(57)【要約】本発明は、液晶配向制御突起物の形成によって生じる液晶分子の配向の乱れを抑制し、高品位な表示を行うことができる液晶表示パネルを提供する。本発明の液晶表示パネルは、一対の基板と、上記一対の基板に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルであって、上記一対の基板の一方は、他方の基板に向かって突出した壁状の液晶配向制御突起物を備え、上記液晶配向制御突起物は、主突起物と、上記主突起物よりも低い副突起物とを含み、上記副突起物の高さは、上記主突起物から遠ざかるにつれ徐々に低くなる液晶表示パネルである。
2011074318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、該一対の基板に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルであって、
該一対の基板の一方は、他方の基板に向かって突出した壁状の液晶配向制御突起物を備え、
該液晶配向制御突起物は、主突起物と、該主突起物よりも低い副突起物とを含み、
該副突起物の高さは、該主突起物から遠ざかるにつれ徐々に低くなる
ことを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項２】
前記副突起物は、前記主突起物よりも狭い幅をもつことを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【請求項３】
前記液晶配向制御突起物を備える基板は、着色層、及び、着色層よりも高い遮光層を有し、
前記副突起物は、着色層上に配置された第一の副突起物と、遮光層上に配置された第二の副突起物とを含む
ことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示パネル。
【請求項４】
前記第二の副突起物は、前記第一の副突起物よりも低いことを特徴とする請求項３記載の液晶表示パネル。
【請求項５】
主突起物と、該主突起物よりも低い副突起物とを含む液晶配向制御突起物を備える液晶表示パネルの製造方法であって、
該製造方法は、遮光部、透光量調整部、及び、透光部を有するマスクを通して露光することにより液晶配向制御突起物をパターニングする工程を含み、
該露光は、透光量調整部を、副突起物を形成する領域上に配置した後に行われ、
該透光量調整部には、該マスクを貫通するＶ字状の複数のスリットが横並びに形成されており、
該複数のスリットの単位スリットあたりの対称軸の長さは、主突起物を形成する領域から遠ざかるにつれ短くなる
ことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項６】
前記露光は、遮光部を着色層上に配置し、透光量調整部を着色層上及び遮光層上に配置した後に行われることを特徴とする請求項５記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項７】
前記透光量調整部は、スリットの合計の面積がより小さい第一の透光量調整部と、スリットの合計の面積がより大きい第二の透光量調整部とを有し、
前記露光は、第一の透光量調整部を着色層上に配置し、第二の透光量調整部を遮光層上に配置した後に行われる
ことを特徴とする請求項５又は６記載の液晶表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネル及び液晶表示パネルの製造方法に関する。より詳しくは、ＭＶＡモードの表示方式に好適に用いられる液晶表示パネル及び液晶表示パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）パネルは、一対の基板間に液晶層を挟持した構成を有し、基板に形成した電極により液晶層に電圧を印加して液晶分子の配向状態を変化させ、液晶層を透過する光の偏光状態を変化させて表示を行う。【０００３】
具体的にＬＣＤパネルの表示方式としては、上下基板に電極を形成し、誘電率異方性が正の液晶を２枚の基板間で９０°捩れた状態で基板間に狭持し、基板に垂直な縦方向の電界により液晶をスイッチングさせるＴＮ（Twisted Nematic）モードや、上下基板間に誘電率異方性が負の液晶を狭持し、垂直配向膜等により電界を印加しない状態では液晶分子を縦方向に整列させておき、電界を印加することで液晶分子を横に向かせるＶＡ（Vertical Alignment）モード等が挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】
また、ＶＡモードの応用技術として、配向制御突起により１画素を複数の領域に分割してマルチドメイン化するＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モードが開発されている。ＭＶＡモードによれば、１画素内で液晶分子の傾斜方向が複数になるように制御され、全方位で均一な中間調表示が可能となるので、優れたコントラスト、視野角特性及び応答速度を得ることができる。【０００５】
配向制御突起の形成方法としては、例えば、カラーフィルタ上に感光波長領域の光を吸収する感光性樹脂組成物を塗布し、フォトマスクを介して感光性樹脂組成物に光を露光後、露光後の感光性樹脂組成物を現像することでパターニングを行う方法が挙げられる（例えば、特許文献２及び３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１４８６２４号公報
【特許文献２】特開２００４−６１５３９号公報
