CN1289063A - 液晶光阀、生产液晶光阀的方法以及投影型液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于有效地阻挡液晶显示装置的液晶光阀中来自光反射镜之间的间隙的入射光,尤其是在投影型显示装置的反射型液晶光阀中。液晶光阀具有半导体基质、反基质、光反射镜、以及包括光阻挡层和形成于光阻挡层和光反射镜之间的遮光板。
Description
本发明涉及液晶显示装置及其制造方法。具体地说，本发明涉及用于投影型液晶显示装置的光反射型液晶光阀。
近年来，超高分辨率的投影型有源矩阵LCD(液晶显示器)引起广泛的注意，因为它能够满足高分辨率和大屏幕显示器要求以及它替代CRT(阴极射线管)的潜力。通常有源矩阵LCD包括：半导体基质，上面形成有切换元件和连接到切换元件上的显示电极；和反基质，上面形成有位于半导体基质上方的反电极，以及填充在半导体基质与反基质之间区域(单元间隙)的液晶。
投影型LCD装置包括光源、光阀、屏幕、光学滤波器和投影透镜。用于LCD装置中的光阀有两种类型。一种是透射型液晶光阀，通过使得来自光源的光透过把图象投影在屏幕上；另一种类型是反射型液晶光阀，通过反射来自光源的光把图象投影在屏幕上。
图11是反射型液晶光阀的一个例子的截面示意图。如图11所示，反射型液晶光阀200具有：形成在半导体基质202内的晶体管204；设置在入射光一侧的反基质206；多个电连接到半导体基质上的光反射镜210，它们之间具有间隙208；以及填充在光反射镜与反基质之间单元间隙内的液晶212。在晶体管204上方，作为反射电极的光反射镜210形成在层间绝缘层214或类似层上。液晶212填充在作为反射电极的所述光反射镜210与反基质206之间单元间隙内，所述反基质206由反电极216和玻璃盖板218组成。作为反射电极的光反射镜210为每个象素区形成，每个象素区包括每个晶体管204。在彼此相邻的光反射镜210之间，形成间隙208。在这种液晶光阀中，根据显示信号控制光反射镜210与反电极216之间的电压，从而正确地控制位于它们之间的液晶212的阵列。
在反射型液晶光阀的情况下，入射光通过反射电极之间的间隙并透射到间层绝缘层内，通过多路反射传播通过间层绝缘层。当它到达晶体管附近时，由于光电导效应产生泄漏电流，从而导致LCD的对比度降低。随着象素图案变得更加精细，光电导效应变得更加显著。因此，象图11所示的LCD液晶光阀200一样，液晶光阀通常提供有光阻挡层220和形成在光阻挡层220上的绝缘层222，以便避免上述光电导效应和阻挡入射光。
在形成上述半导体基质的不同步骤中，沉积过程例如CVD(化学蒸汽沉积)产生的剩余反应物和外来粒子例如装置操作过程中产生的金属粉末和有机碎片都可能遗留并沉积在装置上，粘附在基质的表面上。例如，在光刻处理过程中可能产生外部粒子并粘附到抗蚀层或金属层表面上。图12(a)示出外部粒子230粘附到液晶光阀中的绝缘层214上的情况。如果光阻挡层220形成在上面具有外部粒子的绝缘层214上，在它的表面上将形成突起，如图12(b)所示，从而损坏表面光滑度。结果，形成在光阻挡层220上的绝缘层222与反射电极210不直接接触，不能确保光阻挡层220与反射电极210之间绝缘。
然而有一种方法保证绝缘。在该方法中，在形成光阻挡层220之后，利用物理方法例如CMP(化学机械抛光)去掉包括外部粒子的突起以便平整光阻挡层220的表面，然后把绝缘层222形成在光阻挡层220上，如图12(c)所示。
然而，因为利用这种方法光阻挡层本身也被去掉，由于入射光下面的晶体管不能正常工作，从而发生象素故障。更具体地说，由于遮光板和光反射电极形成为几乎在整个半导体基质的上方，外部粒子导致光阻挡层与反射电极之间短路或光泄漏导致晶体管失灵，这样导致象素故障。
