(57)【要約】【課題】液晶表示装置用カラーフィルタに、ポジ型フォトレジストを用いてセルギャップ制御用固定スペーサを形成するためのフォトマスクを最適化し、工程条件によるバラツキの少ないカラーフィルタとその製造方法を提供し、高品質の液晶表示装置を提供する。また、セルギャップ制御用固定スペーサと液晶配向ドメイン規制用突起とを一括形成するためのフォトマスクと、該フォトマスクを用いて、カラーフィルタとその製造方法を提供し、高品質の液晶表示装置を提供する。【解決手段】スペーサパターンとして、遮光部の周囲にハーフトーン部を有することを特徴とするフォトマスクを用いる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタに、ポジ型フォトレジストを用いてセルギャップ制御用固定スペーサを形成するためのフォトマスクであって、スペーサのパターンとして、遮光部の周囲にハーフトーン部を有することを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
カラーフィルタに、ポジ型フォトレジストを用いてセルギャップ制御用固定スペーサと液晶配向ドメイン規制用突起部とを一括形成するためのフォトマスクであって、スペーサのパターンとして、遮光部の周囲にハーフトーン部を有し、ドメイン規制用突起部のパターンとして、グレートーン部またはハーフトーン部で形成されることを特徴とするフォトマスク。
【請求項３】
スペーサのパターンの遮光部が１０μｍ以上、かつ、周囲のハーフトーン部の幅が片側５μｍ以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載のフォトマスク。
【請求項４】
固定スペーサをカラーフィルタ上に形成するにあたって、請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクを用いたことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項５】
固定スペーサの平面サイズが２０μｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
固定スペーサと液晶配向ドメイン規制用突起部とをカラーフィルタ上に一括形成するにあたって、請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクを用いたことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載のカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
固定スペーサをカラーフィルタ上に形成するにあたって、請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクを用いたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
固定スペーサの平面サイズが２０μｍ以上であることを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
固定スペーサと液晶配向ドメイン規制用突起部とをカラーフィルタ上に一括形成するにあたって、請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクを用いたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）用カラーフィルタに関するものであり、特に液晶セル形成のための固定スペーサを有するカラーフィルタ、液晶表示装置、及びカラーフィルタの製造方法、ならびにカラーフィルタの製造に使用するフォトマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面型ディスプレイ装置が多く使われるようになってきており、中でもＬＣＤ（液晶表示装置）は、特にカラーフィルタによって色表示を行う多色カラータイプがテレビ、モニタ、携帯端末等の表示パネルに利用が進んでいる。多色カラー化のために一般にマイクロセル構造のカラーフィルタが多用され、カラーフィルタは液晶表示パネルの表示品質を決める重要な役割を担っている。
【０００３】
