JP4559590B2 - 基板の製造方法 - Google Patents
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- G02F1/13625—Patterning using multi-mask exposure
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- Liquid Crystal (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板の製造方法に係り、特に、アクティブマトリクス型液晶表示装置に適用される基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、走査線や信号線などの配線、画素電極などの電極、薄膜トランジスタなどのスイッチ素子を有している。これらは、導電体または誘電体からなる薄膜を成膜する成膜工程、この薄膜上にフォトレジストを塗布する塗布工程、塗布されたフォトレジストを所定のパターンを有するマスクを介して露光する露光工程、露光されたフォトレジストを現像する現像工程、フォトレジストが除去されて露出した薄膜を除去するエッチング工程などを繰り返すことによって形成される。
【０００３】
近年、液晶表示装置の大画面化に伴い、大画面用の基板は、分割露光方式の露光処理を行うことによって形成されている。すなわち、基板を複数の領域に分割して各領域のフォトレジストを順次対応するマスクを介して露光している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような分割露光では、基板を水平方向及び垂直方向にそれぞれ分割する水平境界線及び垂直境界線において、露光時のマスクの合わせずれが生じた場合、継ぎ目が視認される場合がある。特に、直線的な境界線においては、ずれが生じたときにより継ぎ目が視認されやすくなる。このため、液晶表示装置に表示される表示画面の品位の低下といった問題が発生する。
【０００５】
この対策として、境界線をジグザグに形成することにより、境界の特性の変化勾配を緩衝化して継ぎ目を視認し難くしている。しかしながら、この場合、マスクにおける境界線のパターンが複雑化し、しかも、継ぎ目において、隣接する各マスクを確実に噛み合わせるために、マスクの設計及び検査に多大な時間を費やしている。このため、製造コストの増大を招くといった問題が発生する。
【０００６】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、分割露光によって基板を製造する際に利用されるマスクを容易に設計できるとともに、分割領域の継ぎ目を視認し難くして品位良好な表示画面を表示することが可能な液晶表示装置に適用される基板の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、
絶縁基板上に配置された導電体及び誘電体からなる少なくとも１層の薄膜をパターニングする際に、前記薄膜を水平方向に分割する水平境界線と垂直方向に分割する垂直境界線とで囲まれた複数の分割領域に分割して露光する基板の製造方法において、
隣接する各分割領域間の境界線は、互いに噛み合うように非直線的に形成され、
２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＴ字状またはＬ字状に交差する場合、この交差部を形成する各分割領域の境界線の各パターンは、水平境界線と垂直境界線とが十字状に交差する４箇所の隣接する分割領域の交差部を形成する境界線の４種のパターンのいずれかと同一、もしくは前記４種のパターンのうちの２種を組み合わせたものであることを特徴とする基板の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
絶縁基板上に配置された導電体及び誘電体からなる少なくとも１層の薄膜をパターニングする際に、前記薄膜を水平方向に分割する水平境界線と垂直方向に分割する垂直境界線とで囲まれた複数の分割領域に分割して露光する基板の製造方法において、
隣接する各分割領域間の境界線は、互いに噛み合うように非直線的に形成され、
２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＴ字状またはＬ字状に交差する場合、この交差部を形成する各分割領域の境界線の各パターンは、水平境界線と垂直境界線とを仮想的に十字状に交差させたときに分割される４箇所の分割領域の交差部を形成する境界線の４種のパターンのいずれかと同一、もしくは前記４種のパターンのうちの２種を組み合わせたものであることを特徴とする基板の製造方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の基板の製造方法の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、アレイ基板１００と、アレイ基板１００に対して所定の間隔をおいて対向配置された対向基板２００と、アレイ基板１００と対向基板２００との間の所定のギャップに保持された液晶組成物を含む液晶層３００とを有している。
【００１２】
アレイ基板１００は、透明な絶縁性基板、すなわちガラス基板１０１上に配置された複数の走査線１０３、これらの走査線１０３に直交するように配置された信号線１０５、走査線１０３と信号線１０５との交差部近傍に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタすなわちＴＦＴ１１０などを備えている。また、アレイ基板１００は、走査線１０３及び信号線１０５によって区画された画素領域に設けられているとともにＴＦＴ１１０を介して信号線１０５に接続された透明導電性部材としてのＩＴＯによって形成された画素電極１２０を備えている。この画素電極１２０は、画像を表示する表示エリアにマトリクス状に配置されている。
【００１３】
走査線１０３及び信号線１０５の配線部は、アルミニウムやモリブデン−タングステンなどの低抵抗材料によって形成されている。
