JP2003075979A - 拡散層形成用露光マスクのマスクパターン作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最小表示画素サイズが異なる機種に応じて、
拡散層形成用露光マスクのマスクパターンを容易に作製
する。 【解決手段】 液晶表示パネル用の透明基板上に塗布さ
れた感光性樹脂を露光して微細な凹凸からなる拡散パタ
ーンを有する拡散層を形成する際に用いられる露光マス
クのマスクパターンを、ビーム描画機で所定サイズの基
本パターンを繰り返し描画して作製するにあたって、液
晶表示パネルの最小表示画素サイズよりも大きなサイズ
の元パターンＯＰを形成して、その元パターンデータを
あらかじめビーム描画機のメモリに格納しておき、マス
クパターンをビーム描画機で描画する際、所望とする大
きさの基本パターンＢＰのデータをメモリ内の元パター
ンデータＯＰから読み出し、同描画データを繰り返して
描画する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型もしくは半
透過型液晶表示パネルに設けられる内面反射用の拡散層
を感光性樹脂により形成する際に用いられる露光マスク
のマスクパターン作製方法に関し、さらに詳しく言え
ば、最小表示画素サイズが異なる液晶表示パネルに対し
ても容易にマスクパターンを作製することができる拡散
層形成用露光マスクのマスクパターン作製方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】反射型もしくは半透過型の液晶表示パネ
ルには、通常、そのパネル内面に拡散層が設けられてい
るが、その拡散層を形成するにあたっては、多くの場
合、一方の透明基板上に感光性樹脂を一様に塗布し、そ
の上に露光マスクを配置して、フレネル回折およびコリ
メーションアングルによる露光光のエネルギー分布を利
用した露光機（例えば、プロキシミティー型一括露光
機）にて露光した後、現像して微細な凹凸からなる拡散
パターンを有する拡散層を形成するようにしている。

【０００３】この種のフォトリソ方式に用いられる露光
マスクのマスクパターンには、きわめて高い描画精度が
要求されるため、その描画機には、エレクトロンビーム
描画機やレーザービーム描画機が用いられている。

【０００４】例えば、エレクトロンビーム描画機にてマ
スクパターンを形成するには、ガラス基板上に例えばク
ロム皮膜を形成したブランクスにフォトレジストを塗布
し、エレクトロンビームを例えば横方向（Ｘ軸方向）に
所定の範囲（これを描画フレーム幅と言う。）にわたっ
て走査して１行分描画した後、エレクトロンビームを縦
方向（Ｙ軸方向）に１行ずらせて描画する。

【０００５】これを描画枠内の所定行数分繰り返し、そ
れが終了すると、エレクトロンビームを隣接する次の描
画枠の先頭行に移動し、同様な描画を実行する。このよ
うに、エレクトロンビーム描画機には、ラスタースキャ
ン方式に代表される周期構造が採用されているが、これ
はデータ処理能力上、一度に描画可能な描画枠が制限さ
れているからである。

【０００６】レーザービーム描画機においても、基本的
にはエレクトロンビーム描画機と同様で、一つの描画枠
を基本パターンサイズとして、これを繰り返すことによ
り、マスクパターンが形成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、モアレのな
い良好な反射特性を得るには、拡散層は、表示の最小単
位である１画素に対応する大きさを１ブロックとして、
その拡散パターンを設計することが好ましいとされてい
る。ここで、１画素とはＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタで
言えば、その各々が１画素を構成する。

【０００８】そのため、露光マスクの基本パターンサイ
ズも、表示の最小単位である１画素サイズと約数もしく
は倍数的な関係として設計されるが、従来においては、
最小表示画素サイズが異なるたびに、それに合わせて露
光マスクの基本パターンを最初から設計し直さなくては
ならず、これには多大な労力と時間を要する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、最小表
示画素サイズが異なる機種に応じて、拡散層形成用露光
マスクのマスクパターンを容易に作製することができ
る。

