CN103140797B - 液晶显示面板用基板的制造方法和光掩膜 - Google Patents

Abstract

本发明提供能抑制液晶取向控制突起物所导致的液晶分子的取向混乱的液晶显示面板用基板的制造方法和光掩膜。本发明是液晶显示面板用基板的制造方法，上述基板具备液晶取向控制突起物，上述液晶取向控制突起物包含主突起物和副突起物，上述副突起物是直线状且比上述主突起物低，上述制造方法包含形成正型感光树脂膜的工序和通过光掩膜对上述感光树脂膜进行曝光的工序，上述光掩膜具有用于形成上述副突起物的调光区域，上述调光区域具有狭缝状的透光部。

Description

液晶显示面板用基板的制造方法和光掩膜

技术领域

本发明涉及液晶显示面板用基板的制造方法和光掩膜。更详细地说，涉及适用于MVA模式的显示方式的液晶显示面板用基板的制造方法和用于上述制造方法的光掩膜。

背景技术

液晶显示（LCD：Liquid Crystal Display）面板具有在一对基板之间夹持液晶层的构成，通过形成于基板的电极对液晶层施加电压来改变液晶分子的取向状态，改变透过液晶层的光的偏振状态来进行显示。

具体地作为LCD面板的显示方式，可以举出以下模式等（例如，参照专利文献1。）：在上下基板形成电极，使介电常数各向异性为正的液晶在2张基板之间以扭曲90°的状态夹持在基板之间，利用垂直于基板的纵向电场使液晶变换的TN（Twisted Nematic：扭转向列型）模式；在上下基板之间夹持介电常数各向异性为负的液晶，利用垂直取向膜等在未施加电场的状态下使液晶分子在纵向排列，通过施加电场使液晶分子朝向横向的VA（Vertical Alignment：垂直取向）。

另外，作为VA模式的应用技术，开发了利用液晶取向控制突起物和/或电极狭缝将1个像素分割为多个区域而实现多畴化的MVA（Multi-domain Vertical Alignment：多畴垂直取向）模式。根据MVA模式，以在1个像素内液晶分子的倾斜方向成为多个的方式进行控制，能在全方位进行均匀的灰度级显示，因此，能得到优异的对比度、视野角特性以及响应速度。

作为液晶取向控制突起物的形成方法，例如，可以举出光刻法。具体地，在彩色滤光片上涂敷吸收感光波长区域的光的感光树脂组合物，经由光掩膜对感光树脂组合物进行曝光后，使曝光后的感光树脂组合物显影，由此进行图案化的方法（例如，参照专利文献2 和3。）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2002-148624号公报

专利文献2：特开2004-61539号公报

专利文献3：特开2006-201234号公报

发明内容

发明要解决的问题

液晶分子的取向相互不同的区域分别被称为畴。在2个畴以在边界处没有液晶取向控制突起物和电极狭缝的状态相邻的情况下，例如，发生下面（1）、（2）所示的缺陷。（1）在2个畴之间，发生白模糊区域或暗线。（2）2个畴的边界线的发生部位不稳定，2个畴的面积比不固定。

为了消除该缺陷，本发明的发明者们针对MVA模式的液晶显示面板的以下方式进行了研究：在1个像素内，在成为开口区域的部分，配置多个较高的液晶取向控制突起物（以下，也称为主突起物。），并且辅助地设置较低的液晶取向控制突起物（以下，也称为副突起物。）。不仅将一种液晶取向控制突起物以分割像素的方式设置，还辅助地设置较低的液晶取向控制突起物，由此能更精密地在像素内的各区域中划分液晶分子，因此，能提高液晶分子方向的控制性，大幅度地提高显示质量。此外，副突起物设置在例如不是开口区域的部分（例如，遮光区域）。

另外，重要的是与主突起物相比，副突起物表面的倾斜较小，副突起物的表面较平缓。

并且，从简化制造工序的观点来看，优选同时形成主突起物和副突起物。

因此，本发明的发明者们对使用以下光掩膜的制造方法进行了研究。该光掩膜具有与主突起物对应的图案和与副突起物对应的图案，后者的图案宽度小于前者的图案宽度。根据该制造方法，有时与主突起物相比能较低且较平缓地形成副突起物

但是，由于制造装置的精度，特别是曝光装置的分辨率不同，有时无法适当地控制副突起物的形状。例如，在使用了具有成像光学系统、得到高分辨率的曝光装置的情况下，形成适当形状的副突起物是困难的。在这种情况下，即使使与副突起物对应的图案变细，锥状地形成副突起物也是困难的。

图26是对本发明的发明者们进行研究的构成MVA模式的液晶显示面板的基板表面进行拍照所得的消光位状态下的光学显微镜照片。在图26所示的基板中，液晶取向控制突起物用上述与副突起物对应的图案较细的光掩膜来形成。其结果是，如图26的○部分所示，在副突起物所导致的液晶分子的取向和主突起物所导致的液晶分子的取向发生冲突的部分发生了向错线。可以考虑其原因是，没有在副突起物和主突起物之间得到需要的高低差，相对于主突起物的取向控制力的副突起物的相对的取向控制力过强。

向错线在通常显示状态下被视觉识别为暗线。另外，在发生向错线的情况下，存在偏差。因此，向错线发生时，亮度降低，另外，发生显示不均。

此外，图26所示的照片是消光位状态下的照片，因此，向错线在图26中被观察为亮线。

本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供能抑制液晶取向控制突起物所导致的液晶分子的取向混乱的液晶显示面板用基板的制造方法和光掩膜。

用于解决问题的方案

本发明的发明者们对能抑制液晶取向控制突起物所导致的液晶分子的取向混乱的液晶显示面板用基板的制造方法进行各种研究后，着眼于光掩膜的图案。并且，发现在光掩膜内形成用于形成副突起物的灰色调区域，在灰色调区域内，形成狭缝状的透光部，由此能形成适当形状的副突起物，想到能圆满地解决上述问题而达到了本发明。

