JP2007163632A - Method for manufacturing display device, display device and exposure apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置の製造方法および表示装置ならびに露光装置に関し、特に、液晶表示装置の製造方法に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a display device manufacturing method, a display device, and an exposure apparatus, and more particularly to a technique that is effective when applied to a liquid crystal display device manufacturing method.
従来、液晶表示装置は、たとえば、PC向けのディスプレイやテレビ、PDAや携帯電話機のディスプレイなど、幅広く用いられている。 Conventionally, liquid crystal display devices are widely used, for example, displays for PCs, televisions, PDAs and mobile phones.
前記液晶表示装置は、たとえば、TFT素子をアレイ状に配置したTFT基板と、カラーフィルタを配置したCF基板との間に液晶材料を封入した液晶表示パネルを備える表示装置である。 The liquid crystal display device is, for example, a display device including a liquid crystal display panel in which a liquid crystal material is sealed between a TFT substrate having TFT elements arranged in an array and a CF substrate having color filters.
前記液晶表示パネルのTFT基板を製造するときには、たとえば、導電膜を成膜する工程、成膜した導電膜をパターニングする工程、絶縁膜を形成する工程の各工程を繰り返してゲート線(走査線)、ドレイン線(信号線)、TFT素子、画素電極などを形成する。 When manufacturing the TFT substrate of the liquid crystal display panel, for example, a gate line (scanning line) is formed by repeating the steps of forming a conductive film, patterning the formed conductive film, and forming an insulating film. A drain line (signal line), a TFT element, a pixel electrode, and the like are formed.
前記導電膜をパターニングする工程は、たとえば、ホトリソグラフィー法で導電膜上にエッチングレジストを形成し、導電膜をエッチングするのが一般的である。 In the step of patterning the conductive film, for example, an etching resist is generally formed on the conductive film by a photolithography method, and the conductive film is etched.
前記ホトリソグラフィー法で導電膜上にエッチングレジストを形成するときには、導電膜上に感光性のレジスト膜を成膜し、マスクを用いてレジスト膜を露光し、現像する。このとき用いるマスクは、たとえば、ガラス基板上にクロム(Cr)膜などでパターンを描いたものであり、前記マスクを通してレジスト膜を露光することにより、前記レジスト膜に前記マスクと同じパターンの感光領域ができる。そのため、露光後のレジスト膜を現像することで、前記導電膜上に前記マスクと同じパターンのエッチングレジストが形成される。 When the etching resist is formed on the conductive film by the photolithography method, a photosensitive resist film is formed on the conductive film, and the resist film is exposed and developed using a mask. The mask used at this time is, for example, a pattern formed on a glass substrate with a chromium (Cr) film or the like. By exposing the resist film through the mask, a photosensitive region having the same pattern as the mask is formed on the resist film. Can do. Therefore, by developing the exposed resist film, an etching resist having the same pattern as the mask is formed on the conductive film.
しかしながら、近年、たとえば、前記TFT基板(液晶表示パネル)の大型化が進んでいる。そのような大型のTFT基板では、たとえば、導電膜上にレジスト膜を成膜するときに、均一な膜厚で成膜することが難しくなってきている。そのため、たとえば、1本のゲート線の各領域、あるいは各ゲート線の配線幅にばらつきが生じるという問題があった。同様に、1本のドレイン線の各領域、あるいは各ドレイン線の配線幅にばらつきが生じるという問題がある。 However, in recent years, for example, the size of the TFT substrate (liquid crystal display panel) is increasing. In such a large TFT substrate, for example, when a resist film is formed on a conductive film, it has become difficult to form a uniform film thickness. Therefore, for example, there is a problem that variations occur in each region of one gate line or the wiring width of each gate line. Similarly, there is a problem that variations occur in each drain line region or in the wiring width of each drain line.
このようなゲート線やドレイン線の配線幅のばらつきの原因について、図を用いて簡単に説明する。 The cause of the variation in the wiring width of the gate line and the drain line will be briefly described with reference to the drawings.
前記レジスト膜を露光するマスクとして、たとえば、図14に示すように、x=0からx=Xまで、一定の幅Wで開口した透過領域901を有するマスク9を用いた場合を挙げる。このマスクを用いて、図15に示すように、導体膜201上に成膜されたレジスト膜202を露光したとする。このとき、図15に示すように、x=0での膜厚とx=Xでの膜厚が異なると、膜厚が薄いx=0の近傍では露光過剰となり、膜厚が厚いx=Xの近傍では露光不足となる。その結果、レジスト膜202の感光領域202Aは、たとえば、図16に示すように、x=0側の幅W1がマスクの幅Wより太くなり、x=X側の幅W2がマスクの幅Wより細くなる。そのため、現像した後、前記導体膜201をエッチングすると、x=0からx=Xに向かって幅が細くなっていくパターンが形成される。
As a mask for exposing the resist film, for example, as shown in FIG. 14, a mask 9 having a
前記ゲート線やドレイン線は、TFT基板の表示領域の対向する2辺と交差する長い配線であり、x=0とx=Xの距離が非常に大きい。そのため、各配線の延在方向や配置方向に沿ったレジスト膜の膜厚にばらつきが生じやすい。その結果、配線幅にばらつきが生じやすくなる。 The gate lines and drain lines are long wirings that intersect two opposing sides of the display area of the TFT substrate, and the distance between x = 0 and x = X is very large. For this reason, the film thickness of the resist film along the extending direction and the arrangement direction of each wiring is likely to vary. As a result, the wiring width tends to vary.
