(57)【要約】本発明は、所定の位置から所定の方向に向けて正確に露光を開始することができる表示パネル用基板及び基板露光方法を提供する。本発明は、複数の絵素が配列された表示領域と、上記表示領域に隣接する額縁領域とを有する表示パネル用基板であって、上記額縁領域内にアライメントマークを備え、上記アライメントマークの中心は、上記表示領域から２ｍｍ以上離れた位置にある表示パネル用基板である。
2012073810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絵素が配列された表示領域と、前記表示領域に隣接する額縁領域とを有する表示パネル用基板であって、
前記額縁領域内にアライメントマークを備え、
前記アライメントマークの中心は、前記表示領域から２ｍｍ以上離れた位置にあることを特徴とする表示パネル用基板。
【請求項２】
前記アライメントマークの中心は、前記表示領域から５０ｍｍ以内の位置にあることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル用基板。
【請求項３】
前記表示パネル用基板は、前記額縁領域内に配線を備え、
前記アライメントマークは、前記配線と前記表示領域との間の領域に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示パネル用基板。
【請求項４】
前記アライメントマークは、列状に伸びる遮光部材により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示パネル用基板。
【請求項５】
前記アライメントマークは、表示領域内のアライメントパターンと平行に伸びていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表示パネル用基板。
【請求項６】
前記アライメントマークは、表示領域内のアライメントパターンと平行な１５０μｍ以上の直線部分を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示パネル用基板。
【請求項７】
前記アライメントマークは、表示領域内のアライメントパターンと平行に配置され、かつ点線状に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示パネル用基板。
【請求項８】
前記表示パネル用基板は、液晶表示パネルに用いられる基板であり、配向膜を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の表示パネル用基板。
【請求項９】
光源、フォトマスク、ステージ及び撮像装置を備える露光機により、前記ステージ上に載置した請求項１〜８のいずれかに記載の表示パネル用基板を走査露光する基板露光方法であって、
前記走査露光は、前記表示パネル用基板及び前記フォトマスクの少なくとも一方を移動させつつ、前記フォトマスクに設けられた透光部を通じて、前記光源から放出された光を前記表示領域に照射するものであり、
前記基板露光方法は、
前記表示領域内を走査露光する前に、前記撮像装置によって前記アライメントマークの位置及び向きに関する情報を読み取り、
前記フォトマスクが前記額縁領域から前記表示領域へ移動する間に、前記情報に基づいて前記フォトマスクの位置及び／又は向きを調整することを特徴とする基板露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネル用基板及び基板露光方法に関する。より詳しくは、配向膜の光配向処理工程等で行われる走査露光に適した表示パネル用の基板、及び、当該基板に対する露光方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルのＴＦＴアレイ基板及びカラーフィルタ基板の表面に形成される配向膜には、液晶分子を所定の向きに配向させるために配向処理が施される。この配向処理の方法として、従来一般には、繊維材料によるラビングが用いられてきたが、最近では、これに代わる配向処理の方法として、光配向処理が用いられるようになってきている。【０００３】
光配向処理は、配向膜に所定の方向から光を照射することにより、配向膜の表面に所定の配向特性を与える処理である。なお、本明細書において「光」とは、可視光線に限定されるものではなく、可視光線よりも波長の短い電磁波である紫外線（紫外光）を含むものである。光配向処理における露光方法としては、例えば、所定の形状の開口部が設けられたマスクを基板全面に覆いかぶせるように配置し、そのマスクの上方から光を照射するという方法が挙げられる。【０００４】
そのような露光方法では、基板サイズの大型化に伴ってマスクのサイズも大きくする必要があり、マスクの高価格化を招く。また、マスクが大型化すると、撓みによる開口部の位置ずれが生じやすくなる。【０００５】
これに対して、スリット状の開口部が形成された小形のマスクを用いて基板表面の一部の領域に光を照射しつつ、基板を移動させるという露光方法が提案されている（特許文献１、２参照）。この露光方法によれば、基板表面の特定の領域がストライプ状に露光される。また、この露光方法においては、光を照射しつつ基板を移動させている間は、基板の表面に形成されたパターンを撮影し、撮影された画像を用いて実際に照射している位置を監視する。これにより、実際に露光される領域が露光すべき領域から外れないようにし、また、外れた場合には補正する。【０００６】
