(57)【要約】【課題】フォトマスクを形成用の専用の工程を設けることなく、高さの異なるフォトスペーサーを形成でき、かつ、必要なフォトマスクの枚数を低減できる構造を備えたカラーフィルター及びその製造方法を提供する。【解決手段】カラーフィルター１は、基板４と、ＲＧＢの各色に対応するように配列されるフィルター６〜８と、基板４と対向部材９との間隔を規制するためのフォトスペーサー１１〜１６とを備える。フォトスペーサー１１は、フィルター６と同一材料よりなる着色層と、フィルター８と同一材料よりなる着色層とが積層されて構成されている。フォトスペーサー１２〜１６の各々は、フィルター６〜８のいずれかと同一材料よりなる１つ着色層のみからなる。着色層の層数を変えることによって、フォトスペーサー１１と、これより低いフォトスペーサー１２〜１６とが形成されている。【選択図】図３
2010085746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１〜第３の色の画素にそれぞれ対応する第１〜第３のフィルターと、高さが異なる第１及び第２のスペーサーとを少なくとも有する液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法であって、任意の順序で、
前記第１のフィルターの配列に対応する複数の第１の開口と、前記第１のスペーサーの配列に対応する複数の第２の開口とを有する第１のフォトマスクを用いて、前記基板上に第１の色のフィルター形成用材料をパターニングし、前記第１のフィルターと、前記第１のスペーサーの一部を構成する第１の着色層とを形成する工程と、
前記第１のフォトマスクと同一の開口パターンを有するフォトマスクを用いて、前記基板上に第２の色のフィルター形成用材料をパターニングし、前記第２のフィルターと、前記第２のスペーサーの少なくとも一部を構成する第２の着色層とを形成する工程と、
前記第３のフィルターの配列に対応する複数の第３の開口と、前記第１のスペーサーの配列に対応する複数の第４の開口とを有する第２のフォトマスクを用いて、前記基板上に第３の色のフィルター形成用材料をパターニングし、前記第３のフィルターと、前記第１のスペーサーの一部を構成する第３の着色層とを形成する工程とを備え、
前記第１の着色層と前記第３の着色層とは、互いに重なり合うように形成される、カラーフィルターの製造方法。
【請求項２】
前記カラーフィルターは、前記第１の着色層及び前記第３の着色層が積層された前記第１のスペーサーと、前記第２の着色層のみからなる前記第２のスペーサーと、更に、第４の着色層のみからなる第３のスペーサーとを有し、
前記第２のフォトマスクは、前記第３のスペーサーの配列と対応する複数の第５の開口を有し、
前記第３のフィルターを形成する工程において、前記第３のフィルター及び前記第３の着色層と同時に、前記第４の着色層を更に形成することを特徴とする、請求項１記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項３】
前記カラーフィルターは、前記第１の着色層と、前記第３の着色層と、第４の着色層とが積層された前記第１のスペーサーと、前記第２の着色層を含む前記第２のスペーサーと、第５の着色層のみからなる第３のスペーサーとを有し、
前記第１のフォトマスクは、前記第１の開口を前記第２の色の画素に対応させた場合に、前記第１のスペーサーの配列と対応する複数の第５の開口を更に有し、
前記第１のフィルターを形成する工程において、前記第１のフィルター及び前記第１の着色層と同時に、前記第５の着色層を更に形成し、
前記第２のフィルターを形成する工程において、前記第２のフィルター及び前記第３の着色層と同時に、前記第４の着色層を更に形成することを特徴とする、請求項１記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項４】
前記第２のスペーサーは、前記第２の着色層及び第６の着色層が積層されて構成され、
前記第２のフォトマスクは、前記第２のスペーサーの配列と対応する複数の第６の開口を有し、
前記第２のフィルターを形成する工程において、前記第３のフィルター及び前記第３の着色層と同時に、前記第６の着色層を更に形成することを特徴とする、請求項３記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項５】
基板上に、第１〜第３の色の画素にそれぞれ対応する第１〜第３のフィルターと、高さが異なる第１及び第２のスペーサーとを少なくとも有し、液晶表示装置に用いられるカラーフィルターの製造方法であって、任意の順序で、
前記第１のフィルターの配列に対応する複数の第１の開口を有する第１のフォトマスクを用いて、前記基板上に第１の色のフィルター形成用材料をパターニングし、前記第１のフィルターを形成する工程と、
前記第１のフォトマスクと同一の開口パターンを有するフォトマスクを用いて、前記基板上に第２の色のフィルター形成用材料をパターニングし、前記第２のフィルターを形成する工程と、
前記第３のフィルターの配列に対応する複数の第２の開口と、前記第１のスペーサーの配列に対応する複数の第３の開口と、前記第２のスペーサーの配列に対応する第４の開口を有する第２のフォトマスクを用いて、前記基板上に第３の色のフィルター形成用材料をパターニングし、前記第３のフィルターと、前記第１のスペーサーと、前記第２のスペーサーとを形成する工程とを備え、
前記第３の開口と前記第４の開口とは、光透過率、開口形状、開口面積の少なくとも１つが相違する、カラーフィルターの製造方法。
【請求項６】
液晶表示装置に用いられるカラーフィルターであって、
基板と、
前記基板上において、第１〜第３の色の画素にそれぞれ対応するように配列される第１〜第３のフィルターと、
前記基板とこれに対向して配置される対向部材との間隔を規制し、高さが異なる第１及び第２のスペーサーとを備え、
前記第１のスペーサーは、前記第１のフィルターと同一材料よりなる第１の着色層と、前記第３のフィルターと同一材料よりなる第３の着色層とが積層されて構成され、
前記第２のスペーサーは、第２のフィルターと同一材料よりなる第２の着色層を含む、カラーフィルター。
【請求項７】
前記基板と前記対向部材の間隔を規制し、第１のスペーサーとは高さが異なる第３のスペーサーを更に備え、
前記第１のスペーサーは、前記第１の着色層及び前記第３の着色層のみからなり、
前記第２のスペーサーは、前記第２の着色層のみからなり、
前記第３のスペーサーは、前記第３のフィルターと同一材料よりなる第４の着色層のみからなることを特徴とする、請求項６記載のカラーフィルター。
【請求項８】
前記基板と前記対向部材の間隔を規制し、前記第１のスペーサーとは高さが異なる第３のスペーサーを更に備え、
前記第１のスペーサーは、前記第１の着色層と、前記第３の着色層と、前記第２のフィルターと同一材料よりなる第４の着色層とが積層されて構成され、
前記第３のスペーサーは、前記第２のフィルターと同一材料よりなる第５の着色層のみからなることを特徴とする、請求項６記載のカラーフィルター。
【請求項９】
前記第２のスペーサーは、前記第２の着色層と、前記第３のフィルターと同一材料よりなる第６の着色層とが積層されて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ー。
【請求項１０】
液晶表示装置に用いられるカラーフィルターであって、
基板と、
前記基板上において、第１〜第３の色の画素にそれぞれ対応するように配列される第１〜第３のフィルターと、
前記基板とこれに対向して配置される対向部材との間隔を規制し、高さが異なる第１及び第２のスペーサーとを備え、
前記第１のスペーサー及び前記第２のスペーサーは、前記第３のフィルターと同一材料よりなり、
前記第１のスペーサーと前記第２のスペーサーとは、高さ、または、前記対向部材との接触面積が異なることを特徴とする、カラーフィルター。
【請求項１１】
基板上に、第１〜第３の色の画素にそれぞれ対応する第１〜第３のフィルターと、高さが異なる第１及び第２のスペーサーとを少なくとも有し、液晶表示装置に用いられるカラーフィルターを製造するために用いられる一組のフォトマスクよりなるフォトマスクセットであって、
