JP3705284B2 - 液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関する。また本発明は、前記液晶表示装置を備える電子機器に関する。

近年、携帯電話、携帯型パーソナルコンピュータなどの電子機器に液晶表示装置が搭載されており、特に、透過表示モード及び反射表示モードの双方で画像を表示可能とした半透過反射型液晶表示装置は、広く使用されている。

上記半透過反射型液晶表示装置は、第１の透明電極が形成された第１の基板と、第１の基板と対向する側に、第２の透明電極が形成された第２の基板により、ＴＮ（ツイストネマティック）モードの液晶層を挟持して、主に構成されている。第１の基板には、第１の透明電極と第２の透明電極とが対向する画素領域内に、反射表示領域を構成する光反射膜が形成され、上記光反射膜に設けられた開口に相当する領域が透過表示領域となっている。第１の基板及び第２の基板の各々の外側には、偏光板や位相差板などが配置されている。また、光反射膜が形成されている第１の基板側には、偏光板のさらに外側に透過表示用のバックライトユニットが配置されている。

上記半透過反射型液晶表示装置では、バックライトユニットから出射された光のうち、透過表示領域に入射した光は、第１の基板側から液晶層に入射し、液晶層で光変調された後、第２の基板側から透過表示光として出射されて画像を表示する（透過表示モード）。

また、第２の基板側から入射した外光のうち、反射表示領域に入射した光は、液晶層を通って光反射膜に至り、光反射膜で反射されて再び液晶層を通って第２の基板側から反射表示光として出射されて画像を表示する（反射表示モード）。

ここで、第１の基板上には、反射表示領域と透過表示領域の各々に反射表示用カラーフィルタ及び透過表示用カラーフィルタが形成されているので、透過表示モード及び反射表示モードのいずれにおいてもカラー表示が可能なのである。

上述したように、液晶層によって光変調が行われる場合、偏光状態の変化が屈折率差Δｎと液晶の層厚ｄの積（リタデーション：Δｎ・ｄ）の関数に基づくため、この値を適正化しておけば、視認性の良い表示を行うことができる。しかしながら、半透過反射型液晶表示装置において、透過表示光は液晶層を一度だけ通過して出射されることに対して、反射表示光は液晶層を二度通過することになる。そのため、透過表示光及び反射表示光の双方において、同時にリタデーションの最適化を図ることは困難である。つまり、反射表示モードにおいて、液晶表示装置の視認性が向上するように、液晶の層厚ｄを設定すると、透過表示モードでの表示が犠牲となる。逆に、透過表示モードにおいて、視認性が向上するように、液晶の層厚ｄを設定すると、反射表示モードでの表示が犠牲となってしまう。

上記問題点を鑑みて、反射表示領域における液晶の層厚を透過表示領域における層厚よりも小さくした構造の半透過反射型液晶表示装置が開示されている。このような液晶表示装置は、マルチギャップタイプと呼ばれている。

マルチギャップタイプの半透過反射型液晶表示装置は、上記反射表示領域、より具体的には、液晶の層厚ｄを調整するため、反射表示用カラーフィルタ上にオーバーコート層を形成することにより実現できる。このとき、透過表示用カラーフィルタ上には、オーバーコート層を形成しない。要するに、透過表示領域では、反射表示領域と比較して、オーバーコート層が配置されていない分だけ、液晶の層厚ｄが大きくなるので、透過表示光及び反射表示光の双方に対して、リタデーションを最適化することができ、透過表示モードと反射表示モードの双方において、視認性の良い画像表示が可能となる（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２４２２２６号公報

上記マルチギャップタイプの半透過反射型液晶表示装置では、基板上にオーバーコート膜を形成することによって、反射表示領域と透過表示領域とにおける液晶の層厚ｄを最適化している。

しかし、上述したようにマルチギャップタイプの半透過反射型液晶表示装置は、透過表示領域と反射表示領域における液晶の層厚ｄの調節のために、画素電極（透明電極）の下層部分にオーバーコート膜が形成されている。つまり、反射表示領域には、反射表示用カラーフィルタ上に、オーバーコート層が形成されているため、上記オーバーコート層上に、画素電極（透明電極）が形成されることになる。そして、透過表示領域には、オーバーコート層が形成されていないため、透過表示用カラーフィルタ上の画素電極（透明電極）は、オーバーコート膜を介さずに形成されることになる。また、透過表示領域にオーバーコート膜が形成されている場合でも、反射表示領域の膜厚と比較すると、かなり薄い膜厚のオーバーコート膜が形成されることになる。そして、オーバーコート層の厚さの変化のために、表示領域におけるオーバーコート膜にテーパーが形成されることとなる。

一般的に、マルチギャップタイプの半透過反射型液晶表示装置の表示領域におけるオーバーコート膜のテーパーは、コントラストの向上を図るために、反射表示領域上にあるオーバーコート膜の表面からの勾配が大きいテーパーが求められる。これは、オーバーコート膜のテーパー部分、つまり斜面表面に位置する液晶の層厚ｄが、液晶表示装置のコントラストに大きく影響するためである。

上述したように、マルチギャップタイプの半透過反射型液晶表示装置の光学設計は、リタデーションの最適値を検討することによって行われる。つまり、液晶の層厚ｄは、リタデーションの値に大きく関係するため、反射型表示領域および透過型表示領域において、それぞれの最適値を求め、パネル設計が行われている。したがって、オーバーコート膜のテーパーを勾配が大きいテーパーにし、液晶の層厚ｄに関する最適値からのずれが、極力少なくなるように、オーバーコート膜のパターニングを実施する必要がある。

しかし、液晶表示装置は、一般的に、オーバーコート膜の上部に透明電極が配置されていることが多い。上記透明電極は、反射表示領域および透過表示領域の双方の上部に形成され、隣接している他のドット領域にわたり連続して形成されている。つまり、上記透明電極は、液晶分子を駆動するための電極配線となる。

ここで、オーバーコート膜のテーパーの勾配が大きいものであるならば、透明電極をスパッタなどで成膜すると、テーパー表面の傾斜がきついために透明電極が成膜されにくくなり透明電極が上記勾配の大きいテーパー部分で断線してしまう可能性がある。これは、特に、表示領域外に形成されるオーバーコート膜のテーパー部の電極配線引き回し部分で問題となる。液晶表示装置用基板上には、表示画素部分に対応する上記透明電極と駆動ＩＣなどを電気的に接続するために、基板の外周部分に電極配線の引き回し部分が形成されるが、この部分で断線不良が発生すると、１ライン分の走査線全体に、信号が伝わらず、表示不良となる。

したがって、半透過反射型液晶表示装置において、上記オーバーコート膜は、コントラストおよびパターニング性の向上を目的とすると、少なくとも、勾配が大きいテーパーおよびそれよりも勾配が小さいテーパーを含んだ２種類以上のテーパーを有することが好ましい。

本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、同一層内において複数の角度を有するテーパーを設け、コントラストなどの表示品質の向上およびパターニング性の改善を図ることのできるカラーフィルタ基板およびその製造方法、ならびに上記カラーフィルタ基板を用いた電気光学装置ならびに電子機器を提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、一対の基板と、前記一対の基板間にシール材を介して挟持される電気光学物質と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板上に設けられた樹脂層とを備える電気光学装置において、上記樹脂層のテーパーが、複数の異なる角度を有する。上記樹脂層は、例えば、マルチギャップ方式による半透過反射型液晶表示装置に用いられる基板上のセルギャップ（基板間隙間）調整用オーバーコート膜とすることができる。また、複数配向分割型垂直配向モード液晶表示装置の液晶分子を配向させる配向制御突起とすることもできる。上記オーバーコート膜が複数の異なる角度を有することにより、電極配線切れの低減やコントラストの向上を図ることができる。また、上記配向制御突起が複数の異なる角度を有することにより、液晶表示装置の色特性を向上することができる。

上記電気光学装置によれば、上記樹脂層が、透明樹脂層であることが好ましい。上記樹脂層は、例えば、アクリル系の透明樹脂材料を用いることができる。

上記電気光学装置の一態様では、前記樹脂層は、表示領域と、前記表示領域の周辺領域に形成され、前記テーパーは、前記表示領域と前記表示領域の周辺領域に形成され、表示領域に形成されたテーパーの勾配は、前記表示領域の周辺領域に形成されたテーパーの勾配より大きいことがよい。

