JP2003240913A - マイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、光学膜、プロジェクション用スクリーン、及びプロジェクターシステム - Google Patents

マイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、光学膜、プロジェクション用スクリーン、及びプロジェクターシステム

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JP2003240913A
JP2003240913A JP2002046293A JP2002046293A JP2003240913A JP 2003240913 A JP2003240913 A JP 2003240913A JP 2002046293 A JP2002046293 A JP 2002046293A JP 2002046293 A JP2002046293 A JP 2002046293A JP 2003240913 A JP2003240913 A JP 2003240913A
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Japan
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light
microlens
fine particles
diffusing fine
resin
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JP2002046293A
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English (en)
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Hironobu Hasei
宏宣 長谷井
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型を不要にし、材料についてのロスをも低
減するとともに、光の拡散性能をも高めたマイクロレン
ズの製造方法及びマイクロレンズ、さらにはこのマイク
ロレンズを備えた光学膜、プロジェクション用スクリー
ン、プロジェクターシステムを提供する。 【解決手段】 光透過性を有する基板11上に光透過性
樹脂23と光拡散性微粒子24とを液滴吐出ヘッドを用
いて塗布し、これを硬化させて凸形状のマイクロレンズ
25を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズの
製造方法とこれによって得られたマイクロレンズ、及び
このマイクロレンズを備えた光学膜とこの光学膜を備え
たプロジェクション用スクリーン、プロジェクターシス
テムに関し、特に製造コストの低減化を図るとともに、
高い拡散効果が得られるようにしたものに関する。
【0002】
【従来の技術】一般にプロジェクション用スクリーン
は、集光用のフレネルレンズとこれを透過した光の拡散
を行うためのレンチキュラーシートとを備えて構成され
ている。レンチキュラーシートは、図8に示すように光
透過性シート1上に蒲鉾状(半円柱状)のシリンドリカ
ルレンズ2を横方向に複数並列させて形成されたもの
で、フレネルレンズを透過した投射光を所定角度範囲に
広げるものとなっている。
【0003】ところで、シリンドリカルレンズ2は、前
述したように投射光を横方向(シリンドリカルレンズ2
の長さ方向と直交する方向)に屈折させることによって
これを拡散させる機能を有しているが、縦方向(シリン
ドリカルレンズ2の長さ方向)に屈折させる機能はほと
んどない。したがって、このような縦方向の屈折をも可
能にするため、シリンドリカルレンズ2の形成材料中に
光拡散性微粒子3を混練しておくこといったことが提案
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
シリンドリカルレンズ2は、通常金型成形法や射出成形
法によって行われることから、成形に要する金型のコス
トが高く、またその材料についてもロスが多いといった
不満がある。すなわち、近年では50インチもの大画面
のスクリーンなどが提供されるようになっているが、こ
のような大型のものについては当然これに用いられるレ
ンチキュラーシートも大面積化することから、これの製
造用の金型や製造装置そのものも大型化し、その分のコ
ストも著しく高騰してしまうからである。また、前記の
シリンドリカルレンズ2では、光拡散性微粒子3を混練
することによって縦方向の屈折も可能になるものの、依
然横方向の屈折に比べてその屈折の度合いが少なく、し
たがってさらなる改善が望まれている。
【0005】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、金型を不要にし、材料に
ついてのロスをも低減するとともに、光の拡散性能をも
高めたマイクロレンズの製造方法及びマイクロレンズ、
さらにはこのマイクロレンズを備えた光学膜、プロジェ
クション用スクリーン、プロジェクターシステムを提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明のマイクロレンズの製造方法では、光透過性を有
する基板上に光透過性樹脂と光拡散性微粒子とを液滴吐
出手段により塗布し、これを硬化させて凸形状のマイク
ロレンズを形成することを特徴としている。このマイク
ロレンズの製造方法によれば、液滴吐出手段を用いて光
透過性樹脂と光拡散性微粒子とからなる凸形状のマイク
ロレンズを形成するので、金型成形法や射出成形法を用
いた場合のように成形金型を必要とすることがなく、ま
た材料のロスもほとんどなくなる。したがって、製造コ
ストの低減化を図ることができる。また、得られるマイ
クロレンズが凸形状のものとなるので、このマイクロレ
ンズを例えば360°といった広い角度範囲(方向)に
亘って光拡散させるものにすることができ、しかも光拡
散性微粒子を複合化していることにより、得られるマイ
クロレンズに高い拡散性能を付与することができる。
【0007】また、このマイクロレンズの製造方法にお
いては、光透過性を有する基板上に放射線照射硬化型の
光透過性樹脂を液滴吐出手段により塗布し、次に該光透
過性樹脂を放射線照射処理によって硬化させ、次いで該
光透過性樹脂の表面に光拡散性微粒子を液滴吐出手段に
