JP4248501B2 - 導光板製造用スタンパの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、導光板製造用スタンパの製造方法に係り、さらに詳細には、鍍金工程技術を用いた湿式エッチングスタンパの製造方法に関する。

コンピュータ用モニタ、ノートブック型パソコン、薄型ＴＶなどに用いられる液晶表示素子（ＬＣＤ、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、照度の高い明るいところでは、光を遮断する部分と、透過させる部分とが明確に特徴づけられるため、文字が鮮明に見える。しかし、照度の低いところでは、文字の識別がよくできないという特性を有しているため、液晶表示素子は、外部光源のない場所においても陰極線管のように画面表示状態を視覚的に確実に認識できえるよう視認性を考慮して、液晶表示素子の後面にバックライトユニット（ＢＬＵ、Ｂａｃｋ Ｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）を設ける構造からなる。

一般に、液晶表示素子は、光源となる蛍光ランプが側面に位置させられ、該蛍光ランプより発散された光をＬＣＤパネルに反射せしめるために、導光板が設けられる。且つ、該導光板の下端には、反射シートと、ケースとが設けられ、反射シートは、損失されうる光を反射させてくれるため、光の損失を極力防止する役割を奏する。また、導光板の上端にはＬＣＤパネルに入射される光を拡散させる１次拡散シートがあり、且つ、拡散された光を集光する水平及び垂直プリズムシートを包含し、該プリズムシートの上端にはプリズムシートで集光され、出射された光を所定角度で拡散させる２次拡散シートが配置され、且つ、前記２次拡散シートの上端にはＬＣＤパネルが形成される構造からなる。

前述したことからわかるように、液晶表示素子において、導光板はもっとも重要な役割を果すことになるが、該導光板を製造するためには、様々な方法がある。

印刷方式は、光散乱インクを導光板下部にスクリーン印刷して、入射された光を垂直に散乱させかつ出光させる方式である。しかし、前記印刷方式は、光効率と高温・高湿の面において安全性の問題を抱え、また、導光板の成型後、印刷作業を再び行わなければならないといった手間が掛かるため、生産効率の低下をもたらす惧れがある。

また、無印刷方式の場合、多数の製造方法が研究開発されてきたが、もっとも代表的な方法としては、エッチング方式がある。該エッチング方式とは、フォトレジストを塗布した後、パターンフィルムを付着して露光し、次いで現像して化学的にエッチングすることをいう。しかし、このようなエッチング方式は、パターンを具現するには容易であるが、同一パターンの作業時、エッチング濃度や反応時間のコントロールが難しいため、再現性が劣るという問題があり、且つ、パターン面を所望の規格で形成する転写性に欠陥がありうるという問題点もある。

前記の問題点等に鑑みてなされた、導光板の光効率を改善させた代表的な導光板製造方法としては、サンドブラスト（ｓａｎｄ ｂｌａｓｔ）方式、Ｖカット（Ｖ−ｃｕｔ）方式、スタンパ（ｓｔａｍｐｅｒ）方式などがある。

しかしながら、前記サンドブラスト方式は、射出条件の変化によって、輝度分布が変わりやすいという短所があり、且つ、前記Ｖカット方式は、光効率や再現性には優れているが、洗浄工程と作業時間が長くなるため、量産するにはあまり好ましくなかった。

また、スタンパ方式における代表的なものは、フォトレジストを用いて適切な温度でレンズ形状を成して、マイクロレンズアレイ（ｍｉｃｒｏ ｌｅｎｓ ａｒｒａｙ）を作る方式である。しかし、この工程における問題点は、レンズパターンのサイズと、厚さとを、同時に調節することができないという短所を持っていることである。形成されたフォトレジストの密度と、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）との条件に従って、厚さが決められるため、様々な大きさを有するパターンで均一な厚さのマイクロレンズアレイを作るということは、不可能であった。それに、プリズム導光板は、パターンを形成すると、サイズ、高さ及び密度などを同時に調節させ難いため、設計者の意図通りに具現させることが難しいという短所をも有していた。

従って、本発明の目的は、導光板のサイズ変化が自由にでき、レンズ形状の高さ制御が可能であり、且つ、より単純な工程を行ってパターンの多変化をなし、結果的には高輝度を保持することができる導光板製造用スタンパの製造方法を提供することにある。

前述した本発明の目的は、半導体工程技術に用いられる写真蝕刻工程及びＭＥＭＳ分野で使用される鍍金工程技術により、反射方式のスタンパを製造するという本発明の導光板製造用スタンパの製造方法により達成される。

