(57)【要約】【課題】液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、ディスクリネーションの発生を抑制するために、開口部電極の開口部の長手方向端部が円弧状形状となることを抑制できるようにすることである。【解決手段】液晶表示装置製造用露光マスクとしての開口部電極形成マスク１１０は、従来技術の開口部電極形成マスク１００の透光パターン１０４と同じ透光パターン１１４を基本パターン部として、さらに、ディスクリネーションの発生する箇所に補正パターン部である部分補正用の透光パターン１１６，１１８を有する。すなわち、透光パターンとしては、基本パターン部として細長い溝状形状の透光パターン１１４と、補正パターン部として細長い溝状形状の長手方向の両端部のそれぞれの部分を拡張する透光パターン１１６，１１８とを有する。補正パターン部の寸法は、基本パターン部の最小寸法よりも小さい。【選択図】図５
2008209636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶分子を介して対向する一対の基板のうち片方の基板に前記液晶分子を駆動する一対の電極が設けられる液晶表示装置の製造に用いられ、前記一対の電極のうち少なくとも一方側電極に開口部を形成してこれを開口部電極とするための開口部電極形成露光マスクであって、
前記開口部電極の前記開口部の形状に対応する透光パターンまたは非透光パターンを有する基本パターン部と、
前記開口部の形状の長手方向端部の部分に対応して、前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張または縮小する部分補正用のパターンである補正パターン部と、
を有することを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、
前記開口部の形状は、前記長手方向の両端部がそれぞれ閉じている細長い溝状開口部を複数分離して配置されるスリット型形状であり、
前記補正パターン部は、
前記スリット型形状の長手方向の両端部のそれぞれの部分に対応して、前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンであることを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。
【請求項３】
請求項１に記載の液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、
前記開口部の形状は、前記長手方向の一方側端部が閉じており、他方側端部で開いている櫛歯型形状であり、
前記補正パターン部は、
前記一方側端部の部分に対応して前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張し、前記他方側端部の部分に対応して前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンであることを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。
【請求項４】
請求項２に記載の液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、
前記補正パターン部は、
前記長手方向端部の延びる方向が前記液晶分子を初期配向するラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、
前記長手方向の延びる方向をＸ軸としその垂直方向をＹ軸とした円形の第２象限部分と第４象限部分とに対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンが設けられ、
前記傾斜角度が負方向の角度であるときは、
前記円形の少なくとも第１象限部分または第３象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンが設けられることを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。
【請求項５】
請求項３に記載の液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、
前記補正パターン部は、
前記長手方向端部の延びる方向が前記液晶分子を初期配向するラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、
前記長手方向の延びる方向をＸ軸としその垂直方向をＹ軸とした円形の第４象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンが設けられ、
前記傾斜角度が負方向の角度であるときは、
前記円形の第１象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンが設けられることを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。
【請求項６】
請求項４または５に記載の液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、
前記補正パターン部は、
前記基本パターン部の最小パターン寸法よりも小さいパターン寸法を有することを特徴とする液晶表示装置製造用露光マスク。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１に記載の液晶表示装置製造用露光マスクを用いて、液晶分子を駆動する一対の電極の少なくとも一方側電極に開口部を形成し、開口部電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置製造用露光マスク及び液晶表示装置の製造方法に係り、特に、液晶分子を介して対向する一対の基板のうち片方の基板に前記液晶分子を駆動する一対の電極が設けられる液晶表示装置の製造に用いられ、前記一対の電極のうち少なくとも一方側電極に開口部を形成するための開口部電極形成露光マスク及びこの露光マスクを用いる液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の表示方式としては従来ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式が広く用いられてきているが、この方式は表示原理上、視野角に制限がある。これを解決する方法として、液晶分子を駆動するための一対の電極として同一基板上に画素電極と共通電極とを形成し、この画素電極と共通電極との間に電圧を印加し、基板にほぼ平行な電界を発生させ、液晶分子を基板面に平行な面内で駆動する横電界方式が知られている。
