TW202141132A - 膽固醇液晶顯示器 - Google Patents

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Abstract

一種膽固醇液晶顯示器包括一第一基板、一第二基板、一膽固醇液晶層、一開關元件、一絕緣層以及一圖案化的低反射金屬導電層。第二基板相對於第一基板設置。膽固醇液晶層設置在第一基板和第二基板之間。開關元件設置在第一基板的內表面上，絕緣層設置在開關元件上，而圖案化的低反射金屬導電層設置在第一基板的內表面上。其中，低反射金屬導電層的一部分電連接於開關元件，且該低反射金屬導電層具有低透光率。

Description

膽固醇液晶顯示器
本發明係關於一種液晶顯示器，尤指一種膽固醇液晶顯示器。
反射式液晶顯示器因不需使用背光模組來提供光源，因此具有輕薄、低耗電等優點。目前許多電子產品例如電子書(electronic paper)或平板電腦(tablet PC)等均有採用反射式液晶顯示器的產品。其中，膽固醇液晶由於可以選擇性地反射部分波長範圍之光線，同時又具有於不施加電壓時呈現雙穩態(bistable state)之特性，故適合用於反射式液晶顯示器且可更進一步達到省電之效果。
當膽固醇液晶顯示器在顯示暗態時，部分光線會穿透膽固醇液晶或在顯示器內部散射。然而，這些光線可能會被顯示器內的金屬元件所反射，使得使用者可感受到微弱的光線，造成膽固醇液晶顯示器的畫面對比降低，進而對顯示品質造成負面的影響。
本發明的目的之一在於提供一種膽固醇液晶顯示器，其包括低反射金屬導電層，能改善顯示器內部的雜散光反射問題，進而能提高顯示器的畫面對比度與改善顯示品質。
根據本發明的實施例，其揭露了一種膽固醇液晶顯示器，包括一第一基板、一第二基板、一膽固醇液晶層、一開關元件、一絕緣層以及一圖案化的低反射金屬導電層。第二基板係相對於第一基板設置。膽固醇液晶層設置在第一基板和第二基板之間。開關元件設置在第一基板的內表面上，絕緣層設置在開關元件上，而圖案化的低反射金屬導電層設置在第一基板的內表面上。其中，低反射金屬導電層的一部分電連接於開關元件，且該低反射金屬導電層具有低透光率。
根據本發明的實施例，絕緣層覆蓋開關元件的部分的表面具有複數個凸塊（bump），且低反射金屬導電層覆蓋該等凸塊。
根據本發明的另一實施例，膽固醇液晶顯示器另包括圖案化的一透明導電層，低反射金屬導電層位於透明導電層與絕緣層之間，且透明導電層的一部分電連接於低反射金屬導電層的一部分。
根據本發明的又一實施例，低反射金屬導電層位於第一基板與開關元件之間。
由於本發明的膽固醇液晶顯示器包括低反射金屬導電層，就顯示側而言，低反射金屬導電層可以遮蔽具高反射性的導電層，例如開關元件，因此能改善顯示器反射雜散光的問題，進而能提高顯示器的畫面對比度與改善顯示品質。
本領域技術人員能可經由參考以下的詳細描述並同時結合所附圖式而理解本創作，須注意的是，為了使讀者能容易瞭解及並使圖式簡潔，本創作的圖式只繪出膽固醇液晶顯示器的一部分，且所附圖式中的特定元件並非依照實際比例繪圖。此外，圖中各元件的數量及尺寸僅作為示意，並非用來限制本創作的範圍。
應了解到，當元件或膜層被稱為在另一個元件或膜層「上」或「連接到」另一個元件或膜層時，它可以直接在此另一元件或膜層上或直接連接到此另一元件或膜層，或者兩者之間存在有插入的元件或膜層。相反地，當元件被稱為「直接」在另一個元件或膜層「上」或「直接連接到」另一個元件或膜層時，兩者之間不存在有插入的元件或膜層。
須知悉的是，以下所舉實施例可以在不脫離本揭露的精神下，將數個不同實施例中的技術特徵進行替換、重組、混合以完成其他實施例。
本發明提供一種主動式雙穩態反射式膽固醇液晶顯示器。首先請參考圖1至圖5，其為本發明第一實施例之膽固醇液晶顯示器的製作方法的製程示意圖，其中圖5亦繪示了本發明第一實施例的膽固醇液晶顯示器的結構剖面示意圖。如圖1所示，首先提供一第一基板100，其中第一基板100可包括一內表面1001以及相對於內表面1001之一外表面1002。第一基板100可例如包括硬質基板或軟性基板。硬質基板可例如包括玻璃、石英、陶瓷、藍寶石、其他適合做為基板的材料或前述的組合，但不以此為限。軟性基板可例如包括聚醯亞胺(polyimide，PI)基板、聚碳酸(polycarbonate，PC)基板、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)基板等塑膠基板、其他適當的基板或其組合，但不以此為限。舉例而言，本實施例的第一基板100可為硬質基板。第一基板100可定義有一顯示區R1以及一周邊區R2位於顯示區R1之至少一側。舉例而言，以一俯視方向Dz觀看第一基板100之內表面1001時，周邊區R2可圍繞顯示區R1的外側，但不以此為限。
