TWI226489B - Reflection plate, manufacturing method thereof, liquid crystal display device, and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

1226489 五、發明說明（1) 【發明背景】 [發明領域] 本發明是關於一種能達成強烈對比之反射板及其製造 方法，以及一種液晶顯示裝置及其製造方法。 [相關技術之說明] 如眾所知’ 一個利用其内部包含之反射板反射外部進 來之入射光的反射式液晶顯示裝置是以該外部進來之光線 做為顯不光源。反射式液晶顯示裝置不需背光做為光源， 因此，反射式液晶顯示裝置比透射式液晶顯示裝置得以滅 少更多動力方面之消耗，且更為細薄，因而應用於可攜式 電話及其它等等之上。 * 反射式液晶顯示裝置包含：密封於一液晶單元中之液 晶、用以驅動液晶之開關元件、以及一裝備於液晶單元内 ^或外部之反射板。反射式液晶顯示裝置是一種例如使用 薄膜電晶體做為開關元件之主動矩陣式液晶顯示裝置。

一個包含反射板、且在其反射板之表面形成一個具有 凹凸圖案之反射電極，藉以增強往該反射板之法線方向 (即朝觀視者方向）散射的光而增進對比之液晶顯示裝置 被發展為一種反射式液晶顯示裝置，一種此類之液晶顯示 裝置公開於日本專利第2 825 7 1 3號及其它公報中。 在該液晶顯示裝置中，其凹凸起伏之圖案乃經由將多 數個由樹脂做成之圓柱狀凸起部份排列於一光反射層之下 而形成’此光反射層形成於反射板之上，而反射板上則經 由 有機絕緣膜而形成凸起圖案。如圖21之平面圖所示，

第7頁 1226489 五、發明說明（2) 各具有圓形橫剖面的該多數個凸起圖案彼此獨立地排列於 反射板表面。此種具有圓形橫剖面的凸起圖案具備強烈的 光散射特性，能近乎均勻地往全部方位角反射入射光。 :個如圖22中所示之角φι般、從反射板之法線方向 開始篁起之角度是為極角；而如角〇2般，於一平行於反 射層之平面所量測之角度則為方位角。一般而言，反射板 之反射特性（方位角、極角、強度）乃藉由檢驗自極角_30 度進入之入射光的反射光而觀察得者。

反射板於極角0度方向（往法線方向）欲獲致強烈之反 射光強度，必須從增進使用中的液晶顯示裝置之對比著 眼。然而，具有如圖21所示之凸起圖案的反射板卻近乎均 句地往全部方位角反射光線’是故極角與反射光強度之間 的關係呈現-類似常態分佈之情形，％圖23所示之圖形— 般。因此，伴隨此種具圓形橫剖面之凸起圖案的使用，對 於朝極角0度方向的反射光強度所能増強之程度是有限 的0 不僅是反射式液晶顯示裝置，例如公開於日本專利第 2 9 5527 7號之所謂的半透射式液晶顯示裝置也具有相同之 問題。此種液晶顯示裝置包含一個具備透明區與反射區之 像素電極及一反射板，因此兼具透射功能與反射功能。由 於具備反射板，此型式之液晶顯示裝置不能避免該相同之 問題。 【發明概述】

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五、發明說明（3) 有鑑於上述之情況，本發明之目的在於提供一種能達 成強烈對比之反射板及其製造方法，乃至一種液晶顯示裝 置以及其製造方法。 本發明之另一目的則在於提供一種可使光線有效地往 反射板之法線方向反射之反射板與其製造方法，乃至於_ 種液晶顯示裝置以及其製造方法。 為達到上述之目的，依據本發明之第一實施態樣之反 射板在其表面具有凹陷與凸起部份，其中： 就特定方位角而言，於該表面法線方向之分布不均 勻；且 . 反射光強度依隨方位角而變。 ^定之方位角，關於極角的反射光強度之分布除了 射分量之外，尚可呈現—個或多個局部極 形。精由該凹陷與凸起部份之該凸起部份可能形成封閉圖 包圍該凹陷與凸起部份之該凹陷部份可能被該封閉圖形和 該封閉圖形可為一種多邊形。 該多邊形可近似為― 該多邊形可能近似為一 ^且或近似為一種梯形。 或等於〇·8之扁平率的一“、、種…有大於或等於〇·5且小於 於每一個該封閉 度成為最強的第一方亡^中:，閉圖形之長度在反射光強 二方向之長度為短可能較其在垂直於該第-方向的第 1226489 五、發明說明（4) 由該封閉圖幵彡 有近乎均勻之寬度。“已部份所形成之線條形狀可能具 由該封閉圖开^ 具有近乎均勻之厚声， °卩份所形成之該線條形狀可能 種依據本發明之第—徐 上述之反射板。月之第—a鈿悲樣的液晶顯示裝置具備 於此情況下，1 a 液晶顯示裝置之频；度之方向照射於該 度之；圍内達到值反射光強度可能於極角。至ίο =光由極角_3〇度之方向照射至該液晶顯示裝置 在極角1〇至2〇度之範圍+，關於極角之反射 又此現正的斜率，在極角1 0至A度（1〇<Α<20)之範 圍内丄¥極角變大時，該斜率可變小；而在極角A度至2〇 度之範圍内，當極角變大，該斜率可能變大。 一種依據本發明之第三實施態樣之反射板的製造方 法，包含： 塗覆一層有機樹脂於一基板上，再利用一種線形遮罩 將該有機樹脂圖案化，因而形成多數個線形凸起圖案，乃 致該凸起圖案彼此交又而形成各具備一封閉圖形輪廓之凹 陷部份；又 塗覆一層間膜以覆蓋該線形凸起圖案。 該線形遮罩可包含遮罩紋路，遮罩紋路之寬度在該遮 罩紋路之交叉點及接近交叉點之部份窄於在交叉點部份以 外之部份。

