JP3824837B2 - 液晶装置用基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置用基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶装置は、互いに対向する一対の基板間に液晶を配して成り、液晶の配向状態に応じて液晶を通過する光を変調させて表示を行うものである。特に、任意の画像表示が可能なマトリクス型の液晶装置は、種々の電子機器等のディスプレイに広く用いられている。
このマトリクス型の液晶装置として、アクティブマトリクス型のＴＦＴ液晶装置を例にとると、図１４に示すように、一方の基板（素子基板）１０２はマトリクス状に複数の画素電極１０１を備え、各画素電極１０１の横の辺に沿って走査線１０４が延設され、画素電極１０１の縦の辺に沿ってデータ線１０３が延設されている。又、データ線１０３及び走査線１０４の下の所定位置には半導体層１１２が形成され、画素電極１０１を制御するＴＦＴ素子を構成している。この半導体層１１２はコンタクトホール１０９を介してデータ線１０３に接続され、コンタクトホール１１０を介して画素電極１０１に接続されている。さらに、走査線１０４の下における半導体層１１２はチャネル領域１１４となっている。
【０００３】
また、画像のコントラストの向上を目的として、素子基板１０２と対向する他方の基板側には格子状の遮光層（ブラックマトリクス）が形成され、各基板を対向配置した際に当該遮光層が画素電極の周囲に位置するようになっている。この遮光層は、各基板を貼り合わせる際の位置ずれを考慮し、通常は各画素電極１０１の周縁部とオーバーラップするようにして形成されている。
【０００４】
ところが、このようにして遮光層を形成すると、前記オーバーラップ分だけ液晶装置の開口率（基板の面積に対する画像表示部の面積が占める割合）が低下するという問題がある。そのため、近年では素子基板１０２側に画素電極とともに遮光層を設け、前記オーバーラップを不要として開口率を向上させる技術が提案されている。特に、透過表示型（又は、反射・透過兼用表示型）の液晶装置の場合、データ線１０３や走査線１０４を画素電極１０１の周縁部の外側に、該画素電極１０１と一部重なるようにして形成し、データ線１０３と走査線１０４とで遮光層を形成することも可能である。そして、この場合には、図１５に示すように、各画素電極１０１のうちデータ線１０３や走査線１０４と重なっていない部分は画像表示部２００となり、データ線１０３や走査線１０４は遮光層２２０となる。
【０００５】
上記した遮光層を備えた素子基板１０２は、一般的には次のようにして製造される。まず、例えば図１６に示すステップ・アンド・リピート型の露光装置（以下、「ステッパ」という）３００が用意され、ステージ３８０上にガラス等の基板１２０が載置される。基板１２０の表面には走査線１０４の形成用膜等が適宜形成され、さらにその上に所定のフォトレジストが塗布されている。そして、ステッパ３００はその上部にＵＶ光源３２０を備え、ここからの光がスリット３４０を介してフォトマスク４００に照射され、光学系３６０を経て基板１２０の表面に到達する。
【０００６】
フォトマスク４００は、例えば図１７に示すように、走査線等を形成するための所定パターンが形成されて成り、当該走査線のパターン（以下、「走査線のパターン形成部分」という）４０１の外側には、駆動回路等のパターン４０２〜４０５が適宜形成されている。また、図示しない別のフォトマスクには例えばデータ線のパターンが形成されている。そして、フォトマスク４００により走査線１０４を形成した後、別のフォトマスクを用いてデータ線１０３を形成することにより、走査線１０４とデータ線１０３から成る遮光層を形成する。
この場合、フォトマスク４００における走査線のパターン形成部分（図示斜線部）４０１を光が透過することにより露光が行われ、この部分に相当する基板上に露光領域が形成されるようになっている。
【０００７】
ところで、通常、上記したフォトマスク４００において、前記パターン形成部分４０１の大きさは基板１２０に比べて小さく、従って、走査線を形成するための露光領域も基板１２０に比べて小さくなっている。そのため、１回の露光で基板１２０全体を露光することは困難である。そこで、図１８に示すように、まず１回目の露光で露光領域Ｒ100を形成した後、基板ごとステージ３８０を移動して２回目の露光を行い、この露光領域Ｒ100に隣接して露光領域Ｒ101を形成し、各露光領域Ｒ100〜Ｒ103を互いに継ぎ合わせていく。そして、その後にフォトリソ加工を行って基板１２０全体に走査線を形成する。同様に、データ線のパターンが形成されたフォトマスクを用いて複数回の露光を行い、図示しない複数の露光領域を継ぎ合わせて形成し、フォトリソ加工を行ってデータ線を形成する。そして、このデータ線と走査線で略格子状の遮光層２２０を形成した後、画素電極を遮光層２２０の間に形成することにより、マトリクス状の画像表示部２００を有する素子基板１０２を製造する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１９に示すように、各露光領域Ｒ100、Ｒ101に形成された走査線１０４のパターンの大きさが変化することがある。例えば、この場合において、露光領域Ｒ100では図の左から右に向って走査線１０４のパターン幅が太くなり、露光領域Ｒ101でも同様になる。つまり、各露光領域Ｒ100、Ｒ101ごとに周期的にパターンの大きさが変化し、その結果として各露光領域の継ぎ合わせ境界Ｔで、走査線１０４の幅が段差状に変化する。
【０００９】
このように、露光領域内でパターンの大きさが変化する原因としては、例えばステッパ３００のレンズの端部を透過する光とレンズの中央部を透過する光とで露光量が変化したり、レンズの一部に汚れが付着してその部分での光透過率が低下し、露光量が変化すること（露光ムラ）が挙げられる。
そして、上述のように、継ぎ合わせ境界Ｔで走査線１０４の幅が段差状に変化すると、遮光層の大きさも段差状に変化し、それに伴って、図２０に示すように、継ぎ合わせ境界Ｔを介して対向する画像表示部２００ａ、２００ｂの大きさがステップ状に変化する。なお、この場合、画像表示部２００ａの方が画像表示部２００ｂより小さい。
さらに、画像表示部の大きさが変化すると、それに応じて、図２１に示すように画像表示部の明るさも境界Ｔで大きく変化し、当該境界Ｔが継ぎ目模様として視認されるという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、液晶装置用基板における上記した問題を解決し、画面に継ぎ目模様が生じることを防止した液晶装置用基板及びその製造方法、並びに液晶装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の液晶装置用基板は、フォトマスクにより形成される露光領域より大きな基板に対して、当該露光領域を複数個継ぎ合わせてフォトリソ加工がなされることにより、少なくとも画素電極と遮光層とが該基板の表面に形成されてなり、
少なくとも前記遮光層を形成する際の露光領域同士の継ぎ合わせ境界が、前記基板のどの方向をとってみても一直線上に連続して並んでいないことを特徴とする。
このような構成によれば、継ぎ合わせ境界において遮光層の大きさが著しく変化し、それに伴って画像表示部の大きさ（明るさ）が大幅に変化しても、かかる明るさの差を生じる部分が基板上に適宜散らばって配列されるので、人間の目で継ぎ合わせ境界を明るさの差（継ぎ目模様）として視認することを防止することができる。
【００１２】
本発明の液晶装置用基板においては、前記継ぎ合わせ境界は、一方向からみたときに凸部と凹部とを互い違いに備えていることが好ましい。
また、前記遮光層は、走査線、データ線、又は容量線の少なくともいずれかから成ることが好ましい。
特に、前記画素電極のうち前記遮光層と重なっていない部分が画像表示部となっていて、前記継ぎ合わせ境界を介して対向する画像表示部の大きさが互いに１％以上異なっていることが好ましい。
【００１３】
