(57)【要約】【課題】本発明はフォトマスク構造及びＣＯＡ型アレイ基板を提供する。【解決手段】該フォトマスク構造は中心遮光部１、中心遮光部１を囲み、中心遮光部１の外郭形状と一致する外周遮光部３と、外周遮光部３と中心遮光部１との間に挟まれた環状の中抜きスリット５を備え、露光の光線は、中抜きスリット５を経て回折し、反対方向への曲げ・発散の伝達及びエネルギー強度のグラデーションが生じ、ネガ型フォトレジストと配合することによって、最終的に得られるカラーフィルム層ビアホールの勾配が緩くなり、画素電極と金属材質の信号線との間の電気的な接続の品質を改善し、表示不良の発生を回避することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心遮光部と、前記中心遮光部を囲み、該中心遮光部の外郭形状と一致する外周遮光部と、前記外周遮光部と前記中心遮光部との間に挟まれた環状の中抜きスリットとを備えることを特徴とするフォトマスク構造。
【請求項２】
前記中心遮光部の外郭形状は円形であり、前記外周遮光部は円環状に対応し、前記中抜きスリットは円環状に対応することを特徴とする請求項１記載のフォトマスク構造。
【請求項３】
前記中心遮光部の外郭形状は正方形であり、前記外周遮光部は正方形形態の環状に対応し、前記中抜きスリットは正方形形態の環状に対応することを特徴とする請求項１記載のフォトマスク構造。
【請求項４】
前記中心遮光部の外郭形状は正六角形であり、前記外周遮光部は正六角形形態の環状に対応し、前記中抜きスリットは正六角形形態の環状に対応することを特徴とする請求項１記載のフォトマスク構造。
【請求項５】
前記中心遮光部の外郭形状は正八角形であり、前記外周遮光部は正八角形形態の環状に対応し、前記中抜きスリットは正八角形形態の環状に対応することを特徴とする請求項１記載のフォトマスク構造。
【請求項６】
前記中抜きスリットの幅は２．０μm以下であることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク構造。
【請求項７】
前記外周遮光部の幅は０.５μｍよりも大きく、且つ１.０μｍ以下であることを特徴とする請求項６記載のフォトマスク構造。
【請求項８】
前記中心遮光部と外周遮光部の材質はクロムであることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク構造。
【請求項９】
アレイ状に配列された薄膜トランジスタと、下から上に向かって順に前記薄膜トランジスタに積層された保護層と、カラーフィルム層と、画素電極とブラックマトリクスを備え、前記カラーフィルム層にはビアホールが開設されており、前記画素電極は前記ビアホールを介して薄膜トランジスタのドレイン電極に接続されて、
前記ビアホールは、請求項１記載のフォトマスク構造を有するフォトマスクで作製されることによって、その勾配が緩くなることを特徴とするＣＯＡ型アレイ基板。
【請求項１０】
中心遮光部と、前記中心遮光部を囲み、該中心遮光部の外郭形状と一致する外周遮光部と、前記外周遮光部と前記中心遮光部との間に挟まれた環状の中抜きスリットとを備えるフォトマスク構造であって、前記中抜きスリットの幅は２．０μm以下であり、前記中心遮光部と外周遮光部の材質はクロムであることを特徴とするフォトマスク構造。
【請求項１１】
前記中心遮光部の外郭形状は円形であり、前記外周遮光部は円環状に対応し、前記中抜きスリットは円環状に対応することを特徴とする請求項１０記載のフォトマスク構造。
【請求項１２】
前記中心遮光部の外郭形状は正方形であり、前記外周遮光部は正方形形態の環状に対応し、前記中抜きスリットは正方形形態の環状に対応することを特徴とする請求項１０記載のフォトマスク構造。
【請求項１３】
前記中心遮光部の外郭形状は正六角形であり、前記外周遮光部は正六角形形態の環状に対応し、前記中抜きスリットは正六角形形態の環状に対応することを特徴とする請求項１０記載のフォトマスク構造。
【請求項１４】
前記中心遮光部の外郭形状は正八角形であり、前記外周遮光部は正八角形形態の環状に対応し、前記中抜きスリットは正八角形形態の環状に対応することを特徴とする請求項１０記載のフォトマスク構造。
【請求項１５】
