TWI786365B - 用於反射率改良的矽基液晶像素薄膜層設計 - Google Patents

用於反射率改良的矽基液晶像素薄膜層設計 Download PDF

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Abstract

一種新穎的矽基液晶(LCoS)裝置包括具有形成在其上的高反射材料的像素電極陣列。在一特定的實施例中，所述像素電極是鋁，並且在其上電鍍有銀像素鏡。在一更特定的實施例中，該LCoS裝置包括有助於像素鏡的電鍍的輔助電路。

Description

用於反射率改良的矽基液晶像素薄膜層設計
本發明概括來說是關於液晶顯示器，特別是關於矽基液晶(liquid crystal on silicon,LCOS)顯示器。
目前，在各種商業和消費應用中都需要顯示裝置，例如，LCoS影像顯示裝置已整合到許多不同的移動和車用裝置中。作為另一示例，LCoS影像顯示裝置用於高品質投影系統中。
圖1是顯示現有技術的LCoS影像顯示裝置100的剖面側視圖，其包括半導體基板102、形成在半導體基板102中/上的像素鏡陣列104、鈍化層105、第一配向層106、防護玻璃108、透明電極110、第二配向層112、墊圈114、以及液晶層116。顯示裝置100至少部分地由半導體基板102的影像處理和控制電路(圖未示出)驅動。像素鏡104是形成在半導體基板102上之反射和導電的金屬元件，以反射入射光118。此外，像素鏡104電連接到半導體基板102的電路(圖未示出)，使得每個獨立的像素鏡104可以可選地充電。配向層106形成在像素鏡104上方並有助於液晶層116的適當配向。半導體基板102、嵌入式電路、像素鏡104、鈍化層105和配向層106一起形成反射型顯示背板。
防護玻璃108是透明板，入射和反射的調變光通過該透明板透射。透明電極110例如由氧化銦錫(ITO)直接形成在防護玻璃108上，以提供共用電極。在防護玻璃108的底表面上於透明電極110上方形成配向層112，以促進液晶層116的配向。墊圈114是設置在配向層106、112之間的液密密封件，以在其間密封液晶層116。
入射光118以第一預定偏振態偏振，並穿過防護玻璃108的頂表面進入，穿過層110、112、116和106，反射離開像素鏡104，然後在離開顯示裝置100之前，再次穿過層106、116、112、110和108。液晶層116取決於施 加在液晶層116上(即，在像素鏡104與透明電極110之間)的電場改變光的偏振。當透明電極110保持在特定電壓時，液晶層116上的電場由施加在各個像素鏡104上的電壓控制。因此，根據施加在像素鏡104上的影像訊號對入射光的偏振進行空間調變，並且將光作為空間調變光束120輸出。然後，透過具有預定偏振態的分析儀分析調變光束120，以產生可顯示的影像。因此，響應施加在每個像素鏡104上的特定訊號，每個像素顯示的光的強度取決於由液晶賦予的偏振。
現有技術的顯示裝置100存在著一些問題。例如，目前的LCOS影像顯示器具有相對較低的光效率。會導致低光效率有數種因素，包括液晶特性、ITO層的透射率、像素鏡的反射率特性等。
因此，需要一種具有改善的光效率的LCOS顯示器。
本發明藉由提供一種具有高反射像素鏡的反射型顯示背板來克服與現有技術有關的問題。示例裝置和方法有助於在反射率較低的像素鏡上形成高反射層。例如，反射型顯示背板包括附加電路，該附加電路有助於在背板的鋁像素鏡的頂部電鍍銀層，同時保持像素鏡之間的間隔並且不干擾背板的正常操作。
一種示例液晶顯示裝置包括：一電路基板；一像素電極陣列，形成在電路基板上；一像素鏡陣列，形成在像素電極上方；一透明電極；以及一液晶材料。所述像素電極由具有一第一反射率的一第一導電材料形成，且所述導電像素鏡由具有一第二反射率的一第二導電材料形成，該第二反射率大於該第一反射率。每個導電像素鏡形成在所述像素電極之相應的一個上。該透明電極以一間隔距離設置在導電像素鏡陣列上方，並且液晶材料設置在導電像素鏡與透明電極之間。
