(57)【要約】【課題】樹脂ＢＭを形成したとしても、黒表示時における光漏れの発生と、コントラストの低下とを抑制することが可能であるカラーフィルタ基板、液晶表示パネル、液晶表示装置及びカラーフィルタ基板の製造方法を提供する。【解決手段】基板と、上記基板の一方の主面側に画素に対応して配列された複数の着色層と、上記複数の着色層の境界領域に設けられた遮光層とを備えるカラーフィルタ基板であって、上記遮光層は、一画素内において、膜厚が部分的に異なるカラーフィルタ基板である。【選択図】図１
2009092881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の一方の主面側に画素に対応して配列された複数の着色層と、該複数の着色層の境界領域に設けられた遮光層とを備えるカラーフィルタ基板であって、
該遮光層は、一画素内において、膜厚が部分的に異なることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
前記遮光層は、画素開口部側の部分が中央部分よりも薄いことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
【請求項３】
前記遮光層は、長手方向に対して直交する方向における断面において、一方の端部が他方の端部よりも薄いことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
前記遮光層は、膜厚が階段状に変化することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】
前記遮光層は、膜厚がテーパ状に変化することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
【請求項６】
前記遮光層は、樹脂を含むことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
【請求項７】
前記遮光層は、感光性樹脂を含むことを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタ基板。
【請求項８】
前記遮光層は、単一層から構成されることを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタ基板。
【請求項９】
前記カラーフィルタ基板は、オーバーコート層を有さないことを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１０】
請求項１記載のカラーフィルタ基板を備えることを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項１１】
請求項１０記載の液晶表示パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１記載のカラーフィルタ基板の製造方法であって、
該製造方法は、多階調マスクを用いて遮光層を形成する工程を含むことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ基板、液晶表示パネル、液晶表示装置及びカラーフィルタ基板の製造方法に関する。より詳しくは、樹脂ＢＭが形成されたカラーフィルタ基板、液晶表示パネル、液晶表示装置及びカラーフィルタ基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型軽量、低消費電力という大きな利点をもつ液晶表示装置は、日本語ワードプロセッサやデスクトップパーソナルコンピュータ等のパーソナルＯＡ機器の表示装置として積極的に用いられている。
【０００３】
液晶表示装置用カラーフィルタ基板には、基板上の画素となる領域に着色層が形成され、各画素の境界領域には表示コントラストを高めるために一定の幅を持つ遮光層が設けられている。この遮光層がブラックマトリクス（ＢＭ）である。
【０００４】
ＢＭは通常、ガラス基板上に微小なパターンの金属薄膜として形成される。金属薄膜の材質としては、クロム、ニッケル、アルミニウム等が採用されており、製膜方法としては、蒸着法、スパッタ法、真空製膜が一般的である。金属薄膜のパターン化は、金属薄膜上にフォトレジストを塗布、乾燥した後、フォトマスクを介して紫外線を照射し、現像液で未露光部を溶解してレジストパターンを形成後、金属のエッチング、レジスト剥離の工程により行われる。しかしながら、この方法では工程の煩雑さから製造コストが高くなり、したがって、カラーフィルタ基板自体のコストが高くなる。また、この金属薄膜により形成されたＢＭを有するカラーフィルタ基板を液晶表示装置に搭載した場合、金属薄膜の表面の反射率が高いため、強い外光が照射されると、反射光が強いために表示品位が著しく低下してしまうことがあった。そこで、金属薄膜以外の他の材料として、樹脂を用いて形成するＢＭが提案されている。
【０００５】