【０００３】
横電界方式には、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式と、ＦＦＳ（（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈ）方式が知られている。ＩＰＳ方式では、櫛歯状の画素電極と櫛歯状の共通電極とを組み合わせて配置される。櫛歯状とは、電界を通すための開口部として、開口部の長手方向の一方側端部が閉じており、他方側端部で開いているものであり、開口部を複数設ける場合に、各開口部のそれぞれの一方側端部は相互に接続されるので、１つの櫛歯状となる。
【０００４】
一方、ＦＦＳ方式では、絶縁層を介して形成された上部電極と下部電極について、いずれか一方を共通電極に割り当て、他方を画素電極に割り当て、上部電極を開口部電極として、例えばスリット形状等の開口部が形成される。ここでスリット形状とは、電界を通すための開口部として、開口部の長手方向の両端部がそれぞれ閉じていて細長い溝状開口部となっているものである。溝状開口部を複数設ける場合は、相互に分離して配置される。
【０００５】
このような開口部は、電極層薄膜をエッチングすることで形成されるが、例えば、開口部を細長い溝形状とするときは、その長手方向の端部であるエッジ部分は、丸みを帯びてラウンド形状あるいは円弧状の形状となることが多い。例えばＦＦＳ方式の場合、下部電極から、この開口部を通って開口部電極である上部電極に向かう電界は、この開口部のパターンに沿って流れるので、エッジ部分では円弧状のパターンに沿って横方向電界が形成されることになる。したがって、例えば、ラビング処理等によって液晶分子の初期配向を開口部の長辺にほぼ平行とし、横方向電界をかけて液晶分子を駆動すると、開口部の長辺の直線部分では、初期配向の状態から長辺に垂直な方向に回転するが、開口部のエッジ部分では、初期配向の状態から円弧状形状に垂直な方向に回転することになる。
【０００６】
エッジ部分の円弧状形状に沿って液晶分子が初期配置の状態から回転するとき、液晶分子の回転方向が逆転することが生じ、場所によって液晶分子の回転方向が異なることが生じる。この回転方向が場所によって異なる現象はディスクリネーションと呼ばれる。回転方向が異なる境界部分においては、液晶分子が所望でない方向に回転し、あるいは回転できないために、透過率が低下し、目視で境界線が認識されることがあり、これらは、転傾線、あるいは転傾欠陥といわれるが、単にこれをディスクリネーションということもある。
【０００７】
例えば、特許文献１には、ＦＦＳ液晶表示装置において、上部基板のブラックマトリクスと下部基板の画素電極のエッジ部とが所定領域オーバーラップされこれらの両基板間に液晶が介在する構成の場合、ブラックマトリクスと画素電極との間の電気場干渉によって、画素電極のエッジ部の端部から中心部に行くにつれて液晶分子の捩れ角度がほぼ９０度程度になって垂直方向に配置されるが、エッジ部が露光工程上の限界により曲線形状を有するので、ホワイト諧調のとき、ラビングの跡、すなわちディスクリネーション（転傾線）が発生することを指摘している。
【０００８】
なお、ディスクリネーションについては、本発明に係る実施の形態と比較して、後にさらに詳述する。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１０７５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、ディスクリネーションが発生すると、その部分で透過率が低下する。一般的には、ディスクリネーションが発生すると、画質が低下したと評価されることがある。上記のように、ディスクリネーションは、開口部電極の開口部の長手方向端部が、エッチング等のパターン形成において、矩形形状とすべきところが円弧状形状となることに起因する。
【００１１】
本発明の目的は、開口部電極の開口部の長手方向端部が円弧状形状となることを抑制できる液晶表示装置製造用露光マスク及び液晶表示装置の製造方法を提供することである。また、他の目的は、ディスクリネーションの発生が抑制される液晶表示装置を製造できる液晶表示装置製造用露光マスク及び液晶表示装置の製造方法を提供することである。以下の手段は、上記目的の少なくとも１つに貢献する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクは、液晶分子を介して対向する一対の基板のうち片方の基板に前記液晶分子を駆動する一対の電極が設けられる液晶表示装置の製造に用いられ、前記一対の電極のうち少なくとも一方側電極に開口部を形成してこれを開口部電極とするための開口部電極形成露光マスクであって、前記開口部電極の前記開口部の形状に対応する透光パターンまたは非透光パターンを有する基本パターン部と、前記開口部の形状の長手方向端部の部分に対応して、前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張または縮小する部分補正用のパターンである補正パターン部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
上記構成により、液晶表示装置製造用露光マスクは、液晶表示装置における設計上の開口部の形状に相当するパターンを有する基本パターン部に対し、エッチング工程等において円弧状形状となりやすい開口部形状の長手方向端部に部分補正用のパターンである補正パターン部を設け、基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張あるいは縮小する。これにより、開口部電極形成工程において、開口部の長手方向端部が円弧状形状となることを抑制でき、ディスクリネーションが抑制された液晶表示装置を製造できる。
【００１４】
