JPH11237625A - フォトマスクおよびこれを用いた凹凸体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価であり、凹凸体における曲面状凹凸部の
形状を制御できるフォトマスクを得、このようなフォト
マスクを用いることにより所望の形状の曲面状凹凸部を
有する凹凸体を生産性良く製造でき、しかも大面積の曲
面状凹凸部も容易に形成できる凹凸体の製造方法の提
供。 【解決手段】 凹凸体用基材３２上に形成された感光
性樹脂層３４を、表面が平坦な透明基板２上に曲面状凹
凸部４ａを有し、凹凸部４ａの形状に合わせて光透過量
を調整する樹脂層４が形成されてなるフォトマスク１を
使用して露光し、ついで現像する凹凸体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置の反射体などに備えられる凹凸体を製造する際に使用
するフォトマスクと、これを用いた凹凸体の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハンディタイプのコンピュータな
どの表示部として、特に消費電力が小さいことから、表
示面側から入射した光を反射させて表示を行うための反
射板を備えた反射型液晶表示装置が広く利用されてい
る。反射型液晶表示装置の種類としては、対向する上下
のガラス基板のうち下側ガラス基板の対向面に下側透明
電極、配向膜が順次設けられ、上側ガラス基板の対向面
に上側透明電極、配向膜が順次設けられ、上下の配向膜
間に液晶層が設けられてなる液晶セル内に、反射板を配
設した反射板内蔵タイプと、上記液晶セルの外側に反射
板を配設した反射体外付けタイプがある。従来の反射板
としては、表面が鏡面状態とされた反射板や、表面に曲
面状凹凸面が形成された反射体が用いられている。

【０００３】しかしながら従来の反射型液晶表示装置に
おいて、反射板外付けタイプのものにあっては、厚みの
厚いガラス基板の外側に反射板を配設した構造であった
ので、入射光は液晶層を通過した後にガラス基板を通過
する必要があり、このガラス基板による視差が生じ、明
表示が暗くなったり、表示画像が２重になるなどの問題
を有しており、また、カラー液晶表示装置の場合は、上
記視差に起因する混色が発生し、鮮やかな表示が困難で
あるという問題があった。また、表面が鏡面状態とされ
た反射板を内蔵したタイプのものにあっては、光の有効
利用が困難なため、明表示を明るくするためには、限界
があった。

【０００４】また、従来、曲面状凹凸面が形成された反
射体を製造する方法としては、フォトリソグラフィーを
利用して製造する方法と、型を感光性樹脂層に押しつけ
て製造する方法があり、フォトリソグラフィーにより製
造する方法は、例えば、図１０に示すようなガラス基板
７０上に階段状の凹凸部７１が形成された階調フォトマ
スク７２を用いて、以下の工程のように製造する。ま
ず、図１１のＡに示すようにガラス基板８０上にネガ型
感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層８１を形成し、感光
性樹脂層８１上に階調フォトマスク７２を配置し、階調
フォトマスク７２を介してガラス基板８０上の感光性樹
脂層８１を露光した後、現像し、ついでリンスを行った
後、ポストベークを行い、感光性樹脂層８１に階調フォ
トマスク７２の階段状の凹凸部７１の形状を転写する。
図１１中の符号７４は、光である。

【０００５】このようにすると、階調フォトマスク７２
のマスク部７３の厚みの薄い凹部７１ａでは光の透過量
が多いので、この凹部７１ａの下方に位置する感光性樹
脂層８１は深い位置まで露光され、マスク部７３の厚み
の厚い凸部７１ｂでは光の透過量が少ないので、この凸
部７１ｂの下方に位置する感光性樹脂層８１は浅い位置
までしか露光されないので、現像により未露光部を除去
すると、図１１のＢに示すように階調フォトマスク７２
のマスク部７３の凹部７１ａの下方に位置する感光性樹
脂層８１には凸部８１ｂが形成され、マスク部７３の凸
部７１ｂの下方に位置する感光性樹脂層８１には凹部８
１ａが形成され、すなわち階段状凹凸部８２が形成され
た感光性樹脂層８１が露光部として残る。なお、凹凸部
８２を有する感光性樹脂層８１のように表面に凹凸部を
有するものを凹凸体という。ついで、図１１のＣに示す
ように階段状凹凸部８２を滑らかな曲面にするために、
凹凸部８２の表面にオーバーコート剤を塗布、焼成して
オーバーコート層８２ａを形成し、曲面状凹凸部８２ｂ
を形成する。ついで、図１１のＤに示すようにオーバー
コート層８２ａの曲面状凹凸部８２ｂ上にアルミニウム
などからなる金属反射膜８３を蒸着法等により成膜する
と、表面に曲面状凹凸部８３ａを有する反射体８５が得
られる。

【０００６】次に、型を感光性樹脂層に押しつけて反射
体を製造する方法は、ガラス基板上に感光性樹脂を塗布
して感光性樹脂層を形成し、ついで該感光性樹脂層に対
し表面に曲面状凹凸部を有する型を押し付けた状態で上
記ガラス基板の裏面側から光を照射して上記感光性樹脂
層を硬化させた後、上記型を樹脂から剥離させて上記感
光性樹脂層の表面に上記型の曲面状凹凸部を転写する
と、表面に曲面状凹凸部を有する感光性樹脂層が得ら
れ、ついで、該感光性樹脂層の曲面状凹凸部上に金属反
射膜を成膜すると、反射体が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図１０に
示した従来の階調フォトマスク７２においては、表面の
凹凸部７１の形状が階段状であり、従って、その作製の
際には凹凸部７１の段部を一段ずつ形成しているため、
感光性樹脂を塗布、露光、現像するフォトリソグラフィ
ーを繰り返し行う必要があり、コストが高くなってしま
う。また、従来の階調フォトマスク７２は、表面の凹凸
部７１が階段状であるので、このままの状態で使用する
と感光性樹脂層８１に曲面状凹凸部を形成できないた
め、感光性樹脂層８１の表面にオーバーコート剤を塗
布、焼成し、オーバーコート層８２ａを形成することに
より感光性樹脂層８１上に曲面状凹凸部８２ｂを形成し
ているが、このような塗布、焼成工程では感光性樹脂層
８１上に形成される曲面状凹凸部８２ｂの形状の制御が
困難であった。従って、この階調フォトマスク７２を用
いて作製される凹凸体８４の曲面状凹凸部８２ｂの形状
や、さらに凹凸体８４の凹凸部８２ｂ上に金属反射膜８
３を形成して得られる反射体８５の曲面状凹凸部８３ａ
の形状の制御も困難であった。この反射体の曲面状凹凸
部の形状制御を十分な精度で行うならば、内外からの不
要な光の反射を抑制し、必要な方向の光の反射を効率良
く行うことができるので、反射体の曲面状凹凸部の形状
を制御することは重要な課題であった。また、上述の型
を押しつけて反射体を作製する方法においては、階調フ
ォトマスク７２を用いて作製する場合に比べて、感光性
樹脂層に形成される曲面状凹凸部の形状の制御性は良好
であるが、大面積の曲面状凹凸部の形成が困難であり、
また、スループットが悪いため生産性が悪いという問題
があった。

