[發明專利]微顯示板表面平坦度改善方法、硅基液晶顯示板及其制法

無效

• 申請號: 200610094590.4
• 申請日: 2006-06-21
• 公開（公告）號: CN101093294A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 吳沂庭
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: G02F1/133
• 分類號: G02F1/133;G02F1/136;G02F1/1333
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波;侯宇

技術領域

本發明涉及一種改善微顯示面板(microdisplay)表面平坦度的方法、硅基液晶顯示面板(liquid?crystal?on?silicon?display，LCoS?display)及其制法，尤其涉及一種使其中液晶分子能良好排列而具有增進的光學表現的LCoS顯示面板。

背景技術

硅基液晶(liquid?crystal?on?silicon，LCoS)顯示器，即，微顯示器(micro-display)，是反射式液晶投影機(reflective?LCD?projector)與背投影電視(rear-projection?TV)的關鍵技術。硅基液晶顯示器最大的優點在于可大幅降低面板生產成本以及體積輕、薄、短、小，同時亦具有高分辨率以及低功率等特性。硅基液晶顯示器與薄膜晶體管液晶顯示器(thin?film?transistor?liquidcrystal?display，TFT-LCD)不同之處在于薄膜晶體管液晶顯示面板以玻璃基板或石英基板作為背板，并利用背光模塊由背板底側提供光源，而硅基液晶顯示面板則以硅基板作為背板，同時利用光學引擎由前板上側提供光源，因此硅基液晶顯示面板的工藝可整合半導體工藝技術，具有較高的穩定性與分辨率。

然而，于現有的硅基液晶顯示面板中，液晶層內的液晶分子往往因為反射鏡層單元之間的凹陷(recess)而傾倒。請參閱圖1，如圖1所示，一半導體基底12，其內包括晶體管元件(例如CMOS)、金屬內連線、及金屬插塞等(未示出)，多個反射鏡層單元14形成于半導體基底12的表面上，反射鏡層單元14之間的間隙填充有介電層16，透明電極22與透明基板24與半導體基底12結合，液晶層26則填充于透明電極22與半導體基底12之間的間隙。可注意到的是，液晶層26所在的一表面，其由反射鏡層單元14與介電層16所構成，因為工藝上的因素，此表面于介電層16處為一凹陷，使得位于兩像素電極之間的液晶分子因凹陷而傾倒，造成液晶分子站立角度不同，而影響位于像素與像素之間位置的光學性能。

請參閱圖2，其說明現有的制造硅基液晶顯示面板的方法。于現有的制造方法中，在定義出諸反射鏡層單元之后，會沉積一介電層16a，并填滿反射鏡層單元之間的間隙。由于工藝因素，介電層的表面于反射鏡層單元14之間的間隙位置會產生凹陷18。然后，請參閱圖3，通常以化學機械拋光方式移除部分介電層，為了不傷及反射鏡層單元14(通常為鋁)，通常再以蝕刻方式，繼續部分移除所余的介電層16a。為了確保反射鏡層單元14表面上的介電層移除殆盡，會采取過蝕刻的方式，以便僅在間隙處留下介電層16，因而也造成凹陷20。此如同于一般IC工藝中金屬層(IMD)平坦化工藝一樣，受到工藝均勻性(process?uniformity)的影響，而造成間隙處介電層的凹陷。此凹陷20的深度R可為大于500，影響液晶排列。

美國專利第6,569,699號揭示一種制造硅基LCD(LCD-on-silicon)像素裝置的方法，其中，在制作像素電極時，先于層間介電層(ILD)上形成第一不透明導電層(例如包括例如鎢、鈦、氮化鈦、鉻、銀、鈷、或氮化鈷)，且充滿介質孔(vias)，將其因為插塞而有凹處的上表面磨平，再形成第二不透明導電層(例如包括鋁、鋁銅合金、或鋁硅銅合金)于第一不透明導電層上，定義出像素電極，然后于像素電極上形成一光學介面層(optical?interface?layer)做為反射層(例如硅氧化物-硅氮化物層(ON?layer)、ONON層、ONONON層等至5層的ON層)。此專利意欲改善像素電極的光反射能力，但其像素電極之間留有間隙。

美國專利第6,750,931號揭示一種反射式液晶裝置，直接于像素電極表面上依序形成四層折射率互異的介電層，以達提升光反射率的效果，未提及如何改善液晶分子所在的表面凹陷問題。