CN1896817A - 液晶显示器件和液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液晶显示器，通过长时间地稳定垂直排列液晶的排列特征，能够确保显示性能的持久可靠性。该液晶显示器件包括彼此相对布置的半导体驱动器基底和透明电极基底、覆盖半导体驱动器基底和透明电极基底彼此相对的表面的配向膜，配向膜包含氧化硅和一种或多种用于捕捉湿气的吸湿元素；和在半导体驱动器基底和透明电极基底之间用配向膜封入在配向膜之间的垂直排列液晶。

Description

液晶显示器件和液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种通过利用液晶的排列特征来显示图像的液晶显示器件和利用该液晶显示器件来显示图像的液晶显示器，特别是涉及一种利用垂直排列液晶的液晶显示器件和液晶显示器。

背景技术

近年来，具有高分辨率和高亮度的小型投影显示器的需求日益增长。因此，作为投影显示的显示器件，反射型器件已经在实际中应用。通过使用反射型器件，能够获得具有高的分辨率和高的光利用率的小型投影显示器。

作为反射型器件，已知有源反射型液晶显示器件具有配向膜之间夹持的液晶封入于半导体驱动器基底和透明电极基底之间的结构。半导体驱动器以这样一种方式构成，其中驱动电路的驱动器件、反射光的反射电极(也称作像素电极)等设置在半导体基底上。透明电极基底以这样一种方式构成，其中透明电极等设置在透明基底上。配向膜用于使液晶分子排列成给定的排列状态。

在反射型液晶显示器件中，当电压施加在像素电极和透明电极之间时，液晶分子的排列状态根据电极间的电势差变化，即液晶的光学性能被改变。因此，通过利用液晶光学性能的这种变化对光进行调制。从而基于已调制光进行分级(gradation)以显示图像。

在反射型液晶显示器件中，特别是，使用具有垂直排列的液晶(也称作垂直排列液晶)的反射型液晶显示器件具有高对比度和快响应速度。因此，作为能够改善显示性能的这种器件已经引起了人们的注意。“垂直排列液晶”是具有负介电各向异性的液晶，即，其具有在平行于液晶分子长轴方向上的介电常数ε(‖)和垂直于液晶分子长轴方向上的介电常数ε(⊥)之间的差值δε(＝ε(‖)-ε(⊥))为负值的特征。

在利用这种垂直排列液晶的情况下，当施加的电压为零时，液晶分子相对于半导体驱动器基底的基底表面垂直排列，从而得到称作标准黑色模式的显示状态。同时，当施加电压时，液晶分子向基板表面倾斜，从而改变透光率。在这种情况下，特别是，当液晶分子的倾斜方向不在同一方向上时，对比度会变得不均匀。为了防止这种不均匀，需要事先使液晶分子在特定的方向上以微小的角度(预倾角)排列。

有下述两种排列垂直排列液晶从而得到所需排列状态的方法。第一种方法，使用以聚酰亚胺为代表的有机配向膜，更具体地，摩擦该有机配向膜并由此控制排列状态。第二种方法，使用以氧化硅为代表的无机配向膜，更具体地，倾斜蒸镀该无机配向膜并由此控制排列状态。在上述方法中，无机配向膜作为能够实现前述投影显示器的高亮度的一种配向膜已引起了人们的注意。最近，有通过增强光源功率来实现投影显示器的高亮度的趋势，即将配向膜暴露于高功率光下的趋势。考虑到这种趋势，为了长期保证投影显示器的显示性能，与低耐光性有机配向膜相比，更优选采用高耐光性无机配向膜。在使用无机配向膜的情况下，当倾斜蒸镀氧化硅时，可以通过改变蒸镀粒子的入射角来控制预倾角。

对于安装在反射型液晶显示器件上的配向膜结构和形成该结构的方法，已知多种技术。特别是，一种已提出的技术(例如，参考日本专利申请公开第2005-084586号)，通过从第一倾斜蒸镀方向倾斜蒸镀氧化硅以使彼此相邻的两个像素电极中的一个的侧表面被覆盖，来形成第一倾斜蒸发配向膜，然后通过从第二倾斜蒸镀方向倾斜蒸镀氧化硅以使与上述像素电极的侧表面相对的另一个像素电极的侧表面被覆盖，来形成第二倾斜蒸发配向膜。根据该技术，两个像素电极的侧表面的外围结构成为彼此对称的。因此，当反射型液晶显示器件长时间工作时，难以产生由外围结构不对称引起的烧毁现象。

发明内容

为了促进使用反射型液晶显示器件的投影显示器的普及，必需稳定在反射型液晶显示器件中的垂直排列液晶的长时间排列特征，以确保显示性能的持久可靠性。然而，在现有的投影显示器中，由于反射型液晶显示器件在长时间工作过程中水的影响，垂直排列液晶的排列特征很容易改变。因此，在现有投影显示器中，具有很容易产生低对比度或显示不均匀的缺点。这种缺点并不仅存在于使用反射型液晶显示器件的投影显示器中，而且在使用透射型液晶显示器件的投影显示器中可能同样存在。

