液晶顯示裝置及其製造方法
2023-06-02 19:25:56 1
專利名稱：液晶顯示裝置及其製造方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示裝置及其製造方法。更詳細地，涉及使用梳齒狀電極對液晶施加電壓的垂直取向型的液晶顯示裝置及其製造方法。
背景技術：
液晶顯示裝置有效地利用薄型、輕量、且低功耗的特點，在各種各樣的領域中被使用。液晶顯示裝置具有各種顯示模式，而作為能得到高對比度的液晶顯示裝置，已知有垂直 Ml^i (Vertical Alignment :VA) · ζ。另外，在VA模式的液晶顯示裝置中，作為能容易限制液晶的取向方向的裝置，已知如下多疇垂直取向型(Multi-domain Vertical Alignment)的液晶顯示裝置(下面稱為 MVA-LCD。)(例如，參照專利文獻1。)其使具有負的介電常數各向異性的液晶垂直取向， 並設有電極的除去部(狹縫)等作為限制取向用的結構物。在MVA-LCD中，作為設有電極的除去部(狹縫)等的構成，已知被稱為線與間隙 (line and space)的梳齒狀電極(例如，參照專利文獻2。)。在梳齒狀電極中，相鄰的電極間的間隔為恆定很重要。由此，能將液晶的取向限制成恆定的方向。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 特開2003-149647號公報專利文獻2 特開2006-330375號公報
發明內容
發明要解決的問題但是，當製造梳齒狀電極時，難以將相鄰的電極間的間隔設成恆定。其理由如下。 梳齒狀電極是通過例如組合曝光處理和蝕刻處理而形成的。具體地，首先，形成導電膜(電極膜)，在該導電膜上設置抗蝕劑膜，進行使用光掩模的曝光/顯影處理，形成具有期望圖案的抗蝕劑圖案。接著，將該抗蝕劑圖案作為掩模對導電膜實施蝕刻處理，由此得到期望形狀的電極圖案。在此，在曝光處理中，因為梳齒狀電極的電極圖案的側部是直線，所以能良好地進行曝光處理，但因為頂端部是具有角部的結構，所以在曝光處理時產生衍射不良，所得到的電極的頂端部的形狀成為帶有前頭縮窄的圓角的形狀。尤其是當圖案寬度變窄時該傾向較顯著。另外，即使是不產生衍射不良的情況下，在接下來的蝕刻處理中，難以在電極的頂端形成具有銳角的角部，電極的頂端部仍然成為帶有前頭縮窄的圓角的形狀。如上所述，當電極的頂端部成為帶有前頭縮窄的圓角的形狀時，電極間的間隔在頂端部比中央部寬，在該部分容易產生液晶的取向不良。由此，所得到的液晶顯示裝置在電極的支部的頂端周邊產生非透光區域，透光率降低。另外，也有時由於液晶的取向不良使視野角變窄或者響應速度遲緩，期望更進一步的顯示特性的提高。
本發明是鑑於上述現狀完成的，目的在於提供在使用梳齒狀電極對液晶施加電壓的垂直取向型的液晶顯示裝置中減少在電極的頂端產生的液晶的取向不良、且顯示特性優良的液晶顯示裝置及其製造方法。用於解決問題的方案本發明人對使用梳齒狀電極對液晶施加電壓的垂直取向型的液晶顯示裝置進行各種研究，結果首先發現在電極的頂端產生的液晶的取向不良起因於電極的頂端成為前頭縮窄的變圓的形狀，並發現電極的頂端成為這樣的形狀起因於形成電極時的曝光處理和蝕刻處理。並且發現通過將在曝光處理中使用的掩模圖案的形狀設成對電極的頂端形狀進行校正的構成，能減輕抗蝕劑圖案的頂端部的前頭縮窄的圓角，因此在使用該抗蝕劑圖案的蝕刻處理中也能減輕電極的頂端附近的前頭縮窄的圓角的產生，由此減少液晶的取向不良，得到顯示特性優良的液晶顯示裝置，從而想到能很好地解決上述問題，提出了本發明。