具有介质反射镜和纳米复合薄膜阻光层的电选址液晶光阀制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有介质反射镜和纳米复合薄膜阻光层的电选址液晶光阀，它依次包括光学玻璃，透明导电膜，定向层，液晶层，定向层，介质反射镜，阻光层，控制基板。介质反射镜为ＳｉＯ↓［２］／ＴｉＯ↓［２］多层高反射膜或ＺｎＳ／ＭｇＦ↓［２］多层高反射膜。本实用新型专利技术解决了强光下工作对控制元件的影响，膜层结合牢固，使用寿命长，利用纳米复合薄膜制成的阻光层，有利于克服象素边缘的弥散问题，部分提高了分辨率。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种空间光调制器，尤其涉及一种具有介质反射镜和纳米复合薄膜阻光层的电选址反射型液晶光阀。与本技术有关的空间光调制器，主要包括用光导层作光敏材料并在反射模式下工作的光选址空间光调制器；以TFT作为基本控制单元的有源矩阵选址反射模式空间光调制器。对第一类光阀，Boswell等，首先于1977年4月16日申请专利(US.Pat.4019807)，这种光阀以硫化镉作光导层，碲化镉为阻光层及MgF2/ZnS为介质反射层。随后于1989年1月24日由Sterling申请了专利(U.S.Pat.4799773)提出了新一代以a-Si∶H为光敏层CdTe作阻光层，SiO2/TiO2为多层介质镜的反射式液晶光阀，至1992年1月22日，由Slobdin申请专利(U.S.Pat.5084777)，提出了用a-SiGe∶H作光阀的阻光层，解决了阻光层与a-Si∶H光导层的结合问题。1993年由我们直接申请了采用过渡改性结构非晶硅作光敏层的反射式液晶光阀专利(China Pat:ZL93108193.9)口以晶态薄膜作为阻光层的反射式液晶光阀专利(China Pat:ZL93116734.5)，更进一步改善了光选址反射式液晶光阀的性能。总的来看这类光阀至今已发展得比较成熟。对于第二类光阀，其反射模式多数用于弱光条件，报道有直接在背电极上镀高反射的铝等材料进行反射。考虑到在大屏幕投影器件中，第一类光选址光阀，虽然制备方便，但由于它的成象调制靠其它光信号写入，系统体积大，又消耗能源且最终的信号取自光导层传递来的信号，受光阀结构及现行传递模式的限制，很难进一步提高对比度；面对第二类直接可由电路选址的光阀，虽然做成的系统体积小，又易于写入信号的直接控制，且由于近年来TFT制备技术的完善，性能也进一步提高，但由于这类光阀，特别象对由有源矩阵驱动的(如TFT-LCD)光阀，其TFT本身对光照比较敏感、性能受光影响较严重，尤其是在大屏幕投影时的强光照射下，这种影响就更大，因而有必要对这类光阀进行更多的研究。本技术的目的是提供一种大屏幕投影用电选址反射型液晶光阀。为了达到上述目的，本技术采取下列措施大屏幕投影用电选址反射型液晶光阀，它依次包括光学玻璃，透明导电膜，定向层，液晶层，定向层，控制基板，所说的定向层与控制基板之间设有介质反射镜和阻光层。另一种具有介质反射镜和纳米复合薄膜阻光层的电选址液晶光阀，它依次包括光学玻璃，透明带状电极，定向层，液晶层，定向层，透明带状电极，基板，所说的定向层与透明带状电极之间设有介质反射镜。本技术与已有技术相比较具有显著效果1)复合纳米晶粒薄膜阻光层光吸收效率高，完全吸收了透过介质镜的部分光(尽管透过部分甚至小于0.1％，但若用于大屏幕投影时，光强高达数十万Lx时，这部分光将无法忽略)，很好地解决了强光下工作对控制元件的影响。2)由于这种薄膜中大量的与膜厚尺度相当的晶粒的存在，可控制高的吸收率和电导率，而横向则更趋于绝缘体，这既克服了由于驱动信号在薄膜厚度方向过多地产生压降而降低效率，又防止了在某些结构中引起横向电荷扩散而使分辨率下降。3)考虑了液晶光阀在TFT表面若整个覆盖有钝化层(如氮化硅)，而阻光层本身则是由Si、N、C等复合成的薄膜，因而，本光阀设计使阻光层的晶格结构与氮化硅等匹配较好，膜层结合牢固，使用耐久性好。4)考虑到利用Si、N、C等复合薄膜制成的阻光层材料的晶格结构，这时可选用SiO2/TiO2硬膜多层介质镜反射层，两者匹配好，结合力强，使用寿命长。以下结合附图作详细说明。