本発明の液晶装置用基板の製造方法は、ステップ・アンド・リピート型の露光装置を用い、遮光層のパターンが形成されたフォトマスクを基板の表面に配設して複数回の露光を行って当該フォトマスクにより形成される露光領域同士を継ぎ合わせ、次いでフォトリソ加工を行うことにより前記基板の表面に遮光層を形成する第１工程と、
少なくとも前記遮光層が形成されていない部分における基板の表面に複数の画素電極を形成する第２工程とを備え、
前記フォトマスクとして、少なくとも前記遮光層のパターン形成部分の端縁が一直線になっていないものを用いることを特徴とする。
このような構成によれば、フォトマスクによる露光領域同士を継ぎ合わせたときの継ぎ合わせ境界が、基板のどの方向をとってみても一直線上に連続して並ぶことはなく、この境界で画像表示部の大きさ（明るさ）が急激に変化したとしても、かかる明るさの差を継ぎ目模様として視認することを防止できる。
【００１４】
本発明の液晶装置用基板の製造方法においては、前記フォトマスクとして、前記遮光層のパターン形成部分の端縁が凸部と凹部とを互い違いに備えているものを用い、
前記遮光層のパターンを露光する際、一の露光領域の端縁における凸部と他の露光領域の端縁における凹部とが噛み合うようにすることが好ましい。
又、前記フォトマスクとして、前記遮光層のパターン形成部分の端縁の周辺部に前記露光装置の解像度未満の大きさで、かつ、該端縁の内側から外側に向って徐々に露光量を低減させる模様が形成されたものを用いることが好ましい。
さらに、前記フォトマスクとして、前記遮光層のパターン形成部分の端縁の周辺部に、該端縁の内側から外側に向って徐々に露光量が低減するように金属膜が形成されたものを用いることが好ましい。
特に、前記フォトマスクとして、走査線、データ線、又は容量線の少なくともいずれかのパターンがそれぞれ形成されたものを用い、
該走査線、データ線、又は容量線の少なくともいずれかにより前記遮光層を形成することが好ましい。
【００１５】
本発明の液晶装置は、前記液晶装置用基板と、該液晶装置用基板に液晶を介して対向配置される対向基板とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液晶装置用基板について、図１ないし図６に基づいて説明する。なお、本発明における「液晶装置用基板」とは、液晶装置を構成する一方の基板であって、少なくとも後述する複数の画素電極と遮光層を備えたものをいうが、その他の画素電極制御用の素子等については特に制限はなく、液晶装置の動作方式（ＴＦＴ方式、ＴＦＤ方式等）に応じて適宜これらを備えてもよく、又、カラーフィルタ等を適宜備えてもよい。
【００１７】
この液晶装置用基板２０は、図１に示すようにして構成されている。すなわち、ガラス等から成る所定の基板上に、インジウム錫酸化膜（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性薄膜からなる矩形状の画素電極１がマトリクス状に複数個設けられており、画素電極１の縦方向の辺に沿ってデータ線３が延設されている。一方、画素電極１の横方向の辺に沿って容量線６が設けられ、又、画素電極１の横方向の辺に平行に、かつ、画素電極１を横断するようにして走査線４が延設されている。容量線６は、画素電極１と対向電極との間で一定期間保持された画像信号がリークするのを防ぐものであり、画素電極と対向電極との間に形成される液晶容量と並列な蓄積容量をなしている。そして、誘電体膜となるゲート絶縁層を介して、容量線６と半導体層８とを対向配置することにより、全体として蓄積容量をなしている。なお、容量線６は、縦方向に延設されてデータ線３の狭幅部と重なるようになっていて、１画素をとってみたときに略Ｈ状に形成されている。
【００１８】
データ線３、走査線４、及び容量線６の下の所定位置には逆Ｌ字状の半導体層８が形成され、画素電極１を制御するＴＦＴ素子を構成している。この半導体層８の一端はコンタクトホール１４を介してデータ線３に接続され、ここから横に延びた後に直角に折曲して走査線４と交差し、他端が片状部をなしている。この片状部は容量線６の下に位置し、該片状部の上にはドレイン電極１２が形成されている。そして、ドレイン電極１２の一端部はコンタクトホール１６を介して半導体層８に接続され、他端部はコンタクトホール１８を介して画素電極１に接続されている。なお、走査線４は縦方向に延びる舌片部を備えており、走査線４の本体部分及び当該舌片部の２個所で半導体層８と交差し、この部分における半導体層がそれぞれチャネル領域１０ａ、１０ｂをなしている。つまり、この実施形態においては、デュアルゲート型のＴＦＴが構成されている。そして、走査線４に印加された信号に基づいて、ドレイン電極１２を介してデータ線３と画素電極１の間を流れる電流の制御が行われる。
【００１９】
上記した液晶装置用基板２０の断面構造は、図２に示すようになっている。
この図において、基板２の表面には例えばポリシリコン膜から成る半導体層８が形成され、半導体層８及び基板２を覆うようにしてゲート絶縁層２２が形成されている。そして、ゲート絶縁層２２を介し、半導体層８上の所定位置にゲート電極をなす走査線４、及び容量線６が配設され、さらに、走査線４、容量線６、及びゲート絶縁層２２を覆うようにして第１層間絶縁層２４が形成されている。第１層間絶縁層２４の上には、データ線３及びドレイン電極１２が形成され、これらはそれぞれコンタクトホール１４、１６に接続され、各コンタクトホール１４、１６は、第１層間絶縁層２４及びゲート絶縁層２２を貫通して半導体層８に接続されている。又、データ線３、ドレイン電極１２、及び第１層間絶縁層２４の上には第２層間絶縁層２６が形成され、第２層間絶縁層２６の上に画素電極１が形成されている。そして、画素電極１はコンタクトホール１８に接続され、コンタクトホール１８は第２層間絶縁層２６を貫通してドレイン電極１２に接続されている。なお、画素電極１の表面には適宜配向膜２８が形成されている。なお、この図において、液晶装置用基板２０には対向基板５０が対向配置され、全体として液晶装置６０が構成されているが、対向基板５０及び液晶装置６０の説明については後述する。
【００２０】
液晶装置用基板２０において、画像表示部は次のように構成されている。まず、画素電極１の下には、該画素電極１とオーバーラップするようにして容量線６とドレイン電極１２が配設され、又、画素電極１の下を横切って走査線４が形成されている。そして、これらは、それぞれ透過表示時の遮光層（ブラックマトリクス）３２をなしていて、画素電極１のうち上記各遮光層３２と重なっていない部分が画像表示部３４となっている。又、画素電極１の縦方向（図２の左右方向）においては、該画素電極の下にオーバーラップして配設されたデータ線３、及び容量線６が遮光層３２をなしている。
【００２１】
なお、本発明における遮光層とは、各画素電極１の周囲に形成され、画像表示部の大きさを規定するとともに、光の反射や透過を抑制してコントラストを向上させるものである。この場合、遮光層と画素電極の周縁部を適宜重ねることにより、遮光層の周縁部が画像表示部の縁となる。かかる遮光層は、例えば顔料分散法によりフォトレジストを格子状にパターニングして形成することができるが、データ線、走査線、及び容量線を適宜画素電極の周囲に配設して形成することもでき、このようにすると、データ線等で遮光層を兼用できるので工程省略を図ることが可能となる。従って、かかるデータ線、走査線、及び容量線等から構成される場合を含めて、「遮光層」と称する。
【００２２】
かかる液晶装置用基板２０を上面から見たときの各画像表示部３４の配設状態は、図３に示すようになっている。
この図において、画素電極の縦方向の周縁部はデータ線３（と容量線６）により遮光され、画素電極の横方向の周縁部は容量線６により遮光されている。さらに、走査線４により画素電極の一部が遮光されている。つまり、データ線３、走査線４、及び容量線６によって略格子状の遮光層３２が構成され、該遮光層３２の隙間部分が画像表示部３４となっている。
【００２３】
