專利名稱：反射式液晶顯示裝置及其制造方法以及液晶顯示單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括反射像素電極的反射式液晶顯示裝置、一種反射式液晶顯示裝置的制造方法、以及一種液晶顯示單元，例如通過利用反射式液晶顯示裝置顯示圖像的反射型液晶投影儀。
背景技術(shù)：
近年來，隨著投影顯示器在清晰度、小型化和亮度方面的改進，能夠減小整機尺寸并以高清晰度進行顯示、以及預(yù)期具有較高光使用效率的反射式裝置，作為投影顯示的顯示裝置業(yè)已成為關(guān)注的焦點，并且已經(jīng)得到實際應(yīng)用。公知的反射型裝置是有源型反射式液晶裝置，在該裝置中，將液晶注入彼此面對的一對基片之間。在此情形中，作為這對基片，可采用通過將透明電極層壓在玻璃基片上而形成的透明電極基片，以及采用包括諸如CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)型半導(dǎo)體電路的硅(Si)基片的驅(qū)動基片。在驅(qū)動基片上，設(shè)置有用于反射光線并給液晶施加電壓的反射金屬像素電極，從而形成像素電極基片。所述反射像素電極是由通常用于LSI(大規(guī)模集成)過程中、包括鋁作為主要成分的金屬材料制成的。
在這樣的反射式液晶顯示裝置中，當給設(shè)置在透明電極基片上的透明電極和設(shè)置在驅(qū)動基片上的反射像素電極施加電壓時，電壓就被施加到液晶上。此時，液晶的光學(xué)特性根據(jù)這些電極之間的電位差發(fā)生改變，借此液晶可調(diào)制入射光。反射式液晶顯示裝置通過調(diào)制光線顯示灰度等級圖像。
在這樣的反射式液晶顯示裝置中，具體地說，注入有垂直取向(aligned)液晶的有源型反射式液晶顯示裝置，近年來作為投影裝置業(yè)已成為關(guān)注的焦點，因為這種有源型反射式液晶顯示裝置具有高對比度和高響應(yīng)速度。在此處，“垂直取向的液晶材料”是指，具有負介電各向異性(平行于液晶分子長軸的介電常數(shù)ε(‖)與垂直于液晶分子長軸的介電常數(shù)ε(⊥)之間的差Δε(＝ε(‖)-ε(⊥))為負)的液晶材料，并且在垂直取向的液晶材料中，當施加的電壓為零時，液晶分子以相對于基片表面基本上垂直的方向取向，借此有源型反射式液晶顯示裝置以正常黑色模式來工作。
在垂直取向的液晶中，當施加的電壓為零時，液晶分子的長軸以相對于每個基片表面基本上垂直的方向取向，并且當施加電壓時，該長軸在平面內(nèi)方向取向，借此改變垂直取向液晶的透射率。此方向是像素電極的對角線方向(即，45°方向)。如果液晶分子在驅(qū)動過程中沒有在同一方向上取向，那么對比度就變得不均勻，因此，為了避免這種現(xiàn)象，需要預(yù)先在預(yù)定方向上使液晶分子以非常小的預(yù)傾角取向，然后使它們垂直取向。當預(yù)傾角太大時，垂直取向就退化了，并且使黑色電平增大，因此對比度下降了。因此，通常將預(yù)傾角控制在相對于基片表面的法線方向、在像素電極的對角線方向上的1°-5°的范圍內(nèi)。
有兩種校準垂直取向液晶材料的方法，即，通過利用以聚酰亞胺為代表的有機取向膜并摩擦該膜來控制取向的方法，以及通過利用以二氧化硅為代表的無機取向膜的傾斜蒸鍍來控制取向的方法。目前，為了獲得更高亮度的投影儀，有一種傾向是增加燈的功率，以便用具有非常高強度的光線來照射顯示板。因此，出現(xiàn)的問題是，由于光而導(dǎo)致前一方法中的有機取向膜降解。
另一方面，后一方法中的二氧化硅傾斜蒸鍍膜是無機材料，因此與聚酰亞胺不同，此膜不會發(fā)生由于光而導(dǎo)致的材料降解，并且能夠獲得更高的可靠性。因此，傾斜蒸鍍膜變成關(guān)注的焦點。在取向膜是二氧化硅傾斜蒸鍍膜的情形中，在傾斜蒸鍍過程中改變蒸鍍粒子到達基片的入射角度，以便控制預(yù)傾角。通常，實際入射角度在相對于基片法線方向的約45°-65°的范圍內(nèi)。
通過傾斜蒸鍍形成取向膜的相關(guān)技術(shù)在諸如日本未審查的專利申請公開號為2001-5003中有所描述。
然而，通常，難以控制垂直排列液晶材料的取向。在由反射像素電極或像素電極之間的凹槽導(dǎo)致驅(qū)動基片上出現(xiàn)不均勻結(jié)構(gòu)的情形中，由于該不均勻結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致圍繞像素電極出現(xiàn)取向瑕疵。該取向瑕疵導(dǎo)致，顯示表面的均勻特性下降、黑色電平增大(即這樣一種現(xiàn)象圖像的黑色部分顯示的不是黑色，而是灰色)、圖像質(zhì)量由于旋轉(zhuǎn)位移(disclination)而下降。尤其是，在采用硅驅(qū)動裝置的反射式液晶顯示裝置中，像素間距通常為10μm或更小，因此與具有幾十微米或更大尺寸像素間距的大型直觀型液晶裝置相比，像素周圍的瑕疵區(qū)域容易對圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響，并且與透射型液晶顯示裝置不同，瑕疵區(qū)域不能用黑色矩陣來覆蓋，因此對反射式液晶顯示裝置的基本實際要求是，必須將未對準區(qū)域減到最小或完全消除。
以下將描述由于像素電極結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的相關(guān)技術(shù)的反射式液晶顯示裝置的具體問題。如圖1A和1B所示，將反射像素電極111以矩陣的方式置于硅驅(qū)動基片110上。每個反射像素電極111的大小和形狀為，諸如邊長為8.4μm的正方形。為了避免相鄰像素之間發(fā)生電短路，設(shè)置反射像素電極111，以便具有預(yù)定距離的像素間的間隔W1。當像素間的間隔W1為諸如0.6μm時，像素間距W2就為9μm。通常，像素間距W2在約7μm-15μm的范圍內(nèi)，而像素間的間隔W1在約0.3μm-0.7μm的范圍內(nèi)。而且，像素電極的厚度在約150nm-250nm的范圍內(nèi)。
當每個反射像素電極111具有這樣的形狀時，就總是在相鄰像素電極之間形成具有凹槽形的部分(此后稱作像素間凹槽)。像素間凹槽具有諸如圖1B中所示截面中的600nm寬、150nm高的縱橫比。
圖2和3示意性表示出，在圖1A和1B所示的像素結(jié)構(gòu)上通過傾斜蒸鍍形成二氧化硅取向膜112的狀態(tài)，以及利用取向膜112校準垂直取向液晶113的狀態(tài)。在圖2和3中，箭頭130表示蒸鍍方向。例如從反射像素電極111(參見圖3)的對角線方向，以相對于基片表面法線方向55°的入射角θ(參見圖2)在基片上傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?12。
在實施這樣的傾斜蒸鍍時，如圖2所示，用反射像素電極111來屏蔽與入射方向相對的反射像素電極111側(cè)面周圍的區(qū)域(圍繞圖2中的區(qū)域121)，因此在該區(qū)域不蒸鍍和形成取向膜112。另一方面，圍繞另一側(cè)上的側(cè)面，形成字母L形的取向膜112，如圖2所示。于是，無取向膜112形成的區(qū)域121存在于像素間凹槽的底面和反射像素電極111的側(cè)面上。
預(yù)傾斜的取向方向是像素的對角線方向，圖3是形成有取向膜112的區(qū)域和沒有取向膜112形成的區(qū)域121的示意平面圖。當增大反射像素電極111的厚度并減小像素間的間隔W1時，在像素間凹槽的底面上沒有膜被蒸鍍，并且只在像素間凹槽的一個側(cè)面上形成該膜。在形成取向膜的一個典型方法中，不可避免的是，像素間凹槽的這兩個側(cè)面的膜結(jié)構(gòu)變得不對稱。
于是，當存在像素間凹槽的底面上沒有取向膜112具體形成的區(qū)域時，在該區(qū)域就不能控制液晶113的取向，因此液晶113未取向，并且出現(xiàn)諸如圖像質(zhì)量下降(例如不均勻取向和可靠性下降)之類的問題。換言之，如圖2所示，在反射像素電極111的表面上形成取向膜112，因此通常液晶分子長軸以較佳的狀態(tài)在預(yù)傾斜方向上均勻取向。另一方面，因為在像素間凹槽的一部分底面上具體產(chǎn)生無取向膜112形成的區(qū)域121，所以使液晶分子垂直取向的力不起作用，從而產(chǎn)生不均勻的取向區(qū)域120。不均勻的取向區(qū)域120對圍繞像素電極的區(qū)域產(chǎn)生影響，由此導(dǎo)致這樣一種狀態(tài)的產(chǎn)生即，像素電極表面上的液晶分子垂直取向，但在從圍繞像素電極的區(qū)域至像素間凹槽的區(qū)域中的液晶分子取向不均勻。因此，在從圍繞像素電極的區(qū)域至像素間凹槽的區(qū)域中出現(xiàn)不均勻取向，由此導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。通常在與基片法線方向成45°-65°的范圍內(nèi)選擇蒸鍍角度；然而，像素間凹槽越深，在像素間凹槽的底面沒有形成取向膜112的區(qū)域就變得越大，于是蒸鍍角度具有較大的影響。以上現(xiàn)象具體發(fā)生在無機材料(例如二氧化硅)的傾斜蒸鍍膜被用作取向膜112的情形中。
另一方面，在有機取向膜例如聚酰亞胺中，不會出現(xiàn)因為無取向膜112形成而導(dǎo)致的上述問題。這是因為，有機取向膜是通過利用旋涂之類的技術(shù)，用溶劑形式的材料涂覆像素基片的整個表面形成的，所以平均起來，所述材料涂覆了像素間凹槽。
在日本未審查的專利申請公開號為2001-5003中提出的技術(shù)是，首先，沿像素電極的一個側(cè)面，以從法線到基片表面70°的角度實施傾斜蒸鍍，從而沿像素電極的該側(cè)面在像素間凹槽的底面部分上形成第一取向膜，然后，在平面內(nèi)將基片旋轉(zhuǎn)90°，并通過相同的傾斜蒸鍍沿像素電極的另一側(cè)面在像素間凹槽的底面部分上形成第二取向膜。
按照日本未審查的專利申請公開號為2001-5003中的技術(shù)，取向膜肯定形成在像素間凹槽的底面部分上。然而，如上所述，在該技術(shù)中，不能在整個像素間凹槽上精確形成取向膜，除非沿像素電極的一個側(cè)面實施蒸鍍，并在平面內(nèi)將基片旋轉(zhuǎn)90°，以便再次實施蒸鍍。然而，即使從在平面內(nèi)成90°的不同方向形成第一取向膜和第二取向膜，無膜形成的區(qū)域也存在于像素間凹槽的一個側(cè)面上，因此不能解決像素間凹槽的側(cè)面上的不對稱性。因此，由于離子而出現(xiàn)上述的擊穿(burn-in)現(xiàn)象。
而且，通常，在反射式液晶顯示裝置中，利用PBS(偏振光束分離器)作為偏振分離裝置。當利用PBS在交叉Nicol(偏光鏡)結(jié)構(gòu)中分離偏振時，能夠獲得最高透射率的垂直液晶的取向方向是像素的對角線方向，即，45°的方向。因此，在日本未審查的專利申請公開號為2001-5003中，在沿像素一側(cè)的取向中，利用PBS的偏振分離光學(xué)系統(tǒng)不能用于反射式液晶顯示裝置中，并且該反射式液晶顯示裝置具體作為投影顯示單元幾乎沒有實用性。為了避免這個問題，當在像素的對角線方向上形成第二取向膜時，理論上，即使從任何方向形成第一取向膜，在像素間凹槽中也存在不能完全被覆蓋的區(qū)域，因此日本未審查的專利申請公開號為2001-5003中的技術(shù)不發(fā)揮作用。因此，該技術(shù)距離實際有效性還相差很遠。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本發(fā)明的一個目的是，提供一種反射式液晶顯示裝置，及其制造方法，以及一種液晶顯示單元，能夠避免長期驅(qū)動中由于像素間凹槽的側(cè)面部分結(jié)構(gòu)不對稱所導(dǎo)致的擊穿現(xiàn)象，以獲得長期驅(qū)動的可靠性。