そして、このような露光方法の実施に際し、基板の露光開始位置の近傍において精度よく露光ができるようにするため、基板にはアライメントマークが形成される。特許文献１では、露光対象となる基板について、絵素のパターンが格子状に形成される領域の外側で、かつその領域の直近に、基板に対するマスクの位置や角度をあらかじめ補正するためのアライメントマークとしてのダミーパターンを形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−４１１７５号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／１１３９３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のように、絵素のパターンが格子状に形成される領域の外側で、かつその領域の周辺の直近に、アライメントマークを配置した場合であっても、露光開始位置が露光すべき領域から外れてしまい、「追従不良」と呼ばれる露光位置のずれが生じることがあったため、更なる工夫の余地があった。【０００９】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、所定の位置から所定の方向に向けて正確に露光を開始することができる表示パネル用基板及び基板露光方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、スリット状の開口部が形成された小形のマスクを用いて基板表面の一部の領域に光を照射しつつ、基板を移動させるという露光方法（言い換えれば、走査露光）について種々検討した結果、基板の露光開始位置の近傍において精度よく露光ができないことがあることに着目した。すなわち、本発明者らは、絵素のパターンが格子状に形成される領域（言い換えれば、露光領域）の外側で、かつ露光領域の直近に、アライメントマークを配置した態様では、アライメントマークを認識してからマスクの補正が完了するまでの間に、露光領域がマスクの下に到達してしまう場合があることを見いだした。そこで、本発明者らは、表示領域から２ｍｍ以上離れた位置にアライメントマークの中心を配置することにより、露光領域がマスクの下に到達する前にマスクの位置及び向きの調整を完了させることができ、所定の位置から所定の方向に向けて正確に露光を開始することができ、上記課題をみごとに解決することができることに想到した結果、本発明に到達したものである。【００１１】
すなわち、本発明は、複数の絵素が配列された表示領域と、上記表示領域に隣接する額縁領域とを有する表示パネル用基板であって、
上記額縁領域内にアライメントマークを備え、
上記アライメントマークの中心は、上記表示領域から２ｍｍ以上離れた位置にある表示パネル用基板である。【００１２】
本発明の表示パネル用基板は、走査露光が適用される基板として好適であり、上記アライメントマークは、走査露光の際に位置決めに好適に用いられるものである。例えば、上記アライメントマークの位置及び向きに関する情報を読み取って、フォトマスクの位置、向きを調整する露光システムを構成すれば、露光精度の向上が可能である。【００１３】
本発明はまた、光源、フォトマスク、ステージ及び撮像装置を備える露光機により、上記ステージ上に載置した上記表示パネル用基板を走査露光する基板露光方法であって、
上記走査露光は、上記表示パネル用基板及び上記フォトマスクの少なくとも一方を移動させつつ、上記フォトマスクに設けられた透光部を通じて、上記光源から放出された光を上記表示領域に照射するものであり、
上記基板露光方法は、
上記表示領域内を走査露光する前に、上記撮像装置によって上記アライメントマークの位置及び向きに関する情報を読み取り、
上記フォトマスクが上記額縁領域から上記表示領域へ移動する間に、上記情報に基づいて上記フォトマスクの位置及び／又は向きを調整する基板露光方法でもある。【００１４】
なお、本明細書において、額縁領域とは、表示パネル用基板内の表示領域を除く領域であれば特に限定されず、例えば、表示パネル用基板の外周領域が挙げられる。また、表示パネル用基板がマザーガラス基板であって、表示パネル用基板内に複数の表示領域が配置される場合には、上記額縁領域は、複数の表示領域間の領域を含んでいてもよく、含まなくてもよい。【００１５】
上記アライメントマークの中心は、上記表示領域から５０ｍｍ以内の位置にあることが好ましい。アライメントマークの中心を表示領域から５０ｍｍよりも離して配置すると、アライメントマークに基づきマスクの位置及び向きを最適な状態に調整しても、表示領域に到達した時点でのマスクの位置及び向きが最適な状態から外れてしまっているおそれがある。【００１６】
本発明の一形態として、上記表示パネル用基板は、上記額縁領域内に配線を備え、上記アライメントマークは、上記配線と上記表示領域との間の領域に配置されている形態が挙げられる。この形態によれば、表示領域とアライメントマークの距離が大きくなり過ぎることを防止でき、かつ額縁領域内の配線をアライメントマークとして誤認することを防止できる。【００１７】
なお、上記アライメントマークは、撮像装置によって位置及び向きに関する情報を読み取ることができるものであればよく、その形状及び材質は特に限定されない。例えば、本発明の一形態として、上記アライメントマークは、列状に伸びる遮光部材により形成されている形態が挙げられる。列状に伸びるパターンであることは、位置及び向きの両方に関する情報を得るのに有効であり、遮光体であることは、撮像装置により情報を得るのに有効である。また、単純な形状であることから、撮像装置が認識し損なう可能性が少ない。【００１８】