樹脂ＢＭは、アルカリ溶解タイプのネガレジストにカーボンブラックに代表される黒色顔料や、赤、緑、青、黄色、紫等の顔料を混ぜてなる混色黒色顔料を単独若しくは混合で分散させて構成されたものが用いられる。このように、樹脂ＢＭでは遮光特性を成分中に含有させる黒色顔料で得るため、金属ＢＭと比較して厚みが必要となる。樹脂ＢＭの形成方法としては、まず、透明基板上にネガレジストである感光性樹脂の塗布、乾燥を行う。次に、ブラックマトリクスとする所望のパターンを形成したフォトマスクを介して感光性樹脂に紫外線露光を行う。ネガレジストは露光部が光のエネルギーで架橋反応を起こし光硬化することにより現像液に対しての溶解性が未露光部より低下する。この溶解度差を利用してパターン形成を行う。すなわち、炭酸ナトリウム等の希アルカリ系の現像液を用いて未露光部を選択的に溶解除去後、現像液を洗浄することにより所望のパターンを形成する。以上のように、樹脂ＢＭのパターニングは通常のフォトリソグラフィ工程のみであり、金属ＢＭと比較して簡略かつ安価にパターン形成が可能である。
【０００６】
また、樹脂ＢＭを用いる技術としては、液晶表示素子の表示領域においてはＢＭを１層形成し、周辺部においてはＢＭを２層形成し、かつ、周辺部におけるＢＭの膜厚の和と、表示領域におけるカラーフィルタの膜厚とをほぼ同じに形成する液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
更に、透明基板上に、樹脂ＢＭと、上記樹脂ＢＭ間に設けられた着色部を有するカラーフィルタにおいて、表示画素領域部の外周にある非表示部の上記樹脂ＢＭの膜厚が表示画素領域部の上記樹脂ＢＭの膜厚よりも薄くなるように形成したカラーフィルタが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
そして、フォトリソグラフィ法により基体層上に遮光層を形成する第１のリブとこの第１のリブよりも小なる高さを有する第２のリブとをパターン形成する第１ステップと、インクジェット技術により第１のリブと第２のリブとにより画定される領域に透光性材料を滴下して段差形成層を形成する第２ステップと、段差形成層を形成した後、インクジェット技術により第１のリブにより画定される領域に光着色性材料を滴下して着色層を形成する第３ステップとを有するカラーフィルタを製造する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開平１１−５２３５１号公報
【特許文献２】特開２００４−６９９８４号公報
【特許文献３】特開２００６−３０６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、樹脂ＢＭが形成された液晶表示装置においては、樹脂ＢＭ近傍で、黒表示時において光漏れが発生したり、コントラストが低下したりすることがあった。より具体的には、例えば、樹脂ＢＭが形成されたＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示装置においては、黒表示時に、ＢＭ端部近傍において光漏れが発生していた。また、樹脂ＢＭが形成されたＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードの液晶表示装置においては、ラビングの進行方向に対して樹脂ＢＭの影になる領域が白く光り、コントラストが低下することがあった。
【００１０】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、樹脂ＢＭを形成したとしても、黒表示時における光漏れの発生と、コントラストの低下とを抑制することが可能であるカラーフィルタ基板、液晶表示パネル、液晶表示装置及びカラーフィルタ基板の製造方法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】
【００１１】
本発明者らは、樹脂ＢＭを形成したとしても、黒表示時における光漏れの発生と、コントラストの低下とを抑制することが可能であるカラーフィルタ基板、液晶表示パネル、液晶表示装置及びカラーフィルタ基板の製造方法について種々検討したところ、ＢＭとＢＭの上方に形成される配向膜とに着目した。そして、従来の樹脂ＢＭの膜厚は大きく、かつ一様であるため、樹脂ＢＭの端部に対応する領域の配向膜が大きな段差を有することになり、その結果、樹脂ＢＭの端部近傍において、液晶分子の配向が乱れてしまうことを見いだした。
【００１２】
ここで、図６及び７を用いて、樹脂ＢＭ近傍で、黒表示時において光漏れが発生したり、コントラストが低下したりする原因について、更に詳細に説明する。図６は、黒表示時における従来のＶＡモードの液晶表示装置のカラーフィルタ基板側のアクティブエリアにおける構成と表示状態とを示す模式図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＰ１−Ｐ２線における断面図である。なお、図６において画素開口部の明るさは、グレーの濃淡で表されている。図７は、従来のＥＣＢモードの液晶表示装置のカラーフィルタ基板側のアクティブエリアにおける構成を示す模式図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＱ１−Ｑ２線における断面図である。
【００１３】
ＶＡモードの場合、黒表示時では、液晶分子１１５は、図６（ｂ）に示すように、画素中央部においては通常、透明基板１１１の主面に対して垂直に配向する。それに対して、樹脂ＢＭ１１２の端部においては、樹脂ＢＭ１１２の厚みに起因して垂直配向膜１１４が大きな段差を有することになる。すなわち、垂直配向膜１１４は、樹脂ＢＭ１１２の端部近傍において、大きく傾斜することになる。したがって、液晶分子１１５は、樹脂ＢＭ１１２の端部近傍においては、透明基板１１１の主面に対して斜めに配向する、すなわち倒れた状態に配向してしまい、その結果、図６（ａ）に示すように、光漏れが発生していた。