S卩，本發明是一種液晶顯示裝置的製造方法，上述液晶顯示裝置設有用於對被夾持在一對基板間的液晶層施加電壓的電極，上述製造方法包含抗蝕劑圖案形成工序，隔著光掩模對形成於導電膜上的抗蝕劑膜進行曝光處理；以及電極圖案形成工序，隔著上述抗蝕劑圖案對上述導電膜進行蝕刻處理，上述光掩模具備遮光或者透光圖案，上述遮光或者透光圖案具備主幹部和從上述主幹部分支的多個支部，上述支部在頂端設有大寬度部。本發明的液晶顯示裝置的製造方法是在垂直取向型的液晶顯示裝置中形成梳齒狀的電極的方法。梳齒狀的電極通過進行如下工序而得到抗蝕劑圖案形成工序，在玻璃、 樹脂等支撐基板上形成導電膜和抗蝕劑膜，對抗蝕劑膜進行曝光/顯影處理，形成抗蝕劑圖案；電極圖案形成工序，將所得到的抗蝕劑圖案作為掩模進行蝕刻處理。作為導電膜，可列舉透明導電膜、反射性導電膜、或者透明導電膜與反射性導電膜的層疊體。具體地，作為透明導電膜，可列舉由銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅等光的透射率高的導電性材料形成的膜，作為反射性導電膜，可列舉由鋁(Al)、銀(Ag)、 鉻(Cr)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Pt)、金(Au)等光的反射率高的導電性材料及其合金形成的膜。為了形成梳齒狀的電極，在上述抗蝕劑圖案形成工序的曝光處理中使用的光掩模具有遮光或者透光圖案，上述遮光或者透光圖案具備主幹部和從該主幹部分支的多個支部。並且，在本發明中，在支部的頂端設有大寬度部。當使用如這樣在支部的頂端設有大寬度部的光掩模進行曝光處理時，即使在支部的頂端產生上述衍射不良，在抗蝕劑圖案的支部的頂端產生前頭縮窄的圓角，其程度也被大寬度部減輕。因此，抗蝕劑圖案的支部的頂端與支部的寬度、具體為支部的中央部的寬度相比不會變得極其小。並且，在電極圖案形成工序中，因為使用如上所述在支部的頂端部未產生前頭極端縮窄的圓角的抗蝕劑圖案進行蝕刻處理，所以得到具有良好的圖案形狀的電極圖案。蝕刻處理可以是乾式蝕刻處理和溼式蝕刻處理中的任一種蝕刻處理。另外，即使由於蝕刻處理在電極圖案的支部的頂端產生少許圓角，其影響與使用在頂端具有前頭縮窄的圓角的抗蝕劑圖案的蝕刻處理相比也較小。這樣，在本發明中，支部的頂端的前頭縮窄的圓角減輕，並在支部的周圍得到良好的液晶的取向狀態，因此得到良好的顯示特性。此外，利用灰化處理除去蝕刻處理後的抗蝕劑圖案。作為本發明的液晶顯示裝置的構成，只要必須形成這樣的構成要素，則其它的構成要素沒有特別限定。在本發明中，優選上述光掩模具有寬度比相鄰的支部的間隔寬的上述大寬度部。 這是因為相鄰的支部之間成為遮光部，所以為了提高透光率，優選相鄰的上述支部之間儘量窄。優選上述光掩模的大寬度部與利用上述電極圖案形成工序所得到的電極的支部的頂端相比面積更大。通過設成這樣的構成，能可靠地減輕在抗蝕劑圖案的支部的頂端產生的前頭縮窄的圓角，得到更良好的液晶的取向狀態。作為本發明中更優選的方式可列舉如下上述光掩模從掩模面的法線方向觀看時具有遮光或者透光圖案，上述遮光或者透光圖案包括十字形狀的主幹部，其將各像素分割成四個區域；以及多個支部，其在各區域內相對於上述主幹部傾斜地延伸，對於上述支部而言，將排列著多個的像素邊界側的頂端連接的線和各頂端的短邊形成的角為0° 30°的範圍。在上述方式中所得到的電極成為如下圖案形狀具有十字形狀的主幹部，將各像素分割成四個區域；以及多個支部，在各區域內相對於上述主幹部傾斜地延伸。這樣，電極將各像素分割成四個區域，由此能使液晶均勻地取向，得到寬廣的視野角。另外，因為在電極的支部的頂端難以產生液晶的取向不良，所以據此也實現進一步的視野角的提高，響應速度變快，並且能實現Y特性良好等、各種顯示特性優良的液晶顯示裝置。在上述方式中，上述大寬度部離將上述像素邊界側的頂端連接的線和上述支部的長邊側的延長線的交點為0. 5 3μπι的範圍時，在圖案形成和液晶取向的方面優選。