1342344 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種導光板模仁製作方法，尤指一種可 製作出-種特徵之斷面呈梯形狀且特徵深度可準禮控制的 導光板模仁’無既有技術所製作之模仁易產生尖端斷裂、 磨耗的情形之控制非箄尚，地μ t 并寻向性蝕刻之蝕刻深度的導光板模仁 製作方法。 【先前技術】 液晶顯示器係為近來蓮勃發展的-種平面顯示裝置， 其可分為被動矩陣驅動式液晶顯示器（包含TN-LCD、 STN-LCD )及主動矩陣驅動式液晶顯示器（包含職⑶、 TFT-LCD )，而其中，又 a Tex τ 一⑶ TFT-LCD (薄膜電晶體液晶顯 不益）為技術發展趨勢主力。 ^FT-LCD並非自發光性顯示裝置其光源係來自其β 所设計的背光模組，一炉而 觳而& ，該背光模組主要係由稜鏡 片、導光板、外部發光源（包括 其 牯知光一極體、冷陰極射線 …、擴放膜、反射膜及外框架等零件組裝而成，其中 ^以導光板為最重要的零組件之―，因為該導光板係 :部發光源的光線均勾地引導到至整個發光面均 勻的平面光源。 捉仏勺 導光板係為具_定；f/f 査,从& 其表…… 為…的材質所製， 、'有光擴散結構，該光擴散結構係可為四角 主狀或圓點狀的擴散點，亦可為凹陷的長形溝槽； 該擴散㈣作用在於散射導光板板體内的入 5 1342344 而長形溝槽則可破壞前述入射光位於導光板板體内的全反 ' 射，使該入射光能夠從導光板的平面導出。 而前述導光板表面的長形溝槽的成形方式，乃藉由一 具v形凸體或凹槽的模仁，配合以射出成形方法即以用 ^於製作導光板的塑料充填入模仁内來達到成形；而就目前 而言，該導光板模仁的製作方法’係可採用高速鑽石刀， 直接在模仁基材上銑削出複數呈v形的溝槽，因而相對於 其表面形成複數V形凸體或凹槽來達到成形，但刀具的磨 損直接影響到V-CUT的製作精度，且機台與加工成本高， 不同的溝槽深度與角度，需要特定的鑽石刀具，最小2寬 雖可達5(μπι)，但加工技術困難，不易用在不同溝寬的组 合設計中。 、 或應用類微光刻電鑄模造（LIGA•丨ike)的方式，將網點 或微鏡面圖樣利用類似半導体之光罩曝光顯影方法轉印在 光阻膜上，或者是再加熱至玻璃轉換溫度，使光阻表面熱 鲁⑫形成圓滑之半球狀或半圓柱結構’再濺鐘或蒸鍵—層金 屬作為電铸起始層，以電鑄方式在光阻圖案上沉積出才二仁 薄板取代（Stamper)。以微影㈣製作薄板取代由於導^ 1 ®樣表面光滑具光學鏡面的特性，可以光罩方式設計特徵 ^尺寸與分佈’相當適合配合導光板設計進行輝度與均齊性 的提升。但在形狀上限於二維的圖形，如圓點或環形，無 法衣作V形溝槽與稜鏡面。而光阻網點的幾何曲面受基材 表面特性、光阻表面張力、微影厚度與回熱條件等影響， 不易預測，因此在配合光學模擬軟體進行圖案分佈設計時 6 1342344 誤差大。 若以單晶石夕非等向性濕姓刻技術來製作電铸 純㈣向性㈣製作v形 圓_面_停止的特性，特徵大小由微影的精=晶 米等…： 表面粗糖度也可達到奈 、了製作向重複性與高精度的精密V形溝槽，該
