(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光干渉型カラーフィルタを形成したフィルタ側基板と、レンズ側基板上にマイクロレンズを形成し、該マイクロレンズ上に電極側基板を設け、該電極側基板上に透明電極を形成してなる基体とを備えてなり、
前記基体は、透明電極を形成した前記電極側基板の透明電極形成面が平坦化されているとともに、前記レンズ側基板の、マイクロレンズが形成された側と反対の側の面に、高屈折率の誘電体材料と低屈折率の誘電体材料とが交互に複数層積層された誘電体多層膜からなる紫外線反射膜が設けられており、
前記フィルタ側基板の光干渉型カラーフィルタを形成した側の面と、前記基体におけるレンズ側基板の前記紫外線反射膜とが接着剤からなる接着層を介して接合されてなることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
前記光干渉型カラーフィルタは、赤色光を透過する赤色用フィルタ層と、緑色光を透過する緑色用フィルタ層と、青色光を透過する青色用フィルタ層とからなることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
【請求項３】
レンズ側基板上にマイクロレンズが形成され、該マイクロレンズ上に電極側基板が設けられ、該電極側基板上に透明電極が形成されてなるとともに、前記透明電極を形成した前記電極側基板の透明電極形成面が平坦化され、前記レンズ側基板の、マイクロレンズが形成された側と反対の側の面に、高屈折率の誘電体材料と低屈折率の誘電体材料とが交互に複数層積層された誘電体多層膜からなる紫外線反射膜が設けられてなる基体と、光干渉型カラーフィルタを形成したフィルタ側基板とを用意し、
その後、前記フィルタ側基板の光干渉型カラーフィルタを形成した側の面と、前記基体におけるレンズ側基板の前記紫外線反射膜とを接着剤を介して接合することを特徴とすることをカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項４】
カラーフィルタ基板と、ＴＦＴ基板と、これらカラーフィルタ基板およびＴＦＴ基板の間に設けられた液晶層とを備えてなり、
前記カラーフィルタ基板は、請求項１又は２に記載のカラーフィルタ基板からなることを特徴とする液晶装置。
【請求項５】
光源と、前記光源から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射手段と、前記光源と光変調装置との間又は前記光変調装置と投射手段との間に配置されたカラーフィルタ基板と、を備えてなり、
前記カラーフィルタ基板は、請求項１又は２に記載のカラーフィルタ基板からなることを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉型のカラーフィルタを備えたカラーフィルタ基板とその製造方法、さらにこのカラーフィルタ基板を備えた液晶装置、及び投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶装置などに用いられるカラーフィルタとしては、所定の色の光のみ透過して他の色の光を吸収する吸収型フィルタと、所定の色の光のみを透過して他の光を反射する反射型フィルタとが知られている。この反射型フィルタの１つに、誘電体多層膜を用いた光干渉型フィルタがある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
この干渉型フィルタでは、誘電体多層膜の層構造を適宜に構成することで透過光の波長を変えることができる。したがって、透過波長を例えばＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）とする３種類のフィルタを複数並置することで、光干渉型のカラーフィルタアレイを形成することができる。すなわち、このようなカラーフィルタアレイを基板上に形成することにより、カラーフィルタ基板を形成することができるのである。
【０００３】
このような光干渉型のカラーフィルタは、次のような特徴を有している。
（１）色純度が極めて高い。
（２）無機材料から構成されるため、光や熱等による劣化がほとんどない。
（３）不要な光は反射されるため、光学系の工夫によって反射光を再利用することが可能になる。
【０００４】
ところで、このような光干渉型のカラーフィルタを備えたカラーフィルタ基板を形成するには、通常、リフトオフ法と称される公知の手法が採られる。すなわち、リフトオフ法によって赤色用フィルタ層、緑色用フィルタ層、青色用フィルタ層をそれぞれ基板上に形成し、カラーフィルタ基板とする。
【０００５】
また、カラーフィルタ基板は、例えば液晶装置に用いる場合などでは、通常、形成したカラーフィルタ上に透明電極、さらには遮光層を形成する。
すなわち、図９（ａ）に示すように、基板１上に赤色用のカラーフィルタ２Ｒ、緑色用のカラーフィルタ２Ｇ、青色用のカラーフィルタ２Ｂをそれぞれリフトオフ法で形成した後、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたＣＶＤ法等によってオーバーコート層３を形成する。
【０００６】
続いて、図９（ｂ）に示すように、形成したオーバーコート層３をＣＭＰ法（化学的機械的研磨法）等によって研削・研磨し、これを平坦化する。
次いで、図９（ｃ）に示すように各カラーフィルタ間に遮光層４を形成し、その後、図９（ｄ）に示すように、遮光層４を覆ってＩＴＯからなる透明電極５を形成する。