より塗布し、その後該光拡散性微粒子を光透過性樹脂表
面に固定するのが好ましい。このようにすれば、光透過
性樹脂として放射線照射硬化型のものを用いることによ
り、これを液滴吐出手段により塗布する際に光透過性樹
脂を加熱してこれの温度を上げることにより、その粘度
を低下させて流動性を高め、液滴吐出ヘッドからの光透
過性樹脂の吐出(塗布)性を高めることができる。ま
た、光透過性樹脂を液滴吐出手段により塗布した後、光
拡散性微粒子を塗布するに先立って該光透過性樹脂を放
射線照射処理して硬化させることにより、光透過性を有
する基板上に塗布された光透過性樹脂を、その表面張力
によって良好な凸レンズ形状(略半球面状)にある状態
で硬化せしめることができる。したがって、個々のマイ
クロレンズの形状を均一化し、これによりその光拡散性
能を均一化することができることから、例えばこのマイ
クロレンズを光学膜とした場合に、この光学膜を膜全体
においてむらのない均一な光拡散性能を有するものにす
ることができる。また、光透過性樹脂と光拡散性微粒子
とを別々に塗布することから、これら材料間での混合性
が悪い場合にも支障なく製造を行うことができ、したが
って材料としての光透過性樹脂及び光拡散性微粒子の選
択の自由度が高まる。
【0008】また、前記のマイクロレンズの製造方法に
おいては、光透過性を有する基板上に、熱可塑性または
熱硬化性の光透過性樹脂あるいは光拡散性微粒子のうち
の一方を液滴吐出手段により塗布し、次に該塗布物の上
に前記光透過性樹脂あるいは光拡散性微粒子のうちの他
方を液滴吐出手段により塗布し、その後これら光透過性
樹脂及び光拡散性微粒子を乾燥処理によって硬化させる
のが好ましい。このようにすれば、光透過性樹脂として
熱可塑性または熱硬化性のものを用いていることによ
り、この光透過性樹脂とこれの前あるいは後に塗布され
た光拡散性微粒子とを乾燥処理で一括して同時に硬化さ
せることができ、したがって製造コストの低減化と製造
時間の短縮化とを同時に達成することができる。また、
前記の製造方法と同様に光透過性樹脂と光拡散性微粒子
とを別々に塗布することから、材料としての光透過性樹
脂及び光拡散性微粒子の選択の自由度が高まる。また、
このマイクロレンズの製造方法においては、前記光透過
性樹脂あるいは光拡散性微粒子のうちの一方を塗布する
液滴吐出ヘッドあるいは該液滴吐出ヘッドのノズルと、
前記光透過性樹脂あるいは光拡散性微粒子のうちの他方
を塗布する液滴吐出ヘッドあるいは該液滴吐出ヘッドの
ノズルとが同一のものでなくそれぞれ別のものであるの
が好ましい。このようにすれば、光透過性樹脂からなる
インクと光拡散性微粒子からなるインクとを専用のヘッ
ドあるいは専用のノズルで吐出(塗布)することがで
き、塗布するインクの切り換えの際にヘッドやそのノズ
ルの洗浄等を行う必要がなくなり、生産性を向上するこ
とができる。
【0009】また、前記のマイクロレンズの製造方法に
おいては、予め光透過性樹脂と光拡散性微粒子とを混合
しておき、この混合物を液滴吐出手段により光透過性を
有する基板上に塗布するのが好ましい。このようにすれ
ば、塗布処理を光透過性樹脂と光拡散性微粒子とで分け
ることなく一度で行えることから、製造時間を短縮して
生産効率を高めることができる。
【0010】また、前記のマイクロレンズの製造方法に
おいては、光拡散性微粒子としてその粒径が200nm
以上、500nm以下のものを用いるのが好ましい。こ
のようにすれば、粒径が200nm以上であることによ
り、その光拡散性を良好に確保することができ、また5
00nm以下であることにより、ノズルからの良好な吐
出性を十分に確保することができる。
【0011】本発明のマイクロレンズでは、前記の方法
によって製造されたことを特徴としている。このマイク
ロレンズによれば、前述したように成形金型を必要とす
ることなく得られるものであり、また製造時に材料のロ
スもほとんどないものであるから、製造コストが十分に
低減化されたものとなる。また、凸形状のものとなるこ
とから、例えば360°といった広い角度範囲(方向)
に亘って光拡散するものとなり、しかも光拡散性微粒子
を複合化していることにより、高い拡散効果を発揮する
ものとなる。
【0012】本発明の光学膜では、前記光透過性を有す
る基板が光透過性シートあるいは光透過性フィルムから
なり、該光透過性シートあるいは光透過性フィルム上に
前記のマイクロレンズが形成されてなることを特徴とし
ている。この光学膜によれば、製造コストが低減化さ
れ、かつ高い拡散効果を発揮する前記のマイクロレンズ
が形成されてなるので、安価でしかも良好な拡散性能を
有する膜となる。
【0013】本発明のプロジェクション用スクリーンで
は、フレネルンレンズとレンチキュラーシートとを備え
て構成されるプロジェクション用スクリーンにおいて、
レンチキュラーシートとして前記の光学膜が用いられて
なることを特徴としている。このプロジェクション用ス
クリーンによれば、レンチキュラーシートとして前記の
光学膜が用いられているので、安価なものとなる。ま
た、レンチキュラーシートとなる光学膜が良好な拡散性
能を有することにより、スクリーン上に投射される像の
画質を高めることができる。
【0014】また、本発明の別のプロジェクション用ス
クリーンでは、フレネルンレンズとレンチキュラーシー
トとを備え、フレネルンレンズより光の入射側に散乱膜
が配設されて構成されるプロジェクション用スクリーン
において、前記散乱膜として前記の光学膜が用いられて
なることを特徴としている。このプロジェクション用ス
クリーンによれば、散乱膜として前記の光学膜が用いら
れているので、安価なものとなる。また、散乱膜となる
光学膜が良好な拡散性能を有することにより、この光学
膜からなる散乱膜を透過した光が反射して再度この散乱
膜に入射した(反射してきた)際、この入射光(反射
光)を散乱膜で散乱させることによってこれの正反射を
抑えることができ、したがってスクリーン上に投射され
る像の視認性を高めることができる。
【0015】また、本発明のさらに別のプロジェクショ
ン用スクリーンでは、フレネルンレンズとレンチキュラ
ーシートとを備え、フレネルンレンズより光の入射側に
散乱膜が配設されて構成されるプロジェクション用スク
リーンにおいて、前記レンチキュラーシート及び前記散
乱膜としてそれぞれ前記の光学膜が用いられ、散乱膜と
して用いられる光学膜が、レンチキュラーシートとして
用いられる光学膜に比べ、単位面積あたりの個々の凸形
