(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と対向部材９との間隔を規制するフォトスペーサー１１〜１３を備えている。フォトスペーサー１１〜１３は、各色の画素位置に設けられるフィルターと同一材料よりなる着色層を積層することによって構成されている。また、ブラックマトリックス５の表面に形成される着色層の大きさ（基板４と平行な方向の大きさ）を変えることによって、フォトスペーサー１１とフォトスペーサー１２及び１３との高さの差が付与される。【選択図】図３
2010085747.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、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、
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のスペーサーの位置に対応する複数の第２の開口と、前記第２のスペーサーの位置に対応する複数の第３の開口とが配列された開口パターンを有するフォトマスクを用いて、前記第１〜第３のフィルターをそれぞれ形成する工程を備え、
前記第１〜第３の開口は、
前記第１の開口が前記第１のフィルターの形成位置に対応する第１の状態にあっては、前記第２の開口が前記第１のスペーサーの形成位置に対応すると共に、前記第３の開口が前記第２のスペーサーの形成位置に対応し、
前記第１の開口が前記第２のフィルターの形成位置に対応する第２の状態にあっては、前記第２の開口が前記第２のスペーサーの形成位置に対応し、
前記第１の開口が前記第３のフィルターの形成位置に対応する第３の状態にあっては、前記第３の開口が前記第１のスペーサーの形成位置に対応するように配列されており、
前記第１のフィルターを形成する工程では、前記フォトマスクを前記第１の状態となるように配置して、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のフィルターと同時に、前記第１のスペーサーの一部となる第１の着色層と、前記第２のスペーサーの一部となる第２の着色層とを形成し、
前記第２のフィルターを形成する工程では、前記開口パターンと同一のパターンを有するフォトマスクを前記第２の状態となるように配置して、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のフィルターと同時に、前記第２のスペーサーの一部となる第３の着色層を形成し、
前記第３のフィルターを形成する工程では、前記開口パターンと同一のパターンを有するフォトマスクを前記第３の状態となるように配置して、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のフィルターと同時に、前記第１のスペーサーの一部となる第４の着色層とを形成し、
前記第２の開口の面積と、前記第３の開口の面積とが異なる、カラーフィルターの製造方法。
【請求項２】
前記第２の開口の面積は、前記第３の開口の面積より大きく、
前記第１のフィルターを形成する工程を、前記第３のフィルターを形成する工程より先に行うことを特徴とする、請求項１記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項３】
前記開口パターンは、複数の第４の開口を更に含み、
前記第４の開口は、前記第２の状態にあっては、前記第１のスペーサーの形成位置に対応し、前記第３の状態にあっては、前記前記第２のスペーサーの形成位置に対応するように配列されており、
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１のスペーサーの一部を構成する第５の着色層を更に形成し、
前記第３のフィルターを形成する工程では、前記第３のフィルター及び前記第４の着色層と同時に、前記第２のスペーサーの一部を構成する第６の着色層を更に形成し、
前記第２の開口の面積は前記第３の開口の面積より大きく、かつ、前記第３の開口の面積は前記第４の開口の面積より大きく、
前記第１のフィルターを形成する工程と、前記第２のフィルターを形成する工程と、前記第３のフィルターを形成する工程とをこの順に行うことを特徴とする、請求項１記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項４】
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する第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り、前記第１の着色層に積層される第４の着色層とを含み、
前記第２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２の着色層と、前記第２のフィルターと同一材料よりなり、前記第２の着色層に積層される第３の着色層とを含み、
前記第１のスペーサー及び第２のスペーサーは、高さまたは前記対向部材との接触面積が異なる、カラーフィルター。
【請求項５】
前記第１のスペーサーにおいて、前記第４の着色層は、その底部が前記第１の着色層の上面とのみ接触するように前記第１の着色層の上面に積層され、
前記第２のスペーサーにおいて、前記第３の着色層は、前記第２の着色層の表面を覆うように前記第２の着色層上に積層されることを特徴とする、請求項４記載のカラーフィルター。
【請求項６】
前記基板と前記対向部材との間隔を規制し、前記第１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第３のスペーサーを更に備え、
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の着色層と、前記第３のフィルターと同一材料よりなり、前記第５の着色層に積層される第６の着色層とを含むことを特徴とする、請求項５記載のカラーフィルター。
【請求項７】
前記第１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り、前記第１の着色層と前記第４の着色層との間に積層される第５の着色層を更に含み、
