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図面 (9)

課題

散乱輝度の高い拡散反射板を製造するためのフォトマスク及びこのフォトマスクを用いた拡散反射板の製造方法を提供する。

解決手段

本発明のフォトマスクMは、単位パターン領域Aをマトリクス状に配置して成るパターン領域PAを備えている。パターン領域PAは、マトリクス状に複数配置された矩形光透過部Tと、各々の光透過部Tを取り囲むように、規則的又はランダムに多数配置された円形微小光透過部TDと、これらを取り囲む遮光NTとを有している。さらに、光透過部Tを取り囲む帯状部分SSには、微小光透過部TDが設けられていない。この帯状部分SSの幅dは1μm以上5μm以下である。

概要

背景

インチから4インチ程度の小型の液晶表示素子は、携帯電話携帯型情報端末において使用されることが多い。このような小型の液晶表示素子においては、省エネルギー性の要求等からバックライトおよび外光の両方を光源として利用できる半透過反射型のものが主流となっている。

例えば、TFD(Thin Film Diode)アレイ基板を用いた半透過反射型液晶表示素子の場合、観察者側にTFDアレイ基板が配置される一方、観測者とは反対側にカラーフィルタが配置され、TFDアレイ基板とカラーフィルタとの間に液晶封入されている。そして、カラーフィルタの外側にはバックライトが置かれている。カラーフィルタには、観察者側からの光を反射するための凹凸表面が形成された拡散反射板と、拡散反射板上に形成された着色樹脂領域と、が設けられており、この拡散反射板には、バックライトからの光を観測者側に透過させるための開口部が形成されている。

そして、このような半透過反射型液晶表示素子は、反射型表示時には、観察者側から入射される外光を拡散反射板における開口部を除く部分で反射することにより反射型表示を行い、透過型表示時には、バックライトからの光源光を拡散反射板の開口部を通して観察者側に出射させることで透過型表示を行う。

上述のような半透過反射型の拡散反射板として、例えば、各着色樹脂領域の中央部下の位置に開口部を設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。

また、上述のような拡散反射板を製造するには、通常、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィー法が用いられ、特にプロキシミティ露光では拡散反射板の生産性が向上する。ここで用いられるフォトマスクには、開口部を形成するための光透過部がマトリクス状に複数配置されており、この光透過部の周囲には凹凸表面を形成するための複数の微小光透過部が配置されている。これらの微小光透過部は、主として回折光を透過させるものである。

このようなフォトマスクを介して、基板上に塗布された感光性樹脂にプロキシミティー露光を施すと、感光性樹脂内に潜像が形成される。そして、この感光性樹脂を現像することにより凹凸表面及び開口部を有する樹脂層が形成される。しかる後、樹脂層の凹凸表面上に反射膜を形成することで拡散反射板を得る。
特開2002−287131号公報

概要

散乱輝度の高い拡散反射板を製造するためのフォトマスク及びこのフォトマスクを用いた拡散反射板の製造方法を提供する。 本発明のフォトマスクMは、単位パターン領域Aをマトリクス状に配置して成るパターン領域PAを備えている。パターン領域PAは、マトリクス状に複数配置された矩形の光透過部Tと、各々の光透過部Tを取り囲むように、規則的又はランダムに多数配置された円形の微小光透過部TDと、これらを取り囲む遮光NTとを有している。さらに、光透過部Tを取り囲む帯状部分SSには、微小光透過部TDが設けられていない。この帯状部分SSの幅dは1μm以上5μm以下である。

目的

そこで、本発明は、散乱輝度の高い拡散反射板を製造するためのフォトマスク及びこのフォトマスクを用いた拡散反射板の製造方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

一列に複数配置された多角形の第1光透過部と、各々の前記第1光透過部を取り囲むように複数配置され、前記第1光透過部の径より小さい径を有する第2光透過部と、各々の前記第1光透過部及び各々の前記第2光透過部を取り囲む遮光部と、を備え、前記第2光透過部は、前記第1光透過部の外側における該第1光透過部の少なくとも一つの辺に沿って延びる帯状部分には設けられておらず、該帯状部分の幅は1μm以上5μm以下であるフォトマスク