接著，在第一基板100的內表面1001上形成一開關元件，以下將對開關元件的製作方法做詳細說明。如圖1所示，在第一基板100的內表面1001上形成圖案化的一第一金屬層102。第一金屬層102可包括單層結構或多層結構。舉例而言，第一金屬層102可包括鉬/鋁/鉬、鈦/鋁/鈦或鋁/鉬等多層結構，但不以此為限。在變化實施例中，第一金屬層102可替換成其他具低阻值的非金屬導電層。圖案化的第一金屬層102的形成方法例如可以先以物理氣相沉積或是化學氣相沉積方法在第一基板100的內表面1001上全面形成一金屬層，然後進行微影暨蝕刻製程(photolithography and etching process，PEP)以圖案化該金屬層，而形成圖案化的第一金屬層102。如圖1所示，第一金屬層102可包括導電件1021、導電件1022及導電件1023。導電件1021可例如是設置在顯示區R1內，並可例如作為開關元件的閘極，電連接掃瞄線（圖未示），但不以此為限。導電件1022及1023可例如是設置在周邊區R2內，可例如作為訊號線、轉接線、接墊等元件，但不以此為限。接著，在第一金屬層102上共形地(conformally)形成一閘極絕緣層104。閘極絕緣層104可覆蓋並接觸第一金屬層102(如導電件1021、1022及1023)以及第一基板100的部分內表面1001。閘極絕緣層104可全面形成於第一基板100的內表面1001上，但不以此為限。閘極絕緣層104的材料可包括無機絕緣材料例如氧化矽(silicon oxide)、氮化矽(silicon nitride)或氮氧化矽(silicon oxynitride)等，但不以此為限。在變化實施例中，閘極絕緣層104也可包括有機絕緣材料或有機/無機混成絕緣材料。
接著，如圖2所示，在閘極絕緣層104上形成圖案化的一半導體層106，其中半導體層106可設置在導電件1021(如閘極)上。在本實施例中，半導體層106的材料可為非晶矽(amorphous silicon)，但不以此為限。在其他實施例中，半導體層106的材料也可包括低溫多晶矽(low temperature polysilicon，LTPS)、金屬氧化物(如氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO))等適合的半導體材料。接著，可選擇性的在半導體層106上形成一摻雜層108。本實施例的摻雜層108的材料可包括摻雜之非晶矽(如n型非晶矽)，但不以此為限。半導體層106和摻雜層108可例如是透過同一道微影暨蝕刻製程所形成的圖案化半導體層和圖案化摻雜層，但不以此為限。
接著，如圖2所示，在閘極絕緣層104中形成一接觸洞CT1，且接觸洞CT1可穿過閘極絕緣層104並暴露出導電件1023的一部分的上表面，但不以此為限。接觸洞CT1可例如是透過微影暨蝕刻製程所形成，但不以此為限。接著，在閘極絕緣層104、半導體層106和摻雜層108上形成圖案化的一第二金屬層110。第二金屬層110可包括單層結構或多層結構。舉例而言，本實施例的第二金屬層110可包括鉬/鋁/鉬或鈦/鋁/鈦等多層結構，但不以此為限。在變化實施例中，第二金屬層110可替換成其他具低阻值的非金屬導電層。圖案化的第二金屬層110可藉由先在第一基板100全面形成一金屬層，再經由微影暨蝕刻製程而圖案化，但不以此為限。第二金屬層110可包括導電件1101、導電件1102、導電件1103及導電件1104。導電件1101及導電件1102可例如是設置在顯示區R1內，導電件1101可例如作為開關元件的源極，電連接於訊號線（圖未示），且導電件1102可例如作為開關元件的汲極，但不以此為限。本實施例的導電件1103及導電件1104設置在周邊區R2內，例如可作為訊號線、接墊、轉接墊或轉接線等元件，但不以此為限。
如圖2所示，導電件1101可與一部分的半導體層106和一部分的摻雜層108接觸，而導電件1102可與另一部分的半導體層106和另一部分的摻雜層108接觸。導電件1101和導電件1102可透過一開口OP隔開，且開口OP可穿過摻雜層108以及一部分的半導體層106。在圖2中，開關元件SW可為底閘極型薄膜電晶體，其中開關元件SW可包括閘極(如導電件1021)、源極(如導電件1101)、汲極(如導電件1102)、半導體層106、摻雜層108和一部分的閘極絕緣層104，但不以此為限。在其他實施例中，開關元件SW也可為頂閘極型薄膜電晶體或其他適合類型的電晶體。
