(57)【要約】【課題】  ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせて形成したカラーフィルタ形成基板で、これらを所望の厚さに制御することができるカラーフィルタ形成基板の作製方法を提供する。同時に、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせ、且つ、所望の厚さにしたカラーフィルタ形成基板を提供する。【解決手段】  ブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法であって、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各着色層の画素を形成する際に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、且つ、少なくとも１色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法であって、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各着色層の画素を形成する際に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、且つ、少なくとも１色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。
【請求項２】
請求項１記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記フォトリソ法における各着色層の画素の形成は、それぞれ、各着色層の画素を形成するための対応するフォトマスクを介して露光するもので、前記フォトマスクのうち１以上のフォトマスクは、それぞれ、着色層の画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率と、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率とが、異なるものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。
【請求項３】
請求項２に記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記フォトリソ法における各着色層の形成は、それぞれ、ネガ型の着色材料にて行うもので、前記１以上のフォトマスクは、画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率を１００％として、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率を、１００％未満の所定の透過率にしていることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各着色層の画素を形成する際に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの着色層のうち２以上を重ねて、柱状スペーサを形成するもので、少なくとも、１色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、柱状スペーサの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記フォトリソ法における露光は、形成する着色層の繰り返しパターンの一部に対応する単位の露光領域を、繰り返して露光し、該単位の露光領域を繋ぎ、あるいは、前記単位の露光領域を連続的に移動させて、所望の露光領域とするものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。
【請求項６】
ブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板であって、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法により作製されたことを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法に関し、特に、３色の着色層を積層した構造のブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、通常、カラーフィルタが形成されて電極を有するカラーフィルタ形成基板と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や複数の走査電極などを具備した電極基板との、電極を有する２枚の基板を対向させて、両基板間に液晶が狭持された構造とされている。
カラーフィルタ形成基板には、例えば、透明基板上に、順に、ブラックマトリクス、赤、緑、青の着色画素、オーバーコート、透明電極が形成されている。
【０００３】
カラーフィルタ形成基板におけるブラックマトリクスは、各画素間に配列された遮光領域や表示領域周縁に形成された額縁状の遮光部を示し、液晶表示装置の表示コントラストを向上させ、またＴＦＴなどの能動素子に光が入射して誤動作することを防ぐために設けられる。
ブラックマトリクスは、一般に、Ｃｒ等の金属膜や、カーボンブラック、顔料を樹脂と混ぜ合わせた樹脂ブラックを用いて形成されているが、特開２００３−１４９１７号公報（特許文献１）、特開２００４−９４２３６号公報（特許文献２）に開示されるように、赤、緑、青の着色画素を形成するための着色層のうち少なくとも２色以上を重ね合わせて形成される場合もある。