請求項2

前記帯状部分は、前記第1光透過部の全辺を取り囲む、請求項1に記載のフォトマスク。

請求項3

一列に複数配置された第1光透過部と、各々の前記第1光透過部を取り囲むように複数配置され、前記第1光透過部の径より小さい径を有する第2光透過部と、各々の前記第1光透過部及び各々の前記第2光透過部を取り囲む遮光部と、を備え、前記第2光透過部は、前記第1光透過部を取り囲むように該第1光透過部の縁に沿って延びる帯状部分には設けられておらず、該帯状部分の幅は1μm以上5μm以下であるフォトマスク。

請求項4

請求項1〜3のいずれか一項に記載のフォトマスクを介して、感光性樹脂露光を施す露光工程と、前記露光が施された感光性樹脂を現像することにより、凹凸表面及び開口部を有する樹脂層を形成する現像工程と、前記樹脂層の前記凹凸表面上に反射膜を形成する反射膜形成工程と、を含む拡散反射板の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、フォトマスク及びこのフォトマスクを用いた拡散反射板の製造方法に関する。

背景技術

0002

インチから4インチ程度の小型の液晶表示素子は、携帯電話携帯型情報端末において使用されることが多い。このような小型の液晶表示素子においては、省エネルギー性の要求等からバックライトおよび外光の両方を光源として利用できる半透過反射型のものが主流となっている。

0003

例えば、TFD(Thin Film Diode)アレイ基板を用いた半透過反射型液晶表示素子の場合、観察者側にTFDアレイ基板が配置される一方、観測者とは反対側にカラーフィルタが配置され、TFDアレイ基板とカラーフィルタとの間に液晶封入されている。そして、カラーフィルタの外側にはバックライトが置かれている。カラーフィルタには、観察者側からの光を反射するための凹凸表面が形成された拡散反射板と、拡散反射板上に形成された着色樹脂領域と、が設けられており、この拡散反射板には、バックライトからの光を観測者側に透過させるための開口部が形成されている。

0004

そして、このような半透過反射型液晶表示素子は、反射型表示時には、観察者側から入射される外光を拡散反射板における開口部を除く部分で反射することにより反射型表示を行い、透過型表示時には、バックライトからの光源光を拡散反射板の開口部を通して観察者側に出射させることで透過型表示を行う。

0005

上述のような半透過反射型の拡散反射板として、例えば、各着色樹脂領域の中央部下の位置に開口部を設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。

0006

また、上述のような拡散反射板を製造するには、通常、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィー法が用いられ、特にプロキシミティ露光では拡散反射板の生産性が向上する。ここで用いられるフォトマスクには、開口部を形成するための光透過部がマトリクス状に複数配置されており、この光透過部の周囲には凹凸表面を形成するための複数の微小光透過部が配置されている。これらの微小光透過部は、主として回折光を透過させるものである。

0007

このようなフォトマスクを介して、基板上に塗布された感光性樹脂にプロキシミティー露光を施すと、感光性樹脂内に潜像が形成される。そして、この感光性樹脂を現像することにより凹凸表面及び開口部を有する樹脂層が形成される。しかる後、樹脂層の凹凸表面上に反射膜を形成することで拡散反射板を得る。
特開2002−287131号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、上述のようなフォトマスクを用いて拡散反射板を製造すると、得られる樹脂層の開口部が、その開口部に対応するフォトマスクの光透過部よりも過度に大きくなってしまう。この状態で樹脂層の凹凸表面上に反射膜を形成すると、拡散反射板の開口部が過度に大きくなり、散乱に寄与する凹凸表面の領域が小さくなってしまう。このため、上述のようなフォトマスクを用いて拡散反射板を製造すると、得られる拡散反射板の散乱輝度が不十分となる場合があった。

0009

そこで、本発明は、散乱輝度の高い拡散反射板を製造するためのフォトマスク及びこのフォトマスクを用いた拡散反射板の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

上述の課題を解決するための本発明のフォトマスクは、一列に複数配置された多角形の第1光透過部と、各々の第1光透過部を取り囲むように複数配置され、第1光透過部の径より小さい径を有する第2光透過部と、各々の第1光透過部及び各々の第2光透過部を取り囲む遮光部と、を備え、第2光透過部は、第1光透過部の外側における第1光透過部の少なくとも一つの辺に沿って延びる帯状部分には設けられておらず、帯状部分の幅は1μm以上5μm以下である。

