CN103472637B

CN103472637B - 一种视角连续可控的蓝相液晶显示器

Info

Publication number: CN103472637B
Application number: CN201310466120.6A
Authority: CN
Inventors: 孙玉宝; 李岩锋; 赵彦礼
Original assignee: Hebei University of Technology
Current assignee: Hebei University of Technology
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: CN103472637A

Abstract

本发明为一种视角连续可控的蓝相液晶显示器，其组成由上到下依次为：上偏光片、上λ/4双轴膜、上λ/2负A片、上λ/4正A片、上玻璃基板、第一Common电极、第一保护层、蓝相液晶、第二保护层、电极层、绝缘层、第二Common电极，下玻璃基板、下λ/4负A片、下λ/2正A片、下λ/4双轴膜和下偏光片；电极层为第一Pixel电极和第二Pixel电极，间隔分布。本发明成功的克服了传统视角可控蓝相液晶显示器窄视角下对比度只有10到30的缺点。而且偏置电极上施加不同的偏置电压，可以得到显示效果不同的视角及对比度连续变化的窄视角模式。

Description

一种视角连续可控的蓝相液晶显示器

技术领域

本发明设计的是一种液晶显示技术领域的装置，具体是一种视角连续可控的蓝相液晶显示器装置

背景技术

随着信息社会的发展，信息保护越来越受到人们的关注。例如一些便携式显示设备，手机，笔记本电脑、ATM机等。他们经常需要在公共场合中使用，为了保护个人隐私及重要信息，就需要其有一个窄视角的显示特性，但是在私人场合，又需要他们有一个宽视角显示特性。所以未来液晶显示器需要有一个视角控制的特点。

蓝相液晶显示器具有毫秒以下的响应时间、视角宽和对比度高的特点，并且在制作过程中不需要取向层，也不需要对液晶层厚度做很严格的限制，制作成本低，制造工艺更简单，从而被认为最有潜力成为下一代液晶显示器。

蓝相液晶很容易实现宽视角显示特性，目前已经有几种方法来达到蓝相液晶显示宽视角和窄视角的变化。例如像素分割法：把每一个像素分成两个像素，一个用来显示主画面，另外一个来控制视角。另外一种方法是利用两个液晶盒实现视角控制。其中一个液晶盒专门用来控制窄视角。但是这些技术工艺复杂，降低光利用率，增加成本。不容易实现量产。最主要的缺点是在窄视角显示下，其对比度通常很低，约只要10到30左右。不能很好的实现彩色显示。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，解决传统视角可控液晶显示器工艺复杂，成本较高，窄视角下对比度低的问题。提出了一种在FIS模式液晶显示器的基础上增加一个偏置电极来实现窄视角下有很高对比度的视角可控的装置。通过在上基板上设置Common电极，在下基板使用FIS电极，在上基板的Common电极上加偏置电压，控制视角的变化，加不同的偏置电压，可以实现连续变化的视角特性。宽视角下，偏置电极上电势为0，对蓝相液晶显示器几乎没有任何影响，可以达到跟传统FIS模式蓝相液晶显示器相同的透过率、视角和对比度。而在窄视角下，通过在偏置电极上施加适当的偏置电压，使FIS模式蓝相液晶显示器实现窄视角显示，并且，在此模式下，30°以内的视角范围内，对比度可以达到300以上，成功的解决了传统视角可控蓝相液晶显示器窄视角下对比度只有10到30的缺点。而且偏置电极上施加不同的偏置电压，可以得到显示效果不同的视角及对比度连续变化的窄视角模式，此发明制作工艺简单，不需要增加TFT个数，没有对位要求，更不需要增加液晶盒，通过现有技术完全可以实现。

本发明的技术方案为：

一种视角连续可控的蓝相液晶显示器，其组成由上到下依次为：上偏光片、上λ/4双轴膜、上λ/2负A片、上λ/4正A片、上玻璃基板、第一Common电极、第一保护层、蓝相液晶、第二保护层、电极层、绝缘层、第二Common电极，下玻璃基板、下λ/4负A片、下λ/2正A片、下λ/4双轴膜和下偏光片；电极层为第一Pixel电极和第二Pixel电极，间隔分布。

所述的所有电极均为薄膜晶体管液晶显示所常用的透明氧化铟锡(ITO)电极；所述的所有的电极厚度均为0.01～0.5μm；其电势根据不同视角模式分为两种：宽视角模式下，第一Common电极和第二Common电极电势为0，第一Pixel电极和第二Pixel电极施加极性相反的电势；

