CN102707460B - 一种显示器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示器及其制作方法，其中显示器包括：一第一基板；设置于所述第一基板下方且与所述第一基板平行的第一偏光片；设置于所述第一基板上方且与所述第一基板平行的第二偏光片；设置于所述第一基板与所述第二偏光片之间的第一电极和第二电极；以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间，并实现显示的具有一次电光效应的电控双折射晶体层。本发明的方案可以使显示器对光的透过率高，光学性能更加优良。

Description

一种显示器及其制作方法

技术领域

本发明涉及显示器，特别是指一种显示器及其制作方法。

背景技术

如图1所示，现有技术中的液晶显示器包括：第一基板11、与第一基板11相对设置的第二基板12，以及填充于该第一基板11与第二基板12之间的液晶层13；其中，第一基板11上设置有第一电极14，第二基板12的面向所述第一基板11的侧面设置有第二电极1 5，该第一基板11的下方具有背光源16；该背光源16发生的光线透过第一基板11以及第一电极15入射至该液晶层13，在第一电极14以及第二电极1 5的电场作用下发生旋转，从而使光偏振态也随之偏转，最终可以通过液晶控制光线的透过率，从而控制显示器显示的明暗。

然而这种填充液晶的显示器，由于液晶受电场控制时，液晶的电光效应属于二次电光效应，因此响应速度慢，对光的透过率相对低，从而使显示器的光学性能不能达到最优，最终造成显示器的使用寿命缩短和显示器的使用范围受限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种显示器及其制作方法，对光的透过率高，使显示器的光学性能更加优良。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种显示器，包括：

一第一基板；

设置于所述第一基板下方且与所述第一基板平行的第一偏光片；

设置于所述第一基板上方且与所述第一基板平行的第二偏光片；

设置于所述第一基板与所述第二偏光片之间的第一电极和第二电极；

以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间，并实现显示的具有一次电光效应的电控双折射晶体层。

其中，所述第一电极与所述第二电极按照电场方向与所述第一基板平行或者垂直状态设置，所述电场是所述第一电极与所述第二电极之间的电场；所述电控双折射晶体层在所述电场作用下实现显示。

其中，上述显示器还包括：

设置于所述第一偏光片下方且与所述第一偏光片平行的背光源。

所述背光源为RGB光，并采用场序控制模式实现彩色显示。

其中，上述显示器还包括：

设置于所述第二偏光片之上的彩膜层，所述第一基板为具有薄膜晶体管结构的阵列基板，其中，所述阵列基板上形成有栅线和数据线，并且栅线和数据线交叉形成像素单元，所述像素单元内形成有薄膜晶体管，所述栅线控制所述薄膜晶体管的开启或关闭。

其中，上述显示器还包括：

栅极驱动器，与所述阵列基板的栅线连接，用于将扫描信号送至所述阵列基板的栅线；以及

源极驱动器，与所述阵列基板的数据线连接，用于将数据信号送给所述阵列基板的数据线。

其中，所述一次电光效应的晶体为：铌酸锂晶体或者磷酸二氢钾晶体。

其中，所述铌酸锂晶体或者磷酸二氢钾晶体为长方体形。

其中，横向电场时，驱动电压的大小和晶体材料的一次电光系数成反比关系，和晶体的厚度与宽度比l/d成反比关系；

纵向电场时，驱动电压的大小和晶体材料的一次电光系数成反比关系。

其中，横向电场时，在驱动电压一定时，所述具有一次电光效应的电控双折射晶体层的厚度与所述第一电极和所述第二电极之间的距离成正比，或者所述具有一次电光效应的电控双折射晶体层的厚度与电控双折射晶体的一次电光系数成反比。

本发明的实施例还提供一种显示器的制作方法，包括：

提供一第一基板；

在所述第一基板下方贴合第一偏光片；

提供一第二偏光片，并与所述第一基板相对设置；

在所述第一基板上或者所述第二偏光片上形成第一电极和第二电极；

在所述第一电极与所述第二电极之间形成具有一次电光效应的电控双折射晶体层。

其中，按照电场方向与所述第一基板平行或者垂直的状态形成所述第一电极与所述第二电极；其中，所述电场是所述第一电极与所述第二电极之间的电场；所述电控双折射晶体层在所述电场作用下实现显示。