【００１４】
ＴＦＴ１１０は、ガラス基板１０１上に配置された、チャネル領域１１２Ｃ、ソース領域１１２Ｓ、及び、ドレイン領域１１２Ｄを有するポリシリコン薄膜１１２と、ゲート絶縁膜１１３を介して走査線１０３からチャネル領域１１２Ｃ上に延出されたゲート電極１１４と、ゲート絶縁膜１１３及び層間絶縁膜１１５を貫通してポリシリコン薄膜１１２のソース領域１１２Ｓにコンタクトするとともに信号線１０５と一体に形成されたソース電極１１６Ｓと、ゲート絶縁膜１１３及び層間絶縁膜１１５を貫通してポリシリコン薄膜１１２のドレイン領域１１２Ｄにコンタクトするドレイン電極１１６Ｄと、を備えている。
【００１５】
また、アレイ基板１００は、層間絶縁膜１１５上、及びＴＦＴ１１０などの配線部上に、窒化シリコン（ＳｉＮ）によって形成されたパッシベーション膜１１９を備えている。さらに、アレイ基板１００は、パッシベーション膜１１９上における各画素領域毎に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ着色されたカラーフィルタ層１３０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えている。
【００１６】
画素電極１２０は、このカラーフィルタ層１３０上に配置されている。カラーフィルタ層１３０上に形成された画素電極１２０は、カラーフィルタ層１３０に形成された第１コンタクトホール１１８Ａ、及び、パッシベーション膜１１９に形成された第２コンタクトホール１１８Ｂを介して、ＴＦＴ１１０のドレイン電極１１６Ｄに電気的に接続されている。アレイ基板１００の表面には、カラーフィルタ層１３０や画素電極１２０を覆うように配向膜１６０が設けられている。
【００１７】
図２に示すように、対向基板２００は、透明な絶縁性基板、すなわちガラス基板２０１上に配置された透明導電性部材としてのＩＴＯによって形成された対向電極２０３を備えている。対向電極２０３の表面は、液晶層３００に含まれる液晶組成物を基板に対して垂直な方向に配向する配向膜２０７によって覆われている。
【００１８】
これらのアレイ基板１００及び対向基板２００は、図示しないスペーサによって所定のギャップを形成した状態で図示しないシール材によって貼り合わされる。液晶層３００は、このアレイ基板１００と対向基板２００との間に形成された所定のギャップに封入される。
【００１９】
また、アレイ基板１００及び対向基板２００の外表面には、偏光方向が互いに直交するように配置された偏光板１７０、２１０がそれぞれ配置されている。
【００２０】
次に、この液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００２１】
すなわち、厚さ０．７ｍｍのガラス基板１０１上に、ポリシリコン薄膜からなる半導体層１１２、走査線１０３と一体のゲート絶縁膜１１３、ゲート絶縁膜１１４、層間絶縁膜１１５、ソース電極１１６Ｓと一体の信号線１０５、ドレイン電極１１６Ｄ、パッシベーション膜１１９、カラーフィルタ層１３０、画素電極１２０、配向膜１６０を順に形成する。
【００２２】
これら、走査線や信号線などの金属配線部、ポリシリコン薄膜の半導体層を有するＴＦＴ、誘電体によって形成された各種絶縁膜、画素電極などの電極部は、薄膜を成膜した後に所定の形状にパターニングされることによって形成される。すなわち、これらは、導電体または誘電体からなる薄膜を成膜する成膜工程、この薄膜上にフォトレジストを塗布する塗布工程、塗布されたフォトレジストを所定のパターンを有するマスクを介して露光する露光工程、露光されたフォトレジストを現像する現像工程、フォトレジストが除去されて露出した薄膜を除去するエッチング工程などを繰り返すことによって形成される。
【００２３】
一方、厚さ０．７ｍｍのガラス基板２０１上に、対向電極２０３と、配向膜２０７とを備えた対向基板２００を形成する。
【００２４】
続いて、対向基板２００の配向膜２０７の周辺に沿って接着剤を注入口を除いて印刷し、アレイ基板１００から対向電極２０３に電圧を印加するための電極転移材を接着剤の周辺の電極転移電極上に形成する。
【００２５】
続いて、それぞれの配向膜１６０及び２０７が対向するように、且つ、それぞれのラビング方向が９０度となるように、アレイ基板１００及び対向基板２００を配置し、加熱して接着剤を硬化させ、両基板を貼り合わせる。
【００２６】
続いて、注入口から液晶組成物を注入し、この注入口を紫外線硬化樹脂によって封止する。
【００２７】
このようにして、液晶表示装置を製造する。
【００２８】
上述したような製造方法において、大画面用の基板を製造する際には、薄膜上に配置されたフォトレジストの露光工程では、分割露光方式が採用される。
【００２９】
例えば、アレイ基板１００の表示領域１１は、図３に示すように、複数の境界線によって複数の分割領域に分割されている。すなわち、表示領域１１は、垂直方向に分割する第１乃至第５垂直境界線２１−１〜２１−５、及び、水平方向に分割する水平境界線２２−１により、８箇所の分割領域Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに分割されている。
【００３０】
これら第１乃至第５垂直境界線２１−１〜２１−５、及び、水平境界線２２−１は、境界線をほぼ中心にある程度の幅を持った緩衝領域２３内において、ジグザグ状、島状などのように非直線的に形成されている。これらの境界線を挟んで隣接する各分割領域は、互いに噛み合うようなパターンを有している。
【００３１】
各分割領域を露光するためのマスクパターンは、例えば３枚のレチクルに収容されている。すなわち、分割領域Ａ１及びＡ２に対応したマスクパターンＭＡを収容する第１レチクルと、分割領域Ｂ１及びＢ２に対応したマスクパターンＭＢを収容する第２レチクルと、分割領域Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに対応したそれぞれのマスクパターンＭＣ、ＭＤ、ＭＥ、ＭＦを収容した第３レチクルとが準備される。
