空間混色矽基液晶顯示器的製作方法

2023-05-17 08:44:31

專利名稱：空間混色矽基液晶顯示器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種矽基液晶顯示器，特別涉及空間混色矽基液晶顯示器的器件結構。
背景技術：
矽基液晶顯示器(LCOS， Liquid Crystal on Silicon)技術是液晶顯示(LCD, Liquid Crystal Display)技術與互補金屬氧化物半導體(CMOS, Complementary Metal Oxide Semiconductor) 集成電路技術有機結合的反射型新型顯示技術(Chris Chinnock. "Microdisplays and Manufacturing Infrastructure Mature at SID2000" {Information Display》，2000年9， P18)。它
首先在中.晶矽片上運用CMOS工藝製作LCOS驅動矽基板，然後鍍上表面光潔的金屬層當作 反射鏡，最後將LCOS驅動矽基板與含有透明電極之上玻璃基板貼合，並灌入液晶材料形成 反射式液晶顯示器，通過調製LCOS驅動矽基板上每個像素電極對入射光的反射程度實現(灰 度)圖像顯示。目前矽基液晶顯示器都是單色的，要實現彩色顯示，通常先將白光分成紅、 綠、藍基色光，分別照射三塊矽基液晶顯示，然後再將由矽基液晶顯示器反射出來的光合成 彩色圖像。這種混色方式結構複雜，成本高，體積龐大。矽基液晶顯示器如何實現低成本、 體積小的彩色顯示屏成為研究課題。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本實用新型將正菱形透基色光片集成進矽基液品顯示器件的 結構中，直接構成彩色矽基液晶顯示器，達到了單塊矽基液晶顯示器實現彩色圖像顯示的目 的，而無需採用三塊矽基液晶顯示器來合成彩色圖像。提供一種結構簡單，成本低，體積較 小的彩色矽基液晶顯示器。
本實用新型所採用的技術方案是
空間混色矽基液晶顯示器，包括上襯底14、液晶填層16和下襯底15,三者之間緊密接觸； 其特徵在於，上襯底14的下面設置有取向層6，取向層6之上依次設置有氧化銦錫層7、透 基色濾光片層12和玻璃基板10;所述透基色濾光片層12的上下左右、間隔有序地設置有a 形像素單元25和v形像素單元26， a形像素單元25和v形像素單元26分別由正菱形透紅 基色光片21、正菱形透綠基色光片22和正菱形透藍基色光片23構成；所述上襯底14的下 面設置有液晶填層16，液晶填層16的周邊設置有密封膠圈5，密封膠圈5中設置有支撐球4， 密封膠圈5的裡面設置有液晶層11;所述液晶填層16的下面設置有下襯底15，下襯底15的 底層設置有單晶矽LCOS晶片基底1，單晶矽LCOS晶片基底1的上面設置有下取向層2，下取 向層2與單晶矽LCOS晶片基底1之間設置有電極層13，電極層13由正菱形電極3組成。所述透基色光片層12至少包括1個a形像素單元25或者1個v形像素單元26。
所述的a形像素單元25的左右相鄰位置只能是v形像素單元26，所述的a形像素單元 25的上下位置只能是a形像素單元25。
所述的v形像素單元26的左右相鄰位置只能是a形像素單元25，所述的v形像素單元 26的上下位置只能是v形像素單元26。
所述正菱形透紅基色光片21、正菱形透綠基色光片22、正菱形透藍基色光片23的四條 邊長度相等、互相垂直、每條邊均與水平線呈45度夾角。
所述正菱形透紅基色光片21、正菱形透綠基色光片22、正菱形透藍基色光片23與其相 鄰正菱形透基色光片之間的距離不超過0. 45微米。
所述每個正菱形透紅基色光片21、正菱形透綠基色光片22、正菱形透藍基色光片23的 正投影透過液晶填層16均與1個且只與1個正菱形電極3相重合。
所述電極層13至少包括1個正菱形電極3，所述正菱形電極3的四條邊長相等、互相垂 直、每條邊均與水平線呈45度夾角。