【特許文献３】特開２００６−２０１２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、ＭＶＡモードの液晶表示パネルにつき、１つの画素内において、開口領域となる部分に、より高い液晶配向制御突起物を複数配置するとともに、開口領域とならない部分（例えば、遮光領域）に、より低い液晶配向制御突起物を補助的に設ける形態について研究を行っていた。単に液晶配向制御突起物を画素を分割するように設けるのみでなく、副次的に低い液晶配向制御突起物を設けることで、より精密に液晶分子を画素内の各領域に区分することができるので、液晶分子の向きの制御性を高めることができ、表示品位が大幅に向上する。【０００８】
しかしながら、本発明者らが詳細な検討を行ったところ、より高い液晶配向制御突起物は、より低い液晶配向制御突起物よりも液晶分子に対する配向規制力が強いため、より低い液晶配向制御突起物の配向規制力に影響を及ぼすことが明らかとなった。この影響により、より高い液晶配向制御突起物と、より低い液晶配向制御突起物との境界地点付近の領域に、液晶分子の配向に乱れが生じることがある。【０００９】
また、本発明者らは、液晶配向制御突起物が形成される領域に段差が生じていると、液晶分子の乱れは更に助長され、表示品位の劣化を起こす可能性があることを見いだした。例えば、液晶配向制御突起物が画素の開口領域内と開口領域外とのいずれにも形成される場合に、開口領域内と開口領域外との間に段差が形成されると、液晶分子の配向乱れが特に生じやすいことが明らかとなった。【００１０】
図１５は、本発明者らが検討を行っているＭＶＡモードの液晶表示パネルを構成する基板表面を写した消光位状態での光学顕微鏡写真である。図１５の各○部分を比較してわかるように、液晶配向制御突起物が形成されていない部分では輝線が発生していないのに対し、液晶配向制御突起物が形成された部分では輝線が生じている。これは、液晶配向制御突起物と隣接する一部の領域に、液晶分子の配向の乱れが生じていることを意味している。図１５で示された写真は、消光位状態での写真であるため、通常表示状態ではこの輝線部分は暗線として表れることになる。【００１１】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、液晶配向制御突起物の形成によって生じる液晶分子の配向の乱れを抑制し、高品位な表示を行うことができる液晶表示パネルを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、液晶配向制御突起物を、より高い部分と、より低い部分とに分けることによる利益を得つつ、液晶分子の乱れを抑制する手段について種々検討を行っていたところ、液晶配向制御突起物のより低い部分の形状に着目した。そして、より低い部分の高さが、より高い部分から遠ざかるにつれ徐々に低くなることにより、その高さの変化が液晶分子の配向をアシストし、液晶分子の傾斜角度もまた、横並びに隣り合うもの同士で連続的、かつ、なだらかに変化するものとなるため、液晶分子の配向性を大きく乱すことなく整列させることができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。【００１３】
すなわち、本発明は、一対の基板と、上記一対の基板に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルであって、上記一対の基板の一方は、他方の基板に向かって突出した壁状の液晶配向制御突起物を備え、上記液晶配向制御突起物は、主突起物と、上記主突起物よりも低い副突起物とを含み、上記副突起物の高さは、上記主突起物から遠ざかるにつれ徐々に低くなる液晶表示パネルである。以下、本発明の液晶表示パネルについて詳述する。【００１４】
本発明の液晶表示パネルは、一対の基板と、上記一対の基板に挟持された液晶層とを有する。上記一対の基板は、例えば、一方をアレイ基板、他方をカラーフィルタ基板として用いることができる。アレイ基板に対して複数の画素電極を設けることで、画素電極（サブ画素）単位で液晶の配向が制御される。カラーフィルタ基板に対しては、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等で構成されるカラーフィルタをアレイ基板の画素電極とそれぞれ重畳する位置に配置することで、画素単位で表示色を制御することができる。【００１５】
上記一対の基板の一方は、他方の基板に向かって突出した壁状の液晶配向制御突起物を備える。上記液晶配向制御突起物は、壁状の仕切り部材であり、基板表面近くの液晶分子をそれぞれ仕切られた複数の領域に区分することができる。上記液晶配向制御突起物は、例えば、誘電体（絶縁体）材料で構成されており、液晶層内が電圧無印加状態であっても、液晶分子を液晶配向制御突起物に向かって傾かせることができる。【００１６】
上記液晶配向制御突起物は、主突起物と、上記主突起物よりも低い副突起物とを含む。上記液晶配向制御突起物として、主に液晶の配向制御に寄与する主突起物に加え、副突起物を補助的に設けることで、液晶分子をより精密に各領域に区分することができるので、液晶分子の配向の制御性が高まり、表示品位を向上させることができる。【００１７】
