JP2005513529A6

JP2005513529A6 - 液晶表示装置のパネル製造方法

Info

Publication number: JP2005513529A6
Application number: JP2003553329A
Authority: JP
Inventors: タク，ヨン−ミ; パク，ウォン−ヨン; チョイ，コン−ヨン; パク，ミュン−ジェ
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2022-09-18

Abstract

ＬＣＤ製造方法の基板分割露光において、重なり領域が隣接照射域の境界に設定され、境界左右の両照射域の露光は、夫々なだらかに増減して、両照射間の継ぎ目誤差による輝度差を軽減させる。例えば、単位となる継ぎ目領域の数が左に向かってなだらかに減少し、この数が右に向かってなだらかに増加しつつ、継ぎ目領域において、横方向の右に向かって進む。単位となる継ぎ目部分は、画素を２個以上に分割して作られる。

Description

本発明は液晶表示装置の製造方法に係り、より詳しくは、基板を分割露光して製造する際、ステッチ(継ぎ目)誤差によって発生する明るさの差を減少させるための液晶表示装置の製造方法に関するものである。

一般に、マスクの大きさより液晶表示装置（以下、ＬＣＤという）パネルのアクティブ領域が大きい場合に、このアクティブ領域にパターンを形成するためには、アクティブ領域を分割してステップ・アンド・リピート（移動して再操作）工程を行う分割露光が必要である。つまり、一つのアクティブ領域を二つ以上のショット（照射）で露光することが必要である。この場合、実際のショットは、転移（ずれ）、回転、歪みなどの歪曲が発生してショット間が正確に整列（位置合わせ）されないため（以下、これを‘ステッチ誤差’という）、ショット間の各配線と画素電極との間に寄生容量の差が生じたり、パターン位置の差が生じるようになる。

このような寄生容量の差及びパターン位置の差は、各々ＬＣＤパネルの各領域の電気的な特性の差及び開口率の差を招き、結局、ショット間の境界部分で画面明るさの差を招来する。

図１は、従来のＬＣＤパネルのショット間の境界面を示した平面図である。

図１に図示したように、互いに隣接したＡショットとＢショットとの間のステッチ誤差により、ＡショットとＢショットとの境界部分でＡショットとＢショットとの間の明るさの差が急に変わるため、図８ａ及び図９ａに示すように、人の目には境界部分が帯状に見える。

したがって、従来は、このような明るさの差を減少させるために、図２のように境界部分が鋸模様になるようにショットを構成することによって明るさの差を減少させようとした。このような方式でショットを構成する場合の隣接した二つのショットの平面図が図２に示されており、露光領域の面積と輝度が各々図８ｂと図９ｂに示されている。図面より見られるように、このショット間の明るさの差の変化は、ショットの境界部分で１段階緩和するが、依然として人の目には帯状に見える。また、単位ステッチ領域が大きな場合にはモザイク模様が現れることもある。

したがって、本発明は、肉眼で観察する際、ステッチ誤差によって発生する明るさの差の変化を減少させるＬＣＤパネルの製造方法を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、分割露光時にショット間の境界部分に重なり領域（以下、これを‘ステッチ領域’という）を形成し、ステッチ領域内で境界部分の左右ショットが占める露光領域の面積が徐々に減少・増加するＬＣＤパネルを形成する。この時、一つの画素領域を二つ以上に分割して単位ステッチ領域として用いる。

この時、前記画素領域は、隣接した二つのゲート線とデータ線とが交差して定義する領域であり、前記単位ステッチ領域は、前記画素領域を、前記ゲート線と平行した分割線又はデータ線と平行した分割線に沿って分割した領域と定義できる。

このように、ショット間の境界部分で境界両側のショットが占める露光領域を徐々に変化させることにより、ショットの境界部分で明るさが徐々に変化して、ショット間の境界が明確に現れなくなる。

