JPH08313893A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各画素の開口率を向上させることができる。 【構成】 透明基板１上にクロム膜２およびアルミニウ
ム膜３を設ける。次に、アルミニウム膜３上にブラック
マスクの開口部の左辺および右辺に対応する箇所に直線
縁部を有する第１レジストパターンを設け、この第１レ
ジストパターンをマスクとしてアルミニウム膜３をエッ
チングしてアルミニウムパターン３ａを形成する。次
に、全上面にブラックマスクの開口部の上辺および下辺
に対応する箇所に直線縁部を有する第２レジストパター
ン５ａを設け、この第２レジストパターン５ａとアルミ
ニウムパターン３ａとをマスクとしてクロム膜２をエッ
チングしてクロムパターンを形成する。したがって、ア
ルミニウムパターン３ａおよびクロムパターンより形成
されるブラックマスクの開口部の隅の部分を丸くしない
ようにすることができ、各画素の開口率を向上させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は液晶表示素子の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子には、２枚の透明基板がシ
ール材を介して貼り合わされ、いずれか一方の透明基板
の他方の透明基板と対向する面にブラックマスクが設け
られたものがある。このブラックマスクは、各画素間を
区切り、隣接する画素の干渉を少なくして鮮明な画像が
得られるようにしたり、アクティブマトリックス型の液
晶表示素子では入射光による薄膜トランジスタの特性の
低下を防止する役割を果たしている。このような液晶表
示素子の製造方法では、透明基板の上面にクロム膜を設
け、このクロム膜の上面にフォトレジスト層を設け、こ
のフォトレジスト層を所定のフォトマスクを用いて露
光、現像してレジストパターンを形成し、このレジスト
パターンをマスクにクロム膜の不要部分をエッチング除
去してブラックマスクを形成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のこの
ような液晶表示素子の製造方法では、フォトレジスト層
を露光する場合、装置コストが安価で、スループットが
高いプロキシミティ方式を用いるのが一般的であり、こ
のプロキシミティ方式はフォトレジスト層にフォトマス
クを非常に近接して配置し、光学部材を介さずにベタ焼
きする方式であるので、例えばフォトマスクの開口部の
隅の部分に照射される光の量が不十分であるので、形成
されたレジストパターンの隅の部分が丸くなってしま
い、このためブラックマスクの開口部の隅の部分が丸く
なり、各画素の開口率が低下することがあるという問題
があった。特に、ブラックマスクの開口面積が小さい場
合にこの問題が重要になる。例えば、フォトマスクでは
直角である開口部の隅の部分がレジストパターンでは半
径８μｍ程度に丸くなってしまった場合、各画素の開口
面積は５５μｍ²程度減少することになり、この開口面
積の減少は５０μｍ角の画素では２％程度に相当し、３
０μｍ角の画素では６％程度にも相当する。この発明の
目的は、各画素の開口率を向上させることができる液晶
表示素子の製造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、基板上にブ
ラックマスクを形成する液晶表示素子の製造方法におい
て、基板上に第１パターン形成用膜および第２パターン
形成用膜を設け、第２パターン形成用膜上に形成すべき
ブラックマスクの開口部の所定の相対向する一対の辺に
対応する箇所に直線縁部を有する第１レジストパターン
を形成し、この第１レジストパターンをマスクとして第
２パターン形成用膜をエッチングして第２パターンを形
成し、第１レジストパターンを剥離した後、形成すべき
ブラックマスクの開口部の残りの相対向する一対の辺に
対応する箇所に直線縁部を有する第２レジストパターン
を形成し、この第２レジストパターンおよび第２パター
ンをマスクとして第１パターン形成用膜をエッチングし
て第１パターンを形成し、第１パターンと第２パターン
とによってブラックマスクを形成するものである。ま
た、第１パターンを形成した後に第２パターンをエッチ
ングして除去し、第１パターンのみによってブラックマ
スクを形成してもよい。