ＬＣＤ（液晶表示装置）は少なくとも一枚を光透過性とする一対の基板間に液晶を封入してなるセル構造を有し、前述の多色カラー表示の場合には、光透過性の基板のセル内面にカラーフィルタが形成される。カラーフィルタの一般的構成は、図１に示すように、透明基板１の片側（液晶セルの内面となる側）に遮光性のブラックマトリックスパターン２（ＢＭパターンと略称する。以下同様）とＢＭパターン２の隙間を規則的に満たす着色パターン３０，３１，３２の繰り返し配列が正確な位置合わせで形成され、液晶表示方式により、例えばＴＮ（ねじれネマティック）タイプの場合は、ＢＭパターン２と着色パターン３０，３１，３２の繰り返し配列を覆うように透明電極層４を形成する。従来は、カラーフィルタとして、ここまでの構成物を指していたが、さらに近年は特に液晶セルの大型化、狭ギャップ化に伴って、セルギャップ制御用に従来はセル化工程で散布していたビーズスペーサに代わり、フォトスペーサ、ポストスペーサなどと呼ばれる、感光性樹脂により選択的に形成される固定スペーサ（ＰＳ部と略称する。以下同様）５を配することが多い。また、液晶の配向モードに垂直配向の分割制御を用いてＬＣＤの視野角拡大を図る目的で、カラーフィルタの画素上に液晶配向ドメイン規制用突起部６を形成することも多い。ＰＳ部５や液晶配向ドメイン規制用突起部６を加えた構成物全体をカラーフィルタ１１と称する。
【０００４】
上記各種の突起部の形成を写真的方法により行う場合の一般的な例を図２に示す。従来の限定的な機能を有するカラーフィルタ１０に、新たな突起部を付加した構成物全体としてのカラーフィルタ１１を形成する一例である。フォトマスク２０は透明基板２１に形成された遮光部８がカラーフィルタ１０上に作る新たな突起部のパターンに対応しており、透明基板２１の遮光部８とは反対側から照射される照射光４０が遮光部８の無い部分を通って、カラーフィルタ１０上に塗布されたポジ型フォトレジスト７を選択的に露光して現像溶解性を与える。その後、現像、洗浄、ベイクの工程を経て、遮光部パターンがカラーフィルタ１０上に焼き付けられる。
【０００５】
ＰＳ部５はＢＭパターン２上に重なる選択的に決められた配置で形成され、液晶セルギャップを一定に保持する機能を有するものであり、充分な高さを確保する目的で、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の着色パターン３０，３１，３２をＢＭパターン上で重ねて高さを補うこともある（特許文献１参照）。
【０００６】
また、ＰＳ部５と並んで突起部となる液晶配向ドメイン規制用突起部６を形成する例として、特許文献２にあるように、同一材料のポジ型フォトレジストを用いて高さの異なる上記２種類の突起を、２回の露光工程を選択的に行うことにより、同時形成することもで
きる。
【０００７】
また、高さの異なる２種類の突起の内、高い方のＰＳ部５には上記の特許文献１と同様に、充分な高さを確保する目的で、着色パターン３０，３１，３２をＢＭパターン上で重ねてＰＳ部の下地を高くすることにより、ＰＳ部５と液晶配向ドメイン規制用突起部６とを全く同一工程で同時形成することもできる（特許文献３参照）。
【０００８】
さらに、特許文献２において、上記２回の露光工程を用いる目的は、充分な露光量を与える領域と遮光する領域との中間の露光量を液晶配向ドメイン規制用突起部６に与えて、突起部の高さを中間レベルに作ることにある。同様の考え方により、フォトマスク自体に中間濃度のパターンも選択的に作っておき、１回の露光及び現像で上記２種類の高さの異なる突起部を一括形成する方法も知られている。フォトマスク上に中間濃度のパターンを形成する方法としては、ドット（網点）配列やライン・アンド・スペースのような遮光膜の微細パターンの集合により、微細パターン領域全体の平均として、半透光部に相当させる一般的なグレートーンマスクのタイプと、膜特性として半透過性を有する膜の直接成膜とパターニング手段で均一な半透光部を形成するハーフトーンマスクのタイプがあり、適宜利用されている（特許文献４）。
【０００９】