ＬＣＤパネルの分割露光の際、ステッチ左右ショット間の領域の漸進的な変化を通じて、ＬＣＤのパネルで発生するステッチ誤差による明るさの差を減少できる。

添付した図面を参照して、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施例を詳細に説明する。

図３は、本発明の実施例によるＬＣＤパネルの隣接したショットを示した平面図である。

図４は、本発明の第１実施例によるＬＣＤパネルのショット間の境界部分を示した平面図である。

図５は、本発明の第１実施例による液晶表示装置の単位ステッチ領域を示す平面図である。

図４に示したように、互いに隣接した二つのショット、例えば、左側のＡショット（白い部分）と右側のＢショット（黒い部分）との間の重なり部分であるステッチ領域を複数の単位ステッチ領域、例えば、１０×９個の単位ステッチ領域（単位ステッチ領域とは、ステッチ領域をｎ×ｍ（ｎ、ｍは自然数）の区域に分ける場合に基本となる一つの領域を指す；以下、同一である）からなる。

ここで、単位ステッチ領域は、一つの画素を二つ又はそれ以上に分割してできる小領域を一つの単位ステッチ領域として用いる。このように単位ステッチ領域の大きさを減少させることにより、モザイク模様が現れることを防止できる。本発明の第１実施例では図５に示したように、一つの画素をａ、ｂの二つの領域に分け、各々を単位ステッチ領域として用いる。

以下、図５を参照して、本発明の第１実施例での単位ステッチ領域についてより詳細に説明する。

図５を見れば、薄膜トランジスタ基板上に、横方向に伸びているゲート線２０と縦方向に伸びているデータ線７０とが交差して画素領域を定義し、各画素領域には、薄膜トランジスタと切除パターン９０１，９０３，９０５，９０７，９０９，９１１，９１３とを有する画素電極９０が形成されている。薄膜トランジスタ基板と対向する色フィルター基板（図示せず）には共通電極（図示せず）が形成されており、この共通電極も切除パターン４０１，４０３，４０５，４０７，４０９，４１１，４１３を有する。共通電極に形成されている切除パターン４０１，４０３，４０５，４０７，４０９，４１１，４１３は点模様を入れて示した。画素電極９０の切除パターン９０１，９０３，９０５，９０７，９０９，９１１，９１３と共通電極の切除パターン４０１，４０３，４０５，４０７，４０９，４１１，４１３とは互いに交互に配置されており、画素領域を複数の小ドメインに分割する。この時、これらａ、ｂの二つの領域は、共通電極の切除パターン４０７によって境界が定義される。

本発明の第１実施例では画素領域を二つに分けたａ、ｂ領域を単位ステッチ領域として用いて、ａ領域はＡショットによって露光し、ｂ領域はＢショットによって露光できる。このようにすれば、画素領域一つを単位ステッチ領域とする場合よりさらに細密に明るさの差を希釈できるようになるので、モザイク紋のような表示染みを防止できる。また、単位ステッチ領域間の境界に切除パターン４０７が配置されるので、単位ステッチ領域間の明るさの差によって薄暗く存在し得るショット間の境界線も遮ることができる。

図４を参照して、本発明の第１実施例によるステッチ誤差を減少させるためのＬＣＤパネルの製造方法を説明する。

本発明の第１実施例によれば、ステッチ領域内において、横軸に沿って右側に行くほどＡショット露光単位のステッチ領域数を徐々に減少させ、Ｂショット露光単位のステッチ領域数を徐々に増加させて明るさが連続的に変わるようにする。ここで、あるショットの露光単位ステッチ領域とは、そのショットで露光される単位ステッチ領域を意味する。
例えば、ステッチ領域が９個の列と１０個の行の単位ステッチ領域からなる場合、第１列には、Ａショット単位ステッチ領域９個とＢショット単位ステッチ領域１個を配列し、第２列には、Ａショット単位ステッチ領域８個とＢショット単位ステッチ領域２個を配列し、第３列には、Ａショット単位ステッチ領域７個とＢショット単位ステッチ領域３個を配列する、という形式にする。この時、Ａショット単位ステッチ領域とＢショット単位ステッチ領域の配置は、可能であれば同じショットの単位ステッチ領域が集まらないようにするのが好ましい。同じショットの単位ステッチ領域が集まれば、巨視的に見た場合に表示染みが発生する恐れがあるからである。
このように、横方向に沿ってＡショットの単位ステッチ領域の数は徐々に減少させ、Ｂショットの単位ステッチ領域の数は徐々に増加させる。

