雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，該雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥包括：第一透明基板和第二透明基板，彼此平行對置以形成液晶盒；設(shè)置在所述第一透明基板內(nèi)側(cè)的第一電極；設(shè)置在所述第二透明基板內(nèi)側(cè)的對應(yīng)于所述第一電極的第二電極；填充在所述第一透明基板和所述第二透明基板之間的液晶盒中的液晶層，包括向列相液晶和在所述向列相液晶中分散的凝膠因子。所述液晶層包括在所述第一透明基板水平方向彼此并列的透明態(tài)區(qū)域和散射態(tài)區(qū)域。該雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥的結(jié)構(gòu)和操作簡單，功耗更低，并且制造成本更低。
【專利說明】雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型的實(shí)施例設(shè)及一種雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥。

【背景技術(shù)】
[0002] 自二十世紀(jì)走十年代W來，液晶光閥逐漸被廣泛地應(yīng)用于光信息處理、空間光調(diào) 審IJ、大屏幕投影顯示、光計(jì)算等方面。液晶光閥所使用的液晶層具有反射態(tài)（P態(tài)）、散射態(tài) (FC態(tài)）和透明態(tài)化態(tài)）。人們應(yīng)用液晶該S種狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)光透過狀態(tài)的切換。例如，液 晶光閥可用于電焊保護(hù)罩等。
[000引 目前，用于例如投影儀的液晶光閥主要采用TN型，TN型液晶光閥包括填充有向列 相液晶的液晶盒W及分別設(shè)置在液晶盒兩側(cè)的兩片偏光片，具有可用的對比度和分辨率。 但是，TN型液晶光閥所采用的雙偏振片結(jié)構(gòu)，一方面使得光閥的透光效率較低，造成投影圖 像亮度較暗，另一方面由于偏振片的光吸收而導(dǎo)致器件發(fā)熱。傳統(tǒng)的TN型為常黑模式，采 用液晶層的FC態(tài)作為成像態(tài)，而采用液晶層的H態(tài)作為透明態(tài)，因此不加電時(shí)液晶光閥處 于FC態(tài)，加電時(shí)液晶光閥處于H態(tài)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 針對目前的液晶光閥無法實(shí)現(xiàn)雙態(tài)共存顯示的問題，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了 一種雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥。
[0005] 本實(shí)用新型的至少一個實(shí)施例提供了一種雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，其包括；第一透明基 板和第二透明基板，彼此平行對置W形成液晶盒；設(shè)置在所述第一透明基板內(nèi)側(cè)的第一電 極；設(shè)置在所述第二透明基板內(nèi)側(cè)的對應(yīng)于所述第一電極的第二電極；填充在所述第一透 明基板和所述第二透明基板之間的液晶盒中的液晶層，包括向列相液晶和在所述向列相液 晶中分散的凝膠因子。所述液晶層包括在所述第一透明基板水平方向彼此并列的透明態(tài)區(qū) 域和散射態(tài)區(qū)域。
[0006] 在一個實(shí)施例中，例如，所述透明態(tài)區(qū)域?qū)?yīng)于所述第一電極所在的區(qū)域。
[0007] 在一個實(shí)施例中，例如，該雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥還包括：設(shè)置在所述第一透明基板內(nèi)側(cè) 覆蓋所述第一電極的第一取向?qū)樱辉O(shè)置在所述第二透明基板內(nèi)側(cè)覆蓋所述第二電極的第二 取向?qū)印Ｋ龅谝蝗∠驅(qū)雍退龅诙∠驅(qū)拥娜∠蚍较蛳喾础?br> [000引在一個實(shí)施例中，例如，所述向列相液晶為正性液晶且雙折射率A n > 0. 200。
[0009] 在一個實(shí)施例中，例如，所述凝膠因子能與向列相液晶相互作用，進(jìn)行自組裝。
[0010] 在一個實(shí)施例中，例如，該雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥還包括控制電路，所述控制電路配置來 對所述第一電極和所述第二電極施加電壓。
[0011] 在一個實(shí)施例中，例如，該雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥還包括控溫裝置，所述控溫裝置配置來 控制所述液晶層的溫度。
[0012] 在一個實(shí)施例中，例如，所述第二電極為板狀電極，設(shè)置在所述透明態(tài)區(qū)域和所述 散射態(tài)區(qū)域中。
[0013] 在一個實(shí)施例中，例如，所述第二電極為圖案電極，僅設(shè)置在所述透明態(tài)區(qū)域中。
[0014] 在一個實(shí)施例中，例如，所述第一電極包括多個第一子電極。
[0015] 在一個實(shí)施例中，例如，所述第一電極包括有源驅(qū)動結(jié)構(gòu)，該有源驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括多 個子像素單元，所述多個子像素單元中每個包括所述第一子電極之一 W及開關(guān)元件。