上記電気光学装置の他の一態様では、前記表示領域は、透過表示領域と反射表示領域を有し、前記表示領域に形成されたテーパーは、前記透過表示領域と前記反射表示領域の境界部分に形成されるとよい。

また、前記表示領域の周辺領域のテーパーは、電極配線が形成される領域に形成されるとよい。これにより、前記電極配線の段切れを防止することができる。

上記電気光学装置の他の一態様では、前記表示領域のテーパーは、少なくとも底辺と高さの比が４：１から２：１の間を有する第１の角度であり、前記表示領域の周辺領域のテーパーは、少なくとも底辺と高さの比が８：１から４：１の間を有する第２の角度であることが望ましい。上記樹脂層は、例えば、上記オーバーコート膜とすることができる。そして、上記第１の角度は、勾配が大きいテーパーであり、上記第２の角度は、勾配が小さいテーパーとすることができる。上記勾配が大きいテーパーは、例えば、マルチギャップ方式による半透過反射型液晶表示装置の表示領域内に設けることによって、リタデーションの最適化を図ることができるため、コントラストの向上につながる。また、勾配が小さいテーパーは、例えば、マルチギャップ方式による半透過反射型液晶表示装置の電極配線引き回し領域内に設けることによって、電極配線切れを防止することができる。

上記電気光学装置の他の一態様では、表示領域に赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、青カラーフィルタが形成され、前記各々のカラーフィルタ上に前記樹脂層でなる配向制御突起を備えるとよい。これにより、カラーフィルタの色ごとに、上記配向制御突起のテーパーを最適化することができる。要するに、液晶分子の初期チルト角を、カラーフィルタの色ごとに最適化することができる。したがって、本発明は、カラーフィルタの調整のみでは改善できなかった液晶表示装置の色特性を改善することができる。

そして、前記赤カラーフィルタ上にある樹脂層のテーパーの勾配は、他のカラーフィルタ上にある樹脂層のテーパーの勾配よりも大きいのが好ましい。さらに、前記緑カラーフィルタ上にある樹脂層のテーパーの勾配は、青カラーフィルタ上にある樹脂層のテーパーの勾配よりも大きいのが好ましい。

また、前記表示領域の周辺領域に電極配線を形成するテーパーを持つ下地層が形成され、前記下地層のテーパーは、少なくとも前記赤カラーフィルタ上の樹脂層のテーパーより小さいのが好ましい。

本発明の他の観点では、電気光学装置用基板において、基板と、前記基板上に設けられた樹脂層とを備える電気光学装置用基板において、前記樹脂層のテーパーが、複数の異なる角度を有することが好ましい。

上記電気光学装置の一態様では、上記電気光学装置用基板は、上記電気光学物質の配向を制御する配向制御突起を有することができる。そして、電気光学装置は、例えば、複数配向分散型垂直配向モード液晶表示装置とすることができる。

本発明の他の観点では、電子機器において、上記電気光学装置を備えることができる。

本発明の他の観点では、電気光学装置用基板の製造方法において、基板上に、樹脂層を、当該樹脂層のテーパーが複数の異なる角度を有するように形成する樹脂層形成工程を有することが好ましい。上記樹脂層形成工程により、例えば、マルチギャップ方式の半透過反射型液晶表示装置の基板に設けられるオーバーコート膜の形成や、複数配向分散型垂直配向モード液晶表示装置の配向制御突起の形成を実施することができる。

上記電気光学装置用基板の製造方法によれば、上記樹脂形成工程は、全透過領域、複数の中間透過領域、遮光領域を有するフォトリソマスクを使用することが好ましい。上記フォトリソマスクを使用することにより、一度の露光処理にて、電気光学装置用基板に種々の露光量を照射することができるため、マルチギャップ方式の半透過反射型液晶表示装置の基板に設けられるオーバーコート膜の形成や、複数配向分散型垂直配向モード液晶表示装置の配向制御突起の形成を、効率良く実施することができる。

上記電気光学装置用基板の製造方法の一態様では、上記樹脂層形成工程は、全透過領域及び遮光領域を有するフォトリソマスクを使用し、上記樹脂層を複数回にわたり露光してパターニングを実施することが好ましい。つまり、上記フォトリソマスクを用いて、各露光時におけるプロキシミテイ・ギャップおよび露光量の最適条件にて、複数回露光を実施することにより、マルチギャップ方式の半透過反射型液晶表示装置の基板に設けられるオーバーコート膜や、複数配向分散型垂直配向モード液晶表示装置の配向制御突起を形成することができる。また、同一フォトリソマスクにて、プロキシミテイ・ギャップおよび露光量の条件を、さらに検討することにより、各テーパーを変更することも可能であるため、低コスト化にもつながる。

上記電気光学装置用基板の製造方法の他の一態様では、上記樹脂層形成工程は、回折露光用のフォトリソマスクを使用し、上記樹脂層を回折露光してパターニングを実施することが好ましい。上記フォトリソマスクを使用することにより、一度の露光処理にて、電気光学装置用基板に種々の露光量を照射することができるため、マルチギャップ方式の半透過反射型液晶表示装置の基板に設けられるオーバーコート膜の形成や、複数配向分散型垂直配向モード液晶表示装置の配向制御突起の形成を、効率良く実施することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、下記の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものでなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。本発明は、液晶表示装置に用いられる基板に形成されるオーバーコート膜などの層を形成するにあたり、その形状の端部のテーパーを単一ではなく、異なるテーパー角を有するように形成することを１つの特徴とする。

［ハーフトーンマスク］
まず、１つのオーバーコート膜などの膜内に異なるテーパーを形成する際に使用されるハーフトーンマスクについて説明しておく。

ハーフトーンマスクは、位相シフタ方式を利用している。位相シフタ方式について、下記に説明する。

光は、物質を通過する際に、伝播速度が遅れ、その分だけ、位相が変わる。そこで、透明な薄膜をマスク上に設けると、局所的に位相を変えることができる。
上記透明膜は、位相を変換するという意味で位相シフタと呼ぶ。この方法は、転写すべきパターンが形成されているマスクに光の位相を変化させる部分（シフタ）を設け、シフタを通過して位相が変わった光とシフタを通過せずに位相の変わっていない光の干渉を利用するものであり、位相シフタ方式と呼ばれる。

上述したようにハーフトーンマスクは、上記位相シフタ方式を利用している。
ハーフトーンマスクは、遮光部に相当する吸収体によって、一部光を通過させることを可能としている。この一部通過した光と、そのまま通過した光とは、位相が反転している。このため、位相反転による光強度の低下が起こり、従来とは、異なるフォトリソグラフィ工程を実施することができる。例えば、ネガ型レジストを使用して露光を実施する場合について説明する。ハーフトーンマスクでは、完全にフォトレジストを硬化させる露光量を照射させる領域（全透過領域）と、フォトレジストを不十分な硬化状態にさせる露光量を照射させる領域（中間透過領域）を、フォトレジストを硬化させない遮光領域とを、１枚のマスクで形成することができる。そして、上記ハーフトーンマスクは、露光を実施した後、現像処理を行うことにより、フォトレジストを所望の傾斜を有した構造に形成することができる。つまり、全透過領域では、フォトレジストの厚みは厚く、中間透過領域では、露光量に応じて薄くなり、遮光領域では、フォトレジストは、すべて剥離され、所望の傾斜構造が作製される。

上記ハーフトーンマスクは、一回の露光処理にて、種々の露光量を基板に照射することができるマスクである。つまり、本発明は、上記ハーフトーンマスクを用いることにより、液晶表示装置を構成する基板上の同一層内に複数の異なる角度を作製することができるのである。