本发明是一种液晶显示面板用基板的制造方法，其特征在于， 该基板具备液晶取向控制突起物，该液晶取向控制突起物包含主突起物和副突起物，该副突起物是直线状且比该主突起物低，该制造方法包含形成正型感光树脂膜的工序和通过光掩膜对该感光树脂膜进行曝光的工序，该光掩膜具有用于形成该副突起物的调光区域，该调光区域具有狭缝状的透光部，该光掩膜还具有透光区域和用于形成该主突起物的遮光区域，该调光区域是具有遮光部和该透光部的灰色调区域，该基板还具备着色层和比该着色层高的遮光层，该副突起物是设置在该着色层上的第一副突起物，该液晶取向控制突起物还包含设置在该遮光层上的第二副突起物，该第二副突起物是直线状且比该主突起物低，该灰色调区域是用于形成该第一副突起物的第一灰色调区域，该遮光部和该透光部分别是第一遮光部和第一透光部，该光掩膜还具有用于形成该第二副突起物的第二灰色调区域，该第二灰色调区域具有第二遮光部和狭缝状的第二透光部，该第二灰色调区域的透射率比该第一灰色调区域的透射率大。

本发明是一种液晶显示面板用基板的制造方法，其特征在于，该基板具备液晶取向控制突起物，该液晶取向控制突起物包含主突起物和副突起物，该副突起物是直线状且比该主突起物低，该制造方法包含形成正型感光树脂膜的工序和通过光掩膜对该感光树脂膜进行曝光的工序，该光掩膜具有用于形成该副突起物的调光区域，该调光区域具有狭缝状的透光部，该基板还具备柱状间隔物，该光掩膜还具有透光区域、用于形成该柱状间隔物的遮光区域以及用于形成该主突起物的半色调区域，该调光区域是具有半透射部和该透光部的半色调/灰色调区域。

即，本发明的一方面是液晶显示面板用基板的制造方法（以下，也称为本发明的制造方法。），上述基板具备液晶取向控制突起物，上述液晶取向控制突起物包含主突起物和副突起物，上述副突起物是直线状且比上述主突起物低，上述制造方法包含形成正型感光树脂膜的工序和通过光掩膜对上述感光树脂膜进行曝光的工序，上述光掩膜具有用于形成上述副突起物的调光区域，上述调光区域具有 狭缝状的透光部。

本发明的制造方法只要必须包含该工序，则不特别限定其它的工序。以下详细地说明本发明的制造方法所优选的方式。

作为本发明的制造方法所优选的方式，可以举出以下方式（以下，也称为第1方式。）：上述光掩膜还具有透光区域和用于形成上述主突起物的遮光区域，上述调光区域是具有遮光部和上述透光部的灰色调区域。

根据上述第1方式，能同时形成适当形状的副突起物和主突起物。

作为上述第1方式所优选的方式，可以举出以下方式（以下，也称为第2方式。）：上述基板还具备着色层和比上述着色层高的遮光层，上述副突起物是设置在上述着色层上的第一副突起物，上述液晶取向控制突起物还包含设置在上述遮光层上的第二副突起物，上述第二副突起物是直线状且比上述主突起物低，上述灰色调区域是用于形成上述第一副突起物的第一灰色调区域，上述遮光部和上述透光部分别是第一遮光部和第一透光部，上述光掩膜还具有用于形成上述第二副突起物的第二灰色调区域，上述第二灰色调区域具有第二遮光部和狭缝状的第二透光部，上述第二灰色调区域的透射率比上述第一灰色调区域的透射率大。

根据上述第2方式，要在由遮光层划分的划区中形成着色层时，可以在遮光层和着色层之间设置台阶而使遮光层的高度高于着色层而形成。因此，能实现着色层的可靠的图案化。另外，根据上述第2方式，能使第二副突起物低于第一副突起物。即，能缩小从基板面到第一副突起物为止的高度与从基板面到第二副突起物为止的高度的差。因此，能进一步抑制液晶分子的取向混乱。

作为本发明的制造方法的其它的优选方式，可以举出以下方式（以下，也称为第3方式。）：上述基板还具备柱状间隔物，上述光掩膜还具有透光区域、用于形成上述柱状间隔物的遮光区域以及用于形成上述主突起物的半色调区域，上述调光区域是具有半透射部和上述透光部的半色调/灰色调区域。

根据上述第3方式，能同时形成适当形状的副突起物、主突起物以及柱状间隔物。

作为上述第3方式所优选的方式，可以举出以下方式（以下，也称为第4方式。）：上述基板还具备着色层和比上述着色层高的遮光层，上述副突起物是设置在上述着色层上的第一副突起物，上述液晶取向控制突起物还包含设置在上述遮光层上的第二副突起物，上述第二副突起物是直线状且比上述主突起物低，上述半色调/灰色调区域是用于形成上述第一副突起物的第一半色调/灰色调区域，上述半透射部和上述透光部分别是第一半透射部和第一透光部，上述光掩膜还具有用于形成上述第二副突起物的第二半色调/灰色调区域，上述第二半色调/灰色调区域具有第二半透射部和狭缝状的第二透光部，上述第二半色调/灰色调区域的透射率比上述第一半色调/灰色调区域的透射率大。

根据上述第4方式，能起到和上述第2方式相同的效果。

作为上述第3方式的其它优选方式，可以举出以下方式（以下，也称为第5方式。）：上述透光部是第一透光部，上述光掩膜还具有灰色调区域，上述灰色调区域具有遮光部和狭缝状的第二透光部。

根据上述第5方式，能形成高度相互不同的4种图案。

本发明的其它方面是在液晶显示面板用基板的制造工序中使用的光掩膜（以下，也称为本发明的光掩膜。），其中，上述基板具备液晶取向控制突起物，上述液晶取向控制突起物包含主突起物和副突起物，上述副突起物是直线状且比上述主突起物低，上述光掩膜具有用于形成上述副突起物的调光区域，上述调光区域具有狭缝状的透光部。

作为本发明的光掩膜的构成，只要必须形成该构成要素，则不特别限定其它的构成要素。以下详细地说明本发明的光掩膜所优选的方式。

作为本发明的光掩膜所优选的方式，可以举出以下方式（以下，也称为第6方式。）：上述光掩膜还具有透光区域和用于形成上述主突起物的遮光区域，上述调光区域是具有遮光部和上述透光部的灰 色调区域。

