JP2003043217A - 光拡散膜の製造方法 - Google Patents

光拡散膜の製造方法

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JP2003043217A
JP2003043217A JP2001232214A JP2001232214A JP2003043217A JP 2003043217 A JP2003043217 A JP 2003043217A JP 2001232214 A JP2001232214 A JP 2001232214A JP 2001232214 A JP2001232214 A JP 2001232214A JP 2003043217 A JP2003043217 A JP 2003043217A
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Japan
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photosensitive resin
resin layer
angle
transparent substrate
photomask
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JP2001232214A
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English (en)
Inventor
Shinsuke Iguchi
真介 井口
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Kyocera Display Corp
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Kyocera Display Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外光の反射角度をグレア角からずらして視認
性を著しく向上させることのできる光拡散膜の製造方法
を提供する。 【解決手段】 透明基板1の表面に感光性樹脂層2を形
成し、この透明基板1の感光性樹脂層2に対してプロキ
シミティギャップをもってフォトマスク4を配置した状
態で、紫外線を照射して感光性樹脂層2を露光し、続い
て、フォトマスク4のプロキシミティギャップ、透明基
板1に対する位置および紫外線の照射エネルギを変更し
て少なくとも1回露光し、その後、現像することによ
り、光拡散膜5の表面に角度変更機能を有する凹凸を形
成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光拡散膜の製造方法
に係り、特にフォトリソグラフィ法によって透明基板に
微小な凹凸を有する光拡散膜を形成するための光拡散膜
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、特定の図形や文字等の画像を
表示するための液晶表示装置がコンピュータや携帯電話
等の表示装置として多く用いられている。この液晶表示
装置には、中間に液晶を充填した2枚の透明基板に相互
に対向するように電極を形成し、その電極の所定の部分
に選択的に電界を与えて特定の図形や文字等の画像を表
示するための液晶表示素子が内蔵されている。
【0003】そして、このような液晶表示素子において
は、太陽光や室内灯等の外光によって表示を行なう反射
型の液晶表示素子が開発されている。
【0004】この反射型の液晶表示素子においては、例
えば、2枚の透明基板のうち背面側の透明基板の上面
に、表面に微小な凹凸が形成された光拡散膜が形成され
ており、この光拡散膜の上面に、光反射膜、透明絶縁
膜、ITO(インジウム錫酸化物)からなる透明電極が
順次積層されている。
【0005】このような液晶表示素子は、外光が上方の
透明基板を透過して光反射膜に照射されるとともに、光
拡散膜により光散乱して上方に均一に反射され、この反
射光により液晶表示素子に表示された画像を視認するよ
うになっている。
【0006】そして、このような透明基板上に光拡散膜
等を形成する方法として、従来から、フォトリソグラフ
ィ法によるものが知られている。このフォトリソグラフ
ィ法は、感光性樹脂層を形成する工程、感光性樹脂層に
フォトマスクを用いて紫外線等を照射させる露光工程、
不要な感光性樹脂層を除去する現像工程等を経ることに
より所定の形状を有する膜を形成するものである。
【0007】すなわち、透明基板の一面側に感光性樹脂
を塗布した後、所定の開口パターンが形成されたフォト
マスクを、この透明基板に対して所定間隙(プロキシミ
ティギャップ)をもって配置した状態で、コリメーショ
ンアングルおよびフレネル回折によるエネルギの分布を
