获得液晶垂直排列或倾斜垂直排列的方法及制得的结构技术

一种具有高反差比、良好显示质量和高度光稳定性的透射型或反射型单畴、双畴、或四畴垂直排列或倾斜垂直排列液晶显示器（及其制造方法），它包括含有借助于被激发的氧化物源的单一倾斜蒸发而制备的氧化层的垂直排列或倾斜垂直排列层。蒸发方向与衬底平面之间的角度约为±２０到±９０度，而氧化层的厚度约为１０－２００ｎｍ。还提供了用单一倾斜蒸发工艺形成液晶的垂直排列或倾斜垂直排列的方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及到液晶显示(LCD)器件。更确切地说，本专利技术涉及到用于平板显示器、投影显示器的单畴型、双畴型或四畴型垂直排列或倾斜垂直排列LCD器件以及生产这种垂直排列或倾斜垂直排列液晶显示器件的方法，其中在垂直排列或倾斜垂直排列液晶显示器件的显示质量和大规模生产能力方面得到了改进。在垂直排列液晶显示器件中，采用了具有负介电各向异性的向列相液晶。当显示操作开始时，驱动电压使相对于衬底表面几乎垂直地排列的液晶分子发生倾斜。用这种构造，若激活状态下的分子倾斜方向不均匀，则观察到亮度的明显不均匀。为了避免这种现象，当获得液晶垂直排列时，通常提供一个小的预倾斜角。但随着预倾斜角的增大，反差比和阈值电平随预倾斜角的增大而降低。由于液晶分子是双折射分子且依赖于其取向，故这是有问题的。可以利用倾斜淀积的薄膜(例如，用亦称为“倾斜蒸发工艺”的倾斜汽相淀积工艺制作的薄膜)来提供预倾斜角。倾斜汽相淀积工艺是一种用来排列液晶分子的工艺，其中，诸如SiO之类的氧化物的蒸汽从倾斜方向淀积在衬底表面上。但预倾斜角应该大于约0.5度。否则，若驱动电压突然改变，则液晶分子可能沿完全相反的方向倾斜。这一现象被认为是一种动态排列缺陷。预倾斜角不能超过某一数值。否则，由液晶分子的预倾斜造成的双折射将引起暗态中的光泄漏，从而降低反差比。为了解决这一问题，已经提出将诸如日本专利公开No.55-13338所公开的二步倾斜汽相淀积工艺当作适合于控制液晶分子倾斜方向的工艺。但上述常规倾斜汽相淀积工艺的问题是，预倾斜角随薄膜厚度或入射角的稍许改变而大幅度变化。如Proceedings of the SID，Vol.31/4，p.321(1990)也报道的那样，当在液晶光阀的生产中采用倾斜汽相淀积工艺时，观察到反差比随预倾斜角的稍许改变而发生大幅度变化。这一现象将引起不均匀的液晶排列和重复性不足的问题。根据日本专利公开No.51-129251所公开的另一种常规排列方法，利用倾斜地入射到SiO2膜上的氩离子束，将淀积在衬底上的SiO2膜腐蚀掉，以便产生用于液晶排列的表面分布改变。由于腐蚀量很大，故这一排列方法是很费时间的。而且，沿倾斜方向作用的简单离子束腐蚀可能引起激活态中不均匀排列的问题。对于为显示动态图形而制造的高分辨率空间光调制器(SLM)来说，这一问题是特别重要的。根据另一种常规排列方法，它涉及到二个相对于蒸发源被倾斜地安置成第一角度的具有图形化透明电极的玻璃衬底。然后，在用离子枪发射的离子束对玻璃衬底进行辐照的情况下，在各个玻璃衬底上淀积第一SiO2膜。接着，将玻璃衬底沿其平面转90度角，并相对于蒸发源倾斜地安置成第二角度。然后，在用离子束对第一SiO2膜进行辐照的情况下，在各个第一SiO2膜上淀积第二SiO2膜。这样淀积在玻璃衬底上的第一和第二SiO2膜联合起来形成一个垂直排列的内涂层膜。垂直排列剂被涂敷到内涂层膜，然后通过隔板将玻璃衬底装配到一起并充以液晶。但显然，形成液晶垂直排列的工艺步骤是非常复杂的，涉及到二个蒸发之间以衬底取向改变而进行的与离子束有关的SiO2二步倾斜蒸发以及在SiO2膜顶部涂敷垂直排列膜。由于工艺步骤复杂，故这种垂直排列层的制造成本高且产率低。在液晶中形成稳定的倾斜垂直排列的另一种常规方法涉及到在衬底通过溅射靶时，用在线磁控溅射方法，在衬底上淀积一层氧化硅。然后，用长链乙醇涂敷被氧化硅涂敷过的衬底，以便引入液晶导向器，使无电场时的状态从垂直方向向平行于溅射过程中衬底运动方向的水平方向倾斜大约1-3度。一种相似的常规方法描述了垂直结构型排列相(DAP)模式液晶显示平板的变形。制作了排列膜，以便利用倾斜真空淀积与垂直取向加工剂的组合来得到液晶的垂直取向。