上記の各種方法で、ＰＳ部５を含む突起部を、ポジ型フォトレジストにより形成するための提案が多くなされているが、問題点も多く、現状ではＰＳ部の形成にネガ型フォトレジストを使うことが多い。ポジ型フォトレジストを使う方が、安い材料費でかつ液晶配向ドメイン規制用突起部６と同一工程で処理できる利点があるにも拘らず、必ずしも実現できていない理由は、図４に説明するように、ＰＳ部５１，５２に示す高さの制御の困難さとＰＳ部５３に示す上面の凹みによる品質異常である。すなわち、平面サイズが４０μｍ未満のＰＳ部５１，５２においては、厚く塗布されたフォトレジスト膜に対する露光量やプロキシミティ露光方式の露光ギャップの変動が敏感に現像厚さ、すなわちＰＳ部の高さのバラツキとなって現れてしまい、セルギャップ制御用として特に重要な一定高さを与える機能を損なう。また、平面サイズが４０μｍ以上のＰＳ部５３においては、ＰＳ部の上面に凹みが発生し、液晶セル作製工程において、配向膜を塗布する際に品質異常を引き起こすという不具合が生じる。
【００１０】
また、図１において、ＰＳ部５の下地に当たる部分をＢＭパターン２上の着色パターン３０，３１，３２の内、２層以上の重ねにより盛り上げて、結果的にＰＳ部を高く形成する手法では、ＰＳ部５としての工程で作る専用層の厚さは必ずしも特に厚くする必要は無いので、上記のポジ型フォトレジストを使う場合の不具合は概ね回避できる。しかしながら、着色パターン３０，３１，３２を積層させてＢＭパターン２上を部分的に盛り上げる場合は、各着色パターンを形成する材料の塗布の精度と重ねの位置合わせの精度を共に極めて高精度に制御することが特別に重要になり、生産工程を安定させる上での困難がある。
【特許文献１】特許第３６５１８７４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０１７５０号公報
【特許文献３】特許第３２５５１０７号公報
【特許文献４】特開２００７−２４８９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、液晶表示装置用カラーフィルタに、ポジ型フォトレジストを用いてセルギャップ制御用固定スペーサを形成するためのフォトマスクを最適化し、工程条件によるバラツキの少ないカラーフィルタとその製造方法を提供し、高品質の液晶表示装置を提供することである。また、本発明が解決しようとする他の課題は、液晶
表示装置用カラーフィルタに、ポジ型フォトレジストを用いて、セルギャップ制御用固定スペーサと液晶配向ドメイン規制用突起部とを一括形成するためのフォトマスクと、該フォトマスクを用いて、カラーフィルタとその製造方法を提供し、高品質の液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明は、カラーフィルタに、ポジ型フォトレジストを用いてセルギャップ制御用固定スペーサを形成するためのフォトマスクであって、スペーサのパターンとして、遮光部の周囲にハーフトーン部を有することを特徴とするフォトマスクである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、カラーフィルタに、ポジ型フォトレジストを用いてセルギャップ制御用固定スペーサと液晶配向ドメイン規制用突起部とを一括形成するためのフォトマスクであって、スペーサのパターンとして、遮光部の周囲にハーフトーン部を有し、ドメイン規制用突起部のパターンとして、グレートーン部またはハーフトーン部で形成されることを特徴とするフォトマスクである。
【００１４】
請求項３記載の発明は、スペーサのパターンの遮光部が１０μｍ以上、かつ、周囲のハーフトーン部の幅が片側５μｍ以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載のフォトマスクである。
【００１５】
請求項４記載の発明は、固定スペーサをカラーフィルタ上に形成するにあたって、請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクを用いたことを特徴とするカラーフィルタである。
【００１６】
請求項５記載の発明は、固定スペーサの平面サイズが２０μｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタである。
【００１７】
請求項６記載の発明は、固定スペーサと液晶配向ドメイン規制用突起部とをカラーフィルタ上に一括形成するにあたって、請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクを用いたことを特徴とするカラーフィルタである。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載のカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置である。