第10頁 1226489 五、發明說明（5) 一種依據本發明 法，包含··經由塗覆 樹脂以不同之曝光時 洞部份及凹陷與凸起 彼此交又之線形凸起 該接觸洞部份及 該兩處不同部份之有 光日$間而加以曝光。 即將圖案化為該 間可能為即將圖案化 間之10%至50%。 之第四實施態樣之反射板的製造方 一層有機樹脂於一基板，並將該有機 f加以曝光並顯像而同時形成/接觸 ，份’該凹陷與凸起部份包含多數個 部份’並由凸起部份包圍凹陷部份。 凹T與凸起部份之圖案化可包括：將 機樹脂以不同之遮罩及經由不同之曝 =凸起部份之有機樹脂的曝光時 為該接觸洞部份之有機桝脂的曝光時 接觸洞部份及凹陷與凸起部份 使用一種對於該接觸洞部份及該凹可包含：經 之光透射率之丰辛哨、廣罢r曰”凸起部份各具不 T手之牛色凋遮罩而將該機樹脂眼伞 用來形成該線形凸起部份之遮 ^ i 而遮罩紋路之交叉赴抑、了此包含遮罩紋路 交i赴μ 其鄰近部份的遮罩紋路之嘗声目丨丨 又又點部份以夕卜之部份者A f。 ^汉路之見度則 之液晶顯示裝置之製 而形成一反射板。 及優點經由研讀後續 白0

:種依據本發明之第五實施態樣 去，包含：依照上述之製造方法 本發明之彼等目的與其他目的以 _細說明與伴隨之圖示當可更加明 平又佳實施例 分只❿們 < 曹平細說明】 紅將參照附圖，說明本發明$ 下文所描述之

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實施例僅為本發明之一實施例，而非意圖用以限 之範圍。 別本發明 [第一實施例] ^ 一個依照本實施例之反射式液晶顯示裝置乃是一種在 每一像素中皆具有一例如像是薄膜電晶體（TFT)之類的開 關元件之主動矩陣式液晶顯示裝置。 ’幵

圖1為依本實施例之一反射式液晶顯示裝置之單位像 ，1域的橫剖面。如圖i所示，此反射式液晶顯示裝置i 〇 包含一低層基板11 ' 一與低層基板11設置相反之對向基板 1 2、以及一夾於低層基板11與對向基板1 2之巧的液晶層 低層基板11包含一絕緣基板1 4、一絕緣保護膜i 5、一 T 1? Τ 1η Λ 1 6、一第一絕緣層1 7、凸起圖案1 8、一第二絕緣層 19 '以及一反射電極20。 由無機或有機之絕緣物質所製成之絕緣保護膜1 5置於 絕緣基板1 4之上，而用以做為開關元件之TFT 1 6則形成於 、絕緣保護膜1 5之上。 —_TpT 1 6包含一於絕緣基板14之上形成的閘電極16a、

經由絕緣保護膜15而置於閘電極1 6a之正上方的半導體 層16b、以及與一未顯示於圖中之半導體層之汲極區與源 極區欠 合別相連接的一汲極電極16c與一源電極16d。 電晶體中除了TFT之外，亦可使用如ΜIM之類的二極體 做為開關元件。 第一絕緣層1 7由一無機或有機之絕緣物質所製成，其

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且於已形成TFT 16之絕緣保護 被塑造成具有預定之圖案 膜1 5之上形成。 凸起 1 7與源電 製成一種 形成 是由一種 於底部暴 案1 8之故 反射 成，形成 像素電極 與 TFT 16 層1 9之故 在環 板14之上 1 5之上則 對向 列的一遽 表面則形 圖案1 8由一種樹脂 · 極16d之上。如後續％成，其形成於第-絕緣層 多數之線形圖案。，描述地，此凸起圖案18被 第一絕緣層19以覆蓋凸 樹脂物質所製成。☆第 ：f -、、、邑緣層19 露出源電極16d之接觸第二緣/19甘中’形成-個 ，第二由於其下的凸起圖 ' a 1 9之表面呈波浪狀（凹凸不平）。 電極是由-種例如像紹之 干: 於包括接觸洞η的第二絕緣層19:! 具 與光反射層之作用，反射電極20經由接觸洞21而 的源電極1 6d相接。由於凸起圖案丨8與第二絕緣 ’反射電極2 0之表面亦呈波浪狀。 繞低層基板11邊緣的一處終端區域中，於絕緣基 形成一閘終端22，於覆蓋閘終端22之絕緣保護膜 形成一汲極終端2 3。 基板12包含在透明絕緣基板26之一表面上相繼陳 色器2 5與一透明電極2 4。而於絕緣基板2 6之另一 成一偏光板2 7。 液晶層1 3乃利用扭轉向列（Twi s ted Nemat i c， TN) 法、超扭轉向列（Super Twisted Nematic, STN)法、一片 偏光板法、主客（Guest Host，GH)法、聚合物分散液晶 (Polymer Dispersed Liquid Crystal， PDLC)法、膽固醇