上記副突起物の高さは、上記主突起物から遠ざかるにつれ徐々に低くなる。液晶配向制御突起物の配向規制力は、その高さに依存するため、このように高さが徐々に変化する副突起物を設けることで、副突起物と隣接する液晶分子の配向性もまた、隣接する副突起物の高さに合わせて連続的に変化することになるので、液晶分子に配向の乱れが起こりにくくなり、表示品位の劣化を抑制することができる。なお、本明細書において「徐々に低くなる」とは、（１）平坦な傾斜を有するもの、（２）複数の段を有し、高さが段階的に変化するもの、（３）曲線を描きながらなだらかに変化するもののいずれも含む。【００１８】
本発明の液晶表示パネルの構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。本発明の液晶表示パネルにおける好ましい形態について以下に詳しく説明する。【００１９】
上記副突起物は、上記主突起物よりも狭い幅をもつことが好ましい。副突起物の幅を主突起物の幅よりも狭くすることで、開口率を向上させることができる。副突起物の幅を狭くすることで配向規制力はやや落ちるが、あくまで補助的な突起物であるため、表示品位への悪影響はほとんどない。【００２０】
上記液晶配向制御突起物を備える基板は、着色層、及び、着色層よりも高い遮光層を有し、上記副突起物は、着色層上に配置された第一の副突起物と、遮光層上に配置された第二の副突起物とを含むことが好ましい。カラー表示を行うための着色層の間隙に遮光層を形成することで、着色層の間隙に光漏れが生じることを防止することができる。遮光層で区切られた区画に着色層を形成しようとする際、遮光層と着色層との間に段差を設けて遮光層の高さを着色層よりも高く形成することを許容すれば、着色層の的確なパターニングが可能となる。本発明によれば、着色層上に形成される第一の副突起物と、遮光層上に形成される第二の副突起物との間に段差が生じる場合であっても、液晶分子の配向の乱れが起こりにくいので、このような形態に特に好適に用いることができる。【００２１】
上記第二の副突起物は、上記第一の副突起物よりも低いことが好ましい。第二の副突起物下に形成される遮光層は、第一の副突起物下に形成される着色層よりも厚みが大きくなる場合、遮光層と着色層との間に段差が生じてしまう。そのため、このように着色層上に形成される副突起物と、遮光層上に形成される副突起物の高さを変えて、これらの基板面からの高さを揃えるように調節することで、着色層と遮光層との間の段差の違いによる影響を低減することができ、より液晶分子の配向の乱れを抑制することができる。【００２２】
本発明はまた、主突起物と、上記主突起物よりも低い副突起物とを含む液晶配向制御突起物を備える液晶表示パネルの製造方法であって、上記製造方法は、遮光部、透光量調整部、及び、透光部を有するマスクを通して露光することにより液晶配向制御突起物をパターニングする工程を含み、上記露光は、透光量調整部を、副突起物を形成する領域上に配置した後に行われ、上記透光量調整部には、上記マスクを貫通するＶ字状の複数のスリットが横並びに形成されており、上記複数のスリットの単位スリットあたりの対称軸の長さは、主突起物を形成する領域から遠ざかるにつれ短くなる液晶表示パネルの製造方法でもある。【００２３】
本発明の液晶表示パネルの製造方法は、上述した本発明の液晶表示パネルの作製に好適な製造方法である。以下、本発明の液晶表示パネルの製造方法について詳述する。【００２４】
本発明の製造方法によって作製される液晶表示パネルは、主突起物と、上記主突起物よりも低い副突起物とを含む液晶配向制御突起物を備える。上述したように、液晶配向制御突起物を主突起物と副突起物とに分けて形成することで、液晶分子の配向の制御性に優れたＭＶＡモードの液晶表示パネルが得られる。【００２５】
上記製造方法は、遮光部、透光量調整部、及び、透光部を有するマスクを通して露光することにより液晶配向制御突起物をパターニングする工程を含む。このような三種類の光透過制御領域を設けることで、一度の露光工程で複数の領域において異なる形状を有する液晶配向制御突起物を作製することが可能となる。【００２６】
上記露光は、透光量調整部を、副突起物が形成される領域上に配置した後に行われ、上記透光量調整部には、上記マスクを貫通するＶ字状の複数のスリットが横並びに形成されている。このような透光量調整部を設けることで、副突起物を形成する領域に対する光の照射量を制御することができ、主突起物よりも高さの低い副突起物を、主突起物と同時に形成することができる。また、各スリットの形状をＶ字とすることで、Ｖ字の対称線に沿って先端が形成される壁状の突起物を形成することができ、上記対称線を境に対称性をもつ液晶分子の配向制御を行う突起物を得ることができる。【００２７】
上記複数のスリットの単位スリットあたりの対称軸の長さは、主突起物を形成する領域から遠ざかるにつれ短くなる。「単位スリットあたりの対称軸の長さ」とは、上記Ｖ字のスリットを対称的に二等分する線分の、Ｖ字一つ分にあたる長さをいう。各スリットに対応する対称線の長さを順に異ならせることで、高さが徐々に変化する副突起物を容易に形成することができる。そして、このようにして形成される副突起物は、隣接する液晶分子の配向の乱れを生じにくくさせる。なお、本発明の製造方法によって形成される副突起物の表面には、Ｖ字状の痕跡が形成されることになるが、配向規制力には大きく影響しない。【００２８】
本発明の液晶表示パネルの製造方法の構成としては、このような製造工程を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。本発明の液晶表示パネルの製造方法における好ましい形態について以下に詳しく説明する。【００２９】
