JP3687366B2

JP3687366B2 - 光学基板及びその製造方法並びに表示装置

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Publication number: JP3687366B2
Application number: JP32000798A
Authority: JP
Inventors: 尚男西川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2018-10-23
Also published as: US6304384B1; JP2000131520A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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層に色材を充填する方法が開発されている。ここで、光透過性層は、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３−１９８００３号公報に開示されるように、レンズに対応する曲面が形成された原盤に樹脂を滴下し、この樹脂を固化して光透過性層を形成し、これを剥離することで、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、これらの方法では、コントラストを向上させることが考慮されていなかった。
【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、コントラストを向上させる光学基板を容易に製造する方法及びその方法により製造された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、複数の領域を区画する第１の凸部が形成された第１の原盤と、溝によって区画される複数の第２の凸部が形成された第２の原盤と、を光透過性層前駆体を介して密着させて、前記第１の凸部の形状から転写された遮光用凹部と、前記第２の凸部の形状から転写された色用凹部と、を有する光透過性層を形成する工程と、
前記光透過性層から前記第１の原盤を剥離する工程と、
少なくとも前記遮光用凹部の開口部の周囲に、遮光性材料をはじく上層を形成し、前記遮光性材料を前記遮光用凹部に充填して遮光性層を形成する工程と、
前記光透過性層から前記第２の原盤を剥離する工程と、
前記色用凹部に色材を充填して色パターン層を形成する工程と、
を含む。
【０００７】
本発明では、第１の原盤の第１の凸部を型として、光透過性層前駆体に遮光用凹部が形成される。また、遮光用凹部とは反対側には、第２の原盤の第２の凸部を型として、色用凹部が形成される。そして、遮光用凹部に遮光性材料を充填し、色用凹部に色材を充填する。色材は色パターン層を構成し、遮光性材料は遮光性層を構成する。遮光性層は、ブラックマトリクスとなる。こうして、カラーフィルタとしての光学基板が得られる。
【０００８】
色材及び遮光性材料は、凹部に充填されるだけで、原盤から剥離する必要がないので、その変形や欠落が生じない。また、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枚目以降のカラーフィルタ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。
【０００９】
しかも、本発明では、少なくとも遮光用凹部の開口部の周囲に、遮光性材料をはじく上層が形成される。そのため、遮光用凹部に遮光性材料を充填したときに、遮光性材料が遮光用凹部の内部以外の領域にはみ出しにくくなっている。
【００１０】
高精細化が要求されるカラーフィルタでは、ブラックマトリクスが極めて細いため、このブラックマトリクスを形成するための遮光用凹部も極めて小さくなる。本発明では、遮光用凹部の開口部の周囲に形成された上層により、遮光性材料を、遮光用凹部からはみ出さないように充填することができる。このことにより、精度の高いカラーフィルタを製造することができる。
【００１１】
（２）本発明に係る光学基板の製造方法は、複数の領域を区画する凸部が形成された第１の原盤と、複数の曲面部を有する第２の原盤と、を光透過性層前駆体を介して密着させて、前記凸部の形状から転写された遮光用凹部と、前記曲面部の形状から転写された複数のレンズと、を有する光透過性層を形成する工程と、
前記光透過性層から前記第１の原盤を剥離する工程と、
少なくとも前記遮光用凹部の開口部の周囲に、遮光性材料をはじく上層を形成し、前記遮光性材料を前記遮光用凹部に充填して遮光性層を形成する工程と、
前記光透過性層から前記第２の原盤を剥離する工程と、
を含む。
【００１２】
本発明によれば、第１及び第２の原盤を、光透過性層前駆体を介して密着させて、第２の原盤の曲面部からレンズを形成する。こうして、複数のレンズが形成されたマイクロレンズアレイとしての光学基板を簡単に製造することができる。各レンズによって入射光が集光するので画面を明るくすることができる。
【００１３】
さらに、この光学基板には、第１の原盤の凸部から、遮光用凹部が形成されており、この遮光用凹部に遮光性材料が充填される。この遮光性材料は、遮光性層を構成する。遮光性層は、ブラックマトリクスとなり、画素間のコントラストを向上させることができる。
【００１４】
このように、本発明によれば、画面を明るくすることに加えてコントラストを向上させることもできるマイクロレンズアレイを、転写法によって簡単に製造することができる。
【００１５】
また、第１及び第２の原盤は、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枚目以降のマイクロレンズアレイ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。
【００１６】
しかも、本発明では、少なくとも遮光用凹部の開口部の周囲に、遮光性材料をはじく上層が形成される。そのため、遮光用凹部に遮光性材料を充填したときに、遮光性材料が遮光用凹部の内部以外の領域にはみ出しにくくなっている。
【００１７】
このマイクロレンズアレイが、高精細化が要求される液晶表示パネルとともに使用される場合には、ブラックマトリクスが極めて細くなる。したがって、このブラックマトリクスを形成するための遮光用凹部も極めて小さくなる。本発明では、遮光用凹部の開口部の周囲に形成された上層により、遮光性材料を、遮光用凹部からはみ出さないように充填することができる。このことにより、精度の高い液晶表示パネル等にも適用できるマイクロレンズアレイを製造することができる。
【００１８】
（３）本発明に係る光学基板の製造方法は、複数の領域を区画する遮光用凹部が形成され、かつ、少なくとも前記遮光用凹部の開口部の周囲に遮光性材料をはじく上層が形成された第１の原盤の前記遮光用凹部に、前記遮光性材料を充填して遮光性層を形成する工程と、
前記遮光性層が形成された前記第１の原盤と第２の原盤とを、光透過性層前駆体を介して密着させて、前記遮光性層と一体化するとともに色用凹部を有する光透過性層を形成する工程と、
前記光透過性層及び前記遮光性層から前記第１の原盤を剥離する工程と、
前記色用凹部に色材を充填して色パターン層を形成する工程と、
を含む。
