JP2006309019A - レンズ基板の製造方法、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 - Google Patents
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Abstract
【課題】光の利用効率に優れるとともに、コントラストに優れた画像が得られる透過型スクリーン、リア型プロジェクタを提供すること、また、前記透過型スクリーン、前記リア型プロジェクタに好適に適用することができるレンズ基板を提供すること、また、前記レンズ基板を効率良く製造することができる製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のレンズ基板の製造方法は、多数の凸レンズを有する基板本体の凸レンズが設けられた側とは反対側の面側に有色の遮光膜形成用材料を付与する遮光膜形成用材料付与工程と、基板本体の凸レンズが設けられた面側からレーザ光を照射し、凸レンズで集光されたレーザ光により、遮光膜形成用材料で構成された膜の一部を除去し、開口部を形成する開口部形成工程とを有することを特徴とする。
【選択図】図7
【解決手段】本発明のレンズ基板の製造方法は、多数の凸レンズを有する基板本体の凸レンズが設けられた側とは反対側の面側に有色の遮光膜形成用材料を付与する遮光膜形成用材料付与工程と、基板本体の凸レンズが設けられた面側からレーザ光を照射し、凸レンズで集光されたレーザ光により、遮光膜形成用材料で構成された膜の一部を除去し、開口部を形成する開口部形成工程とを有することを特徴とする。
【選択図】図7
Description
本発明は、レンズ基板の製造方法、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。
近年、リア型プロジェクタは、ホームシアター用モニター、大画面テレビ等に好適なディスプレイとして、需要が高まりつつある。
リア型プロジェクタに用いられる透過型スクリーンには、レンチキュラレンズ等のレンズ部を備えたレンズ基板(レンズシート)が一般的に用いられている。
リア型プロジェクタに用いられる透過型スクリーンにおいては、表示画像のコントラストを向上させる目的で、レンズ基板のレンズ部による集光部以外の部位に、遮光部を設けることがある。
リア型プロジェクタに用いられる透過型スクリーンには、レンチキュラレンズ等のレンズ部を備えたレンズ基板(レンズシート)が一般的に用いられている。
リア型プロジェクタに用いられる透過型スクリーンにおいては、表示画像のコントラストを向上させる目的で、レンズ基板のレンズ部による集光部以外の部位に、遮光部を設けることがある。
このような遮光部は、例えば、特許文献1に記載されているような方法により形成されていた。すなわち、遮光部は、例えば、レンズシートの平坦な表面に着色剤を含む感光性硬化型樹脂層からなる第1層を形成する工程と、第1の層上に、着色剤の含有量が第1層よりも少ない感光性硬化型樹脂層からなる第2層、および透光性基材を、この順に形成する工程と、レンズ部側から露光することにより、レンズ部による集光部にあたる箇所の少なくとも第1層をパターン状に硬化させる工程と、透光性基材側から全面露光することにより、透光性基材との界面近傍の第2層の全面を硬化させる工程と、レンズシートから、第2層およびレンズ部による集光部にあたる箇所がパターン状に硬化した第1層が重合接着した透光性基材を剥離することにより、レンズシートの平坦な表面では、レンズ部による集光部にあたる箇所の第1層を除去し、レンズ部による非集光部にあたる箇所には第1層を残し、着色剤を含む感光性硬化型樹脂層からなる遮光層を形成する工程とを有する方法により、形成されていた。
しかしながら、従来の方法では、遮光部を所定の部位に選択的に形成することが困難であった。より詳しく説明すると、上記の方法では、遮光性の材料で構成された層(第1層)の一部を、第2層に接着させた状態で、レンズシートから第2層を剥離することにより、第2層とともに第1層の一部(第2層に接着した部位)を除去し、第1層(遮光層)に透光部(開口部)を形成しているが、このような方法によると、第1層の硬化部位のみを選択的に除去するのが困難であり、硬化部位とともに未硬化部が除去されてしまいやすいという問題があった。また、硬化部位が十分に除去されず、透光部の形成されない部分、すなわち、ムラが生じる場合があり、さらには、このムラを解消するのが極めて難しいという問題点があった。また、第1層の未硬化の部位が軟化または流動性を有する状態である場合には、第1層の硬化部位を除去する際、または除去した後に、未硬化の材料が除去部に広がることがある。このような場合、遮光部が形成されたレンズシートにおける光の透過率が低下し、結果として、表示画像のコントラストが低下する。
本発明の目的は、光の利用効率に優れるとともに、コントラストに優れた画像が得られる透過型スクリーン、リア型プロジェクタを提供すること、また、前記透過型スクリーン、前記リア型プロジェクタに好適に適用することができるレンズ基板を提供すること、また、前記レンズ基板を効率良く製造することができる製造方法を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のレンズ基板の製造方法は、多数の凸レンズを有する基板本体の前記凸レンズが設けられた側とは反対側の面側に有色の遮光膜形成用材料を付与する遮光膜形成用材料付与工程と、
前記基板本体の前記凸レンズが設けられた面側からレーザ光を照射し、前記凸レンズで集光されたレーザ光により、前記遮光膜形成用材料で構成された膜の一部を除去し、開口部を形成する開口部形成工程とを有することを特徴とする。
これにより、光の利用効率に優れるとともに、コントラストに優れた画像が得られる透過型スクリーン、リア型プロジェクタの製造に好適に用いることができるレンズ基板の製造方法を提供することができる。
本発明のレンズ基板の製造方法は、多数の凸レンズを有する基板本体の前記凸レンズが設けられた側とは反対側の面側に有色の遮光膜形成用材料を付与する遮光膜形成用材料付与工程と、
前記基板本体の前記凸レンズが設けられた面側からレーザ光を照射し、前記凸レンズで集光されたレーザ光により、前記遮光膜形成用材料で構成された膜の一部を除去し、開口部を形成する開口部形成工程とを有することを特徴とする。
これにより、光の利用効率に優れるとともに、コントラストに優れた画像が得られる透過型スクリーン、リア型プロジェクタの製造に好適に用いることができるレンズ基板の製造方法を提供することができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記基板本体は、前記凸レンズに対応する形状の凹部を多数個有する凹部付き基板の凹部が形成されている側の面に流動性を有する樹脂材料を付与する工程と、前記樹脂材料を固化させる工程とを経て製造されたものであることが好ましい。
これにより、所望の形状の基板本体を容易に得ることができ、その結果、レンズ基板において、光の利用効率を特に優れたものとするとともに、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
これにより、所望の形状の基板本体を容易に得ることができ、その結果、レンズ基板において、光の利用効率を特に優れたものとするとともに、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記開口部形成工程は、前記凹部付き基板を前記基板本体から取り外した状態で行うことが好ましい。
これにより、凹部付き基板をレンズ基板の製造に、繰り返し好適に利用することができるとともに、得られるレンズ基板において、光の利用効率、コントラストを特に優れたものとすることができる。
これにより、凹部付き基板をレンズ基板の製造に、繰り返し好適に利用することができるとともに、得られるレンズ基板において、光の利用効率、コントラストを特に優れたものとすることができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記樹脂材料の固化は、前記樹脂材料を、平面部を有する部材により押圧した状態で行うことが好ましい。
これにより、所望の形状の基板本体を容易に得ることができ、その結果、レンズ基板において、光の利用効率を特に優れたものとするとともに、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
これにより、所望の形状の基板本体を容易に得ることができ、その結果、レンズ基板において、光の利用効率を特に優れたものとするとともに、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記凸レンズは、マイクロレンズで構成されたものであることが好ましい。
これにより、レンズ基板を、透過型スクリーン、リア型プロジェクタ等に適用した場合における、視野角特性を特に優れたものとする(上下および左右方向の視野角特性をいずれも特に優れたものとする)ことができる。
これにより、レンズ基板を、透過型スクリーン、リア型プロジェクタ等に適用した場合における、視野角特性を特に優れたものとする(上下および左右方向の視野角特性をいずれも特に優れたものとする)ことができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記マイクロレンズは、前記レンズ基板を平面視したときの縦幅が横幅よりも小さい扁平形状を有するものであることが好ましい。
これにより、光の干渉によるモアレの発生を効果的に防止することができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記凸レンズの焦点距離は、25〜250μmであることが好ましい。
これにより、所望の形状の開口部を有する遮光膜をより確実に形成することができる。
これにより、光の干渉によるモアレの発生を効果的に防止することができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記凸レンズの焦点距離は、25〜250μmであることが好ましい。
これにより、所望の形状の開口部を有する遮光膜をより確実に形成することができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記基板本体の厚さは、25〜250μmであることが好ましい。
これにより、所望の形状の開口部を有する遮光膜をより確実に形成することができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記基板本体の構成材料の絶対屈折率は、1.35〜2.00であることが好ましい。
これにより、所望の形状の開口部を有する遮光膜をより確実に形成することができる。また、レンズ基板を、透過型スクリーン、リア型プロジェクタ等に適用した場合における、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
これにより、所望の形状の開口部を有する遮光膜をより確実に形成することができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記基板本体の構成材料の絶対屈折率は、1.35〜2.00であることが好ましい。
これにより、所望の形状の開口部を有する遮光膜をより確実に形成することができる。また、レンズ基板を、透過型スクリーン、リア型プロジェクタ等に適用した場合における、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記膜の平均厚さは、0.5〜500μmであることが好ましい。
これにより、所望の形状の開口部を有する遮光膜をより確実に形成することができ、レンズ基板において、光の利用効率を特に優れたものとするとともに、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
これにより、所望の形状の開口部を有する遮光膜をより確実に形成することができ、レンズ基板において、光の利用効率を特に優れたものとするとともに、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記レーザ光のピーク波長は、200〜2000nmであることが好ましい。
これにより、所望の形状の開口部を有する遮光膜をより確実に形成することができ、レンズ基板において、光の利用効率を特に優れたものとするとともに、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
これにより、所望の形状の開口部を有する遮光膜をより確実に形成することができ、レンズ基板において、光の利用効率を特に優れたものとするとともに、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
本発明のレンズ基板は、本発明の方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、例えば、得られるレンズ基板を透過型スクリーン、リア型プロジェクタの構成部品(レンズ基板)として好適に用いることができる。
本発明の透過型スクリーンは、本発明のレンズ基板を備えたことを特徴とする。
これにより、光の利用効率に優れるとともに、コントラストに優れた画像が得られる透過型スクリーンを提供することができる。
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、光の利用効率に優れるとともに、コントラストに優れた画像が得られるリア型プロジェクタを提供することができる。
これにより、例えば、得られるレンズ基板を透過型スクリーン、リア型プロジェクタの構成部品(レンズ基板)として好適に用いることができる。
本発明の透過型スクリーンは、本発明のレンズ基板を備えたことを特徴とする。
