CN105511125B - 一种lcos显示装置及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LCOS显示装置及制造方法。该方法包括：提供衬底；在所述衬底的一面上形成超晶格堆栈结构；在所述超晶格堆栈结构上形成抗反射层，并在所述衬底的另一面上形成电极层；以及将所述衬底通过所述电极层与一液晶硅片贴合。本发明的LCOS显示装置利用超晶格堆栈结构吸收了LCOS显示装置发出的紫外光，改善了现有LCOS显示装置由于被紫外光侵蚀而导致出现残像或永久性变暗的问题。

Description

一种LCOS显示装置及制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，特别涉及一种LCOS显示装置及制造方法。
背景技术
LCOS(Liquid Crystal on Silicon，液晶附硅)显示装置是一种新型的反射式投影显示装置，其是采用半导体硅晶技术控制液晶进而“投射”彩色画面。与穿透式LCD(Liquid Crystal Display)和DLP(Digital Light Procession)显示装置相比，LCOS显示装置具有光利用效率高、体积小、开口率高、制造技术成熟等特点，其可以很容易实现高分辨率和充分的色彩表现。上述优点使得LCOS显示装置在今后的大屏幕显示应用领域具有很大的优势。
图1示出了现有技术中的LCOS显示装置的结构示意图。由图1可见，所述LCOS显示装置包括硅片1和衬底5，所述硅片1和衬底5之间形成有液晶材料层3和框胶2，所述液晶材料层3由框胶2保护。具体的，该衬底5朝向硅片1的一侧形成有ITO电极层，背离硅片1的一侧形成有抗反射层6。
在实际生产中发现，这种LCOS显示装置容易出现残像或永久性变暗等问题，降低了LCOS显示装置的使用寿命，也影响着用户体验。
因此，如何解决这一问题，成为本领域技术人员攻坚的一方向。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LCOS显示装置及制造方法，以解决现有技术中出现残像或永久性变暗的问题。
本发明的另一目的在于提高LCOS显示装置的显示效果。
为解决上述技术问题，本发明提供的LCOS显示装置的制造方法，包括如下步骤：
提供衬底；
在所述衬底的一面上形成超晶格堆栈结构；
在所述超晶格堆栈结构上形成抗反射层，并在所述衬底的另一面上形成电极层；以及
将所述衬底通过所述电极层与一液晶硅片贴合。
可选的，对于所述的LCOS显示装置的制造方法，所述超晶格堆栈结构通过如下步骤形成：
在所述衬底的一面上形成初始堆栈结构，所述初始堆栈结构由SiO2层和SiOx层交替堆叠组成，其中，1<x<2；
进行热退火工艺，使得SiOx层转变为纳米晶硅层，获得超晶格堆栈结构。
可选的，对于所述的LCOS显示装置的制造方法，所述初始堆栈结构中SiO2层和SiOx层交替堆叠组数为5组以上。
可选的，对于所述的LCOS显示装置的制造方法，在每组中，SiO2层的厚度相同或不同，SiOx层的厚度相同或不同。
可选的，对于所述的LCOS显示装置的制造方法，每一所述SiO2层的厚度为2-5nm，每一所述SiOx层的厚度为1-5nm。
可选的，对于所述的LCOS显示装置的制造方法，经热退火工艺后，转变成的纳米晶硅层中纳米晶硅的粒径为1-5nm。
可选的，对于所述的LCOS显示装置的制造方法，所述热退火工艺的温度为1000℃以上，持续时间1小时以上，在氮气或者氢气氛围中进行。
可选的，对于所述的LCOS显示装置的制造方法，在形成超晶格堆栈结构之后，在所述超晶格堆栈结构上形成抗反射层之前，还包括：
在所述超晶格堆栈结构中形成通孔，所述通孔暴露出所述衬底。
可选的，对于所述的LCOS显示装置的制造方法，所述液晶硅片包括一框胶，所述通孔靠近所述框胶。
相应的，本发明还提供一种LCOS显示装置，包括液晶硅片和衬底，所述衬底的一面上依次形成有超晶格堆栈结构和抗反射层，所述衬底的另一面上形成有电极层，所述衬底通过所述电极层与所述液晶硅片相贴合。
在本发明提供的LCOS显示装置及制造方法中，在衬底的一面上形成超晶格堆栈结构，从而利用超晶格堆栈结构吸收了LCOS显示装置发出的紫外光，并且由此紫外光激发出红光或近红光，相比现有技术，不仅改善了现有LCOS显示装置由于被紫外光侵蚀而导致出现残像或永久性变暗的问题，同时还提高了显示效果。
附图说明
图1为现有技术中的LCOS显示装置的结构示意图；
图2本发明中的LCOS显示装置制造方法的流程图；
图3-图8为本发明中的LCOS显示装置在制造过程中的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的LCOS显示装置及制造方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