また、前記レジスト膜を成膜するときには、たとえば、下地パターンによる段差によって局所的に膜厚が変動する場合がある。このような局所的な膜厚の変動は、たとえば、半透過型の液晶表示パネルで用いられるTFT基板の画素電極を形成する際に生じる。前記半透過型の液晶表示パネルで用いられるTFT基板の画素電極は、反射領域と透過領域という段差のある2つの領域をまたいで形成される。このとき、反射領域上のレジスト膜の膜厚と透過領域上のレジスト膜の膜厚には、数μm程度の変動がある。そのため、反射領域上の感光領域の幅と透過領域上の感光領域の幅にずれが生じ、形成された画素電極の幅にずれが生じるという問題があった。 Further, when the resist film is formed, the film thickness may locally fluctuate due to, for example, a step due to the base pattern. Such local fluctuations in film thickness occur, for example, when a pixel electrode of a TFT substrate used in a transflective liquid crystal display panel is formed. The pixel electrode of the TFT substrate used in the transflective liquid crystal display panel is formed across two regions having a step between a reflective region and a transmissive region. At this time, the film thickness of the resist film on the reflective region and the film thickness of the resist film on the transmissive region vary by about several μm. For this reason, there is a problem in that the width of the photosensitive region on the reflection region and the width of the photosensitive region on the transmission region are shifted, and the width of the formed pixel electrode is shifted.
本発明の目的は、表示パネルの配線幅のばらつきを低減することが可能な技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of reducing variations in the wiring width of a display panel.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明の概略を説明すれば、以下の通りである。 The outline of the invention disclosed in the present application will be described as follows.
(1)複数本のゲート線と複数本のドレイン線がマトリクス状に配置され、隣接する2本のゲート線および隣接する2本のドレイン線で囲まれた画素領域にTFT素子および画素電極が配置された表示パネルを形成する工程を有する表示装置の製造方法であって、前記表示パネルを形成する工程は、基板上に感光性のレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、露光したレジスト膜を現像する工程を有し、前記レジスト膜を露光する工程は、レジスト膜のあらかじめ定められた領域内を複数の小領域に分割し、各小領域の膜厚を測定する第1の工程と、測定した膜厚に応じた前記各小領域の露光量を算出する第2の工程と、あらかじめ用意された描画用データに基づいて前記各小領域を露光するか否かを判定し、露光すると判定した小領域のみを前記算出した露光量で露光する第3の工程とを有する表示装置の製造方法である。 (1) A plurality of gate lines and a plurality of drain lines are arranged in a matrix, and a TFT element and a pixel electrode are arranged in a pixel region surrounded by two adjacent gate lines and two adjacent drain lines. A method of manufacturing a display device including a step of forming a display panel, wherein the step of forming the display panel includes a step of forming a photosensitive resist film on a substrate, a step of exposing the resist film, and exposure A step of developing the resist film, and the step of exposing the resist film includes dividing a predetermined region of the resist film into a plurality of small regions and measuring a film thickness of each small region. A step, a second step of calculating an exposure amount of each small region according to the measured film thickness, and determining whether or not to expose each small region based on drawing data prepared in advance, Determined to be exposed And a method of manufacturing a display device and a third step of exposing a small area only at an exposure amount which is the calculated.
(2)前記(1)において、前記第3の工程は、前記小領域をさらに微小領域に分割し、前記描画用データに基づいて前記各微小領域を露光するか否かを判定し、前記小領域内で露光すると判定した微小領域のみを前記算出した露光量で露光する表示装置の製造方法である。 (2) In the above (1), the third step further divides the small area into minute areas, determines whether or not to expose each minute area based on the drawing data, and This is a method for manufacturing a display device in which only a minute area determined to be exposed in the area is exposed with the calculated exposure amount.
(3)前記(2)において、前記微小領域の露光は、前記小領域単位で一括して行う表示装置の製造方法である。 (3) The method for manufacturing a display device according to (2), wherein the exposure of the micro area is performed in batches in units of the small area.
(4)前記(1)から(3)のいずれかにおいて、前記第1の工程および第2の工程ならびに第3の工程は並行して行い、前記第1の工程が終了した小領域から順に、前記第2の工程および第3の工程を行う表示装置の製造方法である。 (4) In any one of (1) to (3), the first step, the second step, and the third step are performed in parallel, and in order from the small region where the first step is completed, It is a manufacturing method of the display device which performs the 2nd process and the 3rd process.
(5)前記(1)から(4)のいずれかにおいて、前記第2の工程は、前記レジスト膜の膜厚と露光量の対応関係を示すテーブルに基づいて露光量を算出する表示装置の製造方法である。 (5) In any one of (1) to (4), in the second step, the manufacturing of a display device that calculates an exposure amount based on a table indicating a correspondence relationship between the film thickness of the resist film and the exposure amount Is the method.
(6)段差を有する絶縁層上に、段差部を経由して前記段差の上段から下段にかけて延在する導電層を有する表示パネルを備える表示装置であって、前記導電層は、前記上段での幅と下段での幅が等しい表示装置である。 (6) A display device including a display panel having a conductive layer extending from an upper stage to a lower stage of the step via a step portion on an insulating layer having a step, wherein the conductive layer is formed on the upper stage. This is a display device having the same width as that of the lower row.