第13頁 1226489 五、發明說明（8) -- 狀液晶（cholesteric)法、或其它類似之方法而 晶層1 3備有一預定之方位。 今將說明具備上述結構之反射式液晶顯示裝置丨〇之運 作。 在白色模式中’入射光Li自對向基板12之外部經偏光 板27進入，穿越絕緣基板26、濾色器25、透明電極24、以 及液晶層13 ’最後抵達反射電極20之表面。 由於凸起圖案18之故’反射電極20之表面呈波浪起伏 狀，入射光因而依據波浪所影響之指向性（directivity) 而反射。返回之反射光Lr穿越液晶層13、透明電極24、渡 色器2 5、絕緣基板2 6、以及偏光板2 7而回到外部做為顯= 光。 〜、不 相反地，在黑色模式中，雖然從對向基板丨2之外部進 入的入射光Li如同在白色模式般於反射電極2〇反射，但反 射光卻藉由偏光板2 7而被防止往外照射。以此種方式，反 射式液晶顯示裝置1 0轉換開（ON)與關（〇FF)。 反射光Lr之反射方向與反射光強度之分布情形乃依隨 反射電極2 0表面所形成之波浪狀表面圖案的傾斜角與法線 方向之分布而定。圖2A係表現入射光Li與觀視者所感受之 反射光Lr的範例式圖解。來自光源的入射光Li與反射自對 向基板1 2的反射光Lr相對於對向基板1 2之法線方向所成之 角度分別定義為入射角1Ti與反射角Tr。由於入射光Li是在 反射電極2 0之波浪狀表面被反射，故入射角τ i與反射角Tr 將有不同之數值。

第14頁 1226489 發明說明（9) 圖2B為一範例式之圖解，呈現入射光u，抵達反射電 極2 0之波浪狀表面上一點a時之反射情形。在入射光Li，臨 到A點之情形中，光於反射電極2〇之a點的接觸平面被反 射，因此，經由以A點的法線方向為對稱軸，反射光l r，之 反射方向乃以相對於對稱軸具有與入射光u，相同之角度 而決定者。此處假設將反射電極20之A點的接觸平面與低 層基板11所成之夾角定義為A點之傾斜角θ。反射光Lr之 反射方向與反射光強度之分布，乃依隨反射電極2〇之凹凸 圖案的傾斜角0與其法線方向之分布而定。 其次將說明一種上述之反射式液晶顯示裝置1 〇之製造 方法。圖3A至3F是呈現圖1所示之反射式液晶顯示裝置1〇 之製造步驟的說明圖，尤其是低層基板11的部份。 作為開關元件之用的TFT 16首先於絕緣基板14之上形 成。確言之，於絕緣基板14之上形成閘電極i6a，然後形 成絕緣保護膜1 5以覆蓋絕緣基板1 4與閘電極1 6a。其次， 具有一沒極區與一源極區（未示於圖）之半導體層16b經由 蝕刻、摻質植入及其它種種過程而於絕緣保護膜丨5之上 (圖3A)形成。之後，於絕緣保護膜1 5之上形成各別連接至 汲極區及源極區的汲極電極16c與源電極16d。再者，於 TFT 16之上形成第一絕緣層17(圖3B)。 然後，於第一絕緣層1 7之上塗蓋有機樹脂之後，使用 一種預定之光刻技術與蝕刻技術將該樹脂圖案化，藉由此 圖案化形成凸起圖案18，如圖3C所示。圖案化之後，運用 烘烤過程於凸起圖案18，經由烘烤過程而圓化凸起圖案18

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五、發明說明（10) 之外型，如圖3D所示。 將凸起圖案1 8塑成線形，鄰接凸起圖案1 8則形成 備基本圖形輪廓之凹陷部份，尤其是如三角形之類的具 圖形。線形凸起爵案18之形成乃藉由使用一種如圖4'所， 之遮罩圖案而完成。一種具有此種線形凸起圖案之示 板公開於本專利申請案之申請人所提出申請的日本專^射 請案第2001-55229號之中。 1申 藉由形成該線形凸起圖案18而形成具有基本圖形輪β 之凹陷部份，在後續步驟中形成的反射電極20之表面將f ，一種預定形狀之凹陷與凸起部份。結果，將製備完成^ 著方位角而獲致不同反射光強度的低層基板11，且隨著往 某一特定方向反射的光之增強，該低層基板丨丨得以實現強 烈定向之光反射。 在圖4所示的遮罩圖案中，幾個線形凸起部份之交叉 點的形成處圖案（圖5A所示）可代之以圖5B及5C所示之經修 改的遮罩圖案。藉由採用此等修改過的遮罩圖案，滅小基 本圖形之頂點與邊之間的薄膜厚度差異是可能的。 在凸起圖案是採用圖5A所示之遮罩圖案而形成的情況 下由於曝光解析度與阻劑解析度之誤差，基本圖形（三 角形）之頂點將如圖6A所示一般變寬且變圓。更且，如圖 6B所顯示者，沿圖6A中的A-A線之橫剖面顯示，圖案之高 度（薄臈厚度）並不均勻，乃至頂點部份比邊的部份高。 在第二絕緣層1 9是置於頂點部份與邊之部份高度不均 之凸起圖案1 8之上的情形下，若設計頂點部份的周園區域