【０００５】

【作用】この発明によれば、ブラックマスクの開口部の
所定の相対向する一対の辺に対応する箇所に直線縁部を
有する第１レジストパターンをマスクとして第２パター
ン形成用膜をエッチングして第２パターンを形成し、ブ
ラックマスクの開口部の残りの相対向する一対の辺に対
応する箇所に直線縁部を有する第２レジストパターンと
第２パターンとをマスクとして第１パターン形成用膜を
エッチングして第１パターンを形成するので、第１レジ
ストパターンの直線縁部を用いてブラックマスクの開口
部の所定の相対向する一対の辺を形成することができ、
第２レジストパターンの直線縁部を用いてブラックマス
クの開口部の残りの相対向する一対の辺を形成すること
ができ、ブラックマスクの開口部の隅の部分を丸くしな
いようにすることができ、各画素の開口率を向上させる
ことができる。また、請求項２記載の発明のように第１
パターンを形成した後に、第２パターンをエッチングし
て除去し、第１パターンによってブラックマスクを形成
すると、平坦なブラックマスクを形成することができ
る。

【０００６】

【実施例】図１〜図５はこの発明の第１実施例における
液晶表示素子の製造方法を示したものである。そこで、
これらの図を参照しながらこの液晶表示素子の製造方法
について説明する。まず、図１（Ａ）および（Ｂ）に示
すように、ガラス等からなる透明基板１の上面にクロム
膜（第１パターン形成用膜）２を設け、クロム膜２の上
面にアルミニウム膜（第２パターン形成用膜）３を設
け、アルミニウム膜３の上面に第１フォトレジスト層４
を設け、第１フォトレジスト層４の上方にフォトマスク
（図示せず）を近接して配置し、露光、現像すると、ア
ルミニウム膜３の上面にその所定の複数箇所に縦方向に
のびる帯状の第１レジストパターン４ａが横方向に所定
の間隔をおいて形成される。この場合、各第１レジスト
パターン４ａの角の部分は丸くなることがあっても、そ
の左辺および右辺は直線縁部となっている。次に、第１
レジストパターン４ａをマスクとしてアルミニウム膜３
の不要部分をエッチングして除去した後、第１レジスト
パターン４ａを剥離すると、図２（Ａ）および（Ｂ）に
示すように、クロム膜２の上面にその所定の複数箇所に
縦方向にのびる帯状のアルミニウムパターン（第２パタ
ーン）３ａが横方向に所定の間隔をおいて形成される。
この場合、エッチング液にリン酸系のエッチング液を使
用すると、クロム膜２がほとんどエッチングされずに残
る。なお、各アルミニウムパターン３ａの左辺および右
辺は第１レジストパターン４ａに対応して直線縁部とな
っている。

【０００７】次に、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すよう
に、アルミニウムパターン３ａを含むクロム膜２の上面
に第２フォトレジスト層５を設け、第２フォトレジスト
層５の上方にフォトマスク（図示せず）を近接して配置
し、露光、現像すると、アルミニウムパターン３ａを含
むクロム膜２の上面にその所定の複数箇所に横方向にの
びる帯状の開口部６が縦方向に所定の間隔をおいて設け
られた第２レジストパターン５ａが形成される。この場
合、第２レジストパターン５ａの各開口部６の隅の部分
は丸くなることがあっても、各開口部６の上辺および下
辺は直線縁部となっている。また、アルミニウムパター
ン３ａの直線縁部と第２レジストパターン５ａの直線縁
部とが直交して方形状の開口部７が形成され、この開口
部７を介してクロム膜２の一部が露出されている。次
に、アルミニウムパターン３ａおよび第２レジストパタ
ーン５ａをマスクとして、クロム膜２の不要部分をエッ
チングして除去した後、第２レジストパターン５ａを剥
離すると、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、透明
基板１の上面にクロムパターン（第１パターン）２ａが
形成される。この場合、エッチング液に硝酸セリウムア
ンモニウム液等を使用する。そして、アルミニウムパタ
ーン３ａとクロムパターン２ａとによってブラックマス
ク８が形成される。また、このブラックマスク８の開口
部９の左辺および右辺はアルミニウムパターン３ａの直
線縁部およびこのアルミニウムパターン３ａの直線縁部
に対応するクロムパターン２ａの直線縁部によって形成
され、開口部９の上辺および下辺はクロムパターン２ａ
の直線縁部によって形成される。次に、リン酸系のエッ
チング液でアルミニウムパターン３ａをエッチングして
除去すると、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、透
明基板１の上面にクロムパターン２ａによって平坦なブ
ラックマスク１０が得られる。この場合、ブラックマス
ク１０の開口部１１の左辺および右辺はアルミニウムパ
ターン３ａの直線縁部に対応するクロムパターン２ａの
直線縁部によって形成され、開口部１１の上辺および下
辺は第２レジストパターン５ａの直線縁部に対応するク
ロムパターン２ａの直線縁部によって形成される。ま
た、ブラックマスク８、１０の各開口部９、１１は各画
素に対応して直交配列の状態で形成される。なお、段差
を問題にしなければ、アルミニウムパターン３ａをエッ
チングして除去しなくてもよい。

