JP2006323146A - Method for producing microlens, microlens, optical plate, diffusion plate, light guide plate, backlight, screen for projection, projection system, optoelectronic device and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、光学板、拡散板、導光板、バックライト、プロジェクション用スクリーン、プロジェクションシステム、電気光学装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to a microlens manufacturing method, a microlens, an optical plate, a diffusion plate, a light guide plate, a backlight, a projection screen, a projection system, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
バックライトは、携帯端末などの液晶ディスプレイ装置等の外部光源として用いられ、拡散性や高輝度が要求されている。 The backlight is used as an external light source for liquid crystal display devices such as portable terminals, and is required to have diffusibility and high luminance.
従来のバックライトの構成は、上面にマイクロレンズ、底面に微小突起をそれぞれ形成した拡散板を導光板の上面に接して設けたものである。上記構成において、外部光源から光を照射し、導光板内で反射を繰り返す光線は、上記微小突起から拡散板内に導かれ、導かれた光をマイクロレンズによって良好な光線指向性を図ろうとしている(例えば、特許文献1)。 The conventional backlight has a configuration in which a diffuser plate having a microlens formed on the upper surface and minute projections formed on the bottom surface is in contact with the upper surface of the light guide plate. In the above configuration, light rays that are irradiated with light from an external light source and repeatedly reflected in the light guide plate are guided from the microprojections into the diffuser plate, and the guided light attempts to achieve good light directivity by the microlens. (For example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の拡散板のマイクロレンズは、金型成形やフォトリソグラフィー法によって形成されるので、形成工程が多く加工費用が高くなるという問題があった。これに対し、特許文献2〜5では、液滴吐出により基板にレンズ材を付着して、該レンズ材を硬化させて、容易にマイクロレンズを形成する方法が記載されている。しかし、形成されたマイクロレンズの曲率が小さいために光線指向性が低く、また高輝度が得られないという問題があった。 However, since the microlens of the diffusion plate of Patent Document 1 is formed by mold forming or photolithography, there is a problem that the number of forming steps is large and the processing cost is high. On the other hand, Patent Documents 2 to 5 describe a method of forming a microlens easily by attaching a lens material to a substrate by droplet ejection and curing the lens material. However, since the formed microlens has a small curvature, the light directivity is low, and high luminance cannot be obtained.
本発明の目的は、上記の問題を解決するためになされたものであって、高輝度を有し、光線指向性に優れたマイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、光学板、拡散板、導光板、バックライト、プロジェクション用スクリーン、プロジェクションシステム、電気光学装置及び電子機器を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems, and is a method for manufacturing a microlens having high luminance and excellent light directivity, a microlens, an optical plate, a diffusion plate, and a light guide plate. , A backlight, a projection screen, a projection system, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
上記課題を解決するために、本発明では、光透過性を有する基板上に光透過性を有する凸部を形成する凸部形成工程と、凸部上に液状のレンズ材が保持されるようにレンズ材を吐出するレンズ材吐出工程と、レンズ材を硬化させてマイクロレンズを形成するレンズ材硬化工程とを有することを要旨とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, a convex portion forming step of forming a convex portion having light transmittance on a light transmissive substrate, and a liquid lens material is held on the convex portion. The gist of the invention is to include a lens material discharging step of discharging the lens material and a lens material curing step of curing the lens material to form a microlens.
これによれば、基板上に凸部を形成し、該凸部の上にレンズ材を吐出する。該吐出では、レンズ材が凸部の上から基板面に溢れないように制御して行われる。凸部に吐出されたレンズ材は、ピニング作用によって、略半球状を成し、レンズ材硬化工程によって、マイクロレンズが形成される。従って、基板に凸部を形成し、該凸部の上にマイクロレンズを形成することにより、基板面に直接レンズ材を吐出した場合に比べ、大きい曲率を有するマイクロレンズを形成することができ、高輝度を有し、光線指向性を向上させることができる。 According to this, a convex part is formed on a board | substrate, and a lens material is discharged on this convex part. In the ejection, the lens material is controlled so as not to overflow from the convex portion onto the substrate surface. The lens material discharged to the convex portion has a substantially hemispherical shape due to the pinning action, and a microlens is formed by the lens material curing step. Therefore, by forming a convex portion on the substrate and forming a microlens on the convex portion, it is possible to form a microlens having a larger curvature than when a lens material is directly discharged onto the substrate surface. It has high brightness and can improve the beam directivity.
本発明のマイクロレンズの製造方法の凸部形成工程では、凸部の頂部は、略平坦な形状に形成してもよい。 In the convex portion forming step of the microlens manufacturing method of the present invention, the top portion of the convex portion may be formed in a substantially flat shape.
