JP2005121916A - Method for manufacturing base plate with recessed part for lenticular lens, base plate with recessed part for lenticular lens, lenticular lens base plate, transmission type screen and rear type projector - Google Patents

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JP2005121916A JP2003356977A JP2003356977A JP2005121916A JP 2005121916 A JP2005121916 A JP 2005121916A JP 2003356977 A JP2003356977 A JP 2003356977A JP 2003356977 A JP2003356977 A JP 2003356977A JP 2005121916 A JP2005121916 A JP 2005121916A
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lenticular lens
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Daisuke Sawaki
大輔 澤木
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Seiko Epson Corp
セイコーエプソン株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a base plate with a recessed part for a lenticular lens by which a recessed part for a lenticular lens is easily and finely formed, and also to provide a base plate with a recessed part for a lenticular lens, a lenticular lens base plate, a transmission type screen, and a rear type projector. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the base plate with the recessed part for the lenticular lens by which a recessed part for a lenticular lens is formed on a base plate includes a stage for forming a transformed area 6 on the base plate 5 by irradiating a laser beam from an ultra-short pulse laser beam source to the base plate 5 from the surface side of the base plate 5 opposite to the surface where the recessed part for the lenticular lens is formed, and a stage for forming the recessed part for the lenticular lens by performing etching on the base plate having the transformed area. The pulse width of the laser beam is 10fs to 1ps. The pulse energy of the laser beam is 1μJ to 1mJ. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板上に多数のレンチキュラレンズ用凹部が形成されたレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法、レンチキュラレンズ用凹部付き基板、レンチキュラレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタに関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a substrate with concave portions for lenticular lenses in which a large number of concave portions for lenticular lenses are formed on a substrate, a substrate with concave portions for lenticular lenses, a lenticular lens substrate, a transmissive screen, and a rear projector.
スクリーン上に画像を投影する表示装置が知られている。このような表示装置としては、ホームシアター用モニター、大画面テレビ等に適用されるリア型プロジェクタが知られており、近年、その需要が高まりつつある。
このようなリア型プロジェクタでは、その画像形成に主として透過型スクリーンが用いられる。このような透過型スクリーンには、レンチキュラレンズが一般的に用いられている。
このような透過型スクリーンに用いるレンチキュラレンズの製造方法としては、所定パターンの開口を有するマスクを用いたエッチングにより、レンチキュラレンズを形成するための凹部(レンチキュラレンズ用凹部)を形成し、これを型にして製造する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
A display device that projects an image on a screen is known. As such a display device, a rear-type projector applied to a home theater monitor, a large-screen television, or the like is known, and the demand thereof has been increasing in recent years.
In such a rear projector, a transmissive screen is mainly used for image formation. A lenticular lens is generally used for such a transmission screen.
As a method of manufacturing a lenticular lens used for such a transmission type screen, a concave portion (a concave portion for a lenticular lens) for forming a lenticular lens is formed by etching using a mask having a predetermined pattern of openings, and this is used as a mold. The manufacturing method is known (for example, refer to Patent Document 1).
しかし、かかる技術では、基板上に、レンチキュラレンズ用凹部を微細に形成するのが困難であった。また、このような方法は、いくつもの工程を有するため、煩雑であるといった問題もあった。さらに、比較的大型のリア型プロジェクタ等では、大面積でのレジスト形成、パターニングが必要となり、レンチキュラレンズ基板の形成が技術的に困難となるという問題点があった。これを回避するため、比較的面積の小さいレンチキュランズ基板を複数張り合わせるという方法も考えられるが、この場合、レンチキュラレンズ基板同士の境界線が発生してしまうという問題があった。
特開平5−208848号公報
However, with this technique, it has been difficult to finely form a lenticular lens recess on the substrate. Moreover, since such a method has many processes, there also existed a problem that it was complicated. Furthermore, a relatively large rear type projector or the like has a problem that it is technically difficult to form a lenticular lens substrate because it requires resist formation and patterning in a large area. In order to avoid this, a method of pasting together a plurality of lenticular lens substrates having a relatively small area is conceivable. However, in this case, there is a problem that a boundary line between the lenticular lens substrates is generated.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-208848
本発明の目的は、簡便にかつ緻密にレンチキュラレンズ用凹部を形成することが可能なレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法、レンチキュラレンズ用凹部付き基板、レンチキュラレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a substrate with a concave portion for a lenticular lens capable of easily and precisely forming a concave portion for a lenticular lens, a substrate with a concave portion for a lenticular lens, a lenticular lens substrate, a transmissive screen, and a rear projector. Is to provide.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法は、基板上に、レンチキュラレンズ用凹部を形成するレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法であって、
前記基板に対し、前記基板の前記レンチキュラレンズ用凹部が形成される面とは反対の面側から、超短パルスレーザ光源よりレーザ光を照射して、前記基板に変質領域を形成する工程と、
前記変質領域を有する前記基板にエッチングを施し、前記レンチキュラレンズ用凹部を形成する工程とを有することを特徴とする。
これにより、レンチキュラレンズ用凹部が緻密に配列したレンチキュラレンズ用凹部付き基板を簡便に製造することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for manufacturing a substrate with a concave portion for a lenticular lens according to the present invention is a method for manufacturing a substrate with a concave portion for a lenticular lens, wherein the concave portion for a lenticular lens is formed on the substrate,
Irradiating the substrate with laser light from an ultrashort pulse laser light source from the surface opposite to the surface on which the concave portion for the lenticular lens of the substrate is formed, and forming an altered region on the substrate;
Etching the substrate having the altered region and forming the concave portion for the lenticular lens.
Thereby, the board | substrate with a concave part for lenticular lenses in which the concave part for lenticular lenses was densely arranged can be manufactured simply.
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法は、基板上に、レンチキュラレンズ用凹部を形成するレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法であって、
前記基板に対し、前記基板の前記レンチキュラレンズ用凹部が形成される面とは反対の面側から、超短パルスレーザ光源よりレーザ光を照射して、前記基板に変質領域を形成する工程と、
前記変質領域を有する前記基板にエッチングを施し、前記レンチキュラレンズ用凹部と、アライメントマークとを形成する工程とを有することを特徴とする。
これにより、レンチキュラレンズ用凹部が緻密に配列したレンチキュラレンズ用凹部付き基板を簡便に製造することができる。また、工程数を大幅に増やさずにアライメントマークを形成することができる。
The method for manufacturing a substrate with a concave portion for a lenticular lens according to the present invention is a method for manufacturing a substrate with a concave portion for a lenticular lens, wherein the concave portion for a lenticular lens is formed on the substrate,
Irradiating the substrate with laser light from an ultrashort pulse laser light source from the surface opposite to the surface on which the concave portion for the lenticular lens of the substrate is formed, and forming an altered region on the substrate;
Etching the substrate having the altered region to form the concave portion for the lenticular lens and an alignment mark.
Thereby, the board | substrate with a concave part for lenticular lenses in which the concave part for lenticular lenses was densely arranged can be manufactured simply. In addition, the alignment mark can be formed without significantly increasing the number of steps.
本発明のでレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法は、前記レーザ光のパルス幅は、10fs〜1psであるのが好ましい。
これにより、多光子吸収を効果的に生じさせることができるため、より効率的に変質領域を形成することができる。
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記レーザ光のパルスエネルギーは、1μJ〜1mJであるのが好ましい。
これにより、より効率的に変質領域を形成することができる。
In the method for manufacturing a substrate with a concave portion for a lenticular lens according to the present invention, the pulse width of the laser light is preferably 10 fs to 1 ps.
Thereby, since multiphoton absorption can be effectively generated, the altered region can be formed more efficiently.
In the method for manufacturing a substrate with a concave portion for a lenticular lens according to the present invention, the pulse energy of the laser light is preferably 1 μJ to 1 mJ.
Thereby, the altered region can be formed more efficiently.
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記レーザ光のパルス繰り返し周波数は、10Hz〜100kHzであるのが好ましい。
これにより、より効率的に変質領域を形成することができる。
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記超短パルスレーザ光源を、前記基板に対して相対的に移動させつつ、前記レーザ光を照射するのが好ましい。
これにより、より確実に、かつ、連続的に変質領域を形成することができる。
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to the present invention, the pulse repetition frequency of the laser light is preferably 10 Hz to 100 kHz.
Thereby, the altered region can be formed more efficiently.
In the method for manufacturing a substrate with a concave portion for a lenticular lens according to the present invention, it is preferable that the ultrashort pulse laser light source is irradiated with the laser light while being moved relative to the substrate.
As a result, the altered region can be formed more reliably and continuously.
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記超短パルスレーザ光源の、前記基板に対する光軸に垂直平面内における照射位置の間隔は、1〜100μmであるのが好ましい。
これにより、より確実に、かつ、連続的に変質領域を形成することができる。
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記基板の厚さ方向での前記変質領域の長さは、1〜500μmであるのが好ましい。
これにより、エッチング工程において、基板が食刻される度合いを適度なものとすることができる。また、エッチング工程において形成されるレンチキュラレンズ用凹部の形状は、特に光学特性に優れたレンチキュラレンズを得るのに最適なものとなる。
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to the present invention, it is preferable that an interval between irradiation positions in the plane perpendicular to the optical axis of the ultrashort pulse laser light source is 1 to 100 μm.
As a result, the altered region can be formed more reliably and continuously.
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to the present invention, the length of the altered region in the thickness direction of the substrate is preferably 1 to 500 μm.
Thereby, in the etching process, the degree of etching of the substrate can be made moderate. In addition, the shape of the concave portion for the lenticular lens formed in the etching process is optimal for obtaining a lenticular lens having particularly excellent optical characteristics.
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記変質領域の、前記基板の面方向での、前記超短パルスレーザ光源を移動させる方向と垂直な方向における幅は、0.5〜10μmであるのが好ましい。
これにより、エッチング工程において、基板が食刻される度合いを適度なものとすることができる。また、エッチング工程において形成されるレンチキュラレンズ用凹部の形状は、特に光学特性に優れたレンチキュラレンズを得るのに最適なものとなる。
In the method for manufacturing a substrate with a concave portion for a lenticular lens according to the present invention, the width of the altered region in the direction perpendicular to the direction in which the ultrashort pulse laser light source is moved in the surface direction of the substrate is 0.5 to 10 μm. Is preferred.
Thereby, in the etching process, the degree of etching of the substrate can be made moderate. In addition, the shape of the concave portion for the lenticular lens formed in the etching process is optimal for obtaining a lenticular lens having particularly excellent optical characteristics.
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記エッチングは、ウェットエッチングにより行われるものであるのが好ましい。
これにより、ドライエッチング法に比べて簡単な装置で処理を行うことができ、さらに、一度に多くの基板に対して処理を行うことができる。その結果、生産性が向上し、安価にレンチキュラレンズ用凹部付き基板を提供することができる。
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens of the present invention, the etching is preferably performed by wet etching.
As a result, the processing can be performed with a simpler apparatus as compared with the dry etching method, and more than one substrate can be processed at a time. As a result, productivity can be improved and a substrate with concave portions for lenticular lenses can be provided at low cost.
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記レンチキュラレンズ用凹部の平面視したときの平均幅は、5〜500μmであるのが好ましい。
これにより、例えば、このようなレンチキュラレンズ用凹部付き基板を用いて製造される透過型スクリーンは、スクリーンに投影される画像において優れた解像度を有するものとなる。
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for lenticular lenses according to the present invention, the average width of the concave portion for lenticular lenses when viewed in plan is preferably 5 to 500 μm.
Thereby, for example, a transmission screen manufactured using such a substrate with concave portions for lenticular lenses has excellent resolution in an image projected on the screen.
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記レンチキュラレンズ用凹部の中心付近での深さは、5〜500μmであるのが好ましい。
これにより、このようなレンチキュラレンズ用凹部を用いて得られるレンチキュラレンズの光学特性を特に優れたものとすることができる。
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記基板は、実質的に透明であるのが好ましい。
これにより、レンチキュラレンズ用凹部付き基板を用いてレンチキュラレンズ基板を製造する際、レンチキュラレンズ基板をレンチキュラレンズ用凹部付き基板から剥離せずに用いることができる。
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for lenticular lenses of the present invention, the depth in the vicinity of the center of the concave portion for lenticular lenses is preferably 5 to 500 μm.
Thereby, the optical characteristics of the lenticular lens obtained using such a lenticular lens recess can be made particularly excellent.
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens of the present invention, it is preferable that the substrate is substantially transparent.
Thereby, when manufacturing a lenticular lens board | substrate using the board | substrate with a concave part for lenticular lenses, a lenticular lens board | substrate can be used without peeling from the board | substrate with a concave part for lenticular lenses.
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板は、本発明の凹部付き基板の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、レンチキュラレンズ用凹部が緻密に配列したレンチキュラレンズ用凹部付き基板を生産性よく得ることができる。特に、比較的大面積のレンチキュラレンズ用凹部付き基板を容易かつ安価に得ることができる。
The substrate with concave portions for a lenticular lens of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a substrate with concave portions of the present invention.
Thus, a substrate with concave portions for lenticular lenses in which concave portions for lenticular lenses are densely arranged can be obtained with high productivity. In particular, it is possible to easily and inexpensively obtain a substrate having a concave portion for a lenticular lens having a relatively large area.
本発明のレンチキュラレンズ基板は、本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、レンチキュラレンズが緻密に配列したレンチキュラレンズ基板を生産性よく得ることができる。特に、比較的大面積のレンチキュラレンズ基板を容易かつ安価に得ることができる。
The lenticular lens substrate of the present invention is manufactured using the substrate with concave portions for lenticular lenses of the present invention.