前記外周遮光部の幅は０.５μｍよりも大きく、且つ１.０μｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載のフォトマスク構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶ディスプレイの製造工程分野に関し，特にフォトマスク構造及びＣＯＡ型アレイ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示技術の発展に伴い、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ，ＴＦＴ−ＬＣＤ）が高画質、省電力、胴薄、小型、無放射等の利点を有するため、携帯電話、テレビ、パーソナルデジタルアシスタント、デジタルカメラ、ノートパソコン、デスクトップパソコン等の各種消費性電子製品に広く用いられており、フラットパネルディスプレイの主流となってきた。
【０００３】
従来市場での液晶ディスプレイの大半はバックライト型液晶ディスプレイであり、液晶表示パネル及びバックライトモジュール（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌｅ）を備える。従来の液晶表示パネルは、カラーフィルタ基板（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ、ＣＦ）、薄膜トランジスタアレイ基板（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ａｒｒａｙ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）及び両基板間に配置された液晶層（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｌａｙｅｒ）で構成されている。その動作原理は、２枚の基板に駆動電圧を印加して液晶層の液晶分子の回転を制御することにより、バックライトモジュールの光線を屈折させて画面を生成することにある。
【０００４】
現在、液晶表示パネルの開口率を向上させ、寄生容量効果を低減するために、益々多くの液晶表示パネル製品がカラーフィルムをアレイ基板側に設置し、すなわち、ＣＯＡ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ Ｏｎ Ａｒｒａｙ）技術を採用している。カラーフィルタ基板上にカラーフィルタとブラックマトリクスを設けるという従来技術と比べて、ＣＯＡ型アレイ基板は、液晶パネスを対向させる時の偏差を考慮する必要がないため、ゲート線、データ線と薄膜トランジスタ部などをブラックマトリクスによって遮光する構造など、遮光必要な構造を保証する前提で、ブラックマトリクスの幅を適宜小さくして、開口率を向上させることができる。
【０００５】
図１に示すように、従来のＣＯＢ型アレイ基板は、薄膜トランジスタＴ１０のアレイにおいて、保護層１００と、カラーフィルム層２００と、画素電極３００とブラックマトリクス（図示せず）が順に積層され、画素電極３００と金属材質の信号線との電気的接続を実現させるために、カラーフィルム層２００にビアホール２０１が設けられている。実際の生産過程において、フォトマスク（Ｍａｓｋ）のパターンを、ネガ型フォトレジストと配合して利用することによって前記カラーフィルム層２００内のビアホール２０１を作製する。ネガ型フォトレジストの特性は、光が照射される領域が現像液によって除去されず、光が照射されない領域では現像液によって除去されることであり、これは、ポジ型フォトレジストの特性とは相反する。
【０００６】
