(57)【要約】【課題】ガラス基板の表面側にＢＭの遮光部と、その開口部にＲＧＢの画素部と、段差のあるＷＨＩＴＥの透明膜部と、その上にＩＴＯの透明電極とを形成した後、ＲＧＢ及びＷＨＩＴＥの上方にＭＶＡと、ＷＨＩＴＥ上方にＰＳをその順に形成し、配置したＰＳ付きカラーフィルタにおいて、ＷＨＩＴＥ部の上方に形成するＭＶＡとＰＳとに高低差をつける製造方法を提供することにより、製造工程数の削減と、ＬＣＤパネルの表示品質を改善したＰＳ付きカラーフィルタを提供することである。【解決手段】ガラス基板は、表面に凹部を形成したガラス基板を用い、ＢＭと、ＲＧＢと、ＷＨＩＴＥと、その上にＩＴＯの透明電極とを形成した後、ＭＶＡとＰＳを形成したＰＳ付きカラーフィルタであって、前記凹部の形成位置の上方にＭＶＡを配置し、且つＭＶＡとＰＳは、同一のレジスト上の同時露光により形成し、配置したＰＳ付きカラーフィルタ。【選択図】図１
2008209582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の表面側にＢＭの遮光部と、その開口部にＲＧＢの画素部と、段差のあるＷＨＩＴＥの透明膜部と、その上にＩＴＯの透明電極とを形成した後、ＲＧＢ及びＷＨＩＴＥの上方にＭＶＡと、ＷＨＩＴＥの上方にＰＳをその順に形成し、配置したＰＳ付きカラーフィルタにおいて、
ガラス基板は、表面に凹部を形成したガラス基板を用いたことを特長とするＰＳ付きカラーフィルタ。
【請求項２】
前記ＭＶＡは、ガラス基板の凹部の形成位置の上方に形成し、配置したことを特長とする請求項１記載のＰＳ付きカラーフィルタ。
【請求項３】
前記ＭＶＡとＰＳは、同一のレジスト上の同時露光により形成し、配置したことを特長とする請求項１、又は２記載のＰＳ付きカラーフィルタ。
【請求項４】
カラーフィルタと駆動パネルとの基板の間隙に液晶を密封したＬＣＤパネルにおいて、カラーフィルタは、前記請求項１乃至３のいずれか１項記載のＰＳ付きカラーフィルタを用いたことを特長とするＬＣＤパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等に用いる、透明膜（以下ＷＨＩＴＥと記す）を利用した、ＰＳ（フォトスペーサ）付きカラーフィルタ及びそのＰＳ付きカラーフィルタと画素を駆動する駆動パネルとの基板の間隙に液晶を密封したＬＣＤパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示パネルの製造では、ＰＳ付きカラーフィルタは、駆動パネル（以下ＴＦＴ用基板と記す）との貼り合わせ時には、そのＰＳを介してＴＦＴ用基板と貼り合わされる。なお、前記ＰＳは、Ｐｈｏｔｏ  Ｓｐａｃｅｒ（フォトスペーサ）の略で、感光性樹脂のレジスト塗布、そのレジストへのパターン露光、そのレジスト現像というフォトリソ法で形成されるパターンであり、特定の高さを有する柱状のスペーサである。カラーフィルタとＴＦＴ用基板との貼り合わせるギャップ（間隙）は、柱状のスペーサの高さで規制される。カラーフィルタの基板とＴＦＴ用基板との貼り合わせギャップは、ＰＳの膜厚、すなわちＰＳ用レジスト膜厚に依存する。ＬＣＤパネル（以下液晶表示装置と記す）では、カラーフィルタを形成した基板とＴＦＴ用基板とをギャップを有するように対向させ、ギャップ内に液晶等を真空封止するよう両基板を貼り合わせる。
【０００３】
従来の技術では、液晶表示装置は、応答速度が速く高視野角の表示が求めらる。この要求に答えるものとして、近年、配向分割垂直配向方式の液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、一般にＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ―Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）液晶表示装置と呼称されている。ＭＶＡ液晶表示装置を構成するカラーフィルタは、前述したＰＳに加えて、配向制御用の突起パターン（この突起パターンを以下、ＭＶＡと記す）を形成している。