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３の着色層上に積層される第６の着色層を更に含み、
前記第１のスペーサーにおいて、前記第５の着色層は、その底部が前記第１の着色層の上面とのみ接触するように前記第１の着色層の上面に積層されると共に、前記第４の着色層は、その底部が前記第５の着色層の上面とのみ接触するように前記第５の着色層の上面に積層され、
前記第２のスペーサーにおいて、前記第３の着色層は、前記第２の着色層の表面を覆うように前記第２の着色層上に積層されることを特徴とする、請求項４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との間隔を規制し、前記第１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第３のスペーサーを更に備え、
前記第３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７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８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９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５記載のカラーフィルター。
【請求項９】
基板上に、第１〜第３の色画素にそれぞれ対応する第１〜第３のフィルターと、前記基板に対向する対向部材との間隔を規制し、高さまたは前記対向部材との接触面積が異なる第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フォトマスクであって、
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のスペーサーの位置に対応する複数の第２の開口と、
前記第２のスペーサーの位置に対応する複数の第３の開口とを有し、
前記第１〜第３の開口が、
前記第１の開口が前記第１のフィルターの形成位置に対応する第１の状態にあっては、前記第２の開口が前記第１のスペーサーの形成位置に対応すると共に、前記第３の開口が前記第２のスペーサーの形成位置に対応し、
前記第１の開口が前記第２のフィルターの形成位置に対応する第２の状態にあっては、前記第２の開口が前記第２のスペーサーの形成位置に対応し、
前記第１の開口が前記第３のフィルターの形成位置に対応する第３の状態にあっては、前記第３の開口が前記第１のスペーサーの形成位置に対応するように配列される、フォトマスク。
【請求項１０】
前記第２の状態にあっては、前記第１のスペーサーの形成位置に対応し、前記第３の状態にあっては、前記前記第２のスペーサーの形成位置に対応するように配列された複数の第４の開口を更に有することを特徴とする、請求項９記載のフォトマスク。
【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、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】
当該製造方法は、第１のフィルターの配列に対応する複数の第１の開口と、第１のスペーサーの位置に対応する複数の第２の開口と、第２のスペーサーの位置に対応する複数の第３の開口とが配列された開口パターンを有するフォトマスクを用いて、第１〜第３のフィルターをそれぞれ形成する工程を備える。
【００１２】
第１〜第３の開口は、第１の開口が第１のフィルターの形成位置に対応する第１の状態にあっては、第２の開口が第１のスペーサーの形成位置に対応すると共に、第３の開口が第２のスペーサーの形成位置に対応し、第１の開口が第２のフィルターの形成位置に対応する第２の状態にあっては、第２の開口が第２のスペーサーの形成位置に対応し、第１の開口が第３のフィルターの形成位置に対応する第３の状態にあっては、第３の開口が第１のスペーサーの形成位置に対応するように配列されている。
【００１３】
第１のフィルターを形成する工程では、フォトマスクを第１の状態となるように配置して、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のフィルターと同時に、第１のスペーサーの一部となる第１の着色層と、第２のスペーサーの一部となる第２の着色層とを形成する。
【００１４】
第２のフィルターを形成する工程では、開口パターンと同一のパターンを有するフォトマスクを第２の状態となるように配置して、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のフィルターと同時に、第２のスペーサーの一部となる第３の着色層を形成する。
【００１５】
第３のフィルターを形成する工程では、開口パターンと同一のパターンを有するフォトマスクを第３の状態となるように配置して、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のフィルターと同時に、第１のスペーサーの一部となる第４の着色層とを形成する。
【００１６】
また、第２の開口の面積と、第３の開口の面積とが異なっている。
【００１７】
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する第１及び第２のスペーサーとを備えるものである。
【００１８】
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り、第１の着色層に積層される第４の着色層とを含む。第２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２の着色層と、第２のフィルターと同一材料よりなり、第２の着色層に積層される第３の着色層とを含む。また、第１のスペーサー及び第２のスペーサーは、高さまたは対向部材との接触面積が異なっている。
【００１９】
本発明に係るフォトマスクは、上記の製造方法で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のスペーサーの位置に対応する複数の第２の開口と、第２のスペーサーの位置に対応する複数の第３の開口とを有する。