(7)前記(6)において、前記表示パネルは、複数本のゲート線と複数本のドレイン線がマトリクス状に配置され、隣接する2本のゲート線および隣接する2本のドレイン線で囲まれた画素領域にTFT素子および画素電極が配置されおり、前記画素領域の内部に前記絶縁層の段差を有し、前記導電層は櫛歯形状の画素電極である表示装置である。 (7) In (6), the display panel includes a plurality of gate lines and a plurality of drain lines arranged in a matrix, and is surrounded by two adjacent gate lines and two adjacent drain lines. In the display device, a TFT element and a pixel electrode are disposed in the pixel region, the step of the insulating layer is provided inside the pixel region, and the conductive layer is a comb-shaped pixel electrode.
(8)感光性のレジスト膜を露光する露光ヘッドと、前記露光ヘッドを制御し、前記レジスト膜上のあらかじめ定められた領域のみを露光させる露光ヘッド制御手段とを有し、前記レジスト膜のあらかじめ定められた領域内を複数の小領域に分割し、前記露光ヘッドを移動させながら前記各小領域を順次露光する露光装置であって、前記露光ヘッドは、前記レジスト膜を露光する露光ユニットと、前記レジスト膜の膜厚を前記小領域毎に測定する膜厚測定手段とを有し、前記露光ヘッド制御手段は、前記膜厚測定手段の測定結果に基づいて各小領域の露光量を算出する露光量算出手段と、あらかじめ用意された描画用データに基づいて前記膜厚を測定した小領域を露光するか否かを判定し、露光すると判定した小領域上に露光ユニットが移動した時点で、前記露光ユニットに前記算出した露光量でレジスト膜を露光させる露光量制御手段とを有する露光装置である。 (8) An exposure head that exposes a photosensitive resist film; and an exposure head control unit that controls the exposure head to expose only a predetermined area on the resist film. An exposure apparatus that divides a defined area into a plurality of small areas and sequentially exposes each of the small areas while moving the exposure head, the exposure head including an exposure unit that exposes the resist film; Film thickness measuring means for measuring the film thickness of the resist film for each of the small areas, and the exposure head control means calculates the exposure amount of each small area based on the measurement result of the film thickness measuring means. Based on the exposure amount calculation means and the drawing data prepared in advance, it is determined whether or not the small area whose film thickness has been measured is exposed, and the exposure unit moves over the small area determined to be exposed. Once the is an exposure apparatus having an exposure amount control means for exposing the resist film with the calculated exposure amount in the exposure unit.
本発明の表示装置は、前記手段(1)のように、レジスト膜の膜厚を測定し、その測定結果に基づいて露光量を変えながらレジスト膜を露光する。このとき、たとえば、膜厚が薄い小領域は露光量を少なくして露光過剰を防ぎ、膜厚が厚い小領域は露光量を多くして露光不足を防ぐ。このようにすると、膜厚にばらつきがある場合でも、レジスト膜の感光領域を前記描画用データと同じパターンにすることができる。そのため、前記ゲート線やドレイン線の配線幅のばらつきを防ぐことができる。 The display device of the present invention measures the film thickness of the resist film as in the means (1), and exposes the resist film while changing the exposure amount based on the measurement result. At this time, for example, a small region with a small film thickness reduces the exposure amount to prevent overexposure, and a small region with a large film thickness increases the exposure amount to prevent underexposure. In this way, even if the film thickness varies, the photosensitive region of the resist film can have the same pattern as the drawing data. Therefore, variations in the wiring width of the gate lines and drain lines can be prevented.
また、前記第3の工程は、たとえば、前記手段(2)のようにすることもできる。このようにすれば、1つの小領域の中に、露光する領域と露光しない領域を混在させることができる。またこのとき、前記微小領域の露光は、個別あるいはいくつかの領域毎に行ってもよいし、前記手段(3)のように一括して行ってもよい。 Moreover, the said 3rd process can also be made like the said means (2), for example. In this way, an area to be exposed and an area not to be exposed can be mixed in one small area. At this time, the exposure of the minute area may be performed individually or for several areas, or may be performed collectively as in the means (3).
また、前記手段(1)から手段(3)のような方法で露光する場合、前記手段(4)のように、各工程を並行して行うことが好ましい。 Further, when the exposure is performed by the method such as the means (1) to the means (3), it is preferable to perform the respective steps in parallel as in the means (4).
またこのとき、前記第2の工程は、前記手段(5)のように、レジスト膜の膜厚と露光量の対応関係を示すテーブルに基づいて露光量を算出することが好ましい。 At this time, in the second step, it is preferable to calculate the exposure amount based on a table indicating the correspondence relationship between the film thickness of the resist film and the exposure amount as in the means (5).
また、前記手段(1)から手段(5)の製造方法は、たとえば、レジスト膜の膜厚が局所的に変動している箇所に対しても有効である。膜厚が局所的に変動する例としては、たとえば、前記手段(6)のように、段差を有する絶縁層上に、段差部を経由して前記段差の上段から下段にかけて延在する導電層を有する表示パネルにおいて、前記導電層を形成する場合が挙げられる。このような構成の表示パネルとしては、たとえば、前記手段(7)のような構成のものが挙げられる。前記手段(7)のような構成は、たとえば、半透過型の液晶表示パネルなどで見られる。そのため、半透過型の液晶表示パネルで、段差を有する絶縁膜上に櫛歯状の画素電極を形成するときに、前記手段(1)から手段(5)のような方法でレジスト膜を露光した後、現像してエッチングレジストを形成することで、段差の上段と下段での櫛歯の幅の変動を防ぐことができる。 Moreover, the manufacturing method of the said means (1) to the means (5) is effective also for the location where the film thickness of a resist film is fluctuating locally, for example. As an example in which the film thickness fluctuates locally, for example, as in the means (6), a conductive layer extending from an upper stage to a lower stage of the step via a step portion on an insulating layer having a step. In the display panel having the display panel, the conductive layer is formed. As a display panel having such a configuration, for example, a display panel having the configuration as the means (7) can be cited. The configuration like the means (7) can be found in, for example, a transflective liquid crystal display panel. Therefore, when a comb-like pixel electrode is formed on an insulating film having a step in a transflective liquid crystal display panel, the resist film is exposed by the method described in the means (1) to the means (5). Thereafter, development is performed to form an etching resist, whereby fluctuations in the width of the comb teeth at the upper and lower steps of the step can be prevented.