所述正菱形電極3與其相鄰正菱形電極之間的距離不超過0. 45微米。
所述支撐球4的數量不少於4枚，每枚支撐球4的直徑相差不超過其直徑長度的±5% 。
本實用新型的有益效果是，提供了一種結構簡單，成本低，體積較小、高穩定性的彩色 矽基液晶顯示器。將正菱形透基色光片集成進矽基液晶顯示器件結構屮，直接構成彩色矽基 液晶顯示器，真正實現了顯示器的便攜性；所述的正菱形透基色光片外形邊框與水平線成45 度角，符合半導體平面工藝的設計與加工規則，具有可實現性。


圖1是本實用新型的空間混色矽基液晶顯示器截面結構示意圖； 圖2是圖1中上襯底平面結構示意圖； 圖3是圖1中液晶填層平面結構示意圖； 圖4是圖1中下襯底平面結構示意圖。
1:單晶矽LCOS晶片基底2:下取向層
3:正菱形電極4:支撐球
5:密封膠圈6:上取向層
7:氧化銦錫層10玻璃基板
11:液晶層12:透基色光片層
13:電極層14:上襯底
15:下襯底16:液晶填層
21:正菱形透紅基色光片22:正菱形透綠基色光片
23:正菱形透藍基色光片25:a形像素單元
26:v形像素單兀
4具休實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型的空間混色矽基液晶顯示器做出詳細說明。 本實用新型空間混色矽基液晶顯示器的製備過程採用常規的生產設備和生產工藝。 如圖1所示，本實用新型的空間混色矽基液晶顯示器件結構，包括有單晶矽LCOS晶片 基底1和設置在單晶矽LC0S晶片基底1上的下取向層2;在單晶矽LC0S晶片基底1和下取 向層2之間設置有電極層13;在下取向層2上設置有密封膠圈5、支撐球4和液晶層11;在 密封膠圈5、支撐球4和液晶層11的上面設置有上取向層6;上取向層6的上面設置有氧化 銦錫層7、透基色濾光片層12和玻璃基板10。
所述的單晶矽LCOS晶片基底1、下取向層2和電極層13構成下襯底15;電極層13由正 菱形電極3組成。
所述密封膠圈5、支撐球4和液晶層11構成液晶填層16;
所述上取向層6、氧化銦錫層7、基色濾光片層12和玻璃基板10構成上襯底14;
所述下襯底15、液晶填層16和上襯底14之間沒有間隙，緊密接觸。
如圖2所示，所述的透基色光片層12至少包括1個a形像素單元25或者1個v形像素 單元26，且所述的a形像素單元25的左右相鄰位置只能是所述的v形像素單兀26，而所述 的a形像素單元25的上下位置只能是所述的a形像素單元25;
所述的v形像素單元26的左右相鄰位置也只能是所述的a形像素單元25，而所述的v 形像素單元26的上下位置只能是所述的v形像素單元26;
所述的a形像素單元25、 v形像素單元26均由1個正菱形透紅基色光片21、 1個正菱 形透綠基色片22和1個正菱形透藍基色光片23構成；
所述正菱形透紅基色光片21、正菱形透綠基色光片22、正菱形透藍基色光片23的四條 邊長度相等、互相垂直、每條邊均與水平線呈45度夾角；
所述止菱形透紅基色光片21、正菱形透綠基色光片22、正菱形透藍基色光片23與其相 鄰正菱形透基色光片之間的距離不超過0. 45微米；
每個正菱形透紅基色光片21、正菱形透綠基色光片22、正菱形透藍基色光片23的正投 影透過液晶填層16均與1個且只與1個正菱形電極3重合， 一一對應；
如圖3所示，所述的支撐球4包含在呈矩形形狀的密封膠圈5中，且每枚支撐球4的直 徑相差不超過其直徑長度的±5%;
所述支撐球4的數量不少於4枚；'
如圖4所示，所述的電極層13至少包括3個正菱形電極3，且正菱形電極3的四條邊長
度相等、互相垂直、每條邊均與水平線呈45度夾角；
所述正菱形電極3與其相鄰正菱形電極之間的距離不超過0. 45微米； 本實用新型的空間混色矽基液晶顯示器的製作成本較之現有技術至少降至80%以下。其
將正菱形透基色光片集成進矽基液晶顯示器件結構中，直接構成彩色矽基液晶顯示器，真正
實現了顯示器的便攜性；所述的正菱形透基色光片與水平線成45度角，符合半導體平面工藝
的設計與加工規則，具有可實現性。