公开的日本专利申请8-328034公开了一种液晶光阀，包括多个光阻挡层，以便防止由于光电导效应产生的泄漏电流。例如，如图13所示，形成两个金属层304和306，绝缘层222夹在它们之间，以便它们可以遮挡来自反射电极210之间的间隙208的入射光到达半导体基质表面。这些金属层304和306每个提供有狭缝308。因为这些狭缝308是错开的，所以入射光被金属层304或306反射，以便它不能到达半导体基质。
随着阻挡层诸如金属层304和306数目的增加，所产生的遮挡作用也越大。然而，因为必须重复形成金属膜304或306的步骤，过程变得更加复杂而且数目增加，这样导致制造成本较高。
公开的日本专利申请9-33952公开了一种液晶光阀400，如图14所示，该光阀能够解决上述问题。在该液晶光阀400中，光反射镜210(反射电极)之间的间隙402用光阻绝缘层404填充，所述光阻绝缘层404由选自红色、蓝色和绿色的两种颜色抗蚀剂构成。特定波长范围内的光可以通过光反射镜210之间的间隙402，然而，所述光在到达MOS(金属氧化物半导体)晶体管之前被光阻绝缘层404完成阻挡，从而可以防止泄漏电流。上述专利申请中描述的液晶光阀的光反射镜210应该足够厚，以便形成厚度均匀的两个彩色抗蚀层，然而，就形成较薄层而言它通常可能产生问题。
而且，随着高分辨率和高生产效率要求的提高，在形成液晶光阀过程中总是要求过程简化、象素能量损耗降低、而且操作迅速。
因此，本发明的目的在于提供一种用于投影型液晶显示装置中的光反射型液晶光阀，该液晶光阀能够防止由于来自光源的入射光泄漏引起下面的晶体管失灵。
本发明的另一个目的在于提供一种液晶光阀，能够防止光阻挡层与反射电极之间短路，所述短路是由外部粒子引起的。
本发明的再一个目的在于通过利用形成光阻挡层获得的电容，实现一种制造液晶光阀的半导体基质的简单方法，实现低功率损耗，以及快速操作。
为实现上述目的而进行创造性研究的结果是发明人获得了本发明。
根据本发明的液晶光阀，具有多个光反射镜，它们之间具有间隙，电连接到光反射镜上的半导体基质，设置在入射光一侧的反基质，以及填充在光反射镜与反基质之间单元间隙内的液晶，该液晶光阀包括：
形成在半导体基质内的电路，用于向光反射镜和形成在反基质上的反电极提供电压；
形成在光反射镜下面的光阻挡层；
形成在光阻挡层和电路之间的第一绝缘层；
形成在光反射镜与光阻挡层之间的第二绝缘层；
用于电连接电路与光反射镜的支柱，与光阻挡层绝缘；
设置在形成于光反射镜下方的光阻挡层上的遮光板，用于阻止光入射到电路；以及
形成在遮光板与光反射镜之间的第三绝缘层。
因为遮光板阻止光从光反射镜之间的间隙入射，而且光阻挡层进一步阻挡光，所以根据本发明的上述液晶光阀能够有效地阻挡光。
而且，第三绝缘层能够确保遮光板与光反射镜之间的绝缘，而且还作为电容器用于存储电荷。为此，第三绝缘层能够存储驱动每个象素中的液晶所需要的部分或全部电容。
本发明还公开了制造上述液晶光阀的方法。在该制造液晶光阀的方法中，遮光板可以与形成支柱在同一步骤中形成，以便可以获得显著的遮光效果，而不需要在液晶显示装置传统的制造步骤中增加任何复杂步骤。
此外，本发明还公开了使用上述液晶光阀的投影型液晶显示装置。
附图简要说明：
图1是根据本发明的液晶光阀的例子的截面示意图；
图2是图1中所示的液晶光阀的半导体基质的透视图；
图3(a)至(c)每个示出制造图1所示的液晶光阀的过程的一部分；
图4(d)至(f)每个示出制造图1所示的液晶光阀的过程的一部分；
图5是示出根据本发明的液晶光阀的电容器之间相互关系的等效电路图；
图6是根据本发明的液晶光阀的另一个例子的截面示意图；
图7是根据本发明的液晶光阀的又一个例子的截面示意图；