【００３２】
各マスクパターンは、緩衝領域２３より内側の主要部に対応したメインブロックと、それぞれの境界線に沿った緩衝領域２３に対応する複数の基本ブロックとによって構成されている。
【００３３】
水平境界線を挟んで隣接する分割領域は、それぞれ図４に示したような基本ブロックａを有している。例えば、図３において、水平境界線２２−１を挟んで分割領域Ａ１とＢ１とが隣接する場合、分割領域Ａ１は、基本ブロックａ２を有し、また、分割領域Ｂ１は、基本ブロックａ１を有している。
【００３４】
垂直境界線を挟んで隣接する分割領域は、それぞれ図５に示したような基本ブロックｂを有している。例えば、図３において、第２垂直境界線２１−２を挟んで分割領域Ａ１とＡ２とが隣接する場合、分割領域Ａ１は、基本ブロックｂ２を有し、また、分割領域Ａ２は、基本ブロックｂ１を有している。
【００３５】
水平境界線と垂直境界線とが十字状に交差する４箇所の隣接する分割領域は、それぞれ図６に示したような基本ブロックｊを有している。例えば、図３において、第２垂直境界線２１−２と水平境界線２２−１とが十字状に交差する場合、分割領域Ａ１は、基本ブロックｊ１を有し、分割領域Ａ２は、基本ブロックｊ２を有し、分割領域Ｂ１は、基本ブロックｊ３を有し、分割領域Ｂ２は、基本ブロックｊ４を有している。
【００３６】
水平境界線と垂直境界線とがＴ字状に交差する３箇所の隣接する分割領域は、それぞれ図７または図８に示したような基本ブロックｔｘまたはｔｙを有している。これら基本ブロックｔｘ及びｔｙを構成する６個のブロックは、基本ブロックｊを構成する４つのブロックを元に形成されている。
【００３７】
すなわち、基本ブロックｔｘを構成する基本ブロックｔ１は、基本ブロックｊ１と基本ブロックｊ２とを組み合わせることによって形成されている。基本ブロックｔ２は、実質的に基本ブロックｊ３と同一である。基本ブロックｔ３は、実質的に基本ブロックｊ４と同一である。
【００３８】
また、基本ブロックｔｙを構成する基本ブロックｔ４は、実質的に基本ブロックｊ１と同一である。基本ブロックｔ５は、実質的に基本ブロックｊ２と同一である。基本ブロックｔ６は、基本ブロックｊ３と基本ブロックｊ４とを組み合わせることによって形成されている。
【００３９】
例えば、図３において、第４垂直境界線２１−４と水平境界線２２−１とがＴ字状に交差する場合、隣接する３箇所の分割領域Ａ１、Ｂ１、Ｄは、基本ブロックｔｘに対応する基本ブロックを有している。すなわち、分割領域Ａ１は、基本ブロックｔ１を有し、分割領域Ｄは、基本ブロックｔ２を有し、分割領域Ｂ１は、基本ブロックｔ３を有している。
【００４０】
また、図３において、第１垂直境界線２１−１と水平境界線２２−１とがＴ字状に交差する場合、隣接する３箇所の分割領域Ａ１、Ｃ、Ｄは、基本ブロックｔｙに対応する基本ブロックを有している。すなわち、分割領域Ａ１は、基本ブロックｔ５を有し、分割領域Ｃは、基本ブロックｔ４を有し、分割領域Ｄは、基本ブロックｔ６を有している。
【００４１】
例えば、分割領域Ｂ１及びＢ２に対応したマスクパターンＭＢは、図９に示すように、緩衝領域より内側の主要部に対応したメインブロックｍと、このメインブロックｍを囲むように境界線に沿った緩衝領域に対応した基本ブロックａ１、ｂ１、ｂ２、ｔ３、（ｔ２＋ｔ３）、ｊ３とを有して構成されている。
【００４２】
このマスクパターンＭＢは、分割領域Ｂ１を露光する際に用いられるとともに分割領域Ｂ２を露光する際にも用いられる。マスクパターンＭＢを用いて分割領域Ｂ１を露光する際、第４垂直境界線２１−４と水平境界線２２−１とがＴ字状に交差する緩衝領域２３−１は、ブロックｔｘの基本ブロックｔ３によって形成され、第２垂直境界線２１−２と水平境界線２２−１とが十字状に交差する緩衝領域２３−２は、ブロックｊの基本ブロックｊ３によって形成されている。また、マスクパターンＭＢを用いて分割領域Ｂ２を露光する際、第２垂直境界線２１−２と水平境界線２２−１とが十字状に交差する緩衝領域２３−２は、実質的に基本ブロックｔ３と同一のブロックｊの基本ブロックｊ４によって形成され、第５垂直境界線２１−５と水平境界線２２−１とがＴ字状に交差する緩衝領域２３−３は、実質的に基本ブロックｊ３と同一のブロックｔｘの基本ブロックｔ２によって形成されている。
【００４３】
すなわち、２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＴ字状に交差する場合、この交差部を形成する各分割領域の境界線のパターンは、水平境界線と垂直境界線とが十字状に交差する４箇所の隣接する分割領域の交差部を形成する境界線のパターンと少なくとも一部が同一である。
【００４４】
このため、境界線によって分割された境界の特性の変化勾配を緩衝化して継ぎ目を視認しにくくすることが可能となり、品位良好な表示画面を表示することが可能となる。また、Ｔ字状に交差する緩衝領域の基本ブロックは、十字状に交差する緩衝領域の基本ブロックに基づいて形成することにより、隣接する各マスクを確実に噛み合わせることが可能となるとともに、マスクの設計及び検査に要する時間を短縮することができ、製造コストを削減することが可能となる。
【００４５】
また、２箇所の隣接する分割領域の水平境界線及び垂直境界線のパターンも、水平境界線と垂直境界線とが十字状に交差する４箇所の隣接する分割領域の交差部を形成する境界線のパターンに基づいて形成することにより、よりマスクの設計を簡略化することが可能となる。
【００４６】
さらに、図示しないが、２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＬ字状に交差する場合も、この交差部を形成する各分割領域の境界線のパターンを、十字状に交差する４箇所の隣接する分割領域の交差部を形成する境界線のパターンに基づいて形成する、すなわち少なくとも一部が同一となるように形成することにより、マスクの設計を簡略化することが可能となる。
【００４７】