上記露光は、遮光部を着色層上に配置し、透光量調整部を着色層上及び遮光層上に配置した後に行われることが好ましい。遮光層で区切られた区画に着色層をパターニングしようとする際、遮光層と着色層との間に段差を設けて遮光層の高さを着色層よりも高く形成することを許容すれば、着色層を遮光層で囲まれた領域に的確にパターニングすることが可能となる。本発明の製造方法によって作製される副突起物によれば、着色層上に形成される主突起物と、遮光層上に形成される副突起物との間に段差が生じる場合であっても、液晶分子の配向の乱れが起こりにくいので、このような方法に特に好適に用いることができる。【００３０】
上記透光量調整部は、スリットの合計の面積がより小さい第一の透光量調整部と、スリットの合計の面積がより大きい第二の透光量調整部とを有し、上記露光は、第一の透光量調整部を着色層上に配置し、第二の透光量調整部を遮光層上に配置した後に行われることが好ましい。遮光層と着色層との間に段差を形成する場合、これらの上に形成される副突起物の間にも高さの違いが生じることになる。第一の透光量調整部を通して形成される副突起物の高さは、第二の透光量調整部を通して形成される副突起物の高さよりも低くなるので、本発明の製造方法によれば、着色層上に形成される副突起物と、遮光層上に形成される副突起物との間の基板面からの高さが揃うように調節することができるので、液晶分子の配向の乱れが起こりにくい副突起物の組み合わせを得ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の液晶表示パネルによれば、液晶配向制御突起物の形成によって生じる液晶分子の配向の乱れを抑制し、高品位な表示を行うことができる。また、本発明の液晶表示パネルの製造方法によれば、液晶配向制御突起物の形成によって生じる液晶分子の配向の乱れを抑制し、高品位な表示を行うことができることが可能な液晶表示パネルを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１の液晶表示パネルの一方の基板の基板面を拡大した平面模式図である。
【図２】実施形態１の液晶表示パネルが有する液晶配向制御突起物を斜視的に表した模式図である。
【図３】実施形態１の液晶表示パネルが有する液晶配向制御突起物を斜視的に表した原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）写真である。
【図４】実施形態１の液晶表示パネルの製造工程において、リブのパターニングに用いるマスクの平面模式図である。
【図５】マスクの透過量調整部の拡大模式図である。
【図６】マスクの透過量調整部の拡大模式図である。
【図７】マスクの透過量調整部の各領域に対応する透過率の大きさを示すグラフである。
【図８】マスクの透過量調整部の各領域に対応するサブリブの高さを示すグラフである。
【図９】実施形態１におけるリブの一部を抜き出して表した平面模式図である。
【図１０】実施形態１におけるメインリブ及びサブリブの断面模式図である。
【図１１】実施形態１におけるメインリブ及びサブリブをより実際の形状に近づけた断面模式図である。
【図１２】実施形態１におけるサブリブの平面模式図であり、あわせて液晶分子の傾斜の向きを示している。
【図１３】サブリブの高さに変化を設けていない場合（比較形態１）の、液晶表示パネルを構成する基板表面の消光位状態での光学顕微鏡写真である。
【図１４】サブリブの高さに変化を設けた場合（実施形態１）の、液晶表示パネルを構成する基板表面の消光位状態での光学顕微鏡写真である。
【図１５】本発明者らが検討を行っているＭＶＡモードの液晶表示パネルを構成する基板表面を平面的に表した消光位状態での光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００３４】
実施形態１
実施形態１の液晶表示パネルは、一対の基板と、上記一対の基板に挟持された液晶層とを有する。図１は、実施形態１の液晶表示パネルの一方の基板の基板面を拡大した平面模式図である。図１に示すように、実施形態１の液晶表示パネルは、一方の基板（以下、アレイ基板ともいう。）に、行方向に延伸された走査配線１１、及び、列方向に延伸された信号配線１２を有し、これらに囲まれた領域が一つのサブ画素を構成する。
【００３５】
アレイ基板は、複数の画素電極１３を有し、一つのサブ画素に対して一つの画素電極１３が配置される。すなわち、上記複数の画素電極１３は行方向及び列方向に並べられてマトリクス形状を構成する。各画素電極１３は、画素電極１３同士の間隙に配置された走査配線１１、信号配線１２等の各種配線、及び、これらの配線の交点に隣接して設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）等のスイッチング素子により、個別に駆動制御される。なお、画素電極１３一つあたりの形状としては、矩形、矩形に対し一部に平面的な切り欠き又は突出が設けられた形状等が挙げられ、後述するブラックマトリクスの開口の形状とあわせる必要はない。
【００３６】
また、一つのサブ画素に対応する領域に一つのカラーフィルタが、他方の基板（以下、対向基板ともいう。）に設けられる。なお、上記カラーフィルタは、対向基板ではなくアレイ基板に設けられてもよい。
【００３７】
複数色のカラーフィルタによって１つの画素に対応する特定の色が表現されるため、カラーフィルタに対応した複数個のサブ画素によって１つの画素は構成される。１つの画素を構成するカラーフィルタの色の組み合わせとしては、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色の組み合わせが挙げられ、他の色（例えば、黄（Ｙ）、白（Ｗ））を更に有していてもよい。