【００２０】
第１〜第３の開口は、第１の開口が第１のフィルターの形成位置に対応する第１の状態にあっては、第２の開口が第１のスペーサーの形成位置に対応すると共に、第３の開口が第２のスペーサーの形成位置に対応し、第１の開口が第２のフィルターの形成位置に対応する第２の状態にあっては、第２の開口が第２のスペーサーの形成位置に対応し、第１の開口が第３のフィルターの形成位置に対応する第３の状態にあっては、第３の開口が第１のスペーサーの形成位置に対応するように配列される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、１つの開口パターンを３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】
【００２２】
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。
【００２３】
（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。
【００２４】
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１１〜１３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１１〜１３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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
フォトスペーサー１１〜１３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１１〜１３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。
【００２８】
図４は、図１のＩＶ−ＩＶラインに沿った拡大断面図であり、フォトスペーサー１１の構造をより詳細に示したものである。
【００２９】
フォトスペーサー１１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１２１と、フィルター８と同一材料により、着色層１２１の上に積層された着色層１２４とから構成されている。着色層１２４の底面の面積は、着色層１２４の上面の面積より小さく、着色層１２４はその底面が着色層１２１の上面とのみ接している。
【００３０】
図５は、図１のＶ−Ｖラインに沿った拡大断面図であり、フォトスペーサー１２の構造をより詳細に示したものである。
【００３１】
フォトスペーサー１２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１２２と、フィルター７と同一材料よりなり、着色層１２２の表面を覆うように形成された着色層１２３とから構成されている。
【００３２】
図１〜図３に戻って、フォトスペーサー１３は、フィルター７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１２５と、フィルター８と同一材料よりなり、着色層１２５を覆うように形成された着色層１２６とから構成されている。フォトスペーサー１３は、積層された着色層１２５及び１２６の色を除いて、フォトスペーサー１２と同様の構造（図５）を有している。
【００３３】
フォトスペーサー１２及び１３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。このようにフォトスペーサー１１〜１３の高さに差を設定することによって、パネルに圧力が加えられた場合でも、設定した高さの差に応じて、基板４や対向部材９の撓みを許容することができるので、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において、フォトスペーサー１１〜１３の高さの差は、ブラックマトリックス５の表面に形成される下層の着色層１２１、１２２及び１２５の上面の面積を変えることによって設定されている。尚、フォトスペーサー１１〜１３の高さの詳細については後述する。
【００３４】
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及び１３を「サブＰＳ」という。
【００３５】
また、図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。
【００３６】
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。
【００３７】
図６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。
【００３８】
図６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（１１１〜１１３）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〜ＰＳ１３は、各開口に対応して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。
【００３９】
尚、図６では、図示の都合上、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フォトマスクが構成されている。
【００４０】
図６（ａ）は、第１の色のフィルター６形成時におけるフォトマスク１４とカラーフィルター１との対応関係を示している。
【００４１】
フォトマスク１４ａは、第１色目（例えば、赤）の配列に対応する複数の開口１１１と、メインＰＳ１１に対応する複数の開口１１２と、サブＰＳ１２に対応する複数の開口１１２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。
【００４２】
開口１１１、１１２及び１１３は、フィルター６、メインＰＳ１１及びサブＰＳ１２の相対的な位置関係と同一の位置関係を満たすように配置されている。したがって、図６（ａ）に示すように、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１１２の像がメインＰＳ１１の形成領域と重なり、開口１１３の像がサブＰＳ１１２の形成領域と重なる。本実施形態では、フォトマスク１４がカラーフィルター１に対して図６（ａ）のように配置されている状態を、「第１の状態」という。
