JP2003345029A - Photomask, diffusing reflector and method for manufacturing same - Google Patents
Photomask, diffusing reflector and method for manufacturing sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトマスク、拡
散反射板及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask, a diffuse reflector and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】バックライトなどの光源を必要としない
反射型表示素子、たとえば、反射型液晶表示素子は、反
射板と、表示素子に入射する光および反射板で反射され
た光の光量を制御する光制御手段（液晶表示素子など）
とを組み合わせて表示を行うものであり、消費電力が小
さいため、携帯用の機器に利用されることが多い。2. Description of the Related Art A reflection type display element which does not require a light source such as a backlight, for example, a reflection type liquid crystal display element controls a reflection plate and the amount of light incident on the display element and reflected by the reflection plate. Light control means (such as liquid crystal display element)
Is used in combination for display, and because it consumes less power, it is often used in portable devices.
【０００３】反射型表示素子では外光を反射する反射板
が必要であるが、表示素子として十分な明るさを確保す
るためには、反射板から反射される光のうち表示素子を
見る観察者の方向（正反射方向から１０〜１６°ずれた
角度方向）に反射する光をできるだけ多くし、光の利用
効率を高める必要がある。A reflective display element requires a reflector for reflecting external light. In order to secure sufficient brightness as a display element, an observer who sees the display element among the light reflected from the reflector. It is necessary to increase the light utilization efficiency by increasing the amount of light reflected in the direction (10 to 16 ° from the regular reflection direction).
【０００４】高い反射率を得るためには、反射板として
反射率の高いアルミニウムや銀などの金属反射膜を用い
ることが考えられるが、平坦な面上に金属反射膜を形成
すると、鏡面反射して光源が反射板に映り込み、それ以
外ではほとんど光が反射しないために暗く、表示が非常
に見づらくなる。In order to obtain a high reflectance, it is conceivable to use a metal reflection film having a high reflectance such as aluminum or silver as a reflection plate. However, when the metal reflection film is formed on a flat surface, it causes specular reflection. As a result, the light source is reflected on the reflection plate, and otherwise light is hardly reflected, which makes the display very difficult to see.
【０００５】従来、特開平１１−３２６６１５号公報に
開示されているように円形状の透過部を有するフォトマ
スクを用いて表面が滑らかな凹凸部を形成する方法が知
られている。Conventionally, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-326615, there is known a method of forming an uneven portion having a smooth surface by using a photomask having a circular transmitting portion.
【０００６】通常、カラーフィルタの下にフォトリソグ
ラフィ技術によって拡散反射板を形成する場合には通
常、生産性が高いプロキシミティー露光が用いられる。Normally, when forming a diffuse reflector under the color filter by a photolithography technique, proximity exposure, which is highly productive, is usually used.
【０００７】小型の反射型液晶パネルとして望まれる１
０〜１６度の散乱角を実現する光拡散反射板では、５〜
８度の緩やかな傾斜を有する凹凸面を形成することが必
要となる。Desired as a small reflective liquid crystal panel 1
With a light diffusion reflector that realizes a scattering angle of 0 to 16 degrees,
It is necessary to form an uneven surface having a gentle inclination of 8 degrees.
【０００８】一方で、このような光拡散反射板を液晶セ
ル内に設ける場合には液晶層の厚み（いわゆるセルギャ
ップ）を均一に保つ必要性から、カラーフィルタに許さ
れる表面段差は大きくても０．５μｍ以下と見積もれる
ことから、光散乱反射板の散乱構造は１０μｍ以下の微
小かつ、平滑な凹凸構造を有するパターンとして形成す
ることが要求される。生産性を高めるために、大面積の
フォトマスクを用いたプロキシミティー露光（一括露
光）法を用いることが好ましい。On the other hand, when such a light diffusing and reflecting plate is provided in a liquid crystal cell, it is necessary to keep the thickness of the liquid crystal layer (so-called cell gap) uniform, so that even if the surface step allowed by the color filter is large. Since it is estimated to be 0.5 μm or less, it is required that the scattering structure of the light-scattering / reflecting plate be formed as a pattern having a fine and smooth uneven structure of 10 μm or less. In order to improve productivity, it is preferable to use a proximity exposure (collective exposure) method using a large area photomask.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォト
レジストを塗布した基板と大型のフォトマスクを数十〜
数百μｍのギャップで保持し、一括で露光を行うことか
らフォトマスクにおける露光光の回折が起きるため直径
１０μｍ以下のパターンを安定に形成することは困難で
あった。However, a substrate coated with a photoresist and a large-sized photomask are used in the order of several tens to several.
It is difficult to stably form a pattern having a diameter of 10 μm or less because the exposure light is diffracted in the photomask because the exposure is performed collectively by holding the gap with a gap of several hundred μm.
【００１０】加えて、プロキシミティー露光に用いられ
る大型のフォトマスクは光を完全に透過する開口部と光
を完全に遮蔽する遮光部のパターンからなり、シャープ
な露光像を形成することを前提としていることから、拡
散反射板に要求される滑らかな散乱構造を安定に形成す
ることは困難であった。In addition, a large-sized photomask used for proximity exposure has a pattern of an opening portion that completely transmits light and a light shielding portion that completely shields light, assuming that a sharp exposure image is formed. Therefore, it is difficult to stably form the smooth scattering structure required for the diffuse reflector.
