專利名稱：一種透反藍(lán)相液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示領(lǐng)域，具體是一種透反藍(lán)相液晶顯示器。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管(TFT)驅(qū)動技術(shù)的產(chǎn)生使液晶顯示器在亮度、對比度、層次感、以及彩 色顯示方面都有很大提高。為了解決液晶顯示的窄視角問題，面內(nèi)轉(zhuǎn)換(IPS)模式、邊緣電 場轉(zhuǎn)換(FFS)模式、多疇垂直取向(MVA)模式、花樣垂直取向(PVA)模式等寬視角技術(shù)相繼 被提出。然而，響應(yīng)速度一直是液晶顯示的弱項(xiàng)。近年來，隨著彩色時序顯示技術(shù)的發(fā)展， 越來越多的液晶顯示器開始采用紅綠藍(lán)三基色發(fā)光二極管(RGB-LED)作為背光源。采用彩 色時序顯示技術(shù)的液晶顯示器不需要彩色濾光膜，不但使光效率和分辨率均增加約3倍， 同時還可以降低功耗。但是這種技術(shù)要求液晶的響應(yīng)時間小于lms，而普通向列相液晶的響 應(yīng)時間在IOms左右，難以滿足要求。最近，一種新型的藍(lán)相液晶顯示器受到人們的熱情追捧，其響應(yīng)時間在亞毫秒范 圍，這將使得液晶顯示器的響應(yīng)時間得到很大提高。與目前廣泛使用的顯示用液晶材料相 比，藍(lán)相液晶具有以下四個突出優(yōu)點(diǎn)(1)藍(lán)相液晶的響應(yīng)時間在亞毫秒范圍，有助于減少 運(yùn)動圖像的模糊，此外，在采用RGB-LED做背光源時，可以實(shí)現(xiàn)彩色時序顯示，無需彩色濾 光膜；(2)藍(lán)相不需要其它各種顯示模式所必需的取向?qū)?，不但簡化了制造工藝，也降低?成本；(3)宏觀上，藍(lán)相液晶是光學(xué)各向同性的，從而使藍(lán)相液晶顯示器具有視角寬、暗態(tài) 好的特點(diǎn)；(4)只要藍(lán)相液晶盒盒厚超過電場的穿透深度，液晶盒盒厚的變化對透射率的 影響就可忽略，這種特性尤其適合于制造大屏幕或單板液晶顯示器。因此，藍(lán)相液晶顯示器 最具有潛能成為下一代顯示器。然而，在藍(lán)相液晶廣泛應(yīng)用之前，尚有兩大技術(shù)難題亟待解 決工作電壓高和光效率低。為了降低工作電壓并提高光效率，突起電極結(jié)構(gòu)、墻型電極結(jié) 構(gòu)、波紋型電極結(jié)構(gòu)、蝕刻面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極結(jié)構(gòu)等新型的電極結(jié)構(gòu)先后被提出。另外，改進(jìn)藍(lán) 相液晶材料的克爾系數(shù)也可降低工作電壓。根據(jù)光源類型，液晶顯示器可分為透射式、反射式和透反式三種。透反液晶顯示 器兼具透射液晶顯示器和反射液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)，既可以在室內(nèi)使用，也可以在室外使外。 因此，它被廣泛地用于便攜式移動電子產(chǎn)品的顯示設(shè)備。透反藍(lán)相液晶顯示器綜合了藍(lán)相 液晶顯示器和透反液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，2010年《OPTICS EXPRESS》(18(16)，16486-16491，2010)上發(fā)表了題目為 “Transflective display using a polymer-stabilized blue-phase liquid crystal (采用聚合物穩(wěn)定藍(lán)相液晶的透反顯 示器)”的文章。該文提出的透反藍(lán)相液晶顯示器采用了突起電極結(jié)構(gòu)，為了實(shí)現(xiàn)透射區(qū)和 反射區(qū)電光特性曲線的匹配，透射區(qū)和反射區(qū)采用不同的電極間隙。該裝置具有光效率高、 視角寬的特點(diǎn)，同時透射區(qū)和反射區(qū)電光特性曲線也匹配得非常好。但是，該裝置采用突起 電極，制造難度相對較大，而且透射區(qū)和反射區(qū)要求不同的電極間隙，進(jìn)一步加大了制造難 度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種制造工藝簡單且性 能優(yōu)良的透反藍(lán)相液晶顯示器。