【００１９】
本発明では、第１の原盤の遮光用凹部に遮光性材料を充填して遮光性層を形成する。遮光性層は、光透過性層と一体化する。また、光透過性層には、色用凹部が形成されており、この色用凹部に色材を充填する。色材は色パターン層を構成し、遮光性層はブラックマトリクスとなる。こうして、第１の原盤を光透過性層から剥離すればカラーフィルタとしての光学基板が得られる。なお、第２の原盤は、剥離してもよいし、光学基板の一部を構成するように残しても良い。
【００２０】
色材は、凹部に充填されるだけで、原盤から剥離する必要がないので、その変形や欠落が生じない。また、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枚目以降のカラーフィルタ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。
【００２１】
しかも、本発明では、少なくとも遮光用凹部の開口部の周囲に、遮光性材料をはじく上層が形成される。そのため、遮光用凹部に遮光性材料を充填したときに、遮光性材料が遮光用凹部の内部以外の領域にはみ出しにくくなっている。
【００２２】
高精細化が要求されるカラーフィルタでは、ブラックマトリクスが極めて細いため、このブラックマトリクスを形成するための遮光用凹部も極めて小さくなる。本発明では、遮光用凹部の開口部の周囲に形成された上層により、遮光性材料を、遮光用凹部からはみ出さないように充填することができる。このことにより、精度の高いカラーフィルタを製造することができる。
【００２３】
（４）この光学基板の製造方法において、
前記色用凹部は、前記遮光性層によって区画されて形成されてもよい。
【００２４】
こうすることで、遮光性層を形成すれば、同時に、色用凹部も形成することができる。
【００２５】
（５）本発明に係る光学基板の製造方法は、複数の領域を区画する遮光用凹部が形成され、かつ、少なくとも前記遮光用凹部の開口部の周囲に遮光性材料をはじく上層が形成された第１の原盤の前記遮光用凹部に、前記遮光性材料を充填して遮光性層を形成する工程と、
前記遮光性層が形成された前記第１の原盤と、複数の曲面部を有する第２の原盤と、を光透過性層前駆体を介して密着させて、前記遮光性層と一体化するとともに複数のレンズを有する光透過性層を形成する工程と、
前記光透過性層及び前記遮光性層から前記第１の原盤を剥離する工程と、
前記光透過性層から前記第２の原盤を剥離する工程と、
を含む。
【００２６】
本発明によれば、第１及び第２の原盤の間に光透過性層前駆体を密着させて、第２の原盤の曲面部の形状を転写してレンズを形成する。こうして、複数のレンズが形成されたマイクロレンズアレイとしての光学基板を簡単に製造することができる。各レンズによって入射光が集光するので画面を明るくすることができる。また、第１及び第２の原盤は、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枚目以降のマイクロレンズアレイ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。
【００２７】
さらに、このマイクロレンズアレイには、第１の原盤の遮光用凹部に充填された遮光性材料によって遮光性層が形成されており、遮光性層は光透過性層に一体化する。この遮光性層は、ブラックマトリクスを構成し、画素間のコントラストを向上させることができる。
【００２８】
このように、本発明によれば、画面を明るくすることに加えてコントラストを向上させることもできるマイクロレンズアレイを、転写法によって簡単に製造することができる。
【００２９】
しかも、本発明では、少なくとも遮光用凹部の開口部の周囲に、遮光性材料をはじく上層が形成される。そのため、遮光用凹部に遮光性材料を充填したときに、遮光性材料が遮光用凹部の内部以外の領域にはみ出しにくくなっている。
【００３０】
このマイクロレンズアレイが、高精細化が要求される液晶パネル等とともに使用される場合には、ブラックマトリクスが極めて細くなる。したがって、このブラックマトリクスを形成するための遮光用凹部も極めて小さくなる。本発明では、遮光用凹部の開口部の周囲に形成された上層により、遮光性材料を、遮光用凹部からはみ出さないように充填することができる。このことにより、精度の高い液晶表示パネル等にも適用できるマイクロレンズアレイを製造することができる。
【００３１】
（６）この光学基板の製造方法において、
前記第１の原盤は、前記遮光性材料との親和力が大きくてもよい。
【００３２】
こうすることで、上層と、遮光用凹部の内部との間で、遮光性材料の親和力の差が大きくなって、遮光性材料を遮光用凹部に充填しやすくなる。
【００３３】
（７）この光学基板の製造方法において、
前記第１の原盤を得る工程は、基材上に金属の下地層を形成し、前記下地層を構成する金属上に硫黄化合物を自己集積させて前記上層を形成する工程を含んでもよい。
【００３４】
これによれば、基材と強固に一体化した層を、上層とすることができる。
【００３５】
（８）この光学基板の製造方法において、
遮光性材料は親水性であり、前記上層は、疎水性を有してもよい。
【００３６】
（９）この光学基板の製造方法において、
遮光性材料は疎水性であり、前記上層は、親水性を有してもよい。
【００３７】
（１０）本発明に係る光学基板は、上記方法により製造される。
【００３８】
（１１）本発明に係る光学基板は、一方の面に複数の領域を区画する遮光用凹部が形成されるとともに、前記遮光用凹部にて区画されるそれぞれの前記領域に対応して他方の面に色用凹部が形成される光透過性層と、
前記遮光用凹部に遮光性材料を充填して形成される遮光性層と、
少なくとも前記遮光用凹部の開口部の周囲に形成される遮光性材料をはじく上層と、
それぞれの前記色用凹部に色材が充填されて形成される色パターン層と、
を有する。
【００３９】
（１２）本発明に係る光学基板は、一方の面に複数の領域を区画する遮光用凹部が形成されるとともに、前記遮光用凹部にて区画されるそれぞれの前記領域に対応して他方の面にレンズが形成される光透過性層と、
前記遮光用凹部に遮光性材料を充填して形成される遮光性層と、
少なくとも前記遮光用凹部の開口部の周囲に形成される遮光性材料をはじく上層と、
を有する。
【００４０】
（１３）本発明に係る表示装置は、上記光学基板と、前記光学基板に向けて光を照射する光源と、を有する。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照にして説明する。
【００４２】
（第１の実施の形態）
図１（Ａ）〜図６（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す図である。
【００４３】
まず、図１（Ａ）に示すように、基材１２上にレジスト層１４を形成する。基材１２は、表面をエッチングして、図１（Ｅ）に示す第１の凸部１８を有する第１の原盤１０とするためのもので、エッチング可能な材料であれば特に限定されるものではないが、シリコン又は石英は、エッチングにより高精度の凸部１８の形成が容易であるため好適である。
【００４４】
レジスト層１４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。