【０００８】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、安価であり、凹凸体における曲面
状凹凸部の形状を制御できるフォトマスクを得、このよ
うなフォトマスクを用いることにより所望の形状の曲面
状凹凸部を有する凹凸体を生産性良く製造でき、しかも
大面積の曲面状凹凸部も容易に形成できる凹凸体の製造
方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるフォトマ
スクは、表面が平坦な透明基板上に、曲面状凹凸部を有
し、該凹凸部の形状に合わせて光透過量を調整する樹脂
層が形成されてなることを特徴とする。本発明のフォト
マスクにあっては、上述のような構成としたものである
ので、上記樹脂層の厚み分布を示すグラフの形状が連続
的で、かつ曲線状であり、従ってこのようなフォトマス
クに透明基板側から光線を照射すると、上記樹脂層の厚
みの薄い凹部では光線の透過量が多く、樹脂層の厚みの
厚い凸部では光線の透過量が少なく、すなわち、樹脂層
から透過する光線の透過量は樹脂層の厚みに依存してい
る（光線の透過量変化を示すグラフの形状も連続的で、
かつ曲線状となっている）。

【００１０】従って、凹凸体形成用の感光性樹脂層上に
本発明のフォトマスクを配置し、該フォトマスクを介し
て上記感光性樹脂層を露光すると、本発明のフォトマス
クの樹脂層の厚みの薄い凹部の下方に位置する感光性樹
脂層は深い位置まで露光され、樹脂層の厚みの厚い凸部
の下方に位置する感光性樹脂層は浅い位置までしか露光
されず、すなわち、上記凹凸体形成用の感光性樹脂層の
露光される深さは本発明のフォトマスクの樹脂層を透過
した光の透過量に依存している（上記凹凸体形成用の感
光性樹脂層の露光された深さの変化を示すグラフの形状
も連続的で、かつ曲線状となっている）ので、感光性樹
脂にポジ型感光性樹脂を用いたとき、現像により露光部
を除去すると、曲面状凹凸部が形成された感光性樹脂層
が未露光部として残り、本発明のフォトマスクの曲面状
凹凸部の形状が上記凹凸体形成用の感光性樹脂層に転写
することができる。

【００１１】また、本発明のフォトマスクは、予め樹脂
層に曲面状凹凸部が形成されたものであるため、上述し
たように本発明のフォトマスクの曲面状凹凸部の形状を
凹凸体形成用の感光性樹脂層に転写することができるの
で、凹凸体に形成したい曲面状凹凸部に応じた曲面状凹
凸部が樹脂層に形成されたフォトマスクを用いて凹凸体
を作製すれば、所望の曲面状凹凸部を有する凹凸体を作
製することができる。従って、本発明のフォトマスクに
よれば、得られる凹凸体の曲面状凹凸部の形状や、該凹
凸体の凹凸部上に金属反射膜を形成して得られる反射体
の曲面状凹凸部の形状が容易に制御できる。

【００１２】さらに、本発明のフォトマスクは、曲面状
凹凸部を有する型面が備えられた転写型を樹脂層に押し
付けるなどの方法により樹脂層に曲面状凹凸部を一度に
形成することができるので、従来の階調フォトマスクの
ように階段状の形状を形成するために感光性樹脂を塗
布、露光、現像するフォトリソグラフィーを繰り返し行
う必要がないので、コスト高となるのを防止できる。本
発明において、上記曲面状凹凸部を有し、該凹凸部の形
状に合わせて光透過量を調整する樹脂層は、光吸収材料
を分散させた樹脂層又は光吸収基を有する樹脂層からな
るものであることが、凹凸体形成用の感光性樹脂層に形
成する曲面状凹凸部の形状や、該凹凸体の凹凸部上に金
属反射膜を形成して得られる反射体の曲面状凹凸部の形
状をより精度良く制御できる点で好ましい。

【００１３】本発明において、上記樹脂層の曲面状凹凸
部の上に、光吸収材料を分散させた樹脂層又は光吸収基
を有する樹脂層（以下、吸光性樹脂層と略す。）が形成
されていてもよい。このような構成のフォトマスクによ
れば、上述の構成としたものであるので、上記樹脂層の
曲面状凹凸部の上に形成された吸光性樹脂層の厚み分布
を示すグラフの形状も連続的で、かつ曲線状であり、従
ってこのようなフォトマスクに透明基板側から光線を照
射すると、吸光性樹脂層の厚みの薄い部分では光線の透
過量が多く、吸光性樹脂層の厚みの厚い部分では光線の
透過量が少なく、すなわち、吸光性樹脂層から透過する
光線の透過量は吸光性樹脂層の厚みに依存する（光線の
透過量変化を示すグラフの形状も連続的で、かつ曲線状
となっている）。

