JPH0745080Y2 - ブラックストライプ形成用露光マスク - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、画像表示装置の表示面にフォトリソグラフィ
法でブラックストライプを形成するのに用いられる、ブ
ラックストライプ形成用露光マスクに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

液晶表示パネル等の画像表示装置として、表示画像を鮮
明にするため、表示面にブラックストライプを形成して
いるものがある。

このブラックストライプは、一般に、ブラックストライ
プ形成面（例えば液晶表示パネルのガラス基板面）にブ
ラックストライプとなるクロム等の金属膜を膜付けした
後、その上にフォトレジストを塗布してこのフォトレジ
ストを所定パターンの露光マスクを用いて露光処理し、
次いでこのフォトレジストを現像処理した後、このフォ
トレジストをマスクとして前記金属膜をエッチングし
て、この金属膜をブラックストライプのパターンにパタ
ーニングするフォトリソグラフィ法で形成されている。

ところで、前記フォトリソグラフィ法によってブラック
マスクを形成する場合、ブラックストライプ形成面の面
積が小さければ、その上に塗布したフォトレジスト全体
を１度に露光処理できるが、大画面の画像表示装置のよ
うにブラックストライプ形成面の面積が大きい場合は、
露光装置の大きさの関係で、ブラックストライプ形成面
上に塗布したフォトレジスト全体を１度に露光処理する
ことができないため、この場合は、フォトレジストの露
光処理を複数回に分けて行なっている。

第５図はフォトレジストの露光処理を複数回に分けて行
なう分割露光方法を示したもので、ここでは、露光処理
を４回に分けて行なう例を示している。第５図におい
て、１はブラックストライプを形成する基板（例えば液
晶表示パネルのガラス基板）であり、この基板１上に
は、その全面にわたってブラックストライプとなる金属
膜２が膜付けされ、その上にフォトレジスト３が塗布さ
れている。この露光処理方法は、ブラックストライプ形
成面（基板１面）を４つの領域A,B,C,Dに分けて、この
各領域A,B,C,Dのフォトレジスト３を順に露光処理する
方法であり、１つの領域、例えば領域Ａの露光処理は、
この領域Ａを露光装置内の露光マスク10に位置合わせし
て対向させ、この領域Ａのフォトレジスト３を露光マス
ク10を介して露光する方法で行われる。このとき、他の
領域B,C,Dは光照射範囲外にあり、この領域B,C,Dには光
は当たらない。これは他の領域B,C,Dの露光処理におい
て同様である。

なお、フォトレジスト３の現像処理は、全ての領域A,B,
C,Dの露光処理を行なった後に行なわれる。

前記フォトリソグラフィ法によるブラックストライプの
形成には、従来、第６図に示すような露光マスクが用い
られている。

この露光マスクは、ガラスまたは樹脂フィルムからなる
透明基材11面に、画像表示装置の表示面に形成するブラ
ックストライプの間隔に対応するピッチで多数本のマス
ク線12に形成したもので、このマスク線12は、その全長
にわたっって直線状に形成されている。なお、フォトリ
ソグラフィには一般にネガ型のフォトレジストが用いら
れており、このネガ型フォトレジストを用いるフォトリ
ソグラフィに使用される露光マスクでは、前記マスク線
12を金属等からなる不透明膜で形成し、各マスク線12間
の部分を光透過部としている。また、第６図では、格子
状のブラックストライプを形成するための露光マスクを
示しており、前記マスク線12は、横方向と縦方向とに形
成されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、第６図に示した従来の露光マスクは、そ
のマスク線12を全長にわたって直線状に形成したもので
あるため、フォトレジストの露光処理を第５図に示した
分割露光によって行なう際の各露光領域の位置合わせ精
度に誤差があると、形成されたブラックストライプが前
記各露光領域の境界部でずれて、画像表示装置の画面
が、前記境界部でずれて見えるという問題をもってい
た。

