JP2008134592A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】形成された画素電極の形状を矩形形状等の所定の形状とし、画素電極間ギャップの精度が向上する、液晶表示素子の製造方法を提供する。
【解決手段】画素電極100がマトリスク状に配置された液晶表示素子の製造方法において、基板1上にレジスト層3を形成し、ストライプ状の第1光透過領域B10を有する第1露光マスク10を用いて、光をレジスト層に第1露光マスクを介して照射し、レジスト層にストライプ状の第1露光領域40を形成し、ストライプ状の第2光透過領域B20を有する第2露光マスク20を用いて、光をレジスト層に第2露光マスクを介して照射し、レジスト層に第1露光領域と交差するストライプ状の第2露光領域50を形成する。
【選択図】図2
【解決手段】画素電極100がマトリスク状に配置された液晶表示素子の製造方法において、基板1上にレジスト層3を形成し、ストライプ状の第1光透過領域B10を有する第1露光マスク10を用いて、光をレジスト層に第1露光マスクを介して照射し、レジスト層にストライプ状の第1露光領域40を形成し、ストライプ状の第2光透過領域B20を有する第2露光マスク20を用いて、光をレジスト層に第2露光マスクを介して照射し、レジスト層に第1露光領域と交差するストライプ状の第2露光領域50を形成する。
【選択図】図2
Description
本発明は、透過型または反射型の液晶表示素子を製造するための液晶表示素子の製造方法に係り、特にこれら液晶表示素子における画素電極の形成方法に関するものである。
画像を大画面で高精細に表示できるディスプレイとして、プロジェクタやプロジェクションテレビ等の投射型の液晶表示装置が普及している。
この投射型の液晶表示装置には、一般的に、液晶表示素子の一方から入射した光をこの液晶表示素子を透過して他方に出射する透過型方式と、液晶表示素子の一方から入射した光をこの液晶表示素子で反射させて入射した側に出射する反射型方式とがある。
この投射型の液晶表示装置には、一般的に、液晶表示素子の一方から入射した光をこの液晶表示素子を透過して他方に出射する透過型方式と、液晶表示素子の一方から入射した光をこの液晶表示素子で反射させて入射した側に出射する反射型方式とがある。
液晶表示素子は、主として、所定の間隙を有してそれぞれ対向配置された2つの基板とこの間隙に充填された液晶層とにより構成されている。
一方の基板の対向面側には画素電極がマトリクス状に複数配置されており、この画素電極が配置された領域が画像を表示するための表示領域となる。
他方の基板の対向面側には表示領域と対向する領域に共通電極が設けられており、この共通電極と画素電極との間に電圧を印加して液晶層中の液晶を駆動させることにより、所望の画像を表示することができる。
一方の基板の対向面側には画素電極がマトリクス状に複数配置されており、この画素電極が配置された領域が画像を表示するための表示領域となる。
他方の基板の対向面側には表示領域と対向する領域に共通電極が設けられており、この共通電極と画素電極との間に電圧を印加して液晶層中の液晶を駆動させることにより、所望の画像を表示することができる。
また、近年のハイビジョン化等の画像の高精細化に伴って、液晶表示素子に対して画素電極の高密度化が望まれている。
画素電極の高密度化を実現するためには、画素電極を小型化すると共に画素電極間ギャップの微細化が必要となる。
画素電極間ギャップを微細化しないと開口率が小さくなるため、コントラストが悪化する等の不具合が生じる原因となる。
そこで、画素電極間ギャップを微細化する手段の一例が特許文献1に記載されている。
特開2004−271800号公報
画素電極の高密度化を実現するためには、画素電極を小型化すると共に画素電極間ギャップの微細化が必要となる。
画素電極間ギャップを微細化しないと開口率が小さくなるため、コントラストが悪化する等の不具合が生じる原因となる。
そこで、画素電極間ギャップを微細化する手段の一例が特許文献1に記載されている。
しかしながら、画素電極間ギャップを微細化しようとすると、液晶表示素子の製造過程における画素電極形成工程で、ステッパ等を用いて露光する際に、露光マスクのパターン間ギャップ同士の交点部分で光近接効果がより顕著になる。
ここで、光近接効果の影響を受けて形成された画素電極の形状について図12を用いて説明する。
図12は光近接効果を受けて形成された画素電極の形状を説明するための平面図であり、図12(a)は従来例の露光マスクのパターンの形状、図12(b)は(a)に示す露光マスクを用いて形成された画素電極の形状をそれぞれ示す図である。
図12は光近接効果を受けて形成された画素電極の形状を説明するための平面図であり、図12(a)は従来例の露光マスクのパターンの形状、図12(b)は(a)に示す露光マスクを用いて形成された画素電極の形状をそれぞれ示す図である。
図12(a)に示すように、従来例の露光マスク300は、露光の際に光を遮断する矩形形状の遮光パターン310が所定の間隙を有してマトリクス状に配置されている。ここで、図12(a)中のx方向に延在する間隙部を320a、y方向に延在する間隙部を320bとする。
そして、この露光マスク300を用いて露光を行うと、間隙部320aと間隙部320bとの交点及びその近傍で光近接効果が顕著となり、形成された画素電極410の形状は矩形形状とはならずに画素電極間ギャップの交点付近の角部が丸まった形状となる。ここで、x方向に延在する画素電極間ギャップを420a、y方向に延在する画素電極間ギャップを420bとする。