按照本發(fā)明的反射式液晶顯示裝置包括彼此面對的像素電極基片和透明電極基片，在這兩個基片之間具有垂直取向的液晶，其中像素電極基片包括多個反射像素電極；在形成像素電極之后，從相對于像素電極基片的基片表面的第一傾斜蒸鍍方向，通過蒸鍍形成的第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぃ灰约霸谛纬傻谝粌A斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぶ?，從相對于像素電極基片的基片表面的第二傾斜蒸鍍方向，通過蒸鍍形成的第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぁＭㄟ^蒸鍍，在厚度方向上，在像素電極的整個頂面以及像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分的第一側(cè)面上，形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，并且通過蒸鍍，在該厚度方向上，在像素電極的整個頂面以及像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分中與第一側(cè)面面對的第二側(cè)面上，形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぃ渲械谝粌A斜蒸鍍?nèi)∠蚰そ橛谙袼仉姌O的整個頂面與第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぶg。
按照本發(fā)明的液晶顯示單元，通過利用由按照本發(fā)明的反射式液晶顯示裝置調(diào)制的光線來顯示圖像。
在按照本發(fā)明的反射式液晶顯示裝置的制造方法中，反射式液晶顯示裝置包括含有多個反射像素電極的像素電極基片，和含有透明電極的透明電極基片，其中這兩個基片彼此面對，在其之間有垂直取向的液晶，所述方法包括以下步驟在形成像素電極之后，從相對于像素電極基片的基片表面的第一傾斜蒸鍍方向，通過蒸鍍形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?；以及在形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぶ?，從相對于像素電極基片的基片表面的第二傾斜蒸鍍方向，通過蒸鍍形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぁＴ谛纬傻谝粌A斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ牟襟E中，通過蒸鍍，在厚度方向上，在像素電極的整個頂面以及像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分的第一側(cè)面上，形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぃ⑶以谛纬傻诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ牟襟E中，通過蒸鍍，在該厚度方向上，在像素電極的整個頂面以及像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分中與第一側(cè)面面對的第二側(cè)面上，形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぃ渲械谝粌A斜蒸鍍?nèi)∠蚰そ橛谙袼仉姌O的整個頂面與第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぶg。
在按照本發(fā)明的反射式液晶顯示裝置及其制造方法以及液晶顯示單元中，例如，二氧化硅的蒸鍍膜形成作為第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず偷诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぁ?br> 在按照本發(fā)明的反射式液晶顯示裝置及其制造方法以及液晶顯示單元中，通過蒸鍍，在厚度方向上，在像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分(像素間凹槽)的第一側(cè)面上，形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，并通過蒸鍍，在面向第一側(cè)面的第二側(cè)面上，形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?。由此，截面上的像素間凹槽的這兩個側(cè)面的膜結(jié)構(gòu)變成對稱的，因此能夠避免由于不對稱結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的長期驅(qū)動中的擊穿現(xiàn)象。
在按照本發(fā)明的反射式液晶顯示裝置及其制造方法以及液晶顯示單元中，從相對于像素電極基片的基片表面的垂直方向，通過蒸鍍，可以在像素電極的整個頂面以及相鄰像素電極之間的凹槽部分的整個底面上形成垂直蒸鍍膜。在這種情形中，在形成垂直蒸鍍膜之后，將第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず偷诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰訅涸谠摯怪闭翦兡ど稀?br> 當僅通過傾斜蒸鍍形成膜時，可能在像素間凹槽的底面上存在沒有蒸鍍膜具體形成的區(qū)域。然而，通過垂直蒸鍍，在像素間凹槽的整個底面上形成膜。在像素間凹槽中沒有傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ば纬傻膮^(qū)域中，液晶沒有被垂直取向和對準，因此該區(qū)域?qū)ο袼仉姌O上的垂直取向液晶的取向具有副作用。另一方面，在垂直蒸鍍膜形成作為基膜的情形中，在該區(qū)域中，利用此垂直蒸鍍膜在垂直方向上排列液晶，因此該區(qū)域?qū)ο袼仉姌O上的液晶的垂直取向幾乎沒有副作用。通過傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ囊壕∠蚺c通過垂直蒸鍍膜的液晶取向稍稍不同，這是因為通過傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ娜∠蛴蓄A(yù)傾角。然而，通常，該預(yù)傾角為1°-5°的小角度，所以這兩個取向在顯示圖像質(zhì)量方面沒有可辨識的差別。因此，在垂直蒸鍍膜形成作為基膜的情形中，圍繞像素間凹槽不會出現(xiàn)未對準(未排列)，所以在整個顯示區(qū)域能夠獲得穩(wěn)定的垂直取向。借此，能夠獲得優(yōu)異的圖像質(zhì)量。
因此，在按照本發(fā)明的反射式液晶顯示裝置中，層壓多個蒸鍍膜。在制造步驟中，優(yōu)選的是連續(xù)形成這些蒸鍍膜。此處的“連續(xù)”一詞的意思是，沒有中斷真空而順序形成這些膜?？刹捎美貌煌b置形成每個蒸鍍膜的方法，或者在形成一個蒸鍍膜之后，使真空中斷，然后形成另一個蒸鍍膜的方法，借此能夠獲得一定程度的效果。然而，在該情形中，需要使蒸鍍膜之間的界面保持極其干凈。更具體地說，例如，二氧化硅易受吸收水分或粘附雜質(zhì)的影響，因此每個蒸鍍膜表面的化學(xué)穩(wěn)定性是重要的。如果該化學(xué)穩(wěn)定性不夠，那么膜之間的粘合強度就低，于是這些膜可能被分離，或者這些膜結(jié)構(gòu)可能不連續(xù)地連接，因此在界面內(nèi)捕捉離子等，因此可能出現(xiàn)新的擊穿現(xiàn)象。
因此，例如，采用一種蒸鍍裝置的方法是最有效的，并且極其需要將該方法作為有效的制造方法，其中所述蒸鍍裝置包括一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)內(nèi)，能夠改變蒸鍍粒子在基片表面的入射角度或者蒸鍍粒子相對于基片法線方向的入射角度，從而無需中斷真空就能夠連續(xù)形成蒸鍍膜。
在按照本發(fā)明的反射式液晶顯示裝置和液晶顯示單元中，通過蒸鍍，在厚度方向上，在像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分的第一側(cè)面上形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，并通過蒸鍍，在面向第一側(cè)面的第二側(cè)面上形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，于是截面上的像素間凹槽的這兩個側(cè)面的膜結(jié)構(gòu)變成對稱的，因此能夠避免由于不對稱結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的長期驅(qū)動中的擊穿現(xiàn)象，并且能夠獲得長期驅(qū)動的可靠性。
具體地說，在按照本發(fā)明的液晶顯示單元中，利用本發(fā)明的反射式液晶顯示裝置來顯示圖像，于是能夠顯示具有優(yōu)良圖像質(zhì)量的圖像。
按照本發(fā)明的反射式液晶顯示裝置的制造方法包括以下步驟在形成像素電極之后，從相對于像素電極基片的基片表面的第一傾斜蒸鍍方向，通過蒸鍍形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?；以及在形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぶ螅瑥南鄬τ谙袼仉姌O基片的基片表面的第二傾斜蒸鍍方向，通過蒸鍍形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，并且通過蒸鍍，在厚度方向上，在像素電極的整個頂面和像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分的第一側(cè)面上形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぃ诿嫦虻谝粋?cè)面的第二側(cè)面上形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，于是截面上的像素間凹槽的這兩個側(cè)面的膜結(jié)構(gòu)是對稱的。借此，可制造能夠避免長期驅(qū)動中的擊穿現(xiàn)象并獲得長期驅(qū)動的可靠性的反射式液晶顯示裝置，所述擊穿現(xiàn)象是由于像素間凹槽的這兩個側(cè)面的不對稱結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的。
