CN105467638A - 一种lcos结构及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LCOS结构及制造方法。所述LCOS结构包括：前端结构，所述前端结构中形成有光电二极管；开关电路模块和光能转换电路模块，交替排列设置于所述前端结构上，且与所述光电二极管相连接；液晶材料层，设置于所述开关电路模块和所述光能转换电路模块之上，且所述液晶材料层具有沟槽，所述沟槽暴露出所述光能转换电路模块；第一太阳能电池材料层，设置于所述沟槽中，且与所述光能转换电路模块相连接；盖层，设置于所述第一太阳能电池材料层和所述液晶材料层上。本发明的LCOS结构吸收散射光而提高显示对比度，并且利用光能转换成电能，提高产品续航能力。

Description

一种LCOS结构及制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，特别涉及一种LCOS结构及制造方法。
背景技术
LCOS(LiquidCrystalonSilicon，液晶附硅)结构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(LiquidCrystalDisplay)和DLP(DigitalLightProcession)结构相比，LCOS结构具有光利用效率高、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结构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结构的示意图。由图1可见，所述LCOS结构包括前端结构1，所述前端结构1中形成有光电二极管2，开关电路模块3，液晶材料层4以及盖层6；所述液晶材料层4通过所述开关电路模块3与光电二极管2相连接，从而实现控制液晶实现显示功能。然而，现有技术的结构中存在着空白区域5，例如包括液晶材料层4中的相邻像素单元之间存在的沟槽，以及相邻开关电路模块3之间存在的间隔等。这些空白区域5占据着一定的空间，但除了间隔作用之外，并不具备其他功能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LCOS结构及制造方法，以对LCOS结构中的空白区域加以利用。
本发明的另一目的在于提高LCOS结构的显示效果。
本发明的又一目的在于提高LCOS结构的续航能力。
为解决上述技术问题，本发明提供一种LCOS结构，包括：
前端结构，所述前端结构中形成有光电二极管；
开关电路模块和光能转换电路模块，所述开关电路模块和所述光能转换电路模块交替排列设置于所述前端结构上，且与所述光电二极管相连接；
液晶材料层，所述液晶材料层设置于所述开关电路模块和所述光能转换电路模块之上，且所述液晶材料层具有沟槽，所述沟槽暴露出所述光能转换电路模块；
第一太阳能电池材料层，所述第一太阳能电池材料层设置于所述沟槽中，且与所述光能转换电路模块相连接；
盖层，所述盖层设置于所述第一太阳能电池材料层和所述液晶材料层上。
可选的，对于所述的LCOS结构，所述LCOS结构还包括第二太阳能电池材料层，所述光能转换电路模块的高度低于所述开关电路模块的高度，所述第二太阳能电池材料层设置于在所述光能转换电路模块和所述开关电路模块因高度差而形成的区域中。
可选的，对于所述的LCOS结构，所述光能转换电路模块和所述开关电路模块的高度差为
可选的，对于所述的LCOS结构，所述液晶材料层包括像素区域和包围所述像素区域的外围空置区域，所述像素区域包含多个像素单元，所述多个像素单元由填充于所述沟槽中的第一太阳能电池材料层间隔设置，所述外围空置区域中填充有所述第一太阳能电池材料层。
可选的，对于所述的LCOS结构，相邻所述像素单元的间距为0.1-0.5μm。
可选的，对于所述的LCOS结构，所述沟槽的面积为所述液晶材料层面积的8-15％。
可选的，对于所述的LCOS结构，所述外围空置区域的面积为所述液晶材料层面积的10-20％。
本发明还提供一种所述的LCOS结构的制造方法，包括如下步骤：
提供前端结构，所述前端结构中形成有光电二极管；
在所述前端结构上形成开关电路模块和光能转换电路模块，所述开关电路模块和光能转换电路模块交替排列，且与所述光电二极管相连接的；