【００４３】
また、本実施形態では、開口１１２及び１１３は相似形であるが、開口１１２の面積が開口１１３の面積より大きくなるように設定されている。
【００４４】
図６（ｂ）は、第２の色のフィルター７形成時におけるフォトマスク１４とカラーフィルター１との対応関係を示している。
【００４５】
第２の色（例えば、緑）のフィルター７を形成する場合、フィルター１４は、第１の状態から（３ｋ−２）画素分に相当する距離だけ行方向（図６の左右方向）にずらして配置される（ただし、ｋは整数である）。開口１１１、１１２及び１１３は、上述した位置関係に加えて、フィルター７、サブＰＳ１２、サブＰＳ１３の相対的な位置関係と同一の位置関係も同時に満たすように配列されている。したがって、図６（ｂ）に示すように、開口１１１をフィルター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、開口１１３の像がサブＰＳ１３と重なる。本実施形態では、フォトマスク１４がカラーフィルター１に対して図６（ｂ）のように配置されている状態を、「第２の状態」という。
【００４６】
図６（ｃ）は、第３の色のフィルター８形成時におけるフォトマスク１４とカラーフィルター１との対応関係を示している。
【００４７】
第３の色（例えば、青）のフィルター８を形成する場合、フィルター１４は、第１の状態から（３ｋ−１）画素分に相当する距離（第２の状態から（３ｋ−２）画素分に相当する距離）だけ行方向にずらして配置される（ただし、ｋは整数である）。開口１１１、１１２及び１１３は、上述した各位置関係に加えて、フィルター８、サブＰＳ１３及びメインＰＳ１１の相対的な位置関係と同一の位置関係も同時に満たすように配列されている。したがって、図６（ｃ）に示すように、開口１１１をフィルター８の形成位置に対応させた場合、開口１１２の像がサブＰＳ１３の形成領域と重なり、開口１１３の像がメインＰＳ１１の形成領域と重なる。本実施形態では、フォトマスク１４がカラーフィルター１に対して図６（ｃ）のように配置されている状態を、「第３の状態」という。
【００４８】
尚、本実施形態においては、メインＰＳ１１、サブＰＳ１２及びサブＰＳ１３が、第１、第２及び第３のスペーサーにそれぞれ相当する。また、開口１１１、１１２及び１１３が、第１、第２及び第３の開口にそれぞれ相当する。更に、着色層１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６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。
【００４９】
図７、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。また、本実施形態では、図６のフォトマスク１４と同一の開口パターンを有する３枚のフォトマスク１４ａ〜１４ｃを用いて３色のフィルター及び着色層を形成する方法について説明する。
【００５０】
まず、図７（ａ）に示すように、第１の色のフィルター形成用材料をパターニングし、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（例えば、赤）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１４ａを第１の状態（図６（ａ））となるように配置し、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する。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、フィルター６と同時に、着色層１２１及び１２２がそれぞれ開口１１２及び１１３に対応する位置に形成される。上述したように、開口１１２は開口１１３より大きく設定されているので、着色層１２１の上面の面積は、着色層１２２の上面の面積より大きくなる。
【００５１】
次に、図７（ｂ）に示すように、第２の色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、フィルター６が形成された基板４上に、第２色目（例えば、緑）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１４ｂを第２の状態（図６（ｂ））となるように配置し、各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光する。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、フィルター７と同時に、着色層１２３及び１２５がそれぞれ開口１１２及び１１３に対応する位置に形成される。
【００５２】
上述したように、開口１１２及び開口１１３の平面形状は相似であり、開口１１２の面積が開口１１３の面積より大きくなるように設定されている。したがって、第２の状態において、開口１１２の中心とサブＰＳ１２の中心とがほぼ一致するように位置合わせすると、サブＰＳ１２の形成位置においては、着色層１２２が開口１１２の像に包含された状態となる。この状態で露光及び現像処理を行うと、着色層１２２の表面を覆うようにカラーレジストが残存するので、着色層１２２とこれを覆う着色層１２３とが積層されたサブＰＳ１２が形成される。
【００５３】
次に、図７（ｃ）に示すように、第３の色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を形成する。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（例えば、青）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１４ｂを第３の状態（図６（ｃ））となるように配置し、各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光する。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、フィルター８と同時に、着色層１２４及び１２６がそれぞれ開口１１３及び１１２に対応する位置に形成される。
