[发明专利]液晶显示装置的制造方法以及由此制造的装置

说明书

技术领域

本发明通常涉及一种液晶显示(LCD)装置，更具体地涉及一种LCD装置的制造方法。更为具体地，本发明涉及制造工艺和由此制造的LCD显示装置，其减小了随着时间而增加的缺陷的发生率，所述缺陷包括硅上液晶(LCoS)光阀的灾难性失效。

背景技术

反射型和透射型液晶显示装置(LCD)用于视频投影仪、背投电视、计算机显示器等，作为产生高质量图像的手段。已知的LCD装置与传统的替代产品例如阴极射线管(CRT)相比减小了许多电子产品的尺寸、重量、和整体成本，同时增加了产生的图像的质量。

图1示出了一种已知类型的LCD显示装置，反射型硅上液晶(LCoS)光阀100。显示装置100在硅基板102上形成，并且包括集成电路104、绝缘层106、多个像素镜108、平坦化层110、保护涂层112、下液晶取向层114、液晶层116、上液晶取向层118、透明电极层120、透明(例如玻璃)基板122、和抗反射涂层124。在图1中绘制的层的厚度未按比例而是被夸大显示，以便可以被更清楚地观察。

镜108通过在液晶层106内形成的多个通路而耦合至电路层104。平坦化层110和保护层112为装置的后续层提供平的、相对坚固的表面。镜108上方的平坦化层110和保护层112的厚度是在光薄膜涂层的量级。取向层114和118帮助使层116的液晶恰当地取向。透明电极120(例如氧化铟锡)形成于玻璃基板122的底面上，并且抗反射涂层124形成于顶表面上。取向层118形成于透明电极120上。

在操作期间，光穿过装置100的所有上面的层124、122、120、118、116、114、112、和110从而撞击在像素镜108上，并从镜108的顶表面被反射，并且随后再次穿过上面的层110、112、114、116、118、120、122和124而逸出所述装置。根据横跨液晶层116的电场，光的偏振被液晶层116改变。当透明电极120被保持在特定的电压下时，横跨液晶层116的电场被通过电路层104而施加到像素镜108上的电压所控制。因而，可以单独地调制入射光的空间像素化部分的偏振。

取向层114和118提供取向液晶层116的向列液晶的手段。该取向通过在表面中引入形貌不对称而完成。表面不对称引起液晶分子钉扎在表面。因此LC的体取向由表面取向所控制。

一种形成取向层的已知方法包括，形成聚酰亚胺层并且随后在预定方向上机械摩擦聚酰亚胺层从而产生表面不对称。聚酰亚胺取向层的一种通常的局限性是它们在高强度的照明下不是非常稳定。

为了解决聚酰亚胺取向层的局限性，研发了蒸镀的薄膜取向层。这些蒸镀的薄膜层典型地由氧化硅(SiO)或硅石(SiO₂)的倾斜的蒸镀而形成。已经发现蒸镀薄膜层在高强度的照明下产生非常稳定的取向。这对于消费品的TV应用非常重要，并且是LCOS显示器的取向的优选方法。

然而，结合了蒸镀薄膜取向层的装置出现了问题。具体地，随着时间的流逝观察到预倾斜角改变，由此改变了显示器的性能。该变化既影响放映的图像的对比度也影响颜色，并且对于消费品的应用是不可以接受的。对于制造商而言，随着时间的流逝而出现的LCD装置的逐渐失效可以尤为成本昂贵且令人烦恼，因为当在LCD装置中的缺陷仅在经过一些时间之后才变得明显，所述装置将很可能已经被结合到其它产品中。然后，所述装置的失效可以导致产品的光性能的减小、成本昂贵的维修期修理、和/或成本昂贵的产品招回。

因此，需要的是一种LCD装置的制造方法，所述装置具有较小的初始图像缺陷并且较小倾向于未来的失效。还需要的是一种不会不利地影响装置的产率或使用寿命的LCD装置内的取向层的形成方法。还需要的是比已知装置更不倾向于未来故障的LCD装置。

发明内容

本发明人发现，当存在例如热和潮湿的环境压力因子时，随时间流逝而出现的许多LCD显示装置的灾难性的失效要更为普遍得多。进一步的研究导致发现液晶层内部的微量杂质。本发明人意识到微量杂质(例如水蒸气)被吸收入薄膜液晶取向层或吸附在薄膜液晶取向层上。所述杂质的吸收和/或吸附干扰了取向层的功能并且引起可见的图像缺陷。在一些情形，在液晶取向层上形成杂质沉积的非均匀的层。非均匀的杂质沉积层因此导致在液晶层内液晶的取向的歪斜，导致可见的图像缺陷和/或装置的灾难性的失效。