[0016] 根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，與傳統(tǒng)的TN型液晶光閥相比，首先， 將凝膠因子引入到液晶光閥所使用的向列相液晶中，可W實(shí)現(xiàn)液晶光閥的雙穩(wěn)態(tài)顯示，因 此使用范圍更廣；其次，可W通過調(diào)節(jié)液晶光閥的溫度來實(shí)現(xiàn)液晶光閥顯示內(nèi)容的多次重 復(fù)擦寫，能夠有效地降低液晶光閥的功耗；第=，通過調(diào)節(jié)液晶光閥的溫度來實(shí)現(xiàn)液晶光閥 顯示內(nèi)容的多次重復(fù)擦寫，操作簡單、直觀；第四，無需再像傳統(tǒng)TN型液晶光閥那樣需要設(shè) 置在液晶盒兩側(cè)的偏光片，因此使得液晶光閥的結(jié)構(gòu)更簡單，制造工藝也相應(yīng)地變得更簡 單，成本更低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例的附圖作簡單 地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅設(shè)及本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，而非對本實(shí)用 新型的限制。
[0018] 圖1示出了本實(shí)用新型一個實(shí)施例提供的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥。
[0019] 圖2a示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液晶光閥中液晶層處于初始狀態(tài)（清亮狀 態(tài)）的示意圖；圖化示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液晶光閥中液晶層的透明態(tài)區(qū)域的示 意圖；圖2c示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液晶光閥中液晶層的散射態(tài)區(qū)域的示意圖。
[0020] 圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液晶光閥的擦寫操作的示意圖。
[0021] 圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的液晶光閥中寫入的圖案的一個示例。
[0022] 圖5為根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例提供的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥的示意圖。
[0023] 圖6為根據(jù)本實(shí)用新型再一個實(shí)施例提供的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥的示意圖。
[0024] 圖7為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥的電極驅(qū)動結(jié)構(gòu)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新 型實(shí)施例的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的 實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋緦?shí)用新型的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬 于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026] 除非另作定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域內(nèi) 具有一般技能的人±所理解的通常意義。本公開中使用的"第一"、"第二"W及類似的詞語 并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。同樣，"一個"、"一" 或者"該"等類似詞語也不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個。"包括"或者"包含"等 類似的詞語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件 及其等同，而不排除其他元件或者物件。"上"、"下"、"左"、"右"等僅用于表示相對位置關(guān) 系，當(dāng)被描述對象的絕對位置改變后，則該相對位置關(guān)系也可能相應(yīng)地改變。
[0027] 在研究中，設(shè)計(jì)人注意到常黑模式的TN型液晶光閥在加電/不加電時(shí)只能處于一 種狀態(tài)（FC態(tài)或H態(tài)），無法做到雙態(tài)共存顯示，因此設(shè)計(jì)一種雙穩(wěn)態(tài)顯示液晶光閥，將會大 大節(jié)約制造成本，有效地降低液晶光閥的功耗。
[002引本實(shí)用新型的至少一個實(shí)施例提供了一種雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，包括；第一透明基板 和第二透明基板，彼此平行對置W形成液晶盒；設(shè)置在所述第一透明基板內(nèi)側(cè)的第一電極； 設(shè)置在所述第二透明基板內(nèi)側(cè)的對應(yīng)于所述第一電極的第二電極；填充在所述第一透明基 板和所述第二透明基板之間的液晶盒中的液晶層，液晶層包括向列相液晶和在所述向列相 液晶中分散的凝膠因子；所述液晶層包括在所述第一透明基板水平方向彼此并列的透明態(tài) 區(qū)域和散射態(tài)區(qū)域。例如，所述透明態(tài)區(qū)域至少對應(yīng)于所述第一電極所在的區(qū)域。
[0029] 圖1示出了本實(shí)用新型一個實(shí)施例提供的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥。該雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥包 括第一透明基板100和第二透明基板120,第一透明基板100和第二透明基板120彼此平行 對置，并通過封框膠（未示出）形成液晶盒，在該液晶盒中填充有液晶層。在第一透明基板 100的內(nèi)側(cè)（即面向液晶層的一側(cè)）設(shè)置有第一電極101，根據(jù)需要可在第一電極101上覆 蓋有第一取向?qū)?10 ;在第二透明基板120的內(nèi)側(cè)（即面向液晶層的一側(cè)）設(shè)置有第二電 極104,根據(jù)需要可在第二電極104上覆蓋有第二取向?qū)?30。填充在液晶盒中的液晶層包 括向列相液晶102和在向列相液晶102中分散的凝膠因子103。