例えば、上記ハーフトーンマスクは、マルチギャップ構造を採用した半透過反射型液晶表示パネルにおいて、カラーフィルタ上のオーバーコート膜を良好に形成することができる。詳しくは、アクティブエリア（表示画素領域）におけるオーバーコート膜のテーパーは、勾配が大きいテーパーを有することにより、液晶表示装置のコントラストを向上することができる。また、表示領域の周辺領域にある電極配線引き回し部分におけるオーバーコート膜のテーパーは、勾配が小さいテーパーを有することにより、その上方に積層する電極配線などを良好に作製することができる。したがって、本発明は、表示品位の高い半透過反射型液晶表示パネルを作製することができる。なお、これについては、第１実施形態において詳しく説明する。

また、上記ハーフトーンマスクは、複数配向分割型垂直配向モード液晶表示パネルにおいて、赤・緑・青のカラーフィルタ上に設けられた配向制御突起のテーパーを調節することができる。垂直配向モードでは、上記配向制御突起のテーパーを調節することにより、液晶分子の初期チルト角を最適化することができる。

つまり、液晶分子の初期チルト角（プレチルト角）を調節することにより、電圧―透過率曲線の急峻性を変更することができるため、カラーフィルタでは、不十分な色特性を改善することができる。詳しくは、液晶の持つ波長依存性のため、液晶層を通過する光の波長によって、光学特性が異なってしまう。つまり、カラーフィルタの色ごとに、電圧―透過率曲線が異なるのである。この電圧―透過率曲線のずれを、液晶分子の初期チルト角の最適化により、調節し、液晶表示装置の色再現性を改善することができるのである。なお、これについては、第２実施形態において詳しく説明する。

［第１実施形態］
本実施形態は、マルチギャップ方式の半透過反射型液晶表示パネルに設けられたカラーフィルタ基板に関する。上記カラーフィルタ基板は、ガラスやプラスチックなどの基板の上にカラーフィルタを配置し、上記カラーフィルタの上方に保護膜としてのオーバーコート膜を配置し、上記オーバーコート膜の上方に、さらに透明電極を配置する構成をとっている。上記オーバーコート膜のテーパーは、複数の異なる角度を有し、上記角度は、勾配が大きいテーパーと勾配が小さいテーパーであることを特徴としている。

［液晶表示パネル例１］
本実施形態のカラーフィルタ基板を有した液晶表示パネルの構成について図１、図２及び図３を用いて説明する。図１は、１ドット内の透過表示領域と反射表示領域の間で液晶の層厚を適正な値に換えたマルチギャップ方式の半透過反射型液晶表示パネルの断面図を示す。図２は、カラーフィルタ基板の平面図を示し、図３（ａ）はカラーフィルタ基板の一部の拡大図、図３（ｂ）はカラーフィルタ基板の一部の斜視図、図３（ｃ）はカラーフィルタ基板の一部の拡大断面図を示す。

液晶表示パネル１００Ａは、ガラスやプラスチック基板などからなる基板１ａと基板１ｂとが、シール材３を介して貼り合わせられ、内部に液晶４が封入されて構成されている。また、基板１ａの外面上には、位相差板６ａ及び偏光板５ａが順に配置され、基板１ｂの外面上には、位相差板６ｂ及び偏光板５ｂが順に配置されている。また、偏光板５ｂの下方には、透過型表示を行う際に照明光を発するためのバックライト（図示せず）が配置されている。

基板１ｂには、本発明に関するカラーフィルタ基板１００ａが配置される。上記カラーフィルタ基板１００ａは、基板１ｂ上に、部分的にアルミニウムや、アルミニウム合金または銀合金などの光反射膜８が形成される。光反射膜８が形成される領域は、反射型表示に利用される領域（以下、反射表示領域と呼ぶ）である。この領域により、外光を利用して反射型表示を行う場合には、外光が光反射膜８で反射され、観察者に視認されるのである。

上記光反射膜８には、所定間隔で開口が形成されている。即ち、開口の部分には、光反射膜８が形成されておらず、この開口の領域が、透過表示領域となる。そして、光反射膜８が形成されている領域、即ち、開口以外の領域が反射表示領域となる。

反射表示領域においては、光反射膜８上に反射表示用カラーフィルタが形成される。一方、透過表示領域においては、光反射膜８が設けられていない領域、図１では、基板１ｂ上に透過表示用カラーフィルタが形成される。図１では、同材料を用い、異なる膜厚にて、カラーフィルタの色度および透過率の調節を行い、反射表示用カラーフィルタと透過表示用カラーフィルタが形成されている。すなわち、カラーフィルタ材料が光反射膜８の開口領域内にも形成されることで、透過表示用カラーフィルタ層の厚さを反射表示用カラーフィルタの厚さより厚くしている。なお、反射表示カラーフィルタと透過表示用カラーフィルタを個々に形成し、反射表示時と透過表示時における表示色を個別に調節することも可能である。

そして、図１には、反射表示用カラーフィルタ上には、オーバーコート膜１０が形成され、透過表示用カラーフィルタ上に、オーバーコート膜１０は形成されていない例を示している。これにより、液晶の層厚を調整し、透過表示モードと反射表示モードの双方に、視認性の良い画像表示が可能なマルチギャップ構造が構成される。なお、反射表示用カラーフィルタ上のオーバーコート膜１０の膜厚と透過表示用カラーフィルタ上のオーバーコート膜の膜厚差を最適化するならば、透過表示用カラーフィルタ上に、オーバーコート膜を形成したマルチギャップ構造の構成も可能である。

本発明のカラーフィルタ基板１００ａに設けられた上記オーバーコート膜１０のテーパーは、複数の異なる角度を有し、上記角度は、勾配が大きいテーパーと勾配が小さいテーパーを有している。上記勾配が小さいテーパーを有する領域は、図３（ｃ）に示す表示領域の周辺領域にある電極配線引き回し部分、つまり領域Ｘであり、上記勾配が小さいテーパーは、底辺と高さの比が、８：１から４：１であることが好ましい。例えば、勾配が小さいテーパーの角度αは、約１４°程度とすることができる。また、上記勾配が大きいテーパーを有する領域は、画素内における反射表示領域と透過表示領域の境界部分、つまり領域Ｙであり、上記勾配が大きいテーパーは、底辺と高さの比が、４：１から２：１であることが好ましい。上記勾配が大きいテーパーの角度βは、約２６°程度とすることができる。ここで、電極配線引き回し部分とは、表示領域に形成された電極に接続された配線と駆動回路を構成するＩＣや接続端子等とを接続するための配線の形成領域をいう。

本発明のカラーフィルタ基板１００ａにおいて、表示領域の周辺領域に形成された電極配線引き回し部分、つまり領域Ｘでは、勾配が小さいテーパーにすることが好ましい。例えば、勾配が小さいテーパーの角度αは、約１４°程度とすることができる。電極配線引き回し部分（領域Ｘ）を勾配が小さいテーパーにすることにより、電極配線などの配線切れが発生せず、良好に透明電極２ｂのパターニング化を実施することができる。また、表示領域であるアクティブエリア内の領域Ｙでは、勾配が大きいテーパーにすることが好ましい。例えば、勾配が大きいテーパーの角度βは、約２６°程度とすることができる。本発明は、アクティブエリア内を勾配が大きいテーパーにすることにより、液晶表示パネル１００Ａのコントラストを向上することができる。

なお、上記オーバーコート膜１０のテーパーの角度は、光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡で観察することにより、測定することができる。また、上記以外の測定方法として、段差計やＡＦＭでも測定することができる。

さらに、反射表示領域においては、オーバーコート膜１０の上に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの透明電極２ｂが形成される。また、透過表示領域においては、透過表示用カラーフィルタの上に、透明電極２ｂが形成される。上記透明電極２ｂは、基板１ｂ上に、複数並列したストライプ状に形成されている。また、上記透明電極２ｂは、基板１ａ上に設けられた透明電極２ａに対して直交する方向に延び、透明電極２ａと透明電極２ｂとの交差領域内に含まれる液晶表示パネル１００Ａの構成部分が、１ドットを構成する。そして、１ドットに対応する１色のカラーフィルタにおいて、赤カラーフィルタ７ａ、緑カラーフィルタ７ｂ、青カラーフィルタ７ｃの３色により１つの画素が構成される。なお、本発明によるカラーフィルタ７の配列は、図２に示しているストライプ構造に限定されず、デルタ配列やダイヤゴナル配列などの各種配列に適用することも可能である。

