专利名称：硅基液晶显示单元及其制作方法、彩色滤光片结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体领域，特别涉及一种硅基液晶显示单元及其制作方法、硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构。
背景技术：
硅基液晶(Liquid Crystal On Silicon,LC0S)是一种新型反射式液晶显示装置。现有的硅基液晶与CMOS制作工艺结合，在半导体基片上制作驱动电路，采用CMOS技术将有源像素矩阵制作在半导体基片，因此具有尺寸小和高分辨率的特性。在申请号为200610119155. 2的中国专利中公开了现有的硅基液晶显示单元。现有的硅基液晶显示单元通常包括硅基液晶显示芯片基板、玻璃基板和位于两者之间的液晶层。请参考图1，为现有的硅基液晶显示芯片基板结构示意图。所述硅基液晶显示芯片基板包括半导体基片100，所述半导体基片100具有第一开关101、第二开关102、第三开关103 ；第一反射电极107，通过第一导电插塞104与第一开关101电连接，所述第一反射电极107远离半导体基片100的一侧具有光线反射面；第二反射电极108，通过第二导电插塞105与第二开关102电连接，所述第二反射电极108远离半导体基片100的一侧具有光线反射面；第三反射电极109，通过第三导电插塞106与第三开关103电连接，所述第三反射电极109远离半导体基片100的一侧具有光线反射面，所述第一反射电极107、第二反射电极108、第三反射电极109相互绝缘；红色滤光片111，位于所述第一反射电极107上方，所述红色滤光片111与第一反射电极107之间有透明绝缘物质；蓝色滤光片112，位于所述第二反射电极108上方，所述蓝色滤光片112与第二反射电极108之间有透明绝缘物质；绿色滤光片113，位于所述第三反射电极109上方，所述绿色滤光片113与第三反射电极109之间有透明绝缘物质；所述红色滤光片111、蓝色滤光片112、绿色滤光片113上方有透明绝缘物质，用于保护红色滤光片111、蓝色滤光片112、绿色滤光片113，并且使得光线可以从上方进入红色滤光片111、蓝色滤光片112、绿色滤光片113。所述硅基液晶显示单元还包括液晶层、透明导电层，图中未加示意。现有技术利用红色滤光片111、蓝色滤光片112、绿色滤光片113对上方输入的白色光线进行过滤，红色滤光片111将其上方的白色光线中的绿色光线和蓝色光线滤除，所述红色滤光片111输出红色光线，蓝色滤光片112将其上方的白色光线中的红色光线和绿色光线滤除，所述蓝色滤光片112输出蓝色光线，绿色滤光片113将其上方的白色光线中的红色光线和蓝色光线滤除，所述绿色滤光片113上方输出绿色光线，所述红色滤光片112输出的红色光线、绿色滤光片113输出的绿色光线、蓝色滤光片112输出的蓝色光线合成为一个彩色像素。所述滤光片滤光的原理以红色光线为例，白色光线入射自红色滤光片111上方入射，其中的绿色光线和蓝色光线被红色滤光片111过滤，红色光线透过所述红色滤光片111向所述第一反射电极107入射，并被第一反射电极107的光线反射面反射，并再次透过红色滤光片111向上方输出。通常红色滤光片111、蓝色滤光片112、绿色滤光片113的材质为有机树脂材料，在加热时容易发生变形，使得滤光片无法滤光，影响了滤光片的可靠性，从而影响液晶显示面板的显示效果。所述滤光片的材质为有机树脂，现有的CMOS制作工艺中没有制作有机树脂材料的设备和工艺，因此所述滤光片的制作无法与标准的CMOS工艺兼容，这使得所述滤光片无法在半导体制造厂的洁净室无法生产，从而需要在液晶显示面板的制造厂的洁净室制作所述滤光片。由于液晶显示面板制造厂的洁净室的洁净度远远低于半导体制造厂的洁净室的洁净度，这会造成硅基液晶显示芯片基板的上已经制作的器件受到颗粒污染，从而影响硅基液晶显示单元良率。因此，需要新的硅基液晶显示单元，其滤光片结构能够与标准的CMOS制作工艺兼容，并且能够改善硅基液晶显示单元的良率，提高硅基液晶显示单元的显示效果。
发明内容
本发明解决的问题是提供了硅基液晶显示单元及其制作方法、彩色滤光片结构，使得所述硅基液晶显示单元的滤光片能够与标准的CMOS制作工艺兼容，改善了硅基液晶显示单元的良率，提高了硅基液晶显示单元的显示效果。为了解决上述问题，本发明提供一种硅基液晶显示单元，包括玻璃基板，与玻璃基板相对设置的硅基液晶显示芯片基板，和位于所述玻璃基板和硅基液晶显示芯片基板之间的液晶层，其中，所述硅基液晶显示芯片基板包括半导体基片，所述半导体基片内具有第一开关、第二开关、第三开关；第一反射电极，位于所述半导体基片朝向液晶层的表面上方，所述第一反射电极与所述第一开关电连接，所述第一反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；第二反射电极，位于所述半导体基片朝向液晶层的表面上方，所述第二反射电极与所述第二开关电连接，所述第二反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；第三反射电极，位于所述半导体基片朝向液晶层的表面上方，所述第三反射电极与所述第三开关电连接，所述第三反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面，所述第三反射电极与第一反射电极、第二反射电极相互电学绝缘；第一滤光电极，位于第一反射电极的光线反射面上方，所述第一滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第一滤光电极与所述第一反射电极的光线反射面的距离为第一光线波长的1/4奇数倍；第二滤光电极，位于第二反射电极的光线反射面上方，所述第二滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第二滤光电极与所述第二反射电极的光线反射面的距离为第二光线波长的1/4奇数倍；第三滤光电极，位于第三反射电极的光线反射面上方，所述第三滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第三滤光电极与所述第三反射电极的光线反射面的距离为第三光线波长的1/4奇数倍，所述第三滤光电极与所述第一滤光电极、第二滤光电极电学绝缘，所述第一光线、第二光线、第三光线为三基色光线或相加二次色光线；液晶配向层，覆盖所述第一滤光电极、第二滤光电极、第三滤光电极。可选地，所述第一滤光电极与第一反射电极电连接。可选地，所述第二滤光电极与第二反射电极电连接。可选地，所述第三滤光电极与第三反射电极电连接。