其中，通过溅射或者蒸镀的方式形成所述第一电极和所述第二电极所在金属层，对所述金属层刻蚀后形成所述第一电极和所述第二电极；

或者通过溅射或者蒸镀的方式形成所述电控双折射晶体层。

其中，上述显示器的制作方法还包括：在所述偏光片下方组合背光源。

其中，上述显示器的制作方法还包括：制作彩膜层；

将所述彩膜层贴合于或者集成于所述第二偏光片上。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，采用具有一次电光效应的电控双折射晶体材料取代液晶作为光调制材料，利用该类材料的一次电光效应(泡克尔斯电光效应)实现对光偏振态的改变，从而实现显示，本发明的实施例中的显示器由于采用电控双折射晶体实现显示，为全固态显示器，对光的透过率高，分辨率高，响应速度快，使显示器的光学性能更加优良，适用范围广。

附图说明

图1为现有的液晶显示器的结构示意图；

图2为本发明的显示器的第一实施例结构示意图；

图3为本发明的显示器的第二实施例结构示意图；

图4为本发明的电控双折射晶体材料加电场后折射率椭球的变化示意图；

图5为本发明的实施例中纵向电场作用下磷酸二氢钾(KDP)晶体的纵向运用的示意图；

图6为本发明的实施例中纵向运用KDP晶体中光波的偏振态的变化的示意图；

图7为本发明的实施例中横向电场作用下KDP晶体的横向运用的示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图2所示，本发明的第一实施例，全固态显示器，包括：

一第一基板20；设置于所述第一基板20下方且所述第一基板20平行的第一偏光片10；设置于所述第一基板20上方且与所述第一基板20平行的第二偏光片50；设置于所述第一基板20与所述第二偏光片50之间的第一电极30和第二电极31；以及设置于所述第一电极30和所述第二电极31之间，并实现显示的具有一次电光效应的电控双折射晶体层40。

其中，所述第一电极30与所述第二电极3 1可以按照电场方向与所述第一基板20平行或者垂直的状态设置；所述电场是所述第一电极30与所述第二电极31之间的电场；所述具有一次电光效应的电控双折射晶体层40在所述电场作用下实现显示；

优选的，该全固态显示器还包括有：设置于所述第一基板20下方且与所述第一基板平行的背光源70。

在该第一实施例中，通过横向电场模式的电极，即所述第一电极30与所述第二电极3 1可以按照电场方向与所述第一基板20平行的状态设置，该具有一次电光效应的电控双折射晶体层40为固态晶体，该具有一次电光效应的电控双折射晶体层40在第一电极30和第二电极31的横向电场的作用下产生双折射现象，使背光源产生的光线由经过第一偏光片10的线偏振态，转为其它偏振态(如圆偏振态或者与直线偏振态或者椭圆偏振态)，之后进入第二偏光片50，光线经过第二偏光片50层调制后(检偏)产生亮度变化(产生灰阶)；从而实现彩色显示。相比于传统的液晶显示器，用电控双折射晶体层代替液晶层，本发明的实施例对光的透过率高，响应速度快，使显示器的光学性能更加优良。

其中，在该实施例中，第二偏光片50上没有设置彩膜，可以采用场序控制模式实现彩色显示，其中场序控制模式实现彩色显示的过程包括：背光源70依次发出RGB光，经过该具有一次电光效应的电控双折射晶体40的调制后，产生灰阶变化，最后混合出不同的色彩，实现彩色显示，该种方式下，能使显示器的分辨率提高到原有同等尺寸的3倍左右。

在该实施例中，如图3所示，该全固态显示器还可以进一步包括：设置于所述第二偏光片50之上的彩膜层；其中，所述第一基板20为具有薄膜晶体管结构(TFT)的阵列基板。背光源70依次发出普通白光，经过该电控双折射晶体层40的调制后，产生灰阶变化，最后混合出不同的色彩，实现彩色显示；