【００１１】本発明ではプロキシミティー露光で微小な
パターンを形成することによって、表面が滑らかな凹部
を形成し、良好な光散乱性を有する光拡散反射板を製造
することができるフォトマスク及び拡散反射板及びその
製造方法を提供することを目的とする。In the present invention, by forming a fine pattern by proximity exposure, a concave portion having a smooth surface is formed, and a photomask and a diffuse reflection plate capable of producing a light diffusing reflector having a good light scattering property. It is an object to provide a plate and a method for manufacturing the plate.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係るフォトマスクは、５００ｍｍ以上の対
角寸法を有するフォトマスクにおいて、所定領域内に形
成された複数の光透過部を有し、それぞれの前記光透過
部はリング状であることを特徴とする。プロキシミティ
ー露光用のフォトマスクは対角５００ｍｍ以上の寸法を
有する。In order to solve the above-mentioned problems, a photomask according to the present invention is a photomask having a diagonal dimension of 500 mm or more, in which a plurality of light transmitting portions formed in a predetermined region are provided. And each of the light transmitting portions has a ring shape. The photomask for proximity exposure has a diagonal dimension of 500 mm or more.
【００１３】ここで、フォトマスクの光透過部はリング
状であるので、リング状の光透過部の重心位置は遮光部
となる。この遮光部の直下にあるフォトレジストには本
来露光光が照射されないと思われるが、実際にはリング
状の光透過部からの回折光が当該領域にも照射され、結
果的には遮光部直下のフォトレジストも若干ながら露光
される。Since the light-transmitting portion of the photomask is ring-shaped, the center of gravity of the ring-shaped light-transmitting portion is the light-shielding portion. Although it is considered that the exposure light is not originally irradiated to the photoresist directly below the light shielding portion, the diffracted light from the ring-shaped light transmitting portion is also actually irradiated to the area, and as a result, the photoresist is directly below the light shielding portion. The photoresist is also slightly exposed.
【００１４】すなわち、光透過部下のフォトレジストで
は、相対的に低い潜像濃度分布を中心として周囲に相対
的に高い潜像濃度分布が形成される。したがって、現像
及び熱処理をフォトレジストに施すことにより、比較的
緩やかな傾斜角を有する凹凸面がフォトレジストの表面
に形成され、この上に形成される反射膜での反射光は高
散乱強度を有しつつ、好適な指向性を有することとな
る。That is, in the photoresist under the light transmitting portion, a relatively high latent image density distribution is formed around the relatively low latent image density distribution. Therefore, by subjecting the photoresist to development and heat treatment, an uneven surface having a relatively gentle inclination angle is formed on the surface of the photoresist, and the light reflected by the reflective film formed thereon has a high scattering intensity. However, it has a suitable directivity.
【００１５】なお、リング状とは円環状が好適である
が、四角環状のように角を有するものや、馬蹄形のよう
に一部分が切れているものであってもよい。The ring shape is preferably an annular shape, but it may be a ring shape having a corner such as a square ring shape or a partially cut shape such as a horseshoe shape.
【００１６】特に、それぞれの前記光透過部の外形寸法
は１５μｍ以下であり、リングの幅は４μｍ以下である
ことが好ましく、この場合には、プロキシミティー露光
で１０μｍ以下の微小かつ平滑な凹凸面を形成すること
が可能となる。すなわち、この凹凸面を有する拡散反射
板において、フォトレジストの凹凸表面は外形寸法が１
０μｍ以下の凸面又は凹面が形成されてなる。凹面又は
凸面の外形寸法は、表面の法線が基板厚み方向に平行と
なる地点によって囲まれた領域で与えられる。この地点
の内側の表面の法線は、中央部を除いて、基板厚み方向
に対して傾斜している。In particular, it is preferable that the outer dimension of each of the light transmitting portions is 15 μm or less and the width of the ring is 4 μm or less. In this case, a fine and smooth uneven surface of 10 μm or less by proximity exposure. Can be formed. That is, in the diffuse reflector having this uneven surface, the uneven surface of the photoresist has an outer dimension of 1
A convex surface or a concave surface of 0 μm or less is formed. The external dimensions of the concave surface or the convex surface are given in the region surrounded by the points where the normal line of the surface is parallel to the substrate thickness direction. The normal to the surface on the inside of this point is inclined with respect to the substrate thickness direction, except for the central portion.
【００１７】また、ここで、外形寸法とは透過部が円形
又は円環形である場合には、外径の寸法（直径）を意味
し、楕円形や多角形である場合には、重心位置から外周
までの平均距離の２倍を意味するものとする。Here, the external dimension means the dimension (diameter) of the outer diameter when the transparent portion is circular or annular, and when it is elliptical or polygonal, it is determined from the position of the center of gravity. It means twice the average distance to the outer circumference.
【００１８】この拡散反射板の製造方法は、上記フォト
マスクを介して、基板表面上に塗布されたフォトレジス
トにプロキシミティー露光を施した後、フォトレジスト
を現像及び熱処理することで、フォトレジスト上に凹凸
表面を形成する工程と、凹凸表面上に反射膜を形成する
工程とを備えることを特徴とする。In this method of manufacturing a diffuse reflection plate, the photoresist applied on the surface of the substrate is subjected to proximity exposure through the above photomask, and then the photoresist is developed and heat-treated to form a photoresist on the photoresist. And a step of forming a reflective film on the uneven surface.
