JP2000019476A - 光学基板及びその製造方法並びに表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気泡を除去することができる光学基板の製造
方法及びその方法により製造される光学基板並びに表示
装置を提供することにある。 【解決手段】 補強板２８と、凹部３０及び凸部２２が
形成された原盤２４と、を用意する第１工程と、原盤２
４の凹部３０及び凸部２２が形成された面と補強板２８
との間に、液状で光透過性を有するインク充填層前駆体
２６を設ける第２工程と、補強板２８と原盤２４とを、
間隔が狭まる方向に加圧しかつ回転させて、凹部３０及
び凸部２２をインク充填層前駆体２６に転写するととも
に、インク充填層前駆体２６を遠心力により広げた後に
固化する第３工程と、原盤２４を、固化されたインク充
填層前駆体２６から剥離する第４工程と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光が透過する光学
基板及びその製造方法並びに表示装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】液晶表示パネル等のカラーフィルタを製
造する方法として、凹部を有する光透過性の樹脂基板に
着色インク又は遮光性インクを充填する方法が開発され
ている。ここで、凹部を有する樹脂基板は、凹凸パター
ンを有する原盤に樹脂を滴下し、この樹脂を固化させて
剥離することで容易に形成することができる。

【０００３】また、液晶表示パネル等に使用されるマイ
クロレンズアレイの製造方法として、特開平３−１９８
００３号公報に開示されるように、レンズに対応する球
面が形成された原盤に樹脂を滴下し、この樹脂を固化さ
せて剥離することで、マイクロレンズアレイを製造する
方法が知られている。

【０００４】しかしながら、これらの製造方法によれ
ば、樹脂に気泡が混入している場合に、これを除去する
ことができなかった。カラーフィルタ又はマイクロレン
ズアレイに気泡が混入していると、樹脂の光屈折率と空
気の光屈折率との差により光が屈折するので、液晶表示
パネル等の明るさにむらが生じることがあった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するも
ので、その目的は、気泡を除去することができる光学基
板の製造方法及びその方法により製造される光学基板並
びに表示装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１）本発明に係る光学
基板の製造方法は、基板と、凹凸パターンが形成された
原盤と、を用意する第１工程と、前記原盤の前記凹凸パ
ターンを有する面と前記基板との間に、液状で光透過性
を有する光学基板前駆体を設ける第２工程と、前記基板
と原盤とを、間隔が狭まる方向に加圧しかつ回転させ
て、前記凹凸パターンを前記光学基板前駆体に転写する
とともに、前記光学基板前駆体を遠心力により広げた後
に固化する第３工程と、前記原盤を、固化された前記光
学基板前駆体から剥離する第４工程と、を含む。

【０００７】これは、要するに、原盤を型として、凹凸
パターンを光学基板前駆体に転写して光学基板を製造す
る方法である。原盤は、一旦製造すればその後、耐久性
の許す限り何度でも使用できるため、２枚目以降の光学
基板の製造工程において省略でき、工程数の減少および
低コスト化を図ることができる。

【０００８】本発明によれば、液状の光学基板前駆体
は、基板及び原盤にて加圧されながら回転する。このと
き、光学基板前駆体は遠心力により広がるので、混入し
ている気泡は、逆に回転の中心に向かう。こうして、気
泡を回転の中心に集めることができるので、その領域を
除いて、気泡のない光学基板を得ることができる。

【０００９】（２）この光学基板の製造方法において、
前記第４工程後に、前記基板及び原盤の回転の中心に対
応する領域を避けて、固化された前記光学基板前駆体を
複数の個片に切断する工程を含んでもよい。

【００１０】これによれば、気泡の混入した領域を避け
て個片が得られるので、各個片は、気泡のない高品質の
光学基板となる。

【００１１】（３）この光学基板の製造方法において、
前記第４工程後に、前記凹凸パターンから前記光学基板
前駆体に転写された反転凹凸パターンのうちの複数の凹
部に、着色インクを充填する工程を含んでもよい。

【００１２】これによれば、凹部に着色インクが充填さ
れた光学基板が得られ、これはカラーフィルタとなる。

【００１３】（４）この光学基板の製造方法において、
前記第４工程後に、前記凹凸パターンから前記光学基板
前駆体に転写された反転凹凸パターンのうちの複数の凹
部に遮光性インクを充填し、前記凹部間に着色インクを
充填する工程を含んでもよい。

【００１４】これによれば、凹部に遮光性インクが充填
され、凹部間に着色インクが充填されるので、ブラック
マトリクスとしての機能を有するカラーフィルタが得ら
れる。

【００１５】（５）この光学基板の製造方法において、
前記原盤の前記凹凸パターンは、複数の曲面部を含み、
各曲面部から前記光学基板前駆体に反転曲面部を形成し
てもよい。

【００１６】これによれば、凹凸パターンの各曲面部に
よって、基板前駆体に形成される反転曲面部はレンズと
なる。こうして、マイクロレンズアレイとしての光学基
板が得られる。

【００１７】（６）この光学基板の製造方法において、
前記基板は、光透過性を有するとともに、固化された前
記光学基板前駆体の補強板として残されてもよい。

【００１８】（７）この光学基板の製造方法において、
前記第４工程で、前記基板を前記光学基板前駆体から剥
離してもよい。

【００１９】（８）この光学基板の製造方法において、
前記基板及び原盤のうち少なくとも一方の回転中心部に
穴が設けられてもよい。

【００２０】こうすることで、穴から気泡が逃げやすく
なり、また、転写するときの気泡の巻き込みを防ぐこと
ができる。

【００２１】（９）本発明に係る光学基板は、上記方法
により製造される。

【００２２】（１０）本発明に係る表示装置は、上記光
学基板を有する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照にして説明する。

