8的上方，高介电常数的凸起层中的凸起5位于所述的Pixel电极6或Common电极7的正上方，其截面下部宽度同其下部的Pixel电极6或Common电极7的宽度；
[0036]所述的高介电常数具体为2000 ；
[0037]本发明的IPS电极结构的制作工艺与普通的IPS液晶显示器制造工艺相同，凸起结构在IPS电极结构制作完成之后，将高介电常数材料涂敷在制作完成IPS电极结构的基板表面，再利用传统的光刻技术来制作获得这个凸起5结构。
[0038]所述的高介电常数的凸起5，长度为像素大小，其俯视图为长方形，截面形状为梯形，高度为5 μπι，下底宽度为2 μπι，上顶宽度为1.5 μπι;高