【００１９】この方法によれば、上述の特性を有する拡
散反射板を製造することができる。また、開口部は透過
率が０％以上から１００％未満の中間的な透過率（中間
階調）を有していてもよい。According to this method, the diffuse reflection plate having the above-mentioned characteristics can be manufactured. Further, the opening may have an intermediate transmittance (intermediate gradation) of 0% or more and less than 100%.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係るフォトマ
スク、拡散反射板及びその製造方法について説明する。
なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省
略する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A photomask, a diffuse reflector and a method for manufacturing the same according to the embodiments will be described below.
The same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
【００２１】図１は実施の形態に係るフォトマスクの平
面図である。FIG. 1 is a plan view of a photomask according to the embodiment.
【００２２】このフォトマスクＭは、対角５００ｍｍ以
上の寸法Ｋを有する。すなわち、このフォトマスクＭは
プロキシミティー露光に用いられる。フォトマスクＭは
中央部に拡散反射領域形成用の所定領域ＰＲを備えてい
る。所定領域ＰＲ内には複数の光透過部Ｔ１が形成され
ている。それぞれの光透過部Ｔ１はリング状である。ま
た、所定領域ＰＲの外周領域は光透過部Ｔ２とされてい
る。所定領域ＰＲ内は基本的には遮光部Ｓ２であるが、
この遮光部Ｓ２内にリング状の光透過部Ｔ１が形成され
ている。なお、各光透過部Ｔ１の中央には遮光部が残存
することになるが、これを遮光部Ｓ１とする。This photomask M has a dimension K of 500 mm or more on the diagonal. That is, this photomask M is used for proximity exposure. The photomask M has a predetermined area PR for forming a diffuse reflection area in the center. A plurality of light transmitting portions T1 are formed in the predetermined region PR. Each light transmitting portion T1 has a ring shape. Further, the outer peripheral area of the predetermined area PR is a light transmitting section T2. The predetermined area PR is basically the light shielding portion S2,
A ring-shaped light transmitting portion T1 is formed in the light shielding portion S2. A light-shielding portion remains at the center of each light-transmitting portion T1 and is referred to as a light-shielding portion S1.
【００２３】図２はフォトマスクＭを用いた露光を説明
する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining exposure using the photomask M.
【００２４】ここで、フォトマスクＭの光透過部Ｔ１は
リング状であるので、リング状の光透過部Ｔ１の重心位
置は遮光部Ｓ１となる。遮光部Ｓ１の下にあるフォトレ
ジストＲＳには本来露光光が照射されないと思われる
が、実際にはリング状の光透過部Ｔ１からの回折光が当
該領域にも照射され、結果的には遮光部Ｓ１直下のフォ
トレジストＲＳも若干ながら露光される。Here, since the light transmitting portion T1 of the photomask M is ring-shaped, the center of gravity of the ring-shaped light transmitting portion T1 is the light shielding portion S1. It is considered that the exposure light is not originally irradiated to the photoresist RS below the light shielding portion S1, but actually, the diffracted light from the ring-shaped light transmitting portion T1 is also irradiated to the area, resulting in the light shielding. The photoresist RS directly under the portion S1 is also exposed to some extent.
【００２５】すなわち、光透過部Ｔ１の直下のフォトレ
ジストＲＳでは、相対的に低い潜像濃度分布ＣＳを中心
として周囲に相対的に高い潜像濃度分布ＣＴが形成され
る。したがって、現像及び熱処理をフォトレジストに施
すことにより、比較的緩やかな傾斜角を有する凹凸面が
フォトレジストＲＳの表面に形成され、この上に形成さ
れる反射膜での反射光は高散乱強度を有しつつ、好適な
指向性を有することとなる。That is, in the photoresist RS immediately below the light transmitting portion T1, a relatively high latent image density distribution CT is formed around the relatively low latent image density distribution CS. Therefore, by subjecting the photoresist to development and heat treatment, a concave-convex surface having a relatively gentle inclination angle is formed on the surface of the photoresist RS, and the light reflected by the reflective film formed thereon has a high scattering intensity. While having it, it will have suitable directivity.
【００２６】なお、リング状とは円環状が好適である
が、四角環状のように角を有するものや、馬蹄形のよう
に一部分が切れているものであってもよい。The ring shape is preferably an annular shape, but it may be one having a corner such as a square ring or a partly cut like a horseshoe.
【００２７】特に、それぞれの光透過部Ｔ１の外形寸法
Ｄは１５μｍ以下であり、リングの幅Ｗは４μｍ以下で
あることが好ましく、この場合には、プロキシミティー
露光で１０μｍ以下の微小かつ平滑な凹凸面を形成する
ことが可能となる。In particular, it is preferable that the outer dimension D of each light transmitting portion T1 is 15 μm or less and the width W of the ring is 4 μm or less. In this case, the proximity exposure is 10 μm or less, which is fine and smooth. It becomes possible to form an uneven surface.