【００２４】（第１実施形態）図１（Ａ）〜図５は、本
発明の第１実施形態に係る光学基板の製造方法を示す図
である。本実施形態では、光学基板としてカラーフィル
タが製造される。

【００２５】まず、図１（Ａ）に示すように、基材１０
上にレジスト層１２を形成する。

【００２６】基材１０は、表面をエッチングして原盤２
４（図１（Ｅ）参照）とするためのもので、ここではシ
リコン製基板が用いられる。シリコン製基板をエッチン
グする技術は、半導体デバイスの製造技術において確立
されており、高精度なエッチングが可能である。なお、
基材１０は、エッチング可能な材料であれば、シリコン
製基板に限定されるものではなく、例えば、石英、ガラ
ス、樹脂、金属、セラミックなどの基板あるいはフィル
ム等が利用できる。

【００２７】レジスト層１２を形成する物質としては、
例えば、半導体デバイス製造において一般的に用いられ
ている、クレゾールノボラック系樹脂に感光剤としてジ
アゾナフトキノン誘導体を配合した市販のポジ型のレジ
ストをそのまま利用できる。ここで、ポジ型のレジスト
とは、所定のパターンに応じて放射線に暴露することに
より、放射線によって暴露された領域が現像液により選
択的に除去可能となる物質のことである。

【００２８】レジスト層１２を形成する方法としては、
スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法、
ロールコート法、バーコート法等の方法を用いることが
可能である。

【００２９】次に、図１（Ｂ）に示すように、マスク１
４をレジスト層１２の上に配置し、マスク１４を介して
レジスト層１２の所定領域のみを放射線１６によって暴
露して、放射線暴露領域１８を形成する。

【００３０】マスク１４は、少なくとも図１（Ｅ）に示
す凸部２２に対応した領域を、放射線１６が透過しない
ようにパターン形成されたものである。

【００３１】また、凸部２２は、製造しようとするカラ
ーフィルタの各着色層４０を形成するための凹部３６
（図４（Ａ）参照）を転写形成するためのものであり、
着色層４０の形状および配列に応じて形成される。例え
ば、１０型のＶＧＡ仕様の液晶パネルでは、約１００μ
ｍピッチで、６４０×４８０×３（色）で９０万画素、
つまり約９０万個の凸部２２が原盤２４上に形成され
る。

【００３２】また、放射線１６としては波長２００ｎｍ
〜５００ｎｍの領域の光を用いることが好ましい。この
波長領域の光の利用は、液晶パネルの製造プロセス等で
確立されているフォトリソグラフィの技術及びそれに利
用されている設備の利用が可能となり、低コスト化を図
ることができる。

【００３３】そして、レジスト層１２を放射線１６によ
って暴露した後、所定の条件で現像処理を行うと、図１
（Ｃ）に示すように、放射線暴露領域１８のレジストの
みが選択的に除去されて基材１０が露出し、それ以外の
領域はレジスト層１２により覆われたままの状態とな
る。

【００３４】こうしてレジスト層１２がパターン化され
ると、図１（Ｄ）に示すように、このレジスト層１２を
マスクとして、エッチャント２０によって、基材１０を
所定の深さエッチングする。

【００３５】エッチングの方法としてはウエット方式ま
たはドライ方式があるが、基材１０の材質に合わせて、
エッチング断面形状、エッチングレート、面内均一性等
の点から最適な方式および条件を選べばよい。制御性の
点からいうとドライ方式の方が優れており、例えば、平
行平板型リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）方
式、誘導結合型（ＩＣＰ）方式、エレクトロンサイクロ
トロン共鳴（ＥＣＲ）方式、ヘリコン波励起方式、マグ
ネトロン方式、プラズマエッチング方式、イオンビーム
エッチング方式等の装置が利用でき、エッチングガス
種、ガス流量、ガス圧、バイアス電圧等の条件を変更す
ることにより、凸部２２を矩形に加工したり、テーパを
付けたり、面を粗らしたりと、所望の形状にエッチング
することができる。

【００３６】次に、エッチング完了後にレジスト層１２
を除去すると、図１（Ｅ）に示すように、基材１０上に
凸部２２が得られ、これを原盤２４とする。凸部２２間
には、凹部３０が形成され、両者で凹凸パターンを構成
する。

【００３７】そして、図２（Ａ）に示すように、光学基
板前駆体としてのインク充填層前駆体２６を、山状にし
て原盤２４に載せる。なお、原盤２４は、図示しない製
造装置の回転プレート５０上に載せられている。回転プ
レート５０は、原盤２４を吸着していることが好まし
い。

【００３８】インク充填層前駆体２６としては、インク
充填層３２に形成される着色層４０（図４（Ｂ）参照）
の形成領域の厚みにおいて、着色層４０の色特性を損な
わない程度の光透過性を有していれば特に限定されるも
のでなく、種々の物質が利用できるが、エネルギーの付
与により硬化可能な物質であることが好ましい。このよ
うな物質は、インク充填層３２の形成時には低粘性の液
状で取り扱うことが可能となり、常温、常圧下において
も容易に原盤２４の凸部２２間に形成される凹部３０の
微細部にまで容易に充填することができる。

