专利名称：反射式显示器及其薄膜晶体管数组基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示器及其组件，且特别是有关于一种反射式显示器及其薄膜晶体管数组基板。
背景技术：
一般反射式液晶显示器(Reflective Liquid Crystal Display, Reflective IXD)通常包括二块基板以及一配置于这二块基板之间的液晶层(liquid crystal layer)。 其中一块基板通常是彩色滤光基板(color filter substrate)，而另一块基板通常是晶体 '0' ! -(transistor array substrate)0彩色滤光基板通常具有一透明电极以及多种滤光层(filter layer)。在这些滤光层之中，有的滤光层能将光线过滤成红光，有的滤光层能将光线过滤成绿光，而有的滤光层能将光线过滤成蓝光。晶体管数组基板通常具有多个金属电极，其多半是由铝所制成。这些金属电极分别对应这些滤光层，而液晶层位于透明电极与这些金属电极之间。当反射式液晶显示器运作时，从外界入射的光线会先依序穿透滤光层与透明电极，之后再入射至液晶层。此时，金属电极能产生画素电压，使金属电极与透明电极之间形成电场。液晶层内的液晶分子受到电场的驱使而会转动，从而控制从外界入射的光线对液晶层的穿透。如此，液晶层能允许光线通过或是遮挡(block)光线。当液晶层允许从外界入射的光线通过时，此光线会入射至金属电极，并且被金属电极反射。被金属电极反射的光线会依序穿透液晶层、透明电极以及滤光层。最后，光线从反射式液晶显示器出射，促使彩色影像得以显示。由此可知，从反射式液晶显示器出射的光线已经穿透滤光层二次，以至于原先从外界入射的光线，其大部分能量会被滤光层所损耗，进而大幅降低光利用率。这会造成反射式液晶显示器的画面亮度(brightness)不足以及对比(contrast)偏低的问题。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种薄膜晶体管数组基板，以提高反射式显示器的光利用率；另提供一种反射式显示器，其采用上述薄膜晶体管数组基板，以解决画面亮度不足以及对比偏低的问题。为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种薄膜晶体管数组基板，其特征在于，包括一基板；一画素数组，配置于该基板上，并且包括多个晶体管，各该晶体管包括一闸极、一汲极、一源极以及一通道层，在各该晶体管中，该通道层位于该间极与该汲极之间，以及该闸极与该源极之间，其中该通道层与该闸极、该汲极及该源极部分重叠；以及多个反射电极，分别电性连接该些汲极，各该反射电极包括一导电层以及多个染料粒子，其中该些染料粒子分布于该导电层内。进一步地，更包括一绝缘层，该绝缘层配置于该基板上，并覆盖该些晶体管，而该些反射电极配置于该绝缘层上，其中该些导电层接触该绝缘层。
进一步地，其中该绝缘层具有多个接触孔，各该接触孔位于其中一该汲极之上，而该些反射电极分别延伸至该些接触孔内，并且分别接触及连接该些汲极。进一步地，其中该些间极接触该基板，该些通道层分别位于该些间极的上方，而该些汲极与该些源极分别配置于该些通道层上。进一步地，更包括一间极介电层，该间极介电层覆盖该些间极，而该些通道层配置于该闸极介电层上。进一步地，其中该些导电层的材质包括多个纳米银颗粒或多个纳米金颗粒，其中该些染料粒子的材质包括甲基红，其中该些反射电极的厚度大于50纳米。本发明还提供采用上述薄膜晶体管数组基板的一种反射式显示器，其特征在于， 包括一如上述的薄膜晶体管数组基板，包括一基板；一画素数组，配置于该基板上，并且包括多个晶体管，各该晶体管包括一间极、一汲极、一源极以及一通道层，在各该晶体管中，该通道层位于该闸极与该汲极之间，以及该闸极与该源极之间，其中该通道层与该闸极、该汲极及该源极部分重叠；多个反射电极，分别电性连接该些汲极，而各该反射电极包括一导电层以及多个染料粒子，其中该些染料粒子分布于该导电层内；一透明基板，包括一平板与一透明电极，该透明电极配置于该平板上，并位于该平板与该画素数组之间；一液态材料层，配置于该透明电极与该画素数组之间；以及一框胶，围绕该液态材料层，并连接于该薄膜晶体管数组基板与该透明基板之间。