專利名稱：具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空間光調制器，尤其涉及一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址反射型液晶光閥。
與本實用新型有關的空間光調制器，主要包括用光導層作光敏材料并在反射模式下工作的光選址空間光調制器；以TFT作為基本控制單元的有源矩陣選址反射模式空間光調制器。對第一類光閥，Boswell等，首先于1977年4月16日申請專利(US.Pat.4019807)，這種光閥以硫化鎘作光導層，碲化鎘為阻光層及MgF2/ZnS為介質反射層。隨后于1989年1月24日由Sterling申請了專利(U.S.Pat.4799773)提出了新一代以a-Si∶H為光敏層CdTe作阻光層，SiO2/TiO2為多層介質鏡的反射式液晶光閥，至1992年1月22日，由Slobdin申請專利(U.S.Pat.5084777)，提出了用a-SiGe∶H作光閥的阻光層，解決了阻光層與a-Si∶H光導層的結合問題。1993年由我們直接申請了采用過渡改性結構非晶硅作光敏層的反射式液晶光閥專利(China Pat:ZL93108193.9)口以晶態薄膜作為阻光層的反射式液晶光閥專利(China Pat:ZL93116734.5)，更進一步改善了光選址反射式液晶光閥的性能。總的來看這類光閥至今已發展得比較成熟。對于第二類光閥，其反射模式多數用于弱光條件，報道有直接在背電極上鍍高反射的鋁等材料進行反射。
考慮到在大屏幕投影器件中，第一類光選址光閥，雖然制備方便，但由于它的成象調制靠其它光信號寫入，系統體積大，又消耗能源且最終的信號取自光導層傳遞來的信號，受光閥結構及現行傳遞模式的限制，很難進一步提高對比度；面對第二類直接可由電路選址的光閥，雖然做成的系統體積小，又易于寫入信號的直接控制，且由于近年來TFT制備技術的完善，性能也進一步提高，但由于這類光閥，特別象對由有源矩陣驅動的(如TFT-LCD)光閥，其TFT本身對光照比較敏感、性能受光影響較嚴重，尤其是在大屏幕投影時的強光照射下，這種影響就更大，因而有必要對這類光閥進行更多的研究。
本實用新型的目的是提供一種大屏幕投影用電選址反射型液晶光閥。
為了達到上述目的，本實用新型采取下列措施大屏幕投影用電選址反射型液晶光閥，它依次包括光學玻璃，透明導電膜，定向層，液晶層，定向層，控制基板，所說的定向層與控制基板之間設有介質反射鏡和阻光層。
另一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥，它依次包括光學玻璃，透明帶狀電極，定向層，液晶層，定向層，透明帶狀電極，基板，所說的定向層與透明帶狀電極之間設有介質反射鏡。
本實用新型與已有技術相比較具有顯著效果1)復合納米晶粒薄膜阻光層光吸收效率高，完全吸收了透過介質鏡的部分光(盡管透過部分甚至小于0.1％，但若用于大屏幕投影時，光強高達數十萬Lx時，這部分光將無法忽略)，很好地解決了強光下工作對控制元件的影響。
2)由于這種薄膜中大量的與膜厚尺度相當的晶粒的存在，可控制高的吸收率和電導率，而橫向則更趨于絕緣體，這既克服了由于驅動信號在薄膜厚度方向過多地產生壓降而降低效率，又防止了在某些結構中引起橫向電荷擴散而使分辨率下降。
3)考慮了液晶光閥在TFT表面若整個覆蓋有鈍化層(如氮化硅)，而阻光層本身則是由Si、N、C等復合成的薄膜，因而，本光閥設計使阻光層的晶格結構與氮化硅等匹配較好，膜層結合牢固，使用耐久性好。
4)考慮到利用Si、N、C等復合薄膜制成的阻光層材料的晶格結構，這時可選用SiO2/TiO2硬膜多層介質鏡反射層，兩者匹配好，結合力強，使用壽命長。
以下結合附圖作詳細說明。
圖1是有源矩陣大屏幕投影用具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥結構示意圖。
圖2是無源矩陣大屏幕投影用具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥結構示意圖。
一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥，它依次包括光學玻璃9，透明導電膜8，定向層7，液晶層6，定向層5，控制基板1、2，所說的定向層5與控制基板1、2之間設有介質反射鏡4。
另一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥，它依次包括光學玻璃20，透明帶狀電極19，定向層18，液晶層17，定向層16，透明帶狀電極13，基板12，所說的定向層16與透明帶狀電極13之間設有介質反射鏡15。
上述的介質反射鏡與控制基板1、2之間設有復合納米晶體硅阻光層或CdTe阻光層3。介質反射鏡15與透明帶狀電極13之間設有復合納米晶體硅阻光層或CdTe阻光層14。介質反射鏡為SiO2/TiO2多層高反射膜，或ZnS/MgF2多層高反射膜。介質反射鏡為SiO2/TiO2多層高反射膜，或ZnS/MgF2多層高反射膜。復合納米晶體硅阻光層是一種以非晶硅或SiCx或SiNx為基質材料，以對光敏感的硅或鍺作為納米晶粒材料復合制成。復合晶體硅阻光層薄膜的光學能隙小于1.6eV，晶體含量在10～40％，晶粒尺寸在40～500nm，可見光吸收系數在10-4～10-5cm-1。復合晶體硅阻光層薄膜厚度與薄膜內的晶粒尺度相當。
