(57)【要約】【課題】  液晶表示装置の周期的な筋状のむらを低減する。【解決手段】  アクティブマトリクス型液晶表示装置において、画素電極と対向電極との距離が変動する筋むら発生領域の幅を５０μｍ以下にする。具体的には、直描露光機で複数回の露光光を複数回走査することで、ＴＦＴ基板上のレジストパターンを露光する際に、走査する際に生じる露光領域の重複領域幅を５０μｍ以下にすることで実現できる。【選択図】        図４（ｂ）
2009251013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号線と、走査信号線と、前記映像信号線と前記走査信号線との交点に対応して形成されたＴＦＴ素子と、前記ＴＦＴ素子に接続された画素電極と、前記画素電極の上方に配置された液晶層と、前記画素電極と対向する対向電極とを有するアクティブマトリクス型液晶表示装置であって、
各画素において、前記画素電極は、前記映像信号線の延伸方向に沿って延びる第１の部分を有し、前記対向電極は、前記映像信号線の延伸方向に沿って延びる第２の部分を有し、
表示領域において、前記映像信号線の延伸方向に沿った領域であり、かつ、前記走査信号線の延伸方向に一定間隙おきに配置された第１の領域を備え、
前記第１の領域にある前記第１の部分、前記第２部分、および前記映像信号線の線幅は、それぞれ、他の領域にある前記第１の部分、第２の部分および前記映像信号線の線幅とは異なり、
前記第１の領域の幅が５０μｍ以下であることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の領域の幅が２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の領域にある前記第１の部分、前記第２の部分、および前記映像信号線のそれぞれの間隙は、他の領域にある前記第１の部分、前記第２部分、および前記映像信号線のそれぞれの間隙とは異なることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１の領域にある前記第１の部分、前記第２部分、および前記映像信号線のそれぞれの間隙は、他の領域にある前記第１部分、前記第２部分、および前記映像信号線のそれぞれの間隙とは異なることを特徴とする請求項２に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項５】
映像信号線と、走査信号線と、前記映像信号線と前記走査信号線との交点に対応して形成されたＴＦＴ素子と、前記ＴＦＴ素子に接続された画素電極と、前記画素電極の上方に配置された液晶層と、前記画素電極と対向する対向電極を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置であって、
各画素において、前記画素電極は、前記映像信号線の延伸方向に沿って延びる第１の部分を有し、前記対向電極は、前記映像信号線の延伸方向に沿って延びる第２の部分を有し、
表示領域において、前記映像信号線の延伸方向に沿った領域であり、かつ、前記走査信号線の延伸方向に一定間隙おきに配置された第１の領域を有し、
前記第１の領域にある前記第１の部分、前記第２の部分、および前記映像信号線の間隙は、それぞれ、他の領域にある前記第１の部分、前記第２の部分、および前記映像信号線の間隙とは異なり、
前記第１の領域の幅が５０μｍ以下であることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１の領域の幅が２０μｍ以下の幅であることを特徴とする請求項５に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項７】
絶縁基板の表面上に走査信号線と、映像信号線と、ＴＦＴ素子と、画素電極と、対向電極とを有する回路基板を形成する過程において、感光性材料膜を露光し、現像する露光／現像工程を複数回行う表示装置の製造方法であって、
１回の前記露光／現像工程における前記感光性材料膜の露光は、当該感光性材料膜の露光対象領域を複数の帯状領域に分割し、前記帯状領域の前記感光性材料膜毎に順次露光する露光装置を用いて行い、
第１の帯状領域と、当該第１の帯状領域に隣接する第２の帯状領域との間に、前記第１の帯状領域の前記感光性材料膜を露光する際、および前記第２の帯状領域の前記感光性材料膜を露光する際の両方で露光される帯状の重複領域を設けながら露光し、かつ、
前記重複領域の短辺方向の寸法を５０μｍ以下にすることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記短辺方向の寸法を２０μｍ以下にすることを特徴とする請求項７に記載の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、表示装置の画質向上化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アクティブマトリクス型液晶表示装置は、たとえば、テレビ、パーソナルコンピュータ向けのディスプレイ、携帯電話や携帯ゲーム機などの携帯型電子機器のディスプレイなどに広く用いられている。
【０００３】
アクティブマトリクス型液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルを有する表示装置であり、液晶表示パネルは、たとえば、ＴＦＴ素子、画素電極、対向電極、および液晶材料を有する画素の集合で設定される表示領域を有する。
【０００４】
液晶表示パネルの一対の基板のうちの一方の基板は、ガラス基板などの絶縁基板の表面上に複数本の走査信号線、複数本の映像信号線、複数個のＴＦＴ素子、複数個の画素電極などが設けられた回路基板であり、一般に、アクティブマトリクス基板やＴＦＴ基板と呼ばれている。また、液晶表示パネルの一対の基板のうちの他方の基板は、ガラス基板などの絶縁基板の表面上に網目状の遮光膜（ブラックマトリクス）、カラーフィルタなどが設けられた基板であり、一般に、対向基板と呼ばれている。