【００１４】従って、上記樹脂層の曲面状凹凸部の上に
吸光性樹脂層が形成された本発明のフォトマスクを使用
して、凹凸体形成用の感光性樹脂層を露光すると、本発
明のフォトマスクの吸光性樹脂層の厚みの薄い部分の下
方に位置する感光性樹脂層は深い位置まで露光され、吸
光性樹脂層の厚みの厚い部分の下方に位置する感光性樹
脂層は浅い位置までしか露光されず、すなわち、上記凹
凸体形成用の感光性樹脂層の露光される深さは本発明の
フォトマスクの吸光性樹脂層を透過した光の透過量に依
存している（上記凹凸体形成用の感光性樹脂層の露光さ
れた深さの変化を示すグラフの形状も連続的で、かつ曲
線状となっている）ので、感光性樹脂にポジ型感光性樹
脂を用いたとき、現像により露光部を除去すると、曲面
状凹凸部が形成された感光性樹脂層が未露光部として残
る。

【００１５】本発明に係わるフォトマスクは、曲面状凹
凸部を有する透明基板上に、吸光性樹脂層が形成されて
なることを特徴とするものであってもよい。このような
構成のフォトマスクによれば、上述の構成としたもので
あるので、曲面状凹凸部を有する透明基板上に形成され
た吸光性樹脂層の厚み変化を示すグラフの形状が連続的
で、かつ曲線状となっており、従って、このようなフォ
トマスクに透明基板側から光線を照射すると、吸光性樹
脂層の厚みの薄い部分では光線の透過量が多く、吸光性
樹脂層の厚みの厚い部分では光線の透過量が少なく、す
なわち、吸光性樹脂層から透過する光線の透過量は吸光
性樹脂層の厚みに依存する（光線の透過量変化を示すグ
ラフの形状も連続的で、かつ曲線状となっている）。

【００１６】従って、曲面状凹凸部を有する透明基板上
に、吸光性樹脂層が形成された本発明のフォトマスクに
よれば、上記樹脂層の曲面状凹凸部の上に吸光性樹脂層
が形成された本発明のフォトマスクと同様に上記凹凸体
形成用の感光性樹脂の露光される深さは本発明のフォト
マスクの吸光性樹脂層を透過した光の透過量に依存して
いる（上記凹凸体形成用の感光性樹脂層の露光された深
さの変化を示すグラフの形状も連続的で、かつ曲線状と
なっている）ので、感光性樹脂にポジ型感光性樹脂を用
いたとき、現像により露光部を除去すると、曲面状凹凸
部が形成された感光性樹脂層が未露光部として残る。

【００１７】本発明に係わる凹凸体の製造方法によれ
ば、凹凸体用基材上に形成された感光性樹脂層を上述の
本発明のフォトマスクを使用して露光し、ついで現像す
ることにより、所望の形状の曲面状凹凸部を有する凹凸
体を生産性良く製造でき、また、大面積の曲面状凹凸部
を有する凹凸体も容易に製造できる。本発明の凹凸体の
製造方法により得られた凹凸体は、基材上に形成された
感光性樹脂層に本発明のフォトマスクの曲面状凹凸部の
形状が転写されて、上記基材上の感光性樹脂層に曲面状
凹凸部が形成されたものである。この凹凸体にあって
は、基材上の感光性樹脂層に本発明のフォトマスクの曲
面状凹凸部の形状が転写されたものであるので、所望形
状の曲面状凹凸部を有することができる。

【００１８】本発明に係わる反射体によれば、本発明の
凹凸体の製造方法により得られた凹凸体の表面に反射膜
を形成することにより、この反射膜に形成される曲面状
凹凸部の形状も制御できるので、反射膜の曲面状凹凸部
を有する表面（反射面）に入射する光の反射方向の範囲
や反射効率を制御でき、所望の反射効率を備えたものを
得ることができる。本発明に係わる反射型液晶表示装置
によれば、本発明の反射体を具備したことにより、所望
の視野角の範囲と表示面の明るさを有することが可能で
ある。本発明の凹凸体の製造方法により得られた凹凸体
は、マイクロレンズ、照明用レンズに適用することがで
き、また、表示板や装飾板に備えられる凹凸体に適用す
ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、第一の実施の形態のフォ
トマスクを示す図である。この第一の実施形態のフォト
マスク１は、表面が平坦な透明基板２上に曲面状凹凸部
４ａを有し、曲面状凹凸部４ａの形状に合わせて光透過
量を調整する樹脂層４が形成されてなるものである。透
明基板２としては、ソーダガラス、石英ガラス、透明樹
脂フィルムなどが用いられるが、入射光の透過率が高い
点で石英ガラスを用いるのが好ましい。

【００２０】樹脂層４をなす材料としては、曲面状凹凸
部４ａの形状に合わせて光透過量を調整できる樹脂であ
れば特に限定されないが、光吸収基を有する樹脂又は光
吸収材料を分散させた樹脂（光吸収性樹脂）を用いるの
が好ましく、具体例としては、アクリル系レジスト、ア
ジド系レジスト、エポキシ系レジスト、ポリスチレン系
レジスト、イミド系レジストなどの感光性樹脂や、これ
らの感光性樹脂にカーボンや、アゾ系、フタロシアニン
系、アントラキノン系染料及び顔料などの光吸収材料を
溶解、分散させて３００ないし４５０ｎｍに吸収を有す
るようにした材料を挙げることができる。

【００２１】樹脂層４に形成される曲面状凹凸部４ａの
高さＨ（凸部５ｂの頂部から凹部５ａの底部までの高
さ）は、このフォトマスク１が反射板内蔵タイプの反射
型液晶表示装置用反射体に備えられる凹凸体作製用とし
て用いられる場合、０より大きく、２μｍ以下であるこ
とが好ましい。曲面状凹凸部４ａの高さが２μｍを超え
ると、このフォトマスクを用いて作製される凹凸体の曲
面状凹凸部の高さ（凹凸部の凸部の頂部から凹部の底部
までの高さ）が３μｍを超えてしまい、反射板内蔵タイ
プの反射型液晶表示装置用反射体に備えられる凹凸体と
しては凹凸が大き過ぎて、該凹凸体上に金属反射膜を形
成した反射体上に、反射体表面の凹凸を平坦化するオー
バーコート層を形成しても、セルギャップ（対向する上
下のガラス基板間の距離）の制御が困難になってしま
う。

