(57)【要約】【課題】透明電極膜の厚みの不均一や断線状態を防止した新規な液晶パネル用対向基板およびこれを用いる液晶パネルを実現する。【解決手段】液晶パネルにおいて液晶を層状に挟持する１対の基板の一方であって、透明基板１と、この透明基板上に形成され、画素領域に応じた開口部６を有する遮光膜２Ａと、遮光膜２Ａと開口部に露呈した透明基板とを覆うようにスパッタリングにより形成される透明電極膜３Ａとを有し、遮光膜２Ａの開口周縁部が、透明基板露呈部の側から開口部６を離れる側へ向って遮光膜の厚さが増大するように斜面部となり、斜面部の傾き角：θが、透明電極膜３Ａの厚さが至る所で実質的に均一にとなるようにスパッタリングされる大きさに設定されている。【選択図】                  図１
2004333528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルにおいて液晶を層状に挟持する１対の基板の一方であって、
透明基板と、
この透明基板上に形成され、画素領域に応じた開口部を有する遮光膜と、
上記遮光膜と上記開口部に露呈した透明基板とを覆うようにスパッタリングにより形成される透明電極膜とを有し、
上記遮光膜の開口周縁部が、透明基板露呈部の側から上記開口部を離れる側へ向って上記遮光膜の厚さが増大するように斜面部となり、この斜面部の傾き角：θが、上記透明電極膜の厚さが至る所で実質的に均一となるようにスパッタリングされる大きさに設定されていることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項２】
請求項１記載の液晶パネル用対向基板において、
遮光膜の開口部が、各画素に対応して個別的に開口していることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項３】
請求項１記載の液晶パネル用対向基板において、
遮光膜の開口部が、複数の画素に共通して開口していることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項４】
請求項１または２または３記載の液晶パネル用対向基板において、
透明基板上に形成される遮光膜が、複数の組成から成る材料で構成されることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項５】
請求項４記載の液晶パネル用対向基板において、
遮光膜の表面側とその裏面側に於いて、分光反射率及び分光吸収率が異なることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項６】
請求項４または５記載の液晶パネル用対向基板において、
遮光膜を形成する金属窒化物の窒化反応の比率が、上記遮光膜の厚み方向において段階的もしくは連続して変化していることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項７】
請求項４または５記載の液晶パネル用対向基板において、
遮光膜を形成する金属酸化物の酸化反応の比率が、上記遮光膜の厚み方向において段階的もしくは連続して変化していることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項８】
請求項１〜７の任意の１に記載の液晶パネル用対向基板において、
マイクロレンズアレイが一体化されていることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項９】
請求項１〜８の任意の１に記載の液晶パネル用対向基板において、
遮光膜の開口周縁部に形成された斜面部の傾き角：θが、
３０度＜θ＜７０度
の範囲に設定されていることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項１０】
請求項９記載の液晶パネル用対向基板において、
透明導電膜の膜厚が４００Åから２０００Åの範囲内に設定されて形成されていることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項１１】
１対の基板により液晶を層状に挟持してなる液晶パネルであって、
１対の基板の一方として、請求項１〜１０の任意の１に記載のものを用いたことを特徴とする液晶パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶パネル用対向基板および液晶パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルにおける遮光膜は「画素電極周辺部分を透過する光が、黒表示状態の品位を下げてコントラストを低下させる」ことを防止するために、上記「画素電極周辺部分を透過する光」を遮光するために用いられる。また、ＴＦＴ形成領域に入射する光を遮光し、光励起で発生するリーク電流による誤動作を防止する機能も有する。
【０００３】
遮光膜を有する液晶パネル用対向基板は従来、以下のように製造されるのが一般的であった。
即ち、平行平板状の透明基板の片面全域に遮光膜を成膜形成し、形成された遮光膜上にフォトレジスト層を形成する。このフォトレジスト層に対してフォトリソグラフィにより、画素領域に応じた開口部のパターンを形成する。このように開口部をパターニングされたフォトレジスト層をマスクとしてウエットエッチングにより上記開口部のパターンに対応して露呈している部分の遮光膜を除去して透明基板の表面を露呈させる。
【０００４】
その後、フォトレジスト層を除去し、開口部をパターニングされた遮光膜と、上記開口部で露呈している透明基板表面との全域にスパッタリングにより透明電極を形成する。
【０００５】
このように製造される液晶パネル用対向基板は一般に、図１に示す如き形状を有する（特許文献１、２、３等）。