【０００８】以下、図示していないが、ブラックマスク
８、１０の各開口部９、１１にはカラーフィルタが配置
され、ブラックマスク８、１０およびカラーフィルタの
上面に透明電極が設けられ、全面に配向膜が形成され、
透明基板１に、透明電極および配向膜が設けられた透明
基板がシール材を介して貼り合わされ、シール材の内側
の両透明基板１間に液晶が封入されるようになってい
る。

【０００９】このように、この液晶表示素子の製造方法
では、ブラックマスク８、１０の開口部９、１１の左辺
および右辺に対応する箇所に直線縁部を有する第１レジ
ストパターン４ａをマスクとしてアルミニウム膜３をエ
ッチングしてアルミニウムパターン３ａを形成し、ブラ
ックマスク８、１０の開口部９、１１の上辺および下辺
に対応する箇所に直線縁部を有する第２レジストパター
ン５ａとアルミニウムパターン３ａとをマスクとしてク
ロム膜２をエッチングしてクロムパターン２ａを形成す
るので、第１レジストパターン４ａの直線縁部を用いて
ブラックマスク８、１０の開口部９、１１の左辺および
右辺を形成することができ、第２レジストパターン５ａ
の直線縁部を用いてブラックマスク８、１０の開口部
９、１１の上辺および下辺を形成することができ、ブラ
ックマスク８、１０の開口部９、１１の隅の部分を丸く
しないようにすることができ、各画素の開口率を向上さ
せることができる。また、クロムパターン２ａを形成し
た後に、アルミニウムパターン３ａをエッチングして除
去し、クロムパターン２ａによってブラックマスク１０
を形成すると、平坦なブラックマスク１０を形成するこ
とができる。

【００１０】図６〜図１０はこの発明の第２実施例にお
ける液晶表示素子の製造方法を示したものである。これ
らの図において、図１〜図５と同一名称部分には同一の
符号を付し、その説明を適宜省略する。また、上記第１
実施例では、ブラックマスク８、１０の各開口部９、１
１を直交配列した場合について説明したが、この第２実
施例では、ブラックマスクの各開口部をデルタ配列した
場合について説明する。さて、これらの図を参照しなが
らこの液晶表示素子の製造方法について説明する。ま
ず、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、透明基板１
の上面にクロム膜２２を設け、クロム膜２２の上面にア
ルミニウム膜２３を設け、アルミニウム膜２３の上面に
第１フォトレジスト層２４を設け、第１フォトレジスト
層２４の上方にフォトマスク（図示せず）を近接して配
置し、露光、現像すると、アルミニウム膜２３の上面に
その所定の複数箇所に縦方向にのびる帯状の開口部１５
が横方向に所定の間隔をおいて設けられた第１レジスト
パターン２４ａが形成される。この場合、第１レジスト
パターン２４ａの各開口部１５の隅の部分は丸くなるこ
とがあっても、各開口部１５の左辺および右辺は直線縁
部となっている。次に、第１レジストパターン２４ａを
マスクとしてアルミニウム膜２３の不要部分をエッチン
グして除去した後、第１レジストパターン２４ａを剥離
すると、図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、クロム
膜２２の上面にその所定の複数箇所に縦方向にのびる帯
状の開口部１６が横方向に所定の間隔をおいて設けられ
たアルミニウムパターン２３ａが形成される。この場
合、アルミニウムパターン２３ａの各開口部１６の左辺
および右辺は第１レジストパターン２４ａの各開口部１
５の左辺および右辺に対応して直線縁部となっている。