根据上述第6方式，能起到与上述第1方式相同的效果。

作为上述第6方式所优选的方式，可以举出以下方式（以下，也称为第7方式。）：上述基板还具备着色层和比上述着色层高的遮光层，上述副突起物是设置在上述着色层上的第一副突起物，上述液晶取向控制突起物还包含设置在上述遮光层上的第二副突起物，上述第二副突起物是直线状且比上述主突起物低，上述灰色调区域是用于形成上述第一副突起物的第一灰色调区域，上述遮光部和上述透光部分别是第一遮光部和第一透光部，上述光掩膜还具有用于形成上述第二副突起物的第二灰色调区域，上述第二灰色调区域具有第二遮光部和狭缝状的第二透光部，上述第二灰色调区域的透射率比上述第一灰色调区域的透射率大。

根据上述第7方式，能起到与上述第2方式相同的效果。

作为本发明的光掩膜的其它优选方式，可以举出以下方式（以下，也称为第8方式。）：上述基板还具备柱状间隔物，上述光掩膜还具有透光区域、用于形成上述柱状间隔物的遮光区域、用于形成上述主突起物的半色调区域，上述调光区域是具有半透射部和上述透光部的半色调/灰色调区域。

根据上述第8方式，能起到与上述第3方式相同的效果。

作为上述第8方式所优选的方式，可以举出以下方式（以下，也称为第9方式。）：上述基板还具备着色层和比上述着色层高的遮光层，上述副突起物是设置在上述着色层上的第一副突起物，上述液晶取向控制突起物还包含设置在上述遮光层上的第二副突起物，上述第二副突起物是直线状且比上述主突起物低，上述半色调/灰色调区域是用于形成上述第一副突起物的第一半色调/灰色调区域，上述半透射部和上述透光部分别是第一半透射部和第一透光部，上述光掩膜还具有用于形成上述第二副突起物的第二半色调/灰色调区域，上述第二半色调/灰色调区域具有第二半透射部和狭缝状的第二透光部，上述第二半色调/灰色调区域的透射率比上述第一半色调/灰色调区域的透射率大。

根据上述第9方式，能起到与上述第2方式相同的效果。

作为上述第8方式的其它优选方式，可以举出以下方式（以下，也称为第10方式。）：上述透光部是第一透光部，上述光掩膜还具有灰色调区域，上述灰色调区域具有遮光部和狭缝状的第二透光部。

根据上述第10方式，能起到与上述第5方式相同的效果。

发明效果

根据本发明，可以实现能抑制液晶取向控制突起物所导致的液晶分子的取向混乱的液晶显示面板用基板的制造方法和光掩膜。

附图说明

图1是实施方式1的相对基板的俯视示意图。

图2是图1的A1-A2线的截面示意图。

图3是立体地显示实施方式1的相对基板所具有的液晶取向控制突起物的示意图。

图4是说明实施方式1的制造方法的图，是实施方式1的光掩膜的截面示意图。

图5是实施方式1的光掩膜的俯视示意图。

图6是图5的B1-B2线的截面示意图。

图7是将实施方式1的光掩膜的GT区域（灰色调区域）放大后的俯视示意图。

图8是将实施方式1的变形例的光掩膜的GT区域放大后的俯视示意图。

图9是将实施方式1的其它的变形例的光掩膜的GT区域放大后的俯视示意图。

图10是示出GT区域的透射率与副肋的高度的关系的坐标图。

图11是将比较方式1的光掩膜的遮光图案放大后的俯视示意图。

图12是将实施方式1的光掩膜的第一GT区域放大后的俯视示意图。

图13是将实施方式1的光掩膜的第二GT区域放大后的俯视示 意图。

图14是挑选实施方式1的肋的一部分来显示的俯视示意图。

图15是利用实施方式1和比较方式2的制造方法形成的副肋的截面形状的轮廓图。

图16示出利用实施方式1和比较方式2的制造方法形成的副肋的表面的倾斜角度的分布。

图17是构成比较方式3的液晶显示面板的基板表面的通常显示状态下的光学显微镜照片。

图18是构成实施方式1的液晶显示面板的基板表面的光学显微镜照片，是通常显示状态下的照片。

图19是构成实施方式1的液晶显示面板的基板表面的其它光学显微镜照片，是消光位状态下的照片。

图20是实施方式2的相对基板的俯视示意图。

图21是图20的C1-C2线的截面示意图。

图22是实施方式2的光掩膜的俯视示意图。

图23是图22的D1-D2线的截面示意图。

图24是实施方式1和实施方式2的主肋的截面形状的轮廓图。

图25是实施方式3的光掩膜的截面示意图。

图26是本发明的发明者们进行研究的构成MVA模式的液晶显示面板的基板表面的消光位状态下的光学显微镜照片。

图27是将实施方式2的光掩膜的第一HT/GT区域放大后的俯视示意图。

图28是将实施方式2的光掩膜的第二HT/GT区域放大后的俯视示意图。

具体实施方式

以下，举出实施方式，参照附图更详细地说明本发明，但本发明不限于这些实施方式。

此外，在以下的实施方式的说明中，还会提到比较方式。

实施方式1

实施方式1的液晶显示面板具有一对基板和被上述一对基板夹持的液晶层。实施方式1的液晶显示面板是MVA模式，一对基板分别在液晶层侧的表面具有垂直取向膜，液晶层包含介电常数各向异性为负的向列型液晶。

实施方式1的液晶显示面板在一方基板（以下，也称为阵列基板。）具有在行方向延伸的栅极总线和在列方向延伸的源极总线，被它们包围的区域构成一个子像素。

阵列基板具有多个像素电极，对一个子像素配置一个像素电极。即，上述多个像素电极在行方向和列方向并排而构成矩阵形状。各像素电极由配置在像素电极彼此的间隙中的栅极总线、源极总线等各种配线和与栅极总线和源极总线的交点相邻地设置的薄膜晶体管（TFT：Thin Film Transistor）等开关元件分别驱动控制。