【００１４】
一方、ＥＣＢモードの場合、配向膜のラビング処理によって液晶の配向を制御しているが、配向膜２２４は、図７（ｂ）示すように、樹脂ＢＭ２２２の厚みに起因して段差を有するために、ラビングの進行方向（図７中、白抜き矢印の方向）に対して樹脂ＢＭ２２２の影になる領域（図７（ａ）中における白塗り領域、及び、図７（ｂ）中における配向膜２２４の白塗り領域）は、ラビングが充分に行われず、この領域において、液晶分子の配向が乱れてしまっていた。そのため、図７（ｂ）に示すように、樹脂ＢＭ２２２の影になる領域が白く光り、コントラストが低下していた。
【００１５】
そこで、更に検討した結果、一画素内において、ＢＭ（着色層の境界領域に設けられた遮光層）の膜厚を部分的に変化させることにより、遮光層の上方に形成される配向膜の平坦性が向上されるとともに、遮光層の端部近傍、すなわち画素端部における液晶分子の配向状態が改善され、その結果、光漏れの発生やコントラストの低下を抑制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。
【００１６】
すなわち、本発明は、基板と、上記基板の一方の主面側に画素に対応して配列された複数の着色層と、上記複数の着色層の境界領域に設けられた遮光層とを備えるカラーフィルタ基板であって、上記遮光層は、一画素内において、膜厚が部分的に異なるカラーフィルタ基板である。これにより、通常、遮光層の上方に着色層を介して形成される配向膜の平坦性が向上するように、遮光層の膜厚を適宜変更することができる。したがって、遮光層の端部近傍における液晶分子の配向状態を改善することができ、その結果、光漏れの発生やコントラストの低下を抑制することができる。
【００１７】
なお、上記画素は、サブ画素と呼ばれるものであってもよい。
【００１８】
本発明のカラーフィルタ基板の構成としては、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、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
本発明のカラーフィルタ基板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】
上記遮光層は、画素開口部側の部分が中央部分よりも薄くてもよい。これにより、ＶＡモード等の液晶分子の配向を配向膜の表面形状により制御しているモードで、遮光層近傍の液晶分子の配向を画素中央部の液晶分子の配向に近づけることができる。したがって、ＶＡモード等において、黒表示時における光漏れの発生を抑制することができる。
【００２０】
上記遮光層は、長手方向に対して直交する方向における断面において、一方の端部が他方の端部よりも薄くてもよい。これにより、ＥＣＢモード等の液晶分子の配向をラビングにより制御しているモードで、ラビング時において配向膜の樹脂ＢＭの影になる領域を狭くすることができる。すなわち、設計通りにラビング処理を行うことができる。したがって、ＥＣＢモード等において、ラビングの進行方向に対して樹脂ＢＭの影になる領域が白く光ることに起因して、コントラストが低下するのを抑制することができる。
【００２１】
上記遮光層は、膜厚が階段状に変化してもよいし、膜厚がテーパ状に変化してもよい。これらにより、より容易に遮光層を形成することが可能となる。
【００２２】
上記遮光層は、樹脂を含んでもよい。すなわち上記遮光層は、樹脂ＢＭであってもよい。上述したように、樹脂ＢＭは、金属薄膜により形成されたＢＭと比較して、通常、厚く形成されるため、この形態においては、本発明の効果をより効果的に奏することができる。また、より容易に遮光層を形成することが可能となる。
【００２３】
上記遮光層が樹脂を含む場合、上記遮光層は、感光性樹脂を含んでもよいし、単一層から構成されてもよい。これらにより、製造プロセスを複雑化させることなく、グレイトーンマスク、ハーフトーンマスク等の多階調マスクを用いたフォトリソ工程により遮光層を更に容易に形成することができる。
【００２４】
上記カラーフィルタ基板は、オーバーコート層を有さなくてもよい。このとき、配向膜は、遮光層の膜厚の影響をより直接的に受けやすくなるため、この形態によれば、本発明の効果をより効果的に奏することができる。また、製造プロセスの簡略化が可能になる。
【００２５】
本発明はまた、本発明のカラーフィルタ基板を備える液晶表示パネルでもある。これにより、液晶表示パネルの表示品位を向上することができる。
【００２６】
本発明は更に、本発明の液晶表示パネルを備える液晶表示装置でもある。これにより、液晶表示装置の表示品位を向上することができる。
【００２７】
本発明はそして、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法であって、上記製造方法は、多階調マスクを用いて遮光層を形成する工程を含むカラーフィルタ基板の製造方法である。これにより、遮光層をより容易に作製することができる。また、多階調マスクを使用することで光の透過率を容易に制御することが可能となるため、遮光層の厚みの制御をより容易に行うことができる。
