CN1333299C - 反射型液晶显示装置、制造其的方法及液晶显示单元 - Google Patents

反射型液晶显示装置、制造其的方法及液晶显示单元 Download PDF

Info

Publication number
CN1333299C
CN1333299C CNB2004100921915A CN200410092191A CN1333299C CN 1333299 C CN1333299 C CN 1333299C CN B2004100921915 A CNB2004100921915 A CN B2004100921915A CN 200410092191 A CN200410092191 A CN 200410092191A CN 1333299 C CN1333299 C CN 1333299C
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
reflection
pixel capacitors
crystal display
evaporation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2004100921915A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1607447A (zh
Inventor
桥本俊一
矶崎忠昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2003309875A external-priority patent/JP3760444B2/ja
Priority claimed from JP2003309876A external-priority patent/JP3760445B2/ja
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN1607447A publication Critical patent/CN1607447A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1333299C publication Critical patent/CN1333299C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133734—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by obliquely evaporated films, e.g. Si or SiO2 films
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133742—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for homeotropic alignment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

在本发明反射型液晶显示装置中，当通过倾斜蒸镀取向膜保持取向特性时，可以解决膜结构引发的电气问题，防止离子等通过取向膜、获得长期驱动可靠性。可以防止象素之间凹槽的结构引发的错位和不均匀取向，获得优质的图像质量。在每个象素电极基片和透明电极基片更靠近垂直排列液晶的侧面内，倾斜蒸镀取向膜形成在垂直蒸镀膜上。因为该垂直蒸镀膜为基底膜，在保持倾斜蒸镀取向膜的取向特性时，可以解决膜结构引发的电气问题，防止离子等通过倾斜蒸镀取向膜，获得长期驱动可靠性。倾斜蒸镀取向膜从相对于象素电极基片的基片表面的倾斜方向上、通过蒸镀形成在象素之间凹槽的区域上，因此可以防止象素之间凹槽的结构引发的错位和不均匀取向。

Description

反射型液晶显示装置、制造其的方法 及液晶显示单元
技术领域
本发明涉及一种包括反射象素电极的反射型液晶显示装置，一种制造这种液晶显示装置的方法，以及一种液晶显示单元，比如通过使用反射型液晶显示装置显示图像的反射型液晶投影仪。
背景技术
近年来，随着投影显示装置在清晰度、小型化和亮度方面的发展，作为投影显示装置的显示装置，尺寸小、高清晰度、光利用率高的反射型装置已经成为关注的焦点并应用于实际。公知的反射装置是一种在一对相对的基片内注入液晶的有源反射型液晶显示装置。在这种情况下，作为该对基片，使用通过在玻璃基片上层压(laminate)透明电极形成的透明电极基片和一驱动基片，该驱动基片使用硅(Si)基片，其包括例如CMOS(互补金属氧化物半导体)型半导体电路。反射光和给液晶提供电压的反射象素金属电极设置在驱动基片上，从而形成象素电极基片。反射象素电极由金属材料制成，主要成分为在大规模集成(LSI)制造中常使用的铝。
在这样的反射型液晶显示装置中，当给透明电极基片上的透明电极和驱动基片上布置的反射象素电极施加电压时，电压施加到液晶上。此时，液晶的光学性能根据这些电极间的电势差发生变化，从而液晶调整入射光。反射型液晶显示装置能够通过光线的调整显示灰度图像。
近年来，在这样的反射型液晶显示装置中，特别是其中注入垂直排列的液晶的有源反射型液晶显示装置，已经作为投影装置成为关注的焦点，因为有源反射型液晶显示装置对比度高、响应速度快。这里的“垂直排列液晶材料”是指一种负介电各向异性(平行于液晶分子长轴的介电常数ε(‖)与垂直于液晶分子长轴的介电常数ε(⊥)之间的差Δε(＝ε(‖)-ε(⊥))为负)的液晶材料，当外加电压为零时，在垂直排列的液晶材料中，液晶分子相对基片表面在基本上垂直的方向排列，从而该有源反射型液晶显示装置工作在正常的黑模式。
在垂直排列液晶中，当外加电压为零时，垂直排列液晶分子的长轴在关于每个基片表面的基本垂直的方向排列，当提供电压时，该长轴在面内(in-plane)方向上倾斜，垂直排列液晶的传递系数发生变化。如果在驱动过程中液晶分子的倾斜方向不统一，则对比度不均匀。为了防止对比度不均匀，需要在预先确定的方向上以非常小的预倾斜角排列液晶分子，然后垂直地排列它们。这个预先确定的方向就是象素电极的对角线方向(也就是45°方向)。当预倾斜角度过大时，垂直的排列退化，从而黑色电平增加，对比度下降。因此，通常预倾斜角度控制在与基片表面的法线方向大约成1°至5°的范围内。
排列垂直排列的液晶材料的取向的方法有两种，一种方法是通过使用以聚酰亚胺为代表的有机取向(alignment)膜并摩擦它来控制取向，另一种方法是通过使用以二氧化硅为代表的无机取向膜进行倾斜蒸镀来控制取向。目前，为了获得投影仪的更高的亮度，增加灯的功率以使光线以很大的强度照射到显示面板上是一种趋势。因此，第一种方法中的有机取向膜由于光照而受到破坏的问题就随之产生。
另一方面，后一种方法中的倾斜蒸镀的二氧化硅膜是一种无机材料。因此不像聚酰亚胺，遇光不会受到破坏，而且可以获得更高的可靠性。因此，倾斜蒸镀膜成为关注的焦点。当取向膜是二氧化硅的倾斜蒸镀膜时，蒸镀粒子与基片所成的入射角在倾斜蒸镀过程中发生变化，从而控制预倾斜角。通常，实际的入射角在与基片表面的法线方向大约成45°至65°的范围内。
现有技术中有关反射型液晶显示装置的技术已经在例如日本未审专利申请公开说明书Hei 11-174427和2001-5003中提及。
首先，现有技术中的第一个问题将在下面进行描述。图1说明了通过扫描电子显微镜观察到的、作为取向膜结构的实例的透明电极基片的膜结构的横断剖面照片。在该膜结构中，在玻璃基片上形成作为透明电极的ITO(铟锡氧化物)膜，作为取向膜的二氧化硅膜通过倾斜蒸镀法直接形成在ITO膜上。从该横断剖面照片上可以很明显的看出，通过倾斜蒸镀法形成的二氧化硅膜具有与蒸镀方向倾斜的柱状结构。尽管根据横断剖面照片可以认为垂直液晶能够以这样的结构倾斜预倾斜角度，在该结构中，有大量的缝隙存在，因而二氧化硅膜准确地说并不是密集膜。因此，在驱动液晶单元时从电极中产生的离子、液晶单元中存在的离子、或者通过光在液晶单元中产生的离子或杂质很容易穿过二氧化硅膜，因此，二氧化硅膜是具有相对低电阻的膜。象素电极基片上的取向膜存在同样的问题。
因此，当液晶单元被驱动很长时间时，离子被引入液晶单元中，在液晶单元中发生离子偏离，从而导致了所谓的击穿(burn-in)。为了纠正这种离子的偏离，可以考虑一种改变液晶两个面上的取向膜间的厚度比率的技术，或者一种***不同电介层的技术，通过电的方法纠正由于离子偏离产生的电不对称性，从而减小离子的偏离。然而，由于通过倾斜蒸镀法形成的取向膜不够密集而产生击穿，因此前一种技术效果不好。此外，后一种技术并不实际，因为它将导致在电介质层和取向膜之间的接口上产生新的击穿问题，或者会有其他问题，例如在制造过程中需要形成由其他材料制成的膜。
在日本未审专利申请公开说明书Hei 11-174427中描述了一种装置的结构，在这种结构中，由不同于取向膜材料的材料形成的层形成在电极和取向膜之间。在日本未审专利申请公开说明书Hei 11-174427中，披露了一种作为防止在液晶和玻璃基片之间的接口上发生光线反射的结构的、具有层压结构的液晶显示装置的技术，该层压结构包括层压在玻璃基片内标明上的透明电极层，取向层和一个或多个透明中间层，该透明中间层的折射率略低于透明电极层而高于液晶层或玻璃基片的折射率。作为一个具体的例子，描述了一种结构，在该结构中，AL2O3膜作为中间层形成在ITO电极膜上，以SiO2为取向膜的倾斜蒸镀膜形成在AL2O3膜上。
然而，在日本未审专利申请公开说明书Hei 11-174427中所描述的技术是从光学的观点防止光线反射的技术，因此此项技术不能解决例如发明中涉及的离子通过的问题，此外，还有例如在透明电极基片和象素电极基片上同样出现的离子通过的问题。在日本未审专利申请公开说明书Hei 11-174427中所描述的这项技术只适用于透明电极基片。
下面描述现有技术中的第二个问题。通常，很难控制垂直排列的液晶材料的取向。在反射象素电极附近的驱动基片上存在不均匀结构的情况下，或者在象素电极之间存在凹槽的情况下，在象素电极的周围由于不均匀结构的影响产生取向缺陷。这种取向缺陷导致显示表面的均匀性降低，黑色电平(图像中的黑色部分不显示为黑色而显示为灰色的现象)增加，旋转位移导致的图像质量下降。特别是，在使用硅驱动装置的反射型液晶显示装置中，通常象素间距小于或等于10μm，因此，与象素间距为几十μm或更多的大的直观型液晶显示装置相比较，象素周围的反射区域很容易对图像质量造成影响，而且与可透射的液晶显示装置不同的是，反射区域不会被黑色矩阵覆盖，因此对于反射型液晶显示装置来说，使错位(misalignment)区域最小化或完全消除是基本的实际要求。