図２に示すように，従来の前記カラーフィルム層２００内のビアホール２０１を製造するためのフォトマスクに用いられるパターンは、中実円形の遮光領域９００と該遮光領域９００の周辺に位置する肉抜きの透光領域９０１とからなり、前記中実円形の遮光領域９００は、前記カラーフィルム層２００内のビアホール２０１の位置に対応している。しかしながら、図３に示すように、上記従来のフォトマスクを用いてカラーフィルム層２００内のビアホール２０１を作る際に、ビアホール２０１におけるカラーフィルム層２００の厚さ及びテーパー（Ｔａｐｅｒ）をコントロールしにくくなり、テーパーが急勾配となって、ビアホール２０１内の画素電極３００が破断して画素電極３００と金属材質の信号線との間の電気的接続が不良となり、製品の表示不良が生じる。良好な電気的接続を保証する場合により大きなサイズを有するビアホール２０１を作製する必要があり、これは、間違いなく画像開口率を低下させてしまい、ビアホール２０１が過大な状況では、液晶パネルを対向させる製造工程の後に、ガスが振動により極めて漏れやすくなり、液晶層に拡散するため、気泡（Ｂｕｂｂｌｅ）が発生し、黒いムラができ、表示効果に影響してしまう。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、カラーフィルム層のビアホールの勾配を緩やかにし、画素電極と金属材質の信号線との間の電気的な接続の品質を改善して表示不良の発生を回避することができるフォトマスク構造を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は、カラーフィルム層のビアホールの勾配を緩やかにし、画素電極と金属材質の信号線との間の電気的な接続の品質を改善して表示不良の発生を回避することができるＣＯＡ型アレイ基板を提供することをもう一つの目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、中心遮光部と、前記中心遮光部を囲み該中心遮光部の外郭形状と一致する外周遮光部と、前記外周遮光部と前記中心遮光部との間に挟まれた環状の中抜きスリットとを備えるフォトマスク構造を提供する。
前記中心遮光部の外郭形状は円形であり、前記外周遮光部は円環状に対応し、前記中抜きスリットは円環状に対応することが好ましい。
前記中心遮光部の外郭形状は正方形であり、前記外周遮光部は正方形形態の環状に対応し、前記中抜きスリットは正方形形態の環状に対応することが好ましい。
【００１０】
前記中心遮光部の外郭形状は正六角形であり、前記外周遮光部は正六角形形態の環状に対応し、前記中抜きスリットは正六角形形態の環状に対応することが好ましい。
【００１１】
前記中心遮光部の外郭形状は正八角形であり、前記外周遮光部は正八角形形態の環状に対応し、前記中抜きスリットは正八角形形態の環状に対応することが好ましい。
前記中抜きスリットの幅は２．０μm以下である。
前記外周遮光部の幅は０.５μｍよりも大きく、且つ１.０μｍ以下である。
前記中心遮光部と外周遮光部の材質はクロムである。
【００１２】
本発明は、さらに、アレイ状に配列された薄膜トランジスタと、下から上に向かって順に前記薄膜トランジスタに積層された保護層と、カラーフィルム層と、画素電極とブラックマトリクスを備え、前記カラーフィルム層にはビアホールが開設されており、前記画素電極は前記ビアホールを介して薄膜トランジスタのドレイン電極に接続されているＣＯＡ型アレイ基板を提供する。
【００１３】
前記ビアホールは、前記フォトマスク構造を有するフォトマスクで作製されることによって、その勾配が緩くなり、画素電極と金属材質の信号線との電気的な接続の品質を改善して表示不良の発生を回避することができる。
【００１４】
本発明は、中心遮光部と、前記中心遮光部を囲み、該中心遮光部の外郭形状と一致する外周遮光部と、前記外周遮光部と前記中心遮光部との間に挟まれた環状の中抜きスリットとを備えるフォトマスク構造であって、前記中抜きスリットの幅は２．０μm以下であり、前記中心遮光部と外周遮光部の材質はクロムであることを特徴とするフォトマスク構造を、さらに提供する。
【００１５】
本発明の有利な効果は次の通りである。外周遮光部と中心遮光部との間に環状の中抜きスリットを介設させ、露光の光線が前記中抜きスリットを経て回折し、反対方向への曲げ・発散の伝達及びエネルギー強度のグラデーションが生じ、ネガ型フォトレジストと配合することにより、最終的に得られるカラーフィルム層ビアホールの勾配を緩やかにしたフォトマスク構造を提供することによって、画素電極と金属材質の信号線との間の電気的な接続の品質を改善し、表示不良を回避することができる。本発明に提供されるＣＯＡ型アレイ基板は、カラーフィルム層ビアホールが上記フォトマスク構造を有するフォトマスクで作製され、勾配が緩くなり、画素電極と金属材質の信号線との間の電気的な接続の品質を改善し、表示不良の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の特徴及び技術内容をより一層理解できるために、以下に本発明に関する詳細な説明及び図面を参照されたい。ただし、図面は参考及び説明に供するためのものであり、本発明を限定するものではない。