图1是实施方式1的液晶显示面板的另一基板的俯视示意图。图2是图1的A1-A2线的截面示意图。如图1和图2所示，在与一个子像素对应的区域中，一个彩色滤光片31设于另一基板（以下，还称为相对基板。）。彩色滤光片31配置在与像素电极重叠的位置。此外，彩色滤光片31可以不设于相对基板而设于阵列基板。

利用多色彩色滤光片31表现与1个像素对应的特定色，因此，由与彩色滤光片31对应的多个子像素构成1个像素。作为构成1个像素的彩色滤光片31的色的组合，例如，可以举出红（R）、绿（G）以及蓝（B）的3原色的组合，也可以还具有其它色（例如，黄（Y）、白（W））。

在像素电极的间隙中的任意部位，设有将构成液晶显示面板的一对基板按固定间隔保持的柱状间隔物14。间隔物14具有台座部（下层部分）14a和形成在台座部14a上的高度调整部（上层部分）14b。

在相对基板中，在彩色滤光片31彼此的间隙中设有遮光构件（以下，也称为黑矩阵（BM）。）32，能防止来自彩色滤光片31彼此的间隙的漏光和混色。

在整个彩色滤光片31上和BM32上设有共用电极33，能利用共 用电极33和阵列基板所具有的像素电极在液晶层内形成电场。

此外，栅极总线与由图1的虚线包围的区域相对，源极总线与由图1的双点划线包围的区域相对。

并且，在实施方式1的液晶显示面板中，在俯视面板面（基板面）时，线状的液晶取向控制突起物（以下，也称为肋。）21设置在相对基板的共用电极33上。肋21具有一部分折弯的形状，无论像素如何划分，放大显示画面来看时作为整体均为锯齿形状。另外，肋21的延伸方位以相对于像素电极的短边和长边，即相对于行方向和列方向具有角度（例如，30～60°）的方式形成，因此，即使用1个肋21也能将1个子像素划分为多个区域。

肋21的材料是酚醛清漆树脂等介电体（绝缘体），即使在未施加电压的状态下，也能使相邻的液晶分子朝向肋21取向（倾斜）。因此，在由肋21划分的每一区域中，各液晶分子在不同的方向取向，因此，能得到广视野角。

如图1所示，肋21具有主肋（主突起物）22和副肋（副突起物）23。作为主肋22，可以举出V字状的主肋22a、22b和直线状的主肋22c。副肋23是直线状，副肋23的延伸方位相对于主肋22的延伸方位具有角度。配置V字状的主肋22a、22b，由此易于将1个子像素均等地分割，易于得到广视野角。另外，辅助地设置副肋23，由此能更精密地调整液晶分子的取向性，因此，能提高显示质量。

作为副肋23，可以举出：从主肋22a的折弯部分（弯曲部）延伸的副肋23a、从主肋22a的末端延伸的副肋23b、从主肋22b的折弯部分（弯曲部）延伸的副肋23c、从主肋22b的末端延伸的副肋23d、从主肋22c的末端延伸的副肋23e、23f。

该副肋23不需要如主肋22那样的取向控制力，因此，比主肋22形成得低，具有与主肋22相同或低于其的宽度。

具体地，主肋22的高度是1.0～2.0μm（优选是1.0～1.5μm），副肋23的高度比主肋的高度小，优选是0.5～0.9μm。

另外，优选副肋23具有比主肋22窄的宽度。使副肋23的宽度比主肋22的宽度窄，由此能提高开口率。缩窄副肋23的宽度，由此取 向控制力稍稍降低，但终究是辅助性的突起物，因此，几乎没有对显示质量的不良影响。

具体地，主肋22的宽度是10～15μm（优选是10.5～12μm），副肋23的宽度比主肋的宽度小，优选是3～8μm。

主肋22的延伸方位以相对于子像素的外缘具有角度的方式形成，但副肋23的延伸方位以成为行方向或列方向的方式形成。

主肋22a～22c、副肋23a、23f设置在彩色滤光片31上（开口区域内），副肋23b、23e设置在BM32上（开口区域外），副肋23c、23d设置在彩色滤光片31和BM32上。

图3是立体地表示实施方式1的相对基板所具有的液晶取向控制突起物的示意图。如图3所示，肋21构成将相对基板作为一方基板时的另一基板，即，构成朝向阵列基板侧突出的壁状间隔构件。另外，肋21划分为将相对基板表面附近的液晶分子分别隔开的多个区域。

在彩色滤光片（着色层）31和BM（遮光层）32之间设有台阶，BM32比彩色滤光片31形成得高。因此，即使在同一肋内，在彩色滤光片31上的肋（例如副肋23a）和BM32上的肋（例如副肋23b）之间形成台阶。其是在彩色滤光片31和BM32的制造工序中形成的台阶。

以下，说明实施方式1的相对基板的制造方法。

首先，用光刻法在透明基板34上形成格子状的BM32。作为基板34的材料，可以举出玻璃。

接着，用喷墨法形成彩色滤光片31。具体地，对由BM32隔开的空间利用喷墨法滴下彩色滤光片材料后，进行脱溶剂处理。由此，能容易且高精度地形成彩色滤光片31。

此外，为了更准确地在成为对象的空间内留下彩色滤光片材料，对形成有彩色滤光片的面（基板34的表面）进行亲水处理，对BM32的表面进行疏水处理。在这种情况下，所形成的彩色滤光片31和BM32具有各自不同的高度。

该BM32和彩色滤光片31之间的台阶成为在各自的面上形成的 肋之间的台阶形成的原因。此外，彩色滤光片31和BM32之间的高度差根据一般的制造工序是0.4～0.6μm，是与通常的副肋的高度（主肋的15～90%）相同的程度。

此外，彩色滤光片31可以用光刻法形成。

接着，在BM32和彩色滤光片31上，用溅射法形成共用电极33。作为共用电极33的材料，可以举出ITO等透明导电材料。

此外，可以在形成共用电极33前，以覆盖BM32和彩色滤光片31的方式形成保护层（平坦化层）。

接着，用光刻法同时使肋21和间隔物14的台座部14a图案化。

具体地，首先，在基板34上用狭缝涂布机或旋涂机涂敷酚醛清漆树脂等正型感光树脂材料后，进行脱溶剂处理。由此，如图4所示，形成感光树脂膜（光致抗蚀剂膜）35。

接着，如图4所示，在将光掩膜60配置在规定的位置后，经由光掩膜60对感光树脂膜35进行曝光。此时的曝光例如在250mJ/cm²的条件下进行。此外，后述光掩膜60的详细内容。