また、前記手段(1)から手段(5)の製造方法でレジスト膜を露光するときには、たとえば、前記手段(8)のような構成の露光装置を用いればよい。また、前記手段(8)のような構成の露光装置において、前記膜厚測定手段は、たとえば、エリプソメータを用いればよい。 Further, when the resist film is exposed by the manufacturing method of the means (1) to the means (5), for example, an exposure apparatus configured as the means (8) may be used. In the exposure apparatus configured as the means (8), the film thickness measuring means may be an ellipsometer, for example.
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail together with embodiments (examples) with reference to the drawings.
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are given the same reference numerals and their repeated explanation is omitted.
本発明の表示装置の製造方法は、表示装置を製造するための多数の工程のうち、表示パネルを製造する工程、特に前記表示パネルの配線を形成する工程に関するものである。前記表示パネルの配線を形成するときに、導体膜上にホトリソグラフィー法を用いてエッチングレジストを形成し、前記導体膜をエッチングする。このとき、前記エッチングレジストは、導体膜上に成膜したレジスト膜を露光、現像して形成される。本発明の製造方法では、前記レジスト膜を露光するときに、たとえば、直描露光機を用い、レジスト膜の各小領域の膜厚を測定しながら、膜厚に応じた露光量で順次露光する。このようにすることで、レジスト膜の膜厚にばらつきや局所的な変動があっても、幅が均一な配線を形成することができる。 The display device manufacturing method of the present invention relates to a process for manufacturing a display panel, particularly a process for forming wiring of the display panel, among many processes for manufacturing a display device. When forming the wiring of the display panel, an etching resist is formed on the conductor film using a photolithography method, and the conductor film is etched. At this time, the etching resist is formed by exposing and developing a resist film formed on the conductor film. In the manufacturing method of the present invention, when exposing the resist film, for example, a direct drawing exposure machine is used to measure the film thickness of each small region of the resist film, and sequentially expose with an exposure amount corresponding to the film thickness. . In this way, a wiring having a uniform width can be formed even when the film thickness of the resist film varies or varies locally.
図1乃至図3は、本発明による一実施例の表示装置の製造方法を説明するための模式図であり、図1は露光装置の構成例を示すブロック図、図2は露光手順を説明する図、図3は露光量の算出方法の一例を示すグラフ図である。 1 to 3 are schematic diagrams for explaining a method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an exposure apparatus, and FIG. 2 explains an exposure procedure. FIG. 3 and FIG. 3 are graphs showing an example of an exposure amount calculation method.
前記表示パネルの配線を形成するときには、まず、ガラス基板などの透明基板上に導体膜を成膜する。このとき、前記導体膜は、透明基板上に直接成膜されていてよいし、前記透明基板上に積層された絶縁層上に成膜されていてもよい。 When forming the wiring of the display panel, first, a conductor film is formed on a transparent substrate such as a glass substrate. At this time, the conductor film may be formed directly on the transparent substrate, or may be formed on the insulating layer laminated on the transparent substrate.
次に、前記導体膜上にレジスト膜を成膜し、露光・現像してエッチングレジストを形成する。そして、前記エッチングレジストをマスクにして前記導体膜をエッチングし、配線を形成する。 Next, a resist film is formed on the conductor film, and exposed and developed to form an etching resist. Then, the conductor film is etched using the etching resist as a mask to form a wiring.
