(57)【要約】【課題】  カラーフィルタ層の厚さに影響を与えることなくセルギャップの調整を行うことができるスペーサまたは表示パネル用の基板を提供すること。【解決手段】  スペーサ１４ａの第一要素１４１ａを中心線Ｌ１１の方向に沿って一端から他端に向かって横幅が増加または減少する形状に形成し、この第一要素１４１ａの上に第二要素１４２ａの少なくとも一部を積層させることにより、第一要素１４１ａと第二要素１４２ａの相対的な位置関係を前記中心線Ｌ１１の方向に沿ってシフトした場合に、第一要素１４１ａと第二要素１４２ａとの積層部の面積が増減するようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルのセルギャップを所定の寸法に保持するスペーサであって、第一要素と、少なくとも一部が前記第一要素に積層する第二要素とを備え、前記積層する部分の面積が前記第一要素と前記第二要素との相対的な位置関係に応じて変化することを特徴とするスペーサ。
【請求項２】
前記第一要素と前記第二要素の少なくとも一方は、ある方向に対して不等幅な形状を有し、前記第一要素と前記第二要素とが積層する部分の位置を前記ある方向に沿って相対的に移動させることにより、前記積層する部分の面積が変化することを特徴とする請求項１に記載のスペーサ。
【請求項３】
液晶表示パネルのセルギャップを所定の寸法に保持するスペーサであって、第一要素と、少なくとも一部が前記第一要素に積層する第二要素とを備え、前記積層する部分の合計高さが前記第一要素と前記第二要素との相対的な位置関係に応じて変化することを特徴とするスペーサ。
【請求項４】
前記第一要素と前記第二要素の少なくとも一方は、ある方向に沿って高さが変化する形状に形成され、前記第一要素と前記第二要素とが積層する部分の位置を前記ある方向に沿って相対的に移動させることにより前記積層する部分の合計高さが変化することを特徴とする請求項３に記載のスペーサ。
【請求項５】
前記第一要素と前記第二要素の少なくともいずれか一方は、フォトレジスト材料により形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のスペーサ。
【請求項６】
前記フォトレジスト材料は、カラーフィルタ層を形成するフォトレジスト材料と同じフォトレジスト材料であることを特徴とする請求項５に記載のスペーサ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のスペーサが設けられることを特徴とする表示パネル用の基板。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のスペーサまたは請求項７に記載の表示パネル用の基板を備えることを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項９】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のスペーサの形成方法であって、前記スペーサの第一要素と第二要素の少なくとも一方は、フォトリソグラフィ法を用いて形成されることを特徴とするスペーサの形成方法。
【請求項１０】
一端から他端に向かって高さ寸法が変化する要素を備えるスペーサの形成方法であって、前記要素の高さが高い側の露光量を大きくし、高さの低い側の露光量を小さくすることを特徴とするスペーサの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルのセルギャップを所定の寸法に保持するスペーサ、このスペーサを備える表示パネル用の基板、液晶表示パネル、およびこのスペーサの形成方法に関するものであり、特に好適には、フォトリソグラフィ法を用いて形成されるスペーサ、このスペーサを備える表示パネル用の基板、液晶表示パネル、およびこのスペーサの形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示パネルは、アレイ基板とカラーフィルタ基板とが所定の間隔をおいて対向して配設される構成を有する。そして、これらの基板の間には液晶が充填される。この充填された液晶の層の厚さ（以下、「セルギャップ」と称する）を液晶表示パネルの全面に亘って所定の均一な寸法に保つため、基板の間にスペーサを介在させている。
【０００３】
このスペーサには、たとえば所定の径のプラスチックビーズなどが用いられている。プラスチックビーズを液晶の層内に散在させることにより、液晶表示パネルの全面に亘ってセルギャップが所定の均一な寸法に保持される。しかしながらプラスチックビーズを用いる構成は、次のような問題点を有する。まず、液晶の層内にプラスチックビーズが存在すると、このプラスチックビーズの周囲で液晶の配向が乱れる。この結果、プラスチックビーズの周囲で光漏れが発生し、コントラストが低下する。また、プラスチックビーズの分布が不均一となると、表示ムラなどの不具合が生じることがある。
