WO2007086169A1 - 表示パネル用の基板の製造方法、表示パネルの製造方法およびフォトマスク - Google Patents

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WO2007086169A1
WO2007086169A1 PCT/JP2006/320945 JP2006320945W WO2007086169A1 WO 2007086169 A1 WO2007086169 A1 WO 2007086169A1 JP 2006320945 W JP2006320945 W JP 2006320945W WO 2007086169 A1 WO2007086169 A1 WO 2007086169A1
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manufacturing
picture element
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PCT/JP2006/320945
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Inventor
Hidetoshi Nakagawa
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Sharp Kabushiki Kaisha
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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    • G03F7/70791—Large workpieces, e.g. glass substrates for flat panel displays or solar panels

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a substrate for a display panel, a method for manufacturing a display panel, and a photomask, and particularly preferably includes a step of forming a predetermined thin film pattern by divided exposure.
  • the present invention relates to a substrate manufacturing method, a display panel manufacturing method, and a photomask applicable to these manufacturing methods.
  • a general liquid crystal display panel includes two substrates disposed to face each other with a minute gap therebetween, and has a configuration in which liquid crystal is filled between these substrates.
  • predetermined various elements such as a black matrix, colored layers of red, blue, and green, a transparent electrode, an alignment control structure, and an alignment film are formed.
  • FIG. 7 is a plan view showing the configuration of picture elements formed on the one substrate, and shows two picture elements adjacent to each other.
  • a lattice-like black matrix 91 is formed on the surface of the substrate 9, and a colored layer 92 is formed inside each lattice of the black matrix 91.
  • a protective film (not shown) and a transparent electrode (not shown) are formed on these surfaces, and alignment control structures 93a, 93b, 93c and an alignment film (not shown) are formed on the surfaces. .
  • the alignment control structures 93a, 93b, and 93c are convex and long structures, and are provided to improve the viewing angle characteristics of the liquid crystal display panel.
  • an alignment control structure is provided on the surface of the display panel substrate, the orientation of the liquid crystal filled between the two substrates is controlled by the alignment control structure.
  • these alignment control structures 93a, 93b, and 93c are extended in a plurality of different directions in one picture element, a plurality of regions having different liquid crystal orientations are formed in one picture element. The As a result, the difference in image quality due to the difference in viewing direction of the display panel can be eliminated, and the viewing angle characteristics can be improved.
  • the orientation control structures 93a, 93b, 93c are generally made of a photoresist material, It is formed using a photolithography method.
  • Photolithographic methods include a process for forming a thin film of photoresist material on the surface of a substrate, a mask alignment process for placing a photomask at a predetermined position on the surface of a thin film of photoresist material, and a photomask on a thin film of photoresist material. And an exposure step of irradiating light energy through and a development step of removing unnecessary portions of the photoresist material.
  • Divided exposure includes a method in which a pattern formed on a photomask is arbitrarily selected and the product pattern on the substrate is divided into several areas while being synthesized on the screen.
  • the divided areas are referred to as “divided exposure areas”.
  • the divided exposure since a large area exposure target region can be exposed with a small area photomask, the cost required for the photomask can be reduced.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing a procedure for performing divided exposure in the exposure step when forming the alignment control structure.
  • the hatched area force in the figure shows the area shielded by the photomask.
  • Figures 8 (a) and 8 (b) irradiate the light shielding area and light energy in each exposure. Indicates the area.
  • the alignment control structure is formed of a positive-type photoresist material (a type that is removed by a partial force development process that has been irradiated with light energy during the exposure process).
  • the boundary line of the divided exposure region is set along the boundary of the picture element.
  • the picture element arranged in one divided exposure area (the picture element on the right side in the figure) is shielded from the pattern of the orientation control structure.
  • the picture elements arranged in the other divided exposure area (left picture element in the figure) are shielded from light over the entire area.
  • the picture elements arranged in the one divided exposure area are shielded from light over the entire picture element, and the other divided exposure area.
  • the pattern of the orientation control structure is shielded from light.
  • the portion where the photoresist material is to be removed is irradiated with light energy only once.
  • the portions that become the orientation control structures 93a, 93b, 93c are not irradiated with light energy. Therefore, in the subsequent development process Then, when the portion irradiated with the light energy is removed, the photoresist material having the same pattern as the light shielding pattern of the photomask remains, and the alignment control structures 93a, 93b, and 93c are obtained.
  • JP-A-2003-322864 is cited.
  • the divided exposure in which the boundary line of the divided exposure region is set on the boundary line of the picture element has the following problems.
  • a plurality of alignment control structures are provided in parallel at very narrow intervals across the pixel boundary line (in FIG. 8, between the alignment control structures 93a and 93b and 93a and 93c. Between).
  • the margin for photomask misalignment is extremely small.
  • the inside of the portion may be irradiated with light energy due to diffraction of the irradiated light energy. Therefore, even if the position of the photomask is slightly shifted, the portion that should be shielded from light is irradiated with light energy.
  • the portions that become the left pixel orientation control structures 93a and 93c are also irradiated with the photic energy. . Then, when the portions of the alignment control structures 93a and 93c to be irradiated with the photoresist material force light energy are removed in the development process. Therefore, the dimension of the orientation control structure 93a may be smaller than the design value or may not be formed in some cases. If the alignment control structures 93a, 93b, and 93c are not formed in the dimensions and shape as designed, the liquid crystal in the portion, that is, in the vicinity of the boundary line of the divided exposure region, will not be aligned as designed. As a result, streaky display unevenness that can be visually recognized along the boundary line of the divided exposure region appears, and the display quality of the display panel may be deteriorated.
  • the gap between the alignment control structures is designed in consideration of the misalignment margin of the photomask, the area force of the opening of each pixel is reduced, and the display performance of the display panel is reduced. May cause down.
  • the orientation control structure that should be continuously formed over the entire exposure target region is originally divided into the divided exposure regions. It becomes discontinuous at the boundary. For this reason, the alignment characteristics of the liquid crystal may be different for each divided exposure region. As a result, the difference in the alignment characteristics of the liquid crystal appears as a streaky luminance difference on the boundary line of the divided exposure region, which may reduce the display quality of the display panel.
  • Such misalignment of the photomask in each divided exposure region is caused by errors such as mask alignment accuracy.
  • errors such as mask alignment accuracy.
  • the exposure machine is not practical because it is very expensive.
  • the exposure machine control conditions are optimized, it cannot be adjusted due to the error accuracy of the exposure machine specifications.
  • the alignment error cannot be reduced to zero, which may cause display unevenness.
  • the problem to be solved by the present invention is that the pattern force formed by using the photolithography method is changed or disappears due to double exposure at the boundary of the divided exposure region.
  • a method for manufacturing a substrate for a display panel, a method for manufacturing a display panel, and a photomask that can prevent or suppress this phenomenon, or can prevent or suppress the occurrence of streaky luminance differences at the boundary of divided exposure regions A method for manufacturing a substrate for a display panel, a method for manufacturing a display panel, and a photomask are provided.
  • the present invention is a method for manufacturing a substrate for a display panel, including a step of forming a thin film pattern by a divided exposure method in which an exposed region is exposed for each of a plurality of divided exposure regions.
  • the gist of the invention is that the boundary lines of the plurality of divided exposure regions include a portion that is substantially parallel to a main portion of the thin film pattern to be formed.
  • the thin film pattern is an alignment control structure that controls alignment of liquid crystal
  • the main thin film portion is a main structure of the alignment control structure. What is the main structure?
  • a method for manufacturing a substrate for a display panel including a step of forming a thin film pattern by a divided exposure method in which an exposed area is divided into a plurality of divided exposure areas.
  • the gist of the present invention is that the boundary lines of the plurality of divided exposure regions include a portion that is substantially parallel to a portion of the thin film pattern that is inclined with a predetermined angle with respect to a picture element frame. .
  • the thin film pattern is preferably an alignment control structure that controls the alignment of liquid crystal.
  • a boundary line of the divided exposure region intersects the frame of the picture element.
  • Picture element frame refers to a hypothetical line that defines the range of one picture element, or a boundary between one picture element and another picture element adjacent to the picture element.
  • the gist includes a step of manufacturing a substrate for a display panel by the method for manufacturing a substrate for a display panel.
  • the present invention also includes a region in which a grating that shields light over the entire area and a grating that is provided with a predetermined exposure pattern are arranged, and a grating that shields light over the entire area and the predetermined exposure pattern are provided.
  • the gist of the present invention is that the boundary line with the grating includes a portion substantially parallel to the main pattern of the predetermined exposure pattern.
  • the boundary line includes a portion substantially parallel to a portion of the thin film pattern that is inclined with a predetermined angle with respect to the frame of the picture element.