在一示例液晶顯示裝置中，第一導電材料包括鋁，且第二導電材料包括銀。可選地，第二導電材料可以包括銀合金。例如但不限於，第二導電材料可以包括銀-鉛-銅合金。在一特定的示例顯示裝置中，每個所述像素電極是反射型顯示背板的鋁像素鏡，並且每個所述導電像素鏡是形成在所述鋁像素鏡之相應的一個上包含銀的一層。
示例液晶顯示裝置附加地包括一液晶配向層，該液晶配向層直接設置在導電像素鏡陣列上。或者，示例液晶顯示裝置可以附加地包括一平坦化層和一液晶配向層，該平坦化層直接設置在導電像素鏡陣列上，該液晶配向層直接設置在平坦化層上。
示例液晶顯示裝置包括有助於製造像素鏡的電路。例如，電路基板可以包括複數個二極體，並且每個像素電極可以經由所述二極體中之相應的一個電耦接到電路基板的一共用節點。
在一特定的示例顯示裝置中，每個二極體包括一陽極和一陰極。每個相應的二極體的陽極電耦接至共用節點，並且每個相應的二極體的陰極電耦接到像素電極中關聯的一個。可選地，共用節點可以耦接到電路基板的接地平面或者可以是電路基板的接地平面。每個二極體具有一擊穿電壓，該擊穿電壓大於在液晶顯示裝置的操作期間驅動像素電極所需的電壓，並且在陰極上施加大於或等於二極體的擊穿電壓的電壓會導致電流反向偏壓地流過二極體。這種配置可以在顯示裝置的正常操作期間將像素電極彼此隔離的同時，促進電鍍製程電流流過各個像素電極/像素鏡。
在另一示例液晶顯示裝置中，每個二極體的陰極電耦接到共用節點，並且每個像素電極電耦接到二極體之關聯的一個的陽極。電路基板包括一接觸墊，並且該接觸墊電耦接到共用節點。這種配置也可以在顯示裝置的正常操作期間將像素電極彼此隔離的同時，促進電鍍製程電流流過各別的像素電極/像素鏡。
進一步揭露製造液晶顯示裝置的示例方法。一種示例方法包括提供一電路基板，該電路基板包括形成在其上的一像素電極陣列。所述像素電極包括具有一第一反射率的一第一導電材料。該示例方法附加地包括提供具有一第二反射率的一第二導電材料，該第二反射率大於第一反射率；提供一透明電極；以及提供一液晶材料。該示例方法附加地包括在電極陣列上方形成一導電像素鏡陣列。所述導電像素鏡由第二導電材料形成，使得每個導電像素鏡形成在所述像素電極之相應的一個上。然後，藉由將透明電極設置在導電像素鏡陣列上方，並將液晶材料設置在透明電極與導電像素鏡陣列之間，來組裝液晶顯示裝置。
在一特定的示例方法中，在電極陣列上方形成導電像素鏡陣列的步驟包括將第二導電材料電鍍在第一導電材料上。第一導電材料可以是例如鋁，且第二導電材料可以是例如銀。可選地，第二導電材料可以包括銀合金。作為一更具體的例子，銀合金可以包括銀-鉛-銅合金。
可選地，一示例方法附加地包括在導電像素鏡陣列上方形成一平坦化層；以及在導電像素鏡上方形成平坦化層之後，在平坦化層上方形成一液晶配向層。或者，該示例方法可以包括直接在導電鏡陣列上形成一液晶配向層。
在一示例方法中，電路基板包括複數個二極體，並且每個像素電極經由二極體之相應的一個電耦接到電路基板的共用節點。在一特定的示例方法中，每個二極體包括一陽極和一陰極。每個相應的二極體的陽極電耦接到共用節點，並且每個相應的二極體的陰極電耦接到像素電極中關聯的一個。可選地，共用節點可以是電路基板的接地平面。
在一特定的示例方法中，每個二極體具有一擊穿電壓，該擊穿電壓大於在液晶顯示裝置的操作期間驅動像素電極所需的電壓。在該特定示例方法中，形成導電像素鏡陣列的步驟包括在陰極上施加大於或等於二極體的擊穿電壓的電壓，使得電流(例如，電鍍製程電流)以反向偏壓流過二極體。
在一替代示例方法中，每個二極體的陰極電耦接到共用節點，並且每個像素電極電耦接到二極體中關聯的一個的陽極。電路基板可以包括一接觸墊，並且該接觸墊可以電耦接到共用節點。然後可以經由接觸墊和共用節點將電鍍製程電流提供給各別像素電極。
100:LCoS影像顯示裝置
102:半導體基板
104:像素鏡