このような角部が丸まった形状を有する画素電極が形成された液晶表示素子を用いて画像を表示すると、表示された画像のコントラストが悪化するという問題がある。
そして、この露光マスク300を用いて露光を行うと、間隙部320aと間隙部320bとの交点及びその近傍で光近接効果が顕著となり、形成された画素電極410の形状は矩形形状とはならずに画素電極間ギャップの交点付近の角部が丸まった形状となる。ここで、x方向に延在する画素電極間ギャップを420a、y方向に延在する画素電極間ギャップを420bとする。
このような角部が丸まった形状を有する画素電極が形成された液晶表示素子を用いて画像を表示すると、表示された画像のコントラストが悪化するという問題がある。
また、液晶表示素子の製造過程において、画素電極形成工程後に、形成された画素電極間ギャップ420a、420bをSiO2(二酸化珪素)等の絶縁性材料で埋め込む工程を有する場合があり、このような場合においても、上述したように形成された画素電極410が角部が丸まった形状を有していると、画素電極間ギャップ420aと画素電極間ギャップ420bとの交点部分における絶縁性材料の埋め込みが不十分となり、外部から入射した光がこの交点部分で乱反射する場合がある。
また、上記絶縁性材料の埋め込みが不十分であると、液晶の配向を乱す原因となり、この液晶の配向の乱れや上記乱反射の影響により、表示された画像のコントラストが悪化するという問題がある。
また、上記絶縁性材料の埋め込みが不十分であると、液晶の配向を乱す原因となり、この液晶の配向の乱れや上記乱反射の影響により、表示された画像のコントラストが悪化するという問題がある。
また、露光マスクの画素電極パターン間ギャップ同士の交点部分における光近接効果を低減させるために、露光マスクの画素電極パターンの角部にセリフ(serif)と称する補助パターンを設ける手段があるが、安定した矩形形状を形成しにくく、また、作製した露光マスクのパターン寸法精度等を検査する時間が補助パターン設けない場合よりも長くかかるため生産性を悪化させる原因となり、その改善が望まれていた。
次に、現状のステッパの課題について同じく図12を用いて説明する。
現状のステッパを用いて露光を行う際、例えば、露光マスク300の間隙部320aの幅と間隙部320bの幅とが同じであっても、ステッパのレンズ収差の影響により、形成された画素電極間ギャップ420aの幅と画素電極間ギャップ420bの幅とがそれぞれ異なってしまう場合がある。
画素電極間ギャップがx方向とy方向とでそれぞれ異なってしまった場合、例えばx方向の画素電極間ギャップがy方向よりも狭くなってしまった場合、x方向に隣り合う画素電極同士が短絡したり、コントラスト表示された画像における特にy方向のコントラストが悪化することがある。
現状のステッパを用いて露光を行う際、例えば、露光マスク300の間隙部320aの幅と間隙部320bの幅とが同じであっても、ステッパのレンズ収差の影響により、形成された画素電極間ギャップ420aの幅と画素電極間ギャップ420bの幅とがそれぞれ異なってしまう場合がある。
画素電極間ギャップがx方向とy方向とでそれぞれ異なってしまった場合、例えばx方向の画素電極間ギャップがy方向よりも狭くなってしまった場合、x方向に隣り合う画素電極同士が短絡したり、コントラスト表示された画像における特にy方向のコントラストが悪化することがある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、形成された画素電極の形状を矩形形状等の所定の形状とし、画素電極間ギャップの精度が向上する、液晶表示素子の製造方法を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本願各発明は次の手段を有する。
1)画素電極(100)がマトリスク状に配置された液晶表示素子を製造するための液晶表示素子の製造方法において、基板(1)上に感光性を有するレジスト層(3)を形成するレジスト層形成工程と、前記レジスト層形成工程後に、ストライプ状の第1の光透過領域(B10)を有する第1の露光マスク(10)を用いて、光を前記レジスト層に前記第1の露光マスクを介して照射し、前記レジスト層にストライプ状の第1の露光領域(40)を形成する第1露光工程と、前記第1露光工程後に、ストライプ状の第2の光透過領域(B20)を有する第2の露光マスク(20)を用いて、光を前記レジスト層に前記第2の露光マスクを介して照射し、前記レジスト層に前記第1の露光領域と交差するストライプ状の第2の露光領域(50)を形成する第2露光工程と、を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。
2)画素電極(100)がマトリスク状に配置された液晶表示素子を製造するための液晶表示素子の製造方法において、ストライプ状の第1の光透過領域(B210)とストライプ状の第2の光透過領域(B220)とを有する露光マスク(200)を作製する露光マスク作製工程と、基板(1)上に感光性を有するレジスト層(3)を形成するレジスト層形成工程と、前記レジスト層形成工程後に、前記第2の光透過領域が遮光された状態で光を前記レジスト層に前記露光マスクを介して照射し、前記レジスト層にストライプ状の第1の露光領域(40)を形成する第1露光工程と、前記第1露光工程後に、前記第1の光透過領域が遮光された状態で光を前記レジスト層に前記露光マスクを介して照射し、前記レジスト層に前記第1の露光領域と交差するストライプ状の第2の露光領域(50)を形成する第2露光工程と、を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。