0011

このフォトマスクを介して感光性樹脂にプロキシミティー露光を施すと、第1及び第2光透過部を透過した光によって感光性樹脂内に潜像が形成される。この感光性樹脂を現像すると、第1光透過部に対応する開口部と、第2光透過部に対応する凹部から構成される凹凸表面とを有する樹脂層が形成される。

0012

プロキシミティー露光において第1光透過部に照射された光は、この第1光透過部を透過して感光性樹脂に到達する。これにより、第1光透過部の形状に対応する潜像が感光性樹脂内に形成される。ここで、第1光透過部は一列に複数配置されているので、これらの潜像は、現像後に得られる樹脂層において一列に配置された複数の開口部を構成する。なお、開口部の形状は、第1光透過部の形状に略対応する。

0013

また、第2光透過部に照射された光は、この第2光透過部を透過して感光性樹脂に到達する。このとき、主として回折光が第2光透過部を透過する。この回折光により感光性樹脂の表層部分に潜像が形成される。ここで、第2光透過部は複数配置されているので、これらの潜像は、現像後に得られる樹脂層において複数の凹部を形成し、これらの凹部によって樹脂層の表面に凹凸が形成される。

0014

ここで、第2光透過部が設けられていない帯状部分は、多角形の第1光透過部の少なくとも一辺において第1光透過部と第2光透過部とを分離する遮光部を形成しており、プロキシミティー露光において当該帯状部分に照射される光を、感光性樹脂に到達させないようにしている。

0015

帯状部分の幅が1μm未満であると、第1光透過部と第2光透過部とが過度に接近する。このため、これらの光透過部を透過した回折光同士が重なり合うことによって、第1光透過部に対応する潜像と第2光透過部に対応する潜像との間の感光性樹脂内にも潜像が形成されてしまうおそれがある。この状態で感光性樹脂を現像すると、開口部と凹部との間の感光性樹脂が開口部と同様に除去されてしまうことがある。かかる場合、開口部が過度に大きくなってしまうので、開口部の縁付近において、散乱に寄与する凹凸表面の領域が小さくなる。したがって、得られる拡散反射板の散乱輝度が低下してしまう。

0016

帯状部分の幅が5μmを超えると、第1光透過部と第2光透過部とが過度に離れてしまう。このため、第1光透過部に対応する潜像と第2光透過部に対応する潜像との離間距離が過度に大きくなる。この状態で感光性樹脂を現像すると、開口部と凹部との間に平坦表面が形成され、散乱に寄与する凹凸表面が形成され難くなる。このため、得られる拡散反射板の散乱輝度が低下してしまう。

0017

これに対して、本発明のフォトマスクでは帯状部分の幅が1μm以上5μm以下であるので、第1光透過部に対応する開口部と第2光透過部に対応する凹部との間の感光性樹脂に、散乱に寄与する凹凸表面が形成され易くなる。すなわち、得られる樹脂層の開口部の縁付近に凹凸表面が形成されるので、開口部が過度に大きくなり難い。したがって、このようなフォトマスクを用いると、散乱輝度の高い拡散反射板が得られる。

0018

また、上記帯状部分は、第1光透過部の全辺を取り囲むと好ましい。

0019

この場合、帯状部分は、多角形の第1光透過部の全辺において第1光透過部と第2光透過部とを分離する遮光部を形成している。換言すれば、この帯状部分は第1光透過部を取り囲む枠の部分となる。これにより、プロキシミティー露光において当該帯状部分に照射される光を感光性樹脂に到達させないようにしている。このため、得られる樹脂層において、第1光透過部に対応する開口部の枠となる感光性樹脂の表面に凹凸が好適に形成される。よって、このようなフォトマスクを用いると、更に散乱輝度の高い拡散反射板が得られる。

