JPH11194210A - カラーフィルタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク充填用凹部を容易に形成して、高精細
のカラーフィルタを安価に製造する方法を提供するこ
と。 【解決手段】 凹凸パターン２６を有し、かつ、凹凸パ
ターン２６側の面が湾曲した凸面となる原盤２０を形成
する第１工程と、原盤２０の凹凸パターン２６と保持盤
３４との間に、インク充填層前駆体３１を介在させて、
凹凸パターン２６の一部をインク充填層前駆体３１に密
着させる第２工程と、凹凸パターン２６のインク充填層
前駆体３１に対して密着させる部位を移動させること
で、凹凸パターン２６から転写されたインク充填用凹部
３２を有するインク充填層３０を、保持盤３４上にイン
ク充填層前駆体３１にて形成する第３工程と、インク充
填用凹部３２に、インクを充填して着色パターン層を形
成する第４工程と、着色パターン層が形成されたインク
充填層上に光透過性層を形成する第５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、液晶表示パネル等
に用いられるカラーフィルタ及びその製造方法に関す
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、印刷法は精度の点で欠点があり、電
着法はパターンが限定されるという欠点があったので、
従来、染色法及び顔料分散法が主として用いられてき
た。

【０００３】しかし、染色法及び顔料分散法は、第１
色、第２色、第３色の各画素（着色パターン層）を形成
する際に毎回リソグラフィの工程が必要であり、カラー
フィルターの量産性向上の大きな妨げとなっていた。

【０００４】また、１色毎にリソグラフィ工程を繰り返
すことなく画素を形成する方法として、特開昭５９−７
５２０５号公報、特開昭６１−２４５１０６号公報、特
開平７−１４６４０６号公報等に、インクジェット方式
によりカラーフィルタを製造する方法が開示されている
が、高精細のカラーフィルタを製造するためには、着色
インクを打ち込む際の隣接着色パターン層間の混色の防
止や、形成される着色パターン層の形状制御のため等に
画素間仕切り部位（ブラックマトリクスの機能を持つ場
合もある。）を必要とし、その画素間仕切り部位の形成
のためには、コストのかかるリソグラフィの工程が製品
毎に必要となるため、インクジェット方式の利点を減じ
ることとなる。

【０００５】そこで、上述した欠点を補うべく、複数の
インク充填用凹部を有するインク充填層を形成し、各イ
ンク充填用凹部にインクジェット方式によりインクを充
填して着色パターン層を形成し、この着色パターン層の
上に光透過性を有する樹脂層を形成してカラーフィルタ
を製造する方法が提案されている。

【０００６】ここで、インク充填用凹部を有するインク
充填層は、凹凸パターンを有する原盤を用いて、その凹
凸パターンをインク充填層前駆体に転写し、このインク
充填層前駆体を固化させてから原盤を剥離することで形
成されていた。

【０００７】この方法は、要するに、原盤を型として着
色インクを充填するためのインク充填用凹部を有するイ
ンク充填層を転写形成することで、製品毎のリソグラフ
ィ工程程を不要とする方法である。原盤は、一旦製造す
ればその後、耐久性の許す限り繰り返し使用できるた
め、原盤の耐久性が高いほど一製品あたりに占める原盤
コストが低減し、製品の低コスト化に繋がる。

【０００８】しかしながら、このカラーフィルタの製造
方法においては、原盤をインク充填層から剥離する工程
で、原盤とインク充填層の材質の組み合わせによって、
あるいは、サイズの大型化によって、剥離が困難になる
場合がある。その結果、インク充填用凹部の変形や欠
落、インク充填層のクラック等の発生率が増大したり、
剥離に要する時間が長くなって生産性が低下することが
考えられる。

【０００９】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、高精細のカラーフィルタを安価に製
造する方法であって、特に、インク充填用凹部を容易に
形成する方法及びその方法により製造されるカラーフィ
ルタを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（１）凹凸パターンを有
し、かつ、前記凹凸パターン側の面が湾曲した凸面とな
る原盤を形成する第１工程と、前記原盤の前記凹凸パタ
ーンと保持盤との間に、インク充填層前駆体を介在させ
て、前記凹凸パターンの一部を前記インク充填層前駆体
に密着させる第２工程と、前記凹凸パターンの前記イン
ク充填層前駆体に対して密着させる部位を移動させるこ
とで、前記凹凸パターンから転写されたインク充填用凹
部を有するインク充填層を、前記保持盤上に前記インク
充填層前駆体にて形成する第３工程と、前記インク充填
用凹部に、予め設定された色のインクを充填して着色パ
ターン層を形成する第４工程と、前記着色パターン層が
形成されたインク充填層上に光透過性層を形成する第５
工程と、を含む。