【００２８】
なお、多階調マスクとしては、遮光部と、透光部と、遮光部及び透光部間の光透過率を有する中間調部とを有するフォトマスクであれば特に限定されないが、なかでもグレイトーンマスク、ハーフトーンマスクが好適である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のカラーフィルタ基板によれば、樹脂ＢＭを形成したとしても、黒表示時において光漏れが発生したり、コントラストが低下したりするのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に実施形態を掲げ、本発明を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。
【００３１】
（実施形態１）
まず、実施形態１のＶＡモードの液晶表示装置について説明する。本実施形態の液晶表示装置の液晶モードとしては、液晶分子の配向を配向膜の表面形状により制御しているモードであれば特に限定されないが、ＶＡモードが好適である。図１は、実施形態１の液晶表示装置のカラーフィルタ基板側のアクティブエリアにおける構成を示す模式図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＸ１−Ｘ２線における断面図である。また、図２は、黒表示時における実施形態１の液晶表示装置の表示状態を示す概念図である。なお、図２において画素開口部の明るさは、グレーの濃淡で表されている。
【００３２】
実施形態１の液晶表示装置は、液晶表示パネル１００と、液晶表示パネル１００の後方側に配置されたバックライトユニットと、これらを収納するカバーとを備える。
【００３３】
本実施形態の液晶表示装置は、透過型であってもよいし、半透過型（透過反射両用型）であってもよいし、反射型であってもよい。また、反射型とする場合は、バックライトユニットは、設けなくともよい。
【００３４】
バックライトユニットの構成としては、光源、反射板、光学シート類等の一般的な構成を有すればよい。また、バックライトユニットは、直下型であってもよいし、エッジライト型（サイドライト型）であってもよい。
【００３５】
液晶表示パネル１００は、対向する一対の基板であるＴＦＴアレイ基板と、カラーフィルタ基板（ＣＦ基板）１０と、ＣＦ基板１０の輪郭に沿って配置されたシールとを有し、ＴＦＴアレイ基板、ＣＦ基板１０及びシールにより形成された空間に液晶材料が充填されることによって、ＴＦＴアレイ基板及びＣＦ基板１０に狭持された液晶層が形成されている。また、ＴＦＴアレイ基板及びＣＦ基板１０の外側の主面上には、一対の偏光板がクロスニコルに配置されている。
【００３６】
ＴＦＴアレイ基板は、基板である透明基板の液晶層側に、液晶表示パネル１００の表示素子の構成要素として、スイチッング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、画素電極、データ配線、走査配線等のバス配線、垂直配向膜等が設けられている。このように、液晶表示パネル１００は、アクティブマトリクス型液晶表示パネルである。
【００３７】
一方、ＣＦ基板１０には、図１に示すように、基板である透明基板１１の液晶層側に、感光性樹脂をパターニングすることによって形成された遮光層である樹脂ＢＭ１２が格子状に設けられており、樹脂ＢＭ１２で区画された領域には赤、緑及び青の着色層（色版、カラーフィルタ）１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが形成されている。このように、液晶表示パネル１００は、短冊状の３色のサブ画素から構成される画素がマトリクス状に配列されている。なお、各サブ画素は、図１（ａ）中の破線で画定された領域、すなわち隣接するサブ画素間の略中心を通る境界線により画定された領域である。したがって、各サブ画素は、樹脂ＢＭ１２を含む領域として規定される。また、液晶表示パネル１００は、ストライプ配列の画素配列を有する。更に、各着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ間に樹脂ＢＭ１２が形成されていることから、隣接するサブ画素間で混色が発生するのを抑制することができる。そして、特に、樹脂ＢＭ１２は、中央部分よりも画素開口部側の部分が薄くなるように階段状に形成されている。すなわち、樹脂ＢＭ１２は、中央部分の厚膜部１２ａと、画素開口部側の部分の薄膜部１２ｂとを有し、厚膜部１２ａは、各サブ画素の境界に対応して格子状に設けられ、薄膜部１２ｂは、厚膜部１２ａの両端部に沿って、各サブ画素内に環状に設けられている。
【００３８】
透明基板１１には、ガラスが多く用いられるが、例えばプラスチックフィルムやプラスチックシートでもよい。また必要に応じて、透明基板１１と、樹脂ＢＭ１２及び着色材料（着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの材料）との密着性を向上させるために、透明基板１１上にあらかじめ密着性を向上させるような薄膜を形成してもよい。
【００３９】