在圖2中，導電件1104可填入接觸洞CT1並與導電件1023的一部分的上表面接觸以達到電連接。導電件1104與導電件1023可例如是一轉層結構。舉例而言，不同導電層的訊號線可透過所述轉層結構來達到電連接。此外，導電件1103可設置在導電件1022之上，且導電件1103和導電件1022之間可具有一部分的閘極絕緣層104，使得導電件1103和導電件1022可電性隔絕。
接著，在開關元件SW上形成一絕緣層112。在本實施例中，絕緣層112可為一平坦層而具有平坦的表面，且可具有較大的厚度而完整覆蓋開關元件SW、導電件1103與導電件1104，舉例而言，絕緣層112的厚度範圍可為1~3微米（micrometer），例如為約1.5微米，但不以此為限。在本實施例中，絕緣層112可包括有機材料，例如為聚合物薄膜層（一般可稱為polymer/planarization film on array，PFA），但不以此為限。
請參考圖3，接著對絕緣層112進行一圖案化製程，在一部分的絕緣層112的表面1121形成複數個凸塊（bump）BP，此圖案化製程例如但不限於為一微影暨蝕刻製程。例如在絕緣層112覆蓋開關元件SW的部分表面1121形成凸塊BP，也可以選擇性的在絕緣層112於顯示區R1內覆蓋第一金屬層102與第二金屬層110的部分表面1121形成凸塊BP，但不以此為限。接著，進行接觸洞的形成製程，例如於絕緣層112中形成接觸洞CT2和接觸洞CT3。接觸洞CT2可設置在導電件1102(如汲極)的上方並暴露出導電件1102。接觸洞CT3可設置在導電件1103的上方並暴露出導電件1103。接觸洞CT2、CT3的形成製程例如可藉由另一微影暨蝕刻製程所完成。在本揭露的變化實施例中，形成凸塊與接觸洞的形成製程可以合併由同一微影暨蝕刻製程而進行，例如採用灰階光罩或半色調光罩，其對應於接觸洞CT2、CT3與凸塊BP的圖案具有不同的光罩圖案設計，藉此以利用同一道微影暨蝕刻製程而對絕緣層112的不同部份分別移除不同高度的絕緣材料，進而分別形成凸塊BP與接觸洞CT2和接觸洞CT3。在另一變化實施例中，也可以先進行接觸洞的形成製程以製作接觸洞CT2和接觸洞CT3，然後再於絕緣層112的部分表面1121形成凸塊BP。再者，完成接觸洞CT2、CT3與凸塊BP的製作之後，在第一基板100上全面形成一金屬先驅層PR，覆蓋絕緣層112的表面1121（包括覆蓋凸塊BP）與接觸洞CT2、CT3的內側壁與底部，如圖3所示。
接著，請參考圖4，對金屬先驅層PR進行一黑化製程，使金屬先驅層PR形成具低反射性的金屬導電層，再進行圖案化製程（例如微影暨蝕刻製程）以形成圖案化的低反射金屬導電層114。舉例而言，本實施例低反射金屬導電層114的材料可以包括溴化銀（AgBr），而金屬先驅層PR的材料可以包括金屬銀，因此低反射金屬導電層114的製作方法例如是先以濺鍍方式在絕緣層112表面濺鍍一層金屬銀作為金屬先驅層PR，然後在黑化製程中使金屬銀溴化而形成溴化銀層作為低反射金屬導電層114。在另一實施例中，低反射金屬導電層114的材料可以包括氧化鉬（MoOx），其形成方式例如先在絕緣層112表面形成鉬的鍍膜作為金屬先驅層PR，再於黑化製程中通入氧氣以氧化鉬鍍膜而形成氧化鉬層作為低反射金屬導電層114。低反射金屬導電層114的材料與製程不以上述為限，任何可用來形成低反射或黑化之金屬導電層的材料或方法皆可適用於本發明。低反射金屬導電層114的圖案化製程舉例為感應耦合電漿反應性離子蝕刻（inductively coupled plasma reactive-ion etching，ICP RIE）製程，但不以此為限。圖案化的低反射金屬導電層114例如可覆蓋開關元件SW與導電件1103、1104，並暴露出顯示區R1中絕緣層112的部分表面，但不以此為限。
由圖4可知，在顯示區R1中，低反射金屬導電層114的一第一部分1141填入接觸洞CT2中並透過接觸洞CT2而直接與導電件1102（例如當作開關元件SW的汲極）接觸，因此在開關元件SW上的低反射金屬導電層114的第一部分1141可電連接於開關元件SW，其中第一部分1141可用來當作像素電極。舉例而言，在顯示區R1中，低反射金屬導電層114可包括多個不互相連接的圖案或多個不互相連接的第一部分1141，分別電連接於一個次像素中的開關元件SW以當作該次像素的像素電極，但不以此為限。另一方面，在周邊區R2中，低反射金屬導電層114的一第二部分1142可透過接觸洞CT3而接觸並電連接於接觸件1103，藉此可用來當作轉接墊、轉接線及/或導線或形成各種適合的電子元件，但不以此為限。
