[发明专利]用于投影显示的反射式硅基铁电液晶芯片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及液晶芯片及制造，特别涉及一种用于投影显示的反射式硅基铁电液晶芯片及其制造方法。

背景技术

液晶材料是一种介于液体和固体之间的物质，不同的温度对应液晶不同的晶相，根据温度由高到低的变化，液晶材料呈现的晶相依次为：向列型、近晶型和胆甾型。铁电液晶中最主要的液晶分子是手性近晶相C*液晶(SmC*)分子。对于这种手性分子，最独特的功能是旋光性质，即改变入射光的偏振方向。

将各向同性液体注入液晶盒，对其进行降温处理，那么液晶分子直接由手性向列相(N*)经过近晶型A*相逐渐转变为近晶型C*相，这样便可以得到铁电液晶。铁电液晶分子结构较为特殊，其具有自发极化矢量，在交变电场的作用下，分子运动呈螺旋式，具体结构见图3。由于液晶在转变过程中需要经过SmA*，这使得铁电液晶分子的螺旋距离发生改变而出现缺陷。即使是一个均匀的样本，在制取过程中分子层也会打折，左右方向连接区域形成锯齿“之”字形缺陷，从而影响液晶的光学性能。解决这个问题常用的方法主要有两种：一种是利用控温技术，直接使液晶由N*转变到SmC*；另外一种是SiO斜向蒸镀法(80度以上)有机取向层。但它们存在的缺陷是：控温技术在常温情况下镀膜，膜层不够致密，吸潮显著，在高温情况下，难以涂镀一些不耐高温的塑料、聚合物；而SiO斜向蒸镀法(80度以上)有机取向层赋型性差，液晶层的均匀性和批量生产性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于投影显示的反射式硅基铁电液晶芯片及其制造方法。

为解决其技术问题，本发明提供了一种用于投影显示的反射式硅基铁电液晶芯片，包括：相互间隔且平行的玻璃基板和硅基板；在各自相对的侧面上，在玻璃基板设置导电电极ITO层，在硅基板设置导电电极Al层；以环氧树脂密封连接玻璃基板和硅基板形成液晶盒，其内部注满铁电液晶；在所述导电电极ITO层和导电电极Al层上分别设置取向层，玻璃基板和硅基板之间由固定于两个取向层上的间隔子实现定位。

作为一种改进，所述间隔子是无机绝缘薄层。

作为一种改进，所述取向层是聚酰亚胺层、聚乙烯醇层、尼龙层或聚乙烯醇层其中的任意一种。

作为一种改进，所述铁电液晶具有准书架式层结构。

作为一种改进，所述铁电液晶的准书架式层结构不是完全垂直于玻璃基板和硅基板的表面，而是呈一定的角度，该角度在15°以内。

进一步地，本发明还提供了制作用于投影显示的反射式硅基铁电液晶芯片的方法，包括以下步骤：

(1)在玻璃基板上涂覆导电电极ITO层，在硅基板上涂覆导电电极Al层；

(2)在导电电极ITO层和导电电极Al层上分别涂覆一层取向层；然后，沿第一摩擦方向对玻璃基板的取向层进行摩擦处理，沿第二摩擦方向对硅基板的取向层进行摩擦处理，第一摩擦方向和第二摩擦方向按设定的角度相交；

(3)以环氧树脂密封胶连接玻璃基板和硅基板组成液晶盒，两者之间的距离由沉积于任一取向层上的无机绝缘薄层确定；

(4)向液晶盒内注入铁电液晶，封口后进行降温处理，同时在液晶盒上加载交流信号以控制铁电液晶层排布，得到具有准书架式层结构的反射式硅基铁电液晶芯片。

本发明中，所述步骤(2)中的取向层的材质是聚酰亚胺、聚乙烯醇、尼龙或聚乙烯醇其中的任意一种。

本发明中，所述步骤(2)中的摩擦处理是指：使用丝绸的滚子摩擦取向层，摩擦用力大小为10～50N，摩擦次数为20～50次，所述第一摩擦方向和第二摩擦方向是反向平行的。

本发明中，所述步骤(4)中的降温处理是，以3℃/min的速度降温至25℃。

本发明中，所述步骤(4)中加载交流信号时，控制交变电场为3V/um。

本发明中采用具有手性近晶相C液晶材料，这种材料以碳为中心的四个基功能各异，可以对入射光进行调制。通过对液晶盒进行特殊处理进而影响近晶相C的液晶材料，使其具有手性结构，即可以对入射的偏振光状态进行调制。。

准书架型结构由取向层的摩擦方向确定。对上下部结构进行取向处理，上部结构沿第一摩擦方向进行摩擦处理，下部结构沿第二摩擦方向进行摩擦处理，该第一摩擦方向和第二摩擦方向反向平行摩擦处理。