下面描述反射型液晶显示装置的由于象素电极结构导致的问题。如图2A和2B所示，反射象素电极111以矩阵的形式设置在硅驱动基片110上。每个反射象素电极111的大小和外形，例如为边长为8.4μm的正方形。为了防止相邻象素间的电短路，反射象素电极111设置成有预定间距的象素之间的空间W1。例如当象素之间的空间W1为0.6μm时，象素间距W2为9μm。通常，象素间距W2在大约7μm至15μm的范围内，象素之间的空间W1在大约0.3μm至0.7μm的范围内。并且，象素电极的厚度在大约为150nm至250nm的范围内。
每个反射象素电极111均具有这样一种外形，在相邻象素电极间总是形成类似于凹槽形状(下文中称为象素之间凹槽)的部分。例如在图2B所示的横截面上，象素之间凹槽的纵横比为高150nm、宽600nm。
图3和4示意性的表示了通过倾斜蒸镀法将二氧化硅的取向膜112形成到图2A和2B所示的象素结构上的状态，和通过取向膜112取向垂直排列液晶113的状态。在图3和4中，箭头130表示形成取向膜112的蒸镀方向。取向膜112以例如为55°的入射角θ(图3所示)倾斜蒸镀到基片上，入射角θ表示基片法线方向与反射象素电极111(图4所示)对角线方向的夹角。
在执行这种倾斜蒸镀的情况下，如图3所示，反射象素电极111相对入射方向的侧部表面周围的区域(图3中区域121周围)被反射象素电极111遮蔽，因此取向膜112没有蒸镀并形成在该区域上。另一方面，取向剂膜112在另一个侧部表面周围形成了字母L的形状，如图3所示。这样，没有形成取向膜112的区域121存在于象素之间凹槽的底面和反射象素电极111的侧部表面上。
预倾斜角的取向方向是象素的对角线方向，图4是表示在这种情况下形成有取向膜112的区域和没有形成取向膜112的区域121的示意性平面图。当反射象素电极111的厚度增加，象素之间的空间W1减小时，在象素之间凹槽的底面上不形成蒸镀膜，蒸镀膜只是形成在象素之间凹槽的一个侧部表面上。在形成取向膜的典型方法中，不可避免的存在象素之间凹槽的两个侧表面的膜结构变得不对称的问题。
由于存在这样取向膜112不能特定地形成在象素之间凹槽底面的区域，液晶113的取向在该区域内得不到控制。因此液晶113处于取向之外，图像质量受到破坏的问题，例如不均匀取向、以及可靠性下降的问题，将会随之产生。换言之，如图3所示，取向膜112形成在反射象素电极111的表面上，从而液晶分子长轴通常以良好的状态均匀的在预倾斜方向排列。另一方面，特别是不形成取向膜112的区域121产生于象素之间凹槽底面的一部分上，因此垂直排列液晶分子的作用力不产生作用，因而形成了不均匀取向区域120。不均匀取向区域120对象素电极的周围区域产生影响，导致在象素电极表面的液晶分子垂直排列、而在从象素电极周围区域到象素之间凹槽的这一区域内的液晶分子不均匀排列的状态。从而，在从象素电极周围区域到象素之间凹槽的这一区域内出现不均匀取向，因此导致图像质量退化。蒸镀角通常在与基片法线呈45°至65°的范围内进行选择；然而，象素之间凹槽越深，在象素之间凹槽底面上不形成取向膜112的区域也越大，因此蒸镀角有很大的影响。上面的现象尤其出现于用例如二氧化硅的无机材料的倾斜蒸镀膜作为取向膜112的情况中。
另一方面，在例如聚酰亚胺的有机取向膜中，上面提到的由于不形成取向膜112的问题不会出现。这是因为有机取向膜是通过用一种溶剂形式的材料层压于象素基片整个表面上的类似于纺织衣料的技术形成的，因此材料均匀层压于象素之间凹槽上。
作为防止倾斜蒸镀膜出现上述问题的方法，在日本未审专利申请公开说明书No.2001-5003中披露了一种方法，该方法中首先以70°角从基片表面的法线沿象素电极的侧边进行倾斜蒸镀，以在沿着象素电极侧边的象素之间凹槽的底面部分(用A表示)上形成第一取向膜，然后将基片在平面内旋转90°，再通过同样的倾斜蒸镀法在沿着象素电极另一侧边的象素之间凹槽的底面部分(用B表示)上形成第二取向膜。
在日本未审专利申请公开说明书No.2001-5003中描述的技术是关于通过从基片表面的不同入射方向进行倾斜蒸镀，来独立形成第一取向膜和第二取向膜的方法，以及用于改变在平面内的蒸镀方向的平面内基片旋转***的技术。根据这项技术，取向膜稳妥地形成在象素之间凹槽的底面部分上。然而，第一取向膜和第二取向膜从平面内的不同方向(实例中相差90°)上形成，因此液晶的预倾斜方向在A和B的底面上不同，因此当提供电压时，液晶分子向不同的方向倾斜。
换言之，由于第二取向膜形成在象素电极的表面上，包括在象素凹槽部分B内的液晶分子的大部分液晶分子向由第二取向膜确定的方向倾斜。而在形成有第一取向膜的象素凹槽部分A内的液晶分子向不同于上述方向的方向倾斜，因此在这两部分之间的部分，也就是，象素凹槽部分A周围的区域，取向方向不同于该部分周围区域的部分就产生了。虽然该部分很小，但是它在取向中表现为周期性的不均匀。并且，在这项技术中，如上描述，除非沿着象素电极的侧边进行蒸镀，并且将基片在平面内旋转90°后再进行蒸镀，否则取向膜不能严格的在整个象素之间凹槽上形成。
通常，在反射型液晶显示装置中使用作为偏振分离装置的PBS(偏振光束分离器)。当偏振通过PBS在十字形偏光镜(Nicol)装置中发生分离时，可以获得最高传递系数的垂直液晶的取向方向是象素的对角线方向，也就是45°方向。因而，在日本未审专利申请公开说明书No.2001-5003中的沿着象素侧边的取向处理中，在反射型液晶显示装置中不能用使用PBS的偏振分离光学***，而且反射型液晶显示装置作为投影显示装置的可能性很小。为了避免这问题，当第二取向膜形成在象素的对角线方向上时，在理论上，即使第一取向膜从任何方向形成，在象素之间凹槽内依然存在不能被完全层压的区域，因此日本未审专利申请公开说明书No.2001-5003中的这项技术不能发挥什么作用。因此，这项技术远远不能达到实际上的有效性。
发明内容
基于前面的认识，本发明的第一个目的是提供反射型液晶显示装置，它能够解决由于倾斜蒸镀取向膜的结构导致的电气问题，同时通过倾斜蒸镀取向膜保持取向特性，防止离子或其它类似物通过取向膜，以便获得长时间的可靠性，以及一种制造这种反射型液晶显示装置的方法，和液晶显示单元。
此外，本发明的第二个目的是提供反射型液晶显示装置，它能够防止由于象素之间凹槽的结构导致的错位和取向不均匀，在垂直排列液晶的取向由倾斜蒸镀取向膜控制以便获得优质的图像质量的情况下，提供一种制造这种反射型液晶显示装置的方法，和液晶显示单元。
根据本发明第一方面的反射型液晶显示装置包括：相对的象素电极基片和透明电极基片，以及位于其间的垂直排列液晶，其中，在每个象素电极基片透明电极基片更靠近垂直排列液晶的侧面内，至少依次层压从相对于基片表面的垂直方向上通过蒸镀形成的垂直蒸镀膜，和在垂直蒸镀膜上、从相对于基片表面的倾斜方向上通过蒸镀形成的倾斜蒸镀取向膜。
根据本发明第一方面的制造反射型液晶显示装置的方法，该反射型液晶显示装置包括相对的象素电极基片和透明电极基片，以及位于其间的垂直排列液晶，其中制造象素电极基片的每个步骤和制造透明电极基片的步骤包括以下步骤：在更靠近垂直排列液晶的侧面上、从相对于基片表面的垂直方向上通过蒸镀形成垂直蒸镀膜；和在形成垂直蒸镀膜之后，在垂直蒸镀膜上从相对于基片表面的倾斜方向上通过蒸镀形成倾斜蒸镀取向膜。
在本发明中的反射型液晶显示装置、制造反射型液晶显示装置的方法、和液晶显示单元中，作为垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀取向膜，例如，形成例如由二氧化硅构成的蒸镀膜。
此外，根据本发明的液晶显示单元使用由本发明的反射型液晶显示装置调节的光来显示图像。
在本发明的反射型液晶显示装置、制造反射型液晶显示装置的方法、和液晶显示单元中，在每个象素电极基片和透明电极基片上，垂直蒸镀膜作为倾斜蒸镀取向膜的基底膜而形成。例如，由二氧化硅构成的垂直蒸镀膜相对于倾斜蒸镀取向膜不具有柱状结构、是具有高电阻系数的密度较大的膜，因此起电屏蔽层作用的垂直蒸镀膜位于倾斜蒸镀取向膜和每个基片之间。从而，可以防止装置中出现的离子流动现象。因此，可以获得具有良好的长期可靠性的装置，其中即使在长时间驱动的情况下，也不会出现离子击穿现象。而且，特别是在每个蒸镀膜都是由同样的二氧化硅膜形成的情况下，由同样的二氧化硅构成的倾斜蒸镀取向膜形成在由同样的二氧化硅构成的基底膜上，因此与取向膜直接形成在ITO电极或铝电极上的情况相比，膜质量更好。
本发明的反射型液晶显示装置包括两层取向膜，其中倾斜蒸镀取向膜形成在垂直蒸镀膜上，在制造这两层取向膜的方法中，更好的是垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀取向膜连续形成。这里“连续”的意思是在不中断真空的情况下，按顺序形成膜。可以采用以不同设备形成两个膜的方法，或在形成膜后中断真空，然后再形成另一膜的方法，从而可以获得某种程度的效果。然而，在这种情况下，需要保持膜间接口极其清洁。而且更特别的是，例如，二氧化硅易受水分吸收或粘着杂质的影响，因此垂直蒸镀膜表面的化学稳定性是很重要的。如果不具备足够的化学稳定性，膜间的粘附强度就低，因此膜可能会分离，或者膜结构不能顺序的连接在一起，从而在接口就会捕获离子或其它类似物，新的击穿就发生了。
因此，在制造象素电极基片和透明电极基片的每个步骤中最有效的是，具有可以改变蒸镀粒子相对于基片法线方向的入射角的***的蒸镀设备，它用于在不中断真空的情况下依次蒸镀两个膜，因此认为这是一种很有效的制造方法。
根据本发明第二方面的反射型液晶显示装置包括：相对的象素电极基片和透明电极基片，以及位于其间的垂直排列液晶，其中，在象素电极基片面向透明电极基片的侧面上，至少依次层压多个象素电极，从相对于象素电极基片的基片表面的垂直方向上、在反射象素电极的整个表面和相邻反射象素电极间的整个凹槽部分通过蒸镀而形成的垂直蒸镀膜，和从相对于象素电极基片的基片表面的倾斜方向上、在反射象素电极的整个上表面和相邻反射象素电极间的凹槽部分的一部分上通过蒸镀形成的倾斜蒸镀取向膜，垂直蒸镀膜形成在其间。
在根据本发明第二方面制造反射型液晶显示装置的方法中，反射型液晶显示装置包括相对的其上有多个反射象素电极的象素电极基片和其上有透明电极的透明电极基片，以及位于其间的垂直排列液晶，该方法包括以下步骤：在象素电极基片面向透明电极基片的侧面内的反射象素电极的上表面和相邻反射象素电极间的凹槽部分上、从相对于象素电极基片的基片表面的垂直方向上通过蒸镀形成垂直蒸镀膜；和在形成垂直蒸镀膜之后，从相对于象素电极基片的基片表面的倾斜方向上、在反射象素电极的上表面和相邻反射象素电极间的凹槽部分上通过蒸镀形成倾斜蒸镀取向膜，垂直蒸镀膜形成在其间。
在本发明的反射型液晶显示装置和液晶显示单元中，倾斜蒸镀取向膜形成在象素电极整个上表面上，垂直蒸镀膜形成在其间，因此当外加电压期间，具有例如非常小的大约为1°至5°的预倾斜角的液晶分子排列在蒸镀方向上(通常在装置的45°对角线方向上)。在象素之间凹槽内，在形成倾斜蒸镀取向膜的区域内，液晶分子以这样一种状态进行排列，其中液晶分子具有类似方式的预倾斜角。另一方面，在不形成倾斜蒸镀取向膜的区域内，液晶分子完全排列在相对于基片表面的垂直方向上。
