CN101499414A - 非对称凸起物与画素结构的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非对称凸起物与画素结构的制造方法。首先，提供一基板。再来，在基板上形成一膜层。继之，提供一复合光罩，此复合光罩包括至少一透光区、多个非透光区与多个半透光区，其中，每一半透光区位于两相邻的非透光区之间，且在每一半透光区中还设置有随机排列的至少一遮光图案。之后，以复合光罩为罩幕而图案化膜层，以于基板上形成多个非对称凸起物。采用复合光罩可以减少非对称凸起物的制造步骤。此外，还提出具有上述非对称凸起物的画素结构的制造方法。

Description

非对称凸起物与画素结构的制造方法

技术领域：

本发明涉及一种凸起物及具有此凸起物的画素结构的制造方法，且特别是关于一种可以减少光罩使用数量的非对称凸起物(Asymmetric bump)及具有此非对称凸起物的画素结构的制造方法。

背景技术：

薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)的画素结构使用光线的方式可分类成：穿透式、反射式与半穿透半反射式。在穿透式画素结构中，乃是以透明导电材料制作画素结构的画素电极，并利用背光源提供光线。此光线可穿过此透明画素电极，以提供画面显示所需的光源。

在反射式画素结构中，主要是利用具有反射光线特性的导电材料来制作画素结构的画素电极，从而可将自外界入射至画素电极的光线进行反射，以提供画面显示所需的光源。在半穿透半反射式画素结构中，则是结合上述两者，每一画素电极是由反光导电薄膜以及透明导电薄膜所共同组成，并同时利用背光源与外界光线。在上述的反射式及半穿透半反射式的画素结构中，通常会再形成多个凸起物以提升反射光线的效率。

图1A～图1B为习知具有对称式凸起物的画素结构的部分制造流程示意图。请参照图1A，首先，在具有光穿透区112与光反射区114的基板110形成一膜层120后，接着利用具有非透光区102与透光区104的光罩100a为罩幕，对膜层120进行一图案化制程，亦即照射曝光光线L与进行显影步骤，而移除光穿透区112处的膜层120。请再参照图1B，接着，提供另一具有非透光区102、透光区104的灰阶光罩100b，并利用此灰阶光罩100b的多个非透光区102来对于位在光反射区114的膜层120进行图案化制程，以形成多个对称式凸起物126。

承上述可知，必须使用两道光罩来移除穿透区112的膜层120以及形成反射区114中的对称式凸起物126，因此，制程较为繁琐、且耗费较多的时间。

图2为习知另一种具有对称式凸起物的画素结构的部分制造流程示意图。请参照图2，提供一具有非透光区102、透光区104与半透光区106的半调式光罩100c。以半调式光罩100c为罩幕，对于膜层120进行图案化制程。如此，仅需要一道光罩制程即可同时完成光反射区114中的对称式凸起物126与光穿透区112的制作。

然而，如图1A～图1B、图2所述的画素结构的制造方法仅能制作对称式凸起物126，特别是，对称式凸起物126无法有效反射外界光线。为了能达到良好的反射外界光线的效果，有研究者进一步提出下述具有非对称式凸起物的画素结构的制造方法。

图3A～图3B为习知具有非对称凸起物的画素结构的部分制造流程示意图。请共同参照图1A～图1B与图3A～图3B，亦即，在利用图1A～图1B的步骤形成了对称式凸起物126之后，接着，再使用非透光区102呈现随机分布的光罩100d，且以光罩100d为罩幕对于上述如图1B所示的对称式凸起物126进行另一次图案化制程。请再参照图3B，原本的对称式凸起物126在另一次的图案化制程后，形成了非对称式凸起物128。然而，此制造非对称凸起物128的步骤依然至少需要两道光罩制程，而较不经济、较繁琐。

图4A～图4B为习知又一种具有非对称凸起物的画素结构的部分制造流程示意图。请参照图4A，以灰阶光罩100e为罩幕对膜层120进行图案化制程，其中灰阶光罩100e的多个非透光区102呈现不规则的排列方式，所以膜层120所受到的曝光强度因光干涉作用而产生强弱之别。

请参照图4B，在将上述曝光后的膜层120显影之后，会形成高低不一的非对称凸起物128’。此非对称凸起物128’虽然只需要一道灰阶光罩100e就可以制作完成，然而，所形成的非对称式凸起物128’彼此之间的高低落差相当的大，从而影响了非对称式凸起物128’反射光线的效果。