【００２２】また、凸部５ｂの頂部から凹部５ａの底部
までの高さＨは、全て同じ高さであっても、あるいは異
なる高さであってもよいが、凹凸体に形成する曲面状凹
凸部によって異なる。例えば、反射板内蔵タイプの反射
型液晶表示装置用反射体に備えられる凹凸体作製用とし
て用いられる場合、曲面状凹凸部４ａの高さＨは、図２
に示すようにＨ₁、Ｈ₂、Ｈ₃（Ｈ₁＞Ｈ₃＞Ｈ₂）の３種類
の高さがランダムに設けられており、最小高さ（凹部５
ａの最小深さ）Ｈ₂は最大高さ（凹部５ａの最大深さ）
Ｈ₁の約１／３程度となっている。

【００２３】曲面状凹凸部４ａの凸部５ｂのピッチ（隣
接する凸部５ｂ，５ｂの頂部間の距離）は、このフォト
マスク１が反射板内蔵タイプの反射型液晶表示装置用反
射体に備えられる凹凸体作製用として用いられる場合、
曲面状凹凸部４ａの高さの１倍ないし１００倍程度、好
ましくは２５倍程度であり、例えば、曲面状凹凸部４ａ
の高さが１．２μｍのとき、３０μｍ程度である。な
お、曲面状凹凸部４ａの傾斜角分布は、±８゜ないし±
５５゜の範囲、好ましくは±１５゜の範囲で連続的に分
布していることが好ましい。ここで傾斜角分布とは、曲
面状凹凸部４ａの横断面を図１に示すように見た場合
に、横断面に現れる波形状カーブ上の任意の点Ｐにおけ
る接線Ｓと水平線Ｌのなす角度θのことを意味する。

【００２４】次に、上記第一の実施形態のフォトマスク
の製造方法を図３を用いて説明する。 まず、図３のＡ
に示すように表面が平坦な透明基板２の上面に上記感光
性樹脂をスピンコート法、スクリーン印刷法、吹き付け
法等の塗布法により塗布して樹脂層４を形成する。な
お、ここで形成する樹脂層４の厚さは０．５ないし５．
０μｍの範囲とすることが好ましい。ついで、図３のＢ
に示すような曲面状凹凸部を有する型面９が備えられた
転写型８を用意し、図３のＣに示すように転写型８の型
面９を透明基板２上の樹脂層４に一定時間押し付ける。
ここで用いられる転写型８の型面９の曲面状凹凸部は、
フォトマスク１に形成する曲面状凹凸部４ａの形状に応
じた形状である。また、型押し時のプレス圧、プレス時
間及びプレス温度は、用いる樹脂の種類にあった値を選
択することが好ましい。その後、透明基板２の下面側か
ら樹脂層４を硬化させるための紫外線等の光線を照射
し、樹脂層４を硬化させる。樹脂層４が硬化したなら
ば、転写型８を樹脂層４から外す。このようにすると転
写型８の曲面状凹凸部を有する型面９が樹脂層４の表面
に転写されて曲面状凹凸部４ａが形成され、図１に示す
ようなフォトマスク１が得られる。

【００２５】第一の実施形態のフォトマスク１にあって
は、表面が平坦な透明基板２上に曲面状凹凸部４ａを有
し、凹凸部４ａの形状に合わせて光透過量を調整する樹
脂層４が形成されてなるものであるので、このようなフ
ォトマスク１に透明基板２側から光線を照射すると、樹
脂層４の厚みの薄い凹部５ａでは光線の透過量が多く、
樹脂層４の厚みの厚い凸部５ｂでは光線の透過量が少な
くなっており、すなわち、樹脂層４から透過する光線の
透過量は樹脂層４の厚みに依存している。従って、第一
の実施形態のフォトマスク１を後述するように凹凸体形
成用の感光性樹脂層３４上に配置し、フォトマスク１を
介して感光性樹脂層３４を露光すると、上記凹凸体形成
用の感光性樹脂３４の露光される深さは本発明のフォト
マスクの樹脂層４を透過した光の透過量に依存している
ので、感光性樹脂にポジ型感光性樹脂を用いたとき、現
像により露光部を除去すると、曲面状凹凸部３４ａが形
成された感光性樹脂層３４が未露光部として残り、第一
の実施形態のフォトマスク１の曲面状凹凸部４ａの形状
が上記凹凸体形成用の感光性樹脂層３４に転写すること
ができる。

【００２６】また、このフォトマスク１は、予め樹脂層
４に曲面状凹凸部４ａが形成されたものであるため、後
述するようにフォトマスク１の曲面状凹凸部４ａの形状
を凹凸体形成用の感光性樹脂層に転写することができる
ので、凹凸体に形成したい曲面状凹凸部に応じた曲面状
凹凸部が樹脂層に形成されたものを用いて凹凸体を作製
すれば、所望の曲面状凹凸部を有する凹凸体を作製する
ことができる。従って、第一の実施形態のフォトマスク
１によれば、得られる凹凸体の曲面状凹凸部の形状や、
該凹凸体の凹凸部上に金属反射膜を形成して得られる反
射体の曲面状凹凸部の形状が容易に制御できる。

【００２７】さらに、実施形態のフォトマスク１は、曲
面状凹凸部を有する型面９が備えられた転写型８を樹脂
層４に押し付けることにより樹脂層４に曲面状凹凸部４
ａを一度に形成することができるので、従来のフォトマ
スクのように階段状の形状を形成するために感光性樹脂
を塗布、露光、現像するフォトリソグラフィーを繰り返
し行う必要がないので、コスト高となるのを防止でき
る。また、樹脂層４をなす材料として、光吸収材料を分
散させて樹脂層又は光吸収基を有する樹脂を用いたもの
にあっては、凹凸体形成用の感光性樹脂層に形成する曲
面状凹凸部の形状や凹凸体の凹凸部上に金属反射膜を形
成して得られる反射体の曲面状凹凸部の形状をより精度
良く制御できる。