  • the boundary of the divided exposure region is set at a position having a large margin with respect to the positional deviation of the photomask, so that the thin film pattern becomes smaller than the design dimension due to double exposure. Or disappearing.
  • the boundary line of the divided exposure area intersects the picture element frame, the picture elements near the boundary of the divided exposure area are divided into one divided exposure area and the other divided area within one picture element. Both areas of the exposure area are included. For this reason, if there is a difference in the characteristics of the elements constituting the picture element between the divided exposure areas, each picture element located on the boundary line of the divided exposure area is the characteristic of the picture element existing in each divided exposure area. Have both. Such a picture element buffers a sudden change in the characteristic difference at the boundary between the divided exposure areas, for example, a luminance difference or color unevenness caused by a difference in picture element characteristics existing in each divided exposure area. Disappears. Therefore, the display quality of the display panel can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of picture elements formed on a display panel according to an embodiment of the present invention, (a) showing a planar structure, and (b) showing (a) Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Fig. 2 showing the cross-sectional structure.
  • FIG. 2 (a) is a plan view schematically showing the concept of a photomask used for divided exposure and divided exposure, (b) is an enlarged view of the H part of (a), and (c) is an enlarged view of (a). It is an I section enlarged view.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the picture element frame and the orientation control structure formed on the substrate, and the outlines of the transmission grating and the light shielding grating formed on the photomask.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of picture elements formed on the color filter substrate of the display panel, where (a) is a planar structure and (b) is a cross-sectional structure taken along line A—A in (a). Show.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of picture elements formed on the TFT array substrate of the display panel, where (a) shows a planar structure and (b) shows a cross-sectional structure.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing a modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing a conventional example of picture elements formed on a display panel.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing a method of forming an alignment control structure by divided exposure.
  • (A) and (b) show a light shielding region and a region irradiated with light energy in different exposures, respectively. .
  • the color filter substrate and the TFT array substrate are arranged to face each other with a predetermined minute interval.
  • the color filter substrate has a region in which elements such as a black matrix, a colored layer, and an orientation control structure are arranged in a matrix.
  • the TFT array substrate has a region in which elements such as picture element electrodes and thin film transistors for driving the picture element electrodes are arranged in a matrix. These elements form pixels.
  • a region where the picture element is formed is referred to as a “display region”.
  • a seal is formed so as to surround the display area, and the area surrounded by the seal is filled with liquid crystal.
  • FIG. 1 (a) is a schematic diagram showing a planar structure of a picture element formed on a display panel, and is a view of one picture element as viewed from the color filter substrate side.
  • FIG. 1 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 (a), and is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the picture element.
  • elements other than the alignment control structure are omitted for the color filter substrate.
  • the "picture element frame” refers to a hypothetical line that defines the range of one picture element, or one picture element and another picture element adjacent to the picture element.
  • a fine lattice is formed in a matrix by the black matrix 112, and a colored layer 113 of red, blue, or green is formed inside each lattice. Is done.
  • a protective film 114 and a transparent electrode 115 are formed on the surface of the black matrix 112 and the colored layer 113 of each color.
  • An orientation control structure 2 is formed on the surface of the transparent electrode 115. Further, an alignment film 116 is formed on the surface of the transparent electrode 115 and the alignment control structure 2.
  • a scanning signal line (gate signal line) 124, a data signal line (source signal line) 123, an auxiliary capacitance line 126, a picture element electrode 122, and a picture element electrode 122 are driven.
  • Elements such as thin film transistors (not shown) are formed in a matrix.
  • the alignment control structure 2 provided on the color filter substrate 11 includes a main structure 21 and auxiliary structures 22 and 23.
  • a slit 1221 substantially parallel to the main structure 21 is formed in the pixel electrode 121 of the TFT array substrate. Then, the liquid crystal is aligned according to the direction of the alignment control structure 2 of the color filter substrate 11 and the slit 1221 of the transparent electrode 122 of the TFT array substrate 12. Orient.
  • the main structure 21 is provided mainly for the purpose of improving viewing angle characteristics by regulating the orientation of the liquid crystal in the picture element.
  • the main structure 21 is extended in a zigzag shape with a predetermined angle with respect to the extending direction of the grid of the black matrix 112, that is, the side of the picture element frame.
  • the main structure 21 is extended in a plurality of different directions within one picture element, a plurality of regions having different liquid crystal orientations are formed in the one picture element.
  • a branch portion 211 extends from the main structure 21.
  • the main purpose of this branch part 211 is to prevent the liquid crystal alignment from becoming irregular at the boundary between regions where the orientation directions of liquid crystals in one pixel are different from each other or at the boundary between adjacent pixel elements. Provided. For example, it extends in a region where the orientation directions of the liquid crystals in one picture element are different from each other, or on or near the border line between adjacent picture elements, approximately parallel to the border line.
  • the auxiliary structures 22 and 23 are also formed for the same purpose as the branch portions 211 of the main structure 21.
  • the auxiliary structures 22 and 23 extend in a region substantially different from the orientation of the liquid crystal in a single pixel, in regions where the orientations of liquid crystals are different from each other, or on or near the boundary between adjacent pixels. Has a part.
  • branches 211 and the auxiliary structures 22 and 23 of the main structure 21 do not exist, the boundary of regions where the orientation directions of liquid crystals are different from each other in one picture element and the neighboring picture elements At the boundary, the orientation of the liquid crystal is disturbed, and light leakage may occur, resulting in a deterioration in display quality of the display panel.
  • This orientation control structure 2 becomes a photoresist material force, and is formed using a photolithography method.
  • the photolithography method for forming the alignment control structure 2 is as follows: 1. A process of forming a thin film of a photoresist material to be the alignment control structure; 2. A mask alignment process of placing a photomask at a predetermined position; 3. Photo An exposure step of irradiating the photoresist material with a predetermined pattern of light energy through a mask, and a development step of removing unnecessary portions of the photoresist material.
  • a positive type photoresist material that is, a type of photoresist that is removed in the partial force development process that has been irradiated with light energy throughout the exposure process.
  • Photoresist material a positive type photoresist material (that is, a type of photoresist that is removed in the partial force development process that has been irradiated with light energy throughout the exposure process).
  • FIG. 2 (a) is the figure which showed typically the concept of division
  • FIG. 2 (b) is an enlarged view of the H portion of Fig. 2 (a)
  • Fig. 2 (c) is an enlarged view of the I portion of Fig. 2 (a), each expanding the configuration of a predetermined region of the photomask 3. It is the plane schematic diagram shown. In the present embodiment, a method of irradiating light energy by dividing an exposure target area of the color filter substrate 11 into two divided exposure areas is used.
  • one exposure target area (for example, divided exposure area F in FIG. 2) of the color filter substrate 11 is a predetermined area (here, the area) of the photomask 3.
  • A area d + area e
  • the other exposure target region in this case, the divided exposure region G
  • region B region d + region c
  • light shielding patterns having substantially the same dimensions and shape as the orientation control structure 2 are formed in the regions c and e in the vicinity of the opposite sides of the photomask 3.
  • a fine grating provided (this grating is the same as the grating formed in the region d.
  • this grating is referred to as a “transmission grating”) and a minute grating that shields light over the entire area (hereinafter referred to as “transmission grating”).
  • This grid is called a “light-shielding grid”).
  • the regions c and e in which the transmission grating and the light shielding grating are mixed and arranged are hereinafter referred to as “mixed area”.
  • the uncolored grid indicates a transmission grid
  • the solid grid indicates a light shielding grid.
  • the configuration of the transmission grating and the light-shielding grating will be described later.
  • the transmission grating of one mixed region and the light shielding grating of the other mixed region are arranged so as to overlap each other. Further, the transmission gratings or the light shielding gratings are arranged so as not to overlap each other.
  • the transmission grating of each mixed area is the area d of the photomask 3 (that is, an area in which minute gratings having light-shielding patterns having substantially the same dimensions as the alignment control structure pattern are arranged in a matrix) As the force goes away, it is arranged so as to decrease in gradation.
  • the area in the vicinity of the boundary between the divided exposure areas F and G of the substrate 11 is once through one of the mixed areas of the photomask 3 (for example, the mixed area c) and once in the other of the mixed areas.
  • the exposure is carried out twice in total (in this case the mixed area e). Since the arrangement of the transmission grating and the light-shielding grating in each of the mixed areas c and e of the photomask 3 is as described above, the area in the vicinity of this boundary is eventually subjected to a single exposure over the entire area by two exposures. Only the pattern of the orientation control structure is irradiated with light energy.
  • the boundary between the divided exposure areas F and G is mixed in a gradation, so that a streaky luminance difference or the like can be prevented from occurring at the boundary. This will be specifically described below.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing an enlarged view of the state in which the color filter substrate 11 and the mixed region of the photomask 3 are overlapped.
