1356211 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於光罩及擴散反射板。 【先前技術】 無須背光（backlight)等的光源之反射型顯示元件，例如 反射型液晶顯示元件係組合反射板與控制入射到顯示元件 的光以及被反射板反射的光的光量之光控制裝置（液晶顯 示元件等）’進行顯示，因電力消耗小，故常被利用於攜帶 用的機器。_ 在反射型顯示元件中需要反射外光的擴散反射板，擴 散反射板係散射由自擴散反射板的法線方向偏移1〇〜30度 角度入射的外光，反射散射光到觀察者側。 這種擴散反射板的製造方法有對玻璃或金屬板進行噴 砂加工’藉由藥液處理而平滑化的方法，或利用藉由疊層 膜的熱應力而產生的凹凸之方法等，或利用以自然現象發 生的構造之方法。若使用此等方法，則有可形成完全隨機 配置的散射構造，起因於散射構造的干涉不發生的優點， 但因無法精度佳地形成特定的散射構造，故很難得到高的 反射亮度。而且，其配置由於是根據自然現象，因此缺乏 再現性，品質管理困難。 另一方面，彩色濾光片（color filter)等的液晶構件的情 形’擴散反射板係形成於彩色濾光片之下。此情形因生產 性局，故藉由使用大面積的光罩之近接式曝光（proximity exposure)(總括曝光）的微影（photolithography)技術被使 1356211 以近接式曝光，因使用巨額的大面積的光罩，故在避 免光罩的破損或污染的意義上，光罩與感光性樹脂（光阻 (reS1St))表面的間隙（曝光間隙）通常被以數十~數百# m保 持’達成ΙΟ/zm左右的解析度。曝光間隙係由配置於光罩 的孤立圖案（pattern)的外徑與形成光罩及擴散反射板的玻 璃基板的厚度決定。 而且，藉由在光罩配置對應所希望的光像的孤立圖 案’可再現性佳地製造擴散反射板成大面積基板。 光罩具有由完全透射光的光透射部與完全遮蔽光的遮 蔽部構成的圖案區域，由於以形成比較鮮明的曝光像爲前 提’故爲了以總括曝光穩定地形成擴散反射板所要求的平 滑的散射構造，有有效地利用光罩中的繞射的方法或利用 吸光性光阻的方法。 此技術領域的習知技術已知有不規則地配置俾凹部或 凸部的頂點間距離的分布寬爲平均値的3 0〜9 0 %之擴散反 射板（例如參照日本專利第29 1 2 1 76號公報）。 而且，已知有利用數列配置圖案成螺旋狀的光罩及擴 散反射板（例如參照日本特開2002- 1 42 1 1號公報）。 【發明內容】 但是，在不規則地配置俾凹部或凸部的頂點間距離的 分布寬爲平均値的30~90%之擴散反射板中，因無助於散射 的平坦部多，故反射亮度低。 因此，爲了提高反射亮度而提高凹凸部的規則性的話 會產生干涉條紋。一方面，爲了抑制干涉條紋使規則性降 低的情形，例如利用數列配置圖案成螺旋狀的情形由於是 1356211 螺旋狀，故大致單位區域的周邊部，空隙區域剩餘很多。 因此，爲了製作具有大面積的散射構造之擴散反射板，可 考慮藉由接鄰配置小面積的單位區域以形成大面積。 但是，習知的圖案配置的情形因在接鄰的單位區域的 邊界線中存在空隙區域，故變成不連續，反射亮度會產生 不均勻。 本發明乃鑒於這種問題所進行的創作，其目的爲提供 可在不產生干涉條紋或不均勻的狀態下製造反射亮度高的 擴散反射板之光罩及擴散反射板。 爲了解決上述課題，與本發明有關的光罩係具有接鄰 重複配置配置有複數個孤立圖案的中心點的長方形、平行 四邊形或六角形的單位區域而成的圖案區域，其特徵爲：設 定由單位區域內的中心點構成的複數個德洛內三角形與橫 跨單位區域和接鄰的其他單位區域的邊界線而構成的複數 個德洛內三角形的面積總合爲與單位區域的面積同一之德 洛內三角形群，令構成此三角形群的複數個德洛內三角形 的面積的平均値爲A，標準偏差爲B的情形，中心點係滿 足以下的條件（1)以及（2)而配置， (1) 、70 // m2S AS 120 μ m2 (2) 、0.05 S B/A S 0.25。 