これによれば、凸部の頂部は略平坦形状を成しているので、容易にレンズ材を凸部の頂部で維持させることができる。 According to this, since the top of the convex portion has a substantially flat shape, the lens material can be easily maintained at the top of the convex portion.
本発明のマイクロレンズの製造方法は、レンズ材吐出工程の前に、少なくとも凸部に撥液処理を施す撥液処理工程を備えてもよい。 The method for manufacturing a microlens of the present invention may include a liquid repellent treatment step of performing a liquid repellent treatment on at least the convex portion before the lens material discharging step.
これによれば、凸部に吐出されたレンズ材は、撥液処理によって略半球状を形成しやすくなるので、曲率が大きいマイクロレンズを形成することができる。 According to this, since the lens material discharged to the convex portion can easily form a substantially hemispherical shape by the liquid repellent treatment, a microlens having a large curvature can be formed.
本発明のマイクロレンズは、上記のマイクロレンズの製造方法により製造されたことを要旨とする。 The gist of the microlens of the present invention is that it is manufactured by the above-described method for manufacturing a microlens.
これによれば、基板上に形成された凸部の上に比較的大きい曲率を有するマイクロレンズにより、高輝度を有し、光線指向性を向上させることができる。 According to this, the microlens having a relatively large curvature on the convex portion formed on the substrate has high luminance and can improve the beam directivity.
本発明の光学板は、光透過性を有する基板と、基板上に配列された光透過性を有する凸部と、凸部上に一つずつ形成された凸レンズからなるマイクロレンズ群とを有することを要旨とする。 The optical plate of the present invention includes a light-transmitting substrate, a light-transmitting convex portion arranged on the substrate, and a microlens group including a convex lens formed one by one on the convex portion. Is the gist.
これによれば、凸部上に形成されたマイクロレンズは、曲率の大きい形状を有するので、効率良く光を集光させ、高輝度を有する光学板を提供することができる。 According to this, since the microlens formed on the convex portion has a shape with a large curvature, it is possible to provide an optical plate having high luminance by efficiently condensing light.
本発明の光学板は、拡散板であってもよい。 The optical plate of the present invention may be a diffusion plate.
これによれば、凸部上に形成されたマイクロレンズは、曲率の大きい形状を有するので、光を効率良く集光させ、高輝度の拡散板を提供することができる。 According to this, since the microlens formed on the convex part has a shape with a large curvature, it can condense light efficiently and provide a high-intensity diffusion plate.
本発明の光学板は、外部光源から照射された光を反射する反射板と、外部光源から照射された光を拡散する導光部とを有する導光板であってもよい。 The optical plate of the present invention may be a light guide plate having a reflection plate that reflects light emitted from an external light source and a light guide unit that diffuses light emitted from the external light source.
これによれば、凸部上に形成されたマイクロレンズは、曲率の大きい形状を有するので、高輝度を有し、光線指向性の優れた導光板を提供することができる。 According to this, since the microlens formed on the convex part has a shape with a large curvature, it is possible to provide a light guide plate having high luminance and excellent light beam directivity.
本発明の導光板の凸部は、基板の側部から照射される外部光源の位置に対して、外部光源からの距離が離れるに従って、凸部の間隔が密になるように形成されてもよい。 The convex portions of the light guide plate of the present invention may be formed such that the intervals between the convex portions become closer to the position of the external light source irradiated from the side portion of the substrate as the distance from the external light source increases. .
これによれば、外部光源から離れた位置では凸部の形成を密にすることにより、外部光源から離れることによる光量の低下を抑えることができる。 According to this, at the position away from the external light source, the convex portions are densely formed, so that a decrease in the amount of light due to the separation from the external light source can be suppressed.
本発明では、フレネルレンズと、レンチキュラーシートとを備えて構成されたプロジェクション用スクリーンであって、レンチキュラーシートとして上記の光学板が用いられることを要旨とする。 The gist of the present invention is a projection screen that includes a Fresnel lens and a lenticular sheet, and the optical plate is used as the lenticular sheet.
これによれば、高輝度を有するプロジェクション用スクリーンを提供することができる。 According to this, a projection screen having high luminance can be provided.
本発明のプロジェクションシステムは、上記のプロジェクション用スクリーンを備えたことを要旨とする。 The gist of the projection system of the present invention is that it includes the projection screen.
これによれば、投射される像の視認性を高め、高画質のプロジェクションシステムを提供することができる。 According to this, the visibility of the projected image can be improved and a high-quality projection system can be provided.
本発明のバックライトは、上記の光学板と導光板のうち少なくとも一つを備えたことを要旨とする。 The gist of the backlight of the present invention is that it includes at least one of the optical plate and the light guide plate.