0020

また、本発明のフォトマスクは、一列に複数配置された第1光透過部と、各々の第1光透過部を取り囲むように複数配置され、第1光透過部の径より小さい径を有する第2光透過部と、各々の第1光透過部及び各々の第2光透過部を取り囲む遮光部と、を備え、第2光透過部は、第1光透過部を取り囲むように第1光透過部の縁に沿って延びる帯状部分には設けられておらず、帯状部分の幅は1μm以上5μm以下である。

0021

このフォトマスクを介して感光性樹脂にプロキシミティー露光を施すと、第1及び第2光透過部を透過した光によって感光性樹脂内に潜像が形成される。この感光性樹脂を現像すると、第1光透過部に対応する開口部と、第2光透過部に対応する凹部から構成される凹凸表面とを有する樹脂層が形成される。

0022

ここで、第2光透過部が設けられていない帯状部分は、第1光透過部の全周にわたって第1光透過部と第2光透過部とを分離する遮光部を形成しており、プロキシミティー露光において当該帯状部分に照射される光を、感光性樹脂に到達させないようにしている。そして、この帯状部分の幅は1μm以上5μm以下であるので、得られる樹脂層において、第1光透過部に対応する開口部の枠となる感光性樹脂の表面には、散乱に寄与する凹凸が形成され易くなる。換言すれば、得られる樹脂層の開口部の縁付近には、全周にわたって凹凸表面が好適に形成されることとなる。したがって、このようなフォトマスクを用いると、散乱輝度の高い拡散反射板が得られる。

0023

また、本発明の拡散反射板の製造方法は、本発明のフォトマスクを介して、感光性樹脂に露光を施す露光工程と、露光が施された感光性樹脂を現像することにより、凹凸表面及び開口部を有する樹脂層を形成する現像工程と、樹脂層の凹凸表面上に反射膜を形成する反射膜形成工程と、を含む。

0024

このような製造方法によれば、散乱輝度の高い拡散反射板が好適に製造される。

発明の効果

0025

本発明によれば、散乱輝度の高い拡散反射板を製造するためのフォトマスク及びこのフォトマスクを用いた拡散反射板の製造方法を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下、図面とともに本発明の実施形態に係るフォトマスク及びこのフォトマスクを用いた拡散反射板の製造方法について説明する。なお、図面の説明においては、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。

0027

まず、図1及び図2を参照しながら本実施形態に係るフォトマスクについて説明する。

0028

(フォトマスク)
図1は、本実施形態に係るフォトマスクMを模式的に示す平面図である。フォトマスクMは、プロキシミティー露光に用いられ、半透過反射型の拡散反射板を製造するためのものであり、単位パターン領域Aをマトリクス状に配置して成るパターン領域PAを備えている。図2は、図1のフォトマスクMにおける単位パターン領域Aを示す拡大図である。

0029

パターン領域PAは、マトリクス状に複数配置された矩形の光透過部T(第1光透過部)と、各々の光透過部Tを取り囲むように、規則的又はランダムに多数配置された円形の微小光透過部TD(第2光透過部)と、これらを取り囲む遮光部NTとを有している。

0030

遮光部NTは、光を遮蔽する金属等から成り、光透過部T及び微小光透過部TDは、光を透過するガラス等から成る。このようなフォトマスクMは、例えば、ガラス基板MG上にパターニングされた金属膜MMが形成されたものである。

0031

光透過部Tは、例えば60μm×150μmの矩形であるが、多角形や円形、楕円形とすることもできる。いずれの場合であっても、光透過部Tの径は、重心位置から外周までの平均距離の2倍であるとすればよい。光透過部Tの径は10μm以上であることが好ましい。光透過部Tの径が10μm未満であると光の回折が顕著になる。この場合、光透過部Tを透過する光が感光性樹脂に照射されることにより形成される開口部の形状や寸法の管理が困難になる傾向がある。一方、微小光透過部TDは、主として回折光を透過させるものであり、光透過部Tの径より小さい径Dを有している。この微小光透過部TDの径Dは円の直径である。

0032

微小光透過部TDの径Dは、3μm以上20μm以下、より好ましくは3μm以上15μm以下であることが好適である。この径Dが20μmを超える場合には、光が透過する際に光の回折が少ないため連続したエネルギー分布を有する潜像を感光性樹脂内に形成することが困難となる傾向がある。一方、径Dが3μm未満の場合には、プロキシミティー露光において最低限必要とされる露光ギャップでは光が拡散してしまい、感光性樹脂の表面に安定な潜像を形成し難くなる傾向がある。