另外，本發明也是如下液晶顯示裝置按順序具有第1基板、液晶層以及第2基板， 上述第1基板具有像素電極，上述像素電極具備主幹部和從上述主幹部分支的多個支部， 上述像素電極是對上述液晶層施加電壓的電極，對於相鄰的支部而言，上述支部的中央部的間隔和頂端側的間隔實質上相同或者頂端側的間隔窄，或者頂端彼此連接。根據本發明的液晶顯示裝置，因為對於像素電極的相鄰的支部而言，支部的中央部的間隔和頂端側的間隔實質上相同或者頂端側的間隔窄，所以能減少支部的頂端的液晶的取向不良並抑制非透光區域的產生，由此能抑制透光率的降低。另外，即使相鄰的支部的頂端連接，與支部的頂端是帶有前頭縮窄的圓角的形狀的情況相比，也能減少液晶的取向不良，因此能實現顯示特性優良的液晶顯示裝置。本發明的液晶顯示裝置是通過使施加到液晶層的電壓變化而使液晶層的延遲變化來進行顯示的。更具體地，是利用梳齒狀的像素電極限制液晶的取向狀態的垂直取向型的液晶顯示裝置。所謂垂直取向型(VA模式)是如下顯示模式使用具有負的介電常數各向異性的負型液晶，當不足閾值電壓(例如，不施加電壓)時，使液晶分子相對於基板面實質上在垂直方向取向，當施加大於等於閾值的電壓時，使液晶分子相對於基板面實質上在水平方向倒下。所謂具有負的介電常數各向異性的液晶分子是指與長軸方向比短軸方向的介電常數更大的液晶分子。上述像素電極通常按每個像素設置，用於向液晶層施加電壓。作為像素電極的優選方式，可列舉如下方式利用十字形狀的主幹部將像素內分割成四個區域，多個支部在這四個區域各自中延伸。此時，從提高視野角特性的觀點出發，優選當將十字狀的主幹部的延伸方向設成0°、90°、180°、以及270°時，四個區域分別包括設有在45°方向延伸的支部的區域、設有在135°方向延伸的支部的區域、設有在225°方向延伸的支部的區域、以及設有在315°方向延伸的支部的區域。本發明的液晶顯示裝置具有顯示區域，上述顯示區域包含支部和狹縫(像素電極的非形成部)交替地配置的區域。在液晶的取向限制單元僅是像素電極、在與形成有像素電極的基板相對的基板上設有取向限制單元的情況下，從使液晶的取向穩定化的觀點出發，優選像素電極的支部的中央部的寬度小於等於4μπι，狹縫的中央部的寬度也小於等於 4 μ m0此外，優選像素電極的主幹部所配置的區域用作反射區域。例如，利用十字形狀的主幹部將像素內分割成四個區域，在多個支部在這四個區域各自中延伸的狀態下，四個區域的液晶的取向方向彼此不同，主幹部所配置的區域成為不同取向的邊界。因此，主幹部所配置的區域的液晶取向難以穩定，有時成為顯示不光滑的原因。一般而言，反射顯示不以比透射顯示高的顯示質量為基準來設計，所以即使不將主幹部設成遮光而用作反射區域，也能將對顯示質量的影響抑制得較小，能實現開口率的提高。上述各方式可以在不脫離本發明主旨的範圍內適當組合。發明效果根據本發明的液晶顯示裝置的製造方法，當對像素電極進行圖案形成時，使用具有對支部的頂端形狀進行校正的圖案形狀的光掩模，由此在頂端部難以產生液晶的取向不良，能形成梳齒狀的電極。作為這樣的梳齒狀的電極，可列舉相鄰的支部的中央部的間隔和頂端側的間隔實質上相同或者頂端側的間隔窄，或者頂端彼此連接的結構，具備這樣的電極的液晶顯示裝置減少液晶的取向不良，得到良好的顯示特性。
圖1是示出實施方式1的液晶顯示裝置的第1基板的構成的平面示意圖。圖2是將圖1所示的像素電極的主要部分放大的平面示意圖。圖3是示出沿著圖1中A-B線的位置的液晶顯示裝置的構成的截面示意圖。圖4(a) (d)是說明用於製造實施方式1的第1基板的各工序的截面示意圖。圖5(a)是實施方式1的光掩模的平面示意圖，(b)是示出(a)所示的光掩模的主要部分的放大平面示意圖，(c)是將光掩模的支部放大的平面示意圖，(d)是示出像素電極的支部的頂端的放大平面示意圖，(e)是示出抗蝕劑圖案的頂端的放大平面示意圖。圖6(a) (C)是示出實施方式1的掩模圖案的其它方式的主要部分的放大示意圖。圖7(a)是實施方式2的像素電極的平面示意圖，(b)是光掩模的平面示意圖，(c) 是示出液晶顯示裝置的導通狀態的平面示意圖。圖8(a)是實施方式2的像素電極的平面示意圖，(b)是將(a)所示的像素電極的主要部分放大的平面示意圖。圖9是示出實施例1的液晶顯示裝置的導通狀態的平面示意圖。
