JP2008209636A - Exposure mask for manufacturing liquid crystal display device, and method for manufacturing liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は液晶表示装置製造用露光マスク及び液晶表示装置の製造方法に係り、特に、液晶分子を介して対向する一対の基板のうち片方の基板に前記液晶分子を駆動する一対の電極が設けられる液晶表示装置の製造に用いられ、前記一対の電極のうち少なくとも一方側電極に開口部を形成するための開口部電極形成露光マスク及びこの露光マスクを用いる液晶表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device and a method for manufacturing a liquid crystal display device, and in particular, a pair of electrodes for driving the liquid crystal molecules is provided on one of a pair of substrates opposed via liquid crystal molecules. The present invention relates to an opening electrode forming exposure mask for forming an opening in at least one of the pair of electrodes, and a method of manufacturing a liquid crystal display using the exposure mask.
液晶表示装置の表示方式としては従来TN(Twisted Nematic)方式が広く用いられてきているが、この方式は表示原理上、視野角に制限がある。これを解決する方法として、液晶分子を駆動するための一対の電極として同一基板上に画素電極と共通電極とを形成し、この画素電極と共通電極との間に電圧を印加し、基板にほぼ平行な電界を発生させ、液晶分子を基板面に平行な面内で駆動する横電界方式が知られている。 Conventionally, a TN (Twisted Nematic) method has been widely used as a display method for liquid crystal display devices, but this method has a limited viewing angle in terms of display principle. As a method for solving this, a pixel electrode and a common electrode are formed on the same substrate as a pair of electrodes for driving liquid crystal molecules, and a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode, so that the substrate is almost A transverse electric field method is known in which a parallel electric field is generated and liquid crystal molecules are driven in a plane parallel to the substrate surface.
横電界方式には、IPS(In Plane Switching)方式と、FFS((Fringe Field Switch)方式が知られている。IPS方式では、櫛歯状の画素電極と櫛歯状の共通電極とを組み合わせて配置される。櫛歯状とは、電界を通すための開口部として、開口部の長手方向の一方側端部が閉じており、他方側端部で開いているものであり、開口部を複数設ける場合に、各開口部のそれぞれの一方側端部は相互に接続されるので、1つの櫛歯状となる。 As the lateral electric field method, there are known an IPS (In Plane Switching) method and an FFS (Fringe Field Switch) method. In the IPS method, a comb-like pixel electrode and a comb-like common electrode are combined. A comb-teeth shape is one in which one end in the longitudinal direction of the opening is closed and opened at the other end as an opening for passing an electric field. When provided, each one end of each opening is connected to each other, and thus has one comb shape.
一方、FFS方式では、絶縁層を介して形成された上部電極と下部電極について、いずれか一方を共通電極に割り当て、他方を画素電極に割り当て、上部電極を開口部電極として、例えばスリット形状等の開口部が形成される。ここでスリット形状とは、電界を通すための開口部として、開口部の長手方向の両端部がそれぞれ閉じていて細長い溝状開口部となっているものである。溝状開口部を複数設ける場合は、相互に分離して配置される。 On the other hand, in the FFS method, one of the upper electrode and the lower electrode formed via the insulating layer is assigned to the common electrode, the other is assigned to the pixel electrode, and the upper electrode is used as an opening electrode, for example, a slit shape. An opening is formed. Here, the slit shape is an elongated groove-like opening that is closed at both ends in the longitudinal direction of the opening as an opening for passing an electric field. When providing a plurality of groove-shaped openings, they are arranged separately from each other.
このような開口部は、電極層薄膜をエッチングすることで形成されるが、例えば、開口部を細長い溝形状とするときは、その長手方向の端部であるエッジ部分は、丸みを帯びてラウンド形状あるいは円弧状の形状となることが多い。例えばFFS方式の場合、下部電極から、この開口部を通って開口部電極である上部電極に向かう電界は、この開口部のパターンに沿って流れるので、エッジ部分では円弧状のパターンに沿って横方向電界が形成されることになる。したがって、例えば、ラビング処理等によって液晶分子の初期配向を開口部の長辺にほぼ平行とし、横方向電界をかけて液晶分子を駆動すると、開口部の長辺の直線部分では、初期配向の状態から長辺に垂直な方向に回転するが、開口部のエッジ部分では、初期配向の状態から円弧状形状に垂直な方向に回転することになる。 Such an opening is formed by etching the electrode layer thin film. For example, when the opening has an elongated groove shape, the edge portion which is the end in the longitudinal direction is rounded and rounded. It is often a shape or an arc shape. For example, in the case of the FFS method, the electric field from the lower electrode through the opening toward the upper electrode that is the opening electrode flows along the pattern of the opening. A directional electric field will be formed. Therefore, for example, when the liquid crystal molecules are driven by applying a lateral electric field by making the initial alignment of the liquid crystal molecules substantially parallel to the long side of the opening by rubbing or the like, the initial alignment state is obtained in the linear portion of the long side of the opening. From the initial orientation state to the direction perpendicular to the arcuate shape at the edge portion of the opening.
エッジ部分の円弧状形状に沿って液晶分子が初期配置の状態から回転するとき、液晶分子の回転方向が逆転することが生じ、場所によって液晶分子の回転方向が異なることが生じる。この回転方向が場所によって異なる現象はディスクリネーションと呼ばれる。回転方向が異なる境界部分においては、液晶分子が所望でない方向に回転し、あるいは回転できないために、透過率が低下し、目視で境界線が認識されることがあり、これらは、転傾線、あるいは転傾欠陥といわれるが、単にこれをディスクリネーションということもある。 When the liquid crystal molecules rotate from the initial arrangement along the arcuate shape of the edge portion, the rotation direction of the liquid crystal molecules may be reversed, and the rotation direction of the liquid crystal molecules may vary depending on the location. This phenomenon in which the direction of rotation varies depending on the location is called disclination. In the boundary portion where the rotation direction is different, the liquid crystal molecules rotate in an undesired direction or cannot rotate, and thus the transmittance decreases, and the boundary line may be visually recognized. Alternatively, it is called a tilt defect, but this is sometimes simply called disclination.
例えば、特許文献1には、FFS液晶表示装置において、上部基板のブラックマトリクスと下部基板の画素電極のエッジ部とが所定領域オーバーラップされこれらの両基板間に液晶が介在する構成の場合、ブラックマトリクスと画素電極との間の電気場干渉によって、画素電極のエッジ部の端部から中心部に行くにつれて液晶分子の捩れ角度がほぼ90度程度になって垂直方向に配置されるが、エッジ部が露光工程上の限界により曲線形状を有するので、ホワイト諧調のとき、ラビングの跡、すなわちディスクリネーション(転傾線)が発生することを指摘している。 For example, Patent Document 1 discloses that in an FFS liquid crystal display device, a black matrix of an upper substrate and an edge portion of a pixel electrode of a lower substrate overlap with each other by a predetermined area, and a liquid crystal intervenes between these two substrates. Due to the electric field interference between the matrix and the pixel electrode, the twist angle of the liquid crystal molecules becomes approximately 90 degrees from the edge of the edge of the pixel electrode to the center, but the edge is arranged in the vertical direction. However, it has been pointed out that rubbing marks, that is, disclinations (inclination lines) are generated in white tone.