このように、本発明のマルチギャップ用カラーフィルタ基板１００ａは、コントラストを向上させ、配線切れ不良の少ない、高画質・高品位な半透過反射型液晶表示装置を提供することができる。

（マスク例１）
図４は、本実施形態においてオーバーコート膜の形成に使用されるマスク例を示す。図４（ａ）は、グラデーションスリットフォトリソマスクを示し、図４（ｂ）は、両面フォトリソマスクを示す。

図４（ａ）は、グラデーションスリットフォトリソマスク２００を示している。グラデーションスリットフォトリソマスクとは、スリット幅とスリット間のギャップピッチを調節したフォトリソマスクである。また、上記グラデーションスリットフォトリソマスク２００と同じ光学濃度設計を用いたハーフトーンマスクを用いても良い。

第１実施形態の半透過反射型液晶表示パネルでは、１ドット内の透過表示領域と反射表示領域の間で液晶の層厚を適正な値に換えたマルチギャップ方式を採用している。そのため、カラーフィルタ基板１００ａにおける透過表示領域は、オーバーコート膜１０を設けず、反射表示領域には、オーバーコート膜１０を配置されている。上記オーバーコート膜１０の膜厚は、約２μｍ程度が好ましい。また、１ドット内におけるオーバーコート膜１０のエッジ部のテーパーは、大きな勾配を持つテーパーが好ましい。

オーバーコート膜１０のアクティブエリアにおける反射表示領域と透過表示領域の境界部分（領域Ｙ）における液晶の層厚は、適正な設計値を有した透過表示領域や反射表示領域の液晶の層厚と異なっている。つまり、上記オーバーコート膜１０の透過表示領域と反射表示領域の境界部分（領域Ｙ）は、リタデーションも異なるため、上記領域Ｙの範囲が大きいと、液晶表示パネルのコントラストの低下の原因となる。したがって、上記領域Ｙの範囲を最小限にするために、オーバーコート膜１０のアクティブエリアのエッジ部は、勾配が大きいテーパーにすることが好ましい。上記勾配が大きいテーパーの角度βは、例えば、約２６°程度とすることができる。

また、電極配線引き回し部分（領域Ｘ）では、オーバーコート膜１０の上方に設置する透明電極２ｂのパターニング性を改善するため、オーバーコート膜１０のエッジ部は、勾配が小さいテーパーが好ましい。上記勾配が小さいテーパーの角度αは、例えば、約１４°程度とすることができる。勾配が小さいテーパーにすることにより、透明電極の配線切れ不良が低減し、透明電極のパターニング性を良好に実施することができる。

上記の点により、例えば、ネガ型レジストを使用して、露光を実施するならば、図４（ａ）に示すグラデーションスリットフォトリソマスク２００は、反射表示領域には全透過領域を、透過表示領域には遮光領域を設け、さらに電極配線引き回し部分では中間透過領域を設けたマスク設計を採用することができる。要するに、電極配線引き回し部分（領域Ｘ）では、グラデーションスリットフォトリソマスク２００の中間透過領域による露光を実施する。中間透過領域では、オーバーコート膜１０が、十分に硬化するための露光量を照射しない条件となる。つまり、中間透過領域の未硬化な樹脂材料および遮光領域の樹脂材料が、現像処理によって剥離される。したがって、緩やかなテーパー、つまり勾配が小さいテーパーを作製することができる。また、反射表示領域と透過表示領域の間（領域Ｙ）は、グラデーションスリットフォトリソマスク２００の全透過領域と遮光領域による露光を実施する。全透過領域では、オーバーコート膜１０が、十分に硬化するための露光量を照射しているため、遮光領域の樹脂材料のみが、現像処理によって剥離される。したがって、急峻なテーパー、つまり勾配が大きいテーパーを作製することができる。

図４（ｂ）は、回折光を利用した両面フォトリソマスク３００である。上記両面フォトリソマスク３００は、光の回折を利用することにより、従来とは異なるフォトリソグラフィ工程を実施することができる。例えば、ネガ型レジストを使用して露光を実施する場合について説明する。両面フォトリソマスク３００は、基板の両面にパターンが形成され、例えば、フォトリソマスクの上面、つまり光照射側に光回折用のパターンが形成されている。上述したように、マルチギャップ方式を採用した半透過反射型液晶表示装置は、アクティブエリア内における反射表示領域と透過表示領域とにおけるオーバーコート膜１０のエッジ部（領域Ｙ）は、勾配が大きいテーパーが好ましい。また、電極配線引き回し部分のオーバーコート膜１０のエッジ部（領域Ｘ）は、勾配が小さいテーパーが好ましい。したがって、両面フォトリソマスク３００は、反射表示領域には全透過領域を、透過表示領域には遮光領域を設け、さらに電極配線引き回し部分では中間透過領域（光の回折を利用した両面パターン領域）を設けたマスク設計を採用することができる。中間透過領域では、オーバーコート膜１０が、十分に硬化するための露光量を照射しない条件となる。つまり、中間透過領域の未硬化な樹脂材料および遮光領域の樹脂材料が、現像処理によって剥離される。したがって、緩やかなテーパー、つまり勾配が小さいテーパーを作製することができる。また、反射表示領域と透過表示領域の間（領域Ｙ）は、両面フォトリソマスク３００の全透過領域と遮光領域による露光を実施する。全透過領域では、オーバーコート膜１０が、十分に硬化するための露光量を照射しているため、遮光領域の樹脂材料のみが、現像処理によって剥離される。したがって、急峻なテーパー、つまり勾配が大きいテーパーを作製することができる。

上述したように、グラデーションスリットフォトリソマスク２００と両面フォトリソマスク３００のように、全透過領域、中間透過領域、遮光領域を有するフォトリソマスクを使用することによって、本発明によるカラーフィルタ基板１００ａを効率良く作製することができる。

（マルチギャップ用カラーフィルタ基板の製造工程）
図５および図６は、本発明のマルチギャップ用カラーフィルタの製造工程の例について示す。

まず、図５の工程Ｐ０１において、光反射膜８を形成する。光反射膜材料は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）膜をスパッタ法などによって、例えば、０．２μｍ程度の一様な厚さで成膜する。そして、必要に応じて、フォトリソグラフィ法およびエッチング処理を行って、所望の光反射膜８を作製する。

次に、工程Ｐ０２において、カラーフィルタ７を形成する。基板１ｂの全面を覆うようにカラーレジスト（赤）を塗布する。このカラーレジスト（赤）は、顔料によって着色されたアクリル系やエポキシ系などの樹脂材料によって、例えば、２μｍ程度の厚さに形成される。なお、ここでは、露光に伴う光反応で硬化するネガ型のカラーレジスト（赤）によって赤カラーフィルタ７ａを所望の位置に形成する。次に、基板１ｂの全面を覆うようにカラーレジスト（緑）を塗布する。このカラーレジスト（緑）は、ネガ型のレジストであり、例えば、２μｍ程度の厚さに形成されている。そして、ネガ型のカラーレジスト（緑）によって緑カラーフィルタ７ｂを所望の位置に形成する。さらに、カラーレジスト（青）を塗布する。このカラーレジスト（青）は、ネガ型のレジストであり、例えば、２μｍ程度の厚さに形成されている。そして、ネガ型のカラーレジスト（青）によって青カラーフィルタ７ｃを所望の位置に形成する。

この結果、図１、図２または図３に示すように、赤カラーフィルタ７ａ、緑カラーフィルタ７ｂ、青カラーフィルタ７ｃのそれぞれが、ストライプ配列を有し形成されている。

次に、工程Ｐ０３において、オーバーコート膜１０を塗布する。カラーフィルタ７を配置させた基板１ｂの全面を覆うように、オーバーコート膜１０を塗布する。このオーバーコート膜１０は、アクリル系などの透明樹脂材料によって、例えば、２μｍ程度の厚さに塗布される。