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使之具有適當傾斜角，則第 區域可呈平坦狀（圖6C)。另 近區域使之具有適當傾斜角 19突露而出（圖6D)。因此， 異，則無法得封有效率之光 反射。 二絕緣層1 9在邊的部份之附近 一方面，若設計邊的部份之附 ’則頂點部份將自第二絕緣層 若凸起圖案18在高度方面有差 反射，並可能導致不均衡之光 在圖5B所示的遮罩圖案中，凸起部份形成處在其交叉 點有較窄之線寬度。例％ ’在圖5A所示的遮罩圖案况 整條線皆將凸起部份形成處的線寬設定為約…:、口 5B所示的遮罩圖案中，設定交叉點及其附近之線寬為“圖 m。在圖5C所示的遮罩圖案中，交叉點及其附近之線則被 移除。藉著窄化凸起圖案18在頂點部份之線寬，或移除 於頂點—部份之線，減小或消除基本圖形之頂點與邊之 高度（薄膜厚度）不均是可能的，因此，可得到有效氺 反射。 干叼尤 回巧圖3 D來說明。接續地，一層由有機樹脂做成之層 間膜塗蓋於凸起圖案丨8之上，乃致其表面成為輕微之波^ 狀。然後，使用光刻技術啟開接觸洞2丨。之後，運用洪^ 過程於層間膜而形成第二絕緣層1 9 (圖3Ε )。 " 然後’在包含接觸洞21之第二絕緣層19之上形成一層 鋁製薄膜。之後，經由圖案化形成做為反射像素電極之^ 的反射電極2 0 (圖3F )。如此而完成了做為反射板之用的 低層基板11。 在該已塑成之低層基板11及經由放置濾色器25及其它

第17頁 1226489 、發明說明（12) 向基板1 2之間放置分隔 間（室）則以液晶填充並 向基板12之表面而完成 等等於絕緣基板2 6之上而形成的對 物（未示於圖），分隔物所形成之空 密封。其後，將偏光板2 7附著於對 圖1所示之反射式液晶顯示裝置丨〇。 如上所述，在此等具備上述之包含線形凸起圖案18之 =構的反射式液晶顯示裝置10之中，反射光強度乃依方位 角而變，故可增強朝某特定方向反射之光。 圖7呈現當光由極角—30度方向照射至具備上述結構之

=層基板11 (反射板）時，測試其方位角與反射光強度之研 究結果。此處，極角是圖22中所示之由反射板法線方向量 起之角度Φ1，而方位角則是在平行於反射層之平面所量 測的角度Φ2。 考慮液晶顯示裝置之一般使用情況，則可判定當入射 光L1由極角-3 0度（方位角〇度）方向照射至顯示面時，觀視 者從極角0至20度（方位角180度）方向最能感受反射光Lr， 且由極角0到1 〇或1 〇到2 〇度之方向較佳。因此，於一個備 有當入射光L i自上述方向照射時、在上述之方向能反射比 其它方向更多反射光Lr之反射板的液晶顯示裝置上能實現 強烈之對比。 圖7A與圖7B各別呈現當光線由極角—30度方向照射至 具備上述結構之低層基板11 (反射板）時所得到之極角與反 射光強度之間的關係、以及方位角與反射光強度之間的關 係。如圖22所示，極角是一個自反射板的法線方向量起之 角度Φ1，而方位角則是一個在平行於反射層的平面所量

第18頁 1226489 五、發明說明（13) 測之角度Φ 2。 於低層基板1 1之上形成由等邊三角形之基本圖形所構 成之封閉圖形圖案，如圖8所示。 如圖7A所示，除了正常的反射方向（極角3〇度）之外， 反射光強度在極角0到1 0度附近呈現一處高點。如圖7B所 示，反射光強度以規則性之變化對應方位角之變化。尤 其，反射光強度在方位角〇度、6〇度以及12〇度處呈現高 點，而當極角變得較大時，例如，從丨〇度變化至2 〇度，高 點變得較低。 朝某一特定角度方向之反射光強度之所以會變得較 強’疋由於法線方向之分布在低層基板丨丨的波浪狀表面參 差不齊之故。 ^極角0到1 0度附近之反射特性可視之為主要由於三角 形之邊的部份所導致，而大於或等於20度之常態反射附近 的反射特性則源於三角形中心鄰近之平坦部份。因此，可 判斷為·增加正交於量測方向之邊的個數，將對於增進在 角180度（方位角面向前面時）的極角〇至3〇度附近之 射率具有成效。 [例η 夕a，9叫、員不基本圖形（三角形）之線寬與其頂點及邊部份 r=關係，其中基本圖形乃經由塗上一層2.35 # m 暄岡安儿 亚精由使用圖5A與5B所示之遮罩圖案將薄 膜圖案化再烘烤而形成。 如圖9所+，+ m y、 在使用圖5A所示之未修改的遮罩圖案

1226489 五、發明說明（14) ~~· ------— 時，頂點部份之厚度兔·！ Q n

所千之六夺未另一方面，在使用圖5B 所不之又又處線見經窄化的 ^ Ί 乍化的遮罩圖案時，頂點部份之厚度 為1 · β 0 // m。由該結果劈千，太 ^ ^ 不4不，在使用修改過的遮罩圖案之 情形下，可減小頂點與邊之間的厚度差異。 更且，明顯地，線的寬度愈寬^則邊的部份愈厚。因 此換以另一較佳之說法則為：邊部份之線寬愈寬，則邊 部份與頂點部份之厚度差愈小。尤其，顯然線寬應設定為 約5 較佳，如此則邊部份之厚度可約為3 。 「例21 光由極角-3 0度方向照射至低層基板丨丨之上，為了量 測在方位角1 8 0度- -亦即與光源相反之處一一之極角與反射 光強度間的關係’於該基板中形成凸起圖案1 8以形成呈三 角形之凹陷部份。 在此量測中，使用了一種由大塚電子股份有限公司 (Otsuka Electronics Co·，Ltd·)所製造之分光光度計 IMUC(LCD700 0 )。更直，此實驗導引入射光使之照射至呈 三角形之基本圖形的一個頂點，而分光光度計則水平地置 於三角形的一個邊。在方位角1 8 0度的量測結果示於圖 10 〇 圖10所示之結果明白顯示，反射光強度（反射率）達 到兩處局部極大值，分別是位於極角3 0度與極角5度附 近。反射光強度隨著極角而呈現多數個局部極大值之交替 變化的事實，證明了低層基板11具有圖7A與7B中所示之與 方位角相關之指向性。