【０００４】
そこで、プラスチックビーズに代わるスペーサが用いられるようになっている。たとえば、フォトリソグラフィ法を用いて基板の表面に柱状の構造物を形成し、これをスペーサとする構成が用いられている。具体的には、カラーフィルタ基板のブラックマトリックス上にカラーフィルタ層を積層させ、柱状のスペーサを形成する構成がある（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
ところで各カラーフィルタ層は、各絵素が所定の色特性を備えるように所定の厚さに形成される。このため、各カラーフィルタ層を積層させて柱状のスペーサを形成する構成では、各カラーフィルタ層の必要な厚さの合計値が、セルギャップに一致するように設計する必要がある。このような設計では、柱状のスペーサの高さと各カラーフィルタ層の色特性とが相互に影響することになる。この結果、各絵素の色特性とセルギャップのいずれか一方のみを独立して変更することが困難となる。たとえば、生産工程でばらつきが発生してセルギャップが設計値からずれた場合でも、セルギャップのみを適正な値に補正することが困難となる。
【０００７】
スペーサの高さのみを調整するためには、スペーサとカラーフィルタ層とを同時に形成せず、別個の工程で形成する構成が考えられる。しかしながらこのような構成とすると、工程数が増加し生産コストの上昇を招く。
【０００８】
このように、フォトリソグラフィ法を用い、カラーフィルタ層を積層させて柱状のスペーサを形成する構成では、カラーフィルタ層の色特性に影響を与えることなく柱状のスペーサの高さの調整を行うことが困難である。また、工程数を増加させることなく、カラーフィルタ層と異なる高さのスペーサを形成することも困難である。
【０００９】
上記実状に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、セルギャップの調整が容易なスペーサ、このスペーサを備える表示パネル用の基板、液晶表示パネル、およびこのスペーサの形成方法を提供すること、工程数を増加させることなくセルギャップの調整ができるスペーサ、このスペーサを備える表示パネル用の基板、液晶表示パネル、およびこのスペーサの形成方法を提供すること、またはカラーフィルタ層の厚さに影響を与えることなくもしくは影響を受けることなくセルギャップの調整ができるスペーサ、このスペーサを備える表示パネル用の基板、液晶表示パネル、およびこのスペーサの形成方法を提供するである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するため、液晶表示パネルのセルギャップを所定の間隔に保つスペーサを、少なくとも第一要素と第二要素とを備える構成とする。第一要素の上に第二要素の少なくとも一部を積層させ、この積層部を実際にスペーサとして機能させる。そして、これら第一要素と第二要素との相対的な位置関係に応じて、この積層部の面積が変化する構成とする。
【００１１】
たとえば、第一要素と第二要素の少なくとも一方を、一端から他端に向かって横幅寸法が変化（増加または減少）する形状に形成する。
【００１２】
このようなスペーサを備える表示用パネルの基板と対向基板とを加圧して貼り合わせると、スペーサの第一要素と第二要素との積層部は、加圧により圧縮変形する。この圧縮変形の程度は、第一要素と第二要素との積層部の面積に応じて変化する。すなわち、積層部の面積が大きくなれば圧縮変形し難くなり、積層部の面積が小さくなれば圧縮変形しやすくなる。この積層部の面積は、第一要素と第二要素との相対的な位置関係に応じて変化するから、第一要素と第二要素との相対的な位置関係を変更することにより、セルギャップの調整を行うことができるようになる。
【００１３】
また、第一要素と第二要素の積層部の合計高さが、第一要素と第二要素との相対的な位置関係に応じて変化する構成としてもよい。たとえば、第一要素または第二要素の少なくとも一方を、一端から他端に向かって高さ寸法が変化（たとえば増加または減少）する形状に形成する構成が挙げられる。
【００１４】
前記スペーサの第一要素または第二要素の少なくとも一方は、フォトレジスト材料により形成されることが好ましい。また、このフォトレジスト材料は、カラーフィルタ層を形成する複数種類のフォトレジスト材料のうちのいずれかであることが好ましい。
【００１５】
