TWI245953B - Manufacturing method and structure of diffusive reflector - Google Patents

Description

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_案號 90120182 五、發明說明（1) 【發明之應用領域】 本發明係關於一種應用於反射式液晶顯示器的散射 射板’特別是關於一種傾斜式散射反射板的製造方法斑处 構。 4…° 【發明背景】 反射式液晶顯示器的構造由上而下通常包含一卜 以 板、一液晶單元（liquid crystal cell )、一下偏光板 以及一散射反射板（diffusive reflector)。其中兮、夜 晶單元主要由二片玻璃板，以及填充於該二片玻璃板之門 的液晶材料所組成。而該二片玻璃板的内表面則形成有配 向膜（al ignment layer )以及透明電極膜。一般而言， 液晶顯示器的使用者由液晶顯示器的正向進行觀測，而光 線主要由非正向之方向入射該液晶顯示器，例如由該 曰曰 顯示器的斜上方。光線通過該上偏光板、該液晶單元、該 下偏光板，而被該散射反射板所反射，然後再經過該下偏 光板、該液晶單元以及該上偏光板後，成為訊號光而被使 用者的眼晴觀測到。在反射式液晶顯示器（L i qu i d Crystal Display ;LCD)的構造中，散射反射板的設計在 光效益的利用上佔有重要的地位。如何能在反射板的結構 上，達成增加觀測者所能觀察到的光亮度，並同時簡化製 程步驟，乃是散射反射板實用上的重要課題。傾斜式的散 射反射板之設計乃是使散射反射板具有一斜角，使其具有 使入射光與訊號光產生非鏡向反射的功能。如此可使訊號 光與玻璃板（或偏光板）所造成的眩光（glare)相分

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! 並增進入射光的利用 為之顯示品質。 效率，進而提昇反射式液晶顯示 罩谁=知的傾斜散射反射板的製作需要利用二個不同的光 阻厣曝光的步驟來達成。通常是先對一基板上的光 面。妙行第次曝光，以在該基板上形成一大面積的傾斜 起姓=後再進行第二次曝光，以在該傾斜面上形成例如凸 ;、、、Q Ybumps)之散光機制。由於此種製程方法運用二 二，曝光步驟，因而增加了製程的繁複性以及製造成本。 i疋乃有需要提出一種新的傾斜散射反射板的製造方法與 【發明之目的及概述】 據此，本發明的目的乃在於簡化製程、降低成本，而 提出一種新的傾斜散射反射板的製造方法與結構。 為達上述目的，本發明的方法利用一特殊設計之光 罩，對一基板上的正型光阻層進行離焦漸變曝光（Ha丨f 一 Tone)之黃光製程（ph〇t〇Hth〇graphy)，使該光阻層只 需經過一次的曝光製程即可同時形成傾斜面結構以及位於 傾斜面上的粗糙散光機制。前述特殊設計 (Half-Tone exposure unH) 漸變曝光單元的尺寸大小可為任意安排，而每一該漸變曝 光單元内具有複數條平行排列之透光紋或遮光紋（shad〇w strips)。該透光紋或遮光紋形狀可為任意之合適形狀。 在同一個漸變曝光單元内，該透光紋或遮光紋可具有任意 的間距（pitch)，而該透光紋或遮光紋的寬度則從該漸