本發明的光罩的圖案區域係具有預定形狀（長方形、平 行四邊形或六角形）的單位區域無間隙地重複而成。在此單 位區域內配置有孤立圖案的中心點。此時中心點的排列係 藉由令德洛內三角形群（X)爲母集團的上述平均値A、標準 偏差B規定。此德洛內三角形群（X)係由由單位區域內的中 1356211 · 心點構成的複數個德洛內三角形（y)與橫跨該單位區 接鄰的其他單位區域的邊界線而構成的複數個德洛內 形（ζ)構成。再者’德洛內三角形（γ)以及 德洛內三 (ζ)被設定使德洛內三角形（γ)的總面積與德洛內三角} 的總面積的和與單位區域的面積同一。因此，德洛內 形群（X)的三角形的總面積變成與單位區域的面積同一 外，此情形藉由德洛內三角形群（χ)形成的多角形可與 單位區域同樣地無間隙地重複。中心點的排列被決定 此設定的德洛內三角形群（X)滿足上述條件（1)以及（2) 此，可得到在圖案區域全面中無接縫（邊界線）連續的 圖案的中心點排列。 此處，藉由光罩中的孤立圖案的中心點規定的平均 未滿70// m2的情形因光罩的孤立圖案彼此接近，故在 式曝光時受到影響，無法穩定形成擴散反射板的散射 不佳。另一方面，平均値A比1 20 a m2大的情形因藉 用此光罩的近接式曝光製造的擴散反射板的散射構造 隙變大，無助於散射的平坦部的面積增加，故因散射 成的反射亮度變低。而且，因正反射造成的背景的映 的顯著，故不佳。 而且，因藉由光罩中的孤立圖案的中心點規定的 的値未滿0.05的情形，在藉由使用此光罩的近接式曝 造的擴散反射板的散射構造中因散射光的相位一致， 變強故不佳。一方面，A/B的値比0.25大的情形，因 所造成的反射亮度變低，再者因製造時的光散射性能 動大欠缺穩定性，故不佳。 域和 三角 角形 衫（Z) 三角 。此 前述 俾如 。據 孤立 値A 近接 構造 由使 之間 所造 入變 A/B 光製 干涉 散射 的變 1356211 一方面，如果使用具有藉由本發明的數値範圍規定的 圖案區域之光罩，則藉由利用近接式曝光之微影技術可在 不產生干涉條紋或不均勻的狀態下製造反射亮度高的擴散 反射板。 而且，與本發明有關的擴散反射板係在接鄰重複配置 配置有複數個凹凸部的中心點的長方形、平行四邊形或六 角形的單位區域而成，其特徵爲：設定由單位區域內的中心 點構成的複數個德洛內三角形與橫跨單位區域和接鄰的其 他單位區域的邊界線而構成的複數個德洛內三角形的面積 總合爲與單位區域的面積同一之德洛內三角形群，令構成 此三角形群的複數個德洛內三角形的面積的平均値爲A， 標準偏差爲B的情形，中心點係滿足以下的條件（1)以及（2) 而配置， (1) 、7 0 # m2 S A S 1 2 0 // m2 (2) 、0.05 S B/A S 0.25。 此外，凹凸部係圓錐狀或圓錐台狀等的凹部或凸部， 對於在各單位區域內排列凹部的情形，著眼於凹部的中心 點間的隔離距離，對於在各單位區域內排列凸部的情形， 著眼於凸部的中心點間的隔離距離。 藉由在擴散反射板的凹凸部的中心點規定的平均値A 未滿70 μ m2的情形擴散反射板的散射構造不穩定故不佳。 —方面，平均値A比1 20 V m2大的情形擴散反射板的散射 構造之間隙變大，無助於散射的平坦部的面積增加，故反 射亮度變低，再者，因正反射造成的背景的映入變的顯著， 故不佳。 