显示装置的制作方法

本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种显示装置。

背景技术：

薄膜晶体管液晶显示器(thinfilmtransistor-liquidcrystaldisplay，tft-lcd)包含彩色滤光片基板(colorfiltersubstrate，cfsubstrate)和薄膜晶体管阵列基板(thinfilmtransistorsubstrate，tftsubstrate)，基板相对内侧存在透明电极。两片基板之间夹一层液晶分子(liquidcrystal，lc)。液晶显示器是通过电场对液晶分子取向的控制，改变光的偏振状态，并藉由偏光板实现光路的穿透与阻挡，实现显示的目的。

另一方面，聚合物分散液晶(polymerdispersedliquidcrystal，pdlc)作为液晶调光阀，近年已被广泛关注和使用。其是将低分子液晶与预聚物相混合，在一定条件下经聚合反应，形成微米级的液晶微滴均匀地分散在高分子网络中，再利用液晶分子的介电各向异性获得具有电光响应特性的材料，它主要工作在散射态和透明态之间并具有一定的灰度。聚合物分散型液晶显示器具有很多优点，例如不需偏振片和取向层，制备工艺简单，易于制成大面积柔性显示器等，目前已在光学调制器、热敏及压敏器件、电控玻璃、光阀、投影显示、电子书等方面获得广泛应用。其工作原理是在无外加电压的情形下，膜间不能形成有规律的电场，液晶微粒的光轴取向随机，呈现无序状态，其有效折射率n0不与聚合物的折射率np匹配。入射光线被强烈散射，薄膜呈不透明或半透明状。施加了外电压，液晶微粒的光轴垂直于薄膜表面排列，即与电场方向一致。微粒之寻常光折射率与聚合物的折射率基本匹配，无明显介面，构成了一基本均匀的介质，所以入射光不会发生散射，薄膜呈透明状。因此，在外加电场的驱动下，pdlc具备光开关特性，而且透明程度还会随着施加电压的增大而沿一定曲线式的提高。

现有的显示装置中，背光模组射出的光线是整面的照射在液晶显示面板上，通过控制液晶显示面板中液晶分子的偏转来控制每个像素中光线的透过率，而现有的液晶显示面板在暗态的时候，不能做到完全阻挡光线穿过，此时背光模组射出的光线是整面的照射在液晶显示面板上，所以液晶显示面板在暗态的时候会出现漏光的现象，使显示装置的对比度降低。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种显示装置，以解决现有技术中的显示装置在暗态时漏光的现象，使对比度降低的问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种显示装置，包括第一基板、设置在该第一基板下方的第二基板，该第二基板朝向该第一基板的一侧由多条第一扫描线和多条数据线相互绝缘交叉限定形成多个第一像素单元，该第二基板在朝向该第一基板的一侧还设有公共电极，每个第一像素单元内设有像素电极和第一薄膜晶体管，该像素电极通过该第一薄膜晶体管与临近该第一薄膜晶体管的第一扫描线和数据线电性连接，该第二基板的下方设有第三基板以及位于该第二基板与该第三基板之间的聚合物液晶层，该第三基板在朝向该聚合物液晶层的一侧设有第一电极，当该第一像素单元正常显示时，与该第一像素单元上下对应区域的该聚合物液晶层呈透明态，当该第一像素单元为黑态时，与该第一像素单元上下对应区域的该聚合物液晶层呈雾态。

进一步地，该公共电极与该像素电极位于同一层且均为具有狭缝的梳状电极，在任意时刻该第一电极和该公共电极用于施加相同的电压信号。

进一步地，该第一电极为由相互间隔的多个第一电极块形成的图案化结构，该第三基板在朝向该聚合物液晶层的一侧由多条第二扫描线和多条第一公共线相互绝缘交叉限定形成多个第二像素单元，该多个第二像素单元分别与该多个第一像素单元上下对应，每个第二像素单元内设有该第一电极块和第二薄膜晶体管，该第一电极块通过该第二薄膜晶体管与临近该第二薄膜晶体管的第二扫描线和第一公共线电性连接。