【００１９】
請求項８記載の発明は、固定スペーサをカラーフィルタ上に形成するにあたって、請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクを用いたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００２０】
請求項９記載の発明は、固定スペーサの平面サイズが２０μｍ以上であることを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、固定スペーサと液晶配向ドメイン規制用突起部とをカラーフィルタ上に一括形成するにあたって、請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクを用いたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００２２】
液晶表示装置用カラーフィルタにセルギャップ制御用の固定スペーサを形成するに際して、スペーサの平面サイズが小さい場合にフォトマスク−カラーフィルタ間の露光ギャップや露光量の変動がスペーサの出来上がり高さに大きく影響し、また、スペーサの平面サイズが大きい場合には上面の平坦となるべき部分が凹むという問題があって、ポジ型フォ
トレジストを使いこなす上での困難があったが、本発明の請求項１に記載したフォトマスクにより、高品質の固定スペーサをポジ型フォトレジストでカラーフィルタ上に形成することができる。
【００２３】
また、請求項２に記載した発明によれば、固定スペーサを液晶配向ドメイン規制用突起部と同一工程で作製できることにとどまらず、同時に一括形成できるようになり、フォトマスク作製コストを低減できる。
【００２４】
また、請求項３に記載した発明によれば、本発明のカラーフィルタを構成する固定スペーサに特に適した平面サイズを安定的にかつ高品質で実現するためのフォトマスクの構造を規定することができる。
【００２５】
また、請求項４に記載した発明によれば、高品質の固定スペーサを均一に有するカラーフィルタを少ない材料コストで得ることができ、得られるカラーフィルタは、液晶セル化工程に異常なく適合し、高品質の液晶セルの作製に寄与することができる。
【００２６】
また、請求項５に記載した発明によれば、本発明のカラーフィルタを構成する固定スペーサに特に適した平面サイズを安定的にかつ高品質で実現することができるので、得られるカラーフィルタは、液晶セル化工程に異常なく適合し、高品質の液晶セルの作製にさらに寄与することができる。
【００２７】
また、請求項６に記載した発明によれば、固定スペーサを液晶配向ドメイン規制用突起部と同一工程で作製できることにとどまらず、同時に一括形成されるカラーフィルタを得ることができるようになり、カラーフィルタ作製のための材料コストを低減できる。また、一括形成されるカラーフィルタは、液晶セル化工程に異常なく適合し、高品質の液晶セルの作製にさらに寄与することができる。
【００２８】
また、請求項７に記載した発明によれば、品質の安定したカラーフィルタを具備する液晶表示装置を高品質に提供できる。
【００２９】
また、請求項８に記載した発明によれば、高品質の固定スペーサを均一に有するカラーフィルタを少ない材料コストと安定的なプロセスで得ることができるので、高い歩留まりにより、生産性を向上することができる上、カラーフィルタの仕様変更に対しても、製造プロセス条件を大きく変更することなく対応できる。
【００３０】
また、請求項９に記載した発明によれば、本発明のカラーフィルタを構成する固定スペーサに特に適した平面サイズを有する製品を高品質かつ高い歩留まりで実現することができるので、生産性を向上することができる上、カラーフィルタの仕様変更に対しても、製造プロセス条件を大きく変更することなく対応できる。
【００３１】
また、請求項１０に記載した発明によれば、固定スペーサが液晶配向ドメイン規制用突起部と同一工程で作製できることによる設備、スペースの節約ができるばかりでなく、同時に一括形成されるので、カラーフィルタ製造工程の大きな短縮が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面に従って説明する。