【００１０】そのため、本発明は、液晶表示パネル用の
透明基板上に感光性樹脂を塗布し、露光機にて上記感光
性樹脂を露光して微細な凹凸からなる拡散パターンを有
する拡散層を形成する際に用いられる露光マスクのマス
クパターンを、ビーム描画機で所定サイズの基本パター
ンを繰り返し描画して作製する拡散層形成用露光マスク
のマスクパターン作製方法において、上記マスクパター
ンの基本パターンサイズを上記液晶表示パネルの最小表
示画素サイズと約数もしくは倍数的な関係として、上記
ビーム描画機のメモリに、少なくとも上記最小表示画素
サイズよりも大きなサイズの仮想記憶領域を設定して、
その仮想記憶領域内にあらかじめ個々のアパーチャ作成
データを含む元パターンデータを格納しておき、上記マ
スクパターンを上記ビーム描画機で描画する際、所望と
する上記基本パターンサイズの大きさを示すアドレスを
指定して、上記メモリ内の上記元パターンデータから上
記基本パターンサイズの描画データを読み出し、同描画
データを繰り返して描画することを特徴としている。

【００１１】この構成によれば、あらかじめ元パターン
データがメモリに格納されているため、その元パターン
データから所望とする基本パターンサイズの描画データ
を読み出す（切り取る）だけで、最小表示画素サイズに
対応するマスクパターンを作製することができる。

【００１２】また、本発明の好ましい態様によれば、視
野方向を異にしても均一な拡散特性が得られるように、
上記元パターンデータには、上記拡散層に異なる拡散特
性を付与するための複数種類のアパーチャ作成データが
備えられ、上記元パターンデータから上記基本パターン
サイズの描画データを読み出す際、その描画データ内に
上記複数種類のアパーチャ作成データが含まれる。

【００１３】その場合、上記基本パターン内において、
上記複数種類のアパーチャ作成データはランダムに混在
することなく、同一種類のアパーチャ作成データごとに
分けられて配置されることが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】まず、図１の模式図により、露光
マスクのマスクパターン作製用の描画機１０の構成を概
略的に説明する。

【００１５】この描画機１０は、露光マスク２０となる
ブランクス２１にビームを照射するビーム照射ヘッド１
１と、同ビーム照射ヘッド１１を制御する描画制御手段
としてのＣＰＵ１２と、描画データ（アパーチャ作成デ
ータ）が格納されるメモリ１３と、操作部１４とを備え
ている。この実施形態において、描画機１０はエレクト
ロンビーム描画機、レーザービーム描画機のいずれであ
ってもよい。

【００１６】ブランクス２１は、ガラス基板２２上に例
えばクロム皮膜２３を形成したものからなり、クロム皮
膜２３上にはフォトレジスト２４が塗布されている。操
作部１４により、形成すべき露光マスクの基本パターン
サイズなどの初期条件が設定されると、ＣＰＵ１２はメ
モリ１３から描画データを読み出し、ビーム照射ヘッド
１１からビームを照射させ、例えばラスタスキャン方式
にて所定のアパーチャ図形を描画する。

【００１７】この描画後、ビーム照射により露出された
クロム皮膜２２をエッチングにて除去することにより、
図２に示すように、多数のアパーチャ（光透過部）２５
を有する露光マスク２０が得られる。

【００１８】次に、図３を参照して、液晶表示パネル１
の最小表示画素サイズと、露光マスク２０の基本パター
ンサイズとの関係について説明する。図３（ａ）に示す
ように、液晶表示パネル１に例えばカラーフィルタのカ
ラー要素であるＲ，Ｇ，Ｂが形成されているとすると、
その一つ一つが最小表示画素１ａである。

【００１９】図３（ｂ）に示すように、露光マスク２０
のマスクパターンは、上記のラスタスキャン方式などに
て繰り返し形成された基本パターンＢＰの集合体よりな
るが、モアレのない良好な反射特性を得るには、基本パ
ターンサイズは最小表示画素サイズの約数もしくは倍数
的な関係にあることが好ましい。