【００５４】
より具体的には、メインＰＳ１１の形成位置においては、開口１１３の像は、開口１１２より大きな開口１１２の像として形成された着色層１２１の上面に包含された状態となる。この状態で露光及び現像処理を行うと、着色層１２１の上面にカラーレジストが残存するので、着色層１２１とこの上面に着色層１２４が積層されたメインＰＳ１１が形成される。
【００５５】
一方、サブＰＳ１３の形成位置においては、開口１１２より小さな開口１１３の像として形成された着色層１２５が、開口１１２に包含された状態となる。この状態で露光及び現像処理を行うと、着色層１２５の表面を覆うようにカラーレジストが残存するので、着色層１２５とこれを覆う着色層１２６とが積層されたサブＰＳ１３が形成される。
【００５６】
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や、１枚の基板に複数のカラーフィルター１を形成する場合には、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。
【００５７】
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１４ａ〜１４ｃを用いて、第１色目〜第３色目のフィルター６〜８を形成する。フォトマスク１４ａ〜１４ｃには大きさの異なる開口１１２及び１１３が設けられており、開口１１２及び１１３の各々は、各色のフィルター形成工程において、メインＰＳ１１、サブＰＳ１２及び１３のいずれかの形成領域に対応するように配置される。また、各色のフィルター形成工程では、フォトマスク１４ａ〜１４ｃを（３ｋ−２）画素分に相当する距離だけずらして配置される（ただし、ｋ整数である）。このため、ブラックマトリックス５の表面には、上面の面積が異なる２種類の着色層、すなわち、開口１１２に対応する大きさの着色層１２１と、開口１１３に対応する着色層１２２及び１２５とが形成される。
【００５８】
図７（ｂ）及び（ｃ）の工程では、既に形成されている着色層上にもカラーレジストが塗布されるが、塗液の表面張力により、上面の面積が相対的に大きな着色層１２１上には、上面の面積が小さな着色層１２２及び１２５と比べて、より多くのカラーレジストが残存する。したがって、露光前の段階で、着色層１２１の上面に形成されるカラーレジスト膜は、着色層１２２及び１２５の上面に形成されるカラーレジスト膜より厚くなる。この結果、着色層１２２上に積層される着色層１２４の上面レベルは、上面の面積が小さな着色層１２２及び１２５上に積層される着色層１２３及び１２６の上面レベルより高くなり、メインＰＳ１１と、サブＰＳ１２及び１３の高さの差が生じる。
【００５９】
一例として、また、十分に大きな平面上に膜厚が１．８μｍの着色層を形成する条件で、本実施形態に係るカラーフィルター１を形成すると、メインＰＳ１１（図４の構造）の高さは２．６μｍとなり、サブＰＳ１２及びサブＰＳ１３（図５の構造）の高さは２．４μｍとなった。このように、開口１１２及び１１３の大きさと、開口１１２及び１１３の像に対応して形成される着色層の積層順序とを変えることによって、メインＰＳ１１及びサブＰＳ１２の高さに差を設けることが可能となる。
【００６０】
各フィルター形成工程は、任意の順序で行うことができるが、本実施形態のように、メインＰＳ１１の形成位置に大きい着色層から小さい着色層の順に積層されるような順序で行えば、メインＰＳ１１の高さは、確実に他のフォトスペーサーの高さ以上となる。本実施形態の例では、フォトマスク１４ａを第１の状態に配置する図６（ａ）の工程を、フォトマスク１４ｃを第３の状態に配置する図６（ｃ）の工程より先に行えば良い。
【００６１】
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、３色のフィルター６〜８の形成に同一の開口パターンを有するフォトマスク１４ａ〜１４ｃ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。
【００６２】
例えば、図７で示したように、フィルター６〜８の形成工程で３枚のフォトマスク１４ａ〜１４ｃを使用する場合、１枚の予備用フォトマスクを用意すれば済むので、必要なフォトマスクは合計４枚である。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２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。
【００６３】
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１２１〜１２４によって、フォトスペーサー１１〜１３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１４に形成する開口１１２及び１１３の位置及び大きさを上記のように設定することで、高さの異なるメインＰＳ１１とサブＰＳ１２及び１３とを作り分けることができる。
【００６４】
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１４の開口パターンを３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１１〜１３を形成することが可能となる。
【００６５】
（第２の実施形態）
図８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９は、図８のＩＸ−ＩＸラインに沿った断面図であり、図１０は、図８のＸ−Ｘラインに沿った断面図である。
【００６６】
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、行列状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。
【００６７】
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層の着色層によってフォトスペーサー１１〜１３が形成されているのに対し、本実施形態では、３層の着色層によってフォトスペーサー２１〜２３が形成されている。