本発明の一形態として、上記アライメントマークは、表示領域内のアライメントパターンと平行に伸びている形態が挙げられる。この形態によれば、撮像装置は、額縁領域内に設けた上記アライメントマークを手がかりにして、正確かつ容易に表示領域内のアライメントパターンを認識することができる。なお、上記アライメントマークと上記アライメントパターンとが平行に伸びるとは、上記アライメントマークに含まれる直線部分と上記アライメントパターンに含まれる直線部分とにより形成される角度が３°未満であることを意味し、好ましくは１°未満である。【００１９】
本発明の一形態として、上記アライメントマークは、表示領域内のアライメントパターンと平行な１５０μｍ以上の直線部分を有する形態が挙げられる。上記アライメントマークに絵素と同程度の長さの直線部分を設ければ、撮像装置によって位置及び向きに関する情報を正確に決定することができる。【００２０】
本発明の一形態として、上記アライメントマークは、表示領域内のアライメントパターンと平行に配置され、かつ点線状に配置されている形態が挙げられる。この形態によっても、撮像装置は、額縁領域内に設けた上記アライメントマークを手がかりにして、正確かつ容易に表示領域内のアライメントパターンを認識することができる。【００２１】
本発明の一形態として、上記表示パネル用基板は、液晶表示パネルに用いられる基板であり、配向膜を備える形態が挙げられる。光配向処理における露光状態は、液晶表示装置の表示品位に強く関連することから、額縁領域内に上記アライメントマークを設けることにより光配向処理における露光の正確性を向上させれば、液晶表示装置の表示品位を優れたものとすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る表示パネル用基板、及び、それを用いた基板露光方法によれば、所定の位置から所定の方向に向けて正確に露光を開始することができることから、基板の露光開始位置の近傍においても精度よく露光ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係る露光方法において、表示領域への露光前の状態を示す斜視模式図である。
【図２】実施形態１に係る露光方法において、表示領域への露光中の状態を示す斜視模式図である。
【図３】実施形態１に係る表示パネル用基板に形成されたアライメントマークと、アレイ基板に対応する表示領域の端部とを拡大して示した平面模式図である。
【図４】実施形態１に係る露光方法において、表示パネル用基板の向きとフォトマスクに設けられた透光部の中心線とを平行に調整する前の状態を示す平面模式図である。
【図５】実施形態１に係る露光機の要部の構成を概念的に示した側方図である。
【図６】実施形態１に係る露光方法を用いたアレイ基板に対する光配向処理を模式的に示した図である。
【図７】実施形態１に係る露光方法を用いたカラーフィルタ基板に対する光配向処理を模式的に示した図である。
【図８】図６に示したアレイ基板と図７に示したカラーフィルタ基板とを貼り合わせて構成した液晶表示パネルについて、各絵素内における液晶分子の配向方向を模式的に示した図である。
【図９】実施形態１に係る露光方法に用いられるアレイ基板用フォトマスクの構成を示した平面模式図である。
【図１０】図９のフォトマスクとアレイ基板に形成されたパターンとの寸法及び位置の関係を示した図である。
【図１１】実施形態１に係る露光方法に用いられるカラーフィルタ基板用フォトマスクと、カラーフィルタ基板に形成されたパターンとの寸法及び位置の関係を示した図である。
【図１２】実施形態２に係る表示パネル用基板に形成されたアライメントマークを拡大して示した平面模式図である。
【図１３】実施形態３に係る表示パネル用基板に形成されたアライメントマークを拡大して示した平面模式図である。
【図１４】実施形態４に係る表示パネル用基板に形成されたアライメントマークを拡大して示した平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
実施形態１
本実施形態に係る表示パネル用基板、及び、その基板を用いた露光方法について、図１〜１１を参照して説明する。
【００２５】
図１は、実施形態１に係る露光方法において、表示領域への露光前の状態を示す斜視模式図であり、図２は、実施形態１に係る露光方法において、表示領域への露光中の状態を示す斜視模式図である。
【００２６】
本実施形態に係る基板の露光方法は、いわゆる「走査（スキャン）露光」と呼ばれる方式を用いている。図１及び２に示すように、スリット状の透光部が形成されたマスク５０を用い、このマスク５０の透光部を通じて、マザーガラス基板１０の表面に紫外線を照射しつつマザーガラス基板１０を移動させるものである。図１、２中の矢印が、マザーガラス基板１０の移動方向を示している。本実施形態に係る露光方法は、マザーガラス基板１０に形成される配向膜に対して、光配向処理を施す工程に適用される。
【００２７】
マザーガラス基板１０は、液晶表示パネルのアレイ基板又はカラーフィルタ基板を製造するためのものであり、１枚のマザーガラス基板１０から６枚のアレイ基板又はカラーフィルタ基板を切り出すことができる。なお、本実施形態では、表示パネル用基板としてマザーガラス基板１０を例にとって説明するが、本発明の表示パネル用基板は、単体のアレイ基板、単体のカラーフィルタ基板であってもよい。
【００２８】