図面説明は次のとおりである。
【図１】従来のＣＯＡ型アレイ基板の断面構造の模式図である。
【図２】従来のカラーフィルム層ビアホールを製造するためのフォトマスクに採用されたパターンの模式図である。
【図３】従来のフォトマスクを使用してカラーフィルム層ビアホールを作製する際に、ビアホールの勾配が急勾配となることを示す模式図である。
【図４】本発明のフォトマスク構造の実施例１の模式図である。
【図５】本発明のフォトマスク構造の実施例２の模式図である。
【図６】本発明のフォトマスク構造の実施例３の模式図である。
【図７】本発明のフォトマスク構造の実施例４の模式図である。
【図８】本発明のフォトマスク構造を有するフォトマスクを使用してカラーフィルム層ビアホールを製造することによりビアホールの勾配を緩やかにすることを示す模式図である。
【図９】本発明のＣＯＡ型アレイ基板の断面構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に採用された技術的手段及びその効果をさらに説明するために，以下は本発明の好ましい実施例及び添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図4〜図7を参照して、本発明は、ＣＯＡ型アレイ基板内のカラーフィルタ層ビアホールを作製するためのフォトマスク構造であって、中心遮光部１と、該中心遮光部１を囲み、該中心遮光部１の輪郭形状に一致する外周遮光部３と、該外周遮光部３と中心遮光部1との間に挟まれた環状の中抜きスリット５とを備えるフォトマスク構造を提供する。
【００１９】
本発明のフォトマスクを、ネガ型フォトレジストと配合して採用し、前記中心遮光部１と、中抜きスリット５と外周遮光部３とによって構成されたパターンは、最終的に作製されたカラーフィルム層ビアホールの位置に対応している。
【００２０】
光の回折の原理により、スリット、または小孔のような障害物を通過した後に、異なる程度の曲げ・発散伝達が生じて明暗模様の回折パターンが現れ、また、明暗模様の境界がシャープでなく、明暗の市松模様の状態を呈するとともに、光線のエネルギー強度もグラデーションが生じる。本発明は、外周遮光部３と中心遮光部１との間に環状の中抜きスリット５を介在させ、露光の光線が前記中抜きスリット５を経て回折し、図２に示す従来のフォトマスクを経て直進伝達する場合と異なり、反対方向への曲げ・発散の伝達及びエネルギー強度のグラデーションが生じる。露光後、光照射されない領域が現像液によって除去され、光照射された領域が現像液によって除去されず、最終的に得られるカラーフィルム層ビアホールの勾配は、図８に示すように緩やかとなり、画素電極と金属材質の信号線との間の電気的な接続の品質が改善される。
具体的には、前記中心遮光部1と外周遮光部３の材質は、クロム（Ｃｒ）である。
【００２１】
図４は、本発明のフォトマスク構造の実施例１を示すためのものである。実施例１において、前記中心遮光部１の外郭形状が正八角形であり、前記外周遮光部３が正八角形形態の環状に対応しており、中抜きスリット５が正八角形形態の環状に対応している。
【００２２】
中心遮光部1の外郭から外周遮光部3の内輪郭までの垂直距離を中抜きスリット５の幅と定義し、中抜きスリット５の幅をＢとするとき、Ｂの最適値は、Ｂ≦２．０μｍである。
Ｂ＞２.０μｍの場合、カラーフィルム層ビアホール内にフォトレジスト残りが発生し、エッチング残りになって、露光の光線の回折効果に影響してしまう。
【００２３】
外周遮光部３の内輪郭と外輪郭との間の垂直距離を外周遮光部３の幅と定義し、外周遮光部３の幅をＡとするとき、Ａの最適値は、０．５μｍ＜Ａ≦１．０μｍである。
【００２４】
外周遮光部３の幅Ａの最適値の範囲内であれば、最終的に得られるカラーフィルム層ビアホールの勾配が著しく改善される。一方、Ａ≦０.５ｍである場合、最終的に得られるカラーフィルム層ビアホールの勾配が垂直に近くなり、回折効果が発現しない。