图8是根据本发明的液晶光阀的又一个例子的截面示意图；
图9是示出图8所示的液晶光阀的电容器之间相互关系的等效电路图；
图10是根据本发明的投影型液晶显示装置的例子的截面示意图；
图11是传统液晶光阀的一个例子的截面示意图；
图12(a)至(c)每个是上面具有外部粒子的液晶光阀的截面示意图。图12(a)示出外部粒子位于绝缘层上的情况，图12(b)示出金属层形成在外部粒子上的情况，而图12(c)示出利用CMP方法处理图12(b)所示的液晶光阀的情况；
图13是传统液晶光阀的另一个例子的截面示意图；
图14是传统液晶光阀的又一个例子的截面示意图。
下面将参考附图详细描述根据本发明的液晶光阀的实施例及其制造方法。
图1是本发明的液晶光阀的例子10的截面示意图，图2是图1中所示的液晶光阀的半导体基质的透视图。基本上，液晶光阀包括半导体基质，形成在入射光一侧的反基质，多个电连接到所述半导体基质上的光反射镜，它们之间具有间隙，以及填充在光反射镜与反基质之间单元间隙内的液晶。本发明的液晶光阀10的结构将在下面详细描述。
电路形成在硅基质12上并包括多个晶体管14，存储电容器16，以及具有电连接到晶体管14上的选通线和数据线的连接层。氧化硅层(第一绝缘层18)形成在电路上，而光阻挡层20形成在第一绝缘层18上。在光阻挡层20上，形成氮化硅层(第二绝缘层22)，而在第二绝缘层22上，为每个晶体管14提供多个光反射镜24，它们中的每个利用间隙26分开。在玻璃盖板28与光反射镜24之间具有隔离器30，而且通过把液晶填充在隔离器30形成的单元间隙内形成液晶层34。在玻璃盖板对着光反射镜的一面，形成具有反电极36的反基质。隔离器30形成在光反射镜上，如图2所示。
在本发明的液晶光阀10中，遮光板38形成在光反射镜24的端部的下方。液晶分子的排列根据施加到反电极36与光反射镜24(当晶体管导通时它作为电极)上的电压而变化，从而光透射率变化。以这种方式，通过允许光从玻璃盖板一侧入射以便通过液晶层34或不允许光从玻璃盖板一侧入射以便通过液晶层34，产生屏幕显示。
晶体管14是三端子开关FET(场效应管)，包括栅极、源极和漏极，它们形成在薄膜半导体上。最好，使用MOS-FET晶体管，因为它的性能优良而且稳定，例如具有高接通-断开电压比。
当电压施加到栅极44上时，电连接到数据线40上的源-漏区向液晶层34和存储电容器16施加驱动电压。通过来自选通线的信号栅极44被接通和断开。当栅极44接通时，由来自数据线40的显示信号施加的信号电压通过源漏区42被施加到光反射镜24(显示电极)。施加到显示电极上的电压与施加到反电极36上的电压之间的电位差作为驱动电压驱动液晶。另一方面，当电压被施加到存储电容器16上而且栅极44断开时，施加到液晶层34上的电压和施加到存储电容器16上的电压被保持。如图1所示，存储电容器16可以是连接到相邻选通线上的铯选通结构，然而，它可以是任何独立结构。
光反射镜24被间隙26分开，以便它们彼此之间电绝缘。光反射镜24构成一个象素。每个光反射镜24通过支柱46电连接到每个晶体管14上，所述支柱46填充到在第一绝缘层18(氧化硅层)和第二绝缘层22(氮化硅层)上所钻的槽内。光反射镜24反射从玻璃盖板28一侧入射的光，而且当电压被FET施加到液晶层34上时作为显示电极。
第一绝缘层18形成在晶体管14和光阻挡层20之间。第一绝缘层的材料可以是SiO2或者是主要包括SiO2、Si3N4、TaOx、ZrOx、金刚碳、AL2O3、PSG的玻璃、或化合物，例如聚酰胺。用作第一绝缘层18的氧化硅膜可以例如通过化学蒸汽沉积法(CVD)沉积，用四乙基正硅酸盐(TEOS)作为母气体。
