JP3774570B2 - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関し、より特定的には、アクティブマトリクス型の液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、フラットパネルディスプレイの1つとして、アクティブマトリクス型の液晶表示装置が知られている。アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、液晶パネルの各画素ごとに能動素子を付加したものである。この能動素子として、薄膜トランジスタ集積装置(以下TFTと記す)が用いられる。
【0003】
このようなアクティブマトリクス型の液晶表示装置における各画素ごとのTFTの製造工程において、各レイヤーのパターンを形成する際、写真製版加工工程が用いられる。この写真製版加工工程においては、一括露光方式もしくは分割露光方式が用いられる。ここで、一括露光方式とは、フォトレジストを露光する際、大型ミラープロジェクター型露光機を用いて液晶表示装置のパネル全体を一括して露光する方法である。一方、分割露光方式とは、分割露光装置を用いて液晶表示装置のパネルをいくつかの領域に分けて露光する方式である。
【0004】
この一括露光方式は、露光工程が1回で済むために露光時間が短いという利点を有する。しかし、フォトマスクのサイズが大きいため、各レイヤー間でのフォトマスクの重ね合わせ精度を高く保つことが困難であり、また、液晶表示装置のパネルサイズが大きくなるにつれ、所定のパターンを精度よく形成することが困難になるという欠点を有している。
【0005】
一方、分割露光方式は、フォトマスクにレチクルを用いるため、所定のパターンを比較的精度よく得ることができる。しかし、分割露光方式においては、分割露光領域の中心座標の位置決め精度は高いが、一方で、分割露光領域の周辺部においては、フォトマスクの回転や歪みなどの影響により、比較的パターンの精度が分割露光領域の中心部のパターンの精度よりも劣ることがあった。また、分割露光領域の周辺部における隣接した分割露光領域との境界部でのパターンのつなぎ精度が最大で約1μm程度と大きく、製造ばらつきなどにより分割露光領域間の境界部でのパターンのずれやパターンの重ね合わせ精度の悪化などの問題が発生していた。
【0006】
ここで、たとえば、液晶に印加する電界の方向が基板に対してほぼ平行となる横方向電界方式の液晶表示装置では、液晶を駆動するため、高い電界強度が必要である。具体的には、電極にたとえば5Vの電圧を印加する場合には、電極間の間隔を4〜6μm程度と非常に狭くしなければ必要な電界強度を確保し、液晶を十分に駆動することはできない。このため、電極間隔のばらつきは電界強度のばらつきを引き起こし、この電界強度のばらつきは、液晶に電界を印加した際の液晶分子の配向特性のばらつきを引き起こす。そして、このような液晶分子の配向特性のばらつきは、そのまま液晶表示面の明るさのばらつきを引き起こす。このため、横方向電界方式の液晶表示装置の製造においては、上記のような狭い間隔の電極を精度よく形成することが重要な課題となる。
【0007】
また、液晶表示装置のパネルの大型化とともに、表示画像の高精細化が大きな課題となってきている。このため、画素のサイズを小さくする必要があるが、これに伴って、電極間隔も狭くする必要がある。このように電極間隔が狭くなるほど、電極間隔の変動量に対する電界強度の変化量が大きくなり、その結果、液晶表示面の明るさのばらつきも大きくなる。
【0008】
ここで、図28は、横方向電界方式の液晶表示装置における電極間隔のばらつきと輝度の変化率との関係を示すグラフである。図28を参照して、電極間隔のばらつきが大きくなるのに従って、輝度の変化率も増大している。
【0009】
このため、たとえば液晶表示装置の画素における2つの電極をそれぞれ別のレイヤーで形成する場合には、分割露光領域ごとにレイヤー間でのパターンの重ね合わせのずれ量がばらつくため、分割露光領域ごとに電極間隔が変動することがあった。このように、分割露光領域ごとに電極間隔が変動する場合には、分割露光領域ごとに液晶表示面の輝度が異なる。この結果、この輝度の変化が分割露光領域の境界部において視認されてしまうという問題が発生していた。
【0010】
また、液晶表示装置の画素における2つの電極を、同一のレイヤーにおいて同時に形成する場合には、上記のようなパターンの重ね合わせのずれ量のばらつきに起因する電極間隔の変動という問題は発生しない。しかし、分割露光機の露光エネルギーの変動など製造工程のばらつきにより、やはり電極間隔が分割露光領域ごとに異なる場合がある。このような場合にも、分割露光領域ごとに輝度が変動するため、分割露光領域間の境界部において、その輝度の変化が視認されてしまうという問題が発生していた。
【0011】
このように、輝度の変化により、分割露光領域の境界部が画面表示とは無関係な線として視認されてしまう場合、この視認される程度によっては液晶表示装置は不良品となり、液晶表示装置の歩留り低下の原因となっていた。なお、このような問題は、液晶に印加する電界の方向が基板とほぼ平行な方向となる横方向電界方式の液晶表示装置固有の問題である。
【0012】
また、分割露光領域間の境界部において、画素の寄生容量を決定するレイヤー間の重ね合わせにずれが発生するような場合には、この境界部で画素の寄生容量が他の領域の画素の寄生容量と比べて変化することになる。このような画素の寄生容量の変化は液晶に印加される実効電圧の変化を引き起こし、この結果、境界部における画素の光の透過率の変化(輝度の変化)を引き起こす。この光の透過率の変化はわずかであっても、境界部に沿ってこの透過率の変化が一様に発生するため、上記境界部が視認されてしまう場合がある。この場合も、程度によっては液晶表示装置が不良品と認定されて液晶表示装置の歩留り低下の原因となっていた。なお、この現象は、液晶に印加する電界の方向が基板に対してほぼ平行な場合およびほぼ垂直な場合の両方式の液晶表示装置において発生する。
【0013】
以上のような分割露光領域間の境界部が視認されてしまうという問題を解決するため、さまざまな手法が提案されている。たとえば、特開平2−143513号公報および特開平2−143514号公報においては、分割露光を行なう際に、隣接する分割露光領域が境界共有領域を有し、この境界共有領域内における個々の画素に対応する微細パターンがより近い方の分割露光領域に、より大きい確率により属し、かつ乱数配列的に配置されることを特徴とするマスクパターンの作成方法が提案されている。これにより、従来のように分割露光領域間の境界領域に沿った規則的、連続的なパターンのずれの発生を防止し、この境界領域がムラとして認識されることを防止できるとしている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
TFTを用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置が高精細化、高開口率化するに従い、電極などのパターン幅は狭くなってきている。そして、パターンのずれ幅の変動が、液晶画面の輝度に対して与える影響はますます大きくなってきている。そのため、分割露光領域ごとに輝度のばらつきも大きくなってきている。このため、上記特開平2−143513号公報および特開平2−143514号公報において提案されているマスクパターンの作成方法を用いる場合には、分割露光領域間での輝度の変動が大きくなるにつれ、境界共有領域の幅をより大きくする必要がある。
【0015】
このように境界共有領域の幅が大きくなると、分割露光に用いるマスクの枚数およびサイズを同一とした場合には、最終的に露光によりパターンを転写できる面積が小さくなる。このため、液晶表示装置のサイズなどによっては、分割露光領域の数およびマスクパターン数を増加させなければならない。このように分割露光領域の数が増加する場合には、露光工程数が増大することになり、工期の延長などに伴って製造コストが増大するという問題が発生する。そして、液晶表示装置が大画面化するに従って、上記のような問題はますます深刻になってきている。
【0016】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の1つの目的は、低コストで、かつ、分割露光方式における分割露光領域間の境界部が視認されることを防止することが可能な液晶表示装置の製造方法を提供することである。
【0017】
本発明のもう1つの目的は、低コストで生産することができ、かつ、分割露光方式を用いた場合の分割露光領域間の境界部が視認されることを防止することが可能な液晶表示装置を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
この発明の一の局面における液晶表示装置の製造方法では、複数の画素を形成すべき基板上にレジスト膜を形成する。第1のマスクを用いて、レジスト膜の一部を構成する第1領域を露光することにより、レジスト膜の第1領域に第1のマスクパターンを転写する。第2のマスクを用いて、レジスト膜の第1領域に部分的に重なって隣接する第2領域を露光することにより、レジスト膜の第2領域に第2のマスクパターンを転写する。第1のマスクパターンを転写する工程は、第1および第2領域が重なった境界共有領域に位置する1画素内の画素電極形成領域の一部分に第1のマスクパターン部分を転写する工程を含む。第2のマスクパターンを転写する工程は、1画素内の画素電極形成領域の他の部分に第2のマスクパターン部分を転写する工程を含む。