【００３８】
対向基板において、各カラーフィルタ同士の間隙には遮光部材（以下、ブラックマトリクス（ＢＭ）ともいう。）が設けられており、カラーフィルタ同士の間隙からの光漏れ及び混色を防ぐことができる。なお、実施形態１においては、ＢＭの形成されていない領域が開口領域となる。
【００３９】
ＢＭが形成されている領域の任意の場所には、液晶表示パネルを構成する一対の基板を一定間隔で保つ柱状スペーサ１４が設けられる。
【００４０】
カラーフィルタ上及びＢＭ上の全体には共通電極が設けられており、共通電極と、アレイ基板が有する画素電極１３とによって液晶層内に電界を形成することができる。
【００４１】
そして、ＭＶＡモードである実施形態１の液晶表示パネルにおいては、パネル面（基板面）を平面視したときに線状である液晶配向制御突起物（以下、リブともいう。）２１が、対向基板の共通電極上に設けられる。リブ２１は、一部で折れ曲がった形状を有しており、画素の区分に関わらず、表示画面を大きく見たときに全体としてジグザグ形状を有している。また、リブ２１の延伸方位は、画素電極１３の短辺及び長辺に対して角度をもつ（例えば、３０〜６０°）ように形成されているので、１つのリブ２１であっても、１つのサブ画素を複数の領域に区分することができる。
【００４２】
リブ２１の材料は、ノボラック樹脂等の誘電体（絶縁体）であり、電圧を印加しない状態においても、隣接する液晶分子をリブ２１に向かって配向させることができる。したがって、リブ２１で区分された領域ごとに各液晶分子は異なる方向に配向することになるので、広視野角を得ることができる。
【００４３】
図１に示すように、リブ２１は、Ｖ字状又は直線状であるメインリブ（主突起物）２２、及び、その延伸方位がメインリブ２２の延伸方位に対して角度をもつサブリブ（副突起物）２３を有している。メインリブ２２の形状をＶ字状とすることで、１つのサブ画素を均等に分割しやすくなり、広視野角が得られやすくなる。また、このようなメインリブ２２の一部から延伸したサブリブ２３を補助的に設けることで、より精密に液晶分子の配向性を調節することができるため、表示品位を向上させることができる。
【００４４】
サブリブ２３としては、メインリブ２２の折れ曲がっている部分（屈曲部）から延伸された第一のサブリブ（第一の副突起物）２３ａ、及び、メインリブ２２の末端から延伸された第二のサブリブ（第二の副突起物）２３ｂが挙げられる。また、サブリブ２３は、メインリブ２２とは独立して設けられてもよく、例えば、サブ画素の境界線上に第三のサブリブ２３ｃとして設けることができる。これらのサブリブ２３は、メインリブ２２ほどの配向規制力は必要でないため、メインリブ２２よりも低く形成されており、メインリブ２２よりも同等又はそれ以下の幅をもつ。メインリブ２２の延伸方位は、サブ画素の外縁に対して角度をもつように形成されているが、サブリブ２３の延伸方位は、行方向又は列方向となるように形成されている。
【００４５】
図２は、実施形態１の液晶表示パネルが有する液晶配向制御突起物を斜視的に表した模式図であり、図３は、実施形態１の液晶表示パネルが有する液晶配向制御突起物を斜視的に表した原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）写真である。図２及び図３に示すように、リブ２１は、対向基板を一方の基板としたときの他方の基板、すなわち、アレイ基板側に向かって突出した壁状の仕切り部材を構成する。また、リブ２１全体のうち、メインリブ２２及び第一のサブリブ２３ａがカラーフィルタ３１上（開口領域内）に設けられ、第二のサブリブ２３ｂ及び第三のサブリブ２３ｃがＢＭ３２上（開口領域外）に設けられている。
【００４６】
カラーフィルタ（着色層）３１とＢＭ（遮光層）３２との間には段差が設けられており、ＢＭ３２がカラーフィルタ３１よりも高く形成されている。そのため、同一のリブ内でもカラーフィルタ３１上のもの２３ａとＢＭ３２上のもの２３ｂとの間で段差が形成されることになる。これは、カラーフィルタ３１とＢＭ３２の製造プロセスの中で形成されてしまう段差である。
【００４７】
具体的に説明すると、カラーフィルタ３１は、例えば、ＢＭ３２によって仕切られたスペースにインクジェット法によってカラーフィルタ材料を滴下することで、容易にかつ高精度に形成することができる。しかしながら、より的確に対象となるスペースにカラーフィルタ材料を留めるためには、カラーフィルタが形成される面に親液処理を行い、ＢＭ３２の表面に撥液処理を行うことが必要であり、そうした場合、形成されるカラーフィルタ３１とＢＭ３２とは、それぞれ異なる高さをもつことになる。
【００４８】
このようなＢＭ３２とカラーフィルタ３１との間の段差は、それぞれの面上に形成されるリブ間の段差形成の原因になる。なお、カラーフィルタ３１とＢＭ３２との間の高さの違いは、一般的な製造プロセスによれば、０．４〜０．６μｍであり、通常のサブリブの高さ（メインリブの１５％〜９０％）と同程度である。
【００４９】
ＢＭ３２上のサブリブ２３の高さをより低く形成することも考えられるが、従来の方法によれば製造プロセス上、サブリブ２３を更に細く形成する必要があるため、製造マージンを大幅に減らすことになり、好ましくない。そこで、実施形態１においては、サブリブ２３の製造方法に関し、以下のような工夫を行っている。
【００５０】