なお、ディスクリネーションについては、本発明に係る実施の形態と比較して、後にさらに詳述する。 Disclination will be described in more detail later, compared to the embodiment according to the present invention.
このように、ディスクリネーションが発生すると、その部分で透過率が低下する。一般的には、ディスクリネーションが発生すると、画質が低下したと評価されることがある。上記のように、ディスクリネーションは、開口部電極の開口部の長手方向端部が、エッチング等のパターン形成において、矩形形状とすべきところが円弧状形状となることに起因する。 In this way, when disclination occurs, the transmittance decreases at that portion. Generally, when disclination occurs, it may be evaluated that the image quality has deteriorated. As described above, disclination is caused by the fact that the longitudinal end portion of the opening of the opening electrode has a circular arc shape in a pattern formation such as etching.
本発明の目的は、開口部電極の開口部の長手方向端部が円弧状形状となることを抑制できる液晶表示装置製造用露光マスク及び液晶表示装置の製造方法を提供することである。また、他の目的は、ディスクリネーションの発生が抑制される液晶表示装置を製造できる液晶表示装置製造用露光マスク及び液晶表示装置の製造方法を提供することである。以下の手段は、上記目的の少なくとも1つに貢献する。 The objective of this invention is providing the exposure mask for liquid crystal display device manufacture which can suppress that the longitudinal direction edge part of the opening part of an opening part electrode becomes circular arc shape, and the manufacturing method of a liquid crystal display device. Another object of the present invention is to provide an exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device and a method for manufacturing the liquid crystal display device, which can manufacture a liquid crystal display device in which the occurrence of disclination is suppressed. The following means contribute to at least one of the above objects.
本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクは、液晶分子を介して対向する一対の基板のうち片方の基板に前記液晶分子を駆動する一対の電極が設けられる液晶表示装置の製造に用いられ、前記一対の電極のうち少なくとも一方側電極に開口部を形成してこれを開口部電極とするための開口部電極形成露光マスクであって、前記開口部電極の前記開口部の形状に対応する透光パターンまたは非透光パターンを有する基本パターン部と、前記開口部の形状の長手方向端部の部分に対応して、前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張または縮小する部分補正用のパターンである補正パターン部と、を有することを特徴とする。 An exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention is used for manufacturing a liquid crystal display device in which a pair of electrodes for driving the liquid crystal molecules is provided on one of a pair of substrates facing each other through liquid crystal molecules, An opening electrode forming exposure mask for forming an opening in at least one side electrode of the pair of electrodes and using the opening as an opening electrode, the transparent electrode corresponding to the shape of the opening of the opening electrode A basic pattern portion having a light pattern or a non-light-transmitting pattern, and a portion that expands or contracts the light-transmitting pattern or the non-light-transmitting pattern of the basic pattern portion corresponding to a portion of a longitudinal end portion of the shape of the opening. And a correction pattern portion which is a correction pattern.
上記構成により、液晶表示装置製造用露光マスクは、液晶表示装置における設計上の開口部の形状に相当するパターンを有する基本パターン部に対し、エッチング工程等において円弧状形状となりやすい開口部形状の長手方向端部に部分補正用のパターンである補正パターン部を設け、基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張あるいは縮小する。これにより、開口部電極形成工程において、開口部の長手方向端部が円弧状形状となることを抑制でき、ディスクリネーションが抑制された液晶表示装置を製造できる。 With the above configuration, the exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device is longer in the shape of an opening that tends to be an arc shape in an etching process or the like than a basic pattern having a pattern corresponding to the shape of the opening in the design of the liquid crystal display. A correction pattern portion, which is a partial correction pattern, is provided at the end portion in the direction, and the light-transmitting pattern or the non-light-transmitting pattern of the basic pattern portion is expanded or reduced. Thereby, in the opening electrode forming step, it is possible to suppress the end portion in the longitudinal direction of the opening from becoming an arc shape, and it is possible to manufacture a liquid crystal display device in which disclination is suppressed.
また、本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、前記開口部の形状は、前記長手方向の両端部がそれぞれ閉じている細長い溝状開口部を複数分離して配置されるスリット型形状であり、前記補正パターン部は、前記スリット型形状の長手方向の両端部のそれぞれの部分に対応して、前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンであることが好ましい。 Further, in the exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the shape of the opening is a slit-type shape in which a plurality of elongated groove-like openings each closed at both ends in the longitudinal direction are arranged separately. And the correction pattern portion is a partial correction pattern that extends the light-transmitting pattern or the non-light-transmitting pattern of the basic pattern portion in correspondence with the respective portions at both ends in the longitudinal direction of the slit shape. Is preferred.
スリット型形状の開口部の場合は、エッチング工程等において細長い溝状開口部の端部が円弧状形状となりやすいので、露光マスクにおいて基本パターン部を拡張して細長い溝状開口部の端部を大きめとする。これにより、開口部電極形成工程において、開口部の長手方向端部が円弧状形状となることを抑制でき、ディスクリネーションが抑制された液晶表示装置を製造できる。 In the case of a slit-shaped opening, the end of the elongated groove-shaped opening is likely to have an arc shape in an etching process or the like, so the basic pattern portion is expanded in the exposure mask to enlarge the end of the elongated groove-shaped opening. And Thereby, in the opening electrode forming step, it is possible to suppress the end portion in the longitudinal direction of the opening from becoming an arc shape, and it is possible to manufacture a liquid crystal display device in which disclination is suppressed.
また、本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、前記開口部の形状は、前記長手方向の一方側端部が閉じており、他方側端部で開いている櫛歯型形状であり、前記補正パターン部は、前記一方側端部の部分に対応して前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張し、前記他方側端部の部分に対応して前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンであることが好ましい。 Further, in the exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the shape of the opening is a comb-like shape in which one end in the longitudinal direction is closed and the other end is open, The correction pattern portion extends the light-transmitting pattern or the non-light-transmitting pattern of the basic pattern portion corresponding to the portion of the one side end portion, and corresponds to the portion of the basic pattern portion corresponding to the portion of the other side end portion. A partial correction pattern that reduces the light-transmitting pattern or the non-light-transmitting pattern is preferable.
櫛歯型形状の開口部の場合は、長手方向端部の一方側端部は開口部パターンが開いているのに対し、他方側端部はパターンが閉じている。そこで、開口部が閉じている他方側端部については基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張し、開口部が開いている一方側端部については基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを縮小する。これにより、開口部電極形成工程において、開口部の長手方向端部が円弧状形状となることを抑制でき、ディスクリネーションが抑制された液晶表示装置を製造できる。 In the case of the comb-shaped opening, the opening pattern is open at one end of the longitudinal end, whereas the pattern is closed at the other end. Therefore, the light-transmitting pattern or non-light-transmitting pattern of the basic pattern portion is expanded for the other side end portion where the opening is closed, and the light-transmitting pattern or basic pattern portion of the one side end portion where the opening portion is open. Reduce the non-light-transmitting pattern. Thereby, in the opening electrode forming step, it is possible to suppress the end portion in the longitudinal direction of the opening from becoming an arc shape, and it is possible to manufacture a liquid crystal display device in which disclination is suppressed.