1356211 藉由在擴散反射板的凹凸部的中心點規定的A/B的値 未滿0.05的情形，因散射光的相位一致，干涉變強故不佳》 —方面，A/B的値比0.25大的情形，因散射所造成的反射 亮度變低，再者因光散射性能的變動大欠缺穩定性，故不 佳。 —方面，因與本發明有關的擴散反射板滿足上述條 件，故在不產生干涉條紋或不均勻的狀態下反射亮度變 局。 【實施方式】 以下針對與實施形態有關的光罩及擴散反射板來說 明。此外對於同一要素使用同一符號，重複的說明省略。 第1圖是與實施形態有關的光罩的俯視圖。 光罩Μ具有對角500mm以上的尺寸K。即此光罩Μ係 使用於近接式曝光。而且，光罩Μ具備擴散反射區域形成 用的圖案區域PR。圖案區域PR係與配置有複數個孤立圖 案Ρ1的單位區域R1同一的區域接鄰重複配置成矩陣狀而 成。 此外，單位區域R1若具有可藉由同一形狀的重複塡充 平面的形狀的話爲佳，不限於長方形爲平行四邊形或六角 形都可以。 此處，複數個孤立圖案Ρ1係由光透射部或遮光部構 成◊孤立圖案Ρ1的形狀爲外形尺寸爲15/zm以下的圓形、 環狀、橢圓形或事實上對應此等形狀的六角形以上的多角 形都可以，環狀的情形孤立圖案P1的寬度爲4ym以下更 佳。外形尺寸係對於孤立圖案P 1爲圓形或環狀的情形意味 -10- 1356211 著外徑的尺寸（直徑），對於橢圓形或多角形的情形意味著 由成爲中心點的重心位置到外周的平均距離的兩倍。 據此，以藉由使用光罩Μ的近接式曝光之微影技術可 形成具有微小的凹凸面的擴散反射板。 第2圖是與實施形態有關的光罩的圖案配置的說明 圖。 在長方形的單位區域R1內存在光透射部C1~C9(複數 個孤立圖案P1)，分別具有中心點11〜19(中心點〇1)。而且， 在經由邊界線Bd2接鄰於單位區域R1的單位區域R2內存 在與單位區域R 1同一排列，具有中心點2 1〜29的光透射部 C21〜29。再者，在經由邊界線Bd3接鄰於單位區域R1的單 位區域R 3內也存在與單位區域R1同一排列，具有中心點 31〜39的光透射部C31〜39。 此處，由單位區域R1內的中心點11〜19構成的複數個 德洛內三角形（Y)與橫跨單位區域R 1和接鄰的其他單位區 域尺2'113的邊界線8(12、8(13，由中心點13、16、19、21〜23、 31 ' 34、37構成的複數個德洛內三角形（Z)的面積的總和係 與單位區域R1的面積同一。因此合倂此等德洛內三角形（Y) 以及（Z)設定爲德洛內三角形群（X)(圖中的斜線部分）。令構 成此德洛內三角形群（X)的複數個德洛內三角形的面積的 平均値爲A，標準偏差爲B的情形，中心點0 1係滿足以下 的條件（1)、（2)而配置》 (1) ' 70/z m2^ \2Q μ. m2 (2) 、0·05 S Β/Α S 0.25。 由具有這種圖案配置的單位區域構成的圖案區域內的 1356211 單位區域彼此變成無接縫而連續。因此，若使用與本實施 形態有關的光罩，則利用藉由近接式曝光的微影技術，可 在不產生干涉條紋或不均勻的狀態下製造反射亮度高的擴 散反射板。 而且，孤立圖案P1的中心點0 1的排列係如以下而決 定。此處在平面上配置有幾個點時，在藉由最接近哪一點 分割該平面內的點而成的圖（芙諾以圖（Voronoi diagram)) 中，稱此被分割的區域爲芙諾區域。稱連接此接鄰的芙諾 區域的母點彼此而成的三角形爲德洛內三角形，可作爲顯 示點群的連接關係的手法而使用。 首先，決定存在於單位區域R1內的孤立圖案P1的中 心點01的數目N，利用電腦決定以X、y爲亂數N個座標 U, y)，在所決定的座標配置中心點01(隨機配置（1))。