【０００５】
また、対向電極は、画素電極と対をなし、液晶材料中の液晶分子の配向を制御する電界を生成するための電極であり、ＴＦＴ基板側に設けられていることもあるし、対向基板側に設けられていることもある。
【０００６】
ところで、ＴＦＴ基板は、絶縁基板の表面上に複数の導電体パターンと、複数の半導体パターンと、複数の絶縁膜とを積層して、たとえば、走査信号線、映像信号線、ＴＦＴ素子、および画素電極などを設けている。このとき、導電体パターンや半導体パターン、絶縁膜のスルーホールは、エッチングで形成している。そのため、ＴＦＴ基板の製造方法では、導電膜または半導体膜あるいは絶縁膜の表面上に形成された感光性材料膜を露光、現像してエッチングレジストを形成する工程が複数回行われる。
【０００７】
ＴＦＴ基板の製造方法において、感光性材料膜を露光するときには、従来、フォトマスクを用いた露光方法で露光することが多かった。しかしながら、近年のＴＦＴ基板の製造方法では、直描露光方式またはダイレクト露光方式と呼ばれる露光方法で感光性材料膜を露光することが増えてきている。
【０００８】
直描露光方式は、フォトマスクを使用しない露光方法であり、たとえば、感光性材料膜を無数の微小領域に分割し、あらかじめ用意されたレイアウトデータ（数値データ）に基づいてそれぞれの微小領域を、露光する（感光させる）微小領域と、露光しない（感光させない）微小領域とに振り分け、露光する微小領域の感光性材料膜のみに光を照射し、感光させることで、潜像を直接描画する露光方法である。
【０００９】
ＴＦＴ基板の製造方法において、直描露光方式で感光性材料を露光する場合は、通常、たとえば、当該ＴＦＴ基板全体（露光対象領域）を複数の帯状領域に分割し、帯状領域の感光性材料膜毎に順次露光する。このとき、１つの帯状領域の感光性材料膜は、一括して露光する場合もあるし、１つの帯状領域をさらに複数のブロックに分けブロックごとに順次露光する場合もある。
【００１０】
また、１つの感光性材料膜に対して露光を行う際に、帯状領域の感光性材料膜毎に順次露光する場合は、通常、２つの隣接する帯状領域の境界部分に未露光領域が生じることを防ぐために、２つの隣接する帯状領域の境界部分に重複領域を設ける。すなわち、帯状領域の感光性材料膜毎に順次露光する場合は、第１の帯状領域と、第１の帯状領域に隣接する第２の帯状領域との間に、第１の帯状領域の感光性材料膜を露光する際、および第２の帯状領域の感光性材料膜を露光する際の両方で露光される帯状の重複領域を設けながら露光する。
【００１１】
しかしながら、直描露光方式の露光装置を用いて、それぞれの帯状領域の感光性材料膜を露光するときには、帯状領域の露光と、光照射位置と感光性材料膜の相対位置の移動とを繰り返しながら露光する。このとき、露光装置における位置合わせ精度には限界があるため、ある帯状領域の感光性材料膜を露光したときに、レイアウトデータ上で指定されている感光位置と、実際に感光させた部分の位置との間には、ずれが生じる。
【００１２】
第１の帯状領域を露光するときのみに感光させて形成したエッチングレジスト、および第２の帯状領域を露光するときのみに感光させて形成したエッチングレジストをマスクにしたエッチングで得られるパターンの平面形状は、通常、レイアウトデータ上で指定されている平面形状と合同または相似形になる。
【００１３】
しかしながら、第１の帯状領域と第２の帯状領域との間の重複領域は、前述したように、２回目の露光パターンに位置ずれが起きるので、重複範囲における露光が過剰になされるか、不足する。そのような場合、重複領域のパターンの平面形状は、レイアウトデータ上で指定されている平面形状とは異なる形状になる。つまり、合同またはは相似にはならない。
【００１４】
たとえば、櫛歯の画素電極と櫛歯の対向電極とが映像信号線の延伸方向に沿ってはめ合わされている横電界駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置で、ポジ型レジストを用い、その露光の重複面積が多くなるように走査信号線の延伸方向にずれた場合、つまり、過剰に露光された場合、重複領域に形成される画素電極や対向電極の電極幅が狭くなる。このとき、電極幅が狭くなった分だけ、画素電極と対向電極との間隙が他の領域に比べて広がるので、液晶に加わる電界が設定値からずれる。従来の横電界駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置では、このような原因で筋むらが現れていた。
【００１５】
感光性材料膜を直描露光方式で露光する際に重複領域で生じるパターンの平面形状の変形（ずれ）を防ぐ方法としては、たとえば、第１の帯状領域の感光性材料膜を露光する際、および第２の帯状領域の感光性材料膜を露光する際に露光された重複領域に対して、さらに修正のための露光をする方法がある（たとえば、特許文献１を参照。）
【００１６】
また、感光性材料膜を直描露光方式で露光する際に重複領域で生じるパターンの平面形状の変形（ずれ）を防ぐ方法としては、そのほかに、たとえば、第１の帯状領域の感光性材料膜を露光した後、重複領域におけるイメージ欠陥を識別し、その欠陥を修正するためのイメージデータを作成してから、第２の帯状領域の感光性材料膜を露光するという方法もある（たとえば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００５−１０９５０８号公報
【特許文献２】特開２００５−１０９５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
特許文献１では、重複領域に対して前記修正のための露光をする場合、重複領域の感光性材料膜に対して３回露光することになる。そのため、１つの感光性材料膜に対する露光に要する時間が長くなり、前記ＴＦＴ基板の生産性が悪くなるという問題がある。また、特許文献２のように、前記重複領域の感光性材料膜に対して、１回目の露光を行った後、イメージ欠陥を識別し、修正用のイメージデータを作成してから２回目の露光を行う場合、たとえば、半導体よりも大きな基板で製造する液晶表示装置のＴＦＴ基板では、イメージ欠陥の識別が非常に難しいという問題がある。