【００４５】
レジスト層１４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。
【００４６】
次に、図１（Ｂ）に示すように、マスク１６をレジスト層１４の上に配置し、マスク１６を介してレジスト層１４の所定領域のみを放射線１３によって暴露して、暴露領域１５を形成する。
【００４７】
マスク１６は、少なくとも図１（Ｅ）に示す凸部１８の形成に必要な領域に、放射線１３が透過しないようにパターン形成されたものである。凸部１８の平面形状は、液晶パネルに適用されるブラックマトリクスの形状をなしており、複数の画素に対応する領域１９を区画する。なお、ブラックマトリクスの形状は、モザイク配列、デルタ配列又はストライプ配列などの画素配列に応じたものである。
【００４８】
放射線１３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。
【００４９】
そして、レジスト層１４を放射線１３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、暴露領域１５のレジストのみが選択的に除去されて基材１２が露出し、それ以外の領域はレジスト層１４により覆われたままの状態となる。
【００５０】
こうしてレジスト層１４がパターン化されると、このレジスト層１４をマスクとして、図１（Ｄ）に示すようにエッチャント１７によって、基材１２を所定の深さエッチングする。
【００５１】
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１２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１８を矩形に加工したり、テーパーを付けたり、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。
【００５２】
次に、エッチング完了後に、図１（Ｅ）に示すように、基材１２上に残ったレジスト層１４を除去すると、基材１２上に凸部１８が得られ、これを原盤１０とする。
【００５３】
続いて、図２（Ａ）に示すように、別の基材２２上にレジスト層２４を形成する。基材２２は、表面をエッチングして第２の凸部２８を有する第２の原盤２０（図２（Ｅ）参照）とするためのもので、図１（Ａ）に示す基材１２として使用できるものから選択することができる。また、レジスト層２４を形成する物質及びその形成方法は、図１（Ａ）に示すレジスト層１４を形成する物質及びその形成方法と同様である。
【００５４】
次に、図２（Ｂ）に示すように、マスク２６をレジスト層２４の上に配置し、マスク２６を介してレジスト層２４の所定領域のみを放射線１３によって暴露して、暴露領域２５を形成する。
【００５５】
マスク２６は、少なくとも図２（Ｅ）に示す第２の凸部２８の形成に必要な領域に、放射線１３が透過しないようにパターン形成されたものである。凸部２８は、画素の形成領域に応じて形成される。例えば、約９０万画素の仕様の液晶パネルでは、約１００μｍピッチで、６４０×４８０×３（色）、つまり約９０万個の凸部２８が原盤２０に形成される。また、第２の凸部２８は、画素の形成領域に対応するので、ブラックマトリクスに対応する第１の凸部１８にて囲まれる大きさ、形状及び配列で形成される。
【００５６】
レジスト層２４を放射線１３によって暴露した後、所定の条件で現像処理を行うと、図２（Ｃ）に示すように、暴露領域２５のレジストのみが選択的に除去されて基材２２が露出し、それ以外の領域はレジスト層２４により覆われたままの状態となる。
【００５７】
こうしてレジスト層２４がパターン化されると、図２（Ｄ）に示すように、このレジスト層２４をマスクとして、エッチャント１７によって、基材２２を所定の深さエッチングして溝２７を形成する。エッチング完了後に、図２（Ｅ）に示すように、基材２２上に残ったレジスト層２４を除去すると、溝２７によって複数の第２の凸部２８が区画され、これを原盤２０とする。
【００５８】
こうして、第１及び第２の原盤１０、２０が得られた後の工程を図３（Ａ）〜図６（Ｃ）に示す。
【００５９】
まず、図３（Ａ）に示すように、第１の光透過性層前駆体３２を介して原盤１０と原盤２０とを密着させる。第２の光透過性層前駆体３２は、図３（Ｄ）に示す第２の光透過性層３０の材料となる。なお、図３（Ａ）では、原盤１０が下に位置しているが、原盤２０が下であってもよい。
【００６０】
光透過性層前駆体３２としては、光透過性層３０に形成される色パターン層４０（図４（Ｂ）参照）の形成領域の厚みにおいて、色パターン層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、光透過性層３０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１０の凸部１８間の領域１９及び原盤２０の凸部２８間に形成される溝２７の微細部にまで容易に充填することができる。
【００６１】
エネルギー硬化性を有する樹脂としては、光及び熱の少なくともいずれかー方の付与により硬化可能であることが望ましい。光や熱の利用は、汎用の露光装置、ベイク炉やホットプレート等の加熱装置を利用することができ、省設備コスト化を図ることが可能である。
【００６２】
このようなエネルギー硬化性を有する樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂等が利用できる。特に、アクリル系樹脂は、市販品の様々な前駆体や感光剤（光重合開始剤）を利用することで、光の照射で短時間に硬化するものが容易に得られるため好適である。
【００６３】
光硬化性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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、ミヒラーケトン、ベンジルメチルケタール等のラジカル発生化合物が利用できる。
【００６７】
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。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、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、エチルラクテート、エチルピルビネート、メチルアミルケトン等が利用可能である。
【００６８】
これらの物質によれば、高精度のエッチングが可能な点で原盤材料として優れているシリコン又は石英からの離型性が良好であるため好適である。
【００６９】
ここでは、光透過性層前駆体３２を原盤１０上に滴下したが、原盤２０に滴下するか、原盤１０、２０の両方に滴下してもよい。また、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て、原盤１０、２０のいずれか一方、または、両方に光透過性層前駆体３２を塗布してもよい。
【００７０】
そして、図３（Ｂ）に示すように、光透過性層前駆体３２を所定領域まで拡げて、原盤１０、２０の間に光透過性層３０を形成する。光透過性層前駆体３２を所定領域まで拡げるにあたって、必要に応じて所定の圧力を原盤１０、２０の少なくとも一方に加えてもよい。