なお、オーバーコート層３を研削・研磨して平坦化するのは、これに凹凸があるとこのオーバーコート層３上に形成される透明電極５の位置（高さ）も場所によってバラツキが生じ、その結果セルギャップにもバラツキが生じてしまうからである。すなわち、このようにして形成されたカラーフィルタ基板は、例えば液晶を介してＴＦＴ基板に貼り合わされて液晶装置とされるが、その際、カラーフィルタ基板上での透明電極５の位置（高さ）にバラツキがあると、この透明電極５とＴＦＴ基板側の電極との間隔（セルギャップ）にバラツキが生じ、安定した表示がなされなくなってしまうからである。
【特許文献１】特開平０７−２８７１１５号公報
【特許文献２】特開平１１−２９５５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述したカラーフィルタ基板の製造方法にあっては、特に以下の解決すべき課題がある。
誘電体多層膜を用いた光干渉型のカラーフィルタ２は、通常蒸着法によって基板１上に形成されるが、このようにして形成されたカラーフィルタ２は、基板１との密着性が比較的弱い傾向にある。したがって、光干渉型カラーフィルタの上にオーバーコート層３を形成し、その後、このオーバーコート層３をＣＭＰ法とによって研削・研磨すると、機械的ストレスによってカラーフィルタ２が基板１から剥離してしまうおそれがある。
【０００８】
また、透明電極５については、通常、スパッタ法や蒸着法などによって形成するが、その際、熱応力等によってカラーフィルタ２などに悪影響を及ぼすおそれがあることから、十分に高い温度での成膜を行うことができず、したがって透明電極５を十分高品質に形成できないといった課題もある。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光干渉型カラーフィルタの基板からの剥離が防止され、しかも透明電極の高品質化が可能となったカラーフィルタ基板とその製造方法、さらにこのカラーフィルタ基板を備えた液晶装置、及び投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため本発明のカラーフィルタ基板は、光干渉型カラーフィルタを形成したフィルタ側基板と、透明電極を形成した電極側基板を有した基体とを備えてなり、前記フィルタ側基板の光干渉型カラーフィルタを形成した側の面と、前記基体の透明電極を形成した側と反対の側の面とが接着剤からなる接着層を介して接合されてなることを特徴としている。
このカラーフィルタ基板によれば、光干渉型カラーフィルタの上に接着層を介して基体が接合されてなるので、特に基体中の透明電極が電極側基板上に形成されていることにより、透明電極がその形成場所によって高さにバラツキが生じることがほとんどなくなる。すなわち、電極側基板として例えばガラス基板を用いれば、通常はその表面が良好な平坦性を有しているため、透明電極はその形成場所によって高さにバラツキが生じることがないのである。したがって、例えばこのカラーフィルタ基板を液晶装置に適用した場合に、セルギャップにバラツキが生じるのが防止され、これにより表示の安定性が確保される。
【００１０】
また、光干渉型カラーフィルタを接着剤からなる接着層によって覆っているので、基体を接合することで従来のごとく研削・研磨による平坦化を行うことなく、このカラーフィルタ基板を作製することができる。したがって、平坦化によりカラーフィルタが剥離するおそれがなくなる。
また、透明電極が電極側基板上に形成されているので、この透明電極を高温で成膜しても、そのときの熱応力等の熱的影響などが例えばカラーフィルタや接着層に直接伝わることなく、電極側基板によって緩和される。したがって、透明電極を高温で成膜することが可能になり、この透明電極の高品質化が可能となる。
【００１１】
また、前記カラーフィルタ基板においては、透明電極を形成した前記電極側基板の透明電極形成面が平坦化されているのが好ましい。
このようにすれば、透明電極の形成場所による高さのバラツキがより確実になくなり、したがってセルギャップにバラツキが生じるのをより確実に防止することができる。
【００１２】
また、前記カラーフィルタ基板においては、前記接着層が、紫外線吸収剤を含有しているのが好ましい。
このようにすれば、例えばこのカラーフィルタ基板を液晶装置に適用した場合に、光源からの紫外線が接着層中の紫外線吸収剤に吸収されることによって液晶や配向膜に入射するのが防止される。したがって、紫外線による液晶や配向膜の劣化、さらには紫外線による接着層の劣化が防止され、これにより耐光信頼性が向上する。
【００１３】
また、前記カラーフィルタ基板においては、前記基体の前記接着層側の面に、紫外線反射膜が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、例えばこのカラーフィルタ基板を液晶装置に適用した場合に、光源からの紫外線が紫外線反射膜に反射されることによって液晶や配向膜に入射するのが防止される。したがって、紫外線による液晶や配向膜の劣化が防止され、これにより耐光信頼性が向上する。
【００１４】
また、前記カラーフィルタ基板においては、前記基体が、レンズ側基板上にマイクロレンズが形成され、該マイクロレンズ上に前記電極側基板が設けられ、該電極側基板上に前記透明電極が形成されてなるのが好ましい。