在不形成倾斜蒸镀取向膜的象素之间凹槽的区域内，取向不垂直也不均匀，因此该区域对象素电极上的垂直排列液晶的取向有不利影响。另一方面，在本发明中，在该区域内，垂直蒸镀膜将液晶排列在垂直方向上，因此该区域对象素电极上的液晶的垂直取向不产生不利影响。而且，垂直蒸镀膜对液晶的取向与倾斜蒸镀取向膜对液晶的取向略有不同，因为预倾斜角形成在倾斜蒸镀取向膜对液晶的取向上。然而，通常，这个预倾斜角只有1°至5°这么小，因此取向上的这种区别根本不能认为是图像质量问题。因此，在本发明中，在装置中出现的象素之间凹槽周围的错位不会出现，而且在整个显示区域内可以稳定地实现垂直取向。从而，可以获得优质的图像质量。
在本发明制造反射型液晶显示装置的方法中，垂直蒸镀膜从相对于象素电极基片的基片表面的垂直方向上、通过进行蒸镀而形成在象素电极基片面向透明电极基片的侧面内的反射象素电极的上表面和相邻反射象素电极间的凹槽部分(象素之间凹槽)上；此后，从相对于基片表面的倾斜方向上通过进行蒸镀形成倾斜蒸镀取向膜。垂直蒸镀膜从相对于基片表面的垂直方向蒸镀形成，因此垂直蒸镀膜形成在反射象素电极的整个上表面和象素之间凹槽的整个底面上。倾斜蒸镀取向膜从相对于基片表面的倾斜方向上蒸镀形成，因此倾斜蒸镀取向膜形成在反射象素电极的整个上表面和象素之间凹槽的一部分上，其中垂直蒸镀膜形成在其间。
不像现有技术中的制造方法，本发明中制造的反射型液晶显示装置，在不形成倾斜蒸镀取向膜的象素之间凹槽的区域内，垂直蒸镀膜将液晶排列在垂直方向上，因此该区域几乎不影响象素电极上液晶的垂直取向。因此，在本发明中制造的反射型液晶显示装置中，装置中象素之间凹槽周围出现的错位不会出现，在整个显示区域内可以稳定地获得垂直取向。从而，可以获得优质的图像质量。
在本发明制造反射型液晶显示装置的方法中，更好的是垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀取向膜连续形成。这里“连续”的意思是在不中断真空的情况下，按顺序形成膜。可以采用用不同设备形成两个膜的方法，或在形成一个膜后中断真空，然后再形成另一膜的方法。然而，在这种情况下，必须防止在接口上发生由于水分吸收或粘着杂质致使性质退化破坏或粘附强度下降的问题。
因此，更好的是，例如在一个蒸镀设备中，基片表面的法线方向和来自蒸镀源的蒸镀材料的入射方向被调节成彼此一致，在真空中形成垂直蒸镀膜，以及此后，在保持真空的同时，使象素电极基片倾斜以便基片表面的法线方向相对于蒸镀材料的入射方向成预定的角度，从而从相对于基片表面的倾斜方向上通过蒸镀连续形成倾斜蒸镀取向膜。
在根据本发明第一方面的反射型液晶显示装置和液晶显示单元中，在每个象素电极基片和透明电极基片更靠近垂直排列液晶的侧面内，至少依次层压从相对于基片表面的垂直方向上通过蒸镀形成的垂直蒸镀膜，和在垂直蒸镀膜上、从相对于基片表面的倾斜方向上通过蒸镀形成的倾斜蒸镀取向膜，因此当通过倾斜蒸镀取向膜保持取向特性时，可以解决由于膜结构引发的电气问题，可以防止离子等通过取向膜，从而可以获得长期的可靠性。
在制造根据本发明第一方面的反射型液晶显示装置的方法中，制造象素电极基片的每个步骤和制造透明电极基片的步骤包括以下步骤：在更靠近垂直排列液晶的侧面上、从相对于基片表面的垂直方向上通过蒸镀形成垂直蒸镀膜，垂直蒸镀膜形成之后，在垂直蒸镀膜上、从相对于基片表面的倾斜方向上通过蒸镀形成倾斜蒸镀取向膜，因此可以制造反射型液晶显示装置，它在通过倾斜蒸镀取向膜保持取向特性时，可以解决由于膜结构引发的电气问题，可以防止离子或其它类似物通过取向膜，从而可以获得长期的可靠性。
在根据本发明第二方面的反射型液晶显示装置和反射型液晶显示单元中，垂直蒸镀膜通过蒸镀形成在反射象素电极的整个上表面和相邻反射象素电极间的凹槽部分的整个底面上，而倾斜蒸镀取向膜从相对于象素电极基片的基片表面的倾斜方向上通过蒸镀形成在反射象素电极的整个上表面和相邻反射象素电极间凹槽部分的一部分上，垂直蒸镀膜形成在其间，因此在不形成倾斜蒸镀取向膜的相邻反射象素电极间的凹槽部分的区域内，垂直蒸镀膜将液晶排列在垂直的方向上。从而，在垂直排列液晶的取向受倾斜蒸镀取向膜控制的情况下，可以防止由于象素之间凹槽的结构引发的错位和取向不均匀，可以获得优质的图像质量。
在制造根据本发明第二方面的反射型液晶显示装置的方法中，垂直蒸镀膜从相对于象素电极基片的基片表面的垂直方向上、通过蒸镀形成在象素电极基片面向透明电极基片的侧面内的反射象素电极的上表面和相邻反射象素电极间的凹槽部分上，此后，倾斜蒸镀取向膜从相对于基片表面的倾斜方向上通过蒸镀形成，因此垂直蒸镀膜可以形成在反射象素电极的整个上表面和象素之间凹槽的整个底面上，倾斜蒸镀取向膜可以形成在反射象素电极的整个上表面和象素之间凹槽的一部分上，垂直蒸镀膜形成在其间。因此可以制造这样反射型液晶显示装置，其中在不形成倾斜蒸镀取向膜的相邻反射象素电极间的凹槽部分的区域内，垂直蒸镀膜将液晶排列在垂直方向上。根据该制造方法，在垂直排列液晶的取向受倾斜蒸镀取向膜控制的情况下，可以制造能够防止由于象素之间凹槽的结构引发的错位和取向不均匀、并可获得优质图像质量的反射型液晶显示装置。
特别是在本发明的液晶显示单元中，本发明的反射型液晶显示装置用来显示图像，因此可以显示具有优质图像质量的图像。
本发明的其他和更进一步的目的、特点和优点将通过下面的描述更清楚。
附图说明
参照附图对本发明的优选实施例加以说明，本发明的上述和其他目的以及特点将会更加清楚，其中：
图1是现有技术中反射型液晶显示装置的取向膜的横断剖面照片；
图2A和2B分别是现有技术中反射型液晶显示装置在象素电极基片侧面的平面视图和剖视图；
图3是表示现有技术中的反射型液晶显示装置中出现的错位问题的剖视图；
图4是表示现有技术中的反射型液晶显示装置中出现的错位问题的平面视图；
图5是根据本发明实施例的反射型液晶显示装置的整体结构的剖视图；
图6是本发明实施例的反射型液晶显示装置驱动电路结构图；
图7是在象素之间凹槽周围的图5所示的反射型液晶显示装置的象素电极基片和垂直排列液晶的取向状态的示意性剖面图；
图8是在象素电极上布置钝化膜的象素电极基片的剖视图；
图9A和9B是形成蒸镀膜的设备实例的示意图；
图10是已经形成的象素电极基片的膜结构的横断剖面照片；
图11是使用图5所示的反射型液晶显示装置的液晶显示单元实例的图；
图12是对现有技术和本发明实施例中的反射型液晶显示装置中出现的击穿进行观测得到的结果的表格；
图13是对现有技术和本发明实施例中的反射型液晶显示装置中出现的错位进行观测得到结果的表格；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行更加详细的描述。
<反射型液晶显示装置的描述>
图5表示了根据本发明实施例的反射型液晶显示装置的整体结构。该反射型液晶显示装置包括相对的透明电极基片30和象素电极基片40，注入在基片30和40之间的垂直排列液晶45。
透明电极基片30包括玻璃基片31和透明电极32，透明电极32层压在玻璃基片31的靠近垂直排列液晶45一侧的表面上(在面对象素电极基片40的表面上)。垂直蒸镀膜33A和倾斜蒸镀取向膜33B层压在透明电极32靠近垂直排列液晶45一侧的整个表面上。有传递光线作用的电极材料作为透明电极32的材料，通常使用氧化锡(SnO2)和氧化铟(In2O3)的固溶体材料ITO(铟锡氧化物)。在透明基片32的整个象素区域内加载公共电位(例如地电位)。
垂直蒸镀膜33A通过从相对于透明电极基片30的基片表面垂直的方向上进行蒸镀而形成。倾斜蒸镀取向膜33B通过从倾斜于透明电极基片30的基片表面的方向上进行蒸镀而形成，并层压在透明电极32的整个上表面上，垂直蒸镀膜33A在倾斜蒸镀取向膜33B与透明电极32之间。
例如，例如以二氧化硅(SiO2)为代表的二氧化硅的倾斜蒸镀膜，用作倾斜蒸镀取向膜33B。在这种情况下，垂直排列液晶45的预倾斜角通过在倾斜蒸镀过程中改变蒸镀角来控制。通常，蒸镀角θ与基片的法线方向呈大约45°至65°。
例如，象素电极基片40包括单晶硅基片41，反射象素电极42，垂直蒸镀膜43A和倾斜蒸镀取向膜43B，垂直蒸镀膜43A和倾斜蒸镀取向膜43B顺序的层压在硅基片41靠近垂直排列液晶45一侧的表面上(面对透明电极基片30的表面上)。在硅基片41内形成有源驱动电路，该有源驱动电路包括晶体管T1，如CMOS或NMOS，和电容器C1(辅助电容器)。
多个反射象素电极42以矩阵的形式形成在硅基片41上。每个反射象素电极42都由以铝(Al)和银(Ag)为代表的金属膜制成。当反射象素电极42使用金属电极，例如铝电极时，反射象素电极42可以起到光反射膜和给液晶提供电压的电极的作用，为了进一步增加反射率，一个多层的反射层，例如电介质镜，可以形成在铝电极或类似电极上。而且，在铝电极或其它类似电极上可以覆盖氧化物或氮化物膜，以保护铝电极或其它类似电极的整个表面。
图7示意性的说明了象素电极基片40上象素之间凹槽(相邻象素电极间的凹槽部分)50周围的结构和垂直排列液晶45的排列状态。在图7中，箭头85表示倾斜蒸镀取向膜43B的蒸镀方向。垂直蒸镀膜43A通过在与象素电极基片40的基片表面垂直的方向上进行蒸镀而形成，并且层压在反射象素电极42的整个上表面和象素之间凹槽50的整个底面上。倾斜蒸镀取向膜43B通过在与象素电极基片40的基片表面倾斜的方向上进行蒸镀而形成，并层压在反射象素电极42的整个上表面和象素之间凹槽50的区域52上，垂直蒸镀膜43A形成在中间。
本实施例最具特点的是，在透明电极基片30和象素电极基片40中，垂直蒸镀膜33A和43A分别形成在倾斜蒸镀取向膜33B和43B的下面。
垂直蒸镀膜33A和43A，以及倾斜蒸镀取向膜33B和43B，使用二氧化硅的蒸镀膜，例如二氧化硅(SiO2)。在这种情况下，垂直排列液晶45的预倾斜角通过在对倾斜蒸镀取向膜33B和43B进行倾斜蒸镀时改变蒸镀角来控制。通常，蒸镀角θ与基片的法线方向呈大约45°至65°。
在反射型液晶显示装置中使用的垂直排列液晶45中，当外加电压为零时，垂直排列液晶45的液晶分子长轴排列在与每个基片表面基本上垂直的方向，当外加一电压时，长轴在平面方向上倾斜，从而垂直排列液晶45的传递系数发生变化。如果在驱动过程中液晶分子倾斜的方向不一致，对比度也就不均匀。为了防止不均匀的对比度，需要预先将液晶分子以非常小的预倾斜角度排列在预定方向上(通常，在装置的对角线方向上)，然后垂直排列它们。当预倾斜角过大时，垂直取向将退化，从而黑色电平增加，对比度下降。因此，通常预倾斜角由倾斜蒸镀取向膜33B和43B控制在大约1°至5°的范围内。