【００３３】
図１におけるカラーフィルタの一般的構成を説明する断面概念図の中で、ＰＳ部５または液晶配向ドメイン規制用突起部６等の突起部を、それらの突起部を有しない従来のカラーフィルタ上に新たに形成するための一般的方法を図２の断面概念図により説明する。透
明基板１上にＢＭパターン２および着色パターン３０，３１，３２を形成後、透明電極層４を形成したカラーフィルタ（突起部形成なし）１０上にポジ型フォトレジスト７を塗布形成する。ポジ型フォトレジスト７はＰＳ部５または液晶配向ドメイン規制用突起部６等の突起部を作るための材料であるが、特にＰＳ部５として、その高さ精度を含む形状品質や弾性特性を考慮して選択すれば良い。例えば、市販のノボラック樹脂系のポジ型フォトレジストを乾燥時の高さで３〜４μｍ程度塗布するが、これに限定されるものではない。塗布方法は、フォトレジストの使用効率が良く均一に塗布できれば、特に限定されない。
【００３４】
図２において、ポジ型フォトレジスト７を塗布・乾燥したカラーフィルタ１０に対向させて、フォトマスク２０のパターン面を対向面と位置合わせしつつ接近させ、フォトマスク裏面からのレジスト感光用の照射光４０により、露光する。露光工程では、一般的にカラーフィルタ製造に使用されるプロキシミティ露光の一括露光機により、高輝度で平行光を得やすい超高圧水銀ランプからのｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）を主波長として、露光ギャップ１００μｍ程度でフォトレジスト感度に応じて露光される。その後、現像、洗浄、ベイクの工程を経て、フォトマスクの遮光部８に対応する突起部のパターンがフォトレジストで形成される。
【００３５】
ここで、前述したＰＳ部の形状不具合の状況を、図４に従って更に詳細に説明すると、平面サイズが４０μｍ未満のＰＳ部５１，５２においては、厚く塗布されたフォトレジスト膜に対する露光量やプロキシミティ露光方式の露光ギャップの変動が敏感に影響し、現像厚さ、正確にはベイク後のＰＳ部の高さを変動させ、バラツキｄとなって現れてしまう。このため、セルギャップ制御用として特に重要な一定高さを与える機能を損なう。また、平面サイズが４０μｍ以上のＰＳ部５３においては、ＰＳ部の上面に凹みｅが発生し、液晶セル作製工程における配向不良となって品質異常を引き起こす。
【００３６】
上記の現象は、いずれもベイクによるパターン端部の盛り上がりが関与していることを発見し、鋭意検討した結果、本発明のフォトマスクの設計指針を見出すに至った。すなわち、正八角形の遮光パターンの例では、ベイクによる周縁端部の盛り上がりが大きい傾向が特に認められるが、平面サイズが４０μｍ未満のＰＳ部の場合には、ＰＳ部上面の凹みには至らず、むしろ露光条件の変動が最終の高さバラツキに大きく影響する。一方、平面サイズが４０μｍ以上のＰＳ部の場合には、ＰＳ部上面の凹みの発生となる。以上の知見より、フォトマスクパターンの端部に露光条件の変動や熱的な変形を緩和させる領域を設けることが、上記の各平面サイズ別に共通の改善方策と成り得ることを考察し、実験によりその有効性を確認した。
【００３７】
図３に、本発明のＰＳ部と対応するフォトマスクとの関係を説明する断面概念図を示す。カラーフィルタ（突起部形成あり）１１において、ＰＳ部５を形成するためのフォトマスク２０は、カラーフィルタに、ポジ型フォトレジストを用いてセルギャップ制御用固定スペーサを形成するためのフォトマスクであって、スペーサのパターンとして、遮光部８の周囲にハーフトーン部９を有することを特徴とするフォトマスクである。フォトマスクの透明基板２１は、露光機からのレジスト感光用の照射光４０の内、少なくとも、ＰＳ部５に用いるフォトレジスト７の感光性を利用する領域の波長の光を通すものであり、溶融石英ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。また、遮光部８は、従来より主にスパッタリング法で形成されている金属クロム膜、または金属クロムに酸化クロムを積層した低反射膜の薄膜をフォトエッチング法によりパターン化するのが一般的であり、エッチング手段はウェット方式でもドライ方式でも良い。更に、ハーフトーン部９には、酸化クロムの半透明膜を用いることが相応しく、分光透過率は可視域近辺でなるべくフラットであることが望ましく、透過率としては２０％程度を目安にするが、これに限定されない。薄膜材料としての酸化クロムはスパッタリング法での形成が一般的であり、酸化度によりその吸収係数を変えるが、後のパターニングにおけるエッチング適性と必要膜厚とから最適化すれば良い。ハーフトーン部９のパターン化は前記遮光部８のパターン化と同様の手段で可能である。