また、本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、開口部の形状がスリット型形状の場合の前記補正パターン部は、前記長手方向端部の延びる方向が前記液晶分子を初期配向するラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、前記長手方向の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第2象限部分と第4象限部分とに対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンが設けられ、前記傾斜角度が負方向の角度であるときは、前記円形の少なくとも第1象限部分または第3象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンが設けられることが好ましい。 In the exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, when the opening has a slit shape, the correction pattern portion has a rubbing direction in which the extending direction of the longitudinal end portion initially aligns the liquid crystal molecules. When the inclination angle is a positive angle, the longitudinal direction corresponding to the circular second quadrant portion and the fourth quadrant portion with the longitudinal direction extending as the X axis and the vertical direction as the Y axis When the end portion is provided with a partial correction pattern for extending a translucent pattern or a non-translucent pattern, and the tilt angle is a negative angle, it corresponds to at least the first quadrant portion or the third quadrant portion of the circle. It is preferable that a partial correction pattern for extending a translucent pattern or a non-translucent pattern is provided at the end in the longitudinal direction.
また、本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、開口部の形状がスリット型形状の場合の前記補正パターン部は、前記長手方向端部の延びる方向が前記液晶分子を初期配向するラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、前記長手方向の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第4象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンが設けられ、前記傾斜角度が負方向の角度であるときは、前記円形の第1象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンが設けられることが好ましい。 In the exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, when the opening has a slit shape, the correction pattern portion has a rubbing direction in which the extending direction of the longitudinal end portion initially aligns the liquid crystal molecules. When the inclination angle is a positive direction angle, the translucent pattern is formed at the end in the longitudinal direction corresponding to the circular fourth quadrant with the extending direction in the longitudinal direction as the X axis and the vertical direction as the Y axis. Alternatively, when a partial correction pattern for reducing the non-light-transmitting pattern is provided and the inclination angle is an angle in the negative direction, the light-transmitting pattern or the non-light-transmitting pattern is formed at the end in the longitudinal direction corresponding to the first quadrant of the circle. It is preferable that a partial correction pattern for reducing the light transmission pattern is provided.
ディスクリネーションは、開口部の長手方向とラビング方向との関係で、長手方向端部の右下隅と左上隅、あるいは右上隅と左下隅に現れる。上記構成により、ディスクリネーションの現れる可能性のある部分に部分補正用パターンを設けるので、その部分が円弧状形状となることを抑制でき、ディスクリネーションが抑制された液晶表示装置を製造できる。 The disclination appears in the lower right corner and the upper left corner or the upper right corner and the lower left corner of the end portion in the longitudinal direction because of the relationship between the longitudinal direction of the opening and the rubbing direction. With the above configuration, the partial correction pattern is provided in the portion where the disclination may appear, so that the portion can be prevented from having an arc shape, and the liquid crystal display device in which the disclination is suppressed can be manufactured.
また、本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、前記補正パターン部は、前記基本パターン部の最小パターン寸法よりも小さいパターン寸法を有することが好ましい。例えば、光近接効果を用いることで、基本パターン部は露光装置の解像度で処理できるパターン寸法とし、補正パターンを露光装置の解像度以下のパターン寸法とすることができる。これにより、開口部の長手方向端部について、露光装置の解像度以下の寸法での形状の微調整が可能となる。 In the exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, it is preferable that the correction pattern portion has a pattern size smaller than a minimum pattern size of the basic pattern portion. For example, by using the optical proximity effect, the basic pattern portion can have a pattern dimension that can be processed at the resolution of the exposure apparatus, and the correction pattern can have a pattern dimension that is less than or equal to the resolution of the exposure apparatus. Thereby, the fine adjustment of the shape with the dimension below the resolution of an exposure apparatus is attained about the longitudinal direction edge part of an opening part.
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、上記液晶表示装置製造用露光マスクを用いて、液晶分子を駆動する一対の電極の少なくとも一方側電極に開口部を形成し、開口部電極を形成することを特徴とする。これにより、液晶表示装置において、ディスクリネーションの発生が抑制される。 In addition, the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes forming an opening in at least one side electrode of a pair of electrodes for driving liquid crystal molecules using the exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device, and forming the opening electrode. It is characterized by forming. This suppresses the occurrence of disclination in the liquid crystal display device.
以下に、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、 液晶分子を介して対向する一対の基板のうち片方の基板に液晶分子を駆動する一対の電極が設けられる構成として、FFS方式を説明する。すなわち、素子側基板に絶縁層を介して上部電極と下部電極を設け、上部電極を開口部電極として説明する。ここで、下部電極を画素電極とし、開口部電極である上部電極を共通電極として説明するが、これを逆の構成、すなわち、下部電極を共通電極、開口部電極である上部電極を画素電極としてもよい。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Hereinafter, the FFS method will be described as a configuration in which a pair of electrodes for driving liquid crystal molecules is provided on one of a pair of substrates facing each other with liquid crystal molecules interposed therebetween. That is, an upper electrode and a lower electrode are provided on an element side substrate via an insulating layer, and the upper electrode is described as an opening electrode. Here, the lower electrode will be described as a pixel electrode, and the upper electrode as an opening electrode will be described as a common electrode, but this is the reverse configuration, that is, the lower electrode as a common electrode and the upper electrode as an opening electrode as a pixel electrode. Also good.
また、以下で説明するように、開口部の形状は、スリット型形状であっても、櫛歯型形状であってもよい。また、FFS方式の構成の他に、IPS方式の構成としてもよい。 Further, as described below, the shape of the opening may be a slit shape or a comb shape. In addition to the FFS configuration, an IPS configuration may be used.
また、以下のFFS方式では、共通電極を各画素ごとに分けて配置しているが、これを各画素ごとに分けない構成としてもよい。 In the following FFS method, the common electrode is arranged separately for each pixel. However, the common electrode may not be divided for each pixel.
また、以下では、開口部電極部形成マスクにおいて、透光パターン部が開口部に相当するものとして説明するが、非透光パターン部が開口部に相当するものとしてもよい。 In the following description, in the opening electrode portion formation mask, the light-transmitting pattern portion corresponds to the opening portion, but the non-light-transmitting pattern portion may correspond to the opening portion.
本発明の実施の形態は、液晶表示装置の開口部電極を形成するための露光マスクに関するものであるが、横電界駆動方式の液晶表示装置においてディスクリネーションを抑制することができる露光マスクを提供するものであるので、露光マスクの構成の説明に先立ち、横電界駆動方式におけるディスクリネーションが発生する機構について、液晶表示装置の構成を含めて、図1から図4を用いて説明する。なお、図1から図4においては、ディスクリネーションが発生する例を説明するものであるから、開口部電極形成露光マスクは一般的なものとし、本発明の実施の形態に係る開口部電極形成露光マスクを使用していない。 Embodiments of the present invention relate to an exposure mask for forming an opening electrode of a liquid crystal display device, and provide an exposure mask capable of suppressing disclination in a liquid crystal display device of a lateral electric field drive system. Therefore, prior to the description of the configuration of the exposure mask, the mechanism that causes disclination in the lateral electric field driving method, including the configuration of the liquid crystal display device, will be described with reference to FIGS. Since FIGS. 1 to 4 illustrate an example in which disclination occurs, the opening electrode formation exposure mask is assumed to be general, and the opening electrode formation according to the embodiment of the present invention is performed. An exposure mask is not used.