105:鈍化層
106:第一配向層
108:防護玻璃
110:透明電極
112:第二配向層
114:墊圈
116:液晶層
118:入射光
120:調變光束
200:顯示組件
202:顯示裝置
204:印刷電路基板
206:顯示表面
208:I/O端子
210,212:接合墊
214:接合線
300:反射型顯示背板(RDB)
301:半導體基板
302:防護玻璃
304:抗反射層
306:透明電極
308:第一配向層
310:第二配向層
312:液晶層
314:像素電極(像素電極陣列)
316:像素鏡(像素鏡陣列)
318:入射光
320:調變光束
400:矽晶圓、晶圓
402:接觸墊
404:特寫視窗
406:接地平面
408:底表面
410:像素驅動電路
412:二極體
500:負極端子、端子
502:直流電壓源、電壓源
504:銀
506:正極端子、端子
508:電解質溶液
600:晶圓
602:RDB(RDB陣列)
604:接觸墊
606:電路線
608:像素鏡
610:二極體
612:像素電極
700:晶圓
702:二極體
704:裝置
800:方法
802:第一步驟
804:第二步驟
806:第三步驟
900:流程圖
902:第一步驟
904:第二步驟
906:第三步驟
908:第四步驟
910:第五步驟
參考以下圖式描述本發明，其中相似的元件符號基本上表示相似的元件：
圖1是現有技術的LCoS裝置的剖面視圖；
圖2是包括高反射性LCoS裝置的LCoS顯示組件的立體圖；
圖3是沿著圖2之A-A線所截取的LCoS顯示組件的一部分的剖面側視圖；
圖4A是未切塊的矽晶圓的立體圖，在其中/上製造圖2之LCoS裝置的反射型顯示背板；
圖4B是圖4A之晶圓的剖面側視圖；
圖4C是描繪圖4A之晶圓的一些電路的圖；
圖5A是概述製造圖4A之晶圓的第一步驟；
圖5B是概述製造圖4A之晶圓的第二步驟；
圖5C是概述製造圖4A之晶圓的第三步驟；
圖5D是概述製造圖4A之晶圓的第四步驟；
圖6A是顯示來自可形成圖2的LCoS裝置的替代晶圓；
圖6B是顯示圖6A之晶圓的電路的圖；
圖6C是顯示圖6A之晶圓的電路的另一圖；
圖7A是顯示圖6A之晶圓的替代電路的圖；
圖7B是顯示圖7A之實施例的電路的另一圖；
圖8是概述液晶裝置的製造方法的示例的流程圖；以及
圖9是概述在圖8的方法中執行形成像素鏡的步驟的示例方法的流程圖。
藉由在LCoS裝置的像素電極/像素鏡上施加高反射材料，本發明克服了與現有技術相關的問題。在下面的描述中，闡述了許多具體細節(例如，像素鏡材料、特定的顯示裝置結構等)，以便提供對本發明的透徹理解。然而，本發明所屬技術領域中具有通常知識者將認識到，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐本發明。在其他情況下，省略了廣為人知的液晶顯示器製造方法(例如，像素陣列形成、半導體製造製程等)和組件的細節，以免不必要地使本發明晦澀難懂。
在下面的描述中，討論了電子裝置的製造。裝置在半導體基板中/上被製造。舉例來說，特定裝置可包含形成在基板中的組件(擴散到基板中的摻雜劑)和形成在基板上的其他組件(例如，連接金屬層)。因此，如果將裝置描述為形成在半導體基板上，則應當理解，裝置的一部分可以形成在基板中，而其他部分可以形成在基板上。類似地，如果將裝置描述為形成在半導體基板中，則應當理解，裝置的一部分可以形成在基板中，而其他部分可以形成在基板上。
圖2是顯示改進之反射型LCoS顯示組件200的立體圖。顯示組件200包括顯示裝置202和印刷電路基板(PCB)204。顯示裝置202包括顯示表面206，光通過該顯示表面進入和離開。入射光被調變(例如，偏振旋轉)，然後離開作為調變影像光束。PCB 204使顯示裝置202可以經由I/O端子(引 腳)208與主機裝置(圖未顯示)通訊並由其供電。顯示裝置202安裝在PCB 204上並與之電連接。如圖所示，顯示裝置202包括一組接合墊210，其經由相應的一組接合線214電連接到PCB 204之互補的一組接合墊212。