【００７１】
続いて、図３（Ｃ）に示すように、原盤１０、２０の少なくともいずれか一方から放射線３４を所定量照射して光透過性層３０を硬化させる。
【００７２】
そして、図３（Ｄ）に示すように、原盤２０を、光透過性層３０から剥離して、表面に色用凹部３６を有する光透過性層３０が、原盤１０上に形成される。なお、光透過性層３０における色用凹部３６とは反対側面には、原盤１０の凸部１８によって遮光用凹部３８が形成される。
【００７３】
続いて、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、それぞれの色用凹部３６に、予め設定された色材４２を充填して色パターン層４０を形成する。
【００７４】
色用凹部３６への色材４２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。
【００７５】
図４（Ａ）には、インクジェットヘッド４４によって、例えば、赤、緑及び青の色材４２を色用凹部３６に充填する様子を示してある。詳しくは、色用凹部３６に対向させてインクジェットヘッド４４を配置し、各色材４２を各色用凹部３６に吐出する。
【００７６】
インクジェットヘッド４４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、吐出面積および吐出パターンは任意に設定することが可能である。
【００７７】
例えば、色材４２を吐出する吐出口を６４個配列したインクジェットヘッド４４を用いた場合、駆動周波数１４．４ｋＨｚ（１秒間に１４４００回の吐出）で、一つの色用凹部３６に３滴ずつ吐出すれば、約９０万画素の仕様に対応して、色用凹部３６に色材４２を充填するのに要する時間は、
９０万×３滴／（１４４００回×６４個）＝約３秒
となる。ここで、インクジェットヘッド４４が色用凹部３６間を移動する時間を考慮しても、２〜３分程度で全ての色用凹部３６に色材４２を充填することができる。色材４２を充填するときには、色用凹部３６に均一な量で充填されるように、インクジェットヘッド４４を動かす等の制御を行って、打ち込み位置を制御する。
【００７８】
そして、色材４２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、この場合、色材４２は、溶剤成分を除去すると収縮するため、必要な色濃度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。
【００７９】
こうして、図４（Ｂ）に示すように、光透過性層３０上に色パターン層４０が形成される。
【００８０】
次に、図５（Ａ）に示すように、色パターン層４０上に第２の光透過性層前駆体５２を滴下する。第２の光透過性層前駆体５２は、上述した第１の光透過性層前駆体３２として使用できる材料から選ぶことができる。そして、補強板５４を光透過性層前駆体５２に密着させて、この光透過性層前駆体５２を押し拡げる。なお、光透過性層前駆体５２は、スピンコート法、ロールコート法等の方法により、色パターン層４０上に或いは補強板５４上に塗り拡げてから、補強板５４と密着させてもよい。
【００８１】
補強板５４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５４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。
【００８２】
光透過性層前駆体５２を押し拡げることで、図５（Ｂ）に示すように、第２の光透過性層５０が形成される。そして、光透過性層前駆体５２の組成に応じた硬化処理をすることにより、光透過性層５０を硬化させる。紫外線硬化型のアクリル系樹脂が用いられる場合には、紫外線を所定の条件により照射することにより、光透過性層５０を硬化させる。
【００８３】
なお、光透過性層５０単独でカラーフィルタとして要求される機械的強度やガスバリア性、耐薬品性等の特性を満足することが可能であれば、補強板５４は不要であるから剥離してもよい。
【００８４】
続いて、図５（Ｃ）に示すように、原盤１０を光透過性層３０から剥離する。光透過性層３０には、原盤１０の凸部１８によって、遮光用凹部３８が形成されている。
【００８５】
次に、図６（Ａ）に示すように、光透過性層３０における遮光用凹部３８が形成された表面に上層５６を形成し、図６（Ｂ）に示すように、遮光用凹部３８に遮光性材料６２を充填する。なお、遮光用凹部３８は、色パターン層４０の間に位置する。この領域に遮光性材料６２を形成することで、ブラックマトリクスを形成することができる。
【００８６】
上層５６は、遮光性材料６２をはじく材料で形成される。例えば、遮光性材料６２が親水性であれば上層５６は疎水性材料で形成され、遮光性材料６２が疎水性であれば上層５６は親水性材料で形成される。上層５６には、遮光用凹部３８の開口を妨げないように、穴５８が形成される。詳しくは、遮光用凹部３８の内側面と面一の面で穴５８が形成されるように、上層５６を形成してもよい。こうすることで、遮光用凹部３８の大きさが、上層５６の穴５８でも維持される。
【００８７】
遮光性材料６２は、光透過性のない材料であって耐久性があれば種々の材料を適用可能である。例えば、黒色染料あるいは黒色顔料をバインダー樹脂とともに溶剤に溶かしたものを、遮光性材料６２として用いる。溶剤としては、特にその種類に限定されるものではなく、水あるいは種々の有機溶剤を適用することが可能である。有機溶剤としては、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のうち一種または複数種の混合溶液を利用することができる。
【００８８】
遮光用凹部３８への遮光性材料６２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を使用してもよい。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ことが可能である。
【００８９】
遮光性材料６２を充填するときには、光透過性層３０に形成された遮光用凹部３８に均一な量で充填されるように、インクジェットヘッド４５を動かす等の制御を行って打ち込み位置を制御する。ただし、本実施の形態では、光透過性層３０に、遮光性材料６２をはじく上層５６が形成されているので、遮光用凹部３８から遮光性材料６２が拡がらないようになっている。したがって、インクジェットヘッド４５から吐出される遮光性材料６２の一滴が、遮光用凹部３８よりも大きくても、上層５６によってはじかれるため、遮光性材料６２が遮光用凹部３８の内側に留まる。このことにより、高精度のブラックマトリクスを形成することができる。
【００９０】
さらに、インクジェットヘッド４５を使用しなくても、単に、上層５６上に、遮光性材料６２を塗布したり流して拡げるだけでもよい。この場合、上層５６上では遮光性材料６２がはじかれるので、遮光性材料６２は、遮光用凹部３８に入り込むか、あるいは、遮光性材料６２が上層５６上に付着したとしても容易に除去できる。
【００９１】
遮光用凹部３８の隅々にまで均一に遮光性材料６２が満たされたら、その充填を完了する。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６２から溶剤成分を除去する。なお遮光性材料６２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】
