(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する基板とともに負の誘電率異方性を有する液晶を挟持する基板と、
前記基板上に形成され、マトリクス状に配置された複数の画素領域を備えた表示領域と、
前記液晶を配向規制するために前記表示領域内に形成された線状突起と、
前記表示領域外に配置され、前記線状突起と同一の形成材料で形成され前記線状突起と少なくともほぼ同一の高さを有し、前記線状突起の断面形状を測定するためのダミー線状突起を備えた断面形状測定用領域と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置用基板において、
前記ダミー線状突起は、前記線状突起とほぼ同一の幅を有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液晶表示装置用基板において、
前記ダミー線状突起は、前記基板の一端辺と平行又は垂直に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記基板上に形成され前記画素領域端部を遮光する遮光膜と、前記画素領域に形成されたカラーフィルタとをさらに有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項５】
請求項４記載の液晶表示装置用基板において、
前記断面形状測定用領域は、前記カラーフィルタ形成層を有し、
前記ダミー線状突起は、前記カラーフィルタ形成層上に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板面上に配向規制用の線状突起が形成された液晶表示装置用基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、視野角が広く、コントラストの高い表示品質の優れたＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶表示装置が注目されている。ＭＶＡ方式の液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板と、カラーフィルタ（ＣＦ；Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）基板とを有し、両基板の対向面には垂直配向膜が設置されている。そして、両基板間には負の誘電率異方性を有する液晶が封入されている。ＭＶＡ方式の液晶表示装置は、基板の表示領域上に形成された線状突起（土手パターン）やスリット等の配向規制用構造物により液晶を配向分割することで、広い視野角を実現している。
【０００３】
図１２は、ＭＶＡ方式の液晶表示装置におけるＣＦ基板１１２の構成を示す平面図であり、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３画素を示している。ＣＦ基板１１２上には、図中上下方向及び左右方向に延びた遮光膜（ＢＭ；Ｂｌａｃｋ  Ｍａｔｒｉｘ）１０６が形成され、各画素領域１１４を画定している。各画素領域１１４には画素領域１１４端部に対して斜め（約４５°）に、所定ピッチで複数の線状突起１０２が形成されている。また、図示していないが、ＣＦ基板１１２と対向して配置されているＴＦＴ基板は、線状突起１０２と半ピッチずれてほぼ平行に形成された複数の線状突起又はスリットを有している。線状突起１０２等の配向規制用構造物は、基板間に封入される液晶分子の配向を規制する。そのため、線状突起１０２の高さや幅等の断面形状を測定し管理することは、ＭＶＡ方式の液晶表示装置の表示品質を保つために極めて重要である。
【０００４】
線状突起１０２の高さや幅等の断面プロファイル（断面形状）は、触針式表面粗さ計を用いて測定される。図１３は、図１２に示したＣＦ基板１１２をＣ−Ｃ線で切断した断面図であり、触針式表面粗さ計の触針１１０先端部が線状突起１０２上に位置決めされている状態を示している。なお、実際のＣ−Ｃ線は線状突起１０２を斜めに切断しているが、図１３に示す断面は線状突起１０２の延伸方向に直交する断面を表している。図１３に示すように、ガラス基板１０４上にはＢＭ１０６が形成されている。ＢＭ１０６は、幅ｄ１（例えば５０〜１００μｍ）の開口部を有している。画素領域１１４となる開口部には着色樹脂層によりＣＦ１０８が形成されている。ＣＦ１０８は、開口部のほぼ中央部の幅ｄ２（例えば３０μｍ）の領域では平坦に形成されている。開口部端部のＣＦ１０８は、ＢＭ１０６と重なるように形成されているため基板１０４面からの高さが開口部の中央部と異なり、凹凸を有している。ＣＦ１０８上には、液晶分子を配向規制する線状突起１０２が形成されている。線状突起１０２は、幅ｗ１が例えば１０μｍ、高さｈ１が例えば１．５μｍで形成されている。
【０００５】
この線状突起１０２の断面プロファイルは、図中上方に位置決めされている触針式表面粗さ計の触針１１０を線状突起１０２の延伸方向に垂直にスキャンすることにより測定される。触針１１０の先端部は、例えば１０μｍ程度の曲率半径を有している。幅ｄ１のＣＦ１０８上に形成された幅ｗ１（１０μｍ程度）の線状突起１０２の断面プロファイルを測定するには、高い位置決め精度（座標移動精度）を有する触針式表面粗さ計が必要になる。なお、光学式膜厚計は位置決め精度が比較的よいが、ＣＦ１０８を形成する着色樹脂層が光を吸収するため、ＣＦ基板上の線状突起１０２の断面プロファイルを測定するのはほぼ不可能である。
【０００６】