可选地，所述半透光的金属薄膜材质为金属，厚度范围为10 500埃，所述金属为银、铝、铜、钛、钼金、金、镍、钴或者其中的组合。可选地，还包括第一绝缘层，位于所述所述第一滤光电极和第一反射电极之间，所述第一绝缘层的厚度等于所述第一光线波长的1/4奇数倍。可选地，所述第一绝缘层材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组
口 O可选地，还包括第二绝缘层，位于所述第二滤光电极和第二反射电极之间，所述第二绝缘层的厚度等于所述第二光线波长的1/4奇数倍。可选地，所述第二绝缘层的材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。可选地，还包括第三绝缘层，位于所述第三滤光电极和第三反射电极之间，所述第三绝缘层的厚度等于所述第三光线波长的1/4奇数倍。可选地，所述第三绝缘层的材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。本发明还提供一种硅基液晶显示单元的制作方法，包括提供玻璃基板、硅基液晶显示芯片基板，将液晶层填充于所述玻璃基板和硅基液晶显示单元之间，所述硅基液晶显示基板的制作方法包括提供半导体基片，在所述半导体基片内形成第一开关、第二开关、第三开关；在所述半导体基片朝向液晶层的表面形成第一反射电极、第二反射电极、第三反射电极，所述第一反射电极与所述第一开关电连接，所述第一反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；所述第二反射电极与所述第二开关电连接，所述第二反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；所述第三反射电极与所述第三开关电连接，所述第三反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面，所述第三反射电极与第一反射电极、第二反射电极相互电学绝缘；在所述第一反射电极的光线反射面上方形成第一滤光电极所述第一滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第一滤光电极与所述第一反射电极的光线反射面的距离为第一光线波长的1/4奇数倍；在所述第二反射电极的光线发射面上方形成第二滤光电极，所述第二滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第二滤光电极与所述第二反射电极的光线反射面的距离为第二光线波长的1/4奇数倍；在所述第三反射电极的光线发射面上方形成第三滤光电极，所述第三滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第三滤光电极与所述第三反射电极的光线反射面的距离为第三光线波长的1/4奇数倍，所述第三滤光电极与所述第一滤光电极、第二滤光电极电学绝缘，所述第一光线、第二光线、第三光线为三基色光线或相加二次色光线。可选地，所述半透光的金属薄膜材质为金属，厚度范围为10 500埃，所述金属为银、铝、铜、钛、钼金、金、镍、钴或者其中的组合。可选地，在形成第一滤光电极之前，还包括在所述第一反射电极的光线反射表面上形成第一绝缘层的步骤，所述第一绝缘层的厚度等于所述第一光线波长的1/4奇数倍。可选地，所述第一绝缘层材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。
可选地，在形成第二滤光电极前，还包括在所述第二反射电极的光线反射表面上形成第二绝缘层的步骤，所述第二绝缘层的厚度等于所述第二光线波长的1/4奇数倍。可选地，所述第二绝缘层的材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。可选地，还包括在形成第三滤光电极前，还包括在所述第三反射电极的光线反射表面上形成第三绝缘层的步骤，所述第三绝缘层的厚度等于所述第三光线波长的1/4奇数倍。可选地，所述第三绝缘层的材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。本发明还提供一种硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构，包括半导体基片；第一反射电极，位于所述半导体基片表面，所述第一反射电极远离半导体基片的表面具有光线反射面；第二反射电极，位于所述半导体基片表面，所述第二反射电极远离半导体基片的表面具有光线反射面；第三反射电极，位于所述半导体基片表面，所述第三反射电极远离半导体基片的表面具有光线反射面，所述第三反射电极与第一反射电极和第二反射电极相互绝缘；第一滤光电极，与第一反射电极的光线反射面对应设置，所述第一滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第一滤光电极与所述第一反射电极的光线反射面的距离为第一光线波长的1/4奇数倍；第二滤光电极，与第二反射电极的光线反射面对应设置，所述第二滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第二滤光电极与所述第二反射电极的光线反射面的距离为第二光线波长的1/4奇数倍；第三滤光电极，与第三反射电极的光线反射面对应设置，所述第三滤光电极与所述第三反射电极的光线反射面的距离为第三光线波长的1/4奇数倍，所述第三滤光电极与所述第一滤光电极、第二滤光电极电学绝缘，所述第一光线、第二光线、第三光线为三基色光线或相加二次色光线。可选地，所述第一滤光电极与第一反射电极电连接。可选地，所述第二滤光电极与第二反射电极电连接。可选地，所述第三滤光电极与第三反射电极电连接。可选地，还包括第一绝缘层，位于所述所述第一滤光电极和第一反射电极之间，所述第一绝缘层的厚度等于所述第一光线波长的1/4奇数倍。可选地，所述第一绝缘层材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。