また、本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、前記開口部の形状は、前記長手方向の両端部がそれぞれ閉じている細長い溝状開口部を複数分離して配置されるスリット型形状であり、前記補正パターン部は、前記スリット型形状の長手方向の両端部のそれぞれの部分に対応して、前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンであることが好ましい。
【００１５】
スリット型形状の開口部の場合は、エッチング工程等において細長い溝状開口部の端部が円弧状形状となりやすいので、露光マスクにおいて基本パターン部を拡張して細長い溝状開口部の端部を大きめとする。これにより、開口部電極形成工程において、開口部の長手方向端部が円弧状形状となることを抑制でき、ディスクリネーションが抑制された液晶表示装置を製造できる。
【００１６】
また、本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、前記開口部の形状は、前記長手方向の一方側端部が閉じており、他方側端部で開いている櫛歯型形状であり、前記補正パターン部は、前記一方側端部の部分に対応して前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張し、前記他方側端部の部分に対応して前記基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンであることが好ましい。
【００１７】
櫛歯型形状の開口部の場合は、長手方向端部の一方側端部は開口部パターンが開いているのに対し、他方側端部はパターンが閉じている。そこで、開口部が閉じている他方側端部については基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを拡張し、開口部が開いている一方側端部については基本パターン部の透光パターンまたは非透光パターンを縮小する。これにより、開口部電極形成工程において、開口部の長手方向端部が円弧状形状となることを抑制でき、ディスクリネーションが抑制された液晶表示装置を製造できる。
【００１８】
また、本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、開口部の形状がスリット型形状の場合の前記補正パターン部は、前記長手方向端部の延びる方向が前記液晶分子を初期配向するラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、前記長手方向の延びる方向をＸ軸としその垂直方向をＹ軸とした円形の第２象限部分と第４象限部分とに対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンが設けられ、前記傾斜角度が負方向の角度であるときは、前記円形の少なくとも第１象限部分または第３象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを拡張する部分補正用パターンが設けられることが好ましい。
【００１９】
また、本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、開口部の形状がスリット型形状の場合の前記補正パターン部は、前記長手方向端部の延びる方向が前記液晶分子を初期配向するラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、前記長手方向の延びる方向をＸ軸としその垂直方向をＹ軸とした円形の第４象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンが設けられ、前記傾斜角度が負方向の角度であるときは、前記円形の第１象限部分に対応する前記長手方向端部に透光パターンまたは非透光パターンを縮小する部分補正用パターンが設けられることが好ましい。
【００２０】
ディスクリネーションは、開口部の長手方向とラビング方向との関係で、長手方向端部の右下隅と左上隅、あるいは右上隅と左下隅に現れる。上記構成により、ディスクリネーションの現れる可能性のある部分に部分補正用パターンを設けるので、その部分が円弧状形状となることを抑制でき、ディスクリネーションが抑制された液晶表示装置を製造できる。
【００２１】
また、本発明に係る液晶表示装置製造用露光マスクにおいて、前記補正パターン部は、前記基本パターン部の最小パターン寸法よりも小さいパターン寸法を有することが好ましい。例えば、光近接効果を用いることで、基本パターン部は露光装置の解像度で処理できるパターン寸法とし、補正パターンを露光装置の解像度以下のパターン寸法とすることができる。これにより、開口部の長手方向端部について、露光装置の解像度以下の寸法での形状の微調整が可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、上記液晶表示装置製造用露光マスクを用いて、液晶分子を駆動する一対の電極の少なくとも一方側電極に開口部を形成し、開口部電極を形成することを特徴とする。これにより、液晶表示装置において、ディスクリネーションの発生が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、  液晶分子を介して対向する一対の基板のうち片方の基板に液晶分子を駆動する一対の電極が設けられる構成として、ＦＦＳ方式を説明する。すなわち、素子側基板に絶縁層を介して上部電極と下部電極を設け、上部電極を開口部電極として説明する。ここで、下部電極を画素電極とし、開口部電極である上部電極を共通電極として説明するが、これを逆の構成、すなわち、下部電極を共通電極、開口部電極である上部電極を画素電極としてもよい。
【００２４】
また、以下で説明するように、開口部の形状は、スリット型形状であっても、櫛歯型形状であってもよい。また、ＦＦＳ方式の構成の他に、ＩＰＳ方式の構成としてもよい。
【００２５】
また、以下のＦＦＳ方式では、共通電極を各画素ごとに分けて配置しているが、これを各画素ごとに分けない構成としてもよい。
【００２６】
また、以下では、開口部電極部形成マスクにおいて、透光パターン部が開口部に相当するものとして説明するが、非透光パターン部が開口部に相当するものとしてもよい。