0033

また、フォトマスクMでは、光透過部Tを取り囲む帯状部分SSには、微小光透過部TDが設けられていない。ここで、帯状部分SSは、光透過部Tの外側における光透過部Tの全辺に沿って延びる帯状の領域である。この帯状部分SSの幅dは1μm以上5μm以下であり、3μm以下であると好ましい。

0034

なお、フォトマスクMの単位パターン領域Aは、このフォトマスクMを用いて製造される拡散反射板を備えたカラーフィルタの一画素ピクセル)に対応する。単位パターン領域Aは、一画素中のRGB(サブピクセル)に各々対応するサブ単位パターン領域A1,A2,A3から構成されている。サブ単位パターン領域A1,A2,A3の各々の中央部には、上述の光透過部Tが設けられている。

0035

次に、図3(A)〜図3(D)を参照して本実施形態に係る拡散反射板の製造方法について説明する。この拡散反射板は本実施形態に係るフォトマスクを用いて製造される。

0036

(拡散反射板の製造方法)
図3(A)〜図3(D)は、本実施形態に係る拡散反射板Rの製造方法を示す工程断面図である。なお、図中ではサブピクセルに対応する領域だけを示したが、実際は3つのサブピクセルからなるピクセルに対応する領域がマトリクス状に配置される。

0037

塗布工程(a)
まず、図3(A)に示されるように、透明基板1上に感光性樹脂層20を形成する。

0038

ここで、感光性樹脂層20としては、例えば、その感光域での透過率を示す吸光係数が0.01/μm以上0.3/μm以下となるように吸光性等を設定したポジ型レジストを用いることができる。感光性樹脂層20の感光域での吸光係数が0.01/μm未満である場合には、加工性が悪く、凹凸を形成するために多くの露光エネルギーを必要とする傾向がある。一方、吸光係数が0.3/μmを超える場合には、加工深さが露光や現像条件に対して急峻に変化するため、安定した凹凸の構造を形成することが難しくなる傾向がある。

0039

露光工程(b)
次に、図3(B)に示されるように、本実施形態のフォトマスクMを介して、感光性樹脂にプロキシミティー露光(一括露光)を施す。

0040

これにより、フォトマスクMの光透過部T及び微小光透過部TDを透過した光によって感光性樹脂内に潜像2cが形成される。この潜像2cは潜像2a及び潜像2bから成る。

0041

光透過部Tに照射された光は、光透過部Tを透過して感光性樹脂に到達する。これにより、光透過部Tの形状に対応する潜像2bが感光性樹脂内に形成される。潜像2bは透明基板1の表面に到達している。

0042

一方、微小光透過部TDに照射された光は、微小光透過部TDを透過して感光性樹脂に到達する。このとき、微小光透過部TDの径Dは主として回折光を透過させる程度の大きさである。この回折光により、感光性樹脂の表層部分に半球状の潜像2aが形成される。潜像2aは透明基板1の表面に到達していない。

0043

また、フォトマスクMの帯状部分SSは、光透過部Tと微小光透過部TDとを分離する遮光部を形成しており、帯状部分SSに照射される光を、感光性樹脂に到達させないようにしている(図2参照)。このため、潜像2aと潜像2bとの間に潜像が形成され難くなっている。

0044

現像工程(c)
次に、図3(C)に示されるように、露光が施された感光性樹脂の現像を行う。ここでは、感光性樹脂に応じた現像液を適宜選定して使用すればよく、例えば、ナトリウムカリウム等の水酸化物炭酸塩炭酸水素塩といった無機アルカリ有機アンモニウム等の有機アルカリ等の溶液を現像液として使用できる。具体的には、20℃〜40℃の条件で、現像液中に感光性樹脂を浸漬し、又は、感光性樹脂に現像液をシャワーすればよい。

0045

そして、現像後の感光性樹脂を純水で充分に洗浄した後、熱処理を行う。熱処理工程では、感光性樹脂が硬化に先立って溶融軟化し、なだらかな凹凸表面が形成される。熱処理温度としては120〜250℃が好ましく、150〜230℃がより好ましい。また、熱処理時間としては10〜60分が好ましい。