【０００４】
一方、液晶表示装置では、モバイル用途で、省エネルギー、高品質を満たす、半透過型液晶パネルの技術が提案されている。この技術の中では、ＷＨＩＴＥ設計方式と呼ばれる技術が知られている。この方式は、カラーフィルタの一部に透明膜（ＷＨＩＴＥ）が突出した段差部を形成し、ＴＦＴ用基板との貼り合わせた場合、この透明膜（ＷＨＩＴＥ）部分の液晶セルギャップを小さくすることによって、外光を利用する反射部分とする目的がある。以下の説明において、ＷＨＩＴＥ設計は、ＷＨＩＴＥ設計方式の液晶表示装置に組みこまれるカラーフィルタに形成する透明膜の段差をいう。ＷＨＩＴＥ設計を利用したＷＨＩＴＥのパターンの形成は、高明度、半透過カラーフィルタを得るうえで有効である。
【０００５】
図４は、従来のＰＳ付きカラーフィルタの事例を説明する部分拡大図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、そのｙ−ｙ’の側断面図であり、（ｃ）は、ｘ−ｘ’の正面断面図である。
【０００６】
図４（ａ）は、図面上の上下方向にＲ（赤）画素３ａ、Ｇ（緑）画素３ｂ、Ｂ（青）画素３ｃを配置し、そのＲＧＢ３と直行するように、所定の間隔にＷＨＩＴＥ１０を配置したＰＳ付きカラーフィルタである。ＰＳ付きカラーフィルタは、ほぼ全面にＩＴＯ４（透明導電膜）を形成した後に、ＲＧＢ３及びＷＨＩＴＥ１０上方の所定位置にＭＶＡ６が配置され、ＷＨＩＴＥ１０上方の所定位置にＰＳ５が配置されている。
【０００７】
図４（ｂ）は、ガラス基板１上に、ＢＭ２（ブラックマトリックス）及びＲＧＢ３と、その上の一部にＷＨＩＴＥ１０とを配置し、その上の全面にＩＴＯ４を形成し、その上にＭＶＡ６と、ＰＳ５が配置された層構成のＰＳ付きカラーフィルタである。前記ＭＶＡ６
の高さは、ＰＳ５の高さと比べて低い高さに制限されて形成し、配置されている。すなわち、ＰＳの高さとＭＶＡの高さでは所定の高低差があることを機能上で要求されている。
【０００８】
図４（ｃ）は、ガラス基板１上に、ＢＭ２及びＲＧＢ３と、その上の一部にＷＨＩＴＥ１０を配置と、その上の全面にＩＴＯ４を形成し、ＭＶＡ６は、ＲＧＢ３の上方と、ＷＨＩＴＥ１０の上方に形成し、配置された構成のＰＳ付きカラーフィルタである。前記ＭＶＡ６の高さは、ＲＧＢ３の上方のＭＶＡ６と、ＷＨＩＴＥ１０の上方のＭＶＡ６と比べて高低差が生じており、ＲＧＢの上方のＭＶＡの方が高くなる難点がある。すなわち、ＭＶＡの高さでは高低差がないことを機能上で要求されている。
【０００９】
前記ＷＨＩＴＥ設計を利用したＰＳ（フォトスペーサ）付きカラーフィルタの製造方法の一事例について説明する。
【００１０】
最初に、カラーフィルタ用のガラス基板上に遮光パターン形成用レジスト液を塗布し、レジストにパターン露光し、現像処理により、基板上に遮光パターン、例えばＢＭ（ブラックマトリックス）を形成する。なお、ＢＭは、画像表示に関与する、光を透過する開口部を有し、開口部以外に入射する光を遮蔽する役割である。ＢＭのパターンは、格子状、又はストライプ状の形状であり、その開口部に画素を形成する。
【００１１】
次いで、開口部に、透過する光を着色するＲ（赤）画素と、Ｇ（緑）画素と、Ｂ（青）画素パターンとを形成する。画素Ｒの形成は、基板上にＲ画素用レジスト液を塗布し、レジストにパターン露光し、現像処理により、基板上にＲ画素パターン部を形成する。なお、画素パターンの形成は、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素形成用と、３回の工程を各々実行する。
【００１２】
次いで、その各々画素部上にＷＨＩＴＥパターン部を形成する。ＷＨＩＴＥパターンの形成は、基板のＲＧＢの画素部上にＷＨＩＴＥ用レジスト液を塗布し、レジストにＷＨＩＴＥパターンを露光し、現像処理により、ＷＨＩＴＥ部を形成する。なお、ＷＨＩＴＥ（透明膜段差）は、各画素部形成後に形成する特殊形状の透明性樹脂基材のパターンであり、均一な膜厚を持つ透明層である。