图6表示了反射型液晶显示装置的驱动部分的结构。驱动部分包括形成在每个象素内的象素驱动电路61和逻辑部分，例如设置在显示区域60附近的数据驱动器62和扫描驱动器63。外部图像信号D通过信号线64输入到数据驱动器64内。象素驱动电路61形成在每个反射象素电极42的下面，包括开关晶体管T1和辅助电容器C1，它们给液晶提供电压。晶体管T1的耐电压与垂直排列液晶45的驱动电压一致，因此通常晶体管T1通过高于逻辑部分的高耐电压过程而形成。
在象素驱动电路61中，多个数据线71在列方向排列，多个扫描线72在行方向排列。每条数据线71和每条扫描线72的交叉点对应一个象素。每个晶体管T1的源极与数据线71连接，晶体管T1的栅极与扫描线72连接。每个晶体管T1的漏极与每个反射型象素电极42和辅助电容器C1连接。每条数据线71与数据驱动器62连接，图像信号从数据驱动器62提供。每条扫描线72与扫描驱动器63连接，扫描信号从扫描驱动器63连续提供。而且，在整个象素区域内加载公共电位(例如地电位)至透明电极32。
下面对制造反射型液晶显示装置的方法进行描述。反射型液晶显示装置的特点在于，透明电极基片30和象素电极基片40中的垂直蒸镀膜33A和43A以及倾斜蒸镀取向膜33B和43B，因此，下面将对如何形成它们的方法进行详细的描述。而且，在透明电极基片30和象素电极基片40中形成这些膜的方法基本上是相同的，因此下面只描述在象素电极基片40中形成膜的方法。
图9A和9B表示了用来形成这些膜的真空蒸镀设备。图5B表示了图5A中的真空蒸镀设备的X1向视图。清洁作为象素电极基片40的反射象素电极42形成在其上的硅基片41后，象素电极基片40被引入真空蒸镀设备80。反射象素电极42，例如通过在硅基片41上形成如铝的金属膜而形成，然后将硅基片41上的金属膜通过半导体加工中的平版照相技术(photolithography)加工成正方形。
作为真空蒸镀设备80，使用包括例如基片旋转***的真空蒸镀设备，使得来改变蒸镀粒子83相对于基片发现方向的入射方向。在膜形成过程中，在真空蒸镀设备80内保持真空。在包括例如基片旋转***的真空蒸镀设备80中，首先，象素电极基片40的基片表面的法线方向和蒸镀粒子83从蒸镀源81的入射方向被调整成一致的方向(第一蒸镀位置)，垂直蒸镀膜43A在垂直于基片表面的方向上形成。例如使用二氧化硅作为蒸镀粒子83。从关于基片表面的垂直方向蒸镀垂直蒸镀膜43A，如图7所示，垂直蒸镀膜43A在反射象素电极42的整个上表面和象素之间凹槽50的整个下表面上形成。
此后，在保持真空的状态下，象素电极基片40旋转角度θ以形成倾斜(第二蒸镀位置)，以便使基片表面的法线方向相对于蒸镀粒子83的入射方向成预定角度θ，这样，倾斜蒸镀取向膜43B通过从相对于基片表面的倾斜方向形成。使用与形成垂直蒸镀膜43A时使用的蒸镀源相同的蒸镀源81，并在垂直蒸镀膜43A的情况下，使用例如二氧化硅作为蒸镀粒子83。这样倾斜蒸镀取向膜43B通过以入射角θ，如与基片表面法线方向呈45°至65°角的倾斜蒸镀而形成。平面内入射方向是现有技术中的反射型液晶显示装置的象素的时角线方向，液晶分子的预倾斜角设计成大约1°至5°。从关于基片表面的倾斜方向上蒸镀倾斜蒸镀取向膜43B，如图7所示，倾斜蒸镀取向膜43B形成在反射象素电极42的整个上表面和象素之间凹槽50的区域52上，垂直蒸镀膜43A形成在中间。在区域51中，倾斜蒸镀取向膜43B不在象素之间凹槽50内形成，因此，垂直蒸镀膜43A与液晶接触。
在透明电极基片30内，透明电极32形成在整个基片表面上，因此垂直蒸镀膜33A覆盖整个电极32。倾斜蒸镀取向膜43B覆盖整个垂直蒸镀膜33A。
由以上描述可知，最好在一个真空蒸镀设备80中连续形成垂直蒸镀膜43A和倾斜蒸镀取向膜43B。这里“连续”的含义是不中断真空，顺序形成膜。可以使用通过不同设备形成垂直蒸镀膜43A和倾斜蒸镀取向膜43B的方法，或者在垂直蒸镀膜43A形成以后，中断真空，然后再形成倾斜蒸镀取向膜43B的方法，从而获得某种程度的效果，但在这种情况下，要求垂直蒸镀膜43A和倾斜蒸镀取向膜43B之间的内表面非常清洁。更加特别的，例如，二氧化硅易受到吸收水分和粘附杂质的影响，因此垂直蒸镀膜43A表面的化学稳定性非常重要。如果化学稳定性不好，膜间的粘结力就低，因此膜可能发生分离，或者膜结构不能连续地连接起来，从而在接口中捕获离子或类似物，新的击穿可能就发生了。
图10表示了通过上述方法实际形成的膜结构的横断剖面照片。在该膜结构中，二氧化硅的垂直蒸镀膜和二氧化硅的倾斜蒸镀膜形成在作为反射象素电极42的铝电极上。膜在不中断真空的情况下连续形成，因此从照片中可以明显的看出，没有例如水分吸收的问题出现在垂直蒸镀膜，而且倾斜蒸镀膜以膜连续性非常好的状态形成。
根据该方法，如图10所示，形成具有从垂直蒸镀膜到倾斜蒸镀取向膜的一系列结构的取向膜。取向膜是二氧化硅取向膜，其中垂直基底膜和倾斜蒸镀膜结合，该取向膜完全不同于仅仅包括倾斜蒸镀膜的结构。
在垂直蒸镀膜43A和倾斜蒸镀取向膜43B依次形成的情况下，如图9A和9B所示，更好的是，在蒸镀源81和基片所在位置之间设置与基片旋转***(未示出)同步打开或关闭的光闸82。更具体地，在光闸82打开的状态下形成垂直蒸镀膜43A以后，光闸82关闭从而暂时阻挡蒸镀粒子83。在这一过程中，基片由基片旋转***旋转，光闸82再次打开从而形成倾斜蒸镀取向膜43B。这样，更好的但不是必须的是，光闸82或类似物暂时阻挡蒸镀粒子83以形成倾斜蒸镀取向膜43B。也可以使用一种在垂直蒸镀过程中不使用光闸82、基片以某个中点为中心旋转以不间断地变换倾斜蒸镀的方法。
通过以上制造膜的方法，在透明电极基片30和象素电极基片40上，倾斜蒸镀取向膜33B和43B分别连续地将垂直蒸镀膜33A和43A形成在之间，特别的在象素电极基片40内，倾斜蒸镀取向膜43B形成在反射象素电极42的整个上表面上，而垂直蒸镀膜43A形成在中间，倾斜蒸镀取向膜43B部分地形成在象素之间凹槽50内，而垂直蒸镀膜43A形成在中间。这些膜结构能够起到的作用和产生的影响将在下面进行描述。
预先分别形成在倾斜蒸镀取向膜33B和43B下面的垂直蒸镀膜33A和43A，最好是有10nm或更多的厚度，因为如果厚度太小，就不能形成具有高密度和高电阻系数的高质量膜。厚度的上极限最好是500nm或更少，因为如果厚度太大，膜形成时间就会过长，从而膜质量和实用性就会降低。更好的是，特别适合于实际使用的厚度是30nm至100nm。
尽管直接在反射象素电极42上顺序的层压垂直蒸镀膜43A和倾斜蒸镀取向膜43B的情况在上面已经进行了描述，但是也可以提供一种结构，在该结构中有另一膜设置在反射象素电极42上，并且垂直蒸镀膜43A和倾斜蒸镀取向膜43B顺序的层压在该膜上。例如，在铝电极被用作反射象素电极42的情况中，由于该铝电极的表面化学性能不稳定，因此会出现通常由氧化物或氮化物构成的被称作钝化膜的保护层覆盖在整个象素电极上的情况，在这种情况下，根据本实施例的取向膜结构是有效的。
图10表示了具有钝化膜的膜结构的实例。钝化膜44通过例如CVD(化学汽相沉积)的膜形成技术而形成，例如在LSI制造中，并且在象素电极42的整个上表面，象素之间凹槽50的侧面和底面上都充分均匀的层压上钝化膜44。在图9所示的膜结构中，垂直蒸镀膜43A和倾斜蒸镀取向膜43B可以顺序的层压在钝化膜44上。
此外，为了进一步提高反射象素电极42的反射率，将由包括有不同折射率的氧化层或氮化层的层压膜构成的电介质镜设置在该电极上。在这种情况下，本实施例的取向膜的结构是有效的。
下面，对如以上描述制成的反射型液晶显示装置的功能和作用进行描述。
在反射型液晶显示装置中，从透明电极基片30射入并穿过垂直排列液晶45的入射光L1被反射象素电极42所具有的反射功能反射。被反射象素电极42反射的光线L1以与光线射入方向相反的方向穿过垂直排列液晶45和透明象素电极30而射出。此时，垂直排列液晶45的光学特性根据相对的电极间电压的不同而发生变化，从而穿过垂直排列液晶45的光线L1受到调节。因此，通过光线的调节，可以产生灰度，调节后的光线L2用于图像显示。
如图6所示，由象素驱动电路61向垂直排列液晶45提供电压。数据驱动器62根据通过信号线64从外部输入的图像信号D为数据线71提供图像信号。扫描驱动器63以预定的时间依次为每条扫描线72提供扫描信号。从而，来自扫描线72的扫描信号进行扫描、和来自数据线71的图像信号所提供的部分中的象素被有选择的驱动。
在反射型液晶显示装置中，作为倾斜蒸镀取向膜33B和43B基底膜的垂直蒸镀膜33A和43A分别形成在透明电极基片30和象素电极基片40上，这样就能得到下面将要描述的功能和作用。
例如，由二氧化硅构成的垂直蒸镀膜33A和43A不具有柱状结构并且相比于同样由二氧化硅构成的倾斜蒸镀取向膜33B和43B具有高密度和大电阻系数。因此，垂直蒸镀膜33A和43A作为倾斜蒸镀取向膜33B和43B与每个基片之间的电屏蔽层。从而，可以防止在装置中出现的通过取向膜的离子流动现象。因此，可以得到具有良好的长期可靠性的装置，该装置即使在长时间驱动的情况下也不会出现离子击穿现象。
而且，特别是在垂直蒸镀膜33A和43A以及倾斜蒸镀取向膜33B和43B由同样的二氧化硅构成的情况下，二氧化硅的倾斜蒸镀取向膜33B和43B形成在由同样的二氧化硅构成的基底膜上，因此与直接在ITO电极或铝电极上形成取向膜的情况相比具有更好的膜质量。进一步，在现有技术的装置中，为了充分施加取向控制力，要求取向膜的厚度为40nm或更大。然而，在根据本实施例的膜结构中，即使倾斜蒸镀取向膜33B和43B的厚度为30nm，也能获得充分的取向控制力。
而且，在图9所示的蒸镀设备中，膜在不中断真空的情况下连续地形成，因此不存在例如出现在垂直蒸镀取向膜33A和43A表面内的水分吸收问题，从而倾斜蒸镀取向膜33B和43B能够以膜连续性非常好的状态形成。由于膜的连续性，根本不会出现膜之间的接口上捕获离子或其它类似物的问题。进而，如图10所示的横断剖面照片所示，垂直蒸镀膜33A和43A是没有柱状结构的密集膜，并且具有比倾斜蒸镀取向膜33B和43B更大的电阻系数，因此整个液晶显示装置的电阻也增大了，从而例如离子流就不易流动。进一步，可以很容易的通过改变在透明电极基片30和象素电极基片40上的垂直蒸镀膜33A和43A的厚度来控制电均匀性。
特别是在象素电极基片40中，如图7所示，倾斜蒸镀取向膜43B形成在反射象素电极42的整个上表面上，垂直蒸镀膜43A形成在中间，并且倾斜蒸镀取向膜43B部分地形成在象素之间凹槽50内，垂直蒸镀膜43A形成在中间，这样就得到下面将要描述的功能和作用。
例如，二氧化硅的蒸镀膜具有在蒸镀方向上排列液晶分子的性质，因此在液晶与垂直蒸镀膜43A接触的区域内，液晶分子相对于基片表面垂直排列，而在液晶与倾斜蒸镀膜43B接触的区域内，有预倾斜角的液晶分子相对于基片表面倾斜排列。