【００１１】本発明は、要するに、インク充填層のイン
ク充填用凹部に、インクを充填して着色パターン層を形
成し、この着色パターン層を光透過性層にてコーティン
グしてカラーフィルタを得る方法である。

【００１２】ここで、インク充填用凹部を形成するため
の凹凸パターンは、原盤の湾曲した凸面に形成されてい
る。したがって、凹凸パターンのインク充填層前駆体に
対して密着させる部位を移動させてインク充填用凹部を
形成することができる。これによって、凹凸パターンの
インク充填層前駆体への転写を小面積ずつ行えるので、
インク充填層からの原盤の剥離性が向上する。

【００１３】なお、各凹凸パターンを転写する技術とし
て、精度の高いものを採用することで、平坦性に優れ、
シャープなエッジを有する着色パターン層を形成すれ
ば、色濃度にむらのない、高精細のカラーフィルタを得
ることができる。

【００１４】さらに、この製造方法によれば、インク充
填層がカラーフィルタの一部となるので、着色パターン
層をインク充填用凹部から剥離する必要がない。したが
って、着色パターン層の欠落、クラックの発生や形状変
形といった不良を防ぐことができる。また、各着色パタ
ーン層を他の部材から剥離させないので、各色インク材
料の離型性に関しての制約がなくなり、各色インク材料
の設計、選定の自由度が増す。

【００１５】（２）前記原盤は反った板状をなし、第３
工程で前記保持盤上で揺動操作されてもよい。

【００１６】（３）前記原盤はローラ状をなし、第３工
程で回転操作されてもよい。

【００１７】（４）前記原盤は柔軟性のある金属で形成
されてもよい。こうすることで、原盤を、反った板状又
はローラ状に容易に形成することができる。

【００１８】（５）前記原盤は、前記凹凸パターンの反
転凹凸パターンを有する基台の前記反転凹凸パターン面
上に導体化層を形成し、該導体化層上に電気鋳造法（電
気メッキ法）により金属層を形成し、前記金属層を前記
基台から剥離して得られるようにしてもよい。

【００１９】このように、メッキによる金属層を形成す
る方法は、安価にかつ高い精度で凹凸パターンを転写で
きる点で優れている。

【００２０】（６）前記原盤の前記凹凸パターンは、リ
ソグラフィ法を介するエッチングにて形成されてもよ
い。

【００２１】リソグラフィ法を介するエッチングは、精
度の高い加工方法として周知である。凹凸パターンは、
インク充填用凹部の元となるため、このようなエッチン
グによる加工は効果的である。

【００２２】（７）前記第２工程では、前記保持盤上に
前記インク充填層前駆体をほぼ均一の厚みで塗布してか
ら、前記原盤が前記インク充填層前駆体に押しつけられ
てもよい。

【００２３】（８）前記第２工程では、前記原盤に前記
インク充填層前駆体をほぼ均一の厚みで塗布してから、
前記原盤と前記保持盤との間でインク充填層前駆体が押
しつけられてもよい。

【００２４】（９）前記第２工程では、前記保持盤上の
所定の領域に前記インク充填層前駆体が滴下され、前記
第３工程では、前記原盤と前記保持盤との間で前記イン
ク充填層前駆体が押し拡げられてもよい。

【００２５】（１０）前記インク充填層前駆体は、エネ
ルギーの付与により硬化可能な物質を含んでもよい。

【００２６】（１１）前記エネルギーは、光及び熱の少
なくともいずれか一方でもよい。

【００２７】（１２）前記インク充填層前駆体は、熱可
塑性を有する物質であってもよい。

【００２８】（１３）前記インク充填層前駆体は、樹脂
から形成されてもよい。

【００２９】（１４）前記第４工程で、前記インクがイ
ンクジェット方式によって充填されてもよい。

【００３０】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、
インクの充填を高速化できるとともに、インクの利用効
率をほぼ１００％にすることができ、インクを無駄にす
ることがない。

【００３１】（１５）本発明に係るカラーフィルタは、
上記方法により製造される。

【００３２】

【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して説明する。

【００３３】（第１実施形態）図１（Ａ）〜図４（Ｃ）
は、本発明の第１実施形態を説明する図である。そし
て、図１（Ａ）〜図２（Ｃ）は、第１実施形態における
原盤を製造する工程を示す図である。