当第一基板20为TFT阵列基板时，所述阵列基板上形成栅线和数据线，并且栅线和数据线交叉形成像素单元，所述像素单元内形成有薄膜晶体管，所述栅线控制所述薄膜晶体管的打开或关闭；

该显示器还可以包括：栅极驱动器，与TFT阵列基板的栅线连接，用于将扫描信号送至所述TFT阵列基板；以及源极驱动器，与所述TFT阵列基板的数据线连接，用于将数据信号送给所述TFT阵列基板；优选地，该显示器还可以进一步包括：封装部分，将显示器封装成为成品显示器。

该第一实施例中，背光源70发出的光线经第一偏光片10调制后成为线偏光(起偏)，线偏光随后进入具有一次电光效应的电控双折射晶体层40；电控双折射晶体层40在横向电场的作用下产生双折射现象，使光线由线偏振态转为圆偏振态或者与原线偏光垂直的偏振态，之后进入第二偏光片层50；光线经过第二偏光片50调制后(检偏)产生亮度变化(产生灰阶)；光线透射过不同基色彩膜层，由不同基色光混合出色彩进行彩色显示。相比于传统的液晶显示器，用具有一次电光效应的电控双折射晶体层代替液晶层，本发明的实施例对光的透过率高，使显示器的光学性能更加优良。

在本发明的第二实施例中，所述第一电极30与所述第二电极31可以按照电场方向与所述第一基板20垂直的状态设置；该具有一次电光效应的电控双折射晶体层40为固态晶体，该具有一次电光效应的电控双折射晶体层40在第一电极和第二电极的纵向电场的作用下产生双折射现象，使背光源产生的光线由经过第一偏光片10的线偏振态，转为其它偏振态(如圆偏振态或者与直线偏振态或者椭圆偏振态)，之后进入第二偏光片50，光线经过第二偏光片50层调制后(检偏)产生亮度变化(产生灰阶)；从而实现彩色显示。相比于传统的液晶显示器，用电控双折射晶体层代替液晶层，本发明的实施例对光的透过率高，响应速度快，使显示器的光学性能更加优良。当然，该第二实施例中，第二偏光片50之上也可以没有彩膜层，此时需要背光源提供RGB光；第二偏光片50之上设置有彩膜层时，背光源可以提供普通白光；具体的实现原理与上述第一实施例中的相同，在此不再赘述。

在上述第一实施例和第二实施例中，优选的，所述一次电光效应的晶体材料为：铌酸锂晶体或者磷酸二氢钾晶体。优选的，所述晶体像素层为长方体形，优选为扁长方体形，即长方体的厚度大于或远大于长方体的宽度，从而可以降低该第一电极30和第二电极3 1之间的驱动电压。

本发明的上述实施例利用电控双折射晶体的一次电光效应实现对光的控制，从而实现显示。实际应用中，具有一次电光效应的电控双折射晶体总是沿着相对光轴的某些特殊方向切割而成的，而且外电场也是沿着某一主轴方向加到晶体上，常用的有两种方式：一种是电场方向与光束在晶体中的传播方向一致，称为纵向电光效应；另一种是电场与光束在晶体中的传播方向垂直，称为横向电光效应。

其中，晶体的一次电光效应的介绍如下：

给晶体外加电场时，晶体的折射率将发生变化，这种现象成为电光效应。外电场E引起的折射率变化关系式为：

n＝n₀+aE+bE²+........ (1)

其中a、b为常数，n₀是E＝0时的折射率。由一次项aE引起的折射率变化的效应，称为一次电光效应或电光效应，也称泡克尔斯(Pockels)效应。一次电光效应只存在于二十类无对称中心的晶体中。由二次项bE²引起的折射率变化的效应，称为二次电光效应也称平方电光效应或克尔(Kerr)效应，二次电光效应则可能存在于任何物质中。一般一次电光效应要比二次电光效应显著的多，液晶的电光效应属于二次电光效应)