ブラックマトリクスは、各着色層のフォトリソ法による形成工程において、各着色層の重ね合わせて形成されるため、カラーフィルタ形成基板の製造において、ブラックマトリクス層を形成するための工程を省略することができるという利点がある。
【特許文献１】特開２００３−１４９１７号公報
【特許文献１】特開２００４−９４２３６号公報
【０００４】
一方、液晶表示装置は液晶層の厚み（セルギャップ）を保持するために、通常、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や複数の走査電極などを具備した電極基板とカラーフィルタ形成基板との間に、この両基板間の間隔を一定に保つために、粒径の均一なプラスチックビーズやガラス繊維などを間隔制御用のスペーサーとして両基板間に散在させている。
しかし、このスペーサー部材に起因する不具合、例えば、スペーサーの凝集によるセルギャップムラ、スペーサー周辺での配向不良によるコントラスト低下など、を改善するために、フォトリソ法によりカラーフィルタ形成基板上に適切な柱形状の柱状スペーサーを形成することが、特開平１０−８２９０９号公報（特許文献３）、特開平１０−２０３１４号公報（特許文献４）などに提案され、実用化されている。
柱状スペーサーに代えることによって、ビーズスペーサーの欠点であった均一分布性、セル内でのビーズ移動、ビーズ周辺の配向の乱れで光が漏れることによるコントラスト低下などを、大幅に改善することができる。
このため、カラーフィルタ形成基板においても、柱状スペーサーを付けたカラーフィルタ形成基板の要求が高まってきている。
尚、特開平１０−８２９０９号公報、特開平１０−２０３１４号公報ではポリイミド樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、アクリル樹脂、ネガ型レジストを主成分とした材料によりスペーサーを形成することが提案されている。
柱状スペーサとしては、別に、赤、緑、青の着色画素を形成するための各着色層を重ね合わせて形成する方法も、特開平９−１２００７５号公報（特許文献５）等に記載されている。
図６に示すように、遮光層からなるブラックストライプ１５等上に、３色の着色層からなる柱状スペーサ２６が形成される。
着色層の重ねにより柱状スペーサを形成する場合には、カラーフィルタ形成基板の製造において、柱状スペーサを形成するための工程を省略することができるという利点がある。
【特許文献３】特開平１０−８２９０９号公報
【特許文献４】特開平１０−２０３１４号公報
【特許文献５】特開平９−１２００７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、近年では、カラーフィルタ形成基板のブラックマトリクスや柱状スペーサの形成を、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層のフォトリソ法による形成において行う方法も採られている。
しかし、最近、液晶表示装置に対する高品位表示要求は、一段と厳しくなってきており、上記従来の着色層の重ねによるブラックマトリクスや柱状スペーサの形成においては、その高さが各着色層の厚さにより決まってしまい、所望の厚さに制御することができず、品質面で問題となっていた。
本発明は、これに対応するもので、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせて形成したカラーフィルタ形成基板で、これらを所望の厚さに制御することができるカラーフィルタ形成基板の作製方法を提供しようとするものである。
同時に、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせ、且つ、所望の厚さにしたカラーフィルタ形成基板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、ブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法であって、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各着色層の画素を形成する際に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、且つ、少なくとも１色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることを特徴とするものである。
そして、上記のカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記フォトリソ法における各着色層の画素の形成は、それぞれ、各着色層の画素を形成するための対応するフォトマスクを介して露光するもので、前記フォトマスクのうち１以上のフォトマスクは、それぞれ、着色層の画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率と、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率とが、異なるものであることを特徴とするものであり、前記フォトリソ法における各着色層の形成は、それぞれ、ネガ型の着色材料にて行うもので、前記１以上のフォトマスクは、画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率を１００％として、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率を、１００％未満の所定の透過率にしていることを特徴とするものである。