また、２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＴ字状またはＬ字状に交差する場合、この交差部を形成する各分割領域の境界線のパターンを、水平境界線と垂直境界線とを仮想的に十字状に交差させたときに分割される４箇所の分割領域の交差部を形成する境界線のパターンと少なくとも一部が同一となるように形成しても良い。
【００４８】
すなわち、図１０に示すように、複数の垂直境界線と水平境界線とで複数の分割領域に分割した場合であって、垂直境界線と水平境界線とが十字状に交差することなく、すべてＴ字状に交差する場合、ブロックＴｘ及びＴｙを構成する基本ブロックは、水平境界線と垂直境界線とを仮想的に十字状に交差させたとき、例えばＴ字状に交差する水平境界線２２−１と垂直境界線２１−６とを仮想的に十字状に交差させたときに分割される４箇所の分割領域の交差部を形成する基本ブロックのパターンと少なくとも一部が同一となるように形成される。
【００４９】
つまり、垂直境界線２１−６を仮想的に延長して水平境界線２２−１と十字状に交差させた場合、ブロックＴＸは、仮想的に４つの基本ブロックに分割される。このとき、４分割されたブロックＴＸの基本ブロックは、図６に示したブロックｊの基本ブロックｊ１〜ｊ４と同一となる。ブロックＴｘ及びＴｙを構成する基本ブロックは、この基本ブロックｊ１〜ｊ４を元に形成されている。
【００５０】
このため、境界線によって分割された境界の特性の変化勾配を緩衝化して継ぎ目を視認しにくくすることが可能となり、品位良好な表示画面を表示することが可能となる。また、Ｔ字状に交差する緩衝領域の基本ブロックは、仮想的に十字状に交差する緩衝領域の基本ブロックに基づいて形成することにより、隣接する各マスクを確実に噛み合わせることが可能となるとともに、マスクの設計及び検査に要する時間を短縮することができ、製造コストを削減することが可能となる。
【００５１】
なお、図１０に示した例では、水平境界線と垂直境界線とがＴ字状に交差する場合のみについて説明したが、Ｌ字状に交差する場合についても同様であり、上述した例と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
ところで、複数の分割領域に分割する水平境界線及び垂直境界線は、上述した例では、非直線的、すなわちジグザグ状に形成されている。例えば、分割領域Ａ１と分割領域Ａ２との間の垂直境界線２１−２は、図１１に示すように、ジグザグ状に形成されている。境界線を挟んだ両側の領域における画素特性の差によって生じた場合、その境界線が視認される。このため、この例では、垂直境界線２１−２は、各画素領域の垂直方向及び水平方向のほぼ中央を通過するように形成されている。したがって、境界線付近の各画素領域を、境界線によって２分割することにより、境界線に沿った１画素領域は、隣接する２つの分割領域で別々に形成されることになる。これにより、境界線を挟んだ両側の領域で画素特性に差が生じた場合であっても、境界線に沿った各画素領域において、異なる画素特性を吸収し、境界線を目立ちにくくすることが可能となる。
【００５３】
ここでは、垂直境界線２１−２についてのみ説明したが、他の境界線についても同様に、各画素領域の垂直方向及び水平方向のほぼ中央を通過するように形成されている。
【００５４】
したがって、画面全体において、分割領域の継ぎ目を視認しにくくすることが可能となり、品位良好な表示画面を表示することが可能となる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、分割露光によって基板を製造する際に利用されるマスクを容易に設計できるとともに、分割領域の継ぎ目を視認し難くして品位良好な表示画面を表示することが可能な液晶表示装置に適用される基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の基板の製造方法によって製造されるアレイ基板の構造を概略的に示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示したアレイ基板が適用される液晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、この発明の基板の製造方法による分割露光を説明するためのアレイ基板の分割例を示す図である。
【図４】図４は、図３に示したアレイ基板におけるブロックａを構成する基本ブロックを示す図である。
【図５】図５は、図３に示したアレイ基板におけるブロックｂを構成する基本ブロックを示す図である。
【図６】図６は、図３に示したアレイ基板におけるブロックｊを構成する基本ブロックを示す図である。
【図７】図７は、図３に示したアレイ基板におけるブロックｔｘを構成する基本ブロックを示す図である。
【図８】図８は、図３に示したアレイ基板におけるブロックｔｙを構成する基本ブロックを示す図である。
【図９】図９は、図３に示したアレイ基板における分割領域Ｂ１及びＢ２を露光するためのマスクを示す図である。
【図１０】図１０は、この発明の基板の製造方法による分割露光を説明するためのアレイ基板の他の分割例を示す図である。
【図１１】図１１は、各画素領域における境界線の通過位置を示す図である。
【符号の説明】
２１−１〜２１−７…垂直境界線
２２−１…水平境界線
２３…緩衝領域
１００…アレイ基板
２００…対向基板
３００…液晶層
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板の製造方法に係り、特に、アクティブマトリクス型液晶表示装置に適用される基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、走査線や信号線などの配線、画素電極などの電極、薄膜トランジスタなどのスイッチ素子を有している。これらは、導電体または誘電体からなる薄膜を成膜する成膜工程、この薄膜上にフォトレジストを塗布する塗布工程、塗布されたフォトレジストを所定のパターンを有するマスクを介して露光する露光工程、露光されたフォトレジストを現像する現像工程、フォトレジストが除去されて露出した薄膜を除去するエッチング工程などを繰り返すことによって形成される。
