CN100339754C - 应用于反射式平面显示器的反射电极的制作方法及光罩 - Google Patents

Abstract

一种应用于反射式平面显示器的反射电极的制作方法及光罩。首先，涂布一可热流动有机层于基板的上表面，并透过一具半穿透区域的光罩部分曝光此有机层，在有机层中形成未曝光的第一区、低度曝光的第二区与高度曝光的第三区，而此第二区位于第一区与第三区之间。随后，显影去除有机层中曝光的部分，以在有机层的上表面形成阶梯状凸起。然后，施以热流以使前述阶梯状凸起转变为曲面凸起。接下来，再制作一金属反射电极层于曲面凸起的上表面。本发明克服了现有技术的缺陷，可以简化反射电极的制作流程，并缩短制程所耗费的时间，还可免去更换光罩的过程所需耗费的时间成本。

Description

应用于反射式平面显示器的反射电极的制作方法及光罩

技术领域

本发明涉及一种应用于反射式平面显示器的反射电极的制作方法及光罩，尤其是一种仅以一道光罩来制作反射电极的制作方法及光罩。

背景技术

随着薄膜晶体管制作技术的快速进步，液晶显示器由于具备了轻薄、省电、无幅射线等优点，大量的应用于个人数字助理器、笔记型电脑、数码相机、摄录影机、移动电话等各式电子产品中。然而，由于液晶显示器为一非自发光的显示器，因此，传统上，以一冷阴极灯管作为背光源，所产生的光线穿透扩散膜、偏光片等光学膜层，形成一均匀的平面光射入液晶显示面板，藉以呈现影像。

一般而言，背光源所产生的光线仅有不到10％可以穿出液晶显示面板而应用在显示上，其余的光能量均在穿透光学膜层与液晶显示面板的过程中被吸收。为了解决上述问题，反射式液晶显示器被开发出来。反射式液晶显示器利用环境光线取代背光源的功能，因而不需装置冷阴极灯管与相关光学膜层于显示器之中。藉此，除了可以节省显示器的能量消耗，更可以降低显示器的尺寸与重量。

请参照图1，显示一典型的反射式液晶显示器。包括一上基板30、一下基板10与夹合于上下基板30与10间的液晶分子层20。上基板30的下表面制作有一共同电极32，而下基板10的上表面制作有一反射电极12。并且，藉由共同电极32与反射电极12间的电位差驱动液晶分子转动，以达到显示的目的。

请参照图2，显示一典型反射式液晶显示器像素结构的示意图。此像素结构包括一薄膜晶体管50与一反射电极40。薄膜晶体管50的栅极连接至一扫描线60，源极连接至一信号线70，而漏极连接至反射电极40。此薄膜晶体管50作为一开关，由扫描线60控制此开关的开启与否，并藉以决定来自信号线70的显示信号是否传送至反射电极40。值得注意的是，在上述反射电极40的上表面制作有复数个曲面凸起42，以增加此液晶显示器的可视范围，同时降低镜面效应(mirror effect)对正常显示的影响。

请参照图3A至图3E，显示一典型凸点反射电极的制作流程，并且，图中所示对应于图2中a-a的剖面。首先，如图3A所示，涂布一有机层120于一基板100的上表面，并透过一光罩M1曝光此有机层120，仅保留一第一曝光区122未予曝光，而其余未受到光罩M1遮蔽的部分，具有相当于有机层120厚度30％-70％的曝光深度。随后，请参照图3B所示，透过一光罩M2曝光此有机层120，此光罩M2遮蔽上述第一曝光区122与其周边区域，以在第一曝光区122周围形成具有有机层120厚度30％-70％的曝光深度的第二曝光区124，而其余未受到光罩M2遮蔽的部分，产生相当于有机层120厚度90％的曝光深度。接着，请参照图3C，透过一光罩M3曝光此有机层120，以形成一完全曝光的第三曝光区126定义内连线的位置。

随后，请参照图3D，以显影液去除有机层120中曝光的部分，在对应于上述第一曝光区122与第二曝光区124的位置，形成一阶梯状凸起128，并且，在对应于上述第三曝光区126的位置，形成一窗口130。接着，请参照图3E，对此有机层120施以热流，使上述阶梯状凸起128转变为一平缓的曲面凸起132，随后，再制作金属反射电极层160于此有机层120的上表面，并且填入上述窗口130之中。