図１（ａ）は、透明基板の表面に形成された遮光膜のパターンの一部を示している。符号２が「遮光膜」の部分を示し、符号６（ハッチを施した部分）は「開口部」を示す。
【０００６】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ―Ｂ断面の図を示している。
図１（ｂ）に示すように、透明基板１の平坦な表面に（図１（ａ）に示すようなパターンで）遮光膜２が形成され、この遮光膜２と「開口部に露呈した透明基板１の表面」とを覆うように透明電極３が形成されている。
【０００７】
図１（ｃ）に示すように、遮光膜２の開口部に臨む縁部は「透明基板１の表面から略垂直に切立って」いる。
透明電極３はスパッタリングで形成されるので、遮光膜２の「開口部に臨む縁部」が透明基板１の表面から略垂直に切立っていると、遮光膜２による段差部への透明電極材料の「回り込み（ステップカバレージ）」に限度があるため、図１（ｃ）に示すように、透明基板１の表面から「遮光膜２が厚さ方向に切立つ部分（符号Ｄで示す部分）」で、形成される透明導電膜３の厚みが薄くなり易い。この傾向は、ＯＤ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ）値の低下を防ぐために、遮光膜２の膜厚を厚くする場合に特に顕著である。
【０００８】
透明電極膜３の「厚みが薄くなった部分」では電極機能が劣化し易く、配向膜を形成する際にラビング処理等が行われると、機械的に作用する外力により透明電極膜３内部の応力が「厚みの薄い部分」に応力集中して、透明電極膜が分断される所謂「断線状態」が生じ易い。
【０００９】
このような問題のため、従来の製造方法では、液晶パネル用対向基板の製造の歩留まりが悪く、これが液晶パネル用対向基板ひいては液晶パネルの低コスト化に対する障害となっていた。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−３２８００２号公報
【特許文献２】
特開平１１−９５１９７号公報
【特許文献３】
特開平９−１４６０８４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、透明電極膜の厚みの不均一や断線状態を防止した新規な液晶パネル用対向基板およびこれを用いる液晶パネルの実現を課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の液晶パネル用対向基板は「液晶パネルにおいて液晶を層状に挟持する１対の基板の一方」で、透明基板と、遮光膜と、透明電極膜とを有する。
「透明基板」は、液晶層を挟持する液晶パネル用対向基板の「基体」となるものであり、一般に「平行平板状」である。
【００１３】
「遮光膜」は、透明基板上に形成され、画素領域に応じた開口部を有する。開口部においては透明基板の表面が露呈する。
「透明電極膜」は、開口部に露呈した透明基板と遮光膜とを覆うようにスパッタリングにより形成される。透明電極膜は、一般に「ＩＴＯ」の膜として形成される。
【００１４】
この発明の液晶パネル用対向基板は「遮光膜の開口周縁部が、透明基板露呈部の側から開口部を離れる側へ向って、遮光膜の厚さが増大するように斜面部となり、この斜面部の傾き角：θが、透明電極膜の厚さが至る所で実質的に均一となるようにスパッタリングされる大きさに設定されている」ことを特徴とする。
【００１５】
「遮光膜の開口周縁部」は、遮光膜に形成された開口部に露呈した透明基板表面と遮光膜との境界部である。この境界部は斜面部となり、露呈した透明基板表面の側から開口部を離れる側へ向って「昇り勾配」になっている。
【００１６】
このため、遮光膜の開口周縁部は、開口部に露呈した透明基板表面から垂直に切立つのではなく、斜面部と透明基板表面とが「鈍角」をなす。このため、スパッタリングで形成される透明電極膜は、上記斜面部と透明電極表面との境界部にも材料が付着し易く、上記傾き角：θを最適化することにより、透明電極膜の膜厚を至る所均一にでき、前述の電極機能不全や断線を有効に防止できる。
【００１７】
請求項１記載の液晶パネル用対向基板において、遮光膜の開口部は「画素領域に応じ」て形成されるが、開口部と画素の対応関係は「遮光膜の開口部が、各画素に対応して個別的に開口する対応関係（即ち、個々の画素に１：１に対応して独立した開口部が形成される）」でもよいし（請求項２）、遮光膜の開口部が「複数の画素に共通して開口する対応関係（１つの開口部に複数の画素が並ぶ対応関係）」であってもよい（請求項３）。
【００１８】
遮光膜の材料は単一組成とし、遮光膜を「単層構造」に構成することができることは勿論であるが、請求項１または２または３記載の液晶パネル用対向基板は、透明基板上に形成される遮光膜を「複数の組成から成る材料」で構成することができる（請求項４）。この場合、遮光膜の表面側とその裏面側に於いて「分光反射率及び分光吸収率が異なる」ように構成できる（請求項５）。
【００１９】
上記請求項４または５記載の液晶パネル用対向基板において「遮光膜を金属窒化物で構成」し、遮光膜を形成する金属窒化物の窒化反応の比率（組成）を、遮光膜の厚み方向において段階的もしくは連続して変化させることができる（請求項６）。あるいはまた「遮光膜を金属酸化物で構成」し、遮光膜を形成する金属酸化膜の酸化反応の比率（組成）を、遮光膜の厚み方向において段階的もしくは連続して変化させることができる（請求項７）。請求項６、７においては遮光膜の組成は金属と窒素もしくは酸素であり、これらと金属との反応の比率が異なることにより「異なる組成」となり、このように異なる組成が厚み方向に積層されるのである。
【００２０】
請求項７記載の特徴を持つ遮光膜をエッチング処理する場合「遮光膜中の酸化反応の比率に応じてサイドエッチング（アンダーカット）の状態」が異なる。このため、レジストパターン形成や、エッチングでの特殊なプロセスを必要とすることなく「遮光膜の開口部分に斜面を形成する」ことが可能となる。