【００２８】図４は、本発明に係わるフォトマスクの第
二の実施形態を示す断面図である。この第二の実施形態
のフォトマスク１０が、図１に示した第一の実施形態の
フォトマスク１０と異なるところは、樹脂層４の曲面状
凹凸部４ａ上に上面が平坦な吸光性樹脂層１３が形成さ
れた点である。吸光性樹脂層１３をなす材料は、上記感
光性樹脂に上記光吸収材料を分散、溶解させてなるもの
であり、３００ないし４５０ｎｍに吸収を有するもので
ある。この吸光性樹脂層１３の厚みは、最も厚い部分
（曲面状凹凸部４ａの最も深い凹部５ａ上の部分）で、
樹脂層４に形成された曲面状凹凸部４ａの最大高さＨ₁
より０ないし０．５μｍ程度大きいことが好ましい。

【００２９】この第二の実施形態のフォトマスク１０を
製造するには、上述の第一の実施形態のフォトマスクの
製造方法と同様にして透明基板２上に曲面状凹凸部４ａ
を有する樹脂層４を形成した後、この樹脂層４の曲面状
凹凸部４ａ上に上記吸光性樹脂をスピンコート法、スク
リーン印刷法、吹き付け法等の塗布法により塗布して吸
光性樹脂層１３を形成し、ついでこの吸光性樹脂層１３
を硬化させるための紫外線等の光線を照射し、吸光性樹
脂層１３を硬化させると、図４に示すようなフォトマス
ク１０が得られる。

【００３０】第二の実施形態のフォトマスク１０にあっ
ては、平坦な透明基板２上に形成された樹脂層４の曲面
状凹凸部４ａ上に上面が平坦な吸光性樹脂層１３が形成
されたものであるので、このようなフォトマスク１０に
透明基板２側から光線を照射すると、吸光性樹脂層１３
の厚みの薄い部分では光線の透過量が多く、吸光性樹脂
層１３の厚みの厚い部分では光線の透過量が少なく、す
なわち、遮光性感光性層１３から透過する光線の透過量
は吸光性樹脂層１３の厚みに依存している。従って、第
二の実施形態のフォトマスク１０を凹凸体形成用の感光
性樹脂層上に配置し、フォトマスク１０を介して上記感
光性樹脂層を露光すると、フォトマスク１０の吸光性樹
脂層１３の厚みの薄い部分の下方に位置する感光性樹脂
層は深い位置まで露光され、吸光性樹脂層１３の厚みの
厚い部分の下方に位置する感光性樹脂層は浅い位置まで
しか露光されず、すなわち、上記凹凸体形成用の感光性
樹脂層の露光される深さはこのフォトマスク１０の吸光
性樹脂層１３を透過した光の透過量に依存しているの
で、感光性樹脂にポジ型感光性樹脂を用いたとき、現像
により露光部を除去すると、曲面状凹凸部が形成された
感光性樹脂層が未露光部として残る。第二の実施形態の
フォトマスク１０においては、吸光性樹脂層１３の上面
が平坦である場合について説明したが、必ずしもこれに
限らず、吸光性樹脂層１３の厚み分布を示すグラフの形
状が連続的で、かつ曲線状を示すことができるものであ
れば良く、例えば、吸光性樹脂層１３の上面に、樹脂層
４の曲面状凹凸部４ａと異なる形状の曲面状凹凸部が形
成されたものでも良い。

【００３１】図５は、本発明に係わるフォトマスクの第
三の実施形態を示す断面図である。この第三の実施形態
のフォトマスク２０は、曲面状凹凸部２２ａを有する透
明基板２２上に、上面が平坦な吸光性樹脂層１３が形成
されてなるものである。透明基板２２としては、ソーダ
ガラス、石英ガラスが用いられるが、入射光の透過率が
高い点で石英ガラスを用いるのが好ましい。透明基板２
２に形成される曲面状凹凸部２２ａの高さ（凸部２３ｂ
の頂部から凹部２３ａの底部までの高さ）は、このフォ
トマスク２０が反射板内蔵タイプの反射型液晶表示装置
用反射体に備えられる凹凸体作製用として用いられる場
合、上述の第一の実施形態のフォトマスク１の曲面状凹
凸部４ａの高さＨと同様の理由から、０より大きく、２
μｍ以下であることが好ましい。

【００３２】また、凸部２３ｂの頂部から凹部２３ａの
底部までの高さは、全て同じ高さであっても、あるいは
異なる高さであってもよいが、凹凸体に形成する曲面状
凹凸部によって異なる。曲面状凹凸部２２ａの凸部２３
ｂのピッチ（隣接する凸部２３ｂ，２３ｂの頂部間の距
離）は、このフォトマスク２０が反射板内蔵タイプの反
射型液晶表示装置用反射体に備えられる凹凸体作製用と
して用いられる場合、曲面状凹凸部２２ａの高さの１倍
ないし１００倍程度、好ましくは２５倍程度であり、例
えば、曲面状凹凸部２２ａの高さが１．２μｍのとき、
３０μｍ程度である。吸光性樹脂層１３の厚みは、最も
厚い部分（曲面状凹凸部２２ａの最も深い凹部２３ａ上
の部分）で、透明基板２２に形成された曲面状凹凸部２
２ａの最大高さより０ないし０．５μｍ程度大きいこと
が好ましい。

【００３３】この第三の実施形態のフォトマスク２０を
製造するには、Oikawa.M et al., Jpn. J. Appl. Phys.
20 (4) L51-54(1981)に記載されている方法により透明
基板２２の表面に曲面状凹凸部２２ａを形成し、ついで
この透明基板２２上に上述の第二の実施形態のフォトマ
スク１０の製法と同様にして吸光性樹脂を塗布した後、
吸光性樹脂層１３を硬化させると、図５に示すようなフ
ォトマスク２０が得られる。なお、透明基板２２の表面
に曲面状凹凸部２２ａを形成する方法としては、上述の
方法に限らず、透明基板２２上に感光性樹脂を塗布して
感光性樹脂層を形成し、ついで、該感光性樹脂層上にフ
ォトマスクを配置した後、このフォトマスクを介して上
記感光性樹脂層を露光、現像して凹凸部の配置をパター
ンニングし、ついでこれを加熱処理することにより感光
性樹脂層による曲面状凸部を形成し、ついでこの感光性
樹脂層による曲面状凸部を介して反応性イオンエッチン
グを行うドライエッチング法などの方法により透明基板
２２の表面に曲面状凹凸部２２ａを形成してもよい。