請參考圖5，接著可在低反射金屬導電層114與絕緣層112上形成間隙物120。間隙物120的材料可包括光阻材料，但不以此為限。另一方面，本實施例還可包括提供第二基板122，其材料選擇可參考第一基板100，故不再贅述。第二基板122的內表面1221可選擇性的包括一或多層膜層，例如共通電極124、黑色矩陣層（圖未示）或彩色慮光層（圖未示）。共通電極124可包括透明導電材料；黑色矩陣層例如包括黑色光組或油墨材料，其可對應開關元件SW與導線及/或圖案化的金屬導電層設置，也可對應低凸塊BP設置，但不以此為限；彩色濾光層例如包括有色光阻材料或油墨材料，對應於各像素的發光區。在變化實施例中，間隔物120也可形成在第二基板122的內表面1221。需注意的是，第二基板122表面的膜層設置方式與材料皆不以上述為限。本實施例的製程包括將第一基板100與第二基板122對組，使得間隙物120可設置於第一基板100與第二基板122之間。舉例而言，間隙物120的兩端可分別與第一基板100之內表面1001上的膜層(例如低反射金屬導電層114與絕緣層112)以及第二基板122之內表面1221上的膜層(例如共通電極124、黑色矩陣層或彩色慮光層)接觸，但不以此為限。
本實施例另包括於第一基板100與第二基板122之間形成一膽固醇液晶層126，其內包括膽固醇液晶分子126a，藉此可形成一膽固醇液晶顯示器10，但不以此為限。舉例而言，可於第一基板100的內表面1001的周邊區R2形成框膠（圖未示），並透過噴墨印刷、注入或滴入的方式將膽固醇液晶分子126a設置在第一基板100上，然後將第二基板122設置並貼合在第一基板100上，但不限於此。
由圖5可知，本發明的第一實施例揭露了一膽固醇液晶顯示器10，其包括第一基板100、第二基板122相對於第一基板100設置、膽固醇液晶層126設置在第一基板100和第二基板122之間、開關元件SW設置在第一基板100的內表面1001上、絕緣層112設置在開關元件SW上、以及圖案化的低反射金屬導電層114，設置在第一基板100的內表面1001上。低反射金屬導電層114的一部分電連接於開關元件SW，且低反射金屬導電層114具有低透光率，例如透光率接近約0%，反射率的範圍約10～55%，但不以上述為限。再者，在本實施例中，低反射金屬導電層114設置在絕緣層112上，亦即覆蓋在當作平坦層的絕緣層112表面，並且低反射金屬導電層114位於絕緣層112與膽固醇液晶層126之間，而絕緣層112位於低反射金屬導電層114與開關元件SW之間。在本實施例中，第二基板122的外表面1222是作為膽固醇液晶顯示器10的顯示側DS，亦即在使用膽固醇液晶顯示器10時，第二基板122的外表面1222會朝向使用者，而第一基板100的外表面1002會被向使用者。
根據本實施例，由顯示側DS來看，位於第二絕緣層112表面的凸塊BP上的低反射金屬導電層114的第一部分1141覆蓋了開關元件SW，藉由凸塊BP的密度、尺寸、幾何圖案、分佈方式等設計可以調整該區域的低反射金屬導電層114的表面反射率與霧度（haze），例如使低反射金屬導電層114的第一部分1141之霧度較高，藉此以降低該區域的反射率。一般而言，當膽固醇液晶顯示器10在顯示暗態時，部分光線可能會穿透膽固醇液晶層126或在膽固醇液晶顯示器10內部散射，然而，根據本實施例，低反射金屬導電層114可大幅吸收這些光線，而低反射金屬導電層114的第一部分1141下的凸塊BP之設計更進一步降低光線被反射朝向顯示面出光的機率。由上述可知，本實施例的設計可以降低膽固醇液晶顯示器10內的雜散光被內部金屬元件所反射，因此可提高膽固醇液晶顯示器10的畫面對比度，進而提升膽固醇液晶顯示器10的顯示品質。
本發明之膽固醇液晶顯示器及其製作方法並不以上述實施例為限。下文將繼續揭示本發明之其它實施例，然為了簡化說明並突顯各實施例之間的差異，下文中使用相同標號標注相同元件，並不再對重覆部分作贅述。