これによれば、該凸部の上にマイクロレンズを形成して、比較的大きい曲率を有するマイクロレンズを形成することができるので、高輝度を有し、光線指向性に優れたバックライトを提供することができる。 According to this, since a microlens having a relatively large curvature can be formed by forming a microlens on the convex portion, a backlight having high brightness and excellent light directivity is provided. can do.
本発明の電気光学装置は、上記のバックライトを備えたことを要旨とする。 The gist of an electro-optical device of the present invention is that the above-described backlight is provided.
これによれば、高輝度を有する電気光学装置を提供することができる。 According to this, an electro-optical device having high luminance can be provided.
本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を搭載したことを要旨とする。 The gist of an electronic apparatus of the present invention is that the above-described electro-optical device is mounted.
これによれば、高輝度を有する電子機器を提供することができる。 According to this, an electronic device having high luminance can be provided.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[光学板の構成]
まず、本発明に係る光学板の構成について説明する。図1は、光学板を模式した構成図である。
[Configuration of optical plate]
First, the configuration of the optical plate according to the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram schematically illustrating an optical plate.
図1において、光学板10は、光透過性を有する基板11と、基板11上に形成された凸部13と、凸部13上に形成されたマイクロレンズ15等で構成されている。
In FIG. 1, the
基板11は、光を透過する透明性を有し、例えば、石英、ガラスやアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル等の透明樹脂材料が用いられる。
The
凸部13は、略平坦形状の頂部を有する略円柱形状を成し、基板11上に略均等の間隔で複数個形成されている。また、凸部13は、光を透過する透明性を有し、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、ノボラック樹脂等が用いられる。
The
マイクロレンズ15は、略半球形状を成し、凸部13の頂部に形成されている。
The
マイクロレンズ15は、例えば、紫外線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂が用いられ、前駆体としては、ポリイミド前駆体を挙げることができる。
The
紫外線硬化型樹脂は、プレポリマー、オリゴマーおよびモノマーのうち少なくとも1種と光重合開始剤を含んだものからなる。 The ultraviolet curable resin comprises at least one of a prepolymer, an oligomer and a monomer and a photopolymerization initiator.
紫外線硬化型アクリル系樹脂では、プレポリマーまたはオリゴマーとして、例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のアクリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利用できる。 In the ultraviolet curable acrylic resin, for example, acrylates such as epoxy acrylates, urethane acrylates, polyester acrylates, polyether acrylates, spiroacetal acrylates, epoxy methacrylates, urethane methacrylates as prepolymers or oligomers Further, methacrylates such as polyester methacrylates and polyether methacrylates can be used.
モノマーとしては、例えば、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン、カルビトトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボリニルアクリレート、ジンクロペンテニルアクリレート、1,3−ブタンジオールアクリレート等の単官能性モノマー、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールメタクリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが挙げられる。 Examples of the monomer include 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, carbitol acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, and isobornyl acrylate. Monofunctional monomers such as zinc pentenyl acrylate, 1,3-butanediol acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexanediol methacrylate, neopentyl glycol acrylate, polyethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate Bifunctional monomers such as trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, penta Risuri tall triacrylate, include polyfunctional monomers such as dipentaerythritol hexaacrylate.
光重合開始剤としては、例えば、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、p−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブチルフェノン類、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、α,α−ジクロ−4−フェノキシアセトフェノン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、N,N−テトラエチル−4,4−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチルケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾイン類、1−フェニル−1、2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシムなどのオキシム類、2−メチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等のキサントン類、ベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル等のベンゾインエーテル類、ミヒラーケトン類のラジカル発生化合物を挙げることができる。紫外線硬化型アクリル系樹脂を硬化した後の樹脂は、透明度が高いという利点を有している。 Examples of the photopolymerization initiator include acetophenones such as 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, butylphenones such as α-hydroxyisobutylphenone and p-isopropyl-α-hydroxyisobutylphenone, and p-tert-butyl. Halogenated acetophenones such as dichloroacetophenone and α, α-diclo-4-phenoxyacetophenone, benzophenones such as benzophenone and N, N-tetraethyl-4,4-diaminobenzophenone, benzyls such as benzyl and benzyldimethyl ketal, benzoin Benzoins such as benzoin alkyl ether, oximes such as 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 2-methylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, etc. Sandton include benzoin ethers, benzoin ethers such as isobutyl benzoin ether, and radical generating compounds of Michler's ketones. The resin after curing the ultraviolet curable acrylic resin has an advantage of high transparency.