樹脂ＢＭ１２の材料は、樹脂成分と黒色の顔料、及び／又は、赤、緑、青、黄、紫等の顔料を混ぜてなる混色黒色顔料と、これらの成分を分散溶解させるための溶媒とを含む黒色感光性樹脂である。樹脂ＢＭ１２の材料としては、一般的な黒色感光性樹脂用として用いられているアクリル樹脂のような感光性樹脂であればネガ型でもポジ型でもよい。また、黒色の顔料成分としては、カーボンブラックや、赤、緑、青、黄、紫等の顔料を混ぜてなる混色黒色顔料としての有機顔料を用いることができる。
【００４０】
また、樹脂ＢＭ１２では成分中に含有された黒色顔料で遮光特性を得ており、膜厚に比例した遮光特性が得られる。したがって、樹脂ＢＭ１２の膜厚の最低限度は、求める遮光特性によって規定される。
【００４１】
透明基板１１上に樹脂ＢＭ１２のパターンを形成するには、例えばスピンコート等によって１〜３μｍ程度の厚みを持った薄膜を形成した後、露光、現像、洗浄、ポストベークすることで形成することができる。樹脂ＢＭ１２は、例えば６０μｍ×１００μｍ程度の開口部を有し、幅２０μｍ程度の樹脂ＢＭ１２で区切られている格子状のパターンであり、この開口部を着色材料で埋めることで、短冊状の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを形成している。このとき、着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、各着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの端部が樹脂ＢＭ１２に重なるように形成される。
【００４２】
以上のように形成した樹脂ＢＭ１２及び着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ上に、透明電極（図示せず）、垂直配向膜１４を順に形成することで、ＣＦ基板１０が完成する。なお、透明電極の材料としては特に限定されず、例えばインジウム・錫酸化物膜（ＩＴＯ膜）が挙げられる。また、垂直配向膜１４の材料としては液晶分子を配向膜表面に対して略垂直に配向させるものであれば特に限定されず、熱硬化型のポリイミド樹脂等が挙げられる。
【００４３】
なお、本実施形態において、着色層の色の組み合わせは、赤、緑及び青に特に限定されず、例えば、シアン、イエロー及びマゼンタであってもよいし、着色層の色は、４色以上であってもよい。また、着色層の配列は、ストライプ配列に特に限定されず、例えば、デルタ配列、モザイク配列等であってもよい。
【００４４】
本実施形態によれば、樹脂ＢＭ１２が、中央部分よりも画素開口部側が薄くなるように形成されている。したがって、樹脂ＢＭ１２の厚みに起因する垂直配向膜１４の傾斜を小さくすることができ、画素開口部内、特に樹脂ＢＭ１２の端部近傍における垂直配向膜１４の平坦性を向上することができる。それにより、樹脂ＢＭ１２近傍の液晶分子１５の配向を、画素中央部の液晶分子１５の配向に近づけることができる。すなわち、黒表示時において、樹脂ＢＭ１２近傍の液晶分子１５を透明基板１１の主面に対してより垂直な方向に配向させることができ、図２に示すように、黒表示時における樹脂ＢＭ１２近傍の光漏れの発生を抑制することができる。
【００４５】
図８（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１の液晶表示装置の樹脂ＢＭ近傍を示す断面模式図である。必要な遮光特性を確保しつつ、光漏れの発生を充分に抑制する観点からは、樹脂ＢＭ１２の薄膜部１２ｂの膜厚Ｔ１ｂは、必要な遮光特性を確保できる範囲内で可能な限り薄いことが好ましい。また、薄膜部１２ｂの幅Ｗ１ｂは、必要な開口率を確保できる範囲内で可能な限り大きいことが好ましい。他方、樹脂ＢＭ１２の厚膜部１２ａの膜厚Ｔ１ａは、必要な遮光特性に合わせて適宜設定すればよい。また、樹脂ＢＭ１２の厚膜部１２ａの幅Ｗ１ａは、薄膜部１２ｂの幅Ｗ１ｂに合わせて適宜設定すればよい。このように、薄膜部１２ｂの画素開口部側の端部境界と、薄膜部１２ｂ及び厚膜部１２ａの境界とを結ぶ線（面）が透明基板１１の主面となす角θ１は、図８（ａ）に示すように、可能な限り小さいことが好ましい。これにより、必要な遮光特性を確保しつつ、光漏れの発生を充分に抑制することができる。他方、図８（ｂ）に示すように、薄膜部１２ｂの幅Ｗ１ｂが短すぎたり、図８（ｃ）に示すように、薄膜部１２ｂの膜厚Ｔ１ｂが大きすぎたりすると、樹脂ＢＭ１２近傍の液晶分子１５の傾きが大きくなり、充分に光漏れの発生を充分には抑制できない場合がある。
【００４６】
なお、ＣＦ基板１０は、着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂと透明電極との間の層に、樹脂ＢＭ１２や着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを保護する透明のオーバーコート層（保護層）が設けられてもよい。しかしながら、オーバーコート層が平坦化作用を充分に発揮しない場合、すなわちオーバーコート層を設けたとしても樹脂ＢＭ１２の凹凸が平坦化されない場合や、オーバーコート層が設けられない場合に、特に本実施形態のＣＦ基板１０を好適に用いることができる。すなわち、ＣＦ基板１０によれば、平坦化作用を充分に発揮しないオーバーコート層が設けられたり、オーバーコート層が設けられなかったりしたとしても、垂直配向膜１４の平坦性を向上し、黒表示時における光漏れの発生を抑制することができる。なお、オーバーコート層の材料としては特に限定されず、アクリル樹脂等を用いた熱硬化型や紫外線硬化型等の透明樹脂が挙げられる。