承上述，要如何在较少的光罩制程下的前提下，得到高度均匀且具有良好反射效果的非对称凸起物，亟需进一步加以研究。

发明内容：

为了有效解决上述技术问题，本发明的其中一个目的在于提供一种非对称凸起物的制造方法，该制造方法不仅可形成高度均匀的非对称凸起物，而且使所需的光罩使用数量较少。

本发明的非对称凸起物的制造方法。首先，提供一基板，在基板上形成一膜层。接着，提供一复合光罩，此复合光罩包括至少一透光区、多个非透光区与多个半透光区，其中，每一半透光区位于两相邻的非透光区之间，且在每一半透光区中还设置有随机排列的至少一遮光图案。然后，以复合光罩为罩幕而图案化膜层，以于基板上形成多个非对称凸起物。

在本发明的一实施例中，上述的复合光罩是由一半调式光罩与一灰阶式光罩所组成。

在本发明的一实施例中，上述的位于每一半透光区中的遮光图案的个数是多个。

在本发明的一实施例中，上述在基板上形成膜层的方法包括旋转涂布法。

在本发明的一实施例中，上述膜层的材料包括有机感光材质。

在本发明的一实施例中，上述以复合光罩为罩幕而图案化膜层的步骤例如是：首先，以复合光罩为罩幕，对膜层照射一曝光光线，其中，于半透光区中随机排列的遮光图案使曝光光线产生干涉现象，以对膜层进行曝光。之后，对曝光后的膜层进行一显影制程，以形成非对称凸起物。

本发明的另一个目的在于提供一种画素结构的制造方法，该制造方法可形成具有高度均匀的非对称凸起物的画素结构、使其光罩使用数量较少。

本发明的画素结构的制造方法。首先，提供一基板，其具有一主动组件区与一画素区。接着，在基板的主动组件区中形成一主动组件。再来，于基板上形成一膜层。接着，提供一复合光罩，此复合光罩包括至少一透光区、多个非透光区与多个半透光区，其中，每一半透光区位于两相邻的非透光区之间，且在每一半透光区中还设置有随机排列的至少一遮光图案。继之，以复合光罩为罩幕而图案化膜层，而在基板的画素区中形成非对称凸起物，并且暴露出主动组件的一汲极。之后，于基板的画素区中形成一画素电极电性连接到汲极，并且画素电极覆盖非对称凸起物。

在本发明的一实施例中，上述的复合光罩是由一半调式光罩与一灰阶式光罩所组成。

在本发明的一实施例中，上述的位于每一半透光区中的遮光图案的个数是多个。

在本发明的一实施例中，上述在基板上形成膜层的方法包括旋转涂布法。

在本发明的一实施例中，上述的膜层的材料包括有机感光材质。

在本发明的一实施例中，上述以复合光罩为罩幕而图案化膜层的步骤例如是：首先，以复合光罩为罩幕，对膜层照射一曝光光线，其中，于半透光区中随机排列的遮光图案使曝光光线产生干涉现象，以对膜层进行曝光。之后，对曝光后的膜层进行一显影制程，以形成非对称凸起物。

在本发明的一实施例中，上述的画素电极的材料包括金属。

在本发明的一实施例中，上述的基板的画素区包括彼此相邻的一光反射区与一光穿透区，其中，在以复合光罩为罩幕而图案化膜层的步骤时，非对称凸起物形成于光反射区中，且光穿透区中的膜层被移除。

在本发明的一实施例中，上述的画素电极的材料包括透明导电材料。

在本发明的一实施例中，上述的透明导电材料包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

在本发明的一实施例中，上述的画素结构的制造方法更包括：在覆盖非对称凸起物的画素电极上形成一反射电极。

本发明因采用结合半透式光罩与灰阶式光罩的特点而构成的复合光罩，因而只需要一道光罩制程就可以形成高度均匀的非对称凸起物，所以此非对称凸起物的制造方法可以节省制造时间与成本。上述的非对称凸起物的制造方法适于制造反射式画素结构或半穿透半反射式画素结构中的非对称凸起物，不但可节省制造时间与成本，并且由于这些非对称凸起物的高度相当均匀，而能够提升反射式画素结构或半穿透半反射式画素结构反射光线的效率。