具體地說，在從相對于像素電極基片的基片表面的垂直方向形成垂直蒸鍍膜，并在形成垂直蒸鍍膜之后，將第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず偷诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰訅涸谠摯怪闭翦兡ど系那樾沃校ㄟ^蒸鍍，使該垂直蒸鍍膜形成在像素間凹槽的整個底面上，因此即使像素間凹槽的底面存在沒有形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず偷诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ膮^(qū)域，在該區(qū)域中，也利用垂直蒸鍍膜在垂直方向上排列液晶。由此，在利用傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰た刂拼怪比∠蛞壕У娜∠虻那樾沃校軌虮苊庥捎谙袼亻g凹槽結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的未對準和不均勻取向，并且能夠獲得優(yōu)良的圖像質(zhì)量。
通過以下描述，本發(fā)明的其它和進一步目的、特性及優(yōu)點將更加明顯可見。


通過以下參照附圖對優(yōu)選實施例進行的描述，本發(fā)明的這些和其它目的及特性將變得顯而易見，其中圖1A和1B是在像素電極基片側(cè)面上，相關(guān)技術(shù)的反射式液晶顯示裝置的平面圖和截面圖；圖2是用于描述由于相關(guān)技術(shù)的反射式液晶顯示裝置中出現(xiàn)的未對準而導(dǎo)致的問題的截面圖；圖3是用于描述由于相關(guān)技術(shù)的反射式液晶顯示裝置中出現(xiàn)的未對準而導(dǎo)致的問題的平面圖；圖4是用于解決由于反射式液晶顯示裝置中出現(xiàn)的未對準而導(dǎo)致的問題的膜結(jié)構(gòu)的一個實例的截面圖；圖5A和5B是用于描述由于反射式液晶顯示裝置的膜結(jié)構(gòu)的不對稱性而導(dǎo)致的問題的平面圖和截面圖；圖6A和6B表示出用于描述由于反射式液晶顯示裝置的膜結(jié)構(gòu)的不對稱性而導(dǎo)致的問題的驅(qū)動波形；
圖7是按照本發(fā)明一個實施例的反射式液晶顯示裝置的整個結(jié)構(gòu)的截面圖；圖8表示出按照本發(fā)明實施例的反射式液晶顯示裝置的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)；圖9是圍繞像素間凹槽的圖7所示反射式液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)的示意性截面圖；圖10A和10B是像素電極基片的其它實施例的截面圖；圖11A-11C表示出形成傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ牟襟E；圖12A和12B是表示與蒸鍍裝置一起來形成傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ牟襟E；圖13A-13C是表示與蒸鍍裝置一起來形成垂直蒸鍍膜和傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ牟襟E；圖14表示采用圖7所示反射式液晶顯示裝置的液晶顯示單元的一個實例；以及圖15是在按照本發(fā)明的反射式液晶顯示裝置的像素間凹槽中以及在相關(guān)技術(shù)的反射式液晶顯示裝置的像素間凹槽中擊穿現(xiàn)象的觀察結(jié)果圖表。
具體實施例方式
在描述本發(fā)明的實施例之前，先描述本發(fā)明的申請人通過研究而發(fā)現(xiàn)的新問題。
為了避免諸如圖2所示的、由于取向膜112不能在像素間凹槽底面上具體形成而導(dǎo)致的不均勻取向問題，本發(fā)明的申請人提出了圖4所示的膜結(jié)構(gòu)(參照日本專利申請?zhí)?003-309875)。
在該膜結(jié)構(gòu)中，在形成傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?12B之前，從相對于像素電極基片的基片表面的垂直方向提前形成垂直蒸鍍膜112A的基膜。從相對于基片表面的傾斜方向蒸鍍傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?12B，于是在反射像素電極111的整個頂面和像素間凹槽150的一個側(cè)面的區(qū)域152上形成傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?12B，而垂直蒸鍍膜112A位于。在無傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?12B形成的像素間凹槽150另一側(cè)的區(qū)域151中，垂直蒸鍍膜112A與液晶接觸，于是相比于圖2所示的結(jié)構(gòu)，能夠避免諸如不均勻取向之類的問題。
然而，在這樣的膜結(jié)構(gòu)中，無取向膜形成的區(qū)域還存在于像素間凹槽150的一個側(cè)面(反射像素電極111的一個側(cè)面)上，于是不能解決像素間凹槽150的膜結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)不對稱性。以下描述由于該不對稱性所導(dǎo)致的問題。
如圖5A和5B所示，在相鄰像素A和B(具有不同的灰色電平)作為白色和灰色來顯示的情形中，利用對應(yīng)于白色和灰色的不同電壓來驅(qū)動對應(yīng)于像素A和B的相鄰像素電極111A和111B。
圖6A和6B表示出驅(qū)動電壓波形的例子。例如，在像素作為白色來顯示的情形中所施加的驅(qū)動電壓為±4V(參照圖6A)，而在像素作為灰色來顯示的情形中所施加的驅(qū)動電壓為±2V(參照圖6B)。在驅(qū)動液晶顯示裝置的情形中，在反射式液晶顯示裝置中通常抑制橫向電場，因此采用幀反轉(zhuǎn)形式，在該形式中，使驅(qū)動頻率加倍，以便使每個幀的電壓極性倒轉(zhuǎn)。例如，如圖6A和6B所示，在幀1中，像素A的驅(qū)動電壓為+4V以及相鄰于像素A的像素B的驅(qū)動電壓為+2V的狀態(tài)持續(xù)諸如8兆秒(msec)，在下一個幀2中，極性被反轉(zhuǎn)，于是像素A的驅(qū)動電壓為-4V以及像素B的驅(qū)動電壓為-2V的狀態(tài)持續(xù)8兆秒。重復(fù)幀1和2中的這些動作。
在幀1中，像素A的驅(qū)動電壓為+4V以及相鄰像素B的驅(qū)動電壓為+2V的狀態(tài)持續(xù)8兆秒，于是在相鄰像素電極111A與111B之間出現(xiàn)2V的電位差，借此，在通過像素間凹槽、從像素電極111A到像素電極111B的橫向方向上產(chǎn)生電場。接下來，在幀2中，像素A的驅(qū)動電壓為-4V，而相鄰像素B的驅(qū)動電壓為-2V，于是電位差為2V；然而，電場方向與幀1中的相反，于是產(chǎn)生從像素電極111B到像素電極111A的電場。
因此，在像素A和B顯示為不同的灰色電平的情形中，將一個正或負的電壓即AC(交流電)電勢施加到像素間凹槽側(cè)面方向的每個幀上。正電壓和負電壓的幅度相同，因此基本上外加電壓彼此平衡輸出，于是瞬時平均值為零。
然而，如上所述，采用二氧化硅的傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ难b置具有不對稱結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，蒸鍍膜不形成在像素間凹槽的一個側(cè)面上，因此導(dǎo)致出現(xiàn)下列問題。在每幀8兆秒的期間內(nèi)，將DC(直流電)施加到像素之間；然而，在該期間，于像素間凹槽部分發(fā)生電介質(zhì)極化。該極化依據(jù)每個幀而不同，這是因為像素間凹槽的膜結(jié)構(gòu)是不對稱的。因此，即使所加電壓的幅度相同，電介質(zhì)極化的量也依據(jù)每個幀而稍有不同，因此在本發(fā)明的發(fā)明人的實驗中，當長期驅(qū)動該裝置時，已經(jīng)觀察到在像素間凹槽兩端產(chǎn)生DC電勢的問題。當DC電勢存在時，在長期驅(qū)動該裝置以便提供不同灰度電平的情形中，在不同灰度電平的顯示像素之間的像素間凹槽中，在像素間凹槽的一個側(cè)面上產(chǎn)生DC電壓。因此，出現(xiàn)這樣的問題即，液晶單元中的離子聚集在產(chǎn)生DC電壓的部分上，由此導(dǎo)致?lián)舸┈F(xiàn)象的發(fā)生。
這是因為二氧化硅具有相對低的電阻和較小的電容，因此極化甚至發(fā)生在相當短的時間內(nèi)，例如8兆秒。極化取決于像素間凹槽的結(jié)構(gòu)。換言之，認為因為在采用相關(guān)技術(shù)的傾斜蒸鍍膜的裝置中，像素間凹槽具有不對稱結(jié)構(gòu)，所以發(fā)生上述現(xiàn)象。具體地說，認為當相鄰像素電極側(cè)面的膜結(jié)構(gòu)不對稱時，上述現(xiàn)象易于發(fā)生。本發(fā)明能夠解決膜結(jié)構(gòu)的不對稱性。
以下參照附圖，更詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
<反射式液晶顯示裝置的描述>
圖7表示出按照本發(fā)明實施例的反射式液晶顯示裝置的整個結(jié)構(gòu)。這種反射式液晶顯示裝置包括透明電極基片30和與之彼此面對的像素電極基片40，及注入這些基片30和40之間的垂直取向(排列)的液晶45。
透明電極基片30包括玻璃基片31，以及在靠近垂直取向液晶45的一側(cè)(在面向像素電極基片40的表面上)層壓在玻璃基片31表面上的透明電極32。在靠近垂直取向液晶45的一側(cè)，將傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3層壓在透明電極32的整個表面上。作為透明電極32，可采用具有透光功能的電極材料，通常為ITO(氧化銦錫)，其是氧化錫(SnO2)和氧化銦(In2O3)固體溶解材料。將一個公共電壓(例如，地電壓)施加到整個像素區(qū)域中的透明電極32上。
作為傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3，例如，采用以二氧化硅(SiO2)為代表的二氧化硅傾斜蒸鍍膜。在這種情形中，通過在傾斜蒸鍍過程中改變蒸鍍角度來控制垂直取向液晶45的預(yù)傾角。通常，相對于基片法線方向的蒸鍍角度θ為約45°-65°。
像素電極基片40包括例如單晶硅基片41和反射像素電極42，第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B，這兩個取向膜在靠近垂直取向液晶45的一側(cè)(面向透明電極基片30的表面)上依次層壓在硅基片41的表面上。在硅基片41中，形成包括晶體管T1，例如CMOS或NMOS，和電容器(輔助電容器)C1的有源驅(qū)動電路。