權利要求1.一種空間混色矽基液晶顯示器，包括上襯底(14)、液晶填層(16)和下襯底(15)，三者之間緊密接觸；其特徵在於，上襯底(14)的下面設置有取向層(6)，取向層(6)之上依次設置有氧化銦錫層(7)、透基色濾光片層(12)和玻璃基板(10)；所述透基色濾光片層(12)的上下左右、間隔有序地設置有∧形像素單元(25)和∨形像素單元(26)，∧形像素單元(25)和∨形像素單元(26)分別由正菱形透紅基色光片(21)、正菱形透綠基色光片(22)和正菱形透藍基色光片(23)構成；所述上襯底(14)的下面設置有液晶填層(16)，液晶填層(16)的周邊設置有密封膠圈(5)，密封膠圈(5)中設置有支撐球(4)，密封膠圈(5)的裡面設置有液晶層(11)；所述液晶填層(16)的下面設置有下襯底(15)，下襯底(15)的底層設置有單晶矽LCOS晶片基底(1)，單晶矽LCOS晶片基底(1)的上面設置有下取向層(2)，下取向層(2)與單晶矽LCOS晶片基底(1)之間設置有電極層(13)，電極層(13)由正菱形電極(3)組成。
2. 根據權利要求1的空間混色矽基液晶顯示器，其特徵在於，所述透基色光片層(12) 至少包括1個a形像素單元(25)或者1個v形像素單元(26)。
3. 根據權利要求1或2的空間混色矽基液晶顯示器，其特徵在於，所述的a形像素單 元(25)的左右相鄰位置只能是v形像素單元(26)，所述的a形像素單元(25)的上下位 置只能是a形像素單元(25)。 '
4. 根據權利要求1或2的空間混色矽基液晶顯示器，其特徵在於，所述的v形像素單 元(26)的左右相鄰位置只能是a形像素單元(25)，所述的v形像素單元(26)的上下位 置只能是v形像素單元(26)。
5. 根據權利要求1的空間混色矽基液晶顯示器，其特徵在於，所述正菱形透紅基色光 片(21)、正菱形透綠基色光片(22)、正菱形透藍基色光片(23)的四條邊長度相等、互 相垂直、每條邊均與水平線呈45度夾角。
6. 根據權利要求1或5的空間混色矽基液晶顯示器，其特徵在於，所述正菱形透紅基 色光片(21)、正菱形透綠基色光片(22)、正菱形透藍基色光片(23)與其相鄰正菱形透 基色光片之間的距離不超過0. 45微米。
7. 根據權利要求1或5的空間混色矽基液晶顯示器，其特徵在於，所述每個正菱形透 紅基色光片(21)、正菱形透綠基色光片(22)、正菱形透藍基色光片(23)的正投影透過 液晶填層(16)均與1個且只與1個正菱形電極(3)相重合。
8. 根據權利要求1的空間混色矽基液晶顯示器，其特徵在於，所述電極層(13)至少 包括3個正菱形電極(3)，所述正菱形電極(3)的四條邊長相等、互相垂直、每條邊均與 水平線呈45度夾角。
9. 根據權利要求1或8的空間混色矽基液晶顯示器，其特徵在於，所述正菱形電極(3) 與其相鄰正菱形電極之間的距離不超過0. 45微米。
10. 根據權利要求1的空間混色矽基液晶顯示器，其特徵在於，所述支撐球(4)的數 量不少於4枚，每枚支撐球(4)的直徑相差不超過其直徑長度的±5%。
專利摘要本實用新型公開了一種空間混色矽基液晶顯示器，包括上襯底、液晶填層和下襯底，三者之間緊密接觸；上襯底上設置有透基色濾光片層，所述透基色濾光片層的上下左右、間隔有序地設置有∧形像素單元和∨形像素單元，∧形像素單元和∨形像素單元分別由正菱形透紅基色光片、正菱形透綠基色光片和正菱形透藍基色光片構成。將正菱形透基色光片集成進矽基液晶顯示器件結構中，直接構成彩色矽基液晶顯示器，真正實現了顯示器的便攜性，且符合半導體平面工藝的設計與加工規則，具有可實現性。本實用新型結構簡單，體積小，成本低。
文檔編號G02F1/1362GK201293898SQ200820143320
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月20日 優先權日2008年11月20日
發明者代永平, 義 範, 偉 範 申請人:天津力偉創科技有限公司