【００１８】
すなわち、上記従来技術は、重複領域で生じるパターンの平面形状の変形自体をゼロにするアプローチの技術であるために、実際、アクティブマトリクス型表示装置の量産には適用しにくいものであった。
【００１９】
本発明の目的は、アクティブマトリクス型表示装置の高画質化が可能な技術を提供することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は、たとえば、液晶表示装置のＴＦＴ基板を製造するときに直描露光方式を利用した場合でも、ＴＦＴ基板の生産性の低下を防ぐことが可能な技術を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、たとえば、周期的な筋状のむらが見えにくい液晶表示装置を容易に製造することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者らは特許文献１や特許文献２のように、パターンの平面形状の変形自体を防ぐアプローチを採用せず、別のアプローチを検討した。具体的には、パターンの平面形状の変形を認識しにくくするアプローチに変えた。つまり、液晶表示装置の周期的な筋状のむらの存在を肯定しつつ、人間の視認できないレベルまで小さくすることでも、上記問題は解決することを見出したのである。
【００２３】
本願において開示される発明のうち、上記アプローチをした代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。
【００２４】
映像信号線の延伸方向に沿って延びる部分を備えた画素電極を有するアクティブマトリクス型表示装置において、映像信号線の延伸方向に沿って生じる筋むらの幅を５０μｍ以下にした表示装置。これは、筋むらの原因となる画素電極と対向電極との電極間の間隙が他の領域の画素の画素電極と対向電極との間隙と異なる領域の幅を５０μｍまで抑えることになる。実現手法としては、直描露光機による露光範囲の重複幅を５０μｍ以下に設定することで可能である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の表示装置によれば、たとえば、アクティブマトリクス型液晶表示装置の画質を向上することができる。
【００２６】
また、本発明の表示装置の製造方法によれば、たとえば、液晶表示装置のＴＦＴ基板を製造するときに直描露光方式を利用した場合でも、当該ＴＦＴ基板の生産性の低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００２８】
図１（ａ）乃至図１（ｄ）は、本発明に関わる液晶表示パネルの概略構成の一例を説明するための模式図である。
図１（ａ）は、本発明に関わる液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した液晶表示パネルのＴＦＴ基板における１画素の概略構成の一例を示す模式平面図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。図１（ｄ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【００２９】
本発明は、たとえば、液晶テレビやパーソナルコンピュータ向けの液晶ディスプレイなどのアクティブマトリクス型液晶表示装置に用いられる液晶表示パネルに適用される。このとき、液晶表示パネルは、たとえば、図１（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板１と対向基板２とを有し、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間には、液晶材料（図示しない）が介在されている。また、このとき、ＴＦＴ基板１と対向基板２とは、表示領域ＤＡを囲む環状のシール材（図示しない）で接着されており、液晶材料は、ＴＦＴ基板１、対向基板２、およびシール材で囲まれる空間に封入されている。
【００３０】
ＴＦＴ基板１は、複数本の走査信号線１０１および複数本の映像信号線１０２を有する。なお、図１（ａ）では一部を省略しているが、複数本の走査信号線１０１は、たとえば、表示領域ＤＡの全体にわたって等間隔で配置されている。同様に、図１（ａ）では一部を省略しているが、複数本の映像信号線１０２は、たとえば、表示領域ＤＡの全体にわたって等間隔で配置されている。
【００３１】
また、液晶表示パネルの表示領域ＤＡは、複数の画素がマトリクス状に配置された領域であり、１つの画素が占有する領域は、たとえば、２本の隣接する走査信号線１０１と２本の隣接する映像信号線１０２とで囲まれる領域に相当する。また、それぞれの画素は、たとえば、スイッチング素子として機能するＴＦＴ素子、ＴＦＴ素子のドレイン電極またはソース電極に接続された画素電極、画素電極と対をなす対向電極とを有する。またこのとき、それぞれの画素のＴＦＴ素子のゲート電極は、２本の隣接する走査信号線１０１のうちの一方に接続されており、ドレイン電極またはソース電極のうちの画素電極と接続していない方の電極は、２本の隣接する映像信号線１０２のうちの一方に接続されている。
【００３２】
また、ＴＦＴ基板１は、たとえば、ガラス基板などの絶縁基板の表面上に複数の導電体パターンと、複数の半導体パターンと、複数の絶縁膜とを積層して、当該絶縁基板の表面上に走査信号線１０１、映像信号線１０２、ＴＦＴ素子、画素電極などを設けた回路基板である。このとき、ＴＦＴ基板１における１つの画素の構成は、たとえば、図１（ｂ）乃至図１（ｄ）に示したような構成になっている。
【００３３】
図１（ｂ）乃至図１（ｄ）に示した構成は、ＩＰＳ方式などの横電界駆動方式の液晶表示パネルに用いられるＴＦＴ基板１の一例であり、ガラス基板などの絶縁基板１００の表面には、走査信号線１０１および保持容量線１０３が設けられている。
【００３４】