3)前記画素電極は、光透過性または光反射性を有することを特徴とする1)項または2)項記載の液晶表示素子の製造方法である。
1)画素電極(100)がマトリスク状に配置された液晶表示素子を製造するための液晶表示素子の製造方法において、基板(1)上に感光性を有するレジスト層(3)を形成するレジスト層形成工程と、前記レジスト層形成工程後に、ストライプ状の第1の光透過領域(B10)を有する第1の露光マスク(10)を用いて、光を前記レジスト層に前記第1の露光マスクを介して照射し、前記レジスト層にストライプ状の第1の露光領域(40)を形成する第1露光工程と、前記第1露光工程後に、ストライプ状の第2の光透過領域(B20)を有する第2の露光マスク(20)を用いて、光を前記レジスト層に前記第2の露光マスクを介して照射し、前記レジスト層に前記第1の露光領域と交差するストライプ状の第2の露光領域(50)を形成する第2露光工程と、を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。
2)画素電極(100)がマトリスク状に配置された液晶表示素子を製造するための液晶表示素子の製造方法において、ストライプ状の第1の光透過領域(B210)とストライプ状の第2の光透過領域(B220)とを有する露光マスク(200)を作製する露光マスク作製工程と、基板(1)上に感光性を有するレジスト層(3)を形成するレジスト層形成工程と、前記レジスト層形成工程後に、前記第2の光透過領域が遮光された状態で光を前記レジスト層に前記露光マスクを介して照射し、前記レジスト層にストライプ状の第1の露光領域(40)を形成する第1露光工程と、前記第1露光工程後に、前記第1の光透過領域が遮光された状態で光を前記レジスト層に前記露光マスクを介して照射し、前記レジスト層に前記第1の露光領域と交差するストライプ状の第2の露光領域(50)を形成する第2露光工程と、を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。
3)前記画素電極は、光透過性または光反射性を有することを特徴とする1)項または2)項記載の液晶表示素子の製造方法である。
本発明に係る液晶表示素子の製造方法によれば、形成された画素電極の形状を矩形形状等の所定の形状とし、画素電極間ギャップの精度が向上するという効果を奏する。
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図1〜図11を用いて説明する。
図1〜図10は本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例を説明するための図であり、図11は同実施例の変形例を説明するための図である。
図1〜図10は本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例を説明するための図であり、図11は同実施例の変形例を説明するための図である。
<実施例>
実施例を第1工程〜第4工程として図1〜図10を用いて説明する。
実施例では、液晶表示素子の製造方法において、特に画素電極形成工程について詳細に説明する。
図1及び図2は、本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例における第1工程及び第2工程をそれぞれ説明するための図である。
図3〜図7は、本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例における第3工程を説明するための図である。
図8〜図10は、本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例における第4工程を説明するための図である。
実施例を第1工程〜第4工程として図1〜図10を用いて説明する。
実施例では、液晶表示素子の製造方法において、特に画素電極形成工程について詳細に説明する。
図1及び図2は、本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例における第1工程及び第2工程をそれぞれ説明するための図である。
図3〜図7は、本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例における第3工程を説明するための図である。
図8〜図10は、本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例における第4工程を説明するための図である。
(第1工程)
まず、第1工程について図1を用いて説明する。図1(a)は以下に説明する第1工程を経た後の半導体基板1の平面図であり、図1(b)はその断面図である。
まず、第1工程について図1を用いて説明する。図1(a)は以下に説明する第1工程を経た後の半導体基板1の平面図であり、図1(b)はその断面図である。
図1(a),(b)に示すように、オリフラ部1aを有し所定の半導体プロセスを施した半導体基板1であるSi(シリコン)ウエハの表面上に、Al(アルミニウム)からなる画素電極層2をスパッタ法や蒸着法等の周知の真空成膜法により形成し、さらに画素電極層2の表面上に、感光性を有するポジ型レジストを塗布して乾燥させることによりレジスト層3を形成する。
(第2工程)
次に、第2工程について図2を用いて説明する。図2(a)及び(b)は、第2工程で用いる第1の露光マスク10及び第2の露光マスク20の各平面図である。
次に、第2工程について図2を用いて説明する。図2(a)及び(b)は、第2工程で用いる第1の露光マスク10及び第2の露光マスク20の各平面図である。