【０００３】
近年、液晶表示装置の大画面化に伴い、大画面用の基板は、分割露光方式の露光処理を行うことによって形成されている。すなわち、基板を複数の領域に分割して各領域のフォトレジストを順次対応するマスクを介して露光している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような分割露光では、基板を水平方向及び垂直方向にそれぞれ分割する水平境界線及び垂直境界線において、露光時のマスクの合わせずれが生じた場合、継ぎ目が視認される場合がある。特に、直線的な境界線においては、ずれが生じたときにより継ぎ目が視認されやすくなる。このため、液晶表示装置に表示される表示画面の品位の低下といった問題が発生する。
【０００５】
この対策として、境界線をジグザグに形成することにより、境界の特性の変化勾配を緩衝化して継ぎ目を視認し難くしている。しかしながら、この場合、マスクにおける境界線のパターンが複雑化し、しかも、継ぎ目において、隣接する各マスクを確実に噛み合わせるために、マスクの設計及び検査に多大な時間を費やしている。このため、製造コストの増大を招くといった問題が発生する。
【０００６】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、分割露光によって基板を製造する際に利用されるマスクを容易に設計できるとともに、分割領域の継ぎ目を視認し難くして品位良好な表示画面を表示することが可能な液晶表示装置に適用される基板の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、
絶縁基板上に配置された導電体及び誘電体からなる少なくとも１層の薄膜をパターニングする際に、前記薄膜を水平方向に分割する水平境界線と垂直方向に分割する垂直境界線とで囲まれた複数の分割領域に分割して露光する基板の製造方法において、
隣接する各分割領域間の境界線は、互いに噛み合うように非直線的に形成され、
２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＴ字状またはＬ字状に交差する場合、この交差部を形成する各分割領域の境界線の各パターンは、水平境界線と垂直境界線とが十字状に交差する４箇所の隣接する分割領域の交差部を形成する境界線の４種のパターンのいずれかと同一、もしくは前記４種のパターンのうちの２種を組み合わせたものであることを特徴とする基板の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
絶縁基板上に配置された導電体及び誘電体からなる少なくとも１層の薄膜をパターニングする際に、前記薄膜を水平方向に分割する水平境界線と垂直方向に分割する垂直境界線とで囲まれた複数の分割領域に分割して露光する基板の製造方法において、
隣接する各分割領域間の境界線は、互いに噛み合うように非直線的に形成され、
２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＴ字状またはＬ字状に交差する場合、この交差部を形成する各分割領域の境界線の各パターンは、水平境界線と垂直境界線とを仮想的に十字状に交差させたときに分割される４箇所の分割領域の交差部を形成する境界線の４種のパターンのいずれかと同一、もしくは前記４種のパターンのうちの２種を組み合わせたものであることを特徴とする基板の製造方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の基板の製造方法の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、アレイ基板１００と、アレイ基板１００に対して所定の間隔をおいて対向配置された対向基板２００と、アレイ基板１００と対向基板２００との間の所定のギャップに保持された液晶組成物を含む液晶層３００とを有している。
【００１２】
アレイ基板１００は、透明な絶縁性基板、すなわちガラス基板１０１上に配置された複数の走査線１０３、これらの走査線１０３に直交するように配置された信号線１０５、走査線１０３と信号線１０５との交差部近傍に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタすなわちＴＦＴ１１０などを備えている。また、アレイ基板１００は、走査線１０３及び信号線１０５によって区画された画素領域に設けられているとともにＴＦＴ１１０を介して信号線１０５に接続された透明導電性部材としてのＩＴＯによって形成された画素電極１２０を備えている。この画素電極１２０は、画像を表示する表示エリアにマトリクス状に配置されている。
【００１３】
走査線１０３及び信号線１０５の配線部は、アルミニウムやモリブデン−タングステンなどの低抵抗材料によって形成されている。
【００１４】
ＴＦＴ１１０は、ガラス基板１０１上に配置された、チャネル領域１１２Ｃ、ソース領域１１２Ｓ、及び、ドレイン領域１１２Ｄを有するポリシリコン薄膜１１２と、ゲート絶縁膜１１３を介して走査線１０３からチャネル領域１１２Ｃ上に延出されたゲート電極１１４と、ゲート絶縁膜１１３及び層間絶縁膜１１５を貫通してポリシリコン薄膜１１２のソース領域１１２Ｓにコンタクトするとともに信号線１０５と一体に形成されたソース電極１１６Ｓと、ゲート絶縁膜１１３及び層間絶縁膜１１５を貫通してポリシリコン薄膜１１２のドレイン領域１１２Ｄにコンタクトするドレイン電極１１６Ｄと、を備えている。
【００１５】
また、アレイ基板１００は、層間絶縁膜１１５上、及びＴＦＴ１１０などの配線部上に、窒化シリコン（ＳｉＮ）によって形成されたパッシベーション膜１１９を備えている。さらに、アレイ基板１００は、パッシベーション膜１１９上における各画素領域毎に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ着色されたカラーフィルタ層１３０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えている。