不特别限定可在本实施方式中使用的曝光装置的种类，可以举出例如分步曝光装置、镜面投影曝光装置、接近曝光装置等。

并且，用氢氧化钾对曝光后的感光树脂膜35进行1分钟显影处理，之后，在200℃下进行20分钟的烧结工序。这样的话，形成肋21和间隔物14的台座部14a。

接着，用光刻法形成间隔物14的高度调整部14b。高度调整部14b的高度与期望的单元间隔匹配地设定。

最后，经过垂直取向膜的形成工序，完成实施方式1的相对基板。

此外，本实施方式的液晶显示面板能用现有公知的方法制作。

在此，详细地说明光掩膜60。图5是光掩膜60的俯视示意图。如图5所示，实施方式1的光掩膜60具有透光区域61、调光区域即灰色调区域（GT区域）62、遮光区域63、64。遮光区域63是V字状或直线状，GT区域62是直线状。遮光区域63与GT区域62连结，遮光区域63的延伸方位相对于GT区域62的延伸方位具有角度。即，将 GT区域62和遮光区域63组合后的形状包含具有弯曲部的V字状。

另外，遮光区域63与树脂膜35的形成主肋22的部分对应地形成，GT区域62与树脂膜35的形成副肋23的部分对应地形成，遮光区域64与树脂膜35的形成台座部14a的部分对应地形成。

另外，遮光区域63的平面图案和主肋22的平面图案相似，GT区域62的平面图案和副肋23的平面图案相似，遮光区域64的平面图案和台座部14a的平面图案相似。

这样，遮光区域63是用于形成主肋22的区域（图案），GT区域62是用于形成副肋23的区域（图案），遮光区域64是用于形成台座部14a的区域（图案）。

图6是图5的B1-B2线的截面示意图。

如图6所示，光掩膜60具有透明的基板（支撑体）65和在基板65上进行了图案化的遮光层66。

基板65实际上使照射的光全部透过。具体地、波长为360～440nm的基板65的透射率例如是80%以上，优选是90～92%。作为基板65的材料，可以举出碱石灰玻璃、合成石英玻璃等玻璃。

遮光层66通过对遮光性薄膜进行图案化来形成。遮光层66实际上完全遮挡照射的光。具体地，波长为360～440nm的遮光层66的透射率实际上是0%。因此，感光树脂膜35的与遮光层66对应的部分不发生反应。作为遮光层66的材料，可以举出铬等金属。

遮光层66形成在遮光区域63、64的整个区域内和GT区域62的一部分的区域内，不形成在透光区域61内。因此，在透光区域61内，仅存在基板65，因此，透光区域61使照射的光的大部分透过。另外，遮光区域63、64实际上完全遮挡照射的光。

GT区域62具有遮光部67和形成在遮光部67之间的透光部68。透光部68不包含遮光层66，仅包含基板65。因此，透光部68使照射的光的大部分透过。另一方面，遮光部67包含遮光层66，因此，实际上完全遮挡照射的光。即，GT区域62使照射的光的一部分透过。

波长为360～440nm在GT区域62的透射率例如是10%（优选是15%）以上、40%（优选是25%）以下。透光区域61的透射率与基 板65的透射率相同，遮光区域63、64的透射率与遮光层66的透射率相同。因此，光掩膜60的透射率按照遮光区域63、GT区域62以及透光区域61的顺序变大。

根据该光掩膜60，树脂膜35的与透光区域61对应的部分大部分被除去，树脂膜35的与GT区域62对应的部分被部分地除去。另外，树脂膜35的与遮光区域63、64对应的部分大部分被残留。因此，能在与GT区域62对应的部分形成副肋23，能在与遮光区域63对应的部分形成主肋22，能在与遮光区域64对应的部分形成台座部14a。另外，能同时对包含主肋22和副肋23的整个肋21进行图案化。

图7是将光掩膜60的GT区域62放大后的俯视示意图。如图7所示，在GT区域62中，透光部68按狭缝状（直线状）形成。并且，透光部68和遮光部67形成条状图案。以下，还将透光部68称为狭缝。

狭缝68与形成有副肋23的部分大致平行地配置。这样，狭缝68的延伸方位与副肋23的延伸方位对应。

狭缝68具有大致固定的宽度。狭缝68的宽度设定为比曝光装置的分辨极限小。即，狭缝68比曝光装置的分辨率小。具体地，例如，狭缝68的宽度是3μm（优选是0.5～1.5μm）程度。其原因是在使用了成像光学系统的曝光装置（分步曝光装置、镜面投影曝光装置等）的情况下，0.1～数μm为分辨极限，在接近曝光装置的情况下，数μm为分辨极限，特别是大型TV用曝光装置为3～4μm程度的分辨极限（厂商规格）。

此外，光掩膜60不同于半导体元件用的一般灰色调掩膜，不需要消除干扰波，因此，无需将狭缝68的宽度调整为进行曝光的光的波长的n倍。

图8和图9是将GT区域62的图案的变形例放大后的俯视示意图。在图7中，图示1个狭缝68，但没有特别限定一个GT区域62内的狭缝68的个数。例如，狭缝68的个数可以如图8所示是2个，也可以如图9所示是3个，还可以是4个以上。可以考虑副肋23的宽度和高度、曝光装置的分辨极限等条件来适当地设定狭缝68的个数。此外，在狭缝68是2个以上的情况下，各狭缝68的宽度大致相同。

另外，在狭缝68是一个的情况下，狭缝68的中心线与GT区域62的中心线大致一致。另外，在狭缝68是2个以上的情况下，狭缝68以等间距配置。在任一情况下，各遮光部67均具有大致固定的宽度，遮光部67的宽度实际上相互相同。