図1は、FFS方式のカラー液晶表示装置において1サブ画素の部分の断面図である。図2は、図1の断面図に対応する平面図であり、1画素に対応して3サブ画素分が示されている。図3は、FFS方式において、液晶分子を駆動する電界Eの様子を示す図である。図4は、ディスクリネーションの発生する様子を説明する図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a portion of one subpixel in an FFS color liquid crystal display device. FIG. 2 is a plan view corresponding to the cross-sectional view of FIG. 1 and shows three sub-pixels corresponding to one pixel. FIG. 3 is a diagram illustrating a state of an electric field E that drives liquid crystal molecules in the FFS method. FIG. 4 is a diagram for explaining how disclination occurs.
図1は、上記のように、液晶表示装置10の断面図で、1サブ画素の部分が示されている。ここで、サブ画素とは、例えば、R、G,Bでカラー表示を行う場合、R、G,Bに対応する各表示部分のことであり、いまの例では、Rのサブ画素、Gのサブ画素、Bのサブ画素の3つを単位として、1画素となる。なお、サブ画素をサブピクセルと呼ぶ場合もあり、その場合には、上記の1画素は、1ピクセルと呼ばれることになる。図1に示されるように、液晶表示装置10は、素子側基板20、対向側基板60、素子側基板20と対向側基板60との間に挟持される液晶分子50を含んで構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the liquid
対向側基板60は、液晶表示装置10において、ユーザに面する側である。対向側基板60は、いくつかの膜が積層されて構成される。図1の例では、対向ユーザに面する側から素子側基板20の側に向かって、ガラス基板62、ブラックマトリクス64、カラーフィルタ66を含んで構成される。図1の断面図において、ブラックマトリクス64は、カラーフィルタ66の陰に隠れ、あるいはその下に配置されるので、破線で示してある。これらの材料、寸法、形成方法等は、一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法として周知のものを用いることができるので、詳細な説明を省略する。
The
素子側基板20は、TFT基板あるいはTFT側基板とも呼ばれ、スイッチング素子80であるTFT素子が配置される側の基板で、対向側基板60に対する基板である。ここでは、液晶分子50を駆動する一対の電極が配置される基板でもある。素子側基板20の上には、周知の膜形成技術と、パターン形成技術によって、多層構造にパターン化された複数の膜が積層されている。
The element-
図1の例では、ユーザに面していない側から液晶分子50の側に向かって、ガラス基板22、半導体層24、ゲート絶縁膜26、同一工程で形成されるゲート電極28、共通電極配線29、層間絶縁膜30、同一工程で形成されるソース・ドレイン配線32,33及び共通電極接続部34、絶縁膜36、画素電極38、FFS絶縁膜40、共通電極42が順次形成されている。これらの材料、寸法、形成方法等は、一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法として周知のものを用いることができるので、詳細な説明を省略する。
In the example of FIG. 1, from the side not facing the user toward the
なお、図1には図示が省略されているが、共通電極42の上には配向膜が設けられる。対向側基板60の液晶分子50に向き合う面についても同様に配向膜が設けられる。
Although not shown in FIG. 1, an alignment film is provided on the
図2は、図1の断面図に対応する平面図である。ここでは、3つのサブ画素からなる1つの画素について示されている。なお、図1は、図2に示すA−A線に沿った断面図に相当する。図1と同様の要素には同一の符号を付した。 FIG. 2 is a plan view corresponding to the cross-sectional view of FIG. Here, one pixel composed of three sub-pixels is shown. 1 corresponds to a cross-sectional view along the line AA shown in FIG. Elements similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
各サブ画素には、一部がゲート電極28となるゲートラインと、データライン35とが互いに直交するようにして配線され、その交差箇所にスイッチング素子80であるTFT素子が配置される。ゲートラインは、スイッチング素子80のところで、図1に示されるゲート電極28となり、データライン35は、図1に示されるソース・ドレイン配線32に接続される。このように、液晶表示装置10は、複数のゲートラインと複数のデータライン35との各交差箇所にスイッチング素子80であるTFT素子がそれぞれ配置されており、いわゆるアクティブマトリクス表示装置である。なお、ゲートラインは、走査ライン、走査線、走査信号線とも呼ばれ、データライン35は、信号ライン、信号線、ビデオ信号ライン、映像信号線等とも呼ばれる。
In each sub-pixel, a gate line that partially becomes the
スイッチング素子80であるTFT素子は、図1に示される半導体層24の上に形成されたゲート絶縁膜26と、その上に設けられるゲート電極28、及びソース・ドレイン配線32,33に接続されるソース・ドレインとから構成されるトランジスタ素子である。なお、TFTとは、Thin Film Transistorの略語である。スイッチング素子80であるTFT素子のソース・ドレインは、いずれか一方、例えばドレインがデータライン35に接続され、他方、例えばソースが画素電極38に接続される。ドレインとソースとは互換性があるので、ソースがデータライン35に接続され、ドレインが画素電極38に接続されるものとしてもよい。スイッチング素子80であるTFT素子は、ゲートラインが選択されることでドレインとソース間が導通し、上記の例でドレインに接続されるデータライン35からのビデオ信号が画素電極38に供給される。
The TFT element as the switching
ここで、画素電極38は、図2において一点鎖線で示されており、データライン35と、共通電極配線29とで囲まれた領域に配置されている。また、共通電極42は、図2において太い実線で示されており、データライン35を除くサブ画素全領域に配置される。なお、図2の例では、共通電極42は、各サブ画素ごとに分離されて形成される様子が示されているが、場合によっては、これを各サブ画素にまたがって形成するものとできる。
Here, the
そして、共通電極42には、スリット43が形成される。スリット43は、図1で示されるように、FFS絶縁膜40を介して形成された上部電極である共通電極42と下部電極である画素電極38との間に電圧を印加し、その電界によって液晶分子を駆動するための開口部である。図2において、スリット43は、共通電極42において複数設けられ、それぞれのスリット43は、開口部の長手方向を平行として、相互の間が分離されて配置される。スリット43は、その長手方向の両端部がそれぞれ閉じている細長い溝状開口部であるので、長手方向の端部のところがエッチング加工の際に丸みを帯びる。以後、この丸みを帯びた端部をエッジ部分と呼ぶことにする。ディスクリネーションは、このエッジ部分に発生する。
A
図3は、共通電極42と画素電極38との間にかかる電界Eの様子を模式的に説明する図である。ここでは、共通電極42に設けられるスリット43を通り、FFS絶縁膜40を介して画素電極38に向かう電界Eが示されている。なお、電界の向きは、この逆、すなわち画素電極38からスリット43を通り共通電極42に向かう場合もある。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the state of the electric field E applied between the
図4は、図2のB部分の拡大図で、スリット43の端部であるエッジ部分において、いわゆるディスクリネーションが生じる様子を模式的に説明する図である。ここでスリット43は、紙面の左右方向に平行とし、ラビング方向R−Rは、紙面の左右方向に対し若干右上がりに傾いているものとして示されている。傾き角度は、例えば、3度から5度の間の角度等のように数度とすることができる。すなわち、電界がかけられていない状態では、液晶分子Lは、スリット43に対し、若干右上がりに傾いていることになる。なお、このラビング方向は、説明のための一例であるので、これと異なる方向、あるいは傾き角度の大きさが異なっていてもよい。
FIG. 4 is an enlarged view of a portion B in FIG. 2, and is a diagram schematically illustrating how a so-called disclination occurs in an edge portion that is an end portion of the
