CN101782702A - 降低蓝相液晶显示器驱动电压的装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示技术领域的降低蓝相液晶显示器驱动电压的装置，包括：上偏振片、上基板、保护膜、彩色滤光膜、蓝相液晶、N个Pixel电极、N个Common电极、2N个突起、绝缘层、下基板和下偏振片，其中：突起的一个表面与彩色滤光膜的下表面或者绝缘层的上表面相连，突起的其余部分位于Pixel电极或Common电极内，Pixel电极与Common电极等间距交替排布或者是Pixel电极与Pixel电极等间距排布、Common电极与Common电极等间距排布。本发明通过引入突起结构，有效增加了蓝相液晶区域内的横向有效电场，从而大大降低了蓝相液晶显示器的驱动电压；通过使电极的纵截面梯度化，提高了光透过率，能够利用企业的现有生成设备及条件，节约能源，推动下一代液晶显示器的研发和量产。

Description

降低蓝相液晶显示器驱动电压的装置
技术领域
本发明涉及的是一种液晶显示技术领域的装置，具体是一种降低蓝相液晶(BPLC)显示器驱动电压的装置。
背景技术
蓝相是出现在手性向列性相与各向同性相之间的温度范围很窄的一种液晶相。蓝相液晶显示器最具有潜能成为下一代显示器。因为蓝相液晶具有以下革命性的特性：(1)蓝相液晶显示的理论响应速度可达到ms级以下，从根本上解决了二倍速、四倍速液晶显示的响应速度问题，甚至八倍速液晶显示都将成为可能；(2)宏观上，蓝相液晶是各向同性的，蓝相液晶显示器具有视野角大，暗态好的特点；(3)由于polymer稳定的原因，使得蓝相液晶显示不需要其它各种液晶显示模式所必须的配向膜，从而制造成本更低，制造工艺更简便。但是，蓝相液晶显示器存一个很大的技术难题，驱动电压非常高。目前生产工艺上采用传统的IPS(in-plane switching)像素驱动方式驱动蓝相液晶显示器。大多数技术通过改进蓝相液晶材料的科尔常数降低驱动电压。
经对现有技术的文献检索发现，2009年《APPLIED PHYSICS LETTERS》上发表了题名为“Electro-optics of polymer-stabilized blue phase liquid crystal displays(聚合物蓝相液晶显示器的电光特性)”的文章，该文中采用传统的IPS像素驱动蓝相液晶显示器，Pixel电极和Common电极通过绝缘层与下基板相连接，彩色滤光膜通过保护膜与上基板相连，上下基板均与偏振方向相互垂直的偏振片相连，蓝相液晶填充在电极与彩色滤光膜之间的间隙中。但是该技术采用科尔常数为1.03nmV-2的蓝相液晶材料，液晶盒厚是10μm，调整电极宽度和电极间距，蓝相液晶显示器的驱动电压均在100伏以上，当把蓝相液晶材料的科尔常数增加100倍(10-7数量)时，驱动电压也只能降至15伏，因此该技术对材料要求非常高，很难实现。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种降低蓝相液晶显示器驱动电压的装置。本发明引入突起结构，通过调整突起的高度、宽度、突起间的间距、突起纵截面的底角的大小和突起在上下基板上的分布，利用企业的现有生产设备及条件，就能有效降低蓝相液晶显示器的驱动电压，从而节约能源，推动新一代液晶显示器研发和量产。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：上偏振片、上基板、保护膜、彩色滤光膜、蓝相液晶、N个Pixel电极、N个Common电极、2N个突起、绝缘层、下基板和下偏振片，其中：上偏振片的下表面与上基板的上表面相连，上基板的下表面与保护膜的上表面相连，保护膜的下表面与彩色滤光膜的上表面相连，突起的一个表面与彩色滤光膜的下表面或者绝缘层的上表面相连，突起的其余部分位于Pixel电极或Common电极内，Pixel电极与Common电极等间距L交替排布或者是Pixel电极与Pixel电极等间距L排布、Common电极与Common电极等间距L排布，蓝相液晶填充在彩色滤光膜、Pixel电极、Common电极和绝缘层构成的间隙中，绝缘层的下表面与下基板的上表面相连，下基板的下表面与下偏振片的上表面相连。
所述的突起是有机透明材料，其纵截面是梯形或矩形，横截面是正方形，其突起的高度范围是0.25μm＜h＜7.93μm，最大的横截面的边长范围是：w≥1.94μm。
当所述的突起的纵截面是梯形时，其底角β的范围是30°＜β＜90°。
所述的Pixel电极和Common电极的电极厚度范围是：300埃米2500埃米。
所述的L的范围是：L≥2μm。
所述的突起是通过曝光工艺，或者是掩膜工艺，或者是光刻工艺，或者是腐蚀工艺实现的。
所述的彩色滤光膜与绝缘层间的间距d的范围是：4μm≤d≤20μm。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：通过引入突起结构，有效增加了蓝相液晶区域内的横向有效电场，从而大大降低了蓝相液晶显示器的驱动电压；通过使电极的纵截面梯度化，提高了光透过率，能够利用企业的现有生成设备及条件，节约能源，推动下一代液晶显示器的研发和量产。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图；
图2是实施例1的V-T曲线图；
图3是实施例2的结构示意图；
图4是实施例2的V-T曲线图；
图5是实施例3的结构示意图；
图6是实施例3的V-T曲线图；
图7是实施例4的结构示意图；
图8是实施例4的V-T曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进一步描述：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，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：上偏振片1、上基板2、保护膜3、彩色滤光膜4、蓝相液晶(BPLC)、N个Pixel电极5、N个Common电极6、2N个突起7、绝缘层8、下基板9和下偏振片10，其中：上偏振片1的下表面与上基板2的上表面相连，上基板2的下表面与保护膜3的上表面相连，保护膜3的下表面与彩色滤光膜4的上表面相连，突起7的一个表面与绝缘层8的上表面相连，突起7的其余部分位于Pixel电极5或Common电极6内，Pixel电极5与Common电极6等间距交替排布，且Pixel电极5与Common电极6间的间距是4μm，蓝相液晶填充在彩色滤光膜4、Pixel电极5、Common电极6与绝缘层8构成的间隙中，绝缘层8的下表面与下基板9的上表面相连，下基板9的下表面与下偏振片10的上表面相连。
所述的彩色滤光膜4与绝缘层间8的间距d是10μm。
所述的突起7是有机透明材料PC411B，是通过腐蚀工艺实现的，其纵截面是矩形，横截面是边长为3.8μm的正方形，突起7的高度是3.9μm。
所述的Pixel电极5和Common电极6的电极厚度都是1000埃米，则Pixel电极5和Common电极6的高度h都是4μm，Pixel电极5和Common电极6的宽度w都是4μm。
所述的蓝相液晶的科尔常数K＝6.2nmV-2，其探测波波长λ＝620nm。
本实施例与现有的IPS像素驱动装置的V-T曲线(透过率随电压的变化曲线)如图2所示，本实施例把驱动电压由60V降至15V，大大降低了蓝相液晶显示器的驱动电压。
实施例2
如图3所示，本实施例包括：上偏振片1、上基板2、保护膜3、彩色滤光膜4、蓝相液晶、N个Pixel电极5、N个Common电极6、2N个突起7、绝缘层8、下基板9和下偏振片10，其中：上偏振片1的下表面与上基板2的上表面相连，上基板2的下表面与保护膜3的上表面相连，保护膜3的下表面与彩色滤光膜4的上表面相连，N个突起7的一个表面与彩色滤波膜4的下表面相连，N个突起7的一个表面与绝缘层8的上表面相连，与彩色滤波膜4相连的突起7的其余部分位于Common电极6内，与绝缘层8相连的突起7的其余部分位于Pixel电极5内，Pixel电极5间的间距相等且为L，Common电极6间的间距相等也为L，彩色滤光膜4与绝缘层间8的间距d是10μm，蓝相液晶填充在彩色滤光膜4、Pixel电极5、Common电极6与绝缘层8构成的间隙中，绝缘层8的下表面与下基板9的上表面相连，下基板9的下表面与下偏振片10的上表面相连。
所述的突起7是有机透明材料PC411B，是通过曝光工艺实现的，其纵截面是矩形，横截面是边长为3.8μm的正方形，突起7的高度是3.9μm。
所述的Pixel电极5和Common电极6的电极厚度都是1000埃米，则Pixel电极5和Common电极6的高度h都是4μm，Pixel电极5和Common电极6的宽度w都是4μm。
如图4所示，当本实施例的L是12μm时，驱动电压降为17V，当本实施例的L是8μm时，驱动电压降为11V，大大降低了蓝相液晶显示器的驱动电压。
实施例3
如图5所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述的突起7的横截面是梯形，该梯形的底角为75°，长的底边为3.8μm，高为3.9μm。
如图6所示，本实施例将驱动电压降至21V，虽然降低电压的效果没有实施例1好，但使得光的透过率相对提高2％。
实施例4
如图7所示，本实施例与实施例2的区别在于，所述的突起7的横截面是梯形，该梯形的底角为75°，长的底边为3.8μm，高为3.9μm。
如图8所示，本实施例将驱动电压降至26V，虽然降低电压的效果没有实施例1效果好，但使得光的透过率相对提高5％。