【００２８】このリングの内径としては１〜１０μｍの
範囲が良く、より好ましくは３〜１０μｍの範囲が良
く、さらに好ましくは４〜６μｍの範囲が良い。外径と
しては５〜２０μｍの範囲が良く、より好ましくは７〜
１５μｍの範囲が良く、さらに好ましくは９〜１３μｍ
の範囲が良い。The inner diameter of this ring is preferably in the range of 1 to 10 μm, more preferably in the range of 3 to 10 μm, and further preferably in the range of 4 to 6 μm. The outer diameter is preferably in the range of 5 to 20 μm, more preferably 7 to
The range of 15 μm is good, and more preferably 9 to 13 μm.
The range is good.
【００２９】図３はフォトレジストＲＳに形成される凹
凸表面の説明図である。フォトレジストＲＳの凹凸表面
は、外形寸法が１０μｍ以下の凸面又は凹面が形成され
てなる。凹面の外形寸法Ｖ又は凸面の外形寸法Ｕは、表
面の法線が基板厚み方向に平行となる地点によって囲ま
れた領域で与えられる。凹面及び凸面それぞれに関し、
この地点の内側の表面の法線は、中央部を除いて、基板
厚み方向に対して傾斜している。FIG. 3 is an explanatory view of the uneven surface formed on the photoresist RS. The uneven surface of the photoresist RS is formed with a convex surface or a concave surface having an outer dimension of 10 μm or less. The outer dimension V of the concave surface or the outer dimension U of the convex surface is given in a region surrounded by points where the normal line of the surface is parallel to the substrate thickness direction. For each concave and convex surface,
The normal to the surface on the inside of this point is inclined with respect to the substrate thickness direction, except for the central portion.
【００３０】外形寸法とは透過部が円形又は円環形であ
る場合には、外径の寸法（直径）を意味し、楕円形や多
角形である場合には、重心位置から外周までの平均距離
の２倍を意味するものとする。この拡散反射板は、凹凸
面が５〜８度の緩やかな傾斜を有し、且つ、１０μｍ以
下の外形寸法の凹凸面とすることによって高反射強度を
達成し、小型の反射型液晶パネルとして望まれる１０〜
１６度の散乱角を実現することができる。The outer dimension means the dimension (diameter) of the outer diameter when the transparent portion is circular or annular, and when it is elliptical or polygonal, the average distance from the center of gravity to the outer circumference. It means twice as much as. This diffusive reflection plate achieves high reflection strength by having an uneven surface having a gentle inclination of 5 to 8 degrees and having an outer dimension of 10 μm or less, and is desired as a small reflective liquid crystal panel. 10 to
A scattering angle of 16 degrees can be achieved.
【００３１】図４は上述の光拡散反射板付きカラーフィ
ルタの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the above-mentioned color filter with a light diffusing and reflecting plate.
【００３２】透明基板１の表面上には微細な凹凸曲面を
有する凹凸層２が設けられている。基板１上に凹凸層２
が除去されて基板が露出した底部はあってもよいが、な
いほうが望ましい。基板表面は平坦である。凹凸層２の
表面には反射膜３が成膜されている。反射膜３は、反射
率の高い金属反射膜であるアルミニウム蒸着成膜したも
のである。アルミニウムの他に、反射率が高い銀などの
金属膜を形成してもよい。On the surface of the transparent substrate 1, a concavo-convex layer 2 having a fine concavo-convex curved surface is provided. Concavo-convex layer 2 on substrate 1
There may be a bottom with the substrate removed to expose the substrate, but it is preferable not to have one. The substrate surface is flat. A reflective film 3 is formed on the surface of the uneven layer 2. The reflection film 3 is formed by vapor deposition of aluminum, which is a metal reflection film having a high reflectance. In addition to aluminum, a metal film such as silver having high reflectance may be formed.
【００３３】凹凸層２はフォトレジスト（光感光性材
料）からなり、現像後の加熱工程でフローする性質を有
する。ここで、フローとは、加熱で材料が軟化すること
により、膜の表面の角が丸まったりするなど、形状変化
を起こす現象である。凹凸層は、現像後にフローさせる
ことで表面が丸くなり滑らかな凹凸となって、反射光を
散乱させて、良好な反射特性を得ることができる。The concavo-convex layer 2 is made of a photoresist (photosensitive material) and has a property of flowing in a heating step after development. Here, the flow is a phenomenon in which the material is softened by heating and the shape of the film is changed, for example, the corners of the surface of the film are rounded. When the uneven layer is made to flow after development, the surface becomes round and becomes smooth unevenness, and scattered reflected light can be scattered to obtain good reflection characteristics.
【００３４】光散乱層の上には光学フィルターとしての
着色樹脂領域Ｒ，Ｇ，Ｂが設けられている。着色樹脂領
域Ｒ，Ｇ，Ｂ上には液晶を駆動するための透明電極５が
全面に形成されている。Colored resin regions R, G and B as optical filters are provided on the light scattering layer. A transparent electrode 5 for driving the liquid crystal is formed on the entire surfaces of the colored resin regions R, G, and B.