【0019】
このため、境界共有領域において、第1のマスクパターン部分に基づいて形成される構造と第2のマスクパターン部分に基づいて形成される構造とを有する画素(以下、二重パターン画素と記す)を形成することができる。このため、第1のマスクパターンのみを用いて形成される画素の光の透過率と、第2のマスクパターンのみを用いて形成される画素の光の透過率とが異なる場合にも、この境界共有領域における二重パターン画素の光の透過率は、第1のマスクパターンと第2のマスクパターンとから両方の影響を受けることになるので、この境界共有領域における二重パターン画素の光の透過率は、第1のマスクパターンのみを用いて形成された画素の光の透過率と第2のマスクパターンのみを用いて形成された画素の光の透過率との中間の値を示す。このため、境界共有領域における第1領域側から第2領域側へと配列された画素の光の透過率の変化が従来より滑らかなものとなる。そのため、第1および第2のマスクパターンの境界部が視認されることを防止しながら、境界共有領域の幅を従来よりも狭くすることができる。この結果、分割露光において用いるマスクの枚数およびサイズを同一とした場合に、より面積の大きな表示部を有する液晶表示装置を製造することが可能となる。また、品種によっては、分割露光領域の数を削減することが可能となり、生産工程を簡略化することができる。この結果、生産コストを低減することができる。
【0020】
また、境界共有領域における二重パターン画素の光の透過率を、第1のマスクパターンのみを用いて形成された画素の光の透過率と、第2のマスクパターンのみを用いて形成された画素の光の透過率との中間の値にすることができるので、境界共有領域における第1領域側から第2領域側へと配列された画素において、その光の透過率を滑らかに変化させることができる。このため、境界共有領域における画素の光の透過率の変化が視認されることを有効に防止することができる。この結果、境界共有領域における画素の光の透過光の変化が視認されることに起因して、液晶表示装置が不良品となることを防止でき、液晶表示装置の製造歩留りを向上させることができる。
【0021】
上記一の局面における液晶表示装置の製造方法では、境界共有領域が、1画素内の画素電極形成領域が第1のマスクパターン部分が転写される部分と第2のマスクパターン部分が転写される部分とに分割される複数の分割画素を含んでいてもよく、複数の分割画素は、境界共有領域においてランダムに配置されていてもよい。
【0022】
ここで、分割画素の光の透過率は、第1のマスクパターンのみを用いて形成された画素の光の透過率と第2のマスクパターンのみを用いて形成された画素の光の透過率との中間の値を示す。そして、この分割画素が、境界共有領域においてランダムに配置されることにより、第1領域と第2領域との間で、それぞれの領域における画素の光の透過率が異なる場合にも、第1領域と第2領域との境界部において光の透過率がステップ的に変化することを防止できるので、この第1領域と第2領域との境界部が視認されることを有効に防止することができる。
【0023】
上記一の局面における液晶表示装置の製造方法では、境界共有領域が、1画素内の画素電極形成領域が第1のマスクパターン部分が転写される部分と第2のマスクパターン部分が転写される部分とに分割される複数の分割画素を含んでいてもよく、境界共有領域のほぼ中央に位置し、境界共有領域を第1のマスクパターン側と第2のマスクパターン側とに分割する境界線を中心として、境界線から離れるほど分割画素の密度が小さくなっていてもよい。
【0024】
このため、第1領域と第2領域の境界部となる境界線において、第1のマスクパターンを用いて形成された画素の光の透過率と第2のマスクパターンを用いて形成された画素の光の透過率との中間の値となる光の透過率を有する分割画素を大きな密度で配置することができるので、第1領域と第2領域とにおける画素の光の透過率に差がある場合にも、第1領域と第2領域との境界部において光の透過率がステップ的に変化することを防止できるので、第1領域と第2領域との境界部が視認されることを有効に防止できる。
【0025】
上記一の局面における液晶表示装置の製造方法では、第1のマスクパターン部分が転写される部分の1画素での平面外形と第2のマスクパターン部分が転写される部分の1画素での平面外形とがほぼ同一であってもよい。
【0026】
上記一の局面における液晶表示装置の製造方法では、境界共有領域が、1画素内の画素電極形成領域が第1のマスクパターン部分が転写される部分と第2のマスクパターン部分が転写される部分とに分割される複数の分割画素を含んでいてもよく、第1のマスクパターン部分が転写される部分の1画素での平面外形と第2のマスクパターン部分が転写される部分の1画素での平面外形とが、複数の分割画素の間でそれぞれ異なっていてもよい。
【0027】
このため、複数の分割画素の間において、その分割画素における光の透過率に対する、第1のマスクパターン部分と第2のマスクパターン部分との寄与率の割合を変化させることができる。この結果、第1領域と第2領域とにおける画素の光の透過率に差がある場合に、複数の分割画素の間で、その光の透過率を変化させることができる。その結果、境界共有領域における画素の光の透過率の変化をより滑らかにすることができる。
【0028】
上記一の局面における液晶表示装置の製造方法では、境界共有領域において、1画素内の画素電極形成領域が第1のマスクパターンの中心に近い領域ほど、分割画素における第1のマスクパターン部分が転写される部分の面積が、第2のマスクパターン部分が転写される部分の面積より大きくなっていてもよい。
【0029】
このため、境界共有領域において、第1のマスクパターンの中心に近い領域に位置する分割画素ほど、その分割画素の光の透過率に対する第1のマスクパターン部分の寄与率を大きくすることができる。そのため、境界共有領域において、第1領域側から第2領域側に配列された各画素の光の透過率の変化をより滑らかにすることができる。この結果、第1領域と第2領域との境界部が視認されることをより有効に防止できる。
【0030】
また、分割画素をランダムに配置する必要がないため、分割画素をランダムに配置するフォトマスクと比較して、フォトマスクの作成および修正改良を容易に行なうことができる。
【0031】
上記一の局面における液晶表示装置の製造方法では、第2のマスクパターンを転写する工程が、境界共有領域のほぼ中央に位置し境界共有領域を第1のマスクパターン側と第2のマスクパターン側とに分割する境界線とほぼ平行な方向に沿って、第1のマスクパターン部分が転写される部分と第2のマスクパターン部分が転写される部分とに分割される複数の分割画素を形成する工程を含んでいてもよく、複数の分割画素において、第2のマスクパターン部分が転写される部分の1画素での平面外形がそれぞれ異なっていてもよい。
【0032】
このため、第1領域と第2領域とにおける画素の光の透過率に差がある場合に、境界線とほぼ平行な方向に沿って形成された複数の分割画素において、光の透過率に対する第2のマスクパターン部分の寄与率を変化させることができるので、それぞれの分割画素の光の透過率が異なるようにすることができる。そのため、境界線とほぼ平行方向に沿った画素の光の透過率が一様となることにより、境界部が視認されることをより有効に防止できる。この結果、良好な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【0033】
また、境界線とほぼ平行な方向に沿って、異なる光の透過率を有する分割画素を形成することができるので、境界共有領域における分割画素の配置をよりランダムな配置に近づけることができる。この結果、第2のマスクパターン部分が転写される部分の平面外形の種類が少ない場合にも、境界共有領域における画素の光の透過率の変化が視認されることを十分防止することができる。
【0034】
上記一の局面における液晶表示装置の製造方法では、レジスト膜の形成に先立ち、基板上に下地膜を形成してもよく、下地膜上のレジスト膜を現像処理することにより、第1および第2のマスクパターンを形成してもよい。第1および第2のマスクパターンをマスクとして、エッチングにより下地膜をパターニングすることにより、液晶表示装置の第1の構造を形成してもよく、第1の構造上に第2の下地膜を形成してもよい。第2の下地膜の上にレジスト膜を形成してもよく、第3のマスクを用いて、レジスト膜の一部を構成する第3領域を露光することにより、レジスト膜の第3領域に第3のマスクパターンを転写してもよい。第4のマスクを用いて、レジスト膜の第3領域に部分的に重なって隣接する第4領域を露光することにより、レジスト膜の第4領域に第4のマスクパターンを転写してもよい。第3および第4領域が重なった上層境界領域の面積は、境界共有領域の面積より小さくてもよい。
【0035】
このため、第3および第4領域が重なった領域の面積が、境界共有領域の面積より小さい従来の分割露光方法と、境界共有領域を形成する分割露光方法を併用することができる。これにより、画素の光の透過率に影響を与える層、たとえば、液晶に印加する電界を形成するための電極を含む層などを形成する際には、境界共有領域を形成する分割露光方法を適用し、他の層を形成する際には、従来の分割露光方法を適用することが可能となる。この結果、従来の分割露光方法を用いる層を形成する際には、従来と同様のマスクを用いることができ、境界共有領域を形成する分割露光方法に用いるために新しく作成するマスクの枚数を削減することができる。この結果、液晶表示装置の製造コストを抑制しながら、第1領域と第2領域との間における画素の光の透過率の変化が視認されることを有効に防止することができ、良好な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【0036】