状のマイクロレンズの密度が低く形成されてなることを
特徴としている。このプロジェクション用スクリーンに
よれば、レンチキュラーシート及び散乱膜としてそれぞ
れ前記の光学膜が用いられているので、安価なものとな
る。また、レンチキュラーシートとなる光学膜が良好な
拡散性能を有することにより、スクリーン上に投射され
る像の画質を高めることができ、さらに、散乱膜となる
光学膜が良好な拡散性能を有することにより、スクリー
ン上に投射される像の視認性を高めることができる。ま
た、散乱膜は基本的にプロジェクターからの投射光を透
過させる必要があるが、本スクリーンの散乱膜ではレン
チキュラーシートに比べ、単位面積あたりの個々の凸形
状のマイクロレンズの密度が低く形成されているので、
プロジェクターからの投射光の良好な透過性を十分に確
保することができる。
【0016】本発明のプロジェクターシステムでは、光
源と、この光源から出射される光の光軸上に配置されて
該光源からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段
により変調された光を結像する結像光学系と、該結像光
学系で結像された画像を写して投射像を形成するスクリ
ーンとを備えてなるプロジェクターシステムにおいて、
スクリーンとして、前記した本発明のプロジェクション
用スクリーンを用いてなることを特徴としている。この
プロジェクターシステムによれば、前記のプロジェクシ
ョン用スクリーンを用いているので、前述したように投
射される像の視認性を高めるとともにスクリーン上に投
射される像の画質を高めることができ、あるいはスクリ
ーン上に投射される像の視認性を高めることができ、あ
るいはプロジェクターの結像光学系からの投射光の良好
な透過性を十分に確保することができ、これにより、い
ずれの場合にもスクリーン上への投射像形成を良好にす
ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明のマイクロレンズの製造方法について説明
する。図1(a)〜(d)は本発明のマイクロレンズの
製造方法の第1の例を説明するための図であり、これら
の図において符号10は液滴吐出ヘッド、11は光透過
性を有する基板である。
【0018】液滴吐出ヘッド10は、図2(a)に示す
ように例えばステンレス製のノズルプレート12と振動
板13とを備え、両者を仕切部材(リザーバプレート)
14を介して接合したものである。ノズルプレート12
と振動板13との間には、仕切部材14によって複数の
空間15と液溜まり16とが形成されている。各空間1
5と液溜まり16の内部は液状材料で満たされており、
各空間15と液溜まり16とは供給口17を介して連通
したものとなっている。また、ノズルプレート12に
は、空間15から液状材料を噴射するためのノズル穴1
8が形成されている。一方、振動板13には、液溜まり
16に液状材料を供給するための孔19が形成されてい
る。
【0019】また、振動板13の空間15に対向する面
と反対側の面上には、図2(b)に示すように圧電素子
(ピエゾ素子)20が接合されている。この圧電素子2
0は、一対の電極21の間に位置し、通電するとこれが
外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたもの
である。そして、このような構成のもとに圧電素子20
が接合されている振動板13は、圧電素子20と一体に
なって同時に外側へ撓曲するようになっており、これに
よって空間15の容積が増大するようになっている。し
たがって、空間15内に増大した容積分に相当する液状
材料が、液溜まり16から供給口17を介して流入す
る。また、このような状態から圧電素子20への通電を
解除すると、圧電素子20と振動板13はともに元の形
状に戻る。したがって、空間15も元の容積に戻ること
から、空間15内部の液状材料の圧力が上昇し、ノズル
孔18から基板に向けて液滴22が吐出される。なお、
液滴吐出ヘッド10の方式としては、前記の圧電素子2
0を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式でもよく、
例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用い
た方式や、特開平8−132608号公報に示されるご
とく電極間の静電引力により液滴を吐出する電界駆動型
の方式を採用してもよい。
【0020】このような構成の液滴吐出ヘッド10を用
いて、本例ではまず、図1(a)に示すように基板11
上に光透過性樹脂を吐出してこれを塗布する。基板11
としては、得られるマイクロレンズを例えばスクリーン
用の光学膜に適用する場合、酢酸セルロースやプロピル
セルロース等のセルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどの透明
樹脂(光透過性樹脂)からなる光透過性シートあるいは
光透過性フィルムが用いられる。また、基板として、ガ
ラス、ポリカーボネイト、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などの
透明材料(光透過性材料)からなる基板も使用可能とな
る。
【0021】光透過性樹脂としては、ポリメチルメタク
リレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリ
シクロヘキシルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、
ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネート、ポ
リカーボネートなどのアリル系樹脂、メタクリル樹脂、
ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビ
ニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹
脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリプロピレン
系樹脂、ポリスチレン系樹脂などの熱可塑性または熱硬
化性の樹脂が挙げられ、これらのうちの一種が用いら
れ、あるいは複数種が混合されて用いられる。
【0022】ただし、本例では、特に光透過性樹脂とし
て放射線照射硬化型のものが用いられる。この放射線照
射硬化型のものは、前記の光透過性樹脂にビイミダゾー