【００２７】
本発明の実施の形態は、液晶表示装置の開口部電極を形成するための露光マスクに関するものであるが、横電界駆動方式の液晶表示装置においてディスクリネーションを抑制することができる露光マスクを提供するものであるので、露光マスクの構成の説明に先立ち、横電界駆動方式におけるディスクリネーションが発生する機構について、液晶表示装置の構成を含めて、図１から図４を用いて説明する。なお、図１から図４においては、ディスクリネーションが発生する例を説明するものであるから、開口部電極形成露光マスクは一般的なものとし、本発明の実施の形態に係る開口部電極形成露光マスクを使用していない。
【００２８】
図１は、ＦＦＳ方式のカラー液晶表示装置において１サブ画素の部分の断面図である。図２は、図１の断面図に対応する平面図であり、１画素に対応して３サブ画素分が示されている。図３は、ＦＦＳ方式において、液晶分子を駆動する電界Ｅの様子を示す図である。図４は、ディスクリネーションの発生する様子を説明する図である。
【００２９】
図１は、上記のように、液晶表示装置１０の断面図で、１サブ画素の部分が示されている。ここで、サブ画素とは、例えば、Ｒ、Ｇ，Ｂでカラー表示を行う場合、Ｒ、Ｇ，Ｂに対応する各表示部分のことであり、いまの例では、Ｒのサブ画素、Ｇのサブ画素、Ｂのサブ画素の３つを単位として、１画素となる。なお、サブ画素をサブピクセルと呼ぶ場合もあり、その場合には、上記の１画素は、１ピクセルと呼ばれることになる。図１に示されるように、液晶表示装置１０は、素子側基板２０、対向側基板６０、素子側基板２０と対向側基板６０との間に挟持される液晶分子５０を含んで構成されている。
【００３０】
対向側基板６０は、液晶表示装置１０において、ユーザに面する側である。対向側基板６０は、いくつかの膜が積層されて構成される。図１の例では、対向ユーザに面する側から素子側基板２０の側に向かって、ガラス基板６２、ブラックマトリクス６４、カラーフィルタ６６を含んで構成される。図１の断面図において、ブラックマトリクス６４は、カラーフィルタ６６の陰に隠れ、あるいはその下に配置されるので、破線で示してある。これらの材料、寸法、形成方法等は、一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法として周知のものを用いることができるので、詳細な説明を省略する。
【００３１】
素子側基板２０は、ＴＦＴ基板あるいはＴＦＴ側基板とも呼ばれ、スイッチング素子８０であるＴＦＴ素子が配置される側の基板で、対向側基板６０に対する基板である。ここでは、液晶分子５０を駆動する一対の電極が配置される基板でもある。素子側基板２０の上には、周知の膜形成技術と、パターン形成技術によって、多層構造にパターン化された複数の膜が積層されている。
【００３２】
図１の例では、ユーザに面していない側から液晶分子５０の側に向かって、ガラス基板２２、半導体層２４、ゲート絶縁膜２６、同一工程で形成されるゲート電極２８、共通電極配線２９、層間絶縁膜３０、同一工程で形成されるソース・ドレイン配線３２，３３及び共通電極接続部３４、絶縁膜３６、画素電極３８、ＦＦＳ絶縁膜４０、共通電極４２が順次形成されている。これらの材料、寸法、形成方法等は、一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法として周知のものを用いることができるので、詳細な説明を省略する。
【００３３】
なお、図１には図示が省略されているが、共通電極４２の上には配向膜が設けられる。対向側基板６０の液晶分子５０に向き合う面についても同様に配向膜が設けられる。
【００３４】
図２は、図１の断面図に対応する平面図である。ここでは、３つのサブ画素からなる１つの画素について示されている。なお、図１は、図２に示すＡ−Ａ線に沿った断面図に相当する。図１と同様の要素には同一の符号を付した。
【００３５】
各サブ画素には、一部がゲート電極２８となるゲートラインと、データライン３５とが互いに直交するようにして配線され、その交差箇所にスイッチング素子８０であるＴＦＴ素子が配置される。ゲートラインは、スイッチング素子８０のところで、図１に示されるゲート電極２８となり、データライン３５は、図１に示されるソース・ドレイン配線３２に接続される。このように、液晶表示装置１０は、複数のゲートラインと複数のデータライン３５との各交差箇所にスイッチング素子８０であるＴＦＴ素子がそれぞれ配置されており、いわゆるアクティブマトリクス表示装置である。なお、ゲートラインは、走査ライン、走査線、走査信号線とも呼ばれ、データライン３５は、信号ライン、信号線、ビデオ信号ライン、映像信号線等とも呼ばれる。
【００３６】
スイッチング素子８０であるＴＦＴ素子は、図１に示される半導体層２４の上に形成されたゲート絶縁膜２６と、その上に設けられるゲート電極２８、及びソース・ドレイン配線３２，３３に接続されるソース・ドレインとから構成されるトランジスタ素子である。なお、ＴＦＴとは、Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒの略語である。スイッチング素子８０であるＴＦＴ素子のソース・ドレインは、いずれか一方、例えばドレインがデータライン３５に接続され、他方、例えばソースが画素電極３８に接続される。ドレインとソースとは互換性があるので、ソースがデータライン３５に接続され、ドレインが画素電極３８に接続されるものとしてもよい。スイッチング素子８０であるＴＦＴ素子は、ゲートラインが選択されることでドレインとソース間が導通し、上記の例でドレインに接続されるデータライン３５からのビデオ信号が画素電極３８に供給される。
【００３７】
ここで、画素電極３８は、図２において一点鎖線で示されており、データライン３５と、共通電極配線２９とで囲まれた領域に配置されている。また、共通電極４２は、図２において太い実線で示されており、データライン３５を除くサブ画素全領域に配置される。なお、図２の例では、共通電極４２は、各サブ画素ごとに分離されて形成される様子が示されているが、場合によっては、これを各サブ画素にまたがって形成するものとできる。
【００３８】