また、絶縁基板１００の表面には、走査信号線１０１および保持容量線１０３を覆う第１の絶縁層１０４が設けられており、第１の絶縁層１０４の表面には、ＴＦＴ素子の半導体層１０５、映像信号線１０２、ＴＦＴ素子のソース電極１０６が設けられている。このとき、ＴＦＴ素子のドレイン電極は、映像信号線１０２と一体形成されている。またこのとき、ＴＦＴ素子の半導体層１０５は、走査信号線１０１の上に第１の絶縁層１０４を介して積層されており、走査信号線１０１がＴＦＴ素子のゲート電極として機能し、第１の絶縁層１０４がゲート絶縁膜として機能する。
【００３５】
また、第１の絶縁層１０４の表面には、映像信号線１０２などを覆う第２の絶縁層１０７が設けられており、第２の絶縁層１０７の表面には、画素電極１０８および対向電極１０９が設けられている。このとき、画素電極１０８は、スルーホールＴＨ１によりソース電極１０６と接続しており、対向電極１０９は、スルーホールＴＨ２により保持容量線１０３と接続している。
【００３６】
また、第２の絶縁層１０７の表面には、画素電極１０８および対向電極１０９を覆う配向膜１１０が設けられている。
【００３７】
このような構成の画素の画素電極１０８および対向電極１０９において、液晶材料中の液晶分子の配向を制御する電界に大きく寄与する部分は、映像信号線１０２の延伸方向（ｙ方向）に沿って延びる部分である。そのため、対向電極１０９は、映像信号線１０２の延伸方向に沿って延びる部分ごと、たとえば、図１（ｄ）に示すように、画素の左端の映像信号線１０２の上に位置する第１の対向電極１０９Ｌ、画素の中央に位置する第２の対向電極１０９Ｃ、画素の右端の映像信号線１０２の上に位置する第３の対向電極１０９Ｒの３つに分けて見ることができる。また、画素電極１０８も、映像信号線１０２の延伸方向に沿って延びる部分ごとに、第１の対向電極１０９Ｌと第２の対向電極１０９Ｃとの間を通る第１の画素電極１０８Ｌ、および第２の対向電極１０９Ｃと第３の対向電極１０９Ｒとの間を通る第２の画素電極１０８Ｒの２つに分けて見ることができる。
【００３８】
このとき、第１の対向電極１０９Ｌと第１の画素電極１０８Ｌとの間隙Ｇ１、第２の対向電極１０９Ｃと第１の画素電極１０８Ｌとの間隙Ｇ２、第２の対向電極１０９Ｃと第２の画素電極１０８Ｒとの間隙Ｇ３、および第３の対向電極１０９Ｒと第２の画素電極１０８Ｒとの間隙Ｇ４は、それぞれ同じ値になるように設計されている。
【００３９】
図２（ａ）乃至図２（ｃ）は、直描露光方式を用いた感光性材料膜の露光方法の原理を説明するための模式図である。
図２（ａ）は、ＴＦＴ基板の製造過程において直描露光方式で感光性材料膜を露光する際の露光手順を示す模式平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の領域ＡＲ１を拡大して示した模式平面図である。図２（ｃ）は、露光ビームの光量の分布の一例を示す模式グラフ図である。
【００４０】
液晶表示パネルのＴＦＴ基板１の製造方法は、導電膜をエッチングする工程、半導体膜をエッチングする工程、および絶縁膜をエッチングする工程を有する。そのため、ＴＦＴ基板１を製造するときには、感光性材料膜を露光し、現像する露光／現像工程を複数回行う。
【００４１】
ＴＦＴ基板１の製造方法において、感光性材料膜を露光するときには、従来、フォトマスクを用いた露光方法で露光することが多い。しかしながら、本発明の液晶表示装置（ＴＦＴ基板１）の製造方法では、直描露光方式またはダイレクト露光方式と呼ばれる露光方法で感光性材料膜を露光する。
【００４２】
直描露光方式は、たとえば、感光性材料膜を無数の微小領域に分割し、あらかじめ用意されたレイアウトデータ（数値データ）に基づいてそれぞれの微小領域を、露光する（感光させる）微小領域と、露光しない（感光させない）微小領域とに振り分け、露光する微小領域の感光性材料膜のみに光を照射し、感光させることで、潜像を直接描画する露光方法である。
【００４３】
ＴＦＴ基板１の製造方法において、直描露光方式で感光性材料を露光する場合は、たとえば、図２（ａ）に示すように、絶縁基板１００の表面上に形成された感光性材料膜３の全体（露光対象領域）を複数の帯状領域３Ｓに分割し、帯状領域３Ｓの感光性材料膜３ごとに順次露光する。このとき、１つの帯状領域３Ｓの感光性材料膜３は、当該帯状領域３Ｓを複数のブロックに分け、ブロックごとに順次露光する。すなわち、１つの帯状領域３Ｓの感光性材料膜３を露光するときには、露光装置において一度に露光可能な領域４を、帯状領域３Ｓの長辺方向（ｙ方向）に沿って移動（走査）させながら行う。そして、１つの帯状領域３Ｓの感光性材料膜３に対する露光が完了したら、一度に露光可能な領域４を次の帯状領域３Ｓ上に移動させ、当該次の帯状領域３Ｓの感光性材料膜３に対する露光を行う。
【００４４】
このとき、一度に露光可能な領域４のｙ方向への移動およびｘ方向への移動は、たとえば、露光装置内における一度に露光可能な領域４の位置を固定しておき、絶縁基板１００が搭載されているステージ（図示しない）をｙ方向およびｘ方向に移動させて行う。
【００４５】
また、１つの感光性材料膜３に対して露光を行う際に、帯状領域３Ｓの感光性材料膜３ごとに順次露光する場合は、２つの隣接する帯状領域３Ｓの境界部分に未露光領域が生じることを防ぐために、たとえば、図２（ｂ）に示すように、２つの隣接する帯状領域３Ｓの境界部分に幅（短辺方向の寸法）がＯＬＷの重複領域３Ｌを設ける。
【００４６】
このとき、１つの帯状領域３Ｓの感光性材料膜３を露光する過程では、当該帯状領域３Ｓおよび隣接する重複領域３Ｌの感光性材料膜３に対して露光する。すなわち、図２（ｂ）に示したそれぞれの帯状領域３Ｓを露光するときには、当該帯状領域３Ｓおよび隣接する重複領域３Ｌを含む幅ＥＷの領域を露光する。したがって、１つの帯状領域３Ｓの幅（短辺方向の寸法）をＵＷとすると、当該１つの帯状領域３Ｓに対する露光を行う際に照射する光の幅（ｘ方向の寸法）ＥＷは、（ＵＷ＋２×ＯＬＷ）μｍにする。なお、従来のＴＦＴ基板１の製造方法における１つの帯状領域３Ｓの幅ＵＷは、たとえば、１ｍｍから１０ｍｍ程度（たとえば、４ｍｍ）であり、１つの重複領域３Ｌの幅ＯＬＷは、たとえば、１００μｍ程度である。