【００３９】エネルギーとしては、光及び熱の少なくと
もいずれか一方であることが好ましい。こうすること
で、汎用の露光装置やベイク炉、ホットプレートが利用
でき、低設備コスト、省スペース化を図ることができ
る。インク充填層前駆体２６に使用される物質として
は、例えば、紫外線硬化型樹脂がある。紫外線硬化型樹
脂としては、アクリル系樹脂が好適である。様々な市販
の樹脂や感光剤を利用することで、透明性に優れ、ま
た、短時間の処理で硬化可能な紫外線硬化型のアクリル
系樹脂を得ることができる。

【００４０】紫外線硬化型のアクリル系樹脂の基本組成
の具体例としては、プレポリマーまたはオリゴマー、モ
ノマー、光重合開始剤があげられる。

【００４１】プレポリマーまたはオリゴマーとしては、
例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレー
ト類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアク
リレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のア
クリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメ
タクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリ
エーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利
用できる。

【００４２】モノマーとしては、例えば、２−エチルヘ
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアク
リレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレング
リコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジア
クリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の
二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、
ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが
利用できる。

【００４３】光重合開始剤としては、例えば、２，２−
ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフ
ェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イ
ソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブ
チルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセト
フェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェ
ノン、α，α−ジクロル−４−フェノキシアセトフェノ
ン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、
Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノ
ン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチル
ケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアル
キルエーテル等のベンゾイン類、１−フェニル−１，２
−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オ
キシム等のオキシム類、２−メチルチオキサントン、２
−クロロチオキサントン等のキサントン類、ベンゾイン
エーテル、イソブチルベンゾインエーテル等のベンゾイ
ンエーテル類、ミヒラーケトン等のラジカル発生化合物
が利用できる。

【００４４】なお、必要に応じて、酸素による硬化阻害
を防止する目的でアミン類等の化合物を添加したり、塗
布を容易にする目的で溶剤成分を添加してもよい。

【００４５】溶剤成分としては、特に限定されるもので
はなく、種々の有機溶剤、例えば、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコー
ルモノプロピルエーテル、メトキシメチルプロピオネー
ト、エトキシエチルプロピオネート、エチルセロソル
ブ、エチルセロソルブアセテート、エチルラクテート、
エチルピルビネート、メチルアミルケトン、シクロヘキ
サノン、キシレン、トルエン、ブチルアセテート等から
選ばれる一種または複数種の利用が可能である。

【００４６】そして、インク充填層前駆体２６を介し
て、補強板（基板）２８と原盤２４とを密着させる。補
強板２８の材質は、カラーフィルタとして要求される光
透過性や機械的強度等の特性を満足するものであること
が好ましい。例えば、補強板２８の材質として、ガラス
基板、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテ
ルサルフォン、アモルファスポリオレフィン、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等のプ
ラスチック製の基板あるいはフィルム基板を用いてもよ
い。

【００４７】補強板２８は、図示しない製造装置のもう
一つの回転プレート５２に吸着されている。補強板２８
と原盤２４とを密着させるために、これらの間隔が狭ま
る方向に、回転プレート５０、５２の少なくともいずれ
か一方を駆動する。上述したように、インク充填層前駆
体２６は、原盤２４上に山状に載せられるので、最初に
小さな面積で補強板２８に接触し、接触面積が徐々に拡
がる。したがって、補強板２８と原盤２４との密着工程
で、インク充填層前駆体２６に空気がまきこまれにくく
なっている。

【００４８】ただし、インク充填層前駆体２６には、元
々気泡２６ａが混入している。そこで、本実施形態で
は、補強板２８と原盤２４とを密着させる工程と同時
に、あるいはその工程に続いて、回転プレート５０、５
２を同一方向に回転させる。こうすることで、インク充
填層前駆体２６も同様に回転し、含有される気泡２６ａ
は、回転中心に向けて移動する。詳しくは、遠心力によ
りインク充填層前駆体２６が外方に拡がることによっ
て、相対的に、気泡２６ａが中心に進むようになる。そ
の結果、図２（Ｂ）に示すように、インク充填層前駆体
２６の中心にのみ、気泡２６ａが集まり、それ以外の領
域には気泡２６ａがなくなる。

【００４９】なお、上記工程において、原盤２４及び補
強板２８の位置を、上下逆にしてもよい。

【００５０】また、補強板２８または原盤２４のうち少
なくとも一方の回転中心部に穴を形成しておくと、この
穴から気泡が逃げやすくなり、原盤２４の凹凸パターン
をインク充填層前駆体２６に転写するときの気泡の巻き
込みを防ぐことができる。例えば、図２（Ｂ）には、原
盤２４の回転中心部に穴２４ａが形成された例が示され
ている。このことは、以降の実施形態でも同様である。

【００５１】続いて、図３（Ａ）に示すように、補強板
２８側から紫外線３４を所定量照射してインク充填層前
駆体２６を硬化させて、補強板２８と原盤２４の間にイ
ンク充填層３２を形成する。インク充填層３２には、原
盤２４における凹凸パターンの反転パターンの一部とし
て、凹部３６が転写される。そして、図３（Ｂ）に示す
ように、凹部３６を有するインク充填層３２及び補強板
２８を、原盤２４から剥離する。

【００５２】次に、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すよ
うに、それぞれの凹部３６に、予め設定された着色イン
ク３８を充填して着色層４０を形成する。

【００５３】凹部３６への着色インク３８の充填方法と
しては、特に限定されるものではないが、インクジェッ
ト方式が好適である。インクジェット方式によれば、イ
ンクジェットプリンタ用に実用化された技術を応用する
ことで、高速かつインクを無駄なく経済的に充填すると
が可能である。