可选地，还包括第二绝缘层，位于所述第二滤光电极和第二反射电极之间，所述第二绝缘层的厚度等于所述第二光线波长的1/4奇数倍。可选地，所述第二绝缘层的材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。
可选地，还包括第三绝缘层，位于所述第三滤光电极和第三反射电极之间，所述第三绝缘层的厚度等于所述第三光线波长的1/4奇数倍。可选地，所述半透光的薄膜的材质为金属，其厚度范围为10 500埃，所述金属可以为银、铝、铜、钛、钼金、金、镍、钴或者其中的组合。与现有技术相比，本发明提供了一种硅基液晶显示单元，包括位于第一反射电极上方的第一滤光电极、位于第二反射电极上方的第二滤光电极、位于第三反射电极上方的第三滤光电极，来自外部的白色光线的第一光线被第一反射电极和第一滤光电极滤除，第二光线被第二反射电极和第二滤光电极滤除，第三光线被第三反射电极和第三滤光电极滤除，经第一滤光电极、第二滤光电极、第三滤光电极滤除后的光线合成为一个彩色像素。由于第一滤光电极、第二滤光电极、第三滤光电极以及第一反射电极、第二反射电极、第三反射电极的材质为金属，与现有技术利用有机材质作为滤光片相比，本发明的金属材质更加稳定，提高了硅基液晶显示单元的可靠性；并且利用金属薄膜作为滤光电极，可以与标准的 CMOS工艺集成，提高了现有硅基液晶显示单元的良率。由于所述第一滤光电极仅将白色光线中的第一光线滤除，所述第二滤光电极将白色光线中的第二光线滤除，第三滤光电极将白色光线中的第三光线滤除，与现有技术仅利用一种光线相比，本发明的硅基液晶显示单元对入射光线的利用率高，能耗低，适合于微显示以及平板显示系统。
图1是现有技术的硅基滤光单元结构示意图。图2是本发明一个实施例的硅基液晶显示单元结构示意图。图3是本发明一个实施例的硅基液晶显示芯片基板的结构示意图。图4是本发明硅基液晶显示基板的制作方法流程示意图。图5 图8是本发明的硅基液晶显示芯片基板的制作方法剖面结构结构示意图。
具体实施例方式发明人发现，现有的硅基液晶显示单元的滤光片的材质为有机树脂材料，其容易在加热时变形，不稳定，影响滤光效果，从而使得硅基液晶显示单元可靠性不好。并且滤光片的制作工艺无法与标准的CMOS制作工艺兼容，从而导致现有的硅基液晶显示单元的良率低。由于现有的滤光片将白色光线中的两个颜色分量过滤，仅保留一个颜色分量，该保留的颜色分量经由滤光片下方的反射电极反射，并透过该滤光片，与其他滤光片透出的其他颜色分量合成为一个彩色像素，现有的滤光片对入射光线的利用率低，导致现有的硅基液晶显示单元的能耗高，不适合用于微显示系统和平板显示系统。相应地，本发明提供一种硅基液晶显示单元，包括玻璃基板，与玻璃基板相对设置的硅基液晶显示芯片基板，和位于所述玻璃基板和硅基液晶显示芯片基板之间的液晶层，其中，所述硅基液晶显示芯片基板包括半导体基片，所述半导体基片内具有第一开关、第二开关、第三开关；第一反射电极，位于所述半导体基片朝向液晶层的表面上方，所述第一反射电极与所述第一开关电连接，所述第一反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；
第二反射电极，位于所述半导体基片朝向液晶层的表面上方，所述第二反射电极与所述第二开关电连接，所述第二反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；第三反射电极，位于所述半导体基片朝向液晶层的表面上方，所述第三反射电极与所述第三开关电连接，所述第三反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面，所述第三反射电极与第一反射电极、第二反射电极相互电学绝缘；第一滤光电极，位于第一反射电极的光线反射面上方，所述第一滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第一滤光电极与所述第一反射电极的光线反射面的距离为第一光线波长的1/4奇数倍；第二滤光电极，位于第二反射电极的光线反射面上方，所述第二滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第二滤光电极与所述第二反射电极的光线反射面的距离为第二光线波长的1/4奇数倍；第三滤光电极，位于第三反射电极的光线反射面上方，所述第三滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第三滤光电极与所述第三反射电极的光线反射面的距离为第三光线波长的1/4奇数倍，所述第三滤光电极与所述第一滤光电极、第二滤光电极电学绝缘，所述第一光线、第二光线、第三光线为三基色光线或相加二次色光线；液晶配向层，覆盖所述第一滤光电极、第二滤光电极、第三滤光电极。基于上述结构的硅基液晶显示单元由于利用金属材质作为滤光电极，与现有技术利用有机材质制作滤光片相比，本发明的滤光电极在高温时不易变形、性能更加稳定，保证了滤光电极的滤光效果，从而提高了硅基液晶显示单元可靠性；由于所述滤光电极的材质为金属，从而所述硅基液晶显示单元可以与CMOS制作工艺集成，无需将在液晶显示面板制造厂制作滤光片，从而减少了硅基液晶显示单元的颗粒污染，提高了硅基液晶显示单元的良率。本发明所述的硅基液晶显示单元利用相加二次色光线，从而提高了对入射光线的利用率，从而降低了硅基液晶显示单元的能耗，更适合于微显示和平板显示系统。下面将结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。参考图2，为本发明一个实施例的硅基液晶显示单元结构示意图。