发明人在长期研究工作中发现，现有技术中的LCOS显示装置之所以容易出现残像或永久性变暗等问题，是由于该LCOS显示装置的液晶会产生紫外光，在紫外光的照射下，LCOS显示装置出现残像或永久性变暗。基于此，发明人在LCOS显示装置的衬底上新增一层超晶格堆栈结构，通过该超晶格堆栈结构将紫外光吸收转化，从而解决上述技术问题。
以下列举所述LCOS显示装置的制造方法的较优实施例，以清楚说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。
图2为本发明中的LCOS显示装置的制造方法的流程图。如图2所示，本实施例的LCOS显示装置的制造方法，包括如下步骤：
步骤S101，提供衬底；
步骤S102，在所述衬底的一面上形成超晶格堆栈结构；
步骤S103，在所述超晶格堆栈结构上形成抗反射层，并在所述衬底的另一面上形成电极层；以及
步骤S104，将所述衬底通过所述电极层与一液晶硅片贴合。
图3-图8为本发明中的LCOS显示装置在制造过程中的结构示意图。下面结合图3-图8更详细的描述本发明提供的LCOS显示装置及制造方法。
首先，执行步骤S101，如图3所示，提供衬底32。在本发明的较佳选择中，所述衬底选择为石英衬底或者蓝宝石衬底，从而可以不必担心后续热退火时对衬底的损坏。当然，本发明并不限制衬底的类型，其他衬底也是可以的。
接着，执行步骤S102，在所述衬底32的一面上形成超晶格堆栈结构33。具体的，本步骤包括，首先，如图4所示，在所述衬底32的一面上形成SiO2层331/SiOx层332的初始堆栈结构，x为正数。在本发明的优选实施例中，所述初始堆栈结构可以由磁控溅射、电子束蒸发或者热蒸方式形成。所述初始堆栈结构包括层叠的SiO2层331和SiOx层332，较佳的，SiO2层331和SiOx层332交替堆叠组数为5组以上，即以一层SiO2层331和一层SiOx层332为一组，则至少形成5组SiO2层331/SiOx层332这样的结构。当然，形成5组以上堆栈结构的效果较佳，但是低于5组也是可以的。所述SiO2层331和SiOx层332的上下位置关系可以变动，例如，可以是先在衬底32上形成SiO2层331，再形成SiOx层332，并以此重复形成多层；又如，可以是先在衬底32上形成SiOx层332，再形成SiO2层331，并以此重复形成多组。其中，SiOx层332指的是包括硅和氧的物质，x的值优选处于大于1小于2这一范围，即SiOx层332是介于SiO和SiO2之间的材料。在每组中，SiO2层331的厚度相同或不同，SiOx层332的厚度相同或不同，可以通过对各层SiO2层331的厚度及SiOx层332的厚度进行调节，来改变紫外光的吸收率和可见光的透过率，从而可以满足不同的设计需求。具体的，所述SiO2层331的厚度可以为2-5nm，所述SiOx层332的厚度可以为1-5nm，在本发明中，SiOx层332将在后续转变成为纳米晶硅层，因而所述SiOx层332的厚度直接制约着形成的纳米晶硅层中纳米晶硅的粒径。
然后，请参考图5，进行热退火工艺，使得SiOx层332转变为纳米晶硅(nc-Si)层333，获得超晶格堆栈结构33。具体的，所述热退火工艺的温度优选为1000℃以上，例如1100℃、1200℃等，持续时间优选在1小时以上，例如1小时、1.5小时、2小时等，所述热退火工艺还在氮气或者氢气氛围中进行。经过热退火工艺之后，获得的超晶格堆栈结构33为SiO2层331和纳米晶硅层333的多层堆叠，所述纳米晶硅层333中纳米晶硅的粒径例如在1-5nm(即基本上每层纳米晶硅层333仅分布着一层纳米晶硅)。经实验发现，利用纳米晶硅层333可以吸收最终获得的LCOS显示装置由液晶材料层发出的紫外光，从而改善LCOS显示装置被紫外光侵蚀的问题，并且由此紫外光激发出红光或近红光，同时还可以提高显示效果。此外，纳米晶硅的粒径关系到吸收紫外光后激发出的光的波长，因此在实际设计中，可以通过具体控制所述SiOx层332的厚度来获得具有特定粒径的纳米晶硅，来使得激发出的光可以进一步提高显示效果。
较佳的，在本步骤S102之后，紧接着，如图6所示，在所述超晶格堆栈结构33中形成通孔334，所述通孔334暴露出所述衬底32。通孔334的形成可以经过光刻刻蚀获得，本领域技术人员当能够熟练操作。通孔334的形成是考虑到在之后与液晶硅片贴合后，液晶材料层21周围的胶框20(参见图8)需要利用紫外光进行固化，而纳米晶硅层333可以吸收紫外光，会影响胶框20的固化，通过通孔334的存在，能够有效降低对胶框20固化过程的影响，基于这方面的考虑，优选为将所述通孔334设置在所述超晶格堆栈结构33周围靠近所述框胶20的部位(如图8所示)，从而尽可能确保框胶20的固化过程正常进行。