請參考圖6到圖9，圖6到圖9為本發明膽固醇液晶顯示器的第二實施例的製程示意圖，其中圖9亦繪示了本發明第二實施例的膽固醇液晶顯示器的結構剖面示意圖。首先請參考圖6，類似於第一實施例，在第一基板100上形成包含導電件1021、導電件1101、導電件1102的開關元件SW、由圖案化第一金屬層102構成的導電件1022、1023以及由圖案化第二金屬層110構成的導電件1103、1104。上述元件的形成方法可參考第一實施例，不再贅述。然後，在第一基板100上形成保護層116。保護層116包括絕緣材料，例如但不限於氧化矽、氮化矽或氮氧化矽。在變化實施例中，閘極絕緣層104也可包括有機絕緣材料或有機/無機混成絕緣材料。保護層116可共形地形成於開關元件SW、導電件1103、導電件1104以及部分的閘極絕緣層104上，但不以此為限。換言之，保護層116可覆蓋開關元件SW、導電件1103、導電件1104以及部分的閘極絕緣層104。舉例而言，本實施例的保護層116的厚度範圍可為500~5000埃，此處舉例為1000埃(angstrom)，但不以此為限。
請參考圖7，在保護層116上形成絕緣層112，其具有平坦的表面，可用來當作平坦層。本實施例中的絕緣層112可包括有機材料，例如但不限於聚合物薄膜。絕緣層112的厚度範圍可為約0.5~4微米，但不以此為限。接著，對絕緣層112進行一圖案化製程，例如藉由一道微影暨蝕刻製程以移除部分的絕緣層112，在顯示區R1形成接觸洞CT2，暴露出接觸件1102上的部分保護層116，同時在周邊區R2形成接觸洞CT3，暴露出接觸件1103上的部分保護層116。接著，在第一基板100上形成金屬先驅層PR，覆蓋絕緣層112並填入接觸洞CT2與接觸洞CT1。然後如圖8所示，對金屬先驅層PR進行黑化製程與圖案化製程，以形成圖案化的低反射金屬導電層114。低反射金屬導電層114可包括溴化銀、氧化鉬或其他具低反射率的金屬導電層，其形成方法可參考第一實施例，不再贅述。在本實施例中，低反射金屬導電層114可藉由微影暨蝕刻製程來進行圖案化，移除接觸洞CT2與接觸洞CT3底部的部分低反射金屬導電層114以及其下方的部分保護層116，而分別在接觸洞CT2與接觸洞CT3中另形成接觸洞CT4與接觸洞CT5，並分別暴露出接觸件1102與接觸件1103。換言之，接觸洞CT4、CT5貫穿了低反射金屬導電層114與保護層116。在此圖案化製程中，也可以將顯示區R1中的低反射金屬導電層114圖案化，以使顯示區R1包括多個彼此相間隔的低反射金屬導電層114的第一部分1141（圖8中只畫出一個示意），且第一部分1141可不連接於位在周邊區R2中的低反射金屬導電層114的第二部分1142。
然後，如圖9所示，在低反射金屬導電層114上形成透明導電層118。舉例而言，透明導電層118可包括一像素電極1181及一導線1182，但不以此為限。像素電極1181可填入接觸洞CT4、CT2並與導電件1102(如汲極)的一部分的上表面直接接觸以達到電連接，且像素電極1181位於接觸洞CT4與接觸洞CT2中的部分也電連接於低反射金屬導電層114的第一部分1141。導線1182可填入接觸洞CT5並與導電件1103的一部分的上表面接觸以達到電連接。舉例而言，導線1182可延伸到周邊區R2的接合區域(未繪出)中，並與接合區域中的接合墊電連接，但不以此為限。此外，像素電極1181可與導線1182電性隔絕，或像素電極1181可未與導線1182接觸。在本實施例中，透明導電層118可例如是透過微影暨蝕刻製程所形成的圖案化透明導電層，但不以此為限。透明導電層118的材料可包括氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide，IZO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide，IGZO)、氧化銦錫鋅(indium tin oxide，ITZO)、氧化銻錫(antimony tin oxide，ATO)、氧化銻鋅(antimony zinc oxide，AZO)、其它合適的透明導電材料、或前述之組合，但不限於此。
此外，可在透明導電層118(如像素電極1181)上形成間隙物120。間隙物120的材料可包括光阻材料，但不以此為限。將第一基板100與一第二基板122對組，使得間隙物120可設置於第一基板100與第二基板122之間。舉例而言，間隙物120的兩端可分別與第一基板100之內表面1001上的膜層(例如透明導電層118的像素電極1181)以及第二基板122之內表面1221上的膜層(例如共通電極124)接觸，但不以此為限。於第一基板100與第二基板122之間形成一膽固醇液晶層126，藉此可形成一膽固醇液晶顯示器10，但不以此為限。第二基板122的材料、其表面所形成的膜層、膽固醇液晶層126的形成方式等可參考本發明的第一實施例，不再贅述。