【００４７】
このような露光方法だと、１つの重複領域３Ｌは、２回露光されることになるため、幅ＥＬの光で１つの帯状領域３Ｓを露光する場合、たとえば、図２（ｃ）に示すように、重複領域３Ｌに対して照射する光の光量ＱｏＥは、１回目の露光時における光量と、２回目の露光時における光量の総量が、個々の帯状領域３Ｓの感光性材料膜３に対して照射する幅ＵＷの光の光量（露光量）ＱｏＥと同じか、またはそれ以上になるようにする。
【００４８】
なお、図２（ｃ）に示したグラフ図の横軸は、感光性材料膜の露光対象位置の左端からの距離（単位は任意）である。また、図２（ｃ）に示したグラフ図の縦軸は、感光性材料膜に照射する光の光量ＱｏＥの相対値であり、１回で露光する帯状領域における光量ＱｏＥを１にしている。また、図２（ｃ）に示したグラフ図において、実線で示した台形状の分布は、ある１つの帯状領域３Ｓの露光時における光量の分布であり、点線で示した台形状の分布は、その隣の帯状領域３Ｓの露光時における光量の分布である。
【００４９】
図３（ａ）は、理想的な画素電極および対向電極の平面レイアウトを示す模式平面図である。図３（ｂ）は、従来の液晶表示装置における重複領域の大きさの一例を示す模式平面図である。
【００５０】
横電界駆動方式のアクティブマトリクス液晶表示装置では、画素電極１０８および対向電極１０９を形成するときに、たとえば、前述のように、映像信号線１０２の延伸方向に沿って延びている櫛歯状の画素電極１０８および映像信号線１０２の延伸方向に沿って延びている櫛歯状の対向電極１０９が互いにかみ合うように、交互に配置された構造になるように形成する。この構造を直描露光方式で形成し、画素電極１０８と対向電極１０９のパターンを形成する際のポジ型ホトレジスト（感光性材料膜）の露光が過露光または露光不足の状態、つまり、重複領域３Ｌが所望の幅よりも大きくなるｘ方向のずれが発生した場合、重複領域３Ｌにおける映像信号線１０２、画素電極１０８および対向電極１０９の線幅は細くなる、または太くなる変化をする。そのため、重複領域３Ｌに形成される画素は、たとえば、対向電極１０９と画素電極１０８との間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が、ほかの帯状領域３Ｓに形成される画素における対向電極１０９と画素電極１０８との間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４とは異なる値（広くなるかまたは狭くなる）になり、液晶材料に加える電界の大きさが局所的に変化する（弱まるかまたは強まる）。
【００５１】
またこのとき、従来の液晶表示装置における重複領域は、たとえば、図３（ａ）に示すように、ｘ方向に沿って延びており、かつ、ｙ方向にならんだ数画素分に相当する幅を有する領域である。なお、図３（ａ）に示した例では、１つのマス目が１つの画素に相当する。また、１つの画素は、図１（ｂ）乃至図１（ｄ）に示したような構成であり、たとえば、ＲＧＢ方式のカラーディスプレイの場合、当該１つの画素はサブ画素と呼ばれるものであり、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色のうちのいずれかの１色の階調表示を担う画素である。このとき、表示領域のｘ方向には、たとえば、Ｒの階調表示を担うサブ画素、Ｇの階調表示を担うサブ画素、Ｂの階調表示を担うサブ画素がこの順番で繰り返し並んでいる。そして、Ｒの階調表示を担うサブ画素、Ｇの階調表示を担うサブ画素、Ｂの階調表示を担うサブ画素の３つのサブ画素で映像または画像の１ドットの色を表現する。このように、従来の液晶表示装置では、重複領域３Ｌの幅ＯＬＷが、ｙ方向にならんだ数画素分に相当する幅であるために、当該重複領域３Ｌにおける画素電極１０８と対向電極１０９との間隙が変化すると、筋状のむらとして認識される。
【００５２】
また、重複領域３Ｌは、ｘ方向に一定の間隔で周期的に存在しているので、それぞれの重複領域において画素電極１０８と対向電極１０９との間隙が変化していると、周期的な筋状のむらが認識される。
【００５３】
本願発明者らは、直描露光方式で感光性材料膜を露光する製造方法で製造されたＴＦＴ基板１を有する液晶表示装置における周期的な筋状のむらを低減する方法を検討する中で、１つの重複領域３Ｌの幅ＯＬＷの大きさと、周期的な筋状のむらを視認できる視力Ｓｄｉｓとの関係に、たとえば、下記表１に示すような関係があることを見いだした。
【００５４】
【表１】
2009251013.tif 000003
【００５５】
なお、上記表１には、たとえば、直描露光方式で感光性材料膜３を露光するときに、１つの帯状領域３Ｓの幅ＵＷを４ｍｍに設定し、１つの重複領域３Ｌの幅ＯＬＷの設定を変えて露光して製造したＴＦＴ基板１を有する液晶表示装置の表示領域ＤＡ全面を白色または黒色で表示しておき、表示面（液晶表示パネル）から３０ｃｍ離れたところから見て周期的な筋状のむらを識別できる視力の最小値をシミュレーションで見積もった結果を示している。
【００５６】
上記表１に示した関係では、たとえば、１つの重複領域３Ｌの幅ＯＬＷを８０μｍに設定した場合、視力が１．１以上の人であれば、周期的な筋状のむらを識別できる。また、１つの重複領域３Ｌの幅ＯＬＷを５０μｍに設定した場合は、視力が１．７以上の人であれば、周期的な筋状のむらを識別できる。同様に、１つの重複領域３Ｌの幅ＯＬＷを４０μｍに設定した場合は、視力が２．２以上の人であれば、周期的な筋状のむらを識別できる。
【００５７】
すなわち、上記表１に示した関係に基づくと、１つの重複領域３Ｌの幅ＯＬＷを５０μｍ以下に設定すれば、重複領域３Ｌにおける導電体パターン（たとえば、画素電極１０８および対向電極１０９）の平面形状が、レイアウトデータにおける平面形状、または帯状領域３Ｓに形成される導電体パターンの平面形状と異なる形状になって画素の特性が変化しても、周期的な筋状のむらを識別をすることは難しいと考えられる。特に、１つの重複領域３Ｌの幅ＯＬＷを２０μｍ以下に設定すれば、周期的な筋状のむらを識別できるのは視力が４．４以上の人のみであり、事実上、周期的な筋状のむらは識別できないと言える。従って、１つの重複領域３Ｌの幅ＯＬＷを５０μｍ以下、望ましくは２０μｍ以下にすることで、画質が向上できる。