こうして、図６（Ｃ）に示すように、光透過性層３０に、遮光性材料６２からなる遮光性層６０が一体的に形成されて、カラーフィルタ（光学基板）１が得られる。このカラーフィルタ１は、光透過性層３０の一方の面に色パターン層４０が形成され、他方の面にブラックマトリックスとしての遮光性層６０が形成されている。
【００９３】
さらに必要に応じて、遮光性層６０が形成されている側に第３の光透過性層を形成しても良い。第３の光透過性層の形成には、図５（Ａ）に示す光透過性層前駆体５２と同様の物質が利用できる。
【００９４】
本実施の形態によれば、光透過性層３０上に上層５６が形成されているので、遮光性材料６２の遮光用凹部３８への充填を容易に行うことができる。
【００９５】
また、本実施の形態では、色用凹部３６及び遮光用凹部３８を形成してから、これらに色材４２又は遮光性材料６２を充填する。したがって、色パターン層４０及び遮光性層６０を原盤１０、２０から剥離しないので、これらの変形や欠落が生じない。しかも、色用凹部３６及び遮光用凹部３８は、転写法により形成されるので、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。
【００９６】
本実施の形態において、原盤１０、２０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１０、２０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。
【００９７】
上記実施の形態では、原盤１０、２０上に凸部１８、２８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１６、２６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。
【００９８】
（第２の実施の形態）
図７（Ａ）〜図９（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す図である。
【００９９】
まず、図７（Ａ）に示すように、上層１００が形成された基材１１２を用意し、その上にレジスト層１１４を形成する。
【０１００】
基材１１２は、表面をエッチングして、図７（Ｅ）に示す遮光用凹部１１８が形成された第１の原盤１１０とするためのもので、エッチング可能な材料であれば特に限定されるものではないが、シリコン又は石英は、エッチングにより高精度の遮光用凹部１１８の形成が容易であるため好適である。また、基材１１２として、図８（Ａ）に示す遮光性材料との親和力が大きい材料を使用すれば、遮光用凹部１１８内に遮光性材料を充填しやすくなる。
【０１０１】
上層１００は、図８（Ａ）に示す遮光性材料をはじく材料で形成される。例えば、遮光性材料が親水性であれば上層１００を、シリコン等の疎水性材料で形成する。遮光性材料が疎水性であれば、上層１００を、金属やＳｉＯ₂ 等の親水性材料で形成する。あるいは、フッ素コーティングにより上層１００を形成すれば、遮光性材料が親水性及び疎水性のいずれであってもはじくようになる。
【０１０２】
あるいは、基材１１２上に金属の下地層を形成し、この下地層を構成する金属上に遮光性材料をはじく硫黄化合物を自己集積させて上層１００を形成してもよい。
【０１０３】
金属の下地層（以下金属層という）を形成する材料としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）等が利用できる。金属層の膜厚は、この上に硫黄化合物を自己集積させて固定するための下地層であるため、一般に、１００〜２０００オングストローム（１０^-10ｍ）程度の厚みがあればよい。金属層の形成方法としては、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ、無電解メッキ法等を用いることが可能である。なお、基材１１２と金属層との密着性を高めるために、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）等で構成される中間層を設けてもよい。
【０１０４】
また、硫黄化合物としては、チオール化合物が好ましい。ここで、チオール化合物とは、メルカブト基（−ＳＨ）を持つ有機化合物（Ｒ−ＳＨ；Ｒはアルキル基等の炭化水素基）の総称をいう。このようなチオール化合物の中で、例えば、
Ｃ_nＦ_2n+1Ｃ_mＨ_2mＳＨ（ｎ，ｍは自然数）
で表されるフッ素原子（Ｆ）を持つ化合物は、一般に、遮光性材料をはじくので好ましい。このようなチオール化合物を、例えば、ジクロロメタン、トリクロロメタン等の有機溶剤に溶かして０．１〜１０ｍＭ程度の溶液とする。そして、金属層を形成した基材１１２をこの溶液に浸漬すると、チオール化合物が金属層に自発的に集合して、金属層を構成する原子とチオール化合物を構成する硫黄原子（Ｓ）とが共有結合的に結合し、金属層上にチオール化合物の緻密な単分子層が強固に形成される。なお、硫黄化合物としては、チオール化合物以外にジスルフィド結合（Ｓ−Ｓ結合）を持つ有機化合物（Ｒ₁−Ｓ−Ｓ−Ｒ₂；Ｒ₁，Ｒ₂は、アルキル基等の炭化水素基）等も利用できる。
【０１０５】
これによれば、緻密で強固に一体化した遮光性材料をはじく上層を、基材１１２上に容易に形成することができる。
【０１０６】
レジスト層１１４は、第１の実施の形態のレジスト層１４と同じ物質かつ同じ方法で形成することができる。
【０１０７】
次に、図７（Ｂ）に示すように、マスク１１６をレジスト層１１４の上に配置し、マスク１１６を介してレジスト層１１４の所定領域のみを放射線１３によって暴露して、暴露領域１１５を形成する。なお、放射線１３は、第１の実施の形態の放射線１３と同じものを使用することができる。
【０１０８】
マスク１１６は、少なくとも図７（Ｅ）に示す遮光用凹部１１８の形成に必要な領域に、放射線１３が透過するようにパターン形成されたものである。遮光用凹部１１８の平面形状は、液晶パネルに適用されるブラックマトリクスの形状をなしており、複数の画素に対応する領域１１９を区画する。
【０１０９】
そして、レジスト層１１４を放射線１３によって暴露した後、所定の条件で現像処理を行うと、図７（Ｃ）に示すように、暴露領域１１５のレジストのみが選択的に除去されて基材１１２が露出し、それ以外の領域はレジスト層１１４により覆われたままの状態となる。
【０１１０】
こうしてレジスト層１１４がパターン化されると、このレジスト層１１４をマスクとして、図７（Ｄ）に示すようにエッチャント１７によって、基材１１２を所定の深さエッチングする。エッチングの方法は、第１の実施の形態と同じものを適用することができる。
【０１１１】
次に、エッチング完了後に、図７（Ｅ）に示すように、基材１１２上に残ったレジスト層１１４を除去すると、基材１１２に遮光用凹部１１８が形成され、これを原盤１１０とする。遮光用凹部１１８は、複数の領域１１９を区画する。
【０１１２】
次に、図８（Ａ）に示すように、第１の原盤１１０における遮光用凹部１１８に遮光性材料６２を充填して、遮光性層６０を形成する。遮光性層６０は、ブラックマトリクスとなる。遮光性材料６２の材料及びその充填方法は、第１の実施の形態で適用できるものから選択することができる。遮光用凹部１１８の隅々にまで均一に遮光性材料６２が満たされたら、その充填を完了する。