利用して紫外線を照射することにより、フォトマスクの
開口パターンに応じて露光する。その後、不要な感光性
樹脂を除去する現像工程を経て、表面に微小な凹凸が均
一に形成された光拡散膜を形成するようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の方法による
光拡散膜においては、表面に微小な凹凸が均一に形成さ
れることから、図5に示すように、入射した外光が光拡
散膜10の凹凸により反射される場合に、外光の入射角
度に対して正規反射となるグレア角付近の表示が最も明
るく視認されるようになっている。
【0009】しかしながら、グレア角付近では、液晶表
示素子で使用しているガラスや偏光板に対して外光光源
の映り込み等が生じることから、液晶表示そのものの視
認性が低下してしまうという問題を有している。
【0010】本発明は前記した点に鑑みてなされたもの
であり、外光の反射角度をグレア角からずらして視認性
を著しく向上させることのできる光拡散膜の製造方法を
提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項1に記載の発明に係る光拡散膜の製造方法は、透
明基板の表面に感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂
層に対してフォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法
によって表面に凹凸が形成された光拡散膜を形成する光
拡散膜の製造方法において、前記透明基板の感光性樹脂
層に対してプロキシミティギャップをもってフォトマス
クを配置した状態で、紫外線を照射して前記感光性樹脂
層を露光し、続いて、前記フォトマスクのプロキシミテ
ィギャップおよび前記透明基板に対する位置を変更して
少なくとも1回露光し、その後、現像することを特徴と
するものである。
【0012】この請求項1に記載の発明によれば、感光
性樹脂層に対して、複数回の露光を行なった後に現像を
行なうことにより、光拡散膜の表面の凹凸形状が、入射
した光を正規反射しないようにわずかに角度変化させて
出射させる角度変更機能を有する形状に形成するように
しているので、外光の入射角度に対する反射光の出射角
度が、正規反射によるグレア角からずれることになり、
これにより、液晶表示が最も明るくなる角度とグレア角
とをずらすことができ、視認角度における外光光源の映
り込み等を確実に防止することができ、外光光源による
液晶表示の視認性を著しく向上させることができる。
【0013】また、請求項2に記載の発明に係る光拡散
膜の製造方法は、透明基板の表面に感光性樹脂層を形成
し、この感光性樹脂層に対してフォトマスクを用いたフ
ォトリソグラフィ法によって表面に凹凸が形成された光
拡散膜を形成する光拡散膜の製造方法において、前記透
明基板の感光性樹脂層に対してプロキシミティギャップ
をもってフォトマスクを配置した状態で、紫外線を照射
して前記感光性樹脂層を露光、現像し、続いて、少なく
とも1回前記フォトマスクのプロキシミティギャップお
よび前記透明基板に対する位置を変更して露光、現像す
ることを特徴とするものである。
【0014】この請求項2に記載の発明によれば、感光
性樹脂層に対して、複数回の露光および現像を行なうこ
とにより、光拡散膜の表面の凹凸形状が、入射した光を
正規反射しないようにわずかに角度変化させて出射させ
る角度変更機能を有する形状に形成するようにしている
ので、外光の入射角度に対する反射光の出射角度が、正
規反射によるグレア角からずれることになり、これによ
り、液晶表示が最も明るくなる角度とグレア角とをずら
すことができ、視認角度における外光光源の映り込み等
を確実に防止することができ、外光光源による液晶表示
の視認性を著しく向上させることができる。
【0015】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
または請求項2において、複数回の露光を行なう際に、
紫外線の照射エネルギを変更するようにしたことを特徴
とするものである。
【0016】この請求項3に記載の発明によれば、紫外
線の照射エネルギを変更して複数回の露光を行なうよう
にしているので、各露光における露光状態を任意に変更
することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1か
ら図4を参照して説明する。
【0018】図1から図3は本発明に係る光拡散膜の製
造方法の実施の一形態を示したもので、本実施形態にお
けるフォトリソグラフィ法による光拡散膜の製造方法
は、まず、図1に示すように、例えば、ガラス等からな
る透明基板1の片面に、例えば、アクリル系ポジ型樹脂
等の感光性樹脂材料を塗布し、溶媒の除去や平坦化のた