所述硅基液晶显示单元包括玻璃基板10，与玻璃基板10相对设置的硅基液晶显示芯片基板20，和位于所述玻璃基板10和硅基液晶显示芯片基板20之间的液晶层30。其中，所述玻璃基板10和液晶层30的结构与现有技术相同，作为本领域技术人员的公知技术，这里不做详细的说明。所述玻璃基板10上方输入白色光线，所述白色光线经过液晶层20到达硅基液晶显示芯片基板20。所述硅基液晶显示芯片基板20将白色光线分解为3个颜色分量(即红色光线、绿色光线和蓝色光线)，对3个颜色分量分别进行反射，并且控制液晶层20的偏转角度，控制三个颜色分量通过液晶层30输出的强度，3个颜色分量合成成为具有一定灰度和亮度的彩色像素。参考图3，为本发明的所述硅基液晶显示芯片基板的结构示意图，所述硅基液晶显示芯片基板20包括半导体基片200，所述半导体基片200内具有第一开关201、第二开关202、第三开关203，所述第一开关201、第二开关202、第三开关203电学绝缘；
第一反射电极207，位于所述半导体基片200朝向液晶层的表面上方，所述第一反射电极207朝向液晶层的表面为光线反射面，第一反射电极207与第一开关201之间具有电学绝缘介质；所述第一反射电极207朝向液晶层的表面为光线反射面；第一导电插塞204，位于第一反射电极207和第一开关201之间的电学绝缘介质内，所述第一导电插塞204将第一反射电极207与第一开关201电连接；第二反射电极208，位于所述半导体基片200朝向液晶层的表面上方，所述第二反射电极208朝向液晶层的表面为光线反射面，第二反射电极208与第二开关202之间具有电学绝缘介质；第二导电插塞205，位于第二反射电极208和第二开关202之间的电学绝缘介质内，所述第二导电插塞205将第二反射电极208与第二开关202电连接；第三反射电极209，位于所述半导体基片200朝向液晶层的表面上方，所述第三反射电极209朝向液晶层的表面为光线反射面，第三反射电极209与第三开关203之间具有电学绝缘介质，所述第三反射电极209与第一反射电极207、第二反射电极208相互电学绝缘；第三导电插塞206，位于第三反射电极209和第三开关203之间的电学绝缘介质内，所述第三导电插塞206将第三反射电极209与第三开关203电连接；第一滤光电极210，位于第一反射电极207的光线反射面上方，所述第一滤光电极 210为半透光的金属薄膜，所述第一滤光电极210与所述第一反射电极207的光线反射面的距离为第一光线波长的1/4奇数倍；第二滤光电极211，位于第二反射电极208的光线反射面上方，所述第二滤光电极 211为半透光的金属薄膜，所述第二滤光电极211与所述第二反射电极208的光线反射面的距离为第二光线波长的1/4奇数倍；第三滤光电极212，位于第三反射电极209的光线反射面上方，所述第三滤光电极 209为半透光的金属薄膜，所述第三滤光电极212与所述第三反射电极209的光线反射面的距离为第三光线波长的1/4奇数倍，所述第三滤光电极212与所述第一滤光电极210、第二滤光电极211电学绝缘，所述第一光线、第二光线、第三光线为三基色光线或相加二次色光线.
一入 ，液晶配向层219，覆盖所述第一滤光电极210、第二滤光电极211、第三滤光电极 212 ；所述液晶配向层219用于使得上方的液晶层的液晶分子具有固定的排布；所述液晶配向层219材质为氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅或者其中的组合。作为优选的实施例，所述硅基液晶显示芯片基板20还包括第一绝缘层220，位于所述第一滤光电极210与第一反射电极207之间，所述第一绝缘层220的材质为透明绝缘物质，所述第一绝缘层220的厚度的等于第一光线波长的1/4 倍；第一连接线213，第一绝缘层220内，所述第一连接线213将所述第一滤光电极 210与第一反射电极207电连接；第二绝缘层221，位于所述第二滤光电极211与第二反射电极208之间，所述第二绝缘层221的材质为透明绝缘物质，所述第二绝缘层221的厚度的等于第二光线波长的1/4 倍；
第二连接线215，位于所述所述第二绝缘层221内，所述第二连接线215将所述第二滤光电极211与第二反射电极208电连接；第三绝缘层222，位于所述第三滤光电极212与第三反射电极209之间，所述第三绝缘层222的材质为透明绝缘物质，所述第三绝缘层222的厚度的等于第三光线波长的1/4 倍；第三连接线214，位于所述第三绝缘层222内，所述第三连接线214将所述第三滤光电极212与第三反射电极209电连接。本发明所述的光线反射面具体是指，平行光线入射光线反射面，被反射后的光线仍然为平行光线；本发明所述的半透光的薄膜具体是指，入射光线一半被透过，一半被反射；所述半透光的金属薄膜的材质为金属，所述金属可以为银、铝、铜、钛、钼金、金、镍、钴或者其中的组合；所述半透光的金属薄膜的厚度范围为10 500埃。所述半导体基片200的材质为半导体材料，例如为硅、锗、绝缘体上硅(SOI)等。所述第一开关201、第二开关202、第三开关203为金属-氧化物-半导体晶体管 (M0S晶体管)。通常，所述第一开关201、第二开关202、第三开关203在外部电路的控制下分别产生电信号，由于所述第一开关201与第一反射电极207电连接、第二反射电极208与第二开关202电连接、第三反射电极209与第三开关203电连接，因此所述电信号在各个反射电极与玻璃基板之间产生电场力，所述电场力可以使得液晶层发生相应的偏转。由于所述第一连接线213将所述第一滤光电极210与第一反射电极207电连接，所述第二连接线 215将所述第二滤光电极211与第二反射电极208电连接，所述第三滤光电极212与第三反射电极209电连接，从而，所述电信号在各个滤光电极与玻璃基板之间产生电场力，由于各个滤光电极与玻璃基板的距离小于各个反射电极的距离，因而，所述各个滤光电极与玻璃基板之间的电场强度大于反射电极与玻璃基板之间的电场强度，在各个开关的电信号不变的情况下，硅基液晶显示芯片基板的驱动液晶的能力提高，更加有利于驱动液晶分子偏转。 或者使得液晶分子发生相同的偏转，本发明需要更小的电信号，减少了硅基液晶显示单元的能耗，更适于微显示和液晶显示系统的应用。