本實用新型的工作原理為光閥的圖象信號由矩陣控制提供(控制電路與已有技術同)，由矩陣提供一圖象信號后在液晶層兩側相當于施加了一與圖象信號對應的電壓，即每一象素點上的電壓大小在一定條件下與圖象信號的強弱相對應，相當于在液晶層兩側施加了一個以電壓表示的潛象，在某一定向條件下(定向層為5和7或16和18)，液晶層可以有這樣一種性能，即液晶層上所加電壓不同，透過該液晶層的偏振光的偏振方向也隨之改變。這時，入射光透過保留有電壓潛象的液晶層，并經介質反射層4或15反射后，得到的反射光各點的偏振角度也將由于液晶層6或17上各點電壓不同而不同，也即這時反射光中實際上保留了一幅以各點反射光的偏振角不同所表示的與矩陣控制信號提供的信號相對應的潛象，讓這一反射光通過適當檢偏系統，就可得到一幅以各點光強不同所表示的對應圖象。
在這種液晶光閥中，入射強光與控制矩陣之間的光隔離主要靠反射層4，一般可達99.9％以上，但當大屏幕投影用光閥的光強高達幾十萬Lx時，若考慮透過0.1％，則透過光強也可達幾百Lx，這就足以對受光照比較敏感的TFT器件產生影響，使圖象質量下降，所以，為了保證光閥正常工作，這時可采用一種復合納米晶體硅薄膜阻光層或CdTe阻光層，吸收漏過光。
在這種液晶光閥的復合納米晶體硅薄膜阻光層中，由于控制了大量的復相晶粒存在，且通過控制在晶粒中適當的摻雜，并控制晶粒尺度與膜厚相當，因而在薄膜的法向表現出吸光效率很高的晶體特性；而在薄膜的橫向，由于大量晶界及不導電的介質相存在，使其表現出高阻特性。所以這種阻光層具有高吸光效率，且甚至在與TFT接觸時也不易造成分辨率及TFT控制特性的下降。同時考慮到阻光層與相鄰膜層的結合牢度，控制選用以Si、N、C等為基板材料形成的復合納米晶體硅薄膜，解決了與相鄰膜層的結構匹配問題。
權利要求1.一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥，它依次包括光學玻璃[9]，透明導電膜[8]，定向層[7]，液晶層[6]，定向層[5]，控制基板[1]、[2]，其特征在于所說的定向層[5]與控制基板[1]、[2]之間設有介質反射鏡[4]。
2.根據權利要求1所述的一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥，其特征在于所說的介質反射鏡與控制基板[1]、[2]之間設有復合納米晶體硅阻光層或CdTe阻光層[3]。
3.一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥，它依次包括光學玻璃[20]，透明帶狀電極[19]，定向層[18]，液晶層[17]，定向層[16]，透明帶狀電極[13]，基板[12]，其特征在于在所說的定向層[16]與透明帶狀電極[13]之間設有介質反射鏡[15]。
4.根據權利要求3所述的一種大屏幕投影用電選址反射型液晶光閥，其特征在于所說的介質反射鏡[15]與透明帶狀電極[13]之間設有復合納米晶體硅阻光層或CdTe阻光層[14]。
5.根據權利要求1或2所述的一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥，其特征在于所說的介質反射鏡為SiO2/TiO2多層高反射膜，或ZnS/MgF2多層高反射膜。
6.根據權利要求3或4所述的一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥，其特征在于所說的介質反射鏡為SiO2/TiO2多層高反射膜，或ZnS/MgF2多層高反射膜。
7.根據權利要求2或4所述的一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥，其特征在于所說的復合納米晶體硅阻光層是一種以非晶硅或SiCx或SiNx為基質材料，以對光敏感的硅或鍺作為納米晶粒材料復合制成。
8.根據權利要求2或4所述的一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥，其特征在于所說復合晶體硅阻光層薄膜的光學能隙小于1.6eV，晶體含量在10～40％，晶粒尺寸在40～500nm，可見光吸收系數在10-4～10-5cm-1。
9.根據權利要求2或4所述的一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥，其特征在于所說的復合晶體硅阻光層薄膜厚度與薄膜內的晶粒尺度相當。
專利摘要本實用新型公開了一種具有介質反射鏡和納米復合薄膜阻光層的電選址液晶光閥,它依次包括光學玻璃,透明導電膜,定向層,液晶層,定向層,介質反射鏡,阻光層,控制基板。介質反射鏡為SiO
文檔編號G02F1/13GK2458641SQ00264590
公開日2001年11月7日 申請日期2000年12月15日 優先權日2000年12月15日
發明者杜丕一, 韓高榮, 壽瑾琿 申請人:浙江大學