そして、共通電極４２には、スリット４３が形成される。スリット４３は、図１で示されるように、ＦＦＳ絶縁膜４０を介して形成された上部電極である共通電極４２と下部電極である画素電極３８との間に電圧を印加し、その電界によって液晶分子を駆動するための開口部である。図２において、スリット４３は、共通電極４２において複数設けられ、それぞれのスリット４３は、開口部の長手方向を平行として、相互の間が分離されて配置される。スリット４３は、その長手方向の両端部がそれぞれ閉じている細長い溝状開口部であるので、長手方向の端部のところがエッチング加工の際に丸みを帯びる。以後、この丸みを帯びた端部をエッジ部分と呼ぶことにする。ディスクリネーションは、このエッジ部分に発生する。
【００３９】
図３は、共通電極４２と画素電極３８との間にかかる電界Ｅの様子を模式的に説明する図である。ここでは、共通電極４２に設けられるスリット４３を通り、ＦＦＳ絶縁膜４０を介して画素電極３８に向かう電界Ｅが示されている。なお、電界の向きは、この逆、すなわち画素電極３８からスリット４３を通り共通電極４２に向かう場合もある。
【００４０】
図４は、図２のＢ部分の拡大図で、スリット４３の端部であるエッジ部分において、いわゆるディスクリネーションが生じる様子を模式的に説明する図である。ここでスリット４３は、紙面の左右方向に平行とし、ラビング方向Ｒ−Ｒは、紙面の左右方向に対し若干右上がりに傾いているものとして示されている。傾き角度は、例えば、３度から５度の間の角度等のように数度とすることができる。すなわち、電界がかけられていない状態では、液晶分子Ｌは、スリット４３に対し、若干右上がりに傾いていることになる。なお、このラビング方向は、説明のための一例であるので、これと異なる方向、あるいは傾き角度の大きさが異なっていてもよい。
【００４１】
スリット４３は、共通電極４２を構成する透明導電材料膜に、例えばエッチング技術によって開口されるものであるので、上記のように、そのエッジ部分は、いくらか丸みを帯びて、図４に示すように、半円状に近い円弧形状となる。
【００４２】
スリット４３の縁の部分における液晶分子Ｌは、電界Ｅがかかっていないときは、初期配置状態であり、ラビング方向に揃っている。すなわちスリット４３の縁から若干傾いているが、ほぼ平行の向きに揃っている。ここで電界Ｅがかかると、その電界Ｅの方向に、スリット４３の縁にほぼ垂直方向になるまで回転する。この円弧形状の部分においても、電界はスリット４３の縁に直交してかけられるので、電界の向きは、この円弧形状がスリット４３の縁に沿って半回転することから、円弧形状に沿って１８０°変化することになる。例えば、図４において左上に示されるスリット４３において電界がかけられると、そのスリット４３の上側の長辺部分では、液晶分子Ｌは反時計方向に回転し、同様にスリット４３の下側の長辺部分でも、液晶分子Ｌは反時計方向に回転する。ところが、半円の円弧形状の部分では、上側の４半円の円弧形状部分において液晶分子Ｌが反時計方向に回転するのに対し、下側の４半円の円弧形状においては、液晶分子Ｌが時計方向に回転してしまうことになる。
【００４３】
このように、電界をかけて液晶分子Ｌを所望の方向に回転させようとするとき、スリット４３の右側のエッジ部分においては、右下の４半円の円弧形状部分において、所望と反対の方向に液晶分子Ｌが回転することが起こる。すなわち所望の方向に回転しないことが起こる。このように、横方向電界を印加したときに、エッジ部分では、場所によって液晶分子Ｌの回転方向が異なることが生じる。このように回転方向が場所によって異なる現象がディスクリネーションである。回転方向が異なる境界部分においては、液晶分子Ｌが所望でない方向に回転し、あるいは回転できないために、透過率が低下し、目視で境界線が認識されることがあり、これらが、転傾線、あるいは転傾欠陥といわれ、あるいは単にこれをディスクリネーションといわれることがある。図４では、ディスクリネーションが生じる領域をＤで示してある。
【００４４】
図４において、領域Ｄはどのような領域かを見ると、スリット４３の縁のエッジ部分である。詳しく述べれば、スリット４３の法線方向が、液晶分子Ｌの初期配向方向、すなわちラビング方向Ｒ−Ｒと一致するところから、さらに時計方向回りに９０°の角度をなすところまでの範囲である。図４のこの範囲においては、電界がかけられると、液晶分子Ｌが時計方向に回転して、エッジ部分の縁に直交するようになるが、これ以外の領域においては、液晶分子Ｌは反時計方向に回転して、スリット４３の縁に直交する。換言すれば、スリット４３のエッジ部分のディスクリネーションが生じる領域Ｄは、スリット４３のエッジ部分の法線方向がラビング方向Ｒ−Ｒと一致するところから、さらに時計方向回りに９０°の角度をなすところまでの範囲である。
【００４５】
換言すれば、図４のように、スリット４３のように開口部の端部が円弧状になる場合においては、ディスクリネーションの発生する領域Ｄは、図４のような角度関係、すなわち、スリット４３の長手方向端部の延びる方向がラビング方向Ｒ−Ｒとなす傾斜角度が正方向、すなわち反時計方向回りの角度であるときは、スリット４３の長手方向の延びる方向をＸ軸としその垂直方向をＹ軸とした円形について反時計方向に回って数えたときの第２象限部分と第４象限部分である。また、傾斜角度が負方向、すなわち時計方向回りの角度であるときは、この円形の第１象限部分と第３象限部分である。
【００４６】
また、図４と異なり、共通電極が櫛歯状形状をなして、透明導電材料部分の櫛歯先端部が円弧状になる場合にも、その円弧状のエッジ部分の法線方向がラビング方向Ｒ−Ｒと一致するところから、さらに時計方向回りに９０°の角度をなすところまでの範囲でディスクリネーションが生じる。したがって、この場合には、ディスクリネーションの発生する領域Ｄは、透明導電材料の長手方向端部の延びる方向がラビング方向Ｒ−Ｒとなす傾斜角度が正方向、すなわち反時計方向回りの角度であるときは、透明導電材料の長手方向の延びる方向をＸ軸としその垂直方向をＹ軸とした円形について反時計方向に回って数えた第４象限部分である。また、傾斜角度が負方向、すなわち時計方向回りの角度であるときは、この円形の第１象限部分である。これを、櫛歯状形状の開口部についての円形で述べれば、ディスクリネーションの発生する領域は、開口部の長手方向端部の延びる方向がラビング方向Ｒ−Ｒとなす傾斜角度が正方向、すなわち反時計方向回りの角度であるときは、開口部の長手方向の延びる方向をＸ軸としその垂直方向をＹ軸とした円形について反時計方向に回って数えた第２象限部分である。また、傾斜角度が負方向、すなわち時計方向回りの角度であるときは、この円形の第３象限部分である。