【００３４】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。なお、基材１２及びレ
ジスト層１４は、いずれも断面の一部のみが示されてい
る。基板１２は、表面をエッチングして基台１０（図１
（Ｅ）参照）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凹凸パターンの形
成が容易であるため、好適である。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】次に、図１（Ｂ）に示すように、マスク１
６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１８によって暴
露する。

【００３８】マスク１６は、図１（Ｅ）に示す凹凸パタ
ーン１９の形成領域に対応した領域においてのみ、放射
線１８が透過するようにパターン形成されたものであ
る。

【００３９】また、放射線としては波長２００ｎｍ〜５
００ｎｍ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。

【００４０】そして、レジスト層１４を放射線１８によ
って暴露した後に所定の条件により現像処理を行うと、
図１（Ｃ）に示すように、放射線１８の暴露領域１７の
レジスト層１４のみが選択的に除去されて基材１２の表
面が露出し、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。

【００４１】こうしてレジスト層１４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１４を
マスクとして基材１２を所定の深さエッチングする。

【００４２】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、エッチングレート等の観点から最
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、凹凸パターン１９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。

【００４３】次に、エッチングの完了後に、図１（Ｅ）
に示すように、レジスト層１４を除去すると、基材１２
に凹凸パターン１９が形成されるので、これが基台１０
となる。凹凸パターン１９は、凹部１９ａ及び凸部１９
ｂからなる。ここで、凹部１９ａは、図４（Ａ）に示す
インク充填用凹部３２に対応するように形成される。

【００４４】この基台１０は、本実施形態では、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
ため経済的である。また、基台１０の製造工程は、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。

【００４５】上記実施の形態では、基材１２上に凹凸パ
ターン１９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１６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。

【００４６】あるいは、基材１２をエッチングすること
なく、パターニングされたレジスト層そのものを基台１
０の凹凸パターン１９として利用しても良い。この場合
のレジスト層のパターニングは、図１（Ｂ）に示す工程
と同様に行われる。

【００４７】次に、基台１０の凹凸パターン１９上に、
電気鋳造法により金属層を形成する。電気鋳造法により
金属層を形成するためには、基台１０の凹凸パターン１
９側の表面が導電性を有することが必要であり、表面の
導電性が低くあるいは絶縁性の場合には、図２（Ａ）に
示すように、表面を導体化するために凹凸パターン１９
上に導体化層２２を形成する。導体化層２２としては、
例えば、ニッケル（Ｎｉ）等の金属膜を５００オングス
トローム〜１００Ｏオングストローム程度の厚みで形成
すればよい。金属膜の形成方法としては、スパッタリン
グ、ＣＶＤ、蒸着、無電解メッキ法等の方法を用いるこ
とが可能である。なお、導体化なしで電気鋳造法により
金属層を形成することが可能である場合には、この工程
は省略できる。

【００４８】そして、この導体化層２２を陰極とし、チ
ップ状あるいはボール状のＮｉを陽極として電気鋳造法
によりさらにＮｉを電着させて、図２（Ｂ）に示すよう
に、厚い金属層２４を形成する。電気メッキ液の一例を
以下に示す。

【００４９】 スルファミン酸ニッケル：５５０ｇ／ｌ ホウ酸 ：３５ｇ／ｌ 塩化ニッケル ： ５ｇ／ｌ レベリング剤 ：２０ｍｇ／ｌ 次いで、図２（Ｃ）に示すように、金属層２４及び導体
化層２２を基台１０から剥離し、必要があれば洗浄する
等して、これを原盤２０とする。この原盤２０には、基
台１０の凹凸パターン１９に対応して、凹凸パターン２
６が形成される。詳しくは、凹凸パターン２６は、パタ
ーン１９の凸部１９ｂに対応する凹部２６ａと、凹部１
９ａに対応する凸部２６ｂと、からなる。そして、凹凸
パターン２６は、図４（Ａ）に示すインク充填用凹部３
２を転写により形成するための反転パターンとなってい
る。

【００５０】なお、基台１０が金属から形成される場合
には、導体化層２２（導体化層２２が形成されていない
場合には金属層２４）が基台１０と強く密着してしま
い、基台１０からの剥離が困難になることがある。この
ような場合には、導体化層２２（導体化層２２が形成さ
れていない場合には金属層２４）を基台１０の凹凸パタ
ーン１９上に形成する前に、基台１０の凹凸パターン１
９側の面を剥離処理することが好ましい。剥離処理とし
ては、例えば、基台１０がニッケルから形成されている
場合には、酸素プラズマ処理や陽極酸化処理等が効果的
である。