【００２１】
また、請求項６記載の特徴を持つ遮光膜のように「遮光膜中の窒素の比率を変化させて形成する場合、反射率、吸収率、ＯＤ値（もしくは透過率）等の分光特性が「金属のみの膜状態」と「窒化反応の比率が大きい膜状態」とで異なる。このため、所望の分光特性を達成することが可能であり、従来は多層膜構造でのみ成し得た分光特性の調整を単層構造で達成することが出来る。
【００２２】
遮光膜の仕様に合わせたＯＤ値や、反射率・透過率の分光特性に応じ、遮光膜を構成する材料、膜厚および膜構成を設計（光学薄膜設計）し、単層構造あるいは多層構造にできる。この設計に基づき遮光膜を作製することにより、所望のＯＤ値あるいは透過率、反射率を得ることが可能となる。
【００２３】
特に「多層膜構造」とした場合、基板側とその反対側各々の分光特性を異なる特性とすることが容易に可能である。この場合「一方を高反射率特性とし、光源から照射される光を反射」させ、あるいは「他方を高吸収率特性とし、対向基板を透過した後の戻り光（反射光）を吸収」するようにできる。前者の場合は「光源からの光を反射し熱の影響を排除」する効果を得ることができ、後者の場合は「戻り光の反射による液晶パネル内の光励起に起因するリーク電流を抑え、誤動作を軽減」する効果を得ることができる。
【００２４】
上記請求項１〜７の任意の１に記載の液晶パネル用対向基板は、マイクロレンズアレイを一体化することができる（請求項８）。マイクロレンズアレイの個々のマイクロレンズは、個々の画素と１：１に対応するように形成される。マイクロレンズアレイは、透明基板の「遮光膜を形成されるのとは逆側の面に形成」することもできるし、透明基板とは別体の「マイクロレンズアレイを形成したマイクロレンズアレイ基板」を透明基板に対して接着等により一体化しても良い。
【００２５】
マイクロレンズアレイを通過させると、光源からの光のうちで「遮光膜により利用されない光」を、光源側に配置されるマイクロレンズにより遮光膜の開口部へ集光でき、光の利用効率を向上させることができる。
【００２６】
請求項１〜８の任意の１に記載の液晶パネル用対向基板において、遮光膜の開口周縁部に形成された斜面部の傾き角：θは、
３０度＜θ＜７０度
の範囲に設定されていることが好適である。
【００２７】
傾き角：θが７０度より大きいと、透明電極膜をスパッタリングで形成する際に、電極膜材料が「遮光膜と透明電極膜表面との境界部」に十分に供給されず、この境界部で膜厚が薄くなり易い。また、傾き角：θが３０度より小さいと、斜面部での遮光膜の厚みが薄くなり、ＯＤ値を低下させやすく、これを防止するため遮光膜の膜厚を大きくすると、開口部の開口面積が小さくなる。
【００２８】
上記請求項９の任意の１に記載の液晶パネル用対向基板における「透明導電膜の膜厚」は４００Å〜２０００Åの範囲が好適である。
【００２９】
即ち、斜面部の傾き角：θが３０度〜７０度の範囲にある場合、透明電極膜の膜厚を４００〜２０００Åの範囲とすることにより「透明電極膜の電気的特性であるシート抵抗と、光学的特性である分光透過率を最適な状態とする」ことができる。
【００３０】
この発明の液晶パネルは「１対の基板により液晶を層状に挟持してなる液晶パネル」であって、１対の基板の一方として上記請求項１〜１０の任意の１に記載のものを用いたことを特徴とする（請求項１１）。
【００３１】
この発明の液晶パネル用対向基板は、基板の材質、透明電極膜の材質との密着性、機械的強度を考慮した材料を選択でき、信頼性の高い遮光膜を実現できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を説明する。
図２は、この発明の液晶パネル用対向基板の実施の１形態を、図１に倣って示している。図２（ａ）は平面図で、透明基板の表面に形成された遮光膜のパターンの一部を示している。繁雑を避けるため、混同の虞が無いと思われるものについては、図１におけると同一の符号を付した。図２（ｂ）は、図１（ａ）のＢ―Ｂ断面の図を示している。
【００３３】
図２（ｂ）に示すように、液晶パネル用対向基板は、透明基板１上に遮光膜２Ａが形成され、さらに透明電極膜３Ａが積層されている。図２（ａ）、（ｂ）において符号６は「遮光膜２Ａに形成された開口部（図２（ａ）においてハッチを施した部分）を示し、この開口部６に透明基板１の表面が露呈し、図２（ｂ）に示すように、透明電極膜３Ａは上記露呈した透明基板１の表面と遮光膜２Ａとを覆うように形成されている。
なお、この実施の形態においては遮光膜２Ａに形成された開口部６は、その各々が液晶パネルにおける画素の個々と１：１に対応する。
【００３４】
図２（ｃ）に示すように、遮光膜２Ａの断面形状は台形形状であり、遮光膜２Ａの開口周縁部は、透明基板１の露呈部の側から開口部６を離れる側（右側）へ向って「遮光膜の厚さが増大する」ように斜面部となっている。
【００３５】
この斜面部の傾き角：θは、図２（ｂ）に示すように「斜面部が透明基板１の表面（遮光膜が形成されている平坦な面）に対してなす角」であり、図の如く鋭角であり、このため、透明基板の１の表面側において、斜面部と透明基板表面との境界部は「鈍角」をなす。
【００３６】
透明導電膜３Ａは、透明基板１の露呈した表面と遮光膜２Ａとを覆うようにスパッタリングにより形成されるが、透明基板１の露呈部と遮光膜２Ａの開口部周縁の斜面部とが「鈍角」をなすため、透明電極膜材料が「透明基板露呈部と斜面部の境界部」にも良好に付着し、透明導電膜のステップカバレージ（回り込み）が向上し、透明電極膜３Ａも遮光膜２Ａの斜面部において、透明基板１の表面に対して「斜面部と同じ傾き角：θ」をもって形成される。
【００３７】
