[发明专利]形成液晶显示装置的配向层的方法及显示装置

说明书

一种形成液晶显示装置的配向层的新颖方法，该方法包括以下步骤：提供基板(例如，处理过的硅晶片等)，该基板具有沉积于其上的配向层；及施加来自脉冲激光器的一连串脉冲以使该配向层的部分退火并改变其表面形态。该方法可包括以下步骤：在激光退火之前，利用旋涂工艺将配向层材料(例如，包含SiO₂的旋涂式电介质)沉积在基板上。根据激光扫描轨迹，施加一连串激光脉冲产生有助于液晶的配向的重复性特征图案。本发明还公开具有激光退火的配向层的液晶显示装置。本发明的配向层被快速且廉价地施加，且在长时间和高强度的光胁迫下非常稳固。

技术领域

本发明大体上关于一种液晶显示(LCD)装置及其制造方法，尤其是关于一种形成用在LCD显示器中的配向层的方法。

背景技术

反射式和透射式LCD装置用于视频投影仪、背投影电视、计算器显示器和其它装置中作为用于产生高质量影像的装置。图1显示已知的液晶显示装置100，其在本实施例中是反射式硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)光阀。显示装置100形成在硅基板102上，并包括：集成电路104、绝缘层106、多个像素镜108、平坦化层110、保护涂层112、下液晶配向层114、液晶层116、上液晶配向层118、透明电极层120、透明(例如，玻璃)基板122和抗反射涂层124。图1所示的层厚度并未按比例绘示，而是绘制为清楚可见。

反射镜108通过形成在绝缘层106中的多个通孔耦合至电路层104。平坦层110和保护层112为装置的后续层提供平坦的、相对稳固的表面。配向层114和118有助于恰当地配向层116的液晶。透明电极120(例如氧化铟锡)和抗反射涂层124分别形成在玻璃基板122的底面和顶面上。配向层118形成在透明电极120上。

在操作期间，光穿过显示装置100的所有上层124、122、120、118、116、114、112、以及110以照射在像素镜108上。光从镜108的顶面反射，然后穿过上层110、112、114、116、118、120、122以及124，再次从装置射出。根据施加在液晶层116上的电场，通过液晶层116改变光的偏振。当透明电极120保持在一特定电压时，穿过液晶层116的电场由通过电路层104施加在像素镜108的电压来控制。因此，可以单独地调制入射光的空间像素化部分的偏振。

配向层114和118提供了配向液晶层116的向列型液晶的手段。通过在配向层114和118的表面中引起形貌不对称性来实现这种配向，其控制液晶层116中液晶的整体取向。

形成配向层的一种已知方法包括：形成聚酰亚胺层，然后在预定方向上机械地摩擦该聚酰亚胺层，以产生形貌不对称性。聚酰亚胺配向层的一般限制是它们在高强度和/或长时间照射下不是非常稳定。的确，经过数十小时的光胁迫(light stress)之后，聚酰亚胺配向层能充分劣化以引起显示的像中的耀斑(例如，不想要的较亮区域)。并且，经过几百小时的光胁迫之后，劣化严重到足以在显示的白色像中导致永久的黑色区域和/或在黑色像中导致永久的白色区域。换言之，光胁迫将导致具有聚酰亚胺配向层的显示装置随时间失效，导致光学性能的降低，昂贵的保修期内修理/召回和/或失去客户。

为了解决聚酰亚胺配向层的局限性，发展出了电子束蒸发的薄膜配向层。通过二氧化硅(SiO₂)的斜向蒸发形成这些蒸发的配向层。虽然已经发现这种蒸发的配向层在光胁迫下是稳定的，但是它们具有几个缺点。首先，真空沉积法既复杂又昂贵，需要固体、高纯度SiO₂、保持在高真空下的腔室、以及电子枪和电源。此外，由于缓慢的SiO₂生长速度，制造产量也非常低。这些缺点导致显示装置的制造更昂贵。

因此，需要一种在LCD装置中形成稳固的配向层的有效且廉价的方法。还需要一种具有在长时间的光胁迫之后稳定的配向层的LCD装置。

发明内容