前記スペーサの第一要素および／または第二要素は、フォトリソグラフィ法により形成されることが好ましい。この場合、カラーフィルタ層を形成する工程において、スペーサの第一要素または第二要素を同時に形成するものであることがより好ましい。
【００１６】
スペーサの第一要素または第二要素のうち、一端から他端に向かって高さ寸法が変化する要素は、前記要素の高さが高い側の露光量を大きくし、高さが低い側の露光量を小さくすることにより形成することが好ましい。
【００１７】
この場合、フォトレジスト材料に露光を施す際に、高さが高い側の露光量に較べて高さの低い側の露光量が小さくなるようなフォトマスクを用いればよい。たとえば、露光するための開口部がスリット状に形成されるものであって、このスリットの幅が高さを高くしたい側から低くしたい側に向かって幅が狭くなるようなフォトマスクを用いればよい。また、露光のための開口部が複数形成されるものであって、高さを高くしたい側から低くしたい側に向かってこの開口部の数が減少するようなフォトマスクを用いてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スペーサの第一要素または第二要素を形成する際に、その形成する位置を移動することにより、容易にセルギャップの調整を行うことができる。また、セルギャップの調整を行うに際して、カラーフィルタ層の厚さを変更するなどの必要がない。この場合、第一要素と第二要素の少なくとも一方を、ある方向に沿って一端から他端に向かって横幅寸法または高さ寸法が変化する形状に形成すれば、この方向に沿って第一要素と第二要素との相対的な位置関係を変化させるだけで、セルギャップの調整を行うことができる。
【００１９】
また、このスペーサの第一要素または第二要素をフォトレジスト材料により形成する構成とすれば、フォトリソグラフィ法を用いて容易に形成することができる。そして、このスペーサの第一要素または第二要素を、カラーフィルタ層を形成するフォトレジスト材料のいずれかにより形成される構成とすれば、カラーフィルタ層を形成する工程において併せてスペーサを形成することができる。
【００２０】
この場合、高さが変化する要素の形成を、高さが高い側の露光量を大きくし、高さが低い側の露光量を小さくすることにより形成する方法とすれば、特別に工程を増やす必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の各種実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下に示す各実施形態は、液晶表示パネルのカラーフィルタ基板に適用されるものである。
【００２２】
図１は、第一実施形態に係るスペーサを備える表示パネル用の基板の構成を模式的に示した外観斜視図である。それぞれ、図１（ａ）はこのスペーサを備える表示パネル用の基板の全体を示した図、図１（ｂ）はスペーサを抜き出して示した拡大図である。
【００２３】
図１（ａ）に示すように表示パネル用の基板１ａには、透明基板１１の表面に、ブラックマトリックス１２と、第一カラーフィルタ層１３ａと、第二カラーフィルタ層１３ｂと、第三カラーフィルタ層１３ｃと、第一実施形態に係るスペーサ１４ａとが形成される。また図示しないが、このほかに透明電極、電気配線やその他必要な要素が形成される。なおこの図１は、説明のための模式図であり、表示パネル用の基板１ａのサイズに対するスペーサ１４ａや絵素のサイズの比率、絵素の形状や数等は、必ずしも現実の表示パネル用の基板と一致するものではない。
【００２４】
ブラックマトリックス１２は、一般に黒色のフォトレジスト材料により形成される。このブラックマトリックス１２の材質や構造は、従来一般のものが適用できることから、説明は省略する。
【００２５】
第一、第二、第三カラーフィルタ層１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、それぞれ、赤色、青色、緑色のフォトレジスト材料のいずれかにより形成される。第一、第二、第三カラーフィルタ層１３ａ，１３ｂ，１３ｃを形成するフォトレジスト材料は、公知の一般的なものが適用できる。したがって詳細な説明は省略する。なお、以下に示す実施形態においては、露光されると硬化するタイプのフォトレジスト材料を用いるものとする。
【００２６】
ブラックマトリックス１２上の所定の位置には、第一実施形態に係るスペーサ１４ａが形成される。第一実施形態に係るスペーサ１４ａは、図１（ｂ）に示すように、第一要素１４１ａと第二要素１４２ａとを備える。第一要素１４１ａは、その中心線Ｌ１１の方向に沿って、一端から他端に向かって幅が細くなっていく（または太くなっていく）形状を有する。たとえば図１（ｂ）に示すような台形のほか、三角形などといった先細り（または先太り）形状に形成される。第二要素１４２ａは長方形や帯状など、その中心線Ｌ１２の方向に沿って等幅の形状に形成される。第一要素１４１ａの中心線Ｌ１１と第二要素１４２ａの中心線Ｌ１２は、互いに直交または略直交する。そして第二要素１４２ａの少なくとも一部が、第一要素１４１ａの上に積層される。また、第一要素１４１ａと第二要素１４２ａとは、それぞれ異なる色のフォトレジスト材料により形成される。
