CN110082852A - 偏光基板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种偏光基板及其制造方法。偏光基板包括基板、多条偏光结构、多条阻挡结构以及钝化层。多条偏光结构位于基板上。各偏光结构包括栅线以及位于栅线上的覆盖结构。多条阻挡结构位于覆盖结构上，且不与栅线的侧壁接触。相邻的两个阻挡结构之间的间距小于相邻的两条栅线之间的间距。钝化层位于阻挡结构上。本发明具有高穿透率以及高消光比。
Description
技术领域
本发明涉及一种偏光基板，且特别是有关于一种包括阻挡结构的偏光基板及其制造方法。
背景技术
液晶显示面板通常会在上下两基板上设置偏光结构。借由偏光结构的延伸方向决定了其吸收轴的方向，由于只有极化方向垂直于偏光结构的吸收轴的光线可以穿过偏光结构，因此能借由上下两基板之间的液晶的转动来调整光线是否可以通过液晶显示面板。然而，为了要使液晶显示面板具有较佳的显示质量，要如何提升偏光结构的穿透率以及消光比是目前亟欲解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种偏光基板，具有高穿透率以及高消光比。
本发明的目的还在于提供一种偏光基板的制造方法，可以获得具有高穿透率以及高消光比的偏光基板。
为实现上述目的，本发明的至少一实施例提供一种偏光基板，包括基板、多条偏光结构、多条阻挡结构以及钝化层。多条偏光结构位于基板上。各偏光结构包括栅线以及位于栅线上的覆盖结构。多条阻挡结构位于覆盖结构上，且不与栅线的侧壁接触。相邻的两个阻挡结构之间的间距小于相邻的两条栅线之间的间距。钝化层位于阻挡结构上。
其中，该钝化层不填入所述栅线之间。
其中，所述栅线的材料不同于所述覆盖结构的材料。
其中，所述栅线的材料包括金属。
其中，所述覆盖结构的材料包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
本发明的至少一实施例提供一种偏光基板的制造方法，包括：形成栅线材料层于基板上；形成覆盖材料层于栅线材料层上；形成图案化的光刻胶层于覆盖材料层上；以图案化的光刻胶层为罩幕图案化覆盖材料层，以形成多条覆盖结构；以覆盖结构为罩幕对栅线材料层进行第一蚀刻；以覆盖结构为罩幕对栅线材料层进行第二蚀刻，以形成多条栅线，且于第二蚀刻的同时形成多条阻挡结构于覆盖结构上，其中第一蚀刻的蚀刻速率大于第二蚀刻的蚀刻速率，且相邻的两条阻挡结构之间的间距小于相邻的两条栅线之间的间距；形成一钝化层于所述阻挡结构上。
其中，该第二蚀刻的蚀刻速率与该第一蚀刻的蚀刻速率的比值为0.43～0.975。
其中，所述阻挡结构为该第二蚀刻时所用的蚀刻气体与部分该栅线材料层反应所生成的产物。
其中，于该第一蚀刻将部分该栅线材料层移除至剩于10％至50％的厚度以后，进行该第二蚀刻。
其中，进行该第一蚀刻与该第二蚀刻的方法包括对该栅线材料层施加包括一保护性气体以及一反应性气体的蚀刻气体。
其中，该反应性气体以及该保护性气体的流量比值为A/B，该第一蚀刻时的A/B大于该第二蚀刻时的A/B。
其中，所述阻挡结构不与所述栅线的侧壁接触。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A～图1E是依照本发明的一实施例的一种偏光基板的制造方法的剖面示意图。
其中，附图标记：
10：偏光基板
100：基板
110：黑矩阵
120：色彩转换元件
130：有机平坦层
140：栅线材料层
140’：栅线
150：覆盖材料层
150’：覆盖结构
160：阻挡结构
170：钝化层
O1、O2：开口
P：偏光结构
R：图案化的光刻胶层
SW：侧壁
W1、W2：间距
X1、X2：厚度
具体实施方式
图1A～图1E是依照本发明的一实施例的一种偏光基板的制造方法的剖面示意图。
请参考图1A，形成黑矩阵110于基板100上。基板100的材质可为玻璃、石英、有机聚合物、或是不透光/反射材料(例如：导电材料、金属、晶圆、陶瓷、或其它可适用的材料)、或是其它可适用的材料。黑矩阵110包括遮光材料。
形成色彩转换元件120于基板100上。在一些实施例中，色彩转换元件120包括许多不同颜色，举例来说，色彩转换元件120包括红色滤光元件、绿色滤光元件以及蓝色滤光元件，而黑矩阵110位于不同颜色的滤光元件之间。
形成有机平坦层130于基板100上，有机平坦层130位于基板100上。在本实施例中，有机平坦层130位于黑矩阵110以及色彩转换元件120上。