図１４は、触針式表面粗さ計を用いて測定された線状突起１０２の断面プロファイルを示している。図１４（ａ）は開口部のほぼ中央部で測定された断面プロファイルを示し、図１４（ｂ）は開口部の端部で測定された断面プロファイルを示している。α領域は線状突起１０２の形状を表しており、β領域は下地面であるＣＦ１０８表面の形状を表している。図１３で説明したように、開口部のほぼ中央部では、ＣＦ１０８表面が平坦である。そのため、図１４（ａ）に示すように、高い精度で線状突起１０２の断面プロファイルが測定できる。一方、開口部端部近傍では、下層にＢＭ１０６が形成されているか否かでＣＦ１０８表面の基板面からの高さが異なるため、ＣＦ１０８は凹凸を有する。そのため、図１４（ｂ）に示すように、線状突起１０２の断面プロファイルの測定精度が低下する。したがって、線状突起１０２の断面プロファイルは、開口部のほぼ中央部で測定する必要があり、触針１１０の位置決め時の微小なずれが測定精度の低下につながる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、重量の大きい触針１１０を備えた触針式表面粗さ計は高い位置決め精度を有しておらず、触針１１０を所望の位置に正確に位置決めするのは困難である。特に、画素が高精細化された液晶表示装置では、開口部が小型化し、触針１１０の位置決めはさらに困難になっている。そのため、線状突起１０２の断面形状の測定精度が低下するという問題が生じている。また、オペレータの手作業により位置決めを行っても、測定精度が確実に向上するとは言えず、しかも製造コストが増加するという問題が生じている。
【０００８】
また、線状突起１０２は基板端辺に対して斜めに延伸して形成されている。したがって、触針式表面粗さ計の触針１１０を延伸方向に垂直にスキャンするためには、触針１１０を基板に対して相対的に斜めに移動させるか、又は線状突起１０２の延伸方向が触針式表面粗さ計のｘ軸又はｙ軸方向となるように、ｘ−ｙ面内で基板を所定角度（４５°）回転させて固定する必要がある。そのため、線状突起１０２の断面形状の測定精度が低下するという問題が生じている。
【０００９】
本発明の目的は、線状突起の断面形状を容易に精度良く測定できる液晶表示装置用基板を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、対向する基板とともに負の誘電率異方性を有する液晶を挟持する基板と、前記基板上に形成され、マトリクス状に配置された複数の画素領域を備えた表示領域と、前記液晶を配向規制するために前記表示領域内に形成された線状突起と、前記表示領域外に配置され、前記線状突起と同一の形成材料で形成され前記線状突起とほぼ同一の高さを有するダミー線状突起を備えた断面形状測定用領域とを有することを特徴とする液晶表示装置用基板によって達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板について図１乃至図７を用いて説明する。まず、本実施の形態による液晶表示装置用基板の概略の構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示している。図１に示すように、ガラス基板２上にはＣＦ基板２面分の表示領域４が配置されている。表示領域４内には、複数の画素領域（図示せず）がマトリクス状に画定されている。表示領域４の外枠部にはＢＭ６が形成されている。ＢＭ６の外側には断面形状測定用領域８が形成されている。
【００１２】
図２は、本実施の形態による液晶表示装置用基板の断面形状測定用領域８を拡大して示している。図２（ａ）は断面形状測定用領域８を基板面に向かって見た構成を示しており、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面を示している。図２（ａ）に示すように、断面形状測定用領域８は、例えば十字形状に配置された２本のダミー線状突起１２を有している。ダミー線状突起１２は、配向規制用構造物として表示領域４内に形成される線状突起（図示せず）と同一の形成材料を用いて同時に形成されている。また、各ダミー線状突起１２の延伸方向は、ガラス基板２の一端辺と平行又は垂直になっている。断面形状測定用領域８は、画素領域より大きく形成されており、例えば５００μｍ×４００μｍの大きさを有している。断面形状測定用領域８は、触針式表面粗さ計の位置決め精度を考慮すると少なくとも２００μｍ×２００μｍの大きさで形成されることが望ましい。
【００１３】
図２（ｂ）に示すように、ガラス基板２上には、ＣＦ形成層の着色樹脂層１０（例えばＲ）が形成されている。着色樹脂層１０上には、ダミー線状突起１２が形成されている。ダミー線状突起１２は、表示領域４内に形成されている線状突起とほぼ同一の高さを有している。また、ダミー線状突起１２及び線状突起は熱可塑性樹脂で形成されるため、幅が大きく異なると高さが異なって形成されてしまうことがある。そのため、ダミー線状突起１２は、線状突起とほぼ同一の幅で形成されることが望ましい。
【００１４】
次に、本実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法について図３乃至図７を用いて説明する。図３乃至図７において、（ａ）は図２（ｂ）と同一の断面を示しており、（ｂ）は図１３と同一の断面を示している。まず、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板２全面に例えばクロム（Ｃｒ）を塗布してパターニングし、ＢＭ６を形成する。次に、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、着色樹脂（例えばＲ）を全面に塗布してパターニングし、表示領域４のＣＦ（Ｒ）と、断面形状測定用領域８の下地層となる着色樹脂層１０とを形成する。続いて、他の着色樹脂（Ｇ，Ｂ）を同様に全面に塗布してパターニングし、不図示のＣＦ（Ｇ，Ｂ）を形成する。図４（ａ）では、断面形状測定用領域８の着色樹脂層１０が着色樹脂（Ｒ）で形成されているが、他の着色樹脂（Ｇ，Ｂ）で形成されてもよい。
【００１５】