作为一个实施例，所述第一反射电极207、所述第二反射电极208、所述第三反射电极209的材质为金属，所述金属可以为银、铝、铜、钛、钼金、金、镍、钴或者其中的组合。本实施例中，所述第一滤光电极210和第一反射电极207配合工作，将来自外部的白色光线中的第一光线滤除，输出第一光线的互补光线；所述第二滤光电极211与第二反射电极208配合工作，将来自外部的白色光线中的第二光线滤除，输出第二光线的互补光线；所述第三滤光电极212与第三反射电极209配合工作，将来自外部的白色光线中的第三光线滤除，输出第三光线的互补光线。所述第一光线的互补光线、第二光线的互补光线、第三光线的互补光线合成分别经过液晶层的液晶分子的偏转，形成不同灰度的光线，并合成彩色像素。其中，滤除第一光线、第二光线、第三光线的原理相同。以所述第一滤光电极210和第一反射电极207配合工作，将来自外部的白色光线中的第一光线滤除为例，原理如下白色光线自玻璃基板输入，经过液晶层到达第一滤光电极210，所述白色光线中的第一光线在第一滤光电极210处被分为第一部分和第二部分，其中第一部分透过第一滤光电极210至第一反射电极207的光线反射表面，并被所述光线反射表面反射，所述第二部分被第一滤光电极反射，由于第一滤光电极210与第一反射电极207之间的距离等于第一光线波长的1/4奇数倍，因而第一光线的第一部分和第二部分的波长差为第一光线波长差的 1/2奇数倍，所述第一部分和第二部分的频率相同，因此，所述第一部分和第二部分发生相消干涉，从而白色光线中第一光线被滤除；所述白色光线中的第二光线在第一滤光电极210处被分为第一部分和第二部分， 其中第一部分透过第一滤光电极210至第一反射电极207的光线反射表面，并被所述光线反射表面反射，所述第二部分被第一滤光电极反射，由于第一滤光电极210与第一反射电极207之间的距离等于第一光线波长的1/4奇数倍，因而第二光线的第一部分和第二部分的波长差为第一光线波长差的1/2奇数倍，不满足第二光线的第一部分和第二部分相消干涉的条件，因此，第一部分和第二部分构成第二光线被反射出去；基于同样的原理，所述白色光线的第三光线在第一滤光电极210处被分为第一部分和第二部分被反射出去。由于所述第一滤光电极210和第一反射电极207配合工作，将来自外部的白色光线中的第一光线滤除，因此，白色光线中利用的是第一光线的互补光线。作为优选的实施例，所述第一光线为三基色光线，例如为红色光线，通常红色光线的强度占白色光线强度的 1/3，从而白色光线的2/3部分被反射，形成彩色像素。而现有技术利用滤光片过滤白色光线通常保留三基色光线中的一种，例如红色光线，将红色光线的互补光线滤除，仅利用了白色光线强度的1/3。因此，与现有技术相比，本发明的硅基液晶显示单元的光线利用率提高， 减少了硅基液晶显示单元的能耗，更有利于微显示系统和液晶显示系统。由于所述第一滤光电极210、第二滤光电极211、第三滤光电极212的材质为金属， 其受热不易变形，相对于现有的有机树脂材质，本发明的第一滤光电极210、第二滤光电极 211、第三滤光电极212更加稳定，并且所述第一滤光电极210、第二滤光电极211和第三滤光电极212的制作可以利用半导体制作工艺中制作金属的方法制作，因而本发明所述的第一滤光电极210、第二滤光电极211和第三滤光电极212可以在半导体制造厂的洁净室制作，而无需在液晶显示面板制造厂的洁净室制作，这避免了液晶显示面板制造厂的洁净度不高对所述硅基液晶显示单元的器件带来的缺陷(主要是颗粒污染)，从而有利于改善硅基液晶显示单元的良率。本发明还提供一种硅基液晶显示单元的制作方法，所述方法包括提供玻璃基板、 硅基液晶显示芯片基板，将液晶层填充于所述玻璃基板和硅基液晶显示单元之间，其中，所述硅基液晶显示芯片基板的制作方法请参考图4，包括步骤Si，提供半导体基片，在所述半导体基片内形成第一开关、第二开关、第三开关；步骤S2，在所述半导体基片朝向液晶层的表面形成第一反射电极、第二反射电极、 第三反射电极，所述第一反射电极与所述第一开关电连接，所述第一反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；所述第二反射电极与所述第二开关电连接，所述第二反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；所述第三反射电极与所述第三开关电连接，所述第三反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面，所述第三反射电极与第一反射电极、第二反射电极相互电学绝缘；步骤S3，在所述第一反射电极的光线反射面上方形成第一滤光电极所述第一滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第一滤光电极与所述第一反射电极的光线反射面的距离为第一光线波长的1/4奇数倍；步骤S4，在所述第二反射电极的光线发射面上方形成第二滤光电极，所述第二滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第二滤光电极与所述第二反射电极的光线反射面的距离为第二光线波长的1/4奇数倍；步骤S5，在所述第三反射电极的光线发射面上方形成第三滤光电极，所述第三滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第三滤光电极与所述第三反射电极的光线反射面的距离为第三光线波长的1/4奇数倍，所述第三滤光电极与所述第一滤光电极、第二滤光电极电学绝缘，所述第一光线、第二光线、第三光线为三基色光线或相加二次色光线。下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。请参考图5 图8，为本发明的硅基液晶显示单元制作方法剖面结构示意图。首先，参考图5，提供半导体基片200，所述半导体基片200内形成有第一开关201、 第二开关202、第三开关203。所述第一开关201、第二开关202、第三开关203为MOS晶体管。