ル系化合物などの光重合開始剤が配合されてなるもので
あり、このような光重合開始剤が配合されたことによ
り、放射線照射硬化性が付与されたものである。放射線
とは可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線等の総
称であり、特に紫外線が一般的に用いられる。
【0023】このような放射線照射硬化型の光透過性樹
脂の液滴22aを、所望する単一のマイクロレンズの大
きさに応じて基板11上に1個あるいは複数個吐出す
る。すると、この液滴22aからなる光透過性樹脂23
は、その表面張力によって図1(a)に示すような凸形
状(略半球状)のものとなる。このようにして、形成す
べき単一のマイクロレンズに対して所定量の光透過性樹
脂を吐出塗布し、さらにこの塗布処理を所望するマイク
ロレンズの個数分行ったら、これら光透過性樹脂23に
紫外線等の放射線を照射し、図1(b)に示すようにこ
れを硬化させて硬化体23aとする。なお、液滴吐出ヘ
ッド10から吐出される液滴22aの一滴当たりの容量
は、液滴吐出ヘッド10や吐出する材料によっても異な
るものの、通常は1pl〜20pl程度とされる。
【0024】次いで、図1(c)に示すように液滴吐出
ヘッド10から、これら硬化体23aのそれぞれの上に
多数の光拡散性微粒子24を分散させた液滴22bを所
望個数吐出し、硬化体23aの表面に付着させる。光拡
散性微粒子24としては、シリカ、アルミナ、チタニ
ア、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、アクリル樹
脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、尿素樹脂、ホ
ルムアルデヒド縮合物などの微粒子が挙げられ、これら
のうちの一種が用いられ、あるいは複数種が混合されて
用いられる。ただし、光拡散性微粒子24が十分な光拡
散性を発揮するためには、この微粒子が光透過性である
場合、その屈折率が前記光透過性樹脂の屈折率と十分に
差がある必要がある。したがって、光拡散性微粒子24
が光透過性である場合には、このような条件を満たすよ
う、使用する光透過性樹脂に応じて適宜に選定され用い
られる。
【0025】このような光拡散性微粒子24は、予め適
宜な溶剤(例えば光透過性樹脂に用いられている溶剤)
に分散させられることにより、液滴吐出ヘッド10から
吐出可能な液状に調整されている。その際、光拡散性微
粒子24の表面を界面活性剤で被覆処理したり、あるい
は溶融樹脂で覆う処理を行うことによって光拡散性微粒
子24の溶剤への分散性を高めておくのが好ましく、こ
のような処理を行うことにより、液滴吐出ヘッド10か
らの吐出が良好となる流動性を、光拡散性微粒子24に
付加することができる。なお、表面処理を行うための界
面活性剤としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン
系、両性、シリコーン系、フッ素樹脂系などのものが、
光拡散微粒子24の種類に応じて適宜に選択され用いら
れる。
【0026】また、このような光拡散性微粒子24とし
ては、その粒径が200nm以上、500nm以下のも
のを用いるのが好ましい。このような範囲にすれば、粒
径が200nm以上であることによってその光拡散性が
良好に確保され、また500nm以下であることによっ
て液滴吐出ヘッド10のノズルから良好に吐出できるよ
うになるからである。
【0027】なお、光拡散性微粒子24を分散させた液
滴22bの吐出については、光透過性樹脂の液滴22a
を吐出した液滴吐出ヘッド10と同じものを用いても良
く、別のものを用いてもよい。同じものを用いた場合に
は、液滴吐出ヘッド10を含む装置構成を簡略化するこ
とができる。一方、別のものを用いた場合には、各液状
材料(光透過性樹脂からなる液状材料と光拡散性微粒子
24からなる液状材料)毎に専用のヘッドとすることが
できることから、塗布する材料の切り換えの際にヘッド
の洗浄等を行う必要がなくなり、生産性を向上すること
ができる。
【0028】その後、加熱処理、減圧処理、または加熱
減圧処理を行うことにより、光拡散性微粒子24を分散
させた液滴22b中の溶剤を蒸発させる。すると、硬化
体23aの表面は液滴22bの溶剤によって軟化してこ
こに光拡散性微粒子24が付着していることにより、溶
剤が蒸発し硬化体23aの表面が再硬化するのに伴い、
光拡散性微粒子24は光透過性樹脂の硬化体23a表面
に固定される。そして、このように光拡散性微粒子24
を硬化体23a表面に固定することにより、図1(d)
に示すようにその表面部に光拡散性微粒子24を分散さ
せてなる、本発明のマイクロレンズ25が得られる。
【0029】このようなマイクロレンズ25の製造方法
にあっては、液滴吐出ヘッドを用いて光透過性樹脂23
と光拡散性微粒子24とからなる凸形状(略半球状)の
マイクロレンズ25を形成するので、従来のごとく金型
成形法や射出成形法を用いた場合のように成形金型を必
要とすることがなく、また材料のロスもほとんどなくな
る。したがって、製造コストの低減化を図ることができ
る。また、得られるマイクロレンズ25が凸形状(略半
球状)のものとなるので、このマイクロレンズを例えば
360°といった広い角度範囲(方向)に亘ってほぼ均
一に光拡散させるものとすることができ、しかも光拡散
性微粒子24を複合化していることにより、得られるマ
イクロレンズに高い拡散性能を付与することができる。
【0030】また、光透過性樹脂として放射線照射硬化
型のものを用いることから、これを液滴吐出ヘッド10
から吐出塗布する際にこれを加熱してその温度を上げる
ことができ、したがってその粘度を低下させて流動性を
高め、液滴吐出ヘッド10からの光透過性樹脂の吐出
(塗布)性を高めることができる。また、光拡散性微粒
子24を塗布するに先立ち、光透過性樹脂23を放射線
照射処理して硬化させることにより、基板11上に塗布
された光透過性樹脂23を、その表面張力によって良好
な凸レンズ形状(略半球面状)にある状態で硬化せしめ
ることができる。したがって、個々のマイクロレンズ2
5の形状を均一化し、これによりその光拡散性能を均一
化することができる。よって、このマイクロレンズ25
を後述するように光学膜とした場合に、この光学膜を膜
全体においてむらのない均一な光拡散性能を有するもの
にすることができる。また、光透過性樹脂23と光拡散