0046

これによって、潜像2bに対応する開口部2Tと、潜像2aに対応する凹部2TDから構成される凹凸表面とを有する樹脂層2が形成される。このとき、開口部2Tと凹凸表面とを同一工程で形成するため、簡便に且つ安定的に樹脂層2を形成できる。

0047

開口部2Tの配置及び形状は、フォトマスクMの光透過部Tの配置及び形状に対応している。光透過部Tは、図1及び図2に示されるように、矩形形状を呈しており、マトリクス状に複数配置されている。よって、開口部2Tも矩形形状を呈し、マトリクス状に複数配置されることとなる。

0048

凹部2TDの配置及びその開口面の形状は、微小光透過部TDの配置及び形状に対応している。微小光透過部TDは、図1及び図2に示されるように、円形形状を呈しており、規則的又はランダムに多数配置されている。よって、凹部2TDの開口面も円形形状を呈し、凹部2TDは樹脂層2の表層に、規則的又はランダムに多数配置される。このような凹部2TDが配置されることで樹脂層2の表面にはなだらかな凹凸が形成される。

0049

反射膜形成工程(d)
次に、図3(D)に示されるように、樹脂層2の凹凸表面上に、高反射率の金属等の反射膜3を形成する。反射膜3を構成する材料としては純アルミニウムアルミニウム合金(Al−Nd合金)、銀合金(Ag−Pd−Cu合金)等が好ましい。反射膜3の厚みは、0.1〜0.3μmの範囲が好ましく、0.15〜0.25μmの範囲がより好ましい。ここでは、例えば、上述の金属を全面にわたって蒸着して金属膜を形成した後、エッチング等により金属膜の不要部分、すなわち、開口部2T内に形成された金属膜等を除去すればよい。また、このとき図示しないマーク類を形成することもできる。これにより、拡散反射板Rが完成する。

0050

上記拡散反射板Rの製造方法において、図3(B)に示されるフォトマスクMの帯状部分SSの幅dは、1μm以上5μm以下である。

0051

帯状部分SSの幅dが1μm未満であると、光透過部Tと微小光透過部TDとが過度に接近して配置されることとなる。このため、露光工程(b)において、光透過部T及び微小光透過部TDを透過した回折光同士が重なり合うことによって、光透過部Tに対応する潜像2bと微小光透過部TDに対応する潜像2aとの間の感光性樹脂内にも潜像が形成されてしまうおそれがある。

0052

この状態で、現像工程(c)において感光性樹脂を現像すると、開口部2Tと凹部2TDとの間の感光性樹脂が開口部2Tと同様に除去されてしまうことがある。かかる場合、開口部2Tが過度に大きくなってしまうので、開口部2Tの縁付近において、正反射面として機能する透明基板1の平坦表面が露出する。このため、散乱に寄与する凹凸表面の領域が小さくなるので、得られる拡散反射板の散乱輝度が低下してしまう。

0053

一方、帯状部分SSの幅が5μmを超えると、光透過部Tと微小光透過部TDとが過度に離れて配置されることとなる。このため、露光工程(b)において、光透過部Tに対応する潜像2bと微小光透過部TDに対応する潜像2aとの離間距離が大きくなってしまう。

0054

この状態で、現像工程(c)において感光性樹脂を現像すると、開口部2Tと凹部2TDとの間の感光性樹脂に平坦表面が形成されてしまうので、開口部2Tの縁付近において、散乱に寄与する凹凸表面が形成され難くなる。このため、得られる拡散反射板の散乱輝度が低下してしまう。

0055

これに対して、フォトマスクMでは帯状部分SSの幅dが1μm以上5μm以下であるので、光透過部Tに対応する潜像2bと微小光透過部TDに対応する潜像2aとの離間距離が好適となる。このため、光透過部Tに対応する開口部2Tと微小光透過部TDに対応する凹部2TDとの間の感光性樹脂に、散乱に寄与する凹凸表面が形成され易くなる。すなわち、得られる樹脂層2の開口部2Tの縁付近に凹凸表面が形成されるので、開口部2Tが過度に大きくなり難い。したがって、本実施形態のフォトマスクMを用いると、散乱輝度の高い拡散反射板Rを好適に製造できる。