【００３５】なお、着色樹脂領域Ｒ，Ｇ，Ｂは、液晶中
に表示不良の原因となる不純物を溶出しなければ、いか
なる材質のものであっても良い。具体的な材質として
は、任意の光のみを透過するように膜厚制御された無機
膜や、染色、染料分散あるいは顔料分散された樹脂など
がある。この樹脂の種類には、特に制限は無いが、アク
リル、ポリビニルアルコール、ポリイミドなどを使用す
ることができる。なお、製造プロセスの簡便さや耐候性
などの面から、着色樹脂領域Ｒ，Ｇ，Ｂには、顔料分散
された樹脂膜を用いることが好ましい。The colored resin regions R, G and B may be made of any material as long as they do not elute impurities causing display defects in the liquid crystal. Specific materials include an inorganic film whose film thickness is controlled so as to transmit only arbitrary light, and dye, dye-dispersed or pigment-dispersed resin. The type of this resin is not particularly limited, but acrylic, polyvinyl alcohol, polyimide or the like can be used. It is preferable to use a resin film in which a pigment is dispersed in the colored resin regions R, G, B from the viewpoint of the simplicity of the manufacturing process and weather resistance.
【００３６】図５は、光拡散反射板を備えたカラーフィ
ルタの製造方法を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory view for explaining a method of manufacturing a color filter provided with a light diffusion reflection plate.
【００３７】図５（ａ）に示すように、まず、透明基板
１上にポジ型のフォトレジストからなる樹脂層２を塗布
する。As shown in FIG. 5A, first, a resin layer 2 made of a positive photoresist is applied on a transparent substrate 1.
【００３８】次に、図５（ｂ）に示すように、上述のフ
ォトマスク（Ｍ）７を介してプロキシミティー露光（露
光される基板と露光するフォトマスクの距離があるこ
と）用の露光光をフォトレジスト２（ＲＳ）に照射す
る。Next, as shown in FIG. 5B, exposure light for proximity exposure (there is a distance between the substrate to be exposed and the photomask to be exposed) through the photomask (M) 7 described above. The photoresist 2 (RS) is irradiated with.
【００３９】また、露光量としては５０〜２００ｍＪ／
ｃｍ2の範囲が良い。プロキシミティー露光時ギャップ
（露光される基板と露光するフォトマスクの距離）とし
ては好ましくは５０〜３００μｍの範囲が良く、より好
ましくは１５０〜２５０μｍの範囲が良い。その後、ア
ルカリ性の現像液で現像することによりパターンが得ら
れる。The exposure dose is 50 to 200 mJ /
The range of cm 2 is good. The gap during proximity exposure (the distance between the substrate to be exposed and the photomask to be exposed) is preferably in the range of 50 to 300 μm, and more preferably in the range of 150 to 250 μm. Then, the pattern is obtained by developing with an alkaline developer.
【００４０】次に、図５（ｃ）に示すように、ベーキン
グを行うことにより、フローによって角が丸まった滑ら
かな凹凸面Ｕ，Ｖが形成される。ベーキング温度として
は、好ましくは１２０〜３００℃の範囲が良く、より好
ましくは１５０〜２５０℃の範囲が良い。ベーキング時
間としては好ましくは１〜６０分の範囲が良く、より好
ましくは１０〜３０分の範囲が良い。Next, as shown in FIG. 5C, baking is performed to form smooth uneven surfaces U and V with rounded corners by the flow. The baking temperature is preferably 120 to 300 ° C, more preferably 150 to 250 ° C. The baking time is preferably 1 to 60 minutes, more preferably 10 to 30 minutes.
【００４１】次に、図５（ｄ）に示すように、金属膜を
含む反射膜３を形成する。金属反射膜を構成する材料と
してはアルミニウム、アルミニウム合金や反射率が高い
銀などでもよい。成膜の厚みとしては好ましくは０．１
〜０．３μｍの範囲が良く、より好ましくは０．１５〜
０．２５μｍの範囲が良い。Next, as shown in FIG. 5D, a reflective film 3 containing a metal film is formed. Aluminum, an aluminum alloy, silver having a high reflectance, or the like may be used as a material forming the metal reflection film. The film thickness is preferably 0.1
The range is preferably 0.3 to 0.3 μm, more preferably 0.15 to
The range of 0.25 μm is preferable.
【００４２】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて反
射膜３の不要部分を除去する。Next, an unnecessary portion of the reflective film 3 is removed by using the photolithography technique.
【００４３】次に、図５（ｅ）に示すように、赤、緑、
青に着色したフォトレジストを順次フォトリソグラフィ
技術を用いて形成し、着色樹脂領域Ｒ，Ｇ，Ｂを形成す
る。さらに、透明電極５を堆積する。Next, as shown in FIG. 5E, red, green,
A photoresist colored in blue is sequentially formed by using a photolithography technique to form colored resin regions R, G, B. Further, the transparent electrode 5 is deposited.
【００４４】以上、説明したように、この拡散反射板の
製造方法は、上記フォトマスク７を介して、基板１の表
面上に塗布されたフォトレジスト２にプロキシミティー
露光を施した後、フォトレジスト２を現像及び熱処理す
ることで、フォトレジスト２上に凹凸表面Ｕ，Ｖを形成
する工程と、凹凸表面Ｕ，Ｖ上に反射膜３を形成する工
程とを備えており、上述の拡散反射板を製造することが
できる。As described above, according to the method for manufacturing the diffuse reflection plate, the photoresist 2 applied on the surface of the substrate 1 is subjected to proximity exposure through the photomask 7, and then the photoresist is applied. 2 is developed and heat-treated to form uneven surfaces U and V on the photoresist 2, and a step of forming a reflective film 3 on the uneven surfaces U and V. Can be manufactured.