マザーガラス基板１０には、各アレイ基板又はカラーフィルタ基板に対応して、６つの表示領域１１が設けられている。アレイ基板に対応する表示領域では、互いに交差するソース信号線及びゲート信号線が網目状に形成されており、ソース信号線及びゲート信号線により区画された各絵素領域に、薄膜トランジスタ及び絵素電極が形成されている。カラーフィルタ基板に対応する表示領域では、ブラックマトリックスが網目状に形成されており、ブラックマトリックスにより区画された各絵素領域に、カラーフィルタが形成されている。そして、マザーガラス基板の表面には光配向処理が適用可能な配向膜が形成されている。
【００２９】
マザーガラス基板１０の外周領域（額縁領域）には、アライメントマーク１３が設けられている。このアライメントマーク１３は、本実施形態に係る露光方法の実施において、表示領域１１への露光を開始する前に、基板１０の位置及び向きに応じて、予めマスク５０の位置及び向きを調整するためのものである。そのような調整により、表示領域１１に対して露光を開始する時点においてマスク５０が急激に大きく変位することがなく、露光位置の精度の向上を図ることができ、露光ムラの発生を防止できる。また、表示領域１１内のパターンは複雑であるため、表示領域１１への露光開始時に表示領域１１内の所定の追従用パターン（アライメントパターン）を認識し損なう場合があるが、額縁領域内の所定の位置に配置されたアライメントマーク１３により事前調整がなされることで、追従用パターン（アライメントパターン）の捕捉精度を向上させることができる。
【００３０】
アライメントマーク１３の中心は、表示領域１１から２ｍｍ〜５０ｍｍ離れた位置に設けられる。本願発明者の実験によれば、アライメントマーク１３を表示領域１１に隣接して配置したとき（アライメントマーク１３の長さは２ｍｍであり、アライメントマーク１３の中心と表示領域１１の境界との距離は１ｍｍであった）には、８０％以上の割合で、表示領域１１内の追従用パターン（アライメントパターン）の認識を正確に行うことができなかった。また、アライメントマーク１３を表示領域１１から５２ｍｍ離れた位置に配置したときには、表示領域１１内の追従用パターン（アライメントパターン）の認識を正確に行うことができなかった割合は、１〜２％程度であった。しかしながら、アライメントマーク１３を配置するために額縁領域を５０ｍｍ以上設けることは、表示装置用基板の他の設計上の要素を考慮すると困難な場合が多い。また、上記した実験結果では、不良率は１〜２％程度であったが、アライメントマーク１３の中心と表示領域１１との間隔が大きくなり過ぎると、不良率が増加するおそれがある。
【００３１】
また、アライメントマーク１３を読み取ったときのずれ量（その時点で補正が必要な量）は、最大で５０μｍ程度である。一方、一般的な装置の動作状況は、例えば、位置合わせ時のマスクの最大移動速度が１ｍｍ／ｓｅｃ、その加速度が２５ｍｍ／ｓｅｃ２であり、基板の搬送速度が９０ｍｍ／ｓｅｃである。この条件からは、５０μｍのずれを補正するためには、アライメントマーク１３の中心と表示領域１１との距離が６．３ｍｍ必要といえる。但し、例えば基板の搬送速度は９０ｍｍ／ｓｅｃに限られず、５０ｍｍ／ｓｅｃ〜２００ｍｍ／ｓｅｃが一般的な範囲である。これらのことから、アライメントマーク１３の中心と表示領域１１との距離の下限は、５ｍｍ以上であることが好ましく、８ｍｍ以上であることがより好ましい。アライメントマーク１３の中心と表示領域１１との距離の上限は、２０ｍｍ以下であることが好ましい。また、アライメントマーク１３は、認識率を向上させる観点から、額縁領域内の配線と表示領域との間の領域に配置されていることが好ましい。
【００３２】
アライメントマーク１３の寸法は特に限定されない。アライメントマーク１３の幅は、１０μｍ以上であることが好ましく、また、５０μｍ以下であることが好ましい。アライメントマーク１３の基板搬送方向の長さは、１５０μｍ以上であることが好ましく、５００μｍ以上であることがより好ましく、また、１０ｍｍ以下であることが好ましい。露光機にアライメントマーク１３を認識させる観点からは、アライメントマーク１３の基板搬送方向における長さは、通常１ｍｍ以下でよい。
【００３３】
図３は、実施形態１に係る表示パネル用基板に形成されたアライメントマークと、アレイ基板に対応する表示領域の端部とを拡大して示した平面模式図である。図３に示すように、露光されるマザーガラス基板がアレイ基板を製造するためのものであれば、幅１５μｍ、長さ５００μｍ程度の矩形パターンを、アレイ基板に対応する表示領域１１から２ｍｍ〜５０ｍｍ離れた位置に、アライメントマーク１３として形成する。矩形パターン１３は、単純な形状であることから、撮像装置が認識し損なう可能性が少ない点で有利である。矩形パターン１３は、ソース信号線１５と同一工程で形成され、ソース信号線１５と同じ材料からなる。
【００３４】
ソース信号線１５は、２本を１組として配置されており、矩形パターン１３は、その中心線が、表示領域１１に形成された１組のソース信号線１５の中心線と一致する位置に形成される。矩形パターン１３と１組のソース信号線１５の中心線とが一致していることにより、撮像装置が１組のソース信号線１５を捕捉し損なうことが防止されている。撮像装置は、表示領域１１内では１組のソース信号線１５を追従用のパターン（アライメントパターン）とし、これによって表示領域１１内の全体に対して正確な露光が行われる。
【００３５】
また、露光されるマザーガラス基板がカラーフィルタ基板を製造するためのものであれば、幅１５μｍ、長さ５００μｍ程度の矩形パターンを、カラーフィルタ基板に対応する表示領域１１から２ｍｍ〜５０ｍｍ離れた位置に、アライメントマーク１３として形成する。この矩形パターン１３は、ブラックマトリックスと同一工程で形成され、その中心線が、表示領域１１に形成されたブラックマトリックスの中心線と一致する位置に形成される。撮像装置は、表示領域１１内ではブラックマトリックスを追従用のパターン（アライメントパターン）とし、これによって表示領域１１内の全体に対して正確な露光が行われる。