在硅基片41上以矩陣的方式形成多個反射像素電極42。每個反射像素電極42是由以鋁(Al)或銀(Ag)為代表的金屬膜制成的。在將諸如鋁電極之類的金屬電極用作反射像素電極42的情形中，反射像素電極42具有光反射膜的作用，并用作給液晶施加電壓的電極，并且為了進一步增大反射率，可在鋁電極或類似電極上形成多層膜例如電介質(zhì)反射鏡的反射層。而且，可將氧化物或氮化物膜覆蓋在鋁電極或類似電極上，以便保護鋁電極或類似電極的整個表面。
圖9示意性表示出圍繞像素間凹槽(相鄰像素電極之間的凹槽部分)50的像素電極基片40的結(jié)構(gòu)。在圖9中，由箭頭指示的第一傾斜蒸鍍方向85A和第二傾斜蒸鍍方向85B表示蒸鍍方向，分別在這兩個方向蒸鍍第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B。
從相對于像素電極基片40的基片表面的第一傾斜蒸鍍方向85A通過蒸鍍形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A。通過蒸鍍在厚度方向上，在反射像素電極42的整個頂面和像素電極基片40(如圖9所示)截面上的像素間凹槽50的第一側(cè)面51周圍的區(qū)域上形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A。如圖9所示，按照蒸鍍角度θ，第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A在靠近第一側(cè)面51的一側(cè)上還形成在像素間凹槽50的底面部分上。
在形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A之后，形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B。通過蒸鍍在厚度方向上，在反射像素電極42的整個頂面和面向像素電極基片40(如圖9所示)截面上的第一側(cè)面51的像素間凹槽50的第二側(cè)面52周圍的區(qū)域上，形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B，其中第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A介于反射像素電極42的整個頂面與所述第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B之間。如圖9所示，按照蒸鍍角度θ2，第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B在靠近第二側(cè)面52的一側(cè)上形成在像素間凹槽50的底面部分上。
優(yōu)選的是，通過利用后面將要描述的制造方法，第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A的蒸鍍方向85A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B的蒸鍍方向85B基本上是對稱的。由此，像素間凹槽50中的膜結(jié)構(gòu)基本上是對稱的。因此，該實施例最典型的特征是，第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B通過從兩個不同且對稱的蒸鍍方向85A和85B傾斜蒸鍍，不僅對稱地形成在反射像素電極42的頂面上，而且還形成在像素間凹槽50的側(cè)面51和52上。
如圖10A所示，在形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B之前，可從相對于像素電極基片40的基片表面的垂直方向通過蒸鍍形成作為基膜的垂直蒸鍍膜43C。從垂直方向，通過蒸鍍，將垂直蒸鍍膜43C層壓在反射像素電極42的整個頂面和像素間凹槽50的整個底面上。
作為第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A、第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B和垂直蒸鍍膜43C，如同透明電極基片30側(cè)面上的傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3中的情形，采用諸如以二氧化硅(SiO2)為代表的二氧化硅蒸鍍膜。在反射像素電極42上，第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B與垂直取向液晶45接觸，于是當?shù)诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B在傾斜蒸鍍過程中的蒸鍍角度θ2改變時，就能夠控制反射像素電極42上的垂直取向液晶45的預(yù)傾角。通常，相對于基片法線方向的蒸鍍角度θ2為約45°-65°。
在用于反射式液晶顯示裝置的垂直取向液晶45中，當施加電壓為零時，在相對于每個基片表面基本上垂直的方向上對準垂直取向液晶45的分子長軸，而當施加電壓時，該長軸在平面內(nèi)方向上傾斜，借此改變垂直取向液晶45的透射率。如果液晶分子傾斜的方向在驅(qū)動過程中不是均勻的，那么對比度就變得不均勻。為了避免不均勻?qū)Ρ榷?，需要在預(yù)定方向上(通常為裝置的對角線方向)，以非常小的預(yù)傾角提前排列液晶分子，然后垂直排列這些液晶分子。當預(yù)傾角太大時，垂直對準就退化了，因此黑電平增大，且對比度下降。因此，通常，利用傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B將預(yù)傾角控制在約1°-5°的范圍內(nèi)。
圖8表示出反射式液晶顯示裝置的驅(qū)動部分的結(jié)構(gòu)。該驅(qū)動部分包括在每個像素中形成的像素驅(qū)動電路61，以及圍繞顯示區(qū)60設(shè)置的諸如數(shù)據(jù)驅(qū)動器62和掃描驅(qū)動器63之類的邏輯部分。通過信號線64將來自外部的圖像信號D輸入到數(shù)據(jù)驅(qū)動器62內(nèi)。像素驅(qū)動電路61形成在每個反射像素電極42之下，并包括開關(guān)晶體管T1，以及向液晶提供電壓的輔助電容C1。要求晶體管T1具有與垂直取向液晶45的驅(qū)動電壓對應(yīng)的耐壓，于是通常，利用比邏輯部分更高的耐壓處理來形成晶體管T1。
在像素驅(qū)動電路61中，將多個數(shù)據(jù)線71設(shè)置在列方向上，而將多個掃描線72設(shè)置在行方向上。每個數(shù)據(jù)線71與每個掃描線72的交叉部分對應(yīng)于一個像素。將每個晶體管T1的源電極與數(shù)據(jù)線71相連，并將晶體管T1的柵電極與掃描線72相連。將每個晶體管T1的漏電極與每個反射像素電極42及輔助電容C1相連。將每個數(shù)據(jù)線71與數(shù)據(jù)驅(qū)動器62相連，并由數(shù)據(jù)驅(qū)動器62提供圖像信號。將每個掃描線72與掃描驅(qū)動器63相連，并由掃描驅(qū)動器63連續(xù)提供掃描信號。
接下來，以下將描述一種反射式液晶顯示裝置的制造方法。該反射式液晶顯示裝置的特征部分是，像素電極基片40中的第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B的結(jié)構(gòu)，因此具體地說，以下將詳細描述形成這些取向膜的方法。
以下將參照圖11A-11C、12A和12B來詳細描述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B的形成方法。圖12A和12B表示出用于形成這些取向膜的真空蒸鍍裝置。在每個圖中，為了描述方便起見，在像素電極基片40中配置符號“1”，以看到像素電極基片40在平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方向。在將作為像素電極基片40的硅基片41上形成的反射像素電極42清潔干凈之后，將像素電極基片40引入真空蒸鍍裝置80內(nèi)。諸如通過以下步驟形成反射像素電極42在硅基片41上形成諸如鋁之類的金屬膜，然后，利用半導(dǎo)體工藝中的光刻(photolithography)技術(shù)將硅基片41上的金屬膜處理成正方形。
作為真空蒸鍍裝置80，采用包括諸如基片旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的真空蒸鍍裝置，所述基片旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)能夠改變蒸鍍粒子83相對于基片法線方向的入射角度或蒸鍍粒子83在基片表面上的入射方向。在膜形成過程中，在真空蒸鍍裝置80內(nèi)保持真空。
在包括基片旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的真空蒸鍍裝置80內(nèi)，首先，從相對于像素電極基片40的基片表面、在平面內(nèi)傾斜的第一傾斜蒸鍍方向85A，通過蒸鍍形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A。在這種情形中，平面內(nèi)入射方向與垂直取向液晶45(參照圖11A和12A)的最初取向方向相差180°。在截面方向上，將像素電極基片40旋轉(zhuǎn)θ1角度，從而蒸鍍粒子83相對于基片表面法線方向的入射角度變成預(yù)定的θ1角度(參照圖9)。例如，采用二氧化硅作為蒸鍍粒子83。由此，首先，從第一傾斜蒸鍍方向85A，例如以相對于基片表面法線方向45°-65°的入射角度θ1傾斜蒸鍍二氧化硅的第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A，其中第一傾斜蒸鍍方向85A與垂直取向液晶45的最初排列方向相差180°。從相對于基片表面的傾斜方向蒸鍍第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A，于是如圖9所示，在反射像素電極42的整個頂面以及圍繞第一側(cè)面51的像素間凹槽50的區(qū)域上形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A。
