[發明專利]用于投影顯示的反射式硅基鐵電液晶芯片及其制造方法

無效

• 申請號: 201110428397.0
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102436108A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 林斌;郝麗芳;能芬
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02F1/141
• 分類號: G02F1/141
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明涉及液晶芯片及制造，特別涉及一種用于投影顯示的反射式硅基鐵電液晶芯片及其制造方法。

背景技術

液晶材料是一種介于液體和固體之間的物質，不同的溫度對應液晶不同的晶相，根據溫度由高到低的變化，液晶材料呈現的晶相依次為：向列型、近晶型和膽甾型。鐵電液晶中最主要的液晶分子是手性近晶相C*液晶(SmC*)分子。對于這種手性分子，最獨特的功能是旋光性質，即改變入射光的偏振方向。

將各向同性液體注入液晶盒，對其進行降溫處理，那么液晶分子直接由手性向列相(N*)經過近晶型A*相逐漸轉變為近晶型C*相，這樣便可以得到鐵電液晶。鐵電液晶分子結構較為特殊，其具有自發極化矢量，在交變電場的作用下，分子運動呈螺旋式，具體結構見圖3。由于液晶在轉變過程中需要經過SmA*，這使得鐵電液晶分子的螺旋距離發生改變而出現缺陷。即使是一個均勻的樣本，在制取過程中分子層也會打折，左右方向連接區域形成鋸齒“之”字形缺陷，從而影響液晶的光學性能。解決這個問題常用的方法主要有兩種：一種是利用控溫技術，直接使液晶由N*轉變到SmC*；另外一種是SiO斜向蒸鍍法(80度以上)有機取向層。但它們存在的缺陷是：控溫技術在常溫情況下鍍膜，膜層不夠致密，吸潮顯著，在高溫情況下，難以涂鍍一些不耐高溫的塑料、聚合物；而SiO斜向蒸鍍法(80度以上)有機取向層賦型性差，液晶層的均勻性和批量生產性差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種用于投影顯示的反射式硅基鐵電液晶芯片及其制造方法。

為解決其技術問題，本發明提供了一種用于投影顯示的反射式硅基鐵電液晶芯片，包括：相互間隔且平行的玻璃基板和硅基板；在各自相對的側面上，在玻璃基板設置導電電極ITO層，在硅基板設置導電電極Al層；以環氧樹脂密封連接玻璃基板和硅基板形成液晶盒，其內部注滿鐵電液晶；在所述導電電極ITO層和導電電極Al層上分別設置取向層，玻璃基板和硅基板之間由固定于兩個取向層上的間隔子實現定位。

作為一種改進，所述間隔子是無機絕緣薄層。

作為一種改進，所述取向層是聚酰亞胺層、聚乙烯醇層、尼龍層或聚乙烯醇層其中的任意一種。

作為一種改進，所述鐵電液晶具有準書架式層結構。

作為一種改進，所述鐵電液晶的準書架式層結構不是完全垂直于玻璃基板和硅基板的表面，而是呈一定的角度，該角度在15°以內。

進一步地，本發明還提供了制作用于投影顯示的反射式硅基鐵電液晶芯片的方法，包括以下步驟：

(1)在玻璃基板上涂覆導電電極ITO層，在硅基板上涂覆導電電極Al層；

(2)在導電電極ITO層和導電電極Al層上分別涂覆一層取向層；然后，沿第一摩擦方向對玻璃基板的取向層進行摩擦處理，沿第二摩擦方向對硅基板的取向層進行摩擦處理，第一摩擦方向和第二摩擦方向按設定的角度相交；

(3)以環氧樹脂密封膠連接玻璃基板和硅基板組成液晶盒，兩者之間的距離由沉積于任一取向層上的無機絕緣薄層確定；

(4)向液晶盒內注入鐵電液晶，封口后進行降溫處理，同時在液晶盒上加載交流信號以控制鐵電液晶層排布，得到具有準書架式層結構的反射式硅基鐵電液晶芯片。

本發明中，所述步驟(2)中的取向層的材質是聚酰亞胺、聚乙烯醇、尼龍或聚乙烯醇其中的任意一種。

本發明中，所述步驟(2)中的摩擦處理是指：使用絲綢的滾子摩擦取向層，摩擦用力大小為10～50N，摩擦次數為20～50次，所述第一摩擦方向和第二摩擦方向是反向平行的。

本發明中，所述步驟(4)中的降溫處理是，以3℃/min的速度降溫至25℃。

本發明中，所述步驟(4)中加載交流信號時，控制交變電場為3V/um。

本發明中采用具有手性近晶相C液晶材料，這種材料以碳為中心的四個基功能各異，可以對入射光進行調制。通過對液晶盒進行特殊處理進而影響近晶相C的液晶材料，使其具有手性結構，即可以對入射的偏振光狀態進行調制。。

準書架型結構由取向層的摩擦方向確定。對上下部結構進行取向處理，上部結構沿第一摩擦方向進行摩擦處理，下部結構沿第二摩擦方向進行摩擦處理，該第一摩擦方向和第二摩擦方向反向平行摩擦處理。