【００５１】また、原盤２０から導体化層２２を除去す
ることは必ずしも必要ではないが、基台１０からの剥離
の際や、この後の工程のインク充填層３０を形成する際
に、導体化層２２の一部に剥離が生じる場合などは、こ
れを除去することが好ましい。

【００５２】以上のようにして、板状（シート状）の原
盤２０が得られるので、この原盤２０を図３（Ａ）に示
すように反らせる。詳しくは、凹凸パターン２６を有す
る面が湾曲した凸面となるように、原盤２０を反らせ
る。原盤２０は、柔軟性のある金属で形成されれば、簡
単に反ることができる。また、原盤２０の反った形状に
対応して、凹凸パターン２６の反対側面に支持部材（図
示せず）を取り付けても良い。

【００５３】次に、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、インク
用凹部を有するインク充填層を形成する工程を示す図で
ある。

【００５４】まず、図３（Ａ）に示すように、インク充
填層３０を形成するためのインク充填層前駆体３１を、
保持盤３４上に塗布する。なお、保持盤３４は、その
後、カラーフィルタの製造工程における台となる。本実
施形態では、インク充填層前駆体３１は、ほぼ均一の厚
さで保持盤３４の全面に塗布されているが、部分的に多
少の厚みの差があってもよく、保持盤３４の一部にイン
ク充填層前駆体３１を滴下させておくだけでも良い。

【００５５】そして、原盤２０を、その凹凸パターン２
６を下に向けて、インク充填層前駆体３１に密着させ
る。詳しくは、原盤２０が反った形状になっているの
で、原盤２０の一方の側端部２０ａのみをインク充填層
前駆体３１に密着させる。そうすると、原盤２０の側端
部２０ａが密着した部分において、インク充填層前駆体
３１は変形して、凹凸パターン２６に対応する形状にな
る。詳しくは、凸部２６ｂに対応して、インク充填用凹
部３２が形成される。

【００５６】続いて、図３（Ｂ）に示すように、インク
充填層前駆体３１に対して押しつける部位を、一方の側
端部２０ａから他方の側端部２０ｂに移動させるよう
に、反った形状の原盤２０を揺動させる。そして、図３
（Ｃ）に示すように、他方の側端部２０ｂに至るまで、
原盤２０の凹凸パターン２６をインク充填層前駆体３１
に転写する。こうして、インク充填用凹部３２を有する
インク充填層３０が形成される。

【００５７】なお、必要に応じて、原盤２０をインク充
填層前駆体３１に密着させる際に、原盤２０及び保持盤
３４の少なくともいずれかー方を介して加圧しても良
い。

【００５８】ここで、インク充填層前駆体３１は、液状
あるいは液状化可能な物質であることが好ましい。イン
ク充填層前駆体３１を液状とすることで、原盤２０上の
凹凸パターン２６に対応する形状に容易に変形する。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。

【００５９】また、インク充填層前駆体３１は、インク
充填層３０を形成した際に、着色パターン層４０（図４
（Ａ）参照）の色特性に影響を与えないものであれば特
に限定されるものでなはないが、樹脂であることが好ま
しい。樹脂であれば、エネルギー硬化性を有するもの、
あるいは可塑性を有するものが容易に得られるので好適
である。

【００６０】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。

【００６１】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
に硬化し、優れた光学特性を有するインク充填層３０を
形成することが可能であるため好適である。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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、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。

【００６６】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。

【００６７】本実施形態では、インク充填層前駆体３１
が光硬化性の樹脂からなり、保持盤３４が光透過性を有
しているので、保持盤３４側から光２８を照射するよう
になっている。しかも、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す
ように、原盤２０が密着している領域について、インク
充填層前駆体３１に対して光が照射されている。原盤２
０におけるインク充填層前駆体３１と密着している部位
が移動すれば、これに伴って、光２８の照射位置も移動
する。こうすることで、原盤２０の一方の側端部２０ａ
から他方の側端部２０ｂに至るまで、インク充填層前駆
体３１への凹凸パターン２６の転写が終わると、光２８
の照射も終わるようになっている。