首先，如图4所示，电光效应通常用折射率椭球的变化来分析，晶体在未加电场时的折射率椭球方程为：

$\frac{x^2}{n_x^2}+\frac{y^2}{n_y^2}+\frac{z^2}{n_z^2}=1---\left(2\right)$

式中n_x、n_y、n_z分别为晶体沿三个主轴x、y、z上的主折射率。晶体在外加电场作用下折射率椭球发生变化，即椭球的三个主轴位置和长度都发生变化，变化的大小与外加电场E的大小和方向及晶体的性质又关。

当晶体施加电场后，其折射率椭球就发生“变形”，椭球方程变为：

${\left(\frac{1}{n^2}\right)}_1{x}^2+{\left(\frac{1}{n^2}\right)}_2{y}^2+{\left(\frac{1}{n^2}\right)}_3{z}^2+2{\left(\frac{1}{n^2}\right)}_4\mathrm{yz}+2{\left(\frac{1}{n^2}\right)}_5\mathrm{xz}+2{\left(\frac{1}{n^2}\right)}_6\mathrm{xz}=1---\left(3\right)$

由于外电场，折射率椭球各系数(1/n²)随之发生线性变化，其变化量可定义为

$\mathrm{\Δ}{\left(\frac{1}{n^2}\right)}_i=\underset{j=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{ij}}{E}_j---\left(4\right)$

式中γ_ij称为线性电光系数；i取值1，...，6；j取值1，2，3。

本发明的其中一个实施例中以四方晶系中的磷酸二氢钾(KH₂PO₄，简称KDP)晶体作为本发明的电控双折射晶体材料时，基于上述(1)、(2)、(3)以及(4)式的基础上，有n_x＝n_y＝n_o，n_z＝n_e，n_o＞n_e，只有γ₄₁，γ₅₂，γ₆₃≠0，而且γ₄₁＝γ₅₂。

得到晶体加外电场E后新的折射率椭球方程式

$\frac{x^2}{n_o^2}+\frac{y^2}{n_o^2}+\frac{z^2}{n_e^2}+2r_{41}\mathrm{yz}{E}_x+2r_{41}\mathrm{xz}{E}_y+2r_{63}\mathrm{xy}{E}_z=1---\left(5\right)$

如图5所示，即KDP晶体在纵向电场中应用时，令外加电场的方向平行于z轴，E_z＝E，E_x＝E_y＝0，于是有

$\frac{x^2}{n_o^2}+\frac{y^2}{n_o^2}+\frac{z^2}{n_e^2}+2r_{63}\mathrm{xy}{E}_z=1---\left(6\right)$

将x坐标和y坐标绕z轴旋转α角得到感应主轴坐标系(x′，y′，z′)，当α＝45°，主轴坐标系中地椭球方程为

$(\frac{1}{n_o^2}+r_{63}{E}_z)x^{\′2}+(\frac{1}{n_o^2}-r_{63}{E}_z)y^{\′2}+\frac{1}{n_e^2}{z}^{\′2}=1---\left(7\right)$

主折射率变为

$\left.\begin{array}{c}{n}_{x^{\′}}=n_o+\frac{1}{2}{n}_o^3{r}_{63}{E}_z\\ n_{y^{\′}}=n_o-\frac{1}{2}{n}_o^3{r}_{63}{E}_z\\ n_{z^{\′}}=n_e\end{array}\right\}---\left(8\right)$

可见，KDP晶体沿z轴加电场时，由单轴晶体变成了双轴晶体，折射率椭球的主轴绕z轴旋转了45°角(如图4所示)，此转角与外加电场的大小无关，其折射率变化与电场成正比，这是利用电光效应实现光调制技术的物理基础。

在KDP的纵向电场应用中，沿晶体z轴加电场，光波沿z方向传播，晶体层的双折射特性取决于椭球与垂直于z轴的平面相交所形成的椭圆。令(7)式中z’＝0，得到该椭圆的方程为