【００２０】すなわち、図３（ａ）と図３（ｂ）を重ね
たとして、一つの最小表示画素１ａ内に整数個の基本パ
ターンＢＰが含まれるか、もしくは一つの基本パターン
ＢＰ内に整数個の最小表示画素１ａが含まれることが好
ましい。この実施形態において、基本パターンＢＰと最
小表示画素１ａは同一サイズで、ともに横（Ｘ軸方向）
８５μｍ×縦（Ｙ軸方向）２５５μｍサイズとされてい
る。

【００２１】露光マスク２０のマスクパターンを描画す
るにあたって、描画機１０のメモリ１３内に描画データ
が書き込まれるが、本発明においては、その描画データ
として、各サイズの基本パターンＢＰに対応できる元パ
ターンデータが用いられ、そ元パターンデータの模式図
を図４（ａ）に示す。

【００２２】元パターンデータＯＰは、現行機種で存在
する最小表示画素サイズ（もしくは将来開発されるであ
ろう機種での最小表示画素サイズ）中の最大サイズより
も大きなサイズとして作成される。

【００２３】この実施形態において、元パターンデータ
ＯＰは横１７５μｍ×縦５２５μｍの大きさとして作成
され、その個々のデータにアドレスが付されてメモリ１
３の所定の記憶領域に書き込まれる。そして、図４
（ｂ）に示すように、この元パターンデータＯＰから、
例えば横８５μｍ×縦２５５μｍの基本パターンＢＰの
データが読み出される（切り取られる）。

【００２４】また、元パターンデータＯＰには、視野方
向を異にしても均一な拡散特性が得られるように、図示
しない内面拡散層に異なる拡散特性を付与するための複
数種類のアパーチャ作成データが含まれている。

【００２５】この実施形態において、アパーチャ作成デ
ータは２種類であって、その一つは図５（ａ）に示すよ
うに、横短軸８μｍ×縦長軸１６μｍとする縦長の八角
形パターンＰ１で、もう一つは図５（ｂ）に示すよう
に、横長軸１６μｍ×縦短軸８μｍとする横長の八角形
パターンＰ２である。

【００２６】この実施形態によると、図４（ａ）に示す
ように、元パターンデータＯＰのアドレスの原点を
（０，０）として、元パターンデータＯＰのメモリ１３
上における格納領域は、同図上下方向にそって１：２に
仮想的に分割され、原点（０，０）より上の第１領域Ｍ
１に縦長の八角形パターンＰ１が格納され、原点（０，
０）より下側の第２領域に横長の八角形パターンＰ２が
格納される。

【００２７】なお実際には、これらのパターンデータ
（アパーチャ作成データ）は、例えば１データ８ビット
ととしてメモリ１３に書き込まれる。また、メモリ１３
のアドレスのとり方は任意であってよい。

【００２８】図４（ａ）の元パターンデータＯＰから、
図４（ｂ）の基本パターンＢＰを切り取る場合、基本パ
ターンＢＰ内で、縦長の八角形パターンＰ１が占める部
分と、横長の八角形パターンＰ２が占める部分との比率
を任意に選択することができ、この実施形態では、その
比率を１：２としている。

【００２９】描画機１０のＣＰＵ１２は、この基本パタ
ーンＢＰのデータを繰り返し用いて基本パターンＢＰを
描画するが、隣接する基本パターンＢＰ，ＢＰ間の境界
部分での処理が必要になる場合がある。

【００３０】すなわち、図６（ａ）に例示するように、
各基本パターンＢＰを隙間なく配列していく場合、境界
部分のパターンＰ２，Ｐ２同士がつながって一つの大き
なパターンＬＰが発生することがある。