実施形態１においてリブのパターニングは、以下のマスクを用いたフォトリソグラフィ法によって行う。図４は、実施形態１の液晶表示パネルの製造工程において、リブのパターニングに用いるマスクの平面模式図である。図４に示すように、実施形態１においてマスクは、遮光部６１と、透過量調整部６２と、透光部６３とを有している。遮光部６１はＶ字状であり、透過量調整部６２は直線状である。遮光部６１は、透過量調整部６２と連結されており、遮光部６１の延伸方位は、透過量調整部６２の延伸方位に対して角度をもつ。すなわち、遮光部６１と透過量調整部６２とを合わせた形状は、屈曲部を有するＶ字状である。メインリブのパターニングを行う領域が遮光部６１に対応し、サブリブのパターニングを行う領域が透過量調整部６２に対応し、リブのパターニングを行わない領域が透光部６３に対応するように、マスクの配置調整がなされた後、露光工程が行われる。
【００５１】
図５及び図６は、マスクの透過量調整部の拡大模式図である。図５及び図６に示すように、マスクの透過量調整部６２には、マスクを貫通するＶ字状の複数のスリット７１が横並びに形成されており、露光時に光がこのスリット７１を通り抜けられるものとしている。このとき、スリット７１の大きさによって露光量の調節を行うことができる。なお、図５及び図６において透過量調整部６２の左端側が遮光部側を指し、右端側が他方の末端側を指す。
【００５２】
Ｖ字状の複数のスリット７１の単位スリットあたりの対称軸の長さは、それぞれ異なっており、メインリブを形成する領域から遠ざかるにつれ短くなっている。以下、単位スリットあたりの対称軸の長さを「パターン幅」ともいう。すなわち、実施形態１においてマスクの表面には、パターン幅がそれぞれ異なるＶ字状の複数のスリット７１が横並びに形成されており、終端におけるパターン幅を単位区分とすると、パターン幅の長いものほどメインリブが形成される領域に近くなるように各スリット７１が設けられている。
【００５３】
Ｖ字の開口の向きは隣り合うもの同士で＜（右向き）、又は、＞（左向き）で共通している。実施形態１において各スリット７１の開口の向きは特に限定されず、図５に示すようにメインリブを形成する領域に向かって開口が開いている形態と、図６に示すようにメインリブを形成する領域に向かって開口が閉じている形態とのいずれであってもよい。
【００５４】
実施形態１において各スリット７１は、Ｖ字の中心角の大きさがそれぞれ異なっているということもできる。Ｖ字状の複数のスリット７１のそれぞれは、メインリブが形成される領域から遠ざかるにつれ中心角が大きなスリットが配置されている。
【００５５】
このようなスリット７１を設けることで、透過量調整部全体として透過部よりも露光量を少なくするとともに、スリット７１のパターン幅が異なる領域ごとに露光量を調節することができる。
【００５６】
図７は、マスクの透過量調整部の各領域に対応する透過率の大きさを示すグラフである。また、図８は、マスクの透過量調整部の各領域に対応するサブリブの高さを示すグラフである。図７に示すように、マスクを通して露光されるパターン幅一つあたりの光の透過率は、パターン幅が狭い領域ほど大きくなっている。したがって、メインリブが形成される領域から光の透過率が段階的に少なくなるように、各領域における透過率の大きさが制御されている。これにより、図８に示すように、露光後のリブの仕上がりの膜厚も段階的に異なることとなり、メインリブ側から徐々に高さが低くなるサブリブが形成される。そして、そのようなサブリブによれば、液晶分子の傾きを連続的、かつ、なだらかに変化させることができるので、メインリブの折れ曲がり部分又は末端部分付近での液晶分子の配向の乱れ、及び、メインリブとサブリブとの間、又は、サブリブ間に段差が生じたときの液晶分子の配向の乱れを防止することができる。
【００５７】
また、このようなＶ字状のスリット７１は、透過量調整部の中心線（図５及び図６中の一点鎖線）を境に互いに対称な形状を有している。そのため、透過量調整部の中心線に沿って突起の先端が形成されるリブを形成することができ、液晶分子をリブを境界点として対称的に配向制御することができる。
【００５８】
各スリットの幅は、露光装置の解像限界よりも小さく、０．１μｍ〜５μｍ、好ましくは、０．５〜２μｍである。これは、結像光学系を使用した露光装置（ステッパ、ミラープロジェクション等）の場合、０．１μｍ〜数μｍが解像限界となり、プロキシミティ露光装置の場合、数μｍが解像限界、特に大型ＴＶ用の露光装置は３〜４μｍ程度の解像限界（メーカー仕様）となっているためである。実施形態１におけるマスクは、半導体等の形成のための一般的なグレートーンマスク（ハーフトーンマスク）とは異なり、干渉波の解消が必要でないことから、各スリットの幅が、露光する光の波長のｎ倍に調節される必要はない。
【００５９】
具体的には、以下の手順でフォトリソグラフィ法によるリブのパターニングを行うことができる。
【００６０】
まず、対向基板の表面にノボラック樹脂等のポジ型の感光性樹脂材料をスピンコート法等により塗布し、脱溶媒処理を行って感光性樹脂膜を形成する。次に、図５又は図６で示したマスクを所定の位置に配置し、マスクを介して対向基板の表面に露光を行う。このときの露光は、例えば、２５０ｍＪ／ｃｍ２の条件で行う。そして、露光後の感光性樹脂膜を水酸化カリウムを用いて１分間現像処理し、２００℃で２０分間の焼成工程を行うことで、露光工程時に遮光部によって光が当たっていない箇所が残存することになる。
【００６１】
より具体的には、上記露光は、マスクの各部位のうち、遮光部をメインリブを形成する領域上に配置し、透光量調整部をサブリブを形成する領域上に配置して行う。これにより、一度の露光工程で、メインリブが形成される領域及びサブリブが形成される領域の両方を照射することができ、メインリブ及びサブリブを含むリブ全体がパターニングされることになる。