此后，在維持真空的狀態(tài)中，將像素電極基片40在平面內(nèi)(參照圖11B)旋轉(zhuǎn)180°，并從相對于基片表面在平面內(nèi)傾斜的第二傾斜蒸鍍方向85B(該實施例中的正方形反射像素電極42的對角線方向)、通過蒸鍍形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B。在這種情形中，從形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A的狀態(tài)將像素電極基片40在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°，于是平面內(nèi)的入射方向被移向垂直取向液晶45的最初排列方向(圖11C和12B)。在形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A時，像素電極基片40的截面方向上的入射角度θ2與入射角度θ1相同。在形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A時，已經(jīng)使像素電極基片40以入射角度θ1傾斜，于是當在將像素電極基片40在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°的狀態(tài)中實施蒸鍍時，在像素電極基片40的截面方向上，以入射角度θ2(＝θ1)實施傾斜蒸鍍。作為蒸鍍源81，它與形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A時所用的相同，作為蒸鍍粒子83，如同第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A中的情形，諸如采用二氧化硅。于是，例如以相對于基片表面法線方向45°-65°的入射角度θ2傾斜蒸鍍第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B。如同相關(guān)技術(shù)方法中的情形，將平面內(nèi)入射角設(shè)計為像素的對角線方向，并且將液晶分子的預(yù)傾角設(shè)計為約1°-5°。
從一個方向傾斜蒸鍍第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B，該方向與形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A的方向相對于基片表面在平面內(nèi)相差180°，于是在反射像素電極42的整個頂面以及圍繞面向第一側(cè)面51的第二側(cè)面52的像素間凹槽50的區(qū)域上形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B，其中第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A介于反射像素電極42的整個頂面與所述第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B之間。由此，截面上的像素間凹槽50的兩個側(cè)面的膜結(jié)構(gòu)變成對稱。
優(yōu)選的是，在素電極基片40的截面上，第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A的蒸鍍角度θ1與第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B的蒸鍍角度θ2完全相同，從而能夠保持像素間凹槽50的膜結(jié)構(gòu)的對稱性。然而，考慮到像素間凹槽50的兩個側(cè)面結(jié)構(gòu)之間的不對稱性是在長期驅(qū)動中發(fā)生的像素間凹槽50中擊穿現(xiàn)象的主要原因，因此如果第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B的形成是為了至少期望像素間凹槽50的兩個側(cè)面中的擊穿現(xiàn)象減少，那么蒸鍍角度θ1和θ2彼此可稍稍不同。而且，雖然第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B的厚度優(yōu)選地是相同的，但是該厚度在期望擊穿現(xiàn)象減少的范圍內(nèi)也可稍稍不同。
其次，參照圖13A-13C，以下將描述在垂直蒸鍍膜43C作為第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B(參照圖10A)的基膜而形成的情形中蒸鍍膜的形成方法。圖13B和13C表示從X1方向觀察圖13A所示的真空蒸鍍裝置的狀態(tài)。
在真空蒸鍍裝置80中，首先，如圖13A所示，將像素電極基片40的基片表面的法線方向和來自蒸鍍源81的蒸鍍粒子的入射方向調(diào)整到彼此一致，并且從相對于基片表面的垂直方向形成垂直蒸鍍膜43C。作為蒸鍍粒子83，例如，象第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B的情形中那樣，使用二氧化硅。從相對于基片表面的垂直方向來蒸鍍垂直蒸鍍膜43C，于是如圖10A所示，在反射像素電極42的整個頂面和像素間凹槽50的整個底面上形成垂直蒸鍍膜43C。
此后，在保持真空的狀態(tài)中，將像素電極基片40旋轉(zhuǎn)角度θ，從而傾斜，使得基片表面的法線方向與蒸鍍粒子83的入射方向形成預(yù)定的角度θ(＝θ1)，借此使蒸鍍粒子83從相對于基片表面的傾斜方向進入。而且，將平面內(nèi)的入射方向調(diào)整到與垂直取向液晶45(參照圖13B)的最初排列方向相差180°。借此，首先，從第一傾斜蒸鍍方向85A，以相對于基片表面法線方向例如45°-65°的入射角度θ1傾斜蒸鍍二氧化硅的第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A，其中第一傾斜蒸鍍方向85A與垂直取向液晶45的最初排列方向相差180°。在反射像素電極42的頂面和像素間凹槽50的底面上形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A，而垂直蒸鍍膜43C介于之間。
此外，其后，在保持真空的狀態(tài)中，將像素電極基片40在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°，從而從相對于基片表面的第二傾斜蒸鍍方向85B(參照圖13C)，通過蒸鍍形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B。形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B的步驟與不形成上述垂直蒸鍍膜43C的情形中的一樣。由此，如圖10A所示，在反射像素電極42的頂面形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B，而垂直蒸鍍膜43C和第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A介于這二者之間。在像素間凹槽50的底面上形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B，而垂直蒸鍍膜43C介于二者之間。
如上所述，優(yōu)選的是，在一個真空蒸鍍裝置80內(nèi)連續(xù)形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A、第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B和垂直蒸鍍膜43C。此處所用的“連續(xù)”一詞的意思是不中斷真空而順序形成這些膜?？刹捎美貌煌b置形成每個蒸鍍膜的方法，或者在形成一個蒸鍍膜之后，中斷真空，然后形成另一個蒸鍍膜的方法，由此能夠獲得一定程度的效果。然而，在這種情形中，要求蒸鍍膜之間的界面保持相當潔凈。更具體地說，例如，二氧化硅容易受吸收水份和粘附雜質(zhì)的影響，因此每個蒸鍍膜表面的化學(xué)穩(wěn)定性是重要的。如果該化學(xué)穩(wěn)定性不夠，那么膜之間的粘合強度就低，于是這些膜可能被分離，或者不能使膜結(jié)構(gòu)連續(xù)連接，因此在界面上捕捉到離子等，因此可出現(xiàn)新的擊穿現(xiàn)象。當不中斷真空而連續(xù)形成膜時，在每個蒸鍍膜的表面就沒有諸如吸收水份之類的問題發(fā)生，于是可在膜的連續(xù)性非常好的狀態(tài)中形成這些膜。
當連續(xù)形成每個蒸鍍膜時，如圖12A、12B和13A-13C所示，優(yōu)選的是，將擋板(shutter)82置于蒸鍍源81與設(shè)置像素電極基片40的位置之間，并且擋板81的開或關(guān)與基片旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(未示出)同步。更具體地說，例如，在形成垂直蒸鍍膜43C的情形中，在形成垂直蒸鍍膜43C之后，將擋板82關(guān)閉，以便暫時阻塞蒸鍍粒子83。其間，利用基片旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)來旋轉(zhuǎn)像素電極基片40，并將擋板82再次打開，以便形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A。同樣，通過打開或關(guān)閉擋板82形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B。于是，優(yōu)選但并不必需的是，用擋板82等暫時阻塞蒸鍍粒子83，以便形成每個蒸鍍膜?？梢圆捎靡环N不用擋板82的方法，在該方法中，在實施垂直蒸鍍同時，在一些中點旋轉(zhuǎn)像素電極基片40，從而不間斷地移動傾斜蒸鍍。
垂直蒸鍍膜43C優(yōu)選地具有10m或更厚的厚度，這是因為如果厚度太薄，就不能形成具有高密度和高電阻的較佳質(zhì)量的膜。該厚度的上限優(yōu)選地是500nm或更小，這是因為如果厚度太厚，膜形成的時間就更長，于是膜的質(zhì)量和實用性就下降了。更優(yōu)選的是，具體適合實用的厚度是30nm-100nm。
雖然以上描述了將每個蒸鍍膜直接層壓在反射像素電極42上的情形，但是可以應(yīng)用將另一個膜置于反射像素電極42上，并將每個蒸鍍膜層壓在該膜上的結(jié)構(gòu)。例如，在將鋁電極用作反射像素電極42的情形中，鋁電極的表面是化學(xué)不穩(wěn)定的，因此可出現(xiàn)用通常由氧化物或氮化物制成的被稱作鈍化膜的防護膜覆蓋整個像素電極的情形。在該情形中，按照此實施例的取向膜的結(jié)構(gòu)是有效的。
圖10B表示出圖10A所示膜結(jié)構(gòu)的一個實例，其中還包括鈍化膜。通過膜形成技術(shù)，例如，諸如LSI過程中的CVD(化學(xué)氣相沉積)形成鈍化膜44，并且用鈍化膜44基本上均勻地涂覆像素電極42的整個頂面、像素間凹槽50的側(cè)面和底面。如圖9或圖10A所示的膜結(jié)構(gòu)情形中那樣，可以將每個蒸鍍膜層壓在鈍化膜44上。
此外，為了進一步改善反射像素電極42的反射率，可存在將由具有不同折射率、包括氧化膜或氮化膜的層壓膜制成的電介質(zhì)反射鏡置于電極上的情形。在該情形中，按照此實施例的取向膜結(jié)構(gòu)是有效的。
接下來，以下將描述如上所述形成的反射式液晶顯示裝置的功能和作用。
在這種反射式液晶顯示裝置中，利用反射像素電極42的反射功能反射從透明電極基片30進入并穿過垂直取向液晶45的入射光L1。由反射像素電極42所反射的光L1穿過垂直取向液晶45和透明電極基片30，到達與光進入方向相反的方向，以便發(fā)射。此時，根據(jù)兩個相面對的電極之間的電位差來改變垂直取向液晶45的光學(xué)特性，由此調(diào)制穿過垂直取向液晶45的光L1。因此，通過光的調(diào)制，可產(chǎn)生灰度電平，并將調(diào)制光L2用于圖像顯示。