鉴于前述问题，在本发明中，最好是通过长时间地稳定垂直排列液晶的排列特征，来提供一种能够确保显示性能的持久可靠性的液晶显示器件或液晶显示器。

根据本发明的一实施方案，提供一种液晶显示器件，包括彼此相对布置的半导体驱动器基底和透明电极基底；覆盖半导体驱动器基底和透明电极基底彼此相对的表面的配向膜，该配向膜包含氧化硅和一种或多种用于捕捉湿气的吸湿元素；和在半导体驱动器基底和透明电极基底之间用配相膜封入在配相膜之间的垂直排列液晶。

根据本发明的一实施方案，提供一种包括液晶显示器件并且通过利用液晶显示器件调制的光来显示图像的液晶显示器。该液晶显示器件包括彼此相对布置的半导体驱动器基底和透明电极基底；覆盖半导体驱动器基底和透明电极基底彼此相对的表面的配向膜，该配向膜包含氧化硅和一种或多种用于捕捉湿气的吸湿元素；和在半导体驱动器基底和透明电极基底之间用配相膜封入在配相膜之间的垂直排列液晶。

在本发明实施方案的液晶显示器件或液晶显示器中，配向膜包含吸湿元素和氧化硅。因此当水通过配向膜进入液晶显示器件时，配向膜包含的吸湿元素吸水。更具体地，例如当吸湿元素是通过与水反应而钝化的钝态(passivity)形成元素时，这种钝态形成元素与水反应并由此钝化。因此，在配向膜中水被消耗以用于化学反应(钝化现象)。从而，与配向膜不包含吸湿元素的情况相比，在液晶显示器件长时间的工作过程中水很难以与垂直排列液晶反应。所以，垂直排列液晶的排列特征并不因水的影响而容易改变。

对于配向膜的结构，上述说明“配向膜包含吸湿元素和氧化硅”指的是这样一个方面：吸湿元素作为子成分加入到作为主要成分的氧化硅中，也就是说，其指的是吸湿元素以元素状态存在于氧化硅中。但这并不意味着吸湿元素薄膜被单独提供在氧化硅薄膜上(吸湿元素以薄膜状态独立存在)。

根据本发明实施方案的液晶显示器件或液晶显示器，配向膜包含吸湿元素和氧化硅。因此，在长时间工作过程中，垂直排列液晶的排列特征并不因水的影响而容易改变。所以，通过长时间地稳定垂直排列液晶的排列特征，能够确保显示性能的持久可靠性。

本发明的其它和更多的目的、特点和优点通过下面的说明将呈现得更加完全。

附图说明

图1是显示安装在根据本发明实施方案的液晶显示器中的液晶显示器件整个结构的横截面结构的剖面图；

图2是显示图1示出的液晶显示器件的电路结构的图示；

图3是显示根据本发明实施方案的液晶显示器的结构模型的视图；和

图4是显示安装在根据本发明实施方案的液晶显示器中的液晶显示器件结构变型的剖面图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施方案进行详细说明。

首先，参照图1，将给出安装在根据本发明实施方案的液晶显示器上的液晶显示器件的结构的说明。图1示出该液晶显示器件整体结构的横截面结构。

如图1所示，液晶显示器件包括：彼此相对布置的半导体驱动器基底10和透明电极基底20，用于涂覆半导体驱动器基底10和透明电极基底20的彼此相对表面的配向膜30，和夹在配向膜30之间的垂直排列液晶40，所述配向膜30封入(布置)在半导体驱动器基底10和透明电极基底20之间。也就是说，液晶显示器件具有这样一种结构，垂直排列液晶40以垂直排列液晶40夹在配向膜30之间的方式设置在在半导体驱动器基底10和透明电极基底20之间。在半导体驱动器基底10和透明电极基底20之间有用于容纳垂直排列液晶40的空间。也就是说，提供密封材料50以使垂直排列液晶40与外界隔开。

半导体驱动器基底10通过驱动垂直排列液晶40主要控制垂直排列液晶40的排列状态。半导体驱动器基底10具有这样一种结构：像素电极13设置在其中形成有包括驱动器件12的驱动电路的半导体基底11上。

半导体基底11由例如单晶硅(Si)制成。也就是说，半导体驱动器基底10是通常所说的硅驱动器件基底。

驱动器件12构造成驱动电路以用于驱动垂直排列液晶40。驱动器件12包括例如CMOS(互补金属氧化物半导体)型/NMOS(负极性金属氧化物半导体)型晶体管121、电容(辅助电容)122等。也就是说，驱动器件12构造成所谓的有源驱动电路。

像素电极13是用于给垂直排列液晶40施加电压的电极。多个像素电极13分段布置以便获得矩阵排列图案。也就是说，每个像素电极13被独立地供给电势。在这里，像素电极13为例如具有光反射性的反射电极。也就是说，根据本实施方案的液晶显示器件是所谓的反射型液晶显示器件。像素电极13由例如具有高光反射性的金属制成，例如铝(Al)和银(Ag)。例如，像素电极13可涂覆了具有多层膜结构的反射层例如介质镜，以增强其反射率。另外，像素电极13可涂覆了例如氧化物和氮化物的保护膜，以使其免受外界的影响。