然后，继续参考图5，在所述半导体基片200朝向液晶层的表面形成第一反射电极 207、第二反射电极208、第三反射电极209，所述第一反射电极207与所述第一开关201电连接，所述第一反射电极207朝向液晶层的表面为光线反射面；所述第二反射电极208与所述第二开关202电连接，所述第二反射电极208朝向液晶层的表面为光线反射面；所述第三反射电极209与所述第三开关203电连接，所述第三反射电极209朝向液晶层的表面为光线反射面，所述第三反射电极209与第一反射电极207、第二反射电极208相互电学绝缘。作为优选的实施例，在形成所述第一反射电极207、第二反射电极208、第三反射电极209之前，需要形成覆盖所述第一开关201、第二开关202、第三开关203的电学绝缘物质。所述电学绝缘物质可以为氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅或其中的组合。在形成电学绝缘物质后，进行金属化工艺，在所述电学绝缘物质内形成第一导电插塞204、第二导电插塞205、第三导电插塞206，所述第一导电插塞204用于电连接所述第一反射电极207和第一开关201，所述第二导电插塞205用于电连接所述第二反射电极208和第二开关202， 所述第三导电插塞206用于电连接所述第三反射电极209和第三开关203。作为本发明的一个实施例，在形成各个导电插塞之后，分别形成第一反射电极 207、第二反射电极208、第三反射电极209。所述第一反射电极207、第二反射电极208、第三反射电极209的厚度范围为500 10000埃。作为一个实施例，所述第一反射电极207、 第二反射电极208、第三反射电极209的厚度进行了优化设计，使得各个反射电极具有不同的厚度。具体地，所述第一反射电极207、第二反射电极208、第三反射电极209的厚度的偏差分别与第一光线、第二光线、第三光线的波长有关系。所述第一反射电极207与第二反射电极208的厚度偏差为第一光线和第二光线波长差的1/4 ；所述第二反射电极208与第三反射电极209的厚度偏差为第二光线和第三光线波长差的1/4。如图6，在形成所述第一反射电极207、第二反射电极208、第三反射电极209之后， 需要在第一反射电极207、第二反射电极208、第三反射电极209之间的间隙填充电学绝缘物质，使得所述第一反射电极207、第二反射电极208、第三反射电极209相互绝缘。然后参考图7，作为本发明的一个实施例，在形成第一反射电极207后，形成第一滤光电极前，还需要在所述第一反射电极207的光线反射表面上形成第一绝缘层220，所述第一绝缘层220的厚度等于所述第一光线波长的1/4奇数倍，所述第一绝缘层220可以支撑后续形成的第一滤光电极，使之与第一反射电极207的距离等于第一光线波长的1/4奇数倍。所述第一绝缘层220材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。在形成第二反射电极208后，形成第一滤光电极前，还需要在所述第二反射电极 208的光线反射表面上形成第二绝缘层221，所述第二绝缘层221的厚度等于所述第二光线波长的1/4奇数倍，所述第二绝缘层221可以支撑后续形成的第二滤光电极，使之与第二反射电极208的距离等于第二光线波长的1/4奇数倍。所述第二绝缘层221的材质为氧化硅、 氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。在形成第三反射电极209后，在形成第三滤光电极前，还需要在所述第三反射电极209的光线反射表面上形成第三绝缘层222，所述第三绝缘层222的厚度等于所述第三光线波长的1/4奇数倍。所述第三绝缘层222可以支撑后续形成的第三滤光电极，使之与第三反射电极209的距离等于第三光线波长的1/4奇数倍。所述第三绝缘层222的材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。然后，进行金属化工艺，在所述第一绝缘层220内形成第一连接线213，在所述第二绝缘层221内形成第二连接线215，在所述第三绝缘层222内形成第三连接线214。所述第一连接线213用于电连接第一反射电极207与后续形成的第一滤光电极。所述第二连接线215用于电连接第二反射电极208与后续形成的第二滤光电极，所述第三连接线214用于电连接第三反射电极209与后续形成的第三滤光电极。继续参考图7，沉积半透光的金属薄膜，所述金属薄膜的厚度范围为10 500埃， 材质为金属，所述金属可以为银、铝、铜、钛、钼金、金、镍、钴或者其中的组合。接着，请参考图8，刻蚀所述金属层，形成第一滤光电极210、第二滤光电极211，第三滤光电极212。所述第一滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第一滤光电极与所述第一反射电极的光线反射面的距离为第一光线波长的1/4奇数倍；所述第二滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第二滤光电极与所述第二反射电极的光线反射面的距离为第二光线波长的1/4奇数倍；所述第三滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第三滤光电极与所述第三反射电极的光线反射面的距离为第三光线波长的1/4奇数倍，所述第三滤光电极与所述第一滤光电极、第二滤光电极电学绝缘，所述第一光线、第二光线、第三光线为三基色光线或相加二次色光线。最后，参考图3，进行沉积工艺，形成覆盖所述第一滤光电极210、第二滤光电极 211，第三滤光电极212的液晶配向层219。所述第一液晶配向层219的材质可以为氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅，其制作方法与现有技术相同，作为本领域技术人员的公知技术，这里不做详细的说明。综上，本发明提供的硅基液晶显示单元利用半透光的薄膜作为滤光片，将滤光片的制作过程与CMOS制作工艺集成，提高了硅基液晶显示单元的良率和可靠性。