前記第１のフィルターの配列に対応する複数の第１の開口と、前記第１のスペーサーの配列に対応する複数の第２の開口とを有する第１のフォトマスクと、
前記第３のフィルターの配列に対応する複数の第３の開口と、前記第１のスペーサーの配列に対応する複数の第４の開口とを有する第２のフォトマスクとを備える、フォトマスクセット。
【請求項１２】
前記第２のフォトマスクは、前記第３のスペーサーの配列と対応する複数の第５の開口を更に有することを特徴とする、請求項１１記載のフォトマスクセット。
【請求項１３】
前記第１のフォトマスクは、前記第１の開口を前記第２の色の画素に対応させた場合に、前記第１のスペーサーの配列と対応する複数の第５の開口を更に有することを特徴とする、請求項１１記載のフォトマスクセット。
【請求項１４】
前記第２のフォトマスクは、前記第２のスペーサーの配列と対応する複数の第６の開口を更に有することを特徴とする、請求項１３記載のフォトマスクセット。
【請求項１５】
基板上に、第１〜第３の色の画素にそれぞれ対応する第１〜第３のフィルターと、高さが異なる第１及び第２のスペーサーとを少なくとも有し、液晶表示装置に用いられるカラーフィルターを製造するために用いられる一組のフォトマスクよりなるフォトマスクセットであって、
前記第１のフィルターの配列に対応する複数の第１の開口を有する第１のフォトマスクと、
前記第３のフィルターの配列に対応する複数の第２の開口と、前記第１のスペーサーの配列に対応する複数の第３の開口と、前記第２のスペーサーの配列に対応する第４の開口とを有する第２のフォトマスクとを備え、
前記第３の開口と前記第４の開口とは、光透過率、開口形状、開口面積の少なくとも１つが相違する、フォトマスクセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用のカラーフィルター及びその製造方法、並びに、カラーフィルターの製造に用いられるフォトマスクセットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラーの液晶表示装置に用いられる液晶パネルは、カラーフィルターと、カラーフィルターに対向して配置される基板と、これらの間に封入される液晶分子とを中心に構成されている。
【０００３】
カラーフィルターは、ガラス等の基板上に、格子状のブラックマトリックスと、赤・緑・青の３色に対応するカラーパターンとを設けることによって構成されている。また、カラーフィルターの基板上には、対向する基板との間隔を規制する目的で、所定の高さを有するフォトスペーサーが複数配置される（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
また、カラーフィルターを構成するカラーパターンは、基板上に感光性材料を塗布し、フォトマスクを用いた露光とその後の現像処理によりパターニングするフォトリソグラフィ法によって形成される。また、フォトスペーサーも同様に、フォトスペーサー形成用の感光性材料及びフォトマスクを用いて、フォトリソグラフィ法によって形成される。
【特許文献１】特開２００５−９１８５３号公報
【特許文献２】特開２００８−２０７３２号公報
【特許文献３】特開平７−３１８９５０号公報
【特許文献４】特開平１０−１２３５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、液晶表示装置の大型化及び高精細化が進展するにつれて、カラーフィルターの製造用フォトマスクにもまた大型化や高い精度が要求されている。フォトマスクは、超微細加工技術を用いて製造されるため、大型かつ高精細な液晶表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられるフォトマスクは、非常に高価なものとなっている。
【０００６】
一般に、カラーフィルターの基板上に赤・緑・青の３色のカラーパターンを形成する場合、感光性材料の塗布、フォトマスクを用いた露光、現像及びベーキングの各処理を含む工程を各色毎に行う。したがって、一般的なカラーフィルターの製造方法では、各色の画素配置に応じた開口パターンを有する３種類のフォトマスクが最低限必要となる。これに加えて、万一のフォトマスクの破損やフォトマスクの洗浄作業に備えて、赤・緑・青の各色毎に予備のフォトマスクを用意すると、実際には６枚のフォトマスクが必要となり、フォトマスクに要するコストが極めて高くなる。特に、カラーパターン形成用のフォトマスクの他に、フォトスペーサー形成用のフォトマスクを用いた別段の工程を設ける場合には、更なるコスト増を招く。
【０００７】
また、一対の基板間に配置されるフォトスペーサーは、液晶分子が封入される隙間を規定するためのものではあるが、基板に加わる加重を分散させて、基板の塑性変形や破壊を防ぐために、基板上には高さの異なる複数種類のフォトスペーサーが分散して配置されることが好ましい。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、フォトマスクを形成用の専用の工程を設けることなく、高さの異なるフォトスペーサーを形成することができ、かつ、必要なフォトマスクの枚数を低減できるカラーフィルターの製造方法及びフォトマスクを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、このような製造方法を可能とする構造を有するカラーフィルターを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るカラーフィルターの製造方法は、基板上に、第１〜第３の色の画素にそれぞれ対応する第１〜第３のフィルターと、高さが異なる第１及び第２のスペーサーとを少なくとも有する液晶表示装置用カラーフィルターを製造するためのものである。
【００１１】
本発明に係る製造方法は、任意の順序で、第１のフィルターの配列に対応する複数の第１の開口と、第１のスペーサーの配列に対応する複数の第２の開口とを有する第１のフォトマスクを用いて、基板上に第１の色のフィルター形成用材料をパターニングし、第１のフィルターと、第１のスペーサーの一部を構成する第１の着色層とを形成する工程と、第１のフォトマスクと同一の開口パターンを有するフォトマスクを用いて、基板上に第２の色のフィルター形成用材料をパターニングし、第２のフィルターと、第２のスペーサーの少なくとも一部を構成する第２の着色層とを形成する工程と、第３のフィルターの配列に対応する複数の第３の開口と、第１のスペーサーの配列に対応する複数の第４の開口とを有する第２のフォトマスクを用いて、基板上に第３の色のフィルター形成用材料をパターニングし、第３のフィルターと、第１のスペーサーの一部を構成する第３の着色層とを形成する工程とを備えていても良い。この場合、第１の着色層と第３の着色層とは、互いに重なり合うように形成される。
【００１２】
あるいは、本発明に係る製造方法は、任意の順序で、第１のフィルターの配列に対応する複数の第１の開口を有する第１のフォトマスクを用いて、基板上に第１の色のフィルター形成用材料をパターニングし、第１のフィルターを形成する工程と、第１のフォトマスクと同一の開口パターンを有するフォトマスクを用いて、基板上に第２の色のフィルター形成用材料をパターニングし、第２のフィルターを形成する工程と、第３のフィルターの配列に対応する複数の第２の開口と、第１のスペーサーの配列に対応する複数の第３の開口と、第２のスペーサーの配列に対応する第４の開口を有する第２のフォトマスクを用いて、基板上に第３の色のフィルター形成用材料をパターニングし、第３のフィルターと、第１のスペーサーと、第２のスペーサーとを形成する工程とを備えていても良い。この場合、第３の開口と第４の開口とは、光透過率、開口形状、開口面積の少なくとも１つが相違する。
【００１３】
本発明に係るカラーフィルターは、基板と、基板上において、第１〜第３の色の画素にそれぞれ対応するように配列される第１〜第３のフィルターと、基板とこれに対向して配置される対向部材との間隔を規制し、高さが異なる第１及び第２のスペーサーとを備えるものである。
【００１４】