因此，如图7所示，倾斜蒸镀取向膜43B形成在反射象素电极42的整个上表面上，垂直蒸镀膜43A形成在中间，因此有例如非常小的大约1°至5°的预倾斜角的液晶分子在有电压提供时排列在蒸镀方向上(通常装置的45°对角线方向上)。在象素之间凹槽50内，在形成倾斜蒸镀取向膜43B的区域52内，具有预倾斜角的液晶分子以同样的方式排列。形成在倾斜蒸镀取向膜43B下面的垂直蒸镀膜43A对倾斜蒸镀取向膜43B的取向没有影响，形成由与液晶直接接触的倾斜蒸镀取向膜43B确定的预倾斜角。另一方面，在不形成倾斜蒸镀取向膜43B的区域51内，液晶分子由垂直蒸镀膜43A在相对于基片表面的垂直方向完美地排列。
在现有技术的膜结构中，在不形成倾斜蒸镀取向膜43B的象素之间凹槽50的区域51内，如图3所示，排列方式不垂直也不均匀，因此区域51对在反射象素电极42上的垂直排列液晶的取向产生不利的影响。
另一方面，根据本实施例的膜结构中，在区域51内，液晶通过垂直蒸镀膜43A在垂直方向排列，因此区域51对在反射象素电极42上的液晶的垂直取向几乎不产生不利的影响。垂直蒸镀膜43A对液晶的取向与倾斜蒸镀取向膜43B对液晶的取向略有不同，因为在倾斜蒸镀取向膜43B对液晶的取向中形成预倾斜角。然而，通常，预倾斜角非常小，只有1°至5°，因此在效果上，取向的不同不能认为是图象质量问题。在象素之间凹槽50内的液晶相对于基片表面垂直排列，垂直方向的排列与在平面内方向上倾斜在能量上是相等的，因此，当液晶在存在外加电压时发生倾斜的情况下，在象素表面上存在液晶的相互作用，在垂直蒸镀膜43A上的液晶分子与在象素表面上的液晶分子的倾斜方向相同。因此，不会有装置中出现的错位现象。因此，在本实施例中，可以稳定实现所有液晶分子均匀地在垂直方向排列的情形。因此，在本实施例中，装置中出现的象素之间凹槽周围的错位不会出现，可以在整个显示区域内稳定的得到垂直取向。从而，可以获得出众的图像质量。
如以上描述，在本实施例的反射型液晶显示装置中，在透明电极基片30和象素电极基片40上，在靠近垂直排列液晶45的一侧，倾斜蒸镀取向膜33B和43B分别层压在垂直蒸镀膜33A和43A上，因此当保持倾斜蒸镀取向膜33B和43B的取向特性时，可以解决由于膜结构引发的电气问题，并且可以防止离子或其他类似物通过倾斜蒸镀取向膜33B和43B，以便获得长期的可靠性。
而且，特别是在象素电极基片40上，垂直蒸镀膜43A通过蒸镀而形成在整个反射象素电极42的上表面和象素之间凹槽50的整个底面上，而倾斜蒸镀取向膜43B通过在与象素电极基片40的基片表面成倾斜方向的蒸镀，形成在反射象素电极42的整个上表面和紧靠反射象素电极42的象素之间凹槽50的区域52内，垂直蒸镀膜43A形成在中间，因此，在象素之间凹槽50中没有形成倾斜蒸镀取向膜43B的区域51内，液晶通过垂直蒸镀膜43A排列在垂直方向上。从而，可以防止由于象素之间凹槽50的结构产生的错位和不均匀取向，并且可以获得优质的图像质量。
下面将要描述本实施例与日本未审查专利申请说明书No.Hei 11-174427中的技术的区别。
在日本未审查专利申请说明书No.Hei 11-174427中，作为具体的实例，描述了以Al2O3膜为中间层形成在ITO电极膜上，和以SiO2为取向膜的倾斜蒸镀取向膜形成在Al2O3膜上的结构。在本实施例中，相应于中间层的垂直蒸镀膜33A和43A可以是与倾斜蒸镀取向膜33B和43B相同的SiO2膜；然而，在日本未审查专利申请出版物No.Hei 11-174427的技术中，作为光学的必要条件，中间层必须有比SiO2更高的折射率，因此如果中间层用与在本实施例中的折射率相同的材料制成，将不能获得效果。而且，日本未审查专利中请出版物No.Hei 11-174427中的这项技术是一项基于光学观点防止光线反射的技术，因此它不是基于本发明中提及的通过提高电阻来防止离子通道的电特性观点。而且，日本未审查专利申请出版物No.Hei 11-74427中的这项技术所针对的对象是透明电极基片30，而对以象素电极基片40中的基底膜的结构根本没有进行描述。另一方面，本实施例中的技术是一项以两层结构为特点的技术，其中倾斜蒸镀取向膜33B和43B形成在作为透明电极基片30和象素电极基片40的基底膜的垂直蒸镀膜33A和43A上，因此这两项技术有着根本的区别。
下面将要描述本实施例与日本未审查专利申请出版物No.2001-5003中的技术的区别。
日本未审查专利申请出版物No.2001-5003中的这项技术与本实施例中的技术有着主要的根本的区别，虽然这项技术与本实施例中的技术有共同点，即在象素之间凹槽50内通过两次蒸镀形成二氧化硅的取向膜。在日本未审查专利申请出版物No.2001-5003的这项技术中，第一取向膜和第二取向膜都是倾斜蒸镀取向膜，并且这些膜通过在平面内旋转基片以改变在该平面内的入射角而形成。另一方面，在本实施例中，第一取向膜必须是从垂直方向而不是倾斜方向蒸镀而形成的垂直蒸镀膜43A。从而，在制造该取向膜的步骤中，从第一取向膜到第二取向膜的转变不是通过改变在平面内的入射角实现的，如图9A和9B所示，需要从基片的法线改变入射方向。这样，在本实施例中，在形成倾斜蒸镀取向膜43B之前，形成垂直蒸镀膜43A，因此本实施例中的技术在结构和制造方法上都与日本未审查专利申请出版物No.2001-5003中的技术不同。
特别在本实施例中，第一次蒸镀不是在倾斜方向上而是在相对于基片表面的垂直方向上完成的，因为当倾斜地形成膜时，在该方向上形成预倾斜角，从而导致局部不均匀，为了有效地在整个象素凹槽部分上形成膜，该膜必须从垂直方向形成。即使使用同样的二氧化硅材料，通过垂直蒸镀形成的膜在结构上完全不同于通过倾斜蒸镀形成的膜，如图10所示。该倾斜蒸镀膜有通常在入射方向上倾斜的柱状结构。
<液晶显示单元的描述>
下面，将要描述使用图5所示的结构的反射型液晶显示装置的液晶显示单元的实例。如图11所示，使用反射型液晶显示装置作为光阀(light valve)的反射型液晶投影仪将在下面进行描述。
图11所示的反射型液晶投影仪是所谓的使用红、绿和蓝三个显示彩色图像的液晶光阀21R、21G和21B的三面板***。该反射型液晶投影仪包括光源11，沿光轴10的分色镜12和13和全反射镜14。反射型液晶投影仪进一步包括偏振光束分光器15、16和17，合成棱镜18，投影透镜19和屏幕20。
光源11发射包括显示彩色图像所必需的红光(R)，蓝光(B)和绿光(G)的白光，例如卤素灯，金属卤化物灯，氙灯或类似物被用作光源11。
分色镜12具有将来自光源11的光分成蓝光和其他颜色光的作用。分光镜13具有将通过分光镜12的光分成红光和绿光的作用。全反射镜14将由分光镜12分解的蓝光反射到偏振光束分光器17上。
偏振光束分光器15、16和17分别沿着红光、绿光和蓝光的光路设置。偏振光束分光器15、16和17分别具有偏振分光表面15A、16A和17A，并具有将每束入射彩色光分成两个在偏振分光表面15A、16A和17A上正交的偏振分量。偏振分光表面15A、16A和17A反射一个偏振分量(例如，S偏振分量)并使另一个偏振分量(例如，P偏振分量)通过。
具有上面描述的结构(参考图5)的反射型液晶显示装置作为液晶光阀21R、21G和21B被使用。由偏振光束分光器15、16和17的每个偏振分光表面15A、16A和17A分开的每束彩色光的预定偏振分量(例如，S偏振分量)进入每个液晶光阀21R、21G和21B。当液晶光阀21R、21G和21B由根据图像信号给定驱动电压驱动时，液晶光阀21R、21G和21B具有调节入射光和反射分别射向偏振光束分光器15、16和17的经调节的光的作用。
合成棱镜18具有合成从每个液晶光阀21R、21G和21B发射并通过每个偏振光束分光器15、16和17的每束彩色光的预定偏振分量(例如，P偏振分量)的作用。投影透镜19作为将从合成棱镜18发射的合成光向屏幕20投影的投影装置。
在具有以上结构的反射型液晶投影仪中，从光源11发射出的白光被分光镜12的功能分成蓝光和其它颜色的光(红光和绿光)。蓝光被全反射镜14的功能反射到偏振光束分光器17。其它颜色的光被分光镜13的功能分成红光和绿光。红光和绿光分别射入偏振光束分光器15和16。
偏振光束分光器15、16和17将每束入射彩色光分成分别在偏振分光表面15A、16A和17A上相互正交的两个偏振分量。此时，偏振分光表面15A、16A和17A分别向液晶光阀21R、21G和21B反射一个偏振分量(例如，S偏振分量)。
液晶光阀21R、21G和21B由根据图形信号给定的驱动电压驱动，并在象素接象素的基础上调节每束进入液晶光阀21R、21G和21B的彩色光的预定偏振分量。此时，图5所示的反射型液晶显示装置用作液晶光阀21R、21G和21B，因此可以获得优质的对比度和图像质量。
液晶光阀21R、21G和21B分别反射每束射向偏振光束分光器15、16和1 7的调节彩色光。只有分别来自液晶光阀21R、21G和21B的反射(调节)光中的预定偏振分量(例如，P偏振分量)通过偏振光束分光器15、16和17，并向合成棱镜18发射该预定偏振分量。合成棱镜18合成每束通过偏振光束分光器15、16和17的彩色光预定分量，以向投影透镜19发射该合成光。投影透镜19将从合成棱镜18发射来的合成光投影到屏幕20上。从而，根据由液晶光阀21R、21G和21B调节的光线的图像投影到屏幕20上，从而显示想得到的图像。
如以上所述，在根据本实施例的反射型液晶投影仪中，使用作为液晶光阀21R、21G和21B的反射型液晶显示装置(参考图5)，反射型液晶显示装置具有这样的结构，其中垂直蒸镀膜33A和43A以及倾斜蒸镀取向膜33B和43B分别层压在透明电极基片30和象素电极基片40上。如此，可以获得长期的可靠性，可以显示具有高对比度和高图像质量的图像。
[实例]
下面，根据本实施例的反射型液晶显示装置在长期驱动过程中所涉及的击穿现象的具体特点将在下面的例子中进行描述。在描述这些例子之前，现有技术中的反射型液晶显示装置的特性将作为一些比较例在下面进行描述。
[比较例1和2]
比较例1和2将在下面进行描述。比较例1的反射型液晶显示装置的试样如下面的描述而形成。首先，清洁在其上形成有透明电极的玻璃基片和其上形成有作为反射象素电极的铝电极的硅驱动基片后，它们被引入到蒸镀设备中，以通过以相对于基片成50°至55°蒸镀角、在每个基片上倾斜蒸镀形成作为取向膜的二氧化硅膜。取向膜的厚度为50nm。通过控制取向使得液晶的预倾斜角大约为2.5°。此后，其上形成取向膜的基片相对放置，适当数量的直径为2μm的玻璃珠分布在两表面之间并将基片粘结在一起。然后，由Merck制造的负介电各向异性Δε的垂直液晶材料注入基片之间，以形成反射型液晶显示装置的试样。硅驱动基片上的铝电极的象素间距为9μm，象素间的凹槽的宽度为0.6μm。此外，比较例2的试样通过同样的方法形成，在该试样中，通过CVD将厚度为45nm的SiO2钝化膜覆盖在铝电极上以保护象素电极。
每个试样都被引入投影仪中，在长时间显示单象管图形后，检验击穿现象的发生。因此，在不包括钝化膜的试样中，击穿现象在被连续驱动200小时后就可以被轻微地观察到。包括钝化膜的试样在持续驱动400小时时仍然处于良好的状态，因此可以认为钝化膜阻止了离子或其它类似物在电场的作用下从铝电极的表面漏出。上面观测的结果以及下面将要描述的例子的观测结果都在图12中示出。
