弯曲电场反射式和透射反射式液晶显示器的像素制造技术

本发明专利技术公开了弯曲电场反射式和透射反射式液晶显示器的像素，其包括一具有纳米级粗糙面的微散乱层，该粗糙面因结晶及材料本身特性的关系而形成，故在制造上不须多加光掩模数，进而可以降低成本，且由于该粗糙面为纳米级，所以在散乱效果方面有更大的散乱角度和平缓的效果，即反射率不随视角做剧烈变化，也有很好的抗炫光效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种弯曲电场液晶显示器，特别是有关一种具有纳米级粗糙面且不须另外多加光掩模数的弯曲电场液晶显示器像素。
技术介绍
在现有的弯曲电场(Fringe Field Switching；FFS)液晶显示器(liquidcrystal display；LCD)中，电极是ITO，且为透射式设计，而一般反射式的RTN(Reflective Twisted Nematic)TFT-LCD的反射层由金属构成，故其反射面平滑，当光线照射到该反射面时产生镜面反射，因此，使得视角受限，若要增加散射效果则需在该反射层下多加一层有机材料，例如，树脂，以使该反射面成为一粗糙面，然而，多加该有机材料层须增加光掩模数，一般要8～10道光掩模数，故需要较高的成本，再者，有机材料的耐热性不佳，约摄氐250度，且所形成的粗糙面的高低落差过大，在0.5um到1.5um之间，因而造成光程差Δnd过大，使得反射光效率的降低，由理想的100％降到60％～85％之间。因此，一种具有纳米级粗糙面且不须多加光掩模的弯曲电场液晶显示器乃为所希望的。
技术实现思路
本专利技术目的之一，在于一种具有纳米级粗糙面的弯曲电场液晶显示器的像素。本专利技术目的之一，又在于一种减少光掩模数的弯曲电场液晶显示器的像素。根据本专利技术，一种弯曲电场液晶显示器的像素，其利用结晶及材料本身特性的关系于一基底上形成一具有纳米级粗糙面的微散乱层，接着再于该微散乱层上方形成一与该粗糙面共形的反射层，因而使该反射层的表面亦具有纳米级粗糙面，故在工艺上不须多加光掩模便可使该反射层具有散乱效果，进而降低成本，再者，该粗糙面为纳米级，所以光程差Δnd的变化较小，使得反射光效率的提升，而且在散乱效果方面会有较大的散乱角度和平缓的效果，即反射率不随视角做剧烈变化，也有很好的抗炫光效果。附图说明对于本领域技术人员而言，由以下所作的详细叙述配合附图，本专利技术将能够更清楚地被了解，其上述及其他目的及优点将会变得更明显，其中图1为本专利技术反射式液晶显示器的像素剖面图；图2为图1的上视图；图3为图1的上视图；图4为本专利技术透射反射式液晶显示器的像素的第一实施例；图5为本专利技术透射反射式液晶显示器的像素的第二实施例；图6为本专利技术透射反射式液晶显示器的像素的第三实施例；以及图7是以CMOS为薄膜晶体管的像素剖面图。附图标记说明100 像素 102 薄膜晶体管104 基底 106 透明导电层108 绝缘层110 金属层112 护层 114 条状金属116 光学叠层 118 水平配向液晶层120 彩色滤光片124 偏光膜126 黑色矩阵 128 液晶分子130 电场 132 条状金属的排列方向134 液晶分子128的定向方向 200 像素210 像素 202 透明导电层300 像素 302 薄膜晶体管3022 薄膜晶体管302的漏极 304 基底306 绝缘层308 透明导电层310 绝缘层312 条状金属314 光学叠层 316 水平配向液晶层318 彩色滤光片322 偏光膜 324 黑色矩阵 400 像素402 CMOS薄膜晶体管404 基底406 色缘层408 透明导电层410 护层 412 护层414 条状金属 416 光学叠层418 水平配向液晶层420 彩色滤光片424 偏光膜426 