【００４５】ここで、上述の拡散反射板について捕捉説
明をしておく。Here, the above-mentioned diffuse reflection plate will be captured and described.
【００４６】図６は拡散反射についての動作を説明する
説明図である。FIG. 6 is an explanatory view for explaining the operation of diffuse reflection.
【００４７】図６（ａ）を参照すると、鏡面を有する反
射板Ｑに、入射角度θが−３０度で入射した場合、図６
（ｂ）のように、反射光は＋３０度方向のみに鋭いピー
クとしてあらわれ、それ以外では、ほとんど反射光が得
られない。Referring to FIG. 6A, in the case where the light is incident on the reflector Q having a mirror surface at an incident angle θ of −30 degrees, FIG.
As in (b), the reflected light appears as a sharp peak only in the +30 degree direction, and in other cases, almost no reflected light is obtained.
【００４８】一方、紙の印刷物のような自然な見え（い
わゆるペーパーホワイト）を得ようとすると、反射板と
して白い紙やこれに類似するものを反射板として用いれ
ばよいが、観察者から大きく外れた方向にも光が反射さ
れるため、暗い表示となる。On the other hand, in order to obtain a natural appearance like a printed matter of paper (so-called paper white), a white paper or a similar material may be used as the reflection plate, but the reflection plate is greatly deviated from the observer. Since the light is reflected also in the vertical direction, the display becomes dark.
【００４９】図６（ｃ）を参照すると、凹凸面の傾斜角
度が大きて直径が大きい場合、拡散反射面を有する反射
板Ｑに光が入射した場合、反射光がすべての方向に散乱
されるため、光源の映りこみはないが、どの方向から見
ても暗い表示となる。一方、上述の拡散反射板において
は、滑らかな凹凸面の外形寸法を１０μｍ以下とするこ
とができ、金属系反射膜を用いるので、散乱強度を比較
的高く保持しつつ、高反射強度を達成しつつ、１０〜１
６度の散乱角を実現することができる。Referring to FIG. 6C, when the uneven surface has a large inclination angle and a large diameter, and when light is incident on the reflector Q having a diffuse reflection surface, the reflected light is scattered in all directions. Therefore, there is no reflection of the light source, but the display is dark when viewed from any direction. On the other hand, in the above-described diffuse reflection plate, the outer dimension of the smooth uneven surface can be set to 10 μm or less, and since the metal-based reflection film is used, high reflection intensity is achieved while keeping the scattering intensity relatively high. While, 10-1
A scattering angle of 6 degrees can be realized.
【００５０】図７は、上記カラーフィルタを用いた反射
型液晶表示器の断面図である。この反射型液晶表示器
は、１枚偏光板方式の反射型カラー液晶表示素子であ
る。基板１と対向基板６との間には所定の間隙が設けら
れ、この間隙に液晶が充填された液晶層９を有する。対
向基板６の外側には偏光板８が設けられている。この液
晶表示器では、拡散光が比較的強い強度で着色樹脂ＲＧ
Ｂを通過するので、視認性が向上する。FIG. 7 is a sectional view of a reflection type liquid crystal display using the color filter. This reflective liquid crystal display device is a single polarizing plate type reflective color liquid crystal display device. A predetermined gap is provided between the substrate 1 and the counter substrate 6, and the gap has a liquid crystal layer 9 filled with liquid crystal. A polarizing plate 8 is provided outside the counter substrate 6. In this liquid crystal display, the colored resin RG has a relatively high intensity of diffused light.
Since it passes B, the visibility is improved.
【実施例】（実施例１）[Example] (Example 1)
【００５１】基板サイズが３７０×４７０ｍｍ（対角寸
法５００ｍｍ以上）のものを用いて、光拡散反射板備え
たカラーフィルタを作製した。A substrate having a substrate size of 370 × 470 mm (diagonal dimension of 500 mm or more) was used to fabricate a color filter equipped with a light diffusion reflector.
【００５２】透明基板（コーニング１７３７）１を用
意し、透明基板上の全面にフォトレジスト（シプレイ製
Ｓ１８０５）をスピナーで塗布し、樹脂層２を形成し
た。内径５μｍ外径１１μｍからなるリング状の透過部
を有するフォトマスク７を介して、プロキシミティー露
光時のギャップを２００μｍに設定し、樹脂層２に露光
光を露光量８０ｍＪ／ｃｍ2で照射した。これを現像処
理（水酸化カリウム（ＫＯＨ）の０．５ｗｔ％水溶液で
７０秒間）し、しかる後、ベーキング（２００℃の温度
で２０分間）することによって、表面が滑らかな凹凸有
する樹脂膜を形成した。A transparent substrate (Corning 1737) 1 was prepared, and a photoresist (S1805 made by Shipley) was applied to the entire surface of the transparent substrate by a spinner to form a resin layer 2. The gap during proximity exposure was set to 200 μm through a photomask 7 having a ring-shaped transparent portion having an inner diameter of 5 μm and an outer diameter of 11 μm, and the resin layer 2 was irradiated with exposure light at an exposure dose of 80 mJ / cm 2 . This is subjected to a development treatment (a 0.5 wt% aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) for 70 seconds) and then baked (at a temperature of 200 ° C. for 20 minutes) to form a resin film having a smooth surface. did.