附图说明：

图1A～图1B为习知具有对称式凸起物的画素结构的部分制造流程示意图。

图2为习知另一种具有对称式凸起物的画素结构的部分制造流程示意图。

图3A～图3B为习知具有非对称凸起物的画素结构的部分制造流程示意图。

图4A～图4B为习知又一种具有非对称凸起物的画素结构的部分制造流程示意图。

图5A～图5B为本发明较佳实施例的一种非对称凸起物的制造方法的流程示意图。

图6A～图6C为本发明较佳实施例的以复合光罩为罩幕而图案化膜层的步骤流程示意图。

图7A～图7E为本发明较佳实施例的反射式画素结构的制造步骤示意图。

图8A～图8C为本发明较佳实施例的半穿透半反射式画素结构的部分制造步骤示意图。

【主要组件符号说明】

100a、100d：光罩

100b、100e：灰阶光罩

100c：半调式光罩

102、234：非透光区

104、232：透光区

106、236：半透光区

110、210、300：基板

112、212、304b：光穿透区

114、214、304a：光反射区

120、220、320：膜层

126：对称式凸起物

128、128’、222、332：非对称凸起物

230、230’、230”：复合光罩

236a：遮光图案

240：显影制程

302：主动组件区

304：画素区

310：主动组件

310a：闸极

310b：闸绝缘层

312c：半导体层

310d：源极

310e：汲极

320a：接触窗开口

330：画素电极

340：反射电极

L：曝光光线

具体实施方式：

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

非对称凸起物的制造方法：

图5A～图5B为本发明较佳实施例的一种非对称凸起物的制造方法的流程示意图。请参考图5A，首先，提供一基板210。此基板210可以是玻璃基板、石英基板、塑料基板，或是其它适合的基板。之后，如图5A所示在基板210上形成一膜层220。形成膜层220的方法例如是旋转涂布法、印刷法(Printing)、化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)等。另外，膜层220的材料可以是有机感光材质，例如采用光阻。所使用的光阻种类需配合所使用的光罩形式，在此实施例中以正光阻为例进行说明，但本发明并不限定于使用正光阻的情况。

请参照图5B，接着，提供一复合光罩230，此复合光罩230包括：至少一透光区232、多个非透光区234与多个半透光区236，其中，每一半透光区236位于两相邻的非透光区234之间，且在每一半透光区236中还设置有随机排列的至少一遮光图案236a。

接着，以图5B所示的复合光罩230为罩幕而图案化膜层220，以于基板210上形成多个非对称凸起物。以下，以图6A～图6C说明上述图案化膜层220的步骤的一个实施例。

图6A～图6C为本发明较佳实施例的以复合光罩为罩幕而图案化膜层的步骤流程示意图。请参照图6A，首先，以复合光罩230为罩幕，对膜层220照射一曝光光线L，其中，半透光区236中随机排列的遮光图案236a使曝光光线L产生干涉现象，以对膜层220进行曝光。

更详细而言，非透光区234下方的膜层220未受到曝光光线L的照射而使膜层220不会被移除，而成为后续非对称凸起物222的均匀波峰(如图6C所示)。透光区232下方的膜层220受到曝光光线L的照射，而完全被移除。特别是，半透光区236下方的膜层220仅会受到曝光光线L的局部程度的曝光量而部分移除，而成为后续非对称凸起物222的均匀波谷。特别是，藉由在每个半透光区236中还随机排列的遮光图案236a，这些遮光图案236a所产生的干涉效应能改变局部区域的曝光光线L的曝光量。也就是说，每个半透光区236下方的膜层220所受到曝光光线L照射的曝光效果都不相同，藉此可使形成后续非对称凸起物222(如图6C所示)。

请共同参照图6B与图6C，之后，对曝光后的膜层220进行一显影制程240，以形成如图6C所示的非对称凸起物222。显影制程240可以是采用显影液来移除经曝光光线L照射部分的膜层220，经常使用的湿显影方式例如有浸泡法、旋喷法以及覆液法。然后，再以清水冲洗基板210。完成上述显影步骤后，膜层220上受到曝光光线L照射的部份被去除，而形成如图6C所示的非对称凸起物222。这些非对称凸起物222具有均匀高度，且每一非对称凸起物222的轮廓都不相同，而能够有效地反射外界光线。

请再参照图5B，上述复合光罩230可看成是由半调式光罩与灰阶式光罩所组成的光罩，其中，所谓半调式光罩是相当于此复合光罩230的透光区232、非透光区234与半透光区236等区域所组成，而所谓的灰阶式光罩是相当于复合光罩230的遮光图案236a的部分。亦即，将灰阶式光罩的遮光图案236a的干涉特性引用到半调式光罩中，并将遮光图案236a采取随机排列的方式，而可以同时制作光反射区214中的非对称凸起物222与形成光穿透区212。