黑色矩阵具体实施方式图1是反射式液晶显示器的像素100剖面图，其包括一薄膜晶体管102在一基底104上，一由透明导电层106及绝缘层108所构成的微散乱层，其中透明导电层106在基底104上，其可以是ITO层或IZO层，而绝缘层108在透明导电层106上，一金属层110在该绝缘层108上，且金属层110与薄膜晶体管102的源/漏极为同一层金属，是由高反射率金属构成，一护层112覆盖该薄膜晶体管102及金属层110，一反射层在该护层112上由多个高反射率的条状金属114所构成，该多个条状金属114亦可以是弯曲的，一光学叠层116以及一水平配向液晶层118在该反射层及光学叠层116之间，其中光学叠层116至少包括一彩色滤光片120以及一偏光膜124在彩色滤光片120上，且在彩色滤光片120的前端具有一由黑色树脂构成的黑色矩阵126，且该彩色滤光片120不具有ITO，其中绝缘层108的材质选自氮化硅、氧化硅及氮氧化硅等。在图1中的绝缘层108由物理、化学气相沉积法等工艺来形成，当绝缘层108在透明导电层106上形成时，由于材料本身特性的关系，在绝缘层108形成时，同时形成纳米级的粗糙面，因此，接着形成在绝缘层108上的金属层110与其粗糙面共形，因而使得金属层110亦具有纳米级的粗糙面，同理，护层112与金属层110的粗糙面共形而具有粗糙面，而条状金属114又与护层112的粗糙面共形，故该条状金属114能在不增加光掩模的情形下，具有纳米级粗糙面以提高散乱效果，故可降低成本。本专利技术弯曲电场液晶显示器的纳米级粗糙面的起伏仅在1nm到500nm之间，而其起伏间距在10nm到1500nm之间(传统约在5-20um之间)，因而使散乱角度更广更均匀，而且光程差Δnd的变化约在0.1到0.5um之间，进而提升反射光效率。该微散乱层亦可由一晶种层搭配绝缘层108，并经长晶工艺而形成。如图1所示，相邻的条状金属114之间具有一间隙L，且每一该条状金属114具有一宽度W及厚度H，其间隙L及宽度W的范围在0.3到15um之间，其厚度H的范围在0.01到2um之间，而d1及d2分别为光学叠层116到反射层114及护层112的平均胞元间隙(cell gap)，其中该d2的范围在3到4.8um之间，而该d1及d2比值的范围在0.45到1之间，此外护层112的厚度在0.15到3um之间，其由氮化硅、氧化硅或氮氧化硅构成。金属层110为银、铝或其合金等高反射率金属，此外，该金属层110亦可以是半透式金属。由于条状金属114和金属层110之间夹置护层112，因而具有储存电容的效果，故不须另外设计储存电容，使得像素100的开口率不被牺牲。参照图1，当加一电压至该像素100时，在金属层110及条状金属114之间将产生一弯曲电场130，扭转液晶层118中的液晶分子128，图2为图1的上视图，其中条状金属114的排列方向132与液晶分子128的定向(rubbing)方向134具有一夹角ψ，若所注入的液晶为负型液晶时，该夹角ψ范围在3到30度之间，若所注入的液晶为正型液晶时，该夹角ψ范围在60到85度之间，其中条状金属114亦可以是弯曲的，如图3所示，条状金属114具有一偏折角度θ在3到30度之间。在本专利技术的像素100中，所灌注的液晶层以负型液晶较佳，该负型液晶的介电系数Δε为-2.5到-7之间，而其双折射率Δn在0.027到0.11之间。图4为透射反射式液晶显示器的像素200，其与图1的像素100相似，两者同样包括一薄膜晶体管102、一基底104、一透明导电层106、一绝缘层108、一护层112、一由条状金属114所构成的部分反射层、一水平配向液晶层118、一彩色滤光片120以及一偏光膜124，不同之处在于像素200使用一透明导电层202来取代图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弯曲电场反射式液晶显示器的像素，包括：一微散乱层，在一基底上，藉由材料本身特性具有一纳米级粗糙面；一金属层，在该微散乱层上，与该微散乱层的粗糙面共形而具有该粗糙面；一反射层，在该金属层上方，与该粗糙面共形而具有该 粗糙面；一光学叠层；以及一水平配向液晶层，在该反射层及光学叠层之间。