并且，能通过调整狭缝68的个数和宽度来调整GT区域62的透射率，其结果是，能调整副肋23的宽度和高度。

在图10中，利用具有各种透射率的GT区域62形成多个副肋23，测定它们的高度，示出反映了GT区域62的透射率与副肋23的高度的关系的结果。如图10所示，GT区域62的透射率越小，则副肋23的高度也越小。此外，在图10中，在将GT区域62的透射率设为0%时，即，将GT区域62设为遮光区域时的副肋的高度设为100%。

在表1中，示出利用各种GT区域62形成副肋23，对它们的宽度和高度进行调查的结果。另外，在表1中，还示出用比较方式1的制造方法形成的副肋的结果。在比较方式1中，如图11所示，用没有狭缝的、宽度为5μm的遮光图案形成了副肋。此外，在表1中，各宽度和高度的单位是μm。

[表1]

如表1所示，与比较方式1的副肋相比，利用GT区域62形成的副肋23较低且较粗（较平缓）。并且，根据该副肋23，能防止在主肋22的折弯部分和末端部分附近的液晶分子的取向混乱。

此外，表1中的膜减率是比较方式1的副肋的高度和各副肋23的高度之差相对于比较方式1的副肋的高度的比率（%）。

另外，在本实施方式中，GT区域62包含透射率较小的第一GT区域62a和透射率较大的第二GT区域62b。将GT区域62a的图案的一例在图12示出，将GT区域62b的图案的一例在图13示出。如图12和图13所示，GT区域62a的狭缝（第一透光部）68比GT区域62b的狭 缝（第二透光部）68细。另外，GT区域62a的遮光部（第一遮光部）67比GT区域62b的遮光部（第二遮光部）67宽。

为了形成彩色滤光片31上的副肋23a、23c、23d、23f（第一副突起物），使用GT区域62a，为了形成BM32上的副肋23b、23e（第二副突起物），使用GT区域62b。这样，GT区域62a与副肋23a、23c、23d、23f对应地形成，GT区域62b与副肋23b、23e对应地形成。其结果是，能较低地形成副肋23b、23e，较高地形成副肋23a、23c、23d、23f。

如上所述，彩色滤光片31和BM32具有不同的高度，BM32比彩色滤光片31高。但是，BM32上的副肋23b、23e比彩色滤光片31上的副肋23a、23c、23d、23f低。因此，与全部副肋23的高度相同的情况相比，从基板34到副肋23b、23e为止的高度与从基板34到副肋23a、23c、23d、23f为止的高度之差较小。即，能得到与这种情况相比液晶取向混乱较少的液晶显示面板。

此外，作为使GT区域62a和GT区域62b的透射率不同的方法，除了使狭缝68的宽度不同以外，可以举出使狭缝68的个数不同的方法。

以下，详述利用实施方式1的制造方法制作的各肋的形状。

肋21分为较高、具有较宽的宽度的主肋22和较低、具有较窄的宽度的副肋23。图14是挑选实施方式1的肋的一部分来显示的俯视示意图。在此，以主肋22a、副肋23a、23b为例进行说明。如图14所示，主肋22a的形状是V字状，副肋23a、23b的形状是直线状。副肋23a从主肋22a的弯曲部延伸，副肋23b从主肋22a的顶端延伸。液晶分子在肋21处朝向一方顶端取向，因此若在主肋22a的顶端没有副肋23b，则位于主肋22a的顶端附近的区域的液晶分子的取向发生混乱。另外，在主肋22a的折弯部分附近的区域中也是同样的，位于主肋22a的折弯部分附近的区域的液晶分子的取向发生混乱。

在实施方式1中，副肋23a、23b成为抑制液晶分子的混乱的障碍，因此能更可靠地划分液晶分子，有规律地分割子像素上的畴。

在设有具有该副肋23a、23b的构成的情况下，由肋21进行取向 分割的区域（畴）如用图14的虚线所示，分为由主肋22a主要进行取向控制的主控制区域S和由副肋23a、23b辅助地进行取向控制的副控制区域W。

主肋22a比副肋23a、23b高，因此就取向控制力而言，主肋22a比副肋23a、23b强。因此，主控制区域S内的液晶分子被较强的控制力有规律地进行取向控制，副控制区域W内的液晶分子被较弱的控制力进行取向控制。

但是，在假设相对于主肋22a的取向控制力的副肋23a、23b的相对的取向控制力过强的情况下，担心副控制区域W内的液晶分子过于受到由副肋23a、23b带来的取向控制力的影响，副控制区域W内的液晶分子的取向发生混乱。

而根据利用实施方式1的制造方法形成的肋21的结构，能抑制发生这种液晶分子的取向混乱。在图15中，示出对利用实施方式1和比较方式2的制造方法形成的副肋的截面形状的轮廓图进行测定的结果。此外，此处的截面形状是主肋的宽度方向的截面形状。另外，在图16中，示出利用实施方式1和比较方式2的制造方法形成的副肋的表面的倾斜角度的分布。此外，将AFM（原子力显微镜）用作计测仪器而取得了图15和图16的数据。利用AFM无法设定绝对坐标的零点，因此，图15的纵轴的值是相对值。在比较方式2中，如图11所示，用没有狭缝的遮光图案形成了副肋。

如图15所示，实施方式1的副肋23与比较方式2的副肋相比，较低且较粗（较平缓）。另外，如图16所示，副肋23的表面的倾斜角度的分布集中于小角度。

因此，副肋23的取向控制力小于比较方式2的副肋的取向控制力。其结果是，根据实施方式1，得到液晶分子的取向难以发生混乱的液晶显示面板，能抑制由液晶分子的取向混乱造成的显示质量的劣化。

图17是构成比较方式3的液晶显示面板的基板表面的通常显示状态下的光学显微镜照片，图18和图19是构成实施方式1的液晶显示面板的基板表面的光学显微镜照片，图18是通常显示状态下的照 片，图19是消光位状态下的照片。在比较方式3中，如图11所示，用没有狭缝的遮光图案形成了副肋。

若比较图17的白圈部分和图18的白圈部分，则在图17中发生暗线，而在图18中没有发生暗线。另外，如图19的○部分所示，在图19中，在由副肋导致的液晶分子的取向和由主肋导致的液晶分子的取向之间，没有发生向错线。因此，根据实施方式1的构成，与比较方式3相比，能得到高质量的显示。