又、かかる画像表示部３４と遮光層３２は、図４に示すようにして、基板２の上にフォトマスクを用いて形成されている。この場合、詳しくは後述するが、まず、走査線と容量線のパターンが形成されたフォトマスクを用いて基板２上に露光がされ、次いでフォトリソ加工がなされて走査線と容量線が形成される。次いで、データ線のパターンが形成された別のフォトマスクを用い、上記と同様にしてデータ線が形成され、走査線、容量線、及びデータ線で構成される遮光層３２が格子状に形成される。そして、遮光層３２を形成する際のフォトマスクによる各露光領域Ｒ1〜Ｒ4は互いに継ぎ合わされ、当該継ぎ合わせ境界Ｓが基板２の横方向と縦方向にそれぞれ延び、各継ぎ合わせ境界Ｓは基板２の中央部で交差している。
【００２４】
そして、このようにして形成された遮光層３２の上に該遮光層３２と一部重なるようにして複数の画素電極が形成され、遮光層３２の間に画像表示部３４ａ、３４ｂ等が形成されている。なお、基板２の周囲には接続配線７０等が配設されている。
【００２５】
本発明は、かかる継ぎ合わせ境界Ｓが、液晶装置用基板２０のどの方向をとってみても一直線上に連続して並ばないようにすることで、該継ぎ合わせ境界Ｓが継ぎ目模様として視認されることを防止するものである。これについて図４の部分拡大図である図５に基づいて説明する。
この図において、継ぎ合わせ境界Ｓは紙面の縦方向に延び、かつ、基準位置（隣接する画像表示部３４ａ、３４ｂ間の境界部分）から左側へ張り出す凸部Ｓ1と、右側へ窪む凹部Ｓ2とを互い違いに備えている。凸部Ｓ1と凹部Ｓ2は、それぞれ縦方向に１画像表示部の幅で形成され、該凸部Ｓ1と凹部Ｓ2の間には、前記基準位置を継ぎ合わせ境界とし、縦方向に１画像表示部の幅を有する平坦部Ｓ3が介装されている。また、凸部Ｓ1と凹部Ｓ2とは、横方向（継ぎ合わせ境界Ｓの延びる方向と交差する方向）に距離Ｌだけ離間している。
【００２６】
このように、継ぎ合わせ境界Ｓは鋸歯状に形成されていて、一直線上に連続して並ぶことはない。そのため、継ぎ合わせ境界Ｓで遮光層３２の大きさ（幅）が顕著に変化し、それに伴って、継ぎ合わせ境界Ｓを介して対向する画像表示部３４ａ、３４ｂの大きさ（画像の明るさ）が互いに異なったとしても、かかる明るさの差を生じる部分は基板上に適宜散らばって（鋸歯状に）配列されることになる。
【００２７】
ところで、人間の目は個々の画像表示部の明るさの差を認識することはできず、視野中における画像表示部の集合体の明るさ差が閾値（約１％）を超えると、全体として明るさの差があるものとして認識し、これを継ぎ目模様とみなすと言われている。従って、上記したように明るさの差を生じる部分が基板上に分散していると、継ぎ合わせ境界Ｓにおいて対向する個々の画像表示部の明るさの差が１％を超えていても、人間の目では全体としてこの部分を明るさの差がないものと認識する。すなわち、本発明においては、フォトマスクを変えて継ぎ合わせ境界Ｓの配列状態を変えるだけで、継ぎ目模様の発生を容易に防止することができる。この場合、ステッパの露光精度等を向上させて画像表示部の大きさの差自体を低減させる必要はなく、従来の製造装置をそのまま用いることができる。
【００２８】
なお、上記した効果を得るためには、凸部Ｓ1と凹部Ｓ2との離間距離Ｌが人間の目の分解能より大きな値（例えば０．２ｍｍ以上）になっていることが好ましい。離間距離Ｌが０．２ｍｍ未満であると、人間の目には、明るさの差が生じている部分が全体として一直線上にあるように認識され、その結果として、継ぎ合わせ境界Ｓが継ぎ目模様として視認される虞があるからである。但し、離間距離Ｌが大きくなり過ぎると、フォトマスクによる露光作業が煩雑となり、又露光回数が増えるので、離間距離Ｌを１０ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００２９】
又、継ぎ合わせ境界Ｓは、基板上に一直線上に連続して並んでいなければよく、上記した鋸歯状のものに限られることはない。例えば、図６に示すように、継ぎ合わせ境界ＳAが波形に形成されていてもよい。この場合には、波の山が凸部ＳA1となり、波の谷が凹部ＳA2となる。なお、この実施形態において、継ぎ合わせ境界ＳAにおいて対向する画像表示部３４ｃ、３４ｄは、実際には画像表示部の一部分であり、両者が合わさって１つの画像表示部を構成している。従って、このような場合は便宜上、各画像表示部３４ｃ、３４ｄにそれぞれ隣接し、１画像表示部の大きさを有する画像表示部３４ｅ、３４ｆを、「継ぎ合わせ境界において対向する画像表示部」とみなすこととする。
【００３０】
そして、上記した液晶装置用基板２０に対向基板５０を対向配置することにより、液晶装置６０を製造することができる。この対向基板５０について、前述した図２に基づいて簡単に説明すると、基板５２の表面に、それぞれ３原色のいずれかをなすカラーフィルタ５４ａ、５４ｂ、５４ｃが適宜形成され、その上に保護層５８を介してＩＴＯ等から成る対向電極５８が基板５２の全面に形成されている。なお、各カラーフィルタ５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、各画素電極１に対応した位置に、かつ、各画素電極１の周縁部より外側にはみ出して配設され、対向電極５８の表面には配向膜５９が形成されている。そして、各基板２０，５０の間に液晶４０を所定のシール材を用いて介装することにより液晶装置６０が構成されている。この液晶装置６０の全体の構造や画像表示の詳しい動作については、従来のものと同様であるのでその説明を省略する。
【００３１】
次に、本発明の液晶装置用基板の製造方法について図７〜図１３に基づいて説明する。なお、本発明の製造方法は、遮光層のパターンが形成された所定のフォトマスクを用いることに特徴があり、ステッパによる露光自体や、各種の層の成膜方法等については従来と同様であるのでその説明を省略する。図７は、遮光層のパターンが形成されたフォトマスク８０を示している。
この図において、フォトマスク８０の中央部には、遮光層の一部をなす走査線のパターン４ａと容量線のパターン６ａが形成されたパターン形成部分８０Ａが配置されている。そして、このパターン形成部分８０Ａを通った光により基板上の所定位置が露光され、走査線や容量線を形成する際の露光領域Ｒが形成される。つまり、「露光領域」とは、フォトマスクによる１回の露光でパターン形成された（走査線等の）領域をいい、上記パターン形成部分８０Ａとほぼ相似形状をなすものである。なお、パターン形成部分８０Ａの周囲には駆動回路等のパターン９０ａが形成されている。
【００３２】
フォトマスク８０の拡大図は、図８に示すようになっていて、パターン形成部分８０Ａの端縁８０ｂのうちフォトマスク８０の縦方向に延びる部分は、それぞれ横に突没する凸部と凹部とを互い違いに備えた鋸歯状をなしている。また、端縁８０ｂのうちフォトマスク８０の横方向に延びる部分は、それぞれ縦に突没する凸部と凹部とを備えた鋸歯状をなしている。
そして、上記したフォトマスク８０を用い、例えば図９、図１０に示すようにして液晶装置用基板２０を製造する。
【００３３】
まず、走査線及び容量線の形成用膜が表面に形成されたガラス等の透明な基板２を用意し、該形成用膜の上に所定のフォトレジストを塗布した後、ステッパ上に載置する。そして、図９（１）に示すように、フォトマスク８０を用いて走査線及び容量線のパターンを基板２の左上部に露光する。ステッパとしては、特に制限はなく、公知のステッパを用いることができる。この１回目の露光においては、露光領域Ｒ1が形成され、該露光領域Ｒ1の端縁は鋸歯状になっている。
【００３４】
次に、図９（２）に示すように、フォトマスク８０に対して基板２を移動させ、基板２の右上部を露光し（露光領域Ｒ2）、その際に、露光領域Ｒ1の右側端縁における凸部と、露光領域Ｒ2の左側端縁における凹部とが噛み合うようにする。
以下同様にして、図９（３）に示すように、基板２の表面に４つの露光領域Ｒ1〜Ｒ4を互いに隣接して継ぎ合わせ、各隣接部において露光領域同士の端縁の凸部と凹部とが噛み合うようにする。
【００３５】
そして、図１０（４）に示すように、各露光領域Ｒ1〜Ｒ4の周囲に別のフォトマスクを配設して配線部７０等のパターンを露光する。なお、配線部７０のパターンの近傍には、各露光領域Ｒ1〜Ｒ4の周縁の凹凸に継ぎ合わされて該周縁を直線状にするための画素パターンが形成されている。従って、各露光領域Ｒ1〜Ｒ4の周縁は図示したように凹凸が消失して直線状をなしている。その後、フォトリソ加工することにより、図１０（５）に示すように、基板２上に走査線４、容量線６、及び配線部７０等を形成する。