上記一の局面における液晶表示装置の製造方法では、レジスト膜の形成に先立ち、基板上に下地膜を形成してもよく。下地膜上のレジスト膜を現像処理することにより、第1および第2のマスクパターンを形成してもよい。第1および第2のマスクパターンをマスクとして、エッチングにより下地膜をパターニングすることにより、液晶表示装置の第1の構造を形成してもよく、第1の構造上に第2の下地膜を形成してもよい。第2の下地膜上にレジスト膜を形成してもよく、第3のマスクを用いて、レジスト膜の一部を構成する第3領域を露光することにより、レジスト膜の第3領域に第3のマスクパターンを転写してもよい。第4のマスクを用いて、レジスト膜の第3領域に部分的に重なって隣接する第4領域を露光することにより、レジスト膜の第4領域に第4のマスクパターンを転写してもよく、第3のマスクパターンを転写する工程は、第3および第4領域が重なった上層境界共有領域に位置する上層画素内の画素電極形成領域の一部分に第3のマスクパターン部分を転写する工程を含んでいてもよい。第4のマスクパターンを転写する工程は、上層画素内の画素電極形成領域の他の部分に第4のマスクパターン部分を転写する工程を含んでいてもよく、第1のマスクパターン部分が転写される部分と第2のマスクパターン部分が転写される部分とに分割される分割画素の境界共有領域における配置と、上層画素の上層境界共有領域における配置とが互いに異なっていてもよい。
【0037】
このため、境界共有領域において、画素の光の透過率に対する第1〜第4のマスクパターンの寄与率の組合せの種類をより多くすることができ、光の透過率の異なる画素を多数形成することができる。そのため、境界共有領域において、第1領域から第2領域に向かう方向に沿って配置された複数の画素における光の透過率の変化がより滑らかになり、第1領域と第2領域との境界部が視認されにくくなる。この結果、より良好な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【0038】
上記一の局面における液晶表示装置の製造方法では、レジスト膜の形成に先立ち、基板上に下地膜を形成してもよく、下地膜上のレジスト膜を現像処理することにより、第1および第2のマスクパターンを形成してもよい。第1および第2のマスクパターンをマスクとして、エッチングにより下地膜をパターニングすることにより、液晶表示装置の第1の構造を形成してもよく、第1の構造上に第2の下地膜を形成してもよい。第2の下地膜上にレジスト膜を形成してもよく、第3のマスクを用いて、レジスト膜の一部を構成する第3領域を露光することにより、レジスト膜の第3領域に第3のマスクパターンを転写してもよい。第4のマスクを用いて、レジスト膜の第3領域に部分的に重なって隣接する第4領域を露光することにより、レジスト膜の第4領域に第4のマスクパターンを転写してもよく、第3のマスクパターンを転写する工程は、第3および第4領域が重なった上層境界共有領域に位置する上層画素内の画素電極形成領域の一部分に第3のマスクパターン部分を転写する工程を含んでいてもよい。第4のマスクパターンを転写する工程は、上層画素内の画素電極形成領域の他の部分に第4のマスクパターン部分を転写する工程を含んでいてもよく、境界共有領域と上層境界共有領域とが、平面的にずれるように配置されていてもよい。
【0039】
このため、上層画素における光の透過率は、第3のマスクパターン部分と第4のマスクパターン部分とから影響を受け、第3領域において形成される画素の光の透過率と第4領域において形成される画素の光の透過率との中間の値を示す。そして、境界共有領域と上層境界共有領域とが平面的にずれるように配置されるため、分割画素もしくは上層画素が分布する領域の幅を結果的により広くすることができる。この結果、境界共有領域と上層境界共有領域とが位置する領域における、画素の光の透過率の変化をさらに滑らかにすることができ、第1領域と第2領域との境界部をより視認されにくくすることができる。この結果、より良好な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【0040】
上記一の局面における液晶表示装置の製造方法では、画素が、基板の表面に対してほぼ平行な電界を形成するための電極を備えていてもよい。
【0041】
ここで、基板の表面に対してほぼ平行な電界を形成するための電極は、特に分割露光方式でのマスクパターンのずれなどに起因してその電極間の間隔が変動しやすい。このため、その電極によって形成される電界強度が変動し、この結果、分割露光領域内の境界部における画素の光の透過率が変化する。このため、分割露光方式における画素の光の透過率の変化を視認されにくくする本発明が特に有効である。
【0042】
上記一の局面における液晶表示装置の製造方法では、第1のマスクパターン部分が転写された部分と第2のマスクパターン部分が転写された部分との境界部が、電極上に位置していてもよい。
【0043】
このため、境界部が電極の間に位置するような場合よりも、第1のマスクパターン部分と第2のマスクパターン部分との転写の際の重ね合わせ誤差に起因して、境界部の幅が変化し、そのために電極の間隔が変化することを防止できる。この結果、第1のマスクパターン部分と第2のマスクパターン部分との重ね合わせ誤差に起因して、画素において形成される電界の強度が変動することを防止でき、画素の光の透過率が大きく変動することを抑制することができる。
【0047】
この発明のさらに別の局面における液晶表示装置は、基板上に形成され、構成材層を含む複数の画素を備える。複数の画素の構成材層は、第1のマスクパターンを用いて形成された第1領域と、第2のマスクパターンを用いて形成された第2領域と、第1領域と第2領域との境界部に位置する境界共有領域とを含む。境界共有領域においては、1画素内の画素電極形成領域が、第1のマスクパターンを用いて形成された一方領域と第2のマスクパターンを用いて形成された他方領域とに分割される複数の分割画素が形成されている。
【0048】
このため、液晶表示装置の製造工程において、第1領域と第2領域とを別々に露光する分割露光方式を用いる際、構成材層の一方領域を第1のマスクに形成された第1のマスクパターンを用いて形成し、他方領域を第2のマスクに形成された第2のマスクパターンを用いて形成する。そのため、第1領域における画素の光の透過率と第2領域における画素の光の透過率とが異なる場合にも、一方領域と他方領域とに分割された構成材層を有する画素の光の透過率を、第1領域における画素の光の透過率と第2領域における画素の光の透過率との中間の値となるように調節できる。そして、このような一方領域と他方領域とに分割された構成材層を有する画素を、第1のマスクを用いて露光される第1領域と、第2のマスクを用いて露光される第2領域との境界領域に配置することにより、第1領域と第2領域との境界領域において、画素の光の透過率を滑らかに変化させることができる。これにより、第1領域と第2領域との画素の光の透過率の変化が視認されることを防止できる。この結果、良好な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【0049】
また、第1領域と第2領域との画素の光の透過率の変化が視認されることを防止できるので、第1領域と第2領域との画素の光の透過率の違いによる不良品の発生を減少させることができ、液晶表示装置の製造歩留りを向上させることができる。
【0050】
上記さらに別の局面における液晶表示装置では、分割画素における1画素内の画素電極形成領域では、一方領域と他方領域との境界部において、構成材層の外周の平面形状が凹形状を含んでいてもよい。
【0051】
上記さらに別の局面における液晶表示装置では、分割画素における1画素内の画素電極形成領域では、一方領域と他方領域との境界部において、構成材層の外周の平面形状が凸形状を含んでいてもよい。
【0052】
上記さらに別の局面における液晶表示装置では、分割画素における一方領域と他方領域とは、一方領域と他方領域との境界部に位置する滑り線により分割されていてもよく、一方領域と他方領域とは滑り線とほぼ平行な方向に互いにずれていてもよい。
【0053】
上記さらに別の局面における液晶表示装置では、複数の分割画素が第1および第2の分割画素を含んでいてもよく、第1の分割画素における一方領域と他方領域との境界部の位置は、第2の分割画素における境界部の位置とほぼ同一であってもよい。
【0054】
上記さらに別の局面における液晶表示装置では、複数の分割画素が第1および第2の分割画素を含んでいてもよく、第1の分割画素における一方領域と他方領域との境界部の位置は、第2の分割画素における境界部の位置と異なっていてもよい。
このため、一方領域と他方領域との面積のバランスが第1および第2の画素において異なるので、第1および第2の画素における光の透過率を変えることができる。この結果、第1領域における画素と第2領域における画素の光の透過率がそれぞれ異なる場合にも、第1領域と第2領域との境界領域にこの画素を配置することにより、境界領域において画素の光の透過率の変化をより滑らかにすることができる。
【0055】
上記さらに別の局面における液晶表示装置では、画素が基板の表面とほぼ平行な向きの電界を形成するための電極を含んでいてもよい。