【００１３】
さらに、真空成膜法により、ＢＭの遮光パターン含むＲＧＢの画素部及び透明膜（ＷＨＩＴＥ）パターン部を覆う金属酸化膜からなるＩＴＯの透明電極を形成する。
【００１４】
次いで、ＭＶＡを所定の位置である、ＲＧＢ及びＷＨＩＴＥ上方のＩＴＯ上の位置に形成する。ＭＶＡの形成は、基板上のＩＴＯ上にＭＶＡ用レジスト液を塗布し、レジストにパターン露光し、現像処理により、基板上の所定位置にＭＶＡパターン部を形成する。なお、ＭＶＡ用レジストの塗布では、ＲＧＢとＷＨＩＴＥ上で、そのレジスト膜厚の差が生じる場合がある。
【００１５】
次いで、ＰＳを所定の位置である、ＷＨＩＴＥ上方のＩＴＯ上の位置に形成する。ＰＳの形成は、基板上のＩＴＯ上にＰＳ用レジスト液を塗布し、レジストにパターン露光し、現像処理により、基板上の所定の位置にＰＳパターン部を形成する。なお、ＭＶＡ及びＰＳは、ともに特殊形状の透明性樹脂基材のパターンであり、柱状のスペーサである。ＭＶＡとＰＳは、別のプロセス工程で形成し、ＭＶＡの高さがＰＳの高さに比べて低いものである。
【００１６】
しかし、前記ＭＶＡの形成とＰＳの形成方法では、各々の場合に問題がある。
【００１７】
ＭＶＡの形成とＰＳの形成では、別工程の形成となる問題がある。
【００１８】
品質設計上では、ＭＶＡの高さと、ＰＳの高さは高低差を設け、ＰＳの高さが高くなるように設計されている。ＭＶＡの高さと、ＰＳの高さは、各々のパターン形成用レジスト液の塗布厚に規制され、すなわち、レジスト膜厚に相当する。そのため、ＭＶＡと、ＰＳは、各々のレジスト膜厚が異なり、別レジストとなり、別露光のプロセス（別工程）となる。
【００１９】
ＭＶＡの形成では、ＲＧＢ上及びＷＨＩＴＥ上に形成するために発生する問題がある。
【００２０】
前記ＭＶＡの形成では、ＲＧＢ上に形成したＭＶＡと、ＷＨＩＴＥ上に形成したＭＶＡは、その高さが異なる、すなわち、ＷＨＩＴＥ上のＭＶＡの高さの方が低くなり、各ＭＶＡ近傍に形成する液晶配向角度のバラツキが大きくなり、画像表示品位に悪影響する。
【００２１】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開平１０−１３３０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
ＷＨＩＴＥ設計を利用したＰＳ付きカラーフィルタにおいて、遮光部と、その開口部に画素部を備えたカラーフィルタ基板上に形成したＷＨＩＴＥ部の上方に形成するＭＶＡの高さとＰＳの高さとに高低差をつける製造方法を提供することにより、製造工程数の削減と、ＬＣＤパネルの表示品質を改善したＰＳ付きカラーフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の請求項１に係る発明は、ガラス基板の表面側にＢＭの遮光部と、その開口部にＲＧＢの画素部と、段差のあるＷＨＩＴＥの透明膜部と、その上にＩＴＯの透明電極とを形成した後、ＲＧＢ及びＷＨＩＴＥの上方にＭＶＡと、ＷＨＩＴＥの上方にＰＳをその順に形成し、配置したＰＳ付きカラーフィルタにおいて、
ガラス基板は、表面に凹部を形成したガラス基板を用いたことを特長とするＰＳ付きカラーフィルタである。
【００２４】
本発明の請求項２に係る発明は、前記ＭＶＡは、ガラス基板の凹部の形成位置の上方に形成し、配置したことを特長とする請求項１記載のＰＳ付きカラーフィルタである。
【００２５】
本発明のＰＳ付きカラーフィルタでは、ＲＧＢ及びＷＨＩＴＥパターンの部分にＭＶＡを配置している。本発明では、ＭＶＡの配置位置は、ガラス基板上の凹部形成位置にしたことで、各々ＭＶＡの高さを同等となるように調整することが可能となり、ＭＶＡの近傍での液晶配向角度を同等に形成できる。
【００２６】
