[發(fā)明專利]一種基于雙邊IPS電極結(jié)構(gòu)的LCoS微顯示器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811154193.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN109212843A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瓊?cè)A;田莉蘭;儲(chǔ)繁;竇虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué);四川大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/1343
• 分類號(hào): G02F1/1343;G02F1/1362;G02F1/1334;G02F1/137
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出一種基于雙邊IPS電極結(jié)構(gòu)的LCoS微顯示器。該微顯示器由上基板、藍(lán)相液晶層、下基板構(gòu)成；上基板和下基板彼此平行設(shè)置；上基板包括偏振器、二分之一波片、四分之一波片、玻璃基板、上基板透明平面公共電極、上基板透明平面像素電極；下基板包括下基板透明平面公共電極、下基板透明平面像素電極、絕緣層、金屬漫反射膜、單晶硅基板；上下基板的透明平面公共電極和透明平面像素電極彼此相對(duì)平行設(shè)置并且相間排列，構(gòu)成雙邊的IPS電極結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的基于雙邊IPS電極結(jié)構(gòu)的LCoS微顯示器的響應(yīng)時(shí)間為亞毫秒，制作工藝簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)電壓較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液晶顯示領(lǐng)域，具體是一種基于雙邊IPS(In Plane Switching)電極結(jié)構(gòu)的LCoS(Liquid Crystal on Silicon)微顯示器。

背景技術(shù)

LCoS顯示技術(shù)是結(jié)合LCD(Liquid Crystal Display)和CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)集成電路的反射式液晶顯示技術(shù)，由于其功耗低、體積小、分辨率高，在便攜式顯示應(yīng)用方面有很大的優(yōu)勢(shì)，全球的微顯示器市場(chǎng)都呈現(xiàn)出良好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

對(duì)于傳統(tǒng)的透射式TFT-LCD，由于TFT(Thin Film Transistor)在像素中所占的面積不能完全透光，經(jīng)過TFT所占面積區(qū)域的光線不能受電壓的控制，導(dǎo)致無法顯示正確的灰階，相當(dāng)于存在光調(diào)制的死區(qū)，需要利用黑矩陣加以遮蔽，使得開口率較低。相比傳統(tǒng)的透射式TFT-LCD，LCoS微顯示器的驅(qū)動(dòng)像素的電路和晶體管集成在單晶硅基片上，并位于像素反射鏡的下方，從而提高了開口率，并且單晶硅電子遷移率比非晶硅電子遷移率高，像素尺寸能做到很小，從而實(shí)現(xiàn)了更高的分辨率。

一般LCoS顯示技術(shù)主要采用時(shí)序彩色顯示系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的三片式的光學(xué)系統(tǒng)，時(shí)序彩色投影顯示采用的單片式光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，但是為了減少動(dòng)態(tài)偽像，液晶盒應(yīng)具有超快的響應(yīng)速度。目前，TN(Twisted Nematic)液晶盒、混合式的TN液晶盒、VA(Vertical Alignment)取向的液晶盒已被應(yīng)用于反射式的LCoS投影顯示，如果液晶盒盒厚足夠小，能大大減小響應(yīng)時(shí)間，然而，當(dāng)盒厚減小到1μm時(shí)，盒厚的均勻程度卻難以控制。

新興的聚合物穩(wěn)定藍(lán)相液晶由于其具有亞毫秒的響應(yīng)時(shí)間、無需取向?qū)忧野祽B(tài)呈光學(xué)各向同性，如果電極采用IPS結(jié)構(gòu)，只要液晶盒厚超過電場(chǎng)最大的穿透深度，透過率對(duì)盒厚的變化就不明顯，可應(yīng)用于LCoS投影顯示。然而傳統(tǒng)的基于IPS電極結(jié)構(gòu)的藍(lán)相液晶顯示器的工作電壓(～50V)比較高。

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提出了一種基于雙邊IPS電極結(jié)構(gòu)的LCoS微顯示器，該微顯示器具有亞毫秒的灰階響應(yīng)時(shí)間，制作工藝簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)電壓相對(duì)于傳統(tǒng)的基于IPS電極結(jié)構(gòu)藍(lán)相液晶顯示器大幅度降低。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明由上基板13、藍(lán)相液晶層7、下基板14構(gòu)成；上基板和下基板彼此平行設(shè)置；上基板13包括偏振器1、二分之一波片2、四分之一波片3、玻璃基板4、上基板透明平面公共電極5、上基板透明平面像素電極6；下基板包括下基板透明平面公共電極8、下基板透明平面像素電極9、絕緣層10、金屬漫反射膜11、單晶硅基板12。

所述二分之一波片2和四分之一波片3構(gòu)成圓偏振片，通過偏振器1的線偏振光經(jīng)圓偏振片后變?yōu)閳A偏振光，經(jīng)藍(lán)相液晶層7被金屬漫反射膜11反射后，發(fā)生半波損失，相位改變?chǔ)校俳?jīng)藍(lán)相液晶層7及圓偏振片出射的線偏振光的方向與偏振器1的偏振軸相互正交，使顯示器在不加電壓的時(shí)候呈現(xiàn)良好的暗態(tài)，實(shí)現(xiàn)顯示器的寬視角特性。

所述的藍(lán)相液晶層7采用聚合物穩(wěn)定的藍(lán)相液晶，具有亞毫秒的響應(yīng)時(shí)間，能實(shí)現(xiàn)時(shí)序彩色顯示，減少了動(dòng)態(tài)偽像；藍(lán)相液晶暗態(tài)為光學(xué)各向同性，使得觀看視角較寬；無需旋涂取向劑進(jìn)行取向，簡(jiǎn)化了制作工藝。所述藍(lán)相液晶層7的厚度使用間隔子進(jìn)行控制。