【００２７】
なお、スペーサ１４ａの数や形成される位置は特に限定されるものではない。要は、セルギャップを均一に保つために必要な数のスペーサを、必要な位置に形成するものであればよい。
【００２８】
このスペーサ１４ａ、およびこのスペーサ１４ａを備える表示パネル用の基板１ａの製造方法は、次の通りである。
【００２９】
透明基板１１の全面に黒色のフォトレジスト材料を塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてブラックマトリックス１２を形成する。このブラックマトリックス１２の形成方法は、従来一般の方法が適用できる。このため詳細な説明は省略する。
【００３０】
次に、ブラックマトリックス１２が形成された透明基板１１の上に、第一カラーフィルタ層１３ａとスペーサ１４ａの第一要素１４１ａとを、同じフォトレジスト材料によりフォトリソグラフィ法を用いて形成する。ここで、フォトリソグラフィ法において使用するフォトマスクが、第一カラーフィルタ層１３ａを形成するための開口部と、スペーサ１４ａの第一要素１４１ａを形成するための開口部とを有するものであれば、同じフォトレジスト材料により同一工程で形成できる。
【００３１】
次に、第二カラーフィルタ層１３ｂとスペーサ１４ａの第二要素１４２ａとを、同じフォトレジスト材料によりフォトリソグラフィ法を用いて形成する。ここで、フォトリソグラフィ法において使用するフォトマスクが、第二カラーフィルタ層１３ｂを形成するための開口部と、スペーサ１４ａの第一要素１４２ａを形成するための開口部とを有するものであれば、同じフォトレジスト材料により同一工程で形成できる。
【００３２】
なお、第一カラーフィルタ層１３ａおよびスペーサ１４ａの第一要素１４１ａと、第二カラーフィルタ層１３ｂおよびスペーサ１４ａの第二要素１４２ａとは、互いに異なる色のフォトレジスト材料により形成される。
【００３３】
次に、フォトリソグラフィ法を用いて、第三カラーフィルタ層１３ｃを形成する。第三カラーフィルタ層１３ｃは、第一および第二カラーフィルタ層１３ａ，１３ｂのいずれとも異なる色のフォトレジスト材料から形成される。その後、スパッタリング法などを用いて、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などにより透明電極を形成する。さらに必要があれば、電気配線などの所定の要素を形成する。これにより第一実施形態に係るスペーサ１４ａを備える表示パネル用の基板１ａが形成される。
【００３４】
そして、本実施形態に係るスペーサ１４ａを備える表示パネル用の基板１ａと対向基板とが貼り合わされ、その間に液晶が充填または滴下されると共に、絵素が形成される領域（図１においては一点鎖線Ａで囲まれる領域）の周縁部がシールされて液晶表示パネルが形成される。対向基板には一般的なアレイ基板が適用できることから説明は省略する。また対向基板との貼り合わせ方法、液晶の充填または滴下方法、シールの形成方法や構造も従来一般の方法が適用できることから説明は省略する。
【００３５】
次に、第一実施形態に係るスペーサ１４ａを用いてセルギャップを調整するメカニズムを説明する。第一実施形態に係るスペーサ１４ａは、第一要素１４１ａと第二要素１４２ａとの積層部が、実際にセルギャップを規定するスペーサとして機能する。すなわち、セルギャップは、スペーサ１４ａの第一要素１４１ａと第二要素１４２ｂの積層部の高さにより規定される。
【００３６】
図２は、セルギャップの調整メカニズムを模式的に示した平面模式図である。それぞれ図２（ａ）はスペーサの通常の状態を、図２（ｂ）はセルギャップが小さくなるように調整された状態を、図２（ｃ）はセルギャップが大きくなるように調整された状態を示す。
【００３７】
第一要素１４１ａは、その中心線Ｌ１１の方向に対する横幅が変化する形状に形成される。したがって第一要素１４１ａと第二要素１４２ａとの積層部の位置を、第一要素１４１ａの中心線Ｌ１１に沿った方向にシフトさせると、積層部の面積が増加または減少する。なお以下の説明では、スペーサ１４ａの第一要素１４１ａと第二要素１４２ａとの積層部の面積を、単に「積層部面積」と称する。
【００３８】