本実施例の製造方法では、前記レジスト膜を露光する際に、たとえば、図1に示したような構成の露光装置(直描露光機)1を用いる。すなわち、露光ユニット101Aおよび膜厚測定器101Bを有する露光ヘッド101と、露光ヘッド101を移動させる露光ヘッド移動手段102Aと、膜厚測定器101Bの測定結果に基づいて露光量を算出する露光量算出手段102Bと、露光量算出手段102Bの算出結果に基づいて露光ユニット101Aの露光制御および露光ヘッド101Aの移動制御を行う露光制御手段102Cと、露光量の算出に用いるデータを保持する露光量データベース(DB)102Dと、露光ユニット101Aの露光制御に用いる描画用データを保持する描画用データ保持手段102Eを有する露光ヘッド制御手段102からなる露光装置1を用いる。
In the manufacturing method of the present embodiment, when exposing the resist film, for example, an exposure apparatus (direct drawing exposure machine) 1 having a configuration as shown in FIG. 1 is used. That is, an exposure amount calculation that calculates an exposure amount based on the measurement results of the
このとき、露光ヘッド101は、レジスト膜が形成された基板上で一次元または二次元的に移動させることができるようになっているとする。露光ヘッド101の移動方向や移動量は、露光ヘッド移動手段102Aによって制御される。
At this time, it is assumed that the
また、露光ユニット101Aは、たとえば、光源と、露光位置(照射位置)を制御する1つまたは複数のミラーなどを有し、露光制御手段102Cからの制御信号に基づいて、レジスト膜への露光を行うユニットである。
The
また、膜厚測定器101Bには、たとえば、エリプソメータを用いる。前記エリプソメータは、測定対象の膜に光を照射して入射光と反射光の偏光の変化を測定し、その変化から膜厚を求める測定器である。
For example, an ellipsometer is used as the film
また、露光量算出手段102Bは、膜厚測定器101Bからの測定結果に基づいて、その測定領域の膜厚に基づいた露光量を算出する手段である。このとき、露光量は、露光量データベース102Dが保持している膜厚と露光量の対応関係を示すデータに基づいて算出する。
The exposure
また、露光制御手段102Cは、たとえば、露光ヘッド移動手段102Aから露光ユニット101Aの位置を取得し、その位置でレジスト膜を露光するか否かの判定を行い、露光する場合は、露光量算出手段102Bで算出した露光量を含む制御信号を露光ユニット101Aに送り、露光させる。このとき、露光するか否かの判定は、取得した露光ユニット101Aの位置および描画用データ保持手段102Eのデータに基づいて行う。
Further, for example, the
図1に示したような構成の露光装置1を用いてレジスト膜を露光するときには、たとえば、図2の上側に示したように、導体膜201上に成膜されたレジスト膜202のある小領域を露光ユニット101Aで露光しているときに、前記露光している小領域からΔxだけ離れた小領域の膜厚を膜厚測定器101Bで測定する。なお、図2では、露光ヘッド101は左から右に移動するようになっており、膜厚測定器101Bで膜厚を測定している小領域は、まだ露光ユニット101Aが通過していない領域である。
When the resist film is exposed using the exposure apparatus 1 configured as shown in FIG. 1, for example, as shown in the upper side of FIG. 2, a small region having the resist
そして、膜厚の測定および露光が済んだら、図2の下側に示したように、露光ヘッド101をΔxだけ移動させて、露光ユニット101Aを、膜厚を測定した小領域上に移動させる。このとき、レジスト膜202の、移動後の露光ユニット101Aが位置する小領域を露光する必要があれば、測定した膜厚に応じた露光量で露光する。またこのとき、レジスト膜202を露光している間に、次に露光する小領域の膜厚を測定する。これをレジスト膜202の全域で繰り返すことで、レジスト膜202全体に露光パターンを描画することができる。
When the film thickness is measured and exposed, the
また、測定した膜厚に基づいて露光量を算出するときには、たとえば、図3に示すようなデータを用いる。図3に示した例では、たとえば、5通りの膜厚RDn(n=1,2,3,4,5)μmに対してそれぞれ露光時間Tnを設定している。このとき、たとえば、測定した膜厚がRD3μmであれば、その領域の露光時間はT3secとする。また、測定した膜厚が、設定した膜厚以外である場合は、設定した膜厚と露光時間の関係に基づいて露光時間を算出する。たとえば、測定した膜厚が、設定した膜厚RD2とRD3の間の値であれば、膜厚RD2の時の露光時間T2とRD3の時の露光時間T3から露光時間を見積もればよい。なお、図3は、露光時間の算出に用いるデータの一例であり、これに限らず、他の形式のデータを用いてもよい。 Further, when calculating the exposure amount based on the measured film thickness, for example, data as shown in FIG. 3 is used. In the example shown in FIG. 3, for example, the exposure time T n is set for each of five film thicknesses RD n (n = 1, 2, 3, 4, 5) μm. At this time, for example, if the measured film thickness is RD 3 μm, the exposure time of the region is T 3 sec. When the measured film thickness is other than the set film thickness, the exposure time is calculated based on the relationship between the set film thickness and the exposure time. For example, film thickness measured is, if the value between the film thickness RD 2 and RD 3 set, the exposure time from the exposure time T 3 when the exposure time when the film thickness RD 2 T 2 and RD 3 An estimate should be made. FIG. 3 is an example of data used for calculating the exposure time, and is not limited to this, and other types of data may be used.
図4および図5は、本実施例の露光方法の作用効果を説明する模式図であり、図4は露光方法を説明するための側面図、図5は感光領域の一例を示す平面図である。 4 and 5 are schematic views for explaining the effects of the exposure method of the present embodiment, FIG. 4 is a side view for explaining the exposure method, and FIG. 5 is a plan view showing an example of the photosensitive region. .