【００３４】第三の実施形態のフォトマスク２０にあっ
ては、曲面状凹凸部２２ａを有する透明基板２２上に、
上面が平坦な吸光性樹脂層１３が形成されてなるもので
あるので、このようなフォトマスク２０に透明基板２２
側から光線を照射すると、吸光性樹脂層１３の厚みの薄
い部分では光線の透過量が多く、吸光性樹脂層１３の厚
みの厚い部分では光線の透過量が少なく、すなわち、遮
光性感光性層１３から透過する光線の透過量は吸光性樹
脂層１３の厚みに依存している。従って、第三の実施形
態のフォトマスク２０を用い、フォトマスク２０を介し
て凹凸体形成用の感光性樹脂層を露光すると、上記凹凸
体形成用の感光性樹脂層の露光される深さはこのフォト
マスク２０の吸光性樹脂層１３を透過した光の透過量に
依存しているので、感光性樹脂にポジ型感光性樹脂を用
いたとき、現像により露光部を除去すると、曲面状凹凸
部が形成された感光性樹脂層が未露光部として残る。

【００３５】次に、本発明の凹凸体の製造方法と、この
製造方法により得られた凹凸体を反射型液晶表示装置に
用いられる反射体用凹凸体に適用した実施形態について
説明する。図６は、本発明の凹凸体の製造方法により得
られた凹凸体の一実施形態を示した断面図である。この
実施形態の凹凸体３０は、ガラス基板（凹凸体用基材）
３２上に形成された感光性樹脂層３４に上述の第一ない
し第三のいずれかの実施形態のフォトマスクの曲面状凹
凸部の形状が転写されて、ガラス基板３２上の感光性樹
脂層３４に曲面状凹凸部３４ａが形成されてなるもので
ある。

【００３６】感光性樹脂層３４をなす材料としては、ア
クリル系レジスト、アジド系レジスト、エポキシ系レジ
スト、ポリスチレン系レジスト、イミド系レジストなど
のポジ型感光性樹脂が用いられる。感光性樹脂層３４に
形成された曲面状凹凸部３４ａの高さ（凸部３５ｂの頂
部から凹部３５ａの底部までの高さ）は、０より大き
く、３μｍ以下であることが好ましい。曲面状凹凸部３
４ａの高さが３μｍを超えると、反射板内蔵タイプの反
射型液晶表示装置に用いられる反射体用凹凸体としては
凹凸が大き過ぎて、凹凸体３０上に金属反射膜を形成し
て得られる反射体上に、反射体表面の凹凸を平坦化する
オーバーコート層を形成しても、セルギャップ（対向す
る上下のガラス基板間の距離）の制御が困難になってし
まう。

【００３７】また、凸部３５ｂの頂部から凹部３５ａの
底部までの高さは、全て同じ高さであっても、あるいは
異なる高さであってもよいが、この実施形態では図６に
示すようにＨ₄、Ｈ₅、Ｈ₆（Ｈ₄＞Ｈ₆＞Ｈ₅）の３種類の
高さがランダムに設けられている。曲面状凹凸部３４ａ
の凸部３５ｂのピッチ（隣接する凸部３５ｂ，３５ｂの
頂部間の距離）は、４０μｍ程度以下とされる。なお、
曲面状凹凸部３４ａの傾斜角分布は、±８゜ないし±５
５゜の範囲、好ましくは±１５゜の範囲で連続的に分布
していることが好ましい。ここで傾斜角分布とは、曲面
状凹凸部３４ａの横断面を図６に示すように見た場合
に、横断面に現れる波形状カーブ上の任意の点Ｐ₁にお
ける接線Ｓ₁と水平線Ｌ₁のなす角度θ₁のことを意味す
る。

【００３８】次に、実施形態の凹凸体３０の製造方法を
説明する。図７に示すように、ガラス基板３２上に上記
ポジ型感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層３４を形成
し、ついで感光性樹脂層３４上に図１に示した第一の実
施形態のフォトマスク１を配置する。ここで用いられる
フォトマスク１としては、曲面状凹凸部４ａを有する樹
脂層４が上述の吸光性樹脂からなるものである。 つい
で、このフォトマスク１を介してガラス基板３２上の感
光性樹脂層３４に紫外線等の光線４４を照射して露光し
た後、アルカリ現像液を現像液として現像を行う。ここ
で照射する紫外線等の光線４４は、感光性樹脂層３４を
なす材料として上述のポジ型感光性樹脂を用いる場合、
１００ｍＪ／ｃｍ²以上の強度であればよいが、ポジ型
感光性樹脂の種類や、フォトマスク１の厚みによっては
これ以外の強度で照射してもよいことは勿論である。な
お、ここでの光線の強度および照射時間、現像時間を変
更することにより、感光性樹脂層３４に形成される曲面
状凹凸部３４ａの高さを変更することができる。ついで
リンスを行った後、例えば２５０゜Ｃ程度で６０分以上
加熱するポストベークを行い、感光性樹脂層３４にフォ
トマスク１の曲面状凹凸部４ａの形状を転写する。

【００３９】このようにすると、フォトマスク１の樹脂
層４の厚みの薄い凹部５ａでは光線の透過量が多いの
で、この凹部５ａの下方に位置する感光性樹脂層３４は
深い位置まで露光され、樹脂層４の厚みの厚い凸部５ｂ
では光線の透過量が少ないので、この凸部５ｂの下方に
位置する樹脂層４は浅い位置までしか露光されないの
で、現像により露光部を除去すると、フォトマスク１の
樹脂層４の凹部５ａの下方に位置する感光性樹脂層３４
には凹部３５ａが形成され、樹脂層４の凸部５ｂの下方
に位置する感光性樹脂層３４には凸部３５ｂが形成さ
れ、すなわち、曲面状凹凸部３４ａが形成された感光性
樹脂層３４が未露光部として残る。