これにより、光の利用効率に優れるとともに、コントラストに優れた画像が得られる透過型スクリーンを提供することができる。
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、光の利用効率に優れるとともに、コントラストに優れた画像が得られるリア型プロジェクタを提供することができる。
本発明によれば、光の利用効率に優れるとともに、コントラストに優れた画像が得られる透過型スクリーン、リア型プロジェクタを提供すること、また、前記透過型スクリーン、前記リア型プロジェクタに好適に適用することができるレンズ基板を提供すること、また、前記レンズ基板を効率良く製造することができる製造方法を提供することができる。
以下、本発明のレンズ基板の製造方法、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、添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
なお、本発明において、「基板」とは、実質的に可撓性を有さない、比較的肉厚の大きいものから、シート状のものや、フィルム状のもの等の含む概念のことを指す。
本発明のレンズ基板の用途は、特に限定されないが、本実施形態では、レンズ基板を、主に、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する部材として用いるものとして説明する。
なお、本発明において、「基板」とは、実質的に可撓性を有さない、比較的肉厚の大きいものから、シート状のものや、フィルム状のもの等の含む概念のことを指す。
本発明のレンズ基板の用途は、特に限定されないが、本実施形態では、レンズ基板を、主に、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する部材として用いるものとして説明する。
まず、本発明のレンズ基板の製造方法の説明に先立ち、本発明のレンズ基板および透過型スクリーンの構成について説明する。
図1は、本発明のレンズ基板の好適な実施形態を示す模式的な縦断面図、図2は、図1に示すレンズ基板の平面図、図3は、図1に示すレンズ基板を備えた、本発明の透過型スクリーンの好適な実施形態を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図1、図3中の左側を「(光の)入射側」、右側を「(光の)出射側」と言う。また、本発明においては、特に断りのない限り、「(光の)入射側」、「(光の)出射側」とは、それぞれ、画像光(映像光)を得るための光の「入射側」、「出射側」のことを指し、外光等の「入射側」、「出射側」のことを指すものではない。
図1は、本発明のレンズ基板の好適な実施形態を示す模式的な縦断面図、図2は、図1に示すレンズ基板の平面図、図3は、図1に示すレンズ基板を備えた、本発明の透過型スクリーンの好適な実施形態を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図1、図3中の左側を「(光の)入射側」、右側を「(光の)出射側」と言う。また、本発明においては、特に断りのない限り、「(光の)入射側」、「(光の)出射側」とは、それぞれ、画像光(映像光)を得るための光の「入射側」、「出射側」のことを指し、外光等の「入射側」、「出射側」のことを指すものではない。
マイクロレンズ基板(レンズ基板)1は、後述する透過型スクリーン10を構成する部材であり、図1に示すように、所定のパターンで配列された複数個のマイクロレンズ(凸レンズ)21を備えた基板本体2と、遮光性を有する材料で構成されたブラックマトリックス(遮光膜)3とを備えている。
基板本体2は、通常、透明性を有する材料で構成される。
基板本体2の構成材料は、特に限定されないが、主として樹脂材料で構成され、所定の屈折率を有する透明な材料で構成されている。
基板本体2は、通常、透明性を有する材料で構成される。
基板本体2の構成材料は、特に限定されないが、主として樹脂材料で構成され、所定の屈折率を有する透明な材料で構成されている。
基板本体2の具体的な構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド(例:ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6−12、ナイロン6−66)、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート(PC)、ポリ−(4−メチルペンテン−1)、アイオノマー、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンテレフタレート(PCT)等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル(液晶ポリマー)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば、ブレンド樹脂、ポリマーアロイ、積層体等として)用いることができる。
基板本体2を構成する樹脂材料(固化した状態の樹脂材料)は、一般に、各種気体(マイクロレンズ基板1が用いられる雰囲気)より大きな絶対屈折率を有するものであるが、絶対屈折率の具体的な値は、1.35〜2.00であるのが好ましく、1.40〜1.60であるのがより好ましく、1.45〜1.55であるのがさらに好ましい。樹脂材料の絶対屈折率が前記範囲内の値であると、光(入射光)の利用効率を特に優れたものとしつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
マイクロレンズ基板1は、光の入射する面側に凸面を有する凸レンズとしてのマイクロレンズ21を複数個備えている。
本発明において、レンズ基板を構成するレンズは、いかなるものであってもよいが、レンズ基板を構成するレンズがマイクロレンズであると、レンズ基板を、透過型スクリーン、リア型プロジェクタ等に適用した場合における、視野角特性を特に優れたものとする(上下および左右方向の視野角特性をいずれも特に優れたものとする)ことができる。
本発明において、レンズ基板を構成するレンズは、いかなるものであってもよいが、レンズ基板を構成するレンズがマイクロレンズであると、レンズ基板を、透過型スクリーン、リア型プロジェクタ等に適用した場合における、視野角特性を特に優れたものとする(上下および左右方向の視野角特性をいずれも特に優れたものとする)ことができる。
本実施形態において、マイクロレンズ21は、マイクロレンズ基板1を平面視した際の縦幅が横幅よりも小さい扁平形状(略楕円形、略俵形)を有している。マイクロレンズ21がこのような形状を有することにより、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止しつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。特に、水平方向および鉛直方向の視野角特性をともに優れたものとすることができる。
平面視したときのマイクロレンズ21の短軸方向(縦方向)の長さをL1[μm]、長軸方向(横方向)の長さをL2[μm]としたとき、0.10≦L1/L2≦0.99の関係を満足するのが好ましく、0.50≦L1/L2≦0.95の関係を満足するのがより好ましく、0.60≦L1/L2≦0.80の関係を満足するのがさらに好ましい。上記のような関係を満足することにより、上述したような効果がさらに顕著なものとなる。
平面視したときのマイクロレンズ21の短軸方向の長さは、10〜500μmであるのが好ましく、30〜300μmであるのがより好ましく、50〜100μmであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ21の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止しつつ、スクリーンに投影される画像において十分な解像度を得ることができるとともに、マイクロレンズ基板1(透過型スクリーン10)の生産性をさらに高めることができる。
また、平面視したときのマイクロレンズ21の長軸方向の長さは、15〜750μmであるのが好ましく、45〜450μmであるのがより好ましく、75〜150μmであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ21の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止しつつ、スクリーンに投影される画像において十分な解像度を得ることができるとともに、マイクロレンズ基板1(透過型スクリーン10)の生産性をさらに高めることができる。
また、マイクロレンズ21の短軸方向についての曲率半径(以下、単に「マイクロレンズ21の曲率半径」とも言う)は、5〜250μmであるのが好ましく、15〜150μmであるのがより好ましく、25〜50μmであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ21の曲率半径が前記範囲内の値であると、視野角特性を特に優れたものとすることができる。特に、水平方向および鉛直方向の視野角特性をともに優れたものとすることができる。
また、マイクロレンズ21の高さは、5〜250μmであるのが好ましく、15〜150μmであるのがより好ましく、25〜100μmであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ21の高さが前記範囲内の値であると、光の利用効率および視野角特性を、特に優れたものとすることができる。
また、マイクロレンズ21の高さをH[μm]、マイクロレンズ21の短軸方向の長さをS[μm]としたとき、0.9≦S/H≦2.5の関係を満足するのが好ましく、1.0≦S/H≦1.8の関係を満足するのがより好ましく、1.2≦S/H≦1.6の関係を満足するのがさらに好ましい。このような関係を満足することにより、光の干渉によるモアレの発生を効果的に防止しつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
また、マイクロレンズ21の高さをH[μm]、マイクロレンズ21の短軸方向の長さをS[μm]としたとき、0.9≦S/H≦2.5の関係を満足するのが好ましく、1.0≦S/H≦1.8の関係を満足するのがより好ましく、1.2≦S/H≦1.6の関係を満足するのがさらに好ましい。このような関係を満足することにより、光の干渉によるモアレの発生を効果的に防止しつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
また、これら複数個のマイクロレンズ21は、千鳥格子状に配列している。このようにマイクロレンズ21が配列することにより、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止することができる。これに対し、例えば、マイクロレンズが正方格子状等に配列したものであると、モアレ等の不都合の発生を十分に防止することが困難となる。また、マイクロレンズをランダムに配した場合、マイクロレンズが形成されている有効領域におけるマイクロレンズの占有率を十分に高めるのが困難となり、マイクロレンズ基板の光の透過率(光の利用効率)を十分に高めるのが困難となり、得られる画像が暗いものとなる。
上記のように、マイクロレンズ21は、マイクロレンズ基板1を平面視したときに、千鳥格子状に配列しているが、複数のマイクロレンズ21で構成される第1の行25と、それに隣接する第2の行26とが、横方向に半ピッチ分だけずれているのが好ましい。これにより、光の干渉によるモアレの発生等をより効果的に防止するとともに、かつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
上記のように、マイクロレンズの形状や配列方式、占有率等を厳密に規定することにより、光の干渉によるモアレの発生を効果的に防止しつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
上記のように、マイクロレンズの形状や配列方式、占有率等を厳密に規定することにより、光の干渉によるモアレの発生を効果的に防止しつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
また、各マイクロレンズ21は、入射側に突出した凸レンズとして形成されており、焦点fが、ブラックマトリックス(遮光膜)3に設けられた開口部(非遮光部)31の近傍に位置するように設計されている。すなわち、マイクロレンズ基板1に対して、ほぼ垂直な方向から入射した平行光La(後述するフレネルレンズ部5からの平行光La)は、マイクロレンズ基板1の各マイクロレンズ21によって集光され、ブラックマトリックス3の開口部31近傍で焦点fを結ぶ。このように、ブラックマトリックス3の開口部31の近傍でマイクロレンズ21が焦点を結ぶことにより、光の利用効率を特に優れたものとすることができる。また、開口部31の近傍でマイクロレンズ21が焦点を結ぶことにより、開口部31の面積を小さくすることができる。すなわち、マイクロレンズ基板1を平面視したときの、ブラックマトリックス3(開口部31以外の領域)で覆われた面積の割合を大きくすることができる。その結果、マイクロレンズ基板を透過した光により形成される画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
