专利名称：制造光敏绝缘膜图案和反射电极及其液晶显示器的方法
技术领域：
本发明涉及制造反射型LCD(液晶显示器)以及反射和透射复合型LCD的方法，尤其涉及形成每个均具有不规则上表面的光敏绝缘膜图案和反射电极的方法，以及利用其制造具有反射电极的LCD的方法。
背景技术：
在信息社会的今天，电子显示器的作用越来越重要。所有种类的电子显示器被广泛地用在各种工业领域。随着电子显示领域技术的不断发展，相应于信息社会的不同需求，提供了具有新功能的各种电子显示器。
一般地，电子显示器是一种向人们可视地传递信息的设备。即，电子显示器可以定义为一种电子设备，它把从各种电子仪器输出的电信息信号转变成可视觉辨识的光信息信号。另外，它还可以定义为一种用作连结人与电子仪器的桥梁的电子设备。
这些电子显示器被划分为通过光发射法显示光学信息信号的发射型显示器，以及通过诸如光反射、散射和干涉现象等光调制法显示信号的非发射型显示器。作为被称作有源显示器的发射型显示器，可以有CRT(阴极射线管)、PDP(等离子体显示板)、LED(发光二极管)和ELD(电致发光显示器)等。作为被称作无源显示器的非发射型显示器，可以有LCD(液晶显示器)、EPID(电泳成像显示器)等。
在很长的一段时间里，CRT被用在如电视接收机和计算机监视器等图像显示器中。在显示质量和经济效益方面，CRT占有最高的市场份额，但它也有很多缺点，如大重量、大体积和高功耗。
同时，随着各种电子器件因半导体技术的迅速发展而连同电子器件的密集以及更低的驱动电压和更低的驱动功率一起，被小型化并且重量减轻，于是根据新的形势，对具有更薄、更轻特性以及低驱动电压和低功耗特性的平板型显示器提出了要求。
在各种开发的平板型显示器中，LCD比任何其它的显示器更薄和更轻，并具有更低的驱动电压和更低的功耗。另外，LCD具有类似于CRT的显示质量。因此LCD被广泛地用在各种电子设备中。此外，因为LCD易于制造，所以它的应用变得逐渐广泛。
LCD分为利用外部光源显示图像的透射型LCD，和利用环境光代替外部光源显示图像的反射型LCD。
反射型LCD具有的一个优点在于，与投影型LCD相比，它消耗很少的功率并显示出优良的户外显示效果。另外，反射型LCD较薄和较轻，因为不需要附加光源，如背光装置。
但是，目前的反射型LCD具有较暗的显示屏，且不能显示出高清晰度和多颜色的图像。因此，反射型LCD受限制地用于需要简单的图案显示、如数字或简单字符的产品中。
要把反射型LCD用于各种电子显示器，高清晰度和多颜色显示以及增强的反射照明是必不可少的。另外，适当的亮度、快捷的响应速度以及对比度的提高也是必不可少的。
在目前的反射型LCD中，将两种技术结合起来以提高亮度。一种是提高反射电极的反射效率，另一种是实现超高孔径比。Naofumi Kimura在题为“Reflection type liquid crystal display device with bumps on the reflector(反射器上带有凸块的反射型液晶显示器)”的美国专利第5,610,741号中公开了一种通过对反射电极形成凸块来提高反射效率的方法。
图1是在以上美国专利中提供的反射型LCD装置的局部平面图，图2是图1的反射型LCD装置的截面图。
参见图1和图2，反射型LCD装置包括第一衬底10，面对第一衬底10的第二衬底15以及间插在第一和第二衬底10和15之间的液晶层20。
第一衬底10包括一个第一绝缘衬底30，其上形成多条栅极总线布线25。栅电极35从栅极总线布线25分叉。另外，设置多条源极总线布线40与多条栅极总线布线25正交，并因源极总线布线40和栅极总线布线25之间的绝缘层而保持与该栅极总线布线25绝缘。源电极45从源极总线布线40分叉。
反射电极50形成在第一衬底10和液晶层20之间，并设置在通过交叉多条栅极总线布线25和多条源极总线布线40而形成的多个矩形区域中。
反射电极50与形成在第一衬底10上的TFT器件55连结，TFT器件55与栅极总线布线25和源极总线布线40一起用作开关器件。
在反射电极50的表面上设置多个凹部70和71，由此使得该表面凹凸不平。多个凹部70和71不规则地分布在整个表面上。TFT器件55的反射电极60和漏电极通过接触孔65彼此连结。
栅极总线布线25和栅电极35形成在第一绝缘衬底30上，第一绝缘衬底30通过利用溅射法沉积钽(Ta)膜并利用蚀刻或光刻工艺在沉积的钽膜上构图而由例如玻璃制成。