Thereby, a lenticular lens substrate in which lenticular lenses are densely arranged can be obtained with high productivity. In particular, a relatively large area lenticular lens substrate can be obtained easily and inexpensively.
本発明の透過型スクリーンは、本発明のレンチキュラレンズ基板を備えたことを特徴とする。
これにより、透過型スクリーンを生産性よく得ることができる。特に、比較的大面積の透過型スクリーンを容易かつ安価に得ることができる。
本発明の透過型スクリーンは、光の出射面側表面にフレネルレンズが形成されたフレネルレンズ部と、
前記フレネルレンズ部の出射面側に配置された本発明のレンチキュラレンズ基板と、
前記フレネルレンズ部と前記レンチキュラレンズ基板との間に配置された光拡散部とを備えたことを特徴とする。
これにより、好適な視野角分布を有するとともに、モアレの発生が抑制された透過型スクリーンを提供することができる。
The transmission screen of the present invention is characterized by including the lenticular lens substrate of the present invention.
Thereby, a transmissive screen can be obtained with high productivity. In particular, a transmission screen having a relatively large area can be obtained easily and inexpensively.
The transmission type screen of the present invention, a Fresnel lens portion in which a Fresnel lens is formed on the light exit surface side surface,
The lenticular lens substrate of the present invention disposed on the exit surface side of the Fresnel lens part;
A light diffusing unit disposed between the Fresnel lens unit and the lenticular lens substrate is provided.
As a result, it is possible to provide a transmission screen that has a suitable viewing angle distribution and suppresses the generation of moire.
本発明のリア型プロジェクタは、本発明の透過型スクリーンを備えたことを特徴とする。
これにより、リア型プロジェクタを生産性よく得ることができる。特に、比較的大面積のリア型プロジェクタを容易かつ安価に得ることができる。
本発明のリア型プロジェクタは、投写光学ユニットと、導光ミラーと、本発明の透過型スクリーンとを備えたことを特徴とする。
これにより、リア型プロジェクタを生産性よく得ることができる。特に、比較的大面積のリア型プロジェクタを容易かつ安価に得ることができる。
A rear projector according to the present invention includes the transmission screen according to the present invention.
Thereby, a rear projector can be obtained with high productivity. In particular, a rear projector having a relatively large area can be obtained easily and inexpensively.
A rear projector according to the present invention includes a projection optical unit, a light guide mirror, and a transmissive screen according to the present invention.
Thereby, a rear projector can be obtained with high productivity. In particular, a rear projector having a relatively large area can be obtained easily and inexpensively.
以下、本発明を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板およびレンチキュラレンズ基板は、それぞれ、個別基板とウエハーの双方を含むものとする。
まず、本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法について、図1〜図4を参照しながら説明する。
図1は、本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図、図2は、図1中のY−Y線における断面図、図3は、レンチキュラレンズ用凹部の形成過程を示す模式的な縦断面図、図4は、レンチキュラレンズ用凹部付き基板を示す模式的な平面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
The lenticular lens concave substrate and the lenticular lens substrate of the present invention each include both an individual substrate and a wafer.
First, the manufacturing method of the board | substrate with a recessed part for lenticular lenses of this invention is demonstrated, referring FIGS. 1-4.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a method of manufacturing a substrate with concave portions for lenticular lenses of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line YY in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view of concave portions for lenticular lenses. FIG. 4 is a schematic plan view showing a substrate with concave portions for a lenticular lens.
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、基板に対して、超短パルスレーザ光源よりレーザ光を照射して、基板に変質領域を形成する工程と、該変質領域が形成された基板にエッチングを施し、レンチキュラレンズ用凹部(以下、単に凹部ともいう)を形成する工程とを有することを特徴とする。なお、実際には基板上に多数のレンチキュラレンズ用凹部を形成するが、ここでは、説明をわかりやすくするために、1つのレンチキュラレンズ用凹部を形成する場合を例として挙げて説明する。また、本明細書中における変質領域とは、化学的に変質した領域、微小の亀裂または欠損等を含むものをいう。
まず、レンチキュラレンズ用凹部付き基板2を製造するに際し、ガラス基板5を用意する。
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to the present invention, a step of irradiating the substrate with laser light from an ultrashort pulse laser light source to form an altered region on the substrate, and a substrate on which the altered region is formed And a step of forming a recess for a lenticular lens (hereinafter also simply referred to as a recess). In practice, a large number of lenticular lens recesses are formed on the substrate. Here, in order to make the explanation easier to understand, a case where one lenticular lens recess is formed will be described as an example. In addition, the altered region in this specification refers to a chemically altered region, a region containing a minute crack or a defect, and the like.
First, when manufacturing the board | substrate 2 with a recessed part for lenticular lenses, the glass substrate 5 is prepared.
このガラス基板5は、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。また、ガラス基板5は、洗浄等により、その表面が清浄化されているものが好ましい。
基板5の材料としてはソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
上述した中でも、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス(例えば、ネオセラム等)を用いると、加工が比較的容易となるとともに、得られるレンチキュラレンズ凹部付き基板を好適な光学的特性を有するものとすることができる。また、ソーダガラス、結晶性ガラスは、比較的安価であり、製造コストの面からも有利である。
The glass substrate 5 is preferably used with a uniform thickness and no deflection or scratches. The glass substrate 5 is preferably one whose surface is cleaned by washing or the like.
Examples of the material of the substrate 5 include soda glass, crystalline glass, quartz glass, and borosilicate glass.
Among the above, for example, when soda glass or crystalline glass (for example, neo-serum) is used, processing becomes relatively easy, and the obtained substrate with concave portions of the lenticular lens has suitable optical characteristics. Can do. Further, soda glass and crystalline glass are relatively inexpensive and advantageous from the viewpoint of manufacturing cost.
また、例えば、製造時の環境により特性が変化しにくい石英ガラスを用いた場合には、得られるレンチキュラレンズ凹部付き基板は、反り、たわみ等の生じにくい、安定性に優れたものとなる。
ガラス基板5の厚さは、ガラス基板5を構成する材料、屈折率等の種々の条件により異なるが、通常、0.3〜3mm程度が好ましく、0.5〜2mm程度がより好ましい。厚さをこの範囲内とすると、必要な光学特性を備えたコンパクトなレンチキュラレンズ用凹部付き基板2を得ることができる。
In addition, for example, when quartz glass whose characteristics do not easily change depending on the environment at the time of manufacture is used, the obtained substrate with lenticular lens recesses is excellent in stability and is unlikely to be warped or bent.
Although the thickness of the glass substrate 5 changes with various conditions, such as the material which comprises the glass substrate 5, and a refractive index, about 0.3-3 mm is preferable normally and about 0.5-2 mm is more preferable. When the thickness is within this range, a compact lenticular lens-provided substrate 2 having necessary optical characteristics can be obtained.
[変質領域形成工程]
まず、図1に示すように、ガラス基板5に対し、ガラス基板5の凹部3を形成する面とは反対の面側から、超短パルスレーザ光源7よりレーザ光を、ガラス基板5の内部で集光するように照射する。
このように超短パルスレーザ光源7よりレーザ光を照射すると、多光子吸収により、該レーザ光の焦点(集光点)近傍から、レーザ光の照射方向、すなわち、図1中Xの方向に向かって、変質領域6が形成される。
[Deformed region formation process]
First, as shown in FIG. 1, laser light is emitted from the ultrashort pulse laser light source 7 to the inside of the glass substrate 5 from the surface of the glass substrate 5 opposite to the surface on which the recess 3 is formed. Irradiate to collect light.
When laser light is irradiated from the ultrashort pulse laser light source 7 in this way, the laser light is irradiated from the vicinity of the focal point (condensing point) of the laser light toward the irradiation direction of the laser light, that is, the X direction in FIG. Thus, the altered region 6 is formed.
さらに、超短パルスレーザ光源7を、ガラス基板5の面方向と平行に、かつ、直線的に移動させつつ、レーザ光を照射する。このように超短パルスレーザ光源7(集光点)を移動させると、図2に示すように、変質領域6を、超短パルスレーザ光源7の移動方向に連続的に形成することができる。なお、超短パルスレーザ光源7を移動させずに、ガラス基板5を移動させるものであってもよいし、両方を移動させてもよい。   Furthermore, the laser beam is irradiated while moving the ultrashort pulse laser light source 7 linearly in parallel with the surface direction of the glass substrate 5. When the ultrashort pulse laser light source 7 (condensing point) is moved in this way, the altered region 6 can be continuously formed in the moving direction of the ultrashort pulse laser light source 7, as shown in FIG. Note that the glass substrate 5 may be moved without moving the ultrashort pulse laser light source 7, or both may be moved.
このように超短パルスレーザ光源7を用いることによって、変質領域6の、ガラス基板5の面方向での、超短パルスレーザ光源7を移動させる方向と垂直な方向における幅を極めて小さいものとすることができる。これにより、最終的に得られるレンチキュラレンズ用凹部付き基板2は、凹部3が緻密に配列したものとなる。
なお、所望の形状の変質領域6を形成した後、レーザ光の照射を停止させる。その後、形成した変質領域6と平行に、かつ、所定の間隔をあけて、上記操作を繰り返し行う。これにより、変質領域6が規則的に配列したガラス基板5が得られる。
By using the ultrashort pulse laser light source 7 in this way, the width in the direction perpendicular to the direction in which the ultrashort pulse laser light source 7 is moved in the surface direction of the glass substrate 5 in the altered region 6 is extremely small. be able to. As a result, the finally obtained lenticular lens-equipped substrate 2 has the concave portions 3 arranged densely.
In addition, after forming the altered region 6 having a desired shape, the laser beam irradiation is stopped. Thereafter, the above operation is repeated in parallel with the formed altered region 6 at a predetermined interval. Thereby, the glass substrate 5 in which the altered regions 6 are regularly arranged is obtained.
超短パルスレーザ光源に用いられるレーザとしては、特に限定されないが、パルス幅において、フェムト秒オーダーのレーザを用いるのが好ましい。また、再生増幅された超短パルスを用いるのが好ましい。これにより、多光子吸収に必要なエネルギー強度を容易に得ることができ、使用する波長に対し透明な材料(ガラス基板5)においても、吸収を誘起させることが可能となる。このようなレーザを用いることによって、熱拡散により生じる不要な変質領域をほとんど有しない変質領域6を形成することができる。また、多光子吸収の持つ非線形効果から、光軸に対して垂直な方向に対し、回折限界以下の領域で変質領域6を形成することができる。   The laser used for the ultrashort pulse laser light source is not particularly limited, but a femtosecond order laser is preferably used in the pulse width. It is also preferable to use a regenerated and amplified ultrashort pulse. Thereby, energy intensity required for multiphoton absorption can be easily obtained, and absorption can be induced even in a material (glass substrate 5) transparent to the wavelength used. By using such a laser, it is possible to form the altered region 6 having almost no unwanted altered region caused by thermal diffusion. Further, due to the non-linear effect of multiphoton absorption, the altered region 6 can be formed in a region below the diffraction limit in the direction perpendicular to the optical axis.
照射されるレーザ光のパルス幅は、10fs〜1psであるのが好ましく、50fs〜500fsであるのがより好ましく、100fs〜150fsであるのがさらに好ましい。これにより、多光子吸収を効果的に生じさせることができるため、より効率的に変質領域6を形成することができる。また、目的とする部位にのみ選択的に変質領域6を形成することができる。これに対し、パルス幅が前記下限値未満であると、多光子吸収を生じるのが困難となる場合があり、そのため、十分な変質領域6が形成されない可能性がある。一方、パルス幅が前記上限値を超えると、レーザ光の照射領域の周辺に熱拡散が生じる場合があり、結果として、変質領域6の形状を制御するのが困難となる場合がある。
また、レーザ光の波長は、200〜1500nmであるのが好ましく、400〜800nmであるのがより好ましい。これにより、多光子吸収による材料(ガラス基板5)内部での変質領域6を形成可能であり、また、光軸に対し垂直方向の変質領域6の幅をより減少させることが可能となる。
The pulse width of the irradiated laser light is preferably 10 fs to 1 ps, more preferably 50 fs to 500 fs, and further preferably 100 fs to 150 fs. Thereby, since multiphoton absorption can be produced effectively, the altered region 6 can be formed more efficiently. Further, the altered region 6 can be selectively formed only at the target portion. On the other hand, if the pulse width is less than the lower limit value, it may be difficult to cause multiphoton absorption, and thus there is a possibility that the sufficient altered region 6 may not be formed. On the other hand, if the pulse width exceeds the upper limit, thermal diffusion may occur around the laser light irradiation region, and as a result, it may be difficult to control the shape of the altered region 6.
Further, the wavelength of the laser beam is preferably 200 to 1500 nm, and more preferably 400 to 800 nm. As a result, the altered region 6 inside the material (glass substrate 5) by multiphoton absorption can be formed, and the width of the altered region 6 in the direction perpendicular to the optical axis can be further reduced.
また、レーザ光のパルスエネルギーは、1μJ〜1mJであるのが好ましく、10μJ〜500μJであるのがより好ましく、80μJ〜120μJであるのがさらに好ましい。これにより、より効率的に変質領域6を形成することができる。これに対し、パルスエネルギーが前記下限値未満であると、エッチングレートを十分向上させるための変質領域6を形成するのが困難となる場合がある。一方、パルスエネルギーが前記上限値を超えると、変質領域6の形状や大きさ等を制御するのが困難となる場合がある。   The pulse energy of the laser light is preferably 1 μJ to 1 mJ, more preferably 10 μJ to 500 μJ, and even more preferably 80 μJ to 120 μJ. Thereby, the altered region 6 can be formed more efficiently. On the other hand, if the pulse energy is less than the lower limit, it may be difficult to form the altered region 6 for sufficiently improving the etching rate. On the other hand, if the pulse energy exceeds the upper limit value, it may be difficult to control the shape, size, etc. of the altered region 6.