【００３６】
次に、図示しないが、走査線４や容量線６の上に所定の層間絶縁膜、及びデータ線３形成用膜等を形成した後、データ線のパターンが形成された別のフォトマスクにより、上記と同様にして露光を行って４つの露光領域を継ぎ合わせ、フォトリソ加工して、図１０（６）に示すように、走査線４等の上にデータ線３を形成し、遮光層を完成させる。さらに、図示しない画素電極を基板２上の所定の位置に形成することにより、遮光層の間に画像表示部３４を備えた液晶装置用基板２０を製造する。
【００３７】
このようにして製造された液晶装置用基板２０においては、隣接する露光領域同士の継ぎ合わせ境界Ｓは、基板のどの方向をとってみても一直線上に連続して並ぶことはない。そのため、継ぎ合わせ境界Ｓを介して対向する画像表示部の大きさ（画像の明るさ）が大幅に異なっていたとしても、明るさの差を生じる部分が基板上で適宜分散しているので、人間の目でこの部分を明るさの差（継ぎ目模様）として認識することはない。すなわち、上記したフォトマスクを用いるだけで、継ぎ目模様の発生を容易に防止することができる。
【００３８】
なお、上記した実施形態においては、フォトマスクにおける遮光層のパターン形成部分の端縁を鋸歯状に形成した場合について説明したが、端縁の形状はこれに限定されることはなく、例えば図１１に示すように、図６における実施例に対応させてフォトマスク８２のパターン形成部分８２Ａの端縁８２ｂを波状に形成してもよく、この場合も上記と同様にして露光を行うことができる。
【００３９】
又、図１２に示すように、フォトマスク８４のパターン形成部分８４Ａの端縁８４ｂの周辺部に、ステッパの解像度未満の大きさで、かつ、端縁の内側から外側に向って露光量を徐々に低減させる模様８６を形成してもよい。ここで、端縁８４ｂの周辺部とは、端縁８４ｂの内側と外側を含む領域をいう。模様８６としては、例えばステッパの解像度より小さい径のドット（点）の集まりを用いることができる。又、この実施形態においては、端縁８４ｂの形状は何であってもよく、一直線としても構わない。
【００４０】
つまり、模様８６により、端縁８４ｂの周辺部の露光量が端縁の内側から外側へ向って緩やかに減少するので、図１３に示すように、隣接する露光領域Ｒ10、Ｒ11間で露光量が急激に変化することが抑制される。そして、その結果として、継ぎ合わせ境界Ｓで遮光層(走査線等）の大きさが階段状に変化することが防止され、当該継ぎ合わせ境界Ｓが継ぎ目模様として視認されなくなる。
なお、上記したように、模様８６はステッパの解像度より小さい点から成っているため、基板上でこの模様が結像して遮光層の形状に影響を及すことはない。また、模様８６の代わりに所定の透過率で光を透過させる金属膜を蒸着等により形成してもよい。
【００４１】
本発明は、以上述べた実施形態に限定されるものではない。例えば、液晶装置をＴＦＤ（Thin Film Diode）型の液晶装置とした場合、液晶装置用基板２０側には、画素電極、該画素電極を制御するＴＦＤ、及び走査線を形成し、データ線は対向基板側に形成すればよい。また、遮光層についても、上記した走査線やデータ線とは別の層を形成してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、フォトマスクにより形成される露光領域の継ぎ合わせ境界が、基板のどの方向をとってみても一直線上に連続して並ぶことはない。
そして、このようにすると、継ぎ合わせ境界において遮光層の大きさが著しく変化し、それに伴って、当該継ぎ合わせ境界を介して対向する画像表示部の大きさ（明るさ）が大幅に変化しても、かかる明るさの差を生じる部分が基板上で適宜散らばって配列されるので、人間の目では継ぎ合わせ境界を継ぎ目模様として視認することがなくなる。すなわち、フォトマスクを変えて継ぎ合わせ境界の配列状態を変えるだけで、画面に継ぎ目模様が生じることを容易に防止できる。この場合、ステッパの露光精度等を向上させて画像表示部の大きさの差を低減させる必要はなく、従来の製造装置等をそのまま用いることができる。
【００４３】
又、本発明の製造方法によれば、フォトマスクとして、少なくとも遮光層のパターン形成部分の端縁が一直線になっていないものを用いているので、フォトマスクにより形成される露光領域を継ぎ合わせたときの継ぎ合わせ境界が基板のどの方向をとってみても一直線上に連続して並ぶことはない。そのため、この境界で画像表示部の大きさ（明るさ）が急激に変化したとしても、かかる明るさの差を生じる部分が基板上で適宜散らばって配列されるので、これを継ぎ目模様として視認することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の液晶装置用基板を示す上面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３】 液晶装置用基板における、画像表示部と遮光層の配設状態を示す上面図である。
【図４】 フォトマスクを用いて、基板の表面に画像表示部と遮光層とを形成する態様を示す上面図である。
【図５】 継ぎ合わせ境界Ｓの近傍における、図４の部分拡大図である。
【図６】 同、図４の部分拡大図である。
【図７】 液晶装置用基板の製造に用いるフォトマスクを示す上面図である。
【図８】 図７の部分拡大図である。
【図９】 液晶装置用基板の製造プロセスを示す工程上面図である。
【図１０】 図９に続く工程上面図である。
【図１１】 液晶装置用基板の製造に用いるフォトマスクの別の例を示す上面図である。
【図１２】 液晶装置用基板の製造に用いるフォトマスクのさらに別の例を示す上面図である。
【図１３】 隣接露光領域の端縁の周辺部における露光量を示す図である。
【図１４】 従来の素子基板を示す上面図である。
【図１５】 従来の素子基板における、画像表示部と遮光層の配設状態を示す上面図である。
【図１６】 従来の素子基板の製造方法を示す図である。
【図１７】 従来の素子基板の製造に用いるフォトマスクを示す図である。
【図１８】 従来の素子基板の全体における、画像表示部と遮光層の配設状態を示す上面図である。
【図１９】 継ぎ合わせ境界近傍に形成された走査線を示す図である。
【図２０】 継ぎ合わせ境界近傍での画像表示部の大きさを示す図である。
【図２１】 従来の素子基板における、隣接する露光領域での明るさを示す図である。
【符号の説明】
２ 基板
３ データ線
４ 走査線
６ 容量線
２０ 液晶装置用基板
３２ 遮光層
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ 画像表示部
６０ 液晶装置
８０、８２、８４ フォトマスク
８０Ａ、８２Ａ、８４Ａ （遮光層の）パターン形成部分
８０ｂ、８２ｂ、８４ｂ パターン形成部分の端縁
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4 露光領域
Ｓ、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、ＳA （露光領域の）継ぎ合わせ境界
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置用基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶装置は、互いに対向する一対の基板間に液晶を配して成り、液晶の配向状態に応じて液晶を通過する光を変調させて表示を行うものである。特に、任意の画像表示が可能なマトリクス型の液晶装置は、種々の電子機器等のディスプレイに広く用いられている。