0056

さらに、上記帯状部分SSの幅dが3μm以下であると、得られる樹脂層2の開口部2Tの縁付近に凹凸表面が更に形成され易くなる。この場合、得られる拡散反射板の散乱輝度は更に高くなる。

0057

なお、帯状部分SSの幅dは、露光工程(b)及び現像工程(c)における露光装置特性及び各種材料特性等に応じて、予め好適な値に決定される。また、帯状部分SSの幅dは最小解像線幅解像限界)の1/10以上1/2以下であると好ましい。例えば、最小解像線幅が10μmの場合、帯状部分SSの幅dは1μm以上5μm以下であると好ましい。

0058

さらに、上述の拡散反射板Rを用いると、図4に示すカラーフィルタCFを好適に製造することができる。図4は、半透過反射型の拡散反射板Rを備えたカラーフィルタCFの断面図である。

0059

カラーフィルタCFを製造するには、まず上述の拡散反射板Rを製造する。そして、図4に示されるように、拡散反射板R上に、必要に応じて着色樹脂領域4R、透明な保護膜6及びITO等から成る液晶駆動用透明電極5を順に形成する。これにより、散乱輝度の高いカラーフィルタCFが好適に製造される。なお、図中では1つのサブピクセル(着色樹脂領域4R)だけを示したが、実際はサブピクセルに対応する領域が3つ隣接してなるピクセルがマトリクス状に配置される。

0060

着色樹脂領域4Rは、例えば赤色の光を透過させるものであり、サブピクセルに対応する。着色樹脂領域4Rとしては、染色された樹脂染料分散された樹脂、顔料分散された樹脂等を利用できる。特に、製造プロセスの簡便さや耐候性等の面から、着色樹脂領域4Rには、顔料分散された樹脂を用いることが好ましい。樹脂として、具体的には、例えば、アクリルポリビニルアルコールポリイミドを含む樹脂を使用することができる。なお、着色樹脂領域4Rに代えて、例えば、任意の波長の光のみを透過するように膜厚制御された無機膜を使用してもよい。要は、後述する液晶中に表示不良の原因となる不純物溶出しない着色材であればよい。

0061

上記拡散反射板Rは、カラーフィルタCFに用いるだけでなく、その上に配線駆動素子を形成するための素子基板としても用いることも可能である。

0062

さらに、上述のカラーフィルタCFを用いると、図5に示す液晶表示素子LCDを好適に製造することができる。図5は、半透過反射型の拡散反射板Rを有するカラーフィルタCFを備えた液晶表示素子LCDの断面図である。

0063

液晶表示素子LCDを製造するには、まず上述のカラーフィルタCFを製造する。そして、図5に示されるように、ガラス基板10上に透明な画素電極11を形成することによってTFD基板15を製造する。続いて、TFD基板15と、カラーフィルタCFとをシール部材13を介して張り合わせ、内部に液晶9を注入する。さらに、TFD基板15の外側の面に偏光板12を形成することによって、1枚偏光板方式の半透過反射型カラー液晶表示素子LCDが完成する。このようにして、散乱輝度の高い液晶表示素子LCDが好適に製造される。

0064

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。

0065

例えば、第1光透過部の形状は矩形に限られず、多角形等の辺を有する形状であってもよい。この場合であっても、多角形の外側において多角形の少なくとも一辺に沿って上記帯状部分が延びるフォトマスクを用いれば、散乱輝度の高い拡散反射板を製造することができる。第1光透過部の形状が矩形でない場合、第1光透過部の径は、重心位置から外周までの平均距離の2倍であるとすればよい。

0066

また、第1光透過部の形状は、円形、楕円形等の辺を有しない形状であるとしてもよい。この場合であっても、円を取り囲むように円の全周にわたって上記帯状部分が延びるフォトマスクを用いれば、散乱輝度の高い拡散反射板を製造することができる。第1光透過部の形状が円でない場合、第1光透過部の径は、重心位置から外周までの平均距離の2倍であるとすればよい。