另外，当用扫描电子显微镜观察在该试验中使用的倾斜蒸镀SiO2膜的剖面结构时，观察到了图1中示出的柱状结构。可以发现，在蒸镀过程中向入射方向倾斜的柱状细粒(晶粒)出现生长现象，晶粒间的晶粒边界部分有图1所示的间隙结构。可以认为晶粒边界在倾斜的方向上穿过该膜，因此离子或其它类似物就很容易的通过该膜。测量该膜的电阻系数为4到6×1011Ωcm，是以下将要描述的垂直蒸镀SiO2膜电阻系数的二分之一到五分之一。因此，可以发现该膜的电阻系数非常低。
【实例1和2】
下面将对实例1和2进行描述。反射型液晶显示装置的试样，除象素电极上的取向膜外，均使用与上面的比较例1和2基本上相同的方法和规格形成。更具体的是，在将其上形成有透明电极的玻璃基片和其上形成有铝电极的硅驱动基片进行清洁后，取向膜由下面描述的方法通过蒸镀而形成，然后将由Merck制造的负介电各向异性Δε的垂直液晶材料注入基片之间，以形成实例1的反射型液晶显示装置。硅驱动基片的规格与上面比较例中的硅驱动基片相同，象素间距为9μm，象素间凹槽的宽度为0.6μm。在铝电极上形成有钝化膜的反射型液晶显示装置作为实例2，它以同样的方式形成。
然而，不像上面的比较例，在这两个实例中，每个基片上的取向膜有对应于图5所示的结构。一种形成取向膜的方法将在下面进行描述。如图9所示，每个清洁基片被引入到具有可以改变蒸镀粒子83的入射角的基片旋转***的蒸镀设备80中。首先，厚度为50nm的二氧化硅膜形成在蒸镀粒子83垂直地从蒸镀源81进入基片的位置上。然后，不中断真空，基片从法线方向倾斜θ＝55°的角度，同样的二氧化硅膜通过从同样的蒸镀源81倾斜蒸镀而形成。二氧化硅膜的厚度为50nm。膜形成的条件与形成有透明电极的基片和形成有象素电极的基片相同。
图10显示了作为代表的图12所示实例1的试样的膜结构横断剖面照片(通过扫描电子显微照片)。在倾斜蒸镀膜中，观察到清晰的柱状结构，但是在相应于倾斜蒸镀膜的基底的垂直蒸镀膜中，观察不到柱状结构，并且与倾斜蒸镀膜比较，垂直蒸镀膜更加密集。而且，也观察不到与膜间的接口相应的边界或裂缝，因此可以发现，垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀膜是连续形成的。
当只是单独测量垂直蒸镀膜的电阻系数时，电阻系数为1到2×1012Ωcm，可以发现电阻系数比倾斜蒸镀膜的电阻系数高2到5倍。在包括垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀膜的两层膜中，显示出同样的高电阻系数。
在形成试样后，和比较例中的情况一样，每个试样被引入投影仪中，在长时间显示单象管图形后，检验击穿现象的发生。在每个试样中，在1000小时甚至更长的时间内观察不到击穿现象。观测结果在图12中示出。从该观测结果中可以很明显的看出，为形成有透明电极的基片和形成有象素电极的基片都提供垂直基底膜是很有效的。
如图12所示，试样中有包括钝化膜的硅驱动基片获得了更稳定的结果。钝化膜是通过CVD形成的SiO2膜。CVD是使用在通常的LSI加工过程的膜形成技术。当膜通过CVD形成时，如图8所示，形成钝化膜使得在整个象素电极上覆盖该钝化膜。通常，铝象素电极的厚度为150nm至250nm；然而，如图8所示，象素电极的侧面完全被钝化膜覆盖。另一方面，如图7所示，在象素电极的侧面上很难形成垂直蒸镀膜。即使蒸镀粒子以垂直方向进入，所有的蒸镀粒子也不是沿垂直线进入的。因此，即使垂直蒸镀膜形成在象素电极的侧面上，垂直蒸镀膜的厚度也非常薄。尽管该侧面的面积非常小，但可以认为非常少的离子从侧面的铝金属中漏出。从该试验可以很明显的看出，一种有效阻止离子泄漏的方法就是预先在整个象素电极上覆盖钝化膜。由氧化物以外的材料构成的膜，例如性能很好的氮化物就可作钝化膜，只要在整个象素电极上覆盖上这种膜即可。
而且，在该试验中，在图9A和9B示出的蒸镀设备80中，使用了如下所述的形成两层膜的技术。在该项技术中，首先，进行垂直蒸镀，在用光闸82遮挡蒸镀粒子83期间，基片旋转，然后光闸再次打开以完成倾斜蒸镀，从而两层膜就形成了。通过这项技术，可以获得充分的效果；然而，在不中断垂直蒸镀的情况下，在蒸镀的某个中点旋转基片的技术也是适用的。
下面，根据本实施例的反射型液晶显示装置有关象素之间凹槽内的取向的特点将通过下面的实例进行描述。在描述实例前，作为比较例，现有技术的反射型液晶显示装置的特点将在下面进行描述。
【比较例3至6】
比较例3至6描述如下。每个作为比较例的反射型液晶显示装置的试样如下描述而形成。首先，在清洁其上形成有透明电极的玻璃基片和其上形成有作为反射象素电极的铝电极的硅驱动基片后，它们被引入到蒸镀设备中，以相对于基片成50°至55°蒸镀角、在每个片基片上通过倾斜蒸镀形成作为取向膜的二氧化硅膜。取向膜的厚度为50nm。控制取向使得液晶的预倾斜角大约为2.5°。此后，其上形成取向膜的基片相对放置，适当数量的直径为2μm的玻璃珠分布在两表面之间，以将基片粘结在一起。然后，将由Merck生产的负介电各向异性Δε的垂直液晶材料注入基片之间，以形成反射型液晶显示装置的每个试样。硅驱动基片上的铝电极的象素间距W2(参考图2A和2B)为9μm，象素间凹槽的宽度，也就是象素之间的空间W1变为0.6μm和0.35μm(在图13所示的比较例3和4中)。而且，其中将厚度为45nm的SiO2钝化膜覆盖在铝电极上以保护象素电极的试样通过同样的方法形成(如图13中的比较例5和6)。
在反射型液晶显示装置形成以后，用显微镜观察黑色电平的液晶取向状态的结果和后面将要描述的实例的结果在图13中示出。在所有试样(也就是比较例3至6)中，不均匀取向区域存在于反射象素电极边缘周围的区域以及象素之间凹槽的附近，该区域的黑色电平比象素部分中的灰色电平高，并具有明显不同于它周围环境的不均匀性。在使用偏振显微镜观察该区域内液晶分子的取向的同时旋转偏振轴，可以发现在有效象素内，液晶分子完全垂直地排列，但是在象素之间凹槽内的液晶几乎不包括想要的垂直分量，而是自由的排列着。并且，当给每个试样提供驱动液晶的电压时，在象素的上表面，反射率根据正常电压的大小而增加，从而象素的上表面达到白色电平，但是另一方面，当施加相当大的电压时，象素之间凹槽周围的区域达到白色电平；然而，当提供灰度等级电压时，该反应明显降低，因此当显示具有灰度电平的图像时，在象素周围的区域内观察到不同于象素内的亮度上的不均匀现象。不管在象素电极基片上是否形成钝化膜都能够观察到这种趋势。
【实例3至6】
实例3至6如下所述。反射型液晶显示装置的试样，使用与上面的比较例基本上相同的方法和规格形成。特别是，在将其上形成有透明电极的玻璃基片和其上形成有作为反射象素电极的铝电极的硅驱动基片进行清洁后，取向膜由下面描述的方法通过蒸镀形成在每个基片上，然后将由Merck制造的负介电各向异性Δε的垂直液晶材料注入基片之间，以形成反射型液晶显示装置的每个试样。硅驱动基片的规格与上面比较例中的硅驱动基片相同，象素间距W2为9μm，象素间凹槽的宽度，也就是象素之间的空间W1变为0.6μm和0.35μm(在图13所示的比较例3和4中)。在铝电极上形成有钝化膜的反射型液晶显示装置以同样的方式形成(如图13中的例5和6)。
然而，不像上面的比较例，在这些实例中，象素电极上的取向结构对应于图7或8所示的结构。一种形成取向膜的方法将在下面进行描述。如图9A和9B所示，每个清洁的硅驱动基片被引入到具有其中可以改变蒸镀粒子的入射角的基片旋转***的蒸镀设备80中。首先，厚度为50nm的二氧化硅膜形成在蒸镀粒子83垂直地从蒸镀源81进入基片的位置上。然后，不中断真空，基片从法线方向倾斜θ＝55°的角度，同样的二氧化硅膜从同样的蒸镀源81通过倾斜蒸镀而形成。二氧化硅膜的厚度为50nm。
图10显示了作为代表的图13所示实例3的试样的膜结构横断剖面照片(扫描电子显微照片)。在倾斜蒸镀膜中，观察到清晰的柱状结构，很明显，二氧化硅的垂直蒸镀膜依照设计形成在象素之间凹槽内。可以发现垂直蒸镀膜作为基片形成在象素电极的表面上，并且在垂直蒸镀膜上，连续形成倾斜蒸镀膜。
用显微镜通过使用与上面的比较例同样的方法观察每个具有黑色电平的象素结构的试样的液晶取向状态。图13示出了观测结果。在所有这些实例的试样中，象素边缘或象素之间凹槽的周围区域内根本观察不到不均匀取向。在使用偏振显微镜观察该区域内液晶分子的取向的同时旋转偏振轴时，可以发现在象素之间凹槽内的液晶完全垂直的排列。并且，当给每个试样提供驱动液晶的电压时，不管是在象素之间凹槽内还是在象素电极表面上的液晶分子都将做出均一地反应，当提供灰度等级电压时，观察到不存在亮度上的不均匀的优质的图像质量。不管象素电极上是否设置有钝化膜，显示图像质量都是优质的。
在该试验中，检验具有宽度为0.6μm和0.35μm的象素之间凹槽的两种类型的反射型液晶显示装置，象素之间凹槽的宽度相当于孔径比为87.1％和92.4％。在这些实例中，当象素之间凹槽的宽度为0.35μm时，在整个显示区域可以获得高质量的垂直排列，因此也能获得高孔径比和高反射率。
本发明不局限于以上的实施例，可以进行不同的改变。例如，在以上的实施例中，以三面板***投影仪为例子进行了描述。然而，本发明可以广泛地应用于其他任何***的投影仪，例如单面板***。
虽然为了说明而选出特定的实施例对本发明进行了描述，但是很显然，在不背离本发明的基本观念和范围的情况下，本领域技术人员可以做出很多更改。

Claims (20)

1.一种反射型液晶显示装置，包括：相对的象素电极基片和透明电极基片，以及位于其间的垂直排列液晶，
其中，在每个象素电极基片和透明电极基片的更靠近垂直排列液晶的侧面内，至少依次层压通过从相对于基片表面的垂直方向上蒸镀形成的垂直蒸镀膜，和在垂直蒸镀膜上、从相对于基片表面的倾斜方向上通过蒸镀形成的倾斜蒸镀取向膜。
2.如权利要求1所述的反射型液晶显示装置，其中
垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀取向膜均是由二氧化硅构成的蒸镀膜。
3.如权利要求1所述的反射型液晶显示装置，其中
象素电极基片包括多个反射象素电极，和
进一步在反射象素电极的整个上表面和相邻反射象素电极间的整个凹槽部分上形成由氧化物或氮化物构成的膜或其层压膜，并在该膜上形成垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀取向膜。
4.一种反射型液晶显示单元，包括：
反射型液晶显示装置，
其中该液晶显示单元使用由该反射型液晶显示装置调节的光来显示图像，
该反射型液晶显示装置包括：
象素电极基片；
与象素电板基片相对的透明电极基片；和
在象素电极基片和透明电极基片之间注入的垂直排列液晶；和