【００４７】
また、ＣＦ基板１０は、ＴＦＴアレイ基板に設けられたＴＦＴ等のスイッチング素子に対応する領域（素子領域）にも樹脂ＢＭ１２が形成されていてもよい。これにより、光リーク電流の発生を抑制することができる。なお、ＴＦＴの光リーク電流を抑制するには、ある程度のＯＤ値が必要であるため、素子領域の樹脂ＢＭ１２は、それに相当する厚みを有することが好ましい。このように、素子領域の樹脂ＢＭ１２は、厚膜部１２ａと同程度の膜厚を有することが好ましく、これにより、光リーク電流の発生をより効果的に抑制することができる。
【００４８】
更に、ＣＦ基板１０は、画像表示を行うアクティブエリアの外周領域、いわゆる額縁エリアにも樹脂ＢＭ１２が形成されていてもよい。これにより、額縁エリアにおける光漏れの発生を抑制することができる。なお、額縁エリアの樹脂ＢＭ１２のＯＤ値が小さいと、額縁エリアが明るくなり、表示品位に悪影響を与えるため、額縁エリアの樹脂ＢＭ１２は、ある程度厚く形成されることが好ましい。このように、額縁エリアの樹脂ＢＭ１２は、厚膜部１２ａと同程度の膜厚を有することが好ましく、これにより、額縁エリアにおける光漏れの発生をより効果的に抑制することができる。
【００４９】
そして、樹脂ＢＭ１２の膜厚を階段状に変化させる場合、樹脂ＢＭ１２の段数は図１に示したような二段以上であれば特に限定されず、三段以上であってもよいが、本発明の効果を充分に奏しつつ、より容易に樹脂ＢＭ１２を形成する観点からは、樹脂ＢＭ１２の段数は少ない方が好ましい。
【００５０】
図３は、実施形態１のカラーフィルタ基板の変形例を示す断面模式図である。樹脂ＢＭ１２は、図３に示すように、膜厚がテーパ状に変化してもよい。すなわち、樹脂ＢＭ１１は、厚膜部１２ａとテーパ部１２ｃとを有してもよい。これによっても、樹脂ＢＭ１２の膜厚を階段状に変化させた場合と同様の効果を奏することができる。
【００５１】
樹脂ＢＭ１２の膜厚をテーパ状に変化させた場合には、階段状に変化させた場合と同様の観点から、テーパ部１２ｃの画素開口部側の端部の膜厚Ｔ１ｃは、必要な遮光特性を確保できる範囲内で可能な限り薄いことが好ましい。他方、厚膜部１２ａの膜厚Ｔ１ａは、必要な遮光特性に合わせて適宜設定すればよい。
【００５２】
また、樹脂ＢＭ１２の膜厚をテーパ状に変化させた場合においても、階段状に変化させた場合と同様の観点から、テーパ部１２ｃの幅Ｗ１ｃは、必要な開口率を確保できる範囲内で可能な限り大きいことが好ましい。他方、厚膜部１２ａの幅Ｗ１ａは、テーパ部１２ｃの幅Ｗ１ｃに合わせて適宜設定すればよい。
【００５３】
以下に、本実施形態の液晶表示装置の製造方法についてより詳細に説明する。なお、本実施形態のＴＦＴアレイ基板は、一般的な方法により製造可能であるので、その説明は省略する。
【００５４】
まず、透明基板１１上に樹脂ＢＭ１２の材料として、例えば、黒色ネガ型レジスト材料をスピンコート法、スリットコート法、各種印刷法等の方法にて塗布し、ホットプレートを用いてプリベークを行い、黒色ネガ型レジスト層を形成する。
【００５５】
次に、透明基板１１の上方に、マスクと基板の間に間隙をあけてグレイトーンマスクを配置した後、グレイトーンマスクを介して樹脂ＢＭ１２のパターンを黒色ネガ型レジストの光硬化に必要な露光量で黒色ネガ型レジスト層に露光する。グレイトーンマスクには、光をほぼ完全に透過する透光部と光りをほぼ完全に遮光する遮光部とに加えて、解像度以下のパターンであるモザイク状のパターン（例えば縦横ともにラインアンドスペース４μｍのモザイク状のパターン）が形成され、光を所定の中間程度に透過する中間調部が設けられている。したがって、グレイトーンマスクによれば、１回の露光でレジスト層に完全露光部、中間露光部及び未露光部を形成することができる。また、レジスト層の中間調部を介して露光された中間露光部は、露光量が小さく、現像液にある程度溶けることとなる。したがって、レジスト層の中間露光部に、樹脂ＢＭ１２の薄膜部１２ｂを形成することができる。
【００５６】
なお、中間調部の光の透過率は、解像度以下のパターンの密度や大きさを調整することによって、薄膜部１２ｂの所望の膜厚に応じて適宜設定されている。また、樹脂ＢＭ１２の膜厚を階段状に変化させる場合には、解像度以下のパターンが一定の密度で形成されたグレイトーンマスクを用いればよく、樹脂ＢＭ１２の膜厚をテーパ状に変化させる場合には、密度が徐々に変化する解像度以下のパターンが形成されたグレイトーンマスクを用いればよい。
【００５７】
次に、所定の現像液にて現像処理を行い、現像液を除去するために純水にてリンス処理を行った後、オーブンにてベークし、硬化することで、図１に示したような樹脂ＢＭ１２が形成される。
【００５８】
このように形成した樹脂ＢＭ１２には画素開口部となる開口部があり、この部分に例えば顔料分散法により、着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを形成する。より具体的には、赤、緑又は青の顔料が分散された感光性レジスト材料を塗布した後、露光及び現像を行う工程を３回繰り返すことによって着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが形成される。なお、着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、非感光性の材料を用いて形成されてもよいし、染色法により形成されてもよい。