【００３６】
以上のように、本実施形態に係る表示パネル用基板では、ソース信号線１５又はブラックマトリックスを形成する工程において、併せてアライメントマーク１３を形成することができる。したがって、アライメントマーク１３を形成するための特別の工程を追加する必要がなく、基板製造のコスト及び時間の増加を招くこともない。
【００３７】
図４は、実施形態１に係る露光方法において、表示パネル用基板の向きとフォトマスクに設けられた透光部の中心線とを平行に調整する前の状態を示す平面模式図である。図４に示したように、基板１０が、その搬送方向（図４中の矢印参照）に対して傾いており、かつフォトマスク５０のスリット状の透光部の中心線と平行になっていない状態では、基板１０に設けられた絵素の配列方向に沿って表示領域１１を露光することができない。基板の搬送方向の長さが２４６０ｍｍであれば、基板の前端と後端との間で実際上２５０μｍ程度の位置ずれが生じることがあるのに対し、追従用パターン（アライメントパターン）が所定の位置から５μｍ以上ずれてしまうと、認識することが困難となってしまう。
【００３８】
これに対して、本実施形態では、基板１０の表示領域１１がフォトマスクの下に到達する前に、表示領域１１よりも２ｍｍ〜５０ｍｍフォトマスク５０側に位置するアライメントマーク１３の位置及び向きを確認する。そして、その確認結果に基づき、基板１０の搬送を止めることなく、基板１０の搬送方向とフォトマスク５０のスリット状の透光部の中心線とが所望の角度（例えば、平行）となるように、基板１０及びフォトマスク５０の少なくとも一方の位置及び角度を調整する。これにより、所定の位置から所定の方向に向けて正確に露光を開始することができることから、基板の露光開始位置である表示領域１１の端部においても精度よく露光ができる。
【００３９】
図５は、実施形態１に係る露光機の要部の構成を概念的に示した側方図である。露光機は、基板１０に紫外線を照射する露光ユニット５１と、基板１０を載置して移動させるためのステージ５５とを備える。
【００４０】
露光ユニット５１は、紫外線を発する紫外線光源を備え、マスク５０を介して基板１０の表面に対して所定の照射角で紫外線を照射できるように構成される。光源は、照射対象に応じて適宜選択すればよく、可視光線を発する光源であってもよい。
【００４１】
また、各露光ユニット５１は、撮像手段５３と、記憶手段と、照合手段と、マスク移動手段とを備える。撮像手段５３は、基板１０の表面を撮影できる。例えばＣＣＤカメラ等が適用できる。記憶手段は、露光の位置合わせの基準となる基準画像を記憶しておくことができる。照合手段は、撮像手段５３が撮影した画像と基準画像とを比較照合して、実際に露光している位置と露光すべき位置とのズレを算出する。マスク移動手段は、照合手段によるズレの算出結果に基づいて、マスク５０の位置及び／又は角度を補正する。なお、照合手段は、基準画像を用いる代わりに、基板１０を撮像した結果とマスク５０を撮像した結果とを比較照合する方法によっても、同様にマスク５０の位置及び／又は角度を補正することができる。
【００４２】
マスク５０は、例えば板状の部材であり、所定の箇所に所定の寸法形状の透光部が設けられる。したがって、基板１０が搬送されてマスク５０の直下を通過すると、マスク５０の透光部の直下を通過した領域のみが露光される。この結果、基板１０の表面の所定の細長い線状の領域が露光される。透光部としては、光（本実施形態では紫外線）を透過することができれば特に限定されず、例えば、マスクに設けた開口であってもよいし、透明な膜が形成された部分であってもよい。
【００４３】
また、図１に示したように、露光機は、複数のマスク５０（言い換えれば、露光ユニット５１）を備える。そして、露光ユニット５１が基板１０の進行方向に対して垂直に並べられる。これにより、基板１０の全幅に亘って１回の走査で露光できる。なお、各露光ユニット５１は、それぞれ独立して上記の動作を行うことができる。
【００４４】
次に、露光機を用いて、本実施形態に係る基板に対し、本発明の実施形態に係る露光方法を実施する動作について説明する。
【００４５】
まず、ステージ５５上に基板１０を載置する。このとき、アライメントマーク１３が、ステージ５５による基板１０の進行方向（図１中の矢印が指す方向）の最も前方に位置するように、基板１０を置く。
【００４６】
ステージ５５による基板１０の搬送が開始されると、まず基板１０の表面に形成されたアライメントマーク１３が各露光ユニット５１の撮像手段５３の視野に入り、撮像手段５３はこれを撮影する。照合手段は、撮像手段５３が撮影したアライメントマーク１３の画像と、記憶手段が記憶している基準画像とを比較照合し、露光すべき位置と、実際に露光している位置とのズレを算出する。そして補正手段は、この算出結果に基づいて、マスク５０の位置（特に、基板１０の進行方向に対して直角方向の位置）や角度（特に、基板１０の進行方向に対する角度）を補正する。
【００４７】
アライメントマーク１３の中心線は、表示領域１１に形成される１組のソース信号線１５又はブラックマトリックスの中心線と一致している（図３参照）。したがって、アライメントマーク１３を用いてマスク５０の位置や角度が補正されると、表示領域１１に形成される１組のソース信号線１５又はブラックマトリックスを撮影して補正をしたのと同じ効果が得られる。なお、１組のソース信号線１５又はブラックマトリックスは、表示領域１１の露光時に撮像手段の撮影対象とされるアライメントパターンとして用いられる。