このようにすれば、カラーフィルタとマイクロレンズとを共に備えていることから、より高機能なカラーフィルタ基板となる。また、透明電極と接着層、カラーフィルタとの間に電極側基板だけでなくレンズ側基板も介在しているので、透明電極を高温で成膜した際の熱的影響がより良好に緩和される。
【００１５】
また、前記カラーフィルタ基板においては、前記光干渉型カラーフィルタが、赤色光を透過する赤色用フィルタ層と、緑色光を透過する緑色用フィルタ層と、青色光を透過する青色用フィルタ層とからなっているのが好ましい。
このようにすれば、光干渉型カラーフィルタがフルカラーをなすカラーフィルタアレイとなる。
【００１６】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、光干渉型カラーフィルタを形成したフィルタ側基板の、前記光干渉型カラーフィルタを形成した側の面に電極側基板を接着剤によって接着する工程と、前記電極側基板の外面を研磨して平坦化する工程と、平坦化後の前記電極側基板の外面に透明電極を形成する工程と、を備えたことを特徴としている。
このカラーフィルタ基板の製造方法によれば、光干渉型カラーフィルタ上に電極側基板を接着剤によって接着するので、その後、前記電極側基板の外面を研磨して平坦化しても、この電極側基板と光干渉型カラーフィルタとの間に接着剤からなる接着層が介在していることで、平坦化の際の機械的応力が接着層で分散させられ、したがって、カラーフィルタの剥離が防止される。
また、透明電極を電極側基板の外面に形成するので、この透明電極を高温で成膜しても、そのときの熱応力等の熱的影響などが例えばカラーフィルタや接着層に直接伝わることなく、電極側基板によって緩和される。したがって、透明電極を高温で成膜することが可能になり、この透明電極の高品質化が可能となる。
【００１７】
本発明の別のカラーフィルタ基板の製造方法は、光干渉型カラーフィルタを形成したフィルタ側基板と、透明電極を形成し、かつ該透明電極の形成面またはその反対側の面の少なくとも一方を予め平坦化した電極側基板とを用意し、その後、前記フィルタ側基板の光干渉型カラーフィルタを形成した側の面と、前記電極側基板の透明電極を形成した側と反対側の面とを、接着剤を介して接合することを特徴としている。
このカラーフィルタ基板の製造方法によれば、電極側基板として透明電極の形成面またはその反対側の面の少なくとも一方を予め平坦化したものを用意し、この電極側基板と光干渉型カラーフィルタを形成したフィルタ側基板とを接合するので、電極側基板を平坦化した際の機械的応力が干渉型カラーフィルタに及ぶことがなく、したがってカラーフィルタの剥離を確実に防止することができる。
また、透明電極についても予め電極側基板に形成しておくので、カラーフィルタや接着剤からなる接着層は、この透明電極の成膜時の熱的影響を全く受けることがなく、したがって、透明電極を高温で成膜することが可能になり、この透明電極の高品質化が可能となる。
【００１８】
本発明のさらに別のカラーフィルタ基板の製造方法は、レンズ側基板上にマイクロレンズが形成され、該マイクロレンズ上に電極側基板が設けられ、該電極側基板上に前記透明電極が形成されてなる基体と、光干渉型カラーフィルタを形成したフィルタ側基板とを用意し、その後、前記フィルタ側基板の光干渉型カラーフィルタを形成した側の面と、前記基体におけるレンズ側基板のマイクロレンズを形成した側と反対の側の面とを接着剤を介して接合することを特徴としている。
このカラーフィルタ基板の製造方法によれば、基体と光干渉型カラーフィルタを形成したフィルタ側基板とを接合するので、例えば基体を作製する際に平坦化を行ったとしても、その際の機械的応力が干渉型カラーフィルタに及ぶことがなく、したがってカラーフィルタの剥離を確実に防止することができる。
また、透明電極についても予め基体に形成しておくので、カラーフィルタや接着剤からなる接着層は、この透明電極の成膜時の熱的影響を全く受けることがなく、したがって、透明電極を高温で成膜することが可能になり、この透明電極の高品質化が可能となる。
さらに、得られたカラーフィルタ基板はカラーフィルタとマイクロレンズとを共に備えたものとなるので、より高機能なカラーフィルタ基板となる。
【００１９】
本発明の液晶装置は、カラーフィルタ基板と、ＴＦＴ基板と、これらカラーフィルタ基板およびＴＦＴ基板の間に設けられた液晶層とを備えてなり、前記カラーフィルタ基板は、前記のカラーフィルタ基板からなることを特徴としている。
この液晶装置によれば、前述したようにカラーフィルタの剥離がなく、しかも透明電極の高品質化が可能なカラーフィルタ基板を備えているので、この液晶装置自体も信頼性が高く高品質なものとなる。
【００２０】
本発明の投射型表示装置は、光源と、前記光源から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射手段と、前記光源と光変調装置との間又は前記光変調装置と投射手段との間に配置されたカラーフィルタ基板と、を備えてなり、前記カラーフィルタ基板は、前記のカラーフィルタ基板からなることを特徴としている。