如圖9所示，本實施例的圖案化之低反射金屬導電層114位於透明導電層118與絕緣層112之間，且透明導電層118的一部分位於接觸洞CT2與接觸洞CT4中，並直接皆接觸導電件1102（例如當作汲極）且電連接於位在接觸洞CT2中的部分低反射金屬導電層114。根據本實施例，低反射金屬導電層114設置在開關元件SW和膽固醇液晶層126之間，可以有效覆蓋開關元件SW和各種具高反射性的電子元件，例如導線等。當膽固醇液晶顯示器10在顯示暗態時，雖然部分光線會穿透膽固醇液晶層126或在顯示器內部散射，然而，但這些光線可被大面積設置的低反射金屬導電層114所吸收以降低雜散光被顯示器內的金屬元件反射的機率，因此可提高膽固醇液晶顯示器10的畫面的對比，進而提升膽固醇液晶顯示器10的顯示品質。
請參考圖10，圖10為本發明膽固醇液晶顯示器的第三實施例的結構剖面示意圖。在第三實施例中，本發明膽固醇液晶顯示器20包括第一基板100、第二基板122及膽固醇液晶層126，其中第二基板122與第一基板100平行相對設置，膽固醇液晶層126位於第二基板122與第一基板100之間。本實施例與前述實施例的不同處是以第一基板100的外表面1002當作顯示側DS。因此在使用者操作膽固醇液晶顯示器20時，第一基板100的外表面1002朝向使用者，而第二基板122的外表面1222背向使用者。類似於前述實施例，膽固醇液晶顯示器20另包括開關元件SW、絕緣層112與圖案化的低反射金屬導電層114設置在第一基板100的內表面1001。開關元件SW可包括由圖案化的第一金屬層102構成的導電件1021（例如作為閘極）、由圖案化的第二金屬層110構成的導電件1101（例如當作源極）與導電件1102（例如當作汲極）、半導體層106、摻雜層108及閘極絕緣層104，其形成方法可參考第一實施例，不再贅述。第一金屬層102另包括導電件1022與導電件1023，且第二金屬層110另包括導電件1103與導電件1104，其中導電件1103可對應導電件1022設置，兩者被閘極絕緣層104所分隔，而導電件1104對應導電件1023設置，且經由閘極絕緣層104中的接觸洞CT1而接觸並電連接導電件1023。舉例而言，導電件1103、導電件1022、導電件1104及導電件1022可與開關元件SW都位在顯示區內，可當作導線、電極、轉接線及/或轉接墊但不以此為限。在變化實施例中，導電件1103、導電件1022、導電件1104及導電件1022也可位在周邊區。
另一方面，絕緣層112覆蓋開關元件SW並位在開關元件SW相反於第一基板100的一側。低反射金屬導電層114位於開關元件SW與第一基板100之間。根據本實施例，低反射金屬導電層114的圖案可相同於第一金屬層102的圖案，且低反射金屬導電層114可直接接觸第一金屬層102。詳細而言，第一金屬層102可包括作為開關元件SW的閘極之導電件1021以及可用其他電性功用的導電件1022與導電件1023，其中導電件1022與導電件1023可分別作為顯示器的導線、轉接墊等元件，但不限於此。例如，導電件1022與導電件1023的其中一者或兩者可當作共通電極導線。再者，低反射金屬導電層114可包括第一部分1141、第二部分1142及第三部分1143，分別對應導電件1021、導電件1022及導電件1023，此處的對應是指具有相同的設置位置與圖案，因此從顯示側DS來看，圖案化的低反射金屬導電層114會完全遮蔽圖案化的第一金屬層102。此設計可使得低反射金屬導電層114能有效降低光線被第一金屬層102反射朝向使用者的機率，改善雜散光問題，進而提高畫面對比度與改善顯示效果。再者，低反射金屬導電層114的第一部分1141與導電件1021可具有較大的面積以遮蔽導電件1101與導電件1102，第二部分1142可遮蔽導電件1103，而第三部分1143可遮蔽導電件1104，此設計也可以降低光線被第二金屬層110反射朝向使用者的機率，有助於改善顯示效果，但不以此為限。在變化實施例中，低反射金屬導電層114的第一部分1141與導電件1021也可以不完全遮蔽導電件1102與導電件1101，不以此為限。