本発明の請求項３に係る発明は、前記ＭＶＡとＰＳは、同一のレジスト上の同時露光により形成し、配置したことを特長とする請求項１、又は２記載のＰＳ付きカラーフィルタである。
【００２７】
本発明のＰＳ付きカラーフィルタでは、ＷＨＩＴＥパターンの部分にＰＳを配置している。本発明では、ＭＶＡの配置位置は、ガラス基板上の凹部形成位置にしたことで、ＰＳと、ＭＶＡとの高低差に変化つけることが可能となり、一度のパターン露光でＭＶＡとＰＳを形成できる。
【００２８】
本発明の請求項４に係る発明は、カラーフィルタと駆動パネルとの基板の間隙に液晶を
密封したＬＣＤパネルにおいて、
カラーフィルタは、前記請求項１乃至３のいずれか１項記載のＰＳ付きカラーフィルタを用いたことを特長とするＬＣＤパネルである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のＰＳ付きカラーフィルタによれば、予め凹部を形成したガラス基板上の、該凹部位置にＭＶＡを形成したことにより、ＰＳの高さとＭＶＡの高さに高低差が生じるため、ＭＶＡ及びＰＳが同時に、同一のレジスト上に同一露光の製造工程のプロセスで形成できる。
【００３０】
本発明のＰＳ付きカラーフィルタによれば、予め凹部を形成したガラス基板上の、該凹部の形状寸法、その深さをＲＧＢ、又はＷＨＩＴＥ毎に変更し、最適化したことにより、ＲＧＢの上方と、又はＷＨＩＴＥの上方のＭＶＡの高さの差が最適となり、ＭＶＡ近傍での液晶配向角度が最適化となるため、表示品質がより向上する。
【００３１】
本発明のＰＳ付きカラーフィルタを用いれば、ＲＧＢの上方と、又はＷＨＩＴＥの上方のＭＶＡの高さの差が最適としたことにより、本発明のＰＳ付きカラーフィルタと、ＴＦＴ用基板との貼り合わせたＬＣＤパネルでの画面表示品質の低下に関する問題を解消できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明のカラーフィルタ、特にＷＨＩＴＥ設計を利用したＰＳ付きカラーフィルタと、その製造方法を一実施例の形態に基づいて以下説明する。
【００３３】
図１は、本発明のＰＳ付きカラーフィルタの一実施例の部分拡大の説明図であり、図１（ａ）は、上面図であり、図１（ｂ）は、ｙ−ｙ’線における側断面図であり、（ｃ）は、ｘ−ｘ’線における正面断面図である。
【００３４】
図１に示す本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施例を説明する。
【００３５】
本発明のＷＨＩＴＥ設計を利用したＰＳ付きカラーフィルタ５０は、カラーフィルタ用のガラス基板１上に遮光部としてのＢＭ２を形成する。
【００３６】
次いで、ガラス基板に凹部１１を形成する。その凹部形状では、直径は、１２μｍ〜３０μｍであり、その深さは、２．０μｍ〜５．０μｍであり、その範囲で適宜最適化する。前記凹部１１の形状は、最初にＷＨＩＴＥ１０上方の形状を最適な寸法に設定し、次いで該凹部を基準とし、ＲＧＢ３の上方の形状をやや小形に修正する。なお、ＢＭと凹部の形成の順序は、適宜に変更する場合もある。
【００３７】
本発明のＰＳ付きカラーフィルタでは、使用するガラス基板は、表面に凹部１１を形成したガラス基板を用いたことを特長とする製造方法である。凹部１１は、ＲＧＢ３の上方の形成位置の凹部の形状及びその寸法と、ＷＨＩＴＥ１０の形成位置の凹部の形状及びその寸法が異なり、ＷＨＩＴＥ１０の形成位置の凹部は、ＲＧＢ３の形成位置の凹部の形状及びその寸法より大きい形状にした。
【００３８】
次いで、ガラス基板２１は、ＢＭ２間の開口部にＲＧＢ３の画素を形成する。
【００３９】
次いで、ＢＭ２及びＲＧＢ３の画素上の一部分にＷＨＩＴＥ１０を形成する。
【００４０】
次いで、ＢＭ２、ＲＧＢ３の画素及びＷＨＩＴＥ１０上に導電性の透明電極のＩＴＯ４
を積層形成する。
【００４１】
次いで、ＢＭ２、ＲＧＢ３の画素及びＷＨＩＴＥ１０上方にＭＶＡ１６を形成し、同時にＷＨＩＴＥ１０上方にＰＳ１５を形成する。