【００５９】
次に、基板上に、ＩＴＯ膜からなる透明電極をスパッタリング法により形成し、更に、ポリイミド樹脂を含む垂直配向膜１４をオフセット印刷法により形成することによって、ＣＦ基板１０を形成する。
【００６０】
その後、ＴＦＴ等がサブ画素毎に形成されたＴＦＴアレイ基板ＴＦＴ基板と、セルギャップを維持するためのギャップ材が基板表面上に形成されたＣＦ基板１０とを、電極面が相対向するように配置して、パネル周辺をシールして空セルを形成する。そして、この空セル内に、誘電率が負のネマチック液晶を含む液晶材料を注入し、注入口を封止する。更に、ＴＦＴアレイ基板及びＣＦ基板１０の外側の主面に偏光板を貼り付けることよって本実施形態の液晶表示パネルを作製する。更に、一般的な方法によりモジュール組み立て工程を行うことによって、本実施形態の液晶表示装置を完成することができる。
【００６１】
以上のように、本実施形態の製造方法によれば、中間調部を有するグレイトーンマスクを用いて樹脂ＢＭ１２の材料を露光することによって、樹脂ＢＭ１２の画素開口部側の部分に対する露光量を選択的に減少させ、現像時に減膜させることが可能となり、上述の樹脂ＢＭ１２の構成を容易に実現することができる。また、１回のフォトリソ工程により、単一層からなる膜厚の部分的に異なる樹脂ＢＭを容易に形成すことができる。更に、ＴＦＴアレイ基板側には、遮光層を設ける等の特別のプロセスを別途加えることなく、本実施形態の液晶表示装置を実現することができる。
【００６２】
なお、グレイトーンマスクに形成される解像度以下のパターンとしては、格子状のパターンの他、モザイク状のパターンが繰り返されたものでもよい。また、解像度以下のパターンは、同形状の開口パターンがマトリクス状に配置されたものであればよく、円形や多角形といった開口パターン等でもよい。
【００６３】
更に、樹脂ＢＭ１２の材料は、透光部及び遮光部に加えて、半透過（半透明）の中間調部が設けられたハーフトーンマスクを介して露光されてもよい。
【００６４】
（実施形態２）
次に、実施形態２のＥＣＢモードの液晶表示装置について説明する。なお、本実施形態の液晶表示装置の液晶モードとしては、液晶分子の配向をラビングにより制御しているモードであれば特に限定されず、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード等であってもよい。また、実施形態１と本実施形態とにおいて重複する内容については、その説明を省略する。図４は、実施形態２の液晶表示装置のカラーフィルタ基板側のアクティブエリアにおける構成を示す模式図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＹ１−Ｙ２線における断面図である。
【００６５】
本実施形態の液晶表示パネル２００は、ＣＦ基板２０を有し、ＣＦ基板２０には、実施形態１のＣＦ基板１０と同様に、図４に示すように、透明基板１１の液晶層側に、感光性樹脂をパターニングすることによって形成された遮光層である樹脂ＢＭ２２が格子状に設けられており、樹脂ＢＭ２２で区画された領域には赤、緑及び青の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが形成されている。また、樹脂ＢＭ２２及び着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ上に、透明電極（図示せず）、配向膜２４が透明基板１１側からこの順に設けられている。なお、各サブ画素は、実施形態１と同様に、図４（ａ）中の破線で画定された領域であり、樹脂ＢＭ２２を含む領域として規定される。
【００６６】
だだし、樹脂ＢＭ２２は、図４（ｂ）に示すように、樹脂ＢＭ２２の長手方向に対して直交する方向における断面において、一方の端部が他方の端部よりも薄くなるように階段状に形成されている。すなわち、樹脂ＢＭ２２は、一方の端部側の厚膜部２２ａと、他方の端部側の薄膜部２２ｂとを有し、厚膜部２２ａは、各サブ画素の境界に対応して格子状に設けられ、薄膜部２２ｂは、厚膜部２２ａの端部に沿って、各サブ画素に略Ｌ字状に設けられている。このように、樹脂ＢＭ２２は、任意の方向に対して、その方向のより前方側にある端部側が、その方向のより後方側にある端部側よりも薄くなっている。
【００６７】
本実施形態によれば、樹脂ＢＭ２２が、一方の端部が他方の端部よりも薄くなるように形成されている。また、配向膜２４は、樹脂ＢＭ２２の薄膜部２２ｂ側において、樹脂ＢＭ２２の厚膜部２２ａ側よりもよりなだらかに傾斜している。したがって、厚膜部２２ａ側から薄膜部２２ｂ側（図４中、白抜き矢印の方向）に向かってラビングを行うことによって、ラビング時において配向膜２４の樹脂ＢＭ２２の影になる領域（図４（ａ）中における白塗り領域、及び、図４（ｂ）中における配向膜２４の白塗り領域）を狭くすることができる。すなわち、設計通りにラビングされる領域（図４（ａ）中における斜線で塗られた領域、及び、図４（ｂ）中における配向膜２４の斜線で塗られた領域）を広くすることができる。したがって、ラビングの進行方向に対して樹脂ＢＭ２２の影になる領域が白く光ることに起因して、コントラストが低下するのを抑制することができる。このように、ＣＦ基板２０においては、樹脂ＢＭ２２のラビングの起点となる方向と逆側の部分が、ラビングの起点となる方向の部分よりも薄くなっている。