利用圖8所示的像素驅(qū)動電路61將電壓施加到垂直取向液晶45上。數(shù)據(jù)驅(qū)動器62按照通過信號線64輸入的外部圖像信號D，向數(shù)據(jù)線71提供圖像信號。掃描驅(qū)動器63以預(yù)定定時向每個掃描線72連續(xù)提供掃描信號。借此，有選擇地驅(qū)動掃描線72的掃描信號所掃描并且數(shù)據(jù)線71的圖像信號所施加的部分上的像素。
在這種反射式液晶顯示裝置中，通過利用像素電極基片40側(cè)面上的膜結(jié)構(gòu)，能夠獲得以下功能和效果。在該反射式液晶顯示裝置中，如圖9所示，在厚度方向上像素電極基片40的截面上，通過蒸鍍在像素間凹槽50的第一側(cè)面51上形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A，通過蒸鍍在面向第一側(cè)面51的第二側(cè)面52上形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B。由此，截面上的像素間凹槽50的這兩個側(cè)面的膜結(jié)構(gòu)是對稱的。因此，消除了由于不對稱結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的驅(qū)動過程中的電偏置，并且可以避免長期驅(qū)動中像素間凹槽50中的擊穿，于是能夠獲得極高的可靠性。
而且，如圖10A所示，在將垂直蒸鍍膜43C作為基膜設(shè)置的情形中，可獲得以下功能和作用。例如，相比于由相同的二氧化硅制成的第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B，由二氧化硅制成的垂直蒸鍍膜43C不具有柱狀結(jié)構(gòu)，且具有高密度和高電阻。因此，垂直蒸鍍膜43C用作第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A、第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B和反射像素電極42之間的電屏蔽層。
該傾斜蒸鍍二氧化硅膜形成向蒸鍍方向傾斜的柱狀結(jié)構(gòu)?？紤]到，這樣的結(jié)構(gòu)能夠給予垂直液晶預(yù)傾角；然而，該結(jié)構(gòu)在粒子之間具有大量的縫隙，因此膜不是非常密集。因此，在驅(qū)動過程中從反射像素電極42產(chǎn)生的離子等容易穿過二氧化硅膜，從而二氧化硅膜具有相對低的電阻。因此，在長期驅(qū)動情形中，將離子等引入液晶單元內(nèi)，并且在液晶單元內(nèi)發(fā)生離子偏移，由此導(dǎo)致所謂的擊穿。在設(shè)置垂直蒸鍍膜43C的情形中，能夠避免離子等流過第一和第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和43B。結(jié)果，能夠獲得具有優(yōu)良的長期可靠性的裝置，在該裝置中，甚至在長期驅(qū)動中也不會發(fā)生離子的擊穿。
而且，具體在垂直蒸鍍膜43C和第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A及第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B都是由相同的二氧化硅膜形成的情形中，在由相同二氧化硅制成的基膜上形成由二氧化硅制成的第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A及第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B，因此與取向膜直接形成在反射像素電極42上的情形相比，能夠獲得更高的膜質(zhì)量。
而且，當僅通過傾斜蒸鍍來完成膜的形成時，無蒸鍍膜形成的區(qū)域可具體存在于像素間凹槽50的底面；然而，當實施垂直蒸鍍時，能夠在像素間凹槽50的整個底面上形成膜。由此，能夠獲得以下功能和作用。
例如，二氧化硅的蒸鍍膜具有在蒸鍍方向上排列液晶分子的特性，于是在與垂直蒸鍍膜43C接觸的液晶部分，液晶分子相對于基片表面被垂直排列，在與第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B接觸的液晶部分，液晶分子以相對于基片表面的預(yù)傾角被傾斜排列。
在無取向膜形成的像素間凹槽50的區(qū)域中，液晶沒有被垂直排列，存在未對準，于是該區(qū)域?qū)τ谠诜瓷湎袼仉姌O42上垂直排列的液晶的取向具有副作用。另一方面，在將垂直蒸鍍膜43C作為基膜形成的情形中，在該區(qū)域中，利用垂直蒸鍍膜43C在垂直方向上排列液晶，因此該區(qū)域幾乎對反射像素電極42上的液晶的垂直取向沒有副作用。通過第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B的液晶取向與通過垂直蒸鍍膜43C的液晶取向稍稍不同，這是因為通過第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B的取向有一個預(yù)傾角。然而，通常，該預(yù)傾角為1°-5°那么小，因此這些取向之間的差別對于顯示圖像質(zhì)量是不可辨識的。因此，在垂直蒸鍍膜43C作為基膜形成的情形中，像素間凹槽周圍沒有發(fā)生未對準，于是在整個顯示區(qū)能夠獲得穩(wěn)定的垂直取向。由此，能夠獲得優(yōu)越的圖像質(zhì)量。
如上所述，在按照此實施例的反射式液晶顯示裝置中，在厚度方向的像素電極40的截面上，通過蒸鍍，在像素間凹槽50的第一側(cè)面51上形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A，并通過蒸鍍，在面向第一側(cè)面51的第二側(cè)面52上形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3B，因此截面上的像素間凹槽50的這兩個側(cè)面的膜結(jié)構(gòu)是對稱的。由此，能夠避免由于像素間凹槽50的側(cè)面的不對稱結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的長期驅(qū)動中的擊穿現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而能夠獲得長期的驅(qū)動可靠性。
<液晶顯示單元的描述>
接下來，以下將描述采用具有圖7所示結(jié)構(gòu)的反射式液晶顯示裝置的液晶顯示單元的一個實例。如圖14所示，以下將描述利用反射式液晶顯示裝置作為光閥的反射型液晶投影儀的一個實例。
圖14所示的反射型液晶投影儀是所謂的三板系統(tǒng)，其利用紅、綠和藍顏色的三個液晶光閥21R、21G和21B來顯示彩色圖像。這種反射型液晶投影儀包括光源11、分色鏡12及13、以及沿光軸10的總反射鏡14。該反射型液晶投影儀還包括偏振光束分離器15，16和17、合光棱鏡18、投影透鏡19和屏幕20。
光源11發(fā)射白光，所述白光包括顯示彩色圖像所需的紅光(R)、藍光(B)和綠光(G)，作為光源11，例如，可采用鹵燈、金屬鹵化物燈、疝燈等。
分色鏡12具有將來自光源11的光分離成藍光和其它顏色光的功能。分色鏡13具有將穿過分色鏡12的光分離成紅光和綠光的功能?？偡瓷溏R14將由分色鏡12分離的藍光向偏振光束分離器17反射。
分別沿紅光、綠光和藍光的光路設(shè)置偏振光束分離器15、16和17。偏振光束分離器15、16和17分別具有偏振分離表面15A、16A和17A，并具有將每個入射的彩色光在偏振分離表面15A、16A和17A上分離成彼此正交的兩個偏振分量的功能。偏振分離表面15A、16A和17A反射一個偏振分量(例如S偏振分量)，并使另一個偏振分量(例如P偏振分量)穿過。
作為液晶光閥21R、21G和21B，采用具有上述結(jié)構(gòu)(參照圖7)的反射式液晶顯示裝置。由偏振光束分離器15、16和17的每個偏振分離表面15A、16A和17A所分離的每個彩色光的預(yù)定偏振分量(例如S偏振分量)進入每個液晶光閥21R、21G和21B。當用按照圖像信號給定的驅(qū)動電壓驅(qū)動液晶光閥21R、21G和21B時，液晶光閥21R、21G和21B就具有調(diào)制入射光并將所調(diào)制的光分別向偏振光束分離器15、16和17反射的功能。
合光棱鏡18具有合成每個彩色光的預(yù)定偏振分量(例如P偏振分量)的功能，所述彩色光是從每個液晶光閥21R、21G和21B發(fā)射出來的，并穿過每個偏振光束分離器15、16和17。投影透鏡19用作將從合光棱鏡18發(fā)射的合成光向屏幕20投影的投影裝置。
在具有上述結(jié)構(gòu)的反射式液晶投影儀中，利用分色鏡12的作用，將從光源11發(fā)射的白光分成藍光和其它顏色的光(紅光和綠光)。利用總反射鏡14的作用，將藍光向偏振光束分離器17反射。利用分色鏡13的作用，將其它顏色的光分成紅光和綠光。紅光和綠光分別進入偏振光束分離器15和16。
偏振光束分離器15、16和17在偏振分離表面15A、16A和17A上將每個入射的彩色光分別分成彼此正交的兩個偏振分量。此時，偏振分離表面15A、16A和17A將一個偏振分量(例如S偏振分量)分別向液晶光閥21R、21G和21B反射。
液晶光閥21R、21G和21B用按照圖像信號給定的驅(qū)動電壓來驅(qū)動，并調(diào)制進入像素-像素基礎(chǔ)上的液晶光閥21R、21G和21B的每個彩色光的預(yù)定偏振分量。此時，作為液晶光閥21R、21G和21B，可采用圖7所示的反射式液晶顯示裝置，于是能夠獲得有關(guān)對比度和圖像質(zhì)量的優(yōu)良特性。
液晶光閥21R、21G和21B將每個所調(diào)制的彩色光分別向偏振光束分離器15、16和17反射。偏振光束分離器15、16和17分別僅通過來自液晶光閥21R、21G和21B的反射(調(diào)制)光中的預(yù)定偏振分量(例如P偏振分量)，從而將預(yù)定的偏振分量向合光棱鏡18發(fā)射。合光棱鏡18合成已經(jīng)穿過偏振光束分離器15、16和17的每個彩色光的預(yù)定分量，從而向投影透鏡19發(fā)射合成光。投影透鏡19將從合成棱鏡18發(fā)射的合成光向屏幕20投影。由此，將根據(jù)由液晶光閥21R、21G和21B所調(diào)制的光的圖像投影到屏幕20上，以便顯示所需的圖像。
如上所述，在按照此實施例的反射型液晶投影儀中，將作為像素電極基片40、具有包括兩個傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?3A和43B層壓體結(jié)構(gòu)(參見圖9)的反射式液晶顯示裝置(參照圖7)用作液晶光閥21R、21G和21B，于是能夠獲得長期的可靠性，并且能夠顯示具有高對比度和優(yōu)良圖像質(zhì)量的圖像。
接下來，將參照實例來描述按照此實施例的反射式液晶顯示裝置的具體特征。在描述這些實例之前，以下將描述作為對照例的相關(guān)技術(shù)的反射式液晶顯示裝置的特征。