前述のような露光装置1を用いてレジスト膜202を露光する場合の一例として、たとえば、図4に示すように、露光ユニット101Aが、導体膜201上に成膜されたレジスト膜202のx=0の位置からx=Xの位置までの領域を移動しながら順次露光していく場合を挙げる。このとき、レジスト膜202の膜厚は、たとえば、図4に示したように、x=0の位置からx=Xの位置に向かうにつれて徐々に厚くなっているとする。またこのとき、前記描画用データは、x=0の位置からx=Xの位置まで、ある一定の幅EWで露光させるようなデータになっているとする。
As an example of exposure of the resist
本実施例の露光装置1では、前述のように、レジスト膜202の膜厚を測定し、その膜厚に適した露光量で露光していく。そのため、図4に示した例では、x=0の位置およびその近傍では露光時間を短くし、x=Xの位置に向かうにつれて徐々に露光時間を長くしていく。このようにすると、膜厚が薄いx=0の位置およびその近傍での露光過剰、および膜厚が厚いx=Xの位置およびその近傍の露光不足を防ぐことができる。そのため、露光終了後のレジスト膜202には、たとえば、図5に示したように、x=0の位置からx=Xの位置まで、一定の幅EWの感光領域202Aが得られる。
In the exposure apparatus 1 of the present embodiment, as described above, the film thickness of the resist
図6乃至図9は、本実施例の製造方法が適用される表示装置の一例を示す模式図であり、図6は表示装置の概略構成を示す分解斜視図、図7はTFT基板の概略構成を示す平面図、図8はTFT基板の1画素の構成例を示す平面図、図9は図8のA−A’線で見たTFT基板の構成およびTFT基板と重なる対向基板の構成例を示す断面図である。 6 to 9 are schematic views showing an example of a display device to which the manufacturing method of this embodiment is applied, FIG. 6 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the display device, and FIG. 7 is a schematic configuration of a TFT substrate. FIG. 8 is a plan view showing a configuration example of one pixel of the TFT substrate, and FIG. 9 is a configuration example of the TFT substrate viewed along the line AA ′ in FIG. 8 and a configuration example of the counter substrate overlapping the TFT substrate. It is sectional drawing shown.
本実施例の製造方法(露光方法)を適用することが好ましい表示装置として、液晶表示装置が挙げられる。前記液晶表示装置は、たとえば、図6に示すように、ゲート線、ドレイン線、TFT素子、画素電極などが形成されたTFT基板3と、カラーフィルタなどが形成された対向基板4と、TFT基板3および対向基板4を挟むように配置された一対の偏光板5A,5Bと、バックライトユニット6と、TFT基板3、対向基板4、偏光板5A,5B、およびバックライトユニット6を一体的に保持するフレーム部材7とを有する。また、図6では省略しているが、TFT基板3と対向基板4の間には液晶材料が挟持されている。また、前記液晶表示装置は、図6に示した各構成部材の他に、TFT基板のゲート線やドレイン線に加える信号を出力するドライバICが実装されたTCP、タイミングコントローラなどの回路部品を有する。
As a display device to which the manufacturing method (exposure method) of this embodiment is preferably applied, a liquid crystal display device can be mentioned. For example, as shown in FIG. 6, the liquid crystal display device includes a
前記液晶表示装置において、TFT基板3は、たとえば、図7に示すように、x方向に延在するゲート線(GL)304がy方向に複数本配置され、y方向に延在するドレイン線(DL)306がx方向に複数本配置されている。そして、隣接する2本のゲート線と隣接する2本のドレイン線で囲まれた領域が1つの画素領域であり、各画素領域には、TFT素子や画素電極が配置されている。
In the liquid crystal display device, for example, as shown in FIG. 7, the
TFT基板3の1つの画素領域の構成は、たとえば、図8および図9に示すようになっている。図8および図9に示した例では、ガラス基板301上に半導体層302が設けられている。前記半導体層302は、たとえば、ポリシリコン(p-Si)でなる。また、半導体層302上には、第1絶縁層303を介してゲート線304が設けられている。
The configuration of one pixel region of the
また、ゲート線304上には、第2絶縁層305を介してドレイン線306およびソース電極307が設けられている。このとき、ドレイン線306およびソース電極307は、スルーホールTHにより半導体層302と接続している。そして、半導体層302、ゲート線304、ドレイン線306およびソース電極307によりTFT素子が形成されている。
A
また、ドレイン線306およびソース電極307上には、第3絶縁層308および第4絶縁層309が設けられている。このとき、第3絶縁層308は画素領域の全域に設けられており、第4絶縁層309は画素領域内の一部分のみに設けられているとする。すなわち、画素領域内には、第3絶縁層308のみの領域と、第3絶縁層308および第4絶縁層309が積層された領域が存在する。
A third insulating
またこのとき、画素領域内には、第3絶縁層308のみの領域から第4絶縁層309が積層された領域にかけて延在する共通電極310が設けられている。そして、第4絶縁層309上の共通電極310の上には、反射層311が設けられている。また、共通電極310および反射層311上には、第5絶縁層312を介して画素電極313が設けられている。画素電極313は、スルーホールTHによりソース電極307と電気的に接続されている。また、画素電極313は、図8に示したような櫛歯形状の電極であり、櫛歯の部分が、前記第4絶縁層309が積層された領域から第3絶縁層308のみの領域にかけて延在している。また、画素電極313上には、配向膜314が設けられている。
At this time, a
またこのとき、対向基板4は、たとえば、図9に示すように、TFT基板3の画素電極313などが形成された面と対向しており、ガラス基板401の、TFT基板3と対向する面にブラックマトリクス402、カラーフィルタ403、オーバーコート層404、配向膜405が設けられている。また、TFT基板3と対向基板4の間には、液晶材料8が挟持(封入)されている。
At this time, for example, as shown in FIG. 9, the
画素領域が、図8および図9に示したような構成のTFT基板を有する表示パネルは、半透過型IPS(In Plane Switching)表示パネルと呼ばれる。この表示パネルでは、図9に示したように、画素領域内の反射層311が設けられた領域は、表示装置の外部から対向基板4を通してTFT基板3に到達した光LAを反射層311で反射させ、表示装置の外部に出射させる反射領域ARRである。また、画素領域内の反射層311が存在しない領域は、バックライトユニット6からの光LBをTFT基板3および対向基板4を通して表示装置の外部に出射させる透過領域ARTである。