【００６２】
また、このとき透光量調整部を、スリットの合計の面積がより小さい第一の透光量調整部と、スリットの合計の面積がより大きい第二の透光量調整部とで構成することで、これらの透光量調整部を通して露光された領域間で、リブの高さを異ならせることができる。すなわち、第一の透光量調整部を第一のサブリブを形成する領域上に、第二の透光量調整部を第二のサブリブ及び第三のサブリブを形成する領域上に、それぞれ配置した後、上記露光を行うことで、これら高さの異なるサブリブを一度に形成することができる。これらの面積を異ならせる手段としては、例えば、スリットの数を増やす方法、スリットの単位面積を広げる方法が挙げられる。
【００６３】
このような製造方法によれば、カラーフィルタ上にパターニングされる第一のサブリブと、ＢＭ上にパターニングされる第二及び第三のサブリブとの間の、基板面からの高さの差がより縮まることとなり、より液晶配向の乱れの少ない液晶表示パネルを得ることができる。
【００６４】
実施形態１の製造方法によって作製される各リブの形状について、以下、詳述する。
【００６５】
図９は、実施形態１におけるリブの一部を抜き出して表した平面模式図である。図９に示すように、リブは、より高く、より広い幅をもつメインリブ２２と、より低く、より狭い幅をもつサブリブ２３ａ，２３ｂとに分けられる。メインリブ２２の形状はＶ字状であり、サブリブ２３ａ，２３ｂの形状は直線状である。サブリブ２３ａ，２３ｂは、メインリブ２２の先端、又は、屈曲部から延伸されている。液晶分子はリブに一方の先端を向けて配向するため、メインリブ２２の先端にサブリブ２３ａ，２３ｂがないと、メインリブ２２の先端付近の領域に位置する液晶分子の配向に乱れが生じる。また、メインリブ２２の折れ曲がり部分付近の領域においても同様に、メインリブ２２の折れ曲がり部分付近の領域に位置する液晶分子の配向に乱れが生じる。
【００６６】
実施形態１では、メインリブ２２の屈曲部から第一のサブリブ２３ａを、メインリブ２２の両方の先端から第二のサブリブ２３ｂをそれぞれ延伸しており、サブリブ２３ａ、２３ｂが液晶分子の乱れを抑制する障壁となるため、液晶分子をより確実に区分し、サブ画素上のドメインを規則的に分割することができる。
【００６７】
このようなサブリブ２３ａ，２３ｂを有する構成を設けた場合、リブ２１によって配向分割される領域（ドメイン）は、図９の点線で示すように、メインリブ２２によって主として配向制御される主制御領域Ｓと、サブリブ２３ａ，２３ｂによって補助的に配向制御される副制御領域Ｗとに分けられる。
【００６８】
ただし、メインリブ２２とサブリブ２３ａ，２３ｂとでは、配向規制力はサブリブ２３ａ，２３ｂよりもメインリブ２２の方が強いため、主制御領域Ｓ内の液晶分子は強い規制力で規則的に配向制御されるものの、副制御領域Ｗ内の液晶分子は、メインリブ２２による配向規制力の影響を受け、配向に乱れが生じることがある。また、上述のように、カラーフィルタとＢＭとの間による段差によって、その乱れは更に助長されるおそれがある。
【００６９】
これに対し、実施形態１の製造方法によって形成されるリブの構造によれば、このような液晶分子の配向の乱れを解消することができる。図１０は、実施形態１におけるメインリブ及びサブリブの断面模式図である。
【００７０】
図１０に示すように、実施形態１においてリブ２１は、メインリブ２２と、メインリブ２２の一部から延伸されたサブリブ２３とで構成されており、サブリブ２３は、メインリブ２２から遠ざかるにつれて徐々に高さが低くなるように形成されている。このような高さの違いは、上述の製造方法における露光量の違いによるものであり、図８で示したように、単位スリットが配置される領域に対応して高さが段階的に変化している。これにより、サブリブに隣接する液晶分子の配向を連続的、かつ、なだらかに変化させることができる。
【００７１】
図１１は、実施形態１におけるメインリブ及びサブリブをより実際の形状に近づけた断面模式図である。図１１に示すように、実際には、図１１の○部分で示される、メインリブ２２とサブリブ２３との境界、及び、サブリブ２３の各単位スリットに対応する領域の境界において、焼成工程時の熱ダレによりレベリング（平坦化）が起こり、図１０で示したものよりも、なめらかな傾斜面を有するリブが得られることになる。これにより、複数の段差が形成されながら膜厚が薄く変化するものに比べ、より円滑な液晶分子の配向を得ることができる。なお、図１１に示す形態では、メインリブ２２のサブリブ２３側の端面が欠け落ちている点にも一つの特徴がある。
【００７２】
また、実施形態１の製造方法によって形成されるサブリブの大きな特徴として、図１１のグレー部分に示すように、サブリブの表面に、マスクのスリットの形状に合わせてＶ字状の痕跡が残ることが挙げられる。このような痕跡は、液晶分子の配向には大きな影響を与えないため、表示品位の変動には大きく寄与しないが、実施形態１の製造方法によって作製されるサブリブの一つの特徴として挙げることができる。
【００７３】
なお、実施形態１においてサブリブの表面は、徐々に高さが低くなるものである限り、（１）平坦な傾斜を有するものと、（２）複数の段を有し、高さが段階的に変化するもの、（３）曲線を描きながらなだらかに変化するもののいずれであってもよい。例えば、サブリブの先端部分を任意に３点取ったときに、これら３点のうちメインリブから近いものから順に高さが低い形態が挙げられる。
【００７４】