この投射型表示装置によれば、前述したようにカラーフィルタの剥離がなく、しかも透明電極の高品質化が可能なカラーフィルタ基板を備えているので、この投射型表示装置自体も信頼性が高く高品質なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の一実施形態として投射型表示装置について説明する。図１は本発明の一実施形態としての投射型表示装置を示す図であって、図１中符号１０は投射型表示装置である。この投射型表示装置１０は、白色光を射出する光源１１と、光源１１から射出された白色光の輝度分布を均一にするロッドインテグレータ１２と、輝度分布を均一にされた白色光を平行光に変換するコンデンサレンズ系１３と、平行光に変換された白色光をＲＧＢの色光に分光し、分光された各色光を変調する液晶装置１６と、変調された各色光をスクリーンＳに投射する投射レンズ１７とから概略構成されたものである。また、この投射型表示装置１０は、ライトバルブとしての液晶装置１６内に、カラーフィルタ基板を有した単板式の投射型カラー液晶表示装置となっている。
【００２２】
光源１１には、白色光を射出するメタルハライド等のランプ２１と、射出された白色光を反射するリフレクタ２２とが備えられている。
ロッドインテグレータ１２としては、透光性の棒状の導光体（例えば、ガラス棒）、もしくは内面が反射面とされた管状の導光体などが用いられている。
コンデンサレンズ系１３には、ロッドインテグレータ１２から入射した光が液晶装置１６に平行光となって入射するように、コンデンサレンズ２５ａおよびコンデンサレンズ２５ｂが備えられている。
【００２３】
液晶装置１６は、本発明の液晶装置の一実施形態となるもので、前述したようにライトバルブとして機能するものであり、図２に示すようにＴＦＴ基板４０と、カラーフィルタ基板３０と、これら基板３０、４０の間に保持される光変調層としての液晶層４３とを備えて構成されたものである。
【００２４】
ＴＦＴ基板４０には、図２の要部拡大図である図３に示すように、ガラスや石英等からなる基板本体４０Ａの上に、ＩＴＯ等からなる透光性の画素電極４１がマトリクス状に複数配列形成されている。基板４０Ａの内面側には、赤色表示，青色表示，緑色表示をそれぞれ行なうための青色用画素電極４１ｂ、赤色用画素電極４１ｒ、緑色用画素電極４１ｇが並列配置されており、これら３つの画素電極４１ｂ，４１ｒ，４１ｇによって１つの画素が構成されている。そして、これらの画素電極４１（４１ｂ，４１ｒ，４１ｇ）を覆ってポリイミド等からなる配向膜４２が設けられている。なお、図２，図３では画素電極の通電制御を行なうためのスイッチング素子や走査線，信号線等の図示を省略している。
【００２５】
カラーフィルタ基板３０は、本発明のカラーフィルタ基板の一実施形態となるもので、フィルタ側基板３１上にカラーフィルタ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを形成し、その上にさらに接着層３３を介して電極側基板３４を形成し、この電極側基板３４上に遮光層３５および透明電極（共通電極）３６を形成し、この透明電極３６を覆ってポリイミド等からなる配向膜３７を設けたものである。
【００２６】
フィルタ側基板３１は、ガラスやプラスチック等の透光性基板からなるものである。
フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂは、誘電体多層膜からなる光干渉型のもので、フィルタ層３２Ｒは赤色光（Ｒ）を透過しそれ以外の色光を反射する赤色用フィルタ層となっており、フィルタ層３２Ｇは緑色光（Ｇ）を透過しそれ以外の色光を反射する緑色用フィルタ層となっており、フィルタ層３２Ｂは青色光（Ｂ）を透過しそれ以外の色光を反射する青色用フィルタ層となっている。
【００２７】
このように特定の波長領域の光を反射する誘電体多層膜は、高屈折率の誘電体材料と低屈折率の誘電体材料とを、屈折率と層厚とにより決まる光学的厚さが目的とする波長領域の中心波長で１／４波長となるように層厚を調節し、蒸着等の方法によって交互に数層〜数十層積層することで、形成することができる。層の中間等に反射防止層、１／２波長層等のスペーサ層、調整層等を設けて反射透過特性でのリップルの抑制を図るなどの公知の手法を併用してもよい。なお、前記誘電体材料としては、高屈折率のものではＴａ２Ｏ５、ＺｎＳ、ＴｉＯ２等、低屈折率のものではＭｇＦ２、ＳｉＯ２、Ｎａ３ＡｌＦ６等が公知の材料として知られている。また、目的とする波長を変えるには誘電体層の層厚を調節すればよく、誘電体材料を変えることは必ずしも必要ではない。
【００２８】
これらフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂは、ＴＦＴ基板４０の赤色用画素電極４３ｒ、緑色用画素電極４３ｇ、青色用画素電極４３ｂにそれぞれ対応して設けられており、平面視したときにマトリクス状に隣接配置されるよう、島状にパターニングされたものとなっている。
【００２９】
また、フィルタ側基板３１上には、フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを覆って接着層３３が設けられている。この接着層３３は、透光性を有する接着剤からなるもので、例えばエポキシアクリレートによって形成されている。ここで、本実施形態においては、接着剤に紫外線吸収剤が添加されており、したがって接着層３３には紫外線吸収剤が含有されている。紫外線吸収剤としては、従来公知のベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物等の有機系紫外線吸収剤が使用可能であり、さらには、酸化チタンや酸化セリウム等の無機系紫外線吸収剤の微粉末も使用可能である。このような接着剤は、後述するように、例えばフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを覆ってフィルタ側基板３１上に塗布され、その後、電極側基板３４がその上に載せられ適宜な圧で加圧され、さらに必要に応じて加熱されることにより、硬化して接着層３３となる。