在每个象素电极基片和透明电极基片的更靠近垂直排列液晶的侧面内，至少依次层压通过从相对于基片表面的垂直方向上蒸镀形成的垂直蒸镀膜，和在垂直蒸镀膜上、从相对于基片表面的倾斜方向上通过蒸镀形成的倾斜蒸镀取向膜。
5.如权利要求4所述的液晶显示单元，进一步包括：
光源；和
将从光源发射并经该反射型液晶显示装置调节的光投射到屏幕上的投影装置，
其中该液晶显示单元被用作反射型液晶投影仪。
6.一种制造反射型液晶显示装置的方法，该反射型液晶显示装置包括相对的象素电极基片和透明电极基片，以及位于其间的垂直排列液晶，
其中制造象素电极基片的每个步骤和制造透明电极基片的步骤包括以下步骤：
在更靠近垂直排列液晶的侧面上、通过从相对于基片表面的垂直方向上蒸镀形成垂直蒸镀膜；和
在形成垂直蒸镀膜之后，在垂直蒸镀膜上、从相对于基片表面的倾斜方向上通过蒸镀形成倾斜蒸镀取向膜。
7.如权利要求6所述的制造反射型液晶显示装置的方法，其中
在制造象素电极基片的每个步骤和制造透明电极基片的每个步骤中，
基片表面的法线方向和来自蒸镀源的蒸镀材料的入射方向被调节成彼此一致，并且垂直蒸镀膜在真空中形成，以及
此后，在保持真空的同时，使每个基片倾斜以便基片表面的法线方向相对于蒸镀材料的入射方向成预定的角度，从而从相对于基片表面的倾斜方向上通过蒸镀形成倾斜蒸镀取向膜。
8.如权利要求6所述的制造反射型液晶显示装置的方法，其中
垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀取向膜均是由二氧化硅构成的蒸镀膜。
9.如权利要求6所述的制造反射型液晶显示装置的方法，其中
象素电极基片包括多个反射象素电极，和
制造象素电极基片的步骤进一步包括以下步骤：
在反射象素电极的整个上表面和相邻反射象素电极间的整个凹槽部分上形成氧化物或氮化物的膜或其层压膜，和
在该膜上，形成垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀取向膜。
10.一种反射型液晶显示装置包括：相对的象素电极基片和透明电极基片，以及位于其间的垂直排列液晶，
其中，在象素电极基片面向透明电极基片的侧面上，至少依次层压多个反射象素电极，从相对于象素电极基片的基片表面的垂直方向上通过蒸镀在反射象素电极的整个表面和相邻反射象素电极间的整个凹槽部分上而形成的垂直蒸镀膜，以及从相对于象素电极基片的基片表面的倾斜方向上、在反射象素电极的整个上表面和相邻反射象素电极间的凹槽部分的一部分上通过蒸镀形成的倾斜蒸镀取向膜，其中垂直蒸镀膜形成在之间。
11.如权利要求10所述的反射型液晶显示装置，其中
垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀取向膜均是由二氧化硅构成的蒸镀膜。
12.如权利要求10所述的反射型液晶显示装置，其中
进一步在反射象素电极整个上表面和相邻反射象素电极间的整个凹槽部分上形成由氧化物或氮化物构成的膜或其层压膜，并在该膜上形成垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀取向膜。
13.如权利要求11所述的反射型液晶显示装置，其中
象素电极基片的基片表面上的倾斜蒸镀取向膜的蒸镀方向在相对于象素电极基片的倾斜方向上倾斜，以便与垂直排列液晶的取向方向平行。
14.如权利要求13所述的反射型液晶显示装置，其中
每个反射象素电极呈正方形，和
在象素电极基片的基片表面上的蒸镀方向是反射象素电极的对角线方向。
15.一种反射型液晶显示单元，包括：
反射型液晶显示装置，其中该液晶显示单元使用由该反射型液晶显示装置调节的光来显示图像，
该反射型液晶显示装置包括：
象素电极基片；
与象素电极基片相对的透明电极基片；和
在象素电极基片和透明电极基片之间注入的垂直排列液晶；和
在象素电极基片面向透明电极基片的侧面上，至少依次层压多个反射象素电极，从相对于象素电极基片的基片表面的垂直方向上通过蒸镀在反射象素电极的整个表面和相邻反射象素电极间的整个凹槽部分上而形成的垂直蒸镀膜，以及从相对于象素电极基片的基片表面的倾斜方向上、在反射象素电极的整个上表面和相邻象素电极间的凹槽部分的一部分上、通过蒸镀形成的倾斜蒸镀取向膜，其中垂直蒸镀膜形成在之间。
16.如权利要求15所述的液晶显示单元，进一步包括：
光源；和
将从光源发射并经该反射型液晶显示装置调节的光投射到屏幕上的投影装置，
其中该液晶显示单元被用作反射型液晶投影仪。
17.一种制造反射型液晶显示装置的方法，该反射型液晶显示装置包括相对的其上有多个反射象素电极的象素电极基片和其上有透明电极的透明电极基片，以及位于之间的垂直排列液晶，该方法包括以下步骤：
在象素电极基片面向透明电极基片的侧面内的反射象素电极的上表面和相邻反射象素电极间的凹槽部分上、从相对于象素电极基片的基片表面的垂直方向上、通过蒸镀形成垂直蒸镀膜；和
在形成垂直蒸镀膜之后，从相对于象素电极基片的基片表面的倾斜方向上、在反射象素电极的上表面和相邻反射象素电极间的凹槽部分上、通过蒸镀形成倾斜蒸镀取向膜，其中垂直蒸镀膜形成在之间。
18.如权利要求17所述的制造反射型液晶显示装置的方法，其中
象素电极基片的基片表面的法线方向和来自蒸镀源的蒸镀材料的入射方向被调节成彼此一致，并且垂直蒸镀膜在真空中形成，以及
此后，在保持真空的同时，使象素电极基片倾斜，以便基片表面的法线方向相对于蒸镀材料的入射方向成预定的角度，从而从相对于基片表面的倾斜方向上通过蒸镀形成倾斜蒸镀取向膜。
19.如权利要求17所述的制造反射型液晶显示装置的方法，其中
垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀取向膜均是由二氧化硅构成的蒸镀膜。
20.如权利要求17所述的制造反射型液晶显示装置的方法，进一步包括以下步骤：
在反射象素电极的整个上表面和相邻反射象素电极间的整个凹槽部分上形成氧化物或氮化物的膜或其层压膜，和
在该膜上形成垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀取向膜。
CNB2004100921915A 2003-09-02 2004-09-02 反射型液晶显示装置、制造其的方法及液晶显示单元 Expired - Fee Related CN1333299C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP309876/03 2003-09-02
JP309876/2003 2003-09-02
JP309875/03 2003-09-02
JP2003309875A JP3760444B2 (ja) 2003-09-02 2003-09-02 反射型液晶表示素子およびその製造方法、ならびに液晶表示装置
JP309875/2003 2003-09-02
JP2003309876A JP3760445B2 (ja) 2003-09-02 2003-09-02 反射型液晶表示素子およびその製造方法、ならびに液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1607447A CN1607447A (zh) 2005-04-20
CN1333299C true CN1333299C (zh) 2007-08-22

Family

ID=34137983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100921915A Expired - Fee Related CN1333299C (zh) 2003-09-02 2004-09-02 反射型液晶显示装置、制造其的方法及液晶显示单元

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7193671B2 (zh)
EP (1) EP1513004A1 (zh)
KR (1) KR101150652B1 (zh)
CN (1) CN1333299C (zh)
TW (1) TW200519499A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101108945B (zh) * 2007-07-19 2010-06-09 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 一种阻燃型聚合物水泥基复合防水涂料
CN102135685A (zh) * 2010-01-27 2011-07-27 精工爱普生株式会社 液晶装置以及液晶装置的制造方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070052889A1 (en) * 2004-10-27 2007-03-08 Whitehead Jr Anthony Joseph Lcos display panel
TWI307419B (en) * 2004-12-27 2009-03-11 Au Optronics Corp Method of preparing reflective substrate and liquid crystal display device comprising the reflective substrate preparing by the same
JP5241141B2 (ja) * 2006-05-31 2013-07-17 キヤノン株式会社 アクティブマトリクス基板、液晶表示装置、液晶プロジェクタ及びリアプロジェクション装置
KR101348760B1 (ko) * 2007-01-20 2014-01-08 삼성디스플레이 주식회사 이온 포착 구조를 구비한 액정표시패널 및 이를 포함한액정표시장치
US8339563B2 (en) * 2009-09-21 2012-12-25 Shanghai Lexvu Opto Microelectronics Technology Co., Ltd Liquid crystal imager and method of making same
US9057917B2 (en) * 2010-04-02 2015-06-16 Samsung Display Co., Ltd. Pixel electrode panel, a liquid crystal display panel assembly and methods for manufacturing the same
US8865274B2 (en) 2010-04-02 2014-10-21 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display device, alignment film, and methods for manufacturing the same