第１のスペーサーは、第１のフィルターと同一材料よりなる第１の着色層と、第３のフィルターと同一材料よりなる第３の着色層とが積層されて構成され、第２のスペーサーは、第２のフィルターと同一材料よりなる第２の着色層を含む。
【００１５】
あるいは、第１のスペーサー及び第２のスペーサーは、第３のフィルターと同一材料よりなり、第１のスペーサーと第２のスペーサーとは、高さ、または、対向部材との接触面積が異なっていても良い。
【００１６】
また、本発明に係るフォトマスクセットは、上記のカラーフィルターの製造に用いられるものであって、第１のフィルターの配列に対応する複数の第１の開口と、第１のスペーサーの配列に対応する複数の第２の開口とを有する第１のフォトマスクと、第３のフィルターの配列に対応する複数の第３の開口と、第１のスペーサーの配列に対応する複数の第４の開口とを有する第２のフォトマスクとを備える。
【００１７】
あるいは、本発明に係るフォトマスクセットは、第１のフィルターの配列に対応する複数の第１の開口を有する第１のフォトマスクと、第３のフィルターの配列に対応する複数の第２の開口と、第１のスペーサーの配列に対応する複数の第３の開口と、第２のスペーサーの配列に対応する第４の開口とを有する第２のフォトマスクとを備えていても良い。この場合、第３の開口と第４の開口とは、光透過率、開口形状、開口面積の少なくとも１つが相違する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、１つの開口パターンを２色のフィルターの形成に共通化しつつ、フィルターと同一材料を用いて、高さの異なる複数のフォトスペーサーを作り分けることが可能となり、カラーフィルターの製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の各実施形態について説明する。以下では、説明を容易にするために、カラーフィルターが赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の３原色のパターンで構成される例について説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルターの一部を示す平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩラインに沿った断面図であり、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩラインに沿った断面図である。
【００２１】
カラーフィルター１は、ガラス等の基板４と、ブラックマトリックス５（右上がりのハッチングを付した部分）と、第１〜第３の色（赤・緑・青）の画素にそれぞれ対応するフィルター６〜８と、フォトスペーサー１１〜１６とを備えている。本実施形態に係るカラーフィルター１は、行方向に連続する６つのフィルター６〜８と、これらの画素に隣接して配置されるフォトスペーサー１１〜１６とを含む部分を構成単位とし、当該構成単位の繰り返しによって構成されている。
【００２２】
ブラックマトリックス５は、黒色の顔料等を含む材料を用いて基板４上に格子状に形成され、画素の形成領域を区画する。ブラックマトリックス５は、図示しないバックライトからの光漏れや、混色を防止するために設けられるものであり、フォトリソグラフィ法によって形成される。
【００２３】
フィルター６〜８は、各色の顔料等を含む材料よりなり、ブラックマトリックス５によって区画された基板４上の各画素領域（すなわち、ブラックマトリックス５の開口部分）と、当該画素領域を囲むブラックマトリックス５の一部とを覆うように形成されている。フィルター６〜８は、同一形状を有し、基板４上に行方向（図１における左右方向）及び列方向（図１における上下方向）にそれぞれ所定の間隔を空けて二次元状に配列されている。図１の例では、フィルター６、７及び８は、Ｒ、Ｇ及びＢの各色にそれぞれ対応しており、図１における右方向に向かって、ＲＧＢの順に繰り返し配列されている。
【００２４】
フォトスペーサー１１〜１６は、カラーフィルター１の基板４と、これに対向するように配置される対向部材９との間隔を規制するために、ブラックマトリックス５の表面に配置されている。本実施形態においては、フォトスペーサー１１〜１６は、隣接する画素行の間において、一定間隔（１画素分のピッチ）を空けて、画素列に沿う直線状に整列している。尚、対向部材９は、基板４と共に液晶セルを構成する基板等（例えば、ＴＦＴ側基板）が該当し、基板４と対向部材９との間の空間には、液晶パネルの組み立て工程において、液晶分子が封入される。
【００２５】
フォトスペーサー１１は、フィルター６と同一材料を用いてブラックマトリックス５の表面に形成された着色層１２１と、フィルター８と同一材料により形成され、着色層１２１上に積層された着色層１２３とから構成されている。
【００２６】
一方、フォトスペーサー１２〜１６は、フィルター６〜８のいずれかと同一材料により形成された１層の着色層のみからなる。例えば、フォトスペーサー１２は、フィルター７と同一材料を用いて、ブラックマトリックス５の表面に形成された着色層１２２により構成され、フォトスペーサー１３は、フィルター８と同一材料を用いて、ブラックマトリックス５の表面に形成された着色層１２４により構成されている。同様に、フォトスペーサー１４、１５及び１６は、着色層１２５、１２６及び１２７によってそれぞれ構成されている。
【００２７】
図３に示されるように、フォトスペーサー１２〜１６の上端のレベルは、フォトスペーサー１１の上端のレベルより低くなるように設定されている。このように構成することによって、パネルに圧力が加えられた時に、フォトスペーサー１１とフォトスペーサー１２〜１６との高さの差に応じて、基板４や対向部材９の撓みを許容し、基板４や対向部材９の変形や破壊を防止することが可能となる。より特定的には、本実施形態に係るカラーフィルター１では、フォトスペーサー１１を構成する着色層の数と、フォトスペーサー１２〜１６の各々を構成する着色層の数とを変えることによって、高さの差が設定されている。
【００２８】
尚、以下の説明では、基板４と対向部材９との間隔の最大値を規定するために設けられるフォトスペーサー１１を「メインＰＳ」といい、メインＰＳより高さが低く、パネルの塑性変形を許容するフォトスペーサー１２〜１６を「サブＰＳ」という。
【００２９】
また、図１及び３には、メインＰＳ１１の上端と対向部材９とが接した状態が図示されているが、ブラックマトリックス５、フィルター６〜７、メインＰＳ１１及びサブＰＳ１２〜１６の表面を覆うように形成した透明薄膜や保護膜等が更に形成される場合もある。
【００３０】
以下、本実施形態に係るカラーフィルター１の製造方法について説明する。
【００３１】
図４は、図１に示されるカラーフィルターの製造に用いられるフォトマスクセットの一部を示す平面図であり、フォトマスクに形成された開口と、図１に示したカラーフィルター１の各部とを対応させて示したものである。
【００３２】
図４において、右下がりのハッチングを付した領域は、感光性材料の露光時に光が透過しない部分を表す。実線で示した白抜きの領域（１１１〜１１７）は、露光時に用いられる所定波長の光の少なくとも一部を透過可能な開口を表し、白抜きの領域に付された記号Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＰＳ１１〜ＰＳ１６は、各開口に対応する位置に形成されるフィルターまたはフォトスペーサーを表す。また、破線は、カラーフィルターの各部のうち、フォトマスクに形成された開口と対応しないも部分の形成位置を表している。
【００３３】
尚、図４では、図示の都合上、各フォトマスクの一部のみを示しているが、実際には、カラーフィルターの構成単位、すなわち、行方向に連続する６画素及びこれらの画素に沿って整列する６つのフォトスペーサーに対応する領域の繰り返しパターンによって各フォトマスクが構成されている。
【００３４】
本実施形態に係る製造方法においては、３色のフィルター形成用材料をパターニングするために、同一の開口パターンを有するフォトマスク１４１ａ及び１４１ｂと、フォトマスク１４１ａとは異なる開口パターンを有するフォトマスク１４２との組み合わせよりなるフォトマスクセットが用いられる。