次に、工程Ｐ０４において、オーバーコート膜１０をパターニングする。例えば、グラデーションスリットフォトリソマスク２００を用いて、露光を行う。このとき、反射表示領域と透過表示領域上のオーバーコート膜１０の膜厚を異ならせ、液晶表示パネル１００Ａの液晶の層厚ｄを最適化している。

さらに、上記グラデーションスリットフォトリソマスク２００を用いることにより、画素内の反射表示領域と透過表示領域の間のオーバーコート膜１０のエッジ部（領域Ｙ）は、勾配が大きいテーパーを有することが好ましい。上記勾配が大きいテーパーは、底辺と高さの比が、４：１から２：１であることが好ましい。上記勾配が大きいテーパーの角度βは、２６°程度とすることができる。勾配が大きいテーパーにすることにより、反射表示領域および透過表示領域の境界部分におけるリタデーションのずれを最小限にすることができ、半透過反射型液晶表示装置１００Ａのコントラストを向上することができる。

また、上記グラデーションスリットフォトリソマスク２００を用いることにより、表示領域の周辺にある電極配線引き回し部分上のオーバーコート膜１０のエッジ部（領域Ｘ）は、勾配が小さいテーパーにすることができる。上記勾配が小さいテーパーは、底辺と高さの比が、８：１から４：１であることが好ましい。例えば、勾配が小さいテーパーの角度αは、約１４°程度とすることができる。上記勾配が小さいテーパーにすることにより、オーバーコート膜１０の上方に設けられる透明電極２ｂのパターニング性は良好となる。そのため、液晶表示パネル１００Ａの透明電極の配線切れ（線欠陥不良）は低減し、良好な画面表示を提供することができる。

そして、工程Ｐ０５において、透明電極２ｂを形成する。そして、図１に示すマルチギャップ方式を採用したカラーフィルタ基板１００ａが形成されるのである。

したがって、本発明に係るカラーフィルタ基板１００ａ上のオーバーコート膜１０は、アクティブエリア内のエッジ部（領域Ｙ）では勾配が大きいテーパーを有し、電極配線引き回しのエッジ部（領域Ｘ）では勾配が小さいテーパーを有することが好ましい。上記勾配が大きいテーパーおよび上記勾配が小さいテーパーを有するカラーフィルタ基板１００ａによって、本発明は、高コントラストで、かつ、線欠陥不良の少ない、マルチギャップ方式を採用した半透過反射型液晶表示パネルを提供することができる。

［第２実施形態］
本実施形態は、液晶表示装置用基板上に形成される特定の層が異なるテーパーを有するという特徴を持つ、配向制御突起を有するカラーフィルタ基板に関する。配向制御突起は、複数の斜面を有し、カラーフィルタ上に配置されている。そして、赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタおよび青カラーフィルタの各ドット上に位置する配向制御突起は、異なるテーパー角を持つ三角形状（または楕円形状）であることを特徴としている。各カラーフィルタ上の突起の形状において、赤カラーフィルタ上の突起が一番大きな勾配が大きいテーパーを有し、次に、緑カラーフィルタ上の突起のテーパーがやや小さくなり、そして、青カラーフィルタ上の突起のテーパーが最も小さい角度を有していることが好ましい。

［垂直配向モード］
複数配向分割型垂直配向モード液晶表示装置（MVA-LCD：Multi-domain Vertical Alignment mode-LCD）は、電圧印加時に全ての液晶分子が配向膜上に垂直に立った状態で配列しており、電圧印加時に液晶分子が倒れることで表示制御を行う方法である。さらに、液晶分子が倒れる方向が１ドット内において、隣接する領域ごとに異なるように設計されており、液晶の配向が１ドット内において、複数に分割された構成を採用している。上記分割方式は、液晶パネルを構成する基板上において、液晶分子の配向を制御する突起（配向制御突起）を設けることにより、ラビング処理を実施することなく、液晶分子の配向を制御する技術である。すなわち、上記配向制御突起により、１ドット内において、液晶分子の配向方向を多分割し、その分割面積が個々に等しくなるように設計されている。上記配向制御突起は、カラーフィルタ側およびアレイ側の両方に設置され、セル化したときに、交互に配列するように形成されている。また、どちらか一方の基板に配向制御突起が形成されていても良い。

上述したように、ＭＶＡ−ＬＣＤは、垂直配向モードと配向分割型方式を用いることにより、液晶表示装置の広視野角化を実現している技術である。

本発明では、同一層内に複数の異なるテーパー角度を作製することができるため、上記配向制御突起は、赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタおよび青カラーフィルタごとに、最適な形状を作製することができる。配向制御突起のテーパー形状を各色別に調節することにより、液晶分子の初期チルト角の最適化することができる。つまり、液晶分子の初期チルト角を調節することにより、電圧―透過率曲線の急峻性を変更することができるため、カラーフィルタでは、不十分な色特性を改善することができる。

例えば、青カラーフィルタの突起のテーパーを小さくすることにより、その上方に位置する液晶分子の初期チルト角を小さくする。そして、緑カラーフィルタの突起のテーパーをやや大きくすることにより、その上方に位置する液晶分子の初期チルト角をやや大きめにする。そして、赤カラーフィルタの突起のテーパーをさらに大きくすることにより、その上方に位置する液晶分子の初期チルト角をさらに大きくする。このように、各カラーフィルタ上の初期チルト角を、最適化することにより、同一セルギャップだったときに発生してしまう電圧―透過率曲線のずれを調節し、液晶表示装置の色再現性を改善することができるのである。

したがって、上記液晶分子のチルト角が、青カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、赤カラーフィルタの順番で大きくなるように、突起形状を最適化することが好ましい。

つまり、本発明は、液晶分子の初期チルト角を最適化することにより、液晶表示パネルの色味を改善することができる。したがって、本発明は、高画質の複数配向分散型垂直配向モード液晶表示パネルを提供することができる。

［液晶表示パネル例２］
本実施形態のカラーフィルタ基板を有した液晶表示パネルの構成について、図７、図８および図９を用いて説明する。図７は、複数配向分散型垂直配向モード液晶表示パネルの断面図を示す。図８は、カラーフィルタ基板の平面図を示し、図９（ａ）には、カラーフィルタ基板の一部の拡大図、図３（ｂ）には、カラーフィルタ基板の一部の断面図、及び図３（ｃ）には、カラーフィルタ基板の一部の斜視図を示す。なお、本発明によるカラーフィルタの配列は、図８に示しているストライプ構造に限定されず、デルタ配列やダイヤゴナル配列などの各種配列に適用することも可能である。

図７に示した液晶表示パネル１００Ｂは、反射型液晶表示パネルを示している。液晶表示パネル１００Ｂは、例えば、透明電極２ａが形成された基板１ａと、基板１ａの対向側に配向制御突起１１を有し、カラーフィルタ７が配置された基板１ｂを有する場合を示している。詳しくは、基板１ｂ上には、光反射膜８を設け、上記光反射膜８上にオーバーコート膜９を配置している。そして、上記オーバーコート膜９上に、赤カラーフィルタ７ａ、緑カラーフィルタ７ｂ、青カラーフィルタ７ｃの３色のカラーフィルタ７が設けられている。

上記カラーフィルタ７上には、各色に、垂直配向制御用に、複数の斜面を持つ突起（配向制御突起）１１を有している。本発明は、赤カラーフィルタ７ａ、緑カラーフィルタ７ｂおよび青カラーフィルタ７ｃの各ドット上に位置する配向制御突起１１は、異なるテーパーを有することができる。好適なテーパー角の値としては、例えば赤カラーフィルタが25〜35°、緑カラーフィルタが15〜25°、青カラーフィルタが9〜19°程度である。