この積層部に対して圧縮するような外力が加わった場合、図２（ｂ）に示すように積層部の位置が矢印ａの向きにシフトして積層部面積が小さくなると、積層部は圧縮変形しやすくなる。反対に図２（ｃ）に示すように、積層部が矢印ｂの向きにシフトして積層部面積が大きくなると圧縮変形しにくくなる。
【００３９】
本実施形態に係るスペーサ１４ａを備える表示パネル用の基板１ａと対向基板とを貼り合わせて液晶表示パネルを製造する際、セルギャップが液晶表示パネルの全面に亘って均一になるよう、基板どうしを加圧する。この加圧によるスペーサ１４ａの圧縮変形量は、前記の通り第一要素１４１ａと第二要素１４２ａとの積層部面積に応じて変化する。そしてこの積層部面積は、第一要素１４１ａと第二要素１４２ａとの相対的な位置関係、特に第一要素１４１ａの中心線Ｌ１１の方向の位置関係に応じて変化する。したがってこのようにスペーサ１４ａによれば、第一要素１４１ａと第二要素１４２ａとが積層する位置を相対的にシフトさせることにより、セルギャップを調整できる。
【００４０】
実際のセルギャップの調整は、第一カラーフィルタ層１３ａおよびスペーサの第一要素１４１ａを形成する際か、または第二カラーフィルタ層１３ｂおよびスペーサの第二要素１４２ａを形成する際に行う。
【００４１】
第一カラーフィルタ層１３ａおよびスペーサ１４ａの第一要素１４１ａを形成する際の調整方法は次の通りである。セルギャップを小さくしたい場合には、フォトレジスト材料に露光する際に、フォトマスクを矢印ｂの向きにシフトさせて露光する。そして図２（ｂ）に示すように積層部を矢印ａの向きにシフトした位置に形成する。反対にセルギャップを大きくしたい場合には、図２（ｃ）に示すように、フォトマスクを矢印ａの向きにシフトさせて露光し、積層部を矢印ｂの向きにシフトした位置に形成する。
【００４２】
第二カラーフィルタ層１３ｂおよびスペーサの第二要素１４２ａを形成する際の調整方法は次の通りである。セルギャップを小さくしたい場合には、フォトレジスト材料に露光する際に、フォトマスクを矢印ａの向きにシフトさせて露光し、図２（ｂ）積層部を矢印ａの向きにシフトした位置に形成する。反対にセルギャップを大きくしたい場合には、フォトマスクを矢印ｂの向きにシフトさせて露光し、図２（ｃ）に示すように積層部を矢印ｂの向きにシフトした位置に形成する。
【００４３】
この結果、第一要素１４１ａと第二要素１４２ｂとの積層部の位置が相対的に変化し、積層部面積が変化する。セルギャップをどの程度大きくするかまたは小さくするか、すなわち積層部面積をどの程度増減させるかは、フォトマスクのシフト量により調整できる。
【００４４】
このような方法によれば、工程数を増加させることなくセルギャップを調整できる。そして、セルギャップの調整において、第一、第二、第三カラーフィルタ層１３ａ，１３ｂ，１３ｃのいずれも厚さを変更する必要がない。
【００４５】
なお、スペーサ１４ａの第一要素１４１ａと第二要素１４２ａとの積層部の位置をシフトさせると、第一または第二カラーフィルタ層１３ａ，１３ｂも、それにしたがって形成される位置がシフトする。そこでこのような場合でも、第一または第二カラーフィルタ層１３ａ，１３ｂが所定の領域に形成されるようにする必要がある。このための具体的な構成として、フォトマスクの第一または第二カラーフィルタ層１３ａ，１３ｂを形成するための開口部を矢印ａおよびｂの向きに拡大する構成が挙げられる。このような構成によれば、フォトマスクをシフトした場合でも、カラーフィルタ層を形成すべき領域を露光することができる。したがって、各絵素は所定の色特性を備え、表示品位に影響を与えることはない。
【００４６】
図３は、第一要素１４１ａの変形例を模式的に示した平面図である。前記説明においては、第一要素１４１ａの形状として台形を示したが、この形状に限られるものではない。たとえば図３（ａ）に示すような二等辺三角形、図３（ｂ）に示すような直角三角形などの三角形、図３（ｃ）または図３（ｄ）に示すような階段状の形状などが適用できる。要は、第一要素１４１ａと第二要素１４２ａとが積層する位置が相対的にシフトした場合、積層部面積も変化する形状であればよい。
【００４７】
また、前記第一実施形態の説明においては、不等幅の形状を有する第一要素１４１ａの上に等幅の形状を有する第二要素１４２ａを積層させる構成を示したが、積層方向の位置関係は反対でもよく、どちらかに限定されるものではない。
