[发明专利]具有改善的灵敏度和使用寿命的调制器

说明书

发明背景

本发明涉及用于电光应用中的液晶材料。更具体地，本发明涉及 液晶/聚合物复合材料、以及制造和应用这种复合材料的方法及装置。 仅作为示例，本发明的材料、方法和装置以电压成像系统为例进行说 明。本发明的材料、方法和装置可与其它电光应用一起使用，例如， 用在平板显示中的液晶复合材料。

电压成像技术可用于检测和测量平板薄膜晶体管(TFT)阵列中 的缺陷。根据该测量技术，TFT阵列的性能被模拟如同其被组装入TFT 单元，然后TFT阵列的特性通过使用基于电光(EO)光调制的探测器 间接测量面板上的实际电压分布来测得，或者通过所谓的电压成像来 测得。

最基本的电压成像系统包括一个电光(EO)调制器、成像物镜、 电荷耦合器件(CCD)相机或者其他合适的或类似的传感器、和图像 处理器。EO调制器的电光传感器基于聚合物矩阵中的液晶(以下称 “LC”)微滴的光散射特性，例如，聚合物矩阵(液晶/聚合物复合物， 或者LC/聚合物)薄膜中的向列液晶微滴。实施时，EO调制器设置在 薄膜晶体管(TFT)阵列表面上方大约5-35微米，并且在EO调制器 表面上的铟锡氧化物(ITO)层的透明电极上施加偏置电压。于是， EO调制器电容耦合于TFT阵列以便和TFT阵列相关的电场被液晶/ 聚合物复合层感测。透过LC/聚合物层的入射光的强度，借由横穿液 晶/聚合物复合材料中的液晶(LC)材料的电场力的任意变化而改变， 即被调制。然后，该光被介质镜反射并被CCD相机或者类似的传感器 收集。入射辐射源，例如可以是红外或者可见光，用于照射TFT阵列、 LC/聚合物薄膜和介质镜的夹层。

由于组件与待测面板(PUT)极为接近，因而LC/聚合物调制器 结构在常规使用中会被有害微粒损害，这严重缩短了其使用寿命。因 而，调制器寿命的改善是LC/聚合物调制器研究与开发中的主要目的 之一。

调制器灵敏度是LC调制器设备的另一重要特性。改善调制器灵 敏度可使探测能力改善，且这是LC调制器开发，特别是LC/聚合物矩 阵研究与开发中的一个重要方面。另外，某些应用，例如用于笔记本 的LC电脑显示，易受功耗的影响，这样，低电压改善灵敏度可减少 功耗和增加电池寿命。缺陷探测的灵敏度可定义为透过光的变化相对 于TFT阵列上的缺陷像素和正常像素的电压差的比例。

本发明相关工作表明，现有LC材料及与之相关的现有制造测试 方法，可能不够理想。例如，微粒污染可损害测试装置，例如，电压 成像系统和/或待测面板。同样，测试装置的灵敏度可能不够理想。

虽然上述材料、装置和方法可以适合于某些应用，但是本领域仍 需要改善电光LC材料，更具体地，改善电光LC材料和测试装置的灵 敏度和寿命性能。

发明详述

本发明涉及用于电光应用中的液晶材料。更具体地，本发明涉及 液晶/聚合物复合材料、以及制造和应用这种复合材料的方法和装置。 仅作为示例，本发明的材料、方法和装置以电压成像系统为例进行说 明。本发明的材料、方法和装置可用于其它电光应用，例如，用在平 板显示中的液晶复合材料。

转让给光子动力学公司(Photon Dynamics Inc.)的以下四项专利 描述了使用这种材料的调制器组件和LC材料涂覆方法：“调制器转 移方法和组件”，Michael A.Bryan，美国专利6,151,153(2000)；“调 制器制造方法和设备”，Michael A.Bryan，美国专利6,211,991 B1 (2001)；“使用旋转涂覆法制造基于PDLC的电光调制器的方法”， Xianhai Chen，美国专利6,866,887 B1(2005)；以及“抗刮伤和损伤 的PDLC调制器”，Xianhai Chen，美国专利7,099,067 B2(2006)； 上述参考专利中的每一个的全部内容特此一并并入本文。