【００５４】図４（Ａ）には、インクジェットヘッド４
２によって、例えば、赤、緑、青の着色インク３８を凹
部３６に充填する様子を示してある。

【００５５】補強板２８上の凹部３６に対向させてイン
クジェットヘッド４２を配置し、各着色インク３８を各
凹部３６に吐出する。

【００５６】インクジェットヘッド４２は、例えばイン
クジェットプリンタ用に実用化されたもので、圧電素子
を用いたピエゾジェットタイプ、あるいはエネルギー発
生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェットタイ
プ等が使用可能であり、着色面積および着色パターンは
任意に設定することが可能である。

【００５７】例えば、このインクジェットヘッド４２
を、インクを吐出する吐出口を３色用に各色２０個ずつ
配列し、駆動周波数１４．４ｋＨｚ（１秒間に１４４０
０回の吐出）で、一つの凹部３６に３滴ずつ吐出すれ
ば、約９０万画素の１０型ＶＧＡ仕様のカラーフィルタ
用の凹部３６に着色インク３８を充填するのに要する時
間は、９０万×３滴／（１４４００回×２０個×３色）
＝約３秒となる。ここで、インクジェットヘッド４２が
凹部３６間を移動する時間を考慮しても、２〜３分程度
で全ての凹部３６に着色インク３８を充填することがで
きる。

【００５８】着色インク３８に溶剤成分を含むものは、
熱処理を行って溶剤を揮発させる。なお、着色インク３
８は、溶剤成分を揮発させると収縮するため、収縮後に
必要な色濃度が確保できる量を充填しておくことが必要
である。

【００５９】そして、インク充填層３２及び補強板２８
を所定の大きさに切断することで、図４（Ｂ）に示すよ
うに、補強板２８、インク充填層３２及び着色層４０を
含むカラーフィルタ１が得られる。具体的には、図５に
示すように、中央部に集中した気泡２６ａを避けた領域
を切断して、複数のカラーフィルタ１を得る。なお、補
強板２８は、カラーフィルタ１の構成要素として不要で
あれば、切断の前後を問わず剥離してもよい。また、気
泡２６ａが集中する中央部等のカラーフィルタ１として
使用されない領域においては、凹部３６に着色インク３
８を充填しないようにインクジェットヘッド４２を制御
してもよい。

【００６０】本実施形態によれば、インク充填層前駆体
２６ａの気泡２６ａを１箇所に集中させて、気泡２６ａ
を避ける部分からカラーフィルタが得られるので、この
カラーフィルタは、気泡２６ａがなくて光学的に優れた
ものとなる。

【００６１】上記実施形態では、原盤２４上に凸部２２
を形成するに際し、ポジ型のレジストを用いたが、放射
線に暴露された領域が現像液に対して不溶化し、放射線
に暴露されていない領域が現像液により選択的に除去可
能となるネガ型のレジストを用いても良く、この場合に
は、上記マスク１４とはパターンが反転したマスクが用
いられる。あるいは、マスクを使用せずに、レーザ光あ
るいは電子線によって直接レジストをパターン状に暴露
しても良い。

【００６２】また、本発明において、着色層の形成方法
は、上記実施形態に限定されるものではなく、顔料分散
法などによって着色層を形成してもよい。

【００６３】（第２実施形態）図６（Ａ）〜図１０
（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る光学基板の製
造方法を示す図である。本実施形態では、光学基板とし
て、ブラックマトリクスを有するカラーフィルタが製造
される。

【００６４】まず、図６（Ａ）に示すように、基材１１
０上にレジスト層１１２を形成する。

【００６５】基材１１０は、表面をエッチングして原盤
１２０（図６（Ｅ）参照）とするためのもので、第１実
施形態の基材１０として使用可能な材料から選択するこ
とができる。

【００６６】レジスト層１１２の材質及び形成方法につ
いては、図１（Ａ）に示すレジスト層１２と同様であ
る。

【００６７】次に、図６（Ｂ）に示すように、マスク１
１４をレジスト層１１２の上に配置し、マスク１１４を
介してレジスト層１１２の所定領域のみを放射線１１６
によって暴露して、放射線暴露領域１１８を形成する。
放射線１１６は、図１（Ｂ）に示す放射線１６と同様の
ものである。

【００６８】マスク１１４は、少なくとも図６（Ｅ）に
示す凸部１１７に対応した領域を、放射線１１６が透過
しないようにパターン形成されたものである。

【００６９】また、凸部１１７は、製造しようとするカ
ラーフィルタのブラックマトリクスを形成するための凹
部１２９（図１０（Ａ）参照）を転写形成するためのも
のであり、ブラックマトリクスの形状および配列に応じ
て形成される。また、凸部１１７によって複数の画素領
域が区画され、この区画された領域が着色される。例え
ば、１０型のＶＧＡ仕様の液晶パネルでは、約１００μ
ｍピッチで、６４０×４８０×３（色）で９０万画素、
つまり約９０万個の領域が凸部１１７によって区画され
る。

【００７０】そして、レジスト層１１２を放射線１１６
によって暴露した後、所定の条件で現像処理を行うと、
図６（Ｃ）に示すように、放射線暴露領域１１８のレジ
ストのみが選択的に除去されて基材１１０が露出し、そ
れ以外の領域はレジスト層１１２により覆われたままの
状態となる。