すなわち、第７図は、ネガ型フォトレジストを分割露光
により露光処理したときの、１回目露光時と２回目露光
時のフォトレジスト露光状態と、現像処理後のフォトレ
ジストのパターンを示したもので、第７図（ａ）は１回
目露光（第５図に示した領域Ａの露光）を終了した状態
であり、ａは露光マスクのマスク線12に対応する非露光
部を示している。また、第７図（ｂ）は１回目露光後
に、次の露光領域（第５図に示した領域Ｂ）を露光マス
クに対向させてこの領域を露光処理した状態であり、ｂ
は前記露光マスクのマスク線12に対応する非露光部を示
している。なお、前記分割露光においては、ブラックス
トライプの切れを防止するため、露光マスクを露光領域
の面積より若干大きくして１回目露光範囲と２回目露光
範囲との縁部をラップさせ、このラップ領域ｄを二重露
光している（以下、このラップ領域ｄを二重露光領域と
いう）。そしてこの場合、１回目露光または２回目露光
のいずれかにおいて露光マスクに対する露光領域の位置
合わせ精度に誤差があり、前記１回目露光における非露
光部ａと２回目露光における非露光部ｂと第７図（ｂ）
に示すように幅方向にずれると、この分割露光を行なっ
た後に現像処理したフォトレジスト３のパターンが、第
７図（ｃ）に示すように二重露光領域ｄを境界として幅
方向にずれたパターンとなる。また、第７図（ｂ）に示
したように１回目露光における非露光部ａと２回目露光
における非露光部ｂとが幅方向にずれると、前記二重露
光領域ｄの両側部（図に破線ハッチングを施した部分）
ａ′およびｂ′が、１回目か２回目のいずれかの露光時
に露光される。すなわち、１回目露光では露光れない
ａ′部分は２回目露光で露光され、２回目露光では露光
されないｂ′部分は１回目露光で露光される。このた
め、現像処理されたフォトレジスト３は、前記二重露光
領域ｄの幅が狭くなったパターンとなる。なお、第７図
（ｂ）および第７図（ｃ）では、１回目露光における非
露光部ａと２回目露光における非露光部ｂとの幅方向の
ずれを誇張して図示しているが、この非露光部a,bの幅
方向のずれ量（露光マスクに対する位置合わせ誤差）
は、最大で２μｍ〜３μｍ程度である。

そして、ブラックストライプとなる金属膜は、現像処理
したフォトレジスト３をマスクとするエッチングでパタ
ーニングされるため、ブラックストライプは、現像処理
したフォトレジスト３と同じパターンに形成される。

第８図は、従来の露光マスクを用いてネガ型フォトレジ
ストを分割露光した場合に形成されるブラックストライ
プ13のパターンを示しており、フォトレジストの分割露
光時に各露光領域の位置合わせ精度に誤差があると、形
成されたブラックストライプ13は、図示のように、前記
二重露光領域ｄを境界として幅方向にずれ、かつ二重露
光領域ｄの幅が狭くなったパターンとなる。

なお、このブラックストライプ13の二重露光領域ｄにお
ける幅方向のずれ量は、前述したように最大で２μｍ〜
３μｍ程度であり、このずれ量はブラックストライプ13
の幅（約20μｍ）に比べれば極めて小さい。

しかし、従来の露光マスクは、第６図に示したように、
マスク線12をその全長にわたって直線状に形成したもの
であるため、形成されたブラックストライプ13は第８図
のように、二重露光領域ｄをはさむ両側がそれぞれ全長
にわたって直線であり、したがって、ブラックストライ
プ13の二重露光領域ｄでのずれが目立って見える。そし
て、この二重露光領域ｄでのブラックストライプ13のず
れは、平行に並んでいる全てのブラックストライプ13に
生じるため、このブラックストライプ13のずれの影響
で、画面の左半分と右半分とが上下にずれているように
見えてしまう。これは、線方向のブラックストライプ13
が二重露光領域でずれた場合も同様であり、この場合
は、画面の上半分と下半分とが左右にずれているように
見えてしまう。

本考案は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、フォトレジストの露
光処理を分割露光によって行なう際の各露光領域の位置
合わせ精度の誤差があっても、ブラックストライプを二
重露光領域での幅方向のずれが目立たないパターンに形
成して、ブラックストライプの二重露光領域でのずれに
より画面がずれて見えるのを防ぐことができるようにし
た、ブラックストライプ形成用露光マスクを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のブラックストライプ形成用露光マスクは、透明
基材面にブラックストライプの間隔に対応するピッチで
多数本のマスク線を形成してなり、かつ前記マスク線
を、短い直線部がその長さ方向に連続し、かつこの各直
線部がマスク線幅方向に交互にずれたパターンに形成し
たことを特徴とするものである。