また、レーザ光のパルス繰り返し周波数は、10Hz〜100kHzであるのが好ましく、1kHz〜10kHzであるのがより好ましい。これにより、より効率的に変質領域6を形成することができる。
超短パルスレーザ光源7の、ガラス基板5に対する光軸に垂直平面内における照射位置の間隔は、1〜100μmであるのが好ましく、5〜50μmであるのがより好ましい。これにより、生産性よく変質領域6を形成することができる。これに対し、照射位置の間隔が前記下限値未満であると、レンチキュラレンズ用凹部付き基板2の生産性が低下する場合がある。一方、照射位置の間隔が前記上限値を超えると、所望の形状の変質領域6を確実に形成するのが困難となる場合がある。
Further, the pulse repetition frequency of the laser light is preferably 10 Hz to 100 kHz, and more preferably 1 kHz to 10 kHz. Thereby, the altered region 6 can be formed more efficiently.
The interval between irradiation positions in the plane perpendicular to the optical axis of the ultrashort pulse laser light source 7 with respect to the glass substrate 5 is preferably 1 to 100 μm, and more preferably 5 to 50 μm. Thereby, the altered region 6 can be formed with high productivity. On the other hand, if the interval between the irradiation positions is less than the lower limit, the productivity of the substrate 2 with concave portions for lenticular lenses may be lowered. On the other hand, if the interval between the irradiation positions exceeds the upper limit value, it may be difficult to reliably form the altered region 6 having a desired shape.
なお、本発明の方法によれば、照射されるレーザ光の焦点位置やパルス幅等のレーザ光の照射条件を制御することによって、変質領域の長さや幅等を容易に制御することができる。その結果、後述するレンチキュラレンズ用凹部を所望の形状や大きさにより確実に制御することができる。例えば、変質領域6の長さを大きくするようにレーザ光の焦点等を調整すると、中心付近での深さが深い凹部3を形成することができ、アスペクト比を比較的大きなものとすることができる。また、変質領域の長さを小さくするようにレーザ光の焦点等を調整すると、中心付近での深さの浅い凹部3を形成することができ、アスペクト比を比較的小さなものとすることができる。
以上のようにして形成された変質領域6は、他の部分と比較して、エッチングレートが大きいため、後に詳述するようなエッチングを施すことで、凹部3を形成することができる。
According to the method of the present invention, the length and width of the altered region can be easily controlled by controlling the irradiation conditions of the laser beam such as the focal position and pulse width of the irradiated laser beam. As a result, a lenticular lens recess described later can be reliably controlled by a desired shape and size. For example, when the focal point of the laser beam is adjusted so as to increase the length of the altered region 6, the concave portion 3 having a deep depth near the center can be formed, and the aspect ratio can be made relatively large. it can. Further, by adjusting the focus of the laser beam so as to reduce the length of the altered region, it is possible to form the concave portion 3 having a shallow depth near the center, and to make the aspect ratio relatively small. .
Since the altered region 6 formed as described above has a higher etching rate than other portions, the recessed portion 3 can be formed by performing etching as described in detail later.
ガラス基板5の厚さ方向での変質領域6の長さ(図中Aで表される長さ)は、1〜500μmであるのが好ましい。これにより、後述するエッチング工程において、ガラス基板5が食刻される度合いを適度なものとすることができる。また、後述するエッチング工程において形成される凹部3の形状は、特に光学特性に優れたレンチキュラレンズを得るのに最適なものとなる。これに対し、変質領域6の長さが前記下限値未満であると、後述するエッチング工程で形成される凹部3の深さを十分に大きくするのが困難となり、これにより得られるレンチキュラレンズ基板において、十分な光学特性を得るのが困難となる場合がある。一方、変質領域6の長さが前記上限値を超えると、凹部3の形状等を制御するのが困難となる場合がある。   The length of the altered region 6 in the thickness direction of the glass substrate 5 (the length represented by A in the figure) is preferably 1 to 500 μm. Thereby, in the etching process mentioned later, the degree by which the glass substrate 5 is etched can be made moderate. In addition, the shape of the recess 3 formed in the etching step described later is optimal for obtaining a lenticular lens having particularly excellent optical characteristics. On the other hand, when the length of the altered region 6 is less than the lower limit value, it becomes difficult to sufficiently increase the depth of the concave portion 3 formed in the etching process described later. In the lenticular lens substrate obtained thereby, It may be difficult to obtain sufficient optical characteristics. On the other hand, if the length of the altered region 6 exceeds the upper limit value, it may be difficult to control the shape or the like of the recess 3.
また、ガラス基板5の面方向での、超短パルスレーザ光源7を移動させる方向と垂直な方向における変質領域6の幅(図中Bで表される幅)は、0.5〜10μmであるのが好ましく、1〜5μmであるのがより好ましい。これにより、後述するエッチング工程において、ガラス基板5が食刻される度合いを適度なものとすることができる。また、後述するエッチング工程において形成される凹部3の形状は、特に光学特性に優れたレンチキュラレンズを得るのに最適なものとなる。
また、隣接する変質領域6同士の間隔は、5〜500μmであるのが好ましく、10〜100μmであるのがより好ましい。これにより、ガラス基板5上に、緻密に、かつ適度な大きさの凹部3を形成することができる。
Further, the width of the altered region 6 in the direction perpendicular to the direction in which the ultrashort pulse laser light source 7 is moved in the surface direction of the glass substrate 5 (the width represented by B in the figure) is 0.5 to 10 μm. Is preferable, and it is more preferable that it is 1-5 micrometers. Thereby, in the etching process mentioned later, the degree by which the glass substrate 5 is etched can be made moderate. In addition, the shape of the recess 3 formed in the etching step described later is optimal for obtaining a lenticular lens having particularly excellent optical characteristics.
Moreover, it is preferable that the space | interval of adjacent alteration region 6 is 5-500 micrometers, and it is more preferable that it is 10-100 micrometers. Thereby, the recessed part 3 of a precise | minute and moderate magnitude | size can be formed on the glass substrate 5 densely.
なお、変質領域6は、図示の構成のように、ガラス基板5の表面(凹部3を形成する側の面)まで連続して形成されるものであってもよいし、ガラス基板5の表面まで形成されていないものであってもよい。前者の場合には、後に詳述するようなエッチングを施して凹部3を形成する際に、無駄なく、より経済的に凹部3を形成することができる。一方、後者の場合には、ガラス基板5上に形成される各凹部3の深さ、幅、曲率半径等を、各凹部3で異なるように制御することができる。
また、レーザ光の照射条件は、照射する各部位において異なるものであってもよい。
The altered region 6 may be formed continuously up to the surface of the glass substrate 5 (the surface on the side where the concave portion 3 is formed) as shown in the drawing, or up to the surface of the glass substrate 5. It may not be formed. In the former case, the recess 3 can be formed more economically without waste when the recess 3 is formed by etching as will be described in detail later. On the other hand, in the latter case, the depth, width, radius of curvature, etc. of each recess 3 formed on the glass substrate 5 can be controlled to be different in each recess 3.
Further, the irradiation condition of the laser beam may be different at each part to be irradiated.
[エッチング工程]
次に、図2に示すように、変質領域6を形成したガラス基板5にエッチングを施し、ガラス基板5上に凹部3を形成する。
前述したように、変質領域6は、他の部分と比較して、エッチングレートが大きいため、図2(b)に示すように、他の部分よりも速く食刻され、変質領域6に対応する部位に、孔部61が形成される。
[Etching process]
Next, as shown in FIG. 2, the glass substrate 5 on which the altered region 6 is formed is etched to form the recesses 3 on the glass substrate 5.
As described above, the altered region 6 has a higher etching rate than other portions, so that it is etched faster than the other portions and corresponds to the altered region 6 as shown in FIG. A hole 61 is formed at the site.
その後、孔部61は徐々に食刻され(図2(c)参照)、所望のサイズとなるまでエッチングが施され、図2(d)に示すような凹部3が形成される。
エッチング法としては、例えば、ウェットエッチング法、ドライエッチング法等が挙げられる。その中でも、ウェットエッチング法を用いるのが好ましい。これにより、ドライエッチング法に比べて簡単な装置で処理を行うことができ、さらに、一度に多くの基板に対して処理を行うことができる。その結果、生産性が向上し、安価にレンチキュラレンズ用凹部付き基板2を提供することができる。
Thereafter, the hole 61 is gradually etched (see FIG. 2C), and etching is performed until a desired size is obtained, so that a recess 3 as shown in FIG. 2D is formed.
Examples of the etching method include a wet etching method and a dry etching method. Among these, it is preferable to use a wet etching method. As a result, the processing can be performed with a simpler apparatus as compared with the dry etching method, and more than one substrate can be processed at a time. As a result, productivity is improved and the substrate 2 with concave portions for lenticular lenses can be provided at low cost.
前述したエッチング法の中で、ウェットエッチング法を用いる場合には、エッチング剤として、フッ化水素水溶液、フッ化アンモン溶液、フッ酸+硝酸水溶液、塩化鉄(III)溶液、アルカリ水溶液等を用いることができる。
また、ドライエッチング法を用いる場合には、エッチング剤として、CHFガス、塩素系ガス等を用いることができる。
以上により、凹部3が形成されたレンチキュラレンズ用凹部付き基板2(本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板)が得られる。
When using the wet etching method among the etching methods described above, an aqueous solution of hydrogen fluoride, an ammonium fluoride solution, an aqueous solution of hydrofluoric acid + nitric acid, an iron (III) chloride solution, an aqueous alkaline solution, or the like is used as an etchant. Can do.
In the case of using a dry etching method, CHF 3 gas, chlorine-based gas, or the like can be used as an etchant.
As described above, the lenticular lens-provided substrate 2 with the recess 3 (the lenticular lens-provided substrate with the recess of the present invention) is obtained.
形成された凹部3の平面視したときの平均幅は、5〜500μmであるのが好ましく、10〜100μmであるのがより好ましい。これにより、例えば、このようなレンチキュラレンズ用凹部付き基板2を用いて製造される透過型スクリーンは、スクリーンに投影される画像において優れた解像度を有するものとなる。
また、凹部3の中央部付近での平均曲率半径は、2.5〜250μmであるのが好ましく、5〜50μmであるのがより好ましい。これにより、このようなレンチキュラレンズ用凹部3を用いて得られるレンチキュラレンズの光学特性を特に優れたものとすることができる。
The average width of the formed recess 3 when viewed in plan is preferably 5 to 500 μm, and more preferably 10 to 100 μm. Thereby, for example, a transmission screen manufactured using such a substrate 2 with concave portions for lenticular lenses has excellent resolution in an image projected on the screen.
Moreover, it is preferable that the average curvature radius in the center part vicinity of the recessed part 3 is 2.5-250 micrometers, and it is more preferable that it is 5-50 micrometers. Thereby, the optical characteristics of the lenticular lens obtained by using such a lenticular lens recess 3 can be made particularly excellent.
また、凹部3の中心付近での深さは、5〜500μmであるのが好ましく、10〜200μmであるのがより好ましい。これにより、このような凹部3を用いて得られるレンチキュラレンズの光学特性を特に優れたものとすることができる。
以上説明したような本発明の方法によれば、変質領域を基板上に緻密に形成することができるため、最終的に得られるレンチキュラレンズ用凹部付き基板を、レンチキュラレンズ用凹部が緻密に配列したものとすることができる。
Further, the depth near the center of the recess 3 is preferably 5 to 500 μm, and more preferably 10 to 200 μm. Thereby, the optical characteristic of the lenticular lens obtained using such a recessed part 3 can be made especially excellent.
According to the method of the present invention as described above, the altered region can be densely formed on the substrate, so that the finally obtained substrate with concave portions for lenticular lenses is densely arranged with concave portions for lenticular lenses. Can be.
また、本発明の方法によれば、形成されるレンチキュラレンズ用凹部の平均幅をc、中心付近での深さをdとしたときの、d/c、いわゆる、アスペクト比を容易に制御することができる。
また、本発明の方法によれば、大型の基板に対する処理も容易に行うことができる。大型の基板を製造する場合に、従来のように複数の基板を貼り合わせる必要がなくなり、貼りあわせの継ぎ目をなくすことができる。これにより高品質の大型レンチキュラレンズ用凹部付き基板を簡便な方法で安価に製造することができる。
Also, according to the method of the present invention, d / c, so-called aspect ratio, can be easily controlled, where c is the average width of the lenticular lens recess formed and d is the depth near the center. Can do.
In addition, according to the method of the present invention, it is possible to easily process a large substrate. When manufacturing a large substrate, there is no need to bond a plurality of substrates as in the conventional case, and the seam of the bonding can be eliminated. This makes it possible to manufacture a high-quality substrate with a concave portion for a large lenticular lens at a low cost by a simple method.
また、本発明の方法によれば、図4に示すように、アライメントマーク4を、上述した凹部3と同様にして、形成することができる。すなわち、アライメントマーク4を形成すべき位置に、超短パルスレーザ光源7より、レーザ光を照射して変質領域を形成し(変質領域形成工程)、その後、エッチングを施す(エッチング工程)ことにより、凹部としてのアライメントマーク4が形成される。   Further, according to the method of the present invention, as shown in FIG. 4, the alignment mark 4 can be formed in the same manner as the recess 3 described above. That is, a laser beam is irradiated from the ultrashort pulse laser light source 7 to a position where the alignment mark 4 is to be formed to form a modified region (modified region forming step), and then etching (etching step) is performed. An alignment mark 4 as a recess is formed.