光阻挡层20遮挡来自光源的光。所述层20防止透过光阻挡层20的光反射并作为遮光板38的蚀刻阻止器，所述遮光板38将在后面形成。因此，该光阻挡层20能够防止光透射到FET(场效应管)一侧。关于光阻挡层20的材料，可以最好使用不与包含在绝缘层中的蚀刻剂反应而且能够防止电移的材料。例如，光阻挡层20可以最好通过层压选自包括Al、Cr-CrxOy、Ti、TiN和TiNxCy一组中的一种或多种金属形成。具体地说，光阻挡层20可以通过溅射沉积10nm厚的Ti层、100nm厚的Al(Cu)层、和500nm厚的TiN层，然后通过活性离子蚀刻(RIE)对它们形成图案而形成。
第二绝缘层22把光阻挡层20与光反射层24电绝缘。而且，它还在光阻挡层20与光反射镜24之间的区域内存储电容量，并保持光反射镜24中的电压。为此，第二绝缘层22应该足够厚以便提高电容量和防止光阻挡层20与光反射镜24之间短路。第二绝缘层22的材料可以与第一绝缘层18的材料相同或不同，但是它可以选自SiO2或者是主要包括SiO2、Si3N4、TaOx、ZrOx、金刚碳、AL2O3、PSG的玻璃、或化合物，例如聚酰胺。因为Si3N4具有较高的介电常数，Si3N4可以比相同厚度的SiO2存储更高的电容量。Si3N4比SiO2更优选用作第二绝缘层22的材料。例如如果氮化硅膜用作第二绝缘层22，第二绝缘层22可以通过化学蒸汽沉积法(CVD)沉积，利用SiH4、NH3气体。
提供支柱46以便把晶体管电连接到光反射镜上。从功能角度看，支柱46应该具有优良的导电性和低反射率。从工艺角度看，支柱46应该保持高纵横比，能够利用化学-机械剖光方法(CMP)去掉，而且应该由这样的材料即对半导体元件影响小的材料制成。从上面的角度来看，诸如Ti、W、Mo、Cu或Al的金属以及它们的合金或者它们与硅的金属化合物或类似物质可以用作支柱46的材料。
如图2所示，每个遮光板38形成在光反射镜24与光阻挡层20之间，而且沿着光反射镜24的内边缘部分。遮光板38的材料不特别限定，只要它是不透光的材料，而且防止光束不规则反射。因此，遮光板38的材料可以与支柱46的材料相同或不同。然而，最好遮光板38的材料与支柱46的材料相同，因为如果这样，遮光板38可以与支柱46在同一步骤中形成。具体地说，诸如Ti、W、Mo、Cu或Al金属以及它们的合金或者它们与硅的化合物或类似物质可以用作遮光板38的材料。
如图1所示的液晶光阀的遮光板38通过第三氮化硅膜绝缘层与光反射镜24电绝缘。从光反射镜24之间的间隙入射的大部分光被遮光板38和光阻挡层20遮挡。当光透射到形成在遮光板38与光反射镜24之间的第三绝缘层50(氮化硅膜)内时，该光被光反射镜24和遮光板38的上表面反射。然后它到达第二绝缘层22(氮化硅层)并被光阻挡层20遮挡。以这种方式，因为几乎所有的入射光都被遮挡而不能到达晶体管，所以可以防止象素故障发生。
光阻挡层20与光反射镜24之间的光反射根据光阻挡层20和光反射镜24的反射率以及入射光的光强度而不同。因此，可以考虑反射率和光强度确定光反射镜24端部与遮光板38之间的距离。就下层的泄漏光允许量和光刻步骤中的对准精度而言，遮光板38最好形成在光反射镜24内边缘部分下方0.2μm。例如，如果第三绝缘层的厚度为400，光阻挡层20和光反射镜24的反射率都为60％，而且入射角为80°，考虑到下层的泄漏光允许量，遮光板38最好形成在光反射镜24内边缘部分下方0.4μm。
第三绝缘层50是用于覆盖遮光板38和第二绝缘层22的薄层。由于使得它与第二绝缘层22紧密接触，第三绝缘层50盖住第二绝缘层22表面上的小孔等。第三绝缘层50应该是薄而且平坦的，使得层50上的光反射镜24可以平坦形成。即使遮光板38是导电的，第三绝缘层50把光反射镜24与光阻挡层20电绝缘，而且能够保持恒定电容量。第三绝缘层50的材料可以与第一绝缘层和第二绝缘层的材料相同。