本発明の導光板製造用スタンパの製造方法は、下記の段階を含む。
（１）インジウムと錫の酸化物（Indium Tin Oxide）から構成された透明電導膜が蒸着されたガラスを洗浄するステップ、
（２）前記電導膜上に、銅、ニッケル、クロムのうちから選ばれた金属電導性材料を鍍金するステップ、
（３）前記鍍金層上にフォトレジストをスピンコーティングするステップ、
（４）所望のパターンマスクをのせてから露光し、次いで現像するステップ、
（５）フォトレジストが部分的に除去された鍍金層を、硝酸（nitric acid）と超純水との混合物、又は硫酸と過酸化水素と超純水との混合物からなるエッチング液を用いた湿式蝕刻方法で前記鍍金層の厚みと同じ深さまでエッチングするステップ、
（６）残余フォトレジストを除去するステップ、
（７）完成されたパターン面をニッケル鍍金を介してマスターを製作するステップ及び
（８）前記マスターを離型させ、再鍍金することによってスタンパを製作するステップ。

本発明の方法は、光拡散効果を最適化するための導光板設計時、パターンサイズの固定はもちろん、パターンサイズの多変化及びそのパターン等の間の距離を自由にさせられるだけでなく、パターンの深さを前記真空蒸着及び鍍金技術により正確かつ均一に制御して、再現性の高い製作を行うことができ、且つ、光の輝度を均一に保持しながらも、光の拡散効果を増大させることができる。

以下、本発明を図面を参照し、より詳細に説明する。

図１は、本発明の製造方法を表すフローチャートであり、図２は、本発明の製造方法を示す断面図である。

先ず、電導膜２が蒸着されたガラス１を用意し、洗浄する（図２ａ）。電導膜は、インジウムと錫との酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）から構成された透明電導膜である。電導膜が蒸着されたガラスを用いず、真空蒸着技術で任意の電導性物質をガラスに蒸着する方法を用いることもできる。

次に、前記電導膜上を電導性材料で鍍金する（図２ｂ）。電導性材料は、例えば、銅、ニッケル、クロムなどのような金属材料が用いられ、鍍金の厚さは、望む通りに決められるが、通常、鍍金の厚さ単位は数１０マイクロメーターである。前記鍍金層３上にフォトレジスト４をスピンコーティングし（図２ｃ）、所望のパターンマスクを載せて露光する。次いで、露光されたフォトレジスト４を介して現像する（図２ｄ）。

フォトレジスト４が部分的に除去された鍍金層３を湿式蝕刻方法でエッチングする（図２ｅ）。即ち、任意の鍍金（銅、ニッケル、クロムなど）パターン面を湿式蝕刻方法により除去する。

この際、湿式エッチング工程時に用いられるエッチング液は、例えば、硝酸（nitric acid）と超純水との混合物、又は、硫酸と過酸化水素と超純水との混合物である。エッチング液は、保護用として用いられるフォトレジストと、ガラス表面に蒸着された電導膜とに影響を与えてはいけない。

湿式エッチング時、エッチングの深さは、電導膜２と金属鍍金層３との境界面までで、金属鍍金層を完全に蝕刻し得るほどである。

前述した方法は、所望のパターン厚さと同様に金属物質（銅、ニッケル、クロムなど）を電導膜の蒸着されたガラスに鍍金し、これを湿式エッチングすることにより、所望パターンの厚さに対する高さ偏差を正確に調整することができる。

次いで、残存したフォトレジストを除去し（図２ｆ）、完成されたパターン面をニッケル鍍金を介してマスターを製作した後、前記マスターを離型させ、且つ再鍍金を行い、スタンパを製作する。

本発明の製作方法を表すフローチャート。 本発明の製作方法を表す断面図。

符号の説明

１ ガラス
２ 電導膜
３ 電導性材料鍍金層
４ フォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）

Claims (1)

1. 以下のステップを含む導光板製造用スタンパの製造方法。
   （１）インジウムと錫の酸化物（Indium Tin Oxide）から構成された透明電導膜が蒸着されたガラスを洗浄するステップ、
   （２）前記電導膜上に、銅、ニッケル、クロムのうちから選ばれた金属電導性材料を鍍金するステップ、
   （３）前記鍍金層上にフォトレジストをスピンコーティングするステップ、
   （４）所望のパターンマスクを載せてから露光し、次いで現像するステップ、
   （５）フォトレジストが部分的に除去された鍍金層を、硝酸（nitric acid）と超純水との混合物、又は硫酸と過酸化水素と超純水との混合物からなるエッチング液を用いた湿式蝕刻方法で前記鍍金層の厚みと同じ深さまでエッチングするステップ、
   （６）残余フォトレジストを除去するステップ、
   （７）完成されたパターン面をニッケル鍍金を介してマスターを製作するステップ及び
   （８）前記マスターを離型させ、再鍍金することによってスタンパを製作するステップ。

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