次に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば熱可塑性樹脂であるポジ型レジストを全面に塗布し、レジスト層１３を形成する。次に、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、線状突起１４のパターンとダミー線状突起１２のパターンとがほぼ同一の幅で形成された露光用マスク１６を用いて露光して現像し、幅や高さ等の断面形状がほぼ同一の線状突起１４とダミー線状突起１２とを形成する（図７（ａ）、（ｂ））。以上説明した工程を経て、本実施の形態による液晶表示装置用基板が完成する。
【００１６】
本実施の形態では、表示領域４の線状突起１４の断面形状に代えて、線状突起１４とほぼ同一の断面形状を有する断面形状測定用領域８のダミー線状突起１２の断面形状を測定する。断面形状測定用領域８は画素領域より大きく形成されているため、画素の高精細化に関わらず、比較的位置決め精度の低い触針式表面粗さ計を用いて線状突起１４の断面形状を容易に精度良く測定できる。また、オペレータの手作業による位置決めが不要であるため、製造コストも増加しない。
【００１７】
さらに、本実施の形態によれば、ダミー線状突起１２はガラス基板２の端辺と平行又は垂直に形成されているため、触針１１０を基板に対して相対的に斜めに移動させる必要がなく、また、基板をｘ−ｙ面内で回転させて固定する必要もない。したがって、触針式表面粗さ計を用いて線状突起１４の断面形状を容易に精度良く測定できる。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板について図８及び図９を用いて説明する。図８は、本実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示している。本実施の形態は、断面形状測定用領域８がＢＭ６上に形成されていることを特徴としている。図８に示すように、ガラス基板２上にはＣＦ基板２面分の表示領域４が配置されている。表示領域４の外枠部には例えば２〜３ｍｍの幅を有するＢＭ６が形成されており、ＢＭ６上にはＣＦ基板１面に対して４個の断面形状測定用領域８が形成されている。
【００１９】
図９は、本実施の形態による液晶表示装置用基板の断面形状測定用領域８を拡大して示している。図９（ａ）は断面形状測定用領域８を基板面に向かって見た構成を示しており、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面を示している。図９（ｂ）に示すように、ガラス基板２と着色樹脂層１０との間にＢＭ６が形成されている。なお、断面形状測定用領域８の下層のＢＭ６は開口されていてもよい。
【００２０】
本実施の形態では、断面形状測定用領域８が、表示領域４に隣接するＢＭ６上に形成されている。このため、断面形状測定用領域８に形成する着色樹脂層やレジスト層１３の膜厚を表示領域４とほぼ同様にすることができ、線状突起１４とダミー線状突起１２の断面形状をほぼ同一にすることができる。そのため、線状突起１４の断面形状をさらに精度良く測定できるようになる。
【００２１】
次に、本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置用基板について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、本実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示している。本実施の形態は、断面形状測定用領域９が、表示領域４に隣接して形成されていること、及びＲ，Ｇ，Ｂの各ＣＦ形成層を有することを特徴としている。図１０に示すように、ガラス基板２上にはＣＦ基板２面分の表示領域４が配置されている。表示領域４の外枠部には例えば２〜３ｍｍの幅を有するＢＭ６が形成されており、ＢＭ６上にはＣＦ基板１面に対して４個の断面形状測定用領域９が表示領域４に隣接して形成されている。
【００２２】
図１１は、図１０中で表示領域４の左端辺に隣接している断面形状測定用領域９を拡大して示している。図１１に示すように、断面形状測定用領域９は、ＢＭ６上に形成されており、ＣＦ（Ｒ）形成層の着色樹脂層１８と、ＣＦ（Ｇ）形成層の着色樹脂層１９と、ＣＦ（Ｂ）形成層の着色樹脂層２０とを有している。着色樹脂層１８〜２０は、表示領域端部の各画素のＣＦ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）をそれぞれ延長するようにパターニングして形成されている。着色樹脂層１８〜２０上には、ダミー線状突起１２がそれぞれ形成されている。ダミー線状突起１２の延伸方向は、基板の一端辺と平行又は垂直になっている。断面形状測定用領域９は、図中縦方向に３画素分の幅（例えば２１０μｍ）を有しており、図中横方向に例えば６００μｍの長さを有している。
【００２３】
また、断面形状測定用領域９に隣接している表示領域４には、図中上下方向及び左右方向に延びたＢＭ６が形成され、各画素領域を確定している。各画素領域には画素領域端部に対して斜め（約４５°）に線状突起１４が形成されている。ＢＭ６の開口部にはＣＦ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が形成されている。
【００２４】
本実施の形態では、断面形状測定用領域８が、表示領域４と隣接して形成されている。このため、断面形状測定用領域８に形成する着色樹脂層やレジスト層１３の膜厚を表示領域４とほぼ同様にすることができ、線状突起１４とダミー線状突起１２の断面形状がほぼ同一にすることができる。そのため、線状突起１４の断面形状をさらに精度良く測定できるようになる。
【００２５】