虽然上述根据本发明的液晶光阀具有存储电容器16，第二绝缘层22也作为电容器，因为光阻挡层20和光反射镜24作为电极。而且，第三绝缘层50存在于遮光板38和光反射镜24之间，它也可以作为电容器。因为电极由遮光板38和光反射镜24形成，而且电荷存储在第三绝缘层50中，因此驱动每个液晶象素所需要的部分存储电容可以由第三绝缘层50提供。这些附加电容器在栅极44断开时也保持驱动液晶的电压。因此，第三绝缘层50的材料可以与第一绝缘层和第二绝缘层的材料相同。最好，Si3N4、TaOx或ZrOx可以用作第三绝缘层50的材料，因为它具有大电容量。
第三绝缘层50的厚度可以根据信号电压的幅值和层50的材料而不同。因为电容随着电极之间距离的减小而增加，第三绝缘层50的厚度可以是1000或更小，较好是500或更小，最好是400或更小。如果第三绝缘层作为电容器，就固有击穿电压和绝缘而言，厚度最好是50或更大。例如，如果最大信号电压为5V，第三绝缘层50是厚度为400的氮化硅膜，而且遮光板38位于光反射镜24内边缘部分下方1μm，第三绝缘层50可以保持驱动通常大小象素的液晶所需要的电容量。
在图2中，隔离器30表示为隔离柱。然而，隔离器的形状、材料、以及隔离器的位置和形成方法在本发明中并不具体限定，隔离器可以使用本领域普通技术人员的常规方法形成。透明盖板28的材料并不限于玻璃，它可以是任何耐热、抗化学腐蚀而且高产量的材料。
生产本发明的液晶光阀的方法的一个例子将在下面参考图3(a)至(c)和图4(d)至(f)描述。包括晶体管14和间层的电路被形成在硅基质12上，然后第一绝缘层18形成在电路上。在使用化学-机械剖光方法(CMP)平滑第一绝缘层18的表面之后，在上面形成光阻挡层20。在光阻挡层20的某一区域钻通孔以便把该区域与形成支柱46的区域绝缘，然后在光阻挡层20上形成第二绝缘层22，如图3(a)所示。
然后把合理的光致抗蚀剂施加到第二绝缘层22的整个上表面以便形成抗蚀层52。这些抗蚀层52暴露于来自上部的光，然后它们被显影形成掩膜，该掩膜位于第二绝缘层22的除了以后将形成遮光板38和支柱46的区域以外的区域内。然后第二绝缘层22和第一绝缘层18被蚀刻，在后面将形成遮光板38和支柱46的区域内形成槽54和56，如图3(b)所示。在该蚀刻步骤，当蚀刻到达光阻挡层20时就停止形成槽56的蚀刻，而形成槽54的蚀刻继续到蚀刻到达下面的线路为止。以这种方式，可以在同一步骤中形成用于支柱46的槽54和用于遮光板38的槽56。蚀刻步骤最好可以通过非均匀蚀刻完成，诸如活性离子蚀刻。
在槽54和56中，通过化学蒸汽沉积(CVD)用钨形成遮光板38和支柱46。遮光板38和支柱46可以在同一步骤中形成。然后通过化学-机械剖光方法(CMP)平滑遮光板38和支柱46的表面，如图3(c)所示。遮光板38形成在光阻挡层20上，并钻通第二绝缘层22以便阻挡来自光反射镜24的入射光。支柱46钻通第一绝缘层18和第二绝缘层22以便与将在后面形成的光反射镜24电连接。
下面，形成第三绝缘层50，如图4(d)所示。将用作第三绝缘层50的氮化硅膜可以通过化学蒸汽沉积(CVD)沉积。为了去掉支柱46上的第三绝缘层50，通过向第二绝缘层22的上表面施加合理的光致抗蚀剂形成抗蚀层52，然后它们经过来自上部的光暴光和显影。这样，在第二绝缘层22的除了以后将形成遮光板38和支柱46的区域以外的区域内形成掩膜。
通过使用该掩膜，形成在支柱46上的绝缘层通过蚀刻去掉，如图4(e)所示。
然后，多个光反射镜24被形成在第三绝缘层50和支柱46上，如图4(f)所示。为每个电路形成一个光反射镜。光反射镜24可以只由铝形成，或通过蒸发或溅射10nm厚的Ti膜、100nm厚的Al、Al(Cu)、以及Al和其他金属的合金形成。为了使得反射光的光强度最大，反射镜之间的间隙应该尽可能地小。因此，光反射镜最好使用RIE方法图案形成。光反射镜24之间的间隙26通过通过蚀刻形成。