透明电极基底20主要透射从外部进入液晶显示器件内部的光(入射光L1)，以及通过在液晶显示器件中被调制而出射到外部的光(出射光L2)。透明电极基底20具有这样一种结构：透明电极22设置在透明基底21上。

透明基底21由例如透明(透光)材料制成，如玻璃。

透明电极22是用于给垂直排列液晶40施加电压的另一个电极。透明电极22连续延伸穿过与每个像素电极13相对的区域。也就是说，透明电极22被供给了公共电势。透明电极22由例如透明电极材料制成，例如氧化锡铟(ITO)。

配向膜30使垂直排列液晶40定向，以便可以获得给定的排列状态。如上所述，配向膜30分别涂覆半导体驱动器基底10和透明电极基底20的内表面，也就是说，涂覆与垂直排列液晶40相邻侧的表面。更具体地，配向膜30涂覆半导体驱动器基底10中像素电极13以及该像素电极周边的半导体基底11，并且涂覆透明电极基底20中的透明电极22。

特别是，配向膜30除具有如上所述排列垂直排列液晶40的作用外，还具有防止水通过该配向膜30进入到液晶显示器件到达垂直排列液晶40的作用。对于防止水进入的作用，配向膜30包含吸湿元素和氧化硅。也就是说，在配向膜30中，吸湿元素作为子成分添加到作为主成分的氧化硅中。吸湿元素通过利用例如一些化学现象吸收进入到配向膜中的水。在这里，吸湿元素是一种通过利用钝化现象(所谓的钝态形成元素)，即，通过利用吸湿元素与水或氧气反应而使其钝化(形成水合物或氢氧化物)的化学现象而吸水的元素。吸湿元素为钛(Ti)、铝(Al)、铬(Cr)或其混合物。前述钝态形成元素并不局限于前述三种元素和其混合物，还可以是由钼(Mo)、钒(V)、锆(Zr)、钽(Ta)、钨(W)、钴(Co)、铁(Fe)、镍(Ni)和铌(Nb)与前述钛、铝和铬或其混合物构成的组中的一种。

作为吸湿元素的钝态形成元素的含量可以自由设置，只要钝态形成元素能够吸水即可。但是，为了充分吸水，例如，钝态形成元素的含量优选大约为0.1重量％或以上。当钝态形成元素的含量小于大约0.1重量％时，难以通过利用钝态形成元素的钝化现象充分吸水。此外，从除充分吸水外的角度看，例如，钝态形成元素的含量优选大约为20重量％或以下。当钝态形成元素的含量大于大约20重量％时，尽管水能够被充分吸收，但是配向膜30的透明度(透光性)会降低，或像素电极13的表观反射比(光反射系数)会降低。因此，为了充分吸水并且保证配向膜30的透明度和像素电极13的表观反射比，钝态形成元素的含量优选为0.1重量％至20重量％。在这种情况下，特别是，当考虑该含量变化而设置一定余量时，该含量优选为例如大约1重量％至10重量％。

配向膜30可以通过例如利用蒸镀或溅射形成。在形成配向膜30时，可以预先混合氧化硅和吸湿元素，并且通过使用氧化硅和吸湿元素的混合物形成配向膜30。此外，可以分别准备氧化硅的蒸镀源和吸湿元素的蒸镀源，并且通过两个蒸镀源的多次蒸镀形成配向膜30。

特别是，例如，配向膜30是倾斜蒸镀薄膜。该“倾斜蒸镀薄膜”是指一种通过沉积从相对于蒸镀的物质目标的倾斜方向提供的蒸镀粒子形成的蒸镀薄膜。该倾斜蒸镀薄膜具有不同于“垂直蒸镀薄膜”的薄膜特征，“垂直蒸镀薄膜”也就是一种通过沉积从相对于蒸发的物质目标的垂直方向提供的蒸镀粒子形成的蒸镀薄膜。当配向膜30由倾斜蒸镀形成时，垂直排列液晶40的预倾角能够通过改变蒸镀粒子的入射角来控制。蒸镀粒子的入射角例如为相对于半导体基底11的垂直线大约成45度至60度。

垂直排列液晶40通过根据施加到像素电极13和透明电极22上的电压改变排列状态来调制入射光L1。在垂直排列液晶40中，当施加电压为零时，液晶分子垂直于半导体基底11的基底表面排列(所谓的标准黑色模式)，而当施加电压时，液晶分子的排列相对于基底表面倾斜。具体地，在垂直排列液晶40中，当施加电压为零时，液晶分子在特定的方向上以预倾角度倾斜。该特定的方向是指例如在像素电极13的上表面内的对角方向上(大约45度的方向)。该预倾角是例如大约1度到5度的微小角度。预倾角微小的原因如下：当预倾角太大时，液晶分子的垂直排列退化，即黑电平的增加造成了对比度降低。