$(\frac{1}{n_o^2}+r_{63}{E}_z)x^{\′2}+(\frac{1}{n_o^2}-r_{63}{E}_z)y^{\′2}=1---\left(9\right)$

长、短半轴分别与x′和y′重合，x′和y′也就是两个分量的偏振方向，相应的折射率为nx′和ny′，如图5所示。

当入射沿x方向偏振，进入晶体(z＝0)后即分解为沿x′和y′方向的两个垂直偏振分量。它们在晶体内传播L光程分别为n_x′L和n_y′L，这样，两偏振分量的相位延迟分别为

(10)

当这两个光波穿过晶体后将产生一个相位差

这个相位延迟完全是由电光效应造成的双折射引起的，所以称为电光相位延迟。从公式(11)可以看出，当电光晶体和传播的光波长确定后，相位差的变化仅取决于外加电压，即只要改变电压，就能使相位成比例地变化，从而实现对光的调制。或者，为了降低驱动电压，也可以寻找一次电光系数更大的晶体材料。

图6为本发明的实施例中纵向运用KDP晶体中光波的偏振态的变化的示意图。

如图7所示，KDP在横向电场中应用时，如果沿z向加电场，光束传播方向垂直于z轴并与y(或x)轴成45°角，这种运用方式一般采用45°-z切割晶体，如图。

设光波垂直于x′-z平面入射，E矢量与z轴成45°角，如图7所示，进入晶体(y′＝0)后即分解为沿x′和z方向的两个垂直偏振分量。相应的折射率分别为 $n_{x^{\′}}=n_o-\frac{1}{2}{n}_o^3{r}_{63}{E}_z$ 和n_z＝n_e。

传播距离L后，

x′分量为 $A_{x^{\′}}=\mathrm{Aexp}\left\{i\right[\mathrm{\ωt}-\left(\frac{\mathrm{\ω}}{c}\right)(n_o-\frac{1}{2}{n}_o^3{r}_{63}{E}_z)L\left]\right\}---\left(12\right)$

z分量为 $A_z=\mathrm{Aexp}\left\{i\right[\mathrm{\ωt}-\left(\frac{\mathrm{\ω}}{c}\right)n_{e}L\left]\right\}---\left(13\right)$

两偏振分量的相位延迟分别为

因此，当这两个光波穿过晶体后将产生一个相位差

可见，在横向运用条件下，光波通过晶体后的相位差包括两项：第一项与外加电场无关，是由晶体本身自然双折射引起的，在实际应用中，可以通过一些参数的设置将其消除；第二项即为电光效应相位延迟。

KDP晶体的横向运用也可以采用沿x或y方向加电场，光束在与之垂直的方向传播。

四方晶系中的其他具有一次电光效应的晶体材料也有类似的推导过程。得到与公式(11)、公式(15)类似的公式。

本发明的另外一个实施例中，以三方晶系中铌酸锂晶体为例，铌酸锂晶体是负单轴晶体，即n_x＝n_y＝n₀、n_z＝n_e。它所属的三方晶系3m点群电光系数有四个，即γ²²、γ¹³、γ³³、γ⁵¹。由此可得铌酸锂晶体在外加电场后的折射率椭球方程为：

$(\frac{1}{n_0^2}-{\mathrm{\γ}}_{22}{E}_y+{\mathrm{\γ}}_{15}{E}_z)x^2+{(\frac{1}{n_0^2}+{\mathrm{\γ}}_{22}{E}_y+{\mathrm{\γ}}_{13}{E}_z)y}^2$ (16)

$+(\frac{1}{n_e^1}+{\mathrm{\γ}}_{33}{E}_z)z^2+2{\mathrm{\γ}}_{51}(E_z\mathrm{yz}+E_x\mathrm{xz})-2{\mathrm{\γ}}_{22}{E}_x\mathrm{xy}=1$

铌酸锂晶体采用45°-z切割，沿x轴或y轴加压，z轴方向通光的运用方式，当主轴x轴方向上外加电场时，即横向电场，有E_z＝E_y＝0，晶体主轴x，y要发生旋转，(5)式变为：