【００４０】実施形態の凹凸体３０にあっては、フォト
マスク１の曲面状凹凸部４ａの形状が転写されたもので
あるので、所望形状の曲面状凹凸部３４ａを有すること
ができる。実施形態の凹凸体の製造方法にあっては、所
望の形状の曲面状凹凸部３４ａを有する凹凸体３０を生
産性良く製造でき、また、大面積の曲面状凹凸部を有す
る凹凸体も容易に製造できる。なお、上記実施形態で
は、図１に示した第一の実施形態のフォトマスク１を用
いて凹凸体３０を製造する場合について説明したが、第
二の実施形態のフォトマスク１０あるいは第三の実施形
態のフォトマスク２０を用いて凹凸体３０を製造する場
合にも所望の形状の曲面状凹凸部を有する凹凸体を生産
性良く製造でき、また、大面積の曲面状凹凸部を有する
凹凸体も容易に製造できる。また、上記実施形態におい
ては、本発明の凹凸体の製造方法およびこれにより得ら
れた凹凸体を、反射体用凹凸体の製造方法とこれにより
得られた反射体用凹凸体に適用した場合について説明し
たが、本発明の凹凸体の製造方法およびこれにより得ら
れた凹凸体を、マイクロレンズや照明用レンズなどのレ
ンズとその製造方法に適用可能であり、また、表示板や
装飾板に備えられる凹凸体とその製造方法に適用可能で
ある。

【００４１】図８は、本発明の反射体の一実施形態を示
した断面図である。この反射体４０は、上述の実施形態
の凹凸体３０の曲面状凹凸部３４ａ上に反射膜４３が設
けられてなるものである。反射膜４３としては、Ａｌま
たはＡｌ合金、もしくはＡｇまたはＡｇ合金からなるも
のを用いることができるが、この他の材料であっても反
射特性の優れたものであれば、適宜用いることができる
のは勿論である。反射膜４３は、凹凸体３０の曲面状凹
凸部３４ａの外形形状と略同様の形状の曲面状凹凸部を
有する表面（曲面状凹凸面）４３ａを有しており、この
曲面状凹凸面４３ａが反射面となる。反射膜４３の厚み
は、１０００ないし２０００オングストローム程度とさ
れる。

【００４２】図８に示したような反射体４０を製造する
には、例えば、凹凸体３０の曲面状凹凸部３４上に反射
膜４３をスパッタ、蒸着、ＣＶＤ（化学気相蒸着法）、
イオンプレーティング、無電界メッキ等の方法により成
膜することにより得られる。なお、上述したような構成
の反射体４０が反射体内蔵タイプの反射型液晶表示装置
に用いられる場合、反射膜４３上には曲面状凹凸面４３
ａによる凹凸を覆って上面を均すようにオーバーコート
層が設けられる。このオーバーコート層をなす材料とし
ては、アクリル系の材料などが用いられる。また、この
反射体４０が反射体外付けタイプの反射型液晶表示装置
に用いられる場合、反射膜４３上にはグリセリンなどの
光の屈折率に悪影響を与えることのない材質からなる粘
着体が設けられる。この実施形態の反射体４０によれ
ば、反射膜４３に形成される曲面状凹凸部の形状も制御
できるので、反射膜４３の曲面状凹凸部を有する表面
（反射面）４３ａに入射する光の反射方向の範囲や反射
効率を制御でき、所望の反射効率を備えたものを得るこ
とができる。

【００４３】以下、本実施の形態の反射体を具備したＳ
ＴＮ（Super Twisted Nematic ）方式の反射型液晶表示
装置について説明する。図９は、実施形態の反射型液晶
表示装置の構成を示す断面図である。この反射型液晶表
示装置は、例えば、厚さ０．７ｍｍの一対の表示側のガ
ラス基板３１と背面側のガラス基板３２との間に液晶層
５３が設けられ、表示側のガラス基板３１の上面側にポ
リカーボネート樹脂やポリアリレート樹脂などからなる
位相差板５４が設けられ、さらに位相差板５４の上面側
に偏光板５５が配設されている。

【００４４】表示側のガラス基板３１の対向面にはＩＴ
Ｏ（インジウムスズ酸化物）などからなる透明電極層５
８、ポリイミド樹脂などからなる配向膜６０が順次設け
られている。背面側のガラス基板３２の対向面には、曲
面状凹凸部３４ａを有する感光性樹脂層３４、曲面状凹
凸面４３ａを有する反射膜４３、アクリル系材料からな
るオーバーコート層６３、ＩＴＯなどからなる透明電極
層５９、ポリイミド樹脂などからなる配向膜６１が順次
設けられている。ここでのガラス基板３２と、曲面状凹
凸部３４ａを有する感光性樹脂層３４から構成されたも
のが上述した本実施形態の凹凸体３０であり、この凹凸
体３０と、曲面状凹凸面４３ａを有する反射膜４３から
構成されたものが上述した本実施形態の反射体４０であ
る。配向膜６０，６１等の関係により液晶層５３中の液
晶は、２４０度捻れた配置となっている。液晶層５３は
封止体（図示略）によりガラス基板３１、３２間に封止
されている。なお、オーバーコート層６３と透明電極層
５９との間に、図示していないカラーフィルタ層を印刷
法等により形成することによって、この反射型液晶表示
装置をカラー表示できるようにしてもよい。

