(57)【特許請求の範囲】
【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、
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と、
を含む光学基板の製造方法。
【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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
請求項１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。
【請求項５】
請求項１から請求項４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。
【請求項６】
請求項１から請求項４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。
【請求項７】
請求項１から請求項６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。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法により製造される光学基板。
【請求項９】
請求項８記載の光学基板を有する表示装置。
【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３−１９８００３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）本発明に係る光学基板の製造方法は、
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。
【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２４（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１４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１００μｍ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、５２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４２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１４４００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３８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３８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１１０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１１４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１００μｍ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１１２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１１０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１２２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１２４ａ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１２０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１２２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１３２によって、例えば、赤、緑及び青の着色インク１３０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１３０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１３４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１２６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１２９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１２６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１１７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２２６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２３０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２３４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２２８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２２０上に形成されると、光透過性層２３０及び補強板２３４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３１０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、４０６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５１１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５０２から照射された光５１２が、各画素毎にレンズ３４６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
【図１】
0003692785.tif 000002
【図２】
0003692785.tif 000003
【図３】
0003692785.tif 000004
【図４】
0003692785.tif 000005
【図５】
0003692785.tif 000006
【図６】
0003692785.tif 000007
【図７】
0003692785.tif 000008
【図８】
0003692785.tif 000009
【図９】
0003692785.tif 000010
【図１０】
0003692785.tif 000011
【図１１】
0003692785.tif 000012
【図１２】
0003692785.tif 000013
【図１３】
0003692785.tif 000014
【図１４】
0003692785.tif 000015