このマトリクス型の液晶装置として、アクティブマトリクス型のＴＦＴ液晶装置を例にとると、図１４に示すように、一方の基板（素子基板）１０２はマトリクス状に複数の画素電極１０１を備え、各画素電極１０１の横の辺に沿って走査線１０４が延設され、画素電極１０１の縦の辺に沿ってデータ線１０３が延設されている。又、データ線１０３及び走査線１０４の下の所定位置には半導体層１１２が形成され、画素電極１０１を制御するＴＦＴ素子を構成している。この半導体層１１２はコンタクトホール１０９を介してデータ線１０３に接続され、コンタクトホール１１０を介して画素電極１０１に接続されている。さらに、走査線１０４の下における半導体層１１２はチャネル領域１１４となっている。
【０００３】
また、画像のコントラストの向上を目的として、素子基板１０２と対向する他方の基板側には格子状の遮光層（ブラックマトリクス）が形成され、各基板を対向配置した際に当該遮光層が画素電極の周囲に位置するようになっている。この遮光層は、各基板を貼り合わせる際の位置ずれを考慮し、通常は各画素電極１０１の周縁部とオーバーラップするようにして形成されている。
【０００４】
ところが、このようにして遮光層を形成すると、前記オーバーラップ分だけ液晶装置の開口率（基板の面積に対する画像表示部の面積が占める割合）が低下するという問題がある。そのため、近年では素子基板１０２側に画素電極とともに遮光層を設け、前記オーバーラップを不要として開口率を向上させる技術が提案されている。特に、透過表示型（又は、反射・透過兼用表示型）の液晶装置の場合、データ線１０３や走査線１０４を画素電極１０１の周縁部の外側に、該画素電極１０１と一部重なるようにして形成し、データ線１０３と走査線１０４とで遮光層を形成することも可能である。そして、この場合には、図１５に示すように、各画素電極１０１のうちデータ線１０３や走査線１０４と重なっていない部分は画像表示部２００となり、データ線１０３や走査線１０４は遮光層２２０となる。
【０００５】
上記した遮光層を備えた素子基板１０２は、一般的には次のようにして製造される。まず、例えば図１６に示すステップ・アンド・リピート型の露光装置（以下、「ステッパ」という）３００が用意され、ステージ３８０上にガラス等の基板１２０が載置される。基板１２０の表面には走査線１０４の形成用膜等が適宜形成され、さらにその上に所定のフォトレジストが塗布されている。そして、ステッパ３００はその上部にＵＶ光源３２０を備え、ここからの光がスリット３４０を介してフォトマスク４００に照射され、光学系３６０を経て基板１２０の表面に到達する。
【０００６】
フォトマスク４００は、例えば図１７に示すように、走査線等を形成するための所定パターンが形成されて成り、当該走査線のパターン（以下、「走査線のパターン形成部分」という）４０１の外側には、駆動回路等のパターン４０２〜４０５が適宜形成されている。また、図示しない別のフォトマスクには例えばデータ線のパターンが形成されている。そして、フォトマスク４００により走査線１０４を形成した後、別のフォトマスクを用いてデータ線１０３を形成することにより、走査線１０４とデータ線１０３から成る遮光層を形成する。
この場合、フォトマスク４００における走査線のパターン形成部分（図示斜線部）４０１を光が透過することにより露光が行われ、この部分に相当する基板上に露光領域が形成されるようになっている。
【０００７】
ところで、通常、上記したフォトマスク４００において、前記パターン形成部分４０１の大きさは基板１２０に比べて小さく、従って、走査線を形成するための露光領域も基板１２０に比べて小さくなっている。そのため、１回の露光で基板１２０全体を露光することは困難である。そこで、図１８に示すように、まず１回目の露光で露光領域Ｒ100を形成した後、基板ごとステージ３８０を移動して２回目の露光を行い、この露光領域Ｒ100に隣接して露光領域Ｒ101を形成し、各露光領域Ｒ100〜Ｒ103を互いに継ぎ合わせていく。そして、その後にフォトリソ加工を行って基板１２０全体に走査線を形成する。同様に、データ線のパターンが形成されたフォトマスクを用いて複数回の露光を行い、図示しない複数の露光領域を継ぎ合わせて形成し、フォトリソ加工を行ってデータ線を形成する。そして、このデータ線と走査線で略格子状の遮光層２２０を形成した後、画素電極を遮光層２２０の間に形成することにより、マトリクス状の画像表示部２００を有する素子基板１０２を製造する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１９に示すように、各露光領域Ｒ100、Ｒ101に形成された走査線１０４のパターンの大きさが変化することがある。例えば、この場合において、露光領域Ｒ100では図の左から右に向って走査線１０４のパターン幅が太くなり、露光領域Ｒ101でも同様になる。つまり、各露光領域Ｒ100、Ｒ101ごとに周期的にパターンの大きさが変化し、その結果として各露光領域の継ぎ合わせ境界Ｔで、走査線１０４の幅が段差状に変化する。
【０００９】
このように、露光領域内でパターンの大きさが変化する原因としては、例えばステッパ３００のレンズの端部を透過する光とレンズの中央部を透過する光とで露光量が変化したり、レンズの一部に汚れが付着してその部分での光透過率が低下し、露光量が変化すること（露光ムラ）が挙げられる。
そして、上述のように、継ぎ合わせ境界Ｔで走査線１０４の幅が段差状に変化すると、遮光層の大きさも段差状に変化し、それに伴って、図２０に示すように、継ぎ合わせ境界Ｔを介して対向する画像表示部２００ａ、２００ｂの大きさがステップ状に変化する。なお、この場合、画像表示部２００ａの方が画像表示部２００ｂより小さい。
さらに、画像表示部の大きさが変化すると、それに応じて、図２１に示すように画像表示部の明るさも境界Ｔで大きく変化し、当該境界Ｔが継ぎ目模様として視認されるという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、液晶装置用基板における上記した問題を解決し、画面に継ぎ目模様が生じることを防止した液晶装置用基板及びその製造方法、並びに液晶装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の液晶装置用基板は、フォトマスクにより形成される露光領域より大きな基板に対して、当該露光領域を複数個継ぎ合わせてフォトリソ加工がなされることにより、少なくとも画素電極と遮光層とが該基板の表面に形成されてなり、
少なくとも前記遮光層を形成する際の露光領域同士の継ぎ合わせ境界が、前記基板のどの方向をとってみても一直線上に連続して並んでいないことを特徴とする。
このような構成によれば、継ぎ合わせ境界において遮光層の大きさが著しく変化し、それに伴って画像表示部の大きさ（明るさ）が大幅に変化しても、かかる明るさの差を生じる部分が基板上に適宜散らばって配列されるので、人間の目で継ぎ合わせ境界を明るさの差（継ぎ目模様）として視認することを防止することができる。
【００１２】
本発明の液晶装置用基板においては、前記継ぎ合わせ境界は、一方向からみたときに凸部と凹部とを互い違いに備えていることが好ましい。
また、前記遮光層は、走査線、データ線、又は容量線の少なくともいずれかから成ることが好ましい。
特に、前記画素電極のうち前記遮光層と重なっていない部分が画像表示部となっていて、前記継ぎ合わせ境界を介して対向する画像表示部の大きさが互いに１％以上異なっていることが好ましい。
【００１３】
本発明の液晶装置用基板の製造方法は、ステップ・アンド・リピート型の露光装置を用い、遮光層のパターンが形成されたフォトマスクを基板の表面に配設して複数回の露光を行って当該フォトマスクにより形成される露光領域同士を継ぎ合わせ、次いでフォトリソ加工を行うことにより前記基板の表面に遮光層を形成する第１工程と、
少なくとも前記遮光層が形成されていない部分における基板の表面に複数の画素電極を形成する第２工程とを備え、
前記フォトマスクとして、少なくとも前記遮光層のパターン形成部分の端縁が一直線になっていないものを用いることを特徴とする。
このような構成によれば、フォトマスクによる露光領域同士を継ぎ合わせたときの継ぎ合わせ境界が、基板のどの方向をとってみても一直線上に連続して並ぶことはなく、この境界で画像表示部の大きさ（明るさ）が急激に変化したとしても、かかる明るさの差を継ぎ目模様として視認することを防止できる。
【００１４】