在所述开关电路模块和光能转换电路模块之上形成液晶材料层，且所述液晶材料层具有沟槽，所述沟槽暴露出所述光能转换电路模块；
在所述沟槽中形成第一太阳能电池材料层，所述第一太阳能电池材料层与所述光能转换电路模块相连接；以及
在所述第一太阳能电池材料层和所述液晶材料层上形成盖层。
可选的，对于所述的LCOS结构的制造方法，还包括形成第二太阳能电池材料层；所述光能转换电路模块的高度低于所述开关电路模块的高度，所述第二太阳能电池材料层形成于在所述光能转换电路模块和所述开关电路模块因高度差而形成的区域中。
可选的，对于所述的LCOS结构的制造方法，所述液晶材料层包括像素区域和包围所述像素区域的外围空置区域，所述像素区域具有沟槽，在所述沟槽中和所述外围空置区域中形成第一太阳能电池材料层。
在本发明提供的LCOS结构及制造方法中，在空白区域(包括所述液晶材料层中的沟槽、外围空置区域以及所述光能转换电路模块和所述开关电路模块因高度差而形成的区域等)中填充了太阳能电池材料，从而使得传统的LCOS与太阳能电池结合起来，使得现有的空白区域发挥出了额外作用。这具体体现在，可以通过光电转换吸收LCOS结构中的散射光，从而提高显示对比度；并且利用光能转换成电能，可以提高产品续航能力。
附图说明
图1为现有技术中的LCOS结构的示意图；
图2为本发明实施例一中的LCOS结构示意图；
图3为本发明实施例二中的LCOS结构示意图；
图4为本发明中的LCOS结构的液晶材料层俯视示意图；
图5本发明中的LCOS结构的制造方法流程图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的LCOS结构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。
以下列举所述LCOS结构及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。
实施例一
请参考图2并结合图4-图5。图2为本发明实施例一的LCOS结构示意图；图4为本发明中的LCOS结构的液晶材料层俯视示意图；图5本发明中的LCOS结构的制造方法流程图。
如图2所示为实施例一的一种LCOS结构示意图，该LCOS结构包括：
前端结构10，所述前端结构10中形成有光电二极管11；
开关电路模块20和光能转换电路模块21，所述开关电路模块20和所述光能转换电路模块21交替排列设置于所述前端结构10上，且与所述光电二极管11相连接；
液晶材料层30，所述液晶材料层30设置于所述开关电路模块20和所述光能转换电路模块21之上，且所述液晶材料层30具有沟槽31，所述沟槽31暴露出所述光能转换电路模块21；
第一太阳能电池材料层32，所述第一太阳能电池材料层32设置于所述沟槽31中，且与所述光能转换电路模块21相连接；
盖层40，所述盖层40设置于所述第一太阳能电池材料层32和所述液晶材料层30上。在较佳选择中，所述第一太阳能电池材料层32的材质包括单晶硅电池材质和多晶硅电池材质。
如图4所示，所述液晶材料层30包括像素区域34和包围所述像素区域34的外围空置区域35，所述像素区域34包含多个像素单元33，所述多个像素单元33由填充于所述沟槽31中的第一太阳能电池材料层32间隔设置，所述外围空置区域35中填充有所述第一太阳能电池材料层32。较佳的，相邻像素33之间的间距为0.1-0.5μm，因而经过计算可知，位于沟槽31中的所述第一太阳能电池材料层32占所述液晶材料层30面积的8-15％。
进一步的，所述外围空置区域35中填充有所述第一太阳能电池材料层32。所述外围空置区域35中的所述第一太阳能电池材料层32占所述液晶材料层30面积的10-20％。
由此可见，这些空白区域(包括沟槽31和外围空置区域35)所占比例还是不可忽略的，相应的，当将这些空白区域填充进太阳能电池材料后，将会有着可观的光吸收面积，对于改善散射光影响，提高LCOS结构的续航能力，有着显著的效果。
如图5所示为本实施例的LCOS结构的制造方法流程图，请结合图2和图4说明该制造方法的流程。该制造方法包括如下步骤：
首先，执行步骤S101，提供前端结构10，所述前端结构10中形成有光电二极管11。所述前端结构10以及光电二极管11的形成为本领域技术人员所熟知，可按照现有的任何选择进行，本发明对此不做限定。