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明包括上基板10、液晶層30和下基板20 ；上基板10和下基板20彼此平行設(shè)置 且被分別分成透射區(qū)和反射區(qū)；所述的透射區(qū)和反射區(qū)具有相同的液晶盒盒厚，且透射區(qū) 和反射區(qū)的液晶層30均使用相同的藍(lán)相液晶材料；上基板10包括上基板玻璃層11、上基 板四分之一波片12、上基板二分之一波片13和上基板偏振片14 ；下基板20包括下基板玻 璃層21、下基板四分之一波片22、下基板二分之一波片23和下基板偏振片M ；上基板四分 之一波片12和下基板四分之一波片22光軸方向相互平行，上基板二分之一波片13和下基 板二分之一波片23光軸方向相互平行，上基板偏振片14和下基板偏振片M透光軸方向相 互垂直；透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25由像素電極和公共電極相間排列組成，且透射區(qū)和反射區(qū)采 用相同尺寸的透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25和電極間隙；透射區(qū)相鄰兩透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25之間 向下基板玻璃層21內(nèi)部蝕刻一個相同深度的蝕刻區(qū)域31 ；反射區(qū)反射層沈置于下基板玻 璃層21內(nèi)部。所述的液晶盒盒厚應(yīng)大于電場向上基板11方向的穿透深度，這樣液晶盒盒厚的 變化對透射率的影響就可忽略，整個液晶盒盒厚不必精確一致，液晶盒盒厚i/ < 15// 且 ￠/ ^ 1. 5// 。所述的蝕刻區(qū)域31的縱截面的形狀并不局限于矩形，也可以是其它形狀，如梯 形、半圓形等。為了實(shí)現(xiàn)透射區(qū)與反射區(qū)相位延遲的匹配，蝕刻區(qū)域31的蝕刻深度應(yīng)大于 電場向下基板方向的穿透深度，這樣蝕刻深度的變化對透射率的影響可以忽略。不同蝕刻 區(qū)域31的蝕刻深度不必精確一致，從而降低了制造難度。所述的蝕刻區(qū)域31通過曝光工藝、掩膜工藝、光刻工藝或腐蝕工藝實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的透射區(qū)和反射區(qū)具有相同的液晶盒盒厚，并且透射區(qū)和反射區(qū)采用相同 尺寸的面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25和電極間隙，降低了制造難度。透射區(qū)相鄰兩透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25 之間向下基板玻璃層21內(nèi)部蝕刻一個相同深度的蝕刻區(qū)域31。這樣在透射區(qū)電極產(chǎn)生具 有雙穿透深度的電場，使位于蝕刻區(qū)域31中的藍(lán)相液晶對相位延遲的累積也有貢獻(xiàn)，不僅 可以降低液晶盒的工作電壓，而且可以實(shí)現(xiàn)透射區(qū)與反射區(qū)電光特性曲線的匹配。另外，與 現(xiàn)有技術(shù)中采用突起電極結(jié)構(gòu)的透反藍(lán)相液晶顯示器相比，本發(fā)明采用目前成熟的面內(nèi)轉(zhuǎn) 換技術(shù)和蝕刻基板技術(shù)，制造工藝更簡單。


附圖1為本發(fā)明的透反藍(lán)相液晶顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為本發(fā)明的實(shí)施例在不同蝕刻深度時的電壓-透射率曲線圖。附圖3為本發(fā)明的實(shí)施例的電壓-透射率和電壓-反射率曲線圖。附圖4為本發(fā)明的實(shí)施例的全視區(qū)等對比度曲線圖。上述各附圖中的圖示標(biāo)號為
10上基板，11上基板玻璃層，12上基板四分之一波片，13上基板二分之一波片，14 上基板偏振片，20下基板，21下基板玻璃層，22下基板四分之一波片，23下基板二分之一波片，M下基板偏振片，25透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極，26反射區(qū)反射層，30液晶層，31蝕刻區(qū)域。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能更進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖詳細(xì)地說明本發(fā) 明的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種透反藍(lán)相液晶顯示器。