【００４８】
アライメントマーク１３が撮像手段５３によって撮影可能な位置に達した時点においては、基板１０の表示領域１１は、マスク５０の直下には達していない。すなわち、まだ露光が開始されない。したがって、アライメントマーク１３を用いた補正によってマスク５０が大きく移動したとしても、表示領域１１に対する露光には何らの影響を及ぼさない。
【００４９】
基板１０がさらに進行すると、基板１０の表示領域１１が撮像手段５３の視野に入る。そうすると、撮像手段５３は表示領域１１に形成されるアライメントパターンを撮影できるようになり、このアライメントパターンに基づいてマスク５０の位置及び角度の補正が行われる。また、それとほぼ同時に、基板１０の表示領域１１が露光される位置に達する。上記のとおり、基板１０がこの位置に達するまでに、アライメントマーク１３によるマスク５０の位置及び角度の補正が行われている。したがって、この位置に達した時点では、マスク５０の位置及び角度が大きく変化することがない。この結果、表示領域１１に対する露光の開始位置の近傍において、露光位置の精度の向上を図ることができ、露光ムラの発生を防止できる。
【００５０】
以降、基板１０を搬送しつつ、表示領域１１に形成されたアライメントパターンの撮影、撮影した画像と基準画像との比較照合による露光位置のズレの算出、及び、算出結果に基づいたマスク５０の位置及び角度の補正を継続的に行う。その結果、基板１０の１回の搬送によって、所定の線状の箇所に露光を施すことができる。
【００５１】
このように本実施形態に係る露光方法は、表示領域１１に対して露光を開始する前に、あらかじめ表示領域１１の外側に形成されるアライメントマーク１３を用いてマスク５０の位置及び角度を補正する。
【００５２】
このような動作を実現するため、基板１０のアライメントマーク１３は、基板１０をステージ５５上に載置して搬送した際に、露光ユニット５１の撮像手段５３が撮影できる位置に形成される。また、基板１０に形成されるアライメントマーク１３の数は、露光機が備える露光ユニット５１の数に等しい数とされる。
【００５３】
本実施形態に係る露光方法は、光配向処理を施す工程に適用されるものである。光配向処理は、さまざまな表示モードの液晶表示パネルに適用できるものであるが、なかでも、ねじれネマチック垂直配向（Vertical Alignment Twisted Nematic（ＶＡＴＮ））モードの液晶表示パネルに好適である。以下では、図６〜８を参照して、本実施形態に係る露光方法によりＶＡＴＮモードの液晶表示パネルを作製する方法を説明する。なお、図６〜８では、説明の便宜上、表示領域１１に形成されたパターンを図３に示したパターンよりも簡略化している。
【００５４】
図６は、実施形態１に係る露光方法を用いたアレイ基板に対する光配向処理を模式的に示した図である。本実施形態に適用される絵素の構造は特に限定されるものではない。ここでは、ソース信号線１９とゲート信号線１７に囲まれる領域に絵素電極２１が形成され、薄膜トランジスタにより絵素の駆動を制御するという、一般的な構成の絵素を例に用いて説明する。アレイ基板については、図６に示すように、各絵素内にその両側のソース信号線１９の略中間（図中の線Ａ）で二分されて形成される２つの領域を想定する。そしてそれぞれの領域に対して、絵素の面の法線に対して所定の角度θだけ傾斜した方向から紫外線を照射する。各領域に対する紫外線の照射の向きは、それぞれ照射される紫外線の光軸を絵素の面に投影した場合に、これらの投影した光軸がソース信号線１９に平行でかつ互いに１８０°異なる向きとする。
【００５５】
図７は、実施形態１に係る露光方法を用いたカラーフィルタ基板に対する光配向処理を模式的に示した図である。図７に示すように、カラーフィルタ基板には、ブラックマトリックス２３が格子状に形成され、格子により区分された各絵素内にカラーフィルタ層が形成される。カラーフィルタ基板については、アレイ基板と貼り合わせた際にアレイ基板のゲート信号線１７に平行となる、絵素の境界を構成する２辺の略中間（図中の線Ｂ）で二分されて形成される２つの領域を想定する。そしてそれぞれの領域に対して、絵素の面の法線に対して所定の角度θだけ傾斜した方向から紫外線を照射する。各領域に対する紫外線の照射の向きは、それぞれ照射される紫外線の光軸を絵素の面に投影した場合に、これらの投影した光軸が、アレイ基板のゲート信号線１７に平行でかつ互いに１８０°異なる向きとする。
【００５６】
図８は、図６に示したアレイ基板と図７に示したカラーフィルタ基板とを貼り合わせて構成した液晶表示パネルについて、各絵素内における液晶分子の配向方向を模式的に示した図である。上記のように配向処理が施された基板どうしを貼り合わせて液晶表示パネルを構成すると、図８に示すように、両基板の間に充填される液晶分子は、各基板の各領域に施された配向処理の向き、すなわち紫外線の照射方向にしたがって配向する。その結果、各絵素内には、液晶分子の配向の向きが互いに異なる複数のドメイン領域が形成される。図８中の矢印は、両基板面から等距離に位置する液晶分子の配向の向きを示している。
【００５７】
図９は、実施形態１に係る露光方法に用いられるアレイ基板用フォトマスクの構成を示した平面模式図である。図１０は、図９のフォトマスクとアレイ基板に形成されたパターンとの寸法及び位置の関係を示した図である。なお、図１０では、説明の便宜上、表示領域１１に形成されたパターンを図３に示したパターンよりも簡略化している。
【００５８】