【００３１】これを防止するには、図６（ｂ）に例示す
るように、隣接する基本パターンＢＰ，ＢＰ間の境界部
分に１〜５μｍ幅（好適には２〜３μｍ幅）の空間帯Ｂ
Ｌを設けるとよい。この空間帯ＢＬを形成するには、一
例として、元パターンデータＯＰから基本パターンＢＰ
を切り取る（メモリ１３から基本パターンＢＰを読み出
す）場合、空間帯ＢＬの幅を見込んで、基本パターンＢ
Ｐの幅を狭くすればよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶表示パネル用の透明基板上に塗布された感光性樹脂
を露光して微細な凹凸からなる拡散パターンを有する拡
散層を形成する際に用いられる露光マスクのマスクパタ
ーンを、ビーム描画機で所定サイズの基本パターンを繰
り返し描画して作製するにあたって、液晶表示パネルの
最小表示画素サイズよりも大きなサイズの元パターンを
形成して、その元パターンデータをあらかじめビーム描
画機のメモリに格納しておき、マスクパターンをビーム
描画機で描画する際、所望とする基本パターンサイズの
データをメモリ内の元パターンデータから読み出し、同
描画データを繰り返して描画するようにしたことによ
り、最小表示画素サイズが異なる機種に応じて、拡散層
形成用露光マスクのマスクパターンを容易に作製するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いるマスクパターン作製用の描画機
を示す模式図。

【図２】上記描画機により作製された露光マスクを模式
的に示す断面図。

【図３】液晶表示パネルの最小表示画素サイズと露光マ
スクの基本パターンサイズとの関係を示す説明図。

【図４】元パターンデータと、元パターンデータから切
り取られた基本パターンとを示す模式図。

【図５】上記元パターンデータに含まれるパターン形状
を示す図。

【図６】上記基本パターン間の境界部分を示す拡大図。

【符号の説明】

１ 液晶表示パネル １ａ 最小表示画素 １０ 露光機 １１ ビーム照射ヘッド １２ ＣＰＵ １３ メモリ １４ 操作部 ２０ 露光マスク ＢＰ 基本パターン ＢＬ 空間帯 ＯＰ 元パターンデータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高崎 一郎 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 (72)発明者 井口 真介 長野県松本市大字岡田下岡田10−８ Ｆターム(参考） 2H095 BB01 BB10 2H097 CA16 LA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示パネル用の透明基板上に感光性
   樹脂を塗布し、露光機にて上記感光性樹脂を露光して微
   細な凹凸からなる拡散パターンを有する拡散層を形成す
   る際に用いられる露光マスクのマスクパターンを、ビー
   ム描画機で所定サイズの基本パターンを繰り返し描画し
   て作製する拡散層形成用露光マスクのマスクパターン作
   製方法において、 上記マスクパターンの基本パターンサイズを上記液晶表
   示パネルの最小表示画素サイズと約数もしくは倍数的な
   関係として、上記ビーム描画機のメモリに、少なくとも
   上記最小表示画素サイズよりも大きなサイズの仮想記憶
   領域を設定して、その仮想記憶領域内にあらかじめ個々
   のアパーチャ作成データを含む元パターンデータを格納
   しておき、上記マスクパターンを上記ビーム描画機で描
   画する際、所望とする上記基本パターンサイズの大きさ
   を示すアドレスを指定して、上記メモリ内の上記元パタ
   ーンデータから上記基本パターンサイズの描画データを
   読み出し、同描画データを繰り返して描画することを特
   徴とする拡散層形成用露光マスクのマスクパターン作製
   方法。
2. 【請求項２】 上記元パターンデータには、上記拡散層
   に異なる拡散特性を付与するための複数種類のアパーチ
   ャ作成データが備えられ、上記元パターンデータから上
   記基本パターンサイズの描画データを読み出す際、その
   描画データ内に上記複数種類のアパーチャ作成データが
   含まれる請求項１に記載の拡散層形成用露光マスクのマ
   スクパターン作製方法。
3. 【請求項３】 上記基本パターン内において、上記複数
   種類のアパーチャ作成データはランダムに混在すること
   なく、同一種類のアパーチャ作成データごとに分けられ
   て配置される請求項２に記載の拡散層形成用露光マスク
   のマスクパターン作製方法。