进一步地，该多条第一扫描线与该多条第二扫描线在该第二基板上的投影对齐，该多条数据线与该多条第一公共线在该第二基板上的投影对齐。

进一步地，该第二基板在朝向该聚合物液晶层的一侧设有第二电极。

进一步地，该第二基板与该聚合物液晶层之间设有第四基板，该第二电极设置在该第四基板朝向该聚合物液晶层的一侧。

进一步地，该第二基板在朝向该聚合物液晶层的一侧设有第二电极，该第二电极为由相互间隔的多个第二电极块形成的图案化结构，该第二基板在朝向该聚合物液晶层的一侧由多条第三扫描线和多条第二公共线相互绝缘交叉限定形成多个第三像素单元该多个第三像素单元分别与该多个第一像素单元上下对应，每个第三像素单元内设有该第二电极块和第三薄膜晶体管，该第二电极块通过该第三薄膜晶体管与临近该第三薄膜晶体管的第三扫描线和第二公共线电性连接。

进一步地，该多条第一扫描线与该多条第三扫描线在该第二基板上的投影对齐，该多条数据线与该多条第二公共线在该第二基板上的投影对齐。

进一步地，该第二基板与该聚合物液晶层之间设有第四基板，该第二电极设置在该第四基板朝向该聚合物液晶层的一侧。

进一步地，该第一基板在远离该第二基板的一侧设有第一偏光片，该第三基板在远离该聚合物液晶层的一侧设有第二偏光片，该第一偏光片与该第二偏光片的偏光方向相互垂直。

本发明有益效果在于：该显示装置包括第一基板、设置在第一基板下方的第二基板以及位于第一基板与第二基板之间的液晶层，第二基板朝向液晶层的一侧由多条第一扫描线和多条数据线相互绝缘交叉限定形成多个第一像素单元，第二基板在朝向液晶层的一侧还设有公共电极，每个第一像素单元内设有像素电极和第一薄膜晶体管，像素电极通过第一薄膜晶体管与临近第一薄膜晶体管的第一扫描线和数据线电性连接，第二基板的下方设有第三基板以及位于第二基板与第三基板之间的聚合物液晶层，第三基板在朝向聚合物液晶层的一侧设有第一电极。通过单独控制与每个第一像素单元相对应区域的聚合物液晶层中的电场，使聚合物液晶层与每个第一像素单元相对应的区域各自单独可在透明态和雾态之间进行切换。可减小显示装置在暗态时的亮度，即可减小漏光，使显示装置的对比度增加。

附图说明

图1是本发明实施例一中像素电极的平面结构示意图；

图2是本发明实施例一中显示装置在初始状态时的截面结构示意图；

图3是本发明实施例一中显示装置在工作时的截面结构示意图；

图4是图3中光线透过显示装置的模拟图；

图5是本发明实施例二中第一电极的平面结构示意图；

图6是本发明实施例二中显示装置在工作时的截面结构示意图；

图7是本发明实施例三中显示装置在工作时的截面结构示意图；

图8是本发明实施例四中显示装置在工作时的截面结构示意图；

图9是本发明实施例五中第二电极的平面结构示意图；

图10是本发明实施例五中显示装置在工作时的截面结构示意图；

图11是本发明实施例六中显示装置在工作时的截面结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的显示装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

[实施例一]

图1是本发明实施例一中像素电极的平面结构示意图，图2是本发明实施例一中显示装置在初始状态时的截面结构示意图，图3是本发明实施例一中显示装置在工作时的截面结构示意图，图4是图3中光线透过显示装置的模拟图。

如图1至图4所示，本发明实施例一提供的显示装置，包括第一基板10、设置在第一基板10下方的第二基板20以及位于第一基板10与第二基板20之间的液晶层30，第二基板20朝向液晶层30的一侧由多条第一扫描线1和多条数据线2相互绝缘交叉限定形成多个第一像素单元p1，第二基板20在朝向液晶层30的一侧还设有公共电极21，每个第一像素单元p1内设有像素电极22和第一薄膜晶体管t1，像素电极22通过第一薄膜晶体管t1与临近第一薄膜晶体管t1的第一扫描线1和数据线2电性连接。