また、マイクロレンズ基板1を光の入射面側(図2で示した方向)から平面視したときの、マイクロレンズ21が形成されている有効領域において、マイクロレンズ21の占有率は、90%以上であるのが好ましく、96%以上であるのがより好ましく、97〜99.5%であるのがさらに好ましい。マイクロレンズ21の占有率が90%以上であると、マイクロレンズ21以外を通過する直進光をより少なくすることができ、光利用効率をさらに向上させることができる。なお、マイクロレンズ21の占有率は、平面視したときのマイクロレンズ21の中心(頂部の中心)211と、当該マイクロレンズ21に隣接する、マイクロレンズ21が形成されていない部位の中心部とを結ぶ線分において、マイクロレンズ21が形成されている部位の長さL3[μm]と、前記線分の長さL4[μm]との比率(L3/L4×100[%])として求めることができる(図2参照)。
また、基板本体2の光の出射側の面側には、ブラックマトリックス3が設けられている。ブラックマトリックス3は、遮光性を有する材料で構成され、層状に形成されたものである。このようなブラックマトリックス3を有することにより、当該ブラックマトリックス3に、外光(投影画像を形成する上で好ましくない外光)を吸収させることができ、スクリーンに投影される画像を、コントラストに優れたものとすることができる。
このようなブラックマトリックス3は、各マイクロレンズ21を透過した光の光路上に開口部31を有している。これにより、各マイクロレンズ21で集光された光を、効率良く、ブラックマトリックス3の開口部31を通過させることができる。その結果、マイクロレンズ基板1の光利用効率を高いものとすることができる。
このようなブラックマトリックス3は、各マイクロレンズ21を透過した光の光路上に開口部31を有している。これにより、各マイクロレンズ21で集光された光を、効率良く、ブラックマトリックス3の開口部31を通過させることができる。その結果、マイクロレンズ基板1の光利用効率を高いものとすることができる。
ブラックマトリックス3は、外光(投影画像を形成する上で好ましくない外光)を吸収する機能を有するものであれば、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、ブラックマトリックス3を構成する材料としては、例えば、各種無機材料、各種有機材料、無機材料と有機材料との複合材料等を用いることができ、より具体的には、酸化クロム、クロム、各種顔料、各種染料等を用いることができる。
また、ブラックマトリックス3は、複数種の材料で構成されたものであってもよく、例えば、主としてクロムで構成された層と、主として酸化クロムで構成された層とを有する積層体であってもよい。ブラックマトリックス3がこのような構成を有するものであると、後述するような方法により、容易かつ確実に開口部31を形成することができるとともに、ブラックマトリックス3の耐久性を特に優れたものとすることができる。
また、ブラックマトリックス3が、各種顔料、各種染料等で構成されたものである場合、得られる画像のコントラストを容易に優れたものとすることができるとともに、後述するような方法により、所望の部位に所望の大きさ、形状の開口部31を、より容易かつ確実に形成することができる。また、ブラックマトリックス3が、各種顔料、各種染料等で構成されたものである場合、ブラックマトリックス3の形成に(ブラックマトリックス形成用材料として)、各種インク等を好適に利用することができ、マイクロレンズ基板1の安定的な製造、生産コストの低減等の観点からも有利である。
また、ブラックマトリックス3は、遮光性を有していない材料を含むものであってもよい。例えば、ブラックマトリックス3は、構成材料として樹脂材料を含むものであってもよい。これにより、最終的に得られるマイクロレンズ基板1におけるブラックマトリックス3の基板本体2に対する密着性を特に優れたものとするとともに、後に詳述する開口部形成工程においては、ブラックマトリックス形成用材料で構成された膜の所定の部位を、容易かつ確実に除去することができ、所望の形状の開口部31を有するブラックマトリックス3を確実に形成することができる。
ブラックマトリックス3を構成する樹脂材料としては、例えば、ダンマル樹脂等が挙げられる。
ブラックマトリックス3を構成する樹脂材料としては、例えば、ダンマル樹脂等が挙げられる。
また、ブラックマトリックス3の厚さ(平均厚さ)は、0.3〜8.0μmであるのが好ましく、0.8〜7.0μmであるのがより好ましく、1.4〜6.0μmであるのがさらに好ましい。ブラックマトリックス3の厚さが前記範囲内の値であると、ブラックマトリックス3の不本意な剥離、クラック等をより確実に防止しつつ、ブラックマトリックス3としての機能(すなわち、画像のコントラストを向上させる機能)をより効果的に発揮させることができ、例えば、マイクロレンズ基板1を備えた透過型スクリーン10において、投影される画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
ブラックマトリックス3の開口部31は、通常、マイクロレンズ21の形状(平面視した際の形状)に対応する形状(略相似形状)を有し、かつ、マイクロレンズ21より小さいものである。すなわち、本実施形態において、開口部31は、マイクロレンズ基板1を平面視した際の縦幅が横幅よりも小さい扁平形状(略楕円形、略俵形)を有している。開口部31がこのような形状、大きさを有することにより、コントラストを優れたものとしつつ、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止し、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
平面視したときの開口部31の短軸方向の長さは、5〜250μmであるのが好ましく、7〜150μmであるのがより好ましく、10〜100μmであるのがさらに好ましい。開口部31の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、光の利用効率を特に優れたものとしつつ、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。これに対し、開口部31の短軸方向の長さが前記下限値未満であると、光の利用効率を十分に高くするのが困難となる可能性がある。また、開口部31の短軸方向の長さが前記上限値を越えると、得られる画像のコントラストを十分に優れたものとするのが困難となる可能性がある。
また、平面視したときの開口部31の長軸方向の長さは、10〜500μmであるのが好ましく、12〜200μmであるのがより好ましく、15〜152μmであるのがさらに好ましい。開口部31の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、光の利用効率を特に優れたものとしつつ、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。これに対し、開口部31の長軸方向の長さが前記下限値未満であると、光の利用効率を十分に高くするのが困難となる可能性がある。また、開口部31の長軸方向の長さが前記上限値を越えると、得られる画像のコントラストを十分に優れたものとするのが困難となる可能性がある。
また、平面視したときのマイクロレンズ21の短軸方向(縦方向)の長さをL1[μm]、開口部31の短軸方向(縦方向)の長さをL1’[μm]としたとき、0.10≦L1’/L1≦0.90の関係を満足するのが好ましく、0.20≦L1’/L1≦0.80の関係を満足するのがより好ましく、0.30≦L1’/L1≦0.60の関係を満足するのがさらに好ましい。上記のような関係を満足することにより、光の利用効率を特に優れたものとしつつ、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
また、平面視したときのマイクロレンズ21の長軸方向(横方向)の長さをL2[μm]、開口部31の長軸方向(横方向)の長さをL2’[μm]としたとき、0.1≦L2’/L2≦0.90の関係を満足するのが好ましく、0.2≦L2’/L2≦0.8の関係を満足するのがより好ましく、0.3≦L2’/L2≦0.6の関係を満足するのがさらに好ましい。上記のような関係を満足することにより、光の利用効率を特に優れたものとしつつ、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
本発明のマイクロレンズ基板(レンズ基板)は、後に詳述するような方法で製造されたものであるため、光の利用効率に優れている。マイクロレンズ基板1の光の利用効率(マイクロレンズ基板1の入射面側から入射する光の光量に対する、出射面側から出射する光の光量の割合)は、60%以上であるのが好ましく、70%以上であるのがより好ましく、80〜95%であるのがさらに好ましい。
次に、上述したようなマイクロレンズ基板1を備えた透過型スクリーン10について説明する。
図3に示すように、透過型スクリーン10は、フレネルレンズ部5と、前述したマイクロレンズ基板1とを備えている。フレネルレンズ部5は、光(画像光)の入射側に設置されており、フレネルレンズ部5を透過した光が、マイクロレンズ基板1に入射する構成になっている。
フレネルレンズ部5は、出射側表面に、ほぼ同心円状に形成されたプリズム形状のフレネルレンズ51を有している。このフレネルレンズ部5は、投射レンズ(図示せず)からの画像光を屈折させ、マイクロレンズ基板1の主面の垂直方向に平行な平行光Laにするものである。
図3に示すように、透過型スクリーン10は、フレネルレンズ部5と、前述したマイクロレンズ基板1とを備えている。フレネルレンズ部5は、光(画像光)の入射側に設置されており、フレネルレンズ部5を透過した光が、マイクロレンズ基板1に入射する構成になっている。
フレネルレンズ部5は、出射側表面に、ほぼ同心円状に形成されたプリズム形状のフレネルレンズ51を有している。このフレネルレンズ部5は、投射レンズ(図示せず)からの画像光を屈折させ、マイクロレンズ基板1の主面の垂直方向に平行な平行光Laにするものである。
以上のように構成された透過型スクリーン10では、投射レンズからの映像光が、フレネルレンズ部5によって屈折し、平行光Laとなる。そして、この平行光Laは、マイクロレンズ基板1のブラックマトリックス3が設けられた面側とは反対の面側からに入射し、各マイクロレンズ21によって集光し、焦点を結んだ後に拡散する。このとき、マイクロレンズ基板1に入射した光は、十分な透過率でマイクロレンズ基板1を透過する。開口部31を通過した光は、拡散し、観察者に平面画像として観測される。
以下、上述したマイクロレンズ基板、および、その製造方法について説明するが、それに先立ち、上述したマイクロレンズ基板の製造に好適に用いることができる凹部付き基板(マイクロレンズ形成用凹部付き基板)、および、その製造方法について説明する。
図4は、マイクロレンズ基板の製造に用いる凹部付き基板を示す模式的な縦断面図、図5は、図4に示す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。なお、凹部付き基板の製造においては、実際には基板上に多数の凹部(マイクロレンズ形成用凹部)を形成し、マイクロレンズ基板の製造においては、実際には基板上に多数のマイクロレンズ(凸レンズ)を形成するが、ここでは、説明をわかりやすくするために、その一部分を強調して示した。
図4は、マイクロレンズ基板の製造に用いる凹部付き基板を示す模式的な縦断面図、図5は、図4に示す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。なお、凹部付き基板の製造においては、実際には基板上に多数の凹部(マイクロレンズ形成用凹部)を形成し、マイクロレンズ基板の製造においては、実際には基板上に多数のマイクロレンズ(凸レンズ)を形成するが、ここでは、説明をわかりやすくするために、その一部分を強調して示した。
凹部付き基板(マイクロレンズ形成用凹部付き基板)6は、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、たわみを生じ難く、傷つき難い材料で構成されたものであるのが好ましい。凹部付き基板6の構成材料としては、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。中でも、凹部付き基板6の構成材料としては、ソーダガラス、結晶性ガラス(例えば、ネオセラム等)、無アルカリガラスが好ましい。ソーダガラス、結晶性ガラス、無アルカリガラスは、加工が容易であるとともに、比較的安価であり、製造コストの面からも有利である。
凹部付き基板(マイクロレンズ形成用凹部付き基板)6は、マイクロレンズ基板1を構成するマイクロレンズ21に対応する形状を有し、かつ、マイクロレンズ21の配列方式に対応する方式で配列した、複数個の凹部(マイクロレンズ形成用凹部)61を備えており、これらの凹部61は、通常、マイクロレンズ21と、実質的に同一の(マイクロレンズが凸部であるのに対し凹部であり、かつ、転写された形状、位置関係である以外は同一の)形状(寸法)、配列方式を有している。
より詳しく説明すると、本実施形態において、凹部(マイクロレンズ形成用凹部)61は、凹部付き基板6を平面視した際の縦幅が横幅よりも小さい扁平形状(略楕円形、略俵形)を有している。凹部61がこのような形状を有することにより、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止しつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができるマイクロレンズ基板1の製造に好適に用いることができる。
また、平面視したときの凹部61の短軸方向(縦方向)の長さをL1[μm]、長軸方向(横方向)の長さをL2[μm]としたとき、0.1≦L1/L2≦0.99の関係を満足するのが好ましく、0.5≦L1/L2≦0.95の関係を満足するのがより好ましく、0.6≦L1/L2≦0.8の関係を満足するのがさらに好ましい。上記のような関係を満足することにより、上述したような効果がさらに顕著なものとなる。