形成栅线材料层140于基板100上。在本实施例中，栅线材料层140形成于有机平坦层130上。在一些实施例中，栅线材料层140与有机平坦层130之间还可以包括缓冲层或其它膜层。在一些实施例中，栅线材料层140直接形成于基板100上。栅线材料层140例如为无机材料或有机材料。在一些实施例中，栅线材料层140为金属(例如为金、银、铜、铝、其它金属或前述金属的合金)。
形成覆盖材料层150于栅线材料层140上。覆盖材料层150例如为无机材料或有机材料。在一些实施例中，覆盖材料层150为绝缘材料(例如为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其它绝缘材料)。在一些实施例中，还会于覆盖材料层150上形成其它材料层，但本发明不以此为限。栅线材料层140的材料不同于覆盖材料层150的材料。
形成图案化的光刻胶材料层R于覆盖材料层150上。图案化的光刻胶材料层R包含多个开口O1。在一些实施例中，图案化的光刻胶材料层R是利用纳米压印技术(Nano-imprint Lithography；NIL)形成，但本发明不以此为限。
请参考图1B，以图案化的光刻胶层R为罩幕图案化覆盖材料层150，以形成多条覆盖结构150’。覆盖结构150’例如是长条状(例如是于图1B中往内延伸的长条状)，且相邻的两条覆盖结构150’之间具有开口O2。开口O2实质上对齐开口O1，也可以说覆盖结构150’实质上对齐图案化的光刻胶层R。在本实施例中，图案化覆盖材料层150的方法例如包括蚀刻。
请参考图1C，以覆盖结构150’为罩幕对栅线材料层140进行第一蚀刻。在本实施例中，以覆盖结构150’以及图案化的光刻胶层R为罩幕对栅线材料层140进行第一蚀刻。
请参考图1D，以覆盖结构150’为罩幕对栅线材料层140进行第二蚀刻，以形成多条栅线140’。在本实施例中，以覆盖结构150’以及图案化的光刻胶层R为罩幕对栅线材料层140进行第二蚀刻。在本实施例中，多条偏光结构P位于基板100上，各偏光结构P包括栅线140’以及位于栅线140’上的覆盖结构150’。虽然在本实施例中，偏光结构P为双层结构，但本发明不以此为限。在其它实施例中，偏光结构P可以为三层以上的结构。
请参考图1B～图1D，第一蚀刻的蚀刻速率大于第二蚀刻的蚀刻速率。在一些实施例中，第二蚀刻的蚀刻速率与该第一蚀刻的蚀刻速率的比值为0.43～0.975。在一些实施例中，第一蚀刻的蚀刻速率为1.6nm/sec～2.4nm/sec，第二蚀刻的蚀刻速率为1.04nm/sec～1.56nm/sec。
在一些实施例中，借由调整蚀刻功率来控制第一蚀刻与第二蚀刻的蚀刻速率。举例来说，第一蚀刻的蚀刻功率大于第二蚀刻的蚀刻功率。
在本实施例中，由于第二蚀刻的蚀刻速率较小，因此，于进行第二蚀刻的同时，会形成多条阻挡结构160于覆盖结构150’上。阻挡结构160为第二蚀刻时所用的蚀刻气体与部分栅线材料层140反应所生成的产物。换句话说，在进行第二蚀刻时，部分栅线材料层140会被移至覆盖结构150’上，并与蚀刻气体反应形成阻挡结构160。相邻的两条阻挡结构160之间的间距W1小于相邻的两条栅线140’之间的间距W2。在其它实施例中，相邻的两条阻挡结构160之间的间距W1为0，也可以说相邻的两条阻挡结构160互相接触。
在一些实施例中，进行第一蚀刻与第二蚀刻的方法包括对栅线材料层140施加包括保护性气体以及反应性气体的蚀刻气体。保护性气体例如包括三氯化硼(BCl3)、四氯化碳(CCl4)、三氯甲烷(CHCl3)、四氟化碳(CF4)、三氟甲烷(CHF3)、六氟乙烷(C2F6)、一氟三氯甲烷(CFCl3)、三氟氯甲烷(CClF3)、氦气(He)、氮气(N2)、氧气(O2)、六氟化硫(SF6)、四氯化硅(SiCl4)或前述气体的组合。反应性气体例如包括氩气(Ar)、三氯化硼(BCl3)、氯气(Cl2)、四氯化碳(CCl4)、三氯甲烷(CHCl3)、四氟化碳(CF4)、三氟甲烷(CHF3)、六氟乙烷(C2F6)、一氟三氯甲烷(CFCl3)、三氟氯甲烷(CClF3)、氦气(He)、氮气(N2)、氧气(O2)、四氯化硅(SiCl4)或前述气体的组合。在一些实施例中，反应性气体占气体流量的范围为10％～70％。在一些实施例中，反应性气体与保护性气体的流量比值为0.11～2.33。
在一些实施例中，反应性气体以及保护性气体的流量比值为A/B，第一蚀刻时之A/B大于第二蚀刻时之A/B。借由调整反应性气体以及保护性气体的流量比值来控制第一蚀刻与第二蚀刻的蚀刻速率。
在一些实施例中，阻挡结构160的材料与栅线材料层140不同，阻挡结构160的材料包括碳、氢、氮、氧及/或氯与栅线材料层140的材料的复合物。
在一些实施例中，第一蚀刻将部分栅线材料层140移除至剩余10％至50％的厚度以后，进行第二蚀刻。换句话说，进行第一蚀刻后，栅线材料层140未经第一蚀刻的部分具有厚度X1，栅线材料层140经第一蚀刻的部分具有厚度X2，X2/X1为10％至50％。借此，可以避免栅线材料层140蚀刻不完整。