【００６８】
図１１は、図８のＸＩ−ＸＩラインに沿った拡大断面図であり、メインＰＳ２１の構造をより詳細に示したものである。
【００６９】
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２２５と、フィルター８と同一材料よりなり、着色層２２５の上面に積層された着色層２２４とから構成されている。最上層の着色層２２４の底面の面積は、２層目の着色層２２５の上面の面積より小さく、着色層２２４はその底面が着色層２２５の上面とのみ接した状態で形成されている。また、２層目の着色層２２５の底面の面積は、最下層の着色層２２１の上面の面積より小さく、着色層２２５はその底面が着色層２２１の上面とのみ接した状態で形成されている。
【００７０】
図８〜１０に戻って、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７と同一材料よりなり、着色層２２２の表面を覆うように形成された着色層２２３と、フィルター８と同一材料よりなり、着色層２２３の上面に積層された着色層２２６とから構成されている。最上層の着色層２２６の底面の面積は、２層目の着色層２２３の上面の面積より小さく、着色層２２６はその底面が着色層２２３の上面とのみ接した状態で形成されている。
【００７１】
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２２７と、フィルター７と同一材料よりなり、着色層２２７の状面に積層された着色層２２８と、フィルター８と同一材料よりなり、着色層２２７及び２２８を覆うように形成された着色層２２９とから構成されている。２層目の着色層２２８の底面の面積は、最下層の着色層２２７の上面の面積より小さく、着色層２２８はその底面が着色層２２７の上面とのみ接した状態で形成されている。
【００７２】
図１０に示されるように、フォトスペーサー２２及び２３の上端のレベルは、フォトスペーサー２１の上端のレベルより低くなるように設定されている。このようにフォトスペーサー２１〜２３の高さに差を設定することによって、パネルに圧力が加えられた場合でも、設定した高さの差に応じて、基板４や対向部材９の撓みを許容することができるので、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。本実施形態に係るカラーフィルターにおいては、同一色の各着色層の上面の面積を変えることによって高さの差が設けられているが、この点については後述する。
【００７３】
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。
【００７４】
図１２は、図８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の一部を示す平面図である。
【００７５】
図１２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（２１１〜２１４）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。
【００７６】
尚、図１２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。
【００７７】
図１２（ａ）は、第１の色のフィルター６形成時におけるフォトマスク２４とカラーフィルター２との対応関係を示している。
【００７８】
フォトマスク２４は、第１色目（例えば、赤）の配列に対応する複数の開口２１１と、メインＰＳ２１に対応する複数の開口２１２と、サブＰＳ２２に対応する複数の開口２１２と、サブＰＳ２３に対応する複数の開口２１４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。
【００７９】
開口２１１、２１２、２１３及び２１４は、フィルター６、メインＰＳ２１、サブＰＳ２２及びサブＰＳ２３の相対的な位置関係と同一の位置関係を満たすように配列されている。したがって、図１２（ａ）に示すように、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２１３の像がサブＰＳ２２の形成領域と重なり、開口２１４の像がサブＰＳ２３の形成領域と重なる。本実施形態では、フォトマスク２４がカラーフィルター２に対して図１２（ａ）のように配置されている状態を、「第１の状態」という。
【００８０】
また、本実施形態では、開口２１２〜２１４は相似形であるが、開口２１２、２１４及び２１３の面積がこの順に小さくなるように形成されている。
【００８１】
図１２（ｂ）は、第２の色のフィルター７形成時におけるフォトマスク２４とカラーフィルター２との対応関係を示している。
【００８２】
第２の色（例えば、緑）のフィルター７を形成する場合、フィルター２４は、第１の状態から（３ｋ−２）画素分に相当する距離だけ行方向（図６の左右方向）にずらして配置される（ただし、ｋは整数である）。開口２１１、２１２、２１３及び２１４は、上述した位置関係に加えて、フィルター７、サブＰＳ２２、サブＰＳ２３及びメインＰＳ２１の相対的な位置関係と同一の位置関係も同時に満たすように配列されている。したがって、図１２（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２１２の像がサブＰＳ２２の形成領域と重なり、開口２１３の像がサブＰＳ２３の形成領域と重なり、開口２１４の像がメインＰＳ２１の形成領域と重なる。本実施形態では、フォトマスク２４がカラーフィルター２に対して図１２（ｂ）のように配置されている状態を、「第２の状態」という。
【００８３】
図１２（ｃ）は、第３の色のフィルター８形成時におけるフォトマスク２４とカラーフィルター２との対応関係を示している。
【００８４】