また、平面視したときの凹部61の短軸方向の長さは、10〜500μmであるのが好ましく、30〜300μmであるのがより好ましく、50〜100μmであるのがさらに好ましい。凹部61の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止しつつ、スクリーンに投影される画像において十分な解像度を得ることができるとともに、マイクロレンズ基板1(凹部付き基板6)の生産性をさらに高めることができる。
また、平面視したときの凹部61の長軸方向の長さは、15〜750μmであるのが好ましく、45〜450μmであるのがより好ましく、75〜150μmであるのがさらに好ましい。凹部61の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止しつつ、スクリーンに投影される画像において十分な解像度を得ることができるとともに、マイクロレンズ基板1(凹部付き基板6)の生産性をさらに高めることができる。
また、凹部61の短軸方向についての曲率半径(以下、単に「凹部61の曲率半径」とも言う)は、5〜250μmであるのが好ましく、15〜150μmであるのがより好ましく、25〜50μmであるのがさらに好ましい。凹部61の曲率半径が前記範囲内の値であると、視野角特性を特に優れたものとすることができる。特に、水平方向および鉛直方向の視野角特性をともに優れたものとすることができる。
また、凹部61の深さは、7〜375μmであるのが好ましく、22〜225μmであるのがより好ましく、37〜75μmであるのがさらに好ましい。凹部61の深さが前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板1における光の利用効率および視野角特性を、特に優れたものとすることができる。
また、凹部61の深さをD[μm]、凹部61の短軸方向の長さをS[μm]としたとき、0.02≦S/D≦50の関係を満足するのが好ましく、0.1≦S/D≦1.40の関係を満足するのがより好ましく、0.5≦S/D≦1.0の関係を満足するのがさらに好ましい。このような関係を満足することにより、光の干渉によるモアレの発生を効果的に防止しつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
また、凹部61の深さをD[μm]、凹部61の短軸方向の長さをS[μm]としたとき、0.02≦S/D≦50の関係を満足するのが好ましく、0.1≦S/D≦1.40の関係を満足するのがより好ましく、0.5≦S/D≦1.0の関係を満足するのがさらに好ましい。このような関係を満足することにより、光の干渉によるモアレの発生を効果的に防止しつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
また、これら複数個の凹部61は、千鳥格子状に配列している。このように凹部61が配列することにより、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止することができる。これに対し、例えば、凹部が正方格子状等に配列したものであると、モアレ等の不都合の発生を十分に防止することが困難となる。また、凹部をランダムに配した場合、凹部が形成されている有効領域における凹部の占有率を十分に高めるのが困難となり、マイクロレンズ基板の光の透過率(光の利用効率)を十分に高めるのが困難となり、得られる画像が暗いものとなる。
また、上記のように、凹部61は、凹部付き基板6を平面視したときに、千鳥格子状に配列しているが、複数の凹部61で構成される第1の行と、それに隣接する第2の行とが、横方向に半ピッチ分だけずれているのが好ましい。これにより、光の干渉によるモアレの発生等をより効果的に防止するとともに、かつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
なお、上記の説明では、凹部61が、マイクロレンズ基板1を構成するマイクロレンズ21と、実質的に同一の形状(寸法)、配列方式を有しているものとして説明したが、例えば、マイクロレンズ基板1の基板本体2の構成材料が収縮し易いものである場合(基板本体2を構成する樹脂材料が固化等により収縮する場合)、その収縮率等を考慮し、マイクロレンズ基板1を構成するマイクロレンズ21と、凹部付き基板(マイクロレンズ形成用凹部付き基板)6を構成する凹部61とについて、これらの間で、形状(寸法)、占有率等が異なるようにしてもよい。
次に、凹部付き基板の製造方法について、図5を参照しながら説明する。なお、実際には基板上に多数のマイクロレンズ形成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、その一部分を強調して示した。
まず、凹部付き基板6を製造するに際し、基板7を用意する。
この基板7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、基板7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。
まず、凹部付き基板6を製造するに際し、基板7を用意する。
この基板7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、基板7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。
<A1>図5(a)に示すように、用意した基板7の表面に、マスク(膜)8を形成する(マスキング工程)。また、これとともに、基板7の裏面(マスク8を形成する面と反対側の面)に裏面保護膜89を形成する。もちろん、マスク8および裏面保護膜89は同時に形成することもできる。
マスク8の構成材料は、特に限定されず、例えば、Cr、Au、Ni、Ti、Pt等の金属やこれらから選択される2種以上を含む合金、前記金属の酸化物(金属酸化物)、シリコン、樹脂等が挙げられる。
また、マスク8は、例えば、実質的に均一な組成を有するものであってもよいし、異なる複数の層を有する積層体等であってもよい。
マスク8の構成材料は、特に限定されず、例えば、Cr、Au、Ni、Ti、Pt等の金属やこれらから選択される2種以上を含む合金、前記金属の酸化物(金属酸化物)、シリコン、樹脂等が挙げられる。
また、マスク8は、例えば、実質的に均一な組成を有するものであってもよいし、異なる複数の層を有する積層体等であってもよい。
上記のように、マスク8の構成は、特に限定されるものではないが、主としてクロムで構成される層と、主として酸化クロムで構成される層とを有する積層体であるのが好ましい。このような構成のマスク8は、様々な組成のエッチング液に対して優れた安定性を有している(後述するエッチング工程において基板7をより確実に保護することができる)とともに、後述するようなレーザ光の照射等により、所望の形状の開口部を容易かつ確実に形成することができる。また、マスク8が上記のような構成のものであると、例えば、後述するエッチング工程において、エッチング液として一水素二フッ化アンモニウムを含む液体を好適に用いることができる。一水素二フッ化アンモニウムは毒劇物ではないため、作業中の人体や環境への影響をより確実に防止することができる。また、上記のような構成のマスク8は、マスクの内部応力を効率良く緩和することができ、基板7との密着性(特に、エッチング工程における密着性)に特に優れている。このようなことから、上記のような構成のマスク8を用いることにより、所望の形状の凹部61を容易かつ確実に形成することができる。
マスク8の形成方法は特に限定されないが、マスク8をクロム(Cr)、金(Au)等の金属材料(合金を含む)や金属酸化物(例えば酸化クロム)で構成されたものとする場合、マスク8は、例えば、蒸着法やスパッタリング法等により、好適に形成することができる。また、マスク8をシリコンで構成されたものとする場合、マスク8は、例えば、スパッタリング法やCVD法等により、好適に形成することができる。
マスク8の厚さは、マスク8を構成する材料によっても異なるが、0.01〜2.0μm程度が好ましく、0.03〜0.2μm程度がより好ましい。厚さが前記下限値未満であると、マスク8の構成材料等によっては、後述する初期孔形成工程(開口部形成工程)において形成される初期孔81の形状が歪んでしまう可能性がある。また、後述するエッチング工程でウェットエッチングを施す際に、基板7のマスクした部分を十分に保護できない可能性がある。一方、上限値を超えると、マスク8の構成材料等によっては、後述する初期孔形成工程において、貫通する初期孔81を形成するのが困難になるほか、マスク8の内部応力によりマスク8が剥がれ易くなる場合がある。
裏面保護膜89は、次工程以降で基板7の裏面を保護するためのものである。この裏面保護膜89により、基板7の裏面の侵食、劣化等が好適に防止される。この裏面保護膜89は、例えば、マスク8と同様の構成を有している。このため、裏面保護膜89は、マスク8の形成と同時に、マスク8と同様に設けることができる。
裏面保護膜89は、次工程以降で基板7の裏面を保護するためのものである。この裏面保護膜89により、基板7の裏面の侵食、劣化等が好適に防止される。この裏面保護膜89は、例えば、マスク8と同様の構成を有している。このため、裏面保護膜89は、マスク8の形成と同時に、マスク8と同様に設けることができる。
<A2>次に、図5(b)に示すように、マスク8に、後述するエッチングの際のマスク開口となる、複数個の初期孔81を形成する(初期孔形成工程)。
初期孔81の形成方法は、特に限定されないが、レーザ光の照射による方法であるのが好ましい。これにより、所望のパターンに配列した所望の形状の初期孔81を容易かつ精確に形成することができる。その結果、凹部61の形状、配列方式等をより確実に制御することができる。また、初期孔81をレーザの照射により形成することにより、凹部付き基板を生産性良く製造することができる。特に、大面積の基板にも簡単に凹部を形成することができる。また、レーザ光の照射により初期孔81を形成する場合、その照射条件を制御することにより、後述するような初期凹部71を形成することなく初期孔81のみを形成したり、初期孔81とともに、形状、大きさ、深さのばらつきの小さい初期凹部71を、容易かつ確実に形成することができる。また、レーザ光の照射でマスク8に初期孔81を形成することで、従来のようなフォトリソグラフィ法によってマスクに開口部を形成する場合に比べて、簡単かつ安価にマスク8に開口部(初期孔81)を形成することができる。
初期孔81の形成方法は、特に限定されないが、レーザ光の照射による方法であるのが好ましい。これにより、所望のパターンに配列した所望の形状の初期孔81を容易かつ精確に形成することができる。その結果、凹部61の形状、配列方式等をより確実に制御することができる。また、初期孔81をレーザの照射により形成することにより、凹部付き基板を生産性良く製造することができる。特に、大面積の基板にも簡単に凹部を形成することができる。また、レーザ光の照射により初期孔81を形成する場合、その照射条件を制御することにより、後述するような初期凹部71を形成することなく初期孔81のみを形成したり、初期孔81とともに、形状、大きさ、深さのばらつきの小さい初期凹部71を、容易かつ確実に形成することができる。また、レーザ光の照射でマスク8に初期孔81を形成することで、従来のようなフォトリソグラフィ法によってマスクに開口部を形成する場合に比べて、簡単かつ安価にマスク8に開口部(初期孔81)を形成することができる。
また、レーザ光の照射により初期孔81を形成する場合、使用するレーザ光の種類は、特に限定されないが、ルビーレーザ、半導体レーザ、YAGレーザ、フェムト秒レーザ、ガラスレーザ、YVO4レーザ、Ne−Heレーザ、Arレーザ、CO2レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。また、各レーザのSHG、THG、FHG等の波長を使っても良い。
マスク8に初期孔81を形成するとき、図5(b)に示すように、マスク8だけでなく基板7の表面の一部も同時に除去し、初期凹部71を形成してもよい。これにより、後述するエッチング工程でエッチングを施す際に、エッチング液との接触面積が大きくなり、侵食を好適に開始することができる。また、この初期凹部71の深さの調整により、凹部61の深さ(レンズの最大厚さ)を調整することもできる。初期凹部71の深さは、特に限定されないが、5μm以下とするのが好ましく、0.1〜0.5μm程度とするのがより好ましい。なお、初期孔81の形成をレーザの照射により行う場合、初期孔81とともに形成される複数個の初期凹部71について、深さのばらつきをより確実に小さくすることができる。これにより、凹部付き基板6を構成する各凹部61の深さのばらつきも小さくなり、最終的に得られるマイクロレンズ基板1の各マイクロレンズ21の大きさ、形状のばらつきも小さくなる。その結果、各マイクロレンズ21の直径、焦点距離、レンズ厚さのばらつきを特に小さくさせることができる。
本工程で形成する初期孔81は、その形状、大きさは特に限定されないが、略円形で、その直径が、0.8〜20μmであるのが好ましく、1.0〜10μmであるのがより好ましく、1.5〜4μmであるのがさらに好ましい。初期孔81の直径が前記範囲内の値であると、後述するエッチング工程において、前述したような形状の凹部61を確実に形成することができる。ただし、初期孔81が、略楕円形のように扁平形状のものである場合、短軸方向の長さを、直径の値として代用することができる。すなわち、本工程で形成する初期孔81が扁平形状のものである場合、初期孔81の幅(短軸方向の長さ)は、特に限定されないが、0.8〜20μmであるのが好ましく、1.0〜10μmであるのがより好ましく、1.5〜4μmであるのがさらに好ましい。初期孔81の幅が前記範囲内の値であると、後述するエッチング工程において、前述したような形状の凹部61を確実に形成することができる。