〆 於加工成本低，相去且右庙田紙A 田/、有應用〉曰力。然而，前述模紅 则作及運用上仍然有一定的問題存在：因為模 1凸體的尖端為次微米尺寸等級般模仁製作完成 交口Ρ伤V形凸體尖端往往會有斷裂、脫落的情形產生、， 經瞭解發現—部份原因係因為在模仁製作的電鑄製程中， 由於電鑄的沈積過程ΦI且 大知不易堆積，或因模仁尖端的強度 不足以致應用在在模具成形時，尖端容易變形愈磨耗. 而在元件成形製作過程中，也容易造成塑料充填不、完全；， 是以，如此問題均會使得導光板的微特徵在成形後，產生 ，陷’無法完全反應原先的特徵幾何設計，或造，，成脫模問 j ’而影響到該導光板的導光特性；而所製作的成品㈣ 尖端也易受損壞。 【發明内容】 本發明之目的係在於提供一控制非等向性姓刻之姓刻 深度的導光板模仁製作方法，其可製作出一種導光板模 仁’有效解決現有技術模仁實際製作及運用上所存在的缺 失。 為達Μ目的’本發明之控制非等向性银刻之钱刻深 1342344 度的導光板模仁製作方法係採用矽a 蚀刻深度終止技術來製作導光板模：：二生源蝕刻與 -經金屬薄膜沈積及電鑄製，呈，完成 供後 導光板模仁電鑄用基座的製作方法 、一，、中該 〃成巴栝有以下步驟： 準備一單晶妙基材； 於矽基材的上表面形成—蝕刻深度终止層，且 深度終止層表面可形成一單晶矽特徵層； μ姓刻 於該特徵層上表面形成一屏幕層； 再於該屏幕層表面覆蓋一光 術 對該光阻層予以圖案化，以形成圖= 曝先顯影技 刻 以該圖案^阻為㈣罩幕，對下方屏幕層 將圖案化光阻的圖案轉移至該屏蝕 案化屏幕層； 7，、形成一圖 移除圖案化光阻，僅保留該 上； 朱化屏幕層於該特徵層 特徵層進行 邊係形成特 深度終止層 刻面呈一梯 徵可為梯形 積如濺鍵或 以圖案化屏幕層為蝕刻罩幕，對其下方的 $等向性濕蝕刻，令特徵層被蝕刻下凹處的側 疋[in]斜面向下延伸，直到特徵層下方之蝕刻 的部份表面外露而停止’與特徵層的兩相鄰蝕 形斷面；藉由蝕刻屏幕層的圖案設計，完成特 長溝或載頂角錐之圖案化特徵層； 移除屏幕層後該®案化的特徵層表面經沈 蒸鍍—層金屬薄膜後，即為供電铸用之基座。 能在經電鑄 由上可知，本發明藉由該電鑄用基座，即 1342344 :牙王後，成形-具有斷面呈連續梯形凸體的導光板模仁， 疋以，本發明藉由矽晶圓非等向性濕蝕刻與蝕刻深度終止 技術，合易成形一具有斷面呈連續梯形凸體結構特徵的電 ~用基座’令後製出的導光板模仁具有相同的結構特徵， 而此-技仁所加工生產的模仁將不會有一央端結構，因此 本發明同樣配合半導體製程所製出的模仁，在未來導光板 成升/時有效避免尖端斷裂、脫落的情形產生，且便 於脫模4保導光板品質，^成品尖端在運送、㈣也不易 損壞。 又上述達到控制非等向性蝕刻之蝕刻深度的方式，除 於單晶石夕基材上形成-触刻深度終止層外’更可在不增加 半導肚製％步驟的方式且具有控制蝕刻深度的功效前提 下’省略此-敍刻深度終止層的成形，意即，直接於該單 日日:f材上形成一與該單晶石夕基材呈相反載子材料特性之 早a曰矽層’此一層單晶矽層即為特徵層；如此，即可於 特徵層進行非等向性㈣前，令該單W基材與特徵居連 =逆向偏壓源，而等效為—二極體，…砂基㈣ 之間的接面會產生-遂降，令當蝕刻液到達此一接 面時：t破壞該接面結構¥生氧化層，而令蚀刻液停止， 士此以氧化層即#作為控制n罙度停止之用。 【實施方式】 請參看第试·- 之㈣深度的導光板模“：明控制非等向性钱刻 包括有·· W製作方法的較佳實施例，其步驟 1342344 於一 >5夕基材（1 〇 )的表面形成一蚀刻深度終止層（1 1 )，該蝕刻深度終止層（1 1 )可能是高濃度摻雜層、 二氧化矽、氮化矽、富矽氮化矽、聚亞醯胺，甚至是金屬。 