在本實施例中，膽固醇液晶顯示器20還包括圖案化的一透明導電層118設置在開關元件SW與膽固醇液晶層126之間，其中透明導電層118的一部分電連接於開關元件SW的汲極，作為像素電極1181，其中像素電極1181與設置在第二基板122的內表面1221上的共通電極124形成液晶電容，以控制膽固醇液晶分子126a的旋轉。根據本實施例，膽固醇液晶顯示器20可包括保護層128位於絕緣層112與透明導電層118之間，而像素電極1181是經由保護層128的接觸洞CT6與絕緣層112的接觸洞CT2而電連接於導電件1102。保護層128的材料可參考第一實施例中有關閘極絕緣層104的介紹，不再贅述。再者，膽固醇液晶顯示器20還可選擇性的包括圖案化的一低反射導電層130位於透明導電層118與開關元件SW之間，更進一步而言，保護層128是位於透明導電層118與低反射導電層130之間。低反射導電層130的第一部分1301可填入絕緣層112的接觸洞CT2中，接觸透明導電層118的像素電極1181與導電件1102，彼此互相電連接。另一方面，低反射導電層130可包括第二部分1302，透過絕緣層112的接觸洞CT7而電連接導電件1104。舉例而言，第二部分1302可與透明導電層118所包括導電件1183和兩者之間的保護層128形成儲存電容，提供顯示影像所需的功能，例如第二部分1302與導電件1183可分別作為儲存電容的上電極與下電極，其中導電件1183與像素電極1181也可以連在一起，給相同像素電壓訊號，以與低反射導電層130的第二部分1302夾出儲存電容，但不以此為限。由上述可知，導電件1023或導電件1104可作為設置在第一基板100的內表面1001上的共通電極導線，而透明導電層118所包含的導電件1183可覆蓋導電件1023或導電件1104的至少一部分，且低反射導電層130的第二部分1302電連接於作為共通電極導線的導電件1023或導電件1104並位於共通電極導線與透明導電層118的導電件1183之間。低反射導電層130的材料舉例包括溴化銀或氧化鉬，其形成方式可以參考前述實施例的低反射金屬導電層114，不再贅述。在變化實施中，低反射導電層130也可以包括石墨烯材料，其具有一反射性與高導電性的特質。本發明的低反射導電層130的材料與製作方式並不以上述為限，任何適合的具導電性且低反射材料都可用來製作低反射導電層130。低反射導電層130的設置可以進一步降低顯示器內的雜散光被反射朝向顯示側DS。再者，部分的低反射導電層130會遮蔽部分的透明導電層118，可改善因透明導電層118而造成的視覺效果問題。
另一方面，本實施例的第二基板122的內表面1221還可設置黑色矩陣層132，黑色矩陣層132可為圖案化膜層或整面設置的膜層，且可包括黑色矩陣材料或其他高吸光性/低反射材料。在此設計下，當膽固醇液晶顯示器20為垂直配向（homeotropic）模式時，黑色矩陣層132可以提供顯示器底部全黑效果，改善影像品質。此外，本實施例膽固醇液晶顯示器20的周邊區可設有導線、轉接線、轉接墊、驅動電路等各種電子元件，例如但不限於第一實施例與第二實施例的周邊區所示者。再者，第二基板122與第一基板100之間可設置間隙物120以支撐膽固醇液晶層126的間隙高度，周邊區還可設有框膠（圖未示），用以固定對組第二基板122與第一基板100和固定膽固醇液晶分子126a，但不以此為限。
由上述可知，本發明在顯示器內設置低反射金屬導電層，可以吸收顯示器內的雜散光，大幅減少被反射朝向顯示側的光線量，降低反射模式暗態亮度，提高顯示影像的對比度。在一實施例中，藉由在絕緣層表面設置凸塊，並調整凸塊的尺寸、圖案與分佈密度，再搭配其上方的低反射金屬導電層，可進一步提高並能以設計方法控制該區域的霧度，降低所反射到顯示側的光線總量。本發明的低反射金屬導電層可直接作為像素電極，亦可搭配並電連接於透明導電層的像素電極。在一實施例中，可以使表面設置有開關元件的陣列基板（亦即前述的第一基板）作為前基板並作為顯示側，而表面設有大面積共通電極的基板（亦即前述的第二基板，一般通稱濾光片基板）作為後基板，此時低反射金屬導電層可以設置在第一金屬層與第一基板之間，以遮蔽第一金屬層而減少光線的反射。再者，另一層低反射導電層也可設置在透明導電層之前，進一步降低光線的反射以及降低透明導電層對視覺效果的影響。藉由上述不同實施例中的低反射膜層設計，可以降低雜散光的反射率，提高顯示對比度，進而改善顯示效果。