  • the color filter substrate 11 in a single exposure is shown in FIG.
  • the positional relationship between the picture element frame and orientation control structure 2 (21, 22, 23) to be formed and the transmission grating and the light shielding grating formed on the photomask 3 is shown.
  • a hatched grid indicates a light-blocking grid, and a pattern subjected to hatching indicates a light-blocking pattern.
  • the area that is not hatched is irradiated with light energy, and the area that is not hatched is not irradiated with light energy.
  • the hatched area is irradiated with light energy, and the area is not irradiated with light energy, and the area is not irradiated with light energy.
  • the right side of the figure is the region d of the photomask 3 (that is, a fine lattice in which a light-shielding pattern having substantially the same size and shape as the pattern of the orientation control structure is formed in a matrix shape. This is the side of the area to be arranged. Then, as shown in FIG. The mixed region is formed so that the density of the transmission grating decreases as the distance from the region d increases.
  • a plurality of main structures 21 are in the direction in which the picture element frame is located (here, the direction substantially parallel to the extending direction of the data signal line (source signal line)). In the vertical direction) with respect to the extending direction of the side 141 in a zigzag shape with a predetermined angle and substantially parallel to each other.
  • the boundary line 31 between the transmission grating and the light-shielding grating 31 of the photomask 3 has a portion 311 set between the main structures 21 and substantially parallel to the main structure 21, and the other direction of the picture element frame ( Here, it is composed of a portion 312 that substantially overlaps the side 142 in the direction substantially parallel to the storage capacitor line (the horizontal direction in the figure).
  • a portion 311 set substantially parallel between the main structures 21 is located along the main structure 21 with respect to the side 141 of the picture element frame. Thus, it is set in a zigzag shape with a predetermined angle. It intersects with the side 141 of the picture element frame. In other words, this portion has a shape that swings from side to side in a zigzag shape with the side 141 of the picture element frame as a substantial center.
  • this portion neither the main structure 21 of the orientation control structure 2 nor the auxiliary structures 22 and 23 intersect.
  • the interval between the main structures 21 that are substantially parallel to each other is larger than the interval between the main structure 21 and the auxiliary structures 22 and 23 that are provided in the vicinity of the side 141 of the picture element frame. Therefore, when the boundary line 311 of the divided exposure region is set between the main structures 21 that are substantially parallel to each other, the photomask 3 is compared with the case where the boundary line 311 is set along the side 141 of the picture element frame. The margin for misalignment increases.
  • the portion to be shielded from light that is, the portion where the orientation control structure 2 is formed. Can prevent or suppress irradiation of light energy. As a result, it is possible to prevent the orientation control structure 2 from becoming thinner than the design value or to disappear, and to provide a display panel with high display quality.
  • the picture element near the boundary of the divided exposure region is not included in the picture element frame in one exposure.
  • one Some parts are irradiated with light energy, and the remaining part is irradiated with light energy in another exposure.
  • the picture elements 15m and 15 ⁇ arranged on the side close to the region d of the photomask 3 are irradiated with light energy over the entire area in one exposure. Further, the picture elements 15a and 15b arranged on the side away from the region d of the photomask 3 are not irradiated with light energy in a single exposure.
  • the picture elements 15c to 151 arranged in the middle thereof are partially irradiated with light energy in one exposure.
  • These picture elements 15c to 151 include those in which the ratios of the ranges that are irradiated with light energy in a single exposure are different from each other.
  • a picture element in which a light-shielding grid is mainly projected, and both of the grids adjacent to the light-shielding grid via a zigzag boundary 311 are transmission grids (picture elements 15h, 15k) 4.
  • the picture elements 15c to 151 located at the boundary of the divided exposure areas are brightened in one picture element frame.
  • a high degree portion and a low luminance portion can be formed.
  • the brightness of these picture elements is bright throughout.
  • the high picture element and the whole area are intermediate between the low brightness picture elements.
  • the picture elements 15c to 151 having luminance intermediate between the picture elements of each divided exposure area are arranged at the boundary of the divided exposure area, the luminance difference becomes inconspicuous at the boundary of the divided exposure area, and the display quality of the display panel is improved. improves.
  • these picture elements 15c to 151 are different from each other in the ratio of the range in which the light energy is irradiated in one exposure and the range in which the light energy is irradiated in another exposure. Therefore, the luminance of these picture elements changes stepwise according to the ratio of the range. The closer to the region d of the photomask 3, the higher the density of the picture elements having a large proportion of the range that is irradiated with light energy in a single exposure. As a result, the luminance difference becomes less noticeable at the boundary of the divided exposure area, and the display quality of the display panel is further improved.
  • Fig. 4 is a diagram schematically showing the structure of the color filter substrate 11.
  • Fig. 4 (a) is a plan view showing one extracted pixel of the color filter substrate 11, and
  • Fig. 4 (b) is a diagram.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in Fig. 4 (a).
  • the black matrix 112 is formed on the surface of the transparent substrate 117 by using a photolithography method.
  • a black photoresist material is applied to the surface of the transparent substrate 117, and the applied photoresist material is exposed to a matrix pattern through a photomask. Thereafter, unnecessary portions are removed. This gives a black matrix.
  • a colored layer 113 of each color of red, blue, and green is formed using a photolithography method for each color. Photoresist material strength of any color is applied to the surface of the transparent substrate 117 on which the black matrix 112 is formed, and the applied photoresist material is exposed through the photomask. Thereafter, unnecessary portions of the photoresist material are removed through a development process. This is repeated for each color. Thereby, the colored layer 113 of each color is obtained.
  • the colored layers 113 of these colors are arranged so that, for example, red, blue, and green are repeatedly arranged in a certain direction, and the same color is arranged in a direction perpendicular to the certain direction.
  • a protective film 114 is formed on the surface of the black matrix 112 and the colored layer 113 of each color.
  • the protective film 114 is made of, for example, a transparent resin material.
  • a transparent electrode 115 is formed on the surface of the protective film 114.
  • the transparent electrode 115 also has a force such as ITO (Indium Tin Oxide), and is formed using a sputtering method or the like.
  • orientation control structure 2 (21, 22, 23) is formed.
  • the method of forming the orientation control structure 2 (21, 22, 23) is as described above.
  • an alignment film 116 is formed on the surfaces of the transparent electrode 115 and the alignment control structure 2 (21, 22, 23).
  • This alignment film 116 also has a force such as polyimide, and is applied using a printing roller, an ink jet printing apparatus, or the like.
  • the color filter substrate 12 is obtained.
  • FIG. 5 is a schematic view showing the structure of the TFT array substrate 12 of the liquid crystal display panel according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (a) is a schematic plan view showing the configuration of picture elements formed on the TFT array substrate 12
  • FIG. 5 (b) is a diagram showing a cross-sectional structure of the TFT array substrate.
  • FIG. 5 (b) is a schematic diagram for explaining the structure of the TFT array substrate, and does not show a cross section cut along a specific cutting line.
  • the scanning signal line (gate signal line) 124 and the auxiliary capacitance line 126 are formed on the surface of the transparent substrate 127.
  • a plurality of scanning signal lines (gate signal lines) 124 are formed substantially parallel to each other at a predetermined interval in the display area.
  • the auxiliary capacitance line 126 is formed on both sides of the scanning signal line (gate signal line) 124 substantially in parallel with a predetermined distance from the scanning signal line (gate signal line) 124.
  • the scanning signal line (gate signal line) 124 and the auxiliary capacitance line 126 are formed of the same material and in the same process using a photolithography method.
  • a single-layer or multi-layer conductor film having a force such as tandastain, titanium, aluminum, or chromium is deposited on the surface of the transparent substrate 127.
  • a single-layer or multi-layer conductor film having a force such as tandastain, titanium, aluminum, or chromium is deposited.
  • Various known sputtering methods can be applied to this deposition method. Therefore, the explanation is omitted.
  • a photoresist material is applied to the surface of the conductor film, and the applied photoresist material is exposed to a predetermined pattern through a photomask. And in the development process, Unnecessary portions of the photoresist material are removed. Thereafter, unnecessary portions of the conductor film, that is, exposed portions in the developing step are removed in the etching step. Through these steps, scanning signal lines (gate signal lines) 124 and auxiliary capacitance lines 126 having a predetermined shape are obtained.
  • a gate insulating film 181 is formed.
  • This gate insulating film 181 also has a force such as silicon nitride. For example, it is formed by a method of depositing silicon nitride using a plasma CVD method.
  • a semiconductor film 182 is formed on the surface of the gate insulating film 181.
  • This semiconductor film 182 also has a force such as n + type amorphous silicon, and is formed using, for example, a plasma CVD method.
  • This insulating film 183 also has a force such as silicon nitride.