圖10(a)是比較例1的光掩模的平面示意圖，(b)是將光掩模的主要部分放大的平面示意圖。圖11(a)是比較例1的抗蝕劑圖案的平面示意圖，(b)是將抗蝕劑圖案的主要部分放大的平面示意圖，(c)是示出液晶顯示裝置的導通狀態的平面示意圖。圖12是示出實施例1和比較例1的透射率的大小的坐標圖。
具體實施例方式下面揭示實施方式，參照附圖更詳細地說明本發明，但本發明並不僅限於這些實施方式。實施方式1在本實施方式中，列舉具備梳齒狀的電極的垂直取向型的液晶顯示裝置為例進行說明。圖1是示出本實施方式的液晶顯示裝置的第1基板的構成的平面示意圖，圖2是將圖1所示的像素電極的主要部分放大的平面示意圖。另外，圖3是示出沿著圖1中A-B線的位置的液晶顯示裝置的構成的截面示意圖。在圖1 圖3中，本實施方式的液晶顯示裝置200具備第1基板10 ；第2基板 60，其設置成與該第1基板10相對；以及液晶層100，其設置成被夾持在第1基板10與第2 基板60之間。第1基板10在玻璃基板11上具有多條柵極信號線13，其隔著底塗膜彼此平行地延伸；多條源極信號線16，其與柵極信號線13正交，且彼此平行地延伸；以及薄膜電晶體 (TFT) 30，其設於柵極信號線13和源極信號線16的各交叉部。柵極信號線13由TiN/Al/Ti 的層疊體形成。源極信號線16由Al/Ti的層疊體形成。柵極信號線13和源極信號線16由柵極絕緣膜15覆蓋，形成於柵極絕緣膜15上的漏極電極17具有通過形成於層間絕緣膜18的接觸孔31連接到像素電極19 (19a)的構成。TFT30具有柵極電極，其連接到柵極信號線13 ；源極電極，其連接到源極信號線 16 ；以及漏極電極17，其通過接觸孔31電連接到像素電極19。如圖1所示，像素電極19包括主幹部19a，其在各像素上形成為十字狀，並將像素內分割成四個區域；以及多個支部1%，其從主幹部19a的兩側延伸。支部19b形成為在由主幹部19a所分割的四個區域中在彼此不同的方向延伸。具體地，優選當將十字狀的主幹部19a的延伸方向設成0°、90°、180°、以及270°時，分別包括設有在45°方向延伸的支部的區域、設有在135°方向延伸的支部的區域、設有在225°方向延伸的支部的區域、 以及設有在315°方向延伸的支部的區域。通過具有這樣的構成，如箭頭a d所示，液晶能在四個方向取向，能在寬廣的視野角上得到均勻的顯示。液晶層100如果是使用於垂直取向(VA)模式的液晶顯示裝置則沒有特別限定，能使用例如具有負的介電常數各向異性的向列液晶。典型地，垂直取向能通過使用包含聚醯亞胺等的垂直取向膜(未圖示)來實現。液晶層100中的液晶分子在未被施加電壓的狀態 (截止狀態)下相對於形成在第1基板10和第2基板60的液晶層側的面上的取向膜的表面在垂直方向取向，在被施加大於等於閾值的電壓的狀態(導通狀態)下朝向水平方向倒下。