【００１１】次に、図８（Ａ）および（Ｂ）に示すよう
に、アルミニウムパターン２３ａを含むクロム膜２２の
上面に第２フォトレジスト層２５を設け、第２フォトレ
ジスト層２５の上方にフォトマスク（図示せず）を近接
して配置し、露光、現像すると、クロム膜２２の上面に
帯状の第２レジストパターン２５ａがアルミニウムパタ
ーン２３ａの開口部１６の所定の箇所に掛け渡されるよ
うに形成される。この場合、第２レジストパターン２５
ａの角の部分は丸くなることがあっても、第２レジスト
パターン２５ａの上辺および下辺は直線縁部となってい
る。また、アルミニウムパターン２３ａの直線縁部と第
２レジストパターン２５ａの直線縁部とが直交して方形
状の開口部２７が形成され、この開口部２７を介してク
ロム膜２２の一部が露出されている。次に、アルミニウ
ムパターン２３ａおよび第２レジストパターン２５ａを
マスクとして、クロム膜２２の不要部分をエッチングし
て除去した後、第２レジストパターン２５ａを剥離する
と、図９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、透明基板１
の上面にクロムパターン２２ａが形成される。そして、
アルミニウムパターン２３ａとクロムパターン２２ａと
によってブラックマスク２８が形成される。また、この
ブラックマスク２８の開口部２９の左辺および右辺はア
ルミニウムパターン２３ａの直線縁部およびこのアルミ
ニウムパターン２３ａの直線縁部に対応するクロムパタ
ーン２２ａの直線縁部によって形成され、開口部２９の
上辺および下辺はクロムパターン２２ａの直線縁部によ
って形成される。次に、アルミニウムパターン２３ａを
エッチングして除去すると、図１０（Ａ）および（Ｂ）
に示すように、透明基板１の上面にクロムパターン２２
ａによって平坦なブラックマスク３０が得られる。この
場合、ブラックマスク３０の開口部３１の左辺および右
辺はアルミニウムパターン２３ａの直線縁部に対応する
クロムパターン２２ａの直線縁部によって形成され、開
口部３１の上辺および下辺は第２レジストパターン２５
ａの直線縁部に対応するクロムパターン２２ａの直線縁
部によって形成される。また、ブラックマスク２８、３
０の各開口部２９、３１は各画素に対応してデルタ配列
の状態で形成される。

【００１２】なお、上記第１および第２実施例では、第
１レジストパターン４ａ（２４ａ）の直線縁部を用いて
ブラックマスク８、１０（２８、３０）の開口部９、１
１（２９、３１）の左辺および右辺を形成し、第２レジ
ストパターン５ａ（２５ａ）の直線縁部を用いてブラッ
クマスク８、１０（２８、３０）の開口部９、１１（２
９、３１）の上辺および下辺を形成したが、これに限定
されず、第１レジストパターン４ａ（２４ａ）の直線縁
部を用いてブラックマスク８、１０（２８、３０）の開
口部９、１１（２９、３１）の所定の相対向する一対の
辺を形成し、第２レジストパターン５ａ（２５ａ）の直
線縁部を用いてブラックマスク８、１０（２８、３０）
の開口部９、１１（２９、３１）の残りの所定の相対向
する一対の辺を形成すればよい。また、上記第１および
第２実施例では、アルミニウムパターンとクロムパター
ンとの２つのパターンによってブラックマスクを形成し
たが、これに限定されず、３つ以上のパターンによって
ブラックマスクを形成するようにしてもよい。また、上
記第１および第２実施例では、ブラックマスクの縦ライ
ンのマスク（アルミニウムパターン）を形成後、横ライ
ンのマスク（第２レジストパターン）を形成したが、こ
れに限定されず、横ラインのマスクをアルミニウムパタ
ーンとして形成後、縦ラインのマスクを第２レジストパ
ターンとして形成してもよい。さらに、上記第１および
第２実施例では、カラーフィルタを用いた液晶表示素子
に適用したが、これに限定されず、例えばカラーフィル
タを用いない白黒表示の液晶表示素子にも適用すること
ができる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ブラックマスクの開口部の所定の相対向する一対の
辺に対応する箇所に直線縁部を有する第１レジストパタ
ーンをマスクとして第２パターン形成用膜をエッチング
して第２パターンを形成し、ブラックマスクの開口部の
残りの相対向する一対の辺に対応する箇所に直線縁部を
有する第２レジストパターンと第２パターンとをマスク
として第１パターン形成用膜をエッチングして第１パタ
ーンを形成するので、第１レジストパターンの直線縁部
を用いてブラックマスクの開口部の所定の相対向する一
対の辺を形成することができ、第２レジストパターンの
直線縁部を用いてブラックマスクの開口部の残りの相対
向する一対の辺を形成することができ、ブラックマスク
の開口部の隅の部分を丸くしないようにすることがで
き、各画素の開口率を向上させることができる。また、
請求項２記載の発明のように第１パターンを形成した後
に、第２パターンをエッチングして除去し、第１パター
ンによってブラックマスクを形成すると、平坦なブラッ
クマスクを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の第１実施例における液晶表
示素子の製造方法において、透明基板上にクロム膜およ
びアルミニウム膜を介して設けた第１フォトレジスト層
をパターニングした状態を示す平面図、（Ｂ）はそのＢ
−Ｂ線に沿う断面図。