図９に示すように、アレイ基板用フォトマスク６０は、略長方形の板状の部材である。そして紫外線が通過できるスリット状の透光部６１が、所定のピッチＰｘで複数平行に形成されている。ピッチＰｘは、図１０に示すように、アレイ基板に形成されるソース信号線１９のピッチに等しく設定される。また、透光部６１の幅（短い側の寸法）Ｌｘは、ソース信号線１９のピッチの約１／２の寸法に設定される。
【００５９】
図１１は、実施形態１に係る露光方法に用いられるカラーフィルタ基板用フォトマスクと、カラーフィルタ基板に形成されたパターンとの寸法及び位置の関係を示した図である。
【００６０】
カラーフィルタ基板用フォトマスク７０は、アレイ基板用フォトマスク６０とほぼ同一の構成を備える（図９参照）。すなわち、紫外線が通過できるスリット状の透光部７１が、所定のピッチＰｙで複数平行に形成される。ピッチＰｙは、カラーフィルタ基板に形成されたブラックマトリックス２３のピッチ（ここでは、アレイ基板と重ね合わせた場合に、アレイ基板のゲート信号線１７に平行する辺のピッチ）と等しくなるように設定される。また、透光部７１の幅（短い側の寸法）Ｌｙは、ブラックマトリックス２３のピッチの約１／２の寸法に設定される。
【００６１】
このようなマスク６０、７０を用い、上述した露光方法によって、各基板を露光すると、各基板とも、各絵素の半分の領域が、基板の一回の移動により露光される。その後、露光位置を透光部の半ピッチ分ずらし、紫外線の照射の角度を変えて残りの半分の領域について露光する。この結果、各絵素の半分ずつの領域が互いに異なる方向に配向処理される。
【００６２】
実施形態２
本実施形態は、表示パネル用基板の額縁領域に配置されるアライメントマークの別の一例を示すものである。図１２は、実施形態２に係る表示パネル用基板に形成されたアライメントマークを拡大して示した平面模式図である。図１２に示すように、本実施形態では、面状に配置された部材に、幅（Ｗ）１５μｍ、長さ（Ｌ）５００μｍ程度のスリット状の切欠き部（抜き部）が設けられ、この切欠き部がアライメントマークとして用いられる。上記面状に配置された部材としては、アレイ基板に対応する表示領域から２ｍｍ〜５０ｍｍ離れた位置に設けられる場合であれば、ソース信号線と同一工程で形成される金属部材が用いられ、カラーフィルタ基板に対応する表示領域から２ｍｍ〜５０ｍｍ離れた位置に設けられる場合であれば、ブラックマトリックスと同一工程で形成される遮光部材が用いられる。切欠き部の中心線は、表示領域に形成されたソース信号線又はブラックマトリックスの中心線と一致する位置に形成される。
【００６３】
実施形態３
本実施形態は、表示パネル用基板の額縁領域に配置されるアライメントマークの別の一例を示すものである。図１３は、実施形態３に係る表示パネル用基板に形成されたアライメントマークを拡大して示した平面模式図である。図１３に示すように、本実施形態では、アライメントマークは、Ｈ字形状を有しており、幅（Ｗ）１５μｍ、長さ（Ｌ）５００μｍ程度の直線部の上端及び下端にそれぞれ、左右方向に伸びる直線部が、直角となるように、その中点で接続されている。アレイ基板に対応する表示領域から２ｍｍ〜５０ｍｍ離れた位置に設けられる場合であれば、ソース信号線と同一工程で形成される金属部材が用いられ、カラーフィルタ基板に対応する表示領域から２ｍｍ〜５０ｍｍ離れた位置に設けられる場合であれば、ブラックマトリックスと同一工程で形成される遮光部材が用いられる。アライメントマークの中心線は、表示領域に形成されたソース信号線又はブラックマトリックスの中心線と一致する位置に形成される。Ｈ字形状のアライメントマークは、他のパターンとの混同を生じにくい点で有利である。
【００６４】
実施形態４
本実施形態は、表示パネル用基板の額縁領域に配置されるアライメントマークの別の一例を示すものである。図１４は、実施形態４に係る表示パネル用基板に形成されたアライメントマークを拡大して示した平面模式図である。図１４に示すように、本実施形態では、アライメントマークは、幅（Ｗ）１５μｍ、全長（Ｌ）５００μｍ程度の点線状のパターンである。アレイ基板に対応する表示領域から２ｍｍ〜５０ｍｍ離れた位置に設けられる場合であれば、ソース信号線と同一工程で形成される金属部材が用いられ、カラーフィルタ基板に対応する表示領域から２ｍｍ〜５０ｍｍ離れた位置に設けられる場合であれば、ブラックマトリックスと同一工程で形成される遮光部材が用いられる。アライメントマークの中心線は、表示領域に形成されたソース信号線又はブラックマトリックスの中心線と一致する位置に形成される。
【００６５】
上述の各実施形態は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲でさまざまな変更が施されてもよく、例えば、特定の実施形態に記載された構成を他の実施形態に記載された構成により置き換えてもよいし、各実施形態同士を組み合わせてもよい。
【００６６】
上述の各実施形態では、アレイ基板については、基板をソース信号線の延伸方向に移動させつつ露光する構成を示したが、ゲート信号線の延伸方向に移動させつつ露光する構成であってもよい。この場合、アライメントマークが形成される位置を変更し、上記説明における「ゲート信号線」と「ソース信号線」とを読み替えればよい。
【００６７】
上述の各実施形態では、光配向処理を施す工程を例示したが、本発明に係る表示パネル用基板、及び、その基板を用いた露光方法は、カラーフィルタ基板の作製、アレイ基板の作製に適用してもよい。それらの場合であっても、アライメントマークの配置に本発明を適用することで同様の効果を得ることができる。
