TWI729590B

TWI729590B - 低光反射元件及其製造方法

Info

Publication number: TWI729590B
Application number: TW108143147A
Authority: TW
Inventors: 侯智元; 劉品妙
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-06-01
Also published as: CN111613129A; CN111613129B; TW202121027A

Abstract

一種低光反射元件，其包括導電結構、連接結構以及光散射結構。導電結構具有外表面。連接結構覆蓋導電結構的外表面。光散射結構位於連接結構上。光散射結構具有多個空隙，且這些空隙的尺寸或形狀基本上彼此不同。一種低光反射元件的製造方法亦被提出。

Description

低光反射元件及其製造方法

本發明是有關於一種元件及其製造方法，且特別是有關於一種低光反射元件及其製造方法。

在顯示面板的設計中，為了降低內部導線所產生的直射光反射而影響視覺，會使遮光層的寬度對應地加寬。然而，遮光層的面積增加，會使顯示面板整體的開口率（Aperture ratio）下降。

本發明提供一種低光反射元件及其製造方法，具有較低的直射光反射率。

本發明的低光反射元件包括導電結構、連接結構以及光散射結構。導電結構具有外表面。連接結構覆蓋導電結構的外表面。光散射結構位於連接結構上。光散射結構具有多個空隙，且這些空隙的尺寸或形狀基本上彼此不同。

本發明的低光反射元件的製造方法包括以下步驟。提供導電結構，其具有外表面。提供電鍍液，其包括含有N價的金屬離子。藉由電鍍液以電鍍方式於一電流密度條件下對導電結構進行電鍍，其中電流密度介於N×0.75安培/平方公寸至N×2安培/平方公寸。

本發明的低光反射元件的製造方法包括以下步驟。提供導電結構，其具有外表面。藉由電鍍液以電鍍方式對導電結構進行電鍍，以於導電結構的外表面上形成連接結構及光散射結構，其中連接結構覆蓋於導電結構的外表面，光散射結構位於連接結構上，且光散射結構具有多個空隙，其中空隙的尺寸或形狀基本上彼此不同。

基於上述，藉由電流密度介於N×0.75安培/平方公寸至N×2安培/平方公寸（其中， N為電鍍液中金屬離子的價數）的電鍍方式可以於導電結構上形成連接結構以及光散射結構，且光散射結構具有多個尺寸或形狀基本上彼此不同的空隙。如此一來，可以使低光反射元件具有較低的直射光反射率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。如本領域技術人員將認識到的，可以以各種不同的方式修改所描述的實施例，而不脫離本發明的精神或範圍。

在附圖中，為了清楚起見，放大了各元件等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在“另一元件上”、或“連接到另一元件”、“重疊於另一元件”時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為“直接在另一元件上”或 “直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，“連接”可以指物理及/或電連接。

應當理解，儘管術語“第一”、“第二”等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的“第一元件”、“部件”、“區域”、“層”、或“部分”可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。

這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非內容清楚地指示，否則單數形式“一”、“一個”和“該”旨在包括複數形式，包括“至少一個”。“或”表示“及/或”。如本文所使用的，術語“及/或”包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語“包括”及/或“包括”指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

此外，諸如“下”或“底部”和“上”或“頂部”的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的“下”側的元件將被定向在其他元件的“上”側。因此，示例性術語“下”可以包括“下”和“上”的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件“下方”或“下方”的元件將被定向為在其它元件 “上方”。因此，示例性術語“下面”或“下面”可以包括上方和下方的取向。

本文使用的“基本上”包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，“約”可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30％、±20％、±10％、±5％內。

除非另有定義，本文使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

本文參考作為理想化實施例的示意圖的截面圖來描述示例性實施例。因此，可以預期到作為例如製造技術及/或公差的結果的圖示的形狀變化。因此，本文所述的實施例不應被解釋為限於如本文所示的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。例如，示出或描述為平坦的區域通常可以具有粗糙及/或非線性特徵。此外，所示的銳角可以是圓的。因此，圖中所示的區域本質上是示意性的，並且它們的形狀不是旨在示出區域的精確形狀，並且不是旨在限制權利要求的範圍。