【００７１】こうしてレジスト層１１２がパターン化さ
れると、図６（Ｄ）に示すように、このレジスト層１１
２をマスクとして、エッチャント１１５によって、基材
１１０を所定の深さエッチングする。エッチングの方法
は、第１実施形態と同様である。

【００７２】次に、エッチング完了後に、図６（Ｅ）に
示すように、レジスト層１１２を除去すると、基材１１
０上に凸部１１７が得られ、これを原盤１２０とする。
凸部１１７間には、凹部１１３が形成され、両者で凹凸
パターンを構成する。

【００７３】次に、図７（Ａ）に示すように基台（基
板）１２２を用意し、インク受容層前駆体１２４を原盤
１２０の上に載せて、インク受容層前駆体１２４を介し
て原盤１２０と基台１２２とを密着させる。ここで、イ
ンク受容層前駆体１２４には、気泡１２４ａが混入して
いる場合がある。基台１２２は、表面が平坦に形成され
ており、インク受容層前駆体１２４を平坦にするための
ものである。インク受容層前駆体１２４は、図７（Ｃ）
に示すインク受容層１２６の材料となる。なお、図７
（Ａ）では、原盤１２０が下に位置しているが、基台１
２２が下であってもよい。

【００７４】そして、図２（Ａ）に示す工程と同様にし
て、原盤１２０及び基台１２２とともにインク受容層前
駆体１２４を回転させる。こうして、図７（Ｂ）に示す
ように、インク受容層前駆体１２４に混入する気泡１２
４ａは、中央に集まる。

【００７５】なお、インク受容層前駆体１２４として
は、インク受容層１２６が着色インク１３０（図８
（Ａ）参照）を吸収することができ、着色層１３４（図
８（Ａ）参照）の色特性を損なわない程度の光透過性を
有していれば特に限定されるものでなく、種々の物質が
利用できる。例えば、ヒドロキシプロピルセルロースの
水溶液等を使用することができる。

【００７６】さらには、インク受容層前駆体１２４は、
エネルギーの付与により硬化可能な物質であることが好
ましい。硬化処理を施すことにより堅牢なインク受容層
を形成することができ、このあと説明する図７（Ｃ）や
図９（Ｂ）に示す工程において、基台１２２や原盤１２
０をインク受容層１２６から剥離する際に、インク受容
層１２６にクラックが発生したり、部分的にインク受容
層１２６が欠落するなどの不良が低減できる。

【００７７】そして、図７（Ｃ）に示すように、基台１
２２を、インク受容層１２６から剥離する。なお、基台
１２２は、平坦な面がインク受容層１２６に密着してい
るので剥離が比較的容易である。こうして、表面が平坦
に形成されたインク受容層１２６が原盤１２０上に形成
される。なお、インク受容層１２６には、原盤１２０に
おける凹凸パターンの反転パターンの一部として、凹部
１２９が形成されている。

【００７８】続いて、図８（Ａ）に示すように、インク
受容層１２６における凹部１２９とは反対側面から、予
め設定された着色インク１３０を射出する。詳しくは、
凹部１２９によって区画された領域に着色インク１３０
を射出して、その領域に着色インク１３０を吸収させ
る。

【００７９】着色インク１３０の射出方法としては、特
に限定されるものではないが、インクジェット方式が好
適である。インクジェット方式によれば、インクジェッ
トプリンタ用に実用化された技術を応用することで、高
速かつインクを無駄なく経済的に充填するとが可能であ
る。

【００８０】図８（Ａ）には、インクジェットヘッド１
３２によって、例えば、赤、緑及び青の着色インク１３
０をインク受容層１２６に射出する様子を示してある。
詳しくは、インク受容層１２６とは反対側面に対向させ
てインクジェットヘッド１３２を配置し、各着色インク
１３０を、凹部１２９によって区画された領域に射出す
る。

【００８１】インクジェットヘッド１３２の構成及び動
作は、図４（Ａ）に示すインクジェットヘッド４２と同
様である。

【００８２】こうして、図８（Ｂ）に示すように、イン
ク受容層１２６上に着色層１３４が形成される。着色層
１３４は、インク受容層１２６が部分的に着色インク１
３０を吸収して形成される。

【００８３】次に、図９（Ａ）に示すように、着色層１
３４を含むインク受容層１２６と補強板１３８とを、保
護膜前駆体１３６を介して密着させる。なお、保護膜前
駆体１３６は、スピンコート法、ロールコート法等の方
法により、インク受容層１２６に、或いは補強板１３８
上に塗り拡げてから、両者を密着させてもよい。あるい
は、この密着工程において、図２（Ａ）に示す工程と同
様に、保護膜前駆体１３６を山状に載せてから加圧し回
転させてもよい。

【００８４】保護膜前駆体１３６としては、光透過性を
有していれば特に限定されるものでなく、例えば、第１
実施形態のインク受容層前駆体２６を形成する複数の物
質の中から選択することができる。

【００８５】補強板１３８としては一般にガラス基板が
用いられるが、カラーフィルタとして要求される光透過
性や機械的強度等の特性を満足するものであれば特に限
定されるものではない。例えば、補強板１３８として、
ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルサル
フォン、アモルファスポリオレフィン、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリメチルメタクリレート等のプラスチ
ック製の基板あるいはフィルム基板を用いてもよい。

【００８６】そして、保護膜前駆体１３６の組成に応じ
た硬化処理をすることにより、これを硬化させて、図９
（Ｂ）に示すように保護膜１４０を形成する。続いて、
図９（Ｂ）に示すように、原盤１２０をインク受容層１
２６から剥離する。その工程は、図３（Ｂ）に示す工程
と同様である。