或者，窄视角模式下，第一Common电极施加正性电压或者负性电压，第二Common电极电势仍然为0，第一Pixel电极和第二Pixel电极施加极性相反的电势。

所述的第一保护层和第二保护层为薄膜晶体管液晶显示器常用的绝缘材料，为二氧化硅或者聚酰亚胺（PI），厚度范围为0.08～1μm。

所述的第一Pixel电极和第二Pixel电极宽度为1～15μm，长度为像素长度，间隔距离为2～20μm，其俯视图为长方形或者“之”字形。

所述的第一Pixel电极和第二Pixel电极位于绝缘层的上表面。

所述的第一Common电极和第二Common电极大小为整个液晶显示屏幕的大小。

所述的蓝相液晶层的厚度范围是5～20μm。

所述的绝缘层的材料为二氧化硅或者氮化硅，厚度为0.1～0.5μm，大小为整个液晶显示屏幕的大小。

上述未涉及内容均为公知内容。在这里不再一一复述。

上述未涉及连接方案的均为上下关系。

与现有技术对比，本发明的有益效果是：通过在FIS显示模式的基础上在上玻璃基板的下表面加入第一Common电极，以实现了视角连续可控的目的。通过这种技术方案，我们不需要把像素分割成两个部分，也不需要用两个液晶盒，就能实现视角连续控制的目的；这样就解决了工艺上复杂，难以对位，增加TFT个数，成本较高等问题；更为有效的是，本发明提出的技术方案解决了上述方案中窄视角模式下对比度低（约10～30）的问题，通过本技术方案，窄视角模式下对比度可以达到300以上，可以很好的实现彩色显示。本技术方案还可以实现视角的连续变化：第一Common电极上施加不同的电压，可以得到窄视角的连续变化。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应该知道，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

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明，其中：

图1是实施例1的结构剖面图，图1（a）传统蓝相液晶显示器的剖面图，图1（b）为本实施例提出的视角连续可控蓝相液晶显示器的剖面图；

图2是实施例1的传统蓝相液晶显示与本实施例提出的视角连续可控蓝相液晶显示器的正视方向的电压-透过率曲线；

图3是实施例1的宽视角模式下视角图，图 3（a）为传统蓝相液晶显示器的视角图，图 3（b）为本实施例提出的视角连续可控蓝相液晶显示器的视角图；

图4是实施例1的窄视角模式下的视角连续变化图，图4（a）、图4（b）、图4（c）、图4（d）、图4（e）、图4（f）、图4（g）、图4(h)分别为在第一Common电极6上分别施加15V、20V、25V、30V、35V、40V、45V、50V时的视角图。

图5为实施例2中的第一Pixel电极和第二Pixel电极的排列分布的俯视图。

图6为实施例3中的第一Pixel电极和第二Pixel电极的排列分布的俯视图。

具体实施方式

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，但本发明的保护范围不限于下属的实施例。

实施例1

如图1所示，一种视角连续可控的蓝相液晶显示器，其组成由上到下依次为：上偏光片1，上λ/4双轴膜2、上λ/2负A片3、上λ/4正A片4、上玻璃基板5、第一Common电极6、第一保护层17、蓝相液晶7、第二保护层18、电极层（第一Pixel电极8和第二Pixel电极9），二氧化硅层10，第二Common电极11，下玻璃基板12、下λ/4负A片13、下λ/2正A片14、下λ/4双轴膜15和下偏光片16。其中第二保护层18覆盖在第一Pixel电极8和第二Pixel电极9上，而第一Pixel电极8和第二Pixel电极9在二氧化硅层10上。

首选下偏光片16透光轴方向为0°，下λ/4双轴膜15方向为0°，下λ/2正A片14光轴方向为75°，下λ/4负A片13光轴方向为-75°，上λ/4正A片4光轴方向为-75°，上λ/2负A片3光轴方向为75°，上λ/4双轴膜2方向为0°，上偏光片1透光轴方向为90°。