【００５８】
図４（ａ）は、重複領域において生じる画素電極と対向電極の平面形状の変化の一例を示す模式平面図である。図４（ｂ）は、本発明を適用した液晶表示装置における重複領域の大きさの一例を示す模式平面図である。
【００５９】
本発明を適用したアクティブマトリクス型液晶表示装置は、直描露光方式を用いて、第１の帯状領域３Ｓ１および重複領域３Ｌの感光性材料膜３を露光した後、第２の帯状領域３Ｓ２および重複領域３Ｌを露光するときに、１つの重複領域３Ｌの幅ＯＬＷを、たとえば、５０μｍ以下に設定する。このとき、絶縁基板１００を搭載しているステージの位置合わせ精度に起因した感光させる領域にｘ方向の位置ずれが生じると、重複領域３Ｌの周辺における画素電極１０８および対向電極１０９は、たとえば、図４（ｂ）に示すような平面形状になる。
【００６０】
液晶テレビなどに用いられる液晶表示パネルのＴＦＴ基板１における１つの画素（サブ画素）のｘ方向の寸法Ｐｘは、一般に、５０μｍ以上である。そのため、１つの重複領域３Ｌの幅が５０μｍ以下であれば、たとえば、図４（ｂ）に示すように、重複領域３Ｌは、ｙ方向にならんだ１つの画素の列の上のみに存在することになる。
【００６１】
このとき、全体が第１の帯状領域３Ｓ１に存在する画素および全体が第２の帯状領域３Ｓ２に存在する画素の画素電極１０８および対向電極１０９の平面形状は、レイアウトデータにおける平面形状と合同または相似形である。そのため、全体が第１の帯状領域３Ｓ１に存在する画素および全体が第２の帯状領域３Ｓ２に存在する画素における画素電極１０８と対向電極１０９との間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４の値は、レイアウトデータにおける値と概ね等しい。すなわち、図４（ｂ）のＣ−Ｃ’線における断面構成およびＤ−Ｄ’線における断面構成は、それぞれ、図１（ｄ）に示した断面構成と同じ構成になる。
【００６２】
これに対し、重複領域３Ｌが通る画素では、画素電極１０８および対向電極１０９の平面形状は、当該重複領域３Ｌと重なる部分に露光時の位置ずれの影響が生じ、レイアウトデータおよび帯状領域３Ｓ１，３Ｓ２の画素における平面形状とは異なる形状になる。このとき、図４（ｂ）のＥ−Ｅ’線における断面構成を見ると、図１（ｄ）に示した断面構成と似た構成になるが、重複領域３Ｌにかかっている部分、すなわち画素電極１０８の映像信号線の延伸方向に沿っている部分（第２の画素電極１０８Ｒ）の電極幅（ｘ方向の寸法）と、対向電極１０９の映像信号線の延伸方向に沿っている部分（第２の対向電極１０９Ｃ）の電極幅（ｘ方向の寸法）とが、他の部分よりも狭くなっている。そのため、この画素における間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４のうちの間隙Ｇ３の値は、他の間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ４や（重複領域３Ｌ以外の）帯状領域３Ｓの画素の間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４の値よりも大きくなる。したがって、たとえば、すべての画素を同じ輝度（階調）で表示させたときに、重複領域３Ｌが通る画素の輝度は、全体が帯状領域３Ｓに存在する画素の輝度とは異なる。
【００６３】
しかしながら、上記表１に示したように、重複領域３Ｌの幅ＯＬＷを５０μｍ以下に設定した場合、周期的な筋状のむらを識別できるのは、視力が原理的に１．７以上の人である。また、実施例１の製造方法で製造されたＴＦＴ基板１を有する液晶表示パネルでは、たとえば、重複領域３Ｌが、ｙ方向にならんだ１つの画素の列の上のみに存在する。重複領域３Ｌにおける平面形状の変化に起因する画素（サブ画素）の特性の変化は、たとえば、映像または画像の１ドットのうちの１色分の画素のみで生じる。したがって、重複領域３Ｌの幅ＯＬＷを５０μｍ以下に設定した場合、実質的には、視力が２．０以上の人でなければに周期的な筋状のむらを識別できない。
【００６４】
なお、実施例１の露光方法では、帯状領域３Ｓの幅ＵＷと重複領域３Ｌの幅ＯＬＷの取り方によっては、たとえば、１つの重複領域３Ｌが、１本の映像信号線１０２を挟んで隣接する２つの画素にかかることもある。しかしながら、そのような場合でも、１つの重複領域３Ｌの幅ＯＬＷが５０μｍ以下であれば、当該２つの画素における画素電極１０８および対向電極１０９の平面寸法の変形の度合いが小さいため、当該２つの画素の特性と、全体が帯状領域３Ｓに存在する画素の特性との差が小さい。したがって、１つの重複領域３Ｌが、１本の映像信号線１０２を挟んで隣接する２つの画素にかかる場合でも、周期的な筋状のむらはほとんど識別できない。
【００６５】
以上説明したように、実施例１の液晶表示装置（ＴＦＴ基板１）の製造方法によれば、直描露光方式で感光性材料膜３を露光する際の重複領域３Ｌと対応する周期的な筋状のむらが見えにくい液晶表示装置を容易に製造することができる。すなわち、実施例１で説明した露光方法を適用してＴＦＴ基板１を製造することにより、液晶表示装置の周期的な筋状のむらを低減することができる。
【００６６】
また、実施例１の液晶表示装置（ＴＦＴ基板１）の製造方法は、２つの隣接する帯状領域３Ｓの間に設ける重複領域３Ｌの幅ＯＬＷの設定を変えるだけでよいので、従来の直描露光方式により感光性材料膜３を露光する工程を有する液晶表示装置と同等の生産性を維持することができる。
【００６７】
また、実施例１では、画素電極１０８および対向電極１０９を形成する過程で行う露光方法を例に挙げているが、これに限らず、たとえば、映像信号線１０２（ＴＦＴ素子のドレイン電極を含む）およびソース電極１０６を形成する過程で行う露光などに、実施例１で説明した方法を適用してもよいことはもちろんである。