1245953 _____案號 90120182 五、發明說明（3) 曰 修正

變曝光單元之一邊由小至大（由相對的另一邊看則是由大 至小）漸變。在利用該光罩對該光阻層進行離焦曝光時， 藉由適當調整該光阻層的離焦距離，可使曝照光通過該漸 變曝光單元後，在該光阻層上產生強度漸變（由強至弱或 由弱至強）的鋸齒狀光強度分佈。在上述離焦漸變曝光製 程後，再經過適當的顯影與烘烤製程，即可在該光阻層上 形成複數個尺寸大小隨機安排且具有凸起結構（bumps ) 散光機製的傾斜面單元（Slants)。 根據本發明的一種傾斜散射反射板的製造方法，可包 括下列步驟：提供一基板；在該基板上形成一正型光阻 層’例如PC403、PC40 9或PC452 ;提供一光罩，該光罩具 有複數個漸變曝光單元，每一該漸變曝光單元内具有複數 條彼此平行的透光紋或遮光紋（shad〇w strips ) '，在同 一該漸變曝光單元内該透光紋或遮光紋可具有任意之間距 並且遮光紋之寬度漸變；利用該光罩對該光阻層進行離焦 曝光，再進行顯影製程以在該光阻層上獲得複數個呈有= 起結構（bumps)的傾斜面單元（slants);以及，烘 該光阻層。 、 幸父佳來說’該光罩在對應液晶顯示器一晝素 (Pixel )大小的範圍内，該漸變曝光單元以相同或不同 尺寸大小隨機排列，並且該漸變曝光單元内的透光紋或遮 光紋間距及其寬度漸變方式亦可為隨機安排，如 後續步驟中，㈣阻層上所獲得的該傾斜面單元達到更： 的光散射效果。

第8頁 1245953 五、發明說明（4) 2方法中，該烘烤該光阻層的步驟，目的在於 麻=傾斜面單元的該光阻層硬化。由於該光阻層在、 石更化刖會因加熱而產生洁私从 9 影後 入车 丨 Τ〜〜吻〜以盾硬化。由於該光阻居 完匕珂會因加熱而產生流動,陸，使該傾斜面單元丄 模糊，❿降低光散射的效果。： ;5該=;的步驟可包括下列步驟：以1〇。]5。。〇溫度進 Γ時以:如：後；=約2，c以上的溫度進行1 斜面單元上的凸起結構變模糊：因先阻層的流動而使該傾 可包：外’ Ϊ f本發明的一種傾斜散射反射板的結構，則 以阻：=;"及’形成於該基板上的-光阻層，公 傾斜面單:有複數個傾斜面單元（slants)，每一G 嗜凸起社=r則形成有複數個凸起結構（bumps )。复中^ 二糸作為一光散射機制，可罐 圍内，較佳來言兒，在對摩一Λ的故長可在10〜40微米的範 的尺寸為隨機安姐旦素的範圍内，該傾斜面單元 散射效果，不同的傾光線的散射。為達更佳的光線 (pitch )-r勺傾斜面早7^之該波紋結構的間距 為使對、二為：機安排。 優點有更清楚m特，，以及本發明的其它特徵與 但必須先說明的曰、 接下來將配合圖示加以詳細說明。 以有其它的银#疋，本發明除了下述之實施例外，仍然可 例繪製。 且乂下之圖示並不一定完全依實際比 β _詳細說明

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、根據本發明所揭露的一種傾斜散射反射板的製造方 法可苓考「第1圖」之流程圖來加以說明。首先提供一 基板2〇，该基板可為金屬基板、玻璃基板、塑膠基板或其 匕二適基板。然後在該基板上形成一正型光阻層2 5，該正 型光阻層的材料例如可為日本JSR公司生產之正 PC403 〇 :一接著，k供一特殊設計之光罩30。如「第2圖」所示 該光罩70上可具有複數個漸變曝光單元72 (Half —T〇ne Exposure Unit)，用以對該基板上的該正型光阻層進行 離焦渐變曝光（Ha 1 f-Tone Exposure ) 40。其中每一該漸 k曝光單元72内具有複數條彼此平行的遮光紋74。在同一 漸變曝光單元72内該遮光紋74可具有固定之間距 (Pitch )屯，而該遮光紋74之寬度W則由該漸變曝光單元 72的一邊逐漸變大（或變小），其寬度漸變率可依需要加 以適當的調整。較佳來說，該光罩7〇在一特定範圍内75， 例如對應液晶顯示器一晝素（pixel )大小的範圍内，該 漸變曝光單元7 2可以不同尺寸大小隨機排列，並且不同漸 ^:曝光單元7 2之該遮光紋間距及其寬度漸變方式亦可加以 隨機安排。藉此，可使在後續的離焦漸變曝光4 〇以及顯影 5 0步驟後，在該光阻層上獲得較佳光散射效果的傾斜面單 元隨機排列。當然熟習該項技術者應知，本發明並不限定 僅於一晝素大小的範圍内做不同尺寸的該傾斜面單元隨機 排列，亦可將該光罩設計成全部面積的該傾斜面單元皆為 不同尺寸隨機排列。此外每個漸變曝光單元72在橫方向上