圖3是沿著圖2之A-A線所截取的顯示裝置202和PCB 204的剖面圖。顯示裝置202包括反射型顯示背板(reflective display backplane,RDB)300、防護玻璃302、抗反射(anti-reflective,AR)層304、透明電極306、第一配向層308、第二配向層310、以及液晶層312。RDB 300形成在半導體基板301中/上，並且可以是例如互補金屬氧化物半導體(CMOS)矽晶片，該矽晶片具有用於驅動顯示裝置202的影像處理和控制電路(圖未顯示)。RDB 300附加地包括形成在RDB 300的頂表面中/上的像素電極陣列314和像素鏡陣列316。
在操作期間，入射光318以第一預定偏振態偏振，並穿過層304和防護玻璃302的頂面進入，穿過層306、308、312和310，反射離開像素鏡316，然後在離開顯示裝置202之前，再次穿過層310、312、308、306、302和304。液晶層312取決於在液晶層312上施加的電場改變光的偏振。當透明電極306保持在特定電壓時，在液晶層312上的電場由施加在像素鏡316上的電壓控制。因此，根據施加在像素鏡316上的影像訊號對入射光318的偏振進行空間調變，並且將光作為空間調變光束320輸出。然後，由具有預定偏振態的分析儀分析調變光束320，以產生可顯示的影像。因此，響應施加在每個像素鏡316上的特定訊號，每個像素顯示的光的強度取決於由液晶所賦予的偏振。
抗反射層304和透明電極306形成在防護玻璃302的相對表面上。抗反射層304可以是例如工程光學薄膜塗層。透明電極306例如是一層導電材料(例如ITO)，其厚度要足夠薄以使其透明，並用作液晶層312上的共用電極。
配向層308和310有助於液晶層312的液晶分子的配向。第一配向層308形成在透明電極306的底表面上，且第二配向層310形成在像素鏡316上。配向層308和310可以由任何合適的材料例如聚醯亞胺及/或SiOx形成。
像素電極314是形成在RDB 300的電路上方的導電元件。像素電極314由鋁層形成，該鋁層直接沉積在RDB 300上，然後被蝕刻而留下離散電極陣列。蝕刻在各個獨立的像素電極314之間形成物理間隙，從而使它們彼此電隔離。每個像素電極314經由穿過在其上形成像素電極314的層所形成的關聯的一個金屬通孔耦接到下面的電路。在操作期間，每個像素電極314被個別驅動。像 素電極314與透明電極306之間的電場控制設置在它們之間的液晶材料的定向，並因此控制穿過其中的光的偏振的旋轉。
在現有技術的裝置中，鋁電極本身作用為像素鏡。但是，鋁在可見光範圍內的反射率有限，而且透過用於完成RDB 300製造的半導體製造製程，鋁的反射率會進一步降低。
為了克服鋁電極的有限的反射率，每個像素鏡316形成在像素電極314之相應的一個上方以顯著增加其反射率。因為像素鏡316比現有技術的鋁像素鏡遠具有更高的反射性，所以顯示裝置202具有明顯更高的光源效率。像素鏡316由具有比形成像素電極314的鋁更高的光反射率的導電材料形成。在本示例中，藉由在像素電極314上方直接沉積銀層來形成像素鏡316。在300奈米至1000奈米的光波長範圍內，銀的反射率為98%，而鋁的反射率為92%。具有比鋁更高的反射率的其他材料也可以用於形成像素鏡316。例如，像素鏡316可以由銀合金形成，包含AgPbCu(銀-鉛-銅)，但不限於此。在本示例中，僅在每個像素電極314的頂表面上形成像素鏡316。在形成像素鏡316之前在電極間隙中形成SiOx，因此，保持像素電極314之間的間隙。
在非常小的像素電極314上沉積像素鏡316可能是有問題的。像素鏡316必須是均勻的，並且像素鏡316之間的間隙必須被保持。發明人已經確定電鍍是在像素電極314上形成像素鏡316的有效方式。在下面的描述中，藉由非限制性的示例，揭露用於促進電鍍製程的各種手段(例如，裝置配置、製程等)。