这样，根据本发明的液晶光阀的半导体基质就制成了。
在上述半导体基质的光反射镜24上，形成隔离器30，然后半导体基质与形成在玻璃盖板28上的具有反电极36的反基质被对准。然后，液晶被填充到半导体基质与反电极之间由隔离器30形成的单元间隙32内。
在形成每个层的每个步骤，每个层的表面可以通过CMP(化学-机械剖光方法)平滑，如果需要的话。因为液晶光阀要求精细结构和高密度，平滑化表面对于容易布线、足够绝缘和均匀形成薄膜都是重要的。这样，可以获得根据本发明的液晶光阀的一个例子，但是包括形成薄膜和类似结构的方法的本发明实施例并不限于上述这些。
图5是示出上面获得的液晶光阀的电容器之间的相互关系的等效电路图。在图5中，S表示数据线，G表示选通线，标号60表示FET，标号62表示反电极36，以及标号64表示光阻挡层20的电极。C1、C2、C3和C4每个表示一个电容器：C1表示遮光板38与光反射镜24之间的电容器；C2表示光阻挡层20与光反射镜24之间的电容器；C3表示光反射镜24与反电极36之间的电容器；而C4表示存储电容器16。这样在每个象素中存储电容量可以由多个电极保存，大量电荷不是仅由存储电容器积累，而且可以降低寄生电容。
下面，将参考图6描述根据本发明另一实施例的液晶光阀80。液晶光阀80基本上与图1所示的液晶光阀相同，除了遮光板形成在不同位置上。在该实施例中，遮光板82形成在包括光反射镜24的边缘部分(每个距离端部具有恒定宽度)和光反射镜24之间的间隙26的区域的下方。在该结构的液晶光阀中，来自光源的入射光被遮光板82反射，而且只有部分反射光透射到支柱82与光反射镜24之间的薄的第三绝缘层59内。
而且，根据这一结构的液晶光阀，即使在形成光反射镜24的步骤中在遮光板82上部发生间隙26不对齐，通过光反射镜24之间的间隙26的光也能够被遮光板82完全遮挡。此外，可以根据形成在光反射镜24下方的遮光板的宽度调整遮光板82的面积。因此，在自对准方式中对于每个象素，最好存储电容能够在遮光板82与光反射镜24之间存储相同量的电荷。
下面，将参考图7描述本发明的另一个实施例。液晶光阀90与上面实施例中所描述的相同，除了光阻挡层92刚好形成在遮光板92的下方。遮光板94可以刚好形成早光反射镜的内边缘部分下方，如图1所示，或者它可以形成在包括光反射镜的内边缘部分和光反射镜之间的间隙的区域的下方，如图6所示。几乎所有通过光反射镜之间的间隙的光能够被遮光板94遮挡。因此，由于没有位于第一和第二绝缘层之间的光阻挡层并不影响晶体管，所以液晶光阀可以是这样的结构，除非考虑遮光板与光反射镜之间的电容。
而且，根据本发明的液晶光阀也可以如下设计，即遮光板与光反射镜之间的电容器C1能够保存一个象素所需要的所有存储电容。在这种情况下，电容器C4变得不必要了。因此，如图8所示，也可以提供这样的不包括存储电容器16的液晶光阀96。液晶光阀96的等效电路示于图9中。遮光板可以刚好形成在光反射镜的内边缘部分下方，如图1所示，或者它可以形成在包括光反射镜的内边缘部分和光反射镜之间的间隙的区域的下方，如图6所示。而且，光阻挡层可以形成为基本上完全覆盖第一绝缘层，如图1所示，或者可以形成为刚好位于遮光板的下方，如图7所示。该实施例中所述结构的液晶光阀可以实现制造半导体基质的过程简化，降低选通线的存储电容，以及LCD响应迅速和功耗低。