【００６８】
カラーフィルタ基板を作製する場合としては、例えば、ブラックマトリックスのパターンを形成するための露光、各色のカラーフィルタのパターンを形成するための露光が挙げられる。カラーフィルタの色は特に限定されず、赤色、緑色、青色の３色であってもよいし、赤色、緑色、青色、黄色の４色であってもよい。この場合、光の照射角度（θ）は特に限定されず、０°でよい。
【００６９】
アレイ基板を作製する場合としては、例えば、ゲート信号線、ソース信号線、絶縁膜等のパターンを形成するための露光が挙げられる。パターンの元になる各種薄膜の上にレジストを塗布し露光を行ってもよいし、パターンの元になる各種薄膜が感光性の材料であれば直接露光してもよい。また、配線等の形成においては、露光する光をパルス状に繰り返し照射することで直線以外の複雑なパターンを形成することも可能である。
【００７０】
なお、本願は、２０１０年１２月３日に出願された日本国特許出願２０１０−２７０５６３号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
【符号の説明】
【００７１】
１０  マザーガラス基板
１１  表示領域
１３  アライメントマーク（矩形パタ−ン）
１５  ソース信号線
１７  ゲート信号線
１９  ソース信号線
２１  絵素電極
２３  ブラックマトリックス
５０  マスク
５１  露光ユニット
５３  撮像手段
５５  ステージ
６０  アレイ基板用フォトマスク
６１  透光部
７０  カラーフィルタ基板用フォトマスク
７１  透光部
【図１】
2012073810.tif 000003
【図２】
2012073810.tif 000004
【図３】
2012073810.tif 000005
【図４】
2012073810.tif 000006
【図５】
2012073810.tif 000007
【図６】
2012073810.tif 000008
【図７】
2012073810.tif 000009
【図８】
2012073810.tif 000010
【図９】
2012073810.tif 000011
【図１０】
2012073810.tif 000012
【図１１】
2012073810.tif 000013
【図１２】
2012073810.tif 000014
【図１３】
2012073810.tif 000015
【図１４】
2012073810.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月26日(2013.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、フォトマスク、ステージ及び撮像装置を備える露光機により、前記ステージ上に載置した表示パネル用基板を走査露光する基板露光方法であって、
前記表示パネル用基板は、複数の絵素が配列された表示領域と、前記表示領域に隣接する額縁領域とを有し、
前記額縁領域内にアライメントマークを備え、
前記アライメントマークの中心は、前記表示領域から２ｍｍ以上離れた位置にあり、
前記走査露光は、前記表示パネル用基板及び前記フォトマスクの少なくとも一方を移動させつつ、前記フォトマスクに設けられた透光部を通じて、前記光源から放出された光を前記表示領域に照射するものであり、
前記基板露光方法は、
前記表示領域内を走査露光する前に、前記撮像装置によって前記アライメントマークの位置及び向きに関する情報を読み取り、
前記フォトマスクが前記額縁領域から前記表示領域へ移動する間に、前記情報に基づいて前記フォトマスクの位置及び／又は向きを調整することを特徴とする基板露光方法。
【請求項２】
前記アライメントマークの中心は、前記表示領域から５０ｍｍ以内の位置にあることを特徴とする請求項１に記載の基板露光方法。
【請求項３】
前記表示パネル用基板は、前記額縁領域内に配線を備え、
前記アライメントマークは、前記配線と前記表示領域との間の領域に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板露光方法。
【請求項４】
前記アライメントマークは、列状に伸びる遮光部材により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板露光方法。
【請求項５】
前記アライメントマークは、表示領域内のアライメントパターンと平行に伸びていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板露光方法。
【請求項６】
前記アライメントマークは、表示領域内のアライメントパターンと平行な１５０μｍ以上の直線部分を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板露光方法。
【請求項７】
前記アライメントマークは、表示領域内のアライメントパターンと平行に配置され、かつ点線状に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板露光方法。
【請求項８】
前記表示パネル用基板は、液晶表示パネルに用いられる基板であり、配向膜を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の基板露光方法。
【国際調査報告】
2012073810.tif 000017
2012073810.tif 000018
2012073810.tif 000019
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