また、本実施の形態では、断面形状測定用領域８にＲ，Ｇ，Ｂの着色樹脂層１８〜２０が形成され、各着色樹脂層１８〜２０上にそれぞれダミー線状突起１２が形成されている。そのため、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＣＦ上で微妙に異なる線状突起１４の断面形状を精度良く測定できる。
【００２６】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、ダミー線状突起１２が十字形状又は直線形状で形成されているが、本発明はこれに限らず、基板の一端辺と平行又は垂直であればＬ字形状やコの字形状等で形成されてもよい。
【００２７】
また、上記実施の形態では、ＢＭ６がＣｒにより形成されているが、本発明はこれに限らず、ＢＭがＣＦ形成材料の積層により形成されてもよい。
【００２８】
さらに、上記実施の形態では、ＣＦ基板を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、ＣＦ基板と比較すると表面に凹凸の少ないＴＦＴ基板にも適用可能である。その際には、断面形状測定用領域８は表示領域外であって端子等が形成されていない領域に配置される。
【００２９】
以上説明した実施の形態による液晶表示装置用基板は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向する基板とともに負の誘電率異方性を有する液晶を挟持する基板と、
前記基板上に形成され、マトリクス状に配置された複数の画素領域を備えた表示領域と、
前記液晶を配向規制するために前記表示領域内に形成された線状突起と、
前記表示領域外に配置され、前記線状突起と同一の形成材料で形成され前記線状突起とほぼ同一の高さを有するダミー線状突起を備えた断面形状測定用領域と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３０】
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置用基板において、
前記ダミー線状突起は、前記線状突起とほぼ同一の幅を有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３１】
（付記３）
付記１又は２に記載の液晶表示装置用基板において、
前記ダミー線状突起は、前記基板の一端辺と平行又は垂直に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３２】
（付記４）
付記１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記断面形状測定用領域は、前記画素領域より大きく形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３３】
（付記５）
付記１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記基板上に形成され前記画素領域端部を遮光する遮光膜と、前記画素領域に形成されたカラーフィルタとをさらに有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３４】
（付記６）
付記５記載の液晶表示装置用基板において、
前記断面形状測定用領域は、前記遮光膜上に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３５】
（付記７）
付記５又は６に記載の液晶表示装置用基板において、
前記断面形状測定用領域は、前記カラーフィルタ形成層を有し、
前記ダミー線状突起は、前記カラーフィルタ形成層上に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３６】
（付記８）
付記７記載の液晶表示装置用基板において、
前記断面形状測定用領域は、Ｒ，Ｇ，Ｂの前記カラーフィルタ形成層を有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３７】
（付記９）
対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板間に封止された負の誘電率異方性を有する液晶とを備えた液晶表示装置であって、
前記基板として、付記１乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板を備えること
を特徴とする液晶表示装置。
【００３８】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、線状突起の断面形状を容易に精度良く測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図１２】従来の液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図１３】従来の液晶表示装置用基板において触針式表面粗さ計で線状突起の断面形状を測定する際の状態を示す断面図である。
【図１４】従来の液晶表示装置用基板において触針式表面粗さ計で測定した線状突起の断面プロファイルを示す図である。
【符号の説明】
２  ガラス基板
４  表示領域
６  ＢＭ
８、９  断面形状測定用領域
１０、１８、１９、２０  着色樹脂層
１２  ダミー線状突起
１３  レジスト層
１４  線状突起
１６  露光用マスク
【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】
0004398112.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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