図１に示した「遮光膜２の開口周縁部が、透明基板露呈部から略垂直に切立っている場合」、透明電極膜２は上記開口周縁部で厚みが薄くなり易く、透明電極膜上に、液晶を配向するための配向膜として例えばポリイミド系の配向膜を形成する場合、配向膜のラビング処理の影響で「透明電極膜の膜厚が薄い部分」で応力集中による「断線状態」を生じ易い。
【００３８】
図２に示す実施の形態のように「透明導電膜が均一な厚さに形成」できると、上記応力集中が有効に回避され、透明電極の断線を回避することができる。
【００３９】
図３は、この発明の液晶パネル用対向基板の実施の別形態を模式的に示している。図３（ａ）は模式的平面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、透明基板１上に開口部６Ａを持つ遮光膜２Ｂが形成され、透明基板１の露呈部と遮光膜２Ｂを覆うように、透明電極膜３Ｂが形成されている。図３（ａ）に示すように、遮光膜２Ｂに形成された開口部６Ａは、長方形形状であって「複数の画素に共通して開口」している。
【００４１】
この実施の形態においても、図３（ｂ）に示すように、遮光膜２Ｂの開口周縁部が、透明基板露呈部の側から開口部６Ａを離れる側へ向って「遮光膜２Ｂの厚さが増大するような斜面部」となり、傾き角：θが鋭角であるので、遮光膜２Ｂと透明基板１の露呈部との境界部での、透明導電膜のステップカバレージが良好となり、一様な厚みを持った透明電極膜３Ｂを形成できる。
【００４２】
このように形成された透明導電膜３Ｂは、その膜厚が一様であるため機械的な強度が安定し、前述の「ステップカバレージの悪さに起因する、透明電極の断線や、膜の機械的な強度不足による、ラビング処理で発生する透明電極の断線」の問題を有効に回避できる。
【００４３】
即ち、図２、図３に即して実施の形態を説明した液晶パネル用対向基板は、液晶パネルにおいて液晶を層状に挟持する１対の基板の一方であって、透明基板１と、この透明基板１上に形成され、画素領域に応じた開口部６、６Ａを有する遮光膜２Ａ、２Ｂと、遮光膜２Ａ、２Ｂと開口部６、６Ａに露呈した透明基板１とを覆うようにスパッタリングにより形成される透明電極膜３Ａ、３Ｂとを有し、遮光膜２Ａ、２Ｂの開口周縁部が、透明基板露呈部の側から開口部６、６Ａを離れる側へ向って遮光膜の厚さが増大するように斜面部となり、この斜面部の傾き角：θが、透明電極膜３Ａ、３Ｂの厚さが至る所で実質的に均一となるようにスパッタリングされる大きさに設定されているものである（請求項１）。
【００４４】
図２の液晶パネル用対向基板では、遮光膜２Ａの開口部６は「各画素に対応して個別的に開口」しており（請求項２）、図３の液晶パネル用対向基板では、遮光膜２Ｂの開口部６Ａは「複数の画素に共通して開口」している（請求項３）。
【００４５】
図２に示した遮光膜２Ａ、図３に示した遮光膜２Ｂは、単一組成の単層膜として形成することもできるし、後述するように、複数組成による構成とすることもできる。
【００４６】
「単一組成による単層膜」として構成する場合の膜材料としては、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、黒色顔料、樹脂ブラック等が好適である。
【００４７】
遮光膜の開口周縁部に「斜面部」を形成するには、例えば、以下のような方法が可能である。
透明基板の平坦な表面に遮光膜を均一に成膜後、この遮光膜上にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層に対して開口部の配列パターンをフォトリソグラフィによりパターニングする。このようにパターニングされた状態では、フォトレジスト層に形成された開口周縁部は、遮光膜の表面から略垂直に切立った断面形状となっている。
【００４８】
パターニング後、フォトレジスト層を加熱し、フォトレジスト層を熱流動させて上記開口周縁部を変形させる。即ち、フォトレジスト層が加熱されて熱流動が起こる状態になると、開口部周辺部が熱流動で変形し「遮光膜表面から略垂直に切立った状態から、厚みが連続的に変化する状態」即ち、フォトレジスト層の厚さが遮光膜の露呈している部分に向って漸減する斜面部が形成される。
【００４９】
フォトレジスト層の開口周縁部に形成されるこの「斜面部」の断面形状は、図２（ｂ）や図３（ｂ）に示す遮光膜の断面形状と類似したものになる。
【００５０】
このようにして、フォトレジスト層の「開口部周辺部」を斜面部に変形させた後、ウエットエッチングを行う。このとき、ウェットエッチングを「サイドエッチングもしくはアンダーカットが、遮光膜の上層部で適度に進行した状態」となるように処理時間を制御する。
【００５１】
このようにして、フォトレジスト層の断面形状を適宜にアレンジして遮光膜に転写することができ、フォトレジスト層の断面形状とサイドエッチングの効果により、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示す如き断面形状を、遮光膜２Ａ、２Ｂに形成できる。更にウエットエッチングの処理時間と、斜面部の傾き角：θとの関係を経験的に特定し、処理時間を最適化することにより、傾き角：θを、７０度＞θ＞３０度に制御することができる。
【００５２】
このように形成された遮光膜２Ａ、２Ｂに、透明電極膜３Ａ、３Ｂをスパッタリングにより膜厚：４００Å〜２０００Åの範囲に成膜することにより「液晶パネル用対向基板として最適となる分光透過率、シート抵抗を持つ透明電極膜」を形成することができる。
【００５３】
遮光膜の開口周縁部に斜面部を形成するのに「ドライエッチング」を利用する方法も可能である。
【００５４】
前述の場合と同様、均一な厚さに成膜された遮光膜上にフォトレジスト層を形成し、フォトリソグラフィにより開口部のパターンをパターニングし、前述の場合と同様にフォトレジスト層を加熱して熱流動させ「フォトレジスト層の厚さが遮光膜の露呈している部分に向って漸減する斜面部」を形成する。
【００５５】