第2基板60例如是彩色濾光片基板，在玻璃基板61的主面上形成有彩色濾光片層62、絕緣層63、以及包括ITO的相對電極64。在如上述那樣構成的液晶顯示裝置200中，在玻璃基板11、61的與設有液晶層100 的一側相反一側的面上，在此雖然未圖示，但適當配置有偏光元件、相位差膜等。作為偏光元件，能使用例如在聚乙烯醇(PVA)膜上吸附具有二色性的碘絡合物等各向異性材料並使其取向的元件等。在此，在本實施方式中，如圖2所示，像素電極19的支部19b形成為頂端的寬度W2 比中央部的寬度Wl寬，相鄰的支部19b的頂端側的間隔fl比中央部的間隔gl窄。通過具有這樣的構成，在像素電極19的支部19b的頂端，與成為前頭縮窄的形狀的情況相比，能減少液晶的取向不良，尤其是能實現支部1%的頂端的光的透射率的提高。如上述那樣構成的液晶顯示裝置200按照下述方式製作。首先，使用圖4對第1 基板10的製造方法進行說明。圖4(a) (d)是說明用於製造本實施方式的第1基板的各工序的截面示意圖。圖4(a)示出在用於構成第1基板10的基板上分別利用導電膜形成工序形成導電膜、利用抗蝕劑膜形成工序形成抗蝕劑膜的狀態。這樣的狀態的基板按照如下方式得到。首先，在洗淨的玻璃基板11的主面上形成底塗膜，形成柵極信號線13等各種配線、TFT30等， 用柵極絕緣膜15覆蓋，然後形成漏極電極17。並且，在基板的主面上用層間絕緣膜18覆蓋，在層間絕緣膜18中形成接觸孔31。接著，進行在具有上述構成的基板的主面上形成導電膜20的導電膜形成工序。在導電膜形成工序中，利用例如濺射等方法，以覆蓋基板的整個面的方式形成導電膜20。作為導電膜20，能應用由如ΙΤ0、ΙΖ0、氧化鋅等光的透射率高的導電性材料所形成的透明導電膜、由Al、Ag、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Ta、W、Pt、Au等光的反射率高的導電性材料及其合金形成的反射性導電膜、透明導電膜和反射性導電膜的層疊體等。接著，以覆蓋所得到的導電膜 20的方式形成抗蝕劑膜25。在此，列舉負型的抗蝕劑膜為例進行說明，但也能使用正型的抗蝕劑膜。圖4(b)是說明抗蝕劑圖案形成工序的截面示意圖。在圖4(b)中，在形成有抗蝕劑膜25的基板的上部配置有光掩模50，進行隔著該光掩模50照射光55的曝光處理。在此，使用圖5對在抗蝕劑圖案形成工序中使用的光掩模50的詳情進行說明。圖 5(a)是本實施方式的光掩模50的平面示意圖，圖5(b)是示出(a)所示的光掩模50的主要部分的放大平面示意圖，(c)是將在(b)中用波狀線包圍的區域放大的平面示意圖。此外，(d)是示出本實施方式的像素電極的支部的頂端的放大平面示意圖，(e)是示出抗蝕劑圖案的頂端的放大平面示意圖。如圖5(a)所示，光掩模50當從法線方向觀看掩模面時具有透光部(狹縫)51， 其包括十字形狀的主幹部51a和多個支部51b，上述主幹部51a將各像素分割成四個區域， 上述多個支部51b相對於與主幹部51a正交的方向具有恆定角度地排列；以及支部51b之間的遮光部(狹縫)52。在此，如圖5(b)、(c)所示，支部51b在頂端形成有大寬度部60。大寬度部60的寬度d2比支部51b的中央的寬度dl寬(dl < d2)。另外，大寬度部60的寬度d2比支部51b 的間隔、即遮光部52的中央部的寬度d3寬。這是為了 在後述的抗蝕劑圖案中，對支部的頂端的圓角進行校正，減輕像素電極19的支部19b的頂端的圓角。另外，大寬度部60的面積設定成比像素電極19的支部19b的頂端的面積大。在此，大寬度部60的面積是指在圖5(c)中，由支部51b的長邊ml、長邊m2、以及到長邊ml 和長邊m2的交點M的距離為距離Pl或者P2的直線m3所包圍的面積。另外，像素電極19 的支部19b的頂端的面積是指在圖5(d)中，由支部19b的長邊nl、短邊n2、直線n3所包圍的面積。直線η3是將離短邊nl和邊n2的交點為等距離的點連接的線。另外，在抗蝕劑圖案中，為了對支部51b的頂端的前頭縮窄的圓角進行校正，如圖 5 (b)、(c)所示，優選將支部51b的頂端連接的線L和長邊m2形成的角θ為0° 30°的範圍。當角θ超過30°時，大寬度部60成為銳角，面積變小，所以不能得到充分的校正效果。