そして、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各着色層の画素を形成する際に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの着色層のうち２以上を重ねて、柱状スペーサを形成するもので、少なくとも、１色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、柱状スペーサの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記フォトリソ法による露光は、形成する着色層の繰り返しパターンの一部に対応する単位の露光領域を、繰り返して露光し、該単位の露光領域を繋ぎ、あるいは、前記単位の露光領域を連続的に移動させて、所望の露光領域とするものであることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のカラーフィルタ形成基板は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法により作製されたことを特徴とするものである。
【０００８】
（作用）
本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、このような構成にすることにより、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせて形成したカラーフィルタ形成基板で、これらを所望の厚さに制御することができるカラーフィルタ形成基板の作製方法の提供を可能としている。
具体的は、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各着色層の画素を形成する際に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、且つ、少なくとも１色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることにより、これを達成している。
詳しくは、少なくとも１色以上のフォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることにより、該１色以上の着色層については、それぞれ、画素領域とブラックマトリクスの形成領域とで着色層の厚みに差をつけることを可能とし、結果、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの着色層を重ねたブラックマトリクスの総厚については、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの着色層の画素領域の厚さの和とは、異なる厚さとすることができ、特に露光量を制御することにより、ブラックマトリクスの総厚を所望の厚さに制御することが可能である。
【０００９】
更に具体的には、前記フォトリソ法における各着色層の画素の形成は、それぞれ、各着色層の画素を形成するための対応するフォトマスクを介して露光するもので、前記フォトマスクのうち１以上のフォトマスクは、それぞれ、着色層の画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率と、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率とが、異なるものである、請求項２の発明の形態とすることにより、少なくとも１色以上のフォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光することを、実用レベルで簡単に可能としている。
前記フォトリソ法における各着色層の形成は、それぞれ、ネガ型の着色材料にて行うもので、前記１以上のフォトマスクは、画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率を１００％として、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率を、１００％未満の所定の透過率にしている、請求項３の発明の形態が挙げられる。
【００１０】
更に、前記感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各着色層の画素を形成する際に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの着色層のうち２以上を重ねて、柱状スペーサを形成するもので、少なくとも、１色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、柱状スペーサの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものである、請求項４の発明の形態の場合、柱状スペーサの厚さも所望の厚さに制御することを可能としている。
また、前記フォトリソ法における露光は、形成する着色層の繰り返しパターンの一部に対応する単位の露光領域を、繰り返して露光し、該単位の露光領域を繋ぎ、あるいは、前記単位の露光領域を連続的に移動させて、所望の露光領域とするものであることにより、ブラックマトリクスや柱スペーサの高さを所望の高さに制御でき、且つ、小サイズのマスクパターンにより大サイズの絵柄の露光を可能としており、特に、液晶表示装置等のカラーフィルタ形成基板の作製においては、有効である。
【００１１】