接着，执行步骤S102，在所述前端结构10上形成开关电路模块20和光能转换电路模块21，所述开关电路模块20和光能转换电路模块21交替排列，且与所述光电二极管11相连接的。其中，所述开关电路模块20可以与常规LCOS结构中相同，例如，所述开关电路模块20上表面可以为一铝电极，从而与液晶材料层相连接。所述光电转换电路模块21则用于本发明中通过太阳能电池材料进行光电转换和电能的存储。
之后，执行步骤S103，在所述开关电路模块20和光能转换电路模块21之上形成液晶材料层30，且所述液晶材料层30具有沟槽31，所述沟槽31暴露出所述光能转换电路模块21。所述液晶材料层30包括像素区域34，所述像素区域34中存在多个像素单元33，所述沟槽31为相邻像素33之间的间距，相邻所述像素单元33的间距L1为0.1-0.5μm。
然后，执行步骤S104，在所述沟槽31中形成第一太阳能电池材料层32，所述第一太阳能电池材料层32与所述光能转换电路模块21相连接。所述第一太阳能电池材料32可以选择包括单晶硅电池材质和多晶硅电池材质。在所述沟槽31中形成第一太阳能电池材料32后，所述像素单元33被所述第一太阳能电池材料层32隔离。
所述液晶材料层30还包括包围所述像素区域34的外围空置区域(dummyspace)35，在本发明的较佳选择中，在所述沟槽31中形成第一太阳能电池材料层32时，同时在所述外围空置区域35中形成第一太阳能电池材料层32。由此，可以尽可能的增大太阳能电池材料的面积，从而有助于提高散射光的吸收能力，并提高续航能力。
最后，执行步骤S105，在所述第一太阳能电池材料层32和所述液晶材料层30上形成盖层40。例如，所述盖层40可以为玻璃基板等。
实施例二
请参考图3并结合图4-图5。图3为本发明实施例二的LCOS结构示意图；图4为本发明中的LCOS结构的液晶材料层俯视示意图；图5本发明中的LCOS结构的制造方法流程图。
如图3所示为实施例二的一种LCOS结构示意图，该LCOS结构包括：
前端结构10，所述前端结构10中形成有光电二极管11；
开关电路模块20和光能转换电路模块21，所述开关电路模块20和所述光能转换电路模块21交替排列设置于所述前端结构10上，且与所述光电二极管11相连接，所述光能转换电路模块21的高度低于所述开关电路模块20的高度，所述光能转换电路模块和所述开关电路模块的高度差为
液晶材料层30，所述液晶材料层30设置于所述开关电路模块20和所述光能转换电路模块21之上，且所述液晶材料层30具有沟槽31，所述沟槽31暴露出所述光能转换电路模块21；
第一太阳能电池材料层32和第二太阳能电池材料层23，所述第一太阳能电池材料层32设置于所述沟槽31中，所述第二太阳能电池材料层23设置于所述光能转换电路模块和所述开关电路模块的高度差所形成的区域中，且第一太阳能电池材料层32通过第二太阳能电池材料层23与所述光能转换电路模块21相连接；
盖层40，所述盖层40设置于所述第一太阳能电池材料层32和所述液晶材料层30上。在较佳选择中，所述第一太阳能电池材料层32的材质包括单晶硅电池材质和多晶硅电池材质。
如图4所示，所述液晶材料层30包括像素区域34和包围所述像素区域34的外围空置区域35，所述像素区域34包含多个像素单元33，所述多个像素单元33由填充于所述沟槽31中的第一太阳能电池材料层32间隔设置，所述外围空置区域35中填充有所述第一太阳能电池材料层32。较佳的，相邻像素33之间的间距L1为0.1-0.5μm，因而经过计算可知，位于沟槽31中的所述第一太阳能电池材料层32占所述液晶材料层30面积的8-15％。当然，考虑到实际产品中像素单元33的大小可能有差异，这一所占面积比例可能会有变动，但并不影响实际本发明的效果。
进一步的，所述外围空置区域35中填充有所述第一太阳能电池材料层32。所述外围空置区域35中的所述第一太阳能电池材料层32占所述液晶材料层30面积的10-20％。
由此可见，这些空白区域(包括沟槽31和外围空置区域35)所占比例还是不可忽略的，相应的，当将这些空白区域填充进太阳能电池材料后，将会有着可观的光吸收面积，对于改善散射光影响，提高LCOS结构的续航能力，有着显著的效果。