[0030] 第一透明基板100和第二透明基板120例如可W玻璃基板、塑料基板等，其上還可 W分別形成有例如緩沖層等結(jié)構(gòu)，或者用于第一電極101和第二電極104的控制或驅(qū)動電 路等。
[0031] 在該實(shí)施例中，在第一透明基板100上的第一電極101為圖案電極，例如包括多個 彼此間隔開平行排列的子電極；在第二透明基板120上的第二電極104為板狀電極，至少覆 蓋第二透明基板120的有效顯示區(qū)域。第一電極101和第二電極104連接至例如控制電路 300,由此控制電路300例如可W在第一電極101施加一正電壓，在第二電極104上施加W 負(fù)電壓或者將其接地，由此在第一電極101和第二電極104彼此正對的區(qū)域內(nèi)形成電場，W 驅(qū)動該些區(qū)域中的液晶層。根據(jù)不同的設(shè)計(jì)，該第一電極101的多個子電極可W被統(tǒng)一地 施加電壓，可W被單獨(dú)地施加電壓。此外，該第一電極101還可W與其他電路（未示出）一 起構(gòu)成電阻加熱電路的一部分，控制電路300可W對該第一電極101施加電流從而進(jìn)行加 熱操作。
[0032] 第一電極101和第二電極104例如可W使用透明導(dǎo)電材料通過光刻方法形成，該 透明導(dǎo)電材料例如為銅錫氧化物（ITO)、銅鋒氧化物（IZO)等；或者第一電極101和第二電 極104例如可W為透明電極和金屬電極的組合，從而既兼顧了光透過率又考慮了電阻。
[0033] 第一取向?qū)?10和第二取向?qū)?30例如使用聚酷亞胺（PI)形成，并且二者的取向 方向相反，構(gòu)成反平行取向構(gòu)造。為了形成取向?qū)樱紫瓤蒞在基板上涂覆取向液，待固化 后進(jìn)行摩擦取向工藝，或者進(jìn)行光固化與取向工藝。取向?qū)佑兄谝壕拥囊壕Х肿釉陔?場作用下的偏轉(zhuǎn)動作。在本實(shí)用新型另一個實(shí)施例中，也可W在第一透明基板100和第二 透明基板120至少之一上不形成取向?qū)印?br> [0034] 向列相液晶指處在向列相的液晶。向列相液晶分子為椿形，可在S維范圍內(nèi)移動， 并且在電學(xué)上具有明顯的各向異性，可W利用外電場改變其分子的排列取向，由此可改變 液晶的光學(xué)性能。例如，扭曲向列相（TN)液晶在自然狀態(tài)下是扭曲的，當(dāng)給該種液晶加上 電流后，它們將依所加電壓的大小反向扭曲相應(yīng)的角度。在實(shí)用新型的實(shí)施例中，所使用的 向列相液晶例如為正性液晶（A e〉0)且雙折射率A n > 0. 200,優(yōu)先A n > 0. 220 (例如 0.224);并且，該向列相液晶最好具有較寬的向列相溫度區(qū)間，例如在室溫（例如25°C)下 也為向列相。例如，向列相液晶包括但不限于如下所示的一些具體示例：
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，其特征在于，包括： 第一透明基板和第二透明基板，彼此平行對置以形成液晶盒； 設(shè)置在所述第一透明基板內(nèi)側(cè)的第一電極； 設(shè)置在所述第二透明基板內(nèi)側(cè)的對應(yīng)于所述第一電極的第二電極； 填充在所述第一透明基板和所述第二透明基板之間的液晶盒中的液晶層，包括向列相 液晶和在所述向列相液晶中分散的凝膠因子； 其中，所述液晶層包括在所述第一透明基板水平方向彼此并列的透明態(tài)區(qū)域和散射態(tài) 區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，其特征在于，所述透明態(tài)區(qū)域?qū)?yīng)于所述第一 電極所在的區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，其特征在于，還包括： 設(shè)置在所述第一透明基板內(nèi)側(cè)覆蓋所述第一電極的第一取向?qū)樱? 設(shè)置在所述第二透明基板內(nèi)側(cè)覆蓋所述第二電極的第二取向?qū)樱? 其中，所述第一取向?qū)雍退龅诙∠驅(qū)拥娜∠蚍较蛳喾础?br> 4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，其特征在于，所述凝膠因子能與向列相液晶 相互作用，進(jìn)行自組裝。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，其特征在于，還包括控制電路，所述控制電 路配置來對所述第一電極和所述第二電極施加電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，其特征在于，還包括控溫裝置，所述控溫裝 置配置來控制所述液晶層的溫度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，其特征在于，所述第二電極為板狀電極，設(shè) 置在所述透明態(tài)區(qū)域和所述散射態(tài)區(qū)域中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，其特征在于，所述第二電極為圖案電極，僅 設(shè)置在所述透明態(tài)區(qū)域中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，其特征在于，所述第一電極包括多個第一子 電極。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的雙穩(wěn)態(tài)液晶光閥，其特征在于，所述第一電極包括有源驅(qū)動結(jié) 構(gòu)，該有源驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括多個子像素單元，所述多個子像素單元每個包括所述第一子電極 之一以及開關(guān)元件。
【文檔編號】G02F1/1337GK204155041SQ201420653022
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】張貴玉, 胡明, 謝濤峰 申請人:合肥鑫晟光電科技有限公司, 京東方科技集團(tuán)股份有限公司