【００６８】
また、実施例１では、図１（ｂ）乃至図１（ｄ）に示したような構成の画素を有するＴＦＴ基板１における画素電極１０８および対向電極１０９の製造方法を例に挙げているが、これに限らず、図１（ｂ）乃至図１（ｄ）に示したような構成とは異なる構成の画素を有するＴＦＴ基板１を製造するときにも、実施例１で説明した方法を適用できることはもちろんである。
【００６９】
また、本願発明者らは、実際に本発明の液晶表示パネルを試作してみた。その結果、従来の液晶表示パネルで観察されていた筋むらは観察できなかった。そこで、実際に輝度むらはなくなったのか、２次元輝度計（コニカミノルタ：CA-2000相当）で測定した。その結果、一定ピッチで輝度変化を検出することができた。この輝度変化部分を分解調査しＳＥＭで配線幅を計測し，線幅変動領域の幅を測定したところ、２０μｍであった。この試作結果からも、画素電極１０８と対向電極１０９の電極の幅が他の領域と異なる領域の幅を５０μｍ、好ましくは、２０μｍとすることで、輝度変化はあるが、筋むらとしては認識できなくなることが確認された。
【実施例２】
【００７０】
図５（ａ）乃至図５（ｃ）は、従来の直描露光方式の露光装置の概略構成の一例および当該露光装置を用いて感光性材料膜を露光するときに生じる問題点の一例を説明するための模式図である。
図５（ａ）は、直描露光方式の露光装置の概略構成の一例を示す模式図である。図５（ｂ）は、１つの帯状領域を露光するときに照射する光の光量の分布の一例を示す模式グラフ図である。図５（ｃ）は、従来の露光方法における線幅の分布の一例を示す模式グラフ図である。
【００７１】
直描露光方式の露光装置は、たとえば、図５（ａ）に示すように、表面に感光性材料膜３が形成された絶縁基板１００を搭載するステージ５、レーザ光源６、光ファイバ７、照明光学系８、空間光変調器９、回折光フィルタ１０、および投影光学系１１を有する。
【００７２】
このような構成の露光装置では、まず、レーザ光源６から発したレーザ光を、光ファイバ７および照明光学系８を通って空間光変調器９に照射させる。空間光変調器９は、たとえば、ＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｖａｌｖｅ）と呼ばれる光回折を利用したＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）であり、ＣＡＤデータなどのレイアウトデータにしたがった一次元パターンを反射回折光で形成する。この反射回折光は、回折光フィルタ１０および投影光学系１１を通り、たとえば、絶縁基板１００の表面に形成された感光性材料膜３に１／１０に縮小して投影される。
【００７３】
このとき、レーザ光源６、光ファイバ７、照明光学系８、空間光変調器９、回折光フィルタ１０、および投影光学系１１は、たとえば、露光装置内に固定されており、ステージ５をｙ方向およびｘ方向に移動させながら反射回折光の投影を繰り返すことで、感光性材料膜３の全体を露光する。
【００７４】
なお、図５（ａ）には、レーザ光源６、光ファイバ７、照明光学系８、空間光変調器９、回折光フィルタ１０、および投影光学系１１からなる１つの光学ユニットのみを示しているが、実際の露光装置は、複数の光学ユニット、たとえば、８つの光学ユニットを有する。
【００７５】
このとき、空間光変調器９（たとえば、ＧＬＶ）のキャリブレーションをすると、感光性材料膜３に照射される光の光量の分布は、たとえば、図５（ｂ）に示すように、概ね台形状の分布になる。なお、図５（ｂ）に示したグラフ図の横軸は、感光性材料膜３の露光対象領域の左端から距離ＸＰ（ｍｍ）である。また、図５（ｂ）に示したグラフ図の縦軸は、光量ＱｏＥの相対値（％）であり、感光性材料膜３を完全に感光させるために必要な最小の光量を１００％にしている。
【００７６】
このように、実際の露光装置では、感光性材料膜３に照射される光の光量の分布における１つの帯状領域３Ｓを露光する区間ＵＷの光量ＱｏＥの分布に、局所的に±５％程度のばらつきが生じる。そして、このような光量ＱｏＥの分布状態の光で露光した後、現像して得られるエッチングレジストをマスクにして、たとえば、画素電極１０８および対向電極１０９を形成すると、画素電極１０８の線幅Ｗの分布は、たとえば、図５（ｃ）に示すような周期的な変化をする。なお、図５（ｃ）に示したグラフ図の横軸は、感光性材料膜３の露光対象領域の左端から距離ＸＰ（ｍｍ）である。また、図５（ｃ）に示したグラフ図の縦軸は、画素電極１０８の線幅Ｗ（μｍ）である。すなわち、図５（ｃ）に示したグラフ図は、ｘ方向に並んだ複数の画素における画素電極１０８の線幅Ｗの変化を示している。
【００７７】
このとき、ｘ方向に並んだ複数の画素における画素電極１０８の線幅Ｗは、１つの帯状領域３Ｓに対して照射する光の幅ＵＷと同じ幅の周期（たとえば、４ｍｍ周期）を有する分布になる。
【００７８】
したがって、従来の直描露光方式の露光装置を用いて感光性材料膜を露光するＴＦＴ基板１の製造方法では、重複領域３Ｌにおけるパターンの平面形状の変形に起因する周期的な筋状のむらとは別に、帯状領域３Ｓに存在する画素におけるパターンの寸法の周期的な変化に起因する周期的なむらが発生しやすいという問題がある。
【００７９】
図６は、本発明による実施例２のＴＦＴ基板の製造方法における作用効果の一例を示す模式グラフ図である。
【００８０】
実施例２のＴＦＴ基板１の製造方法では、帯状領域３Ｓに存在する画素におけるパターンの寸法の周期的な変化に起因する周期的なむらを低減するために、感光性材料膜を露光するときに、たとえば、帯状領域３Ｓごとに、空間光変調器９（ＧＬＶ）のキャリブレーション補正値を追加し、その補正値にランダム処理を加えて露光する。このように、帯状領域３Ｓごとにランダム処理を行って露光すると、ｘ方向に並んだ複数の画素における画素電極１０８の線幅Ｗの分布は、たとえば、図６に示すような変化になる。なお、図６に示したグラフ図の横軸は、感光性材料膜３の露光対象領域の左端から距離ＸＰ（ｍｍ）である。また、図６に示したグラフ図の縦軸は、画素電極１０８の線幅Ｗ（μｍ）である。