また、本工程で形成する初期孔81が扁平形状のものである場合、初期孔81の長さ(長軸方向の長さ)は、0.9〜30μmであるのが好ましく、1.5〜15μmであるのがより好ましく、2.0〜6μmであるのがさらに好ましい。初期孔81の長さが前記範囲内の値であると、後述するエッチング工程において、前述したような形状の凹部61をより確実に形成することができる。
また、形成されたマスク8に対してレーザ光の照射で初期孔81を形成するだけでなく、例えば、基板7にマスク8を形成する際に、予め基板7上に所定パターンで異物を配しておき、その上にマスク8を形成することでマスク8に積極的に欠陥を形成し、当該欠陥を初期孔81としてもよい。
また、形成されたマスク8に対してレーザ光の照射で初期孔81を形成するだけでなく、例えば、基板7にマスク8を形成する際に、予め基板7上に所定パターンで異物を配しておき、その上にマスク8を形成することでマスク8に積極的に欠陥を形成し、当該欠陥を初期孔81としてもよい。
<A3>次に、図5(c)に示すように、初期孔81が形成されたマスク8を用いて基板7にエッチングを施し、基板7上に多数の凹部61を形成する(エッチング工程)。
エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。以下の説明では、ウェットエッチングを用いる場合を例に挙げて説明する。
エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。以下の説明では、ウェットエッチングを用いる場合を例に挙げて説明する。
初期孔81が形成されたマスク8で被覆された基板7に対して、エッチング(ウェットエッチング)を施すことにより、図5(c)に示すように、基板7は、マスク8が存在しない部分より食刻され、基板7上に多数の凹部61が形成される。上述したように、マスク8に形成された初期孔81が千鳥状(千鳥格子状)の配置であるため、形成される凹部61は、基板7の表面に千鳥状(千鳥格子状)に配置されたものとなる。
また、本実施形態では、工程<A2>でマスク8に初期孔81を形成した際に、基板7の表面に初期凹部71を形成している。これにより、エッチングの際、エッチング液との接触面積が大きくなり、侵食を好適に開始することができる。
また、ウェットエッチング法を用いると、凹部61を好適に形成できる。そして、エッチング液として、例えば、一水素二フッ化アンモニウムを含むエッチング液を用いると、基板7をより選択的に食刻することができ、凹部61を好適に形成することができる。
また、ウェットエッチング法を用いると、凹部61を好適に形成できる。そして、エッチング液として、例えば、一水素二フッ化アンモニウムを含むエッチング液を用いると、基板7をより選択的に食刻することができ、凹部61を好適に形成することができる。
マスク8が主としてクロムで構成されたものである場合、フッ酸系エッチング液としては、一水素二フッ化アンモニウムを含む液体が特に好適である。一水素二フッ化アンモニウム溶液は毒劇物ではないため、作業中の人体や環境への影響を防止することができる。また、エッチング液として、一水素二フッ化アンモニウムを用いる場合、該エッチング液中には、例えば、過酸化水素が含まれていてもよい。これにより、エッチングスピートをより速くすることができる。
また、ウェットエッチングによれば、ドライエッチング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。これにより生産性が向上し、安価に凹部付き基板6を提供することができる。
また、ウェットエッチングによれば、ドライエッチング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。これにより生産性が向上し、安価に凹部付き基板6を提供することができる。
<A4>次に、図5(d)に示すように、マスク8を除去する(マスク除去工程)。また、この際、マスク8の除去とともに、裏面保護膜89も除去することにより、凹部付き基板6が得られる。
マスク8が、前述したような主としてクロムで構成される層と、主として酸化クロムで構成される層とを有する積層体である場合、マスク8の除去は、例えば、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含む混合物を用いたエッチングにより行うことができる。
マスク8が、前述したような主としてクロムで構成される層と、主として酸化クロムで構成される層とを有する積層体である場合、マスク8の除去は、例えば、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含む混合物を用いたエッチングにより行うことができる。
また、例えば、凹部付き基板6の凹部61が設けられている面側に、離型処理を施してもよい。これにより、後に詳述するマイクロレンズ基板1の製造方法において、基板本体2が有するマイクロレンズ21にカケ等の欠陥が生じるのを十分に防止しつつ、凹部付き基板6を容易に取り外すことができる。離型処理としては、アルキルポリシロキサン等のシリコーン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等の離型性を有する物質で構成される被膜の形成、ヘキサメチルジシラザン([(CH3)3Si]2NH)等のシリル化剤による表面処理、フッ素系ガスによる表面処理等が挙げられる。
以上により、図5(d)および図4に示すように、基板7上に多数の凹部61が千鳥状に形成された凹部付き基板6が得られる。
以上により、図5(d)および図4に示すように、基板7上に多数の凹部61が千鳥状に形成された凹部付き基板6が得られる。
基板7上に千鳥状に配された複数個の凹部61を形成する方法は、特に限定されないが、上述したような方法(レーザ光の照射によりマスク8に初期孔81を形成し、その後、そのマスク8を用いてエッチングを行うことにより、基板7上に凹部61を形成する方法)により形成した場合、以下のような効果が得られる。
すなわち、レーザ光の照射によりマスク8に初期孔81を形成することで、従来のようなフォトリソグラフィ法によってマスクに開口部を形成する場合に比べて簡単かつ安価にマスク8に所定パターンで開口部(初期孔81)を形成することができる。これにより生産性が向上し、安価に凹部付き基板6を提供することができる。
すなわち、レーザ光の照射によりマスク8に初期孔81を形成することで、従来のようなフォトリソグラフィ法によってマスクに開口部を形成する場合に比べて簡単かつ安価にマスク8に所定パターンで開口部(初期孔81)を形成することができる。これにより生産性が向上し、安価に凹部付き基板6を提供することができる。
また、上述したような方法によれば、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凹部付き基板(マイクロレンズ基板)を簡便な方法で安価に製造することができる。
また、初期孔81の形成をレーザの照射により行う場合、形成される初期孔81の形状、大きさ、配列等を、容易かつ確実に管理することができる。
また、初期孔81の形成をレーザの照射により行う場合、形成される初期孔81の形状、大きさ、配列等を、容易かつ確実に管理することができる。
次に、上述した凹部付き基板6を用いて、マイクロレンズ基板1を製造する方法について説明する。
図6、図7は、図1に示すマイクロレンズ基板の製造方法の一例を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図6、図7中の下側を「(光の)入射側」、上側を「(光の)出射側」と言う。
図6、図7は、図1に示すマイクロレンズ基板の製造方法の一例を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図6、図7中の下側を「(光の)入射側」、上側を「(光の)出射側」と言う。
<B1>まず、図6(a)に示すように、凹部付き基板6の凹部61が形成された側の面に、流動性を有する状態の樹脂材料23(例えば、軟化状態の樹脂材料23、未重合(未硬化)の樹脂材料23)を付与し、樹脂材料23を平板11で押圧する。特に、本実施形態では、凹部付き基板6と、平板11との間に、スペーサー20を配した状態で、樹脂材料23を押圧する。これにより、形成されるマイクロレンズ基板1の厚さをより確実に制御することができ、最終的に得られるマイクロレンズ基板1での、マイクロレンズ21の焦点の位置をより確実に制御することができ、色ムラ等の不都合の発生をより効果的に防止することができる。
スペーサー20は、樹脂材料23(固化後の樹脂材料23)と同程度の屈折率を有する材料で構成されている。このような材料で構成されたスペーサー20を用いることにより、凹部付き基板6の凹部61が形成された部位にスペーサー20が配された場合であっても、スペーサー20が得られるマイクロレンズ基板1の光学特性に悪影響を及ぼすのを効果的に防止することができる。これにより、凹部付き基板6の主面(凹部が形成された面側)の有効領域のほぼ全体にわたって、比較的多くのスペーサー20を配することが可能となり、結果として、凹部付き基板6、平板11のたわみ等による影響を効果的に排除し、得られるマイクロレンズ基板1の厚さをより確実に制御することができる。
上述したように、スペーサー20は、樹脂材料23(固化後の樹脂材料23)と同程度の屈折率を有する材料で構成されているが、より具体的には、スペーサー20の構成材料の絶対屈折率と固化後の樹脂材料23の絶対屈折率との差の絶対値が、0.20以下であるのが好ましく、0.10以下であるのがより好ましく、0.02以下であるのがさらに好ましく、固化後の樹脂材料23とスペーサー20とが同一の材料で構成されたものであるのが最も好ましい。
スペーサー20の形状は、特に限定されないが、略球状、略円柱状であるのが好ましい。スペーサー20がこのような形状のものである場合、その直径は、10〜300μmであるのが好ましく、30〜200μmであるのがより好ましく、30〜170μmであるのがさらに好ましい。
スペーサー20の形状は、特に限定されないが、略球状、略円柱状であるのが好ましい。スペーサー20がこのような形状のものである場合、その直径は、10〜300μmであるのが好ましく、30〜200μmであるのがより好ましく、30〜170μmであるのがさらに好ましい。
なお、上記のようにスペーサー20を用いる場合、樹脂材料23を固化する際に、凹部付き基板6と平板11との間にスペーサー20が配されていればよく、スペーサー20を供給するタイミングは特に限定されない。例えば、凹部付き基板6の凹部61が形成された側の面に、付与する樹脂として予めスペーサー20が分散された樹脂材料23を用いてもよいし、凹部付き基板6上にスペーサー20を配した状態で樹脂材料23を付与してもよいし、樹脂材料23の供給後にスペーサー20を付与してもよい。
また、平板11は、樹脂材料23を押圧する側の面に、前述したような離型処理が施されたものであってもよい。これにより、後述する工程において、平板11を効率良く基板本体2の表面から取り除くことができる。
また、平板11は、樹脂材料23を押圧する側の面に、前述したような離型処理が施されたものであってもよい。これにより、後述する工程において、平板11を効率良く基板本体2の表面から取り除くことができる。
<B2>次に、樹脂材料23を固化(ただし、硬化(重合)を含む)させ、その後、平板11を取り除く(図6(b)参照)。これにより、凹部61に充填された樹脂で構成されたマイクロレンズ21(特に、上述したような形状、配列等の条件を満足するマイクロレンズ21)を備えた基板本体2が得られる。
樹脂材料23の固化を硬化(重合)により行う場合、その方法としては、例えば、紫外線等の光の照射、電子線の照射、加熱等の方法が挙げられる。
樹脂材料23の固化を硬化(重合)により行う場合、その方法としては、例えば、紫外線等の光の照射、電子線の照射、加熱等の方法が挙げられる。
<B3>次に、図6(c)に示すように、基板本体2の出射側表面に、有色のブラックマトリックス形成用材料(遮光膜形成用材料)を付与し、ブラックマトリックス形成用材料で構成された膜32を形成する(遮光膜形成用材料付与工程)。
基板本体2表面へのブラックマトリックス形成用材料の付与方法は、特に限定されないが、例えば、ディップコート、ドクターブレード、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗装、静電塗装、電着塗装、ロールコーター等の各種塗布法、蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の気相成膜法、電解めっき、無電解めっき等の湿式めっき法等を適用することができる。特に、ブラックマトリックス3を、主としてクロムで構成された層と、主として酸化クロムで構成された層とを有する積層体として形成する場合、膜32は、気相成膜法により形成するのが好ましい。また、ブラックマトリックス3を、顔料または染料を含む材料で構成されたもの(特に、顔料、染料に加えて、樹脂材料を含む材料で構成されたもの)として形成する場合、塗布法により形成するのが好ましい。これにより、均一な厚さの膜32を、容易に形成することができる。
基板本体2表面へのブラックマトリックス形成用材料の付与方法は、特に限定されないが、例えば、ディップコート、ドクターブレード、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗装、静電塗装、電着塗装、ロールコーター等の各種塗布法、蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の気相成膜法、電解めっき、無電解めっき等の湿式めっき法等を適用することができる。特に、ブラックマトリックス3を、主としてクロムで構成された層と、主として酸化クロムで構成された層とを有する積層体として形成する場合、膜32は、気相成膜法により形成するのが好ましい。また、ブラックマトリックス3を、顔料または染料を含む材料で構成されたもの(特に、顔料、染料に加えて、樹脂材料を含む材料で構成されたもの)として形成する場合、塗布法により形成するのが好ましい。これにより、均一な厚さの膜32を、容易に形成することができる。