図８ｃは、横方向に沿い、Ａショットのステッチ領域、そしてＢショットの露光領域の面積を示した図である。図８ｃに示したように、本発明の第１実施例では横方向に沿ってＡ及びＢショットの単位ステッチ領域の数が減少・増加するため、ＡショットとＢショットとの間の明るさの差が徐々に変化する。

図９ｃは、本発明の第１実施例によるＬＣＤパネルの隣接したショットとステッチ領域での明るさの差を示した図である。

図９ｃにおいて、横軸は、増加する方向にＡショット、ステッチ領域、そしてＢショットを示し、縦軸は輝度を示す。本グラフでは、ＡショットがＢショットより明るい場合のステッチ領域での明るさの変化を示したものであって、Ａ領域側からＢ領域側に行くほど徐々に暗くなることが分かる。

一方、図６は、本発明の第２実施例によるＬＣＤのショット間の境界面を示した平面図であり、図７は、本発明の第２実施例による液晶表示装置の単位ステッチ領域を示す平面図である。

図６に示したように本発明の第２実施例は、ステッチ領域内において、横軸に沿って右側に行くほど各々の単位ステッチ領域内において、Ａショットの露光領域を徐々に減少させ、Ｂショットの露光領域を徐々に増加させて、明るさが連続的に変わるようにするショット構成方法である。

例えば、ステッチ領域が９個の列と１０個の行の単位ステッチ領域からなる場合、第１列は、各々の単位ステッチ領域でＡショットは９０％領域、Ｂショットは１０％領域を露光し、第２列は、各々の単位ステッチ領域でＡショットは８０％領域、Ｂショットは２０％領域を露光すれば、第３列は、各々の単位ステッチ領域でＡショットは７０％領域、Ｂショットは３０％領域を露光する式を考えることができる。

このように横方向に沿って、単位ステッチ領域内で露光される領域をＡショットは徐々に減少させ、Ｂショットは徐々に増加させる。

このように配列すれば、横方向に沿ってＡ及びＢ単位ステッチ領域間の明るさが徐々に変化する。

ここで、単位ステッチ領域は、一つの画素を二つ又はその以上に分割してなる小領域を一つの単位ステッチ領域として用いる。このように単位ステッチ領域の大きさを減少させることによってモザイク模様が現れることを防止できる。本発明の第２実施例では、図７に示したように、一つの画素をａ、ｂ、ｃ、ｄの４個の領域に分けて各々を単位ステッチ領域として用いる。

以下、図７を参照して、本発明の第２実施例における単位ステッチ領域についてより詳細に説明する。

図７を見れば、薄膜トランジスタ基板上に、横方向に伸びているゲート線２０と縦方向に伸びているデータ線７０とが交差して画素領域を定義しており、各画素領域には、薄膜トランジスタと切除パターン９０１，９０３，９０５，９０７，９０９，９１１とを有する画素電極９０が形成されている。薄膜トランジスタ基板と対向する色フィルター基板（図示せず）には共通電極（図示せず）が形成されているが、共通電極も切除パターン４０１，４０３，４０５，４０７，４０９，４１１，４１３を有する。共通電極に形成されている切除パターン４０１，４０３，４０５，４０７，４０９，４１１，４１３は点紋を入れて示した。画素電極９０の切除パターン９０１，９０３，９０５，９０７，９０９，９１１と共通電極の切除パターン４０１，４０３，４０５，４０７，４０９，４１１，４１３は互いに交互に配置されており、画素領域を複数の小ドメインに分割する。この時、切除パターンの配置は、ａとｂ領域がその境界線を中心に互いに対称をなし、ｂとｃ領域がその境界線を中心に対称をなし、ｃとｄ領域もその境界線を中心に互いに対称をなす。この時、これらａ、ｂ、ｃ、ｄの各領域の境界は、画素電極と共通電極が有する切除パターン４０１，４０３，４０５，４０７，４０９，４１１，４１３，９０１，９０３，９０５，９０７，９０９，９１１によって境界が定義される。以上ではドメイン分割手段に切除パターンを例に挙げて説明したが、突起や溝もドメイン分割手段として用いることができる。