【００１６】
画素電極１２０は、このカラーフィルタ層１３０上に配置されている。カラーフィルタ層１３０上に形成された画素電極１２０は、カラーフィルタ層１３０に形成された第１コンタクトホール１１８Ａ、及び、パッシベーション膜１１９に形成された第２コンタクトホール１１８Ｂを介して、ＴＦＴ１１０のドレイン電極１１６Ｄに電気的に接続されている。アレイ基板１００の表面には、カラーフィルタ層１３０や画素電極１２０を覆うように配向膜１６０が設けられている。
【００１７】
図２に示すように、対向基板２００は、透明な絶縁性基板、すなわちガラス基板２０１上に配置された透明導電性部材としてのＩＴＯによって形成された対向電極２０３を備えている。対向電極２０３の表面は、液晶層３００に含まれる液晶組成物を基板に対して垂直な方向に配向する配向膜２０７によって覆われている。
【００１８】
これらのアレイ基板１００及び対向基板２００は、図示しないスペーサによって所定のギャップを形成した状態で図示しないシール材によって貼り合わされる。液晶層３００は、このアレイ基板１００と対向基板２００との間に形成された所定のギャップに封入される。
【００１９】
また、アレイ基板１００及び対向基板２００の外表面には、偏光方向が互いに直交するように配置された偏光板１７０、２１０がそれぞれ配置されている。
【００２０】
次に、この液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００２１】
すなわち、厚さ０．７ｍｍのガラス基板１０１上に、ポリシリコン薄膜からなる半導体層１１２、走査線１０３と一体のゲート絶縁膜１１３、ゲート絶縁膜１１４、層間絶縁膜１１５、ソース電極１１６Ｓと一体の信号線１０５、ドレイン電極１１６Ｄ、パッシベーション膜１１９、カラーフィルタ層１３０、画素電極１２０、配向膜１６０を順に形成する。
【００２２】
これら、走査線や信号線などの金属配線部、ポリシリコン薄膜の半導体層を有するＴＦＴ、誘電体によって形成された各種絶縁膜、画素電極などの電極部は、薄膜を成膜した後に所定の形状にパターニングされることによって形成される。すなわち、これらは、導電体または誘電体からなる薄膜を成膜する成膜工程、この薄膜上にフォトレジストを塗布する塗布工程、塗布されたフォトレジストを所定のパターンを有するマスクを介して露光する露光工程、露光されたフォトレジストを現像する現像工程、フォトレジストが除去されて露出した薄膜を除去するエッチング工程などを繰り返すことによって形成される。
【００２３】
一方、厚さ０．７ｍｍのガラス基板２０１上に、対向電極２０３と、配向膜２０７とを備えた対向基板２００を形成する。
【００２４】
続いて、対向基板２００の配向膜２０７の周辺に沿って接着剤を注入口を除いて印刷し、アレイ基板１００から対向電極２０３に電圧を印加するための電極転移材を接着剤の周辺の電極転移電極上に形成する。
【００２５】
続いて、それぞれの配向膜１６０及び２０７が対向するように、且つ、それぞれのラビング方向が９０度となるように、アレイ基板１００及び対向基板２００を配置し、加熱して接着剤を硬化させ、両基板を貼り合わせる。
【００２６】
続いて、注入口から液晶組成物を注入し、この注入口を紫外線硬化樹脂によって封止する。
【００２７】
このようにして、液晶表示装置を製造する。
【００２８】
上述したような製造方法において、大画面用の基板を製造する際には、薄膜上に配置されたフォトレジストの露光工程では、分割露光方式が採用される。
【００２９】
例えば、アレイ基板１００の表示領域１１は、図３に示すように、複数の境界線によって複数の分割領域に分割されている。すなわち、表示領域１１は、垂直方向に分割する第１乃至第５垂直境界線２１−１〜２１−５、及び、水平方向に分割する水平境界線２２−１により、８箇所の分割領域Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに分割されている。
【００３０】
これら第１乃至第５垂直境界線２１−１〜２１−５、及び、水平境界線２２−１は、境界線をほぼ中心にある程度の幅を持った緩衝領域２３内において、ジグザグ状、島状などのように非直線的に形成されている。これらの境界線を挟んで隣接する各分割領域は、互いに噛み合うようなパターンを有している。
【００３１】
各分割領域を露光するためのマスクパターンは、例えば３枚のレチクルに収容されている。すなわち、分割領域Ａ１及びＡ２に対応したマスクパターンＭＡを収容する第１レチクルと、分割領域Ｂ１及びＢ２に対応したマスクパターンＭＢを収容する第２レチクルと、分割領域Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに対応したそれぞれのマスクパターンＭＣ、ＭＤ、ＭＥ、ＭＦを収容した第３レチクルとが準備される。
【００３２】
各マスクパターンは、緩衝領域２３より内側の主要部に対応したメインブロックと、それぞれの境界線に沿った緩衝領域２３に対応する複数の基本ブロックとによって構成されている。
【００３３】
水平境界線を挟んで隣接する分割領域は、それぞれ図４に示したような基本ブロックａを有している。例えば、図３において、水平境界線２２−１を挟んで分割領域Ａ１とＢ１とが隣接する場合、分割領域Ａ１は、基本ブロックａ２を有し、また、分割領域Ｂ１は、基本ブロックａ１を有している。
【００３４】
垂直境界線を挟んで隣接する分割領域は、それぞれ図５に示したような基本ブロックｂを有している。例えば、図３において、第２垂直境界線２１−２を挟んで分割領域Ａ１とＡ２とが隣接する場合、分割領域Ａ１は、基本ブロックｂ２を有し、また、分割領域Ａ２は、基本ブロックｂ１を有している。
【００３５】
水平境界線と垂直境界線とが十字状に交差する４箇所の隣接する分割領域は、それぞれ図６に示したような基本ブロックｊを有している。例えば、図３において、第２垂直境界線２１−２と水平境界線２２−１とが十字状に交差する場合、分割領域Ａ１は、基本ブロックｊ１を有し、分割領域Ａ２は、基本ブロックｊ２を有し、分割領域Ｂ１は、基本ブロックｊ３を有し、分割領域Ｂ２は、基本ブロックｊ４を有している。