如附圖1所示，該透反藍(lán)相液 晶顯示器，包括上基板10、液晶層30和下基板20 ；上基板10和下基板20彼此平行設(shè)置且 被分別分成透射區(qū)和反射區(qū)；所述的透射區(qū)和反射區(qū)具有相同的液晶盒盒厚，且透射區(qū)和 反射區(qū)的液晶層30均使用相同的藍(lán)相液晶材料；上基板10包括上基板玻璃層11、上基板 四分之一波片12、上基板二分之一波片13和上基板偏振片14 ；下基板20包括下基板玻璃 層21、下基板四分之一波片22、下基板二分之一波片23和下基板偏振片M ；上基板四分之 一波片12和下基板四分之一波片22光軸方向相互平行，上基板二分之一波片13和下基板 二分之一波片23光軸方向相互平行，上基板偏振片14和下基板偏振片M透光軸方向相互 垂直；透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25由像素電極和公共電極相間排列組成，且透射區(qū)和反射區(qū)采用 相同尺寸的透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25和電極間隙；透射區(qū)相鄰兩透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25之間向 下基板玻璃層21內(nèi)部蝕刻一個相同深度的蝕刻區(qū)域31 ；反射區(qū)反射層沈置于下基板玻璃 層21內(nèi)部。設(shè)定下基板偏振片M透光軸方向?yàn)?°，下基板二分之一波片23光軸方向 為75°，下基板四分之一波片22光軸方向?yàn)?75°，上基板四分之一波片12光軸方向 為-75°，上基板二分之一波片13光軸方向?yàn)?5°，上基板偏振片14透光軸方向?yàn)?0°。本實(shí)施例中使用的液晶材料的特性參數(shù)為在各向同性狀態(tài)時，藍(lán)相液晶的折射 率為1. 5 ；在波長2 =550nm時，最大雙折射=0. 2，克爾系數(shù)#=12. &8nm/Y。為了降低了制造難度，本實(shí)施例的透射區(qū)和反射區(qū)具有相同的液晶盒盒厚，透射 區(qū)和反射區(qū)采用相同尺寸的面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極和電極間隙。此外，只要藍(lán)相液晶盒盒厚超過電 場的穿透深度，液晶盒盒厚的變化對透射率的影響就可忽略。因此，本實(shí)施例中藍(lán)相液晶盒 盒厚 /=10// ，透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25的寬度『=1// ，相鄰兩透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25間的間 隙 / = 2// 。為了實(shí)現(xiàn)透射區(qū)與反射區(qū)相位延遲的匹配，透射區(qū)鄰兩透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25之 間向下基板玻璃層21內(nèi)部蝕刻一個相同深度的蝕刻區(qū)域31。透射區(qū)電極產(chǎn)生具有雙穿透 深度的電場，使位于基板蝕刻區(qū)域31中的藍(lán)相液晶對相位延遲的累積也有貢獻(xiàn)。此外，蝕 刻區(qū)域31的蝕刻深度大于電場向下基板方向的穿透深度，蝕刻深度的變化對透射率的影 響可以忽略。這樣不同蝕刻區(qū)域31的蝕刻深度不必精確一致，降低了制造難度。附圖2為本發(fā)明實(shí)施例的透射區(qū)在不同蝕刻深度時的電壓-透射率曲線。從附圖 2中可以發(fā)現(xiàn)隨著蝕刻深度的增加，工作電壓逐漸降低。當(dāng)蝕刻深度超過l//m時，蝕刻深度 的變化對電壓-透射率曲線的影響可以忽略，各個曲線之間重合得很好。這也說明電場向 下基板方向的穿透深度為左右。因此，在本實(shí)施例中透射區(qū)的蝕刻區(qū)域31的蝕刻深 度力=1// m。附圖3為本發(fā)明的實(shí)施例的透射區(qū)和反射區(qū)的電壓-透射率曲線(虛線)、電壓-反 射率曲線(實(shí)線)、歸一化電壓-透射率曲線(帶空心圓的虛線)和歸一化電壓-反射率曲線(帶十字的實(shí)線)。從附圖3中我們可以看出透射區(qū)的透射率最大廣59. 1%)時的工作電壓 為17V ；反射區(qū)的反射率最大廣58. 9%)時的工作電壓為16V，二者相差約IV。盡管如此，透 射區(qū)與反射區(qū)和電光特性曲線還是匹配得相當(dāng)好。液晶盒中的藍(lán)相液晶可以看作是由很多的藍(lán)相液晶單元構(gòu)成。在不施加電壓的 條件下，藍(lán)相液晶單元呈光學(xué)各向同性，結(jié)合上基板四分之一波片12，上基板二分之一波片 13，下基板四分之一波片22，下基板二分之一波片23，使得整個液晶盒呈現(xiàn)出一個非常好 的暗態(tài)。在施加電壓的條件下，藍(lán)相液晶單元變成光學(xué)各向異性，其光軸沿著電場的方向。 光線在通過藍(lán)相液晶層時，產(chǎn)生相位延遲，偏振態(tài)也隨之改變。