1245953 五、發明說明（6) 可緊鄰或存在一透光區域73，此透光區域73的寬度W，例如 為1〜3微米。此作法目的在於使每個漸變曝光單元72所對 應的傾斜面單元在橫方向上產生圓滑面，增加其擴散光 效果。 _該離焦漸變曝光的步驟40可參考「第3A圖」來說明。 f該光罩70至於該基板8〇上之該光阻層82上方，並以一曝 照光90進行曝照。藉由適當調整該光阻層82的離焦距離，J 可使曝照光通過該漸變曝光單元72後，在該光阻層82上產 生強度漸變（由強至弱或由弱至強）的鋸齒狀光強度分佈 2 、、二由此種離焦焦漸變曝光步驟後，再經過適當的顯影 5〇:驟，即可在該光阻層上形成如「第3β圖」所示之傾斜 面早7084。其中該傾斜面單元84上則具有複數條波紋狀 (npple )凸起結構86之散光機制。上述之顯影步驟， 例如可利用JSR公司所提供之PD523AD顯影液 以旋轉喷灌方式對該光阻層82進行55秒的顯= 在，影步驟後50則{對該光阻層82進行_ 二二；ΐΠ8』硬化。由於該光阻層82在完全硬化前 ,口加熱而產生流動性，使該傾斜面單元84上的 86變模糊’而降低光散射的效果。較佳來說 ； 阻層的步驟60可先以一較低的溫度 先 驟，使該光阻層82些許的硬化。然後：以”間：烤步 行硬烤步驟，以使該光阻層82完全硬化。進 100〜150 C溫度進行5〜3〇分鐘的中烤，‘然後再以大㈣代 1245953 1號 9012m似 五、發明說明（7) ίί^ίΓΐ1·、5小時之硬烤。如此，可有效保持該凸 箪元上的^形狀，避免因光阻層的流動而造成該傾斜面 早兀土=凸起結構變得過於模糊而使光散射效果變差。

(原子烘烤步驟60後，即可得到如「第4圖」之AFM =鏡）掃描圖所示之傾斜散射反射板的結構。 對應液曰- ΐ形成複數個傾斜面單元84。較佳來說，在 的2寸：::、：：一畫素大小的範圍内’使該傾斜面單元84 元84排列Γ扒女排，可利於光線的散射，避免因傾斜面單 則可π 於規則而造成光線繞射。而在該光阻層82上 的全广皿一向反射率金屬層，例如銀、鋁或其他高反射率 的金屬’以增加光之反射效果。 千 構示Ϊ闬弟5甘圖」中所繪示之-該傾斜面單元84的放大結 角产ΐ中位於該基板8〇上的該傾斜面單元84的傾斜 傾。二的範圍内。為了達更佳的光線散射效果，不同的 隨機之該波紋凸起結構86的間距（PitCh)d2亦可為 【達成之功效】 用一^，ί t明之傾斜散射反射板的製造方法與結構，利 上同時二1之光罩，I需一次的曝光製程即可在光阻層 制因:Ϊ:斜面結構以及位於傾斜面上的粗棱散光機 口而可間化製程節省製造成本。 非用=ΐ:述者’僅為本發明其中的較佳實施例而已，並 末限疋本發明的實施範圍，熟習該項技術者在不脫離

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第13頁 1245953 _案號 90120182_年月日__ 圖式簡單說明 第1圖，為根據本發明之傾斜散射反射板的製造方法之一 流程圖。 第2圖，繪示根據本發明之方法所運用的一種具有複數個 漸變曝光單元（Half-Tone exposure unit)的光 罩結構。 第3 A圖，繪示根據本發明的一種離焦漸變曝光之示意圖。 第3 B圖，繪示拫據本發明之離焦漸變曝光以及顯影步驟 後，在一光阻層上所形成之傾斜面單元剖面示意 圖。

