JP2007010803A - Transmission type screen and rear type projector - Google Patents

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Makoto Ishii
誠 石井
Yohei Kurashima
羊平 倉島
Nobuo Shimizu
信雄 清水
Kazuto Yoshimura
和人 吉村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rear type projector excellent in the characteristic of a visibility angle in each direction and capable of displaying a high-luminance picture, and to provide a transmission type screen suitably applied to the rear type projector. <P>SOLUTION: The transmission type screen is equipped with a micro lens base plate where many micro lenses are formed. The radius of curvature in the vicinity of the periphery part of the micro lens in the vertical direction of the transmission type screen is larger than that in the vicinity of the center thereof. When the radius of curvature in the vicinity of the periphery part of the micro lens in the vertical direction of the transmission type screen is defined as R<SB>0</SB>[μm] and the radius of curvature in the vicinity of the center thereof is defined as R<SB>1</SB>[μm], they satisfy the relation: 1.5≤R<SB>0</SB>/R<SB>1</SB>≤1000. The radius of curvature of the micro lens in the horizontal direction of the transmission type screen is 5 to 250μm. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、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 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。
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.

このようなリア型プロジェクタに用いられる透過型スクリーンとしては、特に広視野角特性が求められている。このような広視野角特性を有する透過型スクリーンとしては、フレネルレンズが形成されたフレネルレンズ部と、微小のレンズ部が形成されたマイクロレンズ基板やレンチキュラレンズ基板等のレンズ基板とを有するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   A wide viewing angle characteristic is particularly required for a transmission screen used in such a rear projector. As such a transmissive screen having a wide viewing angle characteristic, a screen having a Fresnel lens portion on which a Fresnel lens is formed and a lens substrate such as a microlens substrate or a lenticular lens substrate on which a minute lens portion is formed. It is known (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、レンチキュラレンズ基板を備えた透過型スクリーンは、左右の視野角特性に優れているが、上下の視野角特性に劣るという問題点がある。
これに対し、マイクロレンズ基板を備えた透過型スクリーンは、上下方向、左右方向ともに良好な視野角特性が得られるという利点を有しているが、スクリーンに投射される画像の明るさが低下するといった問題があった。
However, a transmissive screen provided with a lenticular lens substrate is excellent in left and right viewing angle characteristics, but has a problem in that it is inferior in vertical viewing angle characteristics.
On the other hand, a transmissive screen provided with a microlens substrate has an advantage that good viewing angle characteristics can be obtained in both the vertical and horizontal directions, but the brightness of an image projected on the screen is reduced. There was a problem.

特開2000−131506号公報(特許請求の範囲)JP 2000-131506 A (Claims)

本発明の目的は、各方向についての視野角特性に優れるとともに、高輝度の画像を表示することが可能なリア型プロジェクタを提供すること、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透過型スクリーンを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a rear projector capable of displaying a high-luminance image while being excellent in viewing angle characteristics in each direction, and a transmission type that can be suitably applied to the rear projector. To provide a screen.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の透過型スクリーンは、多数のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズ基板を備える透過型スクリーンであって、
透過型スクリーンの鉛直方向における、前記マイクロレンズの周縁部付近の曲率半径が、中心付近の曲率半径よりも大きいことを特徴とする。
これにより、各方向についての視野角特性に優れるとともに、高輝度の画像を表示することが可能なリア型プロジェクタに好適に適用することができる透過型スクリーンを提供することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The transmission screen of the present invention is a transmission screen including a microlens substrate on which a large number of microlenses are formed,
In the vertical direction of the transmissive screen, the radius of curvature near the periphery of the microlens is larger than the radius of curvature near the center.
Accordingly, it is possible to provide a transmissive screen that is excellent in viewing angle characteristics in each direction and can be suitably applied to a rear projector that can display a high-luminance image.

本発明の透過型スクリーンでは、透過型スクリーンの鉛直方向における、前記マイクロレンズの周縁部付近の曲率半径をR[μm]、中心付近の曲率半径をR[μm]としたとき、1.5≦R/R≦1000の関係を満足することが好ましい。
これにより、各方向についての視野角特性を優れたものとしつつ、輝度の低下を効果的に防止することができる。
In the transmissive screen of the present invention, when the radius of curvature near the periphery of the microlens in the vertical direction of the transmissive screen is R 0 [μm] and the radius of curvature near the center is R 1 [μm], It is preferable to satisfy the relationship of 5 ≦ R 0 / R 1 ≦ 1000.
Accordingly, it is possible to effectively prevent a decrease in luminance while improving the viewing angle characteristics in each direction.