【００４８】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図４は本発明の第二実施形態に係るスペーサを備える表示パネル用の基板の構成を模式的に示した外観斜視図である。それぞれ、図４（ａ）は表示パネル用の基板の全体を示した図、図４（ｂ）はこの基板の表面に設けられるスペーサを抜き出して示した拡大図である。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、この表示パネル用の基板１ｂには、透明基板１１の表面に、ブラックマトリックス１２と、第一、第二、第三カラーフィルタ層１３ａ，１３ｂ，１３ｃと、第二実施形態に係るスペーサ１４ｂとが形成される。これらのうち、透明基板１１、ブラックマトリックス１２、第一、第二および第三のカラーフィルタ層１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、前記第一実施形態と同様の構成を備える。また図示しないこのほかの透明電極、電気配線やその他の必要な要素も、前記第一実施形態と同様である。したがって、これらの説明は省略する。
【００５０】
なお、この図４は模式図であり、表示パネル用の基板１ｂのサイズに対するスペーサ１４ｂのサイズや絵素のサイズの比率、絵素の形状や数等は、現実の表示用のパネルと必ずしも一致するものではない。
【００５１】
ブラックマトリックス１２の上の所定の位置には、第二実施形態に係るスペーサ１４ｂが形成される。第二実施形態に係るスペーサ１４ｂは、図４（ｂ）に示すように、第一要素１４１ｂと第二要素１４２ｂとを備える。第一要素１４１ｂは、その中心線Ｌ２１の方向に沿って一端から他端に向かって段階的に高さが低くなっていくような（または高くなっていくような）形状を有する。第二要素１４２ｂは、長方形や帯状など、その中心線Ｌ２２の方向に沿って等幅の形状に形成される。そして、第二要素１４２ｂの少なくとも一部が第一要素１４１ｂの上に積層する。なお、第一要素１４１ｂと第二要素１４２ｂとは、それぞれ異なる色のフォトレジスト材料により形成される。
【００５２】
このスペーサ１４ｂの数や形成される位置は特に限定されるものではない。要は、表示パネルの全面に亘ってセルギャップを均一に保つために必要な数のスペーサを、必要な位置に形成するものであればよい。
【００５３】
このスペーサ１４ｂ、およびこのスペーサ１４ｂを備える表示パネル用の基板１ｂの製造方法は、次の通りである。
【００５４】
ガラス基板１１の全面に黒色のフォトレジスト材料を塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてブラックマトリックス１２を形成する。ブラックマトリックス１２の形成方法は、従来一般の方法が適用できる。このため詳細な説明は省略する。
【００５５】
次に、ブラックマトリックス１２の上に、第一カラーフィルタ層１３ａとスペーサ１４ｂの第一要素１４１ｂとを、フォトリソグラフィ法を用いて同じフォトレジスト材料により形成する。フォトレジスト材料に露光する際に用いるフォトマスクが、第一カラーフィルタ層１３ａを形成するための開口部と、スペーサ１４ｂの第一要素１４１ｂを形成するための開口部とを有するものであれば、同じフォトレジスト材料により同一工程で形成できる。
【００５６】
このフォトマスクは、スペーサ１４ｂの第一要素１４１ａの高さが低い部位への露光量が、高さが高い部位への露光量に較べて小さくなるように構成される。露光により硬化するタイプのフォトレジスト材料は、露光量が少ないと最終的に形成されるフォトレジスト材料の層の厚さが薄くなる。本実施形態では、フォトレジスト材料のこのような性質を利用して、一端側と他端側とで高さが異なる形状の第一要素１４１ｂを形成する。
【００５７】
このような形状の第一要素１４１ｂを形成するためには、たとえば次のような構成のフォトマスクを用いる。図５は、このフォトマスク５の構成を模式的に示した平面図である。図５（ａ）は、第一要素１４１ｂを形成するための開口部５１がスリット状に形成される構成を示す。高さを高くしたい部位を露光する部分は開口部５１の幅を大きくし、低くしたい部位を露光する部分は開口部５１の幅を狭くする。その中間は段階的に開口部５１の幅を変化させる。図５（ｂ）も、開口部５１がスリット状に形成される構成を示す。高さを高くしたい部位を露光する部分は、開口部５１の数を多くし、低くしたい部位を露光する部分は、開口部５１の数を少なくする。その中間は、段階的に開口部の数を変化させる。図５（ｃ）は、微小な径の開口部５１が多数設けられる構成を示す。高さを高くしたい部位を露光する部分は開口部５１の数を多くし、低くしたい部位を露光する部分は開口部５１の数を少なくする。その中間は段階的に開口部５１の数を変化させる。
【００５８】
このような構成のフォトマスクを用いれば、第一要素１４１ｂは、その高さが中心線Ｌ２１の方向に沿って一端から他端に向かって階段状に変化する形状に形成される。
【００５９】