性微粒子24とを別々に吐出し塗布することから、これ
ら材料間での混合性が悪い場合にも支障なく製造するこ
とができ、したがって材料としての光透過性樹脂23及
び光拡散性微粒子24の選択の自由度を高めることがで
きる。
【0031】また、この製造方法によって得られてなる
マイクロレンズ25にあっては、前述したように成形金
型を必要とすることなく得られるものであり、また製造
時に材料のロスもほとんどないものであるから、製造コ
ストが十分に低減化されたものとなる。また、凸形状
(略半球状)のものとなることから、例えば360°と
いった広い角度範囲(方向)に亘ってほぼ均一に光拡散
するものとなり、しかも光拡散性微粒子24を複合化し
ていることにより、高い拡散効果を発揮するものとな
る。さらに、個々のマイクロレンズ25の形状が均一化
されているので、その光拡散性能が均一化したものとな
り、したがって例えばこれを光学膜とした場合に、この
光学膜が膜全体においてむらのない均一な光拡散性能を
有するものとなる。
【0032】次に、本発明のマイクロレンズの製造方法
の第2の例を、図3(a)〜(c)を参照して説明す
る。この第2の例においては、まず、図3(a)に示す
ように液滴吐出ヘッド10から熱可塑性または熱硬化性
の光透過性樹脂の液滴22cを吐出してこれを基板11
上に塗布する。このような光透過性樹脂の液滴22cの
塗布については、先の第1の例と同様に、所望する単一
のマイクロレンズの大きさに応じて基板11上に1個あ
るいは複数個吐出することで行う。すると、この液滴2
2cからなる光透過性樹脂26は、その表面張力によっ
て図3(a)に示すような凸形状(略半球状)のものと
なる。このようにして、形成すべき単一のマイクロレン
ズに対して所定量の光透過性樹脂を吐出塗布したら、さ
らにこの塗布処理を所望するマイクロレンズの個数分行
う。
【0033】続いて、これら塗布物、すなわち所望する
マイクロレンズの個数分の光透過性樹脂26の上に、先
の第1の例の場合と同様にしてそれぞれ、図3(b)に
示すように光拡散性微粒子24の液滴22bを所望個数
吐出し、光透過性樹脂26の表面に付着させる。このと
き、光透過性樹脂26はまだ硬化していないことから、
液滴22bはこの光透過性樹脂26の表面に容易に付着
する。なお、光拡散性微粒子24を分散させた液滴22
bの吐出については、先の第1の例と同様に、光透過性
樹脂の液滴22cを吐出した液滴吐出ヘッド10と同じ
ものを用いても良く、別のものを用いてもよい。
【0034】その後、これら光透過性樹脂26及び光拡
散性微粒子24の液滴22bに対し、加熱処理、減圧処
理、または加熱減圧処理による乾燥を行い、これらを同
時に硬化させる。すると、このように同時に硬化させら
れることから、光透過性樹脂26はその表層部に光拡散
性微粒子24を付着した状態で硬化し、これによって光
透過性樹脂26は、図3(c)に示すようにその表層部
に光拡散性微粒子24を分散固定してなるマイクロレン
ズ27、すなわち本発明のマイクロレンズ27となる。
【0035】このようなマイクロレンズ27の製造方法
にあっても、インクジェット法を用いて光透過性樹脂2
6と光拡散性微粒子24とからなる凸形状(略半球状)
のマイクロレンズ27を形成するので、従来のごとく金
型成形法や射出成形法を用いた場合のように成形金型を
必要とすることがなく、また材料のロスもほとんどなく
なる。したがって、製造コストの低減化を図ることがで
きる。また、得られるマイクロレンズ27が凸形状(略
半球状)のものとなるので、このマイクロレンズを例え
ば360°といった広い角度範囲(方向)に亘ってほぼ
均一に光拡散させるものとすることができ、しかも光拡
散性微粒子24を複合化していることにより、高い拡散
効果を発揮させることができる。
【0036】また、光透過性樹脂26とこれの後に塗布
された光拡散性微粒子24とを乾燥処理で一括して同時
に硬化させるので、製造コストの低減化と製造時間の短
縮化とを同時に達成することができる。また、先の第1
の例の製造方法と同様に、光透過性樹脂26と光拡散性
微粒子24とを別々に吐出し塗布することから、材料と
しての光透過性樹脂26及び光拡散性微粒子24の選択
の自由度が高まる。
【0037】また、この製造方法によって得られてなる
マイクロレンズ27にあっても、成形金型を必要とする
ことなく得られるものであり、製造時に材料のロスがほ
とんどなく、しかも乾燥による硬化処理が一括して行わ
れたものであるので、製造コストが十分に低減化された
ものとなる。また、凸形状(略半球状)のものとなるこ
とから、例えば360°といった広い角度範囲(方向)
に亘ってほぼ均一に光拡散するものとなり、しかも光拡
散性微粒子24を複合化していることにより、高い拡散
効果を発揮するものとなる。さらに、個々のマイクロレ
ンズ27の形状が均一化されているので、その光拡散性
能が均一化したものとなり、したがって例えばこれを光
学膜とした場合に、この光学膜が膜全体においてむらの
ない均一な光拡散性能を有するものとなる。
【0038】なお、図3(a)〜(c)に示した例にお
いては、先に光透過性樹脂26を塗布し、その後これの
上に光拡散性微粒子24を塗布するようにしたが、この
第2の例はこれに限定されることなく、これらの塗布順
を入れ替えて、先に光拡散性微粒子24を塗布し、その
後これの上に光透過性樹脂26を塗布するようにしても
よい。このようにしてマイクロレンズを製造すれば、前
記のマイクロレンズ25やマイクロレンズ27が主にそ
の表面部あるいは表層部に光拡散性微粒子24を分散さ
せているのと異なり、得られるマイクロレンズは、光拡
散性微粒子24を主にその底部側、すなわち基板11側
に分散させたものとなる。
【0039】光拡散性微粒子24の光拡散性能は、特に
これが光透過性である場合、これと光透過性樹脂26と
の屈折率差によって決まり、この屈折率差が大きければ
大きいほど、光拡散性能が高いものとなる。したがっ
て、屈折率差が十分に大きくなる光拡散性微粒子24を
用い、これをマイクロレンズ内に十分に分散させた状態
で形成すれば、得られたマイクロレンズは、前記のマイ
クロレンズ25やマイクロレンズ27と同様に良好な光
拡散性能を発揮するものとなる。
【0040】次に、本発明のマイクロレンズの製造方法
の第3の例を、図4(a)、(b)を参照して説明す
る。この第3の例では、まず、前記の光透過性樹脂と光
拡散性微粒子とを予め混合して液滴吐出ヘッド10で吐
出可能な液状に調整しておく。このような調整は、例え