【００８７】次に、ブラックマトリクスを形成するため
に、図１０（Ａ）に示すように、インク受容層１２６の
凹部１２９に遮光性材料１４２を充填する。なお、凹部
１２９は、着色層１３４の間に位置する。この領域に遮
光性材料１４２を充填することで、ブラックマトリクス
を形成することができる。

【００８８】遮光性材料１４２は、光透過性のない材料
であって耐久性を有し、インク受容層１２６に浸透しな
いものであれば種々の材料を適用可能である。ただし、
本実施形態では、インクジェットヘッド１４４から遮光
性材料１４２を吐出させる。

【００８９】そのため、ある程度、遮光性材料１４２の
流動性を確保する必要がある。例えば、富士フィルムオ
ーリン社製ネガ型樹脂ブラック、凸版印刷社製高絶縁性
ブラックマトリクス用レジストＨＲＢ−＃０１、日本合
成ゴム（ＪＳＲ）社製樹脂ブラック等の黒色の樹脂を有
機溶剤に溶かしたものを、遮光性材料１４２として用い
る。

【００９０】有機溶媒としては、特にその種類に限定さ
れるものではなく種々の有機溶剤を適用可能である。例
えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、メ
トキシメチルプロピオネート、メトキシエチルプロピオ
ネート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテー
ト、エチルラクテート、エチルピルビネート、メチルア
ミルケトン、シクロヘキサノン、キシレン、トルエン、
ブチルアセテート等のうち一種または複数種類の混合溶
液を利用できる。

【００９１】遮光性材料１４２を充填するときには、イ
ンク受容層１２６に形成された凹部１２９に均一な量で
充填されるように、インクジェットヘッド１４４を動か
す等の制御を行って、打ち込み位置を制御する。凹部１
２９の隅々にまで均一に遮光性材料１４２が満たされた
ら、充填を完了する。溶剤成分が含まれている場合に
は、熱処理により遮光性材料１４２から溶剤成分を除去
する。なお遮光性材料１４２は、溶剤成分を除去すると
収縮するため、必要な遮光性が確保できる厚みが収縮後
でも残される量を充填しておくことが必要である。

【００９２】そして、必要な大きさに切断することで、
図１０（Ｂ）に示すように、インク受容層１２６に、遮
光性材料１４２からなる遮光性層１４６が一体的に形成
されて、カラーフィルタ２が得られる。このカラーフィ
ルタ２は、着色層１３４と、ブラックマトリックスとし
ての遮光性層１４６と、が形成されたインク受容層１２
６を有する。なお、遮光性層１２６の上を覆うように、
保護膜を形成してもよく、さらに補強板を接着してもよ
い。

【００９３】こうして製造されたカラーフィルタ２も、
気泡がなくて光学的に優れた特性を示す。

【００９４】本実施形態によれば、凹部１２９を形成
し、これに遮光性材料１４２を充填してブラックマトリ
クスとしての遮光性層１４６を形成する。したがって、
リソグラフィの工程がないので、材料の使用効率が高
く、かつ工程数の短縮を図ることができる。このため、
従来のカラーフィルタよりもコストダウンを図ることが
できる。

【００９５】本実施形態において、原盤１２０は、一旦
製造すれば、その耐久性の許す限り何度でも繰り返し利
用ができる。したがって、２枚目以降のカラーフィルタ
の製造工程において、原盤１２０の製造工程を省くこと
ができ、さらに工程数の短縮を図ることができ、従来の
カラーフィルタよりもコストダウンを図ることができ
る。

【００９６】上記実施形態では、原盤１２０上に凸部１
１７を形成するに際し、ポジ型のレジストを用いたが、
放射線に暴露された領域が現像液に対して不溶化し、放
射線に暴露されていない領域が現像液により選択的に除
去可能となるネガ型のレジストを用いても良い。この場
合には、上記マスク１１４とはパターンが反転したマス
クが用いられる。あるいは、マスクを使用せずに、レー
ザ光あるいは電子線によって直接レジストをパターン状
に暴露しても良い。

【００９７】（第３実施形態）図１１（Ａ）〜図１１
（Ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係る光学基板の製
造方法を示す図である。本実施形態では、光学基板とし
て、マイクロレンズアレイが製造される。

【００９８】まず、図１１（Ａ）に示すように、凹凸パ
ターンを有する原盤２２０を用意する。凹凸パターンと
して、複数の凸状の曲面部２２６が、原盤２２０に形成
されている。そして、このような原盤２２０の曲面部２
２６を有する面上に、光透過性層前駆体２２８を載せ
る。そして、光透過性層前駆体２２８を介して、補強板
（基板）２３４を原盤２２０に密着させる。

【００９９】ここで、光透過性層前駆体２２８は、液状
あるいは液状化可能な物質であり、気泡２２８ａが混入
している場合がある。そこで、図２（Ａ）に示す工程と
同様にして、原盤２２０及び補強板２３４とともに光透
過性層前駆体２２８を回転させる。こうして、図１１
（Ｂ）に示すように、光透過性層前駆体２２８に混入す
る気泡２２８ａは、中央に集まる。

【０１００】なお、液状の物質としては、エネルギーの
付与により硬化可能な物質が利用でき、液状化可能な物
質としては、可塑性を有する物質が利用できる。液状と
することで、原盤２２０上の複数の曲面部２２６間へ、
光透過性層前駆体２２８を充填することが容易となる。
また、光透過性層前駆体２２８は、光透過性層２３０を
形成した際に、光透過性を有するものであれば特に限定
されるものではなく、例えば、第１実施形態のインク充
填層前駆体２６として選択可能な物質から選択すること
ができる。