例 如若令長方形的單位區域的左下角的座標爲原點（0,0)，令 通過原點位於長方形的對角線上的長方形的右上角的座標 爲（Xmax，Ymax)，則 Xmax例如爲 132，YMAX例如爲 396，令 由0至132選擇的亂數X、由0至396選擇的亂數y的一組 爲一個座標，則藉由使此亂數產生N次，可得到N個座標 (x，y)。具體上N例如爲63。此外，座標（0，0)與座標（〇，1) 之間的間隔在光罩上係設定爲0.5 // m。此情形單位區域R 1 的形狀變成各邊66 "mx 198/zm的長方形。接鄰重複配置 此單位區域R1成例如矩陣狀。 其次，在對據此得到的隨機配置（1)的上述德洛內三角 形群（X)中得到德洛內三角形的面積的平均値A以及面積 分布的標準偏差B。各個三角形的面積S若令接鄰的三個 -12- 1356211 中心點〇1的座標爲（a, b)、（c, d)、（e, f)，則如以下表示。 S=(ad+cf+eb-bc-de-fa)/2 此處面積比A + B大的德洛內三角形在縮小的方向移動 中心點01，面積比A-B小的德洛內三角形在擴大的方向移 動中心點0 1。以下詳細說明。
—個德洛內三角形係以接鄰的三個中心點〇1當作頂 點而構成，令德洛內三角形群（X)的三角形數目爲K個。比 較德洛內三角形的面積的平均値A與第k個（k=l~K)德洛內 三角形的面積S(k)的差分△(△rSOO-A)的絕對値丨ΔΙ和標 準偏差B，特定具有比標準偏差B還大的面積之德洛內三 角形的號碼。所特定的德洛內三角形因由三個中心點〇 1 構成，故例如如以下使其中的一個中心點01的座標移動。
選擇構成所特定的三角形之三個中心點之中與不包含 於此三角形的接鄰的中心點之距離爲最短的中心點01，移 動該座標（X，y)到座標（x+1，y)，再計算對應前述平均値A、 面積 S(k)的移動後的平均値 A’與德洛內三角形的面積 5(1)，計算該差分^’（6’=5(1〇^’）的絕對値丨^’丨。對於1 △ Ί<ΙΔ丨的情形移動中心點01到座標（x+1, y)，對於ΙΔ ’丨>丨 △丨的情形移動到座標（x-1, y)。丨△ ’丨=丨△丨的情形不移動。同 樣地進行y座標的移動。據此，製作隨機配置（2)。 對所有被特定的德洛內三角形進行此移動操作，重複 到平均値A、標準偏差B滿足上述（1)以及（2)的條件爲止， 確定中心點01的座標 '例如移動操作的次數爲數次。據 此，孤立圖案P1的中心點0 1的排列被決定。即依次實行 以下的順序。 -13- 1356211 (i) 、在K個德洛內三角形群中算出三角形的面積的平 均値Α以及標準偏差Β。 (ii) 、算出第k個（k=l〜K)德洛內三角形的面積S(k)。 (iii) 、算出S(k)與A的差分△(△=$(]〇-△)的絕對値ΙΔ I » (iv) 、特定ΙΔΙ>Β的德洛內三角形的號碼。 (V)、由所特定的德洛內三角形選擇一個三角形，選擇 三角形的三個中心點之中與不包含於此三角形的接鄰的中 心點之距離爲最短的中心點。 (Vi)、移動所選擇的中心點的座標（X，y)到座標（χ+1， y)。 (vii)、計算移動後的平均値A’與德洛內三角形的面積 S(k’）的差分△’（△’= S(k’）-A，）的絕對値丨△ Ί。 (v i i i)'對於丨△ ’丨< I △ I的情形移動中心點〇 1到座標（x + 1， y)，對於丨△ Ί>ΙΔ丨的情形移動到座標（x-1，y)，對於丨△，丨=丨 △丨的情形不移動。 (ix)'再度特定丨ΔΙ>Β的德洛內三角形的號碼。 (X)、由所特定的德洛內三角形選擇一個三角形，選擇 三角形的三個中心點之中與不包含於此三角形的接鄰的中 心點之距離爲最短的中心點。 (X i )、移動所選擇的中心點的座標（X，y )到座標（X， y + 1) 〇 (xii)、計算移動後的平均値A’’與德洛內三角形的面積 S (k’’）的差分 Δ S(k’’）-A’’）的絕對値丨△ ’，|。