【００３６】
水平境界線と垂直境界線とがＴ字状に交差する３箇所の隣接する分割領域は、それぞれ図７または図８に示したような基本ブロックｔｘまたはｔｙを有している。これら基本ブロックｔｘ及びｔｙを構成する６個のブロックは、基本ブロックｊを構成する４つのブロックを元に形成されている。
【００３７】
すなわち、基本ブロックｔｘを構成する基本ブロックｔ１は、基本ブロックｊ１と基本ブロックｊ２とを組み合わせることによって形成されている。基本ブロックｔ２は、実質的に基本ブロックｊ３と同一である。基本ブロックｔ３は、実質的に基本ブロックｊ４と同一である。
【００３８】
また、基本ブロックｔｙを構成する基本ブロックｔ４は、実質的に基本ブロックｊ１と同一である。基本ブロックｔ５は、実質的に基本ブロックｊ２と同一である。基本ブロックｔ６は、基本ブロックｊ３と基本ブロックｊ４とを組み合わせることによって形成されている。
【００３９】
例えば、図３において、第４垂直境界線２１−４と水平境界線２２−１とがＴ字状に交差する場合、隣接する３箇所の分割領域Ａ１、Ｂ１、Ｄは、基本ブロックｔｘに対応する基本ブロックを有している。すなわち、分割領域Ａ１は、基本ブロックｔ１を有し、分割領域Ｄは、基本ブロックｔ２を有し、分割領域Ｂ１は、基本ブロックｔ３を有している。
【００４０】
また、図３において、第１垂直境界線２１−１と水平境界線２２−１とがＴ字状に交差する場合、隣接する３箇所の分割領域Ａ１、Ｃ、Ｄは、基本ブロックｔｙに対応する基本ブロックを有している。すなわち、分割領域Ａ１は、基本ブロックｔ５を有し、分割領域Ｃは、基本ブロックｔ４を有し、分割領域Ｄは、基本ブロックｔ６を有している。
【００４１】
例えば、分割領域Ｂ１及びＢ２に対応したマスクパターンＭＢは、図９に示すように、緩衝領域より内側の主要部に対応したメインブロックｍと、このメインブロックｍを囲むように境界線に沿った緩衝領域に対応した基本ブロックａ１、ｂ１、ｂ２、ｔ３、（ｔ２＋ｔ３）、ｊ３とを有して構成されている。
【００４２】
このマスクパターンＭＢは、分割領域Ｂ１を露光する際に用いられるとともに分割領域Ｂ２を露光する際にも用いられる。マスクパターンＭＢを用いて分割領域Ｂ１を露光する際、第４垂直境界線２１−４と水平境界線２２−１とがＴ字状に交差する緩衝領域２３−１は、ブロックｔｘの基本ブロックｔ３によって形成され、第２垂直境界線２１−２と水平境界線２２−１とが十字状に交差する緩衝領域２３−２は、ブロックｊの基本ブロックｊ３によって形成されている。また、マスクパターンＭＢを用いて分割領域Ｂ２を露光する際、第２垂直境界線２１−２と水平境界線２２−１とが十字状に交差する緩衝領域２３−２は、実質的に基本ブロックｔ３と同一のブロックｊの基本ブロックｊ４によって形成され、第５垂直境界線２１−５と水平境界線２２−１とがＴ字状に交差する緩衝領域２３−３は、実質的に基本ブロックｊ３と同一のブロックｔｘの基本ブロックｔ２によって形成されている。
【００４３】
すなわち、２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＴ字状に交差する場合、この交差部を形成する各分割領域の境界線のパターンは、水平境界線と垂直境界線とが十字状に交差する４箇所の隣接する分割領域の交差部を形成する境界線のパターンと少なくとも一部が同一である。
【００４４】
このため、境界線によって分割された境界の特性の変化勾配を緩衝化して継ぎ目を視認しにくくすることが可能となり、品位良好な表示画面を表示することが可能となる。また、Ｔ字状に交差する緩衝領域の基本ブロックは、十字状に交差する緩衝領域の基本ブロックに基づいて形成することにより、隣接する各マスクを確実に噛み合わせることが可能となるとともに、マスクの設計及び検査に要する時間を短縮することができ、製造コストを削減することが可能となる。
【００４５】
また、２箇所の隣接する分割領域の水平境界線及び垂直境界線のパターンも、水平境界線と垂直境界線とが十字状に交差する４箇所の隣接する分割領域の交差部を形成する境界線のパターンに基づいて形成することにより、よりマスクの設計を簡略化することが可能となる。
【００４６】
さらに、図示しないが、２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＬ字状に交差する場合も、この交差部を形成する各分割領域の境界線のパターンを、十字状に交差する４箇所の隣接する分割領域の交差部を形成する境界線のパターンに基づいて形成する、すなわち少なくとも一部が同一となるように形成することにより、マスクの設計を簡略化することが可能となる。
【００４７】
また、２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＴ字状またはＬ字状に交差する場合、この交差部を形成する各分割領域の境界線のパターンを、水平境界線と垂直境界線とを仮想的に十字状に交差させたときに分割される４箇所の分割領域の交差部を形成する境界線のパターンと少なくとも一部が同一となるように形成しても良い。
【００４８】
すなわち、図１０に示すように、複数の垂直境界線と水平境界線とで複数の分割領域に分割した場合であって、垂直境界線と水平境界線とが十字状に交差することなく、すべてＴ字状に交差する場合、ブロックＴｘ及びＴｙを構成する基本ブロックは、水平境界線と垂直境界線とを仮想的に十字状に交差させたとき、例えばＴ字状に交差する水平境界線２２−１と垂直境界線２１−６とを仮想的に十字状に交差させたときに分割される４箇所の分割領域の交差部を形成する基本ブロックのパターンと少なくとも一部が同一となるように形成される。
【００４９】
つまり、垂直境界線２１−６を仮想的に延長して水平境界線２２−１と十字状に交差させた場合、ブロックＴＸは、仮想的に４つの基本ブロックに分割される。このとき、４分割されたブロックＴＸの基本ブロックは、図６に示したブロックｊの基本ブロックｊ１〜ｊ４と同一となる。ブロックＴｘ及びＴｙを構成する基本ブロックは、この基本ブロックｊ１〜ｊ４を元に形成されている。