本発明の透過型スクリーンでは、透過型スクリーンの水平方向における、前記マイクロレンズの曲率半径は、5〜250μmであることが好ましい。
これにより、水平方向における視野角特性を優れたものとすることができる。
本発明の透過型スクリーンでは、前記マイクロレンズは、前記マイクロ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、各方向についての視野角特性を優れたものとしつつ、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。
In the transmissive screen of the present invention, the curvature radius of the microlens in the horizontal direction of the transmissive screen is preferably 5 to 250 μm.
Thereby, the viewing angle characteristic in the horizontal direction can be made excellent.
In the transmissive screen according to the aspect of the invention, it is preferable that the microlens has a flat shape in which the vertical width when the microlens substrate is viewed in plan is smaller than the horizontal width.
This makes it possible to effectively prevent the occurrence of moire due to light interference while improving the viewing angle characteristics in each direction.

本発明の透過型スクリーンでは、前記マイクロレンズは、短軸方向の長さをX[μm]、長軸方向の長さをY[μm]としたとき、0.001≦X/Y≦1.40の関係を満足することが好ましい。
これにより、マイクロレンズ基板は、より好適な視野角分布を有するものとなる。
本発明の透過型スクリーンでは、前記マイクロレンズの長軸方向の長さが、10〜500μmであることが好ましい。
これにより、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止しつつ、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。
本発明の透過型スクリーンでは、前記マイクロレンズの短軸方向の長さが、10〜400μmであることが好ましい。
これにより、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止しつつ、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。
In the transmission screen of the present invention, the microlens has a length in the minor axis direction of X [μm] and a length in the major axis direction of Y [μm], and 0.001 ≦ X / Y ≦ 1. It is preferable to satisfy the relationship of 40.
Thereby, the microlens substrate has a more preferable viewing angle distribution.
In the transmission screen of the present invention, it is preferable that the length of the micro lens in the long axis direction is 10 to 500 μm.
Thereby, sufficient resolution can be obtained in the projected image while effectively preventing the occurrence of inconvenience such as moire.
In the transmissive screen of the present invention, it is preferable that the length of the microlens in the minor axis direction is 10 to 400 μm.
Thereby, sufficient resolution can be obtained in the projected image while effectively preventing the occurrence of inconvenience such as moire.

本発明の透過型スクリーンでは、前記マイクロレンズ基板を平面視したとき、複数のマイクロレンズで構成される第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。
In the transmission screen of the present invention, when the microlens substrate is viewed in plan, the first row composed of a plurality of microlenses and the second row adjacent to the first row are shifted by a half pitch in the horizontal direction. It is preferable.
As a result, the generation of moire due to light interference can be more effectively prevented, and the viewing angle characteristics can be made particularly excellent.

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、各方向についての視野角特性に優れるとともに、高輝度の画像を表示することが可能なリア型プロジェクタを提供することができる。
A rear projector according to the present invention includes the transmission screen according to the present invention.
Accordingly, it is possible to provide a rear projector that is excellent in viewing angle characteristics in each direction and can display a high-luminance image.

以下、本発明について、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。
[マイクロレンズ基板]
まず、本発明の透過型スクリーンに用いられるマイクロレンズ基板について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
In the present invention, the “substrate” refers to a concept that is substantially inflexible and includes a relatively large thickness, a sheet-like material, a film-like material, and the like. .
[Microlens substrate]
First, a microlens substrate used in the transmission screen of the present invention will be described.

図1は、本発明の透過型スクリーンに用いられるマイクロレンズ基板の好適な実施形態を示す平面図、図2は、図1に示すマイクロレンズ基板の鉛直方向における縦断面図である。なお、以下の説明では、図2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。   FIG. 1 is a plan view showing a preferred embodiment of a microlens substrate used in the transmission screen of the present invention, and FIG. 2 is a vertical sectional view of the microlens substrate shown in FIG. 1 in the vertical direction. In the following description, the left side in FIG. 2 is referred to as “(light) incident side”, and the right side is referred to as “(light) emission side”. In the present invention, unless otherwise specified, the “(light) incident side” and the “(light) output side” are the “incident side” of light for obtaining image light (video light), respectively. ”And“ outgoing side ”, not“ incident side ”or“ outgoing side ”of external light or the like.

マイクロレンズ基板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、図2に示すように、所定のパターンで配列された複数個の凸状のマイクロレンズ(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。
The microlens substrate 1 is a member constituting a transmission screen 10 described later, and includes a plurality of convex microlenses (convex lenses) 21 arranged in a predetermined pattern, as shown in FIGS. A substrate body 2 and a black matrix (light-shielding film) 3 made of a light-shielding material are provided.
The substrate body 2 is usually made of a transparent material.
The constituent material of the substrate body 2 is not particularly limited, but is mainly composed of a resin material and is composed of a transparent material having a predetermined refractive index.