【００３５】
フォトマスク１４１ａは、図４（ａ）に示すように、第１色目（例えば、赤）のフィルター６の配列に対応する開口１１１と、メインＰＳ１１に対応する開口１１２と、サブＰＳ１４に対応する開口１１６とを有している。ここで、「第ｎ色目のフィルターの配列に対応する開口」とは、形成されるフィルターと同一または相似の平面形状を有し、第ｎ色目のフィルター配列の相対的な位置関係と同じ位置関係となるように配列された開口を意味する。また、「メインＰＳ（サブＰＳ）に対応する開口」とは、メインＰＳ（サブＰＳ）を構成するいずれかの着色層と同一または相似の平面形状を有し、第ｎ色目のフィルター形成時に、開口の像がメインＰＳ（サブＰＳ）の形成領域の少なくとも一部と重なるように配置される開口を意味する。
【００３６】
開口１１１、１１２及び１１６は、フィルター６、メインＰＳ１１及びサブＰＳ１４の相対的な位置関係と同一の位置関係となるように配列されている。したがって、開口１１１をフィルター６の形成領域に対応させた場合、開口１１１の像がメインＰＳ１１の形成領域と重なり、開口１１６の像がサブＰＳ１４の形成領域と重なる。
【００３７】
また、フォトマスク１４１ａに形成された開口１１１、１１２及び１１６は、図１のフィルター７、サブＰＳ１２及びサブＰＳ１５の相対的な位置関係と同一の位置関係となるように配列されている。したがって、図４（ｂ）に示すように、開口１１１を第２色目（例えば、緑）のフィルター７の形成領域に対応させた場合、開口１１２の像がサブＰＳ１２の形成領域と重なり、かつ、開口１１６の像がサブＰＳ１５の形成領域と重なる。
【００３８】
一方、フォトマスク１４２は、第３色目（例えば、青）のフィルター８の配列に対応する開口１１３と、メインＰＳ１１に対応する開口１１４と、サブＰＳ１３に対応する開口１１５と、サブＰＳ１６に対応する開口１１７とを有している。開口１１３、１１４、１１５及び１１７は、フィルター８、メインＰＳ１１、サブＰＳ１３及び１６の相対的な位置関係と同一の位置関係となるように配列されている。また、本実施形態では、開口１１４は、開口１１２と相似形であり、かつ、開口１１４の面積は、開口１１２の面積より小さくなるように設定されている。したがって、図４（ｃ）に示すように、開口１１４をフィルター８の形成領域に対応させた場合、開口１１４の像がメインＰＳ１１の形成領域の中央部分と重なり、開口１１５の像がサブＰＳ１３の形成領域と重なり、更に開口１１７の像がサブＰＳ１６の形成領域と重なる。
【００３９】
尚、本実施形態においては、メインＰＳ１１、サブＰＳ１２及び１３が、第１、第２及び第３のフォトスペーサーにそれぞれ相当する。また、開口１１１、１１２、１１３、１１４及び１１５が、第１、第２、第３、第４及び第５の開口にそれぞれ相当する。更に、着色層１２１、１２２、１２３及び１２４が、第１、第２、第３及び第４の着色層にそれぞれ相当する。
【００４０】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルターの製造工程を模式的に示す工程図である。図５の左側の列は図２に示した画素部分の断面に対応し、右側の列は図３に示したフォトスペーサー部分の断面に対応する。図５においては、説明を容易にするために、形成されたカラーフィルターの各部とフォトマスクとを、１対１の寸法比で示している。
【００４１】
まず、図５（ａ）に示すように、フォトマスク１４１ａ（図４（ａ））を用いて、基板４上に第１色目（例えば、赤）のフィルター形成用材料をパターニングし、カラーフィルター６と、メインＰＳ１１の一部を構成する着色層１２１とを形成する。
【００４２】
より詳細には、表面にブラックマトリックス５が形成された基板４上に、第１色目のカラーレジストを塗布し、カラーレジストを乾燥させる。続いて、フォトマスク１４１ａを基板４と対向するように配置し、開口１１１及び１１２をそれぞれフィルター６及びメインＰＳ１１の形成位置に対応させる。所定の波長の光を照射して各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光させた後、現像処理及びベーキングを行うことにより基板４上に残存したカラーレジストを硬化させると、基板４上にフィルター６及び着色層１２１が形成される。また、本実施形態に係るフォトマスク１４１ａには、開口１１６が形成されているため、カラーフィルター６及び着色層１２１と同時に、開口１１６に対応する位置にサブＰＳ１４となる着色層１２５が形成される。
【００４３】
次に、図５（ｂ）に示すように、フォトマスク１４１ａと同一の開口パターンを有するフォトマスク１４１ｂ（図４（ｂ））を用いて、基板４上に第２色目（例えば、緑）のフィルター形成用材料をパターニングし、フィルター７と、サブＰＳ１２を構成する着色層１２２とを形成する。
【００４４】
より詳細には、フィルター６が形成された基板４上に、第２色目のカラーレジストを塗布し、カラーレジストを乾燥させる。続いて、フォトマスク１４１ｂを基板４と対向するように配置し、開口１１１をフィルター７の形成位置に対応させる。各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光させた後、現像処理及びベーキングを行って基板４上に残存した第２色目のカラーレジストを硬化させると、フィルター７と同時に、着色層１２２が開口１１２と対応する位置に形成される。また、開口１１６に対応する位置には、サブＰＳ１５となる着色層１２６が形成される。
【００４５】
次に、図５（ｃ）に示すように、フォトマスク１４２（図４（ｃ））を用いて、基板４上に第３色目（例えば、青）のフィルター形成用材料をパターニングし、フィルター８と、メインＰＳ１１の一部を構成する着色層１２３とを形成する。
【００４６】
より詳細には、フィルター７が形成された基板４上に、第３色目のカラーレジストを塗布し、カラーレジストを乾燥させる。続いて、フォトマスク１４２を基板と対向するように配置し、開口１１３及び１１４をそれぞれフィルター８及びメインＰＳ１１の形成位置に対応させる。各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光させた後、現像処理及びベーキングを行って基板４上に残存した第３色目のカラーレジストを硬化させると、フィルター８と同時に、着色層１２３が開口１１４に対応する位置に形成される。図５（ａ）で示したように、メインＰＳ１１の形成位置には、既にフィルター６と同一材料で着色層１２１が形成されているので、着色層１２１の上面に着色層１２３が積層されて、メインＰＳ１１が形成される。また、本実施形態に係るフォトマスク１４２には、開口１１５及び１１７が形成されているので、カラーフィルター８及び着色層１２３と同時に、開口１１５に対応する位置にサブＰＳ１３となる着色層１２４が形成され、開口１１７に対応する位置にサブＰＳ１６となる着色層１２７が形成される。
【００４７】
上記の各工程を経ることで、カラーフィルター１が製造される。尚、カラーフィルター１の画面サイズより、フォトマスクで形成されるフィルター領域のサイズが小さい場合には、各工程においてフォトマスクを移動させながら繰り返し露光処理を行う。
【００４８】
本実施形態においては、同一の開口パターンを有するフォトマスク１４１ａ及び１４１ｂを用いて、第１色目のフィルター６及び第２色目のフィルター７を形成し、フォトマスク１４１ａとは異なる開口パターンを有するフォトマスク１４２を用いて３色目のフィルター８を形成する。フォトマスク１４１ａ及び１４２には、各々の使用時にメインＰＳ１１の形成領域と重なる像を形成する開口１１２及び１１４がそれぞれ設けられている。したがって、フォトマスク１４１ａ及び１４２の使用順序にかかわらず、メインＰＳ１１の形成領域上には、２つの着色層１２１及び１２３が積層された状態で形成される。
【００４９】
一方、フィルター７の形成時には、フォトマスク１４１ａと同一の開口パターンを有するフォトマスク１４１ｂを、フィルター６の形成時における第１のフォトマスク１４１ａの位置に対して、（３ｋ−２）画素（ｋは任意の整数）に対応する距離だけずらした位置に配置する。この結果、フォトマスク１４１ｂの開口１１２は、メインＰＳ１１の形成位置から（３ｋ−２）画素に分だけ離れた、サブＰＳ１２の形成位置に像を形成することになる。これに対し、フォトマスク１４２には、その使用時にサブＰＳ１２の形成領域と重なる像を形成する開口が設けられていないので、サブＰＳ１２は、フォトマスク１４１ｂの開口１１２の像に対応する着色層１２２のみから構成される。