另外，每一半透光区236中的遮光图案236a的个数可以是多个，藉此来调整曝光光线L的对于膜层220的曝光效果，以形成光反射率更为良好的非对称凸起物222。在图5B及图6A中绘示的遮光图案236a为一个或两个，但是本发明并不限定于此，可视实施当时的情况需要，而增加或减少遮光图案236a的个数。例如，在每个半透光区236仅采用一个遮光图案236a、或是采用一个或多个的遮光图案236a的组合。

承上所述，采用单一个复合光罩230来进行非对称凸起物222的制作方法，使半透光区236下方的膜层220受到较弱的曝光光线L照射，而形成深度一致的波谷。特别是，位于半透光区236上的遮光图案236a的分布呈随机排列，而导致曝光光线L的干涉现象，因而使每个非对称凸起物222的波峰移除了些许部份，因此，形成高度一致的非对称凸起物222。相较于习知技术的图4B所述的使用单一道灰阶式光罩所形成的非对称凸起物128’而言，本实施例所提供的非对称凸起物222可更良好地反射光线，而没有高度不均匀的问题。

综上所述，上述非对称凸起物222的制造方法只需要一道光罩制程，即可形成光反射区214中的多个高度均匀的非对称凸起物222以及形成光穿透区212。可将此非对称凸起物222的制造方法进一步应用至反射式画素结构、或半穿透半反射式的画素结构的制造上，如下所述。

画素结构的制造方法：

图7A～图7E为本发明较佳实施例的反射式画素结构的制造步骤示意图。请参照图7A，首先，提供一基板300，此基板300具有主动组件区302与画素区304。此基板300可以是玻璃基板、石英基板、塑料基板或其它适合的基板。

接着，请再参照图7A，在基板300的主动组件区302中形成一主动组件310。此主动组件310例如是薄膜晶体管(TFT)或三端子的开关组件，如图7A所示，主动组件310包括闸极310a、闸绝缘层310b、半导体层310c、源极310d与汲极310e，其中，闸极310a设置于基板300上；闸绝缘层310b覆盖闸极310a；半导体层310c位于闸极310a上方的闸绝缘层310b上；而源极310d与汲极310e与半导体层310c接触且位于半导体层310c的两侧。此主动组件310可以采用五道光罩制程来制作或是四道光罩制程来制作。

请再参照图7B，于基板300上形成一膜层320。此膜层320覆盖全部的基板300以及主动组件310。在基板300上形成膜层320的方法例如是旋转涂布法、印刷法、化学气相沈积法等。另外，膜层320的材质可以是有机感光材料，例如是光阻。在此实施例中是以正光阻为例进行说明，但并不限定于此。

请参照图7C，提供一复合光罩230’。此复合光罩230’的结构类似于上述的复合光罩230，相同的构件标示以相同的符号，两者的差异仅在于：上述的复合光罩230的透光区可用来形成如图6C所示的光穿透区212，而此复合光罩230’的透光区232是用来形成如图7D所示的接触窗开口320a。

然后，请同时参照图7C与图7D，以复合光罩230’为罩幕，对膜层320照射一曝光光线L而图案化此膜层320，以于基板300的画素区304中形成多个非对称凸起物332，且暴露出主动组件310的一汲极310e。至于图案化此膜层320而形成多个非对称凸起物332的实施例类似于图6A～图6C的说明，在此不予以赘述。特别是，形成接触窗开口320a(如图7D所示)以曝露出汲极310e。

请参照图7E，之后，于基板300的画素区304中形成一画素电极330，此画素电极330电性连接到汲极310e且覆盖非对称凸起物332。此画素电极330的材质例如是金属或其它高反射性的材质。至此，可完成如图7E所示的反射式画素结构。

由于只采用了一道光罩的制程，即完成了反射式画素结构中高度均匀的非对称凸起物332的制作。若主动组件310使用四道光罩制程而制作，将可以进一步简化此反射式画素结构的整体制作流程。

图8A～图8C为本发明较佳实施例的半穿透半反射式画素结构的部分制造步骤示意图。图8A～图8C的半穿透半反射式的画素结构的制造方法与上述图7A～图7E的反射式的画素结构的制造方法相当类似，相同的组件标示以相同的符号。惟二者主要的不同之处在于：本实施例的基板300的画素区304包括一光反射区304a与一光穿透区304b，其中，在以复合光罩230为罩幕来图案化此膜层320的步骤时，多个非对称凸起物332形成于光反射区304a中，而光穿透区304b中的膜层320被移除。

请参照图8B，然后，于画素区304中形成一画素电极330，并且画素电极330电性连接到汲极310e。画素电极330的材质可以是透明导电材质，例如是铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)或铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)。形成画素电极330的方法例如是溅镀法。至此，即形成如图8B所示的半穿透半反射式画素结构。