このようなアライメントマーク4の形成は、凹部3の形成とほぼ同時に行うことができる。このように凹部3を形成する過程で、アライメントマーク4も形成することで、工程数を大幅に増やさずにアライメントマーク4を形成することができる。
このアライメントマーク4は、例えば、後述するレンチキュラレンズ基板1や、該レンチキュラレンズ基板1を用いて様々なものを製造する際に、位置決めの指標とされる。
The alignment mark 4 can be formed almost simultaneously with the formation of the recess 3. By forming the alignment mark 4 in the process of forming the recess 3 in this way, the alignment mark 4 can be formed without significantly increasing the number of steps.
The alignment mark 4 is used as a positioning index when, for example, a lenticular lens substrate 1 to be described later and various things are manufactured using the lenticular lens substrate 1.
なお、アライメントマーク4を形成するための変質領域を形成する際のレーザ光の焦点位置や照射条件等は、凹部3を形成するための変質領域6を形成する際のそれらと、異なるものであってもよいし、同じであってもよい。
アライメントマーク4の形成位置は特に限定されないが、例えば、図4に示すように、アライメントマーク4を凹部3の形成領域外に形成することができる。
The focal position and irradiation conditions of the laser beam when forming the altered region for forming the alignment mark 4 are different from those when forming the altered region 6 for forming the recess 3. It may be the same.
The formation position of the alignment mark 4 is not particularly limited. For example, the alignment mark 4 can be formed outside the formation region of the recess 3 as shown in FIG.
アライメントマーク4は、レンチキュラレンズ用凹部付き基板2上に複数箇所設けるのが好ましい。特に、アライメントマーク4はレンチキュラレンズ用凹部付き基板2の角部に複数箇所設けるのが好ましい。これにより、位置決めをより容易に行うことができるようになる。
図4は、アライメントマーク4を十字型にした例を示している。アライメントマーク4の形状は、特に限定されないが、図1に示すように、角を形成する角部41を有しているのが好ましい。このようにアライメントマーク4が角部41を有していると、位置決めをより正確に行うことができるようになる。
It is preferable to provide a plurality of alignment marks 4 on the substrate 2 with concave portions for lenticular lenses. In particular, it is preferable to provide a plurality of alignment marks 4 at the corners of the substrate 2 with concave parts for lenticular lenses. Thereby, positioning can be performed more easily.
FIG. 4 shows an example in which the alignment mark 4 has a cross shape. The shape of the alignment mark 4 is not particularly limited, but it is preferable to have a corner portion 41 that forms a corner as shown in FIG. Thus, when the alignment mark 4 has the corner | angular part 41, positioning can be performed more correctly.
さらには、図4に示すように、アライメントマーク4は、その中心部位を示すマーク(図1では円形の開口44)を有しているのが好ましい。これにより、位置決めの精度をさらに向上させることができる。
なお、上述した実施形態では、レンチキュラレンズ用凹部付き基板2のレンチキュラレンズ用凹部3を形成する領域外にアライメントマーク4を形成したが、レンチキュラレンズ用凹部3を形成する領域内にアライメントマーク4を形成してもよいことは言うまでもない。
Furthermore, as shown in FIG. 4, it is preferable that the alignment mark 4 has a mark (circular opening 44 in FIG. 1) indicating the central portion thereof. Thereby, the positioning accuracy can be further improved.
In the above-described embodiment, the alignment mark 4 is formed outside the region where the lenticular lens recess 3 is formed on the substrate 2 with the lenticular lens recess. However, the alignment mark 4 is placed inside the region where the lenticular lens recess 3 is formed. Needless to say, it may be formed.
このアライメントマーク4は、例えば、レンチキュラレンズ用凹部付き基板2を用いて種々のものを組み立てるとき、様々な位置決めに用いることができる。
また、上述した実施形態では、変質領域6が連続的に形成された場合について説明したが、例えば、パルス繰り返し周波数、超短パルスレーザ光源7の照射位置の間隔や相対的な移動速度を調整することによって、図5に示すように、超短パルスレーザ光源7の移動方向に向かって、微小の変質領域6を断続的に形成することができる。このように断続的に形成することにより、超短パルスレーザ光源7の消費電力を抑えることができ、経済性が向上する。また、変質領域6を連続的に形成させた場合と比べ、加工速度の向上が可能となり、生産性を高められるといった効果が得られる。
This alignment mark 4 can be used for various positioning when assembling various things using the board | substrate 2 with a concave part for lenticular lenses, for example.
In the above-described embodiment, the case where the altered region 6 is continuously formed has been described. For example, the pulse repetition frequency, the interval between irradiation positions of the ultrashort pulse laser light source 7 and the relative movement speed are adjusted. As a result, as shown in FIG. 5, minute altered regions 6 can be intermittently formed in the moving direction of the ultrashort pulse laser light source 7. By forming intermittently in this way, the power consumption of the ultrashort pulse laser light source 7 can be suppressed, and the economy is improved. Further, compared to the case where the altered region 6 is formed continuously, the processing speed can be improved, and the productivity can be improved.
このような場合、超短パルスレーザ光源7の移動方向において隣接する変質領域6同士の間隔は、十分に小さいのが好ましい。
隣接する変質領域6同士の間隔は、具体的には、100μm以下であるのが好ましく、5〜25μmであるのがより好ましい。これにより、より確実に凹部3を形成することができる。隣接する変質領域6同士の間隔が大きすぎると、長さ方向での凹部3の形状を均一なものとするのが困難となる場合がある。
In such a case, it is preferable that the interval between the altered regions 6 adjacent to each other in the moving direction of the ultrashort pulse laser light source 7 is sufficiently small.
Specifically, the interval between adjacent altered regions 6 is preferably 100 μm or less, and more preferably 5 to 25 μm. Thereby, the recessed part 3 can be formed more reliably. If the interval between the adjacent altered regions 6 is too large, it may be difficult to make the shape of the recess 3 uniform in the length direction.
次に、前述したようなレンチキュラレンズ用凹部付き基板2を用いて、レンチキュラレンズ基板1を製造する方法について、図6を参照しながら説明する。
なお、本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板およびレンチキュラレンズ基板は、以下に述べる透過型スクリーンやリア型プロジェクタ以外にも、例えば、液晶表示装置(液晶パネル)、有機または無機EL(Electro luminescence:エレクトロルミネッセンス)表示装置、CCD、光通信素子等の各種電気光学装置、その他の装置等に用いることができるのは言うまでもない。
Next, a method of manufacturing the lenticular lens substrate 1 using the lenticular lens concave substrate 2 as described above will be described with reference to FIG.
The lenticular lens concave substrate and the lenticular lens substrate of the present invention are, for example, a liquid crystal display device (liquid crystal panel), organic or inorganic EL (Electro luminescence) in addition to the transmission screen and rear projector described below. It goes without saying that it can be used for various electro-optical devices such as luminescence display devices, CCDs, optical communication elements, and other devices.
<1>まず、図6(a)に示すように、カバーガラス13を、接着剤を介して、レンチキュラレンズ用凹部付き基板2の凹部3が形成された面に接合する。
この接着剤が硬化する(固化する)ことにより、樹脂層(接着剤層)14が形成される。また、これにより、樹脂層14に、凹部3に充填された樹脂で構成され、凸レンズとして機能するレンチキュラレンズ8が形成される。
なお、この接着剤には、基板5の屈折率よりも高い屈折率(例えばn=1.60程度)の光学接着剤等が好適に用いられる。
<1> First, as shown in FIG. 6A, the cover glass 13 is bonded to the surface on which the concave portion 3 of the substrate with concave portions 2 for lenticular lenses is formed via an adhesive.
When this adhesive is cured (solidified), a resin layer (adhesive layer) 14 is formed. Thereby, the lenticular lens 8 made of the resin filled in the recess 3 and functioning as a convex lens is formed in the resin layer 14.
As this adhesive, an optical adhesive having a refractive index higher than the refractive index of the substrate 5 (for example, n = 1.60) is preferably used.
<2>次に、図6(b)に示すように、カバーガラス13の厚さを薄くする。
これは、カバーガラス13に、例えば、研削、研磨、エッチング等の処理を施すことにより行うことができる。
カバーガラス13の厚さは、特に限定されないが、必要な光学特性を備えたレンチキュラレンズ基板1を得る観点から、10〜1000μm程度が好ましく、20〜150μm程度がより好ましい。
なお、積層したカバーガラス13が、以降の工程を行うのに最適な厚さの場合には、本工程は行わなくてもよい。
<2> Next, as shown in FIG. 6B, the cover glass 13 is made thinner.
This can be performed by subjecting the cover glass 13 to a process such as grinding, polishing, and etching.
Although the thickness of the cover glass 13 is not specifically limited, About 10-1000 micrometers is preferable from a viewpoint of obtaining the lenticular lens board | substrate 1 provided with the required optical characteristic, and about 20-150 micrometers is more preferable.
In addition, this process does not need to be performed when the laminated cover glass 13 is the optimal thickness for performing the subsequent processes.
これにより、図7に示すような、多数のレンチキュラレンズ8を有するレンチキュラレンズ基板1が得られる。
なお、前記レンチキュラレンズ基板の製造方法の説明においては、レンチキュラレンズ用凹部付き基板2の凹部3に樹脂を充填してカバーガラス13で挟み込み、該樹脂でレンチキュラレンズ8を構成した場合を例に挙げて説明したが、レンチキュラレンズ用凹部付き基板2を型として用いた2P法(フォトポリマゼーション)によってレンチキュラレンズ基板を製造することもできる。
Thereby, the lenticular lens substrate 1 having a large number of lenticular lenses 8 as shown in FIG. 7 is obtained.
In the description of the manufacturing method of the lenticular lens substrate, a case where the lenticular lens 8 is configured by filling the resin into the recess 3 of the substrate 2 with the lenticular lens recess and sandwiching the resin with the cover glass 13 is taken as an example. As described above, a lenticular lens substrate can also be manufactured by the 2P method (photopolymerization) using the substrate 2 with concave portions for lenticular lenses as a mold.
以下、2P法によるレンチキュラレンズ基板の製造方法を、図8〜図10を参照しながら説明する。
まず、図8(a)に示すように、本発明によって製造された、レンチキュラレンズ用の凹部3が形成されたレンチキュラレンズ用凹部付き基板2を用意する。本方法では、この凹部3が形成されたレンチキュラレンズ用凹部付き基板2を型として用いる。これら凹部3に樹脂が充填されることにより、レンチキュラレンズ8が形成される。なお、凹部3の内面には、例えば離型剤等が塗布されていてもよい。そして、このレンチキュラレンズ用凹部付き基板2を、例えば凹部3が鉛直上方に開放するように設置する。
Hereinafter, a method for manufacturing a lenticular lens substrate by the 2P method will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 8A, a lenticular lens-provided substrate 2 having a lenticular lens recess 3 formed according to the present invention is prepared. In this method, the substrate 2 with concave portions for lenticular lenses in which the concave portions 3 are formed is used as a mold. The lenticular lens 8 is formed by filling the recesses 3 with resin. Note that a release agent or the like may be applied to the inner surface of the recess 3, for example. Then, the substrate 2 with concave portions for lenticular lenses is installed so that the concave portions 3 open vertically upward, for example.
<C1>次に、凹部3が形成されたレンチキュラレンズ用凹部付き基板2上に、樹脂層141(レンチキュラレンズ8)を構成することとなる未硬化の樹脂を供給する。
<C2>次に、かかる樹脂に透明基板53を接合し、押圧・密着させる。
<C3>次に、前記樹脂を硬化させる。この硬化方法は、樹脂の種類によって適宜選択され、例えば、紫外線照射、加熱、電子線照射等が挙げられる。
これにより、図8(b)に示すように、樹脂層141が形成され、また、凹部3内に充填された樹脂により、レンチキュラレンズ8が形成される。
<C1> Next, an uncured resin that will form the resin layer 141 (lenticular lens 8) is supplied onto the substrate 2 with concave portions for lenticular lenses in which the concave portions 3 are formed.
<C2> Next, the transparent substrate 53 is bonded to the resin and pressed and adhered.
<C3> Next, the resin is cured. This curing method is appropriately selected depending on the type of resin, and examples thereof include ultraviolet irradiation, heating, and electron beam irradiation.
Thereby, as shown in FIG. 8B, the resin layer 141 is formed, and the lenticular lens 8 is formed of the resin filled in the recess 3.
<C4>次に、図8(c)に示すように、型であるレンチキュラレンズ用凹部付き基板2をレンチキュラレンズ8から取り外す。
<C5>次に、図9(d)に示すように、例えばレンチキュラレンズ8が鉛直上方に向くように透明基板53を設置した後、樹脂層142を構成することとなる未硬化の樹脂を、レンチキュラレンズ8上に供給する。この供給方法としては、例えば、スピンコート等の塗布法、平板の型等を使った2P法等が挙げられる。
<C4> Next, as shown in FIG. 8 (c), the substrate 2 with a concave portion for a lenticular lens, which is a mold, is removed from the lenticular lens 8.
<C5> Next, as shown in FIG. 9 (d), for example, after setting the transparent substrate 53 so that the lenticular lens 8 faces vertically upward, an uncured resin that will form the resin layer 142 is obtained. The lenticular lens 8 is supplied. Examples of the supply method include a coating method such as spin coating, and a 2P method using a flat plate mold.