进一步地，其中该液态材料层为一液晶层。进一步地，更包括多个间隔件，该些间隔件配置于该液态材料层内，并接触该薄膜晶体管数组基板与该透明基板。进一步地，更包括一疏水性介电层，配置于该画素数组上；以及多个挡墙，配置于该疏水性介电层上，并且在该疏水性介电层上定义出多个画素区，而该些画素区分别对应于该些反射电极，该液态材料层位于该疏水性介电层上，并包括一极性液体以及多个非极性液体，其中各该非极性液体位于其中一该画素区内，而该极性液体覆盖该些挡墙与该些非极性液体。与现有技术相比较，本发明具有以下优点本发明的反射式显示器乃是利用上述反射电极来反射出多种单色光(例如红光、绿光以及蓝光)，所以本发明的反射式显示器不需要采用任何滤光层，因而能减少光线能量的损耗，提高光利用率，进而解决习知反射式液晶显示器画面亮度不足与对比偏低的问题。
图IA是本发明第一实施例的反射式显示器的剖面示意图。图IB是图IA中反射电极的放大示意图。图2是本发明第二实施例的反射式显示器的剖面示意图。主要组件符号说明反射式显示器基板
反射电极闬极介电层透明基板 i极
极性液体
疏水性介电馬
画素区
汲极
接触孔
染料粒子
厚度
Wi
Gl Ll
薄膜晶1. 画素数组
气体管
BS
绝缘层平板
液态材料.层间隔件非极性液体挡墙 — 通道层闬极 — 导电层
WM
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明做进一步的说明。图IA是本发明第一实施例的反射式显示器的剖面示意图。请参阅图1A，本实施例的反射式显示器100为一种反射式液晶显示器，并且包括一薄膜晶体管数组基板110、一透明基板120、一液态材料层130以及一框胶140，其中液态材料层130配置于薄膜晶体管数组基板110与透明基板120之间，并且被框胶140所围绕。框胶140围绕液态材料层130，并且连接于薄膜晶体管数组基板110以及透明基板 120之间。详细而言，框胶140可以是一种胶材(adhesive)，所以能黏着薄膜晶体管数组基板110与透明基板120。因此，框胶140能使薄膜晶体管数组基板110与透明基板120结合在一起，并且密封液态材料层130，以防止液态材料层130外漏。薄膜晶体管数组基板110包括一基板112以及一画素数组114，而画素数组114配置于基板112上，并且包括多个晶体管114t与多个反射电极114r。这些晶体管114t可以皆为场效晶体管(Field-Effect Transistor, FET)，所以各个晶体管114t包括一闸极G1、 一汲极D1、一源极Sl以及一通道层Cl。在各个晶体管114t中，通道层Cl位于闸极Gl与汲极Dl之间，以与闸极Gl与源极Sl之间，其中通道层Cl与闸极G1、汲极Dl以及源极Sl 部分重叠。这些反射电极114r分别电性连接这些汲极Dl，因此这些晶体管114t能控制输入至这些反射电极114r电信号，以使反射电极114r产生画素电压。另外，这些反射电极114r能反射具有特定波长的单色光(monochromatic light)，且各个反射电极114r所反射出来的光线，其波长也不尽相同。举例而言，有些反射电极114r能反射红光，有些反射电极114r 能反射绿光，而有些反射电极114r能反射蓝光。图IB是图IA中反射电极的放大示意图。请参阅图IA与图1B，各个反射电极114r 包括一导电层Ll以及多个染料粒子P1，而这些染料粒子Pl分布于导电层Ll内，其中导电层Ll的材质可以包括多个纳米银颗粒或多个纳米金颗粒等多个具有导电性的颗粒，即导电层Ll可以是由这些纳米银颗粒或这些纳米金颗粒所形成，因此这些反射电极114r皆为导体，所以能接收从晶体管114t而来的电信号，进而产生画素电极。染料粒子Pl的材质可以包括甲基红等染料，而这些染料粒子Pl所呈现的颜色都不尽相同，例如有些染料粒子Pi呈现红色，有些染料粒子Pi呈现绿色，而有些染料粒子Pi 呈现蓝色。