赤カラーフィルタ７ａ、緑カラーフィルタ７ｂ及び青カラーフィルタ７ｃの３色を通過した各着色光が、液晶層を通過すると、液晶の波長依存性の影響により、色味調節が困難であるという問題がある。しかし、本発明により、上記配向制御突起１１の形状の最適化を図ることにより、液晶分子の初期チルト角の最適化を図り、色味の良い液晶表示装置を提供することができる。詳しくは、上記配向制御突起１０において、赤カラーフィルタ７ａ上の配向制御突起１１ａが最も勾配が大きいテーパーを有し、次に緑カラーフィルタ７ｂ上の配向制御突起１１ｂのテーパーは、やや小さくなり、そして、青カラーフィルタ７ｃ上の配向制御突起１１ｃのテーパーが、最も小さい角度を有していることが好ましい。つまり、赤カラーフィルタ７ａ上の液晶分子の初期チルト角が一番大きく、緑カラーフィルタ７ｂ上の液晶分子の初期チルト角は、やや小さくなり、そして、青カラーフィルタ７ｃ上の液晶分子の初期チルト角は、最も小さい角度になる。液晶分子の初期チルト角の最適化により、液晶の持つ波長依存性により発生する、光波長によって透過率（または反射率）がずれる現象は、改善される。要するに、カラーフィルタの色ごとに異なってしまう透過率（反射率）−電圧曲線のずれ量が、上記の初期チルトの最適化によって補正され、色バランスが調整され、液晶表示装置のホワイトバランスが良好となる。

したがって、本発明は、各カラーフィルタの配向制御突起１１のテーパーの最適化を図ることにより、液晶表示パネルの色味を改善することができる。以下、詳細について、理由を説明する。

液晶には波長分散性があり、光の波長により液晶の複屈折Δｎは、異なる。したがって、リタデーション（Δｎ・ｄ）をｘ軸、透過率（または反射率）をｙ軸とした場合の曲線は、入射光の波長によって、少しずつずれるのである。つまり、赤カラーフィルタ７ａ、緑カラーフィルタ７ｂ及び青カラーフィルタ７ｃの各々を通過した透過光（反射光）は、液晶の複屈折Δｎのため、各波長（各着色光）において、少しずつずれてしまう。しかし、この現象、要するに、各カラーフィルタ７を通過した透過光（反射光）の各波長（各着色光）における透過率（反射率）のずれは、各カラーフィルタ７上における液晶の層厚ｄを、それぞれ調節することにより、改善することができる。また、各カラーフィルタ７上における液晶分子の初期チルト角を調節することを用いても、改善することができる。つまり、複数配向分散型垂直配向モードの場合、各カラーフィルタ７上に形成されている配向制御突起１１の形状、つまり、テーパーを調節することにより、その上方に存在する液晶分子の初期チルト角を最適化することができるのである。

従来のフォトリソグラフィ技術では、同一層内におけるパターンエッジ部分は、ほぼ同じ角度になる。そのため、配向制御突起のテーパーのパターニング実施時、一度の露光処理で、個々のテーパーの最適化を図ることは困難であった。

しかし、本発明は、同一層内において、複数の異なる角度を有することができる、つまり、各カラーフィルタ７上の配向制御突起１１のテーパーを調節することができる。このように、配向制御突起１１のテーパーの最適化を図ることは、液晶分子の初期チルト角の最適化を図ることにつながり、液晶表示パネルの光学特性を改善することができる。

ここで、例えば、ノーマリブラック（無印加時に黒表示の液晶表示装置）において、赤色光、緑色光、青色光のリタデーションと透過率の関係で説明する。赤色光、緑色光、青色光の透過率は、透過率の極小値は、Δｎ・ｄ＝０．５の付近において、ほとんどゼロの値を示すが、赤色光、緑色光、青色光によってずれてしまう。したがって、緑色光の透過率が極小値になるように液晶の層厚ｄを選択すると、赤色光と青色光が漏れてしまい、例えば、黒表示が全体として、紫がかった色味となってしまう。そのため、各色の透過率が極小値になるように、液晶の層厚ｄを調節することが好ましい。また、他の方法として、液晶分子の初期チルト角を調節する方法を用いても改善することができる。つまり、液晶の初期チルト角を、青カラーフィルタ７ｃ、緑カラーフィルタ７ｂ、赤カラーフィルタ７ａの順番に大きくなるように、配向制御突起１１のテーパーを調節し、色味の良い液晶表示装置１００Ｂを作製することができる。

なお、上記配向制御突起１１のテーパーの角度は、光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡で観察することにより、測定することができる。また、上記以外の測定方法として、段差計やＡＦＭでも測定することができる。

さらに、上記配向制御突起１１の上方に、透明電極２ｂを配置している。

そして、液晶表示装置１００Ｂは、上記基板１ａと、本発明の配向制御突起１１が配置された基板１ｂとが、シール材３を介して貼り合わせられ、液晶表示装置１００Ｂの内部に液晶４が封入されている。また、基板１ａの外面上には、位相差板６ａおよび偏光板５ａが順に配置される。

なお、本発明に係る液晶表示装置１００Ｂは、例えば、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）素子やＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子などのスイッチング素子が、基板１ａに設けられていても良いし、また、上記スイッチング素子が形成された基板側に光反射膜８を設けた構成についても適用可能である。

上述したように、液晶表示装置１００Ｂは、複数の異なる角度を有する配向制御突起１１を設けたカラーフィルタ基板により構成されている。そして、本発明は、上記配向制御突起１１の形状を、カラーフィルタの色ごとによって調節し、液晶の波長依存性の影響によるホワイトバランスのずれを改善することができるのである。

（マスク例２）
図１０は、本発明に関するマスク例を示す。図１０（ａ）は、ハーフトーンマスクを示し、図１０（ｂ）は、グラデーションスリットフォトリソマスクを示し、図１０（ｃ）は、光回折を利用し、中間透過領域に細孔を施したフォトリソマスク（以下、細孔フォトリソマスクと記す）を示している。

図４（ａ）は、ハーフトーンマスク４００を示している。上述したように、ハーフトーンマスクは、全透過領域、中間透過領域および遮光領域を有することができる。そのため、本発明は、ハーフトーンマスク４００の光学濃度を調節することにより、同一樹脂層内のテーパー角について、複数の異なる角度を有することができる。

第２実施形態の液晶表示パネル１００Ｂは、複数配向分割型垂直配向モード液晶表示装置であり、垂直配向制御突起１１を１ドット内に設けることにより、ラビング処理を用いることなく、液晶分子の配向制御を実施することができる。

上述したように、本発明による垂直配向制御突起１１のテーパーは、カラーフィルタ７の各色に応じて調節することができる。上記垂直配向制御突起１１のテーパーの調節をすることにより、液晶分子の初期チルト角の最適化を図ることができる。そして、液晶表示パネルのホワイトバランスを良好にすることができる。

詳しくは、図９（ｂ）に示すように、赤カラーフィルタ７ａ上の配向制御突起１１ａが最も勾配が大きいテーパーを有し、緑カラーフィルタ７ｂ上の配向制御突起１１ｂのテーパーは、やや小さくなり、そして、青カラーフィルタ７ｃ上の配向制御突起１１ｃのテーパーは最も小さい角度を有することが好ましい。言い換えれば、赤カラーフィルタ７ａ上の液晶分子の初期チルト角が最も大きくなるように、配向制御突起１１ａのテーパーを大きくする。次に、緑カラーフィルタ７ｂ上の液晶分子の初期チルト角がやや小さくなるように、配向制御突起１１ｂのテーパーをやや小さくする。そして、青カラーフィルタ上の液晶分子の初期チルト角が一番小さくなるように、配向制御突起１１ｃのテーパーを一番小さくすることが好ましい。なお、第１の実施形態の如く、表示領域の周辺領域の電極配線引き回し部分を形成するテーパーを有する下地層を設けても良い。この場合、下地層のテーパーの勾配は、少なくとも赤のカラーフィルタ上の樹脂層のテーパーより小さく、赤、緑、青の各カラーフィルタ上の樹脂層のテーパーより小さくすることが望ましい。

上記の内容を鑑みて、ハーフトーンマスク４００の光学濃度設計について、下記に説明する。ただし、配向制御突起１１の樹脂材料として、ネガ型レジストを用いて説明するが、本発明は、ポジ型レジストを用いて作製することも可能である。