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第20頁 1226489 五、發明說明（15) 位於極角〇度之反射光強度比位於方位角90度之反射 光強度（資料未出示）為強’其原因可視之為：在方位角為 180度的情況下，由於圖7A與7B所示之隨方位角變化之光 反射情形，反射光強度之局部極大值出現在極角5度附 近。若反射光強度之局部極大值出現在〇到1 〇度附近，則 可增強在極角0度之反射光強度。 「例31 為了使反射光強度在方位角180度、極角〇度之處達到 極大值，將考慮一些與凸起圖案有關之參數。

「例 3 - 1 "I 圖11 A與11 B各別呈現於方位角;[§ 〇度處，量測極角與 反射光強度之間關係的結果，其中於圖丨丨A設定基本圖形 之線寬為3 // m，而於圖1 1B則將之設定為4 v m ;量測條件 與在例2中者相同。經烘烤後，凸起圖案丨8在基本圖形之 邊部份的薄膜厚度為，第二絕緣層19的薄膜厚度為 1.5/zm，而基本圖形之邊長則平均為2 4 # m。 在圖11A與11B之圖形中，反射光強度皆具有多數個局 部極大值。由圖11A可知，在線寬為3以瓜之情況下，反射 光強度在極角15度附近達到局部極大值。另一方面，由圖 11B可知，在線寬為4 /zm之情況下，反射光強度除了在極 角1 5度之外，在極角〇度附近亦達到局部極大值。由於反 射光強度在極角0度附近達到局部極大值，其結果顯示在 線寬為4,之情況下，極角〇度處之反射光強度較強。 「例 3 - 2 1

第21頁 1226489 五、發明說明（16) --- 圖12A至12C各別呈現量測極角與反射光強度之間關係 之結果，其中三角形（基本圖形）之邊長在圖12A中為24以 πι，在圖12B為20#m，而在圖12C中則為16#m ;量測條件 舆在例2中者相同。經烘烤後，凸起圖案18在基本圖形之 邊部份的薄膜厚度為13 ，第二絕緣層19的薄膜厚度為 1.5em，而基本圖形之線寬則為。 在圖12A至12C之圖形中，反射光強度皆具有多數個局 部極大值。經比較圖12A至12C之後，明顯地，邊長兪長， 反射光強度呈現局部極大值時之極角愈接近〇度。亦即， 結果顯示邊長愈長則在極角〇度之處的反射光強度變得愈 5金。 ^ [例 3-31 圖13A與13B各別呈現量測極角與反射光強度之間關係 的結果，其中三角形之爲平率於圖13人為1〇，而於圖uB 則為(K 8。此處定義一個等邊三角形之底與高之比值為爲 平率1.0(如圖8所示），而一個高度等於等邊三角形之高度 的0. 8倍之等腰三角形其底與高之比值則為扁平率〇 . 8 (如 圖14所示）。量測條件與在例2中者相同。經烘烤後，凸起 圖案18在三角形之邊部份的薄膜厚度為丨，3 _，第二絕緣 層19的薄膜厚度為Up ’而三角形之邊長平均為… m，其線寬則為5 /z m。 在圖13A與13B之圖形中，反射光強度皆具有多數個局 部極大值。經比較圖13A^13B之後，明顯地，位於極角〇 度之反射光強度在三角形之扁平率為〇.8之情況比三角形

第22頁 1226489 五 發明說明（17) 之扁平率為1 , 〇之情況時為強。如前述之說明，此結果之 原因可視之為：在一特定區域中，扁平率為〇 · 8之情況相 較於扁平率為丨· 〇之情況，對於分光光度計而言有較多之 水平排列之線形凸起圖案丨8。 然而，若扁平率小於〇 · 5，則反射光可能產生干涉現 象，如此反射板之特性可能被破壞，因此，據發現 扁平率為0.5至0.8。 LM^4] 圖1 5A與1 5B各別呈現量測極角與反射光強度之間關係 的結果，其中排列基本圖形時之隨機性於圖丨5A為〇 5，而 於圖15B則為〇· 75。此處，假設當所有基本圖形以彼此相 平行之方式排列時，將該狀態定義為具有〇· 〇之隨機性； =在所有基本圖形之排列為完全隨意之情況，則定義該狀 態為具有1 · 0之隨機性。量測條件與在例2中者相同。經烘 烤後，凸起圖案18在基本圖形之邊部份的薄膜厚度為！ 3 ，第二絕緣層19的薄膜厚度為l ，而基本圖形之 邊長平均為2 4 /z m，其線寬則為5 v m。 在圖15A與15B之圖形中，反射光強度皆具有多數個局 部極大值。經比較圖15A與15B之後，明顯地，位於極角〇 度之處的反射光強度在隨機性為〇·5之情況下比在隨機性 為0.75之情況時為強。此結果之原因可視之為：在隨機性 較大之情況下’對於分光光度計而言，水平排列之線形凸 起圖案18的數目較少。然而，若隨機性減小過多，反射光 可能引致干涉’如此反射板之特性可能被破壞。