另外，從決定液晶取向的支部19b的決定從45°、135°、225°以及315°偏離的像素邊界部的液晶取向方向的觀點出發，優選光掩模50的大寬度部60的寬度d2比相鄰的支部51b的間隔d3寬。另外，優選大寬度部60離將支部51b的頂端連接的線L和長邊ml的延長線的交點M為0. 5 3 μ m的範圍。當大寬度部處於離交點M不足0. 5 μ m的範圍時，得不到充分的頂端的校正效果，當處於離交點M超出3μπι的範圍時，有時所得到的像素電極的頂端形狀比期望形狀過於大。使用具有上述構成的光掩模50進行曝光處理，接下來進行顯影處理，由此如圖 4(c)所示形成抗蝕劑圖案25a。另外，如圖5(e)所示，抗蝕劑圖案25a的頂端成為無圓角的理想的形狀。接著，進行隔著所得到的抗蝕劑圖案25a對導電膜20進行蝕刻處理的電極圖案形成工序。蝕刻處理可以是乾式蝕刻處理或者溼式蝕刻處理中的任一種。如上所述，因為抗蝕劑圖案25a在支部的頂端未產生圓角，所以即使利用蝕刻處理在導電膜的支部的頂端產生少許圓角，但其程度較小。由此，如圖1、圖2所示，得到在支部19b的頂端未產生前頭縮窄的圓角的像素電極 19。另一方面，在玻璃基板61的主面上形成彩色濾光片層62，用絕緣層63覆蓋，然後利用濺射法等形成包括ITO的相對電極64，由此得到第2基板60。並且，將如上述那樣製作的第1基板10和第2基板60隔著密封材料貼合，在兩基板間封入液晶，安裝偏光板等，由此得到液晶顯示裝置200。此外，密封材料沒有特別限定， 能使用紫外線固化型樹脂、熱固化型樹脂等。如上所述製造方法的本實施方式的液晶顯示裝置200能得到在第1基板上具有良好的圖案形狀的像素電極19，所以能抑制像素電極19的支部19b的頂端附近的液晶的取向的方位移動。由此，能削減當施加電壓時產生的黑顯示的區域，實現5%程度的光的透射率的提高。另外，能減少液晶的取向不良，由此也能抑制亮度的偏差、響應速度的降低，也能實現視野角寬廣的圖像顯示。此外，在上述說明中，列舉在掩模圖案中形成有三角形狀的大寬度部60的例子進行說明，但本發明不限定於此，也可以具有例如圖6(a) (c)所示的大寬度部60a 60c。圖6(a) (C)是示出本實施方式的掩模圖案的其它方式的主要部分的放大示意圖。圖6 (a)是在支部51b的頂端形成有矩形狀的大寬度部60a的例子，大寬度部60a的寬度是rl。圖6(b)是在支部51b的頂端的一個角部形成有矩形狀的大寬度部60b的例子，大寬度部60b的寬度是r2。圖6 (c)是支部51b的頂端的兩個角部形成有矩形狀的大寬度部 60c的例子，大寬度部60c的寬度是r3。根據這樣的構成也能得到與上述同樣的效果。此外，大寬度部60a 60c並不限於嚴格的矩形狀，既可以是圓形、帶圓的矩形狀、 橢圓等，也可以在矩形狀部進一步形成有突起等。實施方式2在本實施方式中，列舉使用具有圖6 (a)所示的大寬度部60a的光掩模的例子進行說明。關於形成與上述實施方式1同樣的構成的部件，標註相同的附圖標記並省略說明。圖7(a)是本實施方式的像素電極的平面示意圖，(b)是光掩模的平面示意圖，(C) 是示出液晶顯示裝置的導通狀態的平面示意圖。如圖7(a)所示，支部的頂端為矩形狀的像素電極119能通過使用圖7(b)所示的形狀的光掩模51來實現。另外，如圖7(c)所示，所得到的液晶顯示裝置210a成為遮光部在像素電極119的頂端減小的裝置。根據這樣的構成，也能得到與上述實施方式1同樣的效果。另外，在光掩模51的大寬度部60a的寬度rl較寬的情況下，有時所得到的像素電極的支部的頂端連接。圖8(a)、(b)是示出支部的頂端連接的像素電極219的構成的平面示意圖和將主要部分放大的平面示意圖。在圖8(b)中，如波狀線P所示，支部19b的頂端連接。這是在上述實施方式1中間隔fl為0的情況。在這樣的構成中，因為支部19b的頂端連接的部分成為遮光區域，所以液晶顯示裝置的透光率與上述實施方式1相比變低。