ポリイミド前駆体としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステル等を挙げることができる。ポリイミド前駆体を熱硬化させて得られたポリイミド系樹脂は可視光領域において、80%以上の透過率を有し、屈折率が1.7〜1.9と高いため、大きなレンズ効果が得られる。 Examples of the polyimide precursor include polyamic acid, polyamic acid long-chain alkyl ester, and the like. A polyimide resin obtained by thermosetting a polyimide precursor has a transmittance of 80% or more in the visible light region and a high refractive index of 1.7 to 1.9, so that a large lens effect is obtained. .
[拡散板の構成]
次に、本発明に係る光学板としての拡散板の構成について説明する。図2は、拡散板を模式した断面図である。拡散板20は、図示しない外部光源の光を色要素に均一に照射する役割を果すものである。
[Configuration of diffuser]
Next, the structure of the diffusion plate as an optical plate according to the present invention will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a diffusion plate. The diffusing
図2において、拡散板20は、光透過性を有する基板21と、基板21上に形成された凸部13と、凸部13上に形成されたマイクロレンズ15等で構成されている。
In FIG. 2, the diffusing
基板21は、光を透過する透明性を有し、例えば、石英、ガラスやアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル等の透明樹脂材料が用いられる。また、基板21の表面は、集光性を考慮して、マット処理が施されている。
The
凸部13は、略平坦形状の頂部を有する略円柱形状を成し、基板21上に略均等の間隔で複数個形成されている。また、凸部13は、光を透過する透明性を有し、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、ノボラック樹脂等が用いられる。
The
マイクロレンズ15は、略半球形状を成し、凸部13の頂部に形成されている。
The
マイクロレンズ15は、例えば、紫外線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂が用いられ、前駆体としては、ポリイミド前駆体を挙げることができる。詳細については、前述の光学板10におけるマイクロレンズ15の材料と同様なので説明を省略する。
The
[導光板の構成]
次に、本発明に係る光学板としての導光板の構成について説明する。図3は、導光板を模式した断面図である。導光板30は、導光板30の側面に配置された外部光源32の光を導光板30の面全体に拡散させるものである。
[Configuration of light guide plate]
Next, the structure of the light guide plate as an optical plate according to the present invention will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating the light guide plate. The
図3において、導光板30は、光透過性を有する導光部31と、外部光源32の光を導光部31の方向に反射させる反射板33と、反射板33上に形成された凸部13と、凸部13上に形成されたマイクロレンズ15等で構成されている。
In FIG. 3, the
導光板30の導光部31と反射板33は、導光部31の基板34を軟化させた状態で反射板33と圧接し、その後、硬化して一体化される。
The
基板34は、表面が略平坦化され、光を透過する透明性を有し、例えば、石英、ガラスやアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル等の透明樹脂材料が用いられる。
The
凸部13は、略平坦形状の頂部を有する略円柱形状を成している。また、図3においては、外部光源32の位置に対して、外部光源32から離れるに従って、凸部13の間隔が短くなるように配置されている。凸部13は、光を透過する透明性を有し、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、ノボラック樹脂等が用いられる。また、凸部13の屈折率が基板34の屈折率よりも大きいものが好ましい。
The
マイクロレンズ15は、略半球形状を成し、凸部13の頂部に形成されている。凸部13の上に形成されたマイクロレンズ15は、凸部13の形成位置に倣って、外部光源32から離れるに従って、マイクロレンズ15の間隔が短くなるように配置されており、外部光源32から離れることによる光量の低下を抑えることができる。
The
マイクロレンズ15は、例えば、紫外線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂が用いられ、前駆体としては、ポリイミド前駆体を挙げることができる。材料についての詳細は、前述した光学板10のマイクロレンズ15の材料と同じなので説明を省略する。
The
[バックライトの構成]
次に、本発明に係るバックライトの構成について説明する。図4は、バックライトを模式した断面図である。
[Backlight configuration]
Next, the configuration of the backlight according to the present invention will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a backlight.
図4において、バックライト40は、外部光源32の直近に配置された導光板30と、導光板30に面して配置された拡散板20等で構成されている。外部光源32は、照明装置であり、例えば、冷陰極蛍光管等が用いられる。外部光源32から照射された光は導光板30によって面全体に広げられ、拡散板20に照射される。拡散板20の基板21は、導光板30から照射された光を受けて散乱し、散乱した光のうちマイクロレンズ15を通して集光される。反射板33は、外部光源32から照射された光を反射させて導光部31の面全体から光が出射されるように光を反射させる。
In FIG. 4, the
[電気光学装置の構成]
次に、本発明に係る電気光学装置の構成について説明する。図5は、電気光学装置としての液晶表示装置を模式した断面図である。
[Configuration of electro-optical device]
Next, the configuration of the electro-optical device according to the invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a liquid crystal display device as an electro-optical device.