以下將描述對照例1-1和1-2。如下形成作為對照例的反射式液晶顯示裝置的實驗樣品。首先，在清潔其上形成有透明電極的玻璃基片和其上形成有作為反射像素電極的鋁電極的硅驅(qū)動基片之后，將這些基片引入蒸鍍裝置，以便通過傾斜蒸鍍形成作為取向膜的二氧化硅膜，從而在正方形像素的對角線方向上，以相對于基片55°的入射蒸鍍角蒸鍍蒸鍍粒子。取向膜具有80nm的厚度?？刂迫∠颍员闶挂壕У念A(yù)傾角為約2.5°。此后，使其上形成有取向膜的基片彼此面對，并將直徑為2μm的足夠量的玻璃珠分布到這兩個基片之間，以便將基片粘結(jié)在一起。而且，將由Merck制造的具有負介電各向異性Δε的垂直液晶材料注入到基片之間，以便形成反射式液晶顯示裝置的實驗樣品。硅驅(qū)動基片上的鋁電極的像素間距為9μm，像素之間的凹槽寬度為0.6μm。而且，通過相同的方法，可形成這樣一個實驗樣品在該樣品中，通過CVD將具有45nm厚度的用于保護像素電極的SiO2鈍化膜涂覆在鋁電極上。
將實驗樣品引入投影儀內(nèi)，并利用圖6A和6B所示的驅(qū)動波形，將由±2V確定的灰度電平顯示在整個屏幕(1920像素×1080像素)上，且長期顯示100像素×100像素的由±4V確定的白幀，由此觀察到像素間凹槽中的擊穿現(xiàn)象。結(jié)果，連續(xù)驅(qū)動1000個小時之后，在以上白幀與灰色電平像素(在對照例1-1中)之間的邊界上，在圍繞像素間凹槽部分觀察到與另一部分具有稍微不同強度的一個部分，例如在白幀邊緣具有稍小強度的部分。當用顯微鏡觀察該部分時，在凹槽部分觀察到閃爍，于是發(fā)現(xiàn)，離子具體聚集在該部分上。而且，當關(guān)掉電源，并將實驗樣品放置幾十個鐘頭時，擊穿現(xiàn)象衰退，但保留有擊穿的輕微痕跡。
以上現(xiàn)象出現(xiàn)在在將SiO2鈍化膜置于鋁電極(在對照例1-2中)上的基片的情形中。觀察結(jié)果如圖15所示，該圖表示出隨后將描述的實例的結(jié)果。
接下來，以下將描述實例1-1和1-2?；旧习凑张c以上對照例中相同的方法和相同的規(guī)格形成反射式液晶顯示裝置的實驗樣品，只是取向膜是在像素電極上。更具體地說，在清潔其上形成有透明電極的玻璃基片和其上形成有作為反射像素電極的鋁電極的硅驅(qū)動基片之后，利用下述方法，通過蒸鍍形成取向膜，然后將由Merck制造的具有負介電各向異性Δε的垂直液晶材料注入到基片之間，以便形成反射式液晶顯示裝置(如同例1-1)。硅驅(qū)動基片的規(guī)格與以上對照例中相同，于是像素間隔為9μm，像素之間的凹槽寬度為0.6μm。以相似的方式形成在鋁電極(如同例1-2)上形成有鈍化膜的反射式液晶顯示裝置。
然而，與上述的對照例不同，在這些實例中，像素電極上的取向膜具有對應(yīng)于圖9的結(jié)構(gòu)。以下將描述一種形成取向膜的方法。如圖12A和12B所示，將干凈的硅驅(qū)動基片引入具有基片旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的蒸鍍裝置80內(nèi)，在所述系統(tǒng)內(nèi)，可以改變相對于基片法線方向的蒸鍍粒子83的入射角度和基片表面內(nèi)的蒸鍍粒子83的入射方向。首先，與對照例的情形中一樣，使基片傾斜，以便蒸鍍角度從法線方向變成θ＝55°，并從對照例中的最初取向方向，將基片在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°，以便通過傾斜蒸鍍形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?。膜厚?0nm。此后，將基片在平面內(nèi)再次旋轉(zhuǎn)180°，以便從對照例中的最初取向方向，以55°的相同入射蒸鍍角度形成具有40nm厚度的第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?。對照例中的取向膜厚度?0nm，因此將每個膜的厚度設(shè)計成40nm，從而第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず偷诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ目偤穸扰c對照例中的取向膜厚度相同。在相同條件下在透明電極側(cè)上形成基片，以便維持結(jié)構(gòu)的對稱性。
與上述對照例的情形中一樣，將具有該像素結(jié)構(gòu)的實驗樣品引入投影儀內(nèi)，并利用相同方法驅(qū)動實驗樣品，以便觀察擊穿現(xiàn)象。在實例1-1中，甚至在經(jīng)過1000或更多小時之后，也根本觀察不到在對照例中所觀察到的像素間凹槽中的擊穿現(xiàn)象。同樣，在實例1-2中，在將SiO2鈍化膜置于鋁電極上的基片中沒有觀察到擊穿現(xiàn)象。結(jié)果如圖15所示。
第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰づc第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ暮穸群腿肷浣嵌冉^對相同是不必要的，并且當傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰つ撤N程度上形成于像素間凹槽的側(cè)面上時，可獲得避免擊穿的效果。
接下來，以下將描述實例2-1和2-2。在這些實例中，像素電極上的取向膜具有對應(yīng)于圖10A的結(jié)構(gòu)，即，在該結(jié)構(gòu)中，垂直蒸鍍膜可作為第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰づc第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ幕硇纬伞Ｍㄟ^與上述對照例中相同的方法和相同的規(guī)格來形成反射式液晶顯示裝置實驗樣品，除了與膜形成有關(guān)的一部分之外。
以下將描述形成取向膜的方法。如圖13A-13C所示，將干凈的硅驅(qū)動基片引入具有基片旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的蒸鍍裝置80內(nèi)，在所述系統(tǒng)內(nèi)，可以改變蒸鍍粒子83相對于基片法線方向的入射角和基片表面內(nèi)蒸鍍粒子83的入射方向。首先，從相對于基片的垂直方向以50nm的厚度蒸鍍二氧化硅。此后，與實例1-1和1-2的情形中一樣，使基片傾斜，以便蒸鍍角度從法線方向變成θ＝55°，并將基片在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°，以便通過傾斜蒸鍍形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?。膜厚?0nm。此后，與實例1-1和1-2的情形中一樣，將基片在平面內(nèi)再次旋轉(zhuǎn)180°，以便從對照例中的最初取向方向，以55°的相同入射蒸鍍角度形成具有40nm厚度的第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぁＴ谙嗤瑮l件下形成透明電極側(cè)上的基片，以便維持結(jié)構(gòu)的對稱性。以類似的方式形成將鈍化膜置于鋁電極(如同實例2-2)上的反射式液晶顯示裝置。
在實例2-1中，以類似的方式觀察擊穿現(xiàn)象。在這些實例中，甚至在經(jīng)過1000或更多小時之后，也根本觀察不到在對照例中所觀察到的擊穿現(xiàn)象。同樣，在實例2-2中，在將SiO2鈍化膜置于鋁電極上的基片中沒有觀察到擊穿現(xiàn)象。結(jié)果如圖15所示。
第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰づc第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ暮穸群腿肷浣嵌冉^對相同是不必要的，并且當傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰つ撤N程度上形成于像素間凹槽的側(cè)面上時，可獲得避免擊穿的效果。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果垂直蒸鍍膜的厚度太薄，就不能形成具有高密度和高電阻的較佳質(zhì)量的膜，因此此厚度的下限優(yōu)選地為10nm或更大，如果此厚度太厚，膜形成的時間就更長，由此膜的質(zhì)量和實用性將下降，于是該上限優(yōu)選地為500nm或更小。更優(yōu)選的是，特別適合實用的厚度為30nm-100nm。
雖然參照實施例和實例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并限于這些實施例和實例，而是可以做出多種改變。例如，在以上的實施例中，作為投影儀的一個實例描述了三板系統(tǒng)投影儀。然而，本發(fā)明能夠廣泛地應(yīng)用到任何其它系統(tǒng)投影儀中，例如單板系統(tǒng)。
雖然已經(jīng)參照為了闡述目的而選擇的具體實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)該明白，在不脫離本發(fā)明的基本思想和范圍的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠做出許多變型。
權(quán)利要求
1.一種反射式液晶顯示裝置，包括彼此面對的像素電極基片和透明電極基片，垂直取向的液晶介于這兩個基片之間，其中所述像素電極基片包括多個反射像素電極；第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぃ涫窃谛纬伤鱿袼仉姌O之后，從相對于所述像素電極基片的基片表面的第一傾斜蒸鍍方向通過蒸鍍而形成的；以及第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，其是在形成所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぶ?，從相對于所述像素電極基片的基片表面的第二傾斜蒸鍍方向通過蒸鍍而形成的，以及在厚度方向上，在所述像素電極的整個頂面以及所述像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分的第一側(cè)面上，通過蒸鍍形成所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，在所述厚度方向上，在所述像素電極的整個頂面以及所述像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分中與所述第一側(cè)面面對的第二側(cè)面上，通過蒸鍍形成所述第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，其中所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰そ橛谒鱿袼仉姌O的整個頂面與所述第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぶg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示裝置，其中，所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず退龅诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰な嵌趸枵翦兡ぁ?