接下来，形成栅极绝缘膜75以覆盖栅极总线布线25和栅电极35。栅极绝缘膜75例如通过借助等离子体CVD(化学气相沉积)法形成4000埃厚的SiNx膜而制成。
非晶硅(a-Si)半导体层80形成在栅电极35的栅极绝缘层75上。n+型杂质掺杂的a-Si层的接触层85和90形成在半导体层80上。
接下来，在第一绝缘衬底30上形成钼(Mo)膜以覆盖按上述方式形成的那些元件，然后对Mo膜构图以形成源极总线布线40、源电极45和漏电极60。按照这种方式，完成包括栅电极35、半导体层80、接触层85和90、源电极65和漏电极60的TFT器件55。
在形成TFT元件55的绝缘衬底30的整个表面上，顺序地形成均具有凹凸表面的有机绝缘膜95和反射电极50。
图3A和3B是用于形成图2所示装置中的凸块的方法步骤的截面图。
参见图3A，在第一绝缘衬底30的表面上通过旋转涂敷法形成一个抗蚀剂膜100以覆盖具有高反射率的铝(Al)或镍(Ni)的金属图案55。金属图案55例如包括TFT的源电极、漏电极或存储电极。之后，预烘干抗蚀剂膜100。
接下来，在涂覆的抗蚀剂膜100上放置其中按预定图案形成有光透射区105和光遮挡区106的掩模，然后执行曝光和显影过程，使得形成如图3B所示的对应于掩模110的图案的凸块115。当执行衬底的热处理时，形成其角部被圆化的凸块115。
再回来看图2，例如通过旋转涂敷法涂覆有机绝缘膜95以覆盖凸块115，从而所形成的有机绝缘膜95的表面因凸块115而变得不平。
接下来，在图2所示的反射型LCD中，利用掩模(未示出)构图有机绝缘膜95，以形成一个暴露TFT器件55的漏电极60表面的接触孔65。接触孔65用反射电极材料填充。反射电极材料通过真空沉积法形成。结果是，在反射电极50的表面上形成凹部70和71，使得它们具有对应于有机绝缘膜95的形状。
之后，在反射电极50和无机绝缘层95上形成第一取向膜120，由此完成第一衬底10。
第二衬底15包括一个第二绝缘衬底140，在该衬底上形成滤色层125、公共电极130和第二取向膜135。
第二绝缘衬底140由玻璃制成。在第二绝缘衬底140上形成对应于单元像素的滤色层125。在滤色层125上形成由透明材料如氧化铟锡(ITO)制成的公共电极130。在公共电极130上形成第二取向膜135，由此完成第二衬底15。
把第二衬底15布置成与第一衬底10面对，然后通过真空注入法把包含液晶材料21和颜料22的液晶层20注入到第一衬底10和第二衬底15之间的间隔中，由此完成反射型LCD。
形成前述凹凸结构的另一种常规方法是使用光敏有机绝缘膜。此方法使仅通过利用一种材料层代替利用如图2、3A和3B中所述的抗蚀剂膜100和有机绝缘膜95的两个层而形成具有凹凸的表面结构的绝缘层成为可能。换言之，代替图3A中所示的抗蚀剂膜100，涂敷光敏有机绝缘膜。进行对光敏有机绝缘膜的常规光刻过程，由此形成凸块、凹部和接触孔。之后，把所得的衬底传输到反射电极形成过程的后续过程中。
但是，根据常规的制造反射型LCD的方法，虽然形成在反射电极中的多个凹部能增大反射效率，但它们也会导致下列问题。
参见图3A和3B，上述方法中，在形成反射电极之前在抗蚀剂膜100的表面形成包含凸块115和凹部117的不规则表面结构。然后，因为诸如形成在一个单元像素区中抗蚀剂膜100下部的源电极、漏电极和存储电容电极的图案55由具有高反射性的金属形成，并且金属图案55上的掩模110的遮光图案112之间的间隔d2与不设置金属图案55的部分上的掩模的遮光图案112之间的间隔d1相同，所以光83在形成凹部117的曝光过程中从金属图案55的上表面向上反射。因此，如图3B和4所示，在抗蚀剂膜100上形成具有大于所需直径的一种直径的凹部117，或者它比其它部分更多地曝光。最糟的是，凹部完全暴露于光照之下，以致于不希望的部分也被曝光。
为了避免不希望的部分的曝光问题，不得不在抗蚀剂膜100的下部再形成一个绝缘膜。因此，制造过程更为复杂，并且制造成本也增加。