図5において、液晶表示装置50は、光を照射するバックライト40と、バックライト40から照射された光を受けて表示する液晶表示部51で構成されている。
In FIG. 5, the liquid
バックライト40は、外部光源32と、外部光源32の直近に配置された導光板30と、導光板30に面するように配置された拡散板20等で構成されている。
The
液晶表示部51は、下側基板部60がバックライト40の拡散板20の近傍に設置され、下側基板部60と対向するように上側基板部70を有している。下側基板部60と上側基板部70はシール材52によって規定された間隔が保持され、該間隔内には液晶材53が封入されている。
The liquid
下側基板部60は、下側透明基板61と、下側透明基板61の上面に形成された表示電極62と、表示電極62の上面に形成された配光膜63を有している。また、下側透明基板61に対して表示電極62の反対面に偏光板64が配置されている。
The
上側基板部70は、上側透明基板71と、下側透明基板61に対向する方向であって、上側透明基板71の面に形成されたブラックマトリクス72と、ブラックマトリクス72によって区画された領域には、色要素としてのカラーフィルタ73a(R),73b(G),73c(B)が形成されている。さらに、ブラックマトリクス72およびカラーフィルタ73a,73b,73cの上面に形成された保護膜74と、保護膜74の上面に形成された共通電極75と、共通電極75の上面に形成された配光膜76を有している。また、上側透明基板71のカラーフィルタ73a,73b,73cの反対面には偏光板77が配置されている。
The
下側基板部60と上側基板部70は、シール材52の接着力によって接着され、シール材52の高さによって規定された両基板部60,70の間には液晶材53が封入されている。
The
[電子機器の構成]
次に、本発明に係る電子機器の構成について説明する。図6は、電子機器としての携帯
端末80を模式した構成図であり、図6において、携帯端末80の表示部に液晶表示装置50が搭載されている。
[Configuration of electronic equipment]
Next, the configuration of the electronic device according to the present invention will be described. FIG. 6 is a configuration diagram schematically illustrating a
[プロジェクション用スクリーンの構成]
次に、本発明に係るプロジェクション用スクリーンの構成について説明する。図7は、プロジェクション用スクリーン(以下、スクリーンと略称する)を模式した断面図である。
[Configuration of projection screen]
Next, the configuration of the projection screen according to the present invention will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating a projection screen (hereinafter abbreviated as a screen).
図7において、スクリーン90は、フィルム基板91と、フィルム基板91上に形成された粘着層92と、粘着層92の粘着力によって接着された光学板としてのレンチキュラーシート94と、レンチキュラーシート94の上に形成されたフレネルレンズ95と、フレネルレンズ95上に形成された光学板としての散乱膜96等で構成されている。
In FIG. 7, a
レンチキュラーシート94は、光透過性を有する基板93上に複数の凸部13が形成され、凸部13の上にマイクロレンズ15が形成されている。レンチキュラーシート94のマイクロレンズ15は、隣合うマイクロレンズ15の間隔がマイクロレンズ15の径に比べて十分に小となるように互いに隣接した密な状態で配置されている。このように配置することにより、より良好な光線指向機能を発揮することができる。
In the
散乱膜96は、光透過性を有する基板93上に複数の凸部13が形成され、凸部13の上にマイクロレンズ15が形成されている。散乱膜96のマイクロレンズ15は、レンチキュラーシート94に比べ、隣合うマイクロレンズ15の間隔が疎に、すなわち、レンチキュラーシート94に比べて単位面積あたりのマイクロレンズ15の密度が低くなるように配置されている。このように配置することにより、特に一旦スクリーン90に入射された後の反射光を過度に散乱させることなく、反射光を良好に散乱させることができる。
In the
なお、本発明に係るスクリーン90は、図7に示した例に限定されることなく、例えば、レンチキュラーシート94のみ、または、散乱膜96のみを用いてもよい。このようにしても、レンチキュラーシート94が良好な光線指向機能を有するので、スクリーン上に投射される像の画質を高めることができる。また、散乱膜96が良好な拡散機能を有するので、散乱膜96を透過した光が反射して再度この散乱膜96に入射した(反射してきた)際、この入射光(反射光)を散乱膜96で散乱させることにより、正反射を抑えることができ、従って、スクリーン90上に投射される像の視認性を高めることができる。
The
[プロジェクションシステムの構成]
次に、本発明に係るプロジェクションシステムの構成について説明する。図8は、プロジェクションシステムを模式した構成図である。
[Projection system configuration]
Next, the configuration of the projection system according to the present invention will be described. FIG. 8 is a configuration diagram schematically illustrating a projection system.