めの焼成を行ない、感光性樹脂層2を形成する。
【0019】次に、露光工程において所定の開口パター
ン3が形成されたフォトマスク4を感光性樹脂層2の上
方にプロキシミティギャップをもって配置した状態で、
上方から紫外線を照射することにより、フォトマスク4
の開口パターン3に応じた露光が行なわれる。この場合
に、図1中破線は紫外線の照射エネルギ分布を示したも
のであり、フォトマスク4の開口部分の中心部が最も照
射エネルギが大きく、これにより、開口部分の中心部に
対応する部分が最も多く露光されることになる。図1中
一点鎖線は露光状態を示している。
【0020】その後、図2に示すように、プロキシミテ
ィギャップおよび透明基板1に対するフォトマスク4の
位置を変更し、紫外線を照射して再度露光する。この場
合、必要であれば、紫外線の露光エネルギを変更するよ
うにしてもよい。
【0021】その後、感光性樹脂層2の現像を行なうよ
うになっている。この場合に、感光性樹脂層2に対して
2回の露光が行なわれているので、現像を行なった際
に、1回目の露光による紫外線の照射エネルギと、2回
目の露光による紫外線の照射エネルギとの合成エネルギ
に応じて露光されていることになり(図3中波状の実線
は2回の露光による露光状態を示す)、この露光された
部分の感光性樹脂が除去される。これにより、図4に示
すように、表面に角度変更機能を有する凹凸が形成され
た光拡散膜5が形成されることになる。
【0022】そして、感光性樹脂層2が除去された透明
基板1を焼成した後、この光拡散膜5の表面に、例え
ば、アルミニウム等の金属材料からなる反射膜を形成
し、この反射膜の表面に絶縁膜を形成する。
【0023】なお、前記実施形態においては、露光を行
なう際に、フォトマスク4と透明基板1とのプロキシミ
ティギャップおよびフォトマスク4の位置を2回変更す
るようにしたが、3回以上変更して多重露光するように
してもよいし、露光の途中でプロキシミティギャップお
よび位置を変更させながら、露光エネルギをコントロー
ルするようにしてもよい。また、2回目以降の多重露光
において、フォトマスク4を変更することも可能であ
る。
【0024】また、本実施形態においては、複数の露光
を行なった後に1回の現像を行なうようにしているが、
露光を行なった後現像を行ない、再び、プロキシミティ
ギャップおよびフォトマスク4の位置を変更して露光を
行なった後現像を行なうようにしてもよい。この場合、
現像条件を変更することも可能である。
【0025】次に、本実施形態の作用について説明す
る。
【0026】本実施形態においては、感光性樹脂層2に
対して2回の露光を行なった後、1回目の露光による紫
外線の照射エネルギと、2回目の露光による紫外線の照
射エネルギとの合成エネルギに応じて感光性樹脂の現像
が行なわれ、これにより、光拡散膜5の表面の凹凸形状
が、入射した光を正規反射しないようにわずかに角度変
化させて出射させる形状に形成されているので、図4に
示すように、外光が入射した場合に、入射角度に対して
正規反射となるグレア角に対して、出射角度がわずかに
ずれるようになっている。このグレア角に対する出射角
度のずれは、少なくとも3°以上、好ましくは、5°以
上とする。
【0027】したがって、本実施形態においては、複数
回の露光を行なうことにより、光拡散膜5の表面の凹凸
形状が、入射した光を正規反射しないようにわずかに角
度変化させて出射させる形状に形成するようにしている
ので、外光の入射角度に対する反射光の出射角度が、正
規反射によるグレア角からずれることになり、これによ
り、液晶表示が最も明るくなる角度とグレア角とをずら
すことができ、視認角度における外光光源の映り込み等
を確実に防止することができ、外光光源による液晶表示
の視認性を著しく向上させることができる。
【0028】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、必要に応じて種々変更することが可能で
ある。
【0029】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【0030】まず、ガラス基板にアクリル系ポジ型感光
性樹脂としてJSR社製PC−411Bを4.0μm塗
布し、90℃で2分間焼成を行なった。
【0031】次に、開口部形状が20μm×10μmの
楕円形状で開口率50%のフォトマスクを使用して、プ
ロキシミティギャップが210μm、露光量が50mj
で露光した。なお、前記フォトマスクにおける楕円形状
開口部の中心位置は、ランダムに配置されている。ま
た、ランダム度は楕円形状重心が規則正しい面心配置と
されている場合、楕円形状重心の最隣接距離を1とした
ときに前記最隣接距離の標準偏差σn-1 が0.2以内と
なるようにした。
【0032】続けて、フォトマスクの位置を楕円短軸方