<C6>次に、図10(e)に示すように、基板(ガラス層)54をかかる樹脂に接合し、押圧・密着させた後、かかる樹脂を硬化させ、樹脂層142を形成する。基板54の構成材料としては、例えば、前述した基板5と同様の構成材料等が挙げられる。
<C7>その後、必要に応じ、基板54の厚さを研削、研磨等により調整してもよい。
これにより、図12に示すようなレンチキュラレンズ基板1が得られる。
<C6> Next, as shown in FIG. 10E, a substrate (glass layer) 54 is bonded to the resin and pressed and adhered, and then the resin is cured to form a resin layer 142. Examples of the constituent material of the substrate 54 include the same constituent materials as those of the substrate 5 described above.
<C7> Thereafter, the thickness of the substrate 54 may be adjusted by grinding, polishing, or the like, if necessary.
Thereby, the lenticular lens substrate 1 as shown in FIG. 12 is obtained.
また、上述した説明では、1枚のレンチキュラレンズ用凹部付き基板を用いて構成された平凸レンズ(平凸型レンチキュラレンズ)を備えたレンチキュラレンズ基板を用いているが、本発明のレンチキュラレンズ基板は、これに限定されるものではない。
例えば、2枚のレンチキュラレンズ用凹部付き基板を用いて両凸レンズを備えたレンチキュラレンズ基板を構成することもできる。この場合、2枚のレンチキュラレンズ用凹部付き基板は、いずれも、規則的なパターンのレンチキュラレンズ用凹部を有するものであるのが好ましい。これにより、2枚のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の位置合わせを容易に行うことができる。
In the above description, a lenticular lens substrate including a plano-convex lens (plano-convex lenticular lens) configured using a single lenticular lens concave substrate is used, but the lenticular lens substrate of the present invention is However, the present invention is not limited to this.
For example, a lenticular lens substrate having a biconvex lens can be configured using two lenticular lens concave substrates. In this case, it is preferable that the two substrates with concave portions for lenticular lenses each have a regular pattern of concave portions for lenticular lenses. Thereby, alignment of the two board | substrates with a recessed part for lenticular lenses can be performed easily.
以下に、規則的なパターンでレンチキュラレンズ用凹部が形成された2枚のレンチキュラレンズ用凹部付き基板を用いて構成された両凸レンズ(両凸型レンチキュラレンズ)を備えたレンチキュラレンズ基板について説明する。
図11は、このレンチキュラレンズ基板の実施形態を示す模式的な縦断面図である。
同図に示すように、このレンチキュラレンズ基板1は、本発明によって製造された、第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板(第1の基板)21と、第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板(第2の基板)22と、樹脂層14と、レンチキュラレンズ8と、スペーサー9とを有している。
Hereinafter, a lenticular lens substrate including a biconvex lens (biconvex lenticular lens) configured using two lenticular lens concave substrates in which lenticular lens concave portions are formed in a regular pattern will be described.
FIG. 11 is a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of this lenticular lens substrate.
As shown in the figure, this lenticular lens substrate 1 includes a first lenticular lens concave substrate (first substrate) 21 and a second lenticular lens concave substrate (first substrate) manufactured according to the present invention. 2 substrate) 22, resin layer 14, lenticular lens 8, and spacer 9.
第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板21は、第1の基板(第1の透明基板)55上に凹曲面(レンズ曲面)を有する複数(多数)の第1の凹部(レンチキュラレンズ用凹部)36と第1のアライメントマーク42とが形成された構成となっている。
第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22は、第2の基板(第2の透明基板)56上に凹曲面(レンズ曲面)を有する複数(多数)の第2の凹部(レンチキュラレンズ用凹部)37と第2のアライメントマーク43とが形成された構成となっている。
The first lenticular lens-provided substrate 21 includes a plurality (a large number) of first concave portions (lenticular lens concave portions) 36 having concave curved surfaces (curved lens surfaces) on a first substrate (first transparent substrate) 55. And the first alignment mark 42 are formed.
The second lenticular lens concave substrate 22 has a plurality of (many) second concave portions (lenticular lens concave portions) 37 having concave curved surfaces (lens curved surfaces) on a second substrate (second transparent substrate) 56. And the second alignment mark 43 are formed.
そして、このレンチキュラレンズ基板1は、第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板21と第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22とが、第1の凹部36と第2の凹部37とが対向するように、樹脂層(接着剤層)14を介して接合された構成となっている。また、このレンチキュラレンズ基板1では、第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板21と第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22との間に、第1の凹部36と第2の凹部37との間に充填された樹脂で、両凸レンズよりなるレンチキュラレンズ8が構成されている。   In this lenticular lens substrate 1, the first concave portion 36 and the second concave portion 37 face each other so that the first lenticular lens concave substrate 21 and the second lenticular lens concave substrate 22 face each other. The resin layer (adhesive layer) 14 is joined. In the lenticular lens substrate 1, the first lenticular lens concave substrate 21 and the second lenticular lens concave substrate 22 are disposed between the first concave portion 36 and the second concave portion 37. A lenticular lens 8 made of a biconvex lens is formed of the filled resin.
このレンチキュラレンズ基板1は、2つの領域、有効レンズ領域99と非有効レンズ領域100とを有している。有効レンズ領域99とは、第1の凹部36および第2の凹部37内に充填される樹脂により形成されるレンチキュラレンズ8が、使用時にレンチキュラレンズとして有効に用いられる領域をいう。一方、非有効レンズ領域100とは、有効レンズ領域99以外の領域をいう。   The lenticular lens substrate 1 has two areas, an effective lens area 99 and an ineffective lens area 100. The effective lens region 99 refers to a region where the lenticular lens 8 formed of resin filled in the first recess 36 and the second recess 37 is effectively used as a lenticular lens. On the other hand, the ineffective lens region 100 is a region other than the effective lens region 99.
このようなレンチキュラレンズ基板1は、例えば、第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板21側から光Lを入射させ、第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22側から光Lを出射させて、使用される。
そして、このようなレンチキュラレンズ基板1は、例えば以下のようにして製造することができる。以下、図12および図13を参照しつつ、レンチキュラレンズ基板の製造方法を説明する。
Such a lenticular lens substrate 1 is used, for example, by allowing light L to be incident from the first lenticular lens concave substrate 21 side and emitting light L from the second lenticular lens concave substrate 22 side. The
And such a lenticular lens board | substrate 1 can be manufactured as follows, for example. Hereinafter, a method for manufacturing a lenticular lens substrate will be described with reference to FIGS.
レンチキュラレンズ基板を製造する際には、本発明によって製造された、第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板21および第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22を、まず用意する。
この場合、第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板21の第1の凹部36の形状(例えば曲率半径等)と、第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22の第2の凹部37の形状とを異なるものとしてもよい。
When manufacturing a lenticular lens substrate, first, the first substrate 21 with concave portions for lenticular lenses and the second substrate 22 with concave portions for lenticular lenses manufactured according to the present invention are prepared.
In this case, the shape (for example, the radius of curvature) of the first concave portion 36 of the first substrate 21 with concave portions for lenticular lenses is different from the shape of the second concave portion 37 of the second substrate 22 with concave portions for lenticular lenses. It may be a thing.
<D1>まず、図12に示すように、第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板21の第1の凹部36が形成された面に、少なくとも有効レンズ領域99を覆うように、所定の屈折率(特に第1の基板55および第2の基板56の屈折率より高い屈折率)を有する未硬化の樹脂143を供給し、第1の凹部36内に樹脂143を充填する。また、この際、第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板21上にスペーサー9を含む未硬化の樹脂144を供給する。かかる樹脂144は、例えばスペーサー9を設置する部位に供給する。   <D1> First, as shown in FIG. 12, a predetermined refractive index (1) is formed so as to cover at least the effective lens region 99 on the surface where the first concave portion 36 of the first lenticular lens concave substrate 21 is formed. In particular, an uncured resin 143 having a refractive index higher than that of the first substrate 55 and the second substrate 56 is supplied, and the first recess 36 is filled with the resin 143. At this time, the uncured resin 144 including the spacers 9 is supplied onto the first substrate 21 having concave portions for lenticular lenses. The resin 144 is supplied to a portion where the spacer 9 is installed, for example.
樹脂143と樹脂144とは、同種類の材料で構成するのが好ましい。これにより、製造されるレンチキュラレンズ基板で、樹脂143と樹脂144との熱膨張係数が相違することにより、そり、たわみ等が生じることが好適に防止される。
樹脂143を第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板21上に供給する際、スペーサー9が樹脂144中に分散していると、スペーサー9を均一に配設することが容易となる。これにより、形成される樹脂層14の厚みムラが好適に抑制される。
The resin 143 and the resin 144 are preferably composed of the same type of material. Thereby, in the manufactured lenticular lens substrate, the resin 143 and the resin 144 having different thermal expansion coefficients are preferably prevented from being warped or bent.
When the resin 143 is supplied onto the first substrate 21 having concave portions for lenticular lenses, if the spacers 9 are dispersed in the resin 144, the spacers 9 can be easily disposed uniformly. Thereby, the thickness nonuniformity of the resin layer 14 formed is suppressed suitably.
<D2>次に、図13に示すように、樹脂143および樹脂144上に第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板(相手体)22を設置する(第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22を樹脂に密着させる)。
このとき、第1の凹部36と第2の凹部37とが対向するように、第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22を、樹脂上に設置する。また、このとき、第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22がスペーサー9に当接するように、第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22を樹脂上に設置する。これにより、第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板21および第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22の互いに対向する端面間の距離は、スペーサー9で規定される。したがって、レンチキュラレンズ8のコバ厚および最大厚さが、高い精度で規定される。
<D2> Next, as shown in FIG. 13, a second substrate (concave body) 22 with concave portions for lenticular lenses is placed on resin 143 and resin 144 (the second substrate 22 with concave portions for lenticular lenses is made of resin). In close contact).
At this time, the second lenticular lens-equipped substrate 22 is placed on the resin so that the first concave portion 36 and the second concave portion 37 face each other. At this time, the second lenticular lens concave substrate 22 is placed on the resin so that the second lenticular lens concave substrate 22 contacts the spacer 9. Thus, the distance between the opposing end surfaces of the first lenticular lens concave substrate 21 and the second lenticular lens concave substrate 22 is defined by the spacer 9. Therefore, the edge thickness and the maximum thickness of the lenticular lens 8 are defined with high accuracy.
<D3>次に、第1のアライメントマーク42と第2のアライメントマーク43とを用いて、第1の凹部36と第2の凹部37との位置合わせを行う。これにより、第2の凹部37を第1の凹部36に対応した位置に正確に位置させることができるようになる。このため、形成されるレンチキュラレンズ8の形状、光学特性が、より設計値に近いものとなる。   <D3> Next, the first recess 36 and the second recess 37 are aligned using the first alignment mark 42 and the second alignment mark 43. As a result, the second recess 37 can be accurately positioned at a position corresponding to the first recess 36. For this reason, the shape and optical characteristics of the formed lenticular lens 8 become closer to the design values.
<D4>次に、樹脂143および樹脂144を硬化させて樹脂層14を形成する。
これにより、第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22が樹脂層14を介して第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板21に接合される。また、樹脂層14を構成する樹脂のうち、第1の凹部36と第2の凹部37との間に充填された樹脂により、レンチキュラレンズ8が形成される。なお、樹脂の硬化は、例えば、樹脂に紫外線、電子線を照射すること、樹脂を加熱すること等により行うことができる。
<D5>その後、必要に応じて、図13に示すように、研削、研磨等を行い、第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板22の厚さを調整してもよい。
これにより、図11に示すような両凸レンズを備えたレンチキュラレンズ基板1を得ることができる。
<D4> Next, the resin layer 143 is formed by curing the resin 143 and the resin 144.
As a result, the second lenticular lens concave substrate 22 is bonded to the first lenticular lens concave substrate 21 via the resin layer 14. In addition, the lenticular lens 8 is formed by a resin filled between the first recess 36 and the second recess 37 among the resins constituting the resin layer 14. The resin can be cured, for example, by irradiating the resin with ultraviolet rays or electron beams, heating the resin, or the like.
<D5> Thereafter, as shown in FIG. 13, the thickness of the second substrate 22 with concave portions for lenticular lenses may be adjusted by performing grinding, polishing, or the like, as necessary.
Thereby, a lenticular lens substrate 1 having a biconvex lens as shown in FIG. 11 can be obtained.
次に、図7に示したレンチキュラレンズ基板1を備えた透過型スクリーンについて、図14、図15を参照しながら説明する。図14は、本発明の透過型スクリーンの光学系を模式的に示す縦断面図、図15は、図14に示す透過型スクリーンの分解斜視図である。なお、図14中においては、レンチキュラレンズ基板1を簡略化して示した。すなわち、図14中においては、レンチキュラレンズ基板1として、樹脂層14のみを示し、レンチキュラレンズ用凹部付き基板2やカバーガラス13等は省略して示した。   Next, a transmission screen provided with the lenticular lens substrate 1 shown in FIG. 7 will be described with reference to FIGS. 14 is a longitudinal sectional view schematically showing an optical system of the transmission screen of the present invention, and FIG. 15 is an exploded perspective view of the transmission screen shown in FIG. In FIG. 14, the lenticular lens substrate 1 is shown in a simplified manner. That is, in FIG. 14, only the resin layer 14 is shown as the lenticular lens substrate 1, and the lenticular lens concave substrate 2, the cover glass 13, and the like are omitted.