圖1A是依照本發明的第一實施例的一種低光反射元件的製造方法的部分流程圖。圖1B是依照本發明的第一實施例的一種低光反射元件的剖視示意圖。圖1C是依照本發明的第一實施例的一種低光反射元件的部分剖視示意圖。圖1D是依照本發明的第一實施例的一種低光反射元件100的部分上視示意圖。

第一實施例的一種低光反射元件的製造方法舉例如下。

請參照圖1A及圖1B，於步驟S11中，提供具有外表面121的導電結構120。

在本實施例中，導電結構120可以形成於基板110的基板表面111上，但本發明不限於此。

舉例而言，基板110之材質可為玻璃、石英、有機聚合物、或是不透光/反射材料（例如：導電材料、金屬、晶圓、陶瓷、或其它可適用的材料）、或是其它可適用的材料。若使用導電材料或金屬作為基板110時，則可以在基板110上覆蓋一層絕緣層（未繪示），以避免短路問題。在一實施例中，基板110內（即，不位於基板110的基板表面111上）可以包括導電線路及/或其他電子元件。又舉例而言，可以藉由鍍覆（如：濺鍍、蒸鍍及/或電鍍）及圖案化（如：微影蝕刻）的方式，以於基板110的基板表面111上形成導電結構120。導電結構120的材質例如是包括金屬、金屬合金、上述至少二者材料的堆疊層或是其他適於被電鍍鍍覆的材質。

請參照圖1A，於步驟S12中，提供電鍍液。電鍍液中至少包括了含有N價的金屬離子。在一實施例中，電鍍液中至少包括了含有2價的金屬離子。舉例而言，電鍍液中可以包括了亞錫離子（stannous ion；Sn ²⁺）。

請參照圖1A，於步驟S20中，藉由電鍍液以電鍍方式對導電結構120進行電鍍。電鍍方式於一電流密度條件下對導電結構120進行電鍍，其中電流密度介於N×0.75安培/平方公寸（A/dm ²；ASD）至N×2安培/平方公寸。

舉例而言，可以將導電結構120浸於電鍍液中，以使導電結構120的外表面121與電鍍液接觸。並且，使導電結構120被接在電鍍陰極，待鍍金屬可以（但，不限）被接在電鍍陽極，並以電流密度介於N×0.75安培/平方公寸（A/dm ²；ASD）至N×2安培/平方公寸的方式通電，以在導電結構120的外表面121上形成電鍍層。電鍍方式中其他的步驟可以與一般的電鍍方式相同或相似，故於此不加以贅述。

又舉例而言，以包括了亞錫離子的電鍍液為例，可以電流密度介於1.5安培/平方公寸（A/dm ²；ASD）至4安培/平方公寸的方式通電，以在導電結構120的外表面121上形成電鍍層（如：連接結構130及光散射結構140）。

也就是說，經由上述的製造方法後，即可大致上完成本實施例的低光反射元件100的製作。換句話說，位於導電結構120的外表面121上的連接結構130及光散射結構140，是經由電鍍的方式形成。

在本實施例中，低光反射元件100包括導電結構120、連接結構130以及光散射結構140。導電結構120具有外表面121。連接結構130覆蓋導電結構120的外表面121。光散射結構140位於連接結構130上。光散射結構140具有多個空隙148，且這些空隙148的尺寸或形狀基本上彼此不同。

在本實施例中，連接結構130與光散射結構140可以是經由具有相同或相似（如：包括含有N價的金屬離子；但可能在電鍍過程中金屬離子的濃度略有改變）的組成的電鍍液所形成。因此，連接結構130的材質與光散射結構140的材質基本上相同。

在本實施例中，於一相同的單位空間R3、R4、R5中，連接結構130的密度大於或等於光散射結構140的密度。舉例而言，如圖1B所示，若空間R3的大小、空間R4的大小與空間R5的大小相同（即，圖1B中的空間R3、空間R4與空間R5具有相同的縱深），則位於連接結構130範圍內的空間R3的密度等於位於連接結構130範圍內的空間R4的密度，位於連接結構130範圍內的空間R3的密度大於位於連接結構130範圍內的空間R5的密度。