向へ4μmずらし、プロキシミティギャップが100μ
m、露光量60mjで露光した。
【0033】その後、0.5%のテトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド水溶液により25℃で、60秒間現像
した後、250℃で1時間焼成し、光拡散膜を形成し
た。
【0034】このように形成された光拡散膜上にスパッ
タにより透過率1%以下となるようにアルミニウムを1
00nm成膜して反射膜を形成し、続けてSiO2 を2
0nm成膜して絶縁膜を形成した。
【0035】このようにして作製された光拡散膜付基板
に対して光学オイル(n=1.50)を塗布し、その上
にカバーガラスを配置した後、光拡散膜の反射特性を測
定した結果、出射強度はグレア角に対して4°ずれた角
度が一番高いものであった。また、この基板を用いて作
製したSTN型反射カラー液晶表示素子の見栄え確認を
行なった結果、通常の室内環境では、グレア角から外れ
たところで十分な表示確認を行なうことができた。
【0036】
【発明の効果】以上述べたように請求項1に記載の発明
に係る光拡散膜の製造方法によれば、感光性樹脂層に対
して、複数回の露光を行なった後に現像を行なうことに
より、光拡散膜の表面に角度変更機能を有する凹凸を形
成するようにしているので、外光の入射角度に対する反
射光の出射角度が、正規反射によるグレア角からずれる
ことになり、これにより、液晶表示が最も明るくなる角
度とグレア角とをずらすことができ、視認角度における
外光光源の映り込み等を確実に防止することができ、外
光光源による液晶表示の視認性を著しく向上させること
ができる。
【0037】また、請求項2に記載の発明によれば、感
光性樹脂層に対して、複数回の露光および現像を行なう
ことにより、光拡散膜の表面に角度変更機能を有する凹
凸を形成するようにしているので、外光の入射角度に対
する反射光の出射角度が、正規反射によるグレア角から
ずれることになり、これにより、液晶表示が最も明るく
なる角度とグレア角とをずらすことができ、視認角度に
おける外光光源の映り込み等を確実に防止することがで
き、外光光源による液晶表示の視認性を著しく向上させ
ることができる。
【0038】また、請求項3に記載の発明によれば、紫
外線の照射エネルギを変更して複数回の露光を行なうよ
うにしているので、各露光における露光状態を任意に変
更することができ、簡便に角度変更機能を有する凹凸が
形成される等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る光拡散膜の製造方法の実施形態
における1回目の露光状態を示す説明図
【図2】 本発明における2回目の露光状態を示す説明
【図3】 本発明における2回の露光による合成露光状
態を示す説明図
【図4】 本発明の光拡散膜を適用した液晶表示素子を
示す縦断面図
【図5】 従来の光拡散膜を適用した液晶表示素子を示
す縦断面図
【符号の説明】
1 透明基板 2 感光性樹脂層 3 開口パターン 4 フォトマスク 5 光拡散膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板の表面に感光性樹脂層を形成
    し、この感光性樹脂層に対してフォトマスクを用いたフ
    ォトリソグラフィ法によって表面に凹凸が形成された光
    拡散膜を形成する光拡散膜の製造方法において、前記透
    明基板の感光性樹脂層に対してプロキシミティギャップ
    をもってフォトマスクを配置した状態で、紫外線を照射
    して前記感光性樹脂層を露光し、続いて、前記フォトマ
    スクのプロキシミティギャップおよび前記透明基板に対
    する位置を変更して少なくとも1回露光し、その後、現
    像することを特徴とする光拡散膜の製造方法。
  2. 【請求項2】 透明基板の表面に感光性樹脂層を形成
    し、この感光性樹脂層に対してフォトマスクを用いたフ
    ォトリソグラフィ法によって表面に凹凸が形成された光
    拡散膜を形成する光拡散膜の製造方法において、前記透
    明基板の感光性樹脂層に対してプロキシミティギャップ
    をもってフォトマスクを配置した状態で、紫外線を照射
    して前記感光性樹脂層を露光、現像し、続いて、少なく
    とも1回前記フォトマスクのプロキシミティギャップお
    よび前記透明基板に対する位置を変更して露光、現像す
    ることを特徴とする光拡散膜の製造方法。
  3. 【請求項3】 複数回の露光を行なう際に、紫外線の照
    射エネルギを変更するようにしたことを特徴とする請求
    項1または請求項2に記載の光拡散膜の製造方法。
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