【０１１３】
そして、図８（Ｂ）に示すように、光透過性層前駆体１３２を介して、第１の原盤１１０と第２の原盤１２０とを密着させる。
【０１１４】
第２の原盤１２０は、凸部や凹部の形成されない平坦なもので、その材料は限定されないが、第１の原盤１１０として使用できる材料を選択してもよい。ただし、第２の原盤１２０は、カラーフィルタの一部として残す場合には、色特性を妨げない程度の光透過性を有することが必要である。
【０１１５】
光透過性層前駆体１３２は、第１の実施の形態の光透過性層前駆体３２として使用できるものから選択できる。また、第１の原盤１１０と第２の原盤１２０との密着方法も、第１の実施の形態と同様にすることができる。なお、図８（Ｂ）では、第１の原盤１１０が下に位置しているが、第２の原盤１２０が下であってもよい。
【０１１６】
図８（Ｂ）に示すように、光透過性層前駆体１３２を所定領域まで拡げて、図８（Ｃ）に示すように、原盤１１０、１２０の間に光透過性層１３０を形成する。光透過性層前駆体１３２を所定領域まで拡げるにあたって、必要に応じて所定の圧力を原盤１１０、１２０の少なくとも一方に加えてもよい。また、原盤１１０、１２０の少なくともいずれか一方から放射線を所定量照射して光透過性層１３０を硬化させる。
【０１１７】
そして、図９（Ａ）に示すように、原盤１１０を、光透過性層１３０及び遮光性層６０から剥離する。遮光性層６０は、色用凹部１３４を区画して形成する。この色用凹部１３４に色材を充填して、図９（Ｂ）に示すように、色パターン層１４０を形成してカラーフィルタ（光学基板）２を得る。ここで、色材は、第１の実施の形態で使用した色材４２として使用できるものから選択し、同様に、第１の実施の形態で適用できる方法により、色用凹部１３４に充填する。
【０１１８】
第２の原盤１２０は、補強板としてカラーフィルタ２の一部をなしているが、光透過性層１３０がカラーフィルタとして要求される機械的強度を有していれば剥離しても良い。
【０１１９】
また、色パターン層１４０及び遮光性層６０の上に、第２の光透過性層を形成してもよい。
【０１２０】
本実施の形態でも、遮光用凹部１１８の形成された第１の原盤１１０に、上層１００が形成されているので、第１の実施の形態と同様に、遮光性材料６２の充填を容易に行うことができる。
【０１２１】
（第３の実施形態）
図１０（Ａ）〜図１３（Ｂ）は、第３の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【０１２２】
まず、図１０（Ａ）に示すように、第１の原盤２１０及び第２の原盤２２０を用意する。第１の原盤２１０には、凸部２１８が形成されている。凸部２１８は、図示しない平面視において、ブラックマトリクスの形状をなす。一方、第２の原盤２２０には、複数の曲面部２２８が形成されており、各曲面部２２８は、凸レンズの反転パターンとなるように凹状をなしている。
【０１２３】
第１及び第２の原盤２１０、２２０は、それぞれの凸部２１８及び曲面部２２８を対向させて、かつ、各凸部２１８が曲面部２２８の中心を避けて対向するように配置されている。
【０１２４】
そして、原盤２２０と原盤２１０とを、第１の光透過性層前駆体２３２を介して密着させる。光透過性層前駆体２３２は、図１０（Ｂ）に示す光透過性層２３０の材料となる。なお、光透過性層前駆体２３２は、第１の実施の形態の光透過性層前駆体３２として使用できる材料から選択することができる。また、第１及び第２の原盤２１０、２２０の密着方法についても、第１の実施の形態で説明した方法を適用することができる。
【０１２５】
そして、図１０（Ｂ）に示すように、光透過性層前駆体２３２を所定領域まで拡げ、その組成に応じた硬化処理を施して、原盤２１０、２２０の間に光透過性層２３０を形成する。
【０１２６】
光透過性層２３０の一方の面には、凸部２１８から転写された遮光用凹部２３８が形成され、他方の面には、複数の曲面部２２８から転写された複数のレンズ２３６が形成されいる。複数の遮光用凹部２３８は、図示しない平面視において、ブラックマトリクスの形状をなす。また、遮光用凹部２３８は、レンズ２３６の中心を避ける領域に対応して形成されている。
【０１２７】
そして、図１１（Ａ）に示すように、原盤２１０を、光透過性層２３０から剥離して、凸部２１８から転写された遮光用凹部２３８を開口させる。
【０１２８】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、光透過性層２３０における遮光用凹部２３８が形成された表面に、上層２５６を形成する。上層２５６は、遮光性材料２６２をはじく性質を有し、その材料及び形成方法は、第１の実施の形態で説明したものから選択することができる。
【０１２９】
次に、図１１（Ｃ）に示すように、光透過性層２３０の遮光用凹部２３８に遮光性材料２６２を充填し、遮光性層２６０を形成する。この遮光性層２６０は、ブラックマトリクスとなる。遮光性材料２６２の材質及び形成方法は、第１の実施の形態で説明したものから選択することができる。
【０１３０】
次に、図１２（Ａ）に示すように、光透過性層２３０上に第２の光透過性層前駆体２５２を滴下する。光透過性層前駆体２５２は、第１の実施の形態の光透過性層前駆体３２として使用できる材料から選ぶことができる。そして、補強板２７０を光透過性層前駆体２５２に密着させて、この光透過性層前駆体２５２を押し拡げる。なお、光透過性層前駆体２５２は、スピンコート法、ロールコート法等の方法により、光透過性層２３０上に、或いは補強板２７０上に塗り拡げてから、補強板２７０を密着させてもよい。
【０１３１】
補強板２７０としては一般にガラス基板が用いられるが、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２７０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。
【０１３２】
そして、光透過性層前駆体２５２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１２（Ｂ）に示すように第２の光透過性層２５０を形成する。紫外線硬化型のアクリル系樹脂が用いられる場合には、紫外線を所定の条件により照射することにより、光透過性層前駆体２５２を硬化させる。
【０１３３】
続いて、図１２（Ｃ）に示すように、原盤２２０を光透過性層２３０から剥離する。光透過性層２３０には、原盤２２０の曲面部２２８によって、レンズ２３６が形成されている。レンズ２３６は、凸レンズである。
【０１３４】
さらに、図１３（Ａ）に示すように、光透過性層２３０のレンズ２３６を有する面と、補強板２７２とを第３の光透過性層前駆体２８２を介して密着させる。その工程は、図１２（Ａ）に示す工程と同様であり、光透過性層前駆体２８２は、第１の実施の形態の光透過性層前駆体３２として選択可能な物質の中から選択できる。
【０１３５】
こうして、図１３（Ｂ）に示すように、補強板２７２と第１の光透過性層２３０との間に、第３の光透過性層２８０が形成され、マイクロレンズアレイ（光学基板）３が得られる。
【０１３６】