本発明の第２実施例では、画素領域を４個に分けたａ、ｂ、ｃ、ｄの各領域を単位ステッチ領域として用いて互いに異なるショットを通じて露光できる。例えば、ＡショットとＢショットに含まれる領域は、（ａ：ｂ，ｃ，ｄ）、（ａ，ｂ：ｃ，ｄ）、（ａ，ｂ，ｃ：ｄ）、（ａ，ｄ：ｂ，ｃ）など様々に分類できる。このようにすれば、画素領域一つを単位ステッチ領域とする場合よりさらに細密に明るさの差を希釈できるので、モザイク模様のような表示染みを防止できる。また、単位ステッチ領域間の境界に切除パターン４０１，４０３，４０５，４０７，４０９，４１１，４１３，９０１，９０３，９０５，９０７，９０９，９１１が配置されるので、単位ステッチ領域間の明るさの差によって薄暗く存在し得るショット間の境界線も遮ることができる。

本発明の第２実施例による互いに隣接したショット間の露光領域の面積を図８ｃに、明るさの変化を図９ｃに示し、グラフの内容は、第１実施例の図８ｃと図９ｃの説明と同一である。

図１０は、本発明の第３実施例による液晶表示装置の単位ステッチ領域を示す平面図である。

図１０を見れば、薄膜トランジスタ基板上に、横方向に伸びているゲート線２０と縦方向に伸びているデータ線７０とが交差して画素領域を定義しており、各画素領域には、薄膜トランジスタと切除パターン９０１，９０３，９０５，９０７，９０９，９１１，９１３，９１５とを有する画素電極９０が形成されている。薄膜トランジスタ基板と対向する色フィルター基板（図示せず）には共通電極（図示せず）が形成されているが、共通電極も切除パターン４０１，４０３，４０５，４０７，４０９，４１１，４１３，４１５を有する。共通電極に形成されている切除パターン４０１，４０３，４０５，４０７，４０９，４１１，４１３，４１５は点紋を入れて示した。画素電極９０の切除パターン９０１，９０３，９０５，９０７，９０９，９１１，９１３，９１５と共通電極の切除パターン４０１，４０３，４０５，４０７，４０９，４１１，４１３，４１５は互いに交互に配置されており、画素領域を複数の小ドメインに分割する。以上ではドメイン分割手段に切除パターンを例に挙げて説明したが、突起や溝もドメイン分割手段として用いることができる。

ここで、単位ステッチ領域は、一つの画素領域を１６等分してなる領域である。図１０で、ａと表示された部分が一つの単位ステッチ領域を示す。

本発明の第２実施例では、画素領域を１６個に分けた各領域を単位ステッチ領域として用い、互いに異なるショットを通じて露光する。このようにすれば、第１及び第２実施例のように画素領域一つを横にのみ等分して単位ステッチ領域とする場合よりさらに細密に明るさの差を希釈できるので、モザイク模様のような表示染みを防止するには一層有利である。

本実施例では画素領域を１６等分して別個の単位ステッチ領域と定義したが、単位ステッチ領域を定義するための画素領域の分割数は１６より小さくても大きくても差し支えない。

第３実施例が第２実施例と区別される最も大きな特徴は、画素領域を横方向だけでなく、縦方向にも分割して単位ステッチ領域を定義することである。

図１１は、本発明の第３実施例によって液晶表示装置を製造する場合、ショット間の境界領域においてＡショットとＢショットに各々属する単位ステッチ領域の個数の変動を示す概念図である。図１１において、白色はＡショットに属する領域、黒色はＢショットに属する領域であり、矢印で表示された境界は画素領域間の境界を示す。

図１１を見れば、最も左側の画素領域ではＢショットに属する単位ステッチ領域が６個であるが、右側に行くほどその個数が徐々に減り、最も右側の画素領域ではＢショットに属する単位ステッチ領域が一つのみ示されている。図面に示していない部分まで考慮すれば、左に行くほどＢショットに属する単位ステッチ領域が徐々に増加して、結局は全ての領域がＢショットに属するようになり、右側に行くほどＢショットに属する領域は徐々に減少し、Ａショットに属する領域が徐々に増加して、結局は全ての領域がＡショットに属するようになる。