【００５０】
開口１１２、１１４の形成位置をこのように設定することによって、層数の違いによって高さを変えたメインＰＳ１１及びサブＰＳ１２を形成することができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態に係るカラーフィルターの製造方法では、２色のフィルター６及び７の形成に同一の開口パターンを有するフォトマスク１４１ａ及び１４１ｂを使用するので、カラーフィルターの製造時に用意する予備のフォトマスクを共通化でき、必要なフォトマスクの総数を低減することが可能となる。
【００５２】
具体的には、図５で示したように、フィルター６、７及び８の形成工程で、フォトマスク１４１ａ、１４１ｂ及び１４２の３枚を使用する場合、フォトマスク１４１ａ及び１４１ｂに対して１枚の予備フォトマスクと、フォトマスク１４２に対して１枚の予備フォトマスクとを用意すれば良いので、合計５枚のフォトマスクが必要となる。これに対して、従来のように、フィルター６〜８の形成にパターンの異なる３種類のフォトマスクを用いる場合には、当該フォトマスクの各々に対して１枚ずつ予備フォトマスクを用意する必要があるので、合計６枚のフォトマスクが必要である。したがって、本実施形態に係る製造方法によれば、従来の製造方法と比べて、少なくとも１枚のフォトマスクを削減でき、カラーフィルターの製造コストの低減を実現できる。
【００５３】
また、本実施形態に係る製造方法では、フィルター６〜８と同じ工程で形成される着色層１２１〜１２７によって、フォトスペーサー１１〜１６を構成できるため、フォトスペーサーを形成するための専用の工程も不要である。これに加え、フォトマスク１４１ａに形成する開口の数及び位置と、フォトマスク１４２に形成する開口の数及び位置とを適宜組み合わせることによって、ブラックマトリックス５の表面に形成される着色層の数と積層数とを変化させることができる。したがって、本実施形態に係る製造方法によれば、フォトマスク１４１ａの開口パターンを２色で共通化しつつ、フィルター６〜８と同一材料を用いて、様々な層数及び高さを有するフォトスペーサー１１〜１６を形成することが可能となる。
【００５４】
尚、本実施の形態では、サブＰＳ１３〜１６を形成するために、フォトマスクセットに開口１１５〜１１７が設けられているが、これらの開口１１５〜１１７のない開口パターンを用いても良い。フォトマスクセットには、少なくとも開口１１２及び１１４が設けられていれば、高さの異なるメインＰＳ１１及びサブＰＳ１２を形成することは可能である。
【００５５】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルターの一部を示す平面図であり、図７は、図１のＶＩＩ−ＶＩＩラインに沿った断面図であり、図８は、図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩラインに沿った断面図である。
【００５６】
本実施形態に係るカラーフィルター２は、基板４と、基板４上に形成されたブラックマトリックス５と、行列上に配列されるフィルター６〜８と、基板４と対向部材９との間隔を規制するフォトスペーサー２１〜２３とを備えている。本実施形態に係るカラーフィルター２は、行方向に連続する３つのフィルター６〜８と、これらの画素に隣接して配置されるフォトスペーサー２１〜２３とを含む部分を構成単位とし、当該構成単位の繰り返しによって構成されている。尚、基板４、ブラックマトリックス５及びフィルター６〜８は、第１の実施形態で説明したものと同様であるので、ここでの繰り返しの説明を省略する。
【００５７】
フォトスペーサー（ＰＳ）２１〜２３は、第１の実施形態と同様に、基板４と対向部材９との間隔を規制するために、画素列に沿うようにブラックマトリックス５の表面に配列されている。ただし、第１の実施形態においては、２層の着色層からなるメインＰＳ１１と１層の着色層からなるサブＰＳ１２〜１６とが設けられていたのに対し、本実施形態では、３層の着色層からなるメインＰＳ２１と、２層の着色層からなるサブＰＳ２２と、１層の着色層からなるサブＰＳ２３とが設けられている。
【００５８】
より詳細には、メインＰＳ２１は、フィルター６と同一材料よりなり、ブラックマトリックス５の表面に形成された着色層２２１と、フィルター７と同一材料よりなり、着色層２２１の上面に積層された着色層２２４と、フィルター８と同一材料よりなり、着色層２２４の上面に積層された着色層２２３とから構成されている。
【００５９】
サブＰＳ２２は、フィルター６と同一材料よりなり、ブラックマトリックス５の表面に形成された着色層２２２と、フィルター８と同一材料よりなり、着色層２２２の上面に積層された着色層２２６とから構成されている。
【００６０】
サブＰＳ２３は、フィルター６と同一材料よりなり、ブラックマトリックス５の表面に形成された着色層２２５のみで構成されている。
【００６１】
このように、本実施形態においては、メインＰＳ２１、サブＰＳ２２及び２３のそれぞれを構成する着色層の数を変えることによって、メインＰＳ２１の上端のレベルがサブＰＳ２２の上端のレベルより高く、かつ、サブＰＳ２２の上端のレベルがサブＰＳ２３の上端のレベルより高くなるように設定されている。
【００６２】
以下、本実施形態に係るカラーフィルター２の製造方法について説明する。
【００６３】
図９は、図６に示されるカラーフィルターの製造に用いられるフォトマスクセットの一部を示す平面図である。
【００６４】
図９において、右下がりのハッチングを付した領域は、感光性材料の露光時に光が透過しない部分を表す。実線で示した白抜きの領域（２１１〜２１６）は、露光時に用いられる光の少なくとも一部を透過可能な開口を表し、白抜きの領域に付された記号Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＰＳ２１〜ＰＳ２３は、各開口に対応する位置に形成されるフィルターまたはフォトスペーサーを表す。また、破線は、カラーフィルターの各部のうち、フォトマスクに形成された開口と対応しない部分の形成位置を表している。
【００６５】
尚、図９では、図示の都合上、各フォトマスクの一部のみを示しているが、実際には、カラーフィルターの構成単位、すなわち、行方向に連続する３画素及びこれらの画素に沿って整列する３つのフォトスペーサーに対応する領域の繰り返しパターンによって各フォトマスクが構成されている。
【００６６】
フォトマスク２４１ａは、図９（ａ）に示すように、第１色目（例えば、赤）のフィルター６の配列に対応する開口２１１と、メインＰＳ２１に対応する開口２１２と、サブＰＳ２３に対応する開口２１５とを有している。開口２１１、２１２及び２１６は、フィルター６、メインＰＳ２１及びサブＰＳ２３の相対的な位置関係と同一の位置関係となるように配列されている。したがって、開口２１１をフィルター６の形成領域に対応させた場合、開口２１２の像がメインＰＳ２１の形成領域と重なり、開口２１５の像がサブＰＳ２３の形成領域と重なる。
【００６７】
また、フォトマスク２４１ａに形成された開口２１１、２１５及び２１５は、図６のフィルター７、メインＰＳ２１及びサブＰＳ２２の相対的な位置関係と同一の位置関係となるように配列されている。更に、本実施形態では、開口２１５は、開口２１２と相似形であり、かつ、開口２１５の面積は、開口２１５の面積より小さくなるように設定されている。したがって、図９（ｂ）に示すように、開口２１１をフィルター７の形成領域に対応させた場合、開口２１５の像がメインＰＳ２１の形成領域の中央部分と重なり、開口２１２の像がサブＰＳ２２の形成領域と重なる。
【００６８】