スリット43は、共通電極42を構成する透明導電材料膜に、例えばエッチング技術によって開口されるものであるので、上記のように、そのエッジ部分は、いくらか丸みを帯びて、図4に示すように、半円状に近い円弧形状となる。
Since the
スリット43の縁の部分における液晶分子Lは、電界Eがかかっていないときは、初期配置状態であり、ラビング方向に揃っている。すなわちスリット43の縁から若干傾いているが、ほぼ平行の向きに揃っている。ここで電界Eがかかると、その電界Eの方向に、スリット43の縁にほぼ垂直方向になるまで回転する。この円弧形状の部分においても、電界はスリット43の縁に直交してかけられるので、電界の向きは、この円弧形状がスリット43の縁に沿って半回転することから、円弧形状に沿って180°変化することになる。例えば、図4において左上に示されるスリット43において電界がかけられると、そのスリット43の上側の長辺部分では、液晶分子Lは反時計方向に回転し、同様にスリット43の下側の長辺部分でも、液晶分子Lは反時計方向に回転する。ところが、半円の円弧形状の部分では、上側の4半円の円弧形状部分において液晶分子Lが反時計方向に回転するのに対し、下側の4半円の円弧形状においては、液晶分子Lが時計方向に回転してしまうことになる。
When the electric field E is not applied, the liquid crystal molecules L at the edge portion of the
このように、電界をかけて液晶分子Lを所望の方向に回転させようとするとき、スリット43の右側のエッジ部分においては、右下の4半円の円弧形状部分において、所望と反対の方向に液晶分子Lが回転することが起こる。すなわち所望の方向に回転しないことが起こる。このように、横方向電界を印加したときに、エッジ部分では、場所によって液晶分子Lの回転方向が異なることが生じる。このように回転方向が場所によって異なる現象がディスクリネーションである。回転方向が異なる境界部分においては、液晶分子Lが所望でない方向に回転し、あるいは回転できないために、透過率が低下し、目視で境界線が認識されることがあり、これらが、転傾線、あるいは転傾欠陥といわれ、あるいは単にこれをディスクリネーションといわれることがある。図4では、ディスクリネーションが生じる領域をDで示してある。
In this way, when an electric field is applied to rotate the liquid crystal molecules L in a desired direction, at the right edge portion of the
図4において、領域Dはどのような領域かを見ると、スリット43の縁のエッジ部分である。詳しく述べれば、スリット43の法線方向が、液晶分子Lの初期配向方向、すなわちラビング方向R−Rと一致するところから、さらに時計方向回りに90°の角度をなすところまでの範囲である。図4のこの範囲においては、電界がかけられると、液晶分子Lが時計方向に回転して、エッジ部分の縁に直交するようになるが、これ以外の領域においては、液晶分子Lは反時計方向に回転して、スリット43の縁に直交する。換言すれば、スリット43のエッジ部分のディスクリネーションが生じる領域Dは、スリット43のエッジ部分の法線方向がラビング方向R−Rと一致するところから、さらに時計方向回りに90°の角度をなすところまでの範囲である。
In FIG. 4, the region D is an edge portion of the edge of the
換言すれば、図4のように、スリット43のように開口部の端部が円弧状になる場合においては、ディスクリネーションの発生する領域Dは、図4のような角度関係、すなわち、スリット43の長手方向端部の延びる方向がラビング方向R−Rとなす傾斜角度が正方向、すなわち反時計方向回りの角度であるときは、スリット43の長手方向の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形について反時計方向に回って数えたときの第2象限部分と第4象限部分である。また、傾斜角度が負方向、すなわち時計方向回りの角度であるときは、この円形の第1象限部分と第3象限部分である。
In other words, as shown in FIG. 4, when the end of the opening has an arc shape like the
また、図4と異なり、共通電極が櫛歯状形状をなして、透明導電材料部分の櫛歯先端部が円弧状になる場合にも、その円弧状のエッジ部分の法線方向がラビング方向R−Rと一致するところから、さらに時計方向回りに90°の角度をなすところまでの範囲でディスクリネーションが生じる。したがって、この場合には、ディスクリネーションの発生する領域Dは、透明導電材料の長手方向端部の延びる方向がラビング方向R−Rとなす傾斜角度が正方向、すなわち反時計方向回りの角度であるときは、透明導電材料の長手方向の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形について反時計方向に回って数えた第4象限部分である。また、傾斜角度が負方向、すなわち時計方向回りの角度であるときは、この円形の第1象限部分である。これを、櫛歯状形状の開口部についての円形で述べれば、ディスクリネーションの発生する領域は、開口部の長手方向端部の延びる方向がラビング方向R−Rとなす傾斜角度が正方向、すなわち反時計方向回りの角度であるときは、開口部の長手方向の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形について反時計方向に回って数えた第2象限部分である。また、傾斜角度が負方向、すなわち時計方向回りの角度であるときは、この円形の第3象限部分である。 Unlike FIG. 4, even when the common electrode has a comb-like shape and the tip portion of the transparent conductive material portion has an arc shape, the normal direction of the arc-shaped edge portion is the rubbing direction R. Disclination occurs in the range from the point where it coincides with −R to the point where it forms an angle of 90 ° clockwise. Therefore, in this case, the disclination region D has an inclination angle that the direction in which the end portion of the transparent conductive material extends in the longitudinal direction and the rubbing direction RR is a positive direction, that is, an angle that is counterclockwise. In some cases, it is the fourth quadrant that is counted by turning counterclockwise about a circle with the longitudinal direction of the transparent conductive material as the X axis and the vertical direction as the Y axis. Further, when the inclination angle is a negative direction, that is, an angle in the clockwise direction, this is the circular first quadrant portion. If this is described in a circular shape with respect to the comb-shaped opening, the disclination-generating region has a positive inclination angle formed by the extending direction of the longitudinal end of the opening with the rubbing direction RR, That is, when the angle is counterclockwise, it is the second quadrant that is counted by turning counterclockwise about a circle with the longitudinal direction of the opening as the X axis and the vertical direction as the Y axis. Further, when the inclination angle is a negative direction, that is, an angle in the clockwise direction, this is the circular third quadrant portion.