另外，根据前述常规的反射型LCD，形成作为微透镜的半球形凹部，每个凹部有不同的大小，从而提高反射效率。但是，在凹部没有形成在反射电极中的隆起部分(即凸块)依据其位置具有不同的大小。因此，存在的问题是，整个反射电极的反射率的均匀性降低。即因为不形成凹部的部分的大小各自不同，所以形成在反射电极上的凹部大小各自不同的区域分别有不同的高度。因而，因为反射电极根据区域有不同的反射率，所以反射电极的反射率的均匀性降低。如上所述，反射电极反射率均匀性的降低导致液晶材料取向不均匀，以致于图像的对比度下降。另外，还有很大可能性的是，液晶材料取向的非均匀性产生雾化故障以及归因于泄漏光的图像滞后。
在实际制造过程中，因为形成在反射电极中的凹部大小以及凹部之间的区域的大小彼此不同，所以不利之处在于，非常难于根据设计值而精确地控制凹部的大小和间隔。
另外，虽然不同大小的凹部成形为彼此重叠，但因为它们具有半球形形状，所以非常难于完全避免入射光在凹部的散射反射。因此，限制了对图像质量的提高。
另外，常规的反射性LCD基本上具有正方形像素的形状。但是，随着近来开发了大量如便携式蜂窝电话和LCD TV的信息通讯设备，需要各种像素大小。如果必须把一种具有所需大小的像素应用于需要不同像素大小的显示器，则显示器应当从头设计。另外，还有一个问题是，必须再次确保制造过程的条件。具体地，在诸如便携式蜂窝电话的电子显示器的情形中，这种显示器在特定的方向需要高反射率，将更加难于使用具有正方形形状的像素。
发明内容
因此，本发明的第一目的在于提供一种形成具有均匀凸起和凹陷的不平表面的光敏绝缘膜的方法。
本发明的第二目的在于提供一种形成具有均匀凸起和凹陷(或凸出部和凹部)的不平表面的反射电极膜的方法。
本发明的第三目的在于提供一种制造具有反射电极的LCD的方法，该方法尤其适于制造包含具有均匀凸起和凹陷的不平表面的反射电极的LCD。
本发明的第四目的在于提供一种制造具有一种反射电极的LCD的方法，该反射电极具有均匀凸起和凹陷的不平表面，以允许反射电极在反射电极的整个区域上具有相同的反射率。
为了实现本发明的第一目的，提供一种形成具有均匀凸起和凹陷的不平表面的光敏绝缘膜的方法。在上述方法中，将光敏绝缘膜形成在已形成有具有反射性能的第一电极的衬底上。对光敏绝缘膜曝光。再对曝光后的光敏绝缘膜显影。此处，在对应于第一电极上部的第一图案之间扫描的光的第一光量不同于在对应于第一电极以外部分的第二图案之间扫描的其第二光量。
为了实现本发明的第二目的，提供一种形成具有均匀凸起和凹陷的不平表面的反射电极的方法。在上述方法中，光敏绝缘膜形成在其上形成有具有反射特性的第一电极的衬底上。对光敏绝缘膜曝光。再对曝光后的光敏绝缘膜显影，以形成具有均匀凸起和凹陷的不平表面的表面膜。在光敏绝缘膜上形成具有对应于光敏绝缘膜表面的不平表面的反射电极。此处，在对应于第一电极上部的第一图案之间扫描的光的第一光量不同于在对应于第一电极以外部分的第二图案之间扫描的其第二光量。
另外，为了实现本发明的第三和第四目的，提供一种用于制造LCD的方法。在上述方法中，光敏绝缘膜形成在其上形成有具有反射性能的第一电极的衬底上。对光敏绝缘膜曝光。再对曝光后的光敏绝缘膜显影，以形成具有均匀凸起和凹陷的不平表面。在光敏绝缘膜上形成反射电极。形成具有面对第一衬底的透明电极的第二衬底。把液晶层夹置在第一衬底和第二衬底之间。此处，在对应于第一电极上部的第一图案之间扫描的光的第一光量不同于在对应于第一电极以外部分的第二图案之间扫描的其第二光量。
根据本发明，无论在光敏绝缘膜的下部是否存在具有高反射率的金属图案，在光敏绝缘膜的整个表面上形成具有均匀宽度和深度的凹部(凹陷)，由此可以实现一种与常规的反射型LCD相比具有提高的反射效率和显著提高的对比度及画面质量的反射型LCD。另外，因为利用改进的曝光和显影过程形成反射电极，所以制造时间和成本大幅降低。
通过参考附图对其优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和其它优点将变得更加清晰，其中图1是常规反射型LCD的局部平面图；图2是常规反射型LCD的横截面图；图3A和3B是显示用于形成有机绝缘膜和图2所示的LCD的反射电极的方法的横截面图；图4是通过图3A和3B的方法在单元像素区形成反射电极的平面图；图5A和5B是显示根据本发明的第一实施例形成具有不规则表面的光敏绝缘膜的方法的横截面图；图6A至6C是根据本发明第二实施例形成反射电极的不规则表面的方法的横截面图；图7是根据本发明第三实施例的具有反射电极的反射型LCD的平面图；图8是沿图7中A-A′线截取的示意性横截面图；图9A至9D是显示制造图7和8所示LCD的方法的横截面图；以及图10是根据本发明第二和第三实施例的反射电极的轮廓平面图。