【００３０】
電極側基板３４は、耐熱性が高く透光性を有するガラスからなるもので、前述したように接着層３３およびフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを介してフィルタ側基板３１上に配設されたものである。この電極側基板３４の、接着層３３と反対の側には、遮光層３５が形成され、さらにこの遮光層３５を覆って透明電極３６が形成されている。
遮光層３５は、ＡｌやＣｒ等からなるもので、平面視した状態において前記フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂと対応しない位置、すなわち隣り合うフィルタ層間となる位置に対応して格子状に形成配置されたものである。
透明電極３６は、ＩＴＯ等の透光性導電材料からなるもので、遮光層３５を覆った状態で電極側基板３４の全面に形成されたものである。そして、この透明電極３６を覆ってポリイミド等からなる配向膜３７が設けられている。
なお、本実施形態では、前記電極側基板３４と、この電極側基板３４上に形成された遮光層３５、透明電極３６、配向膜３７とにより、本発明における基体が構成されている。
【００３１】
次に、このような構成のカラーフィルタ基板３０の製造方法に基づき、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の第１の実施形態を説明する。
この第１の実施形態では、まず、図４（ａ）に示すように、ガラス等からなる透光性のフィルタ側基板３１上に、屈折率の異なる複数の誘電体層を１５〜２５層積層し、透過色がそれぞれ赤色、緑色、青色となる厚さ３μｍ程度のフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを順次形成する。これらフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂの形成については、従来と同様に、リフトオフ法等の公知の手法が採用される。また、これらフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂについては、ＴＦＴ基板４０の赤色用画素電極４１ｒ、緑色用画素電極４１ｇ、青色用画素電極４１ｂとそれぞれ対向配置するように形成するとともに、その大きさを、対応する画素電極４１とほぼ同じ大きさとする。
【００３２】
次に、このフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを形成したフィルタ側基板３１の、フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを形成した側の面に接着剤を塗布し、続いてこの接着剤を介してフィルタ側基板３１上に電極側基板３４ａを載せ、図４（ｂ）に示すように接着剤を硬化させて電極側基板３４ａをフィルタ側基板３１に接合する。なお、電極側基板３４ａ側に接着剤を塗布してもよいのは勿論である。ここで、接着剤からなる接着層３３の厚さについては、特に限定されないものの、フィルタ側基板３１と電極側基板３４ａとの間の間隔が例えば１０μｍ程度となるように形成される。また、本実施形態では、接着剤に紫外線吸収剤を添加しているのは前述したとおりである。
【００３３】
次いで、前記電極側基板３４ａの外面をＣＭＰ法等によって研削・研磨し、図４（ｃ）に示すようにその厚さを例えば数百μｍから数ｍｍ程度に薄厚化するとともに、その外面を平坦化して所定厚さの電極側基板３４とする。このとき、電極側基板３４ａを薄厚化・平坦化するために研削・研磨するものの、この電極側基板３４ａとフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂとの間に接着層３３が介在しているので、薄厚化・平坦化の際の機械的応力が接着層３３で分散させられ、これによりフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂの剥離が防止されている。
【００３４】
次いで、この平坦化した電極側基板３４上に、図４（ｄ）に示すようにスパッタ法等によって遮光層３５を形成する。
次いで、スパッタ法や蒸着法により、図４（ｅ）に示すように遮光層３５を覆ってＩＴＯ等の透明導電膜からなる透明電極３６を形成する。このとき、透明導電膜を高温で成膜しても、この透明導電膜を電極側基板３４の外面に形成するので、そのときの熱応力等の熱的影響などが例えばフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂや接着層３３に直接伝わることなく、電極側基板３４によって分散緩和され、熱応力によるフィルタ層のクラック等を防止することができる。したがって、透明電極３６を比較的高温で成膜することができ、この透明電極３６を高品質化することができる。
【００３５】
その後、透明電極３６を覆って配向膜３７を形成し、これによって図２、図３に示したカラーフィルタ基板３１を得る。
また、このようにして得られたカラーフィルタ基板３１と前記のＴＦＴ基板とを対向させ、従来法でこれらを接合させるとともにこれらの間に液晶を封入して液晶層４３を形成することにより、液晶装置１６を作製することができる。
【００３６】