在上述凸点反射电极的制程中，一共使用有三道光罩M1、M2与M3，同时也配合光罩进行了三道曝光制程。而在每一道曝光制程之前，都必须将光罩与形成于有机层120的曝光图案确实对准，以防止曝光过程产生误差。因此，除了造成制程时间的延长外，同时亦提高了制程的繁杂性。

于是，由于反射电极对于反射式液晶显示器的显示有明显影响，而反射电极的制作成本也将严重影响反射式液晶显示器的制作成本，因此，如何减少反射电极的制作步骤也就成了制程改进的重点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种用于反射式平面显示器反射电极的制作方法及光罩，仅需要一道光罩进行微影制程，可以降低反射电极制作流程的繁琐与困难。

为此，本发明揭露一种反射电极的制作方法，其应用于反射式平面显示器。首先，涂布一可热流动有机层于基板的上表面。接着，透过一具半穿透区域的光罩部分曝光此有机层，在有机层中形成未曝光的第一区、低度曝光的第二区与高度曝光的第三区，并且，此第二区位于第一区与第三区间。随后，显影去除有机层中曝光的部分，以在有机层的上表面形成阶梯状结构。然后，对有机层施以热流，使前述阶梯状结构转变为曲面结构。接下来，再制作一金属反射电极层于曲面结构的上表面，以完成反射电极的制作流程。

为了进行前述制作流程以制作反射电极，本发明提供一种光罩，包括有一网状区域与一连接线区域。其中，网状区域用以定义反射电极的位置，并且，此网状区域的网眼部分与网线部分间夹有半透光区，同时，此半透光区的面积大于网眼部分的面积。连接线区域包括一全透光区以定义内连线的位置。

在本发明反射电极制作流程中，可通过光罩制作出凸点反射电极。

在本发明反射电极制作流程中，还可通过光罩制作出凹点反射电极。

本发明的特点和优点是：在本发明反射电极的制作流程中，透过具有半透光区的光罩一次曝光有机层，同时产生未曝光的第一区、低度曝光的第二区与高度曝光的第三区，以形成阶梯状结构；同时，在本发明的制程中仅使用一道光罩，因而免除了传统制程中的三道光罩，不需要在各道微影制程前进行对准、曝光的步骤。本发明克服了现有技术的缺陷，可以简化反射电极的制作流程，并缩短制程所耗费的时间，还可免去更换光罩的过程所需耗费的时间成本。

附图说明

图1为一公知反射式液晶显示器的示意图。

图2为一公知反射式液晶显示器像素结构的示意图。

图3A至图3E为一公知凸点反射电极的制作流程的示意图，并且，此凸点反射电极应用于图2中的像素电极。

图4A至图4D为本发明像素电极制作流程一具体实施例的示意图，并且，图中以一凸点反射电极进行说明。

图5为本发明网状光罩一具体实施例的示意图。

图6A至图6D为本发明像素电极制作流程另一实施例的示意图，并且，图中以一凹点反射电极进行说明。

附图标号说明：

10、下基板    30、上基板      20、液晶分子层      12、反射电极

32、共同电极  40、反射电极    42、凸点            50、薄膜晶体管

60、扫描线    70、信号线      100、300、 500、基板

120、320、520、有机层         200、400、光罩      122、第一曝光区

124、第二曝光区               126、第三曝光区     160、360、560、金属反射电极层

128、328、阶梯状凸起          132、332、曲面凸起  528、阶梯状凹洞

322、522、第一区              324、524、第二区    325、525、第三区

326、526、第四区              532、曲面凹洞       130、330、530、窗口

222、425、不透光区            224、424、半透光区  225、422、透光区

226、426、开口                600、网状光罩       610、网状区域

620、连接线区域    612、网眼部分    616、网线部分

614、半透光区      622、全透光区

具体实施方式

关于本发明的技术方案及特征可以藉由以下的发明详述得到进一步的了解。

请参照图4A至图4D所示，为本发明反射电极制作流程一具体实施例。本实施例针对单一凸点反射电极进行说明。如图4A所示，首先，涂布一可热流动有机层320于一基板300的上表面。接着，透过一具半穿透区域的光罩200，部分曝光此有机层320。同时亦请参照图4B所示，此图是由图4A的上方检视此具半穿透区域的光罩200。如图中所示，此光罩200包括一六边形的不透光区222、一环绕于不透光区222周边的透光区225、一位于不透光区222与透光区225之间的半透光区224、以及一开口226。其中，开口226的光线穿透率为100％，透光区225的光线穿透率大于半透光区224，半透光区224的光线穿透率又大于不透光区222的光线穿透率。