圖4A是顯示矽晶圓400的立體圖，該晶圓400具有在其上形成的RDB 300陣列和選擇性地在其上形成的探針接觸墊402。儘管僅示出了正方形的RDB陣列，但是應當理解，將形成盡可能多的RDB以充分利用晶圓400。晶圓400最終將被切割成複數個離散的RDB 300，每個RDB將用於形成個別的顯示裝置202。如特寫視窗404所示，在將晶圓400切割成各別的RDB 300之前，在晶圓400的像素電極314上形成像素鏡316。或者，可以在將晶圓400切割後在RDB 300上形成像素鏡316。
圖4B是顯示沿著圖4A之A-A線所截取的晶圓400的剖面側視圖。如圖所示，接觸墊402和每個RDB 300都連接到晶圓400的相同接地平面406。因此，接觸墊402和接地平面406形成共用(相同)電節點。這允許藉由 將電壓源或接地電極連接到接觸墊402，而在每個RDB 300的接地平面406上施加特定電壓或接地。也可以簡單地藉由將電壓源或接地源電連接到晶圓400的底表面408來在接地平面406上施加特定電壓或接地。
圖4C是透過示例描繪晶圓400的一些電路的圖。在本示例中，接合墊402直接電性連接到接地平面406以提供電連接，通過該電連接，接地平面406的電壓可以由外部電壓及/或接地電極控制。舉例來說，可以藉由使接地電極/探針與接合墊402接觸來將接地平面406設置為接地。
像素鏡316(1-n)中的每一個透過各自的像素驅動電路410和各自的齊納(Zener)二極體412電耦接到接地平面406。在正常操作期間，每個像素驅動電路410響應由驅動電路410接收的影像資料，在與其連接的關聯像素鏡316上施加高電壓和低電壓。舉例來說，當要在像素鏡316上施加高電壓時，像素驅動電路410將像素鏡316連接到高壓線Vdd。當要在像素鏡316上施加低電壓時，像素驅動電路410將像素鏡316連接到接地平面406。然而，在電鍍製程中，像素驅動電路410未通電並且因此不控制施加在像素鏡316上的電壓。
為了施加電鍍電壓及/或向像素鏡316提供電鍍電流，每個二極體412以反向偏壓在像素鏡316中之相應的一個與接地平面406之間連接。如圖所示，每個相應的二極體412的陽極連接到接地層406，而每個相應的二極體412的陰極則連接到像素鏡316中之相應的一個。這允許電流流過像素鏡316，通過二極體412(反向偏壓)，穿過接地平面406，穿過接合墊402，並最終到達電鍍製程的負極。然而，由於二極體412的擊穿電壓超過了由像素驅動電路410所施加的最高電壓(Vdd)，因此二極體412防止了RDB 300在正常操作期間像素鏡316與接地平面406的短路。因此，所有像素鏡316(1-n)可以電耦接到一個共用節點以進行電鍍，但在正常操作期間保持彼此隔離。
現在將參考圖5A至圖5D描述顯示裝置202的製造。
首先，如圖5A所示，提供了晶圓400。此時，晶圓400包括接觸墊402、RDB 300陣列的所有積體電路、以及形成在其上的所有像素電極314(例如，鋁像素鏡)，但是還不包括像素鏡316(例如，鋁像素鏡上的銀層)。
然後，如圖5B所示，透過電鍍在像素電極314上方形成像素鏡316。這包括將接地平面406(圖4)電連接到直流電壓源502的負極端子500。可以藉由例如透過電探針、打線接合或任何合適的臨時連接方式將晶圓400的 接觸墊402電連接到電壓源502來實現將接地平面406電連接到端子500。可選地，可以藉由使端子500與晶圓400的底表面408之間接觸來實現將接地平面406電連接至端子500。在任一情況下，端子500同時電連接至晶圓400的每個像素電極314，使得所有像素電極314在電鍍製程中成為陰極。接下來，將一個施體(donor)銀504電連接到電壓源502的正極端子506，使得銀504成為陽極。然後將晶圓400和銀504兩者浸沒在包含一種或多種溶解的金屬鹽以及促進電流流動的其他離子的電解質溶液508中。