一种根据本发明的投影型液晶显示装置包括上面描述的液晶光阀。具体地说，如图10所示，根据本发明的投影型液晶显示装置100包括：光源102；光阀104；屏幕106；光学滤波器108；以及投影透镜110。来自光源102的光被偏振分光镜112反射并透过光学滤波器(彩色分光棱镜)108。然后光被分成红、蓝和绿三基色，然后分离的光被传播到分别用于红、蓝和绿光的反射型液晶光阀104。在每个象素的亮度被在反射型液晶光阀中调制之后，光再次透过光学滤波器(彩色分光棱镜)108，而且它的线偏振方向旋转90度。然后，光通过偏振分光镜112传播到投影透镜110，并被在屏幕106上放大成为图象。在图10中，箭头指示光路方向。
虽然参考附图描述了本发明的液晶光阀及其制造方法的实施例，应该理解本发明并不限于附图所示的实施例。根据本领域普通技术人员的知识可以作出各种改进、变形和变化，而不脱离本发明的精神和范围。
在本发明的液晶光阀中，尤其是在用于投影型液晶显示装置的反射型液晶光阀中，用于遮挡来自光反射镜之间的间隙的光入射到下面的晶体管的遮光板的结构与传统技术的遮光板不同。在本发明中，每个支柱型的遮光板形成在光反射镜与光阻挡层之间而且沿着光反射镜的内边缘部分。因为能够有效地遮挡来自光反射镜之间的间隙的入射光，不再发生下面的晶体管失灵和象素故障，而且能够提高产量和生产效率。
因为遮光板与光反射镜之间的绝缘层也作为电容器，通过在该绝缘层中存储部分电荷，可以把稳定的电压施加到液晶上。
制造根据本发明的液晶光阀的方法不包括附加的复杂过程，而是上述结构的液晶光阀可以通过几乎与传统步骤相同的步骤制造。
或者，遮光板与光反射镜之间的电容器可以保存每个象素的所有存储电容。在这种情况下，不需要附加存储电容器，以便实质上简化制造过程。
附图中的参考标号：
10、80、90、96：本发明的液晶光阀
12：硅基质
14：晶体管
16：存储电容器
18：第一绝缘层
20、92：光阻挡层
22：第二绝缘层
24：光反射镜(显示电极)
26：光反射镜之间的间隙
28：玻璃盖板
30：隔离器
32：单元间隙
34：液晶层
36：反电极
38、82、94：遮光板
40：数据线42：源漏区44：栅极46：支柱50：第三绝缘层52：抗蚀层54、56：槽60：TFT(薄膜晶体管)100：本发明的投影型液晶显示装置102：光源104：本发明的液晶光阀106：屏幕108：光学滤波器(彩色分光棱镜)110：投影透镜112：偏振分光镜200：传统液晶光阀202：半导体基质204：晶体管206：反电极208：光反射镜之间的间隙210：光反射镜212：液晶214：间层绝缘层216：反电极218：玻璃盖板220：光阻挡层222：绝缘层230：外部粒子300：另一传统液晶光阀302：电路304、306：金属层400：又一传统液晶光阀402：反射电极之间的间隙404：包括两种颜色抗蚀光阻绝缘层。
Claims (16)
1、一种液晶光阀，具有多个光反射镜，它们之间具有间隙，电连接到光反射镜上的半导体基质，设置在入射光一侧的反基质，以及填充在光反射镜与反基质之间单元间隙内的液晶，该液晶光阀包括：
形成在半导体基质内的电路，用于向光反射镜和形成在反基质上的反电极提供电压；
形成在光反射镜下面的光阻挡层，用于阻挡来自电路的入射光；
形成在光阻挡层和电路之间的第一绝缘层；
形成在光反射镜与光阻挡层之间的第二绝缘层；
用于电连接所说电路与光反射镜的支柱；
设置在形成于光反射镜下方的光阻挡层上的遮光板，用于遮挡来自电路的入射光；以及
形成在遮光板与光反射镜之间的第三绝缘层。
2、一种液晶光阀，具有多个光反射镜，它们之间具有间隙，电连接到光反射镜上的半导体基质，设置在入射光一侧的反基质，以及填充在光反射镜与反基质之间单元间隙内的液晶，该液晶光阀包括：
形成在半导体基质内的电路，用于向光反射镜和形成在反基质上的反电极提供电压；
形成在光反射镜下面的光阻挡层，用于遮挡来自电路的入射光；
形成在光阻挡层和电路之间的第一绝缘层；
形成在光反射镜与光阻挡层之间的第二绝缘层；
用于电连接电路与光反射镜的支柱；