次に、本発明に係る実施の形態の開口部電極形成マスクについて説明する。開口部電極マスクは、図2で説明した共通電極42におけるスリット43を形成するための露光マスクである。この露光マスクは、図1で説明したFFS絶縁膜40の上に共通電極42を例えばウェットエッチング技術によって所定の形状とするために用いられるものである。所定の形状とは、上記の例では、サブ画素ごとの矩形形状に複数のスリットが開けられたものである。つまり、素子側基板に全面に形成された共通電極用透明導電材料膜を、サブ画素ごとの矩形形状に形成し、さらにその矩形形状の中に複数のスリットを開けるために、開口部電極形成マスクが用いられる。
Next, the opening electrode formation mask according to the embodiment of the present invention will be described. The opening electrode mask is an exposure mask for forming the
実際の工程の例としては、次のような手順をとることができる。すなわち、FFS絶縁膜40の膜形成工程の後に、共通電極42を構成する透明導電材料膜の膜形成工程がなされ、その上に感光性フォトレジストを例えば塗布等で覆うレジスト工程がなされ、この後に、開口部電極形成マスクを用いた露光工程が行なわれる。露光工程に続いて、感光性レジストの現像工程が行われ、ここで、感光性レジストは、ちょうど共通電極42の形状に対応した形状のパターンに形成される。そして、この感光性レジストをエッチングマスクとして、共通電極用透明導電材料膜のエッチング工程が行われる。こうして、共通電極用透明導電材料膜が所定の共通電極42の形状に形成される。その後、用済みとなった感光性レジストの剥離工程が行われる。
As an example of an actual process, the following procedure can be taken. That is, after the film forming process of the
図5から図8を用いて開口部電極形成マスクの例を説明する。図5は、スリット型形状の開口部を形成する場合の開口部電極形成マスク110を示し、図6は、櫛歯型形状の開口部を形成する場合の開口部電極形成マスク130を示す。図7、図8は、開口部電極形成マスクにおいて、後述する補正パターン部の様子を示す図である。
An example of the opening electrode formation mask will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows an opening
なお、ここでは、比較のために、従来技術の開口部電極形成マスク100,120を合わせて示してある。また、開口部電極形成マスク110,130は、例えば、液晶表示装置の素子側基板の全体に渡る面積を一括露光することができるように、十分な大きさの面積を有するものであるが、図5、図6では、サブ画素1つに相当する部分を示してある。また、説明を容易にするために、開口部の形状、寸法を単純化してある。
Here, for comparison, the opening
図5は、上記のようにスリット型形状の開口部を形成するための開口部電極形成マスク110の1サブ画素分の様子を示す図である。ここで、スリット型形状とは、開口部の形状として、長手方向の両端部がそれぞれ閉じている細長い溝状開口部を複数分離して配置されるものである。
FIG. 5 is a diagram showing a state of one sub-pixel of the opening
図5(a)の従来技術の開口部電極形成マスク100で説明すると、非透光パターン102は、1サブ画素に対応する矩形形状を有し、その中に透光パターン104が細長い溝状として、長手方向を互いに平行として、複数設けられる。この開口部電極形成マスク100を用いて露光を行うと、透光パターン104の部分を光が通過し、感光性レジストが透光パターン104の形状に露光される。感光性レジストは、露光されると、その特性が変化するので、適当な現像液を用いることで、露光部分を除去することができ、これによって、感光性レジストが透光パターン104と同じ形状に形成される。すなわち、透光パターン104と同じ形状に感光性レジストに開口部が形成される。このようにして開口部が形成された感光性レジストを用いて、共通電極用透明導電材料膜をエッチングすることで、感光性レジストの開口部に対応する形状に共通電極が形成される。
5A, the
このように、図5の例では、透光パターン104が共通電極の開口部の形状となっている。勿論、レジストの種類を変更することで、共通電極の開口部の形状を非透光パターンとすることもできる。
Thus, in the example of FIG. 5, the
従来技術の開口部電極形成マスク100を用いると、上記のように、開口部の細長い溝形状において、その長手方向の端部であるエッジ部分が、丸みを帯びてラウンド形状あるいは円弧状の形状となる。この円弧状形状のためにディスクリネーションが生じる。
When the opening
実施の形態に係る開口部電極形成マスク110は、従来技術の開口部電極形成マスク100の透光パターン104と同じ透光パターン114を基本パターン部として、さらに、ディスクリネーションの発生する箇所に補正パターン部である部分補正用の透光パターン116,118を有する。すなわち、透光パターンとしては、基本パターン部として細長い溝状形状の透光パターン114と、補正パターン部として細長い溝状形状の長手方向の両端部のそれぞれの部分を拡張する透光パターン116,118とを有する。
In the opening
補正パターン部としての透光パターン116,118は、ディスクリネーションが発生する部分に設けられる。すなわち、上記のように、開口部の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、開口部の長手方向の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第2象限部分と第4象限部分に、また、傾斜角度が負方向の角度であるときは、円形の第1象限部分と第3象限部分に、補正パターン部としての透光パターン116,118が設けられる。
The
図7は、補正パターンとしての透光パターン116の部分の詳細図である。なお、補正パターン部のもう一方の透光パターン118の部分も同様の内容を有するので、ここでは、透光パターン116の部分で代表させて説明する。図7においては、非透光パターン102が斜線で示されており、斜線が付されていない部分が透光パターン114,116である。
FIG. 7 is a detailed view of a portion of the
図7に示されるように、補正パターン部としての透光パターン116は、基本パターン部としての透光パターン114の右下隅を拡張するようにして設けられる。この右下隅は、上記の円形の第4象限部分に対応するもので、基本パターン部としての透光パターン114の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度の場合である。透光パターン114の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が負方向の角度の場合には、補正パターン部としての透光パターン116は、基本パターン部としての透光パターン114の右上隅、すなわち、上記の円形の第1象限を拡張するようにして設けられる。
As shown in FIG. 7, the
補正パターン部としての透光パターン116は、基本パターン部の透光パターン114の右下隅に角形状で拡張されるようにして設けられる。その角形状は、中心線の傾きが、透光パターン114の長手方向に対し約45度で、中心線に沿った幅寸法B、長手方向の延び寸法Cは、いずれも、基本パターン部の透光パターン114の幅寸法Aよりも小さい。
The
寸法の一例を上げると、エッチング後に形成される共通電極のスリットの幅Sを約4.0μmとするときは、透光パターン114の幅寸法Aを約3.4μmとすることができ、この場合、補正パターン部としての透光パターン116の延び寸法Cを約1.75μm、幅寸法Bを約1.4μmとすることができる。
As an example of dimensions, when the width S of the slit of the common electrode formed after etching is about 4.0 μm, the width dimension A of the
高精細な液晶表示装置においては、基本パターン部の透光パターン114の幅寸法Aは、露光装置の解像度の限度近くの最小寸法に設定されることが多い。したがって、通常では、開口部電極形成マスクのパターンの最小寸法は、露光装置の解像度を超えて小さくしても、所望の寸法、形状に露光することができない。ここで、光近接効果を利用することで、露光装置の解像度以下の微細パターンを得ることができる。これは、露光装置の解像度の限度近くの基本パターン部の周辺部に、光の回折等を考慮した形状、寸法の補正パターン部を設けることで、基本パターン部の周辺部の形状を補正し、露光装置の解像度以上の精度のパターンを形成できることに基づく。図7の例では、基本パターン部である透光パターン114のみでは、露光装置の解像度の限界によって、露光パターンがその長手方向の端部において円弧状になるが、補正パターン部である微細な透光パターン116を設けることで、円弧状形状を補正して、かなり矩形に近い露光パターンとすることができる。
In a high-definition liquid crystal display device, the width dimension A of the light-transmitting
したがって、光近接効果を利用するため、補正パターン部である透光パターン116の寸法は、基本パターン部である透光パターン114の最小寸法よりも小さく設定される。上記の例で、露光装置の分解能が約3μmとすれば、基本パターン部である透光パターン114の最小寸法を露光装置の分解能の約3μmよりも大きい約3.4μmとし、補正パターン部としての透光パターン116の最小寸法を露光装置の分解能の約3μmより小さい約1.4μmとすることができる。
Therefore, in order to use the optical proximity effect, the dimension of the
このような開口部電極形成マスクは、一般的な露光マスクの製造方法に従って、基本パターン部である透光パターン114の最小寸法を露光装置の解像度の許容範囲とし、透光パターン114の長手方向の端部に、露光装置の解像度を超える小さな寸法を有する補正パターン部である透光パターン116を設けるように透光パターンを形成したものを用いることができる。