【図２】（Ａ）は同液晶表示素子の製造方法において、
クロム膜上のアルミニウム膜をパターニングした状態を
示す平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図３】（Ａ）は同液晶表示素子の製造方法において、
アルミニウムパターンを含むクロム膜上に設けた第２フ
ォトレジスト層をパターニングした状態を示す平面図、
（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図４】（Ａ）は同液晶表示素子の製造方法において、
透明基板上のクロム膜をパターニングした状態を示す平
面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図５】（Ａ）は同液晶表示素子の製造方法において、
クロムパターン上のアルミニウムパターンをエッチング
して除去した状態を示す平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線
に沿う断面図。

【図６】（Ａ）はこの発明の第２実施例における液晶表
示素子の製造方法において、透明基板上にクロム膜およ
びアルミニウム膜を介して設けた第１フォトレジスト層
をパターニングした状態を示す平面図、（Ｂ）はそのＢ
−Ｂ線に沿う断面図。

【図７】（Ａ）は同液晶表示素子の製造方法において、
クロム膜上のアルミニウム膜をパターニングした状態を
示す平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図８】（Ａ）は同液晶表示素子の製造方法において、
アルミニウムパターンを含むクロム膜上に設けた第２フ
ォトレジスト層をパターニングした状態を示す平面図、
（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図９】（Ａ）は同液晶表示素子の製造方法において、
透明基板上のクロム膜をパターニングした状態を示す平
面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図１０】（Ａ）は同液晶表示素子の製造方法におい
て、クロムパターン上のアルミニウムパターンをエッチ
ングして除去した状態を示す平面図、（Ｂ）はそのＢ−
Ｂ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２ クロム膜（第１パターン形成用膜） ２ａ クロムパターン（第１パターン） ３ アルミニウム膜（第２パターン形成用膜） ３ａ アルミニウムパターン（第２パターン） ４ 第１フォトレジスト層 ４ａ 第１レジストパターン ５ 第２フォトレジスト層 ５ａ 第２レジストパターン ８、１０ ブラックマスク ９、１１ 開口部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上にブラックマスクを形成する液晶
   表示素子の製造方法において、 前記基板上に第１パターン形成用膜および第２パターン
   形成用膜を設け、前記第２パターン形成用膜上に形成す
   べき前記ブラックマスクの開口部の所定の相対向する一
   対の辺に対応する箇所に直線縁部を有する第１レジスト
   パターンを形成し、この第１レジストパターンをマスク
   として前記第２パターン形成用膜をエッチングして第２
   パターンを形成し、前記第１レジストパターンを剥離し
   た後、形成すべき前記ブラックマスクの開口部の残りの
   相対向する一対の辺に対応する箇所に直線縁部を有する
   第２レジストパターンを形成し、この第２レジストパタ
   ーンおよび前記第２パターンをマスクとして前記第１パ
   ターン形成用膜をエッチングして第１パターンを形成
   し、前記第１パターンと前記第２パターンとによって前
   記ブラックマスクを形成することを特徴とする液晶表示
   素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１パターンを形成した後に、前記
   第２パターンをエッチングして除去し、前記第１パター
   ンのみによって前記ブラックマスクを形成することを特
   徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第１パターン形成用膜はクロム膜か
   らなり、前記第２パターン形成用膜はアルミニウム膜か
   らなることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表
   示素子の製造方法。