A display panel in which a pixel region has a TFT substrate having a configuration as shown in FIGS. 8 and 9 is called a transflective IPS (In Plane Switching) display panel. In this display panel, as shown in FIG. 9, in the region where the
このような構成のTFT基板3を形成するときには、たとえば、図7に示すように、1方向に長く延びたゲート線304やドレイン線306を多数本形成する。そのため、従来の露光方法でレジスト膜を形成した場合、たとえば、ゲート線304を形成する工程で、導体膜上にレジスト膜を成膜したときに、レジスト膜の膜厚のばらつきの影響を受けて、1本のゲート線304の各領域、あるいは各ゲート線304の配線幅にばらつきが生じやすい。同様に、1本のドレイン線306の各領域、あるいは各ドレイン線306の配線幅にもばらつきが生じやすい。このようにゲート線304の配線幅、あるいはドレイン線306の配線幅にばらつきが生じると、各画素領域に配置されたTFT素子の動作特性にばらつきが生じる。そのため、画質むらなどが生じて表示品質が低下するといった問題がある。
When the
一方、前述のような露光装置1を用いた露光方法でレジスト膜を露光すると、たとえば、図4および図5に示したように、レジスト膜の膜厚にばらつきがあっても、感光領域を一定の幅にすることができる。そのため、ゲート線304の配線幅やドレイン線306の配線幅にばらつきが生じるのを防げる。その結果、配線幅のばらつきによる表示品質の低下を防ぐことができる。
On the other hand, when the resist film is exposed by the exposure method using the exposure apparatus 1 as described above, for example, as shown in FIG. 4 and FIG. The width can be Therefore, variation in the wiring width of the
なお、ゲート線304の配線幅、あるいはドレイン線306の配線幅にばらつきによる表示品質の低下は、図8および図9に示したような画素構成のTFT基板3に限らず、他の画素構成であっても生じる問題である。そのため、図8および図9に示したような画素構成のTFT基板3に限らず、種々の画素構成のTFT基板を製造する際に、本実施例の製造方法を適用することで、ゲート線304の配線幅やドレイン線306の配線幅のばらつきによる表示品質の低下を防ぐことができる。
Note that the deterioration in display quality due to variations in the wiring width of the
図10乃至図13は、本実施例の製造方法を適用したTFT基板の他の効果を説明するための模式図であり、図10は画素電極上にエッチングレジストを形成した直後の画素領域の構成を示す平面図、図11は図10のB−B’線で見た断面図、図12および図13は本実施例と比較するための従来の露光方法で形成したエッチングレジストの形状を示す平面図である。 10 to 13 are schematic views for explaining another effect of the TFT substrate to which the manufacturing method of this embodiment is applied. FIG. 10 shows the configuration of the pixel region immediately after the etching resist is formed on the pixel electrode. FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 10, and FIGS. 12 and 13 are planes showing the shape of an etching resist formed by a conventional exposure method for comparison with the present embodiment. FIG.
本実施例の製造方法(露光方法)を、たとえば、図8および図9に示したような画素構成のTFT基板3の製造に適用した場合、ゲート線304の配線幅やドレイン線306の配線幅のばらつきだけでなく、たとえば、画素電極313の櫛歯部分の幅の変動を防ぐこともできる。
When the manufacturing method (exposure method) of this embodiment is applied to, for example, the manufacturing of the
図8および図9に示した画素構成のTFT基板3を製造する工程のうち、画素電極313を形成する工程では、たとえば、図10に示したようなパターンのレジスト膜202を形成する必要がある。このとき、レジスト膜202の櫛歯の部分は、たとえば、図11に示すように、反射領域ARR上と透過領域ART上で厚さが異なる。このとき、レジスト膜202の膜厚は、反射領域ARRと透過領域ARTの境界部分で、たとえば、2μm程度変動する。そのため、たとえば、ポジ型のレジストを用い、従来のような露光マスクを用いた露光方法でレジストパターンを形成すると、図12に示すように、透過領域ART上のレジスト膜202の幅が反射領域ARR上の幅よりも太くなってしまう。また、たとえば、ネガ型のレジストを用いた場合、図13に示すように、透過領域ART上のレジスト膜202の幅が反射領域ARR上の幅よりも細くなってしまう。
Of the steps of manufacturing the
このように、反射領域ARRと透過領域ARTで画素電極313の櫛歯の幅が異なる場合、反射領域ARR上で生成される電界と、透過領域ARTで生成される電界が変動し、各領域上の液晶分子の配向が変わってしまう。
Thus, when the width of the comb teeth of the
そこで、本実施例の露光方法を適用してレジスト膜202を形成すると、たとえば、図10に示したように、反射領域ARRの幅と透過領域ARTの幅を一致させることができる。そのため、画素電極313の櫛歯領域の幅を一定にし、各領域で生成される電界の変動を防ぐことができる。
Therefore, to form a resist
以上説明したように、本実施例の表示装置の製造方法によれば、表示パネルの配線幅のばらつきを低減することができる。そのため、たとえば、ゲート線304やドレイン線306の配線幅のばらつきによる表示品質の低下を防ぐことができる。
As described above, according to the manufacturing method of the display device of the present embodiment, the variation in the wiring width of the display panel can be reduced. Therefore, for example, it is possible to prevent display quality from being deteriorated due to variations in the wiring width of the
また、たとえば、図8および図9に示した半透過型表示パネルのように、段差のある2つの領域をまたいで配置される櫛歯形状の画素電極313を形成するときに適用することで、画素電極313の各領域での幅の変動を防ぐことができる。
Further, for example, by applying the comb-teeth-shaped
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。 The present invention has been specifically described above based on the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. is there.