【００６８】また、可塑性を有する樹脂としては、具体
的には、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、ポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性を有
する樹脂等が好適に用いられる。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に
し、上記の方法により凹凸パターン２６に応じた形状に
変形させた後、順次冷却して固化させてインク充填用凹
部３２を有するインク充填層３０を、保持盤３４上に形
成していく。

【００６９】こうして、保持盤３４上にインク充填用凹
部３２を有するインク充填層３０を形成した後の工程を
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示す。図４（Ａ）において、
保持盤３４上のインク充填層３０に形成されたインク充
填用凹部３２に対向させて、インクジェット方式により
インクを吐出するヘッド４２が配置されている。

【００７０】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。

【００７１】例えば、このヘッド４２を、駆動周波数１
４．４ｋＨｚ（１秒間に１４４００回の吐出）で、イン
ク４４を吐出する吐出口を赤インクＲ、緑インクＧ、青
インクＢ用に各色２０個ずつ配列し、一つのインク充填
用凹部３２にインク４４を３滴ずつ吐出するとすれば、
約９０万画素の１０型ＶＧＡ仕様のカラーフィルター用
のインク充填用凹部３２にインク４４４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、ヘッド４２がインク充填用凹部３２間
を移動する時間を考慮しても、２〜３分程度でインク４
４を充填することができる。

【００７２】なお、顔料分散法によれば、リソグラフィ
法による一色毎の形成時間が最低でも３０分はかかるた
め、一枚のカラーフィルター基板においてＲ、Ｇ、Ｂ、
３色で約９０分以上の時間が最低でも必要となる。これ
と比較すると、本実施の形態では、インク４４の充填に
２〜３分、その後の樹脂塗布から剥離までの工程で３〜
５分程度の時間で形成可能であり、従来と比べて短時間
でカラーフィルタが形成できる。

【００７３】図４（Ａ）では、ヘッド４２によって、例
えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色インク４４をインク充填用凹部３
２に吐出して、着色パターン層４０を形成する様子を示
してある。これらに用いるインク４４は、色材を含有す
るエネルギー付与による硬化可能な物質を含むものでも
よい。

【００７４】このような成分としては、各色の色材の色
特性に影響を与えず、インク中で凝固等の問題を起こす
ものでなければ特に限定されるものではなく、例えば、
光硬化あるいは熱硬化あるいは光及び熱の双方のいずれ
かにより硬化可能な成分を含有する樹脂があげられる。
具体的には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等が、市
販品で様々な感光剤、硬化剤等を利用できるため、好適
に用いられる。

【００７５】そして、全てのインク充填用凹部３２にイ
ンク４４を充填する。インク４４に溶剤成分を含むもの
は、熱処理を行ってインク４４の溶剤を揮発させる。こ
の熱処理の条件は、インク４４に含まれる溶剤成分の沸
点等を考慮して決定される。インク４４に用いる溶剤成
分としては、特に限定されるものではなく、水あるいは
種々の有機溶剤が使用可能である。ただし、インク４４
使用中に溶剤が揮発することにより、ヘッド４２のイン
ク吐出口やインク流路でインク４４が固化して詰まらな
いようにするため、比較的高沸点の溶剤を使用すること
が好ましい。具体的には、溶剤除去の作業性にも鑑み
て、溶剤の沸点の範囲は、８０〜２００℃であることが
好ましい。この場合の熱処理条件は、５０〜２００℃
で、ホットプレートを用いた場合は２〜１０分、ベイク
炉を用いた場合は２０〜３０分程度行うことが好まし
い。

【００７６】また、着色パターン層４０は、溶剤を除去
すると収縮するが、収縮後の厚みで必要なカラー濃度が
確保できるだけのインク量を充填しておくことが必要で
ある。

【００７７】次に、図４（Ｂ）に示すように、着色パタ
ーン層４０が形成されたインク充填層３０の上に光透過
性層４６を形成し、さらにその上に補強板４８を載せ
る。補強板４８を載せることでカラーフィルタの強度が
増す。

【００７８】補強板４８は、製造しようとするカラーフ
ィルタに応じて選ばれるもので、例えば、ガラス基板
や、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
ンテレフタレート又は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で構成される。

【００７９】光透過性層４６を構成する物質としては、
着色パターン層４０の色特性に影響を与えないものであ
れば特に限定されるものではなく、種々の樹脂が利用で
きる。特に、光硬化性のアクリル樹脂は、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、
光の照射により短時間で硬化し、優れた光学特性を有す
る樹脂層を形成することが可能であるため好適である。
光硬化性のアクリル樹脂の基本組成の具体例としては、
上記インク充填層３０の形成において説明したものと同
様のものを利用することができるため、説明は省略す
る。