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。   Specific examples of the constituent material of the substrate body 2 include polyolefins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), cyclic polyolefin, modified polyolefin, polyvinyl chloride, poly Vinylidene chloride, polystyrene, polyamide (eg, nylon 6, nylon 46, nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 11, nylon 12, nylon 6-12, nylon 6-66), polyimide, polyamideimide, polycarbonate (PC) , Poly- (4-methylpentene-1), ionomer, acrylic resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), butadiene-styrene copolymer Polyoxymethylene, polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyester such as polycyclohexane terephthalate (PCT), polyether, polyether ketone (PEK), polyether ether ketone (PEEK), polyether imide, polyacetal (POM), polyphenylene oxide, modified polyphenylene oxide, polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, aromatic polyester (liquid crystal polymer), poly Tetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, other fluororesins, styrene, polyolefin, polyvinyl chloride, polyurea Various polyesters, polyesters, polyamides, polybutadienes, transpolyisoprenes, fluororubbers, chlorinated polyethylenes, and other thermoplastic elastomers, epoxy resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, unsaturated polyesters, silicones Resins, urethane-based resins, etc., or copolymers, blends, polymer alloys, etc. mainly composed of these, and combinations of one or more of these (for example, blend resins, polymer alloys, laminates) As body etc.).

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、投影される画像の輝度を十分に高いものとしつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。   The resin material (solidified resin material) constituting the substrate body 2 generally has an absolute refractive index larger than that of various gases (the atmosphere in which the microlens substrate 1 is used). Such a value is preferably 1.35 to 2.00, more preferably 1.40 to 1.60, and even more preferably 1.45 to 1.55. When the absolute refractive index of the resin material is a value within the above range, the viewing angle characteristic can be made particularly excellent while sufficiently increasing the luminance of the projected image.

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(鉛直方向の幅)が横幅(水平方向の幅)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。
The microlens substrate 1 includes a plurality of microlenses 21 as convex lenses having a convex surface on the light incident surface side.
In the present embodiment, the microlens 21 has a flat shape (substantially elliptical, substantially bowl-shaped) in which the vertical width (vertical width) when the microlens substrate 1 is viewed in plan is smaller than the horizontal width (horizontal width). have. When the microlens 21 has such a shape, it is possible to make the viewing angle characteristics particularly excellent while effectively preventing the occurrence of inconvenience such as moire. In particular, both the horizontal and vertical viewing angle characteristics can be improved.

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X[μm]、長軸方向(横方向)の長さをY[μm]としたとき、0.10≦X/Y≦0.99の関係を満足するのが好ましく、0.50≦X/Y≦0.95の関係を満足するのがより好ましく、0.60≦X/Y≦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。   When the length in the minor axis direction (vertical direction) of the microlens 21 in plan view is X [μm] and the length in the major axis direction (lateral direction) is Y [μm], 0.10 ≦ X / It is preferable that the relationship of Y ≦ 0.99 is satisfied, more preferably the relationship of 0.50 ≦ X / Y ≦ 0.95 is satisfied, and the relationship of 0.60 ≦ X / Y ≦ 0.80 is satisfied More preferably. By satisfying the relationship as described above, the effects as described above become more remarkable.

平面視したときのマイクロレンズ21の短軸方向の長さ(マイクロレンズ21の幅)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。   The length of the microlens 21 in the short axis direction (width of the microlens 21) when viewed in plan is preferably 10 to 500 μm, more preferably 30 to 300 μm, and more preferably 50 to 100 μm. Further preferred. When the length of the microlens 21 in the short axis direction is a value within the above range, it is possible to obtain sufficient resolution in the image projected on the screen while effectively preventing the occurrence of inconvenience such as moire. The productivity of the microlens substrate 1 (transmission type screen 10) can be further increased.

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。
マイクロレンズ21は、透過型スクリーン10の鉛直方向(マイクロレンズ21の短軸方向)における断面において、マイクロレンズ21の周縁部付近の曲率半径が、中心部付近の曲率半径よりも大きくなっている。
Further, the length in the major axis direction of the microlens 21 when viewed in plan is preferably 15 to 750 μm, more preferably 45 to 450 μm, and even more preferably 75 to 150 μm. When the length of the microlens 21 in the short axis direction is a value within the above range, it is possible to obtain sufficient resolution in the image projected on the screen while effectively preventing the occurrence of inconvenience such as moire. The productivity of the microlens substrate 1 (transmission type screen 10) can be further increased.
In the cross section of the transmissive screen 10 in the vertical direction (the short axis direction of the microlens 21), the microlens 21 has a radius of curvature near the periphery of the microlens 21 larger than the radius of curvature near the center.