0067

また、第1光透過部は一列に配置されるとしてもよい。この場合であっても、散乱輝度の高い拡散反射板を製造することができる。

0068

また、第2光透過部の外形は円形に限られず、多角形、リング状等としてもよく、これらの形状が混合していてもよい。このとき、第2光透過部の径は、多角形、リング状の重心位置から外周までの平均距離の2倍であるとすればよい。

0069

次に、本発明の効果を確認すべく、種々の拡散反射板を製造して散乱輝度を測定した。

0070

(実施例1)
まず、ポジ型レジスト(東京応化工業製PR-13)に所定の比率でカーボンブラックを添加し、吸光性を付与したポジ型レジストを調整した。次に、ガラス基板上に、この吸光性レジストを塗布し、ホットプレートで100℃×90秒間プリベークして、吸光性レジスト層を形成した。ここで、プリベーク後における吸光性レジスト層の厚みが1.2μmとなるように、吸光性レジストを塗布した。また、プリベーク後の吸光性フォトレジスト層の主感度波長(405nm)における透過率を示す吸光係数は0.07/μmであった。

0071

次に、隣り合う矩形の光透過部T同士の間隔が21μmであり、直径9μmの円形の微小光透過部TDが多数ランダム配置され、光透過部Tを取り囲む帯状部分SSの幅dが3μmのフォトマスクMを準備した(図1及び図2参照)。このフォトマスクMは、図2に示される単位領域Aを有している。そして、吸光性レジスト層に対して、フォトマスクMを介して300mJ/cm2のUV光をプロキシミティーギャップ135μmで照射し、露光を行った。次に、露光された吸光性レジスト層を0.5%KOH溶液中で80秒間現像した。

0072

さらに、現像後の吸光性レジスト層を洗浄し、乾燥した後、200℃に保持したクリーンオーブン中で吸光性レジスト層を20分間熱処理した。これにより、凹凸表面及び開口部2Tが形成された樹脂層2を得た(図3(D)参照)。さらに、スパッタ装置を用いて樹脂層上にアルミニウム膜を200nm形成し、拡散反射板を得た。この拡散反射板の一部を拡大した顕微鏡写真図6に示す。そして、グリセリンを介して、拡散反射板とガラスとを張り合わせて散乱輝度特性評価用サンプルとした。

0073

(比較例1)
図2に示される単位領域Aを有する実施例1のフォトマスクに代えて、図7に示される単位領域A1を有するフォトマスクを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、散乱輝度特性評価用サンプルを得た。図7に示されるように、比較例1のフォトマスクでは光透過部Tと微小光透過部TDとが接している。また、比較例1のフォトマスクを用いて製造された拡散反射板の一部を拡大した顕微鏡写真を図8に示す。

0074

(散乱輝度特性評価
続いて、実施例1及び比較例1の評価用サンプル外径55mmのリング状光源の80mm直下に配置し、リング状光源の中央に配置した輝度計を用いて散乱輝度を測定した。この散乱輝度の値は、標準白色板の散乱輝度を1とした場合の相対値である。測定の結果、実施例1の評価用サンプルでは散乱輝度の値が0.58であり、比較例1の評価用サンプルでは散乱輝度の値が0.54であった。

0075

したがって、実施例1のフォトマスクを用いれば、比較例1のフォトマスクを用いた場合に比べて散乱輝度の高い拡散反射板を製造することができることが示された。

図面の簡単な説明

0076

本実施形態に係るフォトマスクを模式的に示す平面図である。
図1のフォトマスクにおける単位パターン領域を示す拡大図である。
本実施形態に係る拡散反射板の製造方法を示す工程断面図である。
半透過反射型の拡散反射板を備えたカラーフィルタの断面図である。
半透過反射型の拡散反射板を有するカラーフィルタを備えた液晶表示素子の断面図である。
実施例1における拡散反射板の一部を拡大した顕微鏡写真である。
比較例1のフォトマスクの単位領域を示す図である。
比較例1における拡散反射板の一部を拡大した顕微鏡写真である。

符号の説明

0077

T…光透過部(第1光透過部)、TD…微小光透過部(第2光透過部)、NT…遮光部、SS…帯状部分、20…感光性樹脂層、2TD…凹部、2T…開口部、2…樹脂層、3…反射膜。

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