然後在端子500和506上施加電壓。該電壓大於二極體412的擊穿電壓，因此電流流入像素電極314中，然後通過二極體412，並通過接地平面406流出。電壓源502將直流電流提供給銀504，從而氧化金屬原子並允許它們溶解在溶液508中。在像素電極314(陰極)處，溶液508(AgNO(aq))中之溶解的金屬離子(Ag+)在溶液508與像素電極314之間的界面處還原，使得像素電極314「析出」。銀504的溶解速率等於像素電極314的電鍍速率。實際上，電解質溶液中的離子由銀504持續補充。一旦獲得足夠厚度的像素鏡316，就將晶圓400與端子500斷開連接，並從溶液508中移出。
接下來，如圖5C所示，在晶圓400的頂表面上直接在像素鏡316上方形成液晶配向層310。配向層310可以由任何合適的材料形成，包括聚醯亞胺及/或SiOx，但不限於此。
最後，如圖5D所示，每個RDB 300耦接到相應的防護玻璃302，並且液晶層312設置在它們之間。防護玻璃302包括抗反射層304和透明電極306，它們在耦接到RDB 300之前形成在防護玻璃302相對的表面上。
從晶圓400將RDB 300切割成單顆(singulation)通常發生在圖5C和圖5D所示的步驟之間。但是，可以想到的是可以在切割成單顆後進行電鍍。當在電鍍製程之前將晶圓400切割成單顆時，藉由例如在電鍍製程期間在端子500與RDB 300的底表面之間建立接觸，將每個RDB 300個別電連接至端子500。
圖6A顯示包括形成在其上的複數個RDB的替代晶圓600。晶圓600與晶圓400基本相似，除了晶圓600具有用於在電鍍製程中與晶圓600之所有像素電極建立電連接的替代電路之外。
晶圓600包括RDB陣列602，其經由複數條導電電路線606電連接到形成在晶圓600上的接觸墊604。電路線606在每個RDB 602的接觸墊604 之間提供導電路徑。確實，電路線606和接觸墊604形成共用電節點。如圖所示，電路線606分支成複數個平行的行(columns)，這些平行的行提供電路徑到RDB 602之相應的行。
圖6B是顯示晶圓600的RDB 602與接觸墊604之間的電連接的電路圖。每個個別的像素鏡608通過相應的齊納二極體610電連接到電路線606。更具體地，每個二極體610的陽極和陰極分別連接到電路線606和像素鏡608。這允許電流在電鍍期間從像素鏡608流到接觸墊604，而當在RDB 602的正常操作期間電驅動像素鏡608時，防止電流流過二極體610。在電鍍製程期間中，二極體610兩端的電壓降至少與二極體610的擊穿電壓一樣大，使得電流流過其中。在正常操作中驅動像素鏡608期間，由像素驅動電路(圖未示出)施加在其上的高電壓小於二極體610的擊穿電壓，從而防止像素鏡608彼此短路。換句話說，高像素驅動電壓沒有高到足以導致電流以反向偏壓流過二極體610。
圖6C是晶圓600顯示其電路的代表性剖面側視圖。如圖所示，每個RDB 602的像素鏡608形成在相應的像素電極612上。在晶圓600的製造期間，像素電極612由鋁形成，並且藉由將銀直接電鍍在像素電極612上來形成像素鏡608。可以可選地藉由將其他高反射性材料，包含銀-鉛-銅合金或其他銀合金，但不限於此，電鍍到像素電極612上來形成像素鏡608。
圖7A是根據另一替代示例實施例的晶圓700的電路圖。晶圓700的電路與晶圓600基本相同，除了用二極體702代替二極體610之外。如圖所示，二極體702被配置成使得陽極連接到相應的像素鏡608，並且陰極連接到電路線606。在電鍍製程期間中，負極連接到接觸墊604，電流從像素鏡608通過二極體702，通過接觸墊604，然後流到電源的負端子。在正常像素驅動操作期間，因為二極體702防止電流回流，所以施加在像素上的高電壓不會施加在相鄰的像素上。因此，在驅動操作期間，像素鏡608彼此電隔離，但在電鍍期間不彼此電隔離。當然，在驅動操作期間，裝置704從晶圓600切割成單顆，因此與接觸墊604斷開。