  • a silicon nitride film is first formed using a plasma CVD method or the like, and then formed into a predetermined pattern using a photolithographic method.
  • This contact layer 186 also has a force such as n + type amorphous silicon, and is formed using, for example, a plasma CVD method.
  • the contact layer 186 is formed in order to improve the ohmic contact with the data signal line (source signal line) 124 and the drain line 126, which will be formed later.
  • a data signal line (source signal line) 123 and a drain line 184 are formed on the surface of the contact layer 186.
  • the data signal line (source signal line) 123 extends in a direction substantially orthogonal to the scanning signal line (gate signal line) 124 and the auxiliary capacitance line 126.
  • the TFT array substrate 12 is formed substantially in parallel with a predetermined interval in the display area.
  • the data signal line (source signal line) 123 and the drain line 184 are made of a conductor such as titanium, aluminum, chromium, or molybdenum.
  • a predetermined pattern is formed by photolithography.
  • the thin film transistor 125 is formed on the surface of the transparent substrate.
  • a protective film 185 is formed.
  • a contact hole is formed in the formed protective film 185. This contact hole is formed using a photolithography method.
  • a pixel electrode 122 is formed on the surface of the protective film 185.
  • a transparent conductive material film typically, for example, an ITO film is formed by sputtering or the like.
  • a predetermined pattern is formed using a photolithography method. As a result, 1 pixel electrode 122 is obtained.
  • a protective film 187 having a strong force such as silicon nitride is formed on the surface of the formed pixel electrode 122.
  • an alignment film 188 for controlling the alignment of the liquid crystal is formed on the surface.
  • the alignment film is generally formed from polyimide.
  • the TFT array substrate 12 is obtained.
  • the color filter substrate 11 and the TFT array substrate 12 obtained through the above-described steps are bonded to each other with a predetermined minute interval.
  • a seal is formed between the substrates 11 and 12 so as to surround the display region, and the liquid crystal is sealed in the region surrounded by the seal. Thereby, a liquid crystal display panel is obtained.
  • the method for bonding the color filter substrate 11 and the TFT array substrate 12, the seal material and forming method, the liquid crystal material and the sealing method are not particularly limited, and known ones can be applied. Therefore, the explanation is omitted.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing a modification of the orientation control structure and the boundary lines of the divided exposure regions corresponding to this modification.
  • the orientation control structure 2 ′ shown in this figure has a zigzag shape having a predetermined angle with respect to the side 141 of the picture element frame in the direction of the source signal line.
  • a plurality of orientation control structures 2 ' are extended in parallel and across a plurality of picture elements.
  • the boundary line 31 ′ of the divided exposure region for forming the alignment control structure 2 ′ having such a configuration is substantially parallel to each alignment control structure 2 ′ approximately in the middle of the adjacent alignment control structures 2 ′. Any configuration may be used as long as it includes the portion 311 ′ provided in the configuration.
  • the configuration in which the exposure target area of the substrate is divided into two divided exposure areas is shown, but the number of the divided exposure areas is not limited.
  • the exposure may be performed by dividing into two or more divided exposure areas.
  • the display panel according to the embodiment includes a configuration in which the thin film transistor and the colored layer are provided on separate substrates.
  • the thin film transistor and the colored layer are the same group.
  • the present invention can also be applied to a display panel of a so-called CFon TFT (Color Filter on Tin Film Transistor) type provided on a plate.
  • CFon TFT Color Filter on Tin Film Transistor
  • the method according to the present invention is not limited to the formation of an orientation control structure, but can be applied to any structure formed by split exposure.

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Abstract