このようにすれば、誤整列が発生するとしても、ドメインの面積が予定の値より外れる幅が従来の技術に比べて大幅に減少する。これについて図１２を参照して説明する。

図１２は、マスク整列が正確な場合と誤整列が発生した場合のドメイン面積の変化を示す概念図である。図１２で“整列が正確な場合”と表示した図形が元来目的としたドメイン面積であり、“誤整列が発生した場合”と表示した図形が、誤整列によって増加したドメインの面積を示す。

誤整列が発生した場合において、誤整列によって増加する部分が、本発明による場合にはドメインの全体長さのうちの一部分で済むのに反し、従来の技術による場合にはドメインの全体長さの全部で現れる。したがって、本発明によれば、誤整列が発生しても、ドメインの面積が予定された値より外れる幅が従来の技術に比べて著しく減少する。

液晶表示装置、特にアクティブマトリックス液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）においては、配線、画素電極、スイッチング素子などを形成するために複数の写真工程、つまり複数レイヤーの露光が必要となる。この場合、明るさを正確に徐々に変化させるためには、複数レイャーの露光時にステッチ領域と単位ステッチ領域とを一致させることが必要である。その他にも、ステッチ領域や単位ステッチ領域を異なるようにする方法も可能であり、特定レイャーの場合は、従来のように直線や鋸形などのステッチ方法を用いることもできる。

従来の液晶表示装置の隣接した二つのショットを示した平面図である。従来の液晶表示装置の隣接した二つのショットを示した平面図である。本発明の第１及び第２実施例による液晶表示装置のＡショット及びＢショットを示した平面図である。本発明の第１実施例による液晶表示装置のショット間の境界部分を示した平面図である。本発明の第１実施例による液晶表示装置の単位ステッチ領域を示す平面図である。本発明の第２実施例による液晶表示装置のショット間の境界部分を示した平面図である。本発明の第２実施例による液晶表示装置の単位ステッチ領域を示す平面図である。従来の液晶表示装置におけるショット間の境界部分の近くのＡショット及びＢショットが占める露光領域の面積を示したものである。従来の液晶表示装置におけるショット間の境界部分の近くのＡショット及びＢショットが占める露光領域の面積を示したものである。本発明の第１及び第２実施例による液晶表示装置におけるショット間の境界部分の近くのＡショット及びＢショットが占める露光領域の面積を示したものである。従来の液晶表示装置におけるショット間の輝度差を示したものである。及び従来の液晶表示装置におけるショット間の輝度差を示したものである。本発明の第１及び第２実施例による液晶表示装置におけるショット間の輝度差を示したものである。本発明の第３実施例による液晶表示装置の単位ステッチ領域を示す平面図である。ショット間の境界領域におけるＡショット及びＢショットに各々属する単位ステッチ領域の個数の変動を表示する概念図である。マスク整列が正確な場合と誤整列が発生した場合のドメイン面積の変化を示す概念図である。

Claims

アクティブ領域を、互いに隣接した第１ショット及び第２ショットを含む複数のショットに分割露光する液晶表示装置の製造方法において、
前記第１ショットと前記第２ショットとの境界部分に前記第１ショット及び前記第２ショットが重なるステッチ領域を設け、前記ステッチ領域内において、前記第１ショットから前記第２ショットに向かう方向に沿って前記第１ショットの領域を徐々に減少させ、前記第２ショットの領域を徐々に増加させ、前記第１ショットの領域減少及び前記第２ショットの領域増加は、一つの画素領域を二つ以上に分割して形成された単位ステッチ領域を単位として構成される液晶表示装置の製造方法。
前記画素領域にはドメイン分割手段が形成され、一つの前記画素領域内に含まれる前記単位ステッチ領域間の境界には前記ドメイン分割手段が位置する、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記画素領域は、隣接した二つのゲート線とデータ線とが交差して定義する領域であり、前記単位ステッチ領域は、前記画素領域を前記ゲート線と平行した分割線に沿って分割した領域と定義する、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記画素領域は、隣接した二つのゲート線とデータ線とが交差して定義する領域であり、前記単位ステッチ領域は、前記画素領域を前記データ線と平行した分割線に沿って分割した領域と定義する、請求項１又は３に記載の液晶表示装置の製造方法。