【００３８】
図５に、本発明のＰＳ部の断面形状が最適に形成される状況を説明する断面概念図を示す。固定スペーサ（ＰＳ部）として、例えば正八角形の水平断面を有する台形状の突起物をカラーフィルタ上に形成する。ＰＳ部の平面サイズを、下底部の対向する２辺間の距離を差渡しの径とみなして代表させると、この平面サイズが前述の２分類される各平面サイズの対象となる。本発明においては、ＰＳ部の平面サイズが４０μｍ未満のＰＳ部５１，５２と４０μｍ以上のＰＳ部５３のいずれにも共通の改善方策を実施している。上記の各ＰＳ部に対応するフォトマスク上のパターンの内、遮光部をそれぞれ８１，８２，８３、ハーフトーン部をそれぞれ９１，９２，９３と表す。
【００３９】
ＰＳ部は液晶セルを構成するための固定スペーサとしての機能を発揮させる必要から、一定の高さおよび形状と弾性特性を均一に有することが望まれる。そのため、平面サイズが小さ過ぎることは、機能上からも製作歩留まりの観点からも好ましくない。実際には、固定スペーサのサイズが２０μｍ以上であることが望ましい。
【００４０】
本発明のフォトマスク２０で、カラーフィルタ上のＰＳ部５，５１，５２，５３に対応するパターンは、図３、および図５に示すとおり、遮光部８，８１，８２，８３のパターンを覆うようにハーフトーン部９，９１，９２，９３を形成している。図７に、その構造を平面概念図を用いて説明する。例えば、正八角形の遮光部８の周囲を一定幅ｃで取り囲むように、ハーフトーン部９で覆う。フォトマスクのパターンがＰＳ部の形成にその効果を発揮するためには、遮光部とハーフトーン部のサイズも限定した方が良い。すなわち、実験的検討の結果、遮光部８の平面サイズｂは１０μｍ以上、ハーフトーン部９は遮光部８の周囲の幅ｃとして片側５μｍ以上であることが望ましい。さらに好ましくは、ハーフトーン部９の周囲の幅ｃを片側１０μｍ以上とした方がＰＳ部の安定品質をより改善できる。ＰＳ部５に対応するフォトマスク２０のパターンは、上記の遮光部８とハーフトーン部９とを含めた領域のトータルの平面サイズａで表される。ＰＳ部５の下底部における平面サイズがほぼａに相当する。
【００４１】
また、本発明はカラーフィルタ上に設ける突起部として、ＰＳ部以外に液晶配向ドメイン規制用突起部も一括形成することができる。図６に、本発明の各種突起部と対応するフォトマスクパターンとの関係を説明する断面概念図を示す。遮光部８とハーフトーン部９が前述のＰＳ部５を作るためのフォトマスク上の部位であるのに対して、カラーフィルタ上に液晶配向ドメイン規制用突起部６を作るためのフォトマスク上の部位は、グレートーン部またはハーフトーン部９５である。
【００４２】
フォトマスク上に中間濃度の領域を作る方法としては、ドット（網点）配列やライン・アンド・スペースのような遮光膜の微細パターンの集合により、微細パターン領域全体の平均として、半透光部を形成する一般的なグレートーンマスクのタイプと、半透過性の膜の直接成膜とパターニング手段で半透光部を形成するハーフトーンマスクのタイプがある。真空成膜を、遮光膜材料と半透過性膜材料の２種類に分けて実施する必要のある後者より、遮光膜１種類のみの真空成膜を行えば良い前者のグレートーンマスクのタイプの方が、製造工程上は簡便である。それにも拘らずＰＳ部５の製造に用いるフォトマスクにおいて、遮光膜と組み合わせる中間濃度の領域をハーフトーンマスクのタイプとした理由は、パターン周縁部での光の回折干渉効果によりグレートーンマスクのタイプでは光の強度のバラツキが大きく、特に膜厚の大きなＰＳ部の形状品質を良好に保つことが困難なためである。一方、液晶配向ドメイン規制用突起部６の形成においては、膜厚がＰＳ部に比べて小さく、中間濃度領域のみのマスクパターンを用いても充分な膜厚を得られるため、フォトマスク上の中間濃度領域のタイプはグレートーン部またはハーフトーン部のいずれも可能である。
【００４３】