密封材料50密封半导体驱动器基底10和透明电极基底20之间的空间以将垂直排列液晶40封入其间。密封材料50具有例如1mm到2mm的宽度。

接着，将参照图1和图2，给出液晶显示器件结构的详细说明。图2示出图1中示出的液晶显示器件的电路结构。

在图1所示的液晶显示器件中，电路部分包括，例如，如图2所示，在显示区域60形成多个像素G的像素驱动电路61，和配备在显示区域60周边上的数据驱动器62和扫描驱动器63。

像素驱动电路61设置在比像素电极13低的半导体基底11的一层中。例如，像素驱动电路61包括前述晶体管121和电容122。在像素驱动电路61中，一个像素G由像素电极13、垂直排列液晶40以及晶体管121和电容122形成。前述显示区域60为显示图像的区域。也就是说，显示区域60是能够通过将多个像素点G布置成矩阵状态来显示图像的区域。在图2中，除了示出包括多个像素G的显示区域60的视图外，对应于像素驱动电路61的4个像素G的区域以放大视图分开表示。

在像素驱动电路61中，多条数据线71沿行方向布置，并且多条扫描线72沿列方向布置。像素G形成于数据线71和扫描线72的交叉点。在每个晶体管121中，源电极连接到数据线71，栅电极连接到扫描线72，并且漏电极连接到电容122和像素电极13。各数据线71连接到数据驱动器62并由数据驱动器62提供图像信号给各数据线71。各扫描线72连接到扫描驱动器63并由扫描驱动器63依次提供扫描信号给各扫描线72。

数据驱动器62和扫描驱动器63从多个像素G中选择特定的像素G。图像信号D从外部经信号线64输入到数据驱动器62。

接着，参照图1和图2，给出液晶显示器件工作的说明。

在液晶显示器件中，当入射光L1经透明电极基底20进入时，入射光L1经过垂直排列液晶40，并接着被像素电极13反射，从而作为出射光L2再次经透明电极基底20出射。

当电压施加在像素电极13和透明电极22之间时，垂直排列液晶40的排列状态根据这些电极之间的电势而改变。因此，垂直排列液晶40光学性质改变。从而，入射光被调制，也就是说，基于受调制的出射光L2进行分级。结果，显示图像。

当垂直排列液晶40的排列状态改变时，由像素驱动电路61施加电压。此时，基于经信号线64输入的图像信号D，数据驱动器62将图像信号D提供给数据线71，并且扫描驱动器63在给定时间将扫描信号依次提供给扫描线72。从而在根据提供给扫描线72的扫描信号扫描并根据提供给数据线71的图像信号选择的像素G中，垂直排列液晶40的排列状态改变。

接着，参照图3，给出根据该实施方案的液晶显示器构造的说明。图3示出安装图1和图2中示出的液晶显示器件的液晶显示器构造的模型。

根据该实施方案的液晶显示器，例如是利用图1和图2中示出的液晶显示器件作为光阀的液晶投影仪。更具体地，该液晶显示器是用于通过利用三色液晶光阀在屏幕100上显示全彩图像的三光阀式反射型液晶投影仪，三色液晶光阀，即红色液晶光阀90R、绿色液晶光阀90G和蓝色液晶光阀90B。

例如图3所示，该液晶显示器包括：光源81，二向色镜82、83，全反射镜84，偏振光束分光器85、86、87，合色棱镜88，和投影透镜89。沿光轴S布置这一系列组件。

光源81产生包括红光LR、绿光LG和蓝光LB的白光L。光源81为例如卤素灯、金属卤化物灯、氙气灯等。

二向色镜82将白光分离成蓝光LB和其它混合光(红光LR和绿光LG)。二向色镜82布置在光源81和二向色镜83或全反射镜84间。也就是说，二向色镜82将蓝光LB引向全反射镜84并将其它混合光引向二向色镜83。

二向色镜83将经二向色镜82引导来的混合光分离成红光LR和绿光LG。二向色镜83布置在二向色镜82和偏振光束分光器85、86之间。也就是说，二向色镜83将红光LR引向偏振光束分光器85，并将绿光LG引向偏振光束分光器86。

全反射镜84反射经二向色镜82引导来的光LB。全反射镜84布置在二向色镜82和偏振光束分光器87之间。也就是说，全反射镜84将蓝光LB引向偏振光束分光器87。

偏振光束分光器85布置在红光LR光路上的液晶光阀90R和合色棱镜88之间。偏振光束分光器85具有偏振分离面85M。在偏振分离面85M上，偏振光束分光器85将红光LR分离成彼此垂直的两个偏振分量。偏振分离面85M反射一偏振分量(例如S偏振分量)并将反射的偏振分量引向液晶光阀90R。与此同时，偏振分离面85M透射另一偏振分量(例如P偏振分量)。除了偏振光束分光器86将绿光LG分离成彼此垂直的两个偏振分量和偏振光束分光器87将蓝光LB分离成彼此垂直的两个偏振分量之外，偏振光束分光器86、87分别具有与偏振光束分光器85类似的作用和结构。也就是说，偏振光束分光器86布置在绿光LG光路上的液晶光阀90G和合色棱镜88之间，并且具有偏振分离面86M。偏振光束分光器87布置在蓝光LB光路上液晶光阀90B和合色棱镜88之间，并且具有偏振分离面87M。