　分割露光領域の境界において、形成される構造物が細線化または消失することを防止または抑制できる表示パネル用の基板の製造方法および表示パネルの製造方法を提供すること。 　被露光領域が複数の分割露光領域ごとに露光される分割露光によって絵素に設けられる配向制御構造物を形成する工程において、分割露光領域の境界線３１に、配向制御構造物２の主構造物２１であってかつ絵素枠の辺に対して所定の角度をもって傾斜して設けられる部分に略平行に沿う部分３１１を含ませる。

Description

明 細 書
表示パネル用の基板の製造方法、表示パネルの製造方法およびフォトマ スク
技術分野
[0001] 本発明は、表示パネル用の基板の製造方法、表示パネルの製造方法およびフォト マスクに関するものであり、特に好適には、分割露光により所定の薄膜パターンを形 成する工程を含む表示パネル用の基板の製造方法、表示パネルの製造方法および これらの製造方法に適用できるフォトマスクに関するものである。
背景技術
[0002] 一般的な液晶表示パネルは、微小な間隔をおいて対向して配設される二枚の基板 を備え、これらの基板の間に液晶が充填される構成を有する。これらの二枚の基板の 一方には、ブラックマトリックス、赤色、青色、緑色の各色の着色層、透明電極、配向 制御構造物、配向膜などの所定の各種要素が形成される。
[0003] 図 7は、前記一方の基板に形成される絵素の構成を示した平面図であり、互いに隣 接する二個の絵素を示す。この図 7に示すように、この基板 9の表面には格子状のブ ラックマトリックス 91が形成され、ブラックマトリックス 91の各格子の内側には、着色層 92が形成される。そしてこれらの表面には、保護膜 (図略)や透明電極（図略)が形 成され、さらにその表面には配向制御構造物 93a, 93b, 93cおよび配向膜（図略） が形成される。
[0004] この配向制御構造物 93a, 93b, 93cは凸状の細長い構造物であり、液晶表示パネ ルの視野角特性の向上のために設けられる。表示パネル用の基板の表面に、このよ うな配向制御構造物が設けられると、二枚の基板の間に充填される液晶の向きは、こ の配向制御構造物によって制御される。この配向制御構造物 93a, 93b, 93cが、一 つの絵素内において複数の異なる方向に延設されると、一つの絵素内に、液晶の配 向の向きが異なる複数の領域が形成される。この結果、表示パネルを見る向きの相 違による画質の差を解消し、視野角特性の向上を図ることができる。
[0005] この配向制御構造物 93a, 93b, 93cは、一般的にフォトレジスト材料からなり、フォ トリソグラフィ法を用いて形成される。フォトリソグラフィ法には、基板の表面にフオトレ ジスト材料の薄膜を形成する工程、フォトレジスト材料の薄膜の表面の所定の位置に フォトマスクを載置するマスク合わせ工程、フォトレジスト材料の薄膜にフォトマスクを 通じて光エネルギを照射する露光工程、フォトレジスト材料の不要な部分を除去する 現像工程、とが含まれる。
[0006] 最近の液晶表示パネルの大型化にともな!/、、前記露光工程にお!、て分割露光が 用いられるようになつている。分割露光には、フォトマスクに形成されるパターンを任 意選択し、基板上の製品パターンを画面合成しながら、いくつかの領域に分割して 露光する方法がある。以下、分割された領域を「分割露光領域」と称する。分割露光 は小面積のフォトマスクで大面積の露光対象領域を露光できるから、フォトマスクに 要するコストの低廉ィ匕を図ることができる。
[0007] 図 8は、配向制御構造物を形成する際の露光工程における、分割露光の実施手順 を示した平面模式図である。図中のハッチングが施された領域力 フォトマスクにより 遮光される領域を示しており、図 8 (a) , (b)はそれぞれ一回ごとの露光における、遮 光する領域と光エネルギを照射する領域を示す。ここでは、配向制御構造物がポジ タイプ (露光工程にぉ ヽて光エネルギの照射を受けた部分力 現像工程にぉ ヽて除 去されるタイプ)のフォトレジスト材料により形成される方法を示す。
[0008] 従来の一般的な分割露光においては、分割露光領域の境界線が、絵素の境界に 沿うように設定される。図 8 (a)に示すように、ある一回の露光において、一方の分割 露光領域に配列される絵素（図においては右側の絵素）は、配向制御構造物のバタ ーンが遮光され、他方の分割露光領域に配列される絵素（図においては左側の絵素 )は、全域にわたって遮光される。そして図 8 (b)に示すように他の一回の露光におい ては、前記一方の分割露光領域に配列される絵素は、絵素の全域にわたって遮光さ れ、前記他方の分割露光領域に配列される絵素は、配向制御構造物のパターンが 遮光される。
[0009] このような構成によれば、基板上の全ての絵素は、フォトレジスト材料を除去すべき 部分が一回だけ光エネルギの照射を受ける。そして、配向制御構造物 93a, 93b, 9 3cとなる部分は光エネルギの照射を受けな 、。したがってその後の現像工程にぉ ヽ て、光エネルギの照射を受けた部分が除去されると、フォトマスクの遮光パターンと同 じパターンのフォトレジスト材料が残り、配向制御構造物 93a, 93b, 93cが得られる。
[0010] なお、本発明に関連する先行技術文献として、特開 2003— 322864号公報が挙 げられる。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] し力しながら、分割露光領域の境界線を絵素の境界線上に設定する分割露光は、 次のような問題点を有する。絵素の境界近傍においては、複数の配向制御構造物が 、絵素の境界線を挟んで極めて狭い間隔で平行に設けられる（図 8においては配向 制御構造物 93aと 93bの間および 93aと 93cの間）。このためフォトマスクの位置ずれ に対するマージンが極めて小さ 、。またフォトマスクの遮光パターンが投影される部 分であっても、照射された光エネルギの回折によって、当該部分の内側も光エネルギ の照射を受けることがある。したがって、フォトマスクの僅かな位置ずれによっても、本 来であれば遮光すべき部分が、光エネルギの照射を受けることになる。
[0012] たとえば、図 8 (a)においてフォトマスクが矢印 aの向きにずれると、左側の絵素の配 向制御構造物 93a, 93cとなる部分までも力 光エネルギの照射を受けることになる。 そして配向制御構造物 93a, 93cとなるべき部分のフォトレジスト材料力 光エネルギ の照射を受けると、その部分は現像工程において除去される。したがって、当該配向 制御構造物 93aの寸法が設計値よりも小さくなることや、場合によっては形成されなく なることがある。配向制御構造物 93a, 93b, 93cが設計どおりの寸法形状に形成さ れないと、当該部分、すなわち分割露光領域の境界線の近傍の液晶が、設計どおり に配向しなくなる。この結果、分割露光領域の境界線に沿って視認可能な筋状の表 示ムラなどが現れ、表示パネルの表示品位が低下するおそれがある。
[0013] 一方で、フォトマスクの位置ずれマージンを考慮して、配向制御構造物の間隔を広 げて設計すると、各絵素の開口部の面積力 、さくなり、表示パネルの表示性能の低 下を招くおそれがある。
[0014] また、分割露光領域ごとにフォトマスクの位置ずれが生じると、本来であれば露光対 象領域の全体に亘つて連続的に形成されるべき配向制御構造物が、分割露光領域 の境界において不連続となる。このため、液晶の配向特性が分割露光領域ごとに相 違する場合が生じうる。この結果、液晶の配向特性の相違が、分割露光領域の境界 線上に筋状の輝度差などとなって現れ、表示パネルの表示品位を低下させるおそれ もめる。
[0015] このような各分割露光領域におけるフォトマスクの位置ずれは、マスクのァライメント 精度などの誤差によって生じる。ァライメント精度を向上させるためには、より精度の よい露光機に変更する力 露光機の制御条件を最適化する方法などがある。しかし ながら、露光機は非常に高価なため現実的ではない。また、露光機の制御条件を最 適化したとしても、露光機の仕様の誤差精度より合わせる事はできない。このように、 ァライメント誤差を 0にすることはできな 、ため、表示ムラが発生するおそれがある。
[0016] 上記実情に鑑み、本発明が解決しょうとする課題は、フォトリソグラフィ法を用いて 形成されるパターン力 分割露光領域の境界における二重露光に起因して寸法変 化したり消失したりすることを防止もしくは抑制できる表示パネル用の基板の製造方 法、表示パネルの製造方法およびフォトマスクを提供すること、または分割露光領域 の境界において、筋状の輝度差などの発生を防止もしくは抑制できる表示パネル用 の基板の製造方法、表示パネルの製造方法およびフォトマスクを提供することである 課題を解決するための手段
[0017] 前記課題を解決するため本発明は、被露光領域が複数の分割露光領域ごとに露 光される分割露光方法によって薄膜パターンを形成する工程を含む表示パネル用 の基板の製造方法であって、前記複数の分割露光領域の境界線が、形成される薄 膜パターン主たる部分に略平行に沿う部分を含むことを要旨とするものである。
[0018] ここで、前記薄膜パターンは液晶の配向を制御する配向制御構造物であり、前記 主たる薄膜部分は配向制御構造物の主構造物であることが好まし 、。主構造物とは
、絵素内の液晶の配向の向きを規制することによって、視野角特性の向上を図ること を主な目的として設けられる構造物をいうものとする。
[0019] また、被露光領域が複数の分割露光領域ごとに分割される分割露光方法によって 薄膜パターンを形成する工程を含む表示パネル用の基板の製造方法であって、前 記複数の分割露光領域の境界線が、前記薄膜パターンのうちの絵素の枠に対して 所定の角度をもって傾斜して設けられる部分に略平行に沿う部分を含むことを要旨と するものである。
[0020] ここで、前記薄膜パターンは液晶の配向を制御する配向制御構造物であることが 好ましい。
[0021] また、分割露光領域の境界線は、前記絵素の枠と交差することが好ま 、。
[0022] 「絵素の枠」とは、ある一つの絵素の範囲を画定する想定上の線、またはある一つ の絵素と、当該ある絵素に隣接する他の絵素との境界を示す想定上の線をいうもの とする。たとえば、マトリックス状に形成されるブラックマトリックスの各辺の中心線など が該当する。