具体实施例方式
现在，将参考附图对本发明的优选实施例进行详细描述。
实施例1图5A和5B是阐述根据本发明的第一实施例形成具有不平坦表面的光敏绝缘膜图案的方法的横截面图。
参见图5B，根据本发明的具有光敏绝缘膜图案的不平表面结构的装置包括衬底240，形成在衬底240上的金属图案250和形成在包括金属图案250的衬底240上的光敏绝缘膜280。
衬底240由非导体材料制成，即如玻璃、陶瓷等具有低反射率的绝缘材料。
金属图案250由具有高反射率的金属材料如Al、Cr、Cu、W、Ta、Mo和Ti形成。金属图案250可以有双层结构，其中下层由Cr制成，上层由Al制成。
在形成有金属图案250的衬底240上叠置一种如抗蚀剂的材料的光敏绝缘膜280。在光致抗蚀剂绝缘膜280的上表面形成凹部(凹陷)284和设置得比凹部284更高的凸块(凸出或凸起)282。即，光敏绝缘膜280有一个具有不平结构的上表面。光敏绝缘膜280可以包括光敏有机绝缘膜和光敏无机绝缘膜。
下面，将参考附图详细描述形成具有不平表面的光敏绝缘膜图案的方法。
参见图5A，在由绝缘材料如玻璃或陶瓷等形成的衬底240上，沉积一种金属，如Ta、Ti、Mo、Al、Cr、Cu、W等。然后，构图沉积的金属，以形成金属图案250。此时，金属图案250可以由含铝的Al-Cu合金或Al-Si-Cu合金形成。
接下来，通过旋转涂敷法，在包含金属图案250的衬底240上形成光敏绝缘膜280至约1～3μm的厚度。此时，光敏绝缘膜280可以由包含光敏化合物(PAC)的丙烯酸树脂形成。
然后，将用于形成不平的表面结构的掩模310定位于光敏绝缘膜280之上。
穿过将金属图案250设置在光敏绝缘膜280下部的第二部分的第二光量少于穿过不设置金属图案250的第一部分的第一光量，以致于形成在光敏绝缘膜280上表面上的不平结构具有均匀的凸起和凹陷(均匀的轮廓)。
如图5A所示，在具有透光区205、215和遮光图案210、212的掩模310中，对应于金属图案250上部的第二部分上的遮光图案212之间的间隔d2按所需的比例小于对应于不设置金属图案250的第一部分上部的遮光图案210之间的间隔d1。该比例可以根据金属图案250的反射率而改变。优选地，该比例为约1/2。
然后，当掩模310在光敏绝缘膜280上对齐之后，通过曝光过程将光敏绝缘膜280曝光，然后执行显影过程。结果，如图5B所示，在光敏绝缘膜280的上表面上形成多个具有均匀宽度和深度的凹部(凹陷)284、286。即，形成在设置有金属图案250的部分处的凹部286具有与形成在没有设置金属图案250的部分处的凹部284相同的深度。因此，由光敏绝缘膜280的凹部合围的部分具有一种比凹部284、286设置得更高的凸出形状。凸出或凸起具有相同的高度。
或者，第二部分的光量可以不同于第一部分的光量，这与图5A所示的方法不同。换言之，第二部分的遮光图案212之间的间隔d2与第一部分的遮光图案210之间的间隔d1相同，并且采用一个半色调掩模(half-tonemask)，在该掩模上额外地形成半透明膜，以减少在第二部分的透光区215表面处入射光的透射量。然后，按照与上述相同的方式执行后续的曝光过程和显影过程。
实施例2图6A至6C是根据本发明第二实施例形成反射电极的不规则表面的方法的横截面图。
在此实施例中，按与实施例一样的方式，穿过对应于光敏绝缘膜380上设置有金属图案350的第二部分中凹部的掩模第二透光区的第二光量，小于穿过对应于光敏绝缘膜380上不设置金属图案350的第一部分中凹部的掩模第一透光区的第一光量。
在满足上述条件的实施例的方法中，如图6A和6B所示的形成具有不平表面的光敏绝缘膜的方法与实施例1相同。因此，此部分的描述有意识地省去。
参见图6C，在光敏绝缘膜380的凹部形成过程结束后，利用溅射法在光敏绝缘膜380上沉积如Al、Ni、Cr或Ag等的金属材料至预定厚度，该凹部形成过程允许设置有高反射率的金属图案350的第二部分与未设置金属图案350的第一部分有相同的深度。然后，如果需要，按所需的形状构图沉积的金属材料，由此形成反射电极335。此处，反射电极335具有与位于反射电极335之下的光敏绝缘膜中的相同的表面轮廓。换言之，反射电极335具有由具有相同深度的凹部384、386和由凹部384、386围成的凸起382组成的轮廓。在相对水平面上，凸起382定位得比凹部384、386高。