たとえば、前記実施例では、本発明の製造方法を適用した表示装置の一例として、液晶表示パネルを有する表示装置を挙げたが、これに限らず、たとえば、有機ELディスプレイ、PDPなどの表示装置の製造に適用することもできる。 For example, in the above embodiment, a display device having a liquid crystal display panel is given as an example of a display device to which the manufacturing method of the present invention is applied. However, the present invention is not limited to this, and for example, a display device such as an organic EL display or a PDP It can also be applied to manufacturing.
1…露光装置
101…露光ヘッド
101A…露光ユニット
101B…膜厚測定器
102…露光ヘッド制御手段
102A…露光ヘッド移動手段
102B…露光量算出手段
102C…露光制御手段
102D…露光量データベース(DB)
102E…描画用データ保持手段
201…導体膜
202…レジスト膜
202A…感光領域
3…TFT基板
301,401…ガラス基板
302…半導体層
303…第1絶縁層
304…ゲート線
305…第2絶縁層
306…ドレイン線
307…ソース電極
308…第3絶縁層
309…第4絶縁層
310…共通電極
311…反射層
312…第5絶縁層
313…画素電極
314,405…配向膜
4…対向基板
402…ブラックマトリクス
403…カラーフィルタ
404…オーバーコート層
5A,5B…偏光板
6…バックライトユニット
7…フレーム部材
8…液晶材料
9…露光マスク
901…透過領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
102E ... Drawing data holding means 201 ...
Claims (8)
前記表示パネルを形成する工程は、基板上に感光性のレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、露光したレジスト膜を現像する工程を有し、
前記レジスト膜を露光する工程は、レジスト膜のあらかじめ定められた領域内を複数の小領域に分割し、各小領域の膜厚を測定する第1の工程と、測定した膜厚に応じた前記各小領域の露光量を算出する第2の工程と、あらかじめ用意された描画用データに基づいて前記各小領域を露光するか否かを判定し、露光すると判定した小領域のみを前記算出した露光量で露光する第3の工程とを有することを特徴とする表示装置の製造方法。 A display in which a plurality of gate lines and a plurality of drain lines are arranged in a matrix, and a TFT element and a pixel electrode are arranged in a pixel region surrounded by two adjacent gate lines and two adjacent drain lines A method of manufacturing a display device including a step of forming a panel,
The step of forming the display panel includes a step of forming a photosensitive resist film on a substrate, a step of exposing the resist film, a step of developing the exposed resist film,
The step of exposing the resist film includes a first step of dividing a predetermined region of the resist film into a plurality of small regions and measuring a film thickness of each small region, and the step according to the measured film thickness Based on the second step of calculating the exposure amount of each small area and whether or not to expose each small area based on drawing data prepared in advance, only the small areas determined to be exposed are calculated. And a third step of exposing with an exposure amount.
前記第1の工程が終了した小領域から順に、前記第2の工程および第3の工程を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。 The first step, the second step and the third step are performed in parallel,
The method for manufacturing a display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second step and the third step are performed in order from a small region where the first step is completed. .
前記導電層は、前記上段での幅と下段での幅が等しいことを特徴とする表示装置。 A display device including a display panel having a conductive layer extending from an upper stage to a lower stage of the step via a step portion on an insulating layer having a step,
The display device characterized in that the conductive layer has the same width in the upper stage and in the lower stage.
前記画素領域の内部に前記絶縁層の段差を有し、前記導電層は櫛歯形状の画素電極であることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。 In the display panel, a plurality of gate lines and a plurality of drain lines are arranged in a matrix, and a TFT element and a pixel electrode are formed in a pixel region surrounded by two adjacent gate lines and two adjacent drain lines. Is placed,
The display device according to claim 6, wherein the pixel region has a step of the insulating layer, and the conductive layer is a comb-shaped pixel electrode.
前記露光ヘッドは、前記レジスト膜を露光する露光ユニットと、前記レジスト膜の膜厚を前記小領域毎に測定する膜厚測定手段とを有し、
前記露光ヘッド制御手段は、前記膜厚測定手段の測定結果に基づいて各小領域の露光量を算出する露光量算出手段と、あらかじめ用意された描画用データに基づいて前記膜厚を測定した小領域を露光するか否かを判定し、露光すると判定した小領域上に露光ユニットが移動した時点で、前記露光ユニットに前記算出した露光量でレジスト膜を露光させる露光量制御手段とを有することを特徴とする露光装置。 An exposure head that exposes a photosensitive resist film; and an exposure head control unit that controls the exposure head to expose only a predetermined area on the resist film. An exposure apparatus that divides an area into a plurality of small areas and sequentially exposes the small areas while moving the exposure head,
The exposure head includes an exposure unit that exposes the resist film, and a film thickness measuring unit that measures the thickness of the resist film for each of the small regions,
The exposure head control unit includes an exposure amount calculation unit that calculates an exposure amount of each small area based on the measurement result of the film thickness measurement unit, and a small unit that measures the film thickness based on drawing data prepared in advance. Determining whether or not to expose the region, and having an exposure amount control means for exposing the resist film to the exposure unit with the calculated exposure amount when the exposure unit moves over the small region determined to be exposed. An exposure apparatus characterized by the above.
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