本発明のカラーフィルタ形成基板は、このような構成にすることにより、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせ、且つ、所望の厚さにしたカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記のように、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせて形成したカラーフィルタ形成基板で、これらを所望の厚さに制御することができるカラーフィルタ形成基板の作製方法の提供を可能とした。
同時に、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせ、且つ、所望の厚さにしたカラーフィルタ形成基板の提供を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第１の例における特徴的な工程を示した工程断面図で、図２は本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第２の例における特徴的な工程を示した工程断面図で、図３（ａ）は着色層形成のための繰り返しパターンを有するフォトマスクの概略断面図で、図３（ｂ）は単位の繰り返しパターンを有するマスクの概略断面図で、図３（ｃ）は図３（ｂ）に示すマスクの平面図で、図４は繰り返し露光による重ね描画露光の一部を示した図で、図５は繰り返し露光による重ね描画露光を行うための装置の概略図である。
尚、図３においては遮光膜やハーフトーンの膜を保持するベース基材は省略して示している。
図１〜図５において、１０は加工用基材、２０は着色層、２１は赤色の着色材料、２１Ｒは赤色の着色層、２２は緑色の着色材料、２２Ｇは緑色の着色層、２３は青色の着色材料、２３Ｂは青色の着色層、２５、２５ａ〜２５ｃはブラックマトリクス、２６は柱状スペーサ、３０、３０ａ、３０ｂはフォトマスク、３０Ａ、３０Ａａ、３０Ａｂはフォトマスク、３０Ｂはマスク、３１は遮光部、３２は開口部、３３ａ、３３ｂ、３３ｃはハーフトーン層、３５は露光光、５１〜５４は第１の露光による露光領域、６１〜６４は第２の露光による露光領域、７０は重ね露光によるつなぎ部、８０は露光部、８５は露光ヘッド、９０はＸＹステージである。
【００１４】
本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第１の例を説明する。
第１の例は、３色の着色層を積層した構造のブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法であって、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各着色層の画素を形成する際に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色の着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものである。
ここでは、各着色層形成の露光は、対応するフォトマスク３０、３０ａ、３０ｂを用いて行うが、各フォトマスクは、それぞれ、各着色層の画素形成領域に対応する領域に対応する領域を開口部とし、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域をハーフトーン部として、露光光の透過率を、異なるものとしている。
本例は、各着色層の形成は、それぞれ、ネガ型の着色材料２１、２２、２３を用いて行い、各フォトマスクは、画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率を１００％として、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率を、形成する着色層の所望の厚さに対応した、１００％未満の所定の透過率にしている。
【００１５】
更に、図１に基づいて特徴的な工程を説明する。
先ず、Ｒ（赤色）の着色層形成のため、加工用基板１０の一面に赤色の着色材料２１を塗布して膜形成した後、所定の露光機によりフォトマスク３０を介して露光を行う。（図１（ａ））
露光機としては、通常、プロキシミティ露光機（近接露光機）が用いられ、平行光にて露光する。
フォトマスク２１には、遮光部３１、開口部３２、ハーフトーン部３３ａが所定の形状で形成されている。
尚、フォトマスク２１におけるハーフトーン部３３ａの作製については、例えば、クロム系の遮光部とその開口部にてパターンを形成している通常のバイナリー型のフォトマスクにおいて、所定の開口部を覆う酸化窒化クロムハーフトーン層を形成し形態ものが挙げられるが、これには限定されない。
着色材料としては、ここでは、各色の着色層形成に、共に、感光性樹脂に顔料や染料他を混ぜ分散させた、顔料分散型の着色材料を用いているが、これに限定はされない。
加工用基板１０としては、通常、無アルカリガラスが用いられるが、プラスチック基板、ソーダライムガラス等も用いられている。
ここでは、開口部３２を通過した露光光により、赤色の着色層形成領域を露光し、ハーフトーン部３３ａを通過した露光光により、ブラックマトリクスの形成領域を露光する。  遮光部に対応する領域は露光されない。
次いで、現像処理を行うことにより、赤色の着色層形成領域は厚く、ブラックマトリクスの形成領域は薄く、赤色の着色材料２１がパターニングされ、また、遮光領域に対応する露光されない領域の赤色の着色材料２１は現像により除去される。（図１（ｂ））
次いで、乾燥、熱処理等を必要に応じて行った後、加工用基板１０の赤色の着色層形成面上に緑色の着色材料２２を塗布して膜形成し、更に、上記と同様、露光機によりフォトマスク３０ａを介して露光を行う。（図１（ｃ））