ば光透過性樹脂を適宜に溶剤に溶解し、これの中に適宜
に選択された光拡散性微粒子24を均一に分散させるこ
とで行う。ここで、光拡散性微粒子24については、予
め前述した表面処理、すなわち界面活性剤で被覆処理し
たり、溶融樹脂で覆う処理を行うことにより、光透過性
樹脂との混合性を高めるとともに、得られる混合物の流
動性を高めておくのが好ましい。なお、このように液滴
吐出ヘッド10で吐出可能な形態とするためには、例え
ばその粘度を100cP(0.1Pa・s)以下、好ま
しくは50cP(0.05Pa・s)以下となるように
調整する。
【0041】このようにして光透過性樹脂と光拡散性微
粒子とを混合したら、図4(a)に示すように液滴吐出
ヘッド10からこの混合物の液滴22dを基板11上に
塗布する。ここで、このような混合物の液滴22dの塗
布については、第1の例と同様に、所望する単一のマイ
クロレンズの大きさに応じて基板11上に1個あるいは
複数個吐出することで行う。このようにして塗布する
と、光透過性樹脂と光拡散性微粒子とは予め均一に混合
していることから、基板11上に吐出され塗布された混
合物28も光透過性樹脂と光拡散性微粒子とが均一に混
合された状態のものとなり、したがって、光拡散性微粒
子が光透過性樹脂中に均一に分散されたものとなる。こ
のようにして、形成すべき単一のマイクロレンズに対し
て所定量の混合物28を吐出塗布したら、さらにこの塗
布処理を所望するマイクロレンズの個数分行う。
【0042】次いで、これら混合物28に対し、加熱処
理、減圧処理、または加熱減圧処理による乾燥処理を行
い、あるいは放射線照射処理を行うことにより、これら
を硬化させる。すると、混合物28中の光透過性樹脂と
光拡散性微粒子24とは同時に硬化させられることか
ら、混合物28は光透過性樹脂中に光拡散性微粒子24
を均一に分散させた状態で硬化し、これにより図4
(b)に示すよう得られるマイクロレンズ29は、光透
過性樹脂中に光拡散性微粒子24を均一に分散固定した
ものとなる。
【0043】このようなマイクロレンズ29の製造方法
にあっても、液滴吐出ヘッドを用いて光透過性樹脂と光
拡散性微粒子24とからなる凸形状(略半球状)のマイ
クロレンズ29を形成するので、従来のごとく金型成形
法や射出成形法を用いた場合のように成形金型を必要と
することがなく、また材料のロスもほとんどなくなる。
したがって、製造コストの低減化を図ることができる。
また、得られるマイクロレンズ29が凸形状(略半球
状)のものとなるので、このマイクロレンズを例えば3
60°といった広い角度範囲(方向)に亘ってほぼ均一
に光拡散させるものとすることができ、しかも光拡散性
微粒子24を均一に分散させた状態で複合化しているこ
とにより、より高い拡散効果を発揮させることができ
る。また、塗布処理を光透過性樹脂と光拡散性微粒子と
で分けることなく一度で行うことから、製造時間を短縮
して生産効率を高めることができ、したがって製造コス
トの低減化と製造時間の短縮化とを同時に達成すること
ができる。
【0044】また、この製造方法によって得られてなる
マイクロレンズ29にあっても、成形金型を必要とする
ことなく得られるものであり、製造時に材料のロスがほ
とんどなく、しかも乾燥による硬化処理が一括して行わ
れたものであるので、製造コストが十分に低減化された
ものとなる。また、凸形状(略半球状)のものとなるこ
とから、例えば360°といった広い角度範囲(方向)
に亘ってほぼ均一に光拡散するものとなり、しかも光拡
散性微粒子24を複合化していることにより、高い拡散
効果を発揮するものとなる。さらに、個々のマイクロレ
ンズ29が光透過性樹脂中に光拡散性微粒子24を均一
に分散させた状態となっているので、その光拡散性能が
良好でかつ均一化したものとなり、したがって例えばこ
れを光学膜とした場合に、この光学膜が膜全体において
むらのない均一な光拡散性能を有するものとなる。
【0045】なお、本発明のマイクロレンズの製造方
法、及びこの方法によって得られてなる本発明のマイク
ロレンズは、前記の第1、第2、第3の例に限定される
ことなく、そ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、これらの方法で得られたマイクロレン
ズ25、27、29に対して、さらにその上に光透過性
樹脂を液滴吐出ヘッド10から吐出塗布することによ
り、さらに複合化して一層の光拡散性能を高めたマイク
ロレンズを形成するようにしてもよい。
【0046】次に、このような製造方法によって得られ
たマイクロレンズ25(27、29)を光学膜に適用し
た場合の例について説明する。この光学膜は、前述した
ように基板11として光透過性シートまたは光透過性フ
ィルムが用いられて形成されたもので、図5(a)、
(b)に示すようにこの基板11上に多数のマイクロレ
ンズ30(前記マイクロレンズ25、27、29によっ
て構成されたもの)が縦横に配設されたことにより、本
発明の光学膜31a、31bに構成されたものである。
【0047】ここで、図5(a)に示した光学膜31a
は、マイクロレンズ30が縦横に密に、すなわち隣合う
マイクロレンズ30、30の間隔がこのマイクロレンズ
30の径(底面の外径)に比べて十分に小となるように
互いに近接した状態に配設されたもので、後述するよう
にスクリーンのレンチキュラーシートとして用いられる
ものである。一方、図5(b)に示した光学膜31b
は、前記光学膜31aに比べマイクロレンズ30が疎
に、すなわち前記光学膜31aに比べて単位面積あたり
のマイクロレンズ30の密度が低く形成配置されたもの
で、後述するようにスクリーンの散乱膜として用いられ
るものである。
【0048】このような光学膜31a、31bにあって
は、前述したように製造コストが低減化され、かつ高い
拡散効果を発揮する前記のマイクロレンズ30(25、
27、29)が形成されたことによって構成されている
ので、安価でしかも良好な拡散性能を有する膜となる。
また、図5(a)に示した光学膜31aでは、マイクロ
レンズ30が縦横に密に配設されているので、より良好
な拡散性能を発揮するものとなり、スクリーンのレンチ
キュラーシートとして極めて良好なものとなる。また、
図5(b)に示した光学膜31bでは、マイクロレンズ
30が縦横に疎に配設されているので、特に一旦スクリ
ーンに入射した後の反射光を散乱させるための散乱膜と
すれば、投射側から入射する光についてはこれを過度に
散乱させることなく、反射光について良好に散乱させる