なお、第２及び第３の光透過性層２５０、２８０が、マイクロレンズアレイとして要求される機械的強度やガスバリア性、耐薬品性等の特性を満足することが可能であれば、対応する補強板２７０、２７２は剥離してもよい。さらに、光透過性層２３０自体が十分な強度を有し、遮光性層２６０が破損することがなければ、第２及び第３の光透過性層２５０、２８０を省略することも可能である。
【０１３７】
本実施の形態によれば、光透過性層２３０上に上層２５６が形成されているので、遮光性材料２６２の遮光用凹部２３８への充填を容易に行うことができる。
【０１３８】
また、本実施の形態では、転写によって、複数のレンズ２３６を有する光透過性層２３０を簡単に製造することができる。この製造方法によれば、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、コストダウンを図ることができる。また、第１及び第２の原盤２１０、２２０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枚目以降のマイクロレンズアレイ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。
【０１３９】
さらに、このマイクロレンズアレイには、第１の原盤２１０の凸部２１８によって、遮光用凹部２３８が転写形成されており、この遮光用凹部２３８に遮光性材料２６２が充填される。この遮光性材料２６２からなる遮光性層２６０は、ブラックマトリクスを構成し、画素間のコントラストを向上させることができる。
【０１４０】
このように、本実施形態によれば、画面を明るくすることに加えてコントラストを向上させることもできるマイクロレンズアレイを、転写法によって簡単に製造することができる。
【０１４１】
（第４の実施形態）
図１４（Ａ）〜図１６（Ｃ）は、第４の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【０１４２】
まず、図１４（Ａ）に示すように、遮光用凹部３１８が形成されるとともに、この遮光用凹部３１８が形成された面に上層３００が形成された第１の原盤３１０を用意する。ここで、遮光用凹部３１８は、図示しない平面視において、ブラックマトリクスの形状をなす。また、上層３００は、遮光性材料３６２をはじく性質を有し、第２の実施の形態の上層１００と同様にして形成することができる。
【０１４３】
そして、第１の原盤３１０における遮光用凹部３１８に遮光性材料３６２を充填して、遮光性層３６０を形成する。遮光性層３６０は、ブラックマトリクスとなる。遮光性材料３６２の材料及びその充填方法は、第１の実施の形態で適用できるものから選択することができる。遮光用凹部３１８の隅々にまで均一に遮光性材料３６２が満たされたら、その充填を完了する。
【０１４４】
そして、図１４（Ｂ）に示すように、第１の光透過性層前駆体３３２を介して、第１の原盤３１０と第２の原盤３２０とを密着させる。第２の原盤３２０には、複数の曲面部３２８が形成されている。曲面部３２８は、凹レンズの反転パターンとなるように凸状をなしている。光透過性層前駆体３３２は、第１の実施の形態の光透過性層前駆体３２として使用できるものから選択できる。また、第１の原盤３１０と第２の原盤３２０との密着方法も、第１の実施の形態と同様にすることができる。なお、図１４（Ｂ）では、第１の原盤３１０が下に位置しているが、第２の原盤３２０が下であってもよい。
【０１４５】
図１４（Ｃ）に示すように、第１の光透過性層前駆体３３２を所定領域まで拡げて、第１及び第２の原盤３１０、３２０の間に、第１の光透過性層３３０を形成する。光透過性層前駆体３３２を所定領域まで拡げるにあたって、必要に応じて所定の圧力を原盤３１０、３２０の少なくとも一方に加えてもよい。また、原盤３１０、３２０の少なくともいずれか一方から放射線を所定量照射して光透過性層３３０を硬化させる。光透過性層３３０には、第２の原盤３２０の曲面部３２８の形状が転写されて、レンズ３３６が形成されている。
【０１４６】
そして、図１５（Ａ）に示すように、第１の原盤３１０を、第１の光透過性層３３０及び遮光性層３６０から剥離し、図１５（Ｂ）に示すように、第１の光透過性層３３０と補強板３７０とを、第２の光透過性層前駆体３４２を介して密着させて、図１５（Ｃ）に示すように、第２の光透過性層３４０を形成する。
【０１４７】
さらに、図１６（Ａ）に示すように、第２の原盤３２０を、第１の光透過性層３３０から剥離し、図１６（Ｂ）に示すように、第１の光透過性層３３０と補強板３７２とを、第３の光透過性層前駆体３５２を介して密着させて、図１６（Ｃ）に示すように、第３の光透過性層３５０を形成する。
【０１４８】
なお、第２及び第３の光透過性層前駆体３４２、３５２は、第１の実施の形態の光透過性層前駆体３２として使用できるものから選択することができ、密着方法も第１の実施の形態と同様のものを適用することができる。
【０１４９】
こうして、図１６（Ｃ）に示すように、マイクロレンズアレイ（光学基板）４が得られる。マイクロレンズアレイ４は、第１〜第３の光透過性層３３０、３４０、３５０が、第１及び第２の補強板３７０、３７２に挟まれて構成されている。第１及び第２の光透過性層３３０、３４０の間には、ブラックマトリクスとなる遮光性層３６０が形成されている。第１の光透過性層３３０における遮光性層３６０とは反対側の面には、レンズ３３６が形成されている。レンズ３３６の上には、第３の光透過性層３５０が形成されているが、言い換えると、第３の光透過性層３５０にレンズが形成されているということもできる。
【０１５０】
なお、第２及び第３の光透過性層３４０、３５０が、マイクロレンズアレイとして要求される機械的強度やガスバリア性、耐薬品性等の特性を満足することが可能であれば、対応する補強板３７０、３７２は剥離してもよい。さらに、光透過性層３３０自体が十分な強度を有し、遮光性層３６０が破損することがなければ、第２及び第３の光透過性層３４０、３５０を省略することも可能である。
【０１５１】
本実施の形態によれば、第１の原盤３１０上に上層３００が形成されているので、遮光性材料３６２の遮光用凹部３１８への充填を容易に行うことができる。その他の効果は、第３の実施の形態と同様である。
【０１５２】
図１７は、第１の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４１０とを備え、その間に液晶組成物４１２が封入されて構成される。カラーフィルタ１の上層５６上には、保護のための光透過性層４１４、共通電極４１６及び配向膜４１８が積層されている。
【０１５３】
一方、ガラス基板４１０の内側には透明な画素電極４２０及び配向膜４２２が積層されている。
【０１５４】
この液晶パネルにバックライト光を照射し、液晶組成物４１２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。
【０１５５】
図１８は、本発明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、上述した第３の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３を組み込んだライトバルブ４３０と、光源としてのランプ４５０とを有する。