但是，相鄰的支部19b的間隔成為從支部19b 的基端部起直到頂端大致均勻的寬度，因此能得到良好的液晶的取向狀態。由此，能實現響應速度的提高等，並能實現顯示特性的提高。此外，在上述實施方式1中，列舉在像素電極的相鄰的支部19b處中央部的間隔gl 比頂端側的間隔fl窄的例子進行了說明，在實施方式2中，列舉在像素電極的相鄰的支部 19b處頂端彼此連接的例子進行了說明，但相鄰的支部19b的中央部的間隔gl和頂端側的間隔fl也可以實質上相同。即，在支部19b的中央部的間隔gl與頂端側的間隔fl之間， gl ^ fl ^ 0的關係成立。下面示出上述實施方式1的實施例和比較例。實施例1在本實施例中，作為在曝光工序中使用的掩模，使用形成圖5(a)、(b)所示的圖案的掩模。在掩模圖案50中使用如下圖案支部51b的中央的寬度dl是2. 5 μ m，大寬度部 60的寬度d2是3. 5 μ m。關於曝光條件是根據掩模的寬度為dl的尺寸對曝光進行條件選取，調整曝光。具有上述形狀的掩模圖案50在支部51b的頂端幾乎沒有光的衍射不良，所得到的像素電極19如圖1、圖2所示，成為支部51b的頂端接近於理想形狀的像素電極。並且，使用形成有像素電極19的第1基板組裝液晶顯示裝置。對該液晶顯示裝置施加電壓，成為導通狀態，就得到圖7所示的顯示狀態。圖9是示出實施例1的液晶顯示裝置200a的導通狀態的平面示意圖。在圖9中， 液晶顯示裝置200a在各像素中具有顯示區域70和非顯示區域80。因為液晶顯示裝置200a在像素電極19的支部19b的頂端未產生前頭縮窄的圓角，所以幾乎沒有液晶的取向不良。 另外，在像素電極19的支部19b的頂端，成為用黑色示出的非顯示區域80的部分較少，得到較高的透光率。對所得到的液晶顯示裝置200a測定光的透射率的結果是透射率提高了 6.3%。比較例1圖10、圖11示出比較例1的光掩模、抗蝕劑圖案、以及液晶顯示裝置的構成。具體地，圖10(a)是比較例1的光掩模的平面示意圖，(b)是示出光掩模的主要部分的放大平面示意圖，圖11(a)是抗蝕劑圖案的平面示意圖，(b)是將抗蝕劑圖案的主要部分放大的平面示意圖，(c)是示出液晶顯示裝置的導通狀態的平面示意圖。在本比較例中，與上述實施例1不同，不進行在曝光工序中使用的掩模圖案的頂端校正。並且，除此以外，與實施例1同樣地製作第1基板，並測定液晶顯示裝置的特性。如圖10(a)所示，曝光工序使用不對支部的頂端形狀實施校正就按期望形狀形成圖案的掩模圖案150進行曝光處理。掩模圖案150與圖5(a)所示的掩模圖案50同樣，具有透光部151，其包括主幹部151a和多個支部151b，多個支部151b相對於與主幹部151a 正交的方向具有恆定角度地排列；以及支部151b之間的遮光部152。在此，如圖10(b)所示，支部151b的中央的寬度dl和頂端的寬度d4相同。當使用這樣的形狀的掩模圖案150進行曝光處理時，在矩形狀的頂端部產生光的衍射不良，在抗蝕劑圖案的支部的頂端產生圓角，如圖11(a)、(b)所示，使用該掩模圖案 150得到的像素電極在像素電極119的支部119b處成為頂端狹窄地變圓的形狀。另外，如圖11(c)所示，對使用該第1基板125b的液晶顯示裝置200b施加電壓， 成為導通狀態，則在支部的頂端附近產生液晶的取向不良，成為黑顯示的部分變多。對於所得到的液晶顯示裝置，測定光的透射率，結果，透射率比實施例1差大約 5. 94%。另外，如圖12所示，比較上述實施例1的液晶顯示裝置和比較例1的液晶顯示裝置的結果是當將比較例1的透射率設成100%時，實施例1的透射率為106. 3%，透射率得以提高。可以認為這是由於在像素電極的支部的頂端，黑顯示部分減少了。上述實施方式和實施例中的各方式可以在不脫離本發明主旨的範圍內適當組合。此外，本申請以2009年5月13日申請的日本專利申請2009-116787號為基礎，基於巴黎公約或者進入國的法規要求優先權。該申請的內容的全部被引入到本申請中作為參照。附圖標記說明10第1基板11玻璃基板13柵極信號線15柵極絕緣膜16源極信號線17漏極電極18層間絕緣膜19像素電極