[0023] そして前記表示パネル用の基板の製造方法によって表示パネル用の基板を製造 する工程を含むことを要旨とする。
[0024] また本発明は、全域にわたって遮光する格子と所定の露光パターンが設けられる 格子とが混在して配列される領域を備えるとともに、前記全域にわたって遮光する格 子と前記所定の露光パターンが設けられる格子との境界線が前記所定の露光バタ ーンのうちの主たるパターンに略平行な部分を含むことを要旨とする。
[0025] また、全域にわたって遮光する格子と所定の露光パターンが設けられる格子とが混 在して配列される領域を備えるとともに、前記全域にわたって遮光する格子と前記所 定の露光パターンが設けられる格子との境界線が前記薄膜パターンのうちの絵素の 枠に対して所定の角度をもって傾斜して設けられる部分に略平行に沿う部分を含む ことを要旨とする。
発明の効果
[0026] 本発明によれば、分割露光領域の境界がフォトマスクの位置ずれに対してマージン の大きい位置に設定されるから、二重露光に起因して薄膜パターンが設計の寸法よ り小さくなることや、消失したりすることを防止できる。
[0027] 特に薄膜パターンとして液晶の配向を制御する配向制御構造物の形成に適用す れば、配向制御構造物の寸法縮小や消失が防止できる。したがって、分割露光領域 の境界において液晶の配向の乱れがなぐ表示品位の高い表示パネル用の基板ま たは表示パネルを提供することができる。
[0028] また、分割露光領域の境界線が絵素枠と交差する構成であると、分割露光領域の 境界近傍の絵素は、一つの絵素の内に一方の分割露光領域と他方の分割露光領 域の両方の領域が含まれる。このため、分割露光領域間で絵素を構成する要素の特 性に差が生じた場合、当該分割露光領域の境界線上に位置する各絵素は、各分割 露光領域に存在する絵素の特性を併せ持つ。そして、このような絵素が分割露光領 域の境界における特性の差の急激な変化を緩衝し、たとえば各分割露光領域に存 在する絵素の特性の差に起因する輝度差や色ムラなどが目立たなくなる。したがって 、表示パネルの表示品位の向上を図ることができる。
図面の簡単な説明
[0029] [図 1]本発明の実施形態にカゝかる表示パネルに形成される絵素の構成を示した模式 図であり、 (a)は平面構造を示し、 (b)は（a)の A— A線断面図であって断面構造を 示す。
[図 2] (a)は分割露光に用いられるフォトマスクと分割露光の概念を模式的に示した 平面図、（b)は（a)の H部拡大図、（c)は (a)の I部拡大図である。
[図 3]基板に形成される絵素枠および配向制御構造物と、フォトマスクに形成される 透過格子および遮光格子の輪郭とを重ねて示した平面模式図である。
[図 4]前記表示パネルのカラーフィルタ基板に形成される絵素の構成を示した模式図 であり（a)は平面構造を、 (b)は（a)の A— A線の断面構造を示す。
[図 5]前記表示パネルの TFTアレイ基板に形成される絵素の構成を示した模式図で あり、（a)は平面構造を、（b)は断面構造を示す。
[図 6]本発明の実施形態の変形例を示した平面模式図である。
[図 7]表示パネルに形成される絵素の従来例を示した平面模式図である。
[図 8]配向制御構造物を分割露光によって形成する方法を模式的に示した平面図で あり、 (a) , (b)はそれぞれ異なる露光における遮光領域および光エネルギを照射す る領域を示す。
発明を実施するための最良の形態
[0030] 以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 [0031] 本発明の実施形態に係る表示パネルは、カラーフィルタ基板と TFTアレイ基板とが 所定の微小な間隔をおいて対向して配設される。カラーフィルタ基板は、ブラックマト リックス、着色層、配向制御構造物などの要素がマトリックス状に配列される領域を有 する。また TFTアレイ基板は、絵素電極やこの絵素電極を駆動する薄膜トランジスタ などの要素がマトリックス状に配列される領域を有する。そしてこれらの要素により絵 素が形成される。絵素が形成される領域を「表示領域」と称する。この表示領域を取り 囲むようにシールが形成され、シールに囲まれる領域に液晶が充填される。
[0032] 図 1 (a)は、表示パネルに形成される絵素の平面構造を示した模式図であり、絵素 の一個をカラーフィルタ基板の側から見た図である。また、図 1 (b)は図 1 (a)の A— A 線断面図であり、絵素の断面構造を示した模式図である。なお、図 1 (a)においては 、カラーフィルタ基板にっ ヽては配向制御構造物以外の要素を省略してある。
[0033] なお、以下、「絵素枠」とは、ある一つの絵素の範囲を画定する想定上の線、または ある一つの絵素と、当該ある絵素に隣接する他の絵素との境界を示す想定上の線を いうものとする。たとえば、マトリックス状に形成されるブラックマトリックスの各辺の中 心線などが該当する。
[0034] カラーフィルタ基板 11の表示領域には、ブラックマトリックス 112により微小な格子 がマトリックス状に形成され、各格子の内側には、赤色、青色、緑色のいずれかの色 の着色層 113が形成される。ブラックマトリックス 112および各色の着色層 113の表 面には、保護膜 114と透明電極 115が形成される。そして透明電極 115の表面には 配向制御構造物 2が形成される。さらに透明電極 115や配向制御構造物 2の表面に は、配向膜 116が形成される。
[0035] TFTアレイ基板 12の表示領域には、走査信号線 (ゲート信号線） 124、データ信号 線 (ソース信号線） 123、補助容量線 126、絵素電極 122および絵素電極 122を駆 動する薄膜トランジスタ（図略)などの要素が、マトリックス状に形成される。
[0036] カラーフィルタ基板 11に設けられる配向制御構造物 2は、主構造物 21と補助構造 物 22, 23とを含む。一方、 TFTアレイ基板の絵素電極 121には、この主構造物 21に 略平行なスリット 1221が形成される。そしてカラーフィルタ基板 11の配向制御構造 物 2と TFTアレイ基板 12の透明電極 122のスリット 1221の方向にしたがって液晶が 配向する。
[0037] 主構造物 21は、絵素内の液晶の配向の向きを規制することによって、視野角特性 の向上を図ることを主な目的として設けられる。この主構造物 21は、たとえばブラック マトリックス 112の格子、すなわち絵素枠の辺の延伸方向に対して所定の角度をもつ てジグザグ状に延設される。主構造物 21が、一つの絵素内で複数の異なる向きに延 設されると、当該一つの絵素内に、液晶の配向の向きが互いに異なる複数の領域が 形成される。
[0038] 主構造物 21からは枝部 211が延設される。この枝部 211は一つの絵素内の液晶 の配向の向きが互いに異なる領域の境界や、互いに隣接する絵素の境界において、 液晶の配向が不規則にならないようにすることを主な目的として設けられる。たとえば 一つの絵素内における液晶の配向の向きが互いに異なる領域や、互いに隣接する 絵素の境界線上またはその近傍に、当該境界線に略平行に延設される。
[0039] 補助構造物 22, 23も主構造物 21の枝部 211とほぼ同じ目的のために形成される 。そして補助構造物 22, 23は、一つの絵素内における液晶の配向の向きが互いに 異なる領域や、互いに隣接する絵素の境界線上またはその近傍に、当該境界線に 略平行に延設される部分を有する。
[0040] これら主構造物 21の枝部 211や補助構造物 22, 23が存在しないと、一つの絵素 内で液晶の配向の向きの向きが互いに異なる領域の境界や互いに隣接する絵素の 境界にお 、て液晶の配向が乱れ、光漏れなどが発生して表示パネルの表示品位が 低下するおそれがある。
[0041] この配向制御構造物 2はフォトレジスト材料力 なり、フォトリソグラフィ法を用いて形 成される。配向制御構造物 2を形成するフォトリソグラフィ法は、 1.配向制御構造物と なるフォトレジスト材料の薄膜を形成する工程、 2.フォトマスクを所定の位置に載置 するマスク合わせ工程、 3.フォトマスクを通じてフォトレジスト材料に所定のパターン の光エネルギを照射する露光工程、 4.フォトレジスト材料の不要な部分を除去する 現像工程、とを含む。
[0042] なお本実施形態においては、ポジタイプのフォトレジスト材料 (すなわち露光工程に ぉ ヽて光エネルギの照射を受けた部分力 現像工程にお 、て除去されるタイプのフ オトレジスト材料）により形成されるものとする。
[0043] そしてこのフォトリソグラフィ法の露光工程においては、分割露光が適用される。図 2
(a)は分割露光の概念と、使用するフォトマスクの構成を模式的に示した図である。ま た図 2 (b)は図 2 (a)の H部拡大図、図 2 (c)は図 2 (a)の I部拡大図であり、それぞれ フォトマスク 3の所定の領域の構成を拡大して示した平面模式図である。本実施形態 は、カラーフィルタ基板 11の露光対象領域を二つの分割露光領域に分けて光エネ ルギを照射する方法を用いるものとする。
[0044] 図 2に示される分割露光においては、カラーフィルタ基板 11の一方の露光対象領 域 (たとえば図 2においては分割露光領域 F)は、フォトマスク 3の所定のある領域 (こ こでは領域 A (領域 d+領域 e) )を通じて露光される。また他方の露光対象領域 (この 場合には分割露光領域 G)は、フォトマスク 3の他の所定の領域 (ここでは領域 B (領 域 d+領域 c) )を通じて露光される。
[0045] フォトマスク 3の領域 dには、配向制御構造物のパターンと略同一の寸法形状の遮 光パターンが形成される微小な格子が、マトリックス状に配列される。したがって基板 の表面にこのフォトマスクが載置され、その上力も光エネルギが照射されても、この遮 光パターンが投影される部分は、光エネルギの照射を受けない。そして、その後の現 像工程において、この遮光パターンが投影される部分のフォトレジスト材料が残り、そ れ以外の部分は除去される。このようにして、遮光パターンと略同一の寸法形状の配 向制御構造物が形成される。