プロジェクションシステム100は、プロジェクタ101と、壁面に設置されたスクリーン90を備えて構成されている。プロジェクタ101は、外部光源102と、該外部光源102から照射される光の光軸上に配置されて該外部光源102からの光を変調する液晶ライトバルブ103を透過した光の画像を結合する結合レンズ(結像光学系)104とから構成されている。液晶ライトバルブ103は、RGBからなる3枚板によって光を変調することができる。なお、液晶ライトバルブ103に限らず、光を変調する手段であればよく、例えば、微小な反射部材を駆動(反射角度を制御)して外部光源102からの光を変調する手段を用いても良い。
The
[マイクロレンズの第1の製造方法]
次に、本発明の光学板に係るマイクロレンズの第1の製造方法について説明する。図10は、マイクロレンズ15の第1の製造方法を示す工程図である。
[First manufacturing method of microlens]
Next, the first manufacturing method of the microlens according to the optical plate of the present invention will be described. FIG. 10 is a process diagram showing a first manufacturing method of the
図10において符号110は、吐出ヘッドであり、図9に吐出ヘッド110の構成を示す。図9(a)は、吐出ヘッドの一部破断した斜視図であり、同図(b)は、要部断面図である。
In FIG. 10,
図9(a)において、吐出ヘッド110は、振動板114と、ノズルプレート115を備えている。振動板114とノズルプレート115との間には、液溜まり116が配置され、孔118を介して供給される機能液が常に充填されるようになっている。また、振動板114と、ノズルプレート115との間には、複数の隔壁112が位置している。そして、振動板114と、ノズルプレート115と、一対の隔壁112とによって囲まれた部分がキャビティ111である。キャビティ111は、ノズル120に対応して設けられているため、キャビティ111の数とノズル120の数とは同じである。キャビティ111には、一対の隔壁112間に位置する供給口117を介して、液溜まり116から機能液が供給される。
In FIG. 9A, the
図9(b)に示すように、振動板114上には、それぞれのキャビティ111に対応して振動子113が取り付けられている。振動子113は、ピエゾ素子113cと、ピエゾ素子113cを挟む一対の電極113a、113bを有する。この一対の電極113a、113bに駆動電圧を与えることで、対応するノズル120から機能液が液滴121となって吐出される。ノズル120の周辺部には、液滴121の飛行曲がりやノズル120の孔詰まり等を防止するために、例えばNi−テトラフルオロエチレン共析メッキ層からなる撥機能液層119が設けられている。なお、機能液を吐出させるために、振動子113の代わりに電気熱変換素子を用いてもよく、電気熱変換素子による材料液の熱膨張を利用して、材料液を吐出することができる。
As shown in FIG. 9B,
次に、図10にしたがって光学板に係るマイクロレンズの第1の製造方法について説明する。 Next, a first method for manufacturing a microlens relating to an optical plate will be described with reference to FIG.
図10(a)において、基板11の上面に凸部材料12を略均等の厚みとなるように形成する。基板11は、表面が略平坦化され、光を透過する透明性を有し、例えば、石英、ガラスやアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル等の透明樹脂材料が用いられる。凸部材料12は、光を透過する透明性を有し、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、ノボラック樹脂等がフォトレジストとして用いられる。
In FIG. 10A, the
図10(b)において、露光機129、マスク130、現像機等を用いて、図10(c)のように凸部13を形成する。
In FIG. 10B, the
図10(c)において、基板11と凸部13の表面にCF4プラズマ等により撥液処理を施す。なお、撥液処理は、少なくとも凸部13に処理を施せばよく、凸部13以外の箇所は省略してもよい。
In FIG. 10C, the surface of the
図10(d)において、吐出ヘッド110から凸部13の頂部に向けて、レンズ材の液滴121を吐出し、凸部13の頂部に液状のレンズ材14を塗布する。レンズ材14は、例えば、紫外線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂が用いられ、前駆体としては、ポリイミド前駆体を挙げることができる。また、吐出する際、液状のレンズ材14が凸部13の頂部において、ピニング作用により最大の曲率を有するように吐出量や吐出速度を制御して吐出を行う。これにより、基板11に直接吐出して形成するマイクロレンズに比べて曲率を大きくすることができる。
In FIG. 10D, a
図10(e)において、紫外線照射機160から紫外線を照射してレンズ材14を硬化させて、マイクロレンズ15を形成する。
In FIG. 10E, the
[マイクロレンズの第2の製造方法]
次に、本発明の光学板に係るマイクロレンズの第2の製造方法について説明する。図11は、マイクロレンズの第2の製造方法を示す工程図である。
[Second manufacturing method of microlens]
Next, a second manufacturing method of the microlens according to the optical plate of the present invention will be described. FIG. 11 is a process diagram showing a second method for manufacturing a microlens.