$\frac{x^2}{n_o^2}+\frac{y^2}{n_o^2}+\frac{z^2}{n_e^2}+2r_{51}\mathrm{xz}{E}_z-2r_{22}\mathrm{xy}{E}_z=1---\left(17\right)$

因γ₅₁E_x＜＜1，故对应项可以忽略，经坐标变换，可求出三个感应主轴x’、y’、z’(仍在z方向上)上的主折射率变成(18)式所示。

其中铌酸锂晶体变为双轴晶体，其折射率椭球z轴的方向和厚度基本保持不变，而x，y截面由半径为n₀变为椭圆，椭圆的长短轴方向x’y’相对原来的xy轴旋转了45°，转角的大小与外加电场的大小无关，而椭圆的长度n_x，n_y的大小与外加电场E_x成线性关系。

$\left.\begin{array}{c}{n}_{x^{\′}}=n_o+\frac{1}{2}{n}_o^3{r}_{22}{E}_x\\ n_{y^{\′}}=n_o-\frac{1}{2}{n}_o^3{r}_{22}{E}_x\\ n_{z^{\′}}=n_e\\ \end{array}\right\}---\left(18\right)$

当光沿铌酸锂晶体光轴z方向传播时，经过厚度为l的晶体后，由于晶体的横向电光效应(x-z)，两个正交的偏振分量将产生相位差：

$\mathrm{\δ}=\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}({n_x}^{\′}-{n_y}^{\′})l=\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}{n}_0^3{\mathrm{\γ}}_{22}{V}_x\frac{l}{d}---\left(19\right)$

其中，d为晶体在x方向的横向尺寸(可以理解为晶体宽度，即电极之间的距离)。

在应用到本发明实施例的显示器上，在以上列举的晶体的横向电场的实施例中，从公式(15)和公式(19)来看，V或者V_x即为外加的驱动电压。由公式(15)和公式(19)可以看出，KDP晶体和铌酸锂晶体的横向电光效应产生的相位差不仅与驱动电压称正比，还与晶体厚度与宽度比l/d有关系。因此，实际运用中，为了减小外加驱动电压，通常使l/d有较大值，即将晶体加工成长方体形，优选的，长方体的厚度l大于或者远大于长方体的宽度d，即晶体通常被加工成细长的扁长方体。或者，还可以寻找一次电光系数更大的晶体材料，也可以降低驱动电压。

铌酸锂晶体的电光系数γ₂₂＝6.8×10^-12m/V，此处采用λ＝632.8nm光波，n₀≈2.2956，n_e≈2.2044。

由上述内容可知，对于550nm的绿光来说，要使得产生的π/2相位差的驱动电压在10V左右，则l/d应在300左右，即电极距离d在5μm时，铌酸锂晶体层的厚度l应为1.5mm。若要减少铌酸锂晶体层的厚度l，则应缩小第一电极30与第二电极3 1之间的距离d(即所述电控双折射晶体层的厚度与所述第一电极和所述第二电极之间的距离成正比)，或者寻找一次电光系数更大的晶体材料(即所述电控双折射晶体层的厚度与所述电控双折射晶体的一次电光系数成反比)。

三方晶系中的其他具有一次电光效应的晶体材料也有类似的推导过程。可以得出与式(19)类似的公式，晶体层的厚度l与所述第一电极和所述第二电极之间的距离d成正比，或者晶体层的厚度l与电控双折射晶体的一次电光系数成反比。

比较铌酸锂和KDP晶体的纵向运用和横向运用两种情况，可以得到如下两点结论：

第一，横向运用时，存在自然双折射产生的固有相位延迟，它们和外加电场无关。表明在没有外加电场时，入射光的两个偏振分量通过晶后其偏振面已转过了一个角度，这对光调制器等应用不利，应设法消除。