図2(a),(b)に示すように、後述する画素電極100を形成するための第1の露光マスク10及び第2の露光マスク20を周知の方法により作製する。
第1の露光マスク10及び第2の露光マスク20は、石英ガラス等からなり光透過性を有するガラス基板の一面側にCr(クロム)等からなり遮光性を有する所定のパターンが形成されたものである。このパターンが形成されたパターン領域は露光の際に光を遮断する遮光領域A10,A20となり、パターン領域以外の領域は露光の際に光を透過する透過領域B10,B20となる。
第1の露光マスク10及び第2の露光マスク20は、石英ガラス等からなり光透過性を有するガラス基板の一面側にCr(クロム)等からなり遮光性を有する所定のパターンが形成されたものである。このパターンが形成されたパターン領域は露光の際に光を遮断する遮光領域A10,A20となり、パターン領域以外の領域は露光の際に光を透過する透過領域B10,B20となる。
実施例では、第1の露光マスク10を、遮光領域A10の幅WA10が25μm、透過領域B10の幅WB10が1.0μmであり、透過領域B10がその幅WB10方向に等間隔のストライプ状に設けられた構成とした。
また、実施例では、第2の露光マスク20を、遮光領域A20の幅WA20が40μm、透過領域B20の幅WB20が1.0μmであり、透過領域B20がその幅WB20方向に等間隔のストライプ状に設けられた構成とした。
また、実施例では、第2の露光マスク20を、遮光領域A20の幅WA20が40μm、透過領域B20の幅WB20が1.0μmであり、透過領域B20がその幅WB20方向に等間隔のストライプ状に設けられた構成とした。
ここで、図2(a),(b)における横(左右)方向、即ち、透過領域B10,B20が延在する方向と直交する方向をそれぞれx方向と称し、縦(上下)方向、即ち、透過領域B10,B20が延在する方向をそれぞれy方向と称することとする。
(第3工程)[図3〜図7参照]
まず、第3工程で使用するステッパ30の概略について図3を用いて説明する。図3はステッパ30の概略を説明するための図であり、図3(a)はステッパ30の模式的断面図、図3(b)は図3(a)中の矢視S方向から見たときのステージ部31の平面図である。
ここで、図3(a)における横(左右)方向をステッパ30のx方向、縦(上下)方向をステッパ30のz方向と称し、紙面に対して直交する(手前奥)方向をステッパ30のy方向と称することとする。
また、図3(b)における横(左右)方向をステージ部31のx方向、縦(上下)方向をステージ部31のy方向と称し、紙面に対して直交する(手前奥)方向をステージ部31のz方向と称することとする。
なお、図3(a)におけるx方向,y方向,及びz方向と、図3(b)におけるx方向,y方向,及びz方向とはそれぞれ対応している。
ここで、x方向,y方向,及びz方向は、互いに直交する方向である。
まず、第3工程で使用するステッパ30の概略について図3を用いて説明する。図3はステッパ30の概略を説明するための図であり、図3(a)はステッパ30の模式的断面図、図3(b)は図3(a)中の矢視S方向から見たときのステージ部31の平面図である。
ここで、図3(a)における横(左右)方向をステッパ30のx方向、縦(上下)方向をステッパ30のz方向と称し、紙面に対して直交する(手前奥)方向をステッパ30のy方向と称することとする。
また、図3(b)における横(左右)方向をステージ部31のx方向、縦(上下)方向をステージ部31のy方向と称し、紙面に対して直交する(手前奥)方向をステージ部31のz方向と称することとする。
なお、図3(a)におけるx方向,y方向,及びz方向と、図3(b)におけるx方向,y方向,及びz方向とはそれぞれ対応している。
ここで、x方向,y方向,及びz方向は、互いに直交する方向である。
図3(a)に示すように、ステッパ30は、主として、半導体基板1を保持するステージ部31と、第1の露光マスク10及び第2の露光マスク20を保持するマスク保持部32と、光を照射する照射部33と、第1の露光マスク10及び第2の露光マスク20のパターンがそれぞれ所定倍率に縮小露光されるように照射部33から出射された光の範囲を縮小するレンズ部34と、により構成されている。
実施例では上記所定倍率を1/5(5分の1)とした。
実施例では上記所定倍率を1/5(5分の1)とした。
図3(b)に示すように、ステージ部31は、図示しない駆動手段によってx方向及びy方向のそれぞれ任意の位置に移動可能である。
また、ステージ部31は図示しないチルト機構やあおり補正機構を有しており、これらの機構によりフォーカス調整やあおり補正等を行うことができる。
また、ステージ部31は図示しないチルト機構やあおり補正機構を有しており、これらの機構によりフォーカス調整やあおり補正等を行うことができる。
また、ステッパ30は、上記ステージ部31上に半導体基板1を移動するための図示しない移動手段、及び、半導体基板1のオリフラ部1aとステージ部31のx方向及びy方向とが一致するようにアライメントを行うプリアラレイメント手段を有している。
次に、上述したステッパ30を用いて、前述の半導体基板1の表面上に形成されたレジスト層3を露光する露光方法について図4〜図7を用いて説明する。
実施例では、2つの露光マスクを用いて露光を2回行うことを特徴の1つとしている。
実施例では、2つの露光マスクを用いて露光を2回行うことを特徴の1つとしている。
まず、1回目の露光方法について、図4及び図5を用いて説明する。
図4は後述する画素電極100を形成するための1回目の露光方法を説明するための図であり、図4(a)は前述の図3(a)に、図4(b)は前述の図3(b)にそれぞれ対応している。