Uiii)、對於I △，’1<1 △ Ί的情形移動中心點〇1到座標（X， -14- 1356211 y+l)，對於丨△’丨的情形移動到座標（x, y-l)，對於I △，’ Μ △’丨的情形不移動" (xiv)、對所有被特定的德洛內三角形實行（v)~(xiii)， 重複到最終的平均値A、標準偏差B滿足上述（1)以及（2) 的條#爲止。此外，A ’、A ’’係顯示演算次數爲第二次、第 三次的平均値A，在上述中爲了明確化起見A使用A ’以及 A’’。 使上述過程在電腦實行，配置孤立圖案使孤立圖案的 重心與所決定的中心點一致。 第3圖是與實施形態有關的擴散反射板的圖案配置的 說明圖。此擴散反射板具備藉由上述光罩Μ形成有圖案的 光阻，而對於光阻的種類有感光部分對顯影液爲不溶性的 負型與可溶性的正型。此情形凹凸部D1係凹部或凸部，依 照光阻爲負型或正型其形狀不同。即使可考慮以下的（1)〜（4) 的情形。 (1 )、使用孤立圖案爲光透射部，正型光阻的情形，面 對孤立圖案的位置的光阻溶解，在面對光透射部的位置形 成有凹部。 (2) 、使用孤立圖案爲遮光部，負型光阻的情形，面對 孤立圖案的周邊部的位置的光阻溶解，在面對遮光部的位 置形成有凸部。 (3) 、使用孤立圖案爲光透射部，負型光阻的情形，面 對孤立圖案的周邊部的位置的光阻溶解，在面對光透射部 的位置形成有凸部。 (4) 、使用孤立圖案爲遮光部，負型光阻的情形.，面對 -15- 1356211 凹凸層2係由感光性樹脂等的有機材料構成，例如可 使用漆用酣醒樹脂（novolac resin)系、（甲基）丙烧樹脂系正 型光阻。更佳爲可使用添加炭黑（carbon black)或色素，對 曝光光賦予吸光性的正型光阻。感光性樹脂係具有在曝光 製程、顯影製程後的加熱製程硬化的性質。 對於形成光散射層於彩色濾光片基板而使用的情形係 在光散射層上配設有著色樹脂區域4R、4G、4B。在著色樹 脂區域4R、4G、4B上依照需要配設有透明保護膜6，形成 有驅動液晶用的透明電極5。透明電極5例如可使用IT 0 (銦 錫氧化物）等。 此外’著色樹脂區域4R、4G、4B若不洗脫在液晶中成 爲顯示不良原因的雜質，則任何材質都可以。具體的材質 有僅透射任意光而控制膜厚的無機膜，或染色、分散染料 或分散顏料的樹脂等。 對於此樹脂的種類雖然無特別限制，但可使用丙烯、 聚乙嫌醇、聚醯亞胺等。此外，由製程的簡便性或耐氣候 性等的面，對於著色樹脂區域4R、4G、4B使用分散顏料 的樹脂膜較佳。 而且，對於以光散射層作爲元件基板使用的情形，也 能在光散射層上形成配線或驅動元件。 第5A圖、第5B圖、第5C圖、第5D圖、第5E圖是 第4圖所示的彩色濾光片的製造方法的說明圖。製程（a) ~ 製程（e)係依次被實行。 [塗佈製程（a)] 在透明基板1上塗佈正型光阻（感光性樹脂），形成光 -17- 1356211 阻層（凹凸層2的中間體）2(第5A圖）。 [曝光製程（b)] 經由光罩Μ進行總括曝光（近接式曝光）（第5B圖）。其 中，在光罩Μ中複數個孤立圖案Ρ1的中心點01係以第2 圖說明的排列配置。藉由使用此光罩Μ的曝光在光阻內形 成有潛像濃度分布2a。再者，孤立圖案Ρ1的外形尺寸D 爲15//m以下較佳。 [顯影、熱處理製程（c)] 藉由進行光阻的顯影以形成圖案（第5C圖）。顯影若選 定適合光阻的條件的話佳，以鈉或鉀的氫氧化物、碳酸鹽、 碳酸氫鹽這種無機鹼、有機銨等的有機鹼的溶液作爲顯影 液使用。顯影係藉由在20 °C至40 °C的浸漬或噴淋顯影液來 進行。顯影後的基板在以純水充分洗淨後進行熱處理。 在熱處理製程中光阻的圖案被加熱硬化，形成有平滑 的凹凸部。