【００４２】
本発明のＰＳ付きカラーフィルタでは、ＭＶＡ１６は、ガラス基板の凹部１１の形成位置の上方に形成され、その凹部の窪み、すなわちその深さまで沈下し、ＭＶＡ１６の高さを低くすることを特長とする製造方法である。その方法は、塗布膜厚でＭＶＡ１６の高さを調整する。一方、ＰＳ１５は、凹部の形成位置以外の領域に配置し、本来のレジスト厚をその高さに備えている。
【００４３】
以上の製造工程を経て本発明のＰＳ付きカラーフィルタが完成する。なお、前記ＭＶＡ１６及びＰＳ１５の形成では、透明電極４の表面に公知のフォトリソプロセス法を用いたパターン形成により、同一レジスト上にＰＳ１５とＭＶＡ１６を同時露光により形成する。
【００４４】
本発明のＰＳ付きカラーフィルタは、前記ＭＶＡ１６とＰＳ１５は、同一のレジスト上の同時露光により形成し、配置したことを特長とした。すなわち、本発明のＰＳ付きカラーフィルタでは、その製造工程は、ＭＶＡ１６の製造工程とＰＳ１５の製造工程が一つの製造工程に集約され、製造工程数が削減される。
【００４５】
図１（ａ）の上面図では、前記ＰＳとＭＶＡの形成面を示し、ＢＭ２のパターンは横方向に形成され、縦方向に所定の間隔で配置されている。すなわち、前記ＢＭは、ストライプ形状である。各ＢＭ２の間、例えばＢＭパターン開口部２ａにＲ（赤色）画素３ａ、Ｇ（緑色）画素３ｂ、Ｂ（青色）画素３ｃと、その表面に一部分にＷＨＩＴＥ１０のパターンが形成された上面図である。
【００４６】
図１（ａ）のＷＨＩＴＥ１０は、ＢＭ２と、角度９０度で交差する状態で平面視帯状に配置形成されている。ＷＨＩＴＥは、上横方向に所定の間隔毎に複数配置されている。なお、図１（ａ）では１個だけを表示している。ＷＨＩＴＥ１０は、その形成幅が１００μｍの前後であり、その厚さは、２μｍの前後である。側面視でＷＨＩＴＥパターン上の面は、ＷＨＩＴＥの厚みによりＲＧＢ３面から段差状に突起した部分が形成されている。
【００４７】
本発明では、ＷＨＩＴＥ１０の領域にＰＳ１５とＭＶＡ１６を配置し、ＲＧＢ３の領域にＭＶＡ１６を形成する。本発明では、ＰＳ及びＭＶＡ形成用のレジストを塗布した際、下地となる、ＲＧＢ３の部位と、ＷＨＩＴＥ１０の周辺部分の部位とでレジスト膜厚が変化し、それにより、ＭＶＡの膜厚に差が生じるため、該ＭＶＡの配置位置は、ガラス基板２１の凹部１１の位置に形成し、その凹部の形状の幅、その深度に変化をつけることに着目した。例えば、ＲＧＢ３の領域の凹部と、ＷＨＩＴＥ１０の領域の凹部とは、その幅、深度を変更し、凹部の空間の窪みにレジストを埋め込む現象を利用して、まずＰＳの高さと高低差を形成する。次いで、そのＭＶＡの高さの差も、同時に平均化となるようにＲＧＢ３の領域とＷＨＩＴＥ１０の領域の凹部形状を最適値に選択した。すなわち、該凹部位置の上方にＭＶＡ１６を形成するカラーフィルタを発明した。本発明の製造方法は、ＷＨＩＴＥ設計を利用したＰＳ付きカラーフィルタに最適である。
【００４８】
ＰＳ１５は、ＷＨＩＴＥパターンの部分に配置され、そのＰＳ形成位置に塗布されたレジストは平坦表面で均一膜厚となる。一方ＭＶＡの形成位置に塗布されたレジストは、ＲＧＢパターンの平坦部分は厚く、平坦性が悪い段差部分、例えばＷＨＩＴＥ１０のレジスト膜厚は薄くなっている。
【００４９】
図１（ｂ）に示すように、ＭＶＡの形成位置は、すべて凹部１１の直上に形成し、ＷＨＩＴＥ１０パターン上にＭＶＡ１６を形成した。
【００５０】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のｙ−ｙ’線における側断面図である。ガラス基板２１のＢＭが形成され、その開口部にＲＧＢ３の画素が形成されている。ＢＭ及びＲＧＢの形成面にＷＨＩＴＥ１０が形成され、その形成面に透明電極４が形成されている。次工程であるＰＳとＭＶＡの形成では、ＰＳ及びＭＶＡ用レジストの塗布面となる。ＰＳ及びＭＶＡの形成工程では、ＭＶＡ１６は、ガラス基板上の凹部１１の直上方に形成され、凹部の窪み分だけ基板側へ沈み込むように形成され、その分高さが低くなる状態で形成されている。