可利用熱擴散、離子佈植、熱氧化、化學氣相沉積或物理 氣相沉積的方式，來製作钱刻深度終止層（1 1 );而該 钱刻珠度終止層（1 1 )表面又形成一配合微特徵微幾何 圖形的特定厚度的特徵層（1 2 )，該特徵層（丄2 )材 料係為單晶石夕； 於特徵層（1 2)表面上再形成一屏幕層（1 3)， 可以化學氣相沉積方法（CVD)於特徵層（i 2 )表面沉 積一虱化矽薄膜或二氧化矽薄膜，或者以高溫氧化爐 (Oxidation furnace )方法對該特徵層（丄2 )表面進行 氧化作用’而形成二氧化矽薄膜，是以該屏幕I ( 1 3 ) 的材質可為二氧化矽或氮化矽； 於屏幕層（13)表面覆蓋光阻（14)，並運用曝 光顯影技術，令光阻（1 4 )轉換為-圖案化光阻（丄 / ^忭兩卜刀屏眷層（1 3 ) 的姓刻罩幕，對屏1 安 ® 1 3 )進行蝕刻，如此即能將圖 立彤)的圖案轉移至該屏幕層（13)，令 其形成~圖案化屏幕層（χ 3，）. 去除圖案化光阻（14,). 以非等向性濕餘刻之 刻，I田 ]之特性來對特徵層（1 2 )進行蝕 J吊用之钱刻液包含四甲A p , 甲基氣乳化敍（Tetra-methyl- 10 1342344 ammonium hydroxide; ΤΜΑΗ)、氫氧化鉀（p〇iassium hydroxide ; K0H )、乙二胺鄰苯二酚（ pyrocatochol ; EDP ) ’蝕刻液之選擇須配合屏幕層（丄3 ) 與蝕刻深度終止層（1 1 )之材料，例如丁MAH蝕刻矽， 則可選擇氧化矽（Si〇2)或氮化矽（SixNy)作為屏幕層（i 3 ) 或钮刻深度終止層（i i )，而K〇H蝕刻則建議採用氮 化矽作為屏幕層（1 3 )或蝕刻深度終止層（丄2 )，令 蝕刻自然停止在[m]晶格面，且蝕刻處側邊形成一斜面， 直到钱刻深度終…丄i )露出…，特徵層即轉化 為一斷面呈梯形狀的圖案化特徵層（丄2，），其兩側斜 面夾角在{100}矽基材（0 )約為7〇·5·;在{11〇}矽基 材（1 0 )約為 109.5。； 去除圖案化屏幕層（13，)； 於圖案化特徵層（1 2 ’）表面以濺鍍或蒸鍍方法， 均勻形成一覆蓋於圓案化特徵層（1 2，）的金屬薄膜， 以作為電鑄起始層（15); 置入電解槽中翻鑄，令電鑄起始層（i 5 )表面逐漸 沉積一定厚度的金屬，如Ni (鎳）、NNC()(鎳鈷合金） 或其他合金而形成模體（16); 以濕蝕刻技術去除模體（2 6 )之外的矽基材（丄〇 )、 圖案化特徵層（1 2,）及蝕刻深度終止㉟（丄丄），令 榼體（1 6 )得以脫離成形為模仁（丄7 )(請參看第i K圖所示）。 μ參看第2A至2J圖所示，本發明控制非等向性独刻 1J42344 之餘刻深度的導光板模仁製作方法之另一較佳實施例，其 步驟包括有： 〇在一矽基材（2 〇 )上用磊晶方式成長一層與矽基材 王相反載子摻雜材料之單晶矽作為特徵層（2丄），例如： 、P型之矽基材上磊晶成長一層N型之單晶矽，或於N =之矽基材上磊晶成長一層p型之單晶矽，然後藉由電化 * 接面钱刻終止（electrochemical P-N junction etch 〇P)特徵’在遠石夕基材（2 〇 )與特徵層（2丄）的p_N 接面（2 2 )達成蝕刻深度終止；亦即，將該矽基材（2 〇 )與一不與蝕刻液反應之金屬相接，且p型矽基材（2 0 )則透過此電極連接負極，令N型磊晶特徵層（2丄） 所f之區域變成為正極，造成這個大型的二極體承受逆向 偏^ ’且石夕基材（2 0 )與特徵層（2 1 )之P-N接面（2 2 )之間產生壓降，以致當蝕刻—直進行到該矽基材（2 0 )與特徵層（2 1 )的ρ·ν接面（2 2 )時，該矽基材 (2 0 )與特徵層（2丄）的ρ_Ν接面（2 2 )會被破壞， 而產生氧化層來達到蝕刻停止之目的； 於特徵層（21)表面上再形成一屏幕層（23)， 可以：學氣相沉積方法（CVD)於特徵層（2 "表面沉 積氮化矽溥膜或二氧化矽薄膜，或者直接以高溫氧化爐 (Oxidation furnace )方法對該特徵層（2丄）表面進行 氧化作用’而形成二氧化矽薄膜，是以該屏幕層（2 3 ) 的材質可為一乳化石夕或氮化石夕； 於屏幕層（23)表面覆蓋光随（24)，並運用曝 12 光顯影技術，今 4 '). 