熱處理溫度較佳爲120~ 25 0°C，更佳爲150〜230 °C的範圍。而且，熱處理時間以1〇~60分較佳。 [反射膜形成製程（d)] 形成包含金屬膜的反射膜3(第5D圖）。對於此形成可 使用蒸鍍法或濺鍍法。構成反射膜3的材料以純鋁、鋁合 金（Al-Nd合金等）或銀合金（Ag-Pd-Cu合金）等較佳。反射膜 3的厚度爲0.1~0.3/zm的範圍較佳，更佳爲0.15〜〇.25//m 的範圍。反射膜3可使用介電質多層膜。 而且’對於反射膜3包含金屬膜的情形可達成高反射 率。此金屬膜包含金屬鋁、鋁合金或銀合金較佳，惟當然 包含不給$特性不良影響的其他元素也可以，反射膜3係 -18- 1356211 依照需要藉由蝕刻等除去不要部分，形成光透射部或標識 類。 依照需要形成紅 '綠、藍的著色層4R、4G、4B，接著 沉積透明保護膜6以及透明電極5於形成物之上，完成附 擴散反射板的彩色濾光片（第5E圖）。 (實施例） 以下’藉由實施例說明本發明，但本發明並非僅限定 於以下的實施例。 (實驗條件） (實施例1) 在構成光罩的圖案區域之長方形的單位區域（66a mx 1 9 8 y m)內，以預定的排列配置外徑9 " m的圓形光透射部 的中心點（7 3個）。此排列係藉由使用亂數的上述手法決 定。在得到的排列中藉由德洛內三角形群（X)規定的平均値 A爲90以m2，B/A的値爲0.2。以藉由使用此光罩的近接式 曝光之微影技術製造附擴散反射板的彩色濾光片。此外， 光罩上的單位區域以及光透射部係對應彩色濾光片的單位 像素以及凹凸部。 首先，以l.lym的膜厚在洗淨的370X470X0.7mm的 玻璃基板（Coi:ningl737)塗佈添加炭黑的吸光性光阻（透射 係數（transmission factor)0_2/Aim)。在熱板（hot plate)上對 所得到的光阻膜進行10(TC x 110秒鐘的預烘烤（pre-bake) 後，隔著上述光罩以曝光間隙130//m、曝光量300m〗/cm2 的條件進行曝光。 曝光後的基板係使用〇.5%KOH溶液以23°C、80秒的條 -19- 1356211 件進行顯影後，在無塵烤箱（clean〇ven)中熱處理200°CX20 分鐘。 在所得到的基板表面形成有凹凸部，另一方面，在周 邊部中不要的光阻完全被剝離除去，使彩色濾光片或 TFT、TFD等的元件基板的形成爲可能的狀態。 對製作的加熱處理後的基板藉由濺鍍以0.2 的厚度 形成鋁合金（Al-Nd合金）反射膜，當作擴散反射板》 由所得到的擴散反射板切出具有5 X 5cm2的面積的一 部分，隔著甘油貼合5x5cm2的玻璃基板（Corningl737)，當 作光散射性能評價用模型胞（model cell)。 水洗所製作的擴散反射板，使用旋轉塗佈機（spin coater)塗佈感光性紅色光阻CR-8960(FUJIFILM Arch公司 製）。預烘烤後，隔著具有條紋狀的光透射部之光罩曝光 後，使用無機鹼水溶液顯影，水洗之後在無塵烤箱中進行 2 00 °C X 20分鐘的熱處理，製作條紋狀的紅色透明樹脂圖案 (厚度1.0仁m)。 再者，藉由重複在此基板分別同樣地塗佈感光性綠色 光阻 CG-8960(FUJIFILM Arch公司製）、感光性藍色光阻 CB- 8 960(FUJIFILM Arch公司製），曝光、顯影、熱處理， 製作紅色、綠色、藍色的透明樹脂圖案的排列。 藉由在形成透明樹脂圖案的基板上塗佈NN-525 (JSR公 司製）作爲保護膜材料，曝光、顯影、熱處理，形成厚度2.0 的透明保護膜層，當作彩色濾光片。 (實施例2)〜（實施例5) 製作在滿足上述（1)以及（2)的條件之範圍內使長方形 -20-