因此，有些反射电极114r能反射红光，有些反射电极114r能反射绿光，而有些反射电极114r能反射蓝光。这些反射电极114r可以采用喷印(inkjet printing)的方法来形成。详细而言， 形成这些反射电极114r的方法可以是在基板112上喷涂多种有色颜料，例如红色颜料、绿色颜料以及蓝色颜料。这些有色颜料例如是不透明颜料，且可以是由染料溶液以及导电纳米墨水二者混合而成，其中导电纳米墨水含有多个纳米银颗粒或多个纳米金颗粒等具有导电性的颗粒。这些有色颜料的黏度值(viscosity)可介于10至20厘泊(centi-poise，cp)，而染料溶液与导电纳米墨水二者的固含量占整个有色颜料的重量百分比可介于3(Γ50%，其中染料溶液与导电纳米墨水二者的比例可以约为1 :15。在这些有色颜料喷涂完毕之后，将这些有色颜料内的溶剂挥发，例如对有色颜料进行烘干。如此，这些反射电极114ι 得以形成。另外，这些反射电极114r的厚度Tl可以大于习知反射式液晶显示器的金属电极的厚度，例如反射电极114r的厚度Tl可以大于50纳米。如此，能降低反射电极114r的光穿透率(transmittance)，甚至让反射电极114r能完全遮挡光线，进而增加反射式显示器 100的色彩饱和度。图IA所示的薄膜晶体管数组基板110为一种底闸极型(bottom-gate)的晶体管数组基板。详细而言，这些闸极Gl皆配置在基板112上，并且接触基板112，其中这些通道层 Cl分别位于这些闸极Gl的上方，而这些汲极Dl与源极Sl分别配置于这些通道层Cl上。薄膜晶体管数组基板110更包括一闸极介电层116以及一绝缘层118，其中闸极介电层116覆盖这些闸极G1，而这些通道层Cl配置于闸极介电层116上。绝缘层118配置于基板112上，并覆盖这些晶体管114t，而这些反射电极114i 皆配置于绝缘层118上，其中这些导电层Ll皆接触绝缘层118，如图IB所示。此外，绝缘层118可以具有多个接触孔H1，如图IA所示，而各个接触孔Hl位于其中一个汲极Dl之上。这些反射电极114i 分别延伸至这些接触孔Hl内，并且分别接触及连接这些汲极D1。换句话说，这些反射电极114i 能经由这些接触孔Hl来分别电性连接这些晶体管114t，从而能接收从这些晶体管114t而来的电信号。值得一提的是，虽然图IA所示的薄膜晶体管数组基板110为底闸极型的晶体管数组基板，但在其它实施例中，薄膜晶体管数组基板110也可以是顶闸极型(top-gate)的晶体管数组基板。也就是说，这些反射电极114r也能应用于顶闸极型的晶体管数组基板。因此，图IA所示的薄膜晶体管数组基板110仅供举例说明，并非限定本发明。透明基板120包括一平板122与一透明电极124。透明电极124配置于平板122 上，并位于平板122与画素数组114之间。液态材料层130配置于透明电极124与画素数组114之间，且为含有多个液晶分子的液晶层，因此能产生画素电压的反射电极114i 可以在液态材料层130内形成电场，以控制从外界入射的光线对液态材料层130的穿透。如此， 液态材料层130能允许光线通过或遮挡光线。此外，从外界入射的光线例如是白光或自然光。从外界入射的光线会先穿透透明基板120，之后再入射至液态材料层130。当液态材料层130允许从外界入射的光线通过时，光线会入射至反射电极114r，而这些反射电极 114r会反射出多种具有特定波长的单色光，其例如是红光、绿光以及蓝光。当这些反射电极 114r反射出这些单色光时，这些单色光会再次穿透透明基板120，并从反射式显示器100出射，促使彩色影像得以显示。基于上述，由于反射式显示器100利用这些反射电极114r，因而能在不采用任何滤光层的条件下反射出多种单色光(例如红光、绿光以及蓝光)。虽然从反射式显示器100 所出射的光线已穿透过透明基板120 二次，但由于反射式显示器100不采用任何滤光层，所以光线不会穿透任何滤光片。相较于习知反射式液晶显示器，反射式显示器100能减少光线能量的损耗，以提高光利用率，进而解决习知反射式液晶显示器画面亮度不足与对比偏低的问题。另外，反射式显示器100可以更包括多个间隔件150。