ものとなる。
【0049】図6は、これら光学膜31a、31bを備
えたプロジェクター用スクリーンの一例を示す図であ
り、図6中符号40はプロジェクター用スクリーン(以
下、スクリーンと略称する)である。このスクリーン4
0は、フィルム基材41上に、粘着層42を介してレン
チキュラーシート43が貼設され、さらにその上にフレ
ネルレンズ44、散乱膜45がこの順に配設されて構成
されたものである。
【0050】レンチキュラーシート43は、図5(a)
に示した光学膜31aによって構成されたもので、光透
過性シート(基板11)上に多数のマイクロレンズ30
を密に配置して構成されたものである。また、散乱膜4
5は、図5(b)に示した光学膜31bによって構成さ
れたもので、前記のレンチキュラーシート43の場合に
比べ、光透過性シート(基板11)上にマイクロレンズ
30を疎に配置して構成されたものである。
【0051】このようなスクリーン40にあっては、レ
ンチキュラーシート43として前記の光学膜31aを、
また散乱膜45として前記の光学膜31bを用いている
ことから、例えば従来のごとくシリンドリカルレンズを
レンチキュラーシートに用いたものなどに比べ安価なも
のとなる。また、レンチキュラーシート43となる光学
膜31aが良好な拡散性能を有することにより、スクリ
ーン40上に投射される像の画質を高めることができ、
さらに、散乱膜45となる光学膜31bが良好な拡散性
能を有することにより、スクリーン40上に投射される
像の視認性を高めることができる。また、散乱膜は基本
的にプロジェクターからの投射光を透過させる必要があ
るが、この散乱膜45ではレンチキュラーシートに比
べ、単位面積あたりの個々の凸形状のマイクロレンズの
密度が低く形成されているので、後述するようにプロジ
ェクターからの投射光の良好な透過性を十分に確保する
ことができる。
【0052】なお、本発明のスクリーンとしては、図6
に示した例に限定されることなく、例えばレンチキュラ
ーシート43としてのみ前記の光学膜31aを用いても
よく、また散乱膜45としてのみ前記の光学膜31bを
用いるようにしてもよい。これらのスクリーンにあって
も、例えばレンチキュラーシート43として前記の光学
膜31aを用いることによって安価なものとなり、さら
に、レンチキュラーシートとなる光学膜が良好な拡散性
能を有することから、スクリーン上に投射される像の画
質を高めることができる。また、散乱膜45として前記
の光学膜31bを用いることによって安価なものとな
り、さらに、散乱膜45となる光学膜31bが良好な拡
散性能を有することから、この光学膜31bからなる散
乱膜45を透過した光が反射して再度この散乱膜45に
入射した(反射してきた)際、この入射光(反射光)を
散乱膜45で散乱させることによってこれの正反射を抑
えることができ、したがってスクリーン上に投射される
像の視認性を高めることができる。
【0053】図7は、図6に示したプロジェクター用ス
クリーン40を備えたプロジェクターシステムの一例を
示す図であり、図7中符号50はプロジェクターシステ
ムである。このプロジェクターシステム50は、プロジ
ェクター51と前記のスクリーン40とを備えて構成さ
れたものである。プロジェクター51は、光源52と、
この光源52から出射される光の光軸上に配置されて該
光源52からの光を変調する液晶ライトバルブ53と、
該液晶ライトバルブ53を透過した光の画像を結像する
結像レンズ(結像光学系)54とから構成されている。
ここで、液晶ライトバルブに限らず、光を変調する手段
であればよく、例えば微小な反射部材を駆動(反射角度
を制御)して光源からの光を変調する手段を用いても良
い。
【0054】このプロジェクターシステム50にあって
は、スクリーンとして図6に示したプロジェクション用
スクリーン40を用いているので、前述したように投射
される像の視認性を高め、かつスクリーン40上に投射
される像の画質を高めることができ、さらには光学膜3
1bからなる散乱膜45により、プロジェクター51か
らの投射光の良好な透過性を十分に確保することができ
る。
【0055】なお、このプロジェクターシステム50に
おいても、使用するスクリーンとしては図6に示したス
クリーン40に限定されることなく、前述したようにレ
ンチキュラーシート43としてのみ前記の光学膜31a
を用いたものでもよく、また散乱膜45としてのみ前記
の光学膜31bを用いたものでもよい。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように本発明のマイクロレ
ンズの製造方法によれば、製造コストの低減化を図るこ
とができ、また得られるマイクロレンズを例えば360
°といった広い角度範囲(方向)に亘って光拡散させる
ものにすることができ、しかも光拡散性微粒子を複合化
していることにより、得られるマイクロレンズに高い拡
散性能を付与することができる。
【0057】本発明のマイクロレンズによれば、製造コ
ストが十分に低減化されたものとなり、また例えば36
0°といった広い角度範囲(方向)に亘って光拡散する
ものとなり、しかも光拡散性微粒子を複合化しているこ
とによって高い拡散効果を発揮するものとなる。
【0058】本発明の光学膜によれば、製造コストが低
減化され、かつ高い拡散効果を発揮する前記のマイクロ
レンズが形成されてなるので、安価でしかも良好な拡散
性能を有する膜となる。本発明のプロジェクション用ス
クリーンによれば、前記の光学膜を用いているので、投
射される像の視認性を高めるとともにスクリーン上に投
射される像の画質を高めることができ、あるいはスクリ
ーン上に投射される像の視認性を高めることができ、あ
るいはプロジェクターの結像光学系からの投射光の良好
な透過性を十分に確保することができる。本発明のプロ
ジェクターシステムによれば、前記のプロジェクション
用スクリーンを用いているので、投射される像の視認性
を高めるとともにスクリーン上に投射される像の画質を
高めることができ、あるいはスクリーン上に投射される
像の視認性を高めることができ、あるいはプロジェクタ
ーの結像光学系からの投射光の良好な透過性を十分に確
保することができ、これにより、いずれの場合にもスク
リーン上への投射像形成を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)〜(d)は本発明のマイクロレンズの
製造方法の第1の例を説明するための図であり、マイク