この透過型スクリーン200は、出射面側表面にフレネルレンズが形成されたフレネルレンズ部210と、フレネルレンズ部210の出射面側に配置され入射面側表面に多数のレンチキュラレンズ8が形成されたレンチキュラレンズ基板1と、フレネルレンズ部210とレンチキュラレンズ基板1との間に配置された光拡散部230とを備えている。
このように、透過型スクリーン200は、レンチキュラレンズ基板1を有している。上述した本発明の方法によると、容易に大型のレンチキュラレンズ基板1を製造することができるため、貼り合わせの繋ぎ目のない、高品質の大型スクリーンを製造することができる。
The transmissive screen 200 includes a Fresnel lens portion 210 having a Fresnel lens formed on the exit surface side surface, and a lenticular lens having a large number of lenticular lenses 8 disposed on the exit surface side of the Fresnel lens portion 210. A lens substrate 1 and a light diffusion unit 230 disposed between the Fresnel lens unit 210 and the lenticular lens substrate 1 are provided.
Thus, the transmission screen 200 has the lenticular lens substrate 1. According to the above-described method of the present invention, the large-sized lenticular lens substrate 1 can be easily manufactured. Therefore, a high-quality large-sized screen without a joint seam can be manufactured.
また、本実施形態のように、フレネルレンズ部210とレンチキュラレンズ基板1との間に光拡散部230が配置されることにより、透過型スクリーン200の回折光やモアレの発生を、より効果的に防止・抑制することができる。すなわち、図14に示すように、レンチキュラレンズ基板1の入射面側に光拡散部230を配置することにより、各レンチキュラレンズに入射される光(強度、角度、位相等)の規則性が低下し、レンチキュラレンズ基板1における回折光の発生が、より効果的に防止・抑制される。   Further, as in the present embodiment, the light diffusing unit 230 is disposed between the Fresnel lens unit 210 and the lenticular lens substrate 1, so that the generation of diffracted light and moire of the transmission screen 200 can be more effectively performed. It can be prevented / suppressed. That is, as shown in FIG. 14, by arranging the light diffusion portion 230 on the incident surface side of the lenticular lens substrate 1, the regularity of light (intensity, angle, phase, etc.) incident on each lenticular lens is lowered. The generation of diffracted light in the lenticular lens substrate 1 is more effectively prevented / suppressed.
また、図示のように、フレネルレンズ部210とレンチキュラレンズ基板1との間に光拡散部230を配置することにより、フレネルレンズを通過した光はいったん光拡散部230で拡散された後にレンチキュラレンズ基板1に入射されるようになる。その結果、規則的な干渉パターンの発生が防止・抑制され、フレネルレンズ部210とレンチキュラレンズ基板1におけるモアレの発生が防止・抑制される。   Further, as shown in the drawing, the light diffusing unit 230 is disposed between the Fresnel lens unit 210 and the lenticular lens substrate 1 so that the light that has passed through the Fresnel lens is once diffused by the light diffusing unit 230 and then the lenticular lens substrate. 1 is incident. As a result, the occurrence of regular interference patterns is prevented / suppressed, and the occurrence of moire in the Fresnel lens portion 210 and the lenticular lens substrate 1 is prevented / suppressed.
また、本実施形態の透過型スクリーン200においては、光拡散部230は、一方の表面が粗面化された(略表面で光拡散する)いわゆる表面光拡散方式の樹脂シートである。このため、光拡散機能は樹脂シート表面で発揮されるため、樹脂シートを薄くしても光拡散機能の低下が防止される。このため、フレネルレンズ部210とレンチキュラレンズ基板1との間隔を短くすることができ、内部拡散によるゴーストの発生、コントラスト低下および透過率の低下を防止・抑制することができる。樹脂シートは、例えば、ブラスト処理等により粗面化された型を使用して、キャスト法や押し出し成形法により樹脂シートへの転写を行う方法により製造することができる。このような方法で製造することにより、回折光やモアレの発生が十分に防止された光拡散部を、比較的簡単な方法で製造することができる。   In the transmissive screen 200 of the present embodiment, the light diffusing unit 230 is a so-called surface light diffusion type resin sheet in which one surface is roughened (light diffuses on a substantially surface). For this reason, since a light-diffusion function is exhibited on the resin sheet surface, even if it makes a resin sheet thin, the fall of a light-diffusion function is prevented. For this reason, the space | interval of the Fresnel lens part 210 and the lenticular lens board | substrate 1 can be shortened, and generation | occurrence | production of the ghost by internal diffusion, a contrast fall, and the fall of the transmittance | permeability can be prevented and suppressed. The resin sheet can be produced by, for example, using a mold roughened by blasting or the like and transferring the resin sheet to the resin sheet by a casting method or an extrusion molding method. By manufacturing by such a method, the light-diffusion part in which generation | occurrence | production of the diffracted light and the moire was fully prevented can be manufactured by a comparatively simple method.
光拡散部230のヘイズ値(HAZE値:拡散透過率をPd、全透過率をPaとしたとき、(Pd/Pa)×100で表される値)は、5〜95%であるのが好ましく、20〜93%であるのがより好ましく、50〜75%であるのがさらに好ましい。光拡散部230のヘイズ値が前記範囲内の値であると、各レンチキュラレンズ8に入射される光(強度、角度、位相等)の規則性を十分に低下させて、回折光やモアレの発生を十分に抑制しつつ、スクリーンに投影される画像において、にごりやボケの発生を十分に防止・抑制することができる。   The haze value of the light diffusing unit 230 (HAZE value: when the diffuse transmittance is Pd and the total transmittance is Pa, the value represented by (Pd / Pa) × 100) is preferably 5 to 95%. It is more preferably 20 to 93%, and further preferably 50 to 75%. When the haze value of the light diffusing unit 230 is a value within the above range, the regularity of light (intensity, angle, phase, etc.) incident on each lenticular lens 8 is sufficiently lowered, and diffracted light and moiré are generated. In the image projected on the screen, it is possible to sufficiently prevent or suppress the generation of fog and blur.
また、光拡散部230の光沢度は、5〜40%であるのが好ましく、10〜35%であるのがより好ましく、15〜30%であるのがさらに好ましい。光拡散部230の光沢度が前記範囲内の値であると、それぞれのレンズが一定の間隔で規則的に配置されたフレネルレンズ部210とレンチキュラレンズ基板1とを重ね合わせることで生じる規則的な干渉パターンの発生を十分に抑制して、回折光やモアレの発生をより効果的に防止・抑制しつつ、スクリーンに投影される画像におけるざらつき感やボケの発生を十分に防止・抑制することができる。なお、光拡散部230の光沢度は、入射角60°としたとき、入射光量に対する反射光量の割合(%)で表される値である。   Further, the glossiness of the light diffusion portion 230 is preferably 5 to 40%, more preferably 10 to 35%, and further preferably 15 to 30%. When the glossiness of the light diffusing unit 230 is a value within the above range, the regularity generated by superposing the Fresnel lens unit 210 and the lenticular lens substrate 1 in which the respective lenses are regularly arranged at regular intervals. It is possible to sufficiently prevent the generation of roughness and blur in the image projected on the screen while effectively suppressing the generation of interference patterns and more effectively preventing and suppressing the generation of diffracted light and moire. it can. The glossiness of the light diffusing unit 230 is a value represented by the ratio (%) of the reflected light amount to the incident light amount when the incident angle is 60 °.
また、光拡散部230を構成する樹脂シートの表面は、略錐状体の凹凸形状を有しているのが好ましい。これにより、回折光やモアレの発生をより効果的に防止・抑制することができる。また、光拡散部230を構成する樹脂シートの表面が略錐状体の凹凸形状を有するものである場合、この略錐状体の高低差は5〜200μmであるのが好ましい。これにより、回折光やモアレの発生をさらに効果的に防止・抑制することができる。
なお、本発明の透過型スクリーンは、上述した構成に限られない。例えば、レンチキュラレンズ基板1の出射面側に、ブラックストライプや光拡散板や他のレンチキュラレンズをさらに採用した透過型スクリーンとすることもできる。
Moreover, it is preferable that the surface of the resin sheet which comprises the light-diffusion part 230 has the substantially cone-shaped uneven | corrugated shape. Thereby, generation | occurrence | production of a diffracted light and a moire can be prevented and suppressed more effectively. Moreover, when the surface of the resin sheet which comprises the light-diffusion part 230 has a rough cone-shaped uneven | corrugated shape, it is preferable that the height difference of this substantially cone-shaped body is 5-200 micrometers. Thereby, generation | occurrence | production of a diffracted light and a moire can be prevented and suppressed more effectively.
The transmission screen of the present invention is not limited to the configuration described above. For example, a transmissive screen further adopting a black stripe, a light diffusion plate, or another lenticular lens on the exit surface side of the lenticular lens substrate 1 may be used.
以下、前記透過型スクリーンを用いたリア型プロジェクタについて説明する。
図16は、本発明のリア型プロジェクタの構成を模式的に示す図である。
同図に示すように、リア型プロジェクタ300は、投写光学ユニット310と、導光ミラー320と、透過型スクリーン330とが筐体340に配置された構成を有している。
そして、このリア型プロジェクタ300は、その透過型スクリーン330として、上述した透過型スクリーン200を用いている。このため、高品質で大型のリア型プロジェクタとなる。
A rear projector using the transmission screen will be described below.
FIG. 16 is a diagram schematically showing the configuration of the rear projector of the present invention.
As shown in the figure, the rear projector 300 has a configuration in which a projection optical unit 310, a light guide mirror 320, and a transmission screen 330 are arranged in a housing 340.
The rear projector 300 uses the transmissive screen 200 described above as the transmissive screen 330. This results in a high quality, large rear projector.
以上説明したように、本発明では、まず超短パルスレーザ光源からのレーザ光の照射によって、ガラス基板上に所定のパターンで変質領域を形成した後、マスクを施さずにエッチングを行うことによってガラス基板上に所望の凹部を形成することができる。このため、従来のようにマスクを施した後にエッチングによって凹部を形成する場合に比べて容易に凹部を備えたレンチキュラレンズ用凹部付き基板を製造することができる。その結果、レンチキュラレンズ用凹部付き基板、レンチキュラレンズ基板、透過型スクリーン、リア型プロジェクタ等の生産性が向上する。   As described above, in the present invention, first, after forming an altered region with a predetermined pattern on a glass substrate by irradiation with laser light from an ultrashort pulse laser light source, etching is performed without applying a mask. A desired recess can be formed on the substrate. For this reason, it is possible to manufacture a substrate with a concave portion for a lenticular lens having a concave portion more easily than in the case where the concave portion is formed by etching after applying a mask as in the prior art. As a result, productivity of a substrate with a concave portion for a lenticular lens, a lenticular lens substrate, a transmissive screen, a rear projector, and the like is improved.
また、特に前述した方法によれば、大型の基板に対する処理も容易に行うことができる。大型の基板を製造する場合に、従来のように複数の基板を貼り合わせる必要がなくなり、貼り合わせの継ぎ目をなくすことができる。これにより、高品質で大型のレンチキュラレンズ用凹部付き基板、レンチキュラレンズ基板、透過型スクリーン、リア型プロジェクタ等を簡便な方法で安価に製造することができる。   In particular, according to the method described above, it is possible to easily process a large substrate. In the case of manufacturing a large substrate, it is not necessary to bond a plurality of substrates as in the prior art, and the seam of bonding can be eliminated. This makes it possible to manufacture a high-quality large-sized substrate with a concave portion for a lenticular lens, a lenticular lens substrate, a transmissive screen, a rear projector, and the like at a low cost by a simple method.
以上、本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板、レンチキュラレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法では、必要に応じて、任意の目的の工程を追加することもできる。
As described above, the lenticular lens concave substrate, the lenticular lens substrate, the transmissive screen, and the rear projector according to the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited thereto.
For example, in the method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to the present invention, an optional process can be added as necessary.
また、前述した実施形態では、マスクを施さずにエッチングを行う方法について説明したが、マスクを施して、エッチングを行うものであってもよい。この場合、全体がエッチングされないため、基板の厚さを保持することができ、その結果、アスペクト比をより容易に大きいものとすることができる。
また、前述した実施形態では、超短パルスレーザ光源(集光点)をガラス基板の面方向に平行に移動させて変質領域を形成する方法について説明したが、これに限定されず、例えば、集光点をガラス基板の幅方向に動かしてもよい。
In the above-described embodiment, the method of performing etching without applying a mask has been described. However, the etching may be performed with a mask. In this case, since the whole is not etched, the thickness of the substrate can be maintained, and as a result, the aspect ratio can be increased more easily.
In the above-described embodiment, the method of forming the altered region by moving the ultrashort pulse laser light source (condensing point) parallel to the surface direction of the glass substrate has been described. However, the present invention is not limited to this. The light spot may be moved in the width direction of the glass substrate.
また、前述した実施形態では、超短パルスレーザ光源を移動させる場合について説明したが、ガラス基板のほうを移動させてもよいし、両方とも移動させてもよい。
また、前述した実施形態では、レンチキュラレンズ用凹部と同様の方法により、凹部としてのアライメントマークを形成する場合について説明したが、アライメントマークは、凸状に形成されたものであってもよい。
In the above-described embodiment, the case of moving the ultrashort pulse laser light source has been described. However, the glass substrate may be moved, or both may be moved.
In the embodiment described above, the case where the alignment mark as the concave portion is formed by the same method as the concave portion for the lenticular lens has been described. However, the alignment mark may be formed in a convex shape.