【0056】
ここで、基板の表面とほぼ平行な向きの電界を形成するための電極を含む液晶表示装置においては、分割露光を行なった場合に特に分割露光領域ごとに製造ばらつきなどのために画素の光の透過率が変動する場合がある。そして、本発明はこのような液晶表示装置に特に有効である。
【0057】
上記さらに別の局面における液晶表示装置では、境界部が電極上に位置していてもよい。
【0058】
このため、境界領域が電極間に位置する場合のように、第1および第2のマスクパターンの重ね合わせ誤差によって、電極の間隔が変化し、画素の光の透過率が大きく変動するということを防止できる。
【0059】
上記さらに別の局面における液晶表示装置では、構成材層が導電体層であってもよい。
【0060】
このため、液晶を駆動するための電界強度に影響を与える導電体層を、第1および第2のマスクパターンを用いて形成するできる。ここで、画素の電界強度は、画素の光の透過率に大きな影響を与える。この結果、一方領域と他方領域とに分割された導電体層を有する画素の光の透過率を、第1領域における画素の光の透過率と第2領域における画素の光の透過率との中間の値となるように、より容易に調節することができる。
【0061】
この発明の他の局面における液晶表示装置は、基板上に形成された画素を備える。画素は、画素を横断する滑り線により、一方領域と他方領域とに分割され、一方領域と他方領域とが、滑り線とほぼ平行な方向に互いにずれている。
【0062】
このため、液晶表示装置の製造工程において、第1領域および第2領域を別々に露光する分割露光方式を用いる際、一方領域を第1のマスクにより形成された第1のマスクパターンを用いて形成し、他方領域を第2のマスクにより形成された第2のマスクパターンを用いて形成することができる。そのため、第1領域における画素の光の透過率と第2領域における画素の光の透過率とが異なる場合にも、一方領域と他方領域とに分割された画素の光の透過率が第1領域における画素の光の透過率と第2領域における画素の光の透過率との中間の値となるように調節される。そして、このような一方領域と他方領域とに分割された画素を、第1のマスクを用いて露光される第1領域と、第2のマスクを用いて露光される第2領域との境界領域に配置することにより、第1領域と第2領域との境界領域において、画素の光の透過率を滑らかに変化させることができる。これにより、第1領域と第2領域との画素の光の透過率の変化が視認されることを防止できる。この結果、良好な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【0063】
また、第1領域と第2領域との画素の光の透過率の変化が視認されることを防止できるので、第1領域と第2領域との画素の光の透過率の違いによる不良品の発生を減少させることができ、液晶表示装置の製造歩留りを向上させることができる。
【0064】
上記他の局面における液晶表示装置は、画素が第1および第2の画素を含んでいてもよく、第1の画素における滑り線の位置は、第2の画素における滑り線の位置とほぼ同一であってもよい。
【0065】
上記他の局面における液晶表示装置では、画素が第1および第2の画素を含んでいてもよく、第1の画素における滑り線の位置は、第2の画素における滑り線の位置と異なっていてもよい。
【0066】
このため、一方領域と他方領域との面積のバランスが第1および第2の画素において異なるので、第1および第2の画素における光の透過率を変えることができる。この結果、第1領域における画素と第2領域における画素の光の透過率がそれぞれ異なる場合にも、第1領域と第2領域との境界領域に上記画素を配置することにより、境界領域において画素の光の透過率の変化をより滑らかにすることができる。
【0067】
上記他の局面における液晶表示装置では、画素が基板の表面とほぼ平行な向きの電界を形成するための電極を含んでいてもよい。
【0068】
このように、基板の表面とほぼ平行な向きの電界を形成するための電極を含む液晶表示装置においては、分割露光を行なった場合に特に分割露光領域ごとに製造ばらつきなどのために画素の光の透過率が変動する場合がある。そして、本発明はこのような液晶表示装置に特に有効である。
【0069】
上記他の局面における液晶表示装置では、滑り線が電極上に位置していてもよい。
【0070】
このため、滑り線が電極間に位置する場合のように、第1および第2のマスクの重ね合わせ誤差によって、電極の間隔が変化し、画素の光の透過率が大きく変動するということを防止できる。
【0071】
【発明の実施の形態】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【0072】
(実施の形態1)
図1は、本発明による液晶表示装置の実施の形態1の製造方法において用いる分割露光用のマスクを示す平面模式図である。図1を参照して、分割露光用マスクは4枚のマスクからなる。第1のマスク1は、隣接したマスクと重複露光を行なうための境界領域4aを有する。また、第2のマスク2も同様に境界領域4bを有する。そして、他の2枚のマスクも同様に境界領域を備えている。この境界領域4a、4bは、分割露光を行なう際、液晶表示装置のパネルの境界共有領域4(図2参照)の露光に用いられる。
【0073】
図2は、図1に示したマスクを用いた分割露光により転写されるマスクパターンの平面模式図である。第1のマスク1(図1参照)は、領域Aにマスクパターンを転写するために用いられる。また、他の領域B〜Dへのマスクパターンの転写についても、それぞれ図1に示した各マスクが用いられる。そして、境界共有領域4のほぼ中心に沿って延びるように分割露光境界線3を設定する。
【0074】
ここで、境界領域4a、4b(図1参照)のマスクのパターンを図3および4を参照して説明する。図3および4は、図1において示した境界領域部分4c、4dの拡大平面模式図である。
【0075】
図3を参照して、境界領域部分4cは、複数の画素パターンを有する。そして、これらの画素パターンには、画素パターン内部の境界線を境として、図中の斜線部で示されている遮光膜が形成された一方領域47と通常の画素パターンが形成された他方領域49とに二分された画素パターン16aと、通常の画素パターン16bと、画素パターン全体を遮光膜が覆っている画素パターン16cの3種類の画素パターンが存在する。そして、この境界領域部分4cにおいては、画素パターン16aのようにその領域の半分が遮光膜により覆われているパターンが、分割露光境界線3を中心として、この分割露光境界線3から離れるほど分布密度が小さくなるように配置されている。また、第1のマスク1(図1参照)の中心に近い領域(図3において左手方向に近い領域)ほど画素パターン16bのように遮光膜の存在しない通常の画素パターンの分布密度は高くなっている。また、第2のマスク2(図1参照)の中心に近い領域(図3において右手方向に近い領域)ほど画素パターン16cのように遮光膜が全体を覆っている画素パターンの分布密度は高くなっている。また、画素パターン16aのようにその領域の半分が遮光膜により覆われた画素パターンは、分割露光境界線3付近が最も密度が高く、かつ、ランダムに配置されている。
【0076】
また、図4を参照して、境界領域部分4dは、基本的には図3に示した境界領域部分4cと同様の構造を備えるが、図3に示した境界領域部分4cとはちょうど遮光膜の位置を反転したような関係になっている。具体的には、画素パターン16a(図3参照)と同じ領域を露光することになる画素パターン17aは、遮光膜が形成された一方領域48の位置が画素パターン16aと左右逆になっている。また、画素パターン16b(図3参照)に対応する画素パターン17bは、画素パターン16bにおいては遮光膜が全く形成されていないのに対して、その全面が遮光膜により覆われている。また、画素パターン16c(図3参照)と、画素パターン17cとの関係も同様である。このように境界領域の画素パターンを形成することにより、第1のマスク1(図1参照)に属する画素パターン16b(図3参照)を用いて形成される画素の光の透過率と、第2のマスク2(図1参照)に属する画素パターン17cを用いて形成される画素の光の透過率とが製造ばらつきなどに起因して異なる場合も、画素パターン16a、17aを用いて形成される画素のように、第1のマスク1と第2のマスク2との両方のマスクを用いて形成される画素を得ることができる。この結果、この第1および第2のマスク1、2により形成された画素が、ちょうど画素パターン16bにより形成された画素の光の透過率と画素パターン17cにより形成された画素の光の透過率との中間の値となる光の透過率を有するようにすることができる。
【0077】
たとえば、画素パターン16a、17aがそれぞれ図5および6に示すように、液晶表示装置の基板に対してほぼ平行な方向の電界を液晶に印加する横方向電界方式の液晶表示装置を形成するための画素パターンである場合を考える。ここで、図5および6は、図3および4に示した画素パターン16aおよび17aの拡大平面模式図である。図5および6を参照して、それぞれの画素パターン16a、17aは画素内分割境界線38を境として2つの領域47、49、48、50に分割され、それぞれ逆の領域47、48において遮光膜が形成されている。このような画素パターン16a、17aにより形成される液晶表示装置の画素は図7に示すような構造となる。図7は、図5および6に示したマスクの画素パターンにより形成される液晶表示装置の画素の拡大平面模式図である。
【0078】