図１０（ａ）に示す４００Ｒの領域では、赤カラーフィルタ７ａ上の配向制御突起１１ａを作製し、４００Ｇの領域では、緑カラーフィルタ７ｂ上の配向制御突起１１ｂを作製し、４００Ｂの領域では、青カラーフィルタ７ｃ上の配向制御突起１１ｃを作製することができる。上記配向制御突起１１の断面は、三角形状（または楕円形状）を有する突起のため、配向制御突起の頂点部において、全透過領域または比較的高い透過率領域が使用され、そして、傾斜部にかけて中間透過領域、平面領域は遮光領域が使用されている。

上述したように、配向制御突起１１は、赤カラーフィルタ７ａ上の配向制御突起１１ａのテーパーが、一番勾配が大きいテーパーを有し、緑カラーフィルタ７ｂ上の配向制御突起１１ｂのテーパーは、やや小さくなり、そして、青カラーフィルタ７ｃ上の配向制御突起１１ｃのテーパーが、最も小さい角度を有している。そのため、４００Ｒ領域全体の透過率が一番高く設計される。４００Ｇ領域全体の透過率は、やや低くなり、そして、４００Ｂ領域全体の透過率は、最も低くなる。つまり、４００Ｒ、４００Ｇ、４００Ｂの順番に露光量は小さくなるため、現像処理を実施すると、各露光量に応じた膜厚が形成され、所望のテーパー角を得ることができる。要するに、４００Ｒの領域で形成される配向制御突起１１ａが、最も大きな角度を有する勾配が大きいテーパーを有し、４００Ｂの領域で形成される配向制御突起１１ｃは、一番小さな角度を有するテーパーを有することができる。

図１０（ｂ）は、グラデーションスリットフォトリソマスク５００を示している。このグラデーションスリットフォトリソマスク５００は、上記ハーフトーンマスク４００と同じ光学濃度設計パターンを有することができる。したがって、４００Ｒの領域で形成される配向制御突起１１ａが、最も大きな角度を有する勾配が大きいテーパーを有し、４００Ｂの領域で形成される配向制御突起１１ｃは、一番小さな角度を有するテーパーを有することができる。

図１０（ｃ）は、回折光を利用した細孔フォトリソマスク６００である。従来とは異なるフォトリソグラフィ工程を実施することができる。例えば、ネガ型レジストを使用して露光を実施する場合について説明する。細孔フォトリソマスク６００は、中間透過領域において、細孔が形成されている。上記細孔（円形開口）を有するフォトリソマスク６００は、円形開口部において、光の回折が起こり、光の減衰が生じる。つまり、上記細孔フォトリソマスク６００においても、上記ハーフトーンマスク等と同様に、中間透過領域を有し、また、全透過領域及び遮光領域を有することができる。例えば、同一樹脂層のエッジ部分に、上記円形開口パターンを設け、中間透過領域を作製することができる。要するに、細孔フォトリソマスク６００は、ハーフトーンマスク４００とグラデーションスリットフォトリソマスク５００と同じ光学濃度設計パターンを有することができる。したがって、４００Ｒの領域で形成される配向制御突起１１ａが、最も大きな角度を有する勾配が大きいテーパーを有し、４００Ｂの領域で形成される配向制御突起１１ｃは、一番小さな角度を有するテーパーを有することができる。

本発明は、上記ハーフトーンマスク４００、グラデーションスリットマスク５００又は細孔フォトリソマスク６００を使用し、上記配向制御突起１１のエッジ部におけるテーパーを、各カラーフィルタの色ごとに最適化することができる。

例えば、各カラーフィルタ７上の配向制御突起１１の形状は、三角形状（楕円形状）を有することができる。そして、上記配向制御突起１１の形状は、赤カラーフィルタ７ａ上の突起が、一番大きな勾配が大きいテーパーを有し、緑カラーフィルタ７ｂ上の突起のテーパーは、やや小さくなり、そして、青カラーフィルタ７ｃ上の突起のテーパーが、最も小さな角度を有していることが好まく、所望のテーパーの角度を作製することができる。

（垂直配向制御用カラーフィルタ基板の製造工程）
図１１および図１２は、本発明の垂直配向制御用カラーフィルタ基板の製造工程の例について示す。

まず、図１１の工程Ｔ０１において、光反射膜８を形成する。光反射膜材料は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）膜をスパッタ法などによって、例えば、０．２μｍ程度の一様な厚さで成膜する。そして、必要に応じて、フォトリソグラフィ法及びエッチング処理を行って、所望のパターンを形成する。

次に、工程Ｔ０２において、絶縁膜９を形成する。この絶縁膜９は、ＳｉＯ２などの無機膜をスパッタ法などによって成膜しても良いし、また、有機樹脂材料をスピナーなどで塗布しても良い。

次に、工程Ｔ０３において、カラーフィルタを形成する。基板１ｂの全面を覆うようにカラーレジスト（赤）を塗布する。このカラーレジスト（赤）は、顔料によって着色されたアクリル系やエポキシ系などの樹脂材料によって、例えば、２μｍ程度の厚さに形成される。なお、ここでは、露光に伴う光反応で硬化するネガ型のカラーレジスト（赤）によって赤カラーフィルタ７ａを所望の位置に形成する。次に基板１ｂの全面を覆うようにカラーレジスト（緑）を塗布する。このカラーレジスト（緑）は、ネガ型のカラーレジストであり、例えば、２μｍ程度の厚さに形成されている。そして、ネガ型のカラーレジスト（緑）によって緑カラーフィルタ７ｂを所望の位置に形成する。さらに、カラーレジスト（青）を塗布する。このカラーレジスト（青）は、ネガ型のレジストであり、例えば、2μｍ程度の厚さに形成されている。そして、ネガ型のカラーレジスト（青）によって青カラーフィルタ７ｃを所望の位置に形成する。

この結果、図８および図９に示すように、赤カラーフィルタ７ａ、緑カラーフィルタ７ｂ、青カラーフィルタ７ｃのそれぞれが、ストライプ配列を有し形成されている。

次に、工程Ｔ０４において、配向制御突起材料を塗布する。カラーフィルタ７を配置させた基板１ｂの全面を覆うように、配向制御突起材料を塗布する。この配向制御突起材料は、アクリルなどの透明樹脂材料を用いることが好ましい。

次に、工程Ｔ０５において、配向制御突起１１をパターニングする。上述したハーフトーンマスク４００を用いて、露光を行う。上記ハーフトーンマスク４００を用いることにより、カラーフィルタ７上の配向制御突起１１のテーパーを所望の角度にし、最適化を図ることができる。つまり、赤カラーフィルタ７ａ、緑カラーフィルタ７ｂ、青カラーフィルタ７ｃ上に設けられた配向制御突起１１のテーパーの角度を、個々に調節し、液晶分子の初期チルト角の最適化を図ることができる。つまり、本発明は、液晶の持つ波長依存性の影響によって発生するホワイトバランスのずれを、カラーフィルタ７の色ごとに液晶分子の初期チルト角の最適化を図ることにより、液晶表示装置の色味を改善することができる。

そして、工程Ｔ０６において、透明電極（ＩＴＯ）２ｂを形成することにより、図７に示す複数配向分割型垂直配向モードに採用することができるカラーフィルタ基板１００ｂ形成されるのである。

したがって、本発明による配向制御用カラーフィルタ基板１００ｂは、広視野角化液晶表示装置を提供するだけでなく、色味の良い、高画質な液晶表示装置を提供することができる。

尚、カラーフィルタ７または配向制御突起１１と、透明電極２ｂの間には、保護膜が設けられていても良い。ただし、上記保護膜は、配向制御突起層の形状を損なわない薄膜が好ましい。

［他の実施形態］
上記配向制御突起１１の形状は、これに限定されるものではない。つまり、液晶分子の配向状態が、これ以外のものであっても良く、所望の配向状態に応じて、配向制御突起１１の形状が選定されることが望ましい。

［液晶表示パネルの製造方法］
次に、図１に示す液晶表示パネル１００Ａを製造する方法について、図１３を参照して説明する。図１３は、液晶表示パネル１００Ａの製造工程を示すフローチャートである。尚、液晶表示パネル１００Ｂは、ラビング工程を省略できる以外、図１３に示すフローチャートと同様に製造することができる。

