透射式硅基液晶显示器的制作方法技术

一种透射式硅基液晶显示器的制作方法，其特征是它包括：硅基基板的透明化处理、彩色滤色器的制作、液晶封盒的制作、高亮度背光源的制作及显示器件的多层分立部件的微组装方法。利用本发明专利技术制作的显示器具有光路简单、结构紧凑、可靠性高等优点，广泛应用于头戴式显示器、视频眼镜、微投影、彩扩机等市场领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶显示器，尤其是一种透射式硅基液晶显示器，具体地说是一种。
技术介绍
目前，硅基液晶显示器，也就是LCOS (Liquid Crystal on Silicon)，都是属于反射式液晶器件，具有集成度高、分辨率高、器件本身开口率高的特点，广泛应用与微显示领域。但是这种反射式硅基液晶在光学系统中，需要增加一个额外的偏振分光棱镜PBS 器件，用于将背光源的光照射到LCOS器件表面，反射回来的光也是经过PBS器件投射到屏幕或者观察着眼睛，造成整个光路的光利用率降低，光路结构复杂，而且整个模块的体积大，不符合头盔或者近眼显示等领域要求微显示器件体积小、重量轻的特殊要求。而透射式硅基液晶显示器，背光源直接放置于液晶器件后面，不需要额外的PBS 光学器件，具有光路简单、结构紧凑、体积小、重量轻等优势，同时也具有硅基液晶集成度高、分辨率高等优势特点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现的反射式硅基液晶显示器体积大，结构复杂，难以适应小型化需求的问题，专利技术一种光路简单、结构紧凑、体积小、重量轻的。本专利技术的技术方案是一种，其特征是它包括硅基基板的透明化处理、彩色滤色器的制作、液晶封盒的制作和高亮度背光源的制作；所述的硅基基板的透明化处理是采用绝缘硅片，该绝缘硅片由器件层、绝缘层和衬底层组成，绝缘层的厚度在0. 5^1 μ m, 器件层的厚度在0. 3 1. 5μπι ；利用中间的绝缘层对制作在器件层上的器件进行剥离和转移，使不透明的衬底层变成透明的；所述的彩色滤色器的制作是采用光刻胶掺杂染料进行曝光固化的方式，首先在透明玻璃板上面制作黑矩阵，然后涂覆掺杂红色染料的光刻胶，曝光并固化形成红色的滤色器；再依次制作绿色滤色器和蓝色滤色器，再在制作好的滤色器上面制作保护层并蒸镀透明的ITO导电电极，形成图形，完成滤色器的制作；所述的液晶封盒制作是用制作的透明硅基基板和带黑矩阵的公共ITO电极基板进行液晶封盒制作单色透射式硅基液晶显示器件，在所述的透明硅基基板和公共ITO电极基板上面涂覆聚酰亚胺取向层，并摩擦取向，使液晶分子按设定的方向排列；然后在封框胶里面均勻地掺杂控制液晶盒厚的衬垫料，用丝网印刷的方式印刷到滤色器基板上面，将透明硅基基板和公共ITO 电极基板对位贴合，然后热压固化即形成液晶空盒，对空盒进行真空灌注液晶，并封口清洗，贴偏光片，用FPC热压将对位的电极引出，实现电气连接；将带黑矩阵的公共ITO电极基板换成彩色滤色器基板进行液晶封盒制作时即可形成彩色的透射式硅基液晶显示器；同样用一体化的彩色的透明硅基基板和带黑矩阵的公共ITO电极基板进行液晶封盒制作时也可形成彩色的透射式硅基液晶显示器，所述的一体化的彩色的透明硅基基板是指将经过透明化处理的硅基基板和制作好的彩色滤色器粘接形成的硅基基板和彩色滤色器一体化的结构；所述的高亮度背光源的制作是指选用高效率大功率的LED灯管，并在LED灯管上面加装反射碗，将LED灯的发光角从原来的120° 130°汇聚60° 70°，使出光效率提高，亮度增加，减小功耗。本专利技术的，其特征是它还包括多层分立部件的微组装，所述的多层分立部件的微组是指将透明硅基基板、彩色滤色器、液晶显示介质、偏光片和高亮度背光源组装成透射式硅基液晶显示器。