【００４７】
次に、本発明に係る実施の形態の開口部電極形成マスクについて説明する。開口部電極マスクは、図２で説明した共通電極４２におけるスリット４３を形成するための露光マスクである。この露光マスクは、図１で説明したＦＦＳ絶縁膜４０の上に共通電極４２を例えばウェットエッチング技術によって所定の形状とするために用いられるものである。所定の形状とは、上記の例では、サブ画素ごとの矩形形状に複数のスリットが開けられたものである。つまり、素子側基板に全面に形成された共通電極用透明導電材料膜を、サブ画素ごとの矩形形状に形成し、さらにその矩形形状の中に複数のスリットを開けるために、開口部電極形成マスクが用いられる。
【００４８】
実際の工程の例としては、次のような手順をとることができる。すなわち、ＦＦＳ絶縁膜４０の膜形成工程の後に、共通電極４２を構成する透明導電材料膜の膜形成工程がなされ、その上に感光性フォトレジストを例えば塗布等で覆うレジスト工程がなされ、この後に、開口部電極形成マスクを用いた露光工程が行なわれる。露光工程に続いて、感光性レジストの現像工程が行われ、ここで、感光性レジストは、ちょうど共通電極４２の形状に対応した形状のパターンに形成される。そして、この感光性レジストをエッチングマスクとして、共通電極用透明導電材料膜のエッチング工程が行われる。こうして、共通電極用透明導電材料膜が所定の共通電極４２の形状に形成される。その後、用済みとなった感光性レジストの剥離工程が行われる。
【００４９】
図５から図８を用いて開口部電極形成マスクの例を説明する。図５は、スリット型形状の開口部を形成する場合の開口部電極形成マスク１１０を示し、図６は、櫛歯型形状の開口部を形成する場合の開口部電極形成マスク１３０を示す。図７、図８は、開口部電極形成マスクにおいて、後述する補正パターン部の様子を示す図である。
【００５０】
なお、ここでは、比較のために、従来技術の開口部電極形成マスク１００，１２０を合わせて示してある。また、開口部電極形成マスク１１０，１３０は、例えば、液晶表示装置の素子側基板の全体に渡る面積を一括露光することができるように、十分な大きさの面積を有するものであるが、図５、図６では、サブ画素１つに相当する部分を示してある。また、説明を容易にするために、開口部の形状、寸法を単純化してある。
【００５１】
図５は、上記のようにスリット型形状の開口部を形成するための開口部電極形成マスク１１０の１サブ画素分の様子を示す図である。ここで、スリット型形状とは、開口部の形状として、長手方向の両端部がそれぞれ閉じている細長い溝状開口部を複数分離して配置されるものである。
【００５２】
図５（ａ）の従来技術の開口部電極形成マスク１００で説明すると、非透光パターン１０２は、１サブ画素に対応する矩形形状を有し、その中に透光パターン１０４が細長い溝状として、長手方向を互いに平行として、複数設けられる。この開口部電極形成マスク１００を用いて露光を行うと、透光パターン１０４の部分を光が通過し、感光性レジストが透光パターン１０４の形状に露光される。感光性レジストは、露光されると、その特性が変化するので、適当な現像液を用いることで、露光部分を除去することができ、これによって、感光性レジストが透光パターン１０４と同じ形状に形成される。すなわち、透光パターン１０４と同じ形状に感光性レジストに開口部が形成される。このようにして開口部が形成された感光性レジストを用いて、共通電極用透明導電材料膜をエッチングすることで、感光性レジストの開口部に対応する形状に共通電極が形成される。
【００５３】
このように、図５の例では、透光パターン１０４が共通電極の開口部の形状となっている。勿論、レジストの種類を変更することで、共通電極の開口部の形状を非透光パターンとすることもできる。
【００５４】
従来技術の開口部電極形成マスク１００を用いると、上記のように、開口部の細長い溝形状において、その長手方向の端部であるエッジ部分が、丸みを帯びてラウンド形状あるいは円弧状の形状となる。この円弧状形状のためにディスクリネーションが生じる。
【００５５】
実施の形態に係る開口部電極形成マスク１１０は、従来技術の開口部電極形成マスク１００の透光パターン１０４と同じ透光パターン１１４を基本パターン部として、さらに、ディスクリネーションの発生する箇所に補正パターン部である部分補正用の透光パターン１１６，１１８を有する。すなわち、透光パターンとしては、基本パターン部として細長い溝状形状の透光パターン１１４と、補正パターン部として細長い溝状形状の長手方向の両端部のそれぞれの部分を拡張する透光パターン１１６，１１８とを有する。
【００５６】
補正パターン部としての透光パターン１１６，１１８は、ディスクリネーションが発生する部分に設けられる。すなわち、上記のように、開口部の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、開口部の長手方向の延びる方向をＸ軸としその垂直方向をＹ軸とした円形の第２象限部分と第４象限部分に、また、傾斜角度が負方向の角度であるときは、円形の第１象限部分と第３象限部分に、補正パターン部としての透光パターン１１６，１１８が設けられる。
【００５７】
図７は、補正パターンとしての透光パターン１１６の部分の詳細図である。なお、補正パターン部のもう一方の透光パターン１１８の部分も同様の内容を有するので、ここでは、透光パターン１１６の部分で代表させて説明する。図７においては、非透光パターン１０２が斜線で示されており、斜線が付されていない部分が透光パターン１１４，１１６である。
【００５８】
図７に示されるように、補正パターン部としての透光パターン１１６は、基本パターン部としての透光パターン１１４の右下隅を拡張するようにして設けられる。この右下隅は、上記の円形の第４象限部分に対応するもので、基本パターン部としての透光パターン１１４の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度の場合である。透光パターン１１４の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が負方向の角度の場合には、補正パターン部としての透光パターン１１６は、基本パターン部としての透光パターン１１４の右上隅、すなわち、上記の円形の第１象限を拡張するようにして設けられる。