また、ブラックマトリックス3を、顔料または染料を含む材料で構成されたものとして形成する場合、ブラックマトリックス形成用材料は、顔料、染料に加えて、樹脂材料および液性媒体(例えば、溶媒、分散媒として機能する液体)を含むものであるのが好ましい。これにより、均一な厚さの膜32を、容易かつ確実に形成することができるとともに、形成される膜32(ブラックマトリックス3)の基板本体2に対する密着性を特に優れたものとすることができる。また、ブラックマトリックス形成用材料が、顔料、染料に加えて、樹脂材料および液性媒体を含む材料で構成されたものであると、後に詳述する開口部形成工程において、膜32の所定の部位を、容易かつ確実に除去することができ、所望の形状の開口部31を有するブラックマトリックス3をより確実に形成することができる。
なお、本工程では、後の工程に際して、ブラックマトリックス形成用材料を構成する成分の一部を除去するための処理を施してもよい。例えば、ブラックマトリックス形成用材料が、例えば、液性媒体を含む材料で構成される場合、ブラックマトリックス形成用材料で構成された膜32から、液性媒体を除去するための処理(例えば、加熱処理、減圧処理等)を施してもよい。
本工程で形成される膜32の厚さは、通常、また、ブラックマトリックス3の厚さと実質的に同一である。したがって、膜32の厚さ(平均厚さ)は、0.3〜8.0μmであるのが好ましく、0.8〜7.0μmであるのがより好ましく、1.4〜6.0μmであるのがさらに好ましい。
本工程で形成される膜32の厚さは、通常、また、ブラックマトリックス3の厚さと実質的に同一である。したがって、膜32の厚さ(平均厚さ)は、0.3〜8.0μmであるのが好ましく、0.8〜7.0μmであるのがより好ましく、1.4〜6.0μmであるのがさらに好ましい。
<B4>次に、図7(d)に示すように、基板本体2を、凹部付き基板6から取り外す。このように、凹部付き基板6を基板本体2から取り外すことにより、取り外された凹部付き基板6を、基板本体2(マイクロレンズ基板1)の製造に繰り返し使用することができ、製造コスト面や製造される基板本体2(マイクロレンズ基板1)の品質の安定性を高める上で有利である。
<B5>次に、図7(e)に示すように、基板本体2に、入射側表面に対して垂直方向のレーザ光Lbを照射する。照射されたレーザ光Lbはマイクロレンズ21に入射することにより屈折し、集光する。そして、集光されることにより高エネルギになったレーザ光が照射された部位の膜(遮光膜形成用材料で構成された膜)32が除去され、開口部31が形成される(図7(f)参照)。これにより、ブラックマトリックス(遮光膜)3を有するマイクロレンズ基板1が得られる。
このように、本発明では、遮光膜形成用材料で構成された膜の一部を、集光されたレーザ光のエネルギにより除去し、開口部を形成する点に特徴を有する。このように、基板本体を構成するレンズで集光した光(特に、周波数、位相の揃ったレーザ光)を利用することにより、有色の遮光膜形成用材料で構成された膜の所定の部位のみを選択的に除去することができる。言い換えると、開口部の形成に、レンズにより集光されたレーザ光を用いることにより、エネルギ密度の高い光を特定の部位のみに選択的に与えることができ、遮光膜形成用材料で構成された膜の開口部を形成すべき部位に選択的に除去し、それ以外の部位に悪影響が及ぶのを効果的に防止することができる。また、本発明によれば、工程数が少なく、簡便な方法で、所望の部位に所望の形状の開口部を有する遮光膜を確実に形成することができる。その結果、レンズ基板を用いて得られる画像を、光の利用効率に優れたものとするとともに、コントラストに優れたものとすることができる。
また、レーザ光は、一般に、周波数、位相が揃った光であるため、遮光膜形成用材料で構成された膜、レンズ基板の構成材料に応じて、レーザ光の種類を選択することにより、容易に、基板本体や遮光膜形成用材料で構成された膜の残存させるべき部位に対する悪影響の発生を、より確実に防止することができる。
また、レーザ光は、一般に、周波数、位相が揃った光であるため、遮光膜形成用材料で構成された膜、レンズ基板の構成材料に応じて、レーザ光の種類を選択することにより、容易に、基板本体や遮光膜形成用材料で構成された膜の残存させるべき部位に対する悪影響の発生を、より確実に防止することができる。
本工程で用いるレーザ光の種類は、特に限定されないが、例えば、ルビーレーザ、半導体レーザ、YAGレーザ、フェムト秒レーザ、ガラスレーザ、YVO4レーザ、Ne−Heレーザ、Arレーザ、CO2レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。また、各レーザのSHG、THG、FHG等の波長を使っても良い。
基板本体2に入射させるレーザ光Lbのエネルギ密度は、特に限定されないが、10〜1000J/cm2であるのが好ましく、20〜500J/cm2であるのがより好ましく、50〜150J/cm2であるのがさらに好ましい。これにより、上述した効果はさらに顕著なものとして発揮される。
基板本体2に入射させるレーザ光Lbのエネルギ密度は、特に限定されないが、10〜1000J/cm2であるのが好ましく、20〜500J/cm2であるのがより好ましく、50〜150J/cm2であるのがさらに好ましい。これにより、上述した効果はさらに顕著なものとして発揮される。
なお、上記のような遮光膜形成用材料の付与、レーザ光の照射の一連の処理を、繰り返し行ってもよい。これにより、遮光膜(ブラックマトリックス)をより厚いものとして形成することができ、コントラストの更なる向上を図ることができる。
また、開口部を形成する際に、形成される開口部の大きさや形等を検出し、そのデータを元に、レーザ光のエネルギ密度、入射角度、焦点距離等を最適な状態に制御してもよい。これにより、開口部の形成ムラが生じるのを防止するとともに、開口部の形状をより最適なものとすることができる。
また、一旦、開口部を形成した後に、形成された開口部の大きさや形等を検出し、そのデータを元に、レーザ光のエネルギ密度、入射角度、焦点距離等を最適な状態に制御し、繰り返し、レーザ光を照射してもよい。これにより、前述と同様の効果が得られる。
また、開口部を形成する際に、形成される開口部の大きさや形等を検出し、そのデータを元に、レーザ光のエネルギ密度、入射角度、焦点距離等を最適な状態に制御してもよい。これにより、開口部の形成ムラが生じるのを防止するとともに、開口部の形状をより最適なものとすることができる。
また、一旦、開口部を形成した後に、形成された開口部の大きさや形等を検出し、そのデータを元に、レーザ光のエネルギ密度、入射角度、焦点距離等を最適な状態に制御し、繰り返し、レーザ光を照射してもよい。これにより、前述と同様の効果が得られる。
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8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10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、上記のような透過型スクリーン10を備えているので、コントラストに優れた画像を得ることができる。さらに、本実施形態では、上記のような構成を有しているので、視野角特性、光利用効率等も特に優れたものとなる。
また、特に、前述したマイクロレンズ基板1では、楕円形状のマイクロレンズ21が千鳥状(千鳥格子状)に配されているので、リア型プロジェクタ300では、モアレ等の問題が特に発生し難い。
図8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10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、上記のような透過型スクリーン10を備えているので、コントラストに優れた画像を得ることができる。さらに、本実施形態では、上記のような構成を有しているので、視野角特性、光利用効率等も特に優れたものとなる。
また、特に、前述したマイクロレンズ基板1では、楕円形状のマイクロレンズ21が千鳥状(千鳥格子状)に配されているので、リア型プロジェクタ300では、モアレ等の問題が特に発生し難い。
以上、本発明について、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、レンズ基板、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。
また、前述した実施形態では、スペーサーとして、樹脂(固化後の樹脂)と同程度の屈折率を有するものを用いるものとして説明したが、スペーサーは、実質的に、凹部付き基板の凹部が形成されていない領域のみ(非有効領域)に配されるものである場合、樹脂(固化後の樹脂)と同程度の屈折率を有するものでなくてもよい。また、レンズ基板の製造に際して、上記のようなスペーサーは必ずしも用いなくてもよい。
例えば、レンズ基板、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。
また、前述した実施形態では、スペーサーとして、樹脂(固化後の樹脂)と同程度の屈折率を有するものを用いるものとして説明したが、スペーサーは、実質的に、凹部付き基板の凹部が形成されていない領域のみ(非有効領域)に配されるものである場合、樹脂(固化後の樹脂)と同程度の屈折率を有するものでなくてもよい。また、レンズ基板の製造に際して、上記のようなスペーサーは必ずしも用いなくてもよい。
また、前述した実施形態では、凹部付き基板の表面に樹脂を付与するものとして説明したが、例えば、平板の表面に樹脂を付与し、これを凹部付き基板で押圧することにより、レンズ基板を製造してもよい。
また、前述した実施形態では、凹部付き基板の製造方法の初期孔形成工程において、初期孔81とともに、基板7に初期凹部71を形成するものとして説明したが、このような初期凹部71は形成されなくてもよい。初期孔81の形成条件(例えば、レーザのエネルギ強度、ビーム径、照射時間等)を適宜調整することにより、所望の形状の初期凹部71を形成したり、初期凹部71が形成されないように初期孔81のみを選択的に形成することができる。
また、前述した実施形態では、凹部付き基板の製造方法の初期孔形成工程において、初期孔81とともに、基板7に初期凹部71を形成するものとして説明したが、このような初期凹部71は形成されなくてもよい。初期孔81の形成条件(例えば、レーザのエネルギ強度、ビーム径、照射時間等)を適宜調整することにより、所望の形状の初期凹部71を形成したり、初期凹部71が形成されないように初期孔81のみを選択的に形成することができる。
また、前述した実施形態では、レンズ基板の製造において、凹部付き基板を除去するものとして、凹部付き基板は必ずしも除去しなくてもよい。言い換えると、凹部付き基板は、レンズ基板の一部を構成するものであってもよい。
また、前述した実施形態では、開口部の形成を、基板本体から凹部付き基板を取り除いた後に行うものとして説明したが、開口部の形成(レーザ光の照射)は、凹部付き基板を取り除く前に行ってもよい。また、遮光膜形成用材料の付与は、凹部付き基板を除去した後に行ってもよい。
また、前述した実施形態では、レンズ基板を構成する凸レンズがマイクロレンズであるものとして説明したが、レンズ基板は、レンチキュラレンズを有するものであってもよい。
また、前述した実施形態では、開口部の形成を、基板本体から凹部付き基板を取り除いた後に行うものとして説明したが、開口部の形成(レーザ光の照射)は、凹部付き基板を取り除く前に行ってもよい。また、遮光膜形成用材料の付与は、凹部付き基板を除去した後に行ってもよい。
また、前述した実施形態では、レンズ基板を構成する凸レンズがマイクロレンズであるものとして説明したが、レンズ基板は、レンチキュラレンズを有するものであってもよい。
また、前述した実施形態では、透過型スクリーンが、マイクロレンズ基板とフレネルレンズとを備えるものとして説明したが、本発明の透過型スクリーンは、必ずしも、フレネルレンズを備えたものでなくてもよい。例えば、本発明の透過型スクリーンは、実質的に、本発明のレンズ基板のみで構成されたものであってもよい。
また、本発明のレンズ基板、透過型スクリーンは、基板本体を透過した光を拡散させる機能を有する拡散部、拡散板を有するものであってもよい。このような構成であると、例えば、透過型スクリーン、リア型プロジェクタの視野角特性を特に優れたものとすることができる。
また、本発明のレンズ基板、透過型スクリーンは、基板本体を透過した光を拡散させる機能を有する拡散部、拡散板を有するものであってもよい。このような構成であると、例えば、透過型スクリーン、リア型プロジェクタの視野角特性を特に優れたものとすることができる。
また、前述した実施形態では、レンズ基板(マイクロレンズ基板)は、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する部材であるものとして説明したが、本発明のレンズ基板の用途は、前記のようなものに限定されず、いかなるものであってもよい。例えば、本発明のレンズ基板は、拡散板、ブラックマトリックススクリーン、投射型表示装置(フロントプロジェクタ)のスクリーン(フロントプロジェクションスクリーン)、投射型表示装置(フロントプロジェクタ)の液晶ライトバルブの構成部材等に適用されるものであってもよい。
[マイクロレンズ基板および透過型スクリーンの作製]
(実施例1)
以下のように、マイクロレンズ形成用の凹部を備えた凹部付き基板を製造した。
まず、基板として、横1.2m×縦0.7m角、厚さ4.8mmのソーダガラス基板(絶対屈折率n2:1.50)を用意した。