【００５０】
このため、境界線によって分割された境界の特性の変化勾配を緩衝化して継ぎ目を視認しにくくすることが可能となり、品位良好な表示画面を表示することが可能となる。また、Ｔ字状に交差する緩衝領域の基本ブロックは、仮想的に十字状に交差する緩衝領域の基本ブロックに基づいて形成することにより、隣接する各マスクを確実に噛み合わせることが可能となるとともに、マスクの設計及び検査に要する時間を短縮することができ、製造コストを削減することが可能となる。
【００５１】
なお、図１０に示した例では、水平境界線と垂直境界線とがＴ字状に交差する場合のみについて説明したが、Ｌ字状に交差する場合についても同様であり、上述した例と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
ところで、複数の分割領域に分割する水平境界線及び垂直境界線は、上述した例では、非直線的、すなわちジグザグ状に形成されている。例えば、分割領域Ａ１と分割領域Ａ２との間の垂直境界線２１−２は、図１１に示すように、ジグザグ状に形成されている。境界線を挟んだ両側の領域における画素特性の差によって生じた場合、その境界線が視認される。このため、この例では、垂直境界線２１−２は、各画素領域の垂直方向及び水平方向のほぼ中央を通過するように形成されている。したがって、境界線付近の各画素領域を、境界線によって２分割することにより、境界線に沿った１画素領域は、隣接する２つの分割領域で別々に形成されることになる。これにより、境界線を挟んだ両側の領域で画素特性に差が生じた場合であっても、境界線に沿った各画素領域において、異なる画素特性を吸収し、境界線を目立ちにくくすることが可能となる。
【００５３】
ここでは、垂直境界線２１−２についてのみ説明したが、他の境界線についても同様に、各画素領域の垂直方向及び水平方向のほぼ中央を通過するように形成されている。
【００５４】
したがって、画面全体において、分割領域の継ぎ目を視認しにくくすることが可能となり、品位良好な表示画面を表示することが可能となる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、分割露光によって基板を製造する際に利用されるマスクを容易に設計できるとともに、分割領域の継ぎ目を視認し難くして品位良好な表示画面を表示することが可能な液晶表示装置に適用される基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の基板の製造方法によって製造されるアレイ基板の構造を概略的に示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示したアレイ基板が適用される液晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、この発明の基板の製造方法による分割露光を説明するためのアレイ基板の分割例を示す図である。
【図４】図４は、図３に示したアレイ基板におけるブロックａを構成する基本ブロックを示す図である。
【図５】図５は、図３に示したアレイ基板におけるブロックｂを構成する基本ブロックを示す図である。
【図６】図６は、図３に示したアレイ基板におけるブロックｊを構成する基本ブロックを示す図である。
【図７】図７は、図３に示したアレイ基板におけるブロックｔｘを構成する基本ブロックを示す図である。
【図８】図８は、図３に示したアレイ基板におけるブロックｔｙを構成する基本ブロックを示す図である。
【図９】図９は、図３に示したアレイ基板における分割領域Ｂ１及びＢ２を露光するためのマスクを示す図である。
【図１０】図１０は、この発明の基板の製造方法による分割露光を説明するためのアレイ基板の他の分割例を示す図である。
【図１１】図１１は、各画素領域における境界線の通過位置を示す図である。
【符号の説明】
２１−１〜２１−７…垂直境界線
２２−１…水平境界線
２３…緩衝領域
１００…アレイ基板
２００…対向基板
３００…液晶層
Claims (3)
- 絶縁基板上に配置された導電体及び誘電体からなる少なくとも１層の薄膜をパターニングする際に、前記薄膜を水平方向に分割する水平境界線と垂直方向に分割する垂直境界線とで囲まれた複数の分割領域に分割して露光する基板の製造方法において、
隣接する各分割領域間の境界線は、互いに噛み合うように非直線的に形成され、
２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＴ字状またはＬ字状に交差する場合、この交差部を形成する各分割領域の境界線の各パターンは、水平境界線と垂直境界線とが十字状に交差する４箇所の隣接する分割領域の交差部を形成する境界線の４種のパターンのいずれかと同一、もしくは前記４種のパターンのうちの２種を組み合わせたものであることを特徴とする基板の製造方法。 - 絶縁基板上に配置された導電体及び誘電体からなる少なくとも１層の薄膜をパターニングする際に、前記薄膜を水平方向に分割する水平境界線と垂直方向に分割する垂直境界線とで囲まれた複数の分割領域に分割して露光する基板の製造方法において、
隣接する各分割領域間の境界線は、互いに噛み合うように非直線的に形成され、
２箇所以上の隣接する分割領域の水平境界線と垂直境界線とがＴ字状またはＬ字状に交差する場合、この交差部を形成する各分割領域の境界線の各パターンは、水平境界線と垂直境界線とを仮想的に十字状に交差させたときに分割される４箇所の分割領域の交差部を形成する境界線の４種のパターンのいずれかと同一、もしくは前記４種のパターンのうちの２種を組み合わせたものであることを特徴とする基板の製造方法。 - 前記水平境界線及び前記垂直境界線は、ジグザグに形成されたパターンであることを特徴とする請求項１または２に記載された基板の製造方法。
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