透过此光罩200对有机层320进行曝光，并适度控制曝光时间，可在有机层320中形成第一区322、第二区324、第三区325与第四区326。分别对应至光罩200上的不透光区222、半透光区224、透光区225与开口226。其中第一区322未曝光、第二区324具有有机层320厚度30％-70％的曝光深度、第三区325具有有机层320厚度70％-100％的曝光深度。并且，第一区322呈六边形，第三区325环绕于第一区322周边，而第二区324位于第一区322与第三区325之间。

上述第一区322的所在位置，即此凸点反射电极的凸点位置。另外，完全曝光的第四区326与第二区324保持足够距离，以定义内连线的位置。此内连线作为反射电极与薄膜晶体管的连接通道，而此薄膜晶体管50作为一开关控制操作电压是否输入反射电极。

随后，请参照图4C，显影去除有机层320曝光的部分。由于第一区322、第二区324与第三区325的曝光深度各不相同，因此，在第一区322、第二区324与第三区325的位置产生阶梯状凸起328，并且，在第四区326形成一窗口330以暴露有机层320下方的结构(如薄膜晶体管)。接着，如图4D所示，对此显影后的有机层320施以热流，使有机层320材料再流动，以使阶梯状凸起328转变为平缓的曲面凸起332而形成凸点。随后，再制作一金属反射电极层360于有机层320的上表面。此金属反射电极层360同时填入窗口330之内，形成一金属间内连线将金属反射电极层360与位于下方的薄膜晶体管(未图示)相连接。

在上述实施例中，光罩上的不透光区222与有机层320中相对应的第一区322呈六边形，然亦不限于此。不透光区222与相对应的第一区322亦可以呈现五边形、圆形等图案。

如图2所示，即便是单一像素的反射电极40中，通常也具有复数个凸点42均匀散布其中。因此，以一具体实施例而言，请参照图5所示，本发明所使用的网状光罩600，区分为一网状区域610与一连接线区域620，其中，网状区域610的网眼部分612对应于各凸点的位置，而网眼部分612与网线部分616间具有一半透光区614。而连接线区域620具有一全透光区622，以定义内连线的位置。网眼部分612对应于反射电极40上各凸点42的位置，其光线穿透率小于半透光区614的光线穿透率，而网线部分616的光线穿透率大于半透光区614的光线穿透率。而就一具体实施例而言，网眼部分612不透光，网线部分616相对于半透光区614而言高度透光。同时，半透光区614的面积大于网眼部分612的面积，以利图4D中，热流制程的进行，以确保曲面起伏平缓，并确保金属反射电极层360可均匀沉积于此曲面上。

因此，经过曝光与显影步骤，可以在对应至网状区域610的有机层表面，形成复数个相互分离的阶梯状凸起。换言之，请同时参照图4A所示，透过使用图5的网状光罩600，即可形成网状并且高度曝光的第三区325、分布于网眼部分并且未曝光的第一区322、以及位于第一区322与第三区325间并且低度曝光的第二区324。此外，经过此曝光与显影步骤，同时也在对应至连接线区域620的有机层形成一窗口，以利后续制作金属内连线的所需。

上述网状光罩600用以制作凸点反射电极。然而，网状光罩亦可应用于凹点反射电极的制作。当网状光罩应用于凹点反射电极的制作，其中的网眼部分对应至凹点反射电极的凹点位置，网眼部分的光线穿透率大于半透光区的光线穿透率，而网线部分的光线穿透率小于半透光区的光线穿透率。而就一具体实施例而言，网线部分不透光，半透光区具有30％-70％的光线穿透率，而网眼部分相对于半透光区而言高度透光。

请参照图6A至图6D，显示本发明反射电极制作流程另一实施例。此实施例针对凹面反射电极进行说明。如图6A所示，首先，涂布一可热流动有机层520于一基板500的上表面。接着，透过一具半穿透区域的光罩400，部分曝光此有机层520。同时亦请参照图6B所示，此图是由图6A的上方检视此具半穿透区域的光罩400。如图中所示，此光罩400包括一六边形透光区422、一环绕于透光区422周边的不透光区425、一位于透光区422与不透光区425之间的半透光区424、以及一开口426。其中，开口426的光线穿透率为100％，透光区422的光线穿透率大于半透光区424，半透光区424的光线穿透率又大于不透光区425的光线穿透率。