其中，第一基板10为彩色滤光片基板，第二基板20为薄膜晶体管阵列基板。液晶层30中采用正性液晶，即介电各向异性为正的液晶。第一基板10在朝向液晶层30的一侧设有黑矩阵(bm)11和色阻层12。色阻层12例如包括红(r)、绿(g)、蓝(b)三色的色阻材料，分别对应形成红、绿、蓝三色的像素单元。黑矩阵11位于红、绿、蓝三色的像素单元之间，使相邻的像素单元之间通过黑矩阵11相互间隔开。至于彩色滤光片基板和薄膜晶体管阵列基板更详细的介绍请参考现有技术，这里不再赘述。

进一步地，第二基板20的下方设有第三基板40以及位于第二基板20与第三基板40之间的聚合物液晶层50，第三基板40在朝向聚合物液晶层50的一侧设有第一电极41，当第一像素单元p1正常显示时，与第一像素单元p1上下对应区域的聚合物液晶层50呈透明态，当第一像素单元p1为黑态时，与第一像素单元p1上下对应区域的聚合物液晶层50呈雾态，使聚合物液晶层50中与每个第一像素单元p1相对应的区域各自单独可在透明态和雾态之间进行切换。

在本实施例中，公共电极21与像素电极22位于同一层，且公共电极21和像素电极22均为具有狭缝的梳状电极，梳状的公共电极21与像素电极22犹如两把梳子相互咬合，以形成面内切换模式(in-planeswitching，ips)，在任意时刻第一电极41和公共电极21用于施加相同的直流电压信号(例如为0v)。像素电极22用于施加以直流电压信号为中心上下波动的交流电压信号，使像素电极22分别与第一电极41和公共电极21之间具有较大压差(例如为5v)。

如图3所示，当显示装置中的子像素需要正常显示时，其对应的像素电极22施加正常的灰阶电压，使像素电极22与公共电极21之间形成面内电场(图3中e1)，正性液晶分子朝向平行于电场的方向偏转，此时像素电极22也会与第一电极41在正常显示的子像素对应的区域形成垂直电场(图3中e2)，正常显示的子像素对应区域的聚合物液晶层50呈透明状态，使背光光线(图4中光线a1和a3)可以正常穿过聚合物液晶层50，而其它黑态的子像素对应区域的聚合物液晶层50呈雾态，使背光光线(图4中光线a2和a4)经过聚合物液晶层50呈散射状态，减弱进入液晶层30的光线强度，从而减小显示装置在黑态时漏光，提升对比度。

在本实施例中，第一基板10在远离液晶层30的一侧设有第一偏光片13，第三基板40在远离聚合物液晶层50的一侧设有第二偏光片42，第一偏光片13与第二偏光片42的偏光方向相互垂直。使线性偏振光经过液晶层30时，没有发生偏转的线性偏振光会被第一偏光片13阻挡，从而对应的子像素呈黑态，发生偏转的线性偏振光可以穿过第一偏光片13，从而对应的子像素呈亮态。

在本实施例中，第一基板10和第三基板40的厚度为0.3mm，为了减少第二基板20对像素电极22与第一电极41之间的电场的影响，第二基板20的厚度为10um，当然在制造工艺允许的情况下，第二基板20越薄，则对像素电极22与第一电极41之间的电场的影响越低。第一基板10、第二基板20和第三基板40均可以用玻璃、丙烯酸和聚碳酸酯等材料制成。公共电极21、像素电极22和第一电极41均可以用氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)等透明导电材料制成。聚合物液晶层50例如可以为正式聚合物分散液晶、反式聚合物分散液晶、聚合物网络液晶或者双稳态胆甾相液晶。

[实施例二]