如图5所示为本实施例的LCOS结构的制造方法流程图，请结合图3和图4说明该制造方法的流程。本实施例的LCOS结构的制造方法与实施例一基本相同，区别在于，本实施例在步骤S102与步骤S103之间，还包括形成第二太阳能电池材料层23。所述光能转换电路模块21的高度低于所述开关电路模块20的高度，所述第二太阳能电池材料层23形成于在所述光能转换电路模块21和所述开关电路模块20因高度差22而形成的区域中。所述第二太阳能电池材料层23的材质可以与所述第一太阳能电池材料层32有着相同的选择。如此，通过第二太阳能电池材料层23的存在，还利用了开关电路模块20和光能转换电路模块21之间的空白区域，进一步增大了光吸收面积。
可以理解的是，在步骤S103中，本实施例是在所述开关电路模块20和第二太阳能电池材料层23之上形成液晶材料层30，且所述液晶材料层30具有沟槽31，所述沟槽31暴露出所述第二太阳能电池材料层23。
综上所述，本发明实现了将LCOS结构中的空白区域用太阳能电池材料填充，于是可以吸收这些空白区域中的光能(例如散射光)，从而一方面降低散射光对LCOS结构显示效果的影响，另一方面通过吸收光能，可以实现光电转换，转换的电能可以提高LCOS结构的续航能力。
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 (10)

1.一种LCOS结构，其特征在于，包括：
前端结构，所述前端结构中形成有光电二极管；
开关电路模块和光能转换电路模块，所述开关电路模块和所述光能转换电路模块交替排列设置于所述前端结构上，且与所述光电二极管相连接；
液晶材料层，所述液晶材料层设置于所述开关电路模块和所述光能转换电路模块之上，且所述液晶材料层具有沟槽，所述沟槽暴露出所述光能转换电路模块；
第一太阳能电池材料层，所述第一太阳能电池材料层设置于所述沟槽中，且与所述光能转换电路模块相连接；
盖层，所述盖层设置于所述第一太阳能电池材料层和所述液晶材料层上。
2.根据权利要求1所述的LCOS结构，其特征在于，所述LCOS结构还包括第二太阳能电池材料层，所述光能转换电路模块的高度低于所述开关电路模块的高度，所述第二太阳能电池材料层设置于在所述光能转换电路模块和所述开关电路模块因高度差而形成的区域中。
3.根据权利要求1所述的LCOS结构，其特征在于，所述光能转换电路模块和所述开关电路模块的高度差为
4.根据权利要求1-3任一项所述的LCOS结构，其特征在于，所述液晶材料层包括像素区域和包围所述像素区域的外围空置区域，所述像素区域包含多个像素单元，所述多个像素单元由填充于所述沟槽中的第一太阳能电池材料层间隔设置，所述外围空置区域中填充有所述第一太阳能电池材料层。
5.根据权利要求4所述的LCOS结构，其特征在于，相邻所述像素单元的间距为0.1-0.5μm。
6.根据权利要求4所述的LCOS结构，其特征在于，所述沟槽的面积为所述液晶材料层面积的8-15％。
7.根据权利要求4所述的LCOS结构，其特征在于，所述外围空置区域的面积为所述液晶材料层面积的10-20％。
8.一种权利要求1-7任一项所述的LCOS结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供前端结构，所述前端结构中形成有光电二极管；
在所述前端结构上形成开关电路模块和光能转换电路模块，所述开关电路模块和光能转换电路模块交替排列，且与所述光电二极管相连接的；
在所述开关电路模块和光能转换电路模块之上形成液晶材料层，且所述液晶材料层具有沟槽，所述沟槽暴露出所述光能转换电路模块；
在所述沟槽中形成第一太阳能电池材料层，所述第一太阳能电池材料层与所述光能转换电路模块相连接；以及
在所述第一太阳能电池材料层和所述液晶材料层上形成盖层。
9.根据权利要求8所述的LCOS结构的制造方法，其特征在于，还包括形成第二太阳能电池材料层；所述光能转换电路模块的高度低于所述开关电路模块的高度，所述第二太阳能电池材料层形成于在所述光能转换电路模块和所述开关电路模块因高度差而形成的区域中。
10.根据权利要求8或9所述的LCOS结构的制造方法，其特征在于，所述液晶材料层包括像素区域和包围所述像素区域的外围空置区域，所述像素区域具有沟槽，在所述沟槽和所述外围空置区域中形成第一太阳能电池材料层。
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