CN102939560A (zh) * 2010-06-10 2013-02-20 夏普株式会社 液晶显示装置及其制造方法
JP2014059498A (ja) 2012-09-19 2014-04-03 Seiko Epson Corp 液晶装置、液晶装置の製造方法及びプロジェクター
KR102038986B1 (ko) * 2013-05-28 2019-11-01 삼성디스플레이 주식회사 유리 적층체, 캐리어 유리 기판 상의 디스플레이 패널, 디스플레이 장치, 유리 적층체의 제조 방법 및 디스플레이 패널의 제조 방법
JP6263944B2 (ja) * 2013-10-09 2018-01-24 セイコーエプソン株式会社 液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器
FR3026966B1 (fr) * 2014-10-14 2019-09-27 IFP Energies Nouvelles Composition photocatalytique comprenant des particules metalliques et deux semi-conducteurs dont un en oxyde d'indium
KR102267429B1 (ko) * 2015-01-12 2021-06-21 삼성디스플레이 주식회사 액정을 포함한 광 변조 장치 및 이를 이용한 광학 표시 장치
JP2016200748A (ja) 2015-04-13 2016-12-01 セイコーエプソン株式会社 液晶装置及びその製造方法、並びに電子機器
WO2016172903A1 (zh) 2015-04-30 2016-11-03 华为技术有限公司 一种空间相位调制器及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5699136A (en) * 1992-11-18 1997-12-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Negative uniaxial anisotropic element and method for manufacturing the same
CN1346996A (zh) * 1999-07-29 2002-05-01 松下电器产业株式会社 液晶显示器及其制造方法
CN1410807A (zh) * 2001-09-28 2003-04-16 株式会社日立制作所 液晶显示元件及使用它的显示装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS513659A (ja) 1974-06-28 1976-01-13 Hitachi Ltd Denkaikokagataekishoseru
JPS5386235A (en) 1977-01-07 1978-07-29 Citizen Watch Co Ltd Liquid crystal indicator cell
JPS5688113A (en) 1979-12-19 1981-07-17 Citizen Watch Co Ltd Liquid crystal display device
JPS5691217A (en) 1979-12-25 1981-07-24 Citizen Watch Co Ltd Liquid crystal display cell
JPS57112714A (en) 1980-12-29 1982-07-13 Seiko Epson Corp Orienting method for liquid crystal display device
JPH0799420B2 (ja) * 1990-07-13 1995-10-25 アルプス電気株式会社 強誘電性液晶素子
JP3132193B2 (ja) 1991-11-08 2001-02-05 日本ビクター株式会社 液晶表示デバイス及び液晶表示デバイスの製造方法
JPH11174427A (ja) * 1997-12-15 1999-07-02 Victor Co Of Japan Ltd 液晶表示デバイスと液晶プロジェクタ
JP2001005003A (ja) 1999-06-18 2001-01-12 Victor Co Of Japan Ltd 反射型液晶表示デバイスの作製方法
JP2002268066A (ja) 2001-03-07 2002-09-18 Seiko Epson Corp 液晶装置および投射型液晶装置並びに電子機器
JP4613430B2 (ja) 2001-03-08 2011-01-19 セイコーエプソン株式会社 液晶装置及び投射型表示装置
JP3758612B2 (ja) 2001-06-26 2006-03-22 ソニー株式会社 反射型液晶表示素子、表示装置、プロジェクション光学システム、及びプロジェクションディスプレイシステム
JP3752691B2 (ja) * 2003-09-11 2006-03-08 ソニー株式会社 反射型液晶表示素子およびその製造方法、ならびに液晶表示装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5699136A (en) * 1992-11-18 1997-12-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Negative uniaxial anisotropic element and method for manufacturing the same
CN1346996A (zh) * 1999-07-29 2002-05-01 松下电器产业株式会社 液晶显示器及其制造方法
CN1410807A (zh) * 2001-09-28 2003-04-16 株式会社日立制作所 液晶显示元件及使用它的显示装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101108945B (zh) * 2007-07-19 2010-06-09 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 一种阻燃型聚合物水泥基复合防水涂料
CN102135685A (zh) * 2010-01-27 2011-07-27 精工爱普生株式会社 液晶装置以及液晶装置的制造方法
CN102135685B (zh) * 2010-01-27 2015-09-30 精工爱普生株式会社 液晶装置以及液晶装置的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050024256A (ko) 2005-03-10
US7193671B2 (en) 2007-03-20
US20050052600A1 (en) 2005-03-10
CN1607447A (zh) 2005-04-20
TW200519499A (en) 2005-06-16
EP1513004A1 (en) 2005-03-09
TWI302624B (zh) 2008-11-01
KR101150652B1 (ko) 2012-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1333299C (zh) 反射型液晶显示装置、制造其的方法及液晶显示单元
CN1327281C (zh) 反射式液晶显示装置及其制造方法以及液晶显示单元
KR100327614B1 (ko) 액정표시장치
US7688407B2 (en) Liquid crystal display with transmissive and reflective regions comprising a first alignment film having different alignments in the transmissive and reflective regions and a second alignment film with a single alignment
CN105842909A (zh) 液晶显示装置及其制作方法
KR100915311B1 (ko) 반사형 액정 표시 소자, 표시 장치, 프로젝션 광학시스템, 및 프로젝션 디스플레이 시스템
JP3760445B2 (ja) 反射型液晶表示素子およびその製造方法、ならびに液晶表示装置
JP7165556B2 (ja) 液晶光変調器、液晶表示装置、およびホログラフィ装置
EP1686414B1 (en) Liquid crystal display element and projection display
KR20050109946A (ko) 큰 경사각과 높은 콘트라스트를 갖는 수직배향 네마틱 모드액정 디스플레이
JP4022832B2 (ja) 反射型液晶表示素子およびその製造方法、ならびに液晶表示装置
JP2009168924A (ja) 液晶表示装置
CN100507703C (zh) 液晶显示装置及光学模块
US10983398B2 (en) Method for manufacturing liquid crystal display device and photomask
CN100409083C (zh) 反射型液晶显示装置和液晶显示单元
JPH08186780A (ja) 光学装置
JP2005031196A (ja) 液晶装置及びその製造方法並びに電子機器
JPH08160427A (ja) 液晶表示装置およびその製造方法
KR100686500B1 (ko) 액정장치의 제조방법 및 전자기기
CN100451799C (zh) 具有大倾角和高对比度的垂直配向向列型液晶显示器
US7307678B2 (en) Liquid crystal display and fabricating method thereof
JP5045477B2 (ja) 液晶表示装置
JP2004163921A (ja) 液晶表示素子と液晶表示素子の配向膜の形成方法
JPH0736013A (ja) ウォブリング用位相制御素子の製造方法
JP2016057555A (ja) 液晶表示素子およびその製造方法、並びに液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070822

Termination date: 20150902

EXPY Termination of patent right or utility model