In such an opening electrode forming mask, in accordance with a general exposure mask manufacturing method, the minimum dimension of the light-transmitting
ここで、図6に戻ると、図6は、上記のように櫛歯型形状の開口部を形成するための開口部電極形成マスク130の1サブ画素分の様子を示す図である。ここで、櫛歯型形状とは、開口部の形状として、長手方向の一方側端部が閉じており、他方側端部で開いているもので、開いている部分が開口部となり、複数の開口部をその長手方向が平行となるように配置すると、それぞれの一方側端部が閉じているので、開口部でない部分の形状が、一方端で接続された櫛歯状となるものである。
Here, returning to FIG. 6, FIG. 6 is a diagram showing a state of one sub-pixel of the opening
図6(a)は、比較のために示した従来技術の櫛歯型形状を有する開口部電極形成マスク120である。ここでは、非透光パターン122が櫛歯状形状を有していることが示されている。ここで、開口部は透光パターン124で示され、その長手方向の他方側端部126が開いており、一方側端部128が閉じている。非透光パターン122でいえば、透光パターン124とほぼ同じ形状の細長い腕部パターンが一方側端部128に対応するところで接続された形状となっている。この細長い腕部パターンの部分は、開口部と対比するときに、開口部をスペースとして、一般にラインと呼ばれることがある。
FIG. 6A shows an opening
このように、図6の例では、透光パターン124が共通電極の開口部の形状となっている。勿論、レジストの種類を変更することで、共通電極の開口部の形状を非透光パターンとすることもできる。
Thus, in the example of FIG. 6, the
従来技術の開口部電極形成マスク120を用いると、上記のように、開口部の細長い溝形状において、その長手方向の端部であるエッジ部分が、丸みを帯びてラウンド形状あるいは円弧状の形状となる。具体的には、透光パターン124の一方側端部128において、ラウンド形状あるいは円弧状の形状となる。また、非透光パターン122の細長い腕部の長手方向の端部であるエッジ部分が、丸みを帯びてラウンド形状あるいは円弧状の形状となる。この非透光パターン122の丸みを帯びる部分は、透光パターン124の他方側端部126に対応する部分である。これらの円弧状形状のためにディスクリネーションが生じる。
Using the prior art opening
実施の形態に係る開口部電極形成マスク130は、従来技術の開口部電極形成マスク120の透光パターン124と同じ透光パターン134を基本パターン部として、さらにディスクリネーションの発生する箇所に補正パターン部を有する。すなわち、透光パターンとしては、基本パターン部として細長い溝状形状の透光パターン134と、補正パターン部として、細長い溝状形状の長手方向の一方側端部138の部分を拡張する部分補正用パターン142と、他方側端部136の部分を縮小する部分補正用パターン140とを有する。これを非透光パターン132の観点から見ると、部分補正用パターン140は、基本パターン部である非透光パターン132を拡張するものである。このように、補正パターン部は、ディスクリネーションが発生しないように、基本パターン部の開口部を拡張または縮小するものとして設けられる。
The opening
補正パターン部としての部分補正用パターン140,142は、ディスクリネーションが発生する部分に設けられる。すなわち、上記のように、透光パターン134の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、開口部である透光パターン134の長手方向の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第2象限部分に、また、傾斜角度が負方向の角度であるときは、円形の第3象限部分に、補正パターン部として、透光パターン134を拡張するような部分補正用パターン142が設けられる。
The
一方、非透光パターン132については、長手方向に延びる細長い腕部の端部において、傾斜角度が正方向の角度であるときは円形の第4象限部分に、傾斜角度が負方向の角度であるときは円形の第1象限に、非透光パターン132を拡張するような部分補正用パターン140が設けられる。
On the other hand, with respect to the
このように、櫛歯型形状の開口部の場合には、補正パターン部としては、透光パターン134を拡張する部分補正用パターン142と、透光パターン134を縮小し非透光パターン132を拡張する部分補正用パターン140とが設けられる。前者の形状の詳細は、図7において説明したものと同じ内容であるが、後者の形状は、非透光パターン132の拡張にも相当するため、図7と異なる内容となる。
As described above, in the case of the comb-shaped opening, as the correction pattern portion, the
図8は、補正パターンとしての部分補正用パターン140の部分の詳細図である。図8においては、非透光パターン132が斜線で示されており、斜線が付されていない部分が透光パターン134である。
FIG. 8 is a detailed view of a portion of the
図8に示されるように、補正パターン部としての部分補正用パターン140は、基本パターン部としての非透光パターン132の右下隅を拡張するようにして設けられる。この右下隅は、上記の円形の第4象限部分に対応するもので、基本パターン部としての非透光パターン132の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度の場合である。非透光パターン132の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が負方向の角度の場合には、補正パターン部としての部分補正用パターン140は、基本パターン部としての非透光パターン132の右上隅、すなわち、上記の円形の第1象限を拡張するようにして設けられる。
As shown in FIG. 8, the
補正パターン部としての部分補正用パターン140は、基本パターン部の非透光パターン132の右下隅に角形状で拡張されるようにして設けられる。その角形状は、中心線の傾きが、非透光パターン132の長手方向に対し約45度で、中心線に沿った幅寸法I、長手方向の延び寸法Jは、いずれも、基本パターン部の非透光パターン132の幅寸法Hよりも小さい。
The
寸法の一例を上げると、エッチング後に形成される共通電極の細長い腕部の幅、すなわちラインの幅寸法Wを約3.0μmとするときは、非透光パターン132の幅寸法Hは約3.6μmとすることができ、この場合、補正パターン部としての部分補正用パターン140の延び寸法Jを約1.5μm、幅寸法Iを約1.4μmとすることができる。
As an example of the dimension, when the width of the elongated arm portion of the common electrode formed after etching, that is, the width dimension W of the line is about 3.0 μm, the width dimension H of the
図7に関連して説明したように、光近接効果を利用することで、露光装置の解像度以下の微細パターンを得ることができ、図8の例では、基本パターン部である透光パターン134、あるいは非透光パターン132のみでは、露光装置の解像度の限界によって、露光パターンがその長手方向の端部において円弧状になるが、補正パターン部である微細な部分補正用パターン140を設けることで、円弧状形状を補正して、かなり矩形に近い露光パターンとすることができる。
As described with reference to FIG. 7, by using the optical proximity effect, it is possible to obtain a fine pattern below the resolution of the exposure apparatus. In the example of FIG. Alternatively, with only the non-light-transmitting
したがって、光近接効果を利用するため、補正パターン部である部分補正用パターン140の寸法は、基本パターン部である透光パターン134、あるいは非透光パターン132の最小寸法よりも小さく設定される。上記の例で、露光装置の分解能が約3μmとすれば、基本パターン部である非透光パターン132の最小寸法を露光装置の分解能の約3μmよりも大きい約3.6μmとし、補正パターン部としての部分補正用パターン140の最小寸法を露光装置の分解能の約3μmより小さい約1.4μmとすることができる。
Therefore, in order to use the optical proximity effect, the size of the
このような開口部電極形成マスクは、図5、図7で説明したように、一般的な露光マスクの製造方法に従って、基本パターン部の最小寸法を露光装置の解像度の許容範囲とし、基本パターン部の長手方向の端部に、露光装置の解像度を超える小さな寸法を有する補正パターン部を形成したものを用いることができる。 As described with reference to FIGS. 5 and 7, such an opening electrode forming mask has a basic pattern portion having a minimum dimension of the basic pattern portion within an allowable range of the resolution of the exposure apparatus in accordance with a general exposure mask manufacturing method. The correction pattern portion having a small dimension exceeding the resolution of the exposure apparatus can be used at the end in the longitudinal direction.