図5は1回目の露光が完了した状態のレジスト層3を示す図であり、図5(a)はレジスト層3全体を示す平面図、図5(b)は図5(a)中の露光範囲Eの1つを拡大した拡大平面図である。
図4は後述する画素電極100を形成するための1回目の露光方法を説明するための図であり、図4(a)は前述の図3(a)に、図4(b)は前述の図3(b)にそれぞれ対応している。
図5は1回目の露光が完了した状態のレジスト層3を示す図であり、図5(a)はレジスト層3全体を示す平面図、図5(b)は図5(a)中の露光範囲Eの1つを拡大した拡大平面図である。
図4(a)に示すように、まず、前述の第1露光マスク10を、第1露光マスク10のx方向及びy方向とステッパ30のx方向及びy方向とがそれぞれ一致すると共に遮光領域A10及び透過領域B10を有する面がステージ部31側に向くようにして、ステッパ30のマスク保持部32に固定する。
次に、半導体基板1を、半導体基板1のオリフラ部1aが延在する方向とステージ部31のx方向とが一致すると共にレジスト層3が照射部33側に向くようにして、ステッパ30のステージ部31に固定する。
このとき、ステージ部31のx方向及びy方向は、ステッパ30のx方向及びy方向とそれぞれ一致している。
次に、半導体基板1を、半導体基板1のオリフラ部1aが延在する方向とステージ部31のx方向とが一致すると共にレジスト層3が照射部33側に向くようにして、ステッパ30のステージ部31に固定する。
このとき、ステージ部31のx方向及びy方向は、ステッパ30のx方向及びy方向とそれぞれ一致している。
その後、レジスト層3を精度よく露光するために、図示しないチルト機構やあおり補正機構等により、ステッパ30のz方向におけるフォーカス調整やあおり補正等の調整を行う。
次に、ステッパ30の照射部33から所定光量の光を出射する。
照射部33から出射された光は、第1の露光マスク10に到達した際に、遮光領域A10で遮光され、透過領域B10で透過する。{図2(a)参照}
そして、透過領域B10を透過した光は、その照射範囲をレンズ部34で縮小されてレジスト層3に照射される。レジスト層3において1回目の露光により上記光が照射された領域が図5に示すストライプ状の第1の露光領域40となる。
また、この第1の露光領域40は、後述する画素電極間ギャップ110yとなる。
ここで、レジスト層3に光を照射可能な範囲を露光範囲Eと称す。
照射部33から出射された光は、第1の露光マスク10に到達した際に、遮光領域A10で遮光され、透過領域B10で透過する。{図2(a)参照}
そして、透過領域B10を透過した光は、その照射範囲をレンズ部34で縮小されてレジスト層3に照射される。レジスト層3において1回目の露光により上記光が照射された領域が図5に示すストライプ状の第1の露光領域40となる。
また、この第1の露光領域40は、後述する画素電極間ギャップ110yとなる。
ここで、レジスト層3に光を照射可能な範囲を露光範囲Eと称す。
その後、ステージ部31をx方向及びy方向の各所定位置まで移動させて、露光範囲E毎に上記露光を行う。
その結果、図5(a)に示すように、レジスト層3の各露光範囲Eに第1の露光領域40がそれぞれ形成される。
また、ステッパ30を用いて1/5に縮小露光したため、図5(b)に示す第1の露光領域40における幅W40は第1の露光マスク10における透過領域B10の幅WB10(1.0μm)の1/5である0.2μmになり、間隔D40は第1の露光マスク10における遮光領域A10の幅WA10(25μm)の1/5である5μmになる。
その結果、図5(a)に示すように、レジスト層3の各露光範囲Eに第1の露光領域40がそれぞれ形成される。
また、ステッパ30を用いて1/5に縮小露光したため、図5(b)に示す第1の露光領域40における幅W40は第1の露光マスク10における透過領域B10の幅WB10(1.0μm)の1/5である0.2μmになり、間隔D40は第1の露光マスク10における遮光領域A10の幅WA10(25μm)の1/5である5μmになる。
上述した1回目の露光により、図2(a)に示す第1の露光マスク10は透過領域が互いに交差する交点部がないため光近接効果が抑制されるので、図5(a),(b)に示す第1の露光領域40の形状を第1の露光マスク10の透過領域B10が1/5に縮小された形状とすることができる。
次に、2回目の露光方法について、図6及び図7を用いて説明する。
図6は後述する画素電極100を形成するための2回目の露光方法を説明するための図であり、図6(a)は前述の図4(a)に、図6(b)は前述の図4(b)にそれぞれ対応している。
図7は2回目の露光が完了した状態のレジスト層3を示す図であり、図7(a)はレジスト層3全体を示す平面図、図7(b)は図7(a)中の露光範囲Eの1つを拡大した拡大平面図である。
また、図6(a)及び(b)に示すx方向及びy方向は、図4(a)及び(b)に示すx方向及びy方向にそれぞれ対応している。
図6は後述する画素電極100を形成するための2回目の露光方法を説明するための図であり、図6(a)は前述の図4(a)に、図6(b)は前述の図4(b)にそれぞれ対応している。
図7は2回目の露光が完了した状態のレジスト層3を示す図であり、図7(a)はレジスト層3全体を示す平面図、図7(b)は図7(a)中の露光範囲Eの1つを拡大した拡大平面図である。
また、図6(a)及び(b)に示すx方向及びy方向は、図4(a)及び(b)に示すx方向及びy方向にそれぞれ対応している。
