一种使用表面等离子激元作为滤色器的微显示芯片的制作方法

本实用新型涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种使用表面等离子激元作为滤色器的微显示芯片。

背景技术：

硅上液晶(微显示芯片)显示技术是一种反射式液晶显示技术, 使用CMOS 技术将液晶器件及其周边驱动器和有源像素矩阵制作在单晶硅上,并以该晶片为基底封装液晶盒,因而拥有了小尺寸和高显示分辨率的双重特性。微显示芯片可利用常规的CMOS 技术批量生产,技术成熟,其优点是功耗低、分辨率高、器件尺寸小,在个人便携显示应用方面有很大优势,特别是其功耗远低于许多有源矩阵液晶显示器,而生产成本可与阴极射线管相比拟,有望成为大屏幕高分辨率低成本投影显示技术的新主流。

传统微显示芯片实现彩色显示的方法主要是通过滤色层，滤色层的制备过程复杂，对制备仪器的精密度高，另外，滤色层中关键的材料主要是染料，这些材料不仅要具备足够的耐热性和耐光照性，而且要有合适的光谱特性，制作工艺复杂，成本较高。因此，有必要研究一种新的滤色结构代替传统的滤色材料。

技术实现要素：

本实用新型提供一种使用表面等离子激元作为滤色器的微显示芯片,所述微显示芯片的滤色器是由金属光栅结构形成的表面等离子激元，使用该滤色器可以提高反射式液晶显示器的清晰度和发光效率，简化液晶显示器件的制备工艺。

本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种使用表面等离子激元作为滤色器的微显示芯片，自底向上依次包括硅基层、反射层、滤色器、液晶层和透明导电玻璃，所述滤色器由叠加的金属层和金属光栅层构成，所述金属光栅层覆盖在金属层上，通过介质镶嵌固定。

作为优选的，所述滤色器的反射光的波长是可调的，由金属基底厚度、电介质折射率，金属光栅高度、光栅周期、金属光栅间隙宽度等共同决定，所述滤色器的反射光的波长是可调的，可选择反射特定波长的光而将其他颜色的光完全吸收，所述反射光的波长范围包括可见光、紫外光、红外光或单个特定的波长。

作为优选的，所述金属光栅通过介质被分割成方形、圆形三角形或其他不规则形状。

作为优选的，所述介质由化学性质稳定的化合物或纳米材料制成，所述介质具有折射率大且损失小的性质。

作为优选的，所述介质为化合物Si3N4。

作为优选的，所述金属和金属光栅均由导电金属材料或导电金属化合物材料制成。

作为优选的，所述滤色器包括R、G、B子像素组合、R、G、B、W子像素组合以及其他子像素组合。

作为优选的，所述子像素组合的排列方式包括并列排列、成三角形排列或其他交叉排列。

本实用新型的有益效果：所述微显示芯片的滤色器是由金属光栅结构形成的表面等离子激元，使用该滤色器可以提高反射式液晶显示器的清晰度和发光效率，通过调节金属基底厚度、电介质折射率，金属光栅高度、光栅周期、金属光栅间隙宽度，实现调节滤色器反射光的波长，成本较低，且简化液晶显示器件的制备工艺。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型中显示器结构的俯视图。

图4为本实用新型中显示器纵向介质结构的主视图。

图5为本实用新型金属光栅对可见光的反射图。

图6为本实用新型金属光栅对可见光的吸收图。

其中：1、显示面板；2、滤色器；3、硅基层；4、反射层；5、液晶层；6、透明导电玻璃；7、外光源入射光；8、经过器件的反射光；9、介质。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例和说明书附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1，一种使用表面等离子激元作为滤色器的微显示芯片，自底向上依次包括硅基层3、反射层4、滤色器2、液晶层5和透明导电玻璃6，所述滤色器2由叠加的金属层和金属光栅层构成，所述金属光栅层覆盖在金属层上，通过介质9镶嵌固定，当有外光源时，子像素位置会有相应颜色的光在金属光栅层被反射回来，而其他部分的光被吸收。

作为本实用新型优选的实施例，所述滤色器2的反射光的波长是可调的，可选择反射特定波长的光而将其他颜色的光完全吸收，所述反射光的波长范围包括可见光、紫外光、红外光或单个特定的波长。

作为本实用新型优选的实施例，所述金属光栅通过介质9被分割成方形、圆形三角形或其他不规则形状。

作为本实用新型优选的实施例，参考图3，所述金属光栅通过横竖交叉分布的介质9被分割成方格状。

作为本实用新型优选的实施例，所述介质9由特性稳定的化合物或纳米材料制成，所述介质9具有折射率大且损失小的性质。

作为本实用新型优选的实施例，所述金属和金属光栅均由导电金属材料或导电金属化合物材料制成。

作为本实用新型优选的实施例，所述滤色器2包括R、G、B子像素组合、R、G、B、W子像素组合以及其他子像素组合，参考图2，发光像素是由RGB三个金属光栅子像素2构成，当外界光源入射到显示面板内，滤色器会反射特定颜色的波长，而将其他颜色的光全部吸收，代替传统的滤色膜。

作为本实用新型优选的实施例，所述子像素组合的排列方式包括并列排列、成三角形排列或其他交叉排列，参考图2，滤色器形成并列排列的R、G、B子像素，R子像素的滤色器只反射红色光过，而将其他颜色的光全部吸收，在电压的作用下，R子像素可以显示红光；G子像素的滤色器只反射绿色光，而将其他颜色的光全部吸收，在电压的作用下，G子像素可以显示绿光；B子像素的滤色器只反射蓝色光，而将其他颜色的光全部吸收去，在电压的作用下，B子像素可以显示蓝光。

参考图5，为所述金属光栅对可见光的反射率，通过调整金属层/金属光栅层的参数，可以实现滤色器会反射特定R/G/B颜色的波长，而将其他颜色的光全部吸收。

参考图6，为所述金属光栅对可见光的吸收率，通过调整金属层/金属光栅层的参数，可以实现滤色器不吸收特定R/G/B颜色的波长，而将其他颜色的光全部吸收。

以上对本实用新型所提供的一种使用表面等离子激元作为滤色器的微显示芯片进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。