フォトマスク３０ａには、同様に、遮光部３１、開口部３２、ハーフトーン部３３ａが所定の形状で形成されており、開口部３２を通過した露光光により、緑色の着色層形成領域を露光し、ハーフトーン部３３ａを通過した露光光により、ブラックマトリクスの形成領域を露光する。
この場合も、遮光部に対応する領域は露光されない
次いで、現像処理を行うことにより、緑色の着色層形成領域は厚く、ブラックマトリクスの形成領域は薄く、緑色の着色材料２２がパターニングされ、また、遮光領域に対応する露光されない領域の緑色の着色材料２２は現像により除去される。（図１（ｄ））
次いで、乾燥、熱処理等を必要に応じて行った後、加工用基板１０の赤色の着色層２１Ｒ、緑色の着色層２２Ｇが形成された面上に青色の着色材料２３を塗布して膜形成し、更に、上記と同様、露光機によりフォトマスク３０ｂを介して露光を行う。（図１（ｅ））  フォトマスク３０ｂには、同様に、遮光部３１、開口部３２、ハーフトーン部３３ａが所定の形状で形成されており、開口部３２を通過した露光光により、青色の着色層形成領域を露光し、ハーフトーン部３３ａを通過した露光光により、ブラックマトリクスの形成領域を露光する。
この場合も、遮光部に対応する領域は露光されない。
次いで、現像処理を行うことにより、青色の着色層形成領域は厚く、ブラックマトリクスの形成領域は薄く、青色の着色材料２３がパターニングされ、また、遮光領域に対応する露光されない領域の青色の着色材料２３は現像により除去される。（図１（ｆ））
次いで、乾燥、熱処理等を必要に応じて行う。
このようにして、赤色の着色層、緑色の着色層、青色の着色層が所定の領域に形成され、且つ、ブラックマトリクスの形成領域には３色の着色層が積層形成された状態のブラックマトリクスを得ることができる。
尚、着色層が形成された基板は、例えば、更に、必要に応じて液晶の配向を制御するための配向制御用突起を形成し、更にＯＣ層（保護膜）やＩＴＯ膜が形成される。
本例の場合は、ハーフトーン部３３ａの露光光の透過率を制御することにより、薄い所望の厚さを得ることができる。
【００１６】
本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第２の例を説明する。
第２の例は、３色の着色層を積層した構造のブラックマトリクスと柱状スペーサとを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法であって、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各着色層の画素を形成する際に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色の着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものである。
ここでは、各着色層形成の露光は、対応するフォトマスク３０Ａ、３０Ａａ、３０Ａｂを用いて行うが、各フォトマスクは、それぞれ、各着色層の画素形成領域および柱状スペーサ形成領域に対応する領域に対応する領域を開口部とし、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域をハーフトーン部として、露光光の透過率を、異なるものとしている。
第２の例も、第１の例と同様、各着色層の形成は、それぞれ、ネガ型の着色材料２１、２２、２３を用いて行い、各フォトマスクは、各着色層の画素形成領域に対応する領域および柱状スペーサ形成領域の露光光の透過率を１００％として、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率を、１００％未満の所定の透過率にしている。
【００１７】
第２の例は、基本的には、第１の例と同様に、赤色の着色材料２１、緑色の着色材料２２、青色の着色材料２３を、順に、それぞれ、上記のフォトマスクを３０Ａ、３０Ａａ、３０Ａｂ用いて、露光して、現像して、ブラックマトリクス形成領域、柱状スペーサ形成領域に、それぞれ、３色の着色層が積層された構造の、ブラックマトリクス、柱状スペーサを形成する。
感光性の赤色の着色材料を塗布して膜形成し、フォトマスク３０Ａにて露光、現像して、各着色層の画素形成領域、柱状スペーサ形成領域に、厚く、また、ブラックマトリクス形成領域に薄く、赤色の着色材料をパターン形成する。（図２（ａ）、図２（ｂ））
同様に、乾燥、熱処理等を必要に応じて行った後、加工用基板１０の赤色の着色層２１Ｒが形成された面上に感光性の緑色の着色材料２２を塗布して膜形成し、フォトマスク３０Ａａにて露光、現像して、各着色層の画素形成領域、柱状スペーサ形成領域に、厚く、また、ブラックマトリクス形成領域に薄く、赤色の着色材料をパターン形成する。（図２（ｃ）、図２（ｄ））
更に、同様に、乾燥、熱処理等を必要に応じて行った後、加工用基板１０の赤色の着色層２１Ｒ、緑色の着色層２２Ｇが形成された面上に感光性の青色の着色材料２３を塗布して膜形成し、フォトマスク３０Ａｂにて露光、現像して、各着色層の画素形成領域、柱状スペーサ形成領域に、厚く、また、ブラックマトリクス形成領域に薄く、赤色の着色材料をパターン形成する。（図２（ｅ）、図２（ｆ））
次いで、乾燥、熱処理等を必要に応じて行う。
このようにして、赤色の着色層、緑色の着色層、青色の着色層が所定の領域に形成され、且つ、ブラックマトリクスの形成領域、柱状スペーサ形成領域には３色の着色層が積層形成された構造のものを得ることができる。
尚、着色層が形成された基板は、例えば、更に、必要に応じて液晶の配向を制御するための配向制御用突起を形成し、更にＯＣ層（保護膜）やＩＴＯ膜が形成される。