第4圖，繪示根據本發明的一傾斜散射反射板的結構掃描 圖。 第5圖，繪示該傾斜散射反射板上之一傾斜面單元的放大 結構示意圖。

式符 號說 明 ] 20 提 供 基 板 步 驟 25 形 成 正 光 阻 層 步 驟 30 提 供 光 罩 步 驟 40 離 焦 漸 變 曝 光 步 驟 50 顯 影 步 驟 60 烘 烤 步 驟 70 光 罩 72 漸 變 曝 光 單 元 73 透 光 區 域 74 遮 光 紋

第14頁 1245953 _案號90120182_年月日_修正 圖式簡單說明 80 基 板 82 光 阻 層 84 傾 斜 面 單 元 86 凸 起 結 構 90 曝 昭 光 92 光 強 度 分 佈

IHB1I 第15頁

Claims (1)

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包含下列步驟：

提射反射板的製造方法至少 板上形成一正型或負型光阻層； :★光罩，該光罩具有複數個漸變曝光單元，每一該 ’斤又曝光單元内具有複數條彼此平行的透光紋或遮光 紋（shadow strips ); 利用該光罩對該光阻層進行離焦曝光與顯影製程，以在 該光阻層上獲得複數個具有凸起結構（bumps )的傾 斜面單元（s 1 ants ); 烘烤該光阻層；以及 在該光阻層上覆蓋一高反射率金屬層。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之傾斜散射反射板的製造方 法，其中該傾斜面單元的邊長在1〇〜4〇微米。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之傾斜散射反射板的製造方 法，在每一該漸變曝光單元中，該複數條遮光紋以相同 或任意之間距（p i t ch )排列，且該遮光紋的寬度漸 變。

4 ·如申請專利範圍第3項所述之傾斜散射反射板的製造方 法，其中該複數個漸變曝光單元之尺寸（s i z e )在一特 定範園内為隨機（random )安排。 5.如申請專利範圍第4項所述之傾斜散射反射板的製造方 法，其中該複數個漸變曝光單元之透光紋或遮光紋間距 與寬度漸變方式在該特定範圍内為隨機（rand〇m )安 排。

第16頁 1245953 案號 90120182 年 月 日 修正 六、申請專利範圍 6·如申請專利範圍第5項所述之傾斜散射反射板的製造方 法’其中該特定範圍為一畫素的範圍。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之傾斜散射反射板的製造方 法，其中烘烤該光阻層的步驟包括： 以1 0 0〜1 5 0 °C進行5〜3 0分鐘的中烤；以及 以2 0 0 C以上的溫度進行1小時以上之硬烤。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之傾斜散射反射板的製造方 法’其中該高反射率金屬層選自銀、鋁或其他高反射率 金屬所組成之族群中的任何一種。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之傾斜散射反射板的製造方 法’其中該漸變曝光單元在橫方向上緊鄰或存在一透 光區域，該透光區域的寬度為卜3微米。 I 〇 · —種傾斜散射反射板的結構，至少包含： 一基板； 光阻層’形成於該基板上，其中該光阻層上具有複數 個傾斜面單元（slants )，每一該傾斜面單元上則形 成有複數個凸起結構（bumps );以及 一金屬層，覆蓋於該光阻層上。 II ·如申請專利範圍第丨〇項所述之傾斜散射反射板的結 構，其中該傾斜面單元的邊長在1〇〜4〇微米。 1 2·如申請專利範圍第1 0項所述之傾斜散射反射板的結

1245953 _案號90120182_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 構，其中該複數個傾斜面單元的尺寸在一特定範圍内為 隨機（r a n d 〇 m )安排。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之傾斜散射反射板的結 構，其中該凸起結構為波紋狀凸起（r i pp 1 e )結構。 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述之傾斜散射反射板的結 構，其中該複數個斜傾面單元之波紋狀凸起（r i pp 1 e ) 間距（p i t c h )在該特定範圍内為隨機安排。 1 5.如申請專利範圍第1 4項所述之傾斜散射反射板的結 構，其中該特定範圍為一晝素（pixel )之範圍。

1 6.如申請專利範圍第1 0項所述之傾斜散射反射板的結 構，其中該金屬層係選自銀、铭或其他高反射率金屬所 組成之族群中的任何一種。

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