ところで、従来の透過型スクリーンに用いられるマイクロレンズ基板では、上下左右方向の視野角特性に優れているが、スクリーンに投射される画像の明るさ(輝度)が低いという問題があった。
これに対し、本発明では、透過型スクリーンの鉛直方向における、マイクロレンズの周縁部付近の曲率半径を、中心部付近の曲率半径よりも大きいものとすることにより、透過型スクリーンの鉛直方向(上下方向)における視野角特性を十分に保持しつつ、マイクロレンズの入射光の上下方向への拡散をある程度抑え、得られる画像の輝度を向上させることができる。その結果、各方向についての視野角特性に優れるとともに、高輝度の画像を表示することが可能なリア型プロジェクタを提供することができる。
Incidentally, the microlens substrate used in the conventional transmission type screen has excellent viewing angle characteristics in the vertical and horizontal directions, but has a problem that the brightness (luminance) of the image projected on the screen is low.
On the other hand, in the present invention, in the vertical direction of the transmissive screen, the radius of curvature near the periphery of the microlens is larger than the radius of curvature near the center, so The viewing angle characteristics in (direction) can be sufficiently maintained, while the diffusion of the incident light of the microlens in the vertical direction can be suppressed to some extent, and the luminance of the obtained image can be improved. As a result, it is possible to provide a rear projector that has excellent viewing angle characteristics in each direction and can display a high-luminance image.

本発明では、マイクロレンズが、透過型スクリーンの鉛直方向における、マイクロレンズの周縁部付近の曲率半径が、中心部付近の曲率半径よりも大きいものであるが、より具体的には、透過型スクリーンの鉛直方向における、マイクロレンズの周縁部付近の曲率半径をR[μm]、中心付近の曲率半径をR[μm]としたとき、1.5≦R/R≦1000の関係を満足するのが好ましく、100≦R/R≦1000の関係を満足するのがより好ましく、200≦R/R≦900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、本発明の効果をより顕著なものとすることができる。 In the present invention, the microlens has a radius of curvature near the periphery of the microlens in the vertical direction of the transmissive screen, which is larger than the radius of curvature near the center. More specifically, the transmissive screen When the radius of curvature near the periphery of the microlens in the vertical direction is R 0 [μm] and the radius of curvature near the center is R 1 [μm], the relationship of 1.5 ≦ R 0 / R 1 ≦ 1000 is established. It is preferably satisfied, more preferably 100 ≦ R 0 / R 1 ≦ 1000, and still more preferably 200 ≦ R 0 / R 1 ≦ 900. By satisfying such a relationship, the effect of the present invention can be made more remarkable.

透過型スクリーン10の鉛直方向(マイクロレンズ21の短軸方向)における、マイクロレンズ21の中心付近の曲率半径は、5〜250μm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、鉛直方向(上下方向)の視野角特性を良好なものとしつつ、得られる画像の輝度を向上させることができる。
マイクロレンズ21の短軸方向におけるマイクロレンズ21の高さをH[μm]、マイクロレンズ21の短軸方向の長さをX[μm]としたとき、2.0≦X/H≦3の関係を満足するのが好ましく、2.0≦X/H≦2.5の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、鉛直方向(上下方向)の視野角特性を良好なものとしつつ、得られる画像の輝度を向上させることができる。
The radius of curvature near the center of the microlens 21 in the vertical direction of the transmissive screen 10 (the short axis direction of the microlens 21) is preferably 5 to 250 μm, and more preferably 10 to 100 μm. Thereby, the brightness | luminance of the image obtained can be improved, making the viewing angle characteristic of a perpendicular direction (up-down direction) favorable.
When the height of the micro lens 21 in the minor axis direction of the micro lens 21 is H 2 [μm] and the length of the micro lens 21 in the minor axis direction is X [μm], 2.0 ≦ X / H 2 ≦ 3 It is preferable to satisfy this relationship, and it is more preferable to satisfy the relationship of 2.0 ≦ X / H 2 ≦ 2.5. By satisfying such a relationship, it is possible to improve the luminance of the obtained image while improving the viewing angle characteristics in the vertical direction (vertical direction).