所述的所有电极厚度为0.1μm。

所述的二氧化硅层10的厚度为0.1μm。

所述的第一Pixel电极8和第二Pixel电极9的宽度为2μm，长度为像素长度，其俯视图为长方形，电极间隔距离为8μm。

所述的第一保护层17、第二保护层18材料为PI，介电常数为3.8。第一保护层厚度为0.08μm，第二保护层18厚度为0.15μm。

所述蓝相液晶层的厚度为10μm。

所述的蓝相液晶的科尔常数K=12.68nmV^-2，光波长λ=550nm。

上述所有Common和Pixel电极均为薄膜晶体管液晶显示器中所常用的透明氧化铟锡（ITO）电极。

所述的偏光片的型号为G1220DU，其厚度为230μm。

所述λ/4双轴膜的参数为：N_x=1.511，N_y=1.5095，N_z=1.51025，厚度为92μm。

所述的正A片的参数为：N_e=1.511，N_o=1.510，λ/4的厚度为137.5μm，λ/2的厚度为275μm。

所述的负A片的参数为：N_e=1.510，N_o=1.511，λ/4的厚度为137.5μm，λ/2的厚度为275μm。

图2给出了宽视角模式下本发明提出的视角可控蓝相液晶显示器与传统蓝相液晶显示器在正视方向的透过率与电压的关系图（电光曲线）。对比得到，本技术方案下，其电光曲线几乎没有变化。所以本技术方案对透过率和驱动过程没有影响。

本实施例中，在宽视角模式下，第一Common电极6和第二Common电极11上电势为0，第一Pixel电极8和第二Pixel电极9上施加极性相反的电压。其视角如图3所示，本发明提出的视角连续可控蓝相液晶显示器与传统蓝相液晶显示器在宽视角显示情况下的视角特性几乎相同，全视角对比度均达到300以上。在窄视角显示模式下，在第一Common电极6上施加连续变化的正性电压：15V、20V、25V、30V、35V、40V、45V、50V，第二Common电极11上电极为0，然后第一Pixel电极8和第二Pixel电极9上施加极性相反的电压，其视角如图4所示，不同电压下，其窄视角情况不一样，表现出连续变化特性。当电压大于30V以后，其斜视方向（30°视角范围以外）的对比度为10以下，而正视方向上，对比度大于300。

实施例2

与实施例1具有相同的层次排列结构和参数设置，其中与实施例1不同的地方，如图5所示，第一Pixel电极和第二Pixel电极的排列分布俯视图，电极的排列为“之”字状结构，“之”字状电极的夹角为90度。“之”字状电极的宽度和间距分别为2和8μm。其视角连续变化效果与实施例1相同。

实施例3

与实施例1具有相同的层次排列结构和参数设置，其中与实施例1不同的地方，如图6所示，第一Pixel电极和第二Pixel电极的排列分布俯视图，电极的排列为横竖排列结构。电极的宽度和间距分别为2和8μm。其视角连续变化效果与实施例1相同。

Claims

1.一种视角连续可控的蓝相液晶显示器，其特征为该显示器组成由上到下依次为：上偏光片、上λ/4双轴膜、上λ/2负A片、上λ/4正A片、上玻璃基板、第一Common电极、第一保护层、蓝相液晶、第二保护层、电极层、绝缘层、第二Common电极，下玻璃基板、下λ/4负A片、下λ/2正A片、下λ/4双轴膜和下偏光片；电极层为第一Pixel电极和第二Pixel电极，间隔分布；

所述的所有电极均为薄膜晶体管液晶显示所常用的透明氧化铟锡(ITO)电极；所述的所有的电极厚度均为0.01～0.5μm；其电势根据不同视角模式分为两种：

宽视角模式下，第一Common电极和第二Common电极电势为0，第一Pixel电极和第二Pixel电极施加极性相反的电势；

或者，窄视角模式下，第一Common电极施加正性电压或者负性电压，第二Common电极电势仍然为0，第一Pixel电极和第二Pixel电极的电势施加极性相反的电势。

2.如权利要求1所述的视角连续可控的蓝相液晶显示器，其特征为所述的第一保护层和第二保护层为薄膜晶体管液晶显示器常用的绝缘材料，为二氧化硅或者聚酰亚胺（PI），厚度范围为0.08～1μm。

3.如权利要求1所述的视角连续可控的蓝相液晶显示器，其特征为所述的第一Pixel电极和第二Pixel电极宽度为1～15μm，长度为像素长度，间隔距离为2～20μm，其俯视图为长方形或者“之”字形。

4.如权利要求1所述的视角连续可控的蓝相液晶显示器，其特征为所述的第一Pixel电极和第二Pixel电极位于绝缘层的上表面。

5.如权利要求1所述的视角连续可控的蓝相液晶显示器，其特征为所述的第一Common电极和第二Common电极大小为整个液晶显示屏幕的大小。

6.如权利要求1所述的视角连续可控的蓝相液晶显示器，其特征为所述的蓝相液晶层的厚度范围是5～20μm。

7.如权利要求1所述的视角连续可控的蓝相液晶显示器，其特征为所述的绝缘层的材料为二氧化硅或者氮化硅，厚度为0.1～0.5μm，大小为整个液晶显示屏幕的大小。