在本實施例中，連接結構130直接接觸且完全覆蓋導電結構120的外表面121。換句話說，在於對導電結構120進行電鍍之後，若無其他的移除步驟（如：切割、鑽孔或蝕刻），導電結構120的外表面121並不會被暴露出。

在本實施例中，連接結構130基本上具有第一厚度130T（可以代數h表示），光散射結構140基本上具有第二厚度140T（可以代數H表示），且第二厚度140T基本上大於第一厚度130T（即，H>h）。

一般而言，為測量或測定低光反射元件100對於直射光（即，垂直於基板表面111方向上的入射光）的直反射光（即，前述的入射光射向低光反射元件100後在基本上垂直於基板表面111方向上的反射光）的反射率（即，前述的直反射光光量除以直射光光量；前述的直反射光光量÷前述的直射光光量），在第一厚度130T及第二厚度140T的測量或測定上，基本上是以平行於基板表面111的部分外表面121上的膜層為主。另外，由於光散射結構140具有多個空隙148，因此，在第一厚度130T及第二厚度140T的測量或測定上，第一厚度130T可以是垂直於基板表面111方向上空隙148的最底端（即，垂直於基板表面111方向上最接近基板表面111處）與外表面121之間的距離，第二厚度140T可以是垂直於基板表面111方向上空隙148的最底端與光散射結構140的最頂端（即，垂直於基板表面111方向上最遠離基板表面111處）之間距離，且前述距離可以依據測量方式、測定方式、數據取樣方式或多寡而採用對應的平均距離、方均根（root-mean-square；RMS）距離、最大距離或最小距離。

在前述的形成連接結構130及光散射結構140的電鍍方式中，若電流密度小於N×0.75安培/平方公寸，則可能使連接結構130的第一厚度130T增加；或是，可能使光散射結構140的第二厚度140T減少。換句話說，可能會相對地使第二厚度140T與第一厚度130T的比值（即，H/h）降低。

在前述的形成連接結構130及光散射結構140的電鍍方式中，若電流密度大於N×2安培/平方公寸，則可能使連接結構130的第一厚度130T減少；或是，可能使光散射結構140的第二厚度140T增加。換句話說，可能會相對地使第二厚度140T與第一厚度130T的比值（即，H/h）提升。

在本實施例中，第二厚度140T與第一厚度130T的比值基本上介於1.75至3之間（即，1.75≦H/h≦3）。若第二厚度140T與第一厚度130T的比值小於1.75（即，H/h>1.75），則可能使光反射量增加。若第二厚度140T與第一厚度130T的比值大於3（即，H/h>3），則光散射結構140可能較容易剝離（peeling）或斷裂而產生顆粒（particle）。

在本實施例中，第一厚度130T基本上介於1.7微米（micrometer；μm）至2.6微米（即，1.7μm≦h≦2.6μm）。若第一厚度130T大於2.6微米（即，h>2.6μm），則可能會使成本提升。若第一厚度130T小於1.7微米（即，h>1.7μm），則可能會因為光散射結構140與導電結構120之間相連的區域（即，連接結構130）較薄，而使光散射結構140可能較容易剝離。

在本實施例中，第二厚度140T基本上介於4.5微米至5.3微米（即，4.5μm≦H≦5.3μm）。若第二厚度140T小於4.5微米（即，H>4.5μm），則可能使光反射量增加。若第二厚度140T大於5.3微米（即，H>5.3μm），則可能使光散射結構140局部斷裂而產生顆粒（particle）。

在本實施例中，光散射結構140的這些空隙148可以不是經由模化、蝕刻或其他經由移除模板的方式所形成。也就是說，這些空隙148可以被稱為非規則空隙或非規則間隙（irregular void/irregular space/irregular gap）。舉例來說，如圖1C所示，於外表面121的其中一處（即，圖1C中的區域R2）上，光散射結構140具有彼此相連的第一部分141及第二部分142，第一部分141與外表面121之間的距離141d大於第二部分142與外表面121之間的距離142d。換句話說，第一部分141相較於第二部分142更遠離導電結構120的外表面121。如圖1D所示，於外表面121的其中一處（即，圖1C中的區域R2）的法向量上，第一部分141投影於外表面121上的投影面積大於第二部分142投影於外表面121上的投影面積。