液晶光阀90R根据基于图像信号施加的驱动电压实施驱动，并由此调制经偏振光束分光器85引导来的红光LR(例如S偏振分量)。液晶光阀90R与偏振光束分光器85相对布置并且向偏振光束分光器85反射调制后的光(调制光)。除了液晶光阀90G调制经偏振光束分光器86引导来的光和液晶光阀90B调制经偏振光束分光器87引导来的光之外，液晶光阀90G、90B具有与液晶光阀90R类似的作用和结构。也就是说，液晶光阀90G调制绿光LG(例如S偏振分量)，然后向偏振光束分光器86反射调制光。液晶光阀90B调制蓝光LB(例如S偏振分量)，然后向偏振光束分光器87反射调制光。

合色棱镜88将经液晶光阀90R、90G、90B调制并经偏振光束分光器85、86、87引导的光合成。合色棱镜88以这样一种方式布置，合色棱镜88的三个侧面由偏振光束分光器85、86、87包围。合色棱镜88向投影透镜89出射合成后的光(合成光)。

投影透镜89将从合色棱镜88出射的合成光投射在屏幕100上以显示图像。

在液晶显示器中，当白光L由光源81产生时，白光L在二向色镜82、83处分离成红光LR、绿光LG和蓝光LB。红光LR、绿光LG和蓝光LB分别在偏振光束分光器85、86、87处分离成给定的偏振分量(例如S偏振分量)，然后在液晶光阀90R、90G、90B处被调制。从而，其调制光最终在合色棱镜88处合成。该合成光经投影透镜89投射在屏幕100上。由此，在屏幕100上显示全彩图像。

在根据该实施方案的液晶显示器或液晶显示器件中，配向膜30包含吸湿元素和氧化硅。因此，由于下列理由，通过长时间稳定垂直排列液晶40的排列特征能够确保显示性能的持久可靠性。

也就是说，就安装在液晶显示器件上的配向膜而言，如前述“背景技术”所述，已知无机配向膜由氧化硅制成，即，其不包含吸湿元素。当使用这种配向膜时，垂直排列液晶可以被排列从而获得给定的排列状态。因此，不必说这种配向膜主要起配向膜的作用。但是，在安装这种配向膜的现有的液晶显示器件中，参照根据图1所示的实施方案的液晶显示器件的结构，提供该配向膜以覆盖半导体驱动器基底的一个表面(像素电极和在其外围的半导体基底)和覆盖透明电极基底(透明电极)的一个表面。也就是说，现有液晶显示器件具有配向膜的边缘暴露于空气的结构。因此，在液晶显示器件长时间工作的过程中，水(例如空气中的湿气)很容易在这些暴露部分经配向膜进入液晶显示器件内部。特别是，作为配向膜材料的氧化硅具有如硅胶一样已知的高吸水特征。因此，从材料固有的吸水特征的观点来看，水易于经该配向膜进入液晶显示器件内部。在水进入液晶显示器件的情况下，当水到达垂直排列液晶时，垂直排列液晶的排列特征将受到水的影响并遭受改变。因此，容易在图像中产生图像对比度的降低或图象显示不均匀。不必说随着液晶显示器件暴露的环境的湿度的增高，或随着液晶显示器件保持在潮湿环境下的持续期间延长，这种趋势会变得越来越显著。因此，在现有液晶显示器件中，难以长时间地稳定垂直排列液晶的排列特征，并且由此难以确保显示性能的持久可靠性。

与此同时，如图1所示，在根据该实施方案的液晶显示器件中，配向膜30包含吸湿元素(例如钝态形成元素)和氧化硅。因此，即使水从配向膜30的暴露部分进入液晶显示器件内部，这些水也难以到达垂直排列液晶40。更具体地，当水经配向膜30进入时，包含在配向膜30中的吸湿元素捕捉该水，也就是说，钝态形成元素与水反应并由此变成钝化的。因此，水在配向膜30中被化学反应(钝化现象)消耗掉。在这种情况下，与配向膜中不包含吸湿元素的现有液晶显示器件相比，由于水在配向膜30中被化学反应消耗，在液晶显示器件长时间工作的过程中，水难以到达垂直排列液晶40。因此，垂直排列液晶40的排列特征不易受到水的影响而改变。因此，防止了图像对比度降低和图像的显示不均匀。因此，在根据该实施方案的液晶显示器件中，通过长时间地稳定垂直排列液晶40的排列特征，能够确保显示性能的持久可靠性。