図7を参照して、画素は、ゲート電極5とソース電極8とドレイン電極9とノンドープトアモルファスシリコン膜6とn型のドープトアモルファスシリコン膜7とを含み、スイッチング素子として作用する薄膜トランジスタ(TFT)と、対向電極10と、画素電極11とを備える。画素電極11はドレイン電極9と電気的に接続されている。画素電極11と対向電極10とは対向するように配置され、画素電極11に薄膜トランジスタから電荷が供給されることにより、対向電極10と画素電極11との間に基板に対してほぼ平行方向となる電界が形成される。この電界により液晶分子の配向方向を変化させることができる。
【0079】
そして、画素内分割境界線38により区分された2つの領域は、それぞれ第1および第2のマスク1、2(図1参照)により形成される。そのため、画素内分割境界線38によって分けられたそれぞれの領域における対向電極10と画素電極11との間の間隔は、基本的に第1および第2のマスク1、2により形成された他の画素と同様に、第1および第2のマスクを用いた露光工程などの製造ばらつきの影響を受けることになる。その結果、図7において示した画素における電界強度は、第1のマスク1を用いた露光工程の製造ばらつきの影響と、第2のマスク2を用いた露光工程の製造ばらつきの影響との両方の影響を受ける。その結果、この図7に示した画素の光の透過率も、第1のマスク1を用いた露光工程の製造ばらつきと第2のマスク2を用いた露光工程の製造ばらつきとの両方の影響を受ける。このため、第1のマスク1(たとえば画素パターン16b(図3参照))を用いて形成される画素(P1)の光の透過率と、第2のマスク2(たとえば画素パターン17c(図4参照))を用いて形成される画素(P2)の光の透過率とが異なる場合には、図7に示したような画素の光の透過率は、第1および第2のマスク1、2を用いた製造工程の両方の影響を受けることになり、ちょうど上記の2つの画素(P1、P2)の光の透過率の中間の値を示すことになる。
【0080】
なお、画素内分割境界線38においては、通常の分割露光と同様に、分割部分のつなぎ目でパターン不良などが発生しないように、重ね合わせ部境界線45、46により囲まれた領域で示された二重露光部分を設けている。この二重露光部分の幅は約2〜3μmである。そして、第1および第2のマスク1、2を重ね合わせる際には、二重露光部分でレジストのパターン減りが生じるので、画素内分割境界線38に沿って、パターン線幅が減少することがある。また、第1および第2のマスク1、2を重ね合わせる際には、幾分かのマスクの位置ずれが発生することがあり、図7に示すように、画素内分割境界線38によって分けられた2つの領域が画素内分割境界線38を境界としてある程度互いにずれたような配置となる。このため、対向電極10や画素電極11、ゲート電極5においては、段差部39〜44が形成される。また、第1および第2のマスク1、2を重ね合わせる場合に、マスクの位置ずれの方向によっては、画素内分割境界線38に沿って、パターン線幅が増加する場合もある。
【0081】
なお、図7に示したような横方向電界方式の液晶表示装置においては、上述したように対向電極10と画素電極11との間隔の変化が光の透過率の変化として顕著に現れるため、画素内分割境界線38を対向電極10あるいは画素電極11などの上に配置するようにすることが望ましい。このようにすることで、重ね合わせ部境界線45および46により囲まれた二重露光領域の幅がマスクの重ね合わせ誤差などにより変動した場合にも、画素の光の透過率が大きく変動することを防止することができる。
【0082】
また、図3を参照して、第1のマスクの中心部に近い領域ほど、第1のマスクを用いた露光工程においてマスクパターンが転写される領域の割合が高くなるので、図8に示すように、光の透過率に対する第1のマスクにより形成される画素の寄与率は、境界共有領域において第1のマスクの中心から離れるほどなだらかに減少する。また、同様に、第2のマスクの境界領域も、図4に示すような構造となっているため、境界共有領域内において、第2のマスクにより形成される画素の透過率への寄与率は図8に示すようになだらかに変化する。ここで、図8は、第1および第2のマスクにより形成された画素の透過率への寄与率を示すグラフである。
【0083】
このため、図9に示すように、第1のマスクにより形成される画素の光の透過率L1と、第2のマスクにより形成される画素の光の透過率L2とがΔLだけの差を有している場合にも、分割露光境界線3においてこの透過率の差が急激に現れるのではなく、境界共有領域の内部において、透過率をなだらかに変化させることができる。ここで、図9は境界共有領域における透過率を示すグラフである。この結果、分割露光境界線3がこの透過率の差により視認されてしまうことを防止することができる。このため、良好な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【0084】
また、図5および6に示すように、1つの画素を画素内分割境界線38により分割した領域を、それぞれ第1および第2のマスク1、2(図1参照)を用いて露光することにより形成するので、境界領域4a、4b(図1参照)に位置する画素の光の透過率を、第1のマスク1によって形成される画素の光の透過率と第2のマスク2によって形成される画素の光の透過率との中間の値を示すようにすることができる。この結果、境界共有領域における光の透過率の変化をより滑らかにすることができ、従来のように境界共有領域においても1つの画素は1つのマスクを用いて形成される場合と比べて、第1および第2のマスク1、2の境界領域4a、4bの幅を狭くできる。この結果、同一サイズおよび同一枚数のマスクを用いた分割露光工程によって、従来よりもより広い領域にパターンを形成することができる。
【0085】
また、分割露光境界線3における光の透過率の変化が視認されにくくなるため、このような光の透過率の変化が視認されることに起因する不良品の発生を減少させることができ、液晶表示装置の製造歩留りを向上させることができる。
【0086】
図10〜13は、図7に示した画素を有する液晶表示装置の製造工程を説明するための部分断面模式図である。図10〜13に示した断面図は、基本的には図7の線分100−100における断面を示している。以下、図10〜13を参照して、液晶表示装置の製造工程を説明する。
【0087】
まず、図10に示すように、ガラス基板13上に導電体膜(図示せず)を形成し、この導電体膜を写真製版加工を用いてパターニングすることによりゲート電極5と対向電極10とを形成する。ここで、導電体膜としては、アルミニウム、クロム、モリブデン、タングステンといった金属、またはこれらの金属を主成分とする合金、またはこれらの積層膜を用いる。
【0088】
次に、図11を参照して、ガラス基板13とゲート電極5と対向電極10との上にゲート絶縁膜として作用する絶縁膜14を形成する。次に、ゲート電極5上に位置する領域において、ゲート絶縁膜14上にノンドープトのアモルファスシリコン膜6を形成する。ノンドープトのアモルファスシリコン膜6上にn型のドープトアモルファスシリコン膜7を形成する。
【0089】
次に、図12に示すように、ゲート絶縁膜14とn型のアモルファスシリコン膜7上とに導電体膜(図示せず)を形成する。この導電体膜をパターニングすることにより、ソース電極8とドレイン電極9と画素電極11とを形成する。ここで、導電体膜としては、アルミニウム、クロム、モリブデン、タングステンといった金属、またはこれらの金属を主成分とする合金、またはこれらの積層膜を用いる。そして、ソース電極8とドレイン電極9とをマスクとして、n型のアモルファスシリコン膜7をドライエッチングなどにより除去する。
【0090】
次に、図13に示すように、ソース電極8とドレイン電極9と画素電極11とゲート絶縁膜14との上に保護膜15を形成する。保護膜15としてはシリコン窒化膜あるいはシリコン酸化膜を用いる。この後、端子(図示せず)上の保護膜15を除去しTFTが形成された基板を得ることができる。
【0091】
この後、図13に示したTFTが形成された基板の画素部に液晶を介して対向基板を貼り合わせる。そして、ゲート電極5および信号線などに画素信号を伝送するための回路を設置し、バックライトなどの装置を取付けることにより液晶表示装置を製造することができる。
【0092】
なお、ここでは第1および第2のマスク1、2が重なる境界共有領域における画素について説明したが、たとえば、図1に示した4枚のマスクが互いに重なる領域においても、上記した考え方を用いることができる。つまり、画素内分割境界線を有する画素を、その4枚のマスクが互いに重なる領域の中心部を中心として、その中心から離れるにつれてこの画素内分割境界線を有する画素の密度が小さくなるように、かつランダムに配置すればよい。
【0093】
また、ここでは、図5および6に示したように、画素内分割境界線38が画素パターンをほぼ等しい大きさを有する2つの領域に分けるようにしたが、たとえば、ゲート電極5とソース電極8とドレイン電極9とを有するTFTの周辺部とその他の領域とに分割するように画素内分割境界線を設定することにより、画素の寄生容量に影響を与える領域と、電極間の間隔に影響を与える領域とに分けてもよい。
【0094】
また、図10〜13に示したように、対向電極10と画素電極11とをそれぞれ別の層で形成しているが、この対向電極10と画素電極11とを同じ層に形成する場合においても、同様の効果を得ることができる。
【0095】
また、実施の形態1においては横方向電界方式の液晶表示装置について述べたが、本発明を縦方向電界方式の液晶表示装置に適用しても同様の効果を得ることができる。