本発明の液晶装置用基板の製造方法においては、前記フォトマスクとして、前記遮光層のパターン形成部分の端縁が凸部と凹部とを互い違いに備えているものを用い、
前記遮光層のパターンを露光する際、一の露光領域の端縁における凸部と他の露光領域の端縁における凹部とが噛み合うようにすることが好ましい。
又、前記フォトマスクとして、前記遮光層のパターン形成部分の端縁の周辺部に前記露光装置の解像度未満の大きさで、かつ、該端縁の内側から外側に向って徐々に露光量を低減させる模様が形成されたものを用いることが好ましい。
さらに、前記フォトマスクとして、前記遮光層のパターン形成部分の端縁の周辺部に、該端縁の内側から外側に向って徐々に露光量が低減するように金属膜が形成されたものを用いることが好ましい。
特に、前記フォトマスクとして、走査線、データ線、又は容量線の少なくともいずれかのパターンがそれぞれ形成されたものを用い、
該走査線、データ線、又は容量線の少なくともいずれかにより前記遮光層を形成することが好ましい。
【００１５】
本発明の液晶装置は、前記液晶装置用基板と、該液晶装置用基板に液晶を介して対向配置される対向基板とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液晶装置用基板について、図１ないし図６に基づいて説明する。なお、本発明における「液晶装置用基板」とは、液晶装置を構成する一方の基板であって、少なくとも後述する複数の画素電極と遮光層を備えたものをいうが、その他の画素電極制御用の素子等については特に制限はなく、液晶装置の動作方式（ＴＦＴ方式、ＴＦＤ方式等）に応じて適宜これらを備えてもよく、又、カラーフィルタ等を適宜備えてもよい。
【００１７】
この液晶装置用基板２０は、図１に示すようにして構成されている。すなわち、ガラス等から成る所定の基板上に、インジウム錫酸化膜（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性薄膜からなる矩形状の画素電極１がマトリクス状に複数個設けられており、画素電極１の縦方向の辺に沿ってデータ線３が延設されている。一方、画素電極１の横方向の辺に沿って容量線６が設けられ、又、画素電極１の横方向の辺に平行に、かつ、画素電極１を横断するようにして走査線４が延設されている。容量線６は、画素電極１と対向電極との間で一定期間保持された画像信号がリークするのを防ぐものであり、画素電極と対向電極との間に形成される液晶容量と並列な蓄積容量をなしている。そして、誘電体膜となるゲート絶縁層を介して、容量線６と半導体層８とを対向配置することにより、全体として蓄積容量をなしている。なお、容量線６は、縦方向に延設されてデータ線３の狭幅部と重なるようになっていて、１画素をとってみたときに略Ｈ状に形成されている。
【００１８】
データ線３、走査線４、及び容量線６の下の所定位置には逆Ｌ字状の半導体層８が形成され、画素電極１を制御するＴＦＴ素子を構成している。この半導体層８の一端はコンタクトホール１４を介してデータ線３に接続され、ここから横に延びた後に直角に折曲して走査線４と交差し、他端が片状部をなしている。この片状部は容量線６の下に位置し、該片状部の上にはドレイン電極１２が形成されている。そして、ドレイン電極１２の一端部はコンタクトホール１６を介して半導体層８に接続され、他端部はコンタクトホール１８を介して画素電極１に接続されている。なお、走査線４は縦方向に延びる舌片部を備えており、走査線４の本体部分及び当該舌片部の２個所で半導体層８と交差し、この部分における半導体層がそれぞれチャネル領域１０ａ、１０ｂをなしている。つまり、この実施形態においては、デュアルゲート型のＴＦＴが構成されている。そして、走査線４に印加された信号に基づいて、ドレイン電極１２を介してデータ線３と画素電極１の間を流れる電流の制御が行われる。
【００１９】
上記した液晶装置用基板２０の断面構造は、図２に示すようになっている。
この図において、基板２の表面には例えばポリシリコン膜から成る半導体層８が形成され、半導体層８及び基板２を覆うようにしてゲート絶縁層２２が形成されている。そして、ゲート絶縁層２２を介し、半導体層８上の所定位置にゲート電極をなす走査線４、及び容量線６が配設され、さらに、走査線４、容量線６、及びゲート絶縁層２２を覆うようにして第１層間絶縁層２４が形成されている。第１層間絶縁層２４の上には、データ線３及びドレイン電極１２が形成され、これらはそれぞれコンタクトホール１４、１６に接続され、各コンタクトホール１４、１６は、第１層間絶縁層２４及びゲート絶縁層２２を貫通して半導体層８に接続されている。又、データ線３、ドレイン電極１２、及び第１層間絶縁層２４の上には第２層間絶縁層２６が形成され、第２層間絶縁層２６の上に画素電極１が形成されている。そして、画素電極１はコンタクトホール１８に接続され、コンタクトホール１８は第２層間絶縁層２６を貫通してドレイン電極１２に接続されている。なお、画素電極１の表面には適宜配向膜２８が形成されている。なお、この図において、液晶装置用基板２０には対向基板５０が対向配置され、全体として液晶装置６０が構成されているが、対向基板５０及び液晶装置６０の説明については後述する。
【００２０】
液晶装置用基板２０において、画像表示部は次のように構成されている。まず、画素電極１の下には、該画素電極１とオーバーラップするようにして容量線６とドレイン電極１２が配設され、又、画素電極１の下を横切って走査線４が形成されている。そして、これらは、それぞれ透過表示時の遮光層（ブラックマトリクス）３２をなしていて、画素電極１のうち上記各遮光層３２と重なっていない部分が画像表示部３４となっている。又、画素電極１の縦方向（図２の左右方向）においては、該画素電極の下にオーバーラップして配設されたデータ線３、及び容量線６が遮光層３２をなしている。
【００２１】
なお、本発明における遮光層とは、各画素電極１の周囲に形成され、画像表示部の大きさを規定するとともに、光の反射や透過を抑制してコントラストを向上させるものである。この場合、遮光層と画素電極の周縁部を適宜重ねることにより、遮光層の周縁部が画像表示部の縁となる。かかる遮光層は、例えば顔料分散法によりフォトレジストを格子状にパターニングして形成することができるが、データ線、走査線、及び容量線を適宜画素電極の周囲に配設して形成することもでき、このようにすると、データ線等で遮光層を兼用できるので工程省略を図ることが可能となる。従って、かかるデータ線、走査線、及び容量線等から構成される場合を含めて、「遮光層」と称する。
【００２２】
かかる液晶装置用基板２０を上面から見たときの各画像表示部３４の配設状態は、図３に示すようになっている。
この図において、画素電極の縦方向の周縁部はデータ線３（と容量線６）により遮光され、画素電極の横方向の周縁部は容量線６により遮光されている。さらに、走査線４により画素電極の一部が遮光されている。つまり、データ線３、走査線４、及び容量線６によって略格子状の遮光層３２が構成され、該遮光層３２の隙間部分が画像表示部３４となっている。
【００２３】
又、かかる画像表示部３４と遮光層３２は、図４に示すようにして、基板２の上にフォトマスクを用いて形成されている。この場合、詳しくは後述するが、まず、走査線と容量線のパターンが形成されたフォトマスクを用いて基板２上に露光がされ、次いでフォトリソ加工がなされて走査線と容量線が形成される。次いで、データ線のパターンが形成された別のフォトマスクを用い、上記と同様にしてデータ線が形成され、走査線、容量線、及びデータ線で構成される遮光層３２が格子状に形成される。そして、遮光層３２を形成する際のフォトマスクによる各露光領域Ｒ1〜Ｒ4は互いに継ぎ合わされ、当該継ぎ合わせ境界Ｓが基板２の横方向と縦方向にそれぞれ延び、各継ぎ合わせ境界Ｓは基板２の中央部で交差している。
【００２４】
そして、このようにして形成された遮光層３２の上に該遮光層３２と一部重なるようにして複数の画素電極が形成され、遮光層３２の間に画像表示部３４ａ、３４ｂ等が形成されている。なお、基板２の周囲には接続配線７０等が配設されている。
【００２５】