第３の色（例えば、青）のフィルター８を形成する場合、フィルター２４は、第１の状態から（３ｋ−１）画素分に相当する距離（第２の状態から（３ｋ−１）画素分に相当する距離）だけ行方向にずらして配置される（ただし、ｋは整数である）。開口２１１、２１２、２１３及び２１４は、上述した各位置関係に加えて、フィルター８、サブＰＳ２３、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も同時に満たすように配列されている。したがって、図１２（ｃ）に示すように、開口２１１をフィルター８の形成位置に対応させた場合、開口２１２の像がサブＰＳ２３の形成領域と重なり、開口２１３の像がメインＰＳ２１の形成領域と重なり、開口２１４の像がサブＰＳ２２の形成領域と重なる。本実施形態では、フォトマスク２４がカラーフィルター２に対して図１２（ｃ）のように配置されている状態を、「第３の状態」という。
【００８５】
尚、本実施形態においては、メインＰＳ２１、サブＰＳ２２及びサブＰＳ２３が、第１、第２、第３のスペーサーにそれぞれ相当する。また、開口２１１、２１２、２１３及び２１４が、第１、第２、第３及び第４の開口にそれぞれ相当する。更に、着色層２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８及び２２９が、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８及び第９の着色層にそれぞれ相当する。
【００８６】
図１３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１３の左側の列は図９に示した画素部分の断面に対応し、右側の列は図１０に示したフォトスペーサー部分の断面に対応する。図１３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。また、本実施形態では、図１２のフォトマスク２４と同一の開口パターンを有する３枚のフォトマスク２４ａ〜２４ｃを用いて３色のフィルター及び着色層を形成する方法について説明する。
【００８７】
まず、図１３（ａ）に示すように、第１の色のフィルター形成用材料をパターニングし、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（例えば、赤）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２４ａを第１の状態（図１２（ａ））となるように配置し、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する。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、フィルター６と同時に、着色層２２１、２２２及び２２７が、それぞれ開口２１２、２１３及び２１４に対応する位置に形成される。
【００８８】
次に、図１３（ｂ）に示すように、第２の色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、フィルター６が形成された基板４上に、第２色目（例えば、緑）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。カラーレジストは、既に形成された各着色層にも塗布されるが、塗液の表面張力により、相対的に面積が大きい着色層２２１の上面には、着色層２２２及び２２７と比べてより多くのカラーレジストが残存する。続いて、フォトマスク２４ｂを第２の状態（図１２（ｂ））となるように配置し、各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光する。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、フィルター７と同時に、着色層２２５、２２３及び２２８が、それぞれ開口２１４、２１２及び２１３に対応する位置に形成される。
【００８９】
上述したように、開口２１２〜２１４の平面形状は相似であり、開口２１３、２１４、２１２の順に面積が大きくなるように設定されている。したがって、図１３（ｂ）に示すように、着色層２２５及び２２８が着色層２２１及び２２７のそれぞれの上面に積層され、着色層２２３が着色層２２２を覆うように形成される。また、最下層の着色層２２１、２２２及び２２７の上面の面積の差異に応じて、カラーレジストの膜厚が相違するので、着色層２２５の上面レベルと着色層２２３及び２２８の上面レベルとに差が生じる。
【００９０】
次に、図１３（ｃ）に示すように、第３の色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を形成する。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（例えば、青）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。この工程においても、２層目の着色層２２３、２２５及び２８１の上面の面積に応じて、形成されるカラーレジストの膜厚が相違する。続いて、フォトマスク２４ｃを第３の状態（図１２（ｃ））となるように配置し、各開口の像に対応するカラーレジストの一部を露光する。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、フィルター８と同時に、着色層２２４、２２６及び２２９が、それぞれ開口２１３、２１４及び２１２に対応する位置に形成される。
【００９１】
開口２１２、２１３及び２１４の面積はこの順に大きく、着色層２２３、２２５及び２２８の上面の面積はこの順に大きい。したがって、開口及び着色層の大きさの組み合わせに応じて、着色層２２４及び２２６が着色層２２５及び２２３のそれぞれの上面に積層され、着色層２２９が着色層２２７及び２２８を覆うように形成される。また、最下層の着色層２２３、２２５及び２２８の上面の面積の差異に応じて、カラーレジストの膜厚が相違するので、着色層２２４、２２６及び２２９の各上面レベルに差が生じる。
【００９２】
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や、１枚の基板に複数のカラーフィルター２を形成する場合には、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。
【００９３】