图5是本发明实施例二中第一电极的平面结构示意图，图6是本发明实施例二中显示装置在工作时的截面结构示意图。如图5和图6所示，本发明实施例二提供的显示装置与实施例一(图1和图3)中的显示装置的结构及工作原理基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第一电极41为由相互间隔的多个第一电极块411形成的图案化结构，第三基板40在朝向聚合物液晶层50的一侧由多条第二扫描线3和多条第一公共线4相互绝缘交叉限定形成多个第二像素单元p2，多个第二像素单元p2分别与多个第一像素单元p1上下对应，每个第二像素单元p2内设有第一电极块411和第二薄膜晶体管t2，第一电极块411通过第二薄膜晶体管t2与临近第二薄膜晶体管t2的第二扫描线3和第一公共线4电性连接。进一步地，多条第一扫描线1与多条第二扫描线3在第二基板20上的投影对齐，多条数据线2与多条第一公共线4在第二基板20上的投影对齐。

在本实施例中，公共电极21和像素电极22位于不同层，并通过绝缘层23间隔开，公共电极21为整面设置的面状电极，像素电极22为具有狭缝的梳状电极，以形成边缘场开关模式(fringefieldswitching，ffs)。

具体地，公共电极21用于施加直流电压信号(例如为0v)，像素电极22和第一电极41用于施加以直流电压信号为中心上下波动的交流电压信号，使像素电极22和第一电极41各自与公共电极21之间各自具有较大压差(例如为5v)。可以理解地是，像素电极22和第一电极41可以施加不相同的电压信号，因为像素电极22和第一电极41均是各自与公共电极21之间形成压差，相互不会影响。当显示装置正常显示时，第一扫描线1与第二扫描线3同步扫描，正常显示的子像素对应的第一电极块411施加交流电压信号，使其对应区域的聚合物液晶层50呈透明状态，而其它黑态的子像素对应的第一电极块411不施加电压信号，使其对应区域的聚合物液晶层50呈雾态，从而实现控制单个子像素对应区域的聚合物液晶层50，减弱进入液晶层30的光线强度，减小显示装置在黑态时漏光，提升对比度。

相对于实施例一，本实施例中控制聚合物液晶层50的偏转与液晶层30的偏转相互影响较小，其显示的效果相对实施例一更好。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。

[实施例三]

图7是本发明实施例三中显示装置在工作时的截面结构示意图。如图7所示，本发明实施例三提供的显示装置与实施例二(图6)中的显示装置的结构及工作原理基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第二基板20在朝向聚合物液晶层50的一侧设有整面的第二电极61。第二电极61用于施加直流电压信号(例如为0v)，第一电极41用于施加以直流电压信号为中心上下波动的交流电压信号，使第一电极41与第二电极61之间具有较大压差(例如为5v)，来控制聚合物液晶层50在透明态和雾态之间进行切换。

相对于实施例二，本实施例中增加第二电极61并与第一电极41共同控制聚合物液晶层50的偏转，防止了第二基板20对电场减弱的影响，第二电极61与第一电极41之间形成的电场更强，聚合物液晶层50的反应更快，减少功耗。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例二相同，这里不再赘述。

[实施例四]

图8是本发明实施例四中显示装置在工作时的截面结构示意图。如图8所示，本发明实施例四提供的显示装置与实施例三(图7)中的显示装置的结构及工作原理基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第二基板20与聚合物液晶层50之间设有第四基板60，第二电极61设置在第四基板60朝向聚合物液晶层50的一侧。为了降低工艺制造上的难度，相比实施例三，通过增加第四基板60，并在第四基板60上形成第二电极61，再将第二基板20与第四基板60粘合在一起。

在本实施例中，第二基板20与第四基板60之间设有第三偏光片62，第三偏光片62与第二偏光片42的偏光方向相同(即透光轴平行)，因为黑态的子像素对应区域的聚合物液晶层50呈雾态，背光光线穿过雾态的聚合物液晶层50时呈散射状态，会使少量的光线改变偏振方向，设置第三偏光片62可以进一步减小显示装置在黑态时漏光。