19a主幹部19b 支部20導電膜25抗蝕劑膜25a抗蝕劑圖案30 TFT31接觸孔50光掩模51遮光部51a主幹部51b 支部52透光部55 光60第2基板70透光部100液晶層200液晶顯示裝置dl、d2 寬度d3支部的間隔L將支部的長邊側的頂端連接的線M 交點
權利要求
1.一種液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於，上述液晶顯示裝置設有用於對被夾持在一對基板間的液晶層施加電壓的電極，上述製造方法包含抗蝕劑圖案形成工序，隔著光掩模對形成於導電膜上的抗蝕劑膜進行曝光處理；以及電極圖案形成工序，隔著該抗蝕劑圖案對該導電膜進行蝕刻處理， 該光掩模具備遮光或者透光圖案，上述遮光或者透光圖案具備主幹部和從該主幹部分支的多個支部，該支部在頂端設有大寬度部。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於，上述光掩模具有寬度比相鄰的支部的間隔寬的上述大寬度部。
3.根據權利要求1或2所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於，上述光掩模的大寬度部與利用上述電極圖案形成工序所得到的電極的支部的頂端相比面積更大。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於，上述光掩模從掩模面的法線方向觀看時具有遮光或者透光圖案，上述遮光或者透光圖案包括十字形狀的主幹部，其將各像素分割成四個區域；以及多個支部，其在各區域內相對於該主幹部傾斜地延伸，對於該支部而言，將排列著多個的像素邊界側的頂端連接的線和各頂端的短邊形成的角為0° 30°的範圍。
5.根據權利要求4所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於，上述大寬度部離將上述像素邊界側的頂端連接的線和上述支部的長邊側的延長線的交點為0. 5 3μπι的範圍。
6.根據權利要求1 5中的任一項所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於，上述導電膜是透明導電膜、反射性導電膜、或者透明導電膜和反射性導電膜的層疊體。
7.一種液晶顯示裝置，其特徵在於，按順序具有第1基板、液晶層以及第2基板， 該第1基板具有像素電極，上述像素電極具備主幹部和從該主幹部分支的多個支部， 該像素電極是對該液晶層施加電壓的電極，對於相鄰的支部而言，該支部的中央部的間隔和頂端側的間隔實質上相同或者頂端側的間隔窄，或者頂端彼此連接。
全文摘要
本發明提供在使用梳齒狀電極對液晶施加電壓的垂直取向型的液晶顯示裝置中能減少在電極的頂端產生的液晶的取向不良、具有高對比度和白亮度、且顯示特性優良的液晶顯示裝置及其製造方法。上述液晶顯示裝置設有用於對被夾持在一對基板間的液晶層施加電壓的電極，本發明的液晶顯示裝置的製造方法包含抗蝕劑圖案形成工序，隔著光掩模對形成於導電膜上的抗蝕劑膜進行曝光處理；以及電極圖案形成工序，隔著上述抗蝕劑圖案對上述導電膜進行蝕刻處理，上述光掩模具備遮光或者透光圖案，上述遮光或者透光圖案具備主幹部和從該主幹部分支的多個支部，上述支部在頂端設有大寬度部。
文檔編號G02F1/1343GK102388338SQ20108001633
公開日2012年3月21日 申請日期2010年1月20日 優先權日2009年5月13日
發明者中田幸伸, 原義仁, 渡邊啟三 申請人:夏普株式會社