【００５１】
一方、ＰＳ１５は、凹部１１の無い位置に形成され、レジスト厚と同等の高さを備えた形状である。図１（ｂ）では、同一レジストから形成したパターンにおいて、凹部１１の上方は、ＭＶＡ１６となり、凹部１１以外の上方は、ＰＳ１５となり、その高さを凹部の窪み分だけの高低差を発現した。
【００５２】
前記ＰＳとＭＶＡを形成する方法は、フォトリソ法を用いたパターン形成方法である。パターン形成材料の塗布工程において、その下地は平坦性が悪い基板となっている。すなわち段差表面のＷＨＩＴＥ１０と、平坦性が比較的に良好な平坦表面のＲＧＢ３とが混在する基板上にレジストを塗布する処理となる。平坦性が悪いため、レジスト塗布時、ＷＨＩＴＥパターン上領域のレジスト膜厚は薄く、ＲＧＢパターン上領域のレジスト膜厚は厚いレジスト膜となる。その膜厚差だけ凹部の形状を変更した。
【００５３】
同様に、図１（ｃ）に示すように、ＭＶＡ１６ａ、１６ｂの形成位置は、すべて凹部１１ａ、１１ｂの直上に形成し、ＰＳ１５の形成位置は、ＷＨＩＴＥ１０パターン上で、凹部１１が形成されていない位置に配置し、形成した。
【００５４】
図１（ｃ）は、図１（ａ）のｘ−ｘ’線における正面断面図である。ガラス基板２１のＢＭが形成され、その開口部にＲＧＢ３の画素が形成されている。ＢＭ及びＲＧＢの形成面にＷＨＩＴＥ１０が形成され、その形成面に透明電極４が形成されている。次工程であるＰＳとＭＶＡの形成では、ＰＳは、ＷＨＩＴＥ１０上のみに配置、ＭＶＡは、ＷＨＩＴＥ１０及びＲＧＢ３上に配置されている。ＰＳ及びＭＶＡの形成工程では、ＭＶＡ１６は、ガラス基板上の凹部１１の直上方に形成され、凹部の窪み分だけ基板側へ沈み込むように形成して、その分高さが低くなる状態で形成されている。一方、ＭＶＡ１６は、ＲＧＢ３の上方と、ＷＨＩＴＥ１０の上方に配置されている。通常のプロセス条件では、ＲＧＢ３の上方と、ＷＨＩＴＥ１０の上方は、異なるプロセス経過となりレジスト膜厚差が生じる。その結果、ＭＶＡ１６の形状がＲＧＢ３の上方と、ＷＨＩＴＥ１０の上方では変動する。
【００５５】
本発明では、凹部１１の形状、その寸法に差を設け、ＭＶＡの高さを調整する方法を採用した。すなわち、予めその高さの段差分を設定し、その段差を凹部の窪みとし、その窪みを発現するだけ、ＲＧＢ３の下方の凹部の形状を変更した。すなわち、ＷＨＩＴＥ１０の凹部１１の形状を小形状に形成した。図（ｃ）では、同一レジストから形成したパターンにおいて、ＲＧＢ３の凹部１１の上方のＭＶＡ１６の高さと、ＷＨＩＴＥ１０の上方に形成したＭＶＡ１６の高さがより近接され、両方のＭＶＡ１６の高さの高低差において、凹部の窪み分だけの高低差を縮めるように発現した。
【００５６】
図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明のＷＨＩＴＥ設計を利用したＰＳ付きカラーフィルタのＰＳ及びＭＶＡの形成工程を説明する部分拡大の側断面図である。図２（ａ）は、凹部を形成したガラス基板２１であり、（ｂ）は、ＰＳ及びＭＶＡ用レジスト塗布後の基板面であり、図２（ｃ）は、ＰＳ及びＭＶＡを形成した基板面である。
【００５７】
図２（ａ）に示すように、ガラス基板２１には、凹部１１ａ、１１ｂが形成されている。凹部を形成したガラス基板２１では、ＷＨＩＴＥ１０パターンの部分に大形の凹部１１ｂと、ＲＧＢ３パターンの部分に小形の凹部１１ａを形成した。前述したように、凹部１１ｂの形状、その寸法は、ＰＳ１５とＭＶＡ１６ｂとの高低差を算出し、該高低差の窪みを発現する大きさの形状、寸法に凹部を形成する。なお、設計上でのＰＳ１５とＭＶＡ１６ｂの高低差に相当する凹部１１ｂの形状と寸法を設定し、次いで凹部１１ｂを基準し、ＭＶＡ１６ａとＭＶＡ１６ｂの高低差に相当する凹部１１ａの形状と寸法を設定する。以上により算出した凹部１１ａ、１１ｂを穿孔する。
【００５８】