【００８１】
このとき、１番目に露光する帯状領域３Ｓに存在する画素における画素電極１０８の線幅Ｗは、図５（ｃ）に示した分布と同様の変化をするが、２番目以降に露光する帯状領域３Ｓに存在する画素における画素電極１０８の線幅Ｗは、キャリブレーション補正値にランダム処理を加えたことで、周期性が無くなっている。そのため、実施例２で説明した露光方法を適用してＴＦＴ基板１を製造することにより、液晶表示装置において帯状領域３Ｓに存在する画素におけるパターンの寸法の周期的な変化に起因する周期的なむらを識別が困難なレベルまで低減することができる。
【００８２】
なお、実施例２では、空間光変調器９の一例としてＧＬＶを例に挙げたが、空間光変調器９は、これに限らず、たとえば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）であってもよいことはもちろんである。
【００８３】
また、実施例２では、１つの帯状領域３Ｓの幅ＵＷが４ｍｍの場合を例に挙げたが、帯状領域３Ｓの幅ＵＷは、これに限らず、たとえば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲で適宜変更可能である。
【００８４】
以上、本発明を、実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
【００８５】
たとえば、実施例１および実施例２では、図１（ｂ）乃至図１（ｄ）に示した構成の画素を有するＴＦＴ基板１を製造するときの露光方法を例に挙げたが、本発明は、これに限らず、別の構成の画素を有するＴＦＴ基板１を製造するときの露光方法にも適用できることはもちろんである。
【００８６】
また、実施例１および実施例２では、液晶テレビなどに用いられる比較的大型の液晶表示パネルのＴＦＴ基板１を製造するときの露光方法を例に挙げたが、本発明は、これに限らず、たとえば、携帯電話などの携帯型電子機器向けの比較的小型な液晶表示パネルのＴＦＴ基板１を製造するときの露光方法にも適用できることはもちろんである。
【００８７】
また、実施例１および実施例２では、液晶表示パネルのＴＦＴ基板１を製造するときの露光方法を例に挙げたが、本発明は、これに限らず、ＴＦＴ基板１と同様の構成である回路基板、たとえば、有機ＥＬを用いた自発光型表示パネルの回路基板を製造するときの露光方法などにも適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１（ａ）】本発明に関わる液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式平面図である。
【図１（ｂ）】図１（ａ）に示した液晶表示パネルのＴＦＴ基板における１画素の概略構成の一例を示す模式平面図である。
【図１（ｃ）】図１（ｂ）のＡ−Ａ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図１（ｄ）】図１（ｂ）のＢ−Ｂ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図２（ａ）】ＴＦＴ基板の製造過程において直描露光方式で感光性材料膜を露光する際の露光手順を示す模式平面図である。
【図２（ｂ）】図２（ａ）の領域ＡＲ１を拡大して示した模式平面図である。
【図２（ｃ）】露光ビームの光量の分布の一例を示す模式グラフ図である。
【図３（ａ）】理想的な画素電極および対向電極の平面レイアウトを示す模式平面図である。
【図３（ｂ）】従来の液晶表示装置における重複領域の大きさの一例を示す模式平面図である。
【図４（ａ）】重複領域において生じる画素電極と対向電極の平面形状の変化の一例を示す模式平面図である。
【図４（ｂ）】本発明を適用した液晶表示装置における重複領域の大きさの一例を示す模式平面図である。
【図５（ａ）】直描露光方式の露光装置の概略構成の一例を示す模式図である。
【図５（ｂ）】１つの帯状領域を露光するときに照射する光の光量の分布の一例を示す模式グラフ図である。
【図５（ｃ）】従来の露光方法における線幅の分布の一例を示す模式グラフ図である。
【図６】本発明による実施例２のＴＦＴ基板の製造方法における作用効果の一例を示す模式グラフ図である。
【符号の説明】
【００８９】
１…ＴＦＴ基板
１００…絶縁基板
１０１…走査信号線
１０２…映像信号線
１０３…保持容量線
１０４…第１の絶縁層
１０５…半導体層
１０６…ソース電極
１０７…第２の絶縁層
１０８…画素電極
１０９…対向電極
１１０…配向膜
２…対向基板
３…感光性材料膜
３Ｓ…帯状領域
３Ｌ…重複領域
３Ｅ１１，３Ｅ１２…感光させた領域
３Ｅ２１，３Ｅ２２…感光させる領域
４…一度に露光可能な領域
５…ステージ
６…レーザ光源
７…光ファイバ
８…照明光学系
９…空間光変調器
１０…回折光フィルタ
１１…投影光学系
【図１（ａ）】
2009251013.tif 000004
【図１（ｂ）】
2009251013.tif 000005
【図１（ｃ）】
2009251013.tif 000006
【図１（ｄ）】
2009251013.tif 000007
【図２（ａ）】
2009251013.tif 000008
【図２（ｂ）】
2009251013.tif 000009
【図２（ｃ）】
2009251013.tif 000010
【図３（ａ）】
2009251013.tif 000011
【図３（ｂ）】
2009251013.tif 000012
【図４（ａ）】
2009251013.tif 000013
【図４（ｂ）】
2009251013.tif 000014
【図５（ａ）】
2009251013.tif 000015
【図５（ｂ）】
2009251013.tif 000016
【図５（ｃ）】
2009251013.tif 000017
【図６】
2009251013.tif 000018