圖2A至圖2B是依照本發明的第二實施例的一種低光反射元件的製造方法的剖視示意圖。在本實施例中，低光反射元件200的製造方法與低光反射元件100的製造方法相似，其類似的構件以相同的標號表示，且具有類似的功能、材質或形成方式，並省略描述。具體而言，圖2A至圖2B繪示接續圖1C中的結構的低光反射元件的製造方法的剖面示意圖。並且，為求清楚表示，於圖2A及圖2B中省略繪示了光散射結構140中的空隙148。

請參照圖2A，於對導電結構120進行電鍍之後，形成絕緣材料層於導電結構120上。絕緣材料層的材料可以包含無機材料（例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它適宜的材料、或上述至少二種材料的堆疊層）、有機材料（例如：聚酯類（PET）、聚烯類、聚丙醯類、聚碳酸酯類、聚環氧烷類、聚苯烯類、聚醚類、聚酮類、聚醇類、聚醛類、或其它適宜的材料、或上述之組合）、或其它適宜的材料、或上述之組合，且絕緣材料層可以藉由沉積、塗佈或其他適宜的方式形成，於本發明並不加以限制。

請繼續參照圖2A，移除部分的絕緣材料層，以形成具有絕緣開口251的絕緣層250，且絕緣開口251暴露出導電結構120的外表面121的至少一部分。舉例而言，可以藉由鑽孔、蝕刻或其他適宜的方式形成絕緣開口251，於本發明並不加以限制。

請參照圖2B，形成導電連接層260於絕緣層250上，導電連接層260覆蓋絕緣層250且填入絕緣開口251，以直接接觸導電結構120。導電連接層260可以藉由鍍覆（如：濺鍍、蒸鍍及/或電鍍）的方式形成，於本發明並不加以限制。在一實施例中，導電連接層260可以更藉由微影蝕刻的方式圖案化。

經由上述的製造方法後，即可大致上完成本實施例的低光反射元件200的製作。在本實施例中，低光反射元件200包括導電結構120、連接結構130、光散射結構140、絕緣層250以及導電連接層260。絕緣層250具有絕緣開口251。導電連接層260覆蓋絕緣層250且填入絕緣開口251，且導電連接層260直接接觸導電結構120。

為了說明藉由本發明的低光反射元件的製造方法所形成的低光反射元件，或本發明的低光反射元件可以具有較低的直射光反射率，特別以下列測試例作為說明。然而，這些測試例均不用以具體限制本發明之範疇。

[ 實驗例 ]

實驗例為藉由本發明的低光反射元件的製造方法所形成的低光反射元件，或為本發明的低光反射元件（例如：圖1B所繪示的低光反射元件100）。並且，在實驗例中，導電結構的材質為銅，且連接結構及光散射結構的材質為錫。

[ 比較例 1]

比較例1與實驗例類似，差別在於：比較例1不具有相同或相似於實驗例中的連接結構及光散射結構。

[ 比較例 2]

比較例1與比較例2類似，差別在於：在材質為銅的導電結構上，更藉由一般顯示面板領域常用的方式形成鉬（Molybdenum；Mo）層。

[ 測試例的比較 ]

以下的[表一]為藉由一般顯示面板領域常用的量測方式，針對各個測試例量測其直射光反射率。

[表一]

測試例	直射光反射率(%)
比較例1	73.0
比較例2	48
實驗例	8.7

如[表一]所示，藉由本發明的低光反射元件的製造方法所形成的低光反射元件，或本發明的低光反射元件可以具有較低的直射光反射率。因此，在顯示面板的應用上（但，並未限定應用方式），可以降低對應的遮光層（如；黑色矩陣（black matrix）層）的對應寬度，而可以提升顯示面板的開口率。