また、前述した実施形態では、レンチキュラレンズ基板として、レンチキュラレンズ用凹部付き基板と、透明な樹脂層と、カバーガラスとを有するものとして説明したが、例えば、レンチキュラレンズ用凹部付き基板および/またはカバーガラスはなくてもよい。
また、本発明の透過型スクリーン、リア型プロジェクタは、前述した実施形態のようなものに限定されず、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。例えば、本発明の透過型スクリーンは、レンチキュラレンズ基板1の出射面側に、ブラックストライプや光拡散板や他のレンズをさらに採用した透過型スクリーンであってもよい。また、前述した実施形態では、光拡散部として樹脂シートを設置した構成について説明したが、光拡散部は、例えば、レンチキュラレンズ用凹部付き基板の凹部が形成されている面とは反対側の面に粗面化処理等を施すことにより形成されたものであってもよい。すなわち、光拡散部は、レンチキュラレンズ用凹部付き基板(レンチキュラレンズ基板)と一体的に形成されたものであってもよい。
In the above-described embodiment, the lenticular lens substrate has been described as having a lenticular lens concave substrate, a transparent resin layer, and a cover glass. For example, the lenticular lens concave substrate and / or cover may be used. There is no need for glass.
Further, the transmissive screen and rear projector of the present invention are not limited to those described in the above-described embodiments, and each component constituting the transmissive screen and rear projector has an arbitrary configuration that can exhibit the same function. Can be substituted. For example, the transmissive screen of the present invention may be a transmissive screen that further employs a black stripe, a light diffusing plate, or another lens on the exit surface side of the lenticular lens substrate 1. In the above-described embodiment, the configuration in which the resin sheet is installed as the light diffusing portion has been described. However, the light diffusing portion is, for example, the surface opposite to the surface on which the concave portion of the substrate with concave portions for lenticular lenses is formed. It may be formed by subjecting to a roughening treatment or the like. That is, the light diffusion part may be formed integrally with a substrate with a lenticular lens recess (lenticular lens substrate).
また、本発明のスクリーン(透過型スクリーン)、リア型プロジェクタは、前述した実施形態のような光拡散部を有していないものであっても良い。すなわち、スクリーン、リア型プロジェクタが、本発明のレンチキュラレンズ基板を有するものである場合、前述したような光拡散部を有していなくても、干渉縞の発生等を十分効果的に防止することができる。   Further, the screen (transmission type screen) and the rear type projector of the present invention may not have the light diffusing unit as in the above-described embodiment. That is, when the screen and the rear projector have the lenticular lens substrate of the present invention, the occurrence of interference fringes and the like can be sufficiently effectively prevented even without the light diffusion portion as described above. Can do.
また、上述した説明では、本発明のレンチキュラレンズ基板を、透過型スクリーンおよび該透過型スクリーンを備えた投射型表示装置に用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明のレンチキュラレンズ基板を、例えば、CCD、光通信素子等の各種電気光学装置、液晶表示装置(液晶パネル)、有機または無機EL(Electro luminescence:エレクトロルミネッセンス)表示装置、その他の装置等に用いることができるのは言うまでもない。
また、表示装置もリアプロジェクション型の表示装置(リア型プロジェクタ)に限定されず、例えば、フロントプロジェクション型の表示装置に本発明のレンチキュラレンズ基板を用いることができる。
In the above description, the case where the lenticular lens substrate of the present invention is used in a transmissive screen and a projection display device including the transmissive screen is described as an example. However, the present invention is not limited to this. The lenticular lens substrate of the present invention is not limited to, for example, various electro-optical devices such as CCDs and optical communication elements, liquid crystal display devices (liquid crystal panels), organic or inorganic EL (Electro luminescence) display devices, and others. Needless to say, it can be used in the above-mentioned apparatus.
Further, the display device is not limited to a rear projection type display device (rear type projector), and for example, the lenticular lens substrate of the present invention can be used for a front projection type display device.
(実施例1)
以下のように、レンチキュラレンズ用凹部を備えたレンチキュラレンズ用凹部付き基板を製造し、このレンチキュラレンズ用凹部付き基板を用いてレンチキュラレンズ基板を製造した。
まず、基板として、1.2m×0.7m角、厚さ2mmの石英ガラス基板を用意した。
この石英ガラス基板を、30℃に加熱した洗浄液(フッ化水素10重量%+グリセリン15重量%の混合水溶液)に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。
(Example 1)
As described below, a substrate with concave portions for lenticular lenses provided with concave portions for lenticular lenses was manufactured, and a lenticular lens substrate was manufactured using the substrate with concave portions for lenticular lenses.
First, a quartz glass substrate having a size of 1.2 m × 0.7 m square and a thickness of 2 mm was prepared as a substrate.
The quartz glass substrate was cleaned by immersing it in a cleaning solution heated to 30 ° C. (mixed aqueous solution of 10% by weight of hydrogen fluoride + 15% by weight of glycerin) to clean the surface.
−1A− 次に、この石英ガラス基板の片面側に、フェムト秒レーザを用いて、石英ガラス基板の中央部113cm×65cmの範囲にレーザ光を照射した。このとき、フェムト秒レーザを、前記範囲の一方の端部からもう一方の端部まで、レーザ光を照射させつつ、直線的に移動させ、図1および図2に示すような変質領域を形成させた。
なお、フェムト秒レーザより照射されたレーザ光は、石英ガラス基板の、レーザ光を照射する側の面とは反対側の面の表面から、13μmの位置に焦点を合わせて、波長800nm、パルス幅100fs、パルスエネルギー100μJ、パルス繰り返し周波数1kHzの条件で照射した。フェムト秒レーザの移動は、5mm/sの速度で行った。また、フェムト秒レーザの照射位置の間隔は、5μmであった。
-1A- Next, a laser beam was irradiated on the one side of the quartz glass substrate in a range of 113 cm × 65 cm at the central portion of the quartz glass substrate using a femtosecond laser. At this time, the femtosecond laser is moved linearly while irradiating the laser beam from one end of the range to the other end to form an altered region as shown in FIGS. It was.
The laser light emitted from the femtosecond laser is focused on a position of 13 μm from the surface of the quartz glass substrate opposite to the surface irradiated with the laser light, with a wavelength of 800 nm and a pulse width. Irradiation was performed under the conditions of 100 fs, pulse energy 100 μJ, and pulse repetition frequency 1 kHz. The femtosecond laser was moved at a speed of 5 mm / s. The interval between the irradiation positions of the femtosecond laser was 5 μm.
さらに、上述のような操作を繰り返し行って、石英ガラス基板の上記範囲前面にわたって、規則的に配列した変質領域を形成した。なお、隣接する変質領域同士の間隔が、15μmとなるように、上記操作を繰り返し行った。
形成された変質領域の平均長さは13μm、変質領域の平均幅は1μmであった。また、なお、変質領域は、石英ガラス基板の、レーザ光を照射する側の面とは反対側の面の表面まで連続して形成された。
また、前記変質領域を形成する際に、上記と同様の条件にて、前記中央部以外の四隅に、図4に示すようなアライメントマークとなるように、アライメントマーク用変質領域を形成した。
Further, the above-described operation was repeatedly performed to form regularly arranged altered regions over the front surface of the quartz glass substrate. In addition, the said operation was repeatedly performed so that the space | interval of adjacent alteration regions may be set to 15 micrometers.
The average length of the altered region formed was 13 μm, and the average width of the altered region was 1 μm. Further, the altered region was continuously formed up to the surface of the quartz glass substrate opposite to the surface irradiated with the laser beam.
Further, when forming the altered region, the altered region for the alignment mark was formed at the four corners other than the central portion so as to be an alignment mark as shown in FIG. 4 under the same conditions as described above.
−2A− 次に、石英ガラス基板にウェットエッチングを施し、石英ガラス基板上に多数の凹部を形成した。
なお、ウェットエッチングは、20℃で、エッチング液としてフッ化水素5wt%水溶液を用い、浸漬時間は3時間とした。
これにより、石英ガラス基板上に、レンチキュラレンズ用の多数の凹部が規則的に配列したレンチキュラレンズ用凹部付き基板を得た。なお、形成されたレンチキュラレンズ用凹部の平均幅は15μm、曲率半径は、7.5μm、中心付近での深さは15μmであった。また、隣接するレンチキュラレンズ用凹部同士の間隔(凹部同士の中心間平均距離)は15μmであった。
-2A- Next, the quartz glass substrate was wet-etched to form a large number of recesses on the quartz glass substrate.
In the wet etching, a hydrogen fluoride 5 wt% aqueous solution was used as an etchant at 20 ° C., and the immersion time was 3 hours.
As a result, a substrate with concave portions for lenticular lenses in which a large number of concave portions for lenticular lenses were regularly arranged on a quartz glass substrate was obtained. The average width of the formed lenticular lens recess was 15 μm, the radius of curvature was 7.5 μm, and the depth near the center was 15 μm. Further, the interval between adjacent concave portions for lenticular lenses (average distance between the centers of the concave portions) was 15 μm.
−3A− 次に、レンチキュラレンズ用凹部付き基板を型として用い、PMMA(ポリメチルメタクリレート、屈折率1.49)樹脂をキャスティング成形により成型加工した。
これにより、レンチキュラレンズ用凹部付き基板の凹部に対応した凸部を有するレンチキュラレンズが、規則的に配列した1.2m×0.7mのレンチキュラレンズ基板を得た。形成されたマレンチキュラレンズの平均幅は、15μmであった。また、隣接するレンチキュラレンズ同士の間隔(レンチキュラレンズ同士の中心間平均距離)は、15μmであった。
-3A- Next, a PMMA (polymethyl methacrylate, refractive index 1.49) resin was molded by casting using a substrate with concave portions for lenticular lenses as a mold.
As a result, a 1.2 m × 0.7 m lenticular lens substrate in which lenticular lenses having convex portions corresponding to the concave portions of the substrate with concave portions for lenticular lenses was regularly arranged was obtained. The average width of the formed Marenticular lens was 15 μm. The interval between adjacent lenticular lenses (average distance between centers of lenticular lenses) was 15 μm.
(実施例2〜5)
フェムト秒レーザの照射条件を表1に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にレンチキュラレンズ用凹部付き基板、レンチキュラレンズ基板を製造した。
(比較例)
まず、基板として、厚さ1mmの石英ガラス基板を用意した。
この石英ガラス基板を、30℃に加熱した洗浄液(フッ化水素10重量%+グリセリン15重量%の混合水溶液)に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。
(Examples 2 to 5)
A substrate with a concave portion for a lenticular lens and a lenticular lens substrate were produced in the same manner as in Example 1 except that the irradiation conditions of the femtosecond laser were as shown in Table 1.
(Comparative example)
First, a quartz glass substrate having a thickness of 1 mm was prepared as a substrate.
The quartz glass substrate was cleaned by immersing it in a cleaning solution heated to 30 ° C. (mixed aqueous solution of 10% by weight of hydrogen fluoride + 15% by weight of glycerin) to clean the surface.
−1C− 次に、この石英ガラス基板を、600℃、80Paに設定したCVD炉内に入れ、SiHを300mL/分の速度で供給し、CVD法にて、厚さ0.6μmの多結晶シリコン膜(マスクおよび裏面保護層)を形成した。
−2C− 次に、形成した多結晶シリコン膜(マスク)上に、フォトレジストにより規則的なレンチキュラレンズのパターンを有するレジストを形成し、次いで、多結晶シリコン膜(マスク)に対してCFガスによるドライエッチングを行い、次いで、前記レジストを除去して、多結晶シリコン膜(マスク)に開口を形成した。
Next, this quartz glass substrate is put into a CVD furnace set at 600 ° C. and 80 Pa, SiH 4 is supplied at a rate of 300 mL / min, and a polycrystalline film having a thickness of 0.6 μm is formed by the CVD method. A silicon film (mask and back surface protective layer) was formed.
-2C- Next, a resist having a regular lenticular lens pattern is formed on the formed polycrystalline silicon film (mask) with a photoresist, and then the polycrystalline silicon film (mask) is formed with CF gas. Dry etching was performed, and then the resist was removed to form an opening in the polycrystalline silicon film (mask).
−3C− 次に、石英ガラス基板に第1のウェットエッチングを施し、石英ガラス基板上に多数の凹部を形成した。
なお、エッチング液には、フッ酸系のエッチング液を用いた。
−4C− 次に、CFガスによるドライエッチングを行い、多結晶シリコン膜(マスクおよび裏面保護層)を除去した。
これにより、石英ガラス基板上に、レンチキュラレンズ用の多数の凹部が規則的に形成されたウエハー状のレンチキュラレンズ用凹部付き基板を得た。なお、形成された凹部の平均幅は50μm、隣接する凹部同士の間隔(凹部同士の中心間平均距離)は50μmであった。
-3C- Next, first wet etching was performed on the quartz glass substrate to form a large number of recesses on the quartz glass substrate.
Note that a hydrofluoric acid-based etching solution was used as the etching solution.
-4C- Next, dry etching with CF gas was performed to remove the polycrystalline silicon film (mask and back surface protective layer).
As a result, a wafer-like substrate with concave portions for lenticular lenses in which a large number of concave portions for lenticular lenses were regularly formed on a quartz glass substrate was obtained. The average width of the formed recesses was 50 μm, and the interval between adjacent recesses (the average distance between the centers of the recesses) was 50 μm.