【0096】
(実施の形態2)
図14は、本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態2において用いるマスクの図3に対応する拡大平面模式図である。
【0097】
図14を参照して、本発明の実施の形態2において用いるマスクは、境界領域において、画素パターン16の一部が遮光膜により覆われた構造を有している。この画素パターン16の拡大平面模式図を図16に示す。図16は、図14における画素パターン16の拡大平面模式図である。図16を参照して、画素パターンは、画素内分割境界線38により2つの領域に分けられ、その一方領域上には斜線部で示された位置に遮光膜が形成されている。そして、この遮光膜が形成された領域は、画素パターンの全体の約4分の1の領域を占めている。
【0098】
そして、図14を参照して、境界領域においては、実施の形態1とは異なり、画素パターンにおいて遮光膜により覆われている面積の割合がそれぞれ異なる画素パターンが複数形成されている。そして、第1のマスクの中心に近い位置(図14において左手方向に近い領域)ほど、画素パターン内部での遮光膜の占める面積の割合が小さくなっている。具体的には、画素パターン18の方が画素パターン16よりも遮光膜の占める割合が小さくなっている。
【0099】
図15は、図4に対応する本発明の実施の形態2において用いるマスクの拡大平面模式図である。図15を参照して、マスクの境界領域部分は、ちょうど図14に示したマスクパターンに対して遮光膜が形成された領域が反転したマスクパターンを有する。
【0100】
ここで、図17は図15における画素パターン17の拡大平面模式図である。図17を参照して、画素パターン17では、画素内分割境界線38により画素パターン17が2つの領域に分割され、その2つの領域のうちの一方側においては、遮光膜が形成されている。そして、この図17に示した画素パターン17における遮光膜の配置は、図16に示した画素パターン16における遮光膜の配置を反転した状態になっている。そして、図15を参照して、画素パターン19の方が画素パターン17よりも遮光膜の占める面積の割合が大きくなっている。
【0101】
このようなマスクを用い、実施の形態1と同様の製造工程を実施することにより、液晶表示装置を得ることができる。また、この実施の形態2による液晶表示装置の画素は、図7に示した実施の形態1による液晶表示装置の画素と同様に、画素内分割境界線38(図16、17参照)により分けられた2つの領域がある程度互いにずれた構造となる。そして、境界共有領域内での画素における画素内分割境界線38の位置は、画素ごとに異なる。
【0102】
このようなマスクを用いることにより、本発明の実施の形態1により得られる効果と同様の効果を得ることができる。また、本発明の実施の形態1のように遮光膜によって部分的に覆われた画素パターンの配置をランダムに配置する必要がないので、マスクの作製、改訂などを容易に行なうことができ、マスクの製造コストを削減することができる。この結果、半導体装置の製造コストを削減することができる。
【0103】
また、図16を参照して、画素内分割境界線38を、本発明の実施の形態1と同様に画素電極11などの上に配置することにより、本発明の実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
【0104】
なお、上記した本発明の実施の形態1および2においては、2つの画素パターンを、遮光膜が形成された領域とされていない領域と2分割しているが、2分割に限らず1つの画素パターンを3分割以上としてもよい。このようにすれば、境界共有領域に位置する画素について、その透過率に対する第1のマスクによる影響と第2のマスクによる影響とのバランスをより細かく変えることができる。
【0105】
また、図2を参照して、分割露光境界線3が交差する部分のように、4枚のマスクがそれぞれ重複して露光されるような領域においても、たとえば1つの画素パターンを4分割すれば、マスクの中心に近い領域ほど、画素パターンの内部において遮光膜が形成される割合を小さくするように配置すれば、本発明の実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
【0106】
なお、実施の形態2においては、本発明の実施の形態1と同様に、画素の内部における対向電極10と画素電極11とをそれぞれ別の層において形成してもよいが、これらの対向電極10と画素電極11とを同じ層に形成しても同様の効果を得ることができる。
【0107】
(実施の形態3)
図18は、本発明の液晶表示装置の製造方法の実施の形態3において用いるマスクの、図3に対応する拡大平面模式図である。図18を参照して、本発明の実施の形態3において用いるマスクの境界領域部分は、基本的には図14に示したマスクの境界領域部分と同様の構造を備える。但し、図18に示したマスクにおいては、分割露光境界線3に沿って形成される画素パターンごとに、画素パターン内における遮光膜が占める面積の割合が異なる。具体的には、画素パターン16と、この画素パターン16下に位置する画素パターン20とでは、画素パターン20の方が遮光膜の占める面積は大きい。
【0108】
図19は、図18に示したマスクの境界領域部分と同じ領域の露光を行なう第2のマスク2(図1参照)の境界領域部分4d(図1参照)を示す拡大平面模式図であり、図4に対応している。図19を参照して、本発明の実施の形態3において用いるマスクの境界領域部分4dは、基本的に図18に示したマスクの境界領域部分4cにおける遮光膜が形成された位置を反転した構造となっている。
【0109】
このような境界領域を有するマスクを用いることで、本発明の実施の形態2において得られる効果と同様の効果に加え、分割露光境界線3にほぼ平行な方向においても、画素の光の透過率を変化させることができる。その結果、分割露光境界線3に沿った画素の光の透過率の変化をさらに視認されにくくすることができる。この結果、良好な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【0110】
また、境界共有領域における、異なる光の透過率を有する画素の配置をよりランダムな配置とすることができるので、画素パターン内における遮光膜の面積の変化の種類を少なくしても、画素の光の透過率の変化を視認されにくくすることができる。
【0111】
なお、本発明の実施の形態3を、横方向電界方式の液晶表示装置に適用した場合には、電界を形成するための2つの電極を、それぞれ別の層で形成してもよいし、同じ層において形成してもよい。どちらの場合においても、上記したような効果を得ることができる。
【0112】
(実施の形態4)
図20〜23は、本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態4を示す画素の断面図および転写パターンの平面模式図である。図20〜23を参照して、液晶表示装置の製造方法を説明する。
【0113】
まず、図20(a)を参照して、ガラス基板13上にゲート電極5と対向電極10とを、図10に示した製造方法と同様の方法により形成する。この際、図20(b)に示すように、本発明の実施の形態1〜3に示すような境界共有領域4を有する分割露光により、分割露光領域22〜25ごとにパターニングを行なう。
【0114】
次に、図21(a)に示すように、ゲート絶縁膜14とノンドープトアモルファスシリコン膜6とn型のアモルファスシリコン膜7とを、図11に示した製造方法と同様の方法により形成する。このとき、図21(b)に示すように、分割露光を行ない、分割露光領域26〜29ごとにパターニングを行なう。しかし、ここでは図20(b)のような境界共有領域4は形成せず、パターンずれを防止するための数ミクロンの二重露光領域のみを形成する。
【0115】
次に、図22(a)に示すように、画素電極11とソース電極8とドレイン電極9とを形成する。この画素電極11などの形成方法は、基本的に図12に示した製造方法と同様である。そして、このとき、図22(b)に示すように、分割露光を行なうことにより、分割露光領域31〜33ごとにパターニングを行なう。また、この際、図20(b)に示した転写パターンと同様に、境界共有領域4を形成する。
【0116】
次に、図23(a)に示すように、保護膜15を形成する。この保護膜15の形成方法は、基本的に図13に示した製造方法と同様である。またこのとき、図23(b)に示すように、分割露光を行ない、分割露光領域34〜37ごとにパターニングを行なう。この際、図21(b)と同様に、パターンずれなどを防止するための数ミクロンの二重露光領域のみを形成し、図20(b)などのように境界共有領域は形成しない。
【0117】
ここで、画素の光の透過率に影響を与える構造としては、電界を形成するための対向電極10および画素電極11が挙げられる。このため、この対向電極10と画素電極11とを形成する層においてのみ、本発明の実施の形態1〜3に示したような境界領域を有するマスクを用いれば、本発明の実施の形態1〜3と同様の効果を得ることができる。
【0118】
また、図21および23に示した工程においては、従来と同様のマスクを用いることができる。このため、新たに分割露光用のマスクを作らず、従来のマスクを流用することができるため、液晶表示装置の製造コストが上昇することを抑制することができる。
【0119】
