JP2002341350A - 液晶表示装置用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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し、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
提供することを目的とする。 【解決手段】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ガラス基板２と、ガラス基板２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４と、液晶を配向規制するために表示
領域４内に形成された線状突起と、表示領域４外に配置
され、線状突起と同一の形成材料で形成され線状突起と
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８とを有するように構成する。

Description

【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（Ｃ
Ｆ；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。Ｃ
Ｆ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ＢＭ１０
６が形成されている。ＢＭ１０６は、幅ｄ１（例えば５
０〜１００μｍ）の開口部を有している。画素領域１１
４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ｄ
２（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１０μ
ｍ、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Ｃ
Ｆ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×４００μ
ｍ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１
２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、Ｃ
Ｆ（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Ｃ
Ｆ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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。