【０１０１】そして、光透過性層前駆体２２８を形成す
る樹脂に応じた硬化処理を施す。例えば、光硬化性の樹
脂を用いた場合であれば、所定の条件で光を照射するこ
とにより固化させると、光透過性層２３０が形成され
る。

【０１０２】なお、光硬化性の物質にて光透過性層２３
０を形成するときには、補強板２３４及び原盤２２０の
うち少なくとも一方が、光透過性を有することが必要と
なる。

【０１０３】また、可塑性を有する樹脂としては、例え
ば、ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルメタクリレー
ト系樹脂、アモルファスポリオレフィン系樹脂等の熱可
塑性を有する樹脂が利用できる。このような樹脂を軟化
点温度以上に加温することにより可塑化させて液状と
し、図１１（Ｂ）に示すように、原盤２２０と補強板２
３４の間に挟み込んだ後、可塑化させた樹脂を冷却する
ことにより固化させると、光透過性層２３０が形成され
る。

【０１０４】このように、光透過性層前駆体２２８を、
エネルギーの付与により硬化可能な物質あるいは可塑性
を有する物質から形成することで、これを原盤２２０に
塗布して密着させた際に、原盤２２０に形成されている
曲面部２２６間の微細部にまで、光透過性層前駆体２２
８が充填される。そして、この光透過性層前駆体２２８
に応じた固化処理を施すことにより固化させて光透過性
層２３０を形成すると、原盤２２０の曲面部２２６を精
密に光透過性層２３０に転写させることができる。

【０１０５】また、補強板２３４としては、マイクロレ
ンズアレイとして要求される光透過性等の光学的な物性
や、機械的強度等の特性を満足するものであれば特に限
定されるものではなく、例えば、石英やガラス、あるい
は、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテル
サルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチル
メタクリレート、アモルファスポリオレフィン等のプラ
スチック製の基板あるいはフィルムを利用することが可
能である。なお、光透過性層２３０単独で、マイクロレ
ンズアレイとして要求される機械的強度等の特性を満足
することが可能であれば、補強板２３４は不要である。

【０１０６】このようにして光透過性層２３０が原盤２
２０上に形成されると、光透過性層２３０及び補強板２
３４を、一体的に原盤２２０から剥離して所定の大きさ
に切断する。そうすると、図１１（Ｃ）に示すように、
複数のレンズ２３２を有する光透過性層２３０と、補強
板２３４と、を含むマイクロレンズアレイ３が得られ
る。詳しくは、気泡２２８を除いた領域からマイクロレ
ンズアレイ３が得られるように切断する。レンズ２３２
は、原盤２３０における凹凸パターンの曲面部２２６か
ら形成される反転曲面部であるので、凹レンズになって
いる。

【０１０７】本実施形態においても、気泡のない光学的
に優れたマイクロレンズアレイを製造することができ
る。

【０１０８】（第４実施形態）図１２（Ａ）〜図１２
（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る光学基板の製造
方法を説明する図である。本実施形態では、光学基板と
して、マイクロレンズアレイが製造される。本実施形態
では、原盤３１０の曲面部３１９が凹状をなし、製造さ
れるマイクロレンズアレイ４のレンズ３４６が凸レンズ
である点で、第３実施形態と相違し、それ以外は同様で
あるので、以下概略を述べる。

【０１０９】まず、図１２（Ａ）に示すように、原盤３
１０の曲面部３１９を有する面上に、光透過性層前駆体
３４２を載せる。そして、補強板（基板）３４０を、こ
の光透過性層前駆体３４２を介して原盤３１０と密着さ
せ、加圧及び回転によって、気泡３４２ａを中央部に集
める（図１２（Ｂ）参照）。

【０１１０】そして、光透過性層前駆体３４２に応じた
固化処理を施すことにより光透過性層前駆体３４２を固
化させて、光透過性層３４４を形成する。

【０１１１】次いで、原盤３１０から光透過性層３４４
及び補強板３４０を剥離し切断して、図１２（Ｃ）に示
すマイクロレンズアレイ４が得られる。本実施形態で
も、第３実施形態と同様の効果を達成することができ
る。

【０１１２】（その他の実施形態）図１３は、第１実施
形態に係る方法により製造されたカラーフィルタ１を組
み込んだＴＦＴ(Thin Film Transistor)カラー液晶パネ
ルの断面図である。カラー液晶パネルは、カラーフィル
タ１と、これに対向するガラス基板４００とを備え、そ
の間に液晶組成物４０１が封入されて構成される。カラ
ーフィルタ１は、補強板２８、インク受容層３２及び着
色層４０を有し、インク受容層３２及び着色層４０上に
保護膜４０８が形成され、保護膜４０８上には、共通電
極４０３が形成されている。

【０１１３】一方、ガラス基板４００の内側には透明な
画素電極４０４とＴＦＴ（図示せず）がマトリクス上に
形成されている。液晶組成物４０１の外側には、配向膜
４０５、４０６が形成されている。配向膜４０５、４０
６で囲まれる領域（セルギャップ）には、セルギャップ
の隙間を一定に保つためにスペーサ４０７が封入されて
いる。スペーサ４０７として、球状のシリカ、ポリスチ
レン等が使用されている。