図１２は、実施形態１におけるサブリブの平面模式図であり、あわせて液晶分子の傾斜の向きを示している。図１２において弓なりの線は、熱ダレによるレベリングが起こった領域を示し、複数の点は、マスクのスリットパターンを反映した痕跡が生じた領域を示している。また、図１２に示すように、サブリブに隣接する液晶分子の傾きは、メインリブ側からサブリブの先端側に向けて、順々に倒れていくように配向しており、連続的、かつ、なめらかに変化している。したがって、液晶分子の配向に乱れが生じにくい液晶表示パネルが得られることになり、液晶分子の配向の乱れによる表示品位の劣化を抑制することができる。
【００７５】
このような形状のリブによれば、上述したようなカラーフィルタとＢＭとの間に段差が生じている場合においてもその段差に起因して生じる液晶分子の配向の乱れを抑制することができるので、カラーフィルタとＢＭとの間に段差が形成されうる場合に、実施形態１の構成及び製造方法は、特に好適に用いられる。
【００７６】
図１３は、サブリブの高さに変化を設けていない場合（比較形態１）の、液晶表示パネルを構成する基板表面の消光位状態での光学顕微鏡写真であり、図１４は、サブリブの高さに変化を設けた場合（実施形態１）の、液晶表示パネルを構成する基板表面の消光位状態での光学顕微鏡写真である。
【００７７】
図１３の白丸部分と図１４の白丸部分とを比較すると、図１３においては白く変化しているのに対し、図１４においては黒のままである。したがって、実施形態１の構成によれば比較形態１のような白ぼけ領域が形成されず、明表示状態においてこの白ぼけ領域に相当する暗い領域が発生しないことになるため、良好な表示を得ることができる。
【００７８】
なお、本願は、２００９年１２月１７日に出願された日本国特許出願２００９−２８６７７０号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
【符号の説明】
【００７９】
１１：走査配線
１２：信号配線
１３：画素電極
１４：柱状スペーサ
２１：リブ（液晶配向制御突起物）
２２：メインリブ（主突起物）
２３：サブリブ（副突起物）
２３ａ：第一のサブリブ
２３ｂ：第二のサブリブ
２３ｃ：第三のサブリブ
３１：カラーフィルタ
３２：ブラックマトリクス（ＢＭ）
４１：スリットの痕跡
５１：液晶分子
６１：マスクの遮光部
６２：マスクの透過量調整部
６３：マスクの透光部
７１：スリット
Ｓ：主制御領域
Ｗ：副制御領域
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年1月29日(2013.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、該一対の基板に挟持された液晶層とを有するＭＶＡモードの液晶表示パネルであって、
該一対の基板の一方は、他方の基板に向かって突出した壁状の液晶配向制御突起物を備え、
該液晶配向制御突起物は、Ｖ字状又は直線状の主突起物と、該主突起物の屈曲部又は末端から延伸され、延伸方向が主突起物の延伸方向に対して角度を有し、該主突起物よりも低い副突起物とを含み、
該副突起物の高さは、該主突起物から遠ざかるにつれ徐々に低くなる
ことを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項２】
前記副突起物は、前記主突起物よりも狭い幅をもつことを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【請求項３】
前記液晶配向制御突起物を備える基板は、着色層、及び、着色層よりも高い遮光層を有し、
前記副突起物は、着色層上に配置された第一の副突起物と、遮光層上に配置された第二の副突起物とを含む
ことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示パネル。
【請求項４】
前記第二の副突起物は、前記第一の副突起物よりも低いことを特徴とする請求項３記載の液晶表示パネル。
【請求項５】
Ｖ字状又は直線状の主突起物と、該主突起物の屈曲部又は末端から延伸され、延伸方向が主突起物の延伸方向に対して角度を有し、該主突起物よりも低い副突起物とを含む液晶配向制御突起物を備えるＭＶＡモードの液晶表示パネルの製造方法であって、
該製造方法は、遮光部、透光量調整部、及び、透光部を有するマスクを通して露光することにより液晶配向制御突起物をパターニングする工程を含み、
該露光は、透光量調整部を、副突起物を形成する領域上に配置した後に行われ、
該透光量調整部には、該マスクを貫通するＶ字状の複数のスリットが横並びに形成されており、
該複数のスリットの単位スリットあたりの対称軸の長さは、主突起物を形成する領域から遠ざかるにつれ短くなる
ことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項６】
前記露光は、遮光部を着色層上に配置し、透光量調整部を着色層上及び遮光層上に配置した後に行われることを特徴とする請求項５記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項７】
前記透光量調整部は、スリットの合計の面積がより小さい第一の透光量調整部と、スリットの合計の面積がより大きい第二の透光量調整部とを有し、
前記露光は、第一の透光量調整部を着色層上に配置し、第二の透光量調整部を遮光層上に配置した後に行われる
ことを特徴とする請求項５又は６記載の液晶表示パネルの製造方法。
【国際調査報告】
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