ロレンズの製造方法を工程順に説明するための要部側面
図である。
【図2】 液滴吐出ヘッドの概略構成を説明するための
図であり、(a)は要部斜視図、(b)は要部側断面図
である。
【図3】 (a)〜(c)は本発明のマイクロレンズの
製造方法の第2の例を説明するための図であり、マイク
ロレンズの製造方法を工程順に説明するための要部側面
図である。
【図4】 (a)、(b)は本発明のマイクロレンズの
製造方法の第3の例を説明するための図であり、マイク
ロレンズの製造方法を工程順に説明するための要部側面
図である。
【図5】 (a)、(b)はいずれも本発明の光学膜の
例を示す要部斜視図である。
【図6】 本発明のプロジェクター用スクリーンの一例
を示す要部側断面図である。
【図7】 本発明のプロジェクターシステムの一例の概
略構成を説明するための図である。
【図8】 従来のレンチキュラーシートの一例を説明す
るための要部斜視図である。
【符号の説明】
10…液滴吐出ヘッド 11…光透過性を有する基板 22(22a、22b、22c、22d)…液滴 23、26…光透過性樹脂 24…光拡散性微粒子 25、27、29、30…マイクロレンズ 28…混合物 31a、31b…光学膜 40…プロジェクター用スクリーン 43…レンチキュラーシート 45…散乱膜 50…プロジェクターシステム 51…プロジェクター 52…光源 53…液晶ライトバルブ 54…結像レンズ(結像光学系)
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 21/10 G03B 21/10 Z 21/60 21/60 Z

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光透過性を有する基板上に光透過性樹脂
    と光拡散性微粒子とを液滴吐出手段により塗布し、これ
    を硬化させて凸形状のマイクロレンズを形成することを
    特徴とするマイクロレンズの製造方法。
  2. 【請求項2】 光透過性を有する基板上に放射線照射硬
    化型の光透過性樹脂を液滴吐出手段により塗布し、次に
    該光透過性樹脂を放射線照射処理によって硬化させ、次
    いで該光透過性樹脂の表面に光拡散性微粒子を液滴吐出
    手段により塗布し、その後該光拡散性微粒子を光透過性
    樹脂表面に固定することを特徴とする請求項1記載のマ
    イクロレンズの製造方法。
  3. 【請求項3】 光透過性を有する基板上に、熱可塑性ま
    たは熱硬化性の光透過性樹脂あるいは光拡散性微粒子の
    うちの一方を液滴吐出手段により塗布し、次に該塗布物
    の上に前記光透過性樹脂あるいは光拡散性微粒子のうち
    の他方を液滴吐出手段により塗布し、その後これら光透
    過性樹脂及び光拡散性微粒子を乾燥処理によって硬化さ
    せることを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズの
    製造方法。
  4. 【請求項4】 前記光透過性樹脂あるいは光拡散性微粒
    子のうちの一方を塗布する液滴吐出ヘッドあるいは該液
    滴吐出ヘッドのノズルと、前記光透過性樹脂あるいは光
    拡散性微粒子のうちの他方を塗布する液滴吐出ヘッドあ
    るいは該液滴吐出ヘッドのノズルとが同一のものでなく
    それぞれ別のものであることを特徴とする請求項3記載
    のマイクロレンズの製造方法。
  5. 【請求項5】 予め光透過性樹脂と光拡散性微粒子とを
    混合しておき、この混合物を液滴吐出手段により光透過
    性を有する基板上に塗布することを特徴とする請求項1
    記載のマイクロレンズの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記光拡散性微粒子の粒径が200nm
    以上、500nm以下であることを特徴とする請求項1
    〜5のうちのいずれかに記載のマイクロレンズの製造方
    法。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の方法に
    より製造されたことを特徴とするマイクロレンズ。
  8. 【請求項8】 前記光透過性を有する基板が光透過性シ
    ートあるいは光透過性フィルムからなり、該光透過性シ
    ートあるいは光透過性フィルム上に請求項7記載のマイ
    クロレンズが形成されてなることを特徴とする光学膜。
  9. 【請求項9】 フレネルンレンズとレンチキュラーシー
    トとを備えて構成されるプロジェクション用スクリーン
    において、前記レンチキュラーシートとして請求項8記
    載の光学膜が用いられてなることを特徴とするプロジェ
    クション用スクリーン。
  10. 【請求項10】 フレネルンレンズとレンチキュラーシ
    ートとを備え、フレネルンレンズより光の入射側に散乱
    膜が配設されて構成されるプロジェクション用スクリー
    ンにおいて、前記散乱膜として請求項8記載の光学膜が
    用いられてなることを特徴とするプロジェクション用ス
    クリーン。
  11. 【請求項11】 フレネルンレンズとレンチキュラーシ
    ートとを備え、フレネルンレンズより光の入射側に散乱
    膜が配設されて構成されるプロジェクション用スクリー
    ンにおいて、前記レンチキュラーシート及び前記散乱膜
    としてそれぞれ請求項8記載の光学膜が用いられ、散乱
    膜として用いられる光学膜が、レンチキュラーシートと
    して用いられる光学膜に比べ、単位面積あたりの個々の
    凸形状のマイクロレンズの密度が低く形成されてなるこ
    とを特徴とするプロジェクション用スクリーン。
  12. 【請求項12】 光源と、この光源から出射される光の
    光軸上に配置されて該光源からの光を変調する光変調手
    段と、該光変調手段により変調された光を結像する結像
    光学系と、該結像光学系で結像された画像を写して投射
    像を形成するスクリーンとを備えてなるプロジェクター
    システムにおいて、前記スクリーンとして、請求項9〜
    11のいずれかに記載のプロジェクション用スクリーン
    を用いてなることを特徴とするプロジェクターシステ
    ム。
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