[0046] フォトマスク 3の相対向する両辺の近傍の領域 c, eには、図 2 (b) , (c)に示すように 、配向制御構造物 2と略同一の寸法形状の遮光パターンが設けられる微小な格子（ この格子は領域 dに形成される格子と同一のものである。以下、この格子を「透過格 子」と称する）と、全域に亘つて遮光する微小な格子 (以下、この格子を「遮光格子」と 称する）とが混合して配列される。透過格子と遮光格子とが混合して配列される領域 c , eを以下「混合領域」と称する。
[0047] 図 2 (b) , (c)にお ヽては、無着色で示される格子が透過格子を示し、ベた塗りで示 される格子が遮光格子を示す。これらの透過格子と遮光格子の構成にっ ヽては後述 する。 [0048] 各混合領域 c, eどうしを重ね合わせた場合、一方の混合領域の透過格子と他方の 混合領域の遮光格子とが、互いに重なるように配列される。また、透過格子どうしまた は遮光格子どうしは、互いに重ならないように配列される。そして各混合領域の透過 格子は、フォトマスク 3の領域 d (すなわち、配向制御構造物のパターンと略同一の寸 法形状の遮光パターンが形成される微小な格子がマトリックス状に配列される領域） 力 離れるにしたがって、グラデーション状に少なくなつていくように配列される。
[0049] そして露光工程にぉ ヽて、基板 11の各分割露光領域 F, Gの境界近傍の領 は 、フォトマスク 3の混合領域の一方 (たとえば混合領域 c)を通じて一回、混合領域の 他方 (この場合には混合領域 e)を通じて一回の、合計二回にわたって露光される。フ オトマスク 3の各混合領域 c, eにおける透過格子と遮光格子の配列は前記の通りであ るから、この境界近傍の領域は、結局のところ二回の露光によって、その全域に亘っ て一回だけ、配向制御構造物のパターンに光エネルギの照射を受けることになる。
[0050] このような分割露光によれば、各分割露光領域 F, Gの境界がグラデーション状に 混合することから、この境界において筋状の輝度差などの発生を防止できる。以下、 具体的に説明する。
[0051] 図 3は、カラーフィルタ基板 11と、フォトマスク 3の混合領域とを重ね合わせた状態 を拡大して示した平面模式図であり、ある一回の露光における、カラーフィルタ基板 1 1に形成される絵素枠および配向制御構造物 2 (21, 22, 23)と、フォトマスク 3に形 成される透過格子および遮光格子との位置関係を示す。そして、ハッチングが施され る格子が遮光格子を、ノ、ツチングが施されるパターンが遮光パターンを示す。
[0052] この図に示すように、ある一回の露光において、ハッチングが施されていない範囲 が光エネルギの照射を受け、ノ、ツチングが施された範囲は光エネルギの照射を受け ない。そして、他の一回の露光においては、ハッチングが施された範囲が光エネルギ の照射を受け、ノ、ツチングが施されて ヽな 、範囲が光エネルギの照射を受けな 、こと になる。
[0053] なお、図 3においては、図中の右側がフォトマスク 3の領域 d (すなわち、配向制御 構造物のパターンと略同一の寸法形状の遮光パターンが形成される微小な格子が マトリックス状に配列される領域)の側である。そして、図 3に示すように、フォトマスク 3 の混合領域は、領域 dから離れるにしたがって、透過格子の密度が低くなるように形 成される。
[0054] カラーフィルタ基板 11には、複数の主構造物 21が、絵素枠のある方向（ここではデ ータ信号線 (ソース信号線)の延伸方向と略平行な方向であって、図においては上下 方向）の辺 141の延伸方向に対して、所定の角度をもってジグザグ状に、かつ互いに 略平行に設けられる。
[0055] そしてフォトマスク 3の透過格子と遮光格子の境界線 31は、主構造物 21どうしの間 に主構造物 21に略平行に設定される部分 311と、絵素枠の他の方向（ここでは補助 容量線に略平行な方向であって、図においては左右方向）の辺 142にほぼ重なる部 分 312とからなる。
[0056] 透過格子と遮光格子の境界線 31のうち、主構造物 21どうしの間に略平行に設定さ れる部分 311は、主構造物 21に沿うように、絵素枠の辺 141に対して所定の角度を もってジグザグ状に設定される。そして絵素枠の辺 141と交差する。換言するとこの 部分は、絵素枠の辺 141を略中心としてジグザグ状に左右に振れる形状を有する。 ただし、配向制御構造物 2の主構造物 21、補助構造物 22, 23のいずれとも交差しな い。
[0057] 互いに略平行する主構造物 21どうしの間隔は、絵素枠の辺 141の近傍に設けられ る主構造物 21と補助構造物 22, 23との間の間隔よりも大きい。このため、分割露光 領域の境界線 311がこれら互いに略平行する主構造物 21どうしの間に設定されると 、絵素枠の辺 141に沿って設定される場合に比較して、フォトマスク 3の位置ずれに 対するマージンが大きくなる。
[0058] したがってフォトリソグラフィ法におけるマスク合わせ工程において、マスクの位置合 わせの精度の寸法公差を大きくとることができるから、遮光すべき部分 (すなわち、配 向制御構造物 2が形成される部分）に対する光エネルギの照射を防止または抑制で きる。この結果、配向制御構造物 2が設計値よりも細くなることや、消失することを防止 でき、表示品位の高 、表示パネルを提供することができる。
[0059] また、このような構成のフォトマスク 3を用いてカラーフィルタ基板 11に露光を施すと 、分割露光領域の境界近傍の絵素には、ある一回の露光において、絵素枠内の一 部が光エネルギの照射を受け、他の一回の露光において、残りの部分が光エネルギ の照射受けるものが存在することになる。
[0060] そして、これらの絵素には、ある一回の露光において光エネルギの照射を受ける範 囲と、他の一回の露光において光エネルギの照射を受ける範囲の割合力 互いに相 違するものが含まれる。具体的には図 3を参照して説明する。なお、説明の便宜上、 図 3に示す絵素のそれぞれに、符号 15a, 15b, · · · , 15ηを付して区別する。
[0061] フォトマスク 3の領域 dに近い側に配列される絵素 15m, 15ηは、ある一回の露光に おいて、その全域にわたって光エネルギの照射を受ける。また、フォトマスク 3の領域 dから離れた側に配列される絵素 15a, 15bは、ある一回の露光においては、光エネ ルギの照射を受けない。
[0062] また、その中間に配列される絵素 15c〜151は、ある一回の露光において、その範 囲の一部が光エネルギの照射を受ける。そして、これらの絵素 15c〜151は、ある一 回の露光において光エネルギの照射を受ける範囲の割合が互いに異なるものが含 まれる。
[0063] 具体的には、次の四種類がある。 1.おもに透過格子が投影される絵素であって、 その透過格子にジグザグ状の境界線 311を介して隣接する格子の一方が透過格子 、他方が遮光格子である絵素 (絵素 15i, 15j, 151)、 2.おもに透過格子が投影され る絵素であって、その透過格子にジグザグ状の境界線 311を介して隣接する格子の 両方が遮光格子である絵素 (絵素 15d, 15g)、3.おもに遮光格子が投影される絵 素であって、その遮光格子にジグザグ状の境界線 311を介して隣接する格子の双方 が透過格子である絵素 (絵素 15h, 15k)、4.おもに遮光格子が投影される絵素であ つて、その遮光格子にジグザグ状の境界線 311を介して隣接する格子の一方が透過 格子、他方が遮光格子である絵素 (絵素 15c, 15e, 15f)。
[0064] そして、前記記載の順序で、ある一回の露光において光エネルギの照射受ける範 囲の割合力 、さくなる。
[0065] このため、たとえば互いに隣接する分割露光領域間で絵素に輝度差が生じた場合 、分割露光領域の境界に位置する前記各絵素 15c〜 151は、一つの絵素枠内に輝 度が高い部分と輝度が低い部分とができる。そしてこれらの絵素の輝度は、全域が輝 度の高い絵素と全域が輝度の低い絵素の中間となる。そして、分割露光領域の境界 に各分割露光領域の絵素の中間の輝度を有する絵素 15c〜 151が配列されるから、 分割露光領域の境界において輝度差が目立たなくなり、表示パネルの表示品位が 向上する。
[0066] 特に、これらの絵素 15c〜151は、ある一回の露光において光エネルギの照射を受 ける範囲と、他の一回の露光において光エネルギの照射を受ける範囲の割合が互い に異なるから、これらの絵素の輝度は、前記範囲の割合に応じて段階的に変化する 。そして、フォトマスク 3の領域 dに近付くほど、ある一回の露光において光エネルギ の照射を受ける範囲の割合が大きい絵素の密度が高くなる。この結果、分割露光領 域の境界において輝度差がさらに目立たなくなり、表示パネルの表示品位がさらに 向上する。
[0067] 次に、カラーフィルタ基板の詳細な構成および製造方法について説明する。図 4は 、カラーフィルタ基板 11の構造を模式的に示した図であり、図 4 (a)はカラーフィルタ 基板 11の絵素の一つを抜き出して示した平面図、図 4 (b)は図 4 (a)の A— A線断面 図である。
[0068] 図 4に示すように、まず透明基板 117の表面に、ブラックマトリックス 112がフォトリソ グラフィ法を用いて形成される。透明基板 117の表面に黒色のフォトレジスト材料が 塗布され、塗布されたフォトレジスト材料がフォトマスクを通じてマトリックス状のパター ンに露光される。その後不要な部分が除去される。これによりブラックマトリックスが得 られる。
[0069] 次に、赤色、青色、緑色の各色の着色層 113が、各色ごとにフォトリソグラフィ法を 用いて形成される。いずれかの色のフォトレジスト材料力 ブラックマトリックス 112が 形成された透明基板 117の表面に塗布され、塗布されたフォトレジスト材料がフォトマ スクを通じて露光される。その後現像工程にぉ ヽてフォトレジスト材料の不要な部分 が除去される。これを各色ごとに繰りかえして行う。これにより各色の着色層 113が得 られる。これら各色の着色層 113は、たとえばある方向に対しては赤色、青色、緑色 の順番に繰りかえして並び、当該ある方向に直角の方向に対しては同色が並ぶよう に配列される。 [0070] そして、ブラックマトリックス 112および各色の着色層 113の表面に保護膜 114が形 成される。この保護膜 114はたとえば透明な榭脂材料などカゝらなる。この保護膜 114 の表面には透明電極 115が形成される。この透明電極 115はたとえば ITO (Indium Tin Oxide)など力もなり、スパッタリング法などを用いて形成される。