第二，横向运用时，无论采用那种方式，总的相位延迟不仅与所加电压成正比，而且晶体的厚宽比(l/d)有关，因此，增大l或减小d，就可大大降低驱动电压。

第三，纵向应用时相位差只和V＝E_zL有关。

本发明的上述实施例中是以铌酸锂晶体和KDP晶体为例说明具有一次电光效应的电控双折射晶体材料，并不限于是铌酸锂晶体和KDP晶体，本领域技术人员应当理解，具有一次电光效应的电控双折射晶体材料还可以包括性质与铌酸锂晶体或者KDP晶体的性质类似的其它晶体；

本发明的上述实施例通过具有一次电光效应的电控双折射晶体材料取代现有的液晶材料，使液晶显示器变为全固态显示器。液晶状态这个物理态的存在具有一定的温度范围，现有的液晶显示器的使用范围也因此受到限制(-20℃--50℃)，在更低或更高的温度空间里液晶显示器就不能再正常显示，如果用本发明的晶体材料做显示，这个问题可以得到较好的解决，其特性能在零下五十度左右到两三百摄氏度保持，能扩展其应用范围，也能延长显示器件。且电控双折射晶体材料的透过率高，光学性能和电学性能优良。电控双折射晶体材料的响应速度快，可达到10^-9s，既可利用空间混色，也可适用于时序混色方式。

本发明的实施例还提供一种全固态显示器的制作方法，包括：

步骤11，提供一第一基板；

步骤12，在所述第一基板下方贴合第一偏光片；

步骤13，提供一第二偏光片，与所述第一基板相对设置；

步骤14，在所述第一基板上或者所述第二偏光片上形成第一电极和第二电极；以及

步骤1 5，在所述第一电极与所述第二电极之间形成具有一次电光效应的电控双折射晶体层。

其中，按照电场方向与所述第一基板平行或者垂直的状态形成所述第一电极与所述第二电极；其中，所述电场是所述第一电极与所述第二电极之间的电场；所述电控双折射晶体层在所述电场作用下实现显示。

其中，通过溅射或者蒸镀的方式形成所述第一电极和所述第二电极所在金属层，刻蚀后形成所述第一电极和所述第二电极；或者通过溅射或者蒸镀的方式形成所述电控双折射晶体层。

优选的上述方法还可以包括：在所述第一偏光片下方组合背光源。

优选的，上述步骤11-15的实施例中采用场序控制模式实现彩色显示。其具体显示方法与上述全固态显示器的实施例中所描述的相同；在该实施例中，通过IPS(横向电场)模式的电极，即第一电极与第二电极之间的电场方向与第一基板平行，该电控双折射晶体层为固态晶体，该电控双折射晶体层在第一电极和第二电极的横向电场的作用下产生双折射现象，使背光源产生的光线由经过第一偏光片的线偏振态，转为其它偏振态(如圆偏振态或者与直线偏振态或者椭圆偏振态)，之后进入第二偏光片，光线经过第二偏光片层调制后(检偏)产生亮度变化(产生灰阶)；从而实现彩色显示。相比于传统的液晶显示器，用电控双折射晶体层代替液晶层，本发明的实施例对光的透过率高，使显示器的光学性能更加优良。

当然，第一电极与第二电极之间的电场方向与第一基板垂直时，也可以实现上述效果。

在该制作方法的实施例中，上述方法还可以包括：制作彩膜层；将所述彩膜层贴合于或者集成于所述第二偏光片上。背光源发出的光线经第一偏光片层调制后成为线偏光(起偏)，线偏光随后进入电控双折射晶体层；电控双折射晶体层在横向电场的作用下产生双折射现象，使光线由线偏振态转为其它偏振态(如圆偏振态或者与直线偏振态或者椭圆偏振态)，之后进入第二偏光片层；光线经过第二偏光片层调制后(检偏)产生亮度变化(产生灰阶)；光线透射过不同基色彩膜层，由不同基色光混合出色彩进行彩色显示。相比于传统的液晶显示器，用电控双折射晶体层代替液晶层，本发明的实施例对光的透过率高，使显示器的光学性能更加优良。