本発明は、かかる継ぎ合わせ境界Ｓが、液晶装置用基板２０のどの方向をとってみても一直線上に連続して並ばないようにすることで、該継ぎ合わせ境界Ｓが継ぎ目模様として視認されることを防止するものである。これについて図４の部分拡大図である図５に基づいて説明する。
この図において、継ぎ合わせ境界Ｓは紙面の縦方向に延び、かつ、基準位置（隣接する画像表示部３４ａ、３４ｂ間の境界部分）から左側へ張り出す凸部Ｓ1と、右側へ窪む凹部Ｓ2とを互い違いに備えている。凸部Ｓ1と凹部Ｓ2は、それぞれ縦方向に１画像表示部の幅で形成され、該凸部Ｓ1と凹部Ｓ2の間には、前記基準位置を継ぎ合わせ境界とし、縦方向に１画像表示部の幅を有する平坦部Ｓ3が介装されている。また、凸部Ｓ1と凹部Ｓ2とは、横方向（継ぎ合わせ境界Ｓの延びる方向と交差する方向）に距離Ｌだけ離間している。
【００２６】
このように、継ぎ合わせ境界Ｓは鋸歯状に形成されていて、一直線上に連続して並ぶことはない。そのため、継ぎ合わせ境界Ｓで遮光層３２の大きさ（幅）が顕著に変化し、それに伴って、継ぎ合わせ境界Ｓを介して対向する画像表示部３４ａ、３４ｂの大きさ（画像の明るさ）が互いに異なったとしても、かかる明るさの差を生じる部分は基板上に適宜散らばって（鋸歯状に）配列されることになる。
【００２７】
ところで、人間の目は個々の画像表示部の明るさの差を認識することはできず、視野中における画像表示部の集合体の明るさ差が閾値（約１％）を超えると、全体として明るさの差があるものとして認識し、これを継ぎ目模様とみなすと言われている。従って、上記したように明るさの差を生じる部分が基板上に分散していると、継ぎ合わせ境界Ｓにおいて対向する個々の画像表示部の明るさの差が１％を超えていても、人間の目では全体としてこの部分を明るさの差がないものと認識する。すなわち、本発明においては、フォトマスクを変えて継ぎ合わせ境界Ｓの配列状態を変えるだけで、継ぎ目模様の発生を容易に防止することができる。この場合、ステッパの露光精度等を向上させて画像表示部の大きさの差自体を低減させる必要はなく、従来の製造装置をそのまま用いることができる。
【００２８】
なお、上記した効果を得るためには、凸部Ｓ1と凹部Ｓ2との離間距離Ｌが人間の目の分解能より大きな値（例えば０．２ｍｍ以上）になっていることが好ましい。離間距離Ｌが０．２ｍｍ未満であると、人間の目には、明るさの差が生じている部分が全体として一直線上にあるように認識され、その結果として、継ぎ合わせ境界Ｓが継ぎ目模様として視認される虞があるからである。但し、離間距離Ｌが大きくなり過ぎると、フォトマスクによる露光作業が煩雑となり、又露光回数が増えるので、離間距離Ｌを１０ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００２９】
又、継ぎ合わせ境界Ｓは、基板上に一直線上に連続して並んでいなければよく、上記した鋸歯状のものに限られることはない。例えば、図６に示すように、継ぎ合わせ境界ＳAが波形に形成されていてもよい。この場合には、波の山が凸部ＳA1となり、波の谷が凹部ＳA2となる。なお、この実施形態において、継ぎ合わせ境界ＳAにおいて対向する画像表示部３４ｃ、３４ｄは、実際には画像表示部の一部分であり、両者が合わさって１つの画像表示部を構成している。従って、このような場合は便宜上、各画像表示部３４ｃ、３４ｄにそれぞれ隣接し、１画像表示部の大きさを有する画像表示部３４ｅ、３４ｆを、「継ぎ合わせ境界において対向する画像表示部」とみなすこととする。
【００３０】
そして、上記した液晶装置用基板２０に対向基板５０を対向配置することにより、液晶装置６０を製造することができる。この対向基板５０について、前述した図２に基づいて簡単に説明すると、基板５２の表面に、それぞれ３原色のいずれかをなすカラーフィルタ５４ａ、５４ｂ、５４ｃが適宜形成され、その上に保護層５８を介してＩＴＯ等から成る対向電極５８が基板５２の全面に形成されている。なお、各カラーフィルタ５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、各画素電極１に対応した位置に、かつ、各画素電極１の周縁部より外側にはみ出して配設され、対向電極５８の表面には配向膜５９が形成されている。そして、各基板２０，５０の間に液晶４０を所定のシール材を用いて介装することにより液晶装置６０が構成されている。この液晶装置６０の全体の構造や画像表示の詳しい動作については、従来のものと同様であるのでその説明を省略する。
【００３１】
次に、本発明の液晶装置用基板の製造方法について図７〜図１３に基づいて説明する。なお、本発明の製造方法は、遮光層のパターンが形成された所定のフォトマスクを用いることに特徴があり、ステッパによる露光自体や、各種の層の成膜方法等については従来と同様であるのでその説明を省略する。図７は、遮光層のパターンが形成されたフォトマスク８０を示している。
この図において、フォトマスク８０の中央部には、遮光層の一部をなす走査線のパターン４ａと容量線のパターン６ａが形成されたパターン形成部分８０Ａが配置されている。そして、このパターン形成部分８０Ａを通った光により基板上の所定位置が露光され、走査線や容量線を形成する際の露光領域Ｒが形成される。つまり、「露光領域」とは、フォトマスクによる１回の露光でパターン形成された（走査線等の）領域をいい、上記パターン形成部分８０Ａとほぼ相似形状をなすものである。なお、パターン形成部分８０Ａの周囲には駆動回路等のパターン９０ａが形成されている。
【００３２】
フォトマスク８０の拡大図は、図８に示すようになっていて、パターン形成部分８０Ａの端縁８０ｂのうちフォトマスク８０の縦方向に延びる部分は、それぞれ横に突没する凸部と凹部とを互い違いに備えた鋸歯状をなしている。また、端縁８０ｂのうちフォトマスク８０の横方向に延びる部分は、それぞれ縦に突没する凸部と凹部とを備えた鋸歯状をなしている。
そして、上記したフォトマスク８０を用い、例えば図９、図１０に示すようにして液晶装置用基板２０を製造する。
【００３３】
まず、走査線及び容量線の形成用膜が表面に形成されたガラス等の透明な基板２を用意し、該形成用膜の上に所定のフォトレジストを塗布した後、ステッパ上に載置する。そして、図９（１）に示すように、フォトマスク８０を用いて走査線及び容量線のパターンを基板２の左上部に露光する。ステッパとしては、特に制限はなく、公知のステッパを用いることができる。この１回目の露光においては、露光領域Ｒ1が形成され、該露光領域Ｒ1の端縁は鋸歯状になっている。
【００３４】
次に、図９（２）に示すように、フォトマスク８０に対して基板２を移動させ、基板２の右上部を露光し（露光領域Ｒ2）、その際に、露光領域Ｒ1の右側端縁における凸部と、露光領域Ｒ2の左側端縁における凹部とが噛み合うようにする。
以下同様にして、図９（３）に示すように、基板２の表面に４つの露光領域Ｒ1〜Ｒ4を互いに隣接して継ぎ合わせ、各隣接部において露光領域同士の端縁の凸部と凹部とが噛み合うようにする。
【００３５】
そして、図１０（４）に示すように、各露光領域Ｒ1〜Ｒ4の周囲に別のフォトマスクを配設して配線部７０等のパターンを露光する。なお、配線部７０のパターンの近傍には、各露光領域Ｒ1〜Ｒ4の周縁の凹凸に継ぎ合わされて該周縁を直線状にするための画素パターンが形成されている。従って、各露光領域Ｒ1〜Ｒ4の周縁は図示したように凹凸が消失して直線状をなしている。その後、フォトリソ加工することにより、図１０（５）に示すように、基板２上に走査線４、容量線６、及び配線部７０等を形成する。
【００３６】
次に、図示しないが、走査線４や容量線６の上に所定の層間絶縁膜、及びデータ線３形成用膜等を形成した後、データ線のパターンが形成された別のフォトマスクにより、上記と同様にして露光を行って４つの露光領域を継ぎ合わせ、フォトリソ加工して、図１０（６）に示すように、走査線４等の上にデータ線３を形成し、遮光層を完成させる。さらに、図示しない画素電極を基板２上の所定の位置に形成することにより、遮光層の間に画像表示部３４を備えた液晶装置用基板２０を製造する。
【００３７】