【０１５６】
マイクロレンズアレイ３は、光透過性層２３０においてレンズ２３６が形成された面をランプ４５０に向けて配置されている。そして、ブラックマトリクスとなる遮光層２６０側の補強板２７０上には、透明な共通電極４３２及び配向膜４３４が積層されている。
【０１５７】
ライトバルブ４３０には、配向膜４３４からギャップをあけて、ＴＦＴ基板４３６が設けられている。ＴＦＴ基板４３６には、透明な個別電極４３８及び薄膜トランジスタ４４０が設けられており、これらの上に配向膜４４２が形成されている。また、ＴＦＴ基板４３６は、配向膜４４２を配向膜４３４に対向させて配置されている。
【０１５８】
配向膜４３４、４４２間には、液晶４４４が封入されており、薄膜トランジスタ４４０によって制御される電圧によって、液晶４４４が駆動されるようになっている。
【０１５９】
なお、光透過性層２３０の光屈折率ｎa と、レンズ２３６の外側に位置する光透過性層２８０の光屈折率ｎb とは、
ｎa ＞ｎb
の関係にあることが必要である。この条件を満たすことで、屈折率の小さい媒質から、屈折率の大きい媒質に光が入射することになり、光４５２は両媒質の界面の法線に近づくように屈折して集光する。そして、画面を明るくすることができる。
【０１６０】
この液晶プロジェクタによれば、ランプ４５０から照射された光４５２が、各画素毎にレンズ２３６にて集光するので、明るい画面を表示することができる。また、遮光層２６０がブラックマトリクスとなるので、画素間のコントラストを向上させることができる。
【０１６１】
図１９は、本発明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、上述した第４の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を組み込んだライトバルブ４６０と、光源としてのランプ４８０とを有する。
【０１６２】
マイクロレンズアレイ４は、光透過性層３３０において遮光性層３６０をランプ４８０とは反対側に向けて配置されている。そして、ブラックマトリクスとなる遮光層２８０側の補強板３７０上には、透明な共通電極４６２及び配向膜４６４が積層されている。
【０１６３】
ライトバルブ４６０には、配向膜４６４からギャップをあけて、ＴＦＴ基板４６６が設けられている。ＴＦＴ基板４６６には、透明な個別電極４６８及び薄膜トランジスタ４７０が設けられており、これらの上に配向膜４７２が形成されている。また、ＴＦＴ基板４６６は、配向膜４７２を配向膜４６４に対向させて配置されている。
【０１６４】
配向膜４６４、４７２間には、液晶４７４が封入されており、薄膜トランジスタ４７０によって制御される電圧によって、液晶４７４が駆動されるようになっている。
【０１６５】
なお、光透過性層３３０の光屈折率ｎa′と、レンズ３３６の外側に位置する光透過性層３５０の光屈折率ｎb′とは、
ｎa′＜ｎb′
の関係にあることが必要である。この条件を満たすことで、屈折率の大きい媒質から、屈折率の小さい媒質に光が入射することになり、光４８２は、両媒質の界面の法線から離れるように屈折して集光する。そして、画面を明るくすることができる。
【０１６６】
この液晶プロジェクタによれば、ランプ４８０から照射された光４８２が、各画素毎にレンズ３３６にて集光するので、明るい画面を表示することができる。また、遮光層３６０がブラックマトリクスとなるので、画素間のコントラストを向上させることができる。
【０１６７】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、本発明の第１の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｅ）は、本発明の第１の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、本発明の第２の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、第３の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、第３の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、第３の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、第３の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、第４の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は、第４の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１６】図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）は、第４の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明を適用して製造されたカラーフィルタが組み込まれたカラー液晶パネルのを示す図である。
【図１８】図１８は、本発明を適用して製造されたマイクロレンズアレイが組み込まれた液晶プロジェクタを示す図である。
【図１９】図１９は、本発明を適用して製造されたマイクロレンズアレイが組み込まれた液晶プロジェクタを示す図である。
【符号の説明】
１０第１の原盤
１８第１の凸部
２０第２の原盤
２７溝
２８第２の凸部
３０光透過性層
３２光透過性層前駆体
３６色用凹部
３８遮光用凹部
４０色パターン層
４２色材
５０光透過性層
５２光透過性層前駆体
５６上層
６０遮光性層
６２遮光性材料

Claims

複数の領域を区画する第１の凸部が形成された第１の原盤と、溝によって区画される複数の第２の凸部が形成された第２の原盤と、を光透過性層前駆体を介して密着させて、前記第１の凸部の形状から転写された遮光用凹部と、前記第２の凸部の形状から転写された色用凹部と、を有する光透過性層を形成する工程と、
前記光透過性層から前記第１の原盤を剥離する工程と、
少なくとも前記遮光用凹部の開口部の周囲に、遮光性材料をはじく上層を形成し、前記遮光性材料を前記遮光用凹部に充填して遮光性層を形成する工程と、
前記光透過性層から前記第２の原盤を剥離する工程と、
前記色用凹部に色材を充填して色パターン層を形成する工程と、
を含む光学基板の製造方法。
請求項１記載の光学基板の製造方法において、
遮光性材料は親水性であり、前記上層は、疎水性を有する光学基板の製造方法。
請求項１記載の光学基板の製造方法において、
遮光性材料は疎水性であり、前記上層は、親水性を有する光学基板の製造方法。
一方の面に複数の領域を区画する遮光用凹部が形成されるとともに、前記遮光用凹部にて区画されるそれぞれの前記領域に対応して他方の面に色用凹部が形成される光透過性層と、
前記遮光用凹部に遮光性材料を充填して形成される遮光性層と、
少なくとも前記遮光用凹部の開口部の周囲に形成される遮光性材料をはじく上層と、
それぞれの前記色用凹部に色材が充填されて形成される色パターン層と、
を有する光学基板。
請求項４記載の光学基板と、前記光学基板に向けて光を照射する光源と、を有する表示装置。