之后，执行步骤S103，如图7所示，在所述超晶格堆栈结构33上形成抗反射层34，并在所述衬底32的另一面上形成电极层31。所述电极层31例如为ITO(氧化铟锡)，所述抗反射层34例如为DARC。可以先在所述超晶格堆栈结构33上形成抗反射层34，再在所述衬底32的另一面上形成电极层31；也可以先在所述衬底32的另一面上形成电极层31，再在所述超晶格堆栈结构33上形成抗反射层34。所述电极层31和抗反射层34可采用常规的工艺形成，此处不作赘述。
最后，执行步骤S104，将所述衬底32通过所述电极层31与一液晶硅片贴合。可参考图8，所述液晶硅片包括硅片10及形成于所述硅片10上的液晶材料层21，所述液晶材料层21周围被胶框20围绕，所述液晶材料层21与所述电极层31相贴合，实现了LCOS显示装置的制备。
经由上述过程，可获得本发明的LCOS显示装置，请继续参考图8，所述LCOS显示装置，包括：
液晶硅片和衬底32；所述衬底32的一面上依次形成有超晶格堆栈结构33和抗反射层34，另一面上形成有电极层31，所述衬底32通过所述电极层31与所述液晶硅片相贴合；其中，所述超晶格堆栈结构33由SiO2层331和纳米晶硅层333交替堆叠组成。
在较佳选择中，所述衬底32包括石英衬底或者蓝宝石衬底，所述液晶硅片包括硅片10及形成于所述硅片10上的液晶材料层21，所述液晶材料层21与所述电极层31相贴合。所述电极层31的材料例如为ITO。所述超晶格堆栈结构33的堆叠组数为5组以上。每一所述SiO2层331的厚度为2-5nm，每一所述纳米晶硅层333中纳米晶硅的粒径为1-5nm(即基本上每层纳米晶硅层333仅分布着一层纳米晶硅)。
进一步的，所述超晶格堆栈结构33中形成有通孔334，所述通孔334暴露出所述衬底32。优选的，所述通孔334设置在所述超晶格堆栈结构33周围靠近所述框胶20的部位，从而尽可能确保框胶20的固化过程正常进行。
在本发明提供的LCOS显示装置及制造方法中，在衬底的一面上形成超晶格堆栈结构，从而利用超晶格堆栈结构吸收了LCOS显示装置发出的紫外光，并且由此紫外光激发出红光或近红光，相比现有技术，不仅改善了现有LCOS显示装置由于被紫外光侵蚀而导致的出现残像或永久性变暗的问题，同时还提高了显示效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种LCOS显示装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供衬底；
在所述衬底的一面上形成超晶格堆栈结构，所述超晶格堆栈结构通过如下步骤形成：在所述衬底的一面上形成初始堆栈结构，所述初始堆栈结构由SiO2层和SiOx层交替堆叠组成，其中，1<x<2；进行热退火工艺，使得SiOx层转变为纳米晶硅层，获得超晶格堆栈结构；
在所述超晶格堆栈结构上形成抗反射层，并在所述衬底的另一面上形成电极层；以及
将所述衬底通过所述电极层与一液晶硅片贴合。
2.根据权利要求1所述的LCOS显示装置的制造方法，其特征在于，所述初始堆栈结构中SiO2层和SiOx层交替堆叠组数为5组以上。
3.根据权利要求2所述的LCOS显示装置的制造方法，其特征在于，在每组中，SiO2层的厚度相同或不同，SiOx层的厚度相同或不同。
4.根据权利要求3所述的LCOS显示装置的制造方法，其特征在于，每一所述SiO2层的厚度为2-5nm，每一所述SiOx层的厚度为1-5nm。
5.根据权利要求4所述的LCOS显示装置的制造方法，其特征在于，经热退火工艺后，转变成的纳米晶硅层中纳米晶硅的粒径为1-5nm。
6.根据权利要求1所述的LCOS显示装置的制造方法，其特征在于，所述热退火工艺的温度为1000℃以上，持续时间1小时以上，在氮气或者氢气氛围中进行。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的LCOS显示装置的制造方法，其特征在于，在形成超晶格堆栈结构之后，在所述超晶格堆栈结构上形成抗反射层之前，还包括：
在所述超晶格堆栈结构中形成通孔，所述通孔暴露出所述衬底。
8.根据权利要求7所述的LCOS显示装置的制造方法，其特征在于，所述液晶硅片包括一框胶，所述通孔靠近所述框胶。
9.一种LCOS显示装置，其特征在于，包括液晶硅片和衬底，所述衬底的一面上依次形成有超晶格堆栈结构和抗反射层，所述超晶格堆栈结构通过如下步骤形成：在所述衬底的一面上形成初始堆栈结构，所述初始堆栈结构由SiO2层和SiOx层交替堆叠组成，其中，1<x<2；进行热退火工艺，使得SiOx层转变为纳米晶硅层，获得超晶格堆栈结构；
所述衬底的另一面上形成有电极层，所述衬底通过所述电极层与所述液晶硅片相贴合。
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