本実施形態では、マイクロレンズ21の、透過型スクリーン10の水平方向(マイクロレンズ21の長軸方向)の断面は、略半円形状を有している。すなわち、曲率半径が、中心部においても周縁部においても、実質一定となっている。
マイクロレンズ21の長軸方向におけるマイクロレンズ21の高さをH[μm]、マイクロレンズ21の長軸方向の長さをY[μm]としたとき、2.0≦Y/H≦2.2の関係を満足するのが好ましい。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、水平方向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、マイクロレンズ21の長軸方向における、マイクロレンズ21の曲率半径は、5〜250μmであるのが好ましく、10〜100μmであるのがより好ましい。これより、水平方向(左右方向)の視野角特性を特に優れたものとすることができる。
In the present embodiment, the cross section of the microlens 21 in the horizontal direction of the transmissive screen 10 (long axis direction of the microlens 21) has a substantially semicircular shape. That is, the radius of curvature is substantially constant both at the center and at the periphery.
When the height of the micro lens 21 in the long axis direction of the micro lens 21 is H 1 [μm] and the length of the micro lens 21 in the long axis direction is Y [μm], 2.0 ≦ Y / H 1 ≦ 2. It is preferable to satisfy the relationship of. By satisfying such a relationship, it is possible to make the horizontal viewing angle characteristics particularly excellent while effectively preventing the occurrence of moire due to light interference.
The radius of curvature of the microlens 21 in the major axis direction of the microlens 21 is preferably 5 to 250 μm, and more preferably 10 to 100 μm. Thus, the viewing angle characteristics in the horizontal direction (left-right direction) can be made particularly excellent.

また、これら複数個のマイクロレンズ21は、千鳥状(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、マイクロレンズ21の大きさ等によっては、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場合がある。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21の大きさ等によっては、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。   The plurality of microlenses 21 are arranged in a staggered pattern (in a staggered pattern). By arranging the microlenses 21 in this way, it is possible to effectively prevent inconveniences such as moire. On the other hand, for example, if the microlenses are arranged in a square lattice shape or the like, it may be difficult to sufficiently prevent the occurrence of inconvenience such as moire depending on the size of the microlenses 21 and the like. . Further, when the microlenses are randomly arranged, depending on the size of the microlens 21 or the like, it becomes difficult to sufficiently increase the occupation ratio of the microlenses in the effective region where the microlenses are formed. It is difficult to sufficiently increase the transmittance (light utilization efficiency) of the light, and the obtained image becomes dark.

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、縦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、視野角特性等を特に優れたものとすることができる。
As described above, the microlenses 21 are arranged in a staggered pattern when the microlens substrate 1 is viewed in plan view. However, the microlenses 21 are adjacent to the first row 25 composed of the plurality of microlenses 21 and adjacent to them. It is preferable that the second row 26 is shifted by a half pitch in the vertical direction. As a result, it is possible to more effectively prevent the occurrence of moire due to light interference and to make the viewing angle characteristics particularly excellent.
As described above, by strictly defining the shape, arrangement method, occupation ratio, etc. of the microlens, the viewing angle characteristics and the like are particularly excellent while effectively preventing the occurrence of moire due to light interference. be able to.

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%以上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、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212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L[μm]と、前記線分の長さL[μm]との比率(L/L×100[%])として求めることができる(図2参照)。 Further, when the microlens substrate 1 is viewed in plan from the light incident surface side (direction shown in FIG. 2), the occupation ratio of the microlens 21 is 90% or more in the effective region where the microlens 21 is formed. Preferably, it is 96% or more, and more preferably 97% or more. When the occupation ratio of the microlens 21 is 90% or more, the light utilization efficiency can be further improved. The occupation ratio of the microlens 21 is a line segment connecting the center 212 of the microlens 21 when viewed in plan and the central portion of the portion adjacent to the microlens 21 where the microlens 21 is not formed. It can be determined as a ratio (L 3 / L 4 × 100 [%]) between the length L 3 [μm] of the portion where the microlens 21 is formed and the length L 4 [μm] of the line segment. (See FIG. 2).

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。
A black matrix 3 is provided on the surface of the substrate body 2 on the light emission side. The black matrix 3 is made of a light-shielding material and is formed in a layer shape. By having such a black matrix 3, the black matrix 3 can absorb external light (external light that is not preferable for forming a projection image), and the image projected on the screen has excellent contrast. Can be.
Such a black matrix 3 has an opening 31 on the optical path of the light transmitted through each microlens 21. Thereby, the light condensed by each micro lens 21 can be efficiently passed through the opening 31 of the black matrix 3. As a result, the light utilization efficiency of the microlens substrate 1 can be increased.