このソーダガラス基板を、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む洗浄液に浸漬して6μmエッチングを行い、その表面を清浄化した。
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
(実施例1)
以下のように、マイクロレンズ形成用の凹部を備えた凹部付き基板を製造した。
まず、基板として、横1.2m×縦0.7m角、厚さ4.8mmのソーダガラス基板(絶対屈折率n2:1.50)を用意した。
このソーダガラス基板を、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む洗浄液に浸漬して6μmエッチングを行い、その表面を清浄化した。
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
次に、このソーダガラス基板上に、スパッタリング法にて、クロム/酸化クロムの積層体(クロムの外表面側に酸化クロムが積層された積層体)を形成した。すなわち、ソーダガラス基板の表面に、クロム/酸化クロムの積層体で構成されたのマスクおよび裏面保護膜を形成した。クロム層の厚さは0.03μm、酸化クロム層の厚さは0.01μmであった。
次に、マスクに対してレーザ加工を行い、マスクの中央部113cm×65cmの範囲に多数の初期孔を形成した。
なお、レーザ加工は、YAGレーザを用いて、エネルギ強度1mW、ビーム径3μm、走査速度0.1m/秒という条件で行った。
これにより、マスクの上記範囲全面に亘って、所定の長さを有する初期孔が、千鳥状に配されたパターンで形成された。初期孔の平均幅は2μmであり、平均長さは2μmであった。
また、この際、ソーダガラス基板の表面に深さ50Åの凹部および変質層も形成した。
なお、レーザ加工は、YAGレーザを用いて、エネルギ強度1mW、ビーム径3μm、走査速度0.1m/秒という条件で行った。
これにより、マスクの上記範囲全面に亘って、所定の長さを有する初期孔が、千鳥状に配されたパターンで形成された。初期孔の平均幅は2μmであり、平均長さは2μmであった。
また、この際、ソーダガラス基板の表面に深さ50Åの凹部および変質層も形成した。
次に、ソーダガラス基板にウェットエッチングを施し、ソーダガラス基板上に多数の平面視したときの形状が扁平形状(略楕円形状)の凹部(マイクロレンズ形成用凹部)を形成した。形成された多数の凹部は、互いにほぼ同一の形状を有していた。形成された凹部の短軸方向の長さ(ピッチ)は72μm、長軸方向の長さは76μm、曲率半径は38μm、深さは37μmであった。また、凹部が形成されている有効領域における凹部の占有率は100%であった。
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む水溶液を用い、浸漬時間は2.0時間とした。
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む水溶液を用い、浸漬時間は2.0時間とした。
次に、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合物を用いてエッチングすることにより、マスクおよび裏面保護膜を除去した。
次に、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
その後、基板の凹部が形成されている面側に、ヘキサメチルジシラザンによる気相表面処理(シリル化処理)を行い、離型処理部を形成した。
これにより、図2に示すような、ソーダガラス基板上に、マイクロレンズ形成用の多数の凹部が千鳥状に配列された凹部付き基板を得た。得られた凹部付き基板を平面視したときに、凹部が形成されている有効領域において、凹部が占める面積の割合が97%であった。
次に、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
その後、基板の凹部が形成されている面側に、ヘキサメチルジシラザンによる気相表面処理(シリル化処理)を行い、離型処理部を形成した。
これにより、図2に示すような、ソーダガラス基板上に、マイクロレンズ形成用の多数の凹部が千鳥状に配列された凹部付き基板を得た。得られた凹部付き基板を平面視したときに、凹部が形成されている有効領域において、凹部が占める面積の割合が97%であった。
次に、凹部付き基板の凹部が形成された側の面に、未重合(未硬化)のアクリル系樹脂(PMMA樹脂(メタクリル樹脂))を付与した。この際、アクリル系樹脂(PMMA樹脂(メタクリル樹脂))の硬化物で構成された略球形状のスペーサー(直径50μm)を、凹部付き基板のほぼ全面に配しておいた。また、スペーサーは、約3個/cm2の割合で配した。
次に、ソーダガラスで構成された平板で、前記アクリル系樹脂を押圧した。この際、平板とアクリル系樹脂との間に、空気が侵入しないようにした。また、平板としては、アクリル系樹脂を押圧する側の面に、ヘキサメチルジシラザンによる気相表面処理(離型処理)が施されたものを用いた。
その後、120℃に加熱することにより、アクリル系樹脂を硬化させ、基板本体を得た。得られた基板本体(硬化後の樹脂)の屈折率n1は、1.51であった。また、得られた基板本体の樹脂層(マイクロレンズを除く部分)の厚さは50μmであった。また、扁平形状(略楕円形状)のマイクロレンズは、その短軸方向の長さ(直径)が72μm、長軸方向の長さが76μm、曲率半径が37.5μm、高さが36.5μmであった。また、マイクロレンズが形成されている有効領域におけるマイクロレンズの占有率は100%であった。
その後、120℃に加熱することにより、アクリル系樹脂を硬化させ、基板本体を得た。得られた基板本体(硬化後の樹脂)の屈折率n1は、1.51であった。また、得られた基板本体の樹脂層(マイクロレンズを除く部分)の厚さは50μmであった。また、扁平形状(略楕円形状)のマイクロレンズは、その短軸方向の長さ(直径)が72μm、長軸方向の長さが76μm、曲率半径が37.5μm、高さが36.5μmであった。また、マイクロレンズが形成されている有効領域におけるマイクロレンズの占有率は100%であった。
次に、平板を取り除いた。
次に、凹部付き基板を基板本体から取り外した。
次に、基板本体の出射側(マイクロレンズが形成されている面とは反対側の面)表面に、黒色顔料を含む有色の遮光膜形成用材料を、ロールコーターにより付与した(遮光膜形成用材料付与工程)。遮光膜形成用材料としては、10wt%の黒色顔料と、20wt%のダンマル樹脂と、70wt%のキシレン(液性媒体)とを含む混合物を用いた。
その後、基板本体に付与された遮光膜形成用材料からキシレンを除去することにより、基板本体の出射側の全面を被覆する膜を形成した。形成された膜の平均厚さは、5μmであった。
次に、凹部付き基板を基板本体から取り外した。
次に、基板本体の出射側(マイクロレンズが形成されている面とは反対側の面)表面に、黒色顔料を含む有色の遮光膜形成用材料を、ロールコーターにより付与した(遮光膜形成用材料付与工程)。遮光膜形成用材料としては、10wt%の黒色顔料と、20wt%のダンマル樹脂と、70wt%のキシレン(液性媒体)とを含む混合物を用いた。
その後、基板本体に付与された遮光膜形成用材料からキシレンを除去することにより、基板本体の出射側の全面を被覆する膜を形成した。形成された膜の平均厚さは、5μmであった。
次に、基板本体のマイクロレンズが形成されている側の面から、基板本体の入射側表面に対して垂直方向のレーザ光を照射した(開口部形成工程)。これにより、レーザ光は、マイクロレンズにより集光され、前記膜のうち、マイクロレンズの焦点付近の部位のみが選択的に除去され、基板本体上に、多数個の開口部を有するブラックマトリックスが被覆されたマイクロレンズ基板が得られた。開口部は、扁平形状(略楕円形状)であり、その短軸方向の長さ(直径)が24μm、長軸方向の長さが32μmであった。また、形成されたブラックマトリックスの厚さは、5μmであった。
以上のようにして製造されたマイクロレンズ基板と、押出成形により作製したフレネルレンズ部とを組み立てることにより、図3に示すような透過型スクリーンを得た。
以上のようにして製造されたマイクロレンズ基板と、押出成形により作製したフレネルレンズ部とを組み立てることにより、図3に示すような透過型スクリーンを得た。
(実施例2〜7)
凹部付き基板を形成する際のレーザ光の照射条件(形成される初期孔の形状、初期凹部の深さ)、エッチング液への浸漬時間を変更することにより、凹部付き基板の凹部の形状、配列パターンを変更し、これにより、マイクロレンズ基板に形成されるマイクロレンズの形状、配列パターン等を表1に示すようにし、遮光膜形成用材料付与工程で用いる遮光膜形成用材料の組成(各成分の含有率)、開口部形成工程で照射するレーザ光の条件を調節することにより、ブラックマトリックスの構成を表1に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にしてマイクロレンズ基板、透過型スクリーンを製造した。
凹部付き基板を形成する際のレーザ光の照射条件(形成される初期孔の形状、初期凹部の深さ)、エッチング液への浸漬時間を変更することにより、凹部付き基板の凹部の形状、配列パターンを変更し、これにより、マイクロレンズ基板に形成されるマイクロレンズの形状、配列パターン等を表1に示すようにし、遮光膜形成用材料付与工程で用いる遮光膜形成用材料の組成(各成分の含有率)、開口部形成工程で照射するレーザ光の条件を調節することにより、ブラックマトリックスの構成を表1に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にしてマイクロレンズ基板、透過型スクリーンを製造した。
(実施例8)
まず、前記実施例1と同様にして、基板本体を製造した。
次に、平板および凹部付き基板から取り外された状態の基板本体の、出射側(マイクロレンズが形成されている面とは反対側の面)表面に、クロム/酸化クロムの積層体(クロムの外表面側に酸化クロムが積層された積層体)で構成される膜(遮光膜形成用材料で構成された膜)を、スパッタリング法により形成した(遮光膜形成用材料付与工程)。この膜を構成するクロム層の厚さは、0.015μm、酸化クロム層の厚さは、0.045μmであった。
まず、前記実施例1と同様にして、基板本体を製造した。
次に、平板および凹部付き基板から取り外された状態の基板本体の、出射側(マイクロレンズが形成されている面とは反対側の面)表面に、クロム/酸化クロムの積層体(クロムの外表面側に酸化クロムが積層された積層体)で構成される膜(遮光膜形成用材料で構成された膜)を、スパッタリング法により形成した(遮光膜形成用材料付与工程)。この膜を構成するクロム層の厚さは、0.015μm、酸化クロム層の厚さは、0.045μmであった。
次に、基板本体のマイクロレンズが形成されている側の面とは反対側の面から、基板本体の入射側表面に対して垂直方向のレーザ光を照射した(開口部形成工程)。これにより、レーザ光は、マイクロレンズにより集光され、前記膜のうち、マイクロレンズの焦点付近の部位のみが選択的に除去され、基板本体上に、多数個の開口部を有するブラックマトリックスが被覆されたマイクロレンズ基板が得られた。
その後、以上のようにして製造されたマイクロレンズ基板を用いて、前記実施例1と同様にして、透過型スクリーンを製造した。
その後、以上のようにして製造されたマイクロレンズ基板を用いて、前記実施例1と同様にして、透過型スクリーンを製造した。
(実施例9〜14)
凹部付き基板を形成する際のレーザ光の照射条件(形成される初期孔の形状、初期凹部の深さ)、エッチング液への浸漬時間を変更することにより、凹部付き基板の凹部の形状、配列パターンを変更し、これにより、マイクロレンズ基板に形成されるマイクロレンズの形状、配列パターン等を表1に示すようにし、遮光膜形成用材料付与工程でのスパッタリングの処理時間、開口部形成工程で照射するレーザ光の条件を調節することにより、ブラックマトリックスの構成を表1に示すようにした以外は、前記実施例8と同様にしてマイクロレンズ基板、透過型スクリーンを製造した。
凹部付き基板を形成する際のレーザ光の照射条件(形成される初期孔の形状、初期凹部の深さ)、エッチング液への浸漬時間を変更することにより、凹部付き基板の凹部の形状、配列パターンを変更し、これにより、マイクロレンズ基板に形成されるマイクロレンズの形状、配列パターン等を表1に示すようにし、遮光膜形成用材料付与工程でのスパッタリングの処理時間、開口部形成工程で照射するレーザ光の条件を調節することにより、ブラックマトリックスの構成を表1に示すようにした以外は、前記実施例8と同様にしてマイクロレンズ基板、透過型スクリーンを製造した。
(比較例1)
遮光膜形成用材料付与工程および開口部形成工程を省略した以外は、前記実施例1と同様にしてマイクロレンズ基板、透過型スクリーンを製造した。
遮光膜形成用材料付与工程および開口部形成工程を省略した以外は、前記実施例1と同様にしてマイクロレンズ基板、透過型スクリーンを製造した。
(比較例2)
まず、前記実施例1と同様にして、基板本体を製造した。
次に、平板および凹部付き基板から取り外された状態の基板本体の、出射側(マイクロレンズが形成されている面とは反対側の面)表面に、着色剤を含む感光性硬化型樹脂で構成された第1層を形成した。第1層の形成は、以下のようにして行った。まず、基板本体の出射側の全面に、ジアリルイソフタレートプレポリマー:14.63重量部と、ジペンタエリスリトール・カプロラクトンのアクリル変性エステル化合物(KAYARAD DPCA−20:日本化薬社製)8.78重量部と、3官能アクリルオリゴマー(SR9012:日本化薬社製):0.98重量部と、カーボンブラック:10.16重量部と、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノ−プロパン−1−オン(イルガキュア907:1.63重量部と、2,4−ジエチルチオキサントン:0.33重量部と、疎水性シリカR974:1.13重量部と、メチルエチルケトン:31.19重量部と、トルエン:31.19重量部との混合物を、ロールコーターにより付与し、その後、基板本体に付与された混合物からメチルエチルケトンおよびトルエンを除去した。その後、さらに、形成された着色感光性硬化型樹脂層の乾燥面に、低密度ポリエチレンフィルム(厚さ30μm)を接触させて、ラミネーターを介して常温下で圧着を行い、着色感光性硬化型樹脂層(第1層)を形成した。形成された第1層の平均厚さは、10μmであった。