ガラス基板への凹部形成は、薬液を用いたウエットエッチング法、プラズマを用いたドライエッチング法、又はレーザ光を用いたレーザ穿孔法等の公知の方法が知られている。
【００５９】
前記ウエットエッチング法では、表面にマスキング、例えばレジストパターンを形成したガラス基板をガラスエッチング用薬液、例えばＮＨ4Ｆ、ＨＦ、等緩衝フッ酸溶液に浸漬し、露出したガラス面をエッチング処理する方法であり、深度制御は、浸漬時間で制御する。
【００６０】
前記ドライエッチング法では、ウエット法と同様にマスキング後、ドライエッチング室に載置して、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ6等、フッ素系ガスをプラズマ化し、該プラズマイオンの曝して、露出したガラス面をエッチング処理する方法であり、その深度制御は、暴露時間で制御する。
【００６１】
前記レーザ穿孔法では、ステージ上にガラス基板を載置して、レンズ等により形成されたレーザ光を照射し、照射面を穿孔する方法であり、レーザ光は、例えば炭酸ガスレーザ等を用いている。
【００６２】
次いで、図２（ｂ）は、前記基板２１上にＰＳ及びＭＶＡ用レジスト９が塗布形成されている。前述したレジストのうねり現象のため下地となるＷＨＩＴＥ１０パターンの部分ではレジスト膜厚が薄く形成され、ＲＧＢ３部分では厚く形成される。各々の膜厚差は、レジスト塗布時においての、レジスト液の流動性（液粘度）と、塗布条件（スピン速度）を最適化することが重要となる。この場合、ガラス基板２１では、凹部、例えばＲＧＢ３の領域に小形の凹部１１ａが形成されており、ＷＨＩＴＥ１０の領域に大形の凹部１１ｂが形成されている。各々凹部１１ａ、１１ｂの窪み部分にもレジスト膜が形成される。この場合、レジスト塗布条件の影響により、その粘度が低い場合は、凹部の窪みを埋める方向に、高い場合はその窪みを塞ぐように、凹部空間上にレジスト膜を形成する。また、凹部の形状の寸法、深度が大きい場合、窪み、空間は大きく、寸法、深度が小さい場合、窪み、空間が小さくなる。従って、凹部１１ａ、１１ｂの形状差、レジスト粘度やスピン速度をその製品の品質仕様書毎に最適化することが重要となる。
【００６３】
次いで、図２（ｂ）の基板にフォトリソ法のプロセスを行うことにより、図２（ｃ）に示すように、前記ガラス基板２１上にＰＳ１５、及びＭＶＡ１６、例えば凹部１１ａの直上にＭＶＡ１６ａが、凹部１１ｂの直上にＭＶＡ１６ｂが形成される。
【００６４】
本発明のＰＳとＭＶＡの形成では、フォトリソプロセス法を用いたパターン形成方法であり、そのレジスト塗布工程は、平坦性が比較的に良好なＲＧＢ３領域の表面と、段差のあるＷＨＩＴＥ１０領域の表面が混在する基板上にレジストを塗布し、そのレジストにてＰＳとＭＶＡを一括して形成する製造方法である。
【００６５】
以下に、本発明のカラーフィルタである、ＷＨＩＴＥ設計を利用したＰＳ付きカラーフ
ィルタの実施例を説明する。実施例１は、図３（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【実施例１】
【００６６】
実施例１では、最初にガラス基板の表面に、ＭＶＡ１６ａ、１６ｂの配置位置に凹部１１ａと、凹部１１ｂの溝を穿孔する。凹部１１ａ溝の形状は、直径１２μｍ、深さ３μｍとした。凹部１１ｂの溝の形状は、直径２０μｍ、深さ３μｍとした。前記マスキングしたガラス基板を、液温２３℃の制御した緩衝フッ酸（橋本化成（株）製、商品名：ＬＡＬ８００）に３０分間浸漬してガラス基板をエッチングし、水洗した後にジメチルスキホキシドに３０秒間浸漬させてポジレジストを剥膜し凹部を形成したガラス基板２１を製造した。なお、実施例１では、公知のガラス材料、公知の技術を用いて実施した。
【００６７】
次いで、公知の技術を用いて、カラーフィルタ用の基板２１上にＢＭ２を形成した。
【００６８】