この状態で、例えば「平行平板型プラズマエッチング装置」を用いて、フォトレジスト層と「開口部に露呈している遮光膜」をドライエッチングする。このエッチング中、フォトレジスト層と遮光膜とは「単位時間当たりのエッチング速度であるエッチングレート」が異なる状態でエッチングされる。具体的には、フォトレジスト層のエッチングレートと遮光膜のエッチングレートの比である「選択比」を１以上とし、開口部分に露呈している遮光膜がフォトレジスト層よりも速くエッチングされるようにする。
【００５６】
このようにして、フォトレジスト層の断面形状を適宜にアレンジして遮光膜に転写する。エッチングの経過と共に、フォトレジスト層の開口周縁部の膜厚が薄い部分から厚い部分にエッチングが進行するとき、露呈している遮光膜のエッチングも進行する。フォトレジスト層のエッチング量を管理し、遮光膜断面の斜面部の傾き角：θが所望の角度に達した状態でエッチングを終了する。このようにして、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示す断面形状をもった遮光膜２Ａ、２Ｂを形成できる。
【００５７】
上に説明した遮光膜の開口部形成方法では、フォトレジスト層の熱流動による変形を行ったが、このような熱変形を行わないでも、以下の方法により、開口周縁部に斜面部をもつ遮光膜を形成できる。
【００５８】
透明基板上に均一な膜厚に形成された遮光膜の表面上に均一な膜厚のフォトレジスト層を形成し、開口部のパターンをフォトリソグラフィによりパターニングする。パターニングされたフォトレジスト層の開口周縁部は「遮光膜表面から略垂直に切立った断面形状」を有している。
【００５９】
この状態において、選択比：１以上でドライエッチングを行う。このとき「エッチングの初期状態を異方性エッチング」とし、「エッチング終了に近づくに連れて等方性エッチング」とする。エッチング状態を「異方性〜等方性」に制御することは「導入ガス分圧・全圧、放電電力、バイアス電力」を連続もしくは段階的に変化させることで可能である。
【００６０】
ドライエッチングの当初は異方性エッチングであるので、フォトレジスト層の断面形状がそのまま遮光膜に転写されるようにエッチングが進行する。選択比が１以上であるので、フォトレジスト層よりも遮光膜のエッチング進行が速い。遮光膜が所望の厚さまでエッチングされたら、エッチングを等方性に切り換えると、フォトレジスト層の開口部周辺部のエッチングが「層の表面に平行な方向」にも進行し、これに伴い遮光膜の断面形状も斜面状になる。
【００６１】
開口周縁部に斜面部を有する遮光膜の形成方法の別例を説明する。
透明基板に、均一な膜厚を持った遮光膜をＣＶＤ法もしくはＰＶＤ法で形成する。成膜中の装置に窒素ガスもしくは酸素ガスを導入し、成膜する材料と反応させて遮光膜を成膜させる。
【００６２】
その際、導入される窒素ガスもしくは酸素ガスの導入量を、成膜の途上で連続的もしくは段階的に変化させると、形成される膜の膜厚方向に、窒化反応もしくは酸化反応の比率（組成）が異なった遮光膜が形成される（請求項６、７）。即ち、形成される遮光膜の組成（金属と窒素もしくは酸素の比率）は、膜厚方向に変化している。
【００６３】
このように形成された遮光膜に、前述の場合と同様にしてフォトレジスト層を形成し、開口部のパターンに応じてパターニングし、その状態においてドライエッチングもしくはウエットエッチングを行う。このとき、フォトレジスト層は熱流動による変形を行わない。
【００６４】
エッチングにより「フォトレジスト層にパターニングにより開けられた開口部に相当する部分の遮光膜」がエッチング除去される。このときのエッチング速度は、遮光膜における「窒化反応もしくは酸化反応の割合」に応じて異なり、遮光膜の厚さ方向のエッチングにも、横方向でのサイドエッチングにも、エッチング速度の違いが現れるので、遮光膜の断面形状が所望の形状（所望の傾き角）になった状態でエッチングを終了させれば良い。
【００６５】
例えば、遮光膜を成膜する際「窒素ガスもしくは酸素ガスの導入量」を成膜の初期状態ではその処理に於ける最大流量とし、成膜の途上において、導入量を順次連続的もしくは段階的に減少させ、成膜終了時点において導入量を最小とするかもしくは導入を遮断する。このようにすると、成膜された遮光膜における組成（金属と窒素もしくは酸素の比率）が膜厚方向に変化することになる。
【００６６】
具体的な１例を挙げると、例えばＣｒを出発材料として、透明基板上にＰＶＤ法、例えば、スパッタリングを用いてＣｒを１０００Åの厚さに成膜する。このとき、成膜初期は「プラズマ励起用のＡｒガス」を導入してＣｒをスパッタリングする。膜厚が、例えば１００Åに達したとき、装置内に窒素ガスをＡｒガスの数％を導入し、その後、膜厚が１０００Åに達するまで、窒素ガスの導入量を徐々に増加して成膜する。
【００６７】
こうして成膜された遮光膜の分光特性（分光反射率）を図４に示す。
【００６８】
反射率：Ｒとあるのは、遮光膜の「透明基板側」の反射率であり、これは液晶パネルとして用いられる状況では、光源側からの光が入射する側である。反射率：Ｒ’とあるのは、透明基板側と逆側（透明電極膜の側）の反射率である。
【００６９】
反射率：Ｒ（％）は、反射率：Ｒ’（％）よりも「可視領域において１０％以上」高い。光源側からの入射面側では高い反射率：Ｒにより「光源から照射される光を反射」し、遮光膜が輻射熱吸収により高温化するのを有効に防ぐことができる。他方、遮光膜における「光の出射面側」では低い反射率：Ｒ’により「対向基板を透過した後の戻り光」を吸収し、光励起によるリーク電流の発生を抑止し、液晶パネル駆動系の誤動作を防ぐことができる。
【００７０】
このような遮光膜に上記の如き方法で「開口周縁部に斜面部を持つ断面形状」を形成し、さらに透明導電膜であるＩＴＯをスパッタリングで成膜することにより「分光特性に優れた遮光膜」を持つ液晶パネル用対向基板を実現できる。
【００７１】