这些间隔件150配置于液态材料层130内，并接触薄膜晶体管数组基板110与透明基板120。位在薄膜晶体管数组基板 110上的间隔件150能支撑透明基板120，以维持薄膜晶体管数组基板110与透明基板120 之间的间隙，让液态材料层130得以配置于薄膜晶体管数组基板110与透明基板120之间。 此夕卜，这些间隔件150可以是球状间隔件(ball spacer)或光间隔件(Photo Spacer, PS)。以上反射式显示器100为一种反射式液晶显示器，而这表示薄膜晶体管数组基板110可以应用于反射式液晶显示器。然而，除了反射式液晶显示器之外，薄膜晶体管数组基板110也可应用于其它类型的反射式显示器，例如电湿润显示器(electrowetting display)，因此图IA所示的反射式显示器100的类型仅供举例说明，并非限定本发明。图2是本发明第二实施例的反射式显示器的剖面示意图。请参阅图2，虽然本实施例的反射式显示器200与反射式显示器100 二者皆包括薄膜晶体管数组基板110与框胶 140，但反射式显示器200却是不同于反射式显示器100类型的显示器，且为一种电湿润显不器。详细而言，反射式显示器200还包括一透明基板220、一液态材料层230、一疏水性介电层MO以及多个挡墙250。有别于图IA所示的反射式显示器100，透明基板220例如是玻璃板，且可不具有任何透明电极124，而液态材料层230包括一极性液体231以及多个非极性液体232，其中极性液体231例如是去离子水或一般水性溶液，而非极性液体232例如是油墨或其它油性溶液，因此极性液体231与非极性液体232 二者并不相溶。疏水性介电层240配置于画素数组114上，而液态材料层230位于疏水性介电层 240上，所以疏水性介电层240位于画素数组114与液态材料层230之间。这些挡墙250配置于疏水性介电层240上，并且在疏水性介电层240上定义出多个画素区Al。此外，疏水性介电层240可以是透明的，所以从疏水性介电层240观看这些反射电极114r，可以看到各个反射电极114r所呈现的颜色。这些画素区Al分别对应于这些反射电极114r。以图2为例，各个画素区Al位于其中一个反射电极114r的正上方。各个非极性液体232位于其中一个画素区Al内，而极性液体231覆盖这些挡墙250与这些非极性液体232。挡墙250可以是由亲水性材料 (hydrophilic material) PffMi^o这些非极性液体232的颜色可为黑色。当反射式显示器200运作而显示影像时， 一些反射电极114r会产生画素电压(如图2中左边的反射电极114r)。此时，这些产生画素电压的反射电极114r会促使疏水性介电层240吸引极性液体231，而受到吸引的极性液体 231会挤压非极性液体232，以减少非极性液体232占据画素区Al的面积(如图2中左边的非极性液体232)。如此，画素区Al得以显示灰阶值偏高的颜色。此外，当反射式显示器200运作而显示影像时，另一些反射电极114r则不产生画素电压(如图2中右边的反射电极114r)。此时，极性液体231会受到疏水性介电层MO的排斥，但非极性液体232却受到疏水性介电层240的吸引，进而增加非极性液体232占据画素区Al的面积(如图2中右边的非极性液体232)。如此，画素区Al得以显示灰阶值偏低或低灰阶的颜色，例如黑色。综上所述，本发明的反射式显示器乃是利用上述反射电极来反射出多种单色光 (例如红光、绿光以及蓝光)，所以本发明的反射式显示器不需要采用任何滤光层。相较于习知反射式液晶显示器而言，本发明的反射式显示器所出射的光线并不会穿透任何滤光片， 从而能减少光线能量的损耗，以提高光利用率，进而解决习知反射式液晶显示器画面亮度不足与对比偏低的问题。虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，所作更动与润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种薄膜晶体管数组基板，其特征在于，包括一基板；一画素数组，配置于该基板上，并且包括多个晶体管，各该晶体管包括一间极、一汲极、一源极以及一通道层，在各该晶体管中，该通道层位于该间极与该汲极之间，以及该闸极与该源极之间，其中该通道层与该间极、该汲极及该源极部分重叠；以及多个反射电极， 分别电性连接该些汲极，各该反射电极包括一导电层以及多个染料粒子，其中该些染料粒子分布于该导电层内。