このようにして得られたカラーフィルタ基板３１にあっては、透明電極３６が平坦化された電極側基板３４上に形成されていることにより、フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ間で膜厚の分布があったとしても、透明電極３６がその形成場所によって高さにバラツキが生じることがなくなる。したがって、例えばこのカラーフィルタ基板３１を用いた液晶装置１６にあっては、セルギャップにバラツキが生じるのが防止され、これにより表示の安定性が確保される。
また、前述したようにフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂの剥離が防止されており、さらに透明電極３６の高品質化が可能になっていることから、高い信頼性を有する良好なものとなる。
【００３７】
また、接着層３３が紫外線吸収剤を含有しているので、このカラーフィルタ基板３１を用いた液晶装置１６にあっては、例えば前記の投射型表示装置１０において、光源１１からの紫外線を接着層３３中の紫外線吸収剤で吸収することにより、紫外線が液晶層４３や配向膜３７に入射するのを防止することができる。したがって、紫外線による液晶層４３や配向膜３７の劣化、さらには紫外線による接着層３３の劣化を防止し、耐光信頼性を向上することができる。
また、前記の投射型表示装置１０にあっては、特に光干渉型のカラーフィルタ（フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ）を有したカラーフィルタ基板３１からなる液晶装置１６を備えてなるので、前述したように
（１）色純度が極めて高い。
（２）主として無機材料から構成されるため、光や熱等による劣化がほとんどない。
（３）不要な光は反射されるため、光学系の工夫によって反射光を再利用することが可能になる。
等の優れた効果を奏する。
【００３８】
次に、前記カラーフィルタ基板３０の製造方法に基づき、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の第２の実施形態を説明する。
この第２の実施形態では、第１の実施形態と同様にして図４（ａ）に示したように、フィルタ側基板３１上にフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを順次形成しておく。
【００３９】
また、これとは別に電極側基板３４ａを用意し、図５（ａ）に示すようにこれの上に遮光層３５を形成する。なお、この電極側基板３４ａについては、遮光層３５の形成面を予め研磨し、平坦化しておくのが、セルギャップのバラツキをより確実になくすうえで好ましい。続いて、図５（ｂ）に示すように遮光層３５を覆ってＩＴＯ等の透明導電膜からなる透明電極３６を形成し、さらに透明電極３６を覆って配向膜３７を形成しておく。このとき、透明導電膜を高温で成膜しても、この透明導電膜（透明電極３６）については電極側基板３４ａに形成しておくので、当然ながらフィルタ側基板３１上のフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂや、形成されていない接着層３３は、この透明導電膜の成膜時の熱的影響を全く受けることがない。なお、本実施形態ではこの工程で配向膜３７を形成したが、カラーフィルタ基板の最終工程として、配向膜３７を形成してもよいのはもちろんである。
【００４０】
次いで、電極側基板３４ａの裏面側、すなわち遮光層３５や透明電極３６を形成した側と反対側の面を、ＣＭＰ法等によって研削・研磨し、図５（ｃ）に示すようにその厚さを薄厚化するとともに平坦化し、所定厚さの電極側基板３４とする。
このようにしてフィルタ側基板３１と電極側基板３４とを用意したら、フィルタ側基板３１の、フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを形成した側の面に接着剤を塗布し、続いてこの接着剤を介してフィルタ側基板３１上に電極側基板３４を、配向膜３７が外側となるようにして載せ、図５（ｄ）に示すように接着剤を硬化させて電極側基板３４をフィルタ側基板３１に接合する。なお、本実施形態においても、接着剤については紫外線吸収剤を添加したものを用いる。
【００４１】
このようにして得られたカラーフィルタ基板３１にあっては、電極側基板３４がガラス等の比較的平坦な基板からなっており、または予め平坦化された基板となっており、この電極側基板３４上に透明電極３６が形成されているので、透明電極３６がその形成場所によって高さにバラツキが生じることがなくなる。したがって、例えばこのカラーフィルタ基板３１を用いた液晶装置１６にあっては、セルギャップにバラツキが生じるのが防止され、これにより表示の安定性が確保される。
また、電極側基板３４ａを平坦化した後、この平坦化した電極側基板３４とフィルタ側基板３１とを接合するので、平坦化の際の機械的応力がフィルタ側基板３１に及ぶことがなく、したがってフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂの剥離を確実に防止することができる。
さらに、透明電極３６についても予め電極側基板３４ａに形成しておくので、フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂや接着層３３は、この透明電極３６の成膜時の熱的影響を全く受けることがなく、したがって、透明電極３６を高温で成膜することができ、この透明電極３６の高品質化を図ることができる。
【００４２】