特别是，在本实施方案中，当吸湿元素的含量为0.1重量％到20重量％时，如上所述，在配向膜30中水被充分捕捉，并且能够确保配向膜30的透明度和像素电极13的表观反射比。因此，防止图像对比度降低成为可能。

此外，在本实施方案中，配向膜30是倾斜蒸镀膜。因此，配向膜30具有在倾斜方向(在倾斜蒸镀中提供蒸镀粒子的方向)上倾斜的柱状排列结构。在这种情况下，垂直排列液晶40沿配向膜30的排列结构排列。因此，可以控制垂直排列液晶40的排列状态以通过利用配向膜30获得所需的排列状态。

此外，在本实施方案中，如上所述，由于配向膜30包含吸湿元素，水难以经过配向膜30。因此，能够有效地防止水到达垂直排列液晶40。也就是说，作为一种替代配向膜中包含吸湿元素的方法的防止水到达垂直排列液晶的方法，期望有一种将配向膜的暴露部分涂覆一些涂层材料(例如防水材料)的方法。在这种情况下，水难以经配向膜的暴露部分进入液晶显示器件内部。然而，一旦水经配向膜进入液晶显示器件内部，水很容易到达垂直排列液晶。也就是说，在这种情况下，只要配向膜的材料易于吸水，就难以有效防止水到达垂直排列液晶。与此同时，在本实施方案中，水难以经过配向膜30，并且因此能够有效地防止水到达垂直排列液晶40。

在本实施方案中，如图1所示，配向膜30构造成具有由倾斜蒸镀膜构成的单层结构。然而，该结构并不仅限于此，配向膜30还可以构造成具有包括倾斜蒸镀膜的叠层结构。具体地，例如，如对应于图1的图4所示，配向膜30可以构造成具有从靠近半导体驱动器基底10或透明电极基底20侧开始顺序层叠外部配向膜31和内部配向膜32的两层结构，其中外部配向膜31是垂直蒸镀膜，内部配向膜32是倾斜蒸镀膜。外部配向膜31和内部配向膜32都具有例如与具有前述单层结构的配向膜30类似的结构，也就是说，包含吸湿元素和氧化硅。在这种情况下，能够获得与前述实施方案类似的效果。图4中示出的除了前述液晶显示器件之外的结构与图1中的类似。

在图4所示的情况下，特别地，作为内部配向膜32的基础，提供外部配向膜31，其中内部配向膜32为倾斜蒸镀膜，外部配向膜31是垂直蒸镀膜。也就是说，在配向膜30的形成过程中，先形成为垂直蒸镀膜的外部配向膜31，然后在外部配向膜31上形成为倾斜蒸镀膜的内部配向膜32。因此，作为基础的外部配向膜31(垂直蒸镀膜)的排列结构反映决定内部配向膜32(倾斜蒸镀膜)的排列结构。因此，与不形成作为基础的外部配向膜31(垂直蒸镀膜)而仅单独形成内部配向膜32(倾斜蒸镀膜)的情况(基本上，配向膜30具有如前述实施方案所述的倾斜蒸镀膜的单层结构的情况)相比，内部配向膜32的结晶度被改善。因此，为倾斜蒸镀膜的内部配向膜32的排列结构能够得到严格控制。

在图4所示的情况下，在外部配向膜31和内部配向膜32两者中都包含吸湿元素。然而，该结构并不仅限于此，例如该吸湿元素可能并不包含在外部配向膜31中而仅包含在内部配向膜32中。通常，当在垂直蒸镀膜与倾斜蒸镀膜之间比较膜中的密度时，换句话说，当垂直蒸镀膜与倾斜蒸镀膜之间比较膜中空隙的占有率时，垂直蒸镀膜的空隙占有率比倾斜蒸镀膜小。因此，水注入垂直蒸镀膜的容易程度也比倾斜蒸镀膜低。因此，当为垂直蒸镀膜的外部配向膜31具有足够的薄膜特征以防止水到达垂直排列液晶40时，能够获得与前述实施方案几乎类似的效果，即使外部配向膜31不包含吸湿元素。

将给出下面的说明用于证实。在图4所示的情况下，配向膜30构造成具有两层结构，其中外部配向膜31是垂直蒸镀膜，而内部配向膜32是倾斜蒸镀膜。然而，配向膜30的结构并不仅限于此，配向膜30的叠层结构和层数能够自由改变，只要垂直排列液晶40能够排列成通过使用配向膜30可获得所需的排列即可。

实施例

接着，将给出根据本发明的实施例的说明。

(实施例1-1)