相对于实施例三，本实施例中增加了第四基板60和第三偏光片62，因为在同一个基板两侧均做制程工艺的难度较大，增加了第四基板60可以减小制程难度，第三偏光片62可减小显示装置在黑态时漏光，增加显示装置的对比度。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例三相同，这里不再赘述。

[实施例五]

图9是本发明实施例五中第二电极的平面结构示意图，图10是本发明实施例五中显示装置在工作时的截面结构示意图。如图9和10所示，本发明实施例五提供的显示装置与实施例一(图1和图3)中的显示装置的结构及工作原理基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第二基板20在朝向聚合物液晶层50的一侧设有第二电极61，第二电极61为由相互间隔的多个第二电极块611形成的图案化结构，第二基板20在朝向聚合物液晶层50的一侧由多条第三扫描线5和多条第二公共线6相互绝缘交叉限定形成多个第三像素单元p3多个第三像素单元p3分别与多个第一像素单元p1上下对应，每个第三像素单元p3内设有第二电极块611和第三薄膜晶体管t3，第二电极块611通过第三薄膜晶体管t3与临近第三薄膜晶体管t3的第三扫描线5和第二公共线6电性连接。进一步地，多条第一扫描线1与多条第三扫描线5在第二基板20上的投影对齐，多条数据线2与多条第二公共线6在第二基板20上的投影对齐。

具体地，向第一电极41施加直流电压信号(例如为0v)，向第二电极61施加以直流电压信号为中心上下波动的交流电压信号，使第二电极61与第一电极41之间各自具有较大压差(例如为5v)。当显示装置正常显示时，第一扫描线1与第三扫描线5同步扫描，正常显示的子像素对应的第二电极块611施加交流电压信号，使其对应区域的聚合物液晶层50呈透明状态，而其它黑态的子像素对应的第二电极块611不施加电压信号，使其对应区域的聚合物液晶层50呈雾态，从而实现控制单个子像素对应区域的聚合物液晶层50，减小显示装置在黑态时漏光，提升对比度。

在本实施例中，公共电极21和像素电极22位于不同层，并通过绝缘层23间隔开，公共电极21为整面设置的面状电极，像素电极22为具有狭缝的梳状电极，以形成边缘场开关模式(fringefieldswitching，ffs)。可以理解地是，公共电极21和像素电极22也可以位于同一层，因为本实施例中通过在第二电极61与第一电极41之间形成压差来控制聚合物液晶层50，公共电极21和像素电极22位于同一层并不会影响本实施例中显示装置的正常工作。

相对于实施例一，本实施例中增加第二电极61并与第一电极41共同控制聚合物液晶层50的偏转，防止了第二基板20对电场减弱的影响，第二电极61与第一电极41之间形成的电场更强，聚合物液晶层50的反应更快，减少功耗。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。

[实施例六]

图11是本发明实施例六中显示装置在工作时的截面结构示意图。如图11所示，本发明实施例五提供的显示装置与实施例五(图10)中的显示装置的结构及工作原理基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第二基板20与聚合物液晶层50之间设有第四基板60，第二电极61设置在第四基板60朝向聚合物液晶层50的一侧。为了降低工艺制造上的难度，相比实施例三，通过增加第四基板60，并在第四基板60上形成第二电极61，再将第二基板20与第四基板60粘合在一起。

在本实施例中，第二基板20与第四基板60之间设有第三偏光片62，第三偏光片62与第二偏光片42的偏光方向相同，因为黑态的子像素对应区域的聚合物液晶层50呈雾态，背光光线穿过雾态的聚合物液晶层50时呈散射状态，会使少量的光线改变偏振方向，设置第三偏光片62可以进一步减小显示装置在黑态时漏光。

相对于实施例五，本实施例中增加了第四基板60和第三偏光片62，因为在同一个基板两侧均做制程工艺的难度较大，增加了第四基板60可以减小制程难度，第三偏光片62可减小显示装置在黑态时漏光，增加显示装置的对比度。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例五相同，这里不再赘述。

在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。