また、接着層３３が紫外線吸収剤を含有しているので、このカラーフィルタ基板３１を用いた液晶装置１６にあっては、前記第１の実施形態と同様に、光源１１からの紫外線を接着層３３中の紫外線吸収剤で吸収することにより、紫外線が液晶層４３や配向膜３７に入射するのを防止することができる。したがって、紫外線による液晶層４３や配向膜３７の劣化、さらには紫外線による接着層３３の劣化を防止し、耐光信頼性を向上することができる。
また、前記の投射型表示装置１０にあっても、第１の実施形態と同様に、前記（１）〜（３）に示した優れた効果を奏するものとなる。
【００４３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態ではフィルタ層の種類を３種類としたが、この数は表示に用いる原色の数に応じて４種類以上とすることも可能である。その場合に、１画素はこれに応じて４つ以上の画素電極によって構成されるようになる。
また、例えば図３に示したカラーフィルタ基板３１において、接着剤（接着層３３）に紫外線吸収剤を添加するのに代えて、図６に示すように電極側基板３４の内面（接着層３３側の面）に、紫外線反射膜３８を設けるようにしてもよい。この紫外線反射膜３８については、フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂと同様に、誘電体多層膜によって形成することができる。すなわち、高屈折率の誘電体材料と低屈折率の誘電体材料とを、屈折率と層厚とにより決まる光学的厚さが目的とする波長領域の中心波長で１／４波長となるように層厚を調節し、蒸着等の方法によって交互に数層〜数十層積層することで、形成することができる。
【００４４】
このように紫外線反射膜３８を設けることにより、このカラーフィルタ基板３１を用いた液晶装置１６にあっては、例えば前記の投射型表示装置１０において、光源１１からの紫外線を紫外線反射膜３８で反射することにより、紫外線が液晶層４３に入射するのを防止することができる。したがって、紫外線による液晶層４３や配向膜３７の劣化を防止し、耐光信頼性を向上することができる。
【００４５】
また、本発明のカラーフィルタ基板においては、カラーフィルタ（フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ）だけでなく、マイクロレンズも設けるようにしてもよい。図７は、フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂに加えてマイクロレンズも形成したカラーフィルタ基板の一実施形態を示す図であり、図７中符号５０はカラーフィルタ基板である。
このカラーフィルタ基板５０は、フィルタ側基板３１上にカラーフィルタ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを形成し、その上に接着層３３を介して基体５１を設けたものである。基体５１は、ガラス等の透光性基板からなるレンズ側基板５２上にマイクロレンズ５３を形成し、さらにその上に電極側基板３４、遮光層３５、透明電極３６、及び配向膜３７をそれぞれ形成したものである。
【００４６】
このような構成のカラーフィルタ基板５０を作製するには、まず、前記第１の実施形態と同様にして図４（ａ）に示したように、フィルタ側基板３１上にフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを順次形成しておく。
また、これとは別にレンズ側基板５２を用意し、このレンズ側基板５２の上面側に従来法によってマイクロレンズアレイ（マイクロレンズ５３）を形成する。すなわち、まず、図８（ａ）に示すようにこのレンズ側基板５２の上面側にマイクロレンズアレイを形成するための凹部５４を、前記のフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂにそれぞれ対応するようにして形成する。この凹部５４の形成方法としては、例えばレンズ側基板５２の上面側に、前記各凹部５４と対応する位置に貫通孔を形成したマスクを設ける。そして、このマスクを用いてレンズ側基板５２にウエットエッチングを施す。すると、このウエットエッチングによってレンズ側基板５２には、前記貫通孔に対して等方的にエッチングされることにより、図８（ａ）に示したように内面を略半球面状とする凹部５４が形成される。
【００４７】
このようにして凹部５４を形成したら、これら凹部５４を埋め込んだ状態にレンズ材料となる接着剤、例えばエポキシアクリレートを図８（ｂ）に示すように塗布し、接着層５５とするとともに、この接着層５５を介して電極側基板３４ａを接合する。続いて、接着層５５を硬化させ、凹部５４内の接着剤（接着層５５）をマイクロレンズ５３とする。
次いで、電極側基板３４ａの外面をＣＭＰ法等によって研削・研磨することにより、図８（ｃ）に示すようにこれを薄厚化するとともに、その外面を平坦化して所定厚さの電極側基板３４とする。このように電極側基板３４を所定厚さとすることにより、前記マイクロレンズ５３の焦点距離を調整することができる。
【００４８】
次いで、前記第２の実施形態における、図５（ａ）、図５（ｂ）に示した工程と同様にして、図８（ｄ）に示すように電極側基板３４上に遮光層３５を形成し、続いてこれを覆って透明電極３６を形成し、さらに透明電極３６を覆って配向膜３７を形成し、基体５１を形成する。なお、この基体５１を形成する工程は、マイクロレンズの形成工程として従来よりなされている工程である。なお、ここでの配向膜３７についても、カラーフィルタ基板の最終工程として、この配向膜３７を形成するようにしてもよい。
