[發明專利]高對比度透射式硅基液晶微顯示屏的制備方法

有效

• 申請號: 201310672477.X
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103744212A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 楊洪寶;李超;王緒豐;樊衛華;鐵斌;陳建軍;余雷
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: G02F1/1333
• 分類號: G02F1/1333
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;瞿網蘭

技術領域

本發明涉及一種液晶顯示技術，尤其是一種提高透射式硅基液晶微顯示屏對比度的技術，具體地說是一種通過制造和結構改進來提高對比度的高對比度透射式硅基液晶微顯示屏的制備方法。

背景技術

眾所周知，透射式硅基液晶微顯示屏是直接將背光源放置于液晶器件一側，另外一側放置光學系統或者直接觀察，具有光路簡單、結構緊湊、體積小、重量輕等優勢，同時也具有集成度高、分辨率高等優勢特點。

為了提高對比度，液晶顯示器件必須需要制作遮光層，一般的透射式液晶器件是將遮光層制作在濾色器透明基板一側，像素的特征尺寸在幾百微米，貼合精度可以做到幾十微米就可以。但是微顯示器件的像素單元的特征尺寸在數微米量級，對驅動背板和濾色器基板的貼合精度提出很高的要求，要做到亞微米精度，工藝難度非常大，導致高對比度的透射式硅基液晶微顯示屏的成本居高不下。

發明內容

本發明的目的是針對現有的透射式硅基液晶微顯示屏由于受像素單元特征尺寸的限制對驅動背板和濾色器基板帖合精度要求高，制造難度大、導致對比度難以提高的問題，發明一種全新的高對比度透射式硅基液晶微顯示屏的制備方法，它通過使用半導體光刻的套刻工藝，制備的遮光層與像素單元間達到亞微米量級的對位精度，同時通過在驅動背板的反面，對應于像素驅動單元的走線和晶體管處制備低透過率的遮光層金屬細線，實現對相鄰像素單元間的光學隔離，不僅減少了像素間的光學串擾，有利于提高顯示屏的對比度，而且遮光層還可以保護晶體管使其不受強背光源照射，進一步提高了可靠性。

本發明的技術方案是：

一種高對比度透射式硅基液晶微顯示屏的制備方法，其特征是它包括以下步驟：

1）選擇SOI（SILICON?ON?INSULATOR）硅片作為驅動背板的制作基板，所述的SOI硅片由襯底硅層、二氧化硅絕緣層和器件硅層構成，器件硅層位于頂層，二氧化硅絕緣層位于襯底硅層和器件硅層之間；

2）在器件硅層上制作IC驅動電路及像素單元晶體管電路，并在電路的底層金屬布線層上加入光刻套刻標記，得到有源驅動背板；

3）將有源驅動背板通過臨時粘接膠與表面處理過的臨時基板粘接；

?4）先通過機械減薄，再通過選擇性刻蝕將襯底硅層去除掉；?

5）在露出的二氧化硅絕緣層上制備鉻/氧化鉻遮光層；

6）通過光刻套刻及選擇性刻蝕圖形化遮光層，露出需要透光的部分，在對應像素單元之間形成遮光線條；

7）將驅動背板轉移到透明基板并且固定，去掉臨時基板，形成有遮光功能的透明有源驅動背板；

8）將有遮光功能的透明有源驅動背板和另外透明基板貼合，完成高對比度透射式硅基液晶微顯示屏的制作。

所述的二氧化硅絕緣層的厚度為0.4~1μm，器件硅層厚度為0.2~1.0μm。

有源驅動背板包括像素單元晶體管陣列和周邊驅動控制電路部分。

所述的套刻標記置于IC驅動電路的底層金屬布線層。

所述的粘接是SOI硅片與表面處理過的臨時基板的臨時粘接。

所述的機械減薄為帶有邊緣切邊的機械減薄，終止厚度為50-100μm。

所述的選擇性刻蝕為等離子體干法ICP刻蝕，并利用二氧化硅絕緣層作為硅刻蝕的終止層，完成襯底硅的去除。

本發明的有益效果：

本發明通過制備的低透過率遮光層金屬細線，實現了對相鄰像素單元間的光學隔離，不僅能減少像素間的光學串擾，提高顯示屏的對比度；同時遮光層可以保護晶體管使其不受強背光源照射。遮光層還能避免強背光源照射驅動像素單元的晶體管而導致晶體管性能劣化現象的發生，提高了微顯示驅動背板及顯示屏的可靠性。

附圖說明

圖1是本發明采用的SOI硅片的剖面結構示意圖。

圖2是在圖1所示的SOI硅片上制作的像素單元晶體管及光刻套刻標記的剖面示意圖。

圖3是SOI硅片的電路面用臨時粘接膠與處理過的臨時基板粘接的剖面示意圖。

圖4是將SOI硅片的襯底硅減薄后的剖面示意圖。

圖5是在減薄后的SOI硅片上制備遮光層的剖面示意圖。

圖6是制作有遮光層的有源驅動背板的剖面示意圖。

圖7是制作有遮光層的驅動基板粘接到透明基板的示意圖。

圖8是制作有帶遮光層的透明硅基液晶驅動基板示意圖。

圖9是本發明方法制作的透明硅基液晶屏的剖面結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。