【００８０】このようなエネルギー硬化性を有する樹脂
を、着色パターン層４０の上に塗布して光透過性層４６
を形成する。そして、補強板４８を載せてエネルギーを
付与し、補強板４８に接着するように光透過性層４６を
硬化させる。

【００８１】特に、着色パターン層４０及び光透過性層
４６の双方が同一のエネルギーにより硬化可能なように
設定した場合には、着色パターン層４０を硬化させる前
に、光透過性層４６を構成する樹脂を塗布し、双方同時
にエネルギーを付与して同時に硬化させることで、強固
に一体化させることが可能である。

【００８２】こうして、インク充填層３０、着色パター
ン層４０、光透過性層４６及び補強板４８が一体化する
と、これらを保持盤３４から剥離して、図４（Ｃ）に示
すカラーフィルタの完成品を得ることができる。

【００８３】なお、材質によっては、保持盤３４とイン
ク充填層３０間の密着力が高くなって、両者が剥離しに
くくなる場合がある。その場合には、図５に示すよう
に、保持盤３４上に、インク充填層３０との密着性の低
い材質からなる離型層３６を形成しておいてもよい。離
型層３６としては、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔのいずれか一種からなる金属、あ
るいは、これら二種以上からなる合金、あるいは、これ
らのうちの少なくとも一種を含む化合物が好適である。
これらの物質は、インク充填層３０を形成する物質とし
て光透過性に優れている点で好適に用いられるアクリル
系樹脂に対する密着性が一般的に低く、スパッタリン
グ、蒸着、ＣＶＤといった真空成膜法を用いることによ
り制御性良く成膜できる。なお、このような離型層３６
の厚みは、数十〜数千オングストローム程で良い。

【００８４】（第２実施形態）図６（Ａ）〜図６（Ｅ）
は、本発明の第２実施形態を説明する図であり、詳しく
は、原盤を形成するために図１（Ａ）〜図２（Ｃ）に示
す工程の代わりに適用できる工程を説明する図である。

【００８５】まず、図６（Ａ）に示すように、基材１１
２にレジスト層１１４を形成する。基材１１２は、表面
をエッチングして原盤１１０（図６（Ｅ）参照）とする
ためのもので、図３に示す原盤２０と同様に反らすため
に、柔軟性のある金属又は樹脂が用いられる。なお、予
め反った形状の基材を使用する場合には、エッチング可
能な材料であれば、石英基板、ガラス、シリコン（シリ
コンウェーハ）、セラミックなどの材料が利用できる。

【００８６】レジスト層１１４を形成する物質及び方法
としては、第１実施形態（図１（Ａ）参照）に示すもの
と同様のものが利用できるため説明は省略する。

【００８７】次に、図６（Ｂ）に示すように、マスク１
１６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１１８
によって暴露する。

【００８８】マスク１１６は、形成しようとする凸部に
対応した領域以外の領域においてのみ、放射線１１８が
透過するようにパターン形成されたもので、図１（Ｂ）
に示すマスク１６とパターンが反転している点でのみ相
違する。

【００８９】そして、レジスト層１１４を放射線１１８
により暴露した後、所定の条件により現像処理を施す
と、図６（Ｃ）に示すように、放射線１１８による暴露
領域１１７のみが選択的に除去されて基材１１２が露出
し、その他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。

【００９０】こうして、レジスト層１１４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１
１４をマスクとして基材１１２を所定の深さエッチング
する。エッチングの方法としては、第１実施形態（図１
（Ｄ）参照）と同様の方式が利用できるため説明は省略
する。

【００９１】次に、エッチングが完了すると、図６
（Ｅ）に示すように、レジスト層１１４を除去して、原
盤１１０が得られる。この原盤１１０を使用して、図３
（Ａ）〜図４（Ｃ）に示す工程を経て、カラーフィルタ
を製造することができる。

【００９２】（第３実施形態）図７（Ａ）〜図７（Ｂ）
は、本発明の第３実施形態を説明する図であり、詳しく
は、インク充填用凹部を形成するために図３（Ａ）〜図
３（Ｃ）に示す工程の代わりに適用できる工程を説明す
る図である。