圖7B是晶圓700顯示其電路的代表性剖面側視圖。如圖所示，每個裝置704的像素鏡608形成在相應的像素電極612上。在晶圓700的製造期間，像素電極612由鋁形成，並且像素鏡608藉由直接在像素電極612上電鍍銀 來形成。可以可選地藉由將任何其他已知的高反射性材料，包括銀-鉛-銅或某種其他合金，但不限於此，電鍍到像素電極612上來形成像素鏡608。
圖8是概述製造反射型LCoS顯示背板的方法800的流程圖。在第一步驟802中，提供具有複數個由第一導電材料形成的像素電極的電路基板。然後，在第二步驟804中，提供反射率高於第一導電材料的第二導電材料。最後，在第三步驟806中，利用第二導電材料在每個相應的像素電極上形成像素鏡。
圖9是概述用於執行方法800的第三步驟806的一個示例方法的流程圖900。在第一步驟902中，提供具有第一端子和第二端子的電源。然後，在第二步驟904中，將第一端子電連接到像素電極。接下來，在第三步驟906中，第二端子電連接到第二導電材料。然後，在第四步驟908中，將電路基板和第二導電材料浸沒在電解質溶液中。最後，在第五步驟910中，在第二端子上施加電壓。
現在完成本發明的特定實施例的描述。在不脫離本發明範圍的情況下，許多所描述的特徵可以被替換、改變或省略。例如，可以用替代的高反射性導電材料(例如，銀-鉛-銅合金、金、銅等)代替用於電鍍像素電極的銀。作為另一個例子，形成像素鏡的替代方法(例如，光遮罩和金屬沉積等)可以代替電鍍製程。作為另一個示例，每個像素的驅動電路可以被配置為使得當像素驅動電路處於未供電狀態(例如，當RDB連接到可運作的電源之前仍整合在晶片中時等)時，像素鏡透過驅動電路被電耦接到共用節點(例如，接地平面、接觸墊等)。作為又一個示例，可以經由熔絲耦接像素鏡以進行電鍍製程，該熔絲可以在電鍍製程完成後中斷。特別是鑒於上述揭露內容，與所示的特定實施例的這些和其他偏差對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者將是顯而易見的。
202:顯示裝置
204:印刷電路基板
300:反射型顯示背板(RDB)
301:半導體基板
302:防護玻璃
304:抗反射層
306:透明電極
308:第一配向層
310:第二配向層
312:液晶層
314:像素電極(像素電極陣列)
316:像素鏡(電極陣列)
318:入射光
320:調變光束

Claims (29)

  1. 一種液晶顯示裝置，包括：一電路基板；一像素電極陣列，形成在所述電路基板上，所述像素電極由具有一第一反射率的一第一導電材料形成；一導電像素鏡陣列，由具有一第二反射率的一第二導電材料形成，該第二反射率大於該第一反射率，所述導電像素鏡中的每一個形成在所述像素電極之相應的一個上；一透明電極，設置在所述導電像素鏡陣列上方；以及一液晶材料，設置在所述導電像素鏡與所述透明電極之間，其中，所述電路基板包括複數個二極體；以及每個像素電極經由所述二極體之相應的一個電連接到所述電路基板的一共用節點。
  2. 如請求項1之液晶顯示裝置，其中：所述像素電極中的每一個是一反射型顯示背板的一鋁像素鏡；以及所述導電像素鏡中的每一個是形成在所述鋁像素鏡中之相應的一個上包含銀的一層。
  3. 如請求項1之液晶顯示裝置，其中，所述第一導電材料包括鋁。
  4. 如請求項3之液晶顯示裝置，其中，所述第二導電材料包括銀。
  5. 如請求項3之液晶顯示裝置，其中，所述第二導電材料包括一銀合金。
  6. 如請求項5之液晶顯示裝置，其中，所述第二導電材料包括一銀-鉛-銅合金。
  7. 如請求項1之液晶顯示裝置，其中，所述第二導電材料包括銀。
  8. 如請求項1之液晶顯示裝置，其中，所述第二導電材料包括一銀合金。
  9. 如請求項8之液晶顯示裝置，其中，所述第二導電材料包括一銀-鉛-銅合金。