设置在形成于光反射镜内边缘部分下方的光阻挡层上的遮光板，用于遮挡来自电路的入射光；以及
形成在遮光板与光反射镜之间的第三绝缘层。
3、一种液晶光阀，具有多个光反射镜，它们之间具有间隙，电连接到光反射镜上的半导体基质，设置在入射光一侧的反基质，以及填充在光反射镜与反基质之间单元间隙内的液晶，该液晶光阀包括：
形成在半导体基质内的电路，用于向光反射镜和形成在反基质上的反电极提供电压；
形成在光反射镜下面的光阻挡层，用于阻挡来自电路的入射光；
形成在光阻挡层和电路之间的第一绝缘层；
形成在光反射镜与光阻挡层之间的第二绝缘层；
用于电连接所述电路与光反射镜的支柱；
设置在形成于包括光反射镜内边缘部分以及光反射镜之间的间隙的区域下方的遮光板；以及
形成在遮光板与光反射镜之间的第三绝缘层。
4、根据权利要求1至3中任意一项所述的液晶光阀，其中所述光阻挡层刚好形成在遮光板的下方。
5、根据权利要求1至3中任意一项所述的液晶光阀，其中所述半导体基质中的电路具有存储电容器。
6、根据权利要求1至3中任意一项所述的液晶光阀，其中所述半导体基质中的电路不具有存储电容器。
7、根据权利要求1至3中任意一项所述的液晶光阀，其中所述第一、第二和第三绝缘层含有选自包括SiO2、Si3N4、TaOx、ZrOx、金刚碳、和聚酰胺的一组的一种或多种物质。
8、根据权利要求7所述的液晶光阀，其中所述第一和第二绝缘层由选自包括SiO2、Si3N4、TaOx和ZrOx一组的一种物质形成。
9、根据权利要求7所述的液晶光阀，其中所述第三绝缘层由选自包括Si3N4、TaOx和ZrOx一组的一种物质形成。
10、根据权利要求1至3中任意一项所述的液晶光阀，其中所述支柱和遮光板由选自包括Ti、W、Mo、Cu和Al以及它们的合金或者它们与硅的化合物一组的一种物质形成。
11、根据权利要求1至3中任意一项所述的液晶光阀，其中所述光阻挡层通过层压选自包括Al、Cr-CrxOy、Ti、TiN和TiNxCy一组中的一种或多种金属形成。
12、根据权利要求1至3中任意一项所述的液晶光阀，其中所述第三绝缘层厚度为50至1000。
13、根据权利要求1至3中任意一项所述的液晶光阀，其中所述遮光板形成在光反射镜内边缘部分下方至少0.2μm。
14、一种投影型液晶显示装置，包括根据权利要求1至3中任意一项所述的液晶光阀。
15、一种制造液晶光阀的方法，该液晶光阀具有多个光反射镜，它们之间具有间隙，电连接到光反射镜上的半导体基质，设置在入射光一侧的反基质，以及填充在光反射镜与反基质之间单元间隙内的液晶，该方法包括：
形成半导体基质的步骤，该步骤包括下列分步骤：
在半导体基质内形成用于光反射镜的电路；
在电路上形成第一绝缘层；
在第一绝缘层上形成光阻挡层；
在光阻挡层上钻孔用于支柱；
在光阻挡层上形成第二绝缘层；
在第二绝缘层和第一绝缘层上开槽，用于支柱；
在第二绝缘层上开槽用于遮光板；
形成支柱，用于电连接光反射镜与电路；
在光阻挡层上形成遮光板，用于遮挡来自光反射镜之间的间隙的入射光；
形成第三绝缘层完全覆盖第二绝缘层支柱和遮光板的整个上表面；
从支柱的上表面去掉第三绝缘层；以及
在第三绝缘层上为每个电路形成多个具有图案的光反射镜；和
形成液晶板的步骤，该步骤包括如下分步骤：
对准半导体基质和具有反电极的反基质；以及
在隔离器形成的单元间隙内填充液晶。
16、根据权利要求15所述的制造液晶光阀的方法，其中在第二绝缘层和第一绝缘层上开槽用于支柱和在第二绝缘层上开槽用于遮光板在同一分步骤中完成，而形成用于电连接光反射镜与电路的支柱和在光阻挡层上形成用于阻止来自光反射镜之间的间隙的入射光的遮光板在同一分步骤中完成。
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