請求項４記載の「透明基板上に形成される遮光膜が、複数の組成から成る材料で構成される液晶パネル用対向基板」における遮光膜は、複数の組成として、複数材料を組合せた構成とすることもできる。このような遮光膜は「多層膜」として構成することができる。
【００７２】
多層膜構造の遮光膜の場合、各層の材料と膜厚は「反射率・透過率或いはＯＤ値、吸収率の特性」を考慮して設計する。
１例として、図５に示すのは、透明基板１上にＡｌ層２３、ＳｉＯ２層２２、Ｔｉ層２１を上記順序に積層成膜して３層構造とした例である。透明基板１上に成膜されるＡｌ層２３は厚みがある程度に達すると「可視域での反射率」は飽和状態となる。従って、Ａｌ層２３の膜厚を「ＯＤ値の仕様」に合わせることにより高反射特性が得られる。
【００７３】
中間層のＳｉＯ２層２２は主として、液晶層の側（図の上方）からの光のうちでＴｉ層２２を透過した光と、Ａｌ層２３に達して反射する光とを干渉させて打ち消す機能を持たせており、最外層のＴｉ層２１は主としてその膜厚により反射率・吸収率を制御する機能を持つ。
【００７４】
これらを考慮して各層の膜厚を決定し成膜する。１例を挙げると、３つの層２〜２３の「全体の膜厚」に対し、Ａｌ層２３の膜厚：５０％、ＳｉＯ２層２２の膜厚：３０％、Ｔｉ層２１の膜厚を２０％とすることで、波長：４００〜７００ｎｍの可視領域における入射面の反射率：Ｒが９０％、その裏面にあたる戻り光側の反射率：Ｒ’が５０％で、ＯＤ値：４以上の分光特性が得られる。
【００７５】
このような多層構造の遮光膜に対し、前述したフォトレジスト層の形成、開口部パターンのパターンニング、熱処理によるフォトレジスト層開口周縁部の熱変形、ウェットエッチングもしくはドライエッチングによる遮光膜除去を行って、透明基板１と遮光膜の開口周縁部の境界部における斜面部の形成を実行し、透明導電膜であるＩＴＯをスパッタリングで成膜することにより、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示す如き断面形状の遮光膜を持つ液晶パネル用対向基板を実現できる。
【００７６】
図５に示した「３層構造の遮光膜」を持つ液晶パネル用対向基板における「表面と裏面の反射率及びＯＤ値の分光特性」を図６に示す。
【００７７】
上に説明したように、遮光膜の厚さ方向で金属と窒素あるいは酸素の反応の比率を異ならせたり、遮光膜を複数の組成による多層構造とすることにより、遮光膜の表面側とその裏面側に於いて、分光反射率及び分光吸収率を異ならせることができる（請求項５）。
【００７８】
図７は、上に説明した液晶パネル用対向基板に、マイクロレンズアレイを一体化した液晶パネル用対向基板（請求項８）の実施の１例を示している。
符号１０で示す部分は、透明基板１１上に遮光膜１２と透明電極膜１３を形成したものであり、透明基板１１の遮光膜１２が形成されたのと逆の側の面に、マイクロレンズアレイを形成されたマイクロレンズアレイ基板１５を、マイクロレンズアレイの形成された側の面が透明基板１１の側となるようにして、透明な接着剤１６により接着一体化した構成となっている。
【００７９】
マイクロレンズアレイ基板１５に形成されたマイクロレンズのアレイは、液晶パネルにおける各画素の配列と「合同的に合致する」ように設定されている。即ち、マイクロレンズの個々と画素の個々とは１：１に対応する。光源側からの照射光束は、マイクロレンズアレイ基板１５の側から入射し、各マクロレンズの収束作用により収束されて、遮光膜１２の開口部に集光する。
【００８０】
投影画像表示装置（液晶プロジェクタ）におけるレンズ、ミラー、回折格子等の屈折光学系や反射光学系、回折光学系の効率を考慮して、マイクロレンズの焦点距離や開口効率等の仕様を設定し、その仕様に基づき、透明基板にフォトリソグラフィでマイクロレンズのアレイ配列に合わせたパターニングを行い、加熱処理、プラズマエッチング等によりマイクロレンズアレイを形成できる。加熱温度と処理時間を調整して、仕様に合致する形状の作りこみが可能である。
【００８１】
マイクロレンズアレイは、遮光膜を形成する透明基板自体の「遮光膜の形成されるのとは逆側の面」に形成することも可能であるが、生産性やコストの面からすると、図７に示すように、マイクロレンズアレイ基板１５と、遮光膜１２を形成する透明基板１１を別体として別個に作製し、両者を紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂或いはオプチカルコンタクトを用いて接合するのが好ましい。
【００８２】
図８は図７に示した液晶パネル用対向基板を用いた液晶パネル（請求項１１）の実施の１例を示している。透明電極膜１３が形成されている液晶パネル用対向基板の、透明電極膜１３の上には配向膜１４が形成されている。この対向基板と対を成す対向基板は、透明基板３３上にＴＦＴアレイ３２と配向膜３１が形成されたものであり、液晶３０は両対向基板の配向膜１４、３１間に充填されて保持される。
【００８３】
【実施例】
以下、具体的な実施例を挙げる。
【００８４】
実施例１
図２に即して説明する。
平面度が管理された状態の石英の透明基板１に洗浄処理を施して基板表面を清浄状態にし、Ｃｒターゲットと共にスパッタリング装置にセットした。
装置内にＡｒガス：５０ｓｃｃｍ、窒素ガス：１０ｓｃｃｍを導入し、Ｃｒターゲットに対しＤＣ電力：１ｋｗを印加する。この条件でスパッタリングを行い、透明基板１の表面にＣｒＮ膜２ａを膜厚：１０００Åに成膜した。
【００８５】
スパッタリング中、窒素ガスの導入量を適時変化させ、窒素ガス導入における窒素比率（流量／最大流量）が、膜厚の変化と共に図９に示す如く変化するようにした。先に説明した図４の反射率：Ｒ、Ｒ’は、このように形成された遮光膜２の表・裏面各々の反射率の測定結果である。
【００８６】