各フィルター形成工程は、任意の順序で行うことができるが、本実施形態のように、メインＰＳ２１の形成位置に大きい着色層から小さい着色層の順に積層されるような順序で行うことが好ましい。この場合、メインＰＳ２１の高さを確実に他のフォトスペーサーの高さ以上とすることができる。本実施形態の例では、フォトマスク１４ａを第１の状態に配置する図１３（ａ）の工程、フォトマスク１４ｂを第２の状態に配置する図１３（ｂ）の工程、フォトマスク１４ｃを第３の状態に配置する図６（ｃ）の工程の順に行えば良い。
【００９４】
本実施形態においても、同一の開口パターンを有するフォトマスク２４ａ〜２４ｃを用いて、第１色目〜第３色目のフィルター６〜８を形成する。フォトマスク２４ａ〜２４ｃには大きさの異なる開口２１２〜２１４が設けられており、各色のフィルター形成工程において、開口２１２〜２１４の各々は、メインＰＳ１１、サブＰＳ２２及び２３の形成領域に対して異なる順序で配置される。この結果、メインＰＳ１１、サブＰＳ２２及び２３の各位置において、各色の着色層の上面の面積差に応じて、カラーレジストの膜厚に差が生じ、メインＰＳ２１と、サブＰＳ２２及び２３の高さが相違する。
【００９５】
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、３色のフィルター６〜８の形成に同一の開口パターンを有するフォトマスク２４ａ〜２４ｃ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。
【００９６】
尚、メインＰＳ２３の高さ自体も、着色層の面積を変えることによって調整できる。例えば、平面上に膜厚が２．０μｍの着色層を形成するための条件で図１１の３層構造を有するフォトスペーサー２１を構成する場合、最下層の着色層２２１の面積を１５２０μｍ2とし、２層目の着色層２２５の面積を７００μｍ2とし、最上層の着色層２２４の面積を２００μｍ2とすると、フォトスペーサー２１の高さは、３．３μｍとなる。これに対し、カラーレジストの膜厚を変えずに、２層目の着色層２２５の面積を９００μｍ2とし、最上層の着色層２２４の面積を３１０μｍ2とすると、フォトスペーサー２１の高さは、３．５μｍとなる。
【００９７】
（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。
【００９８】
また、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。
【００９９】
更に、上記の各実施形態では、３色のフィルターを同一の開口パターンを有する３枚のフォトマスクを用いて形成する例を説明したが、３色のフィルターを単一のフォトマスクを用いて形成したり、２色のフィルターを単一のフォトマスクを用いて形成したり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、２色または３色に共通で使用されるフォトマスクの位置をずらしながら、各フィルター形成工程を行えば良い。例えば、赤・緑・青の３色を同一のフォトマスクで形成する場合、予備を含めて合計２枚のフォトマスクを用意すれば良く、３色のうちの２色を同一のフォトマスクで形成する場合、予備を含めて合計３枚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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
更に、上記の各実施形態において、メインＰＳとサブＰＳの高さを変えるために、積層される着色層の大きさ及び積層順序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。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
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】
【０１０７】
【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のＩＶ−ＩＶラインに沿った拡大断面図
【図５】図１のＶ−Ｖラインに沿った拡大断面図
【図６】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の一部を示す平面図
【図７】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８】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９】図８のＩＸ−ＩＸラインに沿った断面図
【図１０】図８のＸ−Ｘラインに沿った断面図
【図１１】図８のＸＩ−ＸＩラインに沿った断面図
【図１２】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の一部を示す平面図
【図１３】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
【符号の説明】
【０１０８】
１、２  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
１１〜１３  フォトスペーサー
１１１〜１１３  開口
１２１〜１２６  着色層
１４  フォトマスク
２１〜２３  フォトスペーサー
２１１〜２１４  開口
２２１〜２２９  着色層
２４  フォトマスク
【図１】
2010085747.tif 000003
【図２】
2010085747.tif 000004
【図３】
2010085747.tif 000005
【図４】
2010085747.tif 000006
【図５】
2010085747.tif 000007
【図６】
2010085747.tif 000008
【図７】
2010085747.tif 000009
【図８】
2010085747.tif 000010
【図９】
2010085747.tif 000011
【図１０】
2010085747.tif 000012
【図１１】
2010085747.tif 000013
【図１２】
2010085747.tif 000014
【図１３】
2010085747.tif 000015