以上，如所说明的，根据实施方式1，能同时对主肋22和适当形状的副肋23进行图案化。因此，能容易且有效地制作抑制了液晶分子的取向混乱的液晶显示面板。

另外，GT区域62具有比较简单的图案，因此，能用加工精度比较低的描绘装置，例如大型光掩膜用描绘装置制作光掩膜60。

实施方式2

实施方式2的液晶显示面板除了以下方面，与实施方式1的液晶显示面板相同。如图20和图21所示，实施方式2的相对基板具备间隔物214，间隔物214代替间隔物14。间隔物214不包含台座部14a而具有单层结构。

以下，说明实施方式2的相对基板的制造方法。实施方式2的制造方法除了以下方面，与实施方式1的制造方法相同。

在本实施方式中，代替光掩膜60而使用光掩膜260。在图22中，示出光掩膜260的俯视示意图，在图23中，示出图22的D1-D2线的截面示意图。

如图22和图23所示，光掩膜260具有遮光区域264，遮光区域264代替遮光区域64。遮光区域264除了与树脂膜35的形成有间隔物214的部分对应地形成以外，与遮光区域64相同。即，遮光区域264的平面图案和间隔物214的平面图案相似。

光掩膜260具有半色调区域（HT区域）269，半色调区域（HT区域）269代替遮光区域63。HT区域269除了以下方面，与遮光区域63相同。即，在HT区域269的整个区域内，代替遮光层66而形成半透射层270。

通过对半透射性薄膜进行图案化而形成半透射层270。半透射层270使照射的光的一部分透过。具体地，波长为360～440nm的半透射层270的透射率例如是60%以下，优选是25～35%。作为半透射层270的材料，可以举出包含铬、钼硅化物、钽、铝、硅等元素的氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、氮碳化物等。

另外，光掩膜260具有调光区域即半色调/灰色调区域（HT/GT区域）271，调光区域即半色调/灰色调区域（HT/GT区域）271代替GT区域62。HT/GT区域271具有半透射部272，半透射部272代替遮光部67。半透射部272包含半透射层270，因此，使照射的光的一部分透过。即，HT/GT区域271使照射的光的一部分透过。

波长为360～440nm的HT/GT区域271的透射率比波长为360～440nm的GT区域62的透射率大，例如是76%以下，优选是45～60%。HT区域269的透射率与半透射层270的透射率相同。因此，光掩膜260的透射率按照遮光区域264、HT区域269、HT/GT区域271以及透光区域61的顺序变大。

根据该光掩膜260，树脂膜35的与透光区域61对应的部分的大部分被除去，树脂膜35的与HT/GT区域271和HT区域269对应的部分分别被部分地除去。另外，树脂膜35的与遮光区域264对应的部分的大部分残留。但是，HT/GT区域271的透射率比HT区域269的透射率大。因此，在与HT/GT区域271对应的部分，生成较低的残膜，在与HT区域269对应的部分，生成较高的残膜。

其结果是，能在与HT/GT区域271对应的部分形成副肋23，在与HT区域269对应的部分形成主肋22，在与遮光区域64对应的部分形成间隔物214。即，能同时对高度相互不同的副肋23、主肋22以及间隔物214进行图案化。

在图24中，示出用AFM对实施方式1和实施方式2的主肋22的截面形状的轮廓图进行测定的结果。此外，此处的截面形状是主肋的宽度方向的截面形状。如图24所示，在用遮光区域63的情况和用HT区域269的情况下，看到在轮廓图中有些差异。但是，该程度的差异不会影响显示性能，没有问题。

另外，即使在本实施方式中，也与实施方式1的GT区域62a和GT区域62b同样，如图27和28所示，优选设置第一HT/GT区域271a和第二HT/GT区域271b。HT/GT区域271a的透射率比HT/GT区域271b的透射率小。HT/GT区域271a的狭缝（第一透光部）68比HT/GT区域271b的狭缝（第二透光部）68细。另外，HT/GT区域271a的半透射部（第一半透射部）272比HT/GT区域271b的半透射部（第二半透射部）272宽。为了形成彩色滤光片31上的副肋23a、23c、23d、23f，使用HT/GT区域271a，为了形成BM32上的副肋23b、23e，使用HT/GT区域271b。

另外，本实施方式的光掩膜260能以比较低的成本制作。而在制作1张具有透射率相互不同的x种半色调区域的光掩膜的情况下，花费与制作具有1种半色调区域的x张光掩膜大约相同的成本。此外，在此x示出2以上的整数。

另外，一般与遮光性的薄膜相比，半透射性薄膜的蚀刻移动量较大。因此，一般精度良好地加工半透射性薄膜是困难的。但是，在本实施方式中，HT/GT区域271具有比较简单的图案。因此，能精度良好地制作具有HT/GT区域271的光掩膜260。

实施方式3

实施方式3除了以下方面以外，与实施方式2相同。

在本实施方式中，代替光掩膜260而使用光掩膜360。在图25中，示出光掩膜360的截面示意图。如图25所示，光掩膜360除了具有遮光区域264、HT区域269以及HT/GT区域271以外，具有GT区域362。

GT区域362基于与实施方式1的GT区域62相同的思路形成。即，GT区域362具有包含遮光层66的遮光部367和狭缝状（直线状）的透光部（狭缝）368。狭缝368和遮光部367形成条状图案。狭缝368的延伸方位与由GT区域362形成的图案的延伸方位对应。狭缝368具有大致固定的宽度。狭缝368的宽度设定为比曝光装置的分辨极限小。

此外，没有特别限定一个GT区域362内的狭缝368的个数。在狭缝368是2个以上的情况下，各狭缝368的宽度大致相同。

另外，在狭缝368是一个的情况下，狭缝368的中心线与GT区域362的中心线大致一致。另外，在狭缝368是2个以上的情况下，狭缝368以等间距配置。在任一情况下，各遮光部367均具有大致固定的宽度，遮光部367的宽度在实际上均相互相同。