【００９３】本実施形態では、図７（Ａ）に示すよう
に、原盤１２０が、ローラ１２２の周面に取り付けられ
ている。原盤１２０は、第１又は第２実施形態と同様に
して形成されたもので、柔軟性を有し、ローラ１２２の
周面に沿って円筒状に反っている。本実施形態では、１
つの原盤１２０がローラ１２２の周面に取り付けられい
るが、複数に分割された原盤をローラ１２２の周面に取
り付けても良い。なお、ローラ１２２は、円柱状をな
し、図示しない支持手段が中心軸に取り付けられて回転
するようになっている。

【００９４】また、保持盤３４上にインク充填層前駆体
３１を載せておく点は、第１実施形態と同様であるの
で、同一符号を使用して説明を省略する。

【００９５】そして、ローラ１２２を、図７（Ａ）に示
すように、インク充填層前駆体３１に密着させる。こう
することで、ローラ１２２に取り付けられて円筒状をな
す原盤１２０の一部が、インク充填層前駆体３１の一部
を押しつける。こうすることで、この押しつけられた部
分において、インク充填層前駆体３１に原盤１２０の凹
凸パターン１２６が形成される。そして、ローラ１２２
を回転させながら、インク充填層前駆体３１への押圧位
置を移動させて、図７（Ｂ）に示すように、インク充填
層前駆体３１の全面に凹凸パターン１２６が転写され
る。こうして、インク充填層前駆体３１から、インク充
填用凹部３２を有するインク充填層３０が形成される。

【００９６】なお、ローラ１２２に原盤１２０を取り付
ける代わりに、原盤自体をローラ状にして表面に凹凸パ
ターンを形成してもよい。インク充填層前駆体３１の材
質については、第１実施形態と同様であり、インク充填
層前駆体３１が光硬化性を有する場合の光２８の照射に
ついても、第１実施形態と同様である。

【００９７】本実施形態によれば、ローラ１２２を使用
するので、インク充填用凹部３２を容易に形成すること
ができる。

【００９８】（その他の実施形態）図８〜図１１は、そ
の他の実施形態を示す図であり、詳しくは、インク充填
用凹部を形成するために図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す
工程又は図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す工程の代わり
に適用できる工程を説明する図である。

【００９９】図８に示す工程は、原盤２０の凹凸パター
ン２６を有する面に、予めインク充填層前駆体３１を設
けてから、保持盤３４上にインク充填層前駆体３１を押
しつけるものである。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す工
程の代わりに適用することができる。

【０１００】図９に示す工程は、ローラ１２２に取り付
けられた原盤１２０の凹凸パターン１２６を有する面
に、ディスペンサ１２８からインク充填層前駆体３１を
供給して、原盤１２０にインク充填層前駆体３１を設け
ながら、保持盤３４上にインク充填層前駆体３１を密着
させるものである。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す工
程の代わりに適用することができる。

【０１０１】図１０に示す工程は、保持盤３４上の所定
の領域に所定量のインク充填層前駆体３１を滴下して、
原盤２０の凹凸パターン２６を有する面をインク充填層
前駆体３１に密着させて、インク充填層前駆体３１を押
し拡げながらインク充填用凹部３２を形成するものであ
る。予めインク充填層前駆体３１の厚みを保持盤３４上
で均一にしなくても良い点で、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）
に示す工程より優れている。

【０１０２】図１１に示す工程は、保持盤３４上の所定
の領域に所定量のインク充填層前駆体３１を滴下して、
ローラ１２２に取り付けられた原盤１２０の凹凸パター
ン１２６を有する面をインク充填層前駆体３１密着させ
て、インク充填層前駆体３１を押し拡げながらインク充
填用凹部３２を形成するものである。予めインク充填層
前駆体３１の厚みを保持盤３４上で均一にしなくても良
い点で、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す工程より優れ
ている。

【０１０３】インク充填層前駆体３１の材質について
は、第１実施形態と同様であり、インク充填層前駆体３
１が光硬化性を有する場合の光２８の照射についても、
第１実施形態と同様である。

【０１０４】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、第１実施形態にお
ける原盤を製造する前半の工程を示す図である。

【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、第１実施形態にお
いて原盤を製造する後半の工程を示す図である。

【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、第１実施形態にお
いてインク用凹部を有するインク充填層を形成する工程
を示す図である。

【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、第１実施形態にお
いてインク用凹部に着色パターン層を形成してカラーフ
ィルタを得る工程を示す図である。

【図５】図５は、第１実施形態の変形例を示す図であ
る。

【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は、第２実施形態にお
ける原盤を製造する工程を示す図である。