次に、第二カラーフィルタ層１３ｂとスペーサ１４ｂの第二要素１４２ｂとを、フォトリソグラフィ法を用いて同じフォトレジスト材料により形成する。露光の際に使用するフォトマスクが、第二カラーフィルタ層１３ｂを形成するための開口部と、スペーサ１４ｂの第二要素１４２ｂを形成するための開口部とを有するものであれば、同じフォトレジスト材料により同一工程で形成できる。
【００６０】
なお、第二カラーフィルタ層１３ｂとスペーサ１４ｂの第二要素１４２ｂは、前記第一カラーフィルタ層１３ａおよびスペーサの第一要素１４１ｂと異なる色のフォトレジスト材料により形成される。
【００６１】
その後、第三カラーフィルタ層１３ｃや、その他の所定の要素が形成される。これらについては、前記第一実施形態と同様である。これにより第二実施形態に係るスペーサ１４ｂを備える表示パネル用の基板１ｂが形成される。また、このように形成された基板１ｂと対向基板とから液晶表示パネルを製造する方法も、前記第一実施形態と同様である。
【００６２】
次に、第二実施形態に係るスペーサ１４ｂを用いてセルギャップを調整する方法を説明する。第二実施形態に係るスペーサ１４ｂのうち、実際にスペーサとして機能するのは、第一要素１４１ｂと第二要素１４２ｂとの積層部である。したがってセルギャップは、当該積層部の合計高さにより規定されることになる。そして、この積層部の合計高さは、第一要素１４１ｂが第二要素１４２ｂのどの位置に積層しているかによって変化する。このため、第一要素１４１ｂと第二要素１４２ｂとの相対的な位置関係を変更することによってセルギャップを調整できる。
【００６３】
図６は、セルギャップを調整する方法を模式的に示した外観斜視図である。それぞれ、図６（ａ）はスペーサが通常の状態を、図６（ｂ）はセルギャップが小さくなるように調整された状態を、図６（ｃ）はセルギャップが大きくなるように調整された状態を示す。図６（ｂ）に示すように、第一要素１４１ｂと第二要素１４２ｂとが積層する位置を、第一要素１４１ｂの高さが低い側にシフトさせると、積層部の合計高さが減少する。反対に図６（ｃ）に示すように、第一要素１４１ｂと第二要素１４２ｂとが積層する位置を、第一要素１４１ｂの高さが高い側にシフトさせると、積層部の合計高さは大きくなる。
【００６４】
第一要素１４１ｂと第二要素１４２ｂとの積層部分の位置のシフトは、フォトレジスト材料に露光する際に、フォトマスクの位置をシフトさせることで行う。たとえば、第一カラーフィルタ層１３ａおよびスペーサ１４ｂの第一要素１４１ｂを形成する際、フォトマスクを矢印ｂの向きにシフトさせて露光すると、図６（ｂ）に示すように積層部は第一要素１４１ｂの高さの低い側にシフトしてセルギャップを小さくできる。反対に矢印ａの向きにシフトさせて露光すると、図６（ｃ）に示すように、積層部は高さの高い側にシフトしセルギャップを大きくできる。
【００６５】
一方、スペーサ１４ｂの第二要素１４２ｂと第二カラーフィルタ層１３ｂを形成する際、フォトマスクを矢印ａの向きにシフトさせて露光すると、図６（ｂ）に示すようにセルギャップを小さくできる。反対に矢印ｂの向きにシフトさせて露光すると、セルギャップを大きくできる。
【００６６】
このような構成によれば、工程数を増加させることなくスペーサ１４ｂの高さを調整することができる。しかも、スペーサ１４ｂの高さの調整において、第一、第二、第三カラーフィルタ層１３ａ，１３ｂ，１３ｃのいずれも厚さを変更する必要もない。
【００６７】
ところで、第一または第二要素１４１ｂ，１４２ｂの積層位置をシフトさせると、第一または第二カラーフィルタ層１３ａ，１３ｂも、それにしたがって形成される位置がシフトする。このような場合でも、第一または第二カラーフィルタ層１３ａ，１３ｂが所定の領域に形成されるようにする。このため構成には、第一実施形態と同様の構成が適用できる。そしてその結果、表示品位への影響を防止できる。
【００６８】
なお第二実施形態の説明においては、第一要素１４１ｂが三段階の異なる高さを有する形状に形成される構成を示したが、段数は限定されるものではない。
【００６９】
また、第一要素１４１ｂは、一端から他端に向かって高さがなだらかに変化する形状であってもよい。図７（ａ）は高さがなだらかに変化する第一要素を備えるスペーサの外観斜視図である。この図７（ａ）に示すように、スペーサ１４’の第一要素１４１ｂ’は、等幅の四辺形に形成され、中心線Ｌ２１に沿って一端から他端に向かって高さが徐々に変化する形状を有する。このようなスペーサ１４１’を用いても、前記各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００７０】