根据本发明的液晶显示器件经下列工序制造。也就是说，首先，准备半导体驱动器基底和透明电极基底，其中由铝(Al)制成的像素电极设置在由硅(Si)制成的半导体基底上，透明电极设置在由玻璃制成的透明电极基底上。在这种情况下，设置像素电极的电极形状和布置图案以使像素节距为9μm，像素之间的距离(像素间的槽宽)为0.35μm。此外，为了保护像素电极，通过使用化学气相沉积的方法形成氧化硅钝化膜以涂覆像素电极，由此形成具有45nm厚度的保护膜。随后，冲洗半导体驱动器基底和透明电极基底。在这之后，通过利用气相淀积设备进行倾斜蒸镀在半导体驱动器基底和透明电极基底上形成具有50nm厚度的配向膜。在这种情况下，配向膜包含作为子成分的吸湿元素和作为主成分的氧化硅。使用为钝态形成元素的钛(Ti)作为吸湿元素。特别是，通过设置吸湿元素的含量为0.1重量％和蒸发粒子的入射角为50度至55度的条件，预倾角被设置为2.5度。随后，半导体驱动器基底和透明电极基底彼此相对布置以使配向膜相互面对。基板间的单元间隙由密封材料密封以使单元间隙变为2μm。最后，具有负介电各向异性的垂直排列液晶被封入该单元间隙，由此完成了一个反射型液晶显示器件。

(实施例1-2)

除了吸湿元素的含量变为1重量％外，液晶显示器件经与实施例1-1类似的工序制造。

(实施例1-3)

除了吸湿元素的含量变为10重量％外，液晶显示器件经与实施例1-1类似的工序制造。

(实施例1-4)

除了吸湿元素的含量变为20重量％外，液晶显示器件经与实施例1-1类似的工序制造。

(实施例1-5)

除了吸湿元素的含量变为25重量％外，液晶显示器件经与实施例1-1类似的工序制造。

(实施例2-1)

除了使用铝(Al)作为吸湿元素来代替钛，并且吸湿元素的含量为1重量％外，液晶显示器件经与实施例1-1类似的工序制造。

(实施例2-2)

除了吸湿元素的含量变为10重量％外，液晶显示器件经与实施例2-1类似的工序制造。

(实施例3-1)

除了使用铬(Cr)作为吸湿元素来代替钛，并且吸湿元素的含量为1重量％外，液晶显示器件经与实施例1-1类似的工序制造。

(实施例3-2)

除了吸湿元素的含量变为10重量％外，液晶显示器件经与实施例3-1类似的工序制造。

(实施例4)

除了使用钛和铝的混合物作为吸湿元素来代替钛，并且每种吸湿元素的含量为2.5重量％外，液晶显示器件经与实施例1-1类似的工序制造。

(比较例)

除了形成不包含吸湿元素的配向膜外，液晶显示器件经与实施例1-1类似的工序制造。

当检验前述液晶显示器件的性能，即实施例1-1至1-5(吸湿元素为钛)、实施例2-1和2-2(吸湿元素为铝)、实施例3-1和3-2(吸湿元素为铬)和实施例4(吸湿元素为钛和铝的混合物)的液晶显示器件的性能时，得到表1所示的结果。表1显示液晶显示器件的性能。当检验前述液晶显示器件的性能时，液晶显示器件被放置在温度为60摄氏度、湿度为90％的高温高湿环境中1000个小时。由此，与水的影响有关的性能改变随时间被记录。当检验本发明的液晶显示器件的性能时，检验比较例的液晶显示器件的性能以作出性能的比较评价。其结果在表1中一同示出。

在表1中，“黑电平(％)”和“反射率(-)”作为液晶显示器件的性能被示出。“黑电平”是评价对比度的指数。在液晶显示器件放入高温高湿环境之前的值(＝0.025)在“第0个小时”列示出。在液晶显示器件放入高温高湿环境后的值在“第1000个小时”列示出。“反射率”是像素电极的表观反射比，其示出了液晶显示器件放入高温高湿环境后(1000个小时过去后)的值。作为“反射率”，将比较例的液晶显示器件反射率归一化为1.00而示出各反射率值。在表1中，“配向膜”的“子成分”的材料和含量(重量％)和“主成分”的材料一起示出以供参考。

表1

	配向膜		黑电平(％)		反射率(-)
						主成分	子成分	第0个小时	第1000个小时
	实施例1-1	氧化硅	Ti(0.1)	0.025						0.046	1.00
实施例1-2					氧化硅	Ti(1)	0.025	0.036	1.00
	实施例1-3	氧化硅	Ti(10)	0.025						0.032	0.95
实施例1-4					氧化硅	Ti(20)	0.025	0.030	0.90
	实施例1-5	氧化硅	Ti(25)	0.025						0.030	0.50
实施例2-1					氧化硅	Al(1)	0.025	0.038	1.00

实施例2-2	氧化硅	Al(10)	0.025	0.035	1.00
						实施例3-1	氧化硅	Cr(1)	0.025	0.040	1.00
实施例3-2	氧化硅	Cr(10)	0.025	0.035	1.00
						实施例4	氧化硅	Ti，Al(2.5，2.5)	0.025	0.035	1.00
比较例	氧化硅	-	0.025	0.050	1.00