本例の場合は、ハーフトーン部３３ａの露光光の透過率を制御することにより、従来に（図６参照）比べ、ブラックマトリクスの形成領域、薄い所望の厚さを得ることができ、且つ、厚い、柱状スペーサ２６を形成している。
各部材や露光機等については、第１の例と同様のものを用いたので、ここでは、それらの説明を省く。
【００１８】
本発明の露光方法は、第１の例、第２の例におけるフォトマスクによる露光方法に限定はされない。
第２の例においては、着色層の画素領域、柱状スペーサに対応するフォトマスクの領域を、それぞれ、開口して露光光の透過率を１００％としているが、柱状スペーサに対応するフォトマスクの領域を開口して露光光の透過率を１００％とし、且つ、着色層の画素領域に対応するフォトマスクの領域の露光光の透過率を１００％未満の所定の透過率とする形態も挙げられる。
また、単位の露光範囲を形成しているマスクを用いて、単位の露光範囲に対応する単位の露光領域を繰り返しずらして、あるいは、前記単位の露光領域を連続的に移動させて重ねて、露光領域を繋ぐ露光を行い、同様の露光効果を得ても良い。
このような露光は、フォトマスクサイズを大きくしないで済み、各着色層の形成には有効である。
単位の露光範囲に対応する単位の露光領域を繰り返しずらして、露光領域を繋ぐ露光方法の場合は、ステップアンドリピート方式とも呼ばれているが、これについて、更に説明しておく。
通常、形成される着色層に繰り返しがあり、フォトマスク３０、３０ａ、３０ｂ、３０Ａ、３０Ａａ、３０Ａｂには、単位の露光範囲が繰り返して形成されている。
例えば、図３（ａ）に示すフォトマスク３０は、１０Ｒのパターンを、所定のピッチで、Ａ１−Ａ２方向に配列させ、所定の形成する着色層の長さを有するものある。
してみると、図３（ｂ）にその断面を示し、図３（ｃ）にその平面を示す、マスク１０Ｒａによる露光を、Ａ３−Ａ４方向に繰り返し、繋ぐことにより、１０Ｒのパターン分の露光を行うことができる。
更に、Ａ１−Ａ２方向に配列ピッチをずらして、順次、同様の繰り返し、繋ぐ露光を行うことにより、フォトマスク３０による露光代えて、同様の露光を行うことができる。
図４に示すように、マスク３０Ｂにより、第１の露光領域と第２の露光領域とを現像後に離れないように若干重ねて、第１の露光５１〜５４を行い、第２の露光６０１〜６０４を行う露光操作を、Ａ３−Ａ４方向に繰り返し、ずらして行う。
この露光操作を、更に、Ａ１−Ａ２方向に配列ピッチをずらしても行うことにより、フォトマスク３０による露光効果に代えることができる。
露光装置としては、例えば、図５に示すような、ＸＹステージ９０上に加工用基材１０を載せてその上側から、単位の露光領域１０Ｒａを等倍で投影露光できる露光ヘッド８５にて露光する形態の装置が挙げられる。
この装置は、ＸＹステージ９０を連続的あるいは間歇的に移動させながら、単位の露光領域１０Ｒａを有するマスクの露光を繰り返し、露光する。
光源としては、感光性の着色材料を感光できる光で、例えば、高圧水銀灯やＸｅＣｌエキシマレーザ（３０８ｎｍ）等が挙げられる。
前記単位の露光領域を連続的に移動させて重ねて、露光領域を繋ぐ露光方法の場合は、例えば、露光対象となる基材を、Ｘ−Ｙステージ上に載せ、Ｘ−Ｙステージの位置制御をレーザ干渉計を用いて行いながら、併せて光源となるエキシマレーザランプ光源のパルス発振制御しながら、単位の露光領域を相対的に露光対象となる基材から連続的に移動させて、所望の露光領域全体を露光するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第１の例における特徴的な工程を示した工程断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第２の例における特徴的な工程を示した工程断面図である。
【図３】図３（ａ）は着色層形成のための繰り返しパターンを有するフォトマスクの概略断面図で、図３（ｂ）は単位の繰り返しパターンを有するマスクの概略断面図で、図３（ｃ）は図３（ｂ）に示すマスクの平面図である。
【図４】繰り返し露光による重ね描画露光の一部を示した図である。
【図５】繰り返し露光による重ね描画露光を行うための装置の概略図である。
【図６】従来の柱状スペーサの概略断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０            加工用基材
２０            着色層
２１            赤色の着色材料
２１Ｒ          赤色の着色層
２２            緑色の着色材料
２２Ｇ          緑色の着色層
２３            青色の着色材料
２３Ｂ          青色の着色層
２５、２５ａ〜２５ｃ    ブラックマトリクス
２６            柱状スペーサ
３０、３０ａ、３０ｂ    フォトマスク
３０Ａ、３０Ａａ、３０Ａｂ    フォトマスク
３０Ｂ          マスク
３１            遮光部
３２            開口部
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ    ハーフトーン層
３５            露光光
５１〜５４      第１の露光による露光領域
６１〜６４      第２の露光による露光領域
７０            重ね露光によるつなぎ部
８０            露光部
８５            露光ヘッド
９０            ＸＹステージ
【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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