前記中心遮光部１のサイズは、異なるカラーフィルム層の貫通孔の具体的な大きさに応じて決定することができる。
【００２５】
図５は、本発明のフォトマスク構造の実施例２を示すためのものである。この実施例２において、前記中心遮光部1の外郭形状が円形であり、前記外周遮光部３が円環状に対応し、前記中抜きスリット５は円環状に対応する。外周遮光部３の幅Ａ及び中抜きスリット５の幅Ｂの値は実施例１と同じであるため、ここでは説明を繰り返さない。
【００２６】
図６は、本発明のフォトマスク構造の実施例３を示すためのものである。この実施例３において、前記中心遮光部１の外郭形状が正方形であり、前記外周遮光部３が正方形形態の環状に対応し、外周遮光部３の幅Ａ及び中抜きスリット５の幅Ｂの値は実施例１と同じであるため、ここでは説明を繰り返さない。
【００２７】
図７は、本発明のフォトマスクの構造の実施例４を示すためのものである。この実施例４において、前記中心遮光部１の外郭形状が正六角形であり、前記外周遮光部３が正六角形形態の環状に対応し、前記中抜きスリット５が正六角形形態の環状に対応している。外周遮光部３の幅Ａ及び中抜きスリット５の幅Ｂの値は実施例１と同じであるため、ここでは説明を繰り返さない。
【００２８】
当然ながら、本発明のフォトマスク構成は、上記４つの実施例に限定されるものではない。中心遮光部１は、正五角形、正七角形、正十角形等の異なる辺の数の正多角形形状とすることも可能であり、外周遮光部３及び中抜きスリット５が対応する正多角形の形態の環状であってもよい。これは、露光設備やエッチング設備の精度に関係する。露光設備やエッチング設備の精度が高いものであれば、辺の数の少ない正多角形の形状を選択することができる。逆に、露光設備やエッチング設備の精度が低い場合、辺の数の多い正多角形の形状を選択することができる。
【００２９】
図９を参照して、本発明は、アレイ状に配列された薄膜トランジスタＴと、下から上に向かって前記薄膜トランジスタに順に積層された保護層１０と、カラーフィルム層２０と、画素電極３０とブラックマトリクス（図示せず）を備えるＣＯＡ型アレイ基板を提供する。前記カラーフィルム層２０にはビアホール２１が開設されており、前記画素電極３０は前記ビアホール２１を介して薄膜トランジスタＴのドレイン電極に接続されている。
【００３０】
前記ビアホール２１は、前記フォトマスク構造を有するフォトマスクによって作製され、勾配が緩くなり、ビアホール２１内の画素電極３０が破断しにくく、金属材質の信号線との電気的な接続の品質が改善され、表示不良の発生を回避することができる。
【００３１】
以上より、本発明のフォトマスク構造によれば、外周遮光部と中心遮光部との間に環状の中抜きスリットを介在させ、露光の光線が前記中抜きスリットを通して回折し、反対方向への曲げ・発散の伝達及びエネルギー強度のグラデーションが生じる。また、ネガ型フォトレジストと配合することによって、最終的に得られるカラーフィルム層ビアホールの勾配が緩くなることから、画素電極と金属材質の信号線との電気的な接続の品質を改善して、表示不良を回避することができる。本発明のＣＯＡ型アレイ基板は、カラーフィルム層ビアホールが上記フォトマスク構造を有するフォトマスクで作製され、勾配が緩くなり、画素電極と金属材質の信号線との電気的な接続の品質を改善でき、表示不良の発生を回避できる。
【００３２】
上述したように、当業者であれば、本発明の技術的思想及び技術思想に基づいて、ほかの様々な変更及び変形が可能であり、それら全ての変更及び変形は、いずれも本発明の特許請求の範囲に属すべきものである。
【図１】
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【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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【図９】
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【国際調査報告】
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