図6(a)に示すように、まず、第1の露光マスク10をステッパ30のマスク保持部32から取り外した後、前述の第2の露光マスク20を、第2の露光マスク20のx方向及びy方向とステッパ30のx方向及びy方向とがそれぞれ一致すると共に遮光領域A20及び透過領域B20を有する面がステージ部31側に向くようにして、ステッパ30のマスク保持部32に固定する。
次に、図6(b)に示すように、半導体基板1を、図示しない移動手段及びプリアラレイメント手段により、90°(度)回転{例えば図6(a)中の矢視S方向から見たときの時計方向に90°回転}させ、半導体基板1のオリフラ部1aとステージ部31のy方向とが一致するようにしてステージ部31に固定する。
次に、図6(b)に示すように、半導体基板1を、図示しない移動手段及びプリアラレイメント手段により、90°(度)回転{例えば図6(a)中の矢視S方向から見たときの時計方向に90°回転}させ、半導体基板1のオリフラ部1aとステージ部31のy方向とが一致するようにしてステージ部31に固定する。
その後、ステッパ30の照射部33から所定光量の光を出射する。
照射部33から出射された光は、第2の露光マスク20に到達した際に、遮光領域A20で遮光され、透過領域B20で透過する。
そして、透過領域B20を透過した光は、その照射範囲をレンズ部34で縮小されてレジスト層3に照射される。レジスト層3において2回目の露光により光が照射された領域が図7(b)に示す第2の露光領域50となる。
また、この第2の露光領域50は、後述する画素電極間ギャップ110xとなる。
照射部33から出射された光は、第2の露光マスク20に到達した際に、遮光領域A20で遮光され、透過領域B20で透過する。
そして、透過領域B20を透過した光は、その照射範囲をレンズ部34で縮小されてレジスト層3に照射される。レジスト層3において2回目の露光により光が照射された領域が図7(b)に示す第2の露光領域50となる。
また、この第2の露光領域50は、後述する画素電極間ギャップ110xとなる。
その後、ステージ部31をx方向及びy方向の各所定位置まで移動させて、露光範囲E毎に上記露光を行う。
その結果、図7(a)に示すように、レジスト層3の各露光範囲Eに第2の露光領域50がそれぞれ形成される。
また、ステッパ30を用いて1/5に縮小露光したため、図7(b)に示す第2の露光領域50における幅W50は第2の露光マスク20における透過領域B20の幅WB20(1.0μm)の1/5である0.2μmになり、間隔D50は第2の露光マスク20における遮光領域A20の幅WA20(40μm)の1/5である8μmになる。
その結果、図7(a)に示すように、レジスト層3の各露光範囲Eに第2の露光領域50がそれぞれ形成される。
また、ステッパ30を用いて1/5に縮小露光したため、図7(b)に示す第2の露光領域50における幅W50は第2の露光マスク20における透過領域B20の幅WB20(1.0μm)の1/5である0.2μmになり、間隔D50は第2の露光マスク20における遮光領域A20の幅WA20(40μm)の1/5である8μmになる。
上述した2回目の露光方法において、図2(b)に示すように、第2の露光マスク20は透過領域が互いに交差する交点部がないため光近接効果が抑制されるので、図7(a),(b)に示す第2の露光領域50の形状を第2の露光マスク20の透過領域B20が1/5に縮小された形状とすることができる。
(第4工程)
第4工程を図8〜図10を用いて説明する。図8〜図10において、各(a)は図7(a)に、各(b)は図7(b)にそれぞれ対応しており、各(c)は各(b)それぞれの断面図である。
第4工程を図8〜図10を用いて説明する。図8〜図10において、各(a)は図7(a)に、各(b)は図7(b)にそれぞれ対応しており、各(c)は各(b)それぞれの断面図である。
まず、図8に示すように、前述の第3工程で形成した第1の露光領域40及び第2の露光領域50を有するレジスト層3を周知の方法により現像して、レジストパターン60を形成する。
次に、図9に示すように、このレジストパターン60をエッチングマスクとして、現像により露出した範囲の画素電極層2をドライエッチング等の周知のエッチング方法によりエッチング除去する。
その後、図10に示すように、レジストパターン60を酸素アッシング等の周知の除去方法を用いて除去する。
次に、図9に示すように、このレジストパターン60をエッチングマスクとして、現像により露出した範囲の画素電極層2をドライエッチング等の周知のエッチング方法によりエッチング除去する。
その後、図10に示すように、レジストパターン60を酸素アッシング等の周知の除去方法を用いて除去する。
上述した工程により、レジストパターン60で覆われていた領域は、画素電極層2からなりマトリクス状に複数配置された光反射性を有する画素電極100となり、レジストパターン60で覆われていなかった領域は画素電極間ギャップとなる。
ここで、便宜上、半導体基板1のオリフラ部1aが延在する方向と同じ方向に延在する画素電極間ギャップを110x、半導体基板1のオリフラ部1aが延在する方向と直交する方向に延在する画素電極間ギャップを110yとする。
ここで、便宜上、半導体基板1のオリフラ部1aが延在する方向と同じ方向に延在する画素電極間ギャップを110x、半導体基板1のオリフラ部1aが延在する方向と直交する方向に延在する画素電極間ギャップを110yとする。
形成された画素電極100及び画素電極間ギャップ100x,110yの寸法をそれぞれ測定した結果、画素電極100の一辺の寸法Lx100は8μm、他辺の寸法Ly100は5μmであり、画素電極間ギャップ100x,110yの寸法Dx110,Dy110はそれぞれ0.2μmであることを確認した。