  10. 如請求項1之液晶顯示裝置，進一步包括一液晶配向層，所述液晶配向層直接設置在所述導電像素鏡陣列上。
  11. 如請求項1之液晶顯示裝置，還包括：一平坦化層，直接設置在所述導電像素鏡陣列上；以及一液晶配向層，直接設置在所述平坦化層上。
  12. 如請求項1之液晶顯示裝置，其中：所述二極體中的每一個包括一陽極和一陰極；所述二極體中之每個相應的一個的所述陽極電耦接到所述共用節點；以及所述二極體中之每個相應的一個的所述陰極電耦接到所述像素電極中關聯的一個。
  13. 如請求項12之液晶顯示裝置，其中，所述共用節點是所述電路基板的一接地平面。
  14. 如請求項12之液晶顯示裝置，其中：所述二極體中的每一個具有一擊穿電壓，所述擊穿電壓大於在所述液晶顯示裝置的操作期間驅動所述像素電極所需的電壓；以及在所述陰極上施加大於或等於所述二極體的所述擊穿電壓的電壓會導致電流反向偏壓地流過所述二極體。
  15. 如請求項1之液晶顯示裝置，其中：所述二極體中的每一個包括一陽極和一陰極；所述二極體中的每一個的所述陰極電耦接到所述共用節點；以及所述像素電極中的每一個電耦接到所述二極體中關聯的一個的一陽極。
  16. 如請求項15之液晶顯示裝置，其中：所述電路基板包括一接觸墊；以及所述接觸墊電耦接到所述共用節點。
  17. 一種製造液晶顯示裝置的方法，該方法包括： 提供一電路基板，所述電路基板包括形成在其上的一像素電極陣列，所述像素電極包括具有一第一反射率的一第一導電材料；提供具有一第二反射率的一第二導電材料，該第二反射率大於該第一反射率；提供一透明電極；提供一液晶材料；由所述第二導電材料在所述像素電極陣列上方形成一導電像素鏡陣列，使得所述導電像素鏡中的每一個形成在所述像素電極之相應的一個上方；將所述透明電極設置在所述導電像素鏡陣列上方；以及將所述液晶材料設置在所述透明電極與所述導電像素鏡陣列之間，其中，所述電路基板包括複數個二極體；以及每個像素電極經由所述二極體之相應的一個電連接到所述電路基板的一共用節點。
  18. 如請求項17之方法，其中，在所述像素電極陣列上方形成所述導電像素鏡陣列的步驟包括在所述第一導電材料上電鍍所述第二導電材料。
  19. 如請求項17之方法，其中，所述第二導電材料包括銀。
  20. 如請求項17之方法，其中，所述第二導電材料包括一銀合金。
  21. 如請求項20之方法，其中，所述銀合金包括一銀-鉛-銅合金。
  22. 如請求項17之方法，進一步包括：在所述導電像素鏡陣列上方形成一平坦化層；以及在所述導電像素鏡上方形成所述平坦化層之後，在所述平坦化層上形成一液晶配向層。
  23. 如請求項17之方法，還包括直接在所述導電鏡陣列上形成一液晶配向層。
  24. 如請求項17之方法，其中：所述第一導電材料包括鋁；以及所述第二導電材料包括銀。
  25. 如請求項17之方法，其中：所述二極體中的每一個包括一陽極和一陰極；所述二極體中之每個相應的一個的所述陽極電耦接到所述共用節點；以及所述二極體中之每個相應的一個的所述陰極電耦接到所述像素電極中關聯的一個。
  26. 如請求項25之方法，其中，所述共用節點是所述電路基板的一接地平面。
  27. 如請求項25之方法，其中：所述二極體中的每一個具有一擊穿電壓，所述擊穿電壓大於在所述液晶顯示裝置的操作期間驅動所述像素電極所需的電壓；以及形成所述導電像素鏡陣列的步驟包括在所述陰極上施加大於或等於所述二極體的所述擊穿電壓的電壓，使得電流以反向偏壓地流過所述二極體。
  28. 如請求項17之方法，其中：所述二極體中的每一個包括一陽極和一陰極；所述二極體中的每一個的所述陰極電耦接到所述共用節點；以及所述像素電極中每一個電耦接到所述二極體中關聯的一個的一陽極。
  29. 如請求項28之方法，其中：所述電路基板包括一接觸墊；以及所述接觸墊電連接到所述共用節點。
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