【００５３】次に、樹脂膜の凹凸面にアルミニウムを
スパッタ法で約１５０ｎｍの厚さに堆積した後フォトリ
ソグラフィ技術を用いて、不要部分を除去して光拡散反
射板を作製した。Next, aluminum was deposited on the uneven surface of the resin film by a sputtering method to a thickness of about 150 nm, and then unnecessary portions were removed by a photolithography technique to manufacture a light diffusing reflector.
【００５４】次に、遮光層の開口内に、赤、緑、青に
着色したフォトレジストを順次フォトリソグラフィ技術
を用いて形成し、着色樹脂領域Ｒ，Ｇ，Ｂを形成した。Next, photoresists colored red, green and blue were sequentially formed in the openings of the light shielding layer by using a photolithography technique to form colored resin regions R, G and B.
【００５５】次に、透明なる保護膜をスピナーで塗布
して、この上に透明電極５を堆積し、カラーフィルタを
作製した。Next, a transparent protective film was applied by a spinner, and the transparent electrode 5 was deposited on this to form a color filter.
【００５６】（比較例）(Comparative example)
【００５７】上記工程と同様の方法でフォトマスク７の
形状を円形の直径８μｍの透過部としたもので光拡散反
射板の形成を行った。In the same manner as in the above steps, the light diffusion reflection plate was formed by using the shape of the photomask 7 as a circular transmitting portion having a diameter of 8 μm.
【００５８】（結果および評価）上記の実施例および比
較例の光拡散反射板を用い、液晶の代わりにグリセリン
を使用した液晶模擬セルを作製した。光源の入射角を−
３０°とし反射率の角度依存性を調べた。(Results and Evaluation) Using the light diffusing reflectors of the above Examples and Comparative Examples, a liquid crystal simulated cell using glycerin instead of liquid crystal was prepared. The incident angle of the light source
The angle dependence of the reflectance was examined at 30 °.
【００５９】図８は反射率の角度特性を示す。比較例に
比べて実施例１の方が、正反射方向（０°が正反射方
向）から５〜１５°、極端には１０〜１５°ずれた方向
において、反射率が高く（明るく）、良好な散乱特性を
得ることができた。
（実施例２）FIG. 8 shows the angle characteristic of reflectance. Compared to the comparative example, the example 1 has a higher reflectance (brighter) in a direction deviated by 5 to 15 ° from the regular reflection direction (0 ° is the regular reflection direction), and extremely 10 to 15 °, and is good. It was possible to obtain various scattering characteristics. (Example 2)
【００６０】また、洗浄した３７０×４７０×０．７ｍ
ｍのガラス基板（コーニング１７３７）に、カーボンブ
ラックを添加した吸光性フォトレジスト（透過率０．０
７／μｍ）を１．１μｍの膜厚で塗布した。該フォトレ
ジスト膜をホットプレート上で１２０℃×１１０秒間プ
レベークを行った後、外径３から１２μｍのリング状
（円環）開口部（光透過部）を配置したフォトマスクを
介して、フォトレジスト上に露光光を照射した。このプ
ロキシミティー露光は、露光ギャップ１００〜２００μ
ｍ、露光量４００ｍＪ／ｃｍ2の条件で行った。露光後
の基板は、０．５％ＫＯＨ溶液を用いて２３℃で７０秒
の条件で現像したのち、クリーンオーブン中２００℃×
２０分間、熱処理した。Also washed 370 × 470 × 0.7 m
m glass substrate (Corning 1737) with carbon black added to the absorptive photoresist (transmittance 0.0
7 / μm) was applied to a film thickness of 1.1 μm. The photoresist film is pre-baked on a hot plate at 120 ° C. for 110 seconds, and then the photoresist is passed through a photo mask having a ring-shaped (annular) opening (light transmitting portion) with an outer diameter of 3 to 12 μm. The exposure light was irradiated on the top. This proximity exposure has an exposure gap of 100 to 200 μ.
m and the exposure amount was 400 mJ / cm 2 . The exposed substrate is developed with a 0.5% KOH solution at 23 ° C. for 70 seconds and then 200 ° C. in a clean oven.
Heat treated for 20 minutes.
【００６１】得られた基板の表面には種々の深さの凹面
が形成されている一方、周辺部では不要なレジスト膜が
完全に除去されていた。フォトマスクの開口部に対応す
る凹面深さをセイコーインスツルメンツ(株)製原子間力
顕微鏡Ｎａｎｏｐｉｃｓ−１０００を用いて測定した。On the surface of the obtained substrate, concave surfaces having various depths were formed, while the unnecessary resist film was completely removed in the peripheral portion. The depth of the concave surface corresponding to the opening of the photomask was measured using an atomic force microscope Nanopics-1000 manufactured by Seiko Instruments Inc.