次いで、その開口部に、Ｒ画素３ａと、Ｇ画素３ｂと、Ｂ画素３ｃのパターンを形成した。図３（ｂ）では、例えばＧ画素３ｂ用のレジスト９を塗布後の状態であり、凹部１１ａのレジスト表面の凹みの深さ（窪み）が０．８μｍ、凹部１１ｂのレジスト表面の凹みの深さ（窪み）が１．５μｍと計測した。
【００６９】
次いで、その画素３上にＷＨＩＴＥ（透明膜）１０のパターンを形成した（図３（ｃ）参照）。
【００７０】
ＷＨＩＴＥ用レジストは、ネガ型レジスト（ＪＳＲ（株）製）を用いて、レジスト膜厚さを２．０μｍで形成した。ＷＨＩＴＥ用フォトマスクは、図３に示すＷＨＩＴＥパターンを形成したものであり、線幅は１００μｍである。
【００７１】
次いで、公知の技術を用いて、透明電極４を形成した（図３（ｄ）参照）。
【００７２】
次いで、ＰＳ及びＭＶＡを形成した。ＰＳ１５は、ＷＨＩＴＥ１０パターンの部分の上に配置し、ＭＶＡは、ＷＨＩＴＥ１０パターンの部分の上にＭＶＡ１６ｂと、ＲＧＢ３の部分上にＭＶＡ１６ａを形成した（図３（ｅ）参照）。
【００７３】
ＰＳ及びＭＶＡ用レジストは、ネガ型レジスト（ＪＳＲ（株）製）を使用した。レジスト膜厚さは、ＷＨＩＴＥ１０上に２．１０μｍの塗布条件で形成した。
【００７４】
ＰＳ及びＭＶＡ用フォトマスクは、八角形で、パターン線幅は、１５μｍで形成した。パターン露光では、露光ギャップを１５０μｍに設定し、露光量は、１５０ｍＪ／ｃｍ2、等の条件で露光した。
【００７５】
次いで、現像処理では、現像液は、無機アルカリ系溶液を用い、その現像時間は、４０秒で現像して、ＰＳ及びＭＶＡを形成した。なお、ＭＶＡの形成位置は、各々凹部１１ａ、１１ｂの窪みの直上とした。次いで、レジストを加熱し、硬化した後、実施例１のＰＳ付きカラーフィルタが完成した（図３（ｅ）参照）。
【００７６】
実施例１のカラーフィルタの評価結果は、ＰＳ１５では、高さ１．６０μｍであり、その線幅１５μｍであった。ＭＶＡ１６ａは、高さ１．４μｍであり、その線幅は、１５μｍで形成されていた。同じく、ＭＶＡ１６ｂは、高さ１．０５μｍであり、その線幅は、１５μｍで形成されていた。実施例１のカラーフィルタは、形状評価、液晶配向角度ともに規格内であり、ともに良好の結果であった。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明のＷＨＩＴＥ設計を利用したＰＳ付きカラーフィルタの部分図で、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、側断面図であり、（ｃ）は、正面断面図である。
【図２】本発明のＷＨＩＴＥ設計を利用したＰＳ付きカラーフィルタの部分拡大の側断面図で、（ａ）塗布前であり、（ｂ）は、塗布後であり、（ｃ）は、ＰＳ形成後である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のＰＳ付きカラーフィルタの製造方法の一実施例を説明する側断面図である。
【図４】従来のＰＳ付きカラーフィルタの部分図で、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、側断面図であり、（ｃ）は、正面断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１…ガラス基板
２…ＢＭ
２ａ…ＢＭ開口部
３…ＲＧＢ（画素）
３ａ…Ｒ画素
３ｂ…Ｇ画素
３ｃ…Ｂ画素
４…ＩＴＯ（透明電極）
５…ＰＳ
６…ＭＶＡ
６ａ…（ＲＧＢ上の）ＭＶＡ
６ｂ…（ＷＨＩＴＥ上の）ＭＶＡ
９…レジスト
１０…ＷＨＩＴＥ
１１…凹部
１１ａ…（ＲＧＢ上に形成した）凹部
１１ｂ…（ＷＨＩＴＥ上に形成した）凹部
１５…ＰＳ
１６…ＭＶＡ
１６ａ…（ＲＧＢ上の）ＭＶＡ
１６ｂ…（ＷＨＩＴＥ上の）ＭＶＡ
５０…ＰＳ付きカラーフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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