続いて、遮光膜上にノボラック樹脂系のフォトレジストをスピンコートにより厚さ：１μｍに層形成し、オーブンにより１５０℃の温度で１０分間加熱（プリベーク）する。続いて、遮光膜の開口部のパターンが形成された露光マスクを用い、露光機により光量：２００ｍＪ（ミリジュール）で露光し、現像後、オーブンでパターニング済み基板をポストベークし、フォトレジスト層を定着させる。このポストベークによりフォトレジストにおける開口周縁部は熱流動により斜面部が形成された。
【００８７】
このようにパターニングされたフォトレジスト層を遮光膜２ａ上に有する透明基板１を、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合液をエッチ液として２分間、ウェットエッチングした。その結果、遮光膜２の開口部数縁部に形成された斜面部の傾き角：θは略５０度であった。
【００８８】
さらに洗浄処理を施した後、スパッタリング装置にＩＴＯターゲットとともにセットし、装置内にＡｒガス：５０ｓｃｃｍを導入し、ＩＴＯターゲットに対しＤＣ電力：１ｋｗを印加し、遮光膜２上に透明電極膜３ａとしてＩＴＯ膜を厚さ：１２００Åに成膜した。
【００８９】
ＩＴＯ膜の比抵抗値を測定した結果、シート抵抗値：２３Ω／□が得られた。その後、ダイシング装置により「液晶パネルのサイズ」に切り出しを行って液晶パネル用対向基板を得た。
【００９０】
実施例２
図２に即して説明する。
平面度が管理された状態の石英の透明基板１を洗浄処理して基板表面を清浄状態にし、スパッタリング装置にＣｒターゲットと共にセットした。装置内にＡｒガス：５０ｓｃｃｍ、酸素ガス：１０ｓｃｃｍを導入し、ＣｒターゲットにＤＣ電力：１ｋｗを印加する。
【００９１】
この条件で、スパッタリングにより石英基板の表面に遮光膜としてＣｒＯ膜を厚さ：１０００Åに成膜した。スパッタリング中、酸素ガスの導入量を適時変化させ、酸素ガス導入における酸素比率（流量／最大流量）が、膜厚の変化と共に図１０の如くに変化するようにした。成膜されたＣｒＯ膜の分光反射率特性を図１１に示す。
【００９２】
以下、実施例１と同様にして、フォトレジスト層の形成、開口部パターンのパターニング、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合液をエッチ液とするウエットエッチングの工程を行い、開口周縁部の斜面部の傾き角：θが５０度の遮光膜断面形状を得た。
【００９３】
実施例１と同様にして、透明電極膜としてＩＴＯ膜を厚さ：１２００Åに成膜した。透明電極膜の比抵抗値を測定した結果、シート抵抗：２３Ω／□が得られた。その後、ダイシング装置で液晶パネルのサイズに切り出しを行って、液晶パネル用対向基板を得た。
【００９４】
実施例３
図２に即して説明する。
平面度が管理された状態の石英の透明基板１を洗浄処理して基板表面を清浄状態にし、スパッタリング装置にセットした。装置内にＡｌターゲット、ＳｉＯ２ターゲット、Ｃｒターゲットをセットし、Ａｌ層を厚さ：７００Åに、ＳｉＯ２層を厚さ：３００Åに、Ｃｒ層を厚さ：１００Åに順次成膜した。
【００９５】
このときのスパッタリングのパラメータは、開始圧力：１ｍＰａ以下、Ａｒガス導入量：５０ｓｃｃｍ、Ａｌターゲットへの印加電力：ＤＣ２ｋｗ、ＳｉＯ２ターゲットへの印加電力：ＲＦ１ｋｗ、Ｃｒターゲットへの印加電力：ＤＣ５００ｗである。
【００９６】
３層の膜を成膜後、ノボラック樹脂系のフォトレジストをスピンコートにより厚さ：１μｍに層形成し、オーブンを用いて１５０℃で１０分間プリベークし、開口部のパターンを形成された露光マスクを用い、露光機によりフォトレジスト層を光量：２００ｍＪで露光し、現像を行った。
【００９７】
続いて、プラズマエッチング装置に透明基板１をセットして真空排気した。  この状態において、Ａｒガス導入量：１０ｓｃｃｍ、ＣＦ４ガス導入量：８ｓｃｃｍ、Ｃｌ２ガス導入量：４ｓｃｃｍ、基板冷却温度：２０℃、放電電力（ＭＷ）：６５０Ｗ、バイアス電力（ＲＦ）：５００Ｗ、エッチング時間：９０秒のエッチング条件でエッチングを実施した。
【００９８】
このとき、ＣＦ４ガスの導入量を、エッチング開始時の８ｓｃｃｍから終了時の４ｓｃｃｍまで連続して変化させた。エッチング処理終了後、スパッタリング装置でＩＴＯ膜を膜厚：１２００Åに成膜した。
【００９９】
このときのスパッタリングのパラメータは、Ａｒガス導入量：５０ｓｃｃｍ、ＩＴＯターゲットへの印加電力：ＤＣ１ｋｗであった。ＩＴＯのスパッタリング後、ダイシング装置で液晶パネルのサイズに切り出しを行って液晶パネル用対向基板を得た。このように得られた液晶パネル用対向基板において、遮光膜開口周縁部の斜面部の傾き角：θは略５０度であった。透明電極膜は至る所均一な膜厚で形成され断線状態は見られなかった。ＩＴＯ成膜後の分光反射率特性・ＯＤ特性を図１２に示す。
【０１００】
実施例４
図２に即して説明する。
平面度が管理された状態の石英の透明基板１を洗浄処理して基板表面を清浄状態にし、スパッタリング装置のＡｌターゲット、Ｃｒターゲットと共にセットし、Ａｌ層を層厚：７００Åに、Ｃｒ層を層厚：３００Åに順次成膜した。
【０１０１】
このときのスパッタリングのパラメータは、開始圧力：１ｍＰａ以下、Ａｒガスの導入量：５０ｓｃｃｍ、Ａｌターゲツトへの印加電力：ＤＣ２ｋｗ、Ｃｒターゲットへの印加電力：ＤＣ５００ｗであった。
【０１０２】
Ｃｒのスパッタリング中は前述の条件に加え、成膜開始時から時間経過と共に窒素ガスの導入量を変化させた。
【０１０３】
以下、実施例３と同じ条件で、フォトレジスト層の形成、パターニング、プラズマエッチング装置によるエッチング、スパッタリング装置による膜厚：１２００ÅのＩＴＯ膜の成膜を行い、ダイシング装置で液晶パネルのサイズに切り出しを行って液晶パネル用対向基板を得た。
【０１０４】