なお、ここでは対向電極10と画素電極11とを別々の層に形成する場合について説明したが、対向電極10と画素電極11とを同じ層に同時に形成する場合にも、これらの対向電極10と画素電極11とを形成する工程にのみ、本発明によるマスクを適用すれば同様の効果を得ることができる。
【0120】
また、ここでは横方向電界方式の液晶表示装置について説明しているが、縦方向電界方式の液晶表示装置についても、たとえば、TFTの寄生容量などに影響を与える構造を形成する工程にのみ本発明によるマスクを適用すれば、同様の効果を得ることができる。
【0121】
(実施の形態5)
本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態5は、基本的には図20〜23に示した本発明の実施の形態4による液晶表示装置の製造方法と同様である。但し、本発明の実施の形態5による液晶表示装置の製造方法では、液晶表示装置の異なる層を形成する際に用いるマスクの境界領域の構造を互いに異なるものとしている。具体的には、たとえば、図20に示して工程においては、マスクの境界領域における画素パターン(遮光膜の形成パターン)として、図3および4に示した本発明の実施の形態1による画素パターンを使用し、一方、図22に示した工程においては、マスクの境界領域における画素パターン(遮光膜の形成パターン)として、図14および15に示した本発明の実施の形態2による画素パターンを使用する。
【0122】
このように、形成される層別にマスクの境界領域の画素パターン(遮光膜の形成パターン)を変更することにより、境界共有領域における各画素の光の透過率の変化がさらに視認されにくくなる。この結果、良好な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【0123】
(実施の形態6)
図24〜27は、本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態6を示す画素の断面図および転写パターンの平面模式図である。図24〜27を参照して、本発明の実施の形態6による液晶表示装置の製造方法は、基本的に図20〜23に示した本発明の実施の形態4による液晶表示装置の製造方法と同様である。但し、図24〜27に示した液晶表示装置の製造方法では、図24(b)における分割露光領域22〜25と、図26(b)における分割露光領域30〜33との平面形状がそれぞれ異なる。このため、図24(b)における分割露光境界線3と図26(b)における分割露光境界線3aとの位置が互いにずれている。この結果、図24(b)と図26(a)とにおいて、境界共有領域4の位置がずれることになる。この結果、境界共有領域4における各画素の光の透過率の変化がさらに視認されにくくなる。この結果、良好な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【0124】
なお、この際、図24(b)と図26(b)とにおいて用いるマスクの境界領域において、画素パターン(遮光膜の配置パターン)を変えれば、本発明の実施の形態5と同様の効果をも得ることができ、より境界共有領域4における画素の光の透過率の変化を視認されにくくすることができる。
【0125】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0126】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、分割露光方式を用いて形成された液晶表示装置において、分割露光領域間の境界部における画素の光の透過率の変化を滑らかにすることができるので、良好な表示特性を有しかつ低コストな液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 液晶表示装置の分割露光用のマスクを示す平面模式図である。
【図2】 図1に示したマスクを用いた分割露光により転写されるマスクパターンの平面模式図である。
【図3】 図1における境界領域部分4cの拡大平面模式図である。
【図4】 図1における境界領域部分4dの拡大平面模式図である。
【図5】 図3における画素パターン16aの拡大平面模式図である。
【図6】 図4における画素パターン17aの拡大平面模式図である。
【図7】 図5および6に示したマスクの画素パターンにより形成される液晶表示装置の画素の拡大平面模式図である。
【図8】 境界共有領域における第1および第2のマスクにより形成された画素の透過率への寄与率を示すグラフである。
【図9】 境界共有領域における透過率を示すグラフである。
【図10】 図7に示した画素を有する液晶表示装置の製造工程の第1工程を示す部分断面模式図である。
【図11】 図7に示す画素を有する液晶表示装置の製造工程の第2工程を示す部分断面模式図である。
【図12】 図7に示す画素を有する液晶表示装置の製造工程の第3工程を説明するための部分断面模式図である。
【図13】 図7に示す画素を有する液晶表示装置の製造工程の第4工程を示す部分断面模式図である。
【図14】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態2において用いるマスクの図3に対応する拡大平面模式図である。
【図15】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態2において用いるマスクの図4に対応する拡大平面模式図である。
【図16】 図14における画素パターン16の拡大平面模式図である。
【図17】 図15における画素パターン17の拡大平面模式図である。
【図18】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態3において用いるマスクの図3に対応する拡大平面模式図である。
【図19】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態3において用いるマスクの図4に対応する拡大平面模式図である。
【図20】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態4の第1工程を示す画素の断面図および転写パターンの平面模式図である。
【図21】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態4の第2工程を示す画素の断面図および転写パターンの平面模式図である。
【図22】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態4の第3工程を示す画素の断面図および転写パターンの平面模式図である。
【図23】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態4の第4工程を示す画素の断面図および転写パターンの平面模式図である。
【図24】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態6の第1工程を示す画素の断面図および転写パターンの平面模式図である。
【図25】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態6の第2工程を示す画素の断面図および転写パターンの平面模式図である。
【図26】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態6の第3工程を示す画素の断面図および転写パターンの平面模式図である。
【図27】 本発明による液晶表示装置の製造方法の実施の形態6の第4工程を示す画素の断面図および転写パターンの平面模式図である。
【図28】 従来の横方向電界方式の液晶表示装置における電極間隔のばらつきと輝度の変化率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1,2 マスク、3,3a 分割露光境界線、4 境界共有領域、4a,4b境界領域、4c,4d 境界領域部分、13 ガラス基板、5 ゲート電極、14 ゲート絶縁膜、6 ノンドープトアモルファスシリコン膜、7 n型のアモルファスシリコン膜、8 ソース電極、9 ドレイン電極、10 対向電極、11 画素電極、15 保護膜、16a〜16c,17a〜17c,16〜21画素、22〜37 分割露光領域、38 画素内分割境界線、39〜44 段差部、45,46 重ね合わせ部境界線、47〜50 画素内分割境界線により分割された画素パターン内の領域。
Claims (20)
- 複数の画素を形成すべき基板上にレジスト膜を形成する工程と、
第1のマスクを用いて、前記レジスト膜の一部を構成する第1領域を露光することにより、前記レジスト膜の第1領域に第1のマスクパターンを転写する工程と、
第2のマスクを用いて、前記レジスト膜の第1領域に部分的に重なって隣接する第2領域を露光することにより、前記レジスト膜の第2領域に第2のマスクパターンを転写する工程とを備え、
前記第1のマスクパターンを転写する工程は、前記第1および第2領域が重なった境界共有領域に位置する1画素内の画素電極形成領域の一部分に第1のマスクパターン部分を転写する工程を含み、
前記第2のマスクパターンを転写する工程は、前記1画素内の前記画素電極形成領域の他の部分に第2のマスクパターン部分を転写する工程を含む、液晶表示装置の製造方法。 - 前記境界共有領域は、前記1画素内の前記画素電極形成領域が前記第1のマスクパターン部分が転写される部分と前記第2のマスクパターン部分が転写される部分とに分割される複数の分割画素を含み、