一方、フォトマスク２４２は、第３色目（例えば、青）のフィルター８の配列に対応する開口２１３と、メインＰＳ２１に対応する開口２１４と、サブＰＳ２２に対応する開口２１６とを有している。開口２１３、２１４及び２１６は、フィルター８、メインＰＳ２１及びサブＰＳ２２の相対的な位置関係と同一の位置関係となるように配列されている。また、本実施形態では、開口２１４は、開口２１５（図９（ｂ））と相似形であり、かつ、開口２１４の面積は、開口２１５の面積より小さくなるように設定されている。したがって、図９（ｃ）に示すように、開口２１３をフィルター８の形成領域に対応させた場合、開口２１４の像がメインＰＳ２１の形成領域の中央部分と重なる。同様に、開口２１６は、開口２１２（図９（ｂ））と相似形であり、かつ、開口２１６の面積は、開口２１２の面積より小さくなるように設定されている。したがって、開口２１３をフィルター８の形成領域に対応させた場合、開口２１６の像がサブＰＳ２２の形成領域の中央部分と重なる。
【００６９】
尚、本実施形態においては、メインＰＳ２１、サブＰＳ２２及び２３が、第１、第２及び第３のフォトスペーサーにそれぞれ相当する。また、開口２１１、２１２、２１３、２１４、２１５及び２１６が、第１、第２、第３、第４、第５及び第６の開口にそれぞれ相当する。更に、着色層２２１、２２２、２２３、２２４、２２５及び２２６が、第１、第２、第３、第４、第５及び第６の着色層にそれぞれ相当する。
【００７０】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルターの製造工程を模式的に示す工程図である。図１０の左側の列は図７に示した画素部分の断面に対応し、右側の列は図８に示したフォトスペーサー部分の断面に対応する。図１０においては、説明を容易にするために、形成されたカラーフィルターの各部とフォトマスクとを、１対１の寸法比で示している。
【００７１】
まず、図１０（ａ）に示すように、フォトマスク２４１ａ（図９（ａ））を用いて、基板４上に第１色目（例えば、赤）のフィルター形成用材料をパターニングし、カラーフィルター６と、メインＰＳ２１の一部を構成する着色層２２１と、サブＰＳ２３を構成する着色層２２５とを形成する。
【００７２】
より詳細には、表面にブラックマトリックス５が形成された基板４上に、第１色目のカラーレジストを塗布し、カラーレジストを乾燥させる。続いて、フォトマスク２４１ａを基板４と対向するように配置し、開口２１１及び２１２をそれぞれフィルター６及びメインＰＳ２１の形成領域に対応させる。所定の波長の光を照射して各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光させた後、現像処理及びベーキングを行うことにより基板４上に残存したカラーレジストを硬化させると、基板４上にフィルター６と同時に、開口２１２に対応する位置に着色層２２１が形成される。また、開口２１５に対応する位置には、着色層２２５が形成される。
【００７３】
次に、図１０（ｂ）に示すように、フォトマスク２４１ａと同一の開口パターンを有するフォトマスク２４１ｂ（図９（ｂ））を用いて、基板４上に第２色目（例えば、緑）のフィルター形成用材料をパターニングし、フィルター７と、メインＰＳ２１の一部を構成する着色層２２４と、サブＰＳ２２の一部を構成する着色層２２２とを形成する。
【００７４】
より詳細には、フィルター６が形成された基板４上に、第２色目のカラーレジストを塗布し、カラーレジストを乾燥させる。続いて、フォトマスク２４１ｂを基板４と対向するように配置し、開口２１１、２１５及び２１２をそれぞれフィルター７、メインＰＳ２１及びサブＰＳ２２の形成位置に対応させる。各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光させた後、現像処理及びベーキングを行って基板４上に残存した第２色目のカラーレジストを硬化させると、フィルター７と同時に、着色層２２４が開口２１５と対応する位置に形成される。図１０（ａ）で示したように、メインＰＳ２１の形成位置には、既に着色層２２１が形成されているので、この工程で形成された着色層２２４が着色層２２１の上に積層された状態となる。また、開口２１２に対応する位置には、サブＰＳ２２の一部となる着色層２２２が形成される。
【００７５】
次に、図１０（ｃ）に示すように、フォトマスク２４２（図９（ｃ））を用いて、基板４上に第３色目（例えば、青）のフィルター形成用材料をパターニングし、フィルター８と、メインＰＳ２１の一部を構成する着色層２２３と、サブＰＳ２２の一部を構成する着色層２２６とを形成する。
【００７６】
より詳細には、フィルター７が形成された基板４上に、第３色目のカラーレジストを塗布し、カラーレジストを乾燥させる。続いて、フォトマスク２４２を基板４と対向するように配置し、開口２１３、２１４及び２１６をそれぞれフィルター８、メインＰＳ２１及びサブＰＳ２２の形成位置に対応させる。各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光させた後、現像処理及びベーキングを行って基板４上に残存した第３色目のカラーレジストを硬化させると、フィルター８と同時に、着色層２２３が開口１１４に対応する位置に形成される。また、開口２１６に対応する位置には、サブＰ２２の一部となる着色層２２６が形成される。
【００７７】
図１０（ｂ）に示されるように、メインＰＳ２１の形成位置には既に着色層２２１及び２２４が積層されており、サブＰＳ２２の形成位置には着色層２２２が形成されている。したがって、着色層２２３及び２２６は、それぞれ着色層２２４及び２２２の上面に積層され、３層のメインＰＳ２１と２層のサブＰＳ２２とが形成される。
【００７８】
上記の各工程を経ることで、カラーフィルター２が製造される。尚、カラーフィルター２の画面サイズより、フォトマスクで形成されるフィルター領域のサイズが小さい場合には、各工程においてフォトマスクを移動させながら繰り返し露光処理を行う。
【００７９】
本実施の形態においても、同一の開口パターンを有するフォトマスク２４１ａ及び２４１ｂを用いて、第１色目のフィルター６及び第２色目のフィルター７を形成し、フォトマスク２４１ａとは異なる開口パターンを有するフォトマスク２４２を用いて３色目のフィルター８を形成する。フォトマスク２４１ａ（２４１ｂ）及び２４２には、各々の使用時にメインＰＳ２１の形成領域と重なる像を形成する開口２１２、２１４及び２１５が設けられているため、フォトマスク２４１ａ、２４１ｂ及び２４２の使用順序にかかわらず、メインＰＳ２１の形成領域上には、３つの着色層２２１、２２４及び２２３が積層される。
【００８０】
また、フォトマスク２４１ａ（２４１ｂ）及び２４２には、各々の使用時にサブＰＳ２２の形成領域と重なる像を形成する開口２１２及び２１６が設けられ、フォトマスク２４２には、使用時にサブＰＳ２３の形成領域と重なる像を形成する開口２１５が設けられている。したがって、フォトマスク２４１ａ、２４１ｂ及び２４２の使用順序にかかわらず、サブＰＳ２２の形成領域上には２つの着色層２２２及び２２６が積層され、サブＰＳ２３の形成領域上には１つの着色層２２５が形成される。
【００８１】
開口２１２及び２１４〜２１６を上記のように形成することによって、層数の違いによって高さを変えたメインＰＳ２１、サブＰＳ２２及び２３を形成することができる。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態に係るカラーフィルターの製造方法によっても、フォトマスク２４１ａの開口パターンを２色で共通化しつつ、フィルター６〜８と同一材料を用いて、様々な層数及び高さを有するフォトスペーサー２１〜２３を形成することが可能となる。したがって、従来の製造方法と比べて予備フォトマスクの必要数を削減でき、かつ、フォトスペーサー２１〜２３を形成するための専用の工程も不要となるので、製造コストを低減することが可能となる。
【００８３】
尚、本実施の形態では、フォトマスクセットに開口２１６が設けられているが、この開口２１６のない開口パターンを用いても良い。開口２１６が設けられていない場合、３層の着色層からなるメインＰＳ２１と、１層の着色層のみからなるサブＰＳ２２及び２３が形成されるので、メインＰＳ２１とサブＰＳ２２及び２３との高さを変えることは可能である。
【００８４】
（第３の実施形態）