この画素電極100は、透過領域が互いに交差する交点部を有さない2つの露光マスクを用いて形成されるため光近接効果が抑制されるので、角部が丸まっていない矩形形状となる。
また、この画素電極100は、互いに直交する画素間ギャップ110x,110yをそれぞれ延在する方向が同じとなる、換言すればそれぞれの幅方向が同じとなるようにして別々に露光するため、ステッパのレンズ収差の影響を受けにくくなるので、形成された互いに直交する画素電極間ギャップをそれぞれ所定寸法に、例えば同じ寸法に形成することができる。
また、この画素電極100は、互いに直交する画素間ギャップ110x,110yをそれぞれ延在する方向が同じとなる、換言すればそれぞれの幅方向が同じとなるようにして別々に露光するため、ステッパのレンズ収差の影響を受けにくくなるので、形成された互いに直交する画素電極間ギャップをそれぞれ所定寸法に、例えば同じ寸法に形成することができる。
その後、所定の工程を経て、液晶表示素子を作製する。
本発明に係る液晶表示素子の製造方法により作製した液晶表示素子を用いて画像を表示した際、この液晶表示素子に設けられた画素電極は角部が丸まっていない矩形形状であるので、従来の角部が丸まった形状を有する画素電極が形成された液晶表示素子に比べて、表示された画像のコントラストが向上する。
また、本発明に係る液晶表示素子の製造方法により作製した液晶表示素子を用いて画像を表示した際、一方向に延在する画素電極間ギャップとこの一方向と直交する他方向に延在する画素電極間ギャップとを例えば同じ寸法とすることができるので、従来の各方向の画素電極間ギャップが互いに異なってしまった液晶表示素子に比べて、画素電極間の短絡が低減されると共に、表示された画像のコントラストが向上する。
本発明に係る液晶表示素子の製造方法により作製した液晶表示素子を用いて画像を表示した際、この液晶表示素子に設けられた画素電極は角部が丸まっていない矩形形状であるので、従来の角部が丸まった形状を有する画素電極が形成された液晶表示素子に比べて、表示された画像のコントラストが向上する。
また、本発明に係る液晶表示素子の製造方法により作製した液晶表示素子を用いて画像を表示した際、一方向に延在する画素電極間ギャップとこの一方向と直交する他方向に延在する画素電極間ギャップとを例えば同じ寸法とすることができるので、従来の各方向の画素電極間ギャップが互いに異なってしまった液晶表示素子に比べて、画素電極間の短絡が低減されると共に、表示された画像のコントラストが向上する。
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
例えば、実施例では、電極形成工程において露光を2回行う際に、2つの露光マスク(第1の露光マスク10及び第2の露光マスク20)を用いたが、図11に示すような1つの露光マスク200を用いることもできる。
図11は、上述した実施例の変形例を説明するための平面図である。
図11は、上述した実施例の変形例を説明するための平面図である。
図11に示すように、露光マスク200は第1の露光部210と第2の露光部220とを有しており、第1の露光部210は遮光領域A210と透過領域B210とを有し、第2の露光部220は遮光領域A220と透過領域B220とを有している。
第1の露光部210の遮光領域A210の幅WA210及び透過領域B210の幅WB210は実施例の第1の露光マスク10の遮光領域A10の幅WA10及び透過領域B10の幅WB10とそれぞれ同じであり、第2の露光部220の遮光領域A220の幅WA220及び透過領域B220の幅WB220は実施例の第2の露光マスク20の遮光領域A20の幅WA20及び透過領域B20の幅WB20とそれぞれ同じである。
即ち、変形例の露光マスク200は、実施例の第1の露光マスク10に対応する第1の露光部210と、第2の露光マスク20に対応する第2の露光部220とを有している。
第1の露光部210の遮光領域A210の幅WA210及び透過領域B210の幅WB210は実施例の第1の露光マスク10の遮光領域A10の幅WA10及び透過領域B10の幅WB10とそれぞれ同じであり、第2の露光部220の遮光領域A220の幅WA220及び透過領域B220の幅WB220は実施例の第2の露光マスク20の遮光領域A20の幅WA20及び透過領域B20の幅WB20とそれぞれ同じである。
即ち、変形例の露光マスク200は、実施例の第1の露光マスク10に対応する第1の露光部210と、第2の露光マスク20に対応する第2の露光部220とを有している。
そして、1回目の露光の際には、第2の露光部220を“ブラインド”や“ブレード”と称する遮光板で覆って遮光して第1の露光部220のみで露光を行い、2回目の露光の際には、反対に、第1の露光部220を遮光板で覆って遮光して第2の露光部220のみで露光を行う。また、1回目及び2回目の露光では、実施例と同様に、互いのオリフラ部1aが直交するように半導体基板1を回転させて行う。
上述の2回の露光により、実施例と同様に、角部が丸まっていない矩形形状の画素電極を形成することができ、また、形成された互いに直交する画素電極間ギャップをそれぞれ所定寸法に、例えば同じ寸法に形成することができる。
上述の2回の露光により、実施例と同様に、角部が丸まっていない矩形形状の画素電極を形成することができ、また、形成された互いに直交する画素電極間ギャップをそれぞれ所定寸法に、例えば同じ寸法に形成することができる。
また、実施例では、Alからなる光反射性を有する画素電極を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)等からなる光透過性を有する画素電極とすることもできる。