另外，该方法的上述实施例中，第一基板为具有薄膜晶体管结构(TFT)的阵列基板，该TFT位于所述第一基板上的第一电极和/或第二电极处，从而实现对第一电极和第二电极的电场进行控制。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示器，其特征在于，包括：

一第一基板；

设置于所述第一基板下方且与所述第一基板平行的第一偏光片；

设置于所述第一基板上方且与所述第一基板平行的第二偏光片；

设置于所述第一基板与所述第二偏光片之间的第一电极和第二电极；

以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间，并实现显示的具有一次电光效应的电控双折射晶体层，所述晶体为单轴晶体，所述晶体层为长方体形，且长方体的厚度大于或远大于长方体的宽度；

还包括：

设置于所述第一偏光片下方且与所述第一偏光片平行的背光源，所述背光源为RGB光，并采用场序控制模式实现彩色显示；

所述第一电极与所述第二电极按照电场方向与所述第一基板平行或者垂直状态设置，所述电场是所述第一电极与所述第二电极之间的电场；所述电控双折射晶体层在所述电场作用下实现显示；

横向电场时，晶体的光轴平行于第一基板，驱动电压的大小和晶体材料的一次电光系数成反比关系，和晶体的厚度与宽度比l/d成反比关系；

纵向电场时，晶体的光轴垂直于第一基板，驱动电压的大小和晶体材料的一次电光系数成反比关系。

2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，还包括：

设置于所述第二偏光片之上的彩膜层，所述第一基板为具有薄膜晶体管结构的阵列基板；其中，所述阵列基板上形成有栅线和数据线，并且栅线和数据线交叉形成像素单元，所述像素单元内形成有薄膜晶体管，所述栅线控制所述薄膜晶体管的开启或关闭。

3.根据权利要求2所述的显示器，其特征在于，还包括：

栅极驱动器，与所述阵列基板的栅线连接，用于将扫描信号送至所述阵列基板的栅线；以及

源极驱动器，与所述阵列基板的数据线连接，用于将数据信号送给所述阵列基板的数据线。

4.根据权利要求1—3任一所述的显示器，其特征在于，所述具有一次电光效应的电控双折射晶体为：铌酸锂晶体或者磷酸二氢钾晶体。

5.根据权利要求4所述的显示器，其特征在于，所述铌酸锂晶体或者磷酸二氢钾晶体为长方体形。

6.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，横向电场时，在驱动电压一定时，所述具有一次电光效应的电控双折射晶体层的厚度与所述第一电极和所述第二电极之间的距离成正比，或者所述具有一次电光效应的电控双折射晶体层的厚度与电控双折射晶体的一次电光系数成反比。

7.一种显示器的制作方法，其特征在于，包括：

提供一第一基板；

在所述第一基板下方贴合第一偏光片，设置于所述第一偏光片下方且与所述第一偏光片平行的背光源，所述背光源为RGB光，并采用场序控制模式实现彩色显示；

提供一第二偏光片，并与所述第一基板相对设置；

在所述第一基板上或者所述第二偏光片上形成第一电极和第二电极；

在所述第一电极与所述第二电极之间形成具有一次电光效应的电控双折射晶体层，所述晶体为单轴晶体，所述晶体层为长方体形，且长方体的厚度大于或远大于长方体的宽度。

8.根据权利要求7所述的显示器的制作方法，其特征在于，按照电场方向与所述第一基板平行或者垂直的状态形成所述第一电极与所述第二电极；其中，所述电场是所述第一电极与所述第二电极之间的电场；所述电控双折射晶体层在所述电场作用下实现显示。

9.根据权利要求7或8所述的显示器的制作方法，其特征在于，通过溅射或者蒸镀的方式形成所述第一电极和所述第二电极所在金属层，对所述金属层刻蚀后形成所述第一电极和所述第二电极；

或者通过溅射或者蒸镀的方式形成所述电控双折射晶体层。

10.根据权利要求7所述的显示器的制作方法，其特征在于，还包括：

制作彩膜层；

将所述彩膜层贴合于或者集成于所述第二偏光片上。