在本实施例中，阻挡结构160不与栅线140’的侧壁SW接触，借此可以提升偏光基板的穿透率以及消光比。
请参考图1E，形成钝化层170于阻挡结构160上。在本实施例中，由于相邻两个阻挡结构160之间的间距W1较小，因此，钝化层170不会填入栅线140’之间的间隙，借此提升偏光基板10的穿透率以及消光比。此外，由于钝化层170不会填入栅线140’之间的间隙，钝化层170的厚度，且钝化层170的能有较佳的平坦度。
在一些实施例中，钝化层170的材料包括铟锡氧化物、氧化硅、氮化硅、有机材料或以上材料的组合。在一些实施例中，还会形成电极层以及配向层于钝化层170上，但本发明不以此为限。
偏光基板10包括基板100、多条偏光结构P、多条阻挡结构160以及钝化层170。钝化层170位于多条阻挡结构160上。
虽然在本实施例中，偏光基板10还包括黑矩阵110以及色彩转换元件120，但本发明不以此为限。在其它实施例中，偏光基板10还包括像素阵列，且偏光基板10为像素阵列基板。
在一些实施例中，栅线140’的材料不同于覆盖结构150’的材料。举例来说，栅线140’的材料包括金属，覆盖结构150’的材料包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，但本发明不以此为限。
综上所述，本发明将蚀刻栅线材料层的工艺分为两段，借此于偏光结构上形成间距较小的阻挡结构。换句话说，本发明不需要借由额外的涂布或沉积工艺就可以于偏光结构上形成阻挡结构，能用较低的制造成本获得高穿透率与高消光比的偏光基板。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (12)
1.一种偏光基板，其特征在于，包括：
一基板；
多条偏光结构，位于该基板上，各该偏光结构包括一栅线以及位于该栅线上的一覆盖结构；
多条阻挡结构，位于所述覆盖结构上，且不与所述栅线的侧壁接触，其中相邻的两条阻挡结构之间的间距小于相邻的两条栅线之间的间距；以及
一钝化层，位于所述阻挡结构上。
2.根据权利要求1所述的偏光基板，其特征在于，该钝化层不填入所述栅线之间。
3.根据权利要求1所述的偏光基板，其特征在于，所述栅线的材料不同于所述覆盖结构的材料。
4.根据权利要求3所述的偏光基板，其特征在于，所述栅线的材料包括金属。
5.根据权利要求3所述的偏光基板，其特征在于，所述覆盖结构的材料包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
6.一种偏光基板的制造方法，其特征在于，包括：
形成一栅线材料层于一基板上；
形成一覆盖材料层于该栅线材料层上；
形成一图案化的光刻胶层于该覆盖材料层上；
以该图案化的光刻胶层为罩幕图案化该覆盖材料层，以形成多条覆盖结构；
以所述覆盖结构为罩幕对该栅线材料层进行一第一蚀刻；
以所述覆盖结构为罩幕对该栅线材料层进行一第二蚀刻，以形成多条栅线，且于该第二蚀刻的同时形成多条阻挡结构于所述覆盖结构上，其中该第一蚀刻的蚀刻速率大于该第二蚀刻的蚀刻速率，且相邻的两条阻挡结构之间的间距小于相邻的两条栅线之间的间距；以及
形成一钝化层于所述阻挡结构上。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，该第二蚀刻的蚀刻速率与该第一蚀刻的蚀刻速率的比值为0.43～0.975。
8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述阻挡结构为该第二蚀刻时所用的蚀刻气体与部分该栅线材料层反应所生成的产物。
9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，于该第一蚀刻将部分该栅线材料层移除至剩余10％至50％的厚度以后，进行该第二蚀刻。
10.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，进行该第一蚀刻与该第二蚀刻的方法包括对该栅线材料层施加包括一保护性气体以及一反应性气体的蚀刻气体。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，该反应性气体以及该保护性气体的流量比值为A/B，该第一蚀刻时的A/B大于该第二蚀刻时的A/B。
12.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述阻挡结构不与所述栅线的侧壁接触。
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