1226489 五、發明說明（18) 「例 3-51 圖1 6A與1 6B各別呈現量測極角與反射光強度之關係的 結果。其中於圖16A ’基本圖形之頂點應用了圖5B所示之 修改過的遮罩圖案；而於圖1 6 B，基本圖形之頂點則應用 了圖5 A所示之未經修改的遮罩圖案。量測條件與在例2中 者相同。經烘烤後，凸起圖案1 8在基本圖形之邊部份的薄 膜厚度為1.3/zm，第二絕緣層19的薄膜厚度為1.5//ΙΠ，而 基本圖形之邊長平均為2 4 // m，其線寬則為5 // m。 在圖16A與16B之圖形中，反射光強度皆具有多數個局 4極大值。經比較圖1 6 A與1 6 B之後，明顯地，使用圖5 B所 示之修改過的遮罩圖案較之於使用未經修改的遮罩圖案之 情況時，位於極角〇度的反射光強度較強。藉由窄化基本 圖形在頂點的線寬，凸起圖案18之頂點與邊部份的高度差 減小了。、因此判斷，由平面圖觀視時之頂點形狀因被防礙 而^不能成為如圖21所示之圓形，且反射光強度之指向性 '異性）在朝方位角之方向被增強。 厚度來反ϊ光強度之關係將藉由改變第二絕緣層μ之 本測ΐ件與在例2中者相同。圖17呈現在基 28 _、凸起圖%18平率為〇.8、線寬為〇.4 ^、邊長為 況下，去第-增续爲t厚度為2.0、以及隨機性為〇.75之情 W上:;層19的塗料厚度分別為u — 由圖17可知，當第二絕緣層19變得較厚時，於方位角

1226489 五、發明說明（19) 0度附近出現之高點轉移至？ Λ ώ 可視之為三角形之邊被第=度附近而終至消★。其原因 在第二絕緣層19的！；；緣層19所平坦化之故。 度在極角0至10度附近達到\為^·5 ^^之情況下，反射光強 置在此角度範圍内使用時，若^極大值曰，、因此，、當顯示裝 則可得到高反射率。 、板疋以此方式設計者， 同時可知，在第二絕绫 下，反射光強度之變化=9 =厚度為UP之情況 的斜率。而在極角為1〇至0角至2〇上範圍内具有-個正 變付車:大時射光強度變化之斜率變得較小；更且，在 極角ΓΛ20产的範圍内’當極角變大時，反射光強度變 化t斜率變侍較大。因A，當顯示裝置在此極角範圍内使 用…右反射板是以此方式設計纟，則可得到高反射率。 經由使用三種在烘烤時各具不同熔化特性之物質做為 第二絕Θ緣層1 9之材料，完成與上述相同之觀察（資料未出 示）。量測結果顯示，熔化特性較差因而外形改變傾向較 小之材料在極角〇度處獲致最強之反射光強度。 如上之例示所述，隨著方位角之不同，反射光強度因 形成基本圖形之凸起圖案1 8而變化。因此，與極角相關的 反射光強度之交替變化產生多數個局部極大值乃已確認 者’且若此等局部極大值之一於極角〇至1〇度附近發生， 則可增強於極角〇度附近之反射光強度。因此，低層基板 11 (反射板）可增加往極角〇度_ -亦即往觀視者—_方向之反 射光數量，並因此而得以增強對比。

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確。之藉由變化凸起圖案1 8之線寬、邊長、薄膜厚 度、以及第二絕緣層丨9之簿膜厘疮 見道长，寻胰厚 =^ ^ ^ s ^ ^ 溥膜厚度，可形成凹凸部份以致 、，、♦ μ & + μ 、朝向反射板之法線方向的反射光強度得 々豨营妙你几， 、&由乍化線形凸起圖案1 8在交叉點 之線寬，欲使凸起圖幸1 8之厘_ 4 ^ m y ^ L t間茶18之厚度近乎均勻是可能的，故基 本圖形之頂點與邊之高度差得以減小。 3著=差之減小，因凸起圖案18自第二絕緣層19露 出而導致的光反射效率亞i昱Γ/、故JiL Mr 引双午；心化付以避免。此外，由於第二 絕緣層1 9之厚度在羊兹声餘图# 1 κ左立 又你呆担度靶圍内可隨意設定，故可選取第 二絕緣層1 9之厚度，以致崩、、表始十& , ν 又 Μ双朝居綠方向（往極角0度方向）之 反射光強度可被增強。 、 [第二實施例] 圖18C表示一塊依照第二實施例之反射板（低層基板 11)之結構。與第一實施例不同地，符合第二實施例之低 層基板11乃藉由將波浪起伏塑於層間絕緣膜3 〇之上而形成 反射電極20之起伏狀表面。 層間絕緣膜3 0由感光樹脂所製成，如務後將欽述者， 經由變化紫外線（UV)之曝光時間，其凹凸圖案與接觸洞21 同時形成。 參照附圖18Α至18C， 基板11的一種製造方法° 公報第20 00- 250 02 5號中 首先，如圖18Α所不 』——下文將說明依第二實施例之低層 此製造方法公開於日本公開專利 一層有機樹脂層31由例如正感 光樹脂所做成，經由塗蓋於處在圖3 Β所示之狀態的第一絕 ΙΗ