【００５９】
補正パターン部としての透光パターン１１６は、基本パターン部の透光パターン１１４の右下隅に角形状で拡張されるようにして設けられる。その角形状は、中心線の傾きが、透光パターン１１４の長手方向に対し約４５度で、中心線に沿った幅寸法Ｂ、長手方向の延び寸法Ｃは、いずれも、基本パターン部の透光パターン１１４の幅寸法Ａよりも小さい。
【００６０】
寸法の一例を上げると、エッチング後に形成される共通電極のスリットの幅Ｓを約４．０μｍとするときは、透光パターン１１４の幅寸法Ａを約３．４μｍとすることができ、この場合、補正パターン部としての透光パターン１１６の延び寸法Ｃを約１．７５μｍ、幅寸法Ｂを約１．４μｍとすることができる。
【００６１】
高精細な液晶表示装置においては、基本パターン部の透光パターン１１４の幅寸法Ａは、露光装置の解像度の限度近くの最小寸法に設定されることが多い。したがって、通常では、開口部電極形成マスクのパターンの最小寸法は、露光装置の解像度を超えて小さくしても、所望の寸法、形状に露光することができない。ここで、光近接効果を利用することで、露光装置の解像度以下の微細パターンを得ることができる。これは、露光装置の解像度の限度近くの基本パターン部の周辺部に、光の回折等を考慮した形状、寸法の補正パターン部を設けることで、基本パターン部の周辺部の形状を補正し、露光装置の解像度以上の精度のパターンを形成できることに基づく。図７の例では、基本パターン部である透光パターン１１４のみでは、露光装置の解像度の限界によって、露光パターンがその長手方向の端部において円弧状になるが、補正パターン部である微細な透光パターン１１６を設けることで、円弧状形状を補正して、かなり矩形に近い露光パターンとすることができる。
【００６２】
したがって、光近接効果を利用するため、補正パターン部である透光パターン１１６の寸法は、基本パターン部である透光パターン１１４の最小寸法よりも小さく設定される。上記の例で、露光装置の分解能が約３μｍとすれば、基本パターン部である透光パターン１１４の最小寸法を露光装置の分解能の約３μｍよりも大きい約３．４μｍとし、補正パターン部としての透光パターン１１６の最小寸法を露光装置の分解能の約３μｍより小さい約１．４μｍとすることができる。
【００６３】
このような開口部電極形成マスクは、一般的な露光マスクの製造方法に従って、基本パターン部である透光パターン１１４の最小寸法を露光装置の解像度の許容範囲とし、透光パターン１１４の長手方向の端部に、露光装置の解像度を超える小さな寸法を有する補正パターン部である透光パターン１１６を設けるように透光パターンを形成したものを用いることができる。
【００６４】
ここで、図６に戻ると、図６は、上記のように櫛歯型形状の開口部を形成するための開口部電極形成マスク１３０の１サブ画素分の様子を示す図である。ここで、櫛歯型形状とは、開口部の形状として、長手方向の一方側端部が閉じており、他方側端部で開いているもので、開いている部分が開口部となり、複数の開口部をその長手方向が平行となるように配置すると、それぞれの一方側端部が閉じているので、開口部でない部分の形状が、一方端で接続された櫛歯状となるものである。
【００６５】
図６（ａ）は、比較のために示した従来技術の櫛歯型形状を有する開口部電極形成マスク１２０である。ここでは、非透光パターン１２２が櫛歯状形状を有していることが示されている。ここで、開口部は透光パターン１２４で示され、その長手方向の他方側端部１２６が開いており、一方側端部１２８が閉じている。非透光パターン１２２でいえば、透光パターン１２４とほぼ同じ形状の細長い腕部パターンが一方側端部１２８に対応するところで接続された形状となっている。この細長い腕部パターンの部分は、開口部と対比するときに、開口部をスペースとして、一般にラインと呼ばれることがある。
【００６６】
このように、図６の例では、透光パターン１２４が共通電極の開口部の形状となっている。勿論、レジストの種類を変更することで、共通電極の開口部の形状を非透光パターンとすることもできる。
【００６７】
従来技術の開口部電極形成マスク１２０を用いると、上記のように、開口部の細長い溝形状において、その長手方向の端部であるエッジ部分が、丸みを帯びてラウンド形状あるいは円弧状の形状となる。具体的には、透光パターン１２４の一方側端部１２８において、ラウンド形状あるいは円弧状の形状となる。また、非透光パターン１２２の細長い腕部の長手方向の端部であるエッジ部分が、丸みを帯びてラウンド形状あるいは円弧状の形状となる。この非透光パターン１２２の丸みを帯びる部分は、透光パターン１２４の他方側端部１２６に対応する部分である。これらの円弧状形状のためにディスクリネーションが生じる。
【００６８】
実施の形態に係る開口部電極形成マスク１３０は、従来技術の開口部電極形成マスク１２０の透光パターン１２４と同じ透光パターン１３４を基本パターン部として、さらにディスクリネーションの発生する箇所に補正パターン部を有する。すなわち、透光パターンとしては、基本パターン部として細長い溝状形状の透光パターン１３４と、補正パターン部として、細長い溝状形状の長手方向の一方側端部１３８の部分を拡張する部分補正用パターン１４２と、他方側端部１３６の部分を縮小する部分補正用パターン１４０とを有する。これを非透光パターン１３２の観点から見ると、部分補正用パターン１４０は、基本パターン部である非透光パターン１３２を拡張するものである。このように、補正パターン部は、ディスクリネーションが発生しないように、基本パターン部の開口部を拡張または縮小するものとして設けられる。
【００６９】
補正パターン部としての部分補正用パターン１４０，１４２は、ディスクリネーションが発生する部分に設けられる。すなわち、上記のように、透光パターン１３４の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度であるときは、開口部である透光パターン１３４の長手方向の延びる方向をＸ軸としその垂直方向をＹ軸とした円形の第２象限部分に、また、傾斜角度が負方向の角度であるときは、円形の第３象限部分に、補正パターン部として、透光パターン１３４を拡張するような部分補正用パターン１４２が設けられる。