附图说明图1是有源矩阵大屏幕投影用具有介质反射镜和纳米复合薄膜阻光层的电选址液晶光阀结构示意图。图2是无源矩阵大屏幕投影用具有介质反射镜和纳米复合薄膜阻光层的电选址液晶光阀结构示意图。一种具有介质反射镜和纳米复合薄膜阻光层的电选址液晶光阀，它依次包括光学玻璃9，透明导电膜8，定向层7，液晶层6，定向层5，控制基板1、2，所说的定向层5与控制基板1、2之间设有介质反射镜4。另一种具有介质反射镜和纳米复合薄膜阻光层的电选址液晶光阀，它依次包括光学玻璃20，透明带状电极19，定向层18，液晶层17，定向层16，透明带状电极13，基板12，所说的定向层16与透明带状电极13之间设有介质反射镜15。上述的介质反射镜与控制基板1、2之间设有复合纳米晶体硅阻光层或CdTe阻光层3。介质反射镜15与透明带状电极13之间设有复合纳米晶体硅阻光层或CdTe阻光层14。介质反射镜为SiO2/TiO2多层高反射膜，或ZnS/MgF2多层高反射膜。介质反射镜为SiO2/TiO2多层高反射膜，或ZnS/MgF2多层高反射膜。复合纳米晶体硅阻光层是一种以非晶硅或SiCx或SiNx为基质材料，以对光敏感的硅或锗作为纳米晶粒材料复合制成。复合晶体硅阻光层薄膜的光学能隙小于1.6eV，晶体含量在10～40％，晶粒尺寸在40～500nm，可见光吸收系数在10-4～10-5cm-1。复合晶体硅阻光层薄膜厚度与薄膜内的晶粒尺度相当。本技术的工作原理为光阀的图象信号由矩阵控制提供(控制电路与已有技术同)，由矩阵提供一图象信号后在液晶层两侧相当于施加了一与图象信号对应的电压，即每一象素点上的电压大小在一定条件下与图象信号的强弱相对应，相当于在液晶层两侧施加了一个以电压表示的潜象，在某一定向条件下(定向层为5和7或16和18)，液晶层可以有这样一种性能，即液晶层上所加电压不同，透过该液晶层的偏振光的偏振方向也随之改变。这时，入射光透过保留有电压潜象的液晶层，并经介质反射层4或15反射后，得到的反射光各点的偏振角度也将由于液晶层6或17上各点电压不同而不同，也即这时反射光中实际上保留了一幅以各点反射光的偏振角不同所表示的与矩阵控制信号提供的信号相对应的潜象，让这一反射光通过适当检偏系统，就可得到一幅以各点光强不同所表示的对应图象。在这种液晶光阀中，入射强光与控制矩阵之间的光隔离主要靠反射层4，一般可达99.9％以上，但当大屏幕投影用光阀的光强高达几十万Lx时，若考虑透过0.1％，则透过光强也可达几百Lx，这就足以对受光照比较敏感的TFT器件产生影响，使图象质量下降，所以，为了保证光阀正常工作，这时可采用一种复合纳米晶体硅薄膜阻光层或CdTe阻光层，吸收漏过光。在这种液晶光阀的复合纳米晶体硅薄膜阻光层中，由于控制了大量的复相晶粒存在，且通过控制在晶粒中适当的掺杂，并控制晶粒尺度与膜厚相当，因而在薄膜的法向表现出吸光效率很高的晶体特性；而在薄膜的横向，由于大量晶界及不导电的介质相存在，使其表现出高阻特性。所以这种阻光层具有高吸光效率，且甚至在与TFT接触时也不易造成分辨率及TFT控制特性的下降。同时考虑到阻光层与相邻膜层的结合牢度，控制选用以Si、N、C等为基板材料形成的复合纳米晶体硅薄膜，解决了与相邻膜层的结构匹配问题。权利要求1.一种具有介质反射镜和纳米复合薄膜阻光层的电选址液晶光阀，它依次包括光学玻璃，透明导电膜，定向层，液晶层，定向层，控制基板、，其特征在于所说的定向层与控制基板、之间设有介质反射镜。2.根据权利要求1所述的一种具有介质反射镜和纳米复合薄膜阻光层的电选址液晶光阀，其特征在于所说的介质反射镜与控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有介质反射镜和纳米复合薄膜阻光层的电选址液晶光阀，它依次包括光学玻璃［９］，透明导电膜［８］，定向层［７］，液晶层［６］，定向层［５］，控制基板［１］、［２］，其特征在于所说的定向层［５］与控制基板［１］、［２］之间设有介质反射镜［４］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜丕一，韩高荣，寿瑾珲，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]