【０１１４】この液晶パネルにバックライト光を照射
し、液晶組成物４０１をバックライト光の透過率を変化
させる光シャッタとして機能させることによりカラー表
示を行うことができる。

【０１１５】図１４は、第４実施形態に係る方法により
製造されたマイクロレンズアレイ４を適用した液晶プロ
ジェクタの一部を示す図である。この液晶プロジェクタ
は、上述したマイクロレンズアレイ２を組み込んだライ
トバルブ５０１と、光源としてのランプ５０２とを有す
る。

【０１１６】マイクロレンズアレイ４は、レンズ３４６
をランプ５０２の反対方向に向けて配置されている。そ
して、レンズ３４６上に保護膜５０３が形成され、保護
膜５０３上にはブラックマトリクス５０４が設けられて
いる。さらに、ブラックマトリクス５０４上には、透明
な共通電極５０５及び配向膜５０６が積層されている。
なお、保護膜５０３を構成する材料の光屈折率は、マイ
クロレンズアレイ４を構成する光透過性層の光屈折率よ
りも小さくなっている。

【０１１７】ライトバルブ５０１には、配向膜５０６か
らギャップをあけて、ＴＦＴ基板５１１が設けられてい
る。ＴＦＴ基板５１６には、透明な個別電極５０９及び
薄膜トランジスタ５１０が設けられており、これらの上
に配向膜５０８が形成されている。また、ＴＦＴ基板５
１１は、配向膜５０８を配向膜５０６に対向させて配置
されている。

【０１１８】配向膜５０６、５０８間には、液晶５０７
が封入されており、薄膜トランジスタ５１０によって制
御される電圧によって、液晶５０７が駆動されるように
なっている。

【０１１９】この液晶プロジェクタによれば、ランプ５
０２から照射された光５１２が、各画素毎にレンズ３４
６にて集光するので、明るい画面を表示することができ
る。

【０１２０】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、第１実施形態に係
る光学基板の製造方法を示す図である。

【図２】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、第１実施形態に
係る光学基板の製造方法を示す図である。

【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、第１実施形態に
係る光学基板の製造方法を示す図である。

【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、第１実施形態に
係る光学基板の製造方法を示す図である。

【図５】図５は、第１実施形態に係る光学基板の製造方
法を示す図である。

【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は、第２実施形態に係
る光学基板の製造方法を示す図である。

【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、第２実施形態に係
る光学基板の製造方法を示す図である。

【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、第２実施形態に
係る光学基板の製造方法を示す図である。

【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、第２実施形態に
係る光学基板の製造方法を示す図である。

【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、第２実施
形態に係る光学基板の製造方法を示す図である。

【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、第３実施形
態に係る光学基板の製造方法を示す図である。

【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、第４実施形
態に係る光学基板の製造方法を示す図である。

【図１３】図１３は、本発明により製造された表示装置
を示す図である。

【図１４】図１４は、本発明により製造された表示装置
を示す図である。

【符号の説明】

１ カラーフィルタ（光学基板） ２２ 凸部 ２４ 原盤 ２６ インク受容層前駆体（光学基板前駆体） ２８ 補強板（基板） ３０ 凹部 ３２ インク受容層 ３６ 凹部 ３８ 着色インク ４０ 着色層

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA64 BA66 2H088 FA30 HA12 HA14 HA25 MA20 2H091 FA02Z FA29Z FA35Z FC29 GA01 LA30

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、凹凸パターンが形成された原盤
   と、を用意する第１工程と、 前記原盤の前記凹凸パターンを有する面と前記基板との
   間に、液状で光透過性を有する光学基板前駆体を設ける
   第２工程と、 前記基板と原盤とを、間隔が狭まる方向に加圧しかつ回
   転させて、前記凹凸パターンを前記光学基板前駆体に転
   写するとともに、前記光学基板前駆体を遠心力により広
   げた後に固化する第３工程と、 前記原盤を、固化された前記光学基板前駆体から剥離す
   る第４工程と、 を含む光学基板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光学基板の製造方法にお
   いて、 前記第４工程後に、前記基板及び原盤の回転の中心に対
   応する領域を避けて、固化された前記光学基板前駆体を
   複数の個片に切断する工程を含む光学基板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の光学基板の
   製造方法において、 前記第４工程後に、前記凹凸パターンから前記光学基板
   前駆体に転写された反転凹凸パターンのうちの複数の凹
   部に、着色インクを充填する工程を含む光学基板の製造
   方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載の光学基板の
   製造方法において、 前記第４工程後に、前記凹凸パターンから前記光学基板
   前駆体に転写された反転凹凸パターンのうちの複数の凹
   部に遮光性インクを充填し、前記凹部間に着色インクを
   充填する工程を含む光学基板の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１又は請求項２記載の光学基板の
   製造方法において、 前記原盤の前記凹凸パターンは、複数の曲面部を含み、
   各曲面部から前記光学基板前駆体に反転曲面部を形成す
   る光学基板の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
   の光学基板の製造方法において、 前記基板は、光透過性を有するとともに、固化された前
   記光学基板前駆体の補強板として残される光学基板の製
   造方法。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
   の光学基板の製造方法において、 前記第４工程で、前記基板を前記光学基板前駆体から剥
   離する光学基板の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項７のいずれかに記載
   の光学基板の製造方法において、 前記基板及び原盤のうち少なくとも一方の回転中心部に
   穴が設けられている光学基板の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１から請求項８のいずれかに記載
   の方法により製造される光学基板。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の光学基板を有する表示
    装置。