このように得られた液晶パネル用対向基板において、遮光膜の開口周縁部に形成された斜面部の傾き角：θは略４０°であり、透明電極膜は至る所均一な膜厚で形成され断線状態は見られなかった。ＩＴＯ成膜後の分光反射率特性・ＯＤ特性を図１３に示す。
【０１０５】
実施例５
図７に即して説明する。
平面度が管理された状態の石英の透明基板１５を洗浄処理して基板表面を清浄状態にし、ノボラック樹脂系のフォトレジストをスピンコートにより厚さ：１５μｍに層形成し、オーブンを用いて１５０℃の温度で１０分間プリベークする。
【０１０６】
続いて、透明基板１５上のレジスト層に、露光機によりマイクロレンズアレイのマスクパターンを露光する。露光されたフォトレジスト層を現像液で現像し、不要部分のレジストを除去した後、１５０℃に昇温されたオーブンで１０分間ポストベークした。ポストベークされたフォトレジストは、マイクロレンズの個々に対応する部分が熱流動により「凸曲面」に変形していた。この凸曲面は高さ：１２μｍ、直径：３０μｍのレンズ形状である。
【０１０７】
続いて、プラズマエッチング装置で選択比：１．２５となるようにＡｒガス、ＣＦ４ガス、ＣＨＦ３ガスの流量を調整しながら導入した。このときのパラメータは、電極への印加電力：ＭＷ１ｋｗ、バイアス印加電力：ＲＦ５００Ｗで、石英基板を１５μｍエッチングした。このようにして製作された、マイクロレンズアレイはレンズ高さ：１５μｍの球面形状であった。
【０１０８】
このようにして得られたマイクロレンズアレイ基板を、実施例３の方法で形成された液晶パネル用対向基板の「遮光膜が形成されていない側」に紫外線硬化樹脂１６を介して狭持し、紫外線の照射により接合し、接合された基板１５のマイクロレンズアレイが形成されていない側を研磨し、全体の板厚を１ｍｍとした。
このようにして、図７に示す如き液晶パネル用対向基板が得られた。
【０１０９】
上記の如く、実施例１〜５の液晶パネル用対向基板の遮光膜における「開口周縁部の斜面部の傾き角：θは３０度〜７０度の範囲にあり（請求項９）、透明導電膜であるＩＴＯ膜の膜厚は４００Åから２０００Åの範囲内にある（請求項１０）。そして、上記液晶パネル用対向基板を用いて、例えば、図８に示すような「液晶パネル」を実現できる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な液晶パネル用対向基板および液晶パネルを実現できる。
この発明の液晶パネル用対向基板は、上記の如き構成により透明基板の露呈部と遮光膜との上に、至る所「実質的に均一な厚さ」の透明電極膜を形成でき、厚さの不均一による薄い部分への応力集中で断線状態となることがない。
【０１１１】
また、請求項５記載の液晶パネル用対向基板は、遮光膜の表面側とその裏面側に於いて、分光反射率及び分光吸収率が異なるので、光源側の分光反射率を高くすることにより、液晶プロジェクタに組み込まれた状態で投射光が照射されたときに、液晶パネルへの熱の蓄積による過熱を防ぐことが可能であり、また、逆側の吸収率を高めることにより、液晶パネル以後の光学系からの反射による戻り光をＴＦＴアレイに対して遮断でき、光励起によるリーク電流の発生を回避することが可能となり、ＴＦＴアレイの誤動作を防止することが可能である。
【０１１２】
従って、この発明の液晶パネル用対向基板を用いて構成された液晶パネルは信頼性が高く、長時間の駆動においても「画素欠陥」が発生しにくい構造とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶パネル用対向基板の問題点を説明するための図である。
【図２】この発明の液晶パネル用対向基板の実施の１形態を説明するための図である。
【図３】この発明の液晶パネル用対向基板の実施の別形態を説明するための図である。
【図４】液晶パネル用対向基板に形成された遮光膜の分光特性の１例を示す図である。
【図５】透明基板上に形成される遮光膜を３層構造とした例を示す図である。
【図６】図５に示した３層構造の遮光膜を持つ液晶パネル用対向基板における遮光膜の表面と裏面の反射率及びＯＤ値の分光特性を示す図である。
【図７】請求項８記載の、マイクロレンズアレイを一体化した液晶パネル用対向基板の実施の１形態を示す図である。
【図８】図７に示した液晶パネル用対向基板を用いた液晶パネルの実施の１形態を示す図である。
【図９】実施例１において遮光膜をスパッタリングで形成するときの窒素ガス導入における窒素比率（流量／最大流量）の変化を示す図である。
【図１０】実施例２において遮光膜をスパッタリングで形成するときの酸素ガス導入における酸素比率（流量／最大流量）の変化を示す図である。
【図１１】実施例２において遮光膜として成膜されたＣｒ膜の分光反射率特性を示す図である。
【図１２】実施例３により作製された液晶パネル用対向基板における分光反射率特性・ＯＤ特性を示す図である。
【図１３】実施例４により作製された液晶パネル用対向基板における分光反射率特性を示す図である。
【符号の説明】
１        透明基板
２Ａ      遮光膜
３Ａ      透明電極
６        遮光膜の開口部
θ        遮光膜の開口周縁部の斜面部の傾き角
【図１】
2004333528.tif 000003
【図２】
2004333528.tif 000004
【図３】
2004333528.tif 000005
【図４】
2004333528.tif 000006
【図５】
2004333528.tif 000007
【図６】
2004333528.tif 000008
【図７】
2004333528.tif 000009
【図８】
2004333528.tif 000010
【図９】
2004333528.tif 000011
【図１０】
2004333528.tif 000012
【図１１】
2004333528.tif 000013
【図１２】
2004333528.tif 000014
【図１３】
2004333528.tif 000015