透过此光罩400对有机层520进行曝光，并适度控制曝光时间，可在有机层520中形成第一区522、第二区524、第三区525与第四区526。分别对应至光罩400上的透光区422、半透光区424、不透光区425与开口426。其中，第一区522为一六边形的完全曝光区域，第二区524具有有机层厚度30％-70％的曝光深度，并以一定宽度环绕于第一区522周边，第三区525未曝光，并且包围第二区524。另外，第四区526亦完全曝光，并且与第二区524保持足够的距离，以定义内连线的位置。而此内连线用以通入一操作电压至反射电极内以为运作。

随后，请参照图6C，显影去除有机层520中的曝光部分。由于第一区522、第二区524与第三区525的曝光深度各不相同，因此，可在第一区522与第二区524的位置形成一阶梯状凹洞528，而在第四区526形成一窗口530。接着，如图6D所示，对此有机层520施以热流，使有机层520材料再流动，以填入此阶梯状凹洞528中并使阶梯状凹洞528的边缘平缓，而形成一平缓的曲面凹洞532。随后，再制作一金属反射电极层560于有机层520的上表面，同时，填入上述开口530之中，以形成一金属间内连线将金属反射电极层560与位于下方的薄膜晶体管(未图示)相连接。

相较于传统凸点反射电极的制作流程，本发明具有下列优点：

一、在本发明反射电极的制作流程中，透过具有半透光区的光罩200，一次曝光有机层320，同时产生未曝光的第一区322、低度曝光的第二区324与高度曝光的第三区325，以形成阶梯状凸起328。因此，可以简化反射电极的制作流程，并缩短制程所耗费的时间。

二、在本发明的制程中仅使用一道光罩200，因而免除了传统三道光罩M1、M2与M3的制程中，在各道微影制程前均须进行对准，而后再行曝光的过程。因而可避免更换光罩的过程所需耗费的时间成本。

虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖之范畴。

Claims (10)

1.一种应用于反射式平面显示器的反射电极的制作方法，包括：

提供一基板；

涂布一可热流动的有机层于该基板的上表面；

透过一具半穿透区域的光罩部分曝光该有机层，以在该有机层中形成未曝光的第一区、低度曝光的第二区与高度曝光的第三区，并且，该第二区位于该第一区与该第三区之间；

显影去除该有机层中曝光的部分，以在该有机层上表面形成阶梯状结构；

对该有机层施以热流，使该阶梯状结构转变为曲面结构；以及

制作一金属反射电极层于该曲面结构的上表面。

2.如权利要求1的制作方法，其特征在于：部分曝光该有机层后，所形成的该第二区具有该有机层厚度30％-70％的曝光深度。

3.如权利要求1的制作方法，其特征在于：部分曝光该有机层后，所形成的该第三区具有该有机层厚度70％-100％的曝光深度。

4.如权利要求1的制作方法，其特征在于：部分曝光该有机层的步骤中，同时形成一完全曝光的第四区，定义内连线的位置，而在后续显影该有机层的步骤中，同时于该第四区的位置形成一窗口，藉以制作一金属间内连线以通入操作电压。

5.如权利要求1的制作方法，其特征在于：部分曝光该有机层所形成的该第一区呈多边形，而该第三区呈网状。

6.如权利要求1的制作方法，其特征在于：部分曝光该有机层所形成的该第三区呈多边形，而该第一区呈网状。

7.一种光罩，用以制作反射式平面显示器的像素电极，其特征在于，所述光罩包括：

一网状区域，用以定义反射电极的位置，该网状区域的网眼部分与网线部分之间，夹有半透光区，并且，该半透光区的面积大于该网眼部分的面积；以及

一连接线区域，包括一全透光区，以定义内连线的位置。

8.如权利要求7的光罩，其特征在于，所述网眼部分的光线穿透率小于该半透光区，而该网线部分的光线穿透率大于该半透光区。

9.如权利要求7的光罩，其特征在于，所述网线部分的光线穿透率小于该半透光区，而该网眼部分的光线穿透率大于该半透光区。

10.如权利要求7的光罩，其特征在于，所述半透光区的光线穿透率为30％-70％。

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