図11(a)において、ホットプレート131上に基板11を載置して、ホットプレート131によって基板11を加熱する。
In FIG. 11A, the
図11(b)において、基板11に対してホットプレート131に接する面の反対側の面を押し型132によって押し圧する。押し型132の押し圧する面は、所望する凸部の形状を考慮して凹凸形状を有し、押し型132によって押し圧された基板11は、押し型132の凹凸形状に倣って凹凸形状が形成される。
In FIG. 11B, the surface opposite to the surface in contact with the
図11(c)において、凸部13を有する基板11の表面にCF4プラズマ等により撥液処理を施す。なお、撥液処理は、少なくとも凸部13に処理を施せばよく、凸部13以外の箇所は省略してもよい。
In FIG. 11C, the surface of the
図11(d)において、吐出ヘッド110から凸部13の頂部に向けて、レンズ材の液滴121を吐出し、凸部13の頂部に液状のレンズ材14を塗布する。レンズ材14は、例えば、紫外線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂が用いられ、前駆体としては、ポリイミド前駆体を挙げることができる。また、吐出する際、液状のレンズ材14が凸部13の頂部において、ピニング作用により最大の曲率を有するように吐出量や吐出速度を制御して吐出を行う。これにより、基板11に直接吐出して形成するマイクロレンズに比べて曲率を大きくすることができる。
In FIG. 11D, a
図11(e)において、紫外線照射機160から紫外線を照射してレンズ材14を硬化させて、マイクロレンズ15を形成する。
In FIG. 11E, the
従って、上記の実施形態によれば、以下に示す効果がある。 Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1)マイクロレンズ15は、基板11の上に形成された凸部13の頂部にレンズ材14を塗布するので、凸部13の上端面周縁のエッジの部分でレンズ材14の端がピニング作用により、濡れ広がりが規制され、容易に比較的大きな曲率を有するマイクロレンズ15を形成することができる。
(1) Since the
(2)凸部13の表面には撥液処理が施された後に、レンズ材14が吐出されるので、撥液効果により、さらに容易に曲率の大きいマイクロレンズ15を形成することができる。
(2) Since the
(3)拡散板20は、曲率の大きなマイクロレンズ15を有しているので、外部光源32から照射され、導光板30を伝播してその面から照射された光を効率良く集光させ、液晶表示部51を均一に高輝度表示させることができる。
(3) Since the diffusing
(4)導光板30は、曲率の大きなマイクロレンズ15を有しているので、外部光源32から照射された光を効率良く集光させ、液晶表示部51を均一に照射させることができる。
(4) Since the
(5)プロジェクション用スクリーン90は、曲率の大きなマイクロレンズ15を有しているので、高輝度を有し、投射される像の視認性を向上させることができる。
(5) Since the
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the following modifications are given.
(変形例1)本実施形態における拡散板20の基板21の表面をマット処理としたが、これに限定されない。例えば、基板21に光拡散材を混入しても良い。この場合の光拡散材としては、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、アクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物等の粒子が挙げられ、これらのうち一種が用いられ、あるいは複数種が混合されて用いられる。このように光拡散材を混入することにより、効率良く均一に光を拡散させることができる。
(Modification 1) Although the surface of the
(変形例2)図10(c)及び図11(c)において、撥液処理を施したが、これを省略してもよい。このようにしても、凸部13の頂部におけるピニング作用によってマイクロレンズ15を形成することができるとともに、加工工程数を削減することができる。
(Modification 2) In FIG. 10 (c) and FIG. 11 (c), the liquid repellent treatment is performed, but this may be omitted. Even if it does in this way, while being able to form the
(変形例3)凸部13の頂部の形状を略平坦としたが、凸部13の頂部の形状を凹部としても良い。このようにすれば、凹部にレンズ材14を塗布することにより、容易に曲率の大きいマイクロレンズ15を形成することができる。
(Modification 3) Although the shape of the top part of the
(変形例4)図2において、マイクロレンズ15は、均一に配置したが、これに限定されない。例えば、カラーフィルタ73a,73b,73cの配置位置に合わせて、これらと対向する位置に配置してもよい。このようにすれば、カラーフィルタ73a,73b,73cに対して効率良く光を照射させることができる。
(Modification 4) In FIG. 2, the
(変形例5)本実施形態において、凸部13の大きさは略同一としたが、これに限定されない。例えば、一基板内において大きさの異なる凸部13を形成してもよい。このようにしても、凸部13上に形成されたマイクロレンズ15により高輝度を有することができる。
(Modification 5) In this embodiment, although the size of the
(変形例6)図10(a)〜(c)において、凸部13を露光機129等を用いて形成したが、これに限定されない。例えば、基板11に液滴を吐出して凸部13を形成してもよい。このようにしても、コーヒーレントにより基板に吐出された液滴の外周部に凸部13が形成される。該凸部13を隔壁とする領域内にレンズ材14を吐出することにより、曲率の大きいマイクロレンズを形成することができる。
(Modification 6) In FIGS. 10A to 10C, the
(変形例7)実施形態において凸部13の形状を円柱形状としたが、これに限定されない。例えば、四角板状、長方形板状などの形状であってもよい。このようにしても、一方向に対して集光機能を有することができる。
(Modification 7) Although the shape of the
(変形例8)導光板30のマイクロレンズ15の大きさは、ほぼ等しく形成したが、これに限定されない。例えば、外部光源32から離れるに従ってマイクロレンズ15の大きさを大きくしてもよい。このようにしても、光量の低下を抑えることができる。