以上、液晶セル形成のための固定スペーサを有するカラーフィルタを製造するためのフォトマスクについて、新たな設計指針を見出し、液晶配向ドメイン規制用突起部もカラーフィルタ上に固定スペーサと一括形成することが可能になった。固定スペーサや液晶配向ドメイン規制用突起部に限らず、カラーフィルタ上に新たに加えたい微細パターンに関して、特に膜厚がＰＳ部と同等かそれ以上と厚い場合に、同様の効果を期待してフォトマスクの設計を変更することによって、各種パターンの一括形成が可能となる場合も発生することは容易に想定できる。また、膜厚の薄いパターンであっても、液晶配向ドメイン規制用突起部と同様の扱いにより、他のパターンとの一括形成を可能にできることは明らかである。
【００４４】
例えば、ＰＳ部とは別に、ＰＳ部より約０．５μｍ程度低く、液晶セル化工程でＰＳ部を下支えする機能を持たせるサブＰＳ部を形成することがある。液晶配向ドメイン規制用突起部がＰＳ部の高さの半分以下と低いことに比較すれば、サブＰＳ部はＰＳ部と液晶配向ドメイン規制用突起部との中間的な高さの突起部である。このような場合には、サブＰＳ部に対応するフォトマスクのパターンの透過率を、ＰＳ部対応パターンに使用する遮光部よりは高く、しかし、液晶配向ドメイン規制用突起部に対応するフォトマスクのパターンの透過率よりは低く設計すれば、最適化できる。簡単な工程でフォトマスクを作製でき、かつ、カラーフィルタの製造において、制御が容易になるようなフォトマスクの設計指針は個々のケースにより変わるが、グレートーンマスクのタイプとハーフトーンマスクのタイプ、あるいはそれらを混合させたタイプなど各種が可能である。特殊な方法としては、ＰＳ部と同様にサブＰＳ部も遮光部とハーフトーン部から成るフォトマスクのパターンを構成し、フォトマスク上もカラーフィルタの仕上がり上も平面サイズをＰＳ部より小さく設計することにより、ポジ型フォトレジストのカラーフィルタ上への塗布厚が均一であっても、露光〜現像のカラーフィルタの製造プロセスにおける一般的な効果により、サブＰＳ部の高さが、ＰＳ部の高さより小さく仕上がることを狙う製法も可能である。
【００４５】
これまでに述べた本発明のカラーフィルタを用いて、液晶表示装置を作製することができる。本発明と同様の構成のカラーフィルタを従来の方法で提供されて作製される液晶表示装置と同様に作製されるが、本発明では、品質の安定したカラーフィルタを具備する液晶表示装置を高品質に提供できる。例えば、カラーフィルタのＰＳ部の品質が、高さのバラツキが無く、また、平面サイズが大きい場合のＰＳ部上面の凹みの発生も無いため、液晶表示装置を作製する過程で、配向膜塗布における品質異常を引き起こさない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】カラーフィルタの一般的構成を説明する断面概念図である。
【図２】カラーフィルタに突起部を形成する一般的方法を説明する断面概念図である。
【図３】本発明のＰＳ部と対応するフォトマスクとの関係を説明する断面概念図である。
【図４】従来のＰＳ部の断面形状が不具合を生じる状況を説明する断面概念図である。
【図５】本発明のＰＳ部の断面形状が最適に形成される状況を説明する断面概念図である。
【図６】本発明の各種突起部と対応するフォトマスクパターンとの関係を説明する断面概念図である。
【図７】本発明のＰＳ部に対応するフォトマスクパターンの構造を説明する平面概念図である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・・透明基板
２・・・・ＢＭパターン
４・・・・透明電極層
５、５１、５２、５３・・・・ＰＳ部
６・・・・液晶配向ドメイン規制用突起部
７・・・・ポジ型フォトレジスト
８、８１、８２、８３・・・・遮光部
９、９１、９２、９３・・・・ハーフトーン部
１０・・・カラーフィルタ（突起部形成なし）
１１・・・カラーフィルタ（突起部形成あり）
２０・・・フォトマスク
２１・・・透明基板
３０、３１、３２・・・・着色パターン
４０・・・レジスト感光用の照射光
９５・・・グレートーン部またはハーフトーン部
ａ・・・・ＰＳ部のパターンのトータルの平面サイズ
ｂ・・・・ＰＳ部のパターンの遮光部の平面サイズ
ｃ・・・・ＰＳ部のパターンの片側ハーフトーン部の平面サイズ
【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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