Claims (5)

1.一种降低蓝相液晶显示器驱动电压的装置，包括：上偏振片、上基板、保护膜、彩色滤光膜、蓝相液晶、N个Pixel电极、N个Common电极、绝缘层、下基板和下偏振片，其特征在于，还包括：2N个突起，其中：上偏振片的下表面与上基板的上表面相连，上基板的下表面与保护膜的上表面相连，保护膜的下表面与彩色滤光膜的上表面相连，突起的一个表面与彩色滤光膜的下表面或者绝缘层的上表面相连，突起的其余部分位于Pixel电极或Common电极内，Pixel电极与Common电极等间距L交替排布或者是Pixel电极与Pixel电极等间距L排布、Common电极与Common电极等间距L排布，蓝相液晶填充在彩色滤光膜、Pixel电极、Common电极和绝缘层构成的间隙中，绝缘层的下表面与下基板的上表面相连，下基板的下表面与下偏振片的上表面相连；
所述的突起是有机透明材料，其纵截面是梯形或矩形，横截面是正方形，其突起的高度范围是0.25μm＜h＜7.93μm，最大的横截面的边长范围是：w≥1.94μm。
2.根据权利要求1所述的降低蓝相液晶显示器驱动电压的装置，其特征是，当所述的突起的纵截面是梯形时，其底角β的范围是30°＜β＜90°。
3.根据权利要求1所述的降低蓝相液晶显示器驱动电压的装置，其特征是，所述的Pixel电极和Common电极的电极厚度范围是：300埃米-2500埃米。
4.根据权利要求1所述的降低蓝相液晶显示器驱动电压的装置，其特征是，所述的L的范围是：L≥2μm。
5.根据权利要求1所述的降低蓝相液晶显示器驱动电压的装置，其特征是，所述的彩色滤光膜与绝缘层间的间距d的范围是：4μm≤d≤20μm。
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Open date: 20100721