(Modification 8) Although the size of the
(変形例9)導光板30のマイクロレンズ15は、一方向の側部から光を照射する外部光源32に対して、外部光源32から離れるに位置において間隔を密としたが、これに限定されない。例えば、2方向の側部から光を照射する外部光源32を有する場合には、導光板30の中央部において密になるようにマイクロレンズ15を形成してもよい。このようにすれば、光量の低い中央部の光量の低下を抑えることができる。
(Modification 9) Although the
10…光学板、11,21,93…基板、13…凸部、15…マイクロレンズ、20…光学板としての拡散板、30…光学板としての導光板、32…外部光源、33…反射板、40…バックライト、50…電気光学装置としての液晶表示装置、80…電子機器としての携帯端末、90…プロジェクション用スクリーン、94…光学板としてのレンチキュラーシート、95…フレネルレンズ、96…光学板としての散乱膜、100…プロジェクションシステム、110…吐出ヘッド、129…露光機、130…マスク、131…ホットプレート、132…押し型、160…紫外線照射機。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記凸部上に液状のレンズ材が保持されるように前記レンズ材を吐出するレンズ材吐出工程と、
前記レンズ材を硬化させてマイクロレンズを形成するレンズ材硬化工程と、を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。 A protrusion forming step of forming a light-transmitting protrusion on a light-transmitting substrate;
A lens material discharging step of discharging the lens material so that the liquid lens material is held on the convex portion;
And a lens material curing step of curing the lens material to form a microlens.
前記凸部形成工程では、前記凸部の頂部は、略平坦な形状に形成することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。 In the manufacturing method of the micro lens of Claim 1,
In the convex portion forming step, the top portion of the convex portion is formed in a substantially flat shape.
前記レンズ材吐出工程の前に、少なくとも前記凸部に撥液処理を施す撥液処理工程を備えたことを特徴とするマイクロレンズの製造方法。 In the manufacturing method of the micro lens of Claim 1 or 2,
A method for manufacturing a microlens, comprising a liquid repellent treatment step of performing a liquid repellent treatment on at least the convex portion before the lens material discharging step.
前記基板上に配列された光透過性を有する凸部と、
前記凸部上に一つずつ形成された凸レンズからなるマイクロレンズ群と、を有することを特徴とする光学板。 A substrate having optical transparency;
Convex portions having light transmittance arranged on the substrate;
An optical plate comprising: a microlens group including convex lenses formed one by one on the convex portion.
前記光学板は、拡散板であることを特徴とする光学板。 The optical plate according to claim 5,
The optical plate is a diffusion plate.
前記光学板は、
外部光源から照射された光を反射する反射板と、
前記外部光源から照射された光を拡散する導光部と、を有する導光板であることを特徴とする光学板。 The optical plate according to claim 5,
The optical plate is
A reflector that reflects light emitted from an external light source;
An optical plate comprising: a light guide plate that diffuses light emitted from the external light source.
前記凸部は、前記基板の側部から照射される前記外部光源の位置に対して、前記外部光源からの距離が離れるに従って、前記凸部の間隔が密になるように形成されたことを特徴とする導光板。 The light guide plate according to claim 7,
The convex portions are formed such that the distance between the convex portions becomes closer to the position of the external light source irradiated from the side of the substrate as the distance from the external light source increases. A light guide plate.
前記レンチキュラーシートとして請求項5に記載の光学板が用いられることを特徴とするプロジェクション用スクリーン。 A projection screen comprising a Fresnel lens and a lenticular sheet,
A projection screen using the optical plate according to claim 5 as the lenticular sheet.
An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 12.
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