实施例3图7是根据本发明第三实施例的具有设置有凸部和凹部的反射电极的反射型LCD的平面图，图8是沿图7中A-A′线截取的示意性横截面图。
参见图7和图8，反射型LCD 400包括其上形成有像素的第一衬底410，与第一衬底410面对的第二衬底420，夹置在第一衬底420和第二衬底420之间的液晶层430，以及也是形成在第一衬底410和液晶层430之间的像素电极的反射电极435。
第一衬底410包括第一绝缘衬底440和TFT(薄膜晶体管)445，该TFT是形成在第一绝缘衬底440上的开关器件。
第一绝缘衬底440由非导体材料形成，如玻璃或陶瓷。TFT 445包括一个从栅极线450a分叉的栅电极450，一个栅极绝缘膜455，一个半导体层460，一个欧姆接触层465，一个源电极470和一个漏电极475。另外，在漏电极475下和第一绝缘衬底440上平行于栅极线450a形成存储电极引线450c。存储电极450b形成在漏电极475之下。
栅电极450在第一绝缘衬底440上从栅极线450a分叉。此处，栅电极450具有双层结构，其中下层由Cr制成，上层由Al制成。
在第一绝缘衬底440的整个表面上叠置氮化硅(SixNy)栅极绝缘膜455，在第一绝缘衬底440上形成有栅电极450、存储电极450b和存储电极引线450c。然后，在栅极绝缘膜455上形成非晶硅的半导体层460和n+型非晶硅的欧姆接触层465，栅电极450位于栅极绝缘膜455之下。
源电极470和漏电极475分别形成在欧姆接触层465和栅极绝缘膜455上，并以栅电极450为中心。源电极470和漏电极475分别由如Ta、Mo、Ti、Cr等金属形成。
光敏绝缘膜480叠置在其上形成有TFT 445的第一绝缘衬底440上。在光敏绝缘膜480的像素区(Pin)形成具有相对高度差的多个第一区域(凹部或凹陷)和第二区域(凸起或凸出)，以散射光线。
或者，可以把形成在像素区(Pin)的第一和第二区延伸到像素区之间的像素外部区(Pout)。
在光敏绝缘膜480中形成接触孔485，从而对TFT 445的一部分漏电极475曝光。
在接触孔485的内表面和光敏绝缘膜480上，形成反射电极435。反射电极435经接触孔485连结到漏电极475上，使得TFT 445电连结到反射电极435上。
第一取向膜500叠置在反射电极435上。
与第一衬底410面对的第二衬底420包括一个第二绝缘衬底505，一个滤色层510，一个公共电极515，一个第二取向膜520，一个相位差片525和一个偏振片530。
第二绝缘衬底505由与第一绝缘衬底440相同的材料形成，如玻璃或陶瓷。相位差片530和偏振片530依次形成在第二绝缘衬底505上。滤色层510设置在第二绝缘衬底505的下部。公共电极515和第二取向膜520形成在滤色层510之下，从而形成第二衬底420。第二取向膜520用于与第一取向膜一起将液晶层430的液晶分子以所需的角度预倾斜。
在第一衬底410和第二衬底420之间插入多个隔离物535、536，以在第一衬底410和第二衬底420之间形成所需的间隔。把液晶层430引入第一和第二衬底410、420之间的间隔中，由此形成能够应用于本实施例的反射型LCD400。
图9A至9D是显示制造图7和8所示LCD的方法的横截面图。
图9A至9D中，与图7和图8中的相同的部件用相同附图标记表示。
参见图7、8和9A，首先，在由如玻璃或陶瓷的绝缘材料制成的第一绝缘衬底440的上部沉积金属材料，如Ta、Ti、Mo、Al、Cr、Cu或W。然后，对沉积的金属构图，由此形成栅极线450a、由栅极线450a分叉的栅电极450和包括存储电极450b的电极引线450c。此时，栅电极450和栅极线450a可以由Al-Cu合金或Al-Si-Cu合金形成。
然后，通过等离子体化学气相沉积法在包括栅电极450的第一绝缘衬底440的整个表面上沉积氮化硅，以形成栅极绝缘膜455。
在栅极绝缘膜455上，通过等离子体化学气相沉积法形成非晶硅膜和原位掺杂的n+型非晶硅膜。然后，对叠置的非晶硅膜和n+型非晶硅膜构图，由此在栅极绝缘膜455的一部分上形成半导体层460和欧姆接触层465，栅电极450位于栅极绝缘膜455之下。