【００４５】実施形態の反射型液晶表示装置によれば、
本実施形態の反射体４０を具備するものであるので、所
望の視野角の範囲と表示面の明るさを有することが可能
である。なお、本実施の形態の反射型液晶表示装置で
は、反射体を一対の基板間に配置する反射体内蔵タイプ
の例について説明したが、反射体を背面側のガラス基板
の外側に配置する外付けタイプとしてもよい。また、液
晶表示装置の例としてＳＴＮ方式のもので説明したが、
液晶層の液晶分子の捩れ角を９０度に設定したＴＮ（Tw
isted Nematic ）方式の液晶表示装置にも、本発明の反
射体を適用し得ることは勿論である。さらに、カラーフ
ィルタ層を持たない白黒方式の液晶表示装置に代えてカ
ラー方式の液晶表示装置に本発明の反射体を適用し得る
ことも勿論である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のフォトマス
クは、予め曲面状凹凸部が形成されたものであるので、
上述したように本発明のフォトマスクの曲面状凹凸部の
形状を凹凸体形成用の感光性樹脂層に転写することがで
きるので、凹凸体に形成したい曲面状凹凸部に応じた曲
面状凹凸部が樹脂層に形成されたフォトマスクを用いて
凹凸体を作製すれば、所望の曲面状凹凸部を有する凹凸
体を作製することができ、よって得られる凹凸体の曲面
状凹凸部の形状や、該凹凸体の凹凸部上に反射膜を形成
して得られる反射体の曲面状凹凸部の形状が容易に制御
できる。また、本発明のフォトマスクは、曲面状凹凸部
を有する型面が備えられた転写型を樹脂層に押し付ける
などの方法により曲面状凹凸部を一度に形成できるの
で、従来の階調フォトマスクのように階段状の形状を形
成するために感光性樹脂を塗布、露光、現像するフォト
リソグラフィーを繰り返し行う必要がないので、コスト
高となるのを防止できる。

【００４７】本発明の凹凸体の製造方法にあっては、凹
凸体形成用基材上に形成された感光性樹脂を、本発明の
フォトマスクを使用して露光し、ついで現像することに
より、所望の形状の曲面状凹凸部を有する凹凸体を生産
性良く製造でき、また、大面積の曲面状凹凸部を有する
凹凸体も容易に製造できる。本発明の反射体にあって
は、本発明の凹凸体の製造方法により得られた凹凸体の
表面に反射膜を設けたことにより、この反射膜に形成さ
れる曲面状凹凸部の形状も制御できるので、反射膜の曲
面状凹凸部を有する表面（反射面）に入射する光の反射
方向の範囲や反射効率を制御でき、所望の反射効率を備
えたものを得ることができる。本発明の反射型液晶表示
装置にあっては、本発明の反射体を具備したことによ
り、所望の視野角の範囲と表示面の明るさを有すること
が可能である。本発明の凹凸体の製造方法により得られ
た凹凸体は、反射体に用いられる凹凸体に限らず、マイ
クロレンズ、照明用レンズに好適に利用することがで
き、また、表示板や装飾板に用いられる凹凸体に好適に
利用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るフォトマスクの第一の実施の形
態を示す断面図である。

【図２】 第一の実施形態のフォトマスクに設けられる
曲面状凹凸部の高さを説明するための断面図である。

【図３】 第一の実施形態のフォトマスクの製造方法を
工程順に示す断面図である。

【図４】 本発明に係るフォトマスクの第二の実施の形
態を示す断面図である。

【図５】 本発明に係わるフォトマスクの第三の実施の
形態を示す断面図である。

【図６】 本発明の凹凸体の製造方法により製造された
凹凸体の一実施の形態を示す断面図である。

【図７】 本発明に係わる凹凸体の製造方法の一実施の
形態を説明するための図である。

【図８】 本発明に係る反射体の一実施の形態を示す断
面図である。

【図９】 本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の
形態を示す断面図である。

【図１０】 階段状の凹凸部を有する従来のフォトマス
ク示す断面図である。

【図１１】 従来のフォトマスクを用いて反射体を製造
する方法を工程順に示す断面図である。

【符号の説明】

１，１０，２０・・・フォトマスク、２，２２・・・透明基
板、４・・・樹脂層（凹凸部の形状に合わせて光透過量を
調整する樹脂層）、４ａ，２２ａ・・・曲面状凹凸部、１
３・・・吸光性樹脂層（光吸収材料を分散させた樹脂層又
は光吸収基を有する樹脂層）、３０・・・凹凸体、３２・・・
ガラス基板（凹凸体用基材）、３４・・・感光性樹脂層、
３４ａ・・・曲面状凹凸部、４０・・・反射体、４３・・・反射
膜、４３ａ・・・曲面状凹凸部。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｆ 1/08 Ｇ０３Ｆ 1/08 Ｚ // Ｂ２９Ｄ 11/00 Ｂ２９Ｄ 11/00

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面が平坦な透明基板上に、曲面状凹凸
   部を有し、該凹凸部の形状に合わせて光透過量を調整す
   る樹脂層が形成されてなることを特徴とするフォトマス
   ク。
2. 【請求項２】 前記曲面状凹凸部の上に、光吸収材料を
   分散させた樹脂層又は光吸収基を有する樹脂層が形成さ
   れてなることを特徴とする請求項１記載のフォトマス
   ク。
3. 【請求項３】 前記曲面状凹凸部を有し、該凹凸部の形
   状に合わせて光透過量を調整する樹脂層が、光吸収材料
   を分散させた樹脂層又は光吸収基を有する樹脂層からな
   るものであることを特徴とする請求項１記載のフォトマ
   スク。
4. 【請求項４】 曲面状凹凸部を有する透明基板上に、光
   吸収材料を分散させた樹脂層又は光吸収基を有する樹脂
   層が形成されてなることを特徴とするフォトマスク。
5. 【請求項５】 凹凸体用基材上に形成された感光性樹脂
   層を請求項１又は４に記載のフォトマスクを使用して露
   光し、ついで現像することを特徴とする凹凸体の製造方
   法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の凹凸体の製造方法によっ
   て製造した凹凸体の表面に反射膜を形成したことを特徴
   とする反射体。
7. 【請求項７】 請求項６記載の反射体を具備したことを
   特徴とする反射型液晶表示装置。
8. 【請求項８】 請求項５記載の凹凸体の製造方法によっ
   て製造した凹凸体が、マイクロレンズ、表示板、装飾
   板、照明用レンズのいずれかであることを特徴とする凹
   凸体。