附圖4 (a)和4 (b)分別為 本實(shí)施例的透射區(qū)和反射區(qū)的全視區(qū)等對比度線。由附圖4可知，本實(shí)施例的視角寬且對 稱，透射區(qū)對比度為10 1的曲線覆蓋了 70°的視角范圍，反射區(qū)對比度為10 1的曲線覆 蓋了 40°的視角范圍。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本發(fā)明不限于此實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍的情況下對其形 式和細(xì)節(jié)做出的各種改變，皆應(yīng)屬本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種透反藍(lán)相液晶顯示器，包括上基板10、液晶層30和下基板20 ；上基板10和下基板20彼此平行設(shè)置且被分別分成透射區(qū)和反射區(qū)；所述的透射區(qū)和反射區(qū)具有相同的液晶盒盒厚，且透射區(qū)和反射區(qū)的液晶層30均使 用相同的藍(lán)相液晶材料；上基板10包括上基板玻璃層11、上基板四分之一波片12、上基板二分之一波片13和 上基板偏振片14 ；下基板20包括下基板玻璃層21、下基板四分之一波片22、下基板二分之一波片23和 下基板偏振片M ；上基板四分之一波片12和下基板四分之一波片22光軸方向相互平行，上基板二分之 一波片13和下基板二分之一波片23光軸方向相互平行，上基板偏振片14和下基板偏振片 24透光軸方向相互垂直；透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25由像素電極和公共電極相間排列組成，且透射區(qū)和反射區(qū)采用 相同尺寸的透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25和電極間隙；透射區(qū)相鄰兩透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極25之間向下基板玻璃層21內(nèi)部蝕刻一個相同深度的 蝕刻區(qū)域31 ；反射區(qū)反射層沈置于下基板玻璃層21內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反藍(lán)相液晶顯示器，其特征是，所述液晶盒盒厚 d ( Ι'ομm ￠/ ^ 1.5// 。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反藍(lán)相液晶顯示器，其特征是，所述液晶盒盒厚應(yīng)大 于電場向上基板11方向的穿透深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反藍(lán)相液晶顯示器，其特征是，所述蝕刻區(qū)域31的蝕 刻深度應(yīng)大于電場向下基板21方向的穿透深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反藍(lán)相液晶顯示器，其特征是，所述蝕刻區(qū)域31的縱 截面的形狀并不局限于矩形，也可以是其它形狀，如梯形、半圓形等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種透反藍(lán)相液晶顯示器，其包括上基板，液晶層，下基板；所述上基板和下基板平行放置且被分別分為透射區(qū)和反射區(qū)；所述透射區(qū)和反射區(qū)采用相同藍(lán)相液晶材料；透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極由像素電極和公共電極相間排列組成；透射區(qū)相鄰兩透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極之間向下基板玻璃層內(nèi)部蝕刻一個相同深度的蝕刻區(qū)域，反射區(qū)的反射層置于下基板內(nèi)部。所述透射區(qū)電極產(chǎn)生具有雙穿透深度的電場，使位于蝕刻區(qū)域中的藍(lán)相液晶對相位延遲的累積也有貢獻(xiàn)，既可降低液晶盒的工作電壓，又可實(shí)現(xiàn)透射區(qū)與反射區(qū)相位延遲的匹配。本發(fā)明的透射區(qū)和反射區(qū)具有相同的液晶盒盒厚，并采用相同尺寸的透明面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極和電極間隙，降低了制造難度。
文檔編號G02F1/13363GK102122101SQ20111007529
公開日2011年7月13日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者吳迪, 周鳳, 崔建朋, 漆小平, 王瓊?cè)A 申請人:四川大學(xué)