本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种硅基液晶显示单元，包括玻璃基板，与玻璃基板相对设置的硅基液晶显示芯片基板，和位于所述玻璃基板和硅基液晶显示芯片基板之间的液晶层，其特征在于，所述硅基液晶显示芯片基板包括半导体基片，所述半导体基片内具有第一开关、第二开关、第三开关；第一反射电极，位于所述半导体基片朝向液晶层的表面上方，所述第一反射电极与所述第一开关电连接，所述第一反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；第二反射电极，位于所述半导体基片朝向液晶层的表面上方，所述第二反射电极与所述第二开关电连接，所述第二反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；第三反射电极，位于所述半导体基片朝向液晶层的表面上方，所述第三反射电极与所述第三开关电连接，所述第三反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面，所述第三反射电极与第一反射电极、第二反射电极相互电学绝缘；第一滤光电极，位于第一反射电极的光线反射面上方，所述第一滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第一滤光电极与所述第一反射电极的光线反射面的距离为第一光线波长的1/4奇数倍；第二滤光电极，位于第二反射电极的光线反射面上方，所述第二滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第二滤光电极与所述第二反射电极的光线反射面的距离为第二光线波长的1/4奇数倍；第三滤光电极，位于第三反射电极的光线反射面上方，所述第三滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第三滤光电极与所述第三反射电极的光线反射面的距离为第三光线波长的1/4奇数倍，所述第三滤光电极与所述第一滤光电极、第二滤光电极电学绝缘，所述第一光线、第二光线、第三光线为三基色光线或相加二次色光线；液晶配向层，覆盖所述第一滤光电极、第二滤光电极、第三滤光电极。
2.如权利要求1所述的硅基液晶显示单元，其特征在于，所述第一滤光电极与第一反射电极电连接。
3.如权利要求1所述的硅基液晶显示单元，其特征在于，所述第二滤光电极与第二反射电极电连接。
4.如权利要求1所述的硅基液晶显示单元，其特征在于，所述第三滤光电极与第三反射电极电连接。
5.如权利要求1所述的硅基液晶显示单元，其特征在于，所述半透光的金属薄膜材质为金属，厚度范围为10 500埃，所述金属为银、铝、铜、钛、钼金、金、镍、钴或者其中的组合。
6.如权利要求1所述的硅基液晶显示单元，其特征在于，还包括第一绝缘层，位于所述所述第一滤光电极和第一反射电极之间，所述第一绝缘层的厚度等于所述第一光线波长的1/4奇数倍。
7.如权利要求6所述的硅基液晶显示单元，其特征在于，所述第一绝缘层材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。
8.如权利要求1所述的硅基液晶显示单元，其特征在于，还包括第二绝缘层，位于所述第二滤光电极和第二反射电极之间，所述第二绝缘层的厚度等于所述第二光线波长的1/4奇数倍。
9.如权利要求8所述的硅基液晶显示单元，其特征在于，所述第二绝缘层的材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。
10.如权利要求1所述的硅基液晶显示单元，其特征在于，还包括第三绝缘层，位于所述第三滤光电极和第三反射电极之间，所述第三绝缘层的厚度等于所述第三光线波长的1/4奇数倍。
11.如权利要求10所述的硅基液晶显示单元，其特征在于，所述第三绝缘层的材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。
12.如权利要求1所述的硅基液晶显示单元的制作方法，包括提供玻璃基板、硅基液晶显示芯片基板，将液晶层填充于所述玻璃基板和硅基液晶显示单元之间，其特征在于，所述硅基液晶显示基板的制作方法包括提供半导体基片，在所述半导体基片内形成第一开关、第二开关、第三开关；在所述半导体基片朝向液晶层的表面形成第一反射电极、第二反射电极、第三反射电极，所述第一反射电极与所述第一开关电连接，所述第一反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；所述第二反射电极与所述第二开关电连接，所述第二反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面；所述第三反射电极与所述第三开关电连接，所述第三反射电极朝向液晶层的表面为光线反射面，所述第三反射电极与第一反射电极、第二反射电极相互电学绝缘；在所述第一反射电极的光线反射面上方形成第一滤光电极所述第一滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第一滤光电极与所述第一反射电极的光线反射面的距离为第一光线波长的1/4奇数倍；在所述第二反射电极的光线发射面上方形成第二滤光电极，所述第二滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第二滤光电极与所述第二反射电极的光线反射面的距离为第二光线波长的1/4奇数倍；在所述第三反射电极的光线发射面上方形成第三滤光电极，所述第三滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第三滤光电极与所述第三反射电极的光线反射面的距离为第三光线波长的1/4奇数倍，所述第三滤光电极与所述第一滤光电极、第二滤光电极电学绝缘，所述第一光线、第二光线、第三光线为三基色光线或相加二次色光线。
13.如权利要求12所述的硅基液晶显示单元的制作方法，其特征在于，所述半透光的金属薄膜材质为金属，厚度范围为10 500埃，所述金属为银、铝、铜、钛、钼金、金、镍、钴或者其中的组合。