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管数组基板，其特征在于更包括一绝缘层，该绝缘层配置于该基板上，并覆盖该些晶体管，而该些反射电极配置于该绝缘层上，其中该些导电层接触该绝缘层。
3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管数组基板，其特征在于其中该绝缘层具有多个接触孔，各该接触孔位于其中一该汲极之上，而该些反射电极分别延伸至该些接触孔内，并且分别接触及连接该些汲极。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管数组基板，其特征在于其中该些间极接触该基板，该些通道层分别位于该些间极的上方，而该些汲极与该些源极分别配置于该些通道层上。
5.根据权利要求4所述的薄膜晶体管数组基板，其特征在于更包括一间极介电层，该闸极介电层覆盖该些间极，而该些通道层配置于该间极介电层上。
6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管数组基板，其特征在于其中该些导电层的材质包括多个纳米银颗粒或多个纳米金颗粒，其中该些染料粒子的材质包括甲基红，其中该些反射电极的厚度大于50纳米。
7.一种反射式显示器，其特征在于，包括一如权利要求1至6项中任一项的薄膜晶体管数组基板，包括一基板；一画素数组，配置于该基板上，并且包括多个晶体管，各该晶体管包括一间极、一汲极、一源极以及一通道层，在各该晶体管中，该通道层位于该间极与该汲极之间，以及该闸极与该源极之间，其中该通道层与该间极、该汲极及该源极部分重叠；多个反射电极，分别电性连接该些汲极，而各该反射电极包括一导电层以及多个染料粒子，其中该些染料粒子分布于该导电层内；一透明基板，包括一平板与一透明电极，该透明电极配置于该平板上，并位于该平板与该画素数组之间；一液态材料层，配置于该透明电极与该画素数组之间；以及一框胶，围绕该液态材料层，并连接于该薄膜晶体管数组基板与该透明基板之间。
8.根据权利要求7所述的反射式显示器，其特征在于其中该液态材料层为一液晶层。
9.根据权利要求8所述的反射式显示器，其特征在于更包括多个间隔件，该些间隔件配置于该液态材料层内，并接触该薄膜晶体管数组基板与该透明基板。
10.根据权利要求7所述的反射式显示器，其特征在于，更包括一疏水性介电层，配置于该画素数组上；以及多个挡墙，配置于该疏水性介电层上，并且在该疏水性介电层上定义出多个画素区，而该些画素区分别对应于该些反射电极，该液态材料层位于该疏水性介电层上，并包括一极性液体以及多个非极性液体，其中各该非极性液体位于其中一该画素区内，而该极性液体覆盖该些挡墙与该些非极性液体。
全文摘要
本发明涉及一种薄膜晶体管数组基板，包括一基板以及一画素数组；该画素数组配置于基板上，并且包括多个晶体管与多个反射电极；各个晶体管包括一闸极、一汲极、一源极以及一通道层；在各个晶体管中，通道层位于闸极与汲极之间，以与闸极与源极之间；通道层与闸极、汲极及源极部分重叠；这些反射电极分别电性连接这些汲极；各个反射电极包括多个染料粒子以及一导电层；这些染料粒子分布于导电层内。本发明还提供一种包含该薄膜晶体管数组基板的反射式显示器。本发明可以提高反射式显示器的光利用率，解决反射式显示器的画面亮度不足以及对比偏低的问题。
文档编号G02F1/1362GK102279490SQ20111008821
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月9日 优先权日2011年4月9日
发明者刘胜发, 李怀安, 沈俊佑, 邱宝贤, 陈玉仙 申请人:中华映管股份有限公司, 福州华映视讯有限公司