【００６８】
図９は、ラビング工程における実施形態２の液晶表示装置の樹脂ＢＭ近傍を示す断面模式図である。必要な遮光特性を確保しつつ、コントラストの低下を充分に抑制する観点からは、樹脂ＢＭ２２の薄膜部２２ｂの膜厚Ｔ２ｂは、必要な遮光特性を確保できる範囲内で可能な限り薄いことが好ましい。また、薄膜部２２ｂの幅Ｗ２ｂは、必要な開口率を確保できる範囲内で可能な限り大きいことが好ましい。他方、樹脂ＢＭ２２の厚膜部２２ａの膜厚Ｔ２ａは、必要な遮光特性に合わせて適宜設定すればよい。また、樹脂ＢＭ２２の厚膜部２２ａの幅Ｗ２ａは、薄膜部２２ｂの幅Ｗ２ｂに合わせて適宜設定すればよい。このように、薄膜部２２ｂの画素開口部側の端部境界と、薄膜部２２ｂ及び厚膜部２２ａの境界とを結ぶ線（面）が透明基板１１の主面となす角θ２は、図９に示すように、可能な限り小さいことが好ましい。これにより、ラビング用のロール３０が接触せずに、樹脂ＢＭ２２の影になる領域の幅Ｗを短くすることができるので、必要な遮光特性を確保しつつ、コントラストの低下を充分に抑制することができる。
【００６９】
図５は、実施形態２のカラーフィルタ基板の変形例を示す断面模式図である。樹脂ＢＭ２２は、図５に示すように、膜厚がテーパ状に変化してもよい。すなわち、樹脂ＢＭ２１は、厚膜部２２ａとテーパ部２２ｃとを有してもよい。これによっても、樹脂ＢＭ２２の膜厚を階段状に変化させた場合と同様の効果を奏することができる。
【００７０】
樹脂ＢＭ２２の膜厚をテーパ状に変化させた場合には、階段状に変化させた場合と同様の観点から、テーパ部２２ｃの画素開口部側の端部の膜厚Ｔ２ｃは、必要な遮光特性を確保できる範囲内で可能な限り薄いことが好ましい。他方、厚膜部２２ａの膜厚Ｔ２ａは、必要な遮光特性に合わせて適宜設定すればよい。
【００７１】
また、樹脂ＢＭ２２の膜厚をテーパ状に変化させた場合には、階段状に変化させた場合と同様の観点から、テーパ部２２ｃの幅Ｗ２ｃは、必要な開口率を確保できる範囲内で可能な限り大きいことが好ましい。他方、厚膜部２２ａの幅Ｗ２ａは、テーパ部２２ｃの幅Ｗ２ｃに合わせて適宜設定すればよい。
【００７２】
以上、実施形態１及び２により本発明をより具体的に説明したが、各実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施形態１の液晶表示装置のカラーフィルタ基板側のアクティブエリアにおける構成を示す模式図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＸ１−Ｘ２線における断面図である。
【図２】黒表示時における実施形態１の液晶表示装置の表示状態を示す概念図である。
【図３】実施形態１のカラーフィルタ基板の変形例を示す断面模式図である。
【図４】実施形態２の液晶表示装置のカラーフィルタ基板側のアクティブエリアにおける構成を示す模式図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＹ１−Ｙ２線における断面図である。
【図５】実施形態２のカラーフィルタ基板の変形例を示す断面模式図である。
【図６】黒表示時における従来のＶＡモードの液晶表示装置のカラーフィルタ基板側のアクティブエリアにおける構成と表示状態とを示す模式図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＰ１−Ｐ２線における断面図である。
【図７】従来のＥＣＢモードの液晶表示装置のカラーフィルタ基板側のアクティブエリアにおける構成を示す模式図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＱ１−Ｑ２線における断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１の液晶表示装置の樹脂ＢＭ近傍を示す断面模式図である。
【図９】ラビング工程における実施形態２の液晶表示装置の樹脂ＢＭ近傍を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０、２０：カラーフィルタ基板（ＣＦ基板）
１１、１１１：透明基板（基板）
１２、２２、１１２、１２２：樹脂ＢＭ
１２ａ、２２ａ：樹脂ＢＭの厚膜部
１２ｂ、２２ｂ：樹脂ＢＭの薄膜部
１２ｃ、２２ｃ：樹脂ＢＭのテーパ部
１３Ｒ、１１３Ｒ：赤の着色層
１３Ｇ、１１３Ｇ：緑の着色層
１３Ｂ、１１３Ｂ：青の着色層
１４、１１４：垂直配向膜
１５、１１５：液晶分子
２４、２２４：配向膜
３０：ラビング用のロール
１００、２００：液晶表示パネル
Ｔ１ａ、Ｔ２ａ：樹脂ＢＭの厚膜部の膜厚
Ｔ１ｂ、Ｔ２ｂ：樹脂ＢＭの薄膜部の膜厚
Ｔ１ｃ、Ｔ２ｃ：樹脂ＢＭのテーパ部の画素開口部側の端部の膜厚
Ｗ１ａ、Ｗ２ａ：樹脂ＢＭの厚膜部の幅
Ｗ１ｂ、Ｗ２ｂ：樹脂ＢＭの薄膜部の幅
Ｗ１ｃ、Ｗ２ｃ：樹脂ＢＭのテーパ部の幅
Ｗ：樹脂ＢＭの影になる領域の幅
θ１、θ２：角
【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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