【００７０】
一方、非透光パターン１３２については、長手方向に延びる細長い腕部の端部において、傾斜角度が正方向の角度であるときは円形の第４象限部分に、傾斜角度が負方向の角度であるときは円形の第１象限に、非透光パターン１３２を拡張するような部分補正用パターン１４０が設けられる。
【００７１】
このように、櫛歯型形状の開口部の場合には、補正パターン部としては、透光パターン１３４を拡張する部分補正用パターン１４２と、透光パターン１３４を縮小し非透光パターン１３２を拡張する部分補正用パターン１４０とが設けられる。前者の形状の詳細は、図７において説明したものと同じ内容であるが、後者の形状は、非透光パターン１３２の拡張にも相当するため、図７と異なる内容となる。
【００７２】
図８は、補正パターンとしての部分補正用パターン１４０の部分の詳細図である。図８においては、非透光パターン１３２が斜線で示されており、斜線が付されていない部分が透光パターン１３４である。
【００７３】
図８に示されるように、補正パターン部としての部分補正用パターン１４０は、基本パターン部としての非透光パターン１３２の右下隅を拡張するようにして設けられる。この右下隅は、上記の円形の第４象限部分に対応するもので、基本パターン部としての非透光パターン１３２の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が正方向の角度の場合である。非透光パターン１３２の長手方向端部の延びる方向がラビング方向となす傾斜角度が負方向の角度の場合には、補正パターン部としての部分補正用パターン１４０は、基本パターン部としての非透光パターン１３２の右上隅、すなわち、上記の円形の第１象限を拡張するようにして設けられる。
【００７４】
補正パターン部としての部分補正用パターン１４０は、基本パターン部の非透光パターン１３２の右下隅に角形状で拡張されるようにして設けられる。その角形状は、中心線の傾きが、非透光パターン１３２の長手方向に対し約４５度で、中心線に沿った幅寸法Ｉ、長手方向の延び寸法Ｊは、いずれも、基本パターン部の非透光パターン１３２の幅寸法Ｈよりも小さい。
【００７５】
寸法の一例を上げると、エッチング後に形成される共通電極の細長い腕部の幅、すなわちラインの幅寸法Ｗを約３．０μｍとするときは、非透光パターン１３２の幅寸法Ｈは約３．６μｍとすることができ、この場合、補正パターン部としての部分補正用パターン１４０の延び寸法Ｊを約１．５μｍ、幅寸法Ｉを約１．４μｍとすることができる。
【００７６】
図７に関連して説明したように、光近接効果を利用することで、露光装置の解像度以下の微細パターンを得ることができ、図８の例では、基本パターン部である透光パターン１３４、あるいは非透光パターン１３２のみでは、露光装置の解像度の限界によって、露光パターンがその長手方向の端部において円弧状になるが、補正パターン部である微細な部分補正用パターン１４０を設けることで、円弧状形状を補正して、かなり矩形に近い露光パターンとすることができる。
【００７７】
したがって、光近接効果を利用するため、補正パターン部である部分補正用パターン１４０の寸法は、基本パターン部である透光パターン１３４、あるいは非透光パターン１３２の最小寸法よりも小さく設定される。上記の例で、露光装置の分解能が約３μｍとすれば、基本パターン部である非透光パターン１３２の最小寸法を露光装置の分解能の約３μｍよりも大きい約３．６μｍとし、補正パターン部としての部分補正用パターン１４０の最小寸法を露光装置の分解能の約３μｍより小さい約１．４μｍとすることができる。
【００７８】
このような開口部電極形成マスクは、図５、図７で説明したように、一般的な露光マスクの製造方法に従って、基本パターン部の最小寸法を露光装置の解像度の許容範囲とし、基本パターン部の長手方向の端部に、露光装置の解像度を超える小さな寸法を有する補正パターン部を形成したものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】ディスクリネーションを説明するための液晶表示装置の断面図である。
【図２】図１に対応する平面図である。
【図３】共通電極と画素電極との間に形成される電界の様子を説明する図である。
【図４】スリットのエッジ部分でディスクリネーションが発生する様子を説明する図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において、開口部形状がスリット型形状であるときの開口部電極形成マスクの様子を示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態において、開口部形状が櫛歯型形状であるときの開口部電極形成マスクの様子を示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態において、部分補正用パターンの詳細を説明する図である。
【図８】本発明に係る実施の形態において、他の部分補正用パターンの詳細を説明する図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  液晶表示装置、２０  素子側基板、２２，６２  ガラス基板、２４  半導体層、２６  ゲート絶縁膜、２８  ゲート電極、２９  共通電極配線、３０  層間絶縁膜、３２，３３  ソース・ドレイン配線、３４  共通電極接続部、３５  データライン、３６  絶縁膜、３８  画素電極、４０  ＦＦＳ絶縁膜、４２  共通電極、４３  スリット、５０  液晶分子、６０  対向側基板、６４  ブラックマトリクス、６６  カラーフィルタ、８０  スイッチング素子、１００，１１０，１２０，１３０  開口部電極形成マスク、１０２，１２２，１３２  非透光パターン、１０４，１１４，１１６，１１８，１２４，１３４  透光パターン、１２６，１３６  他方側端部、１２８，１３８  一方側端部、１４０，１４２  部分補正用パターン。
【図１】
2008209636.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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