まず、前記実施例1と同様にして、基板本体を製造した。
次に、平板および凹部付き基板から取り外された状態の基板本体の、出射側(マイクロレンズが形成されている面とは反対側の面)表面に、着色剤を含む感光性硬化型樹脂で構成された第1層を形成した。第1層の形成は、以下のようにして行った。まず、基板本体の出射側の全面に、ジアリルイソフタレートプレポリマー:14.63重量部と、ジペンタエリスリトール・カプロラクトンのアクリル変性エステル化合物(KAYARAD DPCA−20:日本化薬社製)8.78重量部と、3官能アクリルオリゴマー(SR9012:日本化薬社製):0.98重量部と、カーボンブラック:10.16重量部と、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノ−プロパン−1−オン(イルガキュア907:1.63重量部と、2,4−ジエチルチオキサントン:0.33重量部と、疎水性シリカR974:1.13重量部と、メチルエチルケトン:31.19重量部と、トルエン:31.19重量部との混合物を、ロールコーターにより付与し、その後、基板本体に付与された混合物からメチルエチルケトンおよびトルエンを除去した。その後、さらに、形成された着色感光性硬化型樹脂層の乾燥面に、低密度ポリエチレンフィルム(厚さ30μm)を接触させて、ラミネーターを介して常温下で圧着を行い、着色感光性硬化型樹脂層(第1層)を形成した。形成された第1層の平均厚さは、10μmであった。
一方、透光性基材フィルムとして、ポリエステルフィルム(コスモシャインA4300:東洋紡績社製)を準備し、その表面に、ポリエステル(バイロンGK130:東洋紡績社製):67.33重量部と、ペンタエリスリトールトリアクリレート(アロニックスM−305:東亜合成社製):6.73重量部と、2官能変性エポキシアクリレート(エベクリル3708:ダイセル・ユーシービー社製):6.73重量部と、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノ−プロパン−1−オン(イルガキュア907:チバスペシャルティケミカルズ社製):1.12重量部、2,4−ジエチルチオキサントン(KAYACUREDETX−S:日本化薬社製):0.22重量部と、メチルエチルケトン:2.68重量部と、トルエン:2.68重量部との混合物を、マイクログラビアコーターにより付与し、その後、メチルエチルケトンおよびトルエンを除去した。これにより、厚さ2μmの感光性硬化型樹脂層(第2層)を有する透光性基材フィルムと得た。
次に、着色感光性硬化型樹脂層(第1層)が形成された基板本体の表面に積層した低密度ポリエチレンフィルムを剥離しながら、感光性硬化型樹脂層(第2層)を有する透光性基材フィルムと、互いの感光性硬化型樹脂層同士を接触するよう常温下でラミネートをインラインで行うことにより、2層の感光性硬化型樹脂層(第1層および第2層)を積層した。形成された第2層中における着色剤の含有率は、第1層中における着色剤の含有率よりも低いものであった。
次に、基板本体のマイクロレンズが形成されている側の面から、活性線露光照射装置(TL502:東芝ライテック社製)を用いて、10mJ/cm2の露光を行った。次いで、50℃、0.2m/分、2kgf/cmの条件下で、ラミネートを行い、基板本体に加圧処理を施した。
その後、基板本体の透光性基材フィルム側から、上記活性線露光照射装置を用いて1mJ/cm2の全面露光を行った。さらに、再度、25℃、0.2m/分、2kgf/cmの条件下でラミネートを行い、基板本体に加圧処理を施した。
その後、基板本体の透光性基材フィルム側から、上記活性線露光照射装置を用いて1mJ/cm2の全面露光を行った。さらに、再度、25℃、0.2m/分、2kgf/cmの条件下でラミネートを行い、基板本体に加圧処理を施した。
その後、基板本体から、室温下で透光性基材フィルムを剥離し、マイクロレンズ基板を得た。透光性基材フィルムを剥離する際、マイクロレンズ側からの露光によるマイクロレンズの集光部分にあたる箇所の感光性硬化型樹脂層(第1層および第2層)は全て透光性基材フィルムと重合接着して剥離されたが、それとともに、集光部分の周辺も剥離されてしまった。
また、上記のようにして得られたマイクロレンズ基板を用いて、前記実施例1と同様にして透過型スクリーンを製造した。
また、上記のようにして得られたマイクロレンズ基板を用いて、前記実施例1と同様にして透過型スクリーンを製造した。
前記各実施例および各比較例について、凹部付き基板を製造する際に形成された初期孔の形状、初期凹部の深さ、製造された凹部付き基板が有する凹部の形状、配列パターン、ブラックマトリックスを形成する際のレーザ光の条件、製造されたマイクロレンズ基板が有するマイクロレンズの形状、配列パターン、ブラックマトリックスの構成等を表1、表2にまとめて示す。
[光の利用効率の評価]
前記各実施例および各比較例の透過型スクリーンについて、光の利用効率の評価を行った。
光の利用効率の評価は、A(=300)[cd/m2]の白色光を入射させた際、透過型スクリーンの光の出射面側で測定される光の輝度B[cd/m2]の比率(B/A)を求めることにより行った。B/Aの値が大きいほど、光の利用効率が優れているといえる。
[リア型プロジェクタの作製]
前記各実施例および各比較例の透過型スクリーンを用いて、図8に示すようなリア型プロジェクタを、それぞれ作製した。
前記各実施例および各比較例の透過型スクリーンについて、光の利用効率の評価を行った。
光の利用効率の評価は、A(=300)[cd/m2]の白色光を入射させた際、透過型スクリーンの光の出射面側で測定される光の輝度B[cd/m2]の比率(B/A)を求めることにより行った。B/Aの値が大きいほど、光の利用効率が優れているといえる。
[リア型プロジェクタの作製]
前記各実施例および各比較例の透過型スクリーンを用いて、図8に示すようなリア型プロジェクタを、それぞれ作製した。
[コントラストの評価]
前記各実施例および各比較例のリア型プロジェクタについて、コントラストの評価を行った。
コントラスト(CNT)として、暗室において413lxの全白光が入射した時の白表示の正面輝度(白輝度)LW[cd/m2]と、明室において光源を全消灯した時の黒表示の正面輝度の増加量(黒輝度増加量)LB[cd/m2]との比LW/LBを求めた。なお、黒輝度増加量は、暗室の黒表示の輝度に対する増加量をいう。また、明室での測定は、外光照度が約185lxの環境下で行った。暗室での測定は、外光照度が0.1lx以下の環境下で行った。
前記各実施例および各比較例のリア型プロジェクタについて、コントラストの評価を行った。
コントラスト(CNT)として、暗室において413lxの全白光が入射した時の白表示の正面輝度(白輝度)LW[cd/m2]と、明室において光源を全消灯した時の黒表示の正面輝度の増加量(黒輝度増加量)LB[cd/m2]との比LW/LBを求めた。なお、黒輝度増加量は、暗室の黒表示の輝度に対する増加量をいう。また、明室での測定は、外光照度が約185lxの環境下で行った。暗室での測定は、外光照度が0.1lx以下の環境下で行った。
[視野角の測定]
前記各実施例および各比較例のリア型プロジェクタの透過型スクリーンにサンプル画像を表示させた状態で、鉛直方向および水平方向での視野角の測定を行った。
視野角の測定は、変角光度計(ゴニオフォトメータ)で、1度間隔で測定するという条件で行った。
前記各実施例および各比較例のリア型プロジェクタの透過型スクリーンにサンプル画像を表示させた状態で、鉛直方向および水平方向での視野角の測定を行った。
視野角の測定は、変角光度計(ゴニオフォトメータ)で、1度間隔で測定するという条件で行った。
[回折光、モアレ、色ムラの評価]
前記各実施例および各比較例のリア型プロジェクタの透過型スクリーンにサンプル画像を表示させた。表示された画像について、回折光、モアレ、色ムラの発生状況を以下の4段階の基準に従い評価した。
◎:回折光、モアレ、色ムラが全く認められない。
○:回折光、モアレ、色ムラがほとんど認められない。
△:回折光、モアレ、色ムラのうち少なくとも一つがわずかに認められる。
×:回折光、モアレ、色ムラのうち少なくとも一つが顕著に認められる。
これらの結果を表3にまとめて示す。
前記各実施例および各比較例のリア型プロジェクタの透過型スクリーンにサンプル画像を表示させた。表示された画像について、回折光、モアレ、色ムラの発生状況を以下の4段階の基準に従い評価した。
◎:回折光、モアレ、色ムラが全く認められない。
○:回折光、モアレ、色ムラがほとんど認められない。
△:回折光、モアレ、色ムラのうち少なくとも一つがわずかに認められる。
×:回折光、モアレ、色ムラのうち少なくとも一つが顕著に認められる。
これらの結果を表3にまとめて示す。
表3から明らかなように、本発明では、いずれも、光の利用効率に優れるとともに、優れたコントラストが得られ、また、視野角特性にも優れていた。また、本発明では、回折光、モアレ、色ムラのない優れた画像を表示することができた。すなわち、本発明では、優れた画像を安定的に表示することができた。これに対し、比較例では、満足な結果が得られなかった。
1…マイクロレンズ基板(レンズ基板) 2…基板本体 21…マイクロレンズ(凸レンズ) 23…樹脂材料 25…第1の行 26…第2の行 3…ブラックマトリックス(遮光膜) 31…開口部 32…膜(遮光膜形成用材料で構成された膜) 5…フレネルレンズ部 51…フレネルレンズ 6…凹部付き基板(マイクロレンズ形成用凹部付き基板) 61…凹部(マイクロレンズ形成用凹部) 7…基板 71…初期凹部 8…マスク 81…初期孔(開口部) 89…裏面保護膜 11…平板 10…透過型スクリーン 20…スペーサー 211…中心 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 340…筐体
Claims (14)
- 多数の凸レンズを有する基板本体の前記凸レンズが設けられた側とは反対側の面側に有色の遮光膜形成用材料を付与する遮光膜形成用材料付与工程と、
前記基板本体の前記凸レンズが設けられた面側からレーザ光を照射し、前記凸レンズで集光されたレーザ光により、前記遮光膜形成用材料で構成された膜の一部を除去し、開口部を形成する開口部形成工程とを有することを特徴とするレンズ基板の製造方法。 - 前記基板本体は、前記凸レンズに対応する形状の凹部を多数個有する凹部付き基板の凹部が形成されている側の面に流動性を有する樹脂材料を付与する工程と、前記樹脂材料を固化させる工程とを経て製造されたものである請求項1に記載のレンズ基板の製造方法。
- 前記開口部形成工程は、前記凹部付き基板を前記基板本体から取り外した状態で行う請求項2に記載のレンズ基板の製造方法。
- 前記樹脂材料の固化は、前記樹脂材料を、平面部を有する部材により押圧した状態で行う請求項2または3に記載のレンズ基板の製造方法。
- 前記凸レンズは、マイクロレンズで構成されたものである請求項1ないし4のいずれかに記載のレンズ基板の製造方法。
- 前記マイクロレンズは、前記レンズ基板を平面視したときの縦幅が横幅よりも小さい扁平形状を有するものである請求項5に記載のレンズ基板の製造方法。
- 前記凸レンズの焦点距離は、25〜250μmである請求項1ないし6のいずれかに記載のレンズ基板の製造方法。
- 前記基板本体の厚さは、25〜250μmである請求項1ないし7のいずれかに記載のレンズ基板の製造方法。
- 前記基板本体の構成材料の絶対屈折率は、1.35〜2.00である請求項1ないし8のいずれかに記載のレンズ基板の製造方法。
- 前記膜の平均厚さは、0.5〜500μmである請求項1ないし9のいずれかに記載のレンズ基板の製造方法。
- 前記レーザ光のピーク波長は、200〜2000nmである請求項1ないし10のいずれかに記載のレンズ基板の製造方法。
- 請求項1ないし11のいずれかに記載の方法を用いて製造されたことを特徴とするレンズ基板。
- 請求項12に記載の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。
- 請求項13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。
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JP2005133574A JP2006309019A (ja) | 2005-04-28 | 2005-04-28 | レンズ基板の製造方法、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 |
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JP2009217242A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Beijing Boe Optoelectronics Technology Co Ltd | アレイ基板と液晶ディスプレイ装置 |
-
2005
- 2005-04-28 JP JP2005133574A patent/JP2006309019A/ja active Pending
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