接着，在形成最终结构的第一绝缘衬底440上，形成如Ta、Ti、Mo、Al、Cr、Cu或W的金属材料的金属层。然后，对叠置的金属层构图，以形成与栅极线450a正交的源极线(未示出)、从源极线分叉的源电极470，以及漏电极475。由此完成包括栅电极450、半导体层460、欧姆接触层465、源电极470和漏电极475的TFT 445。此时，把栅极绝缘膜455间插到栅极线和源极线之间，以防止栅极线与源极线接触。
在形成有TFT 445的第一绝缘衬底440上，通过旋转涂敷法形成厚度约为1～3μm的光敏绝缘膜480，由此完成第一衬底410。此时，可以把光敏有机绝缘膜或光敏无机绝缘膜用作光敏绝缘膜。在此实施例中，可以使用作为光敏有机绝缘膜的包含光敏化合物(PAC)的丙烯酸树脂。
参见图9B，为了形成接触孔485，在光敏绝缘膜480上布置用于曝光对应于接触孔485的部分的第一掩模(未示出)，然后进行第一曝光过程。在其上设置用于曝光对应于凹部的部分的第二掩模610，然后执行第二曝光过程。之后，执行显影过程，由此在光敏绝缘膜480中形成用于部分曝光漏电极475的接触孔485以及多个凹部。
下面，将详细描述在光敏绝缘膜480中形成接触孔485的过程和在光敏绝缘膜480中形成多个凹部的过程。
首先，为了形成接触孔485，把具有对应于接触孔485的图案的第一掩模放置在光敏绝缘膜480上方。然后，通过全曝光过程首先对光敏绝缘膜480中对应于源/漏电极470、475的部分曝光(其中，利用全曝光光敏绝缘膜40的光量执行曝光过程)。
然后，为了形成多个凹部或凹槽481，在光敏绝缘膜480上方放置第二掩模610，此掩模用于形成微透镜并具有对应于凹部或凹槽的图案。
根据采用的抗蚀剂的类型，第二掩模610可以具有与图中所示图案呈相反形状的图案。
其次，利用第二掩模610通过透镜曝光过程(其中曝光过程利用适用于形成凸起的光量执行)对除对应于接触孔485的部分以外的光敏绝缘膜480曝光。
然后，执行显影过程，由此，如图9B所示，在光敏绝缘膜480中形成用于曝光源/漏电极470、475的接触孔485。另外，在光敏绝缘膜480的表面形成多个不规则凹部(未示出)。
按照与实施例1和2相同的方式，为了使形成在光敏绝缘膜480的上表面上不平表面结构能够具有均匀的轮廓(即凸起和凹陷)，经过下方设置有金属图案，即源/漏电极470、475、栅电极450或存储电极引线450b的第二部分的第二光量小于经过下方未设置金属图案的第一部分的第一光量。
为此目的，如图9B所示，在包括用于透射入射光的透光区605、615和用于反射光的遮光图案612、614的掩模610的遮光图案612、614中，对应于金属图案450、450b、470、475上部的第二部分的遮光图案614之间的间隔d2以预定的比例小于对应于其下方未设置金属图案450、450b、470、475的第一部分的上部的遮光图案612之间的间隔d1。该比例可以根据金属图案450、450b、470、475的反射率而变化。优选地，该比例约为1/2。
或者，与图9B所示的方法不同，第二部分的光量可以与第一部分的光量不同。换言之，第二部分的遮光图案614之间的间隔d2与第一部分遮光图案612的间隔d1相同，并且使用一个半色调掩模，在该掩模上额外地形成有半透明膜，以减少入射光投射到第二部分透光区615表面上的透射量。然后，以相同的方式执行后续曝光过程和显影光程。
参见图9C，如上所述，在形成有多个凹部的光敏绝缘膜480上沉积具有高反射率的金属材料，如Al、Ni、Cr、Ag等。然后，按所需形状构图沉积的金属，形成反射电极435。接下来，把抗蚀剂涂敷到反射电极435的上部，然后擦拭，由此形成用于以预定的角度预倾斜液晶层430的液晶分子的第一取向膜500。反射电极435具有与光敏绝缘膜480的表面相同的表面轮廓。
把反射电极435分成由多个形成在光敏绝缘膜480的凹部481上的凹部组成的第一区域490和作为由多个凸起组成的透镜区的第二区域495。此时，由连续的凹槽(凹陷)组成的第一区域490比由凸起组成的第二区域495低。另外，因为第一区域490合围第二区域495，所以反射电极435具有一种第二区域495由包括连续凹槽的第一区域490限定的结构。
图10是根据本发明第二和第三实施例的反射电极的轮廓平面图。