如图1示出的结果证明，在本发明(实施例1-1至1-4、2-1、2-2、3-1、3-2和4)和比较例的液晶显示器件中，黑电平在1000小时过去后增大，由此对比度降低。然而，当将本发明的实施例在1000小时过去后的黑电平与比较例比较时，本发明的实施例的黑电平比比较例小。更具体地，当比较例的黑电平在1000小时过去后为0.050时，本发明实施例的黑电平在1000小时过去后为0.046以下。不必说这种趋势被一致地示出而与作为子成分包含在配向膜中的吸湿元素的材料(钛、铝、铬或钛和铝的混合物)无关。由此，可以证实在本发明的液晶显示器件中，由于配向膜包含吸湿元素和氧化硅，黑电平在高温高湿环境下难以随时间增大，并且图像对比度难以降低。

在这种情况下，特别是，当在使用钛作为吸湿元素的实施例1-1至1-5中对有助于对比度下降的像素电极的反射率作比较时，反射率的差别是值得注意的。具体地，当吸湿元素的含量为0.1重量％到20重量％时，反射率为0.9以上，也就是说，像素电极显示充分的表观光反射性。然而，当吸湿元素的含量为25重量％时，反射比为0.50，也就是说，像素电极的表观光反射性明显降低。因此，可以证实当钛被用于吸湿元素时，只要吸湿元素的含量为0.1重量％到20重量％，黑电平在高温高湿环境下难以增大，并且可以在高温高湿环境下持续确保像素电极的表观光反射性，并且因此防止图像对比度降低。

虽然参照实施方案或实施例对本发明的液晶显示器件或液晶显示器进行描述，但本发明并不仅限于在前述实施方案或实施例中描述的这些方面。如上所述，液晶显示器件或液晶显示器的结构可以自由改变，只要通过长时间地稳定垂直排列液晶的排列特征能够确保显示性能的持久可靠性即可，这与配向膜包含吸湿元素和氧化硅相关。

具体地，例如，在前述实施方案或前述实施例中，使用通过与水反应钝化的钝态形成元素作为吸湿元素。然而，吸湿元素并不一定限于此，作为吸湿元素的元素可以自由选择，只要该元素捕捉水并由此防止水到达垂直排列液晶即可。在这种情况下，能够获得与前述实施方案或前述实施例类似的效果。

此外，在前述实施方案或前述实施例中，本发明的液晶显示器件或液晶显示器被应用于反射型液晶显示器件或反射型液晶显示器。然而，应用并不限于此，例如，本发明的液晶显示器件或液晶显示器能够应用于透射型液晶显示器件或透射型液晶显示器。在这种透射型液晶显示器件或透射型液晶显示器中，像素电极由例如ITO的透明电极材料制成。在这种情况下，能够获得与前述实施方案和前述实施例类似的效果。

本发明的液晶显示器件或液晶显示器能够应用于投影显示器，例如反射型液晶投影仪。

本领域的技术人员应该理解，根据设计需要或其它因素会出现各种变型、组合、次组合和变换，只要其不脱离权利要求或其等同特征的范围。

本发明包含与2005年7月5日向日本专利局提交的日本专利申请JP2005-195994相关的主题，其全部内容在这里作为参考引入。

Claims (11)

1.一种液晶显示器件，包括：

彼此相对布置的半导体驱动器基底和透明电极基底；

覆盖所述半导体驱动器基底和所述透明电极基底彼此相对的表面的配向膜，所述配向膜包含氧化硅和一种或多种用于捕捉湿气的吸湿元素；以及

在所述半导体驱动器基底和所述透明电极基底之间用所述配向膜封入在所述配向膜之间的垂直排列液晶。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述吸湿元素为钝态形成元素，经过与水反应可变为钝化状态。

3.根据权利要求2所述的液晶显示器件，其中所述钝态形成元素包括钛、铝、铬或其混合物。

4.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述吸湿元素的含量范围为0.1重量％至20重量％。

5.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述配向膜为倾斜蒸镀膜。

6.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中每个所述配向膜都具有层状结构，其中垂直蒸镀膜和倾斜蒸镀膜从靠近所述半导体驱动器基底或所述透明电极基底侧开始顺序地层叠。

7.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述半导体驱动器基底为包括硅器件的基底。

8.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述液晶显示器件构造成反射型液晶显示器件，其中所述半导体驱动器基底包括具有光反射性的像素电极。

9.一种液晶显示器，包括液晶显示器件并且通过利用经所述液晶显示器件调制的光显示图像，

其中所述液晶显示器件包括：

彼此相对布置的半导体驱动器基底和透明电极基底；

覆盖所述半导体驱动器基底和所述透明电极基底彼此相对的表面的配向膜，所述配向膜包含氧化硅和一种或多种用于捕捉湿气的吸湿元素；和

在所述半导体驱动器基底和所述透明电极基底之间用所述配向膜封入在所述配向膜之间的垂直排列液晶。

10.根据权利要求9所述的液晶显示器，还包括：

用于产生光的光源；和

用于投射经所述液晶显示器件调制的光的投影透镜。

11.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中所述液晶显示器构造成一种反射型液晶显示器，其中所述液晶显示器件为包括具有光反射性的像素电极的反射型液晶显示器件。

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