〔作用〕

本考案のブラックストライプ形成用露光マスクによれ
ば、そのマスク線を、短い直線部がその長さ方向に連続
し、かつこの各直線部がマスク線幅方向に交互にずれた
パターンに形成しているから、この露光マスクを用いる
フォトリソグラフィ法で形成されるブラックストライプ
は、その全長が短い間隔で幅方向に交互にずれたパター
ンとなる。したがって、フォトレジストの露光処理を分
割露光によって行なう際の各露光領域の位置合わせ精度
の誤差により、形成されたブラックストライプが二重露
光領域において幅方向にずれても、このブラックストラ
イプの全長が短い間隔で幅方向に交互にずれているた
め、前記二重露光領域でのずれは目立たない。

したがって、本考案の露光マスクによれば、フォトレジ
ストの露光処理を分割露光によって行なう際の各露光領
域の位置合わせ精度の誤差があっても、ブラックストラ
イプを二重露光領域での幅方向のずれが目立たないパタ
ーンに形成して、ブラックストライプの二重露光領域で
のずれにより画面がずれて見えるのを防ぎ、画面の外観
を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を、ネガ型フォトレジストを用
いるフォトリソグラフィ法でブラックマスクを形成する
ときに使用される露光マスクについて、第１図〜第４図
を参照して説明する。

第１図は本実施例の露光マスクの一部分を示している。

この露光マスクは、ガラスまたは樹脂フィルムからなる
透明基材21面に、画像表示装置の表示面に形成するブラ
ックストライプの間隔に対応するピッチで多数本のマス
ク線22を形成したもので、このマスク線22は金属等から
なる不透明膜で形成され、各マスク線22間の部分は光透
過部となっている。なお、この実施例の露光マスクは、
格子状のブラックストライプを形成するためのものであ
り、前記マスク線22は、横方向と縦方向とに形成されて
いる。そして、各マスク線22はそれぞれ、短い直線部22
aがその長さ方向に連続し、かつこの各直線部22aがマス
ク線幅方向に交互にずれたパターンに形成されている。
また各直線部22a間の境界部22bは、その幅を直線部22a
の幅より小さくした細幅部とされており、この境界部22
bの一側縁はその一端がつながる直線部22aの一側縁と直
線状に連続し、境界部22bの他側縁はそのその他端がつ
ながる直線部22aの他側縁と直線状に連続している。な
お、図では、マスク線22の各直線部22aのずれを誇張し
て示しているが、この各直線部22aのマスク線幅方向へ
のずれ量は、フォトレジストの露光処理を分割露光によ
って行なう際の各露光領域の位置合わせ精度の最大誤差
（２μｍ〜３μｍ程度）のほぼ1/2（１μｍ〜1.5μｍ程
度）とされている。また、各直線部22aの幅は約20μｍ
であり、前記境界部22bの幅は約1.9μｍ〜2.85μｍ、そ
の長さは、フォトレジストを分割露光する際の１回目露
光範囲と２回目露光範囲との縁部のラップ領域、つまり
第７図（ｂ）に示した二重露光領域ｄの長さ（50μｍ〜
70μｍ）とほぼ同じ長さである。さらに、この実施例で
は、マスク線22の各直線部22aの長さを、このマスク線2
2と直交する方向のマスク線22の配列ピッチより前記境
界部22bの長さ分だけ短くした長さとするとともに、こ
の各直線部22aをその中間において前記直交する方向の
マスク線22と交差させている。また各マスク線22は、１
本おきに同じパターンに形成されており、その間のマス
ク線22は、隣接するマスク線22をその幅方向に反転させ
たパターンに形成されている。

しかして、この実施例の露光マスクによれば、そのマス
ク線22を、短い直線部22aがその長さ方向に連続し、か
つこの各直線部22aがマスク線幅方向に交互にずれたパ
ターンに形成しているから、この露光マスクを用いるフ
ォトリソグラフィ法で形成されるブラックストライプ
は、その全長が短い間隔で幅方向に交互にずれたパター
ンとなる。

したがって、この露光マスクを用いてフォトリソグラフ
ィ法によるブラックストライプの形成を行なえば、フォ
トレジストの露光処理を分割露光によって行なう際の各
露光領域の位置合わせ精度の誤差により、形成されたブ
ラックストライプが二重露光領域において幅方向にずれ
ても、ブラックストライプの全長が短い間隔で幅方向に
交互にずれて形成されるために、前記二重露光領域での
ずれは目立たないから、形成されたブラックストライプ
によって画面がずれて見えるのを防いで、画面の外観を
向上させることができる。

すなわち、第２図〜第４図は、前記実施例の露光マスク
を用いてネガ型フォトレジストを分割露光した場合に形
成されるブラックストライプ23のパターンを示したもの
で、第２図は二重露光領域ｄから左側のブラックストラ
イプ23が上側にずれた場合のパターン、第３図は前記左
側のブラックストライプ23が下側にずれた場合のパター
ン、第４図は左右のブラックストライプ23にずれがない
場合のパターンを示している。