図１１は、本発明の第３の実施形態に係るカラーフィルターの一部を示す平面図であり、図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩラインに沿った断面図であり、図１３は、図１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩラインに沿った断面図である。
【００８５】
本実施形態に係るカラーフィルター３は、基板４と、基板４上に形成されたブラックマトリックス５と、行列上に配列されるフィルター６〜８と、基板４と対向部材９との間隔を規制するフォトスペーサー３１〜３３とを備えている。本実施形態に係るカラーフィルター２は、行方向に連続する６つのフィルター６〜８と、これらの画素に隣接して配置されるフォトスペーサー３１〜３３とを含む部分を構成単位とし、当該構成単位の繰り返しによって構成されている。尚、基板４、ブラックマトリックス５及びフィルター６〜８は、第１の実施形態で説明したものと同様であるので、ここでの繰り返しの説明を省略する。
【００８６】
フォトスペーサー（ＰＳ）３１〜３３は、第１の実施形態と同様に、基板４と対向部材９との間隔を規制するために、画素列に沿うようにブラックマトリックス５の表面に配列されている。ただし、第１の実施形態においては、着色層の積層数を変えることによってメインＰＳ１１とサブＰＳ１２〜１６の高さを変えていたが、本実施形態では、露光条件を変えることによって、メインＰＳ３１、３３とサブＰＳ３２の高さに差を設けている。
【００８７】
具体的には、図１３に示されるように、メインＰＳ３１、３３及びサブＰＳ３２は、それぞれ１層の着色層３２１、３２３及び３２２によって構成されている。サブＰＳ３２の平面形状は、メインＰＳ３１及び３３の平面形状と相似であるが、サブＰＳ３２の占有面積は、メインＰＳ３１及び３３の占有面積より小さくなるように設定されている。また、図１２に示されるように、メインＰＳ３１及び３３の上面レベルがほぼ等しく、サブＰＳ３２の上面レベルがメインＰＳ３１及び３３より低くなるように設定されている。
【００８８】
以下、本実施形態に係るカラーフィルター３の製造方法について説明する。
【００８９】
図１４は、図１１に示されるカラーフィルターの製造に用いられるフォトマスクセットの一部を示す平面図である。
【００９０】
図１４において、右下がりのハッチングを付した領域は、感光性材料の露光時に光が透過しない部分を表す。実線で示した白抜きの領域（３１１〜３１４）は、露光時に用いられる光の少なくとも一部を透過可能な開口を表し、白抜きの領域に付された記号Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＰＳ３１〜ＰＳ３３は、各開口に対応する位置に形成されるフィルターまたはフォトスペーサーを表す。また、破線は、カラーフィルターの各部のうち、フォトマスクに形成された開口と対応しない部分の形成位置を表している。
【００９１】
尚、図１４では、図示の都合上、各フォトマスクの一部のみを示しているが、実際には、カラーフィルターの構成単位、すなわち、行方向に連続する６画素及びこれらの画素に沿って整列する６つのフォトスペーサーに対応する領域を単位とする繰り返しパターンによって各フォトマスクが構成されている。
【００９２】
フォトマスク３４１ａ及び３４１ｂは、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、同一の開口パターンを有し、同一色のフィルターの配列（例えば、赤のフィルター６の配列）に対応する開口３１１を有している。
【００９３】
一方、フォトマスク３４２は、同一色（例えば、青）のフィルター８の配列に対応する開口３１２と、メインＰＳ３１に対応する開口３１３と、サブＰＳ３２に対応する開口３１４と、メインＰＳ３３に対応する開口３１５とを有している。開口３１２、３１３、３１４及び３１５は、フィルター８、メインＰＳ３１、サブＰＳ３２及びメインＰＳ３３の相対的な位置関係と同一の位置関係となるように配列されている。また、本実施形態では、開口３１３及び３１５の平面形状は同一であり、開口３１４及び３１３の平面形状は相似である。更に、開口３１４の面積は、開口３１３より大きくなるように設定されている。
【００９４】
尚、本実施形態においては、メインＰＳ３１及びサブＰＳ３２が、第１及び第２及のフォトスペーサーにそれぞれ相当する。また、開口３１１、３１２、３１３及び３１４が、第１、第２、第３及び第４の開口にそれぞれ相当する。
【００９５】
図１５は、本発明の第３の実施形態に係るカラーフィルターの製造工程を模式的に示す工程図である。図１５の左側の列は図１２に示した画素部分の断面に対応し、右側の列は図１３に示したフォトスペーサー部分の断面に対応する。図１５においては、説明を容易にするために、形成されたカラーフィルターの各部とフォトマスクとを、１対１の寸法比で示している。
【００９６】
まず、図１５（ａ）に示すように、フォトマスク３４１ａ（図１４（ａ））を用いて、基板４上に第１色目（例えば、赤）のフィルター形成用材料をパターニングし、カラーフィルター６を形成する。より詳細には、表面にブラックマトリックス５が形成された基板４上に、第１色目のカラーレジストを塗布し、カラーレジストを乾燥させる。続いて、フォトマスク３４１ａを基板４と対向するように配置し、開口３１１フィルター６の形成領域に対応させる。所定の波長の光を照射して各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光させた後、現像処理及びベーキングを行うことにより基板４上に残存したカラーレジストを硬化させると、基板４上にフィルター６が形成される。
【００９７】
次に、図１５（ｂ）に示すように、フォトマスク３４１ａと同一の開口パターンを有するフォトマスク３４１ｂ（図１４（ｂ））を用いて、基板４上に第２色目（例えば、緑）のフィルター形成用材料をパターニングし、フィルター７を形成する。より詳細には、図１５（ａ）の工程でフィルター６が形成された基板４上に、第２色目のカラーレジストを塗布し、カラーレジストを乾燥させる。続いて、フォトマスク３４１ｂを基板４と対向するように配置し、開口３１１をフィルター７の形成位置に対応させる。各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光させた後、現像処理及びベーキングを行って基板４上に残存した第２色目のカラーレジストを硬化させると、フィルター７が形成される。
【００９８】
次に、図１５（ｃ）に示すように、フォトマスク３４２（図１４（ｃ））を用いて、基板４上に第３色目（例えば、青）のフィルター形成用材料をパターニングし、フィルター８と、メインＰＳ３１を構成する着色層３２１と、サブＰＳ３２を構成する着色層３２２と、メインＰＳ３３を構成する着色層３２３とを形成する。
【００９９】
より詳細には、図１５（ｂ）の工程でフィルター７が形成された基板４上に、第３色目のカラーレジストを塗布し、カラーレジストを乾燥させる。続いて、フォトマスク３４２を基板４と対向するように配置し、開口３１２、３１３、３１４及び３１６をそれぞれフィルター８、メインＰＳ３１、サブＰＳ３２及びメインＰＳ３３の形成位置に対応させる。各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光させた後、現像処理及びベーキングを行って基板４上に残存した第３色目のカラーレジストを硬化させると、フィルター８と同時に、着色層３２１〜３２３が開口３１３〜３１５に対応する位置に形成される。
【０１００】
上述したように、フォトマスク３４２に形成された開口３１４の面積は、開口３１３の面積より小さく設定されている。露光時に起きる光の回折の影響は、開口３１３に対するよりも、小さな開口３１４に対する方が大きくなるので、開口３１３の像における光強度と比べて、開口３１４の像における光の強度が低下する。この結果、メインＰＳ３１の形成領域とサブＰＳ３２の形成領域とで、露光によって基板４上に残存するカラーレジストの量に差異が生じ、同一色で厚みの異なる着色層３２１及び３２２が形成される。
【０１０１】