且（2 4 )轉換為一圖案化光阻（2 以該圖案化光 , 的蝕刻罩幕… 作為下方屏幕層（2 3 ) 宰化# 幕層（2 3 )進行蝕刻，如此即能將圖 ^ η, , _ )的圖案轉移至該屏幕層（2 3 )，令 y 一圖案化屏幕層（23，)； 去除圖案化光阻（24，）； 非寻向性濕蝕刻之特性來對特徵層（2 1 )進行蝕 基、！邊开乂成-斜面，且藉姓刻深度終止而令石夕 露出…與特徵層⑴…屮接面⑴）^ 狀的固疋以’前述特徵層（2 1 )即轉化為一斷面呈梯形 圖案化特徵層（21’），其兩側斜面夹角在（1〇〇}石夕 土材（20)約為财;在(110}石夕基材(2〇)約為ι〇95·; 去除圖案化屏幕層（23，）. 於圖案化特徵層（21，）表面以濺鍵或蒸鑛方法， :形成-覆蓋於圖案化特徵層（2 κ )的金屬薄膜， 乍為電鑄起始層（25); ^入電解槽中翻鑄，令電鑄起始層（25)表面逐漸 :-定厚度的金屬’士。Ni (錄）、N“c〇 (錄結合金） 一’、他合金而形成模體（2 6 ); 以濕姓刻技術去除模體（26)之外的石夕基材（2〇) 二案化特徵層（21，），令模體⑴）得以脫離成 4^二（2 7 )(請參看第2K圖所示）。 靖參看第三圖所*，前述製成的模仁（17,27)， 1 1342344 ' 可擺設於一模且（q n、 n ( 3 〇 )的模穴 .出成形方法’即以用於製㈣丄1)之中配5以射 、氟作導光板的塑料充填入模穴（Ί 1 )内，而憑藉著模仁 光板的成形4可_㈣印方27 )的梯形凸體而達到導 :其表面可具有斷面呈Μ形’成形後的導光板’ ^ /的長溝槽或截頂角錐，該長％ 溝槽或载頂角錐同鞞& 仅心 ,4 门樣月匕夠破壞光線的全反射，使該導光拓 内的入射光由導本此ΛΑ T 干尤叛 而h 導先板的平面導出’或設置在導光板出光 面，取代稜鏡犋片，改變出 出先 φ , L 尤角度，以增加正面出光輝度。 此外’由於本發 導 &制非專向性蝕刻之蝕刻深度的 彳仁製作方法，係於㈣基電鱗用基座之姓刻特 因二技有：幾何形狀精度、重複性與光滑之表面特性；又 I.的％積過程中’由原子逐漸堆積形成模仁（丄Μ ’因此其具有良好的轉寫性，可供操作者依照所需而 X調整模仁（”，”）' 特徵形狀與分佈等設定條件； 古牡其A施所需的設備便宜’可以較低的成本，來製作 參 Π» 4度之導光板模仁，以利導光板的量產。 【圖式簡單說明】 '圖A K係本發明之較佳實施例實施步驟示意圖。 :·圖。第二圖A〜K係本發明之另一較佳實施例實施步驟示意 第三圏係導光板模仁實施狀態示意圖。 【主要元件符號說明】 (1〇)矽基材 (1 1 )蝕刻深度終止層 14 1342344 (1 - (1 (1 (1 . (1 , (1 (1 (1 • ( 1 (2 (2 (2 (2 (2 (2 (2 (2 (3 (3 )特徵層 ’）圖案化特徵層 )屏幕層 ’）圖案化屏幕層 )光阻 ’）圖案化光阻 )電鑄起始層 )模體 )模仁 )$夕基材 )特徵層 ’）圖案化特徵層 )P-N接面 )屏幕層 ’）圖案化屏幕層 ’）圖案化光阻 )電鑄起始層 )模體 )模仁 )模具 )模穴 15