図７（ｂ），（ｃ）は、図７（ａ）に示す第一要素１４１ｂ’を形成するためのフォトマスクの構成を模式的に示した平面図である。図７（ｂ）は、露光のための開口部５１がスリット状に形成される構成を示す。高さを高くしたい部位を露光する側から低くしたい部位を露光する側に向かって、開口部５１の幅が徐々に狭くなっていく構成を備える。図７（ｃ）は微小な径の開口部５１が多数配置される構成を示す。高さを高くしたい部位を露光する側から低くしたい部位を露光する側に向かって、開口部５１の数が徐々に少なくなっていく構成を備える。このようなフォトマスクを用いれば、一端から他端に向かって露光量が徐々に変化するから、高さがなだらかに変化する形状の第一要素１４１ｂ’を形成できる。
【００７１】
また、前記説明においては、高さが変化する形状を有する第一要素１４１ｂの上に、高さが均一な形状を有する第二要素１４２ｂを積層する構成を示したが、積層方向の位置関係は限定されるものではない。要は、少なくとも一方の要素が高さが変化する形状を有し、他方の要素と積層した場合において、積層部の位置に応じて積層部の合計高さが変化する構成であればよい。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記各実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【００７３】
たとえば、前記各実施形態では、三種類のフォトレジスト材料のうち、それぞれ一種類ずつのフォトレジスト材料により第一要素と第二要素を形成する構成を示したが、第一要素または第二要素を、それぞれ二種類のフォトレジスト材料により形成する構成であってもよい。
【００７４】
また、前記各実施形態においては、第二要素は幅や高さが変化しない形状を備える構成を示したが、第二要素も高さや幅が変化する形状を備えるものであってもよい。このようにすれば、セルギャップの調整範囲を広げることができる。
【００７５】
そして、前記各実施形態においては、第一要素または第二要素のいずれか一方の位置をシフトさせてセルギャップを調整する構成を示したが、第一要素と第二要素の両方をシフトさせてセルギャップを調整する構成であってもよい。たとえば、第一要素と第二要素とを互いに反対向きにシフトさせる構成などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第一実施形態に係る表示パネル用の基板と、第一実施形態に係るスペーサの構成を模式的に示した外観斜視図であり、（ａ）は基板全体を示した図、（ｂ）はスペーサを抜き出して拡大して示した図である。
【図２】前記実施形態に係るスペーサを用いたセルギャップの調整方法を模式的に示した平面図であり、（ａ）はスペーサの通常の状態を、（ｂ）はセルギャップが小さくなるように調整した状態を、（ｃ）はセルギャップが大きくなるように調整した状態を示す。
【図３】前記実施形態に係るスペーサの変形例の構成を示した模式図であり、（ａ）および（ｂ）は第一要素が三角形に形成される構成を、（ｃ）および（ｄ）は第一要素が階段状の形状に形成される構成を示す。
【図４】本発明の第二実施形態に係る表示パネル用の基板と、第二実施形態に係るスペーサの構成を模式的に示した外観斜視図であり、（ａ）は基板全体を示した図、（ｂ）はスペーサを抜き出して拡大して示した図である。
【図５】本実施形態に係るスペーサの形成に用いるフォトマスクの構成を模式的に示した図であり、（ａ）は露光のための開口部の幅が変化する構成を、（ｂ）および（ｃ）は露光のための開口部の数が変化する構成を示す。
【図６】前記実施形態に係るスペーサを用いたセルギャップの調整方法を模式的に示した平面図であり、（ａ）はスペーサの通常の状態を、（ｂ）はセルギャップが小さくなるように調整した状態を、（ｃ）はセルギャップが大きくなるように調整した状態を示す。
【図７】（ａ）は前記実施形態の変形例に係るスペーサの構成を示した外観斜視図、（ｂ）、（ｃ）はその形成に用いるフォトマスクの構成を模式的に示した図であり、（ｂ）は露光のための開口部の幅が変化する構成を、（ｃ）は微小な多数の開口部がグラデーション状に形成される構成を示す。。
【符号の説明】
【００７７】
１ａ  表示パネル用の基板
１１  透明基板
１２  ブラックマトリックス
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  第一、第二、第三カラーフィルタ層
１４ａ  スペーサ
１４１ａ  スペーサの第一要素
１４２ａ  スペーサの第二要素
Ａ  表示領域
Ｌ１１  第一要素の中心線
Ｌ１２  第二要素の中心線
【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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