このようにして製造された液晶装置用基板２０においては、隣接する露光領域同士の継ぎ合わせ境界Ｓは、基板のどの方向をとってみても一直線上に連続して並ぶことはない。そのため、継ぎ合わせ境界Ｓを介して対向する画像表示部の大きさ（画像の明るさ）が大幅に異なっていたとしても、明るさの差を生じる部分が基板上で適宜分散しているので、人間の目でこの部分を明るさの差（継ぎ目模様）として認識することはない。すなわち、上記したフォトマスクを用いるだけで、継ぎ目模様の発生を容易に防止することができる。
【００３８】
なお、上記した実施形態においては、フォトマスクにおける遮光層のパターン形成部分の端縁を鋸歯状に形成した場合について説明したが、端縁の形状はこれに限定されることはなく、例えば図１１に示すように、図６における実施例に対応させてフォトマスク８２のパターン形成部分８２Ａの端縁８２ｂを波状に形成してもよく、この場合も上記と同様にして露光を行うことができる。
【００３９】
又、図１２に示すように、フォトマスク８４のパターン形成部分８４Ａの端縁８４ｂの周辺部に、ステッパの解像度未満の大きさで、かつ、端縁の内側から外側に向って露光量を徐々に低減させる模様８６を形成してもよい。ここで、端縁８４ｂの周辺部とは、端縁８４ｂの内側と外側を含む領域をいう。模様８６としては、例えばステッパの解像度より小さい径のドット（点）の集まりを用いることができる。又、この実施形態においては、端縁８４ｂの形状は何であってもよく、一直線としても構わない。
【００４０】
つまり、模様８６により、端縁８４ｂの周辺部の露光量が端縁の内側から外側へ向って緩やかに減少するので、図１３に示すように、隣接する露光領域Ｒ10、Ｒ11間で露光量が急激に変化することが抑制される。そして、その結果として、継ぎ合わせ境界Ｓで遮光層(走査線等）の大きさが階段状に変化することが防止され、当該継ぎ合わせ境界Ｓが継ぎ目模様として視認されなくなる。
なお、上記したように、模様８６はステッパの解像度より小さい点から成っているため、基板上でこの模様が結像して遮光層の形状に影響を及すことはない。また、模様８６の代わりに所定の透過率で光を透過させる金属膜を蒸着等により形成してもよい。
【００４１】
本発明は、以上述べた実施形態に限定されるものではない。例えば、液晶装置をＴＦＤ（Thin Film Diode）型の液晶装置とした場合、液晶装置用基板２０側には、画素電極、該画素電極を制御するＴＦＤ、及び走査線を形成し、データ線は対向基板側に形成すればよい。また、遮光層についても、上記した走査線やデータ線とは別の層を形成してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、フォトマスクにより形成される露光領域の継ぎ合わせ境界が、基板のどの方向をとってみても一直線上に連続して並ぶことはない。
そして、このようにすると、継ぎ合わせ境界において遮光層の大きさが著しく変化し、それに伴って、当該継ぎ合わせ境界を介して対向する画像表示部の大きさ（明るさ）が大幅に変化しても、かかる明るさの差を生じる部分が基板上で適宜散らばって配列されるので、人間の目では継ぎ合わせ境界を継ぎ目模様として視認することがなくなる。すなわち、フォトマスクを変えて継ぎ合わせ境界の配列状態を変えるだけで、画面に継ぎ目模様が生じることを容易に防止できる。この場合、ステッパの露光精度等を向上させて画像表示部の大きさの差を低減させる必要はなく、従来の製造装置等をそのまま用いることができる。
【００４３】
又、本発明の製造方法によれば、フォトマスクとして、少なくとも遮光層のパターン形成部分の端縁が一直線になっていないものを用いているので、フォトマスクにより形成される露光領域を継ぎ合わせたときの継ぎ合わせ境界が基板のどの方向をとってみても一直線上に連続して並ぶことはない。そのため、この境界で画像表示部の大きさ（明るさ）が急激に変化したとしても、かかる明るさの差を生じる部分が基板上で適宜散らばって配列されるので、これを継ぎ目模様として視認することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の液晶装置用基板を示す上面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３】 液晶装置用基板における、画像表示部と遮光層の配設状態を示す上面図である。
【図４】 フォトマスクを用いて、基板の表面に画像表示部と遮光層とを形成する態様を示す上面図である。
【図５】 継ぎ合わせ境界Ｓの近傍における、図４の部分拡大図である。
【図６】 同、図４の部分拡大図である。
【図７】 液晶装置用基板の製造に用いるフォトマスクを示す上面図である。
【図８】 図７の部分拡大図である。
【図９】 液晶装置用基板の製造プロセスを示す工程上面図である。
【図１０】 図９に続く工程上面図である。
【図１１】 液晶装置用基板の製造に用いるフォトマスクの別の例を示す上面図である。
【図１２】 液晶装置用基板の製造に用いるフォトマスクのさらに別の例を示す上面図である。
【図１３】 隣接露光領域の端縁の周辺部における露光量を示す図である。
【図１４】 従来の素子基板を示す上面図である。
【図１５】 従来の素子基板における、画像表示部と遮光層の配設状態を示す上面図である。
【図１６】 従来の素子基板の製造方法を示す図である。
【図１７】 従来の素子基板の製造に用いるフォトマスクを示す図である。
【図１８】 従来の素子基板の全体における、画像表示部と遮光層の配設状態を示す上面図である。
【図１９】 継ぎ合わせ境界近傍に形成された走査線を示す図である。
【図２０】 継ぎ合わせ境界近傍での画像表示部の大きさを示す図である。
【図２１】 従来の素子基板における、隣接する露光領域での明るさを示す図である。
【符号の説明】
２ 基板
３ データ線
４ 走査線
６ 容量線
２０ 液晶装置用基板
３２ 遮光層
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ 画像表示部
６０ 液晶装置
８０、８２、８４ フォトマスク
８０Ａ、８２Ａ、８４Ａ （遮光層の）パターン形成部分
８０ｂ、８２ｂ、８４ｂ パターン形成部分の端縁
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4 露光領域
Ｓ、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、ＳA （露光領域の）継ぎ合わせ境界
Claims (3)
- ステップ・アンド・リピート型の露光装置を用い、遮光層のパターンが形成されたフォトマスクを基板の表面に配設して複数回の露光を行って当該フォトマスクにより形成される露光領域同士を継ぎ合わせ、次いでフォトリソ加工を行うことにより前記基板の表面に遮光層を形成する第１工程と、
少なくとも前記遮光層が形成されていない部分における基板の表面に複数の画素電極を形成する第２工程とを備え、
前記フォトマスクとして、少なくとも前記遮光層のパターン形成部分の端縁が一直線になっていないものを用いると共に、前記遮光層のパターン形成部分の端縁の周辺部に前記露光装置の解像度未満の大きさで、かつ、該端縁の内側から外側に向って徐々に露光量を低減させる模様が形成されたものを用い、前記露光領域同士の継ぎ合せ境界を重複して露光することを特徴とする液晶装置用基板の製造方法。 - 前記フォトマスクとして、前記遮光層のパターン形成部分の端縁の周辺部に、該端縁の内側から外側に向って徐々に露光量が低減するように金属膜が形成されたものを用いることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置用基板の製造方法。
- 前記フォトマスクとして、走査線、データ線、又は容量線の少なくともいずれかのパターンがそれぞれ形成されたものを用い、該走査線、データ線、又は容量線の少なくともいずれかにより前記遮光層を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置用基板の製造方法。
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