前記複数の分割画素は、前記境界共有領域においてランダムに配置されている、請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記境界共有領域は、前記1画素内の前記画素電極形成領域が前記第1のマスクパターン部分が転写される部分と前記第2のマスクパターン部分が転写される部分とに分割される複数の分割画素を含み、
前記境界共有領域のほぼ中央に位置し、前記境界共有領域を前記第1のマスクパターン側と前記第2のマスクパターン側とに分割する境界線を中心として、前記境界線から離れるほど前記分割画素の密度が小さくなる、請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第1のマスクパターン部分が転写される部分の前記1画素での平面外形と前記第2のマスクパターン部分が転写される部分の前記1画素での平面外形とがほぼ同一である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記境界共有領域は、前記1画素内の前記画素電極形成領域が前記第1のマスクパターン部分が転写される部分と前記第2のマスクパターン部分が転写される部分とに分割される複数の分割画素を含み、
前記第1のマスクパターン部分が転写される部分の前記1画素での平面外形と前記第2のマスクパターン部分が転写される部分の前記1画素での平面外形とが、前記複数の分割画素の間でそれぞれ異なる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記境界共有領域において、前記1画素内の前記画素電極形成領域が前記第1のマスクパターンの中心に近い領域ほど、各分割画素における前記第1のマスクパターン部分が転写される部分の面積が、前記第2のマスクパターン部分が転写される部分の面積より大きくなる、請求項5に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2のマスクパターンを転写する工程は、前記境界共有領域のほぼ中央に位置し前記境界共有領域を前記第1のマスクパターン側と前記第2のマスクパターン側とに分割する境界線とほぼ平行な方向に沿って、前記第1のマスクパターン部分が転写される部分と前記第2のマスクパターン部分が転写される部分とに分割される複数の分割画素を形成する工程を含み、
前記複数の分割画素において、前記第2のマスクパターン部分が転写される部分の前記1画素での平面外形がそれぞれ異なる、請求項5または6のいずれか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記レジスト膜の形成に先立ち、前記基板上に下地膜を形成する工程と、
前記下地膜上の前記レジスト膜を現像処理することにより、前記第1および第2のマスクパターンを形成する工程と、
前記第1および第2のマスクパターンをマスクとして、エッチングにより前記下地膜をパターニングすることにより、前記液晶表示装置の第1の構造を形成する工程と、
前記第1の構造上に第2の下地膜を形成する工程と、
前記第2の下地膜の上にレジスト膜を形成する工程と、
第3のマスクを用いて、前記レジスト膜の一部を構成する第3領域を露光することにより、前記レジスト膜の第3領域に第3のマスクパターンを転写する工程と、
第4のマスクを用いて、前記レジスト膜の第3領域に部分的に重なって隣接する第4領域を露光することにより、前記レジスト膜の第4領域に第4のマスクパターンを転写する工程とを備え、
前記第3および第4領域が重なった上層境界領域の面積は、前記境界共有領域の面積より小さい、請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記レジスト膜の形成に先立ち、前記基板上に下地膜を形成する工程と、
前記下地膜上の前記レジスト膜を現像処理することにより、前記第1および第2のマスクパターンを形成する工程と、
前記第1および第2のマスクパターンをマスクとして、エッチングにより前記下地膜をパターニングすることにより、前記液晶表示装置の第1の構造を形成する工程と、
前記第1の構造上に第2の下地膜を形成する工程と、
前記第2の下地膜上にレジスト膜を形成する工程と、
第3のマスクを用いて、前記レジスト膜の一部を構成する第3領域を露光することにより、前記レジスト膜の第3領域に第3のマスクパターンを転写する工程と、
第4のマスクを用いて、前記レジスト膜の第3領域に部分的に重なって隣接する第4領域を露光することにより、前記レジスト膜の第4領域に第4のマスクパターンを転写する工程とを備え、
前記第3のマスクパターンを転写する工程は、前記第3および第4領域が重なった上層境界共有領域に位置する上層画素内の画素電極形成領域の一部分に第3のマスクパターン部分を転写する工程を含み、
前記第4のマスクパターンを転写する工程は、前記上層画素内の前記画素電極形成領域の他の部分に第4のマスクパターン部分を転写する工程を含み、
前記第1のマスクパターン部分が転写される部分と前記第2のマスクパターン部分が転写される部分とに分割される分割画素の前記境界共有領域における配置と、前記上層画素の前記上層境界共有領域における配置とが互いに異なる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記レジスト膜の形成に先立ち、前記基板上に下地膜を形成する工程と、
前記下地膜上の前記レジスト膜を現像処理することにより、前記第1および第2のマスクパターンを形成する工程と、
前記第1および第2のマスクパターンをマスクとして、エッチングにより前記下地膜をパターニングすることにより、前記液晶表示装置の第1の構造を形成する工程と、
前記第1の構造上に第2の下地膜を形成する工程と、
前記第2の下地膜上にレジスト膜を形成する工程と、
第3のマスクを用いて、前記レジスト膜の一部を構成する第3領域を露光することにより、前記レジスト膜の第3領域に第3のマスクパターンを転写する工程と、
第4のマスクを用いて、前記レジスト膜の第3領域に部分的に重なって隣接する第4領域を露光することにより、前記レジスト膜の第4領域に第4のマスクパターンを転写する工程とを備え、
前記第3のマスクパターンを転写する工程は、前記第3および第4領域が重なった上層境界共有領域に位置する上層画素内の画素電極形成領域の一部分に第3のマスクパターン部分を転写する工程を含み、
前記第4のマスクパターンを転写する工程は、前記上層画素内の前記画素電極形成領域の他の部分に第4のマスクパターン部分を転写する工程を含み、
前記境界共有領域と前記上層境界共有領域とが、平面的にずれるように配置されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記画素が、前記基板の表面に対してほぼ平行な電界を形成するための電極を備える、請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1のマスクパターン部分が転写された部分と前記第2のマスクパターン部分が転写された部分との境界部が、前記電極上に位置する、請求項11に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 基板上に形成され、構成材層を含む複数の画素を備え、
前記複数の画素の前記構成材層は、
第1のマスクパターンを用いて形成された第1領域と、
第2のマスクパターンを用いて形成された第2領域と、
前記第1領域と前記第2領域との境界部に位置する境界共有領域とを含み、
前記境界共有領域においては、1画素内の画素電極形成領域が、前記第1のマスクパターンを用いて形成された一方領域と前記第2のマスクパターンを用いて形成された他方領域とに分割される複数の分割画素が形成されている、液晶表示装置。 - 前記分割画素における前記1画素内の前記画素電極形成領域では、前記一方領域と前記他方領域との境界部において、前記構成材層の外周の平面形状は凹形状を含む、請求項13に記載の液晶表示装置。
- 前記分割画素における前記1画素内の前記画素電極形成領域では、前記一方領域と前記他方領域との境界部において、前記構成材層の外周の平面形状は凸形状を含む、請求項13に記載の液晶表示装置。
- 前記分割画素における前記一方領域と前記他方領域とは、前記一方領域と前記他方領域との境界部に位置する滑り線により分割され、
前記一方領域と前記他方領域とは、前記滑り線とほぼ平行な方向に互いにずれている、請求項13に記載の液晶表示装置。 - 前記複数の分割画素は、第1および第2の分割画素を含み、
前記第1の分割画素における前記一方領域と前記他方領域との境界部の位置は、前記第2の分割画素における前記境界部の位置とほぼ同一である、請求項13〜16のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記複数の分割画素は、第1および第2の分割画素を含み、
前記第1の分割画素における前記一方領域と前記他方領域との境界部の位置は、前記第2の分割画素における前記境界部の位置と異なる、請求項13〜16のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記画素は、前記基板の表面とほぼ平行な向きの電界を形成するための電極を含む、請求項13〜18のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記境界部は、前記電極上に位置する、請求項19に記載の液晶表示装置。
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