但二种常规方法都需要二层膜，从而需要额外的工艺步骤。亦即，需要用溅射或倾斜蒸发得到的第一层介质膜以及由垂直排列剂组成的第二层。垂直排列膜组成的第二层通常由诸如长链乙醇之类的有机材料制成，它能够被来自后照光或投影光源的撞击其上的紫外光、紫色光、或蓝色光降解，以改变相邻液晶分子的预倾斜角。结果，显示图形会有缺陷，即显示会具有随光照剂量而改变的降低的反差比。考虑到常规方法和结构的上述和其它问题，本专利技术的目的是提供一种光稳定的垂直排列或倾斜垂直排列液晶显示单元，这种单元无论在不激活态还是在激活态都不出现排列不均匀，并具有高的反差比。本专利技术的另一目的是提供一种制作光稳定的垂直排列或倾斜垂直排列液晶显示单元的方法，比之采用诸如长链乙醇之类的有机垂直排列剂的常规方法，此方法采用诸如倾斜蒸发的SiO2之类的无机材料。本专利技术的另一目的是提供一种筒单且廉价的方法来产生垂直或倾斜垂直的液晶排列。本专利技术的另一目的是提供一种能够与半导体集成电路(IC)工艺兼容的产生垂直或倾斜垂直排列的方法。根据本专利技术的第一情况，提供了一种垂直或倾斜垂直排列液晶显示器，它具有例如玻璃衬底或用倾斜真空蒸发方法涂敷有单层SiO2膜的加工过的Si晶片衬底。根据本专利技术的第二和第三情况，提供了一种具有涂敷有垂直或倾斜垂直排列膜的衬底(例如玻璃等)的垂直或倾斜垂直排列液晶显示器的制造方法。此方法包括提供具有蒸发源的薄膜淀积系统、以及将衬底倾斜地固定在薄膜淀积系统中，使玻璃衬底和蒸发源的法线形成倾斜角。可以用溅射、化学汽相淀积(CVD)、等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)和其它的薄膜淀积方法来制作排列膜。蒸发源中所用的材料最好是无机材料，例如二氧化硅、MgF、SiNx、SiOx、Al2O3、ZnO、TiO2、GeO2、SiC、非晶CH、非晶SiH、等等(或上述材料中的任何一种或多种的组合)，其化学性质在UV光、紫色光或蓝色光的长时间照射下要稳定，以便形成光稳定且寿命长的液晶排列层。从参照附图对本专利技术最佳实施例的下列详细描述中，可以更好地理解上述和其它的目的、情况和优点，在这些附图中附图说明图1是透射型和反射型倾斜垂直液晶显示平板的图示；图2是示意图，示出了用倾斜汽相淀积制作介电排列膜的装置的构造；图3示出了各个示例性液晶混合物的对液晶盒法线的预倾斜角与对衬底平面的蒸发角的函数关系；图4是形成有源矩阵驱动的双畴倾斜垂直液晶显示器的产生排列层的图示；以及图5A-5B示出了多畴LCD的结构，更具体地说，图5A示出了在显示器的二个衬底上都具有多个凸块的结构，而图5B示出了在一个衬底上具有凸块或脊，而在另一个衬底上具有腐蚀掉的条形的结构。现参照附图，更确切地说是参照图1-5B，其中示出了根据本专利技术的方法和结构的最佳实施例。图1示出了倾斜垂直透射型或反射型液晶显示盒100的示意图。所示透射型液晶盒包括厚度大体在0.05-5mm，最好是0.2-3mm范围内的透明衬底1和7。根据所用材料的类型，二个衬底的厚度可以不同。再提供厚度大体在10-4000埃，最好是100-2000埃范围内的透明电极2和5(图1中的参考号6被忽略)。根据膜的性质，电极的厚度可以不同。还提供了厚度大体在10-2000埃(例如大约2-200nm)，最好是100-1000埃(例如大约10-100nm)范围内的用于液晶排列的介质膜3和4。根据膜的性质，排列膜的厚度可以不同。再提供液晶混合物8，它可以由从德国Darmstadt的E.M.Merck公司得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示器，它包含：衬底；制作在所述衬底上的至少一个垂直排列膜和倾斜垂直排列膜，其中所述倾斜垂直排列膜包含制作在衬底上的单一倾斜蒸发膜；以及邻近所述倾斜垂直排列膜的被所述膜排列的具有负介电各向异性的向列相液晶混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆珉华，杨界雄，
申请(专利权)人：维迪奥肯全球有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]