綜上所述，本發明藉由電流密度介於N×0.75安培/平方公寸至N×2安培/平方公寸（其中，N為電鍍液中金屬離子的價數）的電鍍方式可以於導電結構上形成連接結構以及光散射結構，且光散射結構具有多個尺寸或形狀基本上彼此不同的空隙。如此一來，可以使本發明的低光反射元件具有較低的直射光反射率。

100、200：低光反射元件 110：基板 111：基板表面 120：導電結構 121：外表面 130：連接結構 130T：第一厚度 140：光散射結構 140T：第二厚度 148：空隙 141：第一部分 141d：距離 142：第二部分 142d：距離 250：絕緣層 251：絕緣開口 260：導電連接層 R1、R2：區域 R3、R4、R5：空間 S11、S12、S20：步驟

圖1A是依照本發明的第一實施例的一種低光反射元件的製造方法的部分流程圖。圖1B是依照本發明的第一實施例的一種低光反射元件的剖視示意圖。圖1C是依照本發明的第一實施例的一種低光反射元件的部分剖視示意圖。圖1D是依照本發明的第一實施例的一種低光反射元件的部分上視示意圖。圖2A至圖2B是依照本發明的第二實施例的一種低光反射元件的製造方法的剖視示意圖。

100：低光反射元件 110：基板 111：基板表面 120：導電結構 121：外表面 130：連接結構 130T：第一厚度 140：光散射結構 140T：第二厚度 148：空隙 R1：區域 R3、R4、R5：空間

Claims

一種低光反射元件，包括：導電結構，具有第一外表面；連接結構，具有第二外表面，且覆蓋所述導電結構的所述第一外表面；以及光散射結構，位於所述連接結構的所述第二外表面上，且具有多個空隙，其中所述多個空隙的尺寸或形狀基本上彼此不同；其中，所述連接結構具有第一厚度；所述光散射結構具有第二厚度；且所述第二厚度與所述第一厚度的比值介於1.75至3。
如申請專利範圍第1項所述的低光反射元件，其中：所述連接結構具有第一厚度，且所述第一厚度介於1.7μm至2.6μm；且/或所述光散射結構具有第二厚度，且所述第二厚度介於4.5μm至5.3μm。
如申請專利範圍第1項所述的低光反射元件，其中：所述光散射結構具有彼此相連的第一部分及第二部分；所述第一部分與所述第一外表面之間的距離大於所述第二部分與所述第一外表面之間的距離；且所述第一部分投影於所述第一外表面上的投影面積大於所述第二部分投影於所述第一外表面上的投影面積。
如申請專利範圍第1項所述的低光反射元件，其中所述連接結構直接接觸且完全覆蓋所述第一外表面。
如申請專利範圍第1項所述的低光反射元件，更包括：絕緣層，具有絕緣開口；以及導電連接層，覆蓋所述絕緣層且填入所述絕緣開口，且直接接觸所述導電結構。
一種低光反射元件的製造方法，包括：提供導電結構，具有外表面；提供電鍍液，包括含有N價的金屬離子；以及藉由所述電鍍液以電鍍方式於一電流密度條件下對所述導電結構進行電鍍，其中所述電流密度介於N×0.75安培/平方公寸至N×2安培/平方公寸。
如申請專利範圍第6項所述的低光反射元件的製造方法，其中所述電鍍液包括含有2價的金屬離子。
一種低光反射元件的製造方法，包括：提供導電結構，具有外表面；以及藉由電鍍液以電鍍方式對所述導電結構進行電鍍，以於所述導電結構的所述外表面上形成連接結構及光散射結構，其中所述連接結構覆蓋於所述導電結構的所述外表面，所述光散射結構位於所述連接結構上，且所述光散射結構具有多個空隙，其中所述多個空隙的尺寸或形狀基本上彼此不同。
如申請專利範圍第6至8項中任一項所述的低光反射元件的製造方法，更包括：於對所述導電結構進行電鍍之後，形成絕緣材料層於所述導電結構上；移除部分的所述絕緣材料層，以形成具有絕緣開口的絕緣層，且所述絕緣開口暴露出部分的所述外表面；以及形成導電連接層於所述絕緣層上，所述導電連接層覆蓋所述絕緣層且填入所述絕緣開口，以直接接觸所述導電結構。