能分别容易地调整HT区域269、HT/GT区域271以及GT区域362的透射率。例如，HT区域269和HT/GT区域271的透射率能通过改变半透射层270的透射率来调整。另外，HT/GT区域271和GT区域362的透射率分别能通过改变狭缝的个数和/或宽度来调整。因此，能使遮光区域264、HT区域269、HT/GT区域271以及GT区域362的透射率相互不同。其结果是，能使与遮光区域264、HT区域269、HT/GT区域271以及GT区域362对应的残膜的高度相互不同。即，根据本实施方式，能形成高度相互不同的4种图案。

例如，如图25所示，能使与遮光区域264、GT区域362、HT区域269以及HT/GT区域271对应的残膜的高度按照该顺序降低。

另外，作为高度相互不同的4种图案，在柱状间隔物214、主肋22以及副肋23的基础上，可以举出例如副柱状间隔物、保护图案等。

副柱状间隔物与间隔物214相比较低，两者的高度差是1μm程度。优选副柱状间隔物比间隔物214低0.6～1.5μm程度。由间隔物214进行单元间隔的控制，但在对面板施加了外部压力的情况下，间隔物214有可能损坏。因此，在施加了一定压力以上的外部压力的情况下，作为发挥作用的辅助性间隔物，配置副柱状间隔物。

另外，在一般的液晶显示面板中，阵列基板和相对基板以2～5μm的窄间隔相对。因此，在对面板施加了外部压力的情况下，阵列基板上的2根配线与相对基板的共用电极有可能接触，发生漏电或元件的损坏。为了防止该情况，配置有属于绝缘物的保护图案，作为钝化膜。没有特别限定保护图案的具体的平面形状，可以举出例如条状、点状、无断开的形状等。另外，从上述观点来看，保护图案与阵列基板上的配线相对地配置。虽没有保护图案的高度的明确的标准，但设定为能确保绝缘性且作为结构体不成为障碍的高度。若满足该设定条件，则可以考虑优选保护图案的高度是越小越 好。

本申请以2010年10月5日申请的日本专利申请2010-225964号为基础，主张基于巴黎公约乃至进入国的法规的优先权。该申请的内容整体作为参照被写入本申请中。

附图标记说明

14、214：柱状间隔物

14a：台座部

14b：高度调整部

21：肋（液晶取向控制突起物）

22、22a～22c：主肋（主突起物）

23、23a～23f：副肋（副突起物）

31：彩色滤光片（着色层）

32：黑矩阵（BM、遮光层）

33：共用电极

34：基板

35：感光树脂膜

60、260、360：光掩膜

61：透光区域

62、62a、62b、362：灰色调区域（GT区域、调光区域）

63、64、264：遮光区域

65：基板（支撑体）

66：遮光层

67、367：遮光部

68、368：透光部（狭缝）

269：半色调区域（HT区域、调光区域）

270：半透射层

271：半色调/灰色调区域（HT/GT区域、调光区域）

272：半透射部

S：主控制区域

W：副控制区域

Claims (3)

1.一种液晶显示面板用基板的制造方法，其特征在于，

该基板具备液晶取向控制突起物，

该液晶取向控制突起物包含主突起物和副突起物，

该副突起物是直线状且比该主突起物低，

该制造方法包含形成正型感光树脂膜的工序和

通过光掩膜对该感光树脂膜进行曝光的工序，

该光掩膜具有用于形成该副突起物的调光区域，

该调光区域具有狭缝状的透光部，

该光掩膜还具有透光区域和

用于形成该主突起物的遮光区域，

该调光区域是具有遮光部和该透光部的灰色调区域，

该基板还具备着色层和比该着色层高的遮光层，

该副突起物是设置在该着色层上的第一副突起物，

该液晶取向控制突起物还包含设置在该遮光层上的第二副突起物，

该第二副突起物是直线状且比该主突起物低，

该灰色调区域是用于形成该第一副突起物的第一灰色调区域，

该遮光部和该透光部分别是第一遮光部和第一透光部，

该光掩膜还具有用于形成该第二副突起物的第二灰色调区域，

该第二灰色调区域具有第二遮光部和狭缝状的第二透光部，

该第二灰色调区域的透射率比该第一灰色调区域的透射率大。

2.一种液晶显示面板用基板的制造方法，其特征在于，

该基板具备液晶取向控制突起物，

该液晶取向控制突起物包含主突起物和副突起物，

该副突起物是直线状且比该主突起物低，

该制造方法包含形成正型感光树脂膜的工序和

通过光掩膜对该感光树脂膜进行曝光的工序，

该光掩膜具有用于形成该副突起物的调光区域，

该调光区域具有狭缝状的透光部，

该基板还具备柱状间隔物，

该光掩膜还具有透光区域、

用于形成该柱状间隔物的遮光区域以及

用于形成该主突起物的半色调区域，

该调光区域是具有半透射部和该透光部的半色调/灰色调区域，

上述基板还具备着色层和比该着色层高的遮光层，

上述副突起物是设置在该着色层上的第一副突起物，

上述液晶取向控制突起物还包含设置在该遮光层上的第二副突起物，

该第二副突起物是直线状且比上述主突起物低，

上述半色调/灰色调区域是用于形成该第一副突起物的第一半色调/灰色调区域，

上述半透射部和上述透光部分别是第一半透射部和第一透光部，

上述光掩膜还具有用于形成该第二副突起物的第二半色调/灰色调区域，

该第二半色调/灰色调区域具有第二半透射部和狭缝状的第二透光部，

该第二半色调/灰色调区域的透射率比该第一半色调/灰色调区域的透射率大。

3.一种液晶显示面板用基板的制造方法，其特征在于，

该基板具备液晶取向控制突起物，

该液晶取向控制突起物包含主突起物和副突起物，

该副突起物是直线状且比该主突起物低，

该制造方法包含形成正型感光树脂膜的工序和

通过光掩膜对该感光树脂膜进行曝光的工序，

该光掩膜具有用于形成该副突起物的调光区域，

该调光区域具有狭缝状的透光部，

该基板还具备柱状间隔物，

该光掩膜还具有透光区域、

用于形成该柱状间隔物的遮光区域以及

用于形成该主突起物的半色调区域，

该调光区域是具有半透射部和该透光部的半色调/灰色调区域，

上述透光部是第一透光部，

上述光掩膜还具有灰色调区域，

该灰色调区域具有遮光部和狭缝状的第二透光部。