参见图10，根据用于对位于反射电极435下方的光敏绝缘膜构图的掩模的图案决定形成反射电极435的多个凹槽490和凸起495的形状。即，可以注意到，图10显示了反射电极435的图案形状，同时，显示了在反射电极435下方的光敏绝缘膜的形状或用于对光敏绝缘膜构图的掩模的图案。换言之，图9B中所示的掩模还有对应于多个凸起495的遮光图案和对应于多个凹槽495的透光区，如图10所示。
当将图10所示的本发明实施例的反射电极与图4所示的常规反射电极相比时，根据本实施例的反射电极435具有多个凹槽和凸起，无论在其下部是否存在金属图案，此凹槽和凸起都有相同的深度。
相对凹陷的多个凹槽(第一区)具有约1～5μm的宽度。连续的凹槽以恒定的宽度在横向上排列。
相对凸出的多个凸起(第二区)具有约为2～10μm的大小。这些多个凸起可以有各种形状，如椭圆形、上弦新月或下弦月形、凹透镜的横截面形、跑道形(trackshape)和半跑道形等。
另外，虽然图中未示出，但在光敏绝缘膜480的每个凸起中还可以形成弹坑形凹槽，以进一步提高形成在光敏绝缘膜480上的反射电极435的反射率。
如上所述，根据本发明的LCD的反射电极结构中，一个像素中合围用作微透镜的第二区域的第一区域具有一致的深度，从而提高反射效率。
根据用于形成具有不平表面的光敏绝缘膜的方法，无论位于光敏绝缘膜下方的金属图案是否存在，凹部或凹槽具有相同的深度，并且，其上形成的反射电极也具有在其整个表面上具有相同深度的凹部和凹槽，从而均匀地提高显示区整个表面区域上的反射效率。因此，当本发明的方法应用到具有不平表面的反射电极上时，图像的对比度和质量显著提高。
另外，因为反射电极利用改进的曝光和显影过程形成，所以制造时间和成本显著减少。
另外，当在形成反射电极之前形成光敏绝缘膜时，在像素区的外部区按照与在像素区内相同的方式形成凹槽。因此，在像素区和像素区的外部区之间不形成高度差，从而消除了因光泄漏而导致的图像滞后，或因高度差而在液晶分子的取向中导致的畸变现象。散布隔离物后，在第一和第二衬底之间形成均匀的间隙。
虽然参照反射型LCD对反射电极进行了描述，但该反射电极也可以应用到反射和透射复合型LCD及其它电子显示器中。在这种情况下，反射率在整个显示区得到同等地提高。
虽然已经对本发明做了详细的描述，但应该理解的是，本领域的技术人员在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的实质和范围的前提下，可以作各种改变、替换和更改。
权利要求
1.一种用于形成具有设置有凸起和凹陷的表面的光敏绝缘膜的方法，该方法包括步骤在形成有具有反射性能的第一电极的衬底上形成光敏绝缘膜；曝光光敏绝缘膜；以及显影曝光后的光敏绝缘膜，其中，在对应于第一电极上部的第一图案之间扫描的光的第一光量不同于在对应于除第一电极以外的部分的第二图案之间扫描的其第二光量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一光量小于第二光量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一电极包括Al或Cr。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，光敏绝缘膜包括光敏无机绝缘膜和光敏有机绝缘膜。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，曝光步骤通过利用一个掩模来执行，对应于光敏绝缘膜第一图案的掩模的第一掩模图案之间的第一间隔具有狭缝结构，并且第一间隔小于对应于光敏绝缘膜第二图案的掩模第二掩模图案之间的第二间隔。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，曝光步骤通过利用一个掩模来执行，该掩模是一种半色调掩模，此半色调掩模具有形成在对应于光敏绝缘膜第一图案的掩模第一掩模图案之间的半透明膜，以减少光透射量。