【００６２】図９はマスク開口部寸法と露光ギャップと
の関係を示す表である。好ましい散乱構造は、直径１０
〜１５μm、深さ０．３〜０．９μmの凹凸形状である
が、フォトマスクの開口部（光透過部）をリング形状と
することで、露光ギャップによる加工深さの変動が小さ
くなることが判明した。FIG. 9 is a table showing the relationship between the mask opening size and the exposure gap. A preferred scattering structure has a diameter of 10
It has a concavo-convex shape of ˜15 μm and a depth of 0.3-0.9 μm, but by making the opening (light transmitting part) of the photomask into a ring shape, the variation of the processing depth due to the exposure gap can be reduced. found.
【００６３】[0063]
【発明の効果】本発明のフォトマスクを用いた製造方法
によれば、良好な光散乱性を有する光拡散反射板を製造
することができる。According to the manufacturing method using the photomask of the present invention, it is possible to manufacture a light diffusing reflector having a good light scattering property.
【図１】実施の形態に係るフォトマスクの平面図であ
る。FIG. 1 is a plan view of a photomask according to an embodiment.
【図２】フォトマスクＭを用いた露光を説明する説明図
である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating exposure using a photomask M.
【図３】フォトレジストＲＳに形成される凹凸表面の説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an uneven surface formed on a photoresist RS.
【図４】光拡散反射板付きカラーフィルタの断面図であ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view of a color filter with a light diffusing reflector.
【図５】光拡散反射板を備えたカラーフィルタの製造方
法を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a color filter including a light diffusing and reflecting plate.
【図６】拡散反射についての動作を説明する説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an operation regarding diffuse reflection.
【図７】カラーフィルタを用いた反射型液晶表示器の断
面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device using a color filter.
【図８】反射率の角度特性を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing an angle characteristic of reflectance.
【図９】マスク開口部寸法と露光ギャップとの関係を示
す表である。FIG. 9 is a table showing a relationship between a mask opening size and an exposure gap.
１…基板、２，ＲＳ…フォトレジスト、３…反射膜、
Ｒ，Ｇ，Ｂ…着色樹脂領域、５…透明電極、６…対向基
板、７…フォトマスク、８…偏光板、９…液晶層、ＰＲ
…所定領域、Ｒ，Ｇ，Ｂ…着色樹脂領域、Ｓ１…遮光
部、Ｓ２…遮光部、Ｔ１…光透過部、Ｔ２…光透過部。1 ... Substrate, 2, RS ... Photoresist, 3 ... Reflective film,
R, G, B ... Colored resin region, 5 ... Transparent electrode, 6 ... Counter substrate, 7 ... Photomask, 8 ... Polarizing plate, 9 ... Liquid crystal layer, PR
... predetermined area, R, G, B ... colored resin area, S1 ... light-shielding portion, S2 ... light-shielding portion, T1 ... light transmitting portion, T2 ... light transmitting portion.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H042 BA04 BA15 BA20 DA02 DA11 DB00 DC02 DC08 DD10 DE00 2H091 FA02Y FA08X FA16Y FA31Y FB02 FB06 FB08 FC22 FC23 LA16 2H097 GA45 JA02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 2H042 BA04 BA15 BA20 DA02 DA11 DB00 DC02 DC08 DD10 DE00 2H091 FA02Y FA08X FA16Y FA31Y FB02 FB06 FB08 FC22 FC23 LA16 2H097 GA45 JA02
Claims (4)
トマスクにおいて、所定領域内に形成された複数の光透
過部を有し、それぞれの前記光透過部はリング状である
ことを特徴とするフォトマスク。1. A photomask having a diagonal dimension of 500 mm or more, wherein the photomask has a plurality of light transmitting portions formed in a predetermined region, and each of the light transmitting portions has a ring shape. mask.
５μｍ以下であり、リングの幅は４μｍ以下であること
を特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。2. The outer dimension of each of the light transmitting portions is 1
The photomask according to claim 1, wherein the width is 5 μm or less and the width of the ring is 4 μm or less.
て、基板表面上に塗布されたフォトレジストにプロキシ
ミティー露光を施した後、前記フォトレジストを現像及
び熱処理することで、前記フォトレジスト上に凹凸表面
を形成する工程と、前記凹凸表面上に反射膜を形成する
工程とを備えることを特徴とする拡散反射板の製造方
法。3. The photoresist applied on the surface of the substrate through the photomask according to claim 1 is subjected to proximity exposure, and then the photoresist is developed and heat-treated to thereby form a photoresist on the photoresist. And a step of forming a reflective film on the uneven surface, and a method of manufacturing a diffuse reflection plate.
前記フォトレジストの凹凸表面は外形寸法が１０μｍ以
下の凸面又は凹面が形成されてなる拡散反射板。4. A device manufactured by the manufacturing method according to claim 3,
A diffuse reflection plate in which a convex or concave surface having an outer dimension of 10 μm or less is formed on the uneven surface of the photoresist.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002151015A JP2003345029A (en) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | Photomask, diffusing reflector and method for manufacturing same |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005098486A1 (en) * | 2004-04-09 | 2005-10-20 | Kuraray Co., Ltd. | Method for manufacturing micro structure, method for manufacturing stamper using the micro structure and method for manufacturing resin micro structure using the stamper |
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| JP2019036474A (en) * | 2017-08-17 | 2019-03-07 | 株式会社神戸製鋼所 | Metal substrate for electronic device |
-
2002
- 2002-05-24 JP JP2002151015A patent/JP2003345029A/en active Pending
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