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。   The black matrix 3 may be made of any material as long as it has a function of absorbing external light (external light that is not desirable for forming a projection image). Examples of materials that can be used include various inorganic materials, various organic materials, composite materials of inorganic materials and organic materials, and more specifically, chromium oxide, chromium, various pigments, various dyes, and the like. be able to.

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。   The black matrix 3 may be composed of a plurality of types of materials, for example, a laminate having a layer mainly composed of chromium and a layer mainly composed of chromium oxide. Good. When the black matrix 3 has such a configuration, the openings 31 can be easily and reliably formed by a method described later, and the durability of the black matrix 3 is particularly excellent. be able to.

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。   Further, when the black matrix 3 is composed of various pigments, various dyes, etc., the contrast of the obtained image can be easily made excellent, and a desired site can be obtained by a method as described later. In addition, the opening 31 having a desired size and shape can be formed more easily and reliably. When the black matrix 3 is composed of various pigments, various dyes, etc., various inks can be suitably used for forming the black matrix 3 (as a black matrix forming material). This is also advantageous from the viewpoint of stable production of the lens substrate 1 and reduction of production costs.

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。   Moreover, the black matrix 3 may contain the material which does not have light-shielding property. For example, the black matrix 3 may include a resin material as a constituent material. Thereby, the adhesion of the black matrix 3 to the substrate body 2 in the microlens substrate 1 finally obtained is made particularly excellent, and in the opening forming step described in detail later, it is composed of a black matrix forming material. The predetermined portion of the formed film can be easily and reliably removed, and the black matrix 3 having the opening 31 having a desired shape can be reliably formed.

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。
As a resin material constituting the black matrix 3, for example, a damar resin or the like can be given.
Further, the thickness (average thickness) of the black matrix 3 is preferably 0.3 to 8.0 μm, more preferably 0.8 to 7.0 μm, and 1.4 to 6.0 μm. More preferably. When the thickness of the black matrix 3 is a value within the above range, the function as the black matrix 3 (that is, the image contrast is improved) while preventing unintentional peeling, cracking, etc. For example, in the transmission screen 10 including the microlens substrate 1, the contrast of the projected image can be made particularly excellent.

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、視野角特性等を特に優れたものとすることができる。   The opening 31 of the black matrix 3 usually has a shape (substantially similar shape) corresponding to the shape of the microlens 21 (shape when viewed in plan) and is smaller than the microlens 21. That is, in the present embodiment, the opening 31 has a flat shape (substantially oval or substantially bowl-shaped) whose vertical width when the microlens substrate 1 is viewed in plan is smaller than the horizontal width. By having the opening 31 having such a shape and size, it is possible to effectively prevent the occurrence of inconvenience such as moire while making the contrast excellent, and to make the viewing angle characteristics particularly excellent. it can.

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、15〜90μm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(特に高い輝度の画像を投射することができるとともに)、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。   The length in the minor axis direction of the opening 31 when seen in a plan view is preferably 5 to 250 μm, more preferably 7 to 150 μm, and still more preferably 15 to 90 μm. When the length in the minor axis direction of the opening 31 is a value within the above range, the use efficiency of light is particularly excellent (particularly a high-luminance image can be projected) and the obtained image The contrast can be made particularly excellent. On the other hand, if the length of the opening 31 in the minor axis direction is less than the lower limit, it may be difficult to sufficiently increase the light use efficiency. Further, if the length of the opening 31 in the minor axis direction exceeds the upper limit, it may be difficult to make the contrast of the obtained image sufficiently excellent.

また、平面視したときの開口部31の長軸方向の長さは、7.5〜375μmであるのが好ましく、10.5〜225μmであるのがより好ましく、22.5〜135μm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(特に高い輝度の画像を投射することができるとともに)、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。   Further, the length in the major axis direction of the opening 31 when viewed in plan is preferably 7.5 to 375 μm, more preferably 10.5 to 225 μm, and 22.5 to 135 μm. Is more preferable. When the length in the minor axis direction of the opening 31 is a value within the above range, the use efficiency of light is particularly excellent (particularly a high-luminance image can be projected) and the obtained image The contrast can be made particularly excellent. On the other hand, if the length of the opening 31 in the major axis direction is less than the lower limit value, it may be difficult to sufficiently increase the light use efficiency. If the length of the opening 31 in the major axis direction exceeds the upper limit, it may be difficult to make the contrast of the obtained image sufficiently excellent.