所述的硅基基板的透明化处理是先在器件层上面制作需要的硅基集成电路部分和液晶寻址阵列部分，然后通过光学胶粘接透明基板，使需要的器件层上的集成电路部分的器件转移到另外一个透明基板上面，然后对原来的衬底层进行减薄直至透明；减薄是采用机械减薄的工艺将衬底硅减薄，然后利用绝缘硅片中间的二氧化硅绝缘层作为化学蚀刻剩余衬底层的阻挡层，将衬底层蚀刻掉，直至二氧化硅绝缘层；然后在二氧化硅绝缘层上面采用激光打孔的方式，将需要与外界进行电气连接的部分引出，并蒸镀透明的ITO导电层， 光刻形成图形，完成电气连接，实现透明硅基基板的制作。为了防止外界光或者背光源的光在界面处反射的光对器件层上的器件造成损伤， 将公共ITO电极基板也制作成带有黑矩阵，然后在黑矩阵上做钝化层，再做公共ITO导电电极，以对器件起保护作用。本专利技术的有益效果本专利技术具有光路简单、结构紧凑、可靠性高等优点，可广泛应用于头戴式显示器、视频眼镜、微投影、彩扩机等市场领域。附图说明图1是本专利技术的SOI绝缘硅片的剖面结构示意图。图2是在SOI绝缘硅片上制作的IC器件并将电极引到绝缘层上面的结构示意图。图3是本专利技术的透明的硅基基板结构示意图。图4是本专利技术的透明硅基基板的面积分配示意图。图5是本专利技术在玻璃上面制作的黑矩阵的结构示意图。图6是通过光刻制作红色滤色器的示意图。图7是本专利技术制作的彩色滤色器的剖面示意图。图8是带黑矩阵的公共ITO电极基板。图9是加反射碗的高亮度LED背光源剖面结构示意图。图10是制作的单色透射式硅基液晶显示器的剖面结构示意图。图11是制作的一种彩色透射式硅基液晶显示器的剖面结构示意图。图12是硅基基板直接转移到彩色滤色器上面，形成彩色的透明硅基基板。图13是制作的一种一体化的彩色硅基液晶显示器的剖面结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1-13所示。一种，它包括硅基基板的透明化处理、彩色滤色器的制作、液晶封盒的制作、高亮度背光源的制作、带黑矩阵的公共ITO电极基板制作 (图8)和多层分立部件的微组装；所述的硅基基板的透明化处理(如图1-4)是采用绝缘硅片，该绝缘硅片由器件层1、绝缘层2和衬底层3组成，如图1，绝缘层的厚度在0. 5 1 μ m，器件层的厚度在0. 3^1. 5 μ m,制作时先在器件层上面制作需要的硅基集成电路部分和液晶寻址阵列部分，如图2，然后通过光学胶粘接透明基板，使需要的器件层上的集成电路部分的器件转移到另外一个透明基板上面，如图3所示，然后对原来的衬底层进行减薄直至透明， 减薄是采用机械减薄的工艺将衬底硅减薄，然后利用绝缘硅片中间的二氧化硅绝缘层作为化学蚀刻剩余衬底层的阻挡层，将衬底层蚀刻掉，直至二氧化硅绝缘层；然后在二氧化硅绝缘层上面采用激光打孔的方式，将需要与外界进行电气连接的部分引出，并蒸镀透明的导电金属层，光刻形成图形，完成电气连接，实现透明硅基基板的制作，如图4所示，利用中间的绝缘层对制作在器件层上的器件进行剥离和转移，使不透明的衬底层变成透明的。所述的彩色滤色器的制作(如图5-7)是采用光刻胶掺杂染料进行曝光固化的方式，首先在透明玻璃板上面制作黑矩阵，然后涂覆掺杂红色染料的光刻胶，曝光并固化形成红色的滤色器； 再依次制作绿色滤色器和蓝色滤色器，再在制作好的滤色器上面制作保护层并蒸镀透明的 ITO导电层，形成图形，完成滤色器的制作。所述的液晶封盒制作是用制作的透明硅基基板和带黑矩阵的公共ITO电极基板进行液晶封盒制作单色透射式硅基液晶显示器件，在所述的透明硅基基板和公共ITO电极基板上面涂覆聚酰亚胺取向层，并摩擦取向，使液晶分子按设定的方向排列；然后在封框胶里面均勻地掺杂控制液晶盒厚的衬垫料，用丝网印刷的方式印刷到滤色器基板上面，将透明硅基基板和公共ITO电极基板对位贴合，然后热压固化即形成液晶空盒，对空盒进行真空灌注液晶，并封口清洗，贴偏光片，用FPC热压将对位的电极引出，实现电气连接；将带黑矩阵的公共电极基板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪宝，余雷，铁斌，洪乙又，樊卫华，王绪丰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：