7.一种用于形成反射电极的方法，该方法包括步骤在形成有具有反射性能的第一电极的衬底上形成光敏绝缘膜；曝光光敏绝缘膜；显影曝光后的光敏绝缘膜，以形成具有凸起和凹陷的表面；以及在光敏绝缘膜上形成具有对应于光敏绝缘膜表面的不平表面的反射电极，其中，在对应于第一电极上部的第一图案之间扫描的光的第一光量不同于在对应于除第一电极以外的部分的第二图案之间扫描的其第二光量。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，第一光量小于第二光量。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，第一电极是薄膜晶体管的源电极或漏电极，或包括源电极和漏电极两者。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，第一电极还包括存储电极。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，曝光步骤通过利用一个掩模来执行，对应于光敏绝缘膜第一图案的掩模第一掩模图案之间的第一间隔具有狭缝结构，并且第一间隔小于对应于光敏绝缘膜第二图案的掩模第二掩模图案之间的第二间隔。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，曝光步骤通过利用一个掩模来执行，该掩模是一种半色调掩模，此半色调掩模具有形成在对应于光敏绝缘膜第一图案的掩模第一掩模图案之间的半透明膜，以减少光透射量。
13.一种用于制造液晶显示器的方法，该方法包括步骤在形成有具有反射性能的第一电极的第一衬底上形成光敏绝缘膜；曝光光敏绝缘膜；显影曝光后的光敏绝缘膜，以形成具有凸起和凹陷的表面；以及在光敏绝缘膜上形成反射电极；形成面对第一衬底的且具有透明电极的第二衬底；以及在第一和第二衬底之间形成液晶层，其中，在对应于第一电极上部的第一图案之间扫描的光的第一光量不同于在对应于除第一电极以外的部分的第二图案之间扫描的其第二光量。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，第一光量小于第二光量。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，曝光步骤通过利用一个掩模来执行，对应于光敏绝缘膜第一图案的掩模第一掩模图案之间的第一间隔具有狭缝结构，并且第一间隔小于对应于光敏绝缘膜第二图案的掩模第二掩模图案之间的第二间隔。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，曝光步骤通过利用一个掩模来执行，该掩模是一种半色调掩模，此半色调掩模具有形成在对应于光敏绝缘膜第一图案的掩模第一掩模图案之间的半透明膜，以减少光透射量。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，反射电极的表面包括第一区和第二区，第一区具有设置得比第二区更低的凹槽形状，且第二区具有设置得比第一区更高的凸起形状。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，第一区与一个像素的边界线一起以闭合曲线的形状局部地限定第二区。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，第二区具有两种以上选自包括椭圆形、上弦新月形、下弦月形、凹透镜形、跑道形、半跑道形和延伸的凹透镜形的组的形状。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，第一区具有约1～5μm的宽度，且第二区具有约2～10μm的大小。
全文摘要
本发明公开了一种用于形成均具有不平上表面的光敏绝缘膜图案以及反射电极的方法，和一种利用该方法制造具有反射电极的LCD的方法。光敏绝缘膜形成在形成有具有反射性能的第一电极的第一衬底上。曝光光敏绝缘膜，显影曝光过的光敏绝缘膜，从而形成具有凸起和凹陷的不平表面。在光敏绝缘膜上形成反射电极。形成具有透明电极的第二衬底以面对第一衬底。把液晶层夹置在第一衬底和第二衬底之间。在对应于第一电极上部的第一图案之间扫描的光的第一光量小于在对应于除第一电极以外的部分的第二图案之间扫描的其第二光量。形成在光敏绝缘膜上的凹部或凹槽与形成在光敏绝缘膜上的反射电极的整个表面具有相同的深度，由此提高整个显示区的反射效率。
文档编号G03F1/00GK1407374SQ0114333
公开日2003年4月2日 申请日期2001年12月20日 优先权日2001年8月18日
发明者张龙圭, 金宰贤 申请人:三星电子株式会社