このように、前記実施例の露光マスクを用いて形成され
たブラックストライプ23は、その全長が短い間隔で幅方
向に交互にずれたパターンとなっている。このため、分
割露光の際の各露光領域の位置合わせ精度の誤差によ
り、ブラックストライプ23が第２図または第３図のよう
に二重露光領域ｄで幅方向にずれても、この二重露光領
域ｄでのずれはブラックストライプ全体の形状にまぎれ
て全く目立たないから、画面が二重露光領域ｄでずれて
見えることはない。また、分割露光の際の各露光領域の
位置合わせに誤差がない場合は、第４図のように左右の
ブラックストライプ23にずれがないから、当然、画面が
二重露光領域ｄでずれて見えることはない。また、この
場合は、ブラックストライプ23の二重露光領域ｄとその
両側の直線部22aとが直線状につながるが、この直線部
分の長さは、１つの直線部22aの２倍程度であるため、
この直線部分が目立つことはない。

なお、前記実施例では、マスク線22の各直線部22aの長
さを、直交するマスク線22の配列ピッチより境界部22b
の長さ分だけ短くした長さとしているが、この直線部22
aの長さは、直交するマスク線22の配列ピッチの２倍〜
３倍程度を越えない長さであれば任意でよいし、また各
直線部22aの長さを交互に異ならせてもよく、要は、マ
スク線22のパターンが、その全長にわたって短い間隔で
幅方向に交互にずれていればよい。また、前記実施例で
は、各マスク線22を１本おきに同じパターンに形成して
いるが、この各マスク線22はその全てを同じパターンに
形成してもよいし、また、各マスク線22のパターンをラ
ンダムに変えてもよい。

さらに前記実施例では、ネガ型フォトレジスト用の露光
マスクについて説明したが、本考案は、ポジ型フォトレ
ジスト用の露光マスクにも適用できるもので、その場合
は、マスク線を透明部とし、各マスク線間の部分を不透
明とすればよい。また、ポジ型フォトレジストを使用す
る場合は、分割露光の際の各露光領域の位置合わせ精度
に誤差があると、形成されるブラックストライプの二重
露光領域の幅が広くなるから、ポジ型フォトレジスト用
の露光マスクの場合は、そのマスク線の各直線部間の境
界部の幅を直線部の幅より大きくしておけばよい。

また、本考案は、格子状のブラックストライプに限ら
ず、一方向だけのブラックストライプを形成するための
露光マスクにも適用できることはもちろんである。

〔考案の効果〕

本考案のブラックストライプ形成用露光マスクによれ
ば、フォトレジストの露光処理を分割露光によって行な
う際の各露光領域の位置合わせ精度の誤差により、形成
されたブラックストライプが二重露光領域において幅方
向にずれても、ブラックストライプの全長が短い間隔で
幅方向に交互にずれて形成されるために、前記二重露光
領域でのずれは目立たず、したがって、形成されたブラ
ックストライプによって画面がずれて見えるものを防い
で、画面の外観を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す露光マスクの一部分の
平面図、第２図〜第４図は第１図の露光マスクを用いて
ネガ型フォトレジストを分割露光した場合に形成される
ブラックストライプのパターン図、第５図はフォトレジ
ストの露光処理を複数回に分けて行なう分割露光方法を
示す図、第６図は従来の露光マスクの一部分の平面図、
第７図はネガ型フォトレジストを分割露光により露光処
理したときの、１回目露光時と２回目露光時のフォトレ
ジスト露光状態と、現像処理後のフォトレジストのパタ
ーンを示す図、第８図は従来の露光マスクを用いてネガ
型フォトレジストを分割露光した場合に形成されるブラ
ックストライプのパターン図である。 21…透明基材、22…マスク線、22a…直線部、22b…境界
部、23…ブラックストライプ、ｄ…二重露光領域。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】画像表示装置の表示面にフォトリソグラフ
   ィ法でブラックストライプを形成するのに用いられる露
   光マスクにおいて、透明基材面に前記ブラックストライ
   プの間隔に対応するピッチで多数本のマスク線を形成し
   てなり、かつ前記マスク線を、短い直線部がその長さ方
   向に連続し、かつこの各直線部がマスク線幅方向に交互
   にずれたパターンに形成したことを特徴とするブラック
   ストライプ形成用露光マスク。