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X[μm]、開口部31の短軸方向(縦方向)の長さをX’[μm]としたとき、0.10≦X’/X≦0.90の関係を満足するのが好ましく、0.20≦X’/X≦0.80の関係を満足するのがより好ましく、0.30≦X’/X≦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(特に高い輝度の画像を投射することができるとともに)、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。   When the length of the microlens 21 in the short axis direction (longitudinal direction) in plan view is X [μm] and the length of the opening 31 in the short axis direction (vertical direction) is X ′ [μm]. 0.10 ≦ X ′ / X ≦ 0.90 is satisfied, more preferably 0.20 ≦ X ′ / X ≦ 0.80 is satisfied, and 0.30 ≦ X ′. It is more preferable to satisfy the relationship of /X≦0.60. By satisfying the above relationship, the light use efficiency is particularly excellent (particularly a high-luminance image can be projected), and the contrast of the obtained image is particularly excellent. Can do.

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Y[μm]、開口部31の長軸方向(横方向)の長さをY’[μm]としたとき、0.10≦Y’/Y≦0.90の関係を満足するのが好ましく、0.20≦Y’/Y≦0.80の関係を満足するのがより好ましく、0.30≦Y’/Y≦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(特に高い輝度の画像を投射することができるとともに)、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。   Further, when the length in the major axis direction (lateral direction) of the microlens 21 in plan view is Y [μm], and the length in the major axis direction (lateral direction) of the opening 31 is Y ′ [μm]. 0.10 ≦ Y ′ / Y ≦ 0.90 is satisfied, more preferably 0.20 ≦ Y ′ / Y ≦ 0.80 is satisfied, and 0.30 ≦ Y ′. It is more preferable to satisfy the relationship /Y≦0.60. By satisfying the above relationship, the light use efficiency is particularly excellent (particularly a high-luminance image can be projected), and the contrast of the obtained image is particularly excellent. Can do.

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。これにより、特に高い輝度の画像を投射することができ、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。   The light utilization efficiency of the microlens substrate 1 (ratio of the amount of light emitted from the exit surface to the amount of light incident from the entrance surface of the microlens substrate 1) is preferably 60% or more, and 70 % Is more preferable, and 80 to 95% is more preferable. Thereby, an image with particularly high luminance can be projected, and the contrast of the obtained image can be made particularly excellent.

[透過型スクリーン]
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は、図1に示すマイクロ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3中の左側を「(光の)入射側」、右側を「(光の)出射側」と言う。
[Transparent screen]
Next, the transmission screen 10 including the microlens substrate 1 as described above will be described.
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing a preferred embodiment of the transmission screen of the present invention provided with the microlens substrate shown in FIG. In the following description, the left side in FIG. 3 is referred to as “(light) incident side” and the right side is referred to as “(light) emission side”.

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。
As shown in FIG. 3, the transmission screen 10 includes a Fresnel lens portion 5 and the microlens substrate 1 described above. The Fresnel lens unit 5 is installed on the light (image light) incident side, and the light transmitted through the Fresnel lens unit 5 is incident on the microlens substrate 1.
The Fresnel lens unit 5 has a prism-shaped Fresnel lens 51 formed in a substantially concentric shape on the exit side surface. The Fresnel lens unit 5 refracts image light from a projection lens (not shown) to produce parallel light La parallel to the vertical direction of the main surface of the microlens substrate 1.

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、その後拡散する。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。
以上説明したような透過型スクリーン10は、上述したようなマイクロレンズ基板1を備えているので、各方向についての視野角特性に優れるとともに、高輝度の画像を表示することができる。
In the transmissive screen 10 configured as described above, the image light from the projection lens is refracted by the Fresnel lens unit 5 and becomes parallel light La. The parallel light La is incident on the surface of the microlens substrate 1 opposite to the surface on which the black matrix 3 is provided, is condensed by each microlens 21, and is then diffused. At this time, the light incident on the microlens substrate 1 is transmitted through the microlens substrate 1 with sufficient transmittance. The light that has passed through the opening 31 diffuses and is observed as a planar image by the observer.
Since the transmissive screen 10 described above includes the microlens substrate 1 as described above, it has excellent viewing angle characteristics in each direction and can display a high-luminance image.

前述したマイクロレンズ基板1は、いかなる方法で製造されたものであってもよいが、以下に述べるような方法により、好適に製造することができる。
[マイクロレンズ基板の製造方法]
まず、マイクロレンズ基板1の製造方法の一例について説明する。
まず、本実施形態の製造方法において用いる凹部付き基板(マイクロレンズ形成用凹部付き基板)6、および、その製造方法について説明する。
The microlens substrate 1 described above may be manufactured by any method, but can be preferably manufactured by a method as described below.
[Microlens substrate manufacturing method]
First, an example of a method for manufacturing the microlens substrate 1 will be described.
First, the substrate with recesses (substrate with recesses for forming microlenses) 6 used in the manufacturing method of the present embodiment and the manufacturing method thereof will be described.