请再参照图8C，还可以于覆盖非对称凸起物332的画素电极330上形成一反射电极340，此反射电极340的材质，例如是金属或其它高反射性的材质。形成反射电极340的方法例如是溅镀法配合屏蔽而形成。如此一来，可进一步提升光反射区304a的光线反射效果。

承上所述，由于只采用了一道光罩的制程，即完成了半穿透半反射式画素结构中高度均匀的非对称凸起物332的制作。若主动组件310使用四道光罩制程而制作，将可以缩减此半穿透半反射画素结构的制程为五道。

综上所述，本发明的非对称凸起物与画素结构的制作方法至少具有以下优点：

采用结合了半调式光罩以及灰阶光罩的特性的复合光罩，而可以在较少的光罩制程步骤中形成高度均匀的非对称凸起物。若再配合制作薄膜晶体管的四道光罩制程，则可以在较少的制程步骤中制作反射式画素结构或半穿透半反射式画素结构。并且，利用在半透光区中随机排列至少一个遮光图案的做法，可以制作出具有大致相同的高度的非对称凸起物，而达到良好的光线反射效果。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种非对称凸起物的制造方法，其特征在于：包括：

提供一基板；

在该基板上形成一膜层；

提供一复合光罩，该复合光罩包括至少一透光区、多个非透光区与多个半透光区，其中，每一半透光区位于两相邻的该些非透光区之间，且在每一半透光区中还设置有随机排列的至少一遮光图案；以及

以该复合光罩为罩幕而图案化该膜层，以于该基板上形成多个非对称凸起物。

2.根据权利要求1所述的非对称凸起物的制造方法，其特征在于：其中该复合光罩是由一半调式光罩与一灰阶式光罩所组成；其中位于每一半透光区中的该遮光图案的个数是多个；其中在该基板上形成该膜层的方法包括旋转涂布法；其中该膜层的材料包括有机感光材质。

3.根据权利要求1所述的非对称凸起物的制造方法，其特征在于：其中以该复合光罩为罩幕而图案化该膜层的步骤包括：

以该复合光罩为罩幕，对该膜层照射一曝光光线，其中，于该半透光区中随机排列的该遮光图案使该曝光光线产生干涉现象，以对该膜层进行曝光；以及

对曝光后的该膜层进行一显影制程，以形成该些非对称凸起物。

4.一种画素结构的制造方法，其特征在于：包括：

提供一基板，具有一主动组件区与一画素区；

在该基板的该主动组件区中形成一主动组件；

于该基板上形成一膜层；

提供一复合光罩，该复合光罩包括至少一透光区、多个非透光区与多个半透光区，其中，每一半透光区位于两相邻的该些非透光区之间，且在每一半透光区中还设置有随机排列的至少一遮光图案；

以该复合光罩为罩幕而图案化该膜层，以于该基板的该画素区中形成该些非对称凸起物，且暴露出该主动组件的一汲极；以及

于该基板的该画素区中形成一画素电极，电性连接到该汲极，且该画素电极覆盖该些非对称凸起物。

5.根据权利要求4所述的画素结构的制造方法，其特征在于：其中该复合光罩是由一半调式光罩与一灰阶式光罩所组成；其中位于每一半透光区中的该遮光图案的个数是多个；其中在该基板上形成该膜层的方法包括旋转涂布法；其中该膜层的材料包括有机感光材质。

6.根据权利要求4所述的画素结构的制造方法，其特征在于：其中以该复合光罩为罩幕而图案化该膜层的步骤包括：

以该复合光罩为罩幕，对该膜层照射一曝光光线，其中，于该半透光区中随机排列的该遮光图案使该曝光光线产生干涉现象，以对该膜层进行曝光；以及

对曝光后的该膜层进行一显影制程，以形成该些非对称凸起物。

7.根据权利要求4所述的画素结构的制造方法，其特征在于：其中该画素电极的材料包括金属。

8.根据权利要求4所述的画素结构的制造方法，其特征在于：其中该基板的该画素区包括彼此相邻的一光反射区与一光穿透区；

其中，在以该复合光罩为罩幕而图案化该膜层的步骤时，该些非对称凸起物形成于该光反射区中、且该光穿透区中的该膜层被移除。

9.根据权利要求8所述的画素结构的制造方法，其特征在于：其中该画素电极的材料包括透明导电材料；其中该透明导电材料包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

10.根据权利要求8所述的画素结构的制造方法，其特征在于：更包括：

于覆盖该些非对称凸起物的该画素电极上形成一反射电极。

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