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10,20:膽固醇液晶顯示器 100:第一基板 1001,1221:內表面 1002,1222:外表面 102:第一金屬層 1021,1022,1023,1101,1102,1103,1104,1183:導電件 104:閘極絕緣層 106:半導體層 108:摻雜層 110:第二金屬層 112:絕緣層 1121:表面 114:低反射金屬導電層 1141,1301:第一部分 1142,1302:第二部分 1143:第三部分 116,128:保護層 118:透明導電層 1181:像素電極 1182:導線 120:間隙物 122:第二基板 124:共通電極 126:膽固醇液晶層 126a:膽固醇液晶分子 130:低反射導電層 132:黑色矩陣層 BP:凸塊 CT1,CT2,CT3,CT4,CT5,CT6,,CT7:接觸洞 DS:顯示側 Dz:俯視方向 OP:開口 PR:金屬先驅層 R1:顯示區 R2:周邊區 SW:開關元件
圖1至圖5為本發明第一實施例之膽固醇液晶顯示器的製作方法的製程示意圖。 圖6至圖9為本發明膽固醇液晶顯示器的第二實施例的製程示意圖。 圖10為本發明膽固醇液晶顯示器的第三實施例的結構剖面示意圖。
10:膽固醇液晶顯示器
100:第一基板
1001,1221:內表面
1002,1222:外表面
102:第一金屬層
1021,1022,1023,1101,1102,1103,1104:導電件
104:閘極絕緣層
106:半導體層
108:摻雜層
110:第二金屬層
112:絕緣層
1121:表面
114:低反射金屬導電層
1141:第一部分
1142:第二部分
120:間隙物
122:第二基板
124:共通電極
126:膽固醇液晶層
126a:膽固醇液晶分子
BP:凸塊
CT1,CT2,CT3:接觸洞
DS:顯示側
Dz:俯視方向
OP:開口
R1:顯示區
R2:周邊區
SW:開關元件

Claims (13)

  1. 一種膽固醇液晶顯示器，包括： 一第一基板； 一第二基板，相對於該第一基板設置； 一膽固醇液晶層，設置在該第一基板和該第二基板之間； 一開關元件，設置在該第一基板的內表面上； 一絕緣層，設置在該開關元件上；以及 一圖案化的低反射金屬導電層，設置在該第一基板的該內表面上，其中該低反射金屬導電層的一部分電連接於該開關元件，且該低反射金屬導電層具有低透光率。
  2. 根據請求項1所述的膽固醇液晶顯示器，其中該低反射金屬導電層的材料包括溴化銀或氧化鉬。
  3. 根據請求項1所述的膽固醇液晶顯示器，其中該絕緣層包括一平坦層，且該低反射金屬導電層設置在該絕緣層上。
  4. 根據請求項3所述的膽固醇液晶顯示器，其中該絕緣層包括一接觸洞暴露出該開關元件的一汲極，且該低反射金屬導電層的一部分位於該接觸洞中。
  5. 根據請求項4所述的膽固醇液晶顯示器，其中該低反射金屬導電層的該部分透過該接觸洞而直接接觸該源極。
  6. 根據請求項4所述的膽固醇液晶顯示器，其另包括圖案化的一透明導電層，該低反射金屬導電層位於該透明導電層與該絕緣層之間，且該透明導電層的一部分位於該接觸洞中而直接接觸該汲極並電連接於該低反射金屬導電層的該部分。
  7. 根據請求項3所述的膽固醇液晶顯示器，其中該絕緣層覆蓋該開關元件的部分的表面具有複數個凸塊（bump），且該低反射金屬導電層覆蓋該等凸塊。
  8. 根據請求項1所述的膽固醇液晶顯示器，其中該低反射金屬導電層位於該第一基板與該開關元件之間。
  9. 根據請求項8所述的膽固醇液晶顯示器，其中該開關元件包括一閘極，該閘極由圖案化的一第一金屬層所構成，該低反射金屬導電層的圖案相同於該第一金屬層，且該低反射金屬導電層的一部分直接接觸該閘極。
  10. 根據請求項8所述的膽固醇液晶顯示器，另包括： 圖案化的一透明導電層設置在該開關元件與該膽固醇液晶層之間，且該透明導電層的一部分電連接於該開關元件的一汲極；以及 圖案化的一低反射導電層位於該透明導電層與該開關元件之間。
  11. 根據請求項10所述的膽固醇液晶顯示器，其中該低反射導電層的一部分電連接於該透明導電層的該部分。
  12. 根據請求項10所述的膽固醇液晶顯示器，另包括一共通電極導線設置在該第一基板的該內表面，該透明導電層的另一部分覆蓋該共通電極導線的至少一部分，且該低反射導電層的一部分電連接於該共通電極導線並位於該共通電極導線與該透明導電層的該另一部分之間。
  13. 根據請求項12所述的膽固醇液晶顯示器，另包括一保護層，位於該低反射導電層的該部分與該透明導電層的該另一部分之間。
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