【技术特征摘要】
1.一种弯曲电场反射式液晶显示器的像素，包括一微散乱层，在一基底上，藉由材料本身特性具有一纳米级粗糙面；一金属层，在该微散乱层上，与该微散乱层的粗糙面共形而具有该粗糙面；一反射层，在该金属层上方，与该粗糙面共形而具有该粗糙面；一光学叠层；以及一水平配向液晶层，在该反射层及光学叠层之间。2.如权利要求1的像素，其中该光学叠层至少包括一彩色滤光片；以及一偏光膜，在该彩色滤光片上。3.如权利要求1的像素，其中该纳米级粗糙面具有一起伏高度及间距。4.如权利要求3的像素，其中该粗糙面的起伏高度范围在1nm到500nm之间。5.如权利要求3的像素，其中该粗糙面的起伏间距范围在10nm到1500nm之间。6.如权利要求1的像素，其中该微散乱层至少包括一透明导电层，在该基底上；一绝缘层，在该透明导电层上，具有该纳米级粗糙面。7.如权利要求6的像素，其中该绝缘层由氮化硅、氧化硅或氮氧化硅构成。8.如权利要求6的像素，其中该透明导电层为ITO或IZO。9.如权利要求1的像素，其中该微散乱层至少包括一具有该纳米级粗糙面的绝缘层。10.如权利要求9的像素，其中该绝缘层由氮化硅、氧化硅或氮氧化硅构成。11.如权利要求1的像素，其中该微散乱层至少包括一晶种层及一具有该纳米级粗糙面的绝缘层。12.如权利要求11的像素，其中该绝缘层是经长晶工艺形成。13.如权利要求1的像素，其中该反射层是多个条状金属组成。14.如权利要求13的像素，其中每一该条状金属具有一宽度在0.3到15um之间。15.如权利要求13的像素，其中该相邻条状金属之间具有一间距在0.3到15um之间。16.如权利要求13的像素，其中该多个条状金属是弯曲的。17.如权利要求16的像素，其中每一该弯曲条状金属具有一偏折角度在3到30度之间。18.如权利要求13的像素，其中该多个条状金属为高反射率金属。19.如权利要求13的像素，其中每一该条状金属具有一厚度在0.01到2um之间。20.如权利要求1的像素，其中该金属层是由银、铝或其合金的高反射率金属。21.如权利要求1的像素，其中该金属层是半透式金属。22.如权利要求1的像素，还包括一护层夹置在该反射层及金属层之间。23.如权利要求22的像素，其中该护层具有一厚度在0.15到3um之间。24.如权利要求22的像素，其中该护层包含氧化硅或氮化硅。25.如权利要求1的像素，其中该液晶层具有一光程差在0.1到0.5um之间。26.如权利要求1的像素，其中该液晶层为负型液晶。27.如权利要求26的像素，其中该液晶层中的液晶分子具有一定向方向在3到30度之间。28.如权利要求1的像素，其中该液晶层为正型液晶。29.如权利要求28的像素，其中该液晶层中的液晶分子具有一定向方向在60到85度之间。30.如权利要求1的像素，还包括一薄膜晶体管在该基底上，其源/漏极与该金属层是同一层金属。31.如权利要求26的像素，其中该液晶层具有一双折射率在0.027到0.11之间。32.如权利要求26的像素，其中该液晶层具有一介电系数在-2.5到-7之间。33.如权利要求2的像素，还包括一由黑色树脂所构成的黑色矩阵于该彩色滤光片的前端。34.如权利要求22的像素，其中该光学叠层与反射层之间具有第一胞元间隙，该光学叠层与护层之间具有第二胞元间隙。35.如权利要求34的像素，其中该第一胞元间隙与第二胞元间隙的比值在0.45到1之间。36.如权利要求34的像素，其中该第二胞元间隙的范围在3到4.8um之间。37.如权利要求22的像素，其中该反射层、护层及金属层形成一储存电容。38.一种弯曲电场透射反射式液晶显示器的像素，包括一微散乱层，在一基底上，藉由材料本身特性具...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鸿达，
申请(专利权)人：鸿扬光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]