上記の各工程を経ることで、カラーフィルター３が製造される。尚、カラーフィルター２の画面サイズより、フォトマスクで形成されるフィルター領域のサイズが小さい場合には、各工程においてフォトマスクを移動させながら繰り返し露光処理を行う。
【０１０２】
以上説明したように、本実施形態に係るカラーフィルターの製造方法によっても、フォトマスク３４１ａの開口パターンを２色で共通化しつつ、フィルター８と同一材料を用いて、高さの異なるフォトスペーサー３１〜３３を形成することが可能となる。したがって、従来の製造方法と比べて予備フォトマスクの必要数を削減でき、かつ、フォトスペーサー３１〜３３を形成するための専用の工程も不要となるので、製造コストを低減することが可能となる。
【０１０３】
尚、本実施形態では、フォトマスク３４２に設けられる開口３１３及び３１４の面積を変えることによって、形成される着色層３２１及び３２２の厚みを調整しているが、面積に代えて、開口の形状や光の透過率を相違させても同様に厚みの異なる着色層を形成できる。
【０１０４】
（その他の変形例）
上記の各実施形態では、一例として、ＲＧＢの３色のフィルターを備えるカラーフィルターについて説明したが、本発明に係るカラーフィルター及びその製造方法は、ＲＧＢ以外の色のフィルターを備えるカラーフィルターや、４色以上のフィルターを備えるカラーフィルターにも適用できる。４色以上のフィルターを形成する場合は、第４色目のフィルターを形成する工程が更に設けられる。
【０１０５】
また、上記の各実施形態では、共通パターンを有するフォトマスクを用いて、赤及び緑の２色のフィルター及び着色層を形成しているが、当該２色の組み合わせはこれに限られず、任意で良い。
【０１０６】
更に、上記の各実施形態では、３色のフィルターをＲＧＢの順に形成する例を説明したが、フィルターを形成する順序（色の順序）は任意で良い。
【０１０７】
更に、上記の各実施形態では、２色のフィルターを同一の開口パターンを有する２枚のフォトマスクを用いて形成する例を説明したが、２色のフィルターを単一のフォトマスクを用いて形成することも可能である。この場合、形成すべきフィルターの色に応じて、基板に対する当該単一のフォトマスクの位置を変更すれば良い。例えば、赤・緑・青の３色のうち、赤及び緑の２色のフィルターを同一のフォトマスクで形成する場合、合計４枚のフォトマスク（赤及び緑のフィルター形成用のフォトマスク、青のフィルター形成用フォトマスク、これらの予備のフォトマスク）を用意すれば良い。したがって、各色毎にフォトマスクを必要とする従来の製造方法と比べて、２枚のフォトマスクを削減することができ、フォトマスクに要するコストを更に低減することが可能となる。
【０１０８】
更に、上記の各実施形態において、開口パターンの大きさがカラーフィルターの各部の寸法より大きくなるようにフォトマスクを構成し、カラーレジストの露光時に、開口パターンを縮小して転写しても良い。
【０１０９】
更に、上記の各実施形態において、フィルター及び着色層の形成材料や形成条件は特に限定されず、既知のあらゆる材料や形成条件を適用できる。例えば、特許文献１及び２に記載の方法を本発明の各実施形態に適用できる。
【０１１０】
更に、上記の各実施形態では、着色層の積層数を変えることによって、メインＰＳとサブＰＳの各機能を実現しているが、フォトスペーサーの上端と対向部材との接触面積を変えることによって、メインＰＳとサブＰＳを作り分けても良い。一般に、フォトスペーサーの上端と対向部材との接触面積が小さいほど、基板や対向部材の撓みを許容できる。したがって、対向部材との接触面積が相対的に大きいフォトスペーサーをメインＰＳとし、対向部材との接触面積が相対的に小さいフォトスペーサーをサブＰＳとすれば良い。対向部材との接触面積は、フォトマスクに形成する開口の大きさに応じて、着色層の上部の面積を変えることによって調整可能である。
【０１１１】
更に、上記の各実施形態では、フォトスペーサーの平面形状が６角形であるが、フォトスペーサーの平面形状は特に限定されず、任意の形状で良い。
【０１１２】
更に、上記の各実施形態では、複数のフォトスペーサーが画素列の間に直線状に整列しているが、フォトスペーサーはブラックマトリックス表面の任意の位置に配置できる。また、フォトスペーサーは、必ずしも一定間隔で配置されている必要はなく、任意の間隔で配置できる。フォトスペーサーの配置密度も、基板と対向部材との間隔等、カラーフィルターの設計事項に応じて適宜調整可能である。
【０１１３】
更に、上記の第１及び第２の実施形態において、メインＰＳとサブＰＳの高さを変えるために、着色数の積層数を変えることと併せて、ブラックマトリックスの厚みを部分的に変更する手法や、カラーレジストの樹脂成分構成・分子量・溶剤・残膜感度を調整する手法、フォトマスクに設けられる開口の形状・寸法・光の透過率を変更する手法を１以上組み合わせても良い。
【０１１４】
更に、上記の第３の実施形態において、メインＰＳとサブＰＳの高さを変えるために、フォトマスクに設けられる開口の形状・寸法・光の透過率を変更することと併せて、ブラックマトリックスの厚みを部分的に変更する手法や、カラーレジストの樹脂成分構成・分子量・溶剤・残膜感度を調整する手法を１以上組み合わせても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、液晶表示装置等に用いられるカラーフィルター及びその製造方法に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルターの一部を示す平面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩラインに沿った断面図
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩラインに沿った断面図
【図４】図１に示されるカラーフィルターの製造に用いられるフォトマスクセットの一部を示す平面図
【図５】本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルターの製造工程を模式的に示す工程図
【図６】本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルターの一部を示す平面図
【図７】図６のＶＩＩ−ＩＩラインに沿った断面図
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩラインに沿った断面図
【図９】図６に示されるカラーフィルターの製造に用いられるフォトマスクセットの一部を示す平面図
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルターの製造工程を模式的に示す工程図
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るカラーフィルターの一部を示す平面図
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩラインに沿った断面図
【図１３】図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩラインに沿った断面図
【図１４】図１１に示されるカラーフィルターの製造に用いられるフォトマスクセットの一部を示す平面図
【図１５】本発明の第３の実施形態に係るカラーフィルターの製造工程を模式的に示す工程図
【符号の説明】
【０１１７】
１、２、３  カラーフィルター
４  基板
５  ブラックマトリックス
６、７、８  フィルター
１１〜１６  フォトスペーサー
１１１〜１１７  開口
１２１〜１２７  着色層
１４１ａ、１４１ｂ、１４２  フォトマスク
２１〜２３  フォトスペーサー
２１１〜２１６  開口
２２１〜２２６  着色層
２４１ａ、２４１ｂ、２４２  フォトマスク
３１〜３３  フォトスペーサー
３１１〜３１５  開口
３２１〜３２３  着色層
３４１ａ、３４１ｂ、３４２  フォトマスク
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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