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示裝置，其中，從所述基片表面上彼此相差180°的方向，通過蒸鍍形成所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず退龅诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぁ?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示裝置，其中，所述第一傾斜蒸鍍方向或所述第二傾斜蒸鍍方向相對于所述像素電極基片在所述基片表面內(nèi)被傾斜，并且與所述垂直取向液晶的取向方向平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反射式液晶顯示裝置，其中，每個所述像素電極是方形的，所述第一傾斜蒸鍍方向和所述第二傾斜蒸鍍方向是所述像素電極的對角線方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示裝置，其中，所述像素電極基片還包括從相對于所述像素電極基片的基片表面的垂直方向、通過蒸鍍形成在所述像素電極的整個頂面以及相鄰像素電極之間的凹槽部分的整個底面上的垂直蒸鍍膜，以及在形成所述垂直蒸鍍膜之后，將所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず退龅诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰訅涸谒龃怪闭翦兡ど稀?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示裝置，其中，在所述像素電極的整個頂面以及相鄰像素電極之間的整個凹槽部分上，形成氧化物或氮化物膜或它們的層壓膜，所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず退龅诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰訅涸谒瞿せ驅(qū)訅耗ど稀?br> 8.一種液晶顯示單元，包括反射式液晶顯示裝置，其中所述液晶顯示單元通過利用由所述反射式液晶顯示裝置調(diào)制的光線來顯示圖像，所述反射式液晶顯示裝置包括像素電極基片；面向所述像素電極基片的透明電極基片；以及注入在所述像素電極基片與所述透明電極基片之間的垂直取向液晶，其中所述像素電極基片包括多個反射像素電極；第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，其是在形成所述像素電極之后，從相對于所述像素電極基片的表面的第一傾斜蒸鍍方向通過蒸鍍而形成的；以及第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぃ涫窃谛纬伤龅谝粌A斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぶ?，從相對于所述像素電極基片的基片表面的第二傾斜蒸鍍方向通過蒸鍍而形成的，以及在厚度方向上，在所述像素電極的整個頂面以及所述像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分的第一側(cè)面上，通過蒸鍍形成所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，在所述厚度方向上，在所述像素電極的整個頂面以及所述像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分中與所述第一側(cè)面面對的第二側(cè)面上，通過蒸鍍形成所述第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぃ渲兴龅谝粌A斜蒸鍍?nèi)∠蚰そ橛谒鱿袼仉姌O的整個頂面與所述第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぶg。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示單元，進一步包括光源；以及將從所述光源發(fā)射并由所述反射式液晶顯示裝置調(diào)制的光投影到屏幕上的投影裝置，其中所述液晶顯示單元用作反射型液晶投影儀。
10.一種反射式液晶顯示裝置的制造方法，所述反射式液晶顯示裝置包括具有多個反射像素電極的像素電極基片和包括透明電極的透明電極基片，所述像素電極基片與所述透明電極基片彼此面對，并在這二者之間注入垂直取向的液晶，所述制造方法包括以下步驟在形成所述像素電極之后，從相對于所述像素電極基片的基片表面的第一傾斜蒸鍍方向，通過蒸鍍形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?；以及在形成所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぶ?，從相對于所述像素電極基片的基片表面的第二傾斜蒸鍍方向，通過蒸鍍形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，其中在形成所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ牟襟E中，在厚度方向上，在所述像素電極的整個頂面以及所述像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分的第一側(cè)面上，通過蒸鍍形成所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぃ约霸谛纬伤龅诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰さ牟襟E中，在所述厚度方向上，在所述像素電極的整個頂面以及所述像素電極基片截面上的相鄰像素電極之間的凹槽部分中與所述第一側(cè)面面對的第二側(cè)面上，通過蒸鍍形成所述第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，其中所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰そ橛谒鱿袼仉姌O的整個頂面與所述第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぶg。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的反射式液晶顯示裝置的制造方法，其中，從基片表面彼此相差180°的方向，通過蒸鍍形成所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず退龅诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぁ?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的反射式液晶顯示裝置的制造方法，其中，所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず退龅诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰な嵌趸枵翦兡ぁ?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的反射式液晶顯示裝置的制造方法，進一步包括以下步驟從相對于所述像素電極基片的基片表面的垂直方向，通過蒸鍍，在所述像素電極的整個頂面和相鄰像素電極之間的凹槽部分的整個底面上形成垂直蒸鍍膜，其中在形成所述垂直蒸鍍膜之后，將所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず退龅诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰訅涸谒龃怪闭翦兡ど稀?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的反射式液晶顯示裝置的制造方法，其中，將所述像素電極基片的基片表面的法線方向和蒸鍍材料從蒸鍍源的入射方向調(diào)整到彼此一致，并在真空下形成垂直蒸鍍膜，此后，在保持真空的狀態(tài)中，使像素電極基片傾斜，以便所述基片表面的法線方向相對于所述蒸鍍材料的入射方向形成對應(yīng)于所述第一傾斜蒸鍍方向和所述第二傾斜蒸鍍方向的角度，由此從相對于所述基片表面的傾斜方向，通過蒸鍍形成所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず退龅诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰ぁ?br> 15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的反射式液晶顯示裝置的制造方法，進一步包括以下步驟在所述像素電極的整個頂面以及面向所述透明電極基片的所述像素電極基片表面上的相鄰像素電極之間的整個凹槽部分上，形成氧化物或氮化物膜或它們的層壓膜，其中所述第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰ず退龅诙A斜蒸鍍?nèi)∠蚰訅涸谒瞿せ驅(qū)訅耗ど稀?br> 全文摘要
在按照本發(fā)明的一種反射式液晶顯示裝置中，能夠避免由于像素間凹槽側(cè)面的不對稱結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的長期驅(qū)動中的擊穿現(xiàn)象，并且能夠獲得長期驅(qū)動的可靠性。在厚度方向上，在像素電極基片截面上的像素間凹槽的第一側(cè)面上，通過蒸鍍形成第一傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?，在面向第一?cè)面的第二側(cè)面上，通過蒸鍍形成第二傾斜蒸鍍?nèi)∠蚰?。由此，截面上像素間凹槽的這兩個側(cè)面的膜結(jié)構(gòu)變成對稱的，于是能夠避免由于像素間凹槽側(cè)面的不對稱結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的長期驅(qū)動中的擊穿現(xiàn)象。
文檔編號G02F1/1337GK1607440SQ20041009511
公開日2005年4月20日 申請日期2004年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月11日
發(fā)明者橋本俊一 申請人:索尼株式會社