[0071] 次いで配向制御構造物 2 (21, 22, 23)が形成される。この配向制御構造物 2 (21 , 22, 23)の形成方法は前記の通りである。
[0072] そして透明電極 115および配向制御構造物 2 (21, 22, 23)の表面に配向膜 116 が形成される。この配向膜 116はたとえばポリイミドなど力もなり、印刷ローラやインク ジェット印刷装置などを用いて塗布される。
[0073] このような工程を経てカラーフィルタ基板 12が得られる。
[0074] 次に本実施形態に係る液晶表示パネルの TFTアレイ基板の具体的な構造および 製造方法について説明する。図 5は本発明の実施形態に係る液晶表示パネルの TF Tアレイ基板 12の構造を示した模式図である。それぞれ図 5 (a)は、 TFTアレイ基板 12に形成される絵素の構成を示した平面模式図、図 5 (b)は TFTアレイ基板の断面 構造を示した図である。なお、図 5 (b)は、 TFTアレイ基板の構造の説明のための模 式図であり、特定の切断線に沿って切断した断面を示したものではな 、。
[0075] まず、透明基板 127の表面に、走査信号線 (ゲート信号線） 124および補助容量線 126が形成される。走査信号線 (ゲート信号線） 124は表示領域内に所定の間隔を おいて略平行に複数形成される。補助容量線 126は、走査信号線 (ゲート信号線） 1 24の両側に走査信号線 (ゲート信号線） 124から所定の間隔をお ヽて略平行に形成 される。
[0076] 走査信号線 (ゲート信号線） 124および補助容量線 126は、フォトリソグラフィ法を用 いて同じ材料により同一工程で形成される。まず透明基板 127の表面に、タンダステ ン、チタン、アルミニウム、クロムなど力もなる単層または多層の導体膜が堆積させら れる。この堆積方法には公知の各種スパッタリング法が適用できる。したがって説明 は省略する。
[0077] そしてこの導体膜の表面にフォトレジスト材料が塗布され、塗布されたフォトレジスト 材料がフォトマスクを通じて所定のパターンに露光される。そして現像工程にぉ 、て フォトレジスト材料の不要な部分が除去される。その後エッチング工程において導体 膜の不要な部分、すなわち前記現像工程において露出した部分が除去される。この ような工程を経て所定の形状の走査信号線 (ゲート信号線） 124および補助容量線 1 26が得られる。
[0078] 次にゲート絶縁膜 181が形成される。このゲート絶縁膜 181はたとえば窒化シリコン など力もなる。そしてたとえばプラズマ CVD法を用いて窒化シリコンを堆積させる方 法により形成される。ゲート絶縁膜 181の表面には半導体膜 182が形成される。この 半導体膜 182はたとえば n+型のアモルファスシリコンなど力もなり、たとえばプラズマ CVD法などを用いて形成される。
[0079] 次に絶縁膜 183が形成される。この絶縁膜 183はたとえば窒化シリコンなど力もな る。たとえばまずプラズマ CVD法などを用いて窒化シリコン膜が形成され、フォトリソ グラフィ法を用いて所定のパターンに形成される。
[0080] 次いでコンタクト層 186が形成される。このコンタクト層 186は、たとえば n+型のァモ ルファスシリコンなど力もなり、たとえばプラズマ CVD法などを用いて形成される。この コンタクト層 186は、後の工程において形成されるデータ信号線 (ソース信号線） 124 やドレイン線 126とのォーミックコンタクトを良好にするために形成される。
[0081] コンタクト層 186の表面には、データ信号線 (ソース信号線） 123およびドレイン線 1 84が形成される。データ信号線 (ソース信号線） 123は、走査信号線 (ゲート信号線） 124および補助容量線 126に略直交する方向に延設される。そして TFTアレイ基板 12の表示領域内に所定の間隔をおいて略平行に形成される。データ信号線 (ソース 信号線） 123およびドレイン線 184は、チタン、アルミニウム、クロム、モリブデンなどの 導体からなる。たとえばフォトリソグラフィ法により所定のパターンに形成される。以上 のような工程を経て、透明基板の表面に薄膜トランジスタ 125が形成される。
[0082] 次に保護膜 185が形成される。そして形成された保護膜 185にコンタクト孔が形成 される。このコンタクト孔は、フォトリソグラフィ法を用いて形成される。
[0083] 次いで保護膜 185の表面に絵素電極 122が形成される。まず透明な導電性物質 の膜、一般的にはたとえば ITOの膜がスパッタリング法などを用いて形成される。そ の後フォトリソグラフィ法を用いて所定のパターンに形成される。これにより所定のバタ 一ンの絵素電極 122が得られる。
[0084] そして形成された絵素電極 122の表面に、たとえば窒化シリコンなど力もなる保護 膜 187が形成される。さらにその表面に、液晶の配向を制御する配向膜 188が形成 される。配向膜は一般的にポリイミドから形成される。
[0085] 以上のような工程を経て、 TFTアレイ基板 12が得られる。
[0086] 以上のような工程を経て得られたカラーフィルタ基板 11と TFTアレイ基板 12とが、 所定の微小な間隔をおいて貼り合わされる。そしてこれらの基板 11, 12の間には表 示領域を取り囲むようにシールが形成され、このシールに囲まれる領域に液晶が封 入される。これにより液晶表示パネルが得られる。なお、カラーフィルタ基板 11と TFT アレイ基板 12との貼り合わせ方法、シールの材質および形成方法、液晶の材料およ び封入方法は特に限定されるものではなく公知のものが適用できる。したがって説明 は省略する。
[0087] 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に何ら限 定されるものではなぐ本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能 である。
[0088] たとえば適用できる配向制御構造物は、前記実施形態に示した形状のものに限定 されるものではない。図 6は配向制御構造物の変形例と、この変形例に対応した分割 露光領域の境界線を示した平面模式図である。この図に示す配向制御構造物 2'は ソース信号線の方向の絵素枠の辺 141に対して所定の角度をもったジクザグの形状 を有する。そして複数の配向制御構造物 2'が並列的にかつ複数の絵素にまたがつ て延設される。このような構成の配向制御構造物 2'を形成するための分割露光領域 の境界線 31 'は、各互いに隣接する配向制御構造物 2'の略中間に各配向制御構 造物 2'に略平行に設けられる部分 311 'を備える構成であればよい。
[0089] また、前記実施形態にお!、ては、基板の露光対象領域を二つの分割露光領域に 分けて露光する構成を示したが、分割露光領域の数は限定されるものではなぐ三 つ以上の分割露光領域に分割して露光を行う構成であってもよい。
[0090] このほか、前記実施形態に係る表示パネルは、薄膜トランジスタと着色層とが別々 の基板に設けられる構成を備えるが、たとえば薄膜トランジスタと着色層とが同一基 板上に設けられる構成、いわゆる CFonTFT (Color Filter on Tin Film Transistor)タ イブの表示パネルにも適用できる。
産業上の利用可能性
本発明に係る方法は、配向制御構造物の形成に限定されるものではなぐ分割露 光により形成される構造物であれば適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 被露光領域が複数の分割露光領域ごとに露光される分割露光方法によって薄膜 ノターンを形成する工程を含む表示パネル用の基板の製造方法であって、前記複 数の分割露光領域の境界線が、形成される薄膜パターンの主たる部分に略平行に 沿う部分を含むことを特徴とする表示パネル用の基板の製造方法。
[2] 前記薄膜パターンは液晶の配向を制御する配向制御構造物であり、前記主たる部 分は配向制御構造物の主構造物であることを特徴とする請求項 1に記載の表示パネ ル用の基板の製造方法。
[3] 被露光領域が複数の分割露光領域ごとに分割される分割露光方法によって薄膜 ノターンを形成する工程を含む表示パネル用の基板の製造方法であって、前記複 数の分割露光領域の境界線が、前記薄膜パターンのうちの絵素の枠に対して所定 の角度をもって傾斜して設けられる部分に略平行に沿う部分を含むことを特徴とする 表示パネル用の基板の製造方法。
[4] 前記薄膜パターンは液晶の配向を制御する配向制御構造物であることを特徴とす る請求項 3に記載の表示パネル用の基板の製造方法。
[5] 前記分割露光領域の境界線は、前記絵素の枠と交差することを特徴とする請求項
1から請求項 4のいずれかに記載の表示パネル用の基板の製造方法。
[6] 請求項 1から請求項 5のいずれかに記載の表示パネル用の基板の製造方法によつ て表示パネル用の基板を製造する工程を含むことを特徴とする表示パネルの製造方 法。
[7] 全域にわたって遮光する格子と所定の露光パターンが設けられる格子とが混在し て配列される領域を備えるとともに、前記全域にわたって遮光する格子と前記所定の 露光パターンが設けられる格子との境界線が前記所定の露光パターンのうちの主た るパターンに略平行な部分を含むことを特徴とするフォトマスク。
[8] 全域にわたって遮光する格子と所定の露光パターンが設けられる格子とが混在し て配列される領域を備えるとともに、前記全域にわたって遮光する格子と前記所定の 露光パターンが設けられる格子との境界線が前記薄膜パターンのうちの絵素の枠に 対して所定の角度をもって傾斜して設けられる部分に略平行に沿う部分を含むことを 特徴とするフォトマスク。
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