第26頁 1226489 五、發明說明（21) 緣層1 7之上而形成。 然後’有機樹脂層3 1經曝光與顯像而形成接觸洞2 j， 於同時’有機樹脂層31之表面亦形成凹凸圖案，如圖18b 所示。亦即，形成接觸洞2 1之區域與形成凹凸圖案之區域 乃經由不同之遮罩與不同之曝光時間而曝光。凹凸圖案形 成區之曝光時間（UVI )為接觸洞2 1形成區之曝光時間（UV2) 的10%至50%為較佳之情形。 正感光樹脂之溶解速度主要依感光劑之分解率而定。 利用此特性’經由改變凹凸圖案形成區與接觸洞形成區之

分解率’可使該兩區域樹脂的溶解速度產生差異，是故， 經由將有機樹脂層31在一段足以溶解（分解）該樹脂層之時 間内顯像而形成接觸洞2 1，則形成深接觸洞與淺圖案是可 能的。 〃 有機樹脂層3 1之圖案化可經由使用一小遮罩而完成， 若該遮罩為一種所謂之半色調遮罩者。亦即，若該遮罩於 接觸洞21之區域與於凹凸圖案之區域各具有不同之光透射 率0

有機樹脂層3 1經圖案化之後，經烘烤而形成層間絕緣 膜3 0。然後，形成一層由鋁或類似之金屬所做成之金屬薄 膜，並隨後將之圖案化，如此而形成反射電極2 〇。結果， 完成了圖18C所示之低層基板π。 圖19展示在有機樹脂層31之薄膜厚度不變之情況下， 將凹凸圖案區域之曝光時間設定為接觸洞區域之曝光時間 的2 5%、20%及15%時之結果。量測條件與前述之例3至例6

1226489 五、發明說明（22) 中者相同。 由圖1 9可知’當曝光時間減少，反射光強度之高點由 〇_度附近移至2 0度角附近而終至消失，此結果可能是由於 二角形之邊被層間絕緣膜3〇所平坦化之故。 當曝光時間為在接觸洞區域之2 5%時，反射光強度在 極角0至1 0度附近達到局部極大值。因此，當顯示裝置在 此極角範圍内使用時，若低層基板是以上述方式設 則可得到高反射率。 ^當曝光時間為在接觸洞區域之2 0%時，反射光強度之 變化在極角0至20度範圍内具有一個正的斜率。而在極角 為10至Α度（10<Α<20)之範圍内，當極角變得較大時，反射 ，強度變化之斜率變得較小；更且，在極角為八至2〇度的 範圍内，當極角變大時，反射光強度變化之斜率變得較 大因此、备顯不裝置在此極角範圍内使用時，若低層基 板是以上，之方式設計者，則可得到高反射率。 如已尤月者付合第一與第二實施例之具備凹凸圖案 射ί2隨方位角而獲致不同之反射光強$，且關於 極角之反射光強度變化呈現多數個局部極大值。當局部極 ΐΐ! 3極角0至10度附近時，於極角0度實現了強烈的 反射光強度。 ，，叙之實施例與變化得在不脫離本發明之概括精 神與靶圍，下施行。以上所述之實施例乃意圖用以說明本 附之申請專利範圍…二=施=明之範圍乃由隨 _ r/f r民疋肉非甶貫施例所限制，與本發明

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之申請專利範圍意義相等及在申請專利範圍之内所做之各 種修改均被視為包含於本發明之範圍中。 於上述之實施例中，說明了應用本發明之反射式液晶 顯示裝置之例示。然而，本發明亦可應用於如日本專利第 2 9 5 5 2 7 7號所公開之所謂的半透射式液晶顯示裝置。例 五、發明說明（23) 如’本發明可應用於圖2 〇所示之液晶顯示裝置，此裝置包 含一個具備一透明區與一反射區之透明電極及一反射板， 因此兼具透射式液晶顯示裝置之功能與一反射式液晶顯 示裝置之功能。

第29頁 1226489 圖式簡單說明 圖1係說明與本發明之實施例一致之反射式浪晶顯示 裝置之橫剖面的圖解。 圖2A與2B係說明反射光之圖解。 圖3A至3F係說明圖1中所示之低層基板的製造步驟之 圖解。 圖4係說明一遮罩圖案之圖解。 圖5A至5C係遮罩圖案之一交叉點之放大圖解。 圖6A係一基本圖形之放大圖解，而圖6B至6D則為沿圖 6A中之A-A線的橫剖面。 圖7 A與7 B係呈現對於一依實施例之反射板，反射光強 度與方位角以及極角之間的關係之圖解。 圖8顯示一種具備等邊三角形之基本圖形的凸起圖 案。 圖9係呈現邊之線寬與厚度之間關係的圖解。 圖1 0係呈現於方位角1 8 〇度處，極角與反射率之間關 係之圖解。 圖11 A與11 B係呈現於不同線寬之情況下，極角與反射 率之間關係之圖解。 圖12A至12C係呈現於不同邊長之情況下，極角與反射 率之間關係之圖解。 圖1 3A與1 3B係呈現於不同扁平率之情況下，極角與反 射率之間關係之圖解。 圖14展示一種具備等腰三角形之基本圖形的凸起圖 案0

第30頁 1226489 圖式簡單說明 圖15A與15B係呈現於不同隨機性之情況下，極角與反 射率之間關係之圖解。 圖16A與16B係呈現於使用不同遮罩圖案之情況下，極 角與反射率之間關係之圖解。 圖1 7係呈現有機絕緣層於不同之厚度情況時，方位角 與反射率之間關係之圖解。 圖1 8A至1 8C係說明符合本發明之第二實施例之低層基 板的製造步驟之圖解。 圖1 9係呈現於不同之曝光時間下，方位角與反射率之 間關係之圖解。 圖2 0表示一種依本發明之其他實施例之半透射式液晶 顯示裝置。 圖21係說明習用之凸起圖案之平面圖。 圖22係說明極角與方位角之圖解。 圖2 3係呈現使用圖2 1所示之凸起圖案時，極角與反射 光強度之間關係之圖解。 【符號說明】 10 反射式液晶顯不裝置 11 低層基板 12 對向基板 13 液晶層 14 絕緣基板 15 絕緣保護膜