【図７】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、第３実施形態に
おいてインク用凹部を有するインク充填層を形成する工
程を示す図である。

【図８】図８は、その他の実施形態においてインク用凹
部を有するインク充填層を形成する工程を示す図であ
る。

【図９】図９は、その他の実施形態においてインク用凹
部を有するインク充填層を形成する工程を示す図であ
る。

【図１０】図１０は、その他の実施形態においてインク
用凹部を有するインク充填層を形成する工程を示す図で
ある。

【図１１】図１１は、その他の実施形態においてインク
用凹部を有するインク充填層を形成する工程を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０ 基台 １２ 基材 １９ 凹凸パターン ２０ 原盤 ２２ 導体化層 ２４ 金属層 ２６ 凹凸パターン ３０ インク充填層 ３１ インク充填層前駆体 ３２ インク充填用凹部 ３４ 保持盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉澤 睦美 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 高桑 敦司 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹凸パターンを有し、かつ、前記凹凸パ
   ターン側の面が湾曲した凸面となる原盤を形成する第１
   工程と、 前記原盤の前記凹凸パターンと保持盤との間に、インク
   充填層前駆体を介在させて、前記凹凸パターンの一部を
   前記インク充填層前駆体に密着させる第２工程と、 前記凹凸パターンの前記インク充填層前駆体に対して密
   着させる部位を移動させることで、前記凹凸パターンか
   ら転写されたインク充填用凹部を有するインク充填層
   を、前記保持盤上に前記インク充填層前駆体にて形成す
   る第３工程と、 前記インク充填用凹部に、予め設定された色のインクを
   充填して着色パターン層を形成する第４工程と、 前記着色パターン層が形成されたインク充填層上に光透
   過性層を形成する第５工程と、 を含むカラーフィルタの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のカラーフィルタの製造方
   法において、 前記原盤は反った板状をなし、第３工程で前記保持盤上
   で揺動操作されるカラーフィルタの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のカラーフィルタの製造方
   法において、 前記原盤はローラ状をなし、第３工程で回転操作される
   カラーフィルタの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   のカラーフィルタの製造方法において、 前記原盤は柔軟性のある金属で形成されるカラーフィル
   タの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   のカラーフィルタの製造方法において、 前記原盤は、前記凹凸パターンの反転凹凸パターンを有
   する基台の前記反転凹凸パターン面上に導体化層を形成
   し、該導体化層上に電気鋳造法により金属層を形成し、
   前記金属層を前記基台から剥離して得られるカラーフィ
   ルタの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   のカラーフィルタの製造方法において、 前記原盤の前記凹凸パターンは、リソグラフィ法を介す
   るエッチングにて形成されるカラーフィルタの製造方
   法。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
   のカラーフィルタの製造方法において、 前記第２工程では、前記保持盤上に前記インク充填層前
   駆体をほぼ均一の厚みで塗布してから、前記原盤が前記
   インク充填層前駆体に押しつけられるカラーフィルタの
   製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
   のカラーフィルタの製造方法において、 前記第２工程では、前記原盤に前記インク充填層前駆体
   をほぼ均一の厚みで塗布してから、前記原盤と前記保持
   盤との間でインク充填層前駆体が押しつけられるカラー
   フィルタの製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
   のカラーフィルタの製造方法において、 前記第２工程では、前記保持盤上の所定の領域に前記イ
   ンク充填層前駆体が滴下され、 前記第３工程では、前記原盤と前記保持盤との間で前記
   インク充填層前駆体が押し拡げられるカラーフィルタの
   製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９のいずれかに記
    載のカラーフィルタの製造方法において、 前記インク充填層前駆体は、エネルギーの付与により硬
    化可能な物質を含むカラーフィルタの製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載のカラーフィルタの製
    造方法において、 前記エネルギーは、光及び熱の少なくともいずれか一方
    であるカラーフィルタの製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１から請求項９のいずれかに記
    載のカラーフィルタの製造方法において、 前記インク充填層前駆体は、熱可塑性を有する物質であ
    るカラーフィルタの製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１から請求項１２のいずれかに
    記載のカラーフィルタの製造方法において、 前記インク充填層前駆体は、樹脂からなるカラーフィル
    タの製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１から請求項１３のいずれかに
    記載のカラーフィルタの製造方法において、 前記第４工程で、前記インクがインクジェット方式によ
    って充填されるカラーフィルタの製造方法。
15. 【請求項１５】 請求項１から請求項１４のいずれかに
    記載の方法により製造されるカラーフィルタ。