また、実施例では、液晶表示素子における各画素電極を互いに分離する画素電極の形成方法を例に挙げて説明したが、本発明を、透過型の液晶表示素子のカラーフィルタに用いられるブラックマトリクスにも用いることができる。
この場合には、ポジ型のレジストに替えてネガ型のレジストを用いる。
この場合には、ポジ型のレジストに替えてネガ型のレジストを用いる。
また、実施例では透過領域B10,B20がそれぞれy方向に延在するように露光したが、これに限定されるものではなく、露光の際の透過領域B10,B20がそれぞれ延在する方向を揃えることにより、実施例と同様の効果、即ち、形成された直交する画素電極間ギャップのそれぞれの寸法を所定の寸法、例えば同じ寸法にすることができる。
また、画素電極の寸法及び画素電極間ギャップの寸法は、実施例や変形例に限定されるものではなく、それぞれ任意の寸法とすることができる。
1 半導体基板、 1a オリフラ部、 2 画素電極層、 3 レジスト層、 10,20,200 露光マスク、 30 ステッパ、 31 ステージ部、 32 マスク保持部、 33 照射部、 34 レンズ部、 40,50 露光領域、 60 レジストパターン、 100,200 画素電極、 110x,110y 画素電極間ギャップ、 210,220 露光部、 A10,A20,A210,A220 遮光領域、 B10,B20,B210,B220 透過領域、 WA10,WB10,WA20,WB20,W40,W50,WA210,WB210,WA220,WB220 幅、 D40,D50 間隔、 Lx100,Ly100,Dx110,Dy110 寸法、 S 矢視、 E 露光範囲
Claims (3)
- 画素電極がマトリスク状に配置された液晶表示素子を製造するための液晶表示素子の製造方法において、
基板上に感光性を有するレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
前記レジスト層形成工程後に、ストライプ状の第1の光透過領域を有する第1の露光マスクを用いて、光を前記レジスト層に前記第1の露光マスクを介して照射し、前記レジスト層にストライプ状の第1の露光領域を形成する第1露光工程と、
前記第1露光工程後に、ストライプ状の第2の光透過領域を有する第2の露光マスクを用いて、光を前記レジスト層に前記第2の露光マスクを介して照射し、前記レジスト層に前記第1の露光領域と交差するストライプ状の第2の露光領域を形成する第2露光工程と、
を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 - 画素電極がマトリスク状に配置された液晶表示素子を製造するための液晶表示素子の製造方法において、
ストライプ状の第1の光透過領域とストライプ状の第2の光透過領域とを有する露光マスクを作製する露光マスク作製工程と、
基板上に感光性を有するレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
前記レジスト層形成工程後に、前記第2の光透過領域が遮光された状態で光を前記レジスト層に前記露光マスクを介して照射し、前記レジスト層にストライプ状の第1の露光領域を形成する第1露光工程と、
前記第1露光工程後に、前記第1の光透過領域が遮光された状態で光を前記レジスト層に前記露光マスクを介して照射し、前記レジスト層に前記第1の露光領域と交差するストライプ状の第2の露光領域を形成する第2露光工程と、
を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 - 前記画素電極は、光透過性または光反射性を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の液晶表示素子の製造方法。
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JP2007171970A JP2008134592A (ja) | 2006-10-31 | 2007-06-29 | 液晶表示素子の製造方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012152907A1 (en) * | 2011-05-11 | 2012-11-15 | Plastic Logic Limited | Method of producing pixellated display devices |
-
2007
- 2007-06-29 JP JP2007171970A patent/JP2008134592A/ja active Pending
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WO2012152907A1 (en) * | 2011-05-11 | 2012-11-15 | Plastic Logic Limited | Method of producing pixellated display devices |
CN103518158A (zh) * | 2011-05-11 | 2014-01-15 | 造型逻辑有限公司 | 生产像素化显示装置的方法 |
US9594199B2 (en) | 2011-05-11 | 2017-03-14 | Flexenable Limited | Pixellated display devices |
CN103518158B (zh) * | 2011-05-11 | 2017-05-17 | 弗莱克因艾伯勒有限公司 | 生产像素化显示装置的方法 |
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