14.如权利要求12所述的硅基液晶显示单元的制作方法，其特征在于，在形成第一滤光电极之前，还包括在所述第一反射电极的光线反射表面上形成第一绝缘层的步骤，所述第一绝缘层的厚度等于所述第一光线波长的1/4奇数倍。
15.如权利要求14所述的硅基液晶显示单元的制作方法，其特征在于，所述第一绝缘层材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。
16.如权利要求12所述的硅基液晶显示单元的制作方法，其特征在于，在形成第二滤光电极前，还包括在所述第二反射电极的光线反射表面上形成第二绝缘层的步骤，所述第二绝缘层的厚度等于所述第二光线波长的1/4奇数倍。
17.如权利要求16所述的硅基液晶显示单元，其特征在于，所述第二绝缘层的材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。
18.如权利要求12所述的硅基液晶显示单元的制作方法，其特征在于，还包括在形成第三滤光电极前，还包括在所述第三反射电极的光线反射表面上形成第三绝缘层的步骤，所述第三绝缘层的厚度等于所述第三光线波长的1/4奇数倍。
19.如权利要求18所述的硅基液晶显示单元的制作方法，其特征在于，所述第三绝缘层的材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。
20.一种硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构，其特征在于，包括半导体基片；第一反射电极，位于所述半导体基片表面，所述第一反射电极远离半导体基片的表面具有光线反射面；第二反射电极，位于所述半导体基片表面，所述第二反射电极远离半导体基片的表面具有光线反射面；第三反射电极，位于所述半导体基片表面，所述第三反射电极远离半导体基片的表面具有光线反射面，所述第三反射电极与第一反射电极和第二反射电极相互绝缘；第一滤光电极，与第一反射电极的光线反射面对应设置，所述第一滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第一滤光电极与所述第一反射电极的光线反射面的距离为第一光线波长的1/4奇数倍；第二滤光电极，与第二反射电极的光线反射面对应设置，所述第二滤光电极为半透光的金属薄膜，所述第二滤光电极与所述第二反射电极的光线反射面的距离为第二光线波长的1/4奇数倍；第三滤光电极，与第三反射电极的光线反射面对应设置，所述第三滤光电极与所述第三反射电极的光线反射面的距离为第三光线波长的1/4奇数倍，所述第三滤光电极与所述第一滤光电极、第二滤光电极电学绝缘，所述第一光线、第二光线、第三光线为三基色光线或相加二次色光线。
21.如权利要求20所述的硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构，其特征在于，所述第一滤光电极与第一反射电极电连接。
22.如权利要求20所述的硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构，其特征在于，所述第二滤光电极与第二反射电极电连接。
23.如权利要求20所述的硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构，其特征在于，所述第三滤光电极与第三反射电极电连接。
24.如权利要求20所述的硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构，其特征在于，还包括第一绝缘层，位于所述所述第一滤光电极和第一反射电极之间，所述第一绝缘层的厚度等于所述第一光线波长的1/4奇数倍。
25.如权利要求21所述的硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构，其特征在于，所述第一绝缘层材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。
26.如权利要求20所述的硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构，其特征在于，还包括第二绝缘层，位于所述第二滤光电极和第二反射电极之间，所述第二绝缘层的厚度等于所述第二光线波长的1/4奇数倍。
27.如权利要求沈所述的硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构，其特征在于，所述第二绝缘层的材质为氧化硅、氮氧化硅，碳化硅，氮化硅或者其中的组合。
28.如权利要求27所述的硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构，其特征在于，还包括第三绝缘层，位于所述第三滤光电极和第三反射电极之间，所述第三绝缘层的厚度等于所述第三光线波长的1/4奇数倍。
29.如权利要求20所述的硅基液晶显示单元的彩色滤光片结构，其特征在于，所述半透光的薄膜的材质为金属，其厚度范围为10 500埃，所述金属可以为银、铝、铜、钛、钼金、金、镍、钴或者其中的组合。
全文摘要
本发明提供的硅基液晶显示单元及其制作方法、彩色滤光片结构，所述硅基液晶显示单元包括位于第一反射电极上方的第一滤光电极、位于第二反射电极上方的第二滤光电极、位于第三反射电极上方的第三滤光电极，来自外部的白色光线的第一光线被第一反射电极和第一滤光电极滤除，第二光线被第二反射电极和第二滤光电极滤除，第三光线被第三反射电极和第三滤光电极滤除，经第一滤光电极、第二滤光电极、第三滤光电极滤除后的光线合成为一个彩色像素。由于第一滤光电极、第二滤光电极、第三滤光电极以及第一反射电极、第二反射电极、第三反射电极的材质为金属，本发明的滤光电极更加稳定，提高了硅基液晶显示单元的可靠性和良率。
文档编号G02F1/1335GK102566164SQ201010592930
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者唐德明, 毛剑宏 申请人:上海丽恒光微电子科技有限公司