1226489 圖式簡單說明 16 TFT 16a 閘電極 16b 半導體層 16c >及極電極 16d 源電極 17 第一絕緣層 18 凸起圖案 19 第二絕緣層 20 反射電極 21 接觸洞 22 閘終端 23 汲極終端 24 透明電極 25 濾色器 26 絕緣基板 27 偏光板 30 層間絕緣膜 31 有機樹脂層

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Claims (1)

1226489 州,一案號 9111382^ 六 、申請專利範圍 1.

-種反射板，於其〜 一一〜二j 其中： /、表面具有凹陷與凸起部份， 就一特疋之方位角而士 赛 不齊； Q ，该表面之法線方向分布參差 反射光強度依隨方付 用而_ •日 於該特定方位角，關於’ 態之反射分量外，尚呈現〜 角之反射光強度分布除了常 2 ·如申請專利範圍第丨=或多個局部極大值。 經由該凹陷與凸起部項，反射板，其中： 且 77之该凸起部份形成封閉圖形， 該凹陷與凸起部份之兮πη μ凹陷部份被該封閉圖形所包 3」如申請專利範圍第2項之反射板，其中： 该封閉圖形為一多邊形。 4·如申請專利範圍第3項之反射板，其中： 該多邊形近似為—三角形，或近似為一梯形。 5.如申請專利範圍第3項之反射板，其中： 該多邊形近似為一具有大於或等於〇. 5且 0.8之扁平率的三角形。 於或專於 6 ·如申請專利範圍第2項之反射板，其中： 於每一個該封閉圖形中，其在反射光強度成為最強 方向之長度短於其在垂直於該第一方向之第二方向2 圍 第一方 長度 如申請專利範圍第2項之反射板，其中··

、申讀專利範圍 由該封 8句之寬度。该凸起部份所形成之線條形狀具有 * Λ^Π r+^ 修正 如申a龙击 由讀封P:圖專利範圍第2項之反射板，其中： 均句之厚度：之孩凸起部份所形成之該線條形狀具有 種液 近 項中住 10 曰日顯示裝置，包合由 〜項m私、+、 匕3申钼專利粑圍第1至第8 如厅敘述之反射板。 弟8 當入射光I專利範圍第9項之液晶顯示裝置，其中： 之顯示面時，極角—3〇度之方向照射於該液晶顯示裝置 部極大值。 射光強度於極角0至1 〇度之範圍内達到局 當入射:I專利範圍第9項之液晶顯示裝置，其中： 之顯示面時，極角—3 0度之方向照射於該液晶顯示裝置 範圍内具；^與極角相關之反射光強度在極角10至20度之 内，者二么▲的斜率；在極角10至A度（10<A<20)之範圍 範圍二篇i: i該斜率變小；而在極角a度至2°度之 田極角變大，該斜率則變大。 、2 · 種反射板之製造方法，包含： 二 塗覆一層有機樹脂於一基板上，再利用一線形遮罩將 ，有機树月曰圖案化，因而形成多數個線形凸起圖案，乃致 4凸起圖案彼此交叉而形成各個具備一封閉圖形輪廓之凹 陷部份；又 塗覆一層間膜以覆蓋該線形凸起圖案。 13·如申請專利範圍第1 2項之反射板之製造方法，其

第34頁 1226489 修正 曰 9111382Q 六、申請專利範圍 中： 罩紋紋路，該遮罩紋路，寬度在該遮 以外之部份。 近父又點之部份窄於在該交又點部份 14 · 一種反射板之製造方法，包含·· έ里由 以不同之曝先"；；：：：:;：-基板上，i將該有機樹脂 洞部份及凹陷金凸二並顯'象，而於同一時間形成-接觸 彼此交又之線形凸i部t:陷與凸起部份包含多數個 份。 77 並由该凸起部份包圍凹陷部 中:15· ”請專利範圍第14項之反射板之製造方法，其 用不同之遮罩：：：：=陷與凸起部份之該圖案化包含使 之該有機樹脂力=之曝光時間而對該兩處不同部份 中:16."請專利範圍第15項之反射板之製造方法，其 即將圖案化為該凹陷盥凸起 時間為即將圖案化為該 :^有機樹脂的曝光 間之10%至50% 〇 77之該有機樹脂的曝光時 1 7 ·如申凊專利範圍第1 6項之反射 中： 汉射板之製造方法，其 該接觸洞部份及該凹陷與凸 由使用對於該接觸洞部份及該凹陷c案化包含經 b與凸起部份各具有不同 第35頁 1226489 _案號91113829_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 光透射率之半色調遮罩而將該有機樹脂曝光。 18. 如申請專利範圍第1 4項之反射板之製造方法，其 中： 用以形成該線形凸起部份之遮罩包含遮罩紋路，在該 遮罩紋路的交叉點部份及交叉點鄰近之該遮罩紋路之寬度 較在交叉點部份以外之部份為窄。 19. 一種液晶顯示裝置之製造方法，包含： 依照申請專利範圍第1 2至第1 8項中任何一項所敘述之 製造方法而形成一反射板。

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