この後、上記−3A−の工程を行い、実施例1と同様にして、多数のレンチキュラレンズが規則的に形成されたレンチキュラレンズ基板を得た。形成されたレンチキュラレンズの平均幅は、50μmであった。また、隣接するレンチキュラレンズ同士の間隔(レンチキュラレンズ同士の中心間平均距離)は、50μmであった。
実施例1〜5と比較例における、凹部を形成する際の各条件、および形成された凹部の平均幅、凹部の曲率半径、凹部の深さ、隣接する凹部同士の間隔、レンチキュラレンズの平均幅、隣接するレンチキュラレンズ同士の間隔を表1に示す。
Thereafter, the step -3A- was performed, and a lenticular lens substrate on which a large number of lenticular lenses were regularly formed was obtained in the same manner as in Example 1. The average width of the formed lenticular lens was 50 μm. The interval between adjacent lenticular lenses (average distance between centers of lenticular lenses) was 50 μm.
In each of Examples 1 to 5 and Comparative Example, the conditions for forming the recesses, and the average width of the formed recesses, the radius of curvature of the recesses, the depth of the recesses, the interval between adjacent recesses, the average width of the lenticular lens Table 1 shows the distance between adjacent lenticular lenses.
(評価)
フェムト秒レーザによって基板上に変質領域を形成した実施例1〜5では、従来の方法に比べ、容易に、かつ安価にレンチキュラレンズ用凹部付き基板、レンチキュラレンズ基板を製造することができた。また、特に、実施例では、1.2m×0.7mといった大型の基板に対する処理も容易に行うことができた。一方、フォトリソグラフィ法によりマスクに開口部を形成した比較例では、1.2m×0.7mといった大型の基板に対する処理は困難であった。特に、フォトレジストの工程で、多数の不良品を生じ極めて歩留に劣っていた。
(Evaluation)
In Examples 1 to 5 in which the altered region was formed on the substrate by the femtosecond laser, it was possible to manufacture the lenticular lens concave substrate and the lenticular lens substrate easily and inexpensively as compared with the conventional method. In particular, in the example, the processing for a large substrate of 1.2 m × 0.7 m could be easily performed. On the other hand, in the comparative example in which the opening was formed in the mask by photolithography, it was difficult to process a large substrate of 1.2 m × 0.7 m. In particular, in the photoresist process, many defective products were produced and the yield was extremely poor.
また、凹部の平均幅を20μm、隣接する凹部同士の間隔を20μmとなるように、比較例と同様の方法でレンチキュラレンズ用凹部付き基板を作製しようと試みたが、開口を確実に形成することができず、凹部が形成されない部位が多数確認され、実用に耐えうるものではなかった。
そして、前記実施例1〜5で得られたレンチキュラレンズ基板を用いて、図14、図15に示すような透過型スクリーンを作製し、当該スクリーンを用いて図16に示すようなリア型プロジェクタを作製した。
In addition, an attempt was made to fabricate a substrate with concave portions for a lenticular lens in the same manner as in the comparative example so that the average width of the concave portions was 20 μm, and the interval between adjacent concave portions was 20 μm. In other words, a large number of sites where no concave portion was formed were confirmed, and this was not practical.
Then, using the lenticular lens substrates obtained in Examples 1 to 5, a transmissive screen as shown in FIGS. 14 and 15 is produced, and a rear projector as shown in FIG. 16 is produced using the screen. Produced.
得られたリア型プロジェクタのスクリーンにそれぞれ画像を投射させたところ、明るく、高品質の画像を表示することができた。
したがって、かかる透過型スクリーンを用いた投射型表示装置は、スクリーン上に明るく、高品質の画像を投射できることが容易に推察される。
When images were projected on the screens of the obtained rear projectors, bright and high-quality images could be displayed.
Therefore, it is easily guessed that a projection display device using such a transmission screen can project a bright and high-quality image on the screen.
本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing method of the board | substrate with a recessed part for lenticular lenses of this invention. 図1中のY−Y線における断面図である。It is sectional drawing in the YY line | wire in FIG. レンチキュラレンズ用凹部の形成過程を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the formation process of the recessed part for lenticular lenses. 本発明のレンチキュラレンズ用凹部付き基板を示す模式的な平面図である。It is a typical top view which shows the board | substrate with a recessed part for lenticular lenses of this invention. 第2実施形態における図1中のY−Y線での断面図である。It is sectional drawing in the YY line in FIG. 1 in 2nd Embodiment. 本発明のレンチキュラレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing method of the lenticular lens board | substrate of this invention. 本発明のレンチキュラレンズ基板を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the lenticular lens board | substrate of this invention. 本発明のレンチキュラレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing method of the lenticular lens board | substrate of this invention. 本発明のレンチキュラレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing method of the lenticular lens board | substrate of this invention. 本発明のレンチキュラレンズ基板を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the lenticular lens board | substrate of this invention. 本発明のレンチキュラレンズ基板を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the lenticular lens board | substrate of this invention. 本発明のレンチキュラレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing method of the lenticular lens board | substrate of this invention. 本発明のレンチキュラレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing method of the lenticular lens board | substrate of this invention. 本発明の透過型スクリーンの光学系を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the optical system of the transmission type screen of this invention. 図14に示す透過型スクリーンの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the transmission type screen shown in FIG. 本発明のリア型プロジェクタの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the rear type projector of this invention.
符号の説明Explanation of symbols
1……レンチキュラレンズ基板 2……レンチキュラレンズ用凹部付き基板 21……第1のレンチキュラレンズ用凹部付き基板 22……第2のレンチキュラレンズ用凹部付き基板 200……レンチキュラレンズ基板 3……凹部 4……アライメントマーク 41……角部 42……第1のアライメントマーク 43……第2のアライメントマーク 44……開口 5……ガラス基板 51……透明基板 52……ガラス基板 53……第1のガラス基板 54……第2のガラス基板 6……変質領域 61……孔部 7……超短パルスレーザ光源 8……レンチキュラレンズ 9……スペーサー 99……有効レンズ領域 100……非有効レンズ領域 111……開口 13……カバーガラス 14……樹脂層 141……樹脂層 141、142……樹脂層 143、144……樹脂 200……透過型スクリーン 210……フレネルレンズ部 230……光拡散部 300……リア型プロジェクタ 310……投写光学ユニット 320……導光ミラー 330……透過型スクリーン 340……筐体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lenticular lens board | substrate 2 ... Board | substrate with a recessed part for lenticular lenses 21 ...... 1st board | substrate with a recessed part for lenticular lenses 22 ...... 2nd board | substrate with a recessed part for lenticular lenses 200 ...... Lenticular lens substrate 3 ... Recessed part 4 …… Alignment mark 41 …… Corner 42 …… First alignment mark 43 …… Second alignment mark 44 …… Opening 5 …… Glass substrate 51 …… Transparent substrate 52 …… Glass substrate 53 …… First Glass substrate 54 ... Second glass substrate 6 ... Alteration area 61 ... Hole 7 ... Ultrashort pulse laser light source 8 ... Lenticular lens 9 ... Spacer 99 ... Effective lens area 100 ... Ineffective lens area 111 …… Open 13 …… Cover Glass 14 …… Resin Layer 141 …… Resin Layer 141, 142 …… Resin Layer 143, 1 44 …… Resin 200 …… Transmissible screen 210 …… Fresnel lens portion 230 …… Light diffusion portion 300 …… Rear projector 310 …… Projection optical unit 320 …… Light guide mirror 330 …… Transmissive screen 340 …… Housing body

Claims (19)

  1. 基板上に、レンチキュラレンズ用凹部を形成するレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法であって、
    前記基板に対し、前記基板の前記レンチキュラレンズ用凹部が形成される面とは反対の面側から、超短パルスレーザ光源よりレーザ光を照射して、前記基板に変質領域を形成する工程と、
    前記変質領域を有する前記基板にエッチングを施し、前記レンチキュラレンズ用凹部を形成する工程とを有することを特徴とするレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。
    A method of manufacturing a substrate with a lenticular lens recess for forming a lenticular lens recess on a substrate,
    Irradiating the substrate with laser light from an ultrashort pulse laser light source from the surface opposite to the surface on which the concave portion for the lenticular lens of the substrate is formed, and forming an altered region on the substrate;
    And a step of etching the substrate having the altered region to form the concave portion for the lenticular lens.
  2. 基板上に、レンチキュラレンズ用凹部を形成するレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法であって、
    前記基板に対し、前記基板の前記レンチキュラレンズ用凹部が形成される面とは反対の面側から、超短パルスレーザ光源よりレーザ光を照射して、前記基板に変質領域を形成する工程と、
    前記変質領域を有する前記基板にエッチングを施し、前記レンチキュラレンズ用凹部と、アライメントマークとを形成する工程とを有することを特徴とするレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。
    A method of manufacturing a substrate with a lenticular lens recess for forming a lenticular lens recess on a substrate,
    Irradiating the substrate with laser light from an ultrashort pulse laser light source from the surface opposite to the surface on which the concave portion for the lenticular lens of the substrate is formed, and forming an altered region on the substrate;
    A method of manufacturing a substrate with concave portions for lenticular lenses, comprising: etching the substrate having the altered region to form concave portions for lenticular lenses and alignment marks.
  3. 前記レーザ光のパルス幅は、10fs〜1psである請求項1または2に記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。   3. The method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to claim 1, wherein a pulse width of the laser light is 10 fs to 1 ps.
  4. 前記レーザ光のパルスエネルギーは、1μJ〜1mJである請求項1ないし3のいずれかに記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。   4. The method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to claim 1, wherein the pulse energy of the laser light is 1 μJ to 1 mJ. 5.
  5. 前記レーザ光のパルス繰り返し周波数は、10Hz〜100kHzである請求項1ないし4のいずれかに記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to any one of claims 1 to 4, wherein a pulse repetition frequency of the laser light is 10 Hz to 100 kHz.
  6. 前記超短パルスレーザ光源を、前記基板に対して相対的に移動させつつ、前記レーザ光を照射する請求項1ないし5のいずれかに記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。   6. The method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to claim 1, wherein the laser beam is irradiated while the ultrashort pulse laser light source is moved relative to the substrate.
  7. 前記超短パルスレーザ光源の、前記基板に対する光軸に垂直平面内における照射位置の間隔は、1〜100μmである請求項1ないし6のいずれかに記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to any one of claims 1 to 6, wherein an interval between irradiation positions in the plane perpendicular to the optical axis of the ultrashort pulse laser light source is 1 to 100 µm.
  8. 前記基板の厚さ方向での前記変質領域の長さは、1〜500μmである請求項1ないし7のいずれかに記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to any one of claims 1 to 7, wherein a length of the altered region in the thickness direction of the substrate is 1 to 500 µm.
  9. 前記変質領域の、前記基板の面方向での、前記超短パルスレーザ光源を移動させる方向と垂直な方向における幅は、0.5〜10μmである請求項6ないし8のいずれかに記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。   9. The lenticular according to claim 6, wherein a width of the denatured region in a direction perpendicular to a direction in which the ultrashort pulse laser light source is moved in a surface direction of the substrate is 0.5 to 10 μm. A method for manufacturing a substrate with concave portions for lenses.
  10. 前記エッチングは、ウェットエッチングにより行われるものである請求項1ないし9のいずれかに記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to any one of claims 1 to 9, wherein the etching is performed by wet etching.
  11. 前記レンチキュラレンズ用凹部の平面視したときの平均幅は、5〜500μmである請求項1ないし10のいずれかに記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。   The method for producing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to any one of claims 1 to 10, wherein an average width of the concave portion for the lenticular lens in a plan view is 5 to 500 µm.
  12. 前記レンチキュラレンズ用凹部の中心付近での深さは、5〜500μmである請求項1ないし11のいずれかに記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。   12. The method of manufacturing a substrate with a concave portion for a lenticular lens according to claim 1, wherein a depth in the vicinity of the center of the concave portion for the lenticular lens is 5 to 500 μm.
  13. 前記基板は、実質的に透明である請求項1ないし12のいずれかに記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate with concave portions for a lenticular lens according to claim 1, wherein the substrate is substantially transparent.
  14. 請求項1ないし13のいずれかに記載の凹部付き基板の製造方法により製造されたことを特徴とするレンチキュラレンズ用凹部付き基板。   A substrate with concave portions for a lenticular lens, which is manufactured by the method for manufacturing a substrate with concave portions according to any one of claims 1 to 13.
  15. 請求項14に記載のレンチキュラレンズ用凹部付き基板を用いて製造されたことを特徴とするレンチキュラレンズ基板。   A lenticular lens substrate manufactured using the substrate with concave portions for a lenticular lens according to claim 14.
  16. 請求項15に記載のレンチキュラレンズ基板を備えたことを特徴とする透過型スクリーン。   A transmissive screen comprising the lenticular lens substrate according to claim 15.
  17. 光の出射面側表面にフレネルレンズが形成されたフレネルレンズ部と、
    前記フレネルレンズ部の出射面側に配置された請求項15に記載のレンチキュラレンズ基板と、
    前記フレネルレンズ部と前記レンチキュラレンズ基板との間に配置された光拡散部とを備えたことを特徴とする透過型スクリーン。
    A Fresnel lens part in which a Fresnel lens is formed on the light emission surface side surface;
    The lenticular lens substrate according to claim 15, which is disposed on an emission surface side of the Fresnel lens unit,
    A transmissive screen, comprising: a light diffusing unit disposed between the Fresnel lens unit and the lenticular lens substrate.
  18. 請求項16または17に記載の透過型スクリーンを備えたことを特徴とするリア型プロジェクタ。   A rear projector comprising the transmissive screen according to claim 16.
  19. 投写光学ユニットと、導光ミラーと、請求項16または17に記載の透過型スクリーンとを備えたことを特徴とするリア型プロジェクタ。
    A rear projector comprising a projection optical unit, a light guide mirror, and the transmissive screen according to claim 16.
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