【００４９】
このようにしてフィルタ側基板３１と基体５１とを用意したら、フィルタ側基板３１の、フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを形成した側の面に接着剤を塗布し、続いてこの接着剤を介してフィルタ側基板３１上に基体５１を、配向膜３７が外側となるようにして載せ、接着剤を硬化させて基体５１をフィルタ側基板３１に接合し、これによって図７に示したカラーフィルタ基板５０を得る。
【００５０】
このカラーフィルタ基板５０の製造方法にあっては、基体５１とフィルタ側基板３１とを接合するので、基体５１を作製する際に電極側基板３４ａの平坦化を行っているものの、その際の機械的応力がフィルタ側基板３１上のフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂに及ぶことがなく、したがってフィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂの剥離を確実に防止することができる。
また、透明電極３６についても予め基体５１に形成しておくので、フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂや接着剤からなる接着層は、この透明電極３６の成膜時の熱的影響を全く受けることがなく、したがって、透明電極３６を高温で成膜することができ、この透明電極３６の高品質化を図ることができる。
また、このようにして得られたカラーフィルタ基板５０にあっては、フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂとマイクロレンズ５３とを共に備えているので、より高機能なものとなる。
【００５１】
なお、このマイクロレンズ５３を備えたカラーフィルタ基板５０にあっても、接着層３３に紫外線吸収剤を含有させておき、あるいは基体５１の内面（レンズ側基板５２の、レンズ形成面と反対側の面）に紫外線反射膜を設けるようにしてもよい。
また、前記第１の実施形態、第２の実施形態におけるカラーフィルタ基板の製造方法にあっては、フィルタ層３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂとその上の接着層３３、電極側基板３４、遮光層３５、透明電極３６の形成工程を、前述した基体５１におけるマイクロレンズ５３の形成工程とほぼ同様にして行っているので、このマイクロレンズ５３の形成工程で用いた設備等をそのまま利用することができ、したがって新たな設備を増設することなどによるコストアップを抑えることができるとともに、工程の安定化が可能になる。
【００５２】
また、前記実施形態では、投射型表示装置１０として透過型の液晶装置１６を光変調装置として用いたものを示したが、例えばＬＣＯＳ等の反射型の投射型表示装置、あるいは、ＭＥＭＳ技術に基づくミラー方式の空間光変調器を用いた投射型表示装置１０に対して、本発明のカラーフィルタ基板を適用することも可能である。
さらに、前記実施形態では本発明のカラーフィルタ基板を投射型表示装置１０のライトバルブ（液晶装置）に適用した例を示したが、本カラーフィルタ基板は投射型だけでなく直視型の液晶表示装置に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態としての投射型表示装置の概略構成図である。
【図２】図１に示した投射型表示装置中の液晶装置の概略構成図である。
【図３】同、液晶装置の拡大断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）はカラーフィルタ基板の製造方法を説明する工程図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はカラーフィルタ基板の製造方法を説明する工程図である。
【図６】カラーフィルタ基板の変形例を示す拡大断面図であ。
【図７】マイクロレンズも形成したカラーフィルタ基板の概略構成図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は図７のカラーフィルタ基板の、製造工程説明図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は従来のカラーフィルタ基板の製造工程説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…投射型表示装置、１１…光源、１６…液晶装置、
３０、５０…カラーフィルタ基板、３１…フィルタ側基板、
３２Ｒ…赤色用フィルタ層（光干渉型カラーフィルタ）、
３２Ｇ…緑色用フィルタ層（光干渉型カラーフィルタ）、
３２Ｂ…青色用フィルタ層（光干渉型カラーフィルタ）、３３…接着層、
３４ａ、３４…電極側基板、３６…透明電極、３８…紫外線反射膜、
５１…基体、５２…レンズ側基板、５３…マイクロレンズ
【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】
0004626150.tif 000007
【図７】
0004626150.tif 000008
【図８】
0004626150.tif 000009
【図９】
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