10 液晶表示装置、20 素子側基板、22,62 ガラス基板、24 半導体層、26 ゲート絶縁膜、28 ゲート電極、29 共通電極配線、30 層間絶縁膜、32,33 ソース・ドレイン配線、34 共通電極接続部、35 データライン、36 絶縁膜、38 画素電極、40 FFS絶縁膜、42 共通電極、43 スリット、50 液晶分子、60 対向側基板、64 ブラックマトリクス、66 カラーフィルタ、80 スイッチング素子、100,110,120,130 開口部電極形成マスク、102,122,132 非透光パターン、104,114,116,118,124,134 透光パターン、126,136 他方側端部、128,138 一方側端部、140,142 部分補正用パターン。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記開口部電極の前記開口部の形状に対応する透光パターンまたは非透光パターンを有する基本パターン部と、
前記開口部の形状の長手方向端部の部分に対応して、前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張または縮小する部分補正用のパターンである補正パターン部と、
を有することを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。 Used for manufacturing a liquid crystal display device in which a pair of electrodes for driving the liquid crystal molecules is provided on one of a pair of substrates opposed via liquid crystal molecules, and at least one side electrode of the pair of electrodes has an opening. Is an opening electrode forming exposure mask for forming an opening electrode,
A basic pattern portion having a light-transmitting pattern or a non-light-transmitting pattern corresponding to the shape of the opening of the opening electrode;
A correction pattern portion that is a partial correction pattern that expands or reduces the light-transmitting pattern or the non-light-transmitting pattern of the basic pattern portion in correspondence with the longitudinal end portion of the shape of the opening,
An exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device, comprising:
前記開口部の形状は、前記長手方向の両端部がそれぞれ閉じている細長い溝状開口部を複数分離して配置されるスリット型形状であり、
前記補正パターン部は、
前記スリット型形状の長手方向の両端部のそれぞれの部分に対応して、前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンであることを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。 The exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1,
The shape of the opening is a slit-type shape in which a plurality of elongated groove-like openings that are closed at both ends in the longitudinal direction are arranged separately,
The correction pattern portion is
A liquid crystal display device manufacturing method comprising: a partial correction pattern for extending a light transmitting pattern or a non-light transmitting pattern of the basic pattern portion corresponding to each portion of both ends in the longitudinal direction of the slit shape Exposure mask.
前記開口部の形状は、前記長手方向の一方側端部が閉じており、他方側端部で開いている櫛歯型形状であり、
前記補正パターン部は、
前記一方側端部の部分に対応して前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張し、前記他方側端部の部分に対応して前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンであることを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。 The exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1,
The shape of the opening is a comb-like shape in which one end in the longitudinal direction is closed and the other end is open,
The correction pattern portion is
The light transmitting pattern or the non-light transmitting pattern of the basic pattern portion is extended corresponding to the portion on the one side end portion, and the light transmitting pattern or the non light transmitting surface of the basic pattern portion is extended to correspond to the portion on the other side end portion. An exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the exposure mask is a partial correction pattern for reducing an optical pattern.
前記補正パターン部は、
前記長手方向端部の延びる方向が前記液晶分子を初期配向するラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、
前記長手方向の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第2象限部分と第4象限部分とに対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンが設けられ、
前記傾斜角度が負方向の角度であるときは、
前記円形の少なくとも第1象限部分または第3象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンが設けられることを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。 The exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 2,
The correction pattern portion is
When the direction in which the end in the longitudinal direction extends and the angle of inclination formed with the rubbing direction for initial alignment of the liquid crystal molecules is a positive angle,
A translucent pattern or a non-translucent pattern is extended to the end portions in the longitudinal direction corresponding to the circular second quadrant portion and fourth quadrant portion with the longitudinal direction extending as the X axis and the vertical direction as the Y axis. A partial correction pattern is provided,
When the tilt angle is a negative angle,
A partial correction pattern for extending a translucent pattern or a non-translucent pattern is provided at the end in the longitudinal direction corresponding to at least the first quadrant or the third quadrant of the circle. Exposure mask.
前記補正パターン部は、
前記長手方向端部の延びる方向が前記液晶分子を初期配向するラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、
前記長手方向の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第4象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンが設けられ、
前記傾斜角度が負方向の角度であるときは、
前記円形の第1象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンが設けられることを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。 The exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 3,
The correction pattern portion is
When the direction in which the end in the longitudinal direction extends and the angle of inclination formed with the rubbing direction for initial alignment of the liquid crystal molecules is a positive angle,
A partial correction pattern for reducing the translucent pattern or the non-translucent pattern is provided at the end in the longitudinal direction corresponding to the circular fourth quadrant having the longitudinal direction as the X axis and the vertical direction as the Y axis. And
When the tilt angle is a negative angle,
An exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device, wherein a partial correction pattern for reducing a translucent pattern or a non-translucent pattern is provided at an end in the longitudinal direction corresponding to the circular first quadrant.
前記補正パターン部は、
前記基本パターン部の最小パターン寸法よりも小さいパターン寸法を有することを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。 In the exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 4 or 5,
The correction pattern portion is
An exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device having a pattern size smaller than a minimum pattern size of the basic pattern portion.
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