まず、上述した方法により、同一層において複数の異なるテーパーを有するオーバーコート膜１０を設けたマルチギャップ用カラーフィルタ基板１００ａが製造される（工程Ｓ１）。さらに、赤カラーフィルタ７ａ、緑カラーフィルタ７ｂ、青カラーフィルタ７ｃ、オーバーコート膜１０の上に透明導電２ｂをスパッタリング法により成膜し、フォトリソグラフィ方式によってパターニングを実施し、透明電極膜２ｂを形成する（工程Ｓ２）。

上記オーバーコート膜１０のテーパーは、複数の異なる角度を有し、この角度は、勾配が大きいテーパーと勾配が小さいテーパーを有している。上記勾配が大きいテーパーは、アクティブエリア内の透過表示領域と反射表示領域の境界部（領域Ｙ）である。上記勾配が大きいテーパーを用いることにより、マルチギャップ方式を採用した半透過反射型液晶表示装置のコントラストを向上することができる。また、上記勾配が小さいテーパーは、電極配線引き回し部分（領域Ｘ）である。上記勾配が小さいテーパーを用いることにより、オーバーコート膜１０上に設けられる透明電極２ｂの配線切れは発生しにくくなり、高品位の液晶表示装置を提供することができる。

その後、透明電極膜２ｂ上に図示しないポリイミド樹脂などからなる配向膜を形成する（工程Ｓ３）。

一方、対向基板１ａを製作し（工程Ｓ４）、同様の方法で透明電極膜２ａを形成し（工程Ｓ５）、さらに透明電極上に図示しない配向膜を形成する（工程Ｓ６）。

そして、シール材３を介して、上記の基板１ａと基板１ｂを貼り合わせて、パネル構造を構成する（工程Ｓ７）。基板１ａと基板１ｂとは、基板間に分散配置された図示しないスペーサーなどによって、ほぼ規定の基板間隔となるように貼り合わせられる。

その後、シール材３の図示しない開口部から液晶４を注入し、シール材の開口部を紫外線硬化性樹脂などの封止材によって封止する（工程Ｓ８）。こうして主要なパネル構造が完成した後に、位相差板や偏光板などを必要に応じてパネル構造の外面上に貼着などの方法によって取り付け（工程Ｓ９）、図１に示すマルチギャップ方式を採用した半透過反射型液晶表示パネル１００Ａが完成する。

［電子機器］
次に、本発明によるカラーフィルタ基板を用いた液晶表示パネル１００Ａ、１００Ｂを、電子機器の表示装置として用いる場合の実施形態について説明する。

図１４は、本実施形態の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、上記の液晶表示パネル１００Ａ、１００Ｂと、これを制御する制御手段１１０を有する。ここでは、液晶表示パネル１００Ａ、１００Ｂを、パネル構造体１０１と、半導体ＩＣなどで構成される駆動回路１０２とに概念的に分けて描いてある。また、制御手段１１０は、表示情報出力源１１１と、表示情報処理回路１１２と、電源回路１１３と、タイミングジェネレータ１１４と、を有する。

表示情報出力源１１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などからなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスクなどからなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ１１４によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの形で表示情報を表示情報処理回路１１２に供給するように構成されている。

表示情報処理回路１１２は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路などの周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫとともに駆動回路１０２へ供給する。駆動回路１０２は、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路１１３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。

次に、本発明に係る液晶表示パネルを適用可能な電子機器の具体例について図１５を参照して説明する。

まず、本発明に係る液晶表示パネルを、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１５（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部７１３とを備えている。

続いて、本発明に係る液晶表示パネルを、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１５（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。

同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部７２４を備える。

なお、本発明に係る液晶表示パネルを適用可能な電子機器としては、図１５（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図１５（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。

［変形例１］
また、本発明の電気光学装置は、パッシブマトリクス型の液晶表示パネルだけではなく、アクティブマトリクス型の液晶表示パネル（例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた液晶表示パネル）にも同様に適用することが可能である。また、液晶表示パネルだけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display などの電界放出表示装置などの各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。

［変形例２］
本発明は、上述したフォトリソマスクを用いる方法以外にも、他の方法として、通常の遮光領域と全透過領域からなるフォトリソマスクを用いて、プロキシミテイ・ギャップおよび露光量の条件の最適化を図り、複数回露光を実施することにより、製造することができる。また、同一マスクにて、プロキシミテイ・ギャップおよび露光量の条件の変更することにより、同一層におけるテーパーの角度を、さらに変更することも可能であるため、低コストにもつながる。

以上のように、本発明の電気光学装置は視認性を向上することができる。

本発明に関する液晶表示パネルの断面図を示す。 本発明のカラーフィルタ基板の平面図を示す。 （ａ）本発明のカラーフィルタ基板の拡大図を示す、（ｂ）本発明のカラーフィルタの斜視図を示す、（ｃ）本発明のカラーフィルタ基板の断面図を示す。 （ａ）本発明に関するフォトリソマスク例を示す、（ｂ）本発明に関するフォトリソマスク例を示す。 本発明のカラーフィルタ基板の製造工程を示す図である。 本発明のカラーフィルタ基板の製造工程を示す図である。 本発明に関する液晶表示パネルの断面図を示す。 本発明のカラーフィルタ基板の平面図を示す。 （ａ）本発明のカラーフィルタ基板の拡大図を示す、（ｂ）本発明のカラーフィルタ基板の断面図を示す、（ｃ）本発明のカラーフィルタ基板の斜視図を示す。 （ａ）本発明に関するフォトリソマスク例を示す、（ｂ）本発明に関するフォトリソマスク例を示す、（ｃ）本発明に関するフォトリソマスク例を示す。 本発明のカラーフィルタ基板の製造工程を示す図である。 本発明のカラーフィルタ基板の製造工程を示す図である。 本発明を適用した液晶表示パネルの製造工程を示す図である。 本発明を適用した液晶表示パネルを利用する電子機器の構成を示す。 本発明を適用した液晶表示パネルを備えた電子機器の例を示す。

符号の説明

１ａ、１ｂ 基板 、 ２ａ、２ｂ 透明電極 、４ 液晶層 、
７ カラーフィルタ 、 ７ａ 赤カラーフィルタ 、
７ｂ 緑カラーフィルタ 、 ７ｃ 緑カラーフィルタ 、
８ 光反射膜 、 ９ 絶縁膜 、
１０ オーバーコート膜 、１１ 配向制御突起 、
１００Ａ、１００Ｂ 液晶表示パネル 、
１００ａ、１００ｂ カラーフィルタ基板 、
２００、３００、４００、５００、６００ フォトリソマスク 、

Claims (7)

1. 一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板上に設けられたオーバーコート層とを備える液晶表示装置であって、
   複数の画素領域からなる表示領域と、前記表示領域の周辺に設けられた周辺領域とを有し、
   前記周辺領域の前記オーバーコート層上には配線が引き回され、
   前記オーバーコート層の前記画素領域に形成されるテーパーの勾配は、前記オーバーコート層の前記周辺領域に形成されるテーパーの勾配よりも大きい
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記画素領域には反射表示領域と透過表示領域が設けられ、
   前記オーバーコート層の前記画素領域に形成されるテーパーは、前記反射表示領域と前記透過表示領域の境界部分に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板上に設けられたオーバーコート層とを備える液晶表示装置の製造方法であって、
   複数の画素領域からなる表示領域と、前記表示領域の周辺に設けられた周辺領域とを形成し、
   前記周辺領域の前記オーバーコート層上に配線を引き回し、
   前記オーバーコート層の前記画素領域に形成されるテーパーの勾配を、前記オーバーコート層の前記周辺領域に形成されるテーパーの勾配よりも大きく形成する
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
4. 前記オーバーコート層を形成する工程は、
   全透過領域、複数の中間透過領域、遮光領域を有するフォトリソマスクを使用することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
5. 前記オーバーコート層を形成する工程は、
   全透過領域及び遮光領域を有するフォトリソマスクを使用し、前記オーバーコート層を複数回にわたり露光してパターニングを実施することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
6. 前記オーバーコート層を形成する工程は、
   回折露光用のフォトリソマスクを使用し、前記オーバーコート層を回折露光してパターニングを実施することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
7. 請求項１または２のいずれか一方に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
   

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