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、6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。また、図4〜6は、凹部の短軸方向(透過型スクリーンの鉛直方向に対応した方向)における断面を示した。   FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing a substrate with recesses used for manufacturing a microlens substrate, and FIGS. 5 and 6 are schematic longitudinal sectional views showing a method for manufacturing the substrate with recesses shown in FIG. In manufacturing a substrate with recesses, a large number of recesses (microlens forming recesses) are actually formed on the substrate. In manufacturing a microlens substrate, a large number of microlenses (convex lenses) are actually formed on the substrate. However, in order to make the explanation easier to understand, a part thereof is highlighted. 4 to 6 show cross sections in the minor axis direction of the recesses (direction corresponding to the vertical direction of the transmission screen).

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。   The substrate with recesses (substrate with recesses for forming microlenses) 6 may be made of any material, but is preferably made of a material that is less likely to bend and is less likely to be damaged. Examples of the constituent material of the substrate 6 with recesses include soda glass, crystalline glass, quartz glass, lead glass, potassium glass, borosilicate glass, and alkali-free glass. Especially, as a constituent material of the board | substrate 6 with a recessed part, soda glass, crystalline glass (for example, neo-serum etc.), and an alkali free glass are preferable. Soda glass, crystalline glass, and alkali-free glass are easy to process, are relatively inexpensive, and are advantageous from the viewpoint of manufacturing cost.

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21の配列方式に対応する方式(転写された位置関係)で配列した、複数個の凹部(マイクロレンズ形成用凹部)61を備えている。そして、これらの凹部61は、マイクロレンズ21が凸部であるのに対し凹部であり、マイクロレンズ21に対応する形状(転写された形状である以外は実質的に同一の形状)、寸法を有している。   The substrate with recesses (substrate with recesses for forming microlenses) 6 includes a plurality of recesses (recesses for forming microlenses) 61 arranged in a manner corresponding to the arrangement method of the microlenses 21 (transferred positional relationship). ing. These concave portions 61 are concave portions, whereas the micro lens 21 is a convex portion, and have a shape corresponding to the micro lens 21 (substantially the same shape except for the transferred shape) and dimensions. is doing.

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(鉛直方向の幅)が横幅(水平方向の幅)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。   More specifically, in this embodiment, the recess (microlens forming recess) 61 has a vertical width (vertical width) smaller than a horizontal width (horizontal width) when the substrate 6 with recesses is viewed in plan view. It has a flat shape (substantially oval or substantially bowl-shaped). The concave portion 61 having such a shape is preferably used for manufacturing the microlens substrate 1 capable of effectively preventing the occurrence of inconvenience such as moire and having particularly excellent viewing angle characteristics. Can do.

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X[μm]、長軸方向(横方向)の長さをY[μm]としたとき、0.10≦X/Y≦0.99の関係を満足するのが好ましく、0.50≦X/Y≦0.95の関係を満足するのがより好ましく、0.60≦X/Y≦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。   Further, when the length in the minor axis direction (longitudinal direction) of the recess 61 in plan view is X [μm] and the length in the major axis direction (lateral direction) is Y [μm], 0.10 ≦ X /Y≦0.99, preferably 0.50 ≦ X / Y ≦ 0.95, more preferably 0.60 ≦ X / Y ≦ 0.80. It is more preferable to satisfy. By satisfying the relationship as described above, the effects as described above become more remarkable.

また、平面視したときの凹部61の短軸方向の長さ(凹部61の幅)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。   Moreover, it is preferable that the length (width | variety of the recessed part 61) of the short axis direction of the recessed part 61 when planarly viewed is 10-500 micrometers, It is more preferable that it is 30-300 micrometers, It is 50-100 micrometers. Further preferred. When the length in the minor axis direction of the recess 61 is a value within the above range, it is possible to obtain sufficient resolution in the image projected on the screen while effectively preventing the occurrence of inconvenience such as moire. The productivity of the microlens substrate 1 (substrate 6 with a recess) can be further increased.

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。   Further, the length in the major axis direction of the concave portion 61 when viewed in plan is preferably 15 to 750 μm, more preferably 45 to 450 μm, and further preferably 75 to 150 μm. When the length in the minor axis direction of the recess 61 is a value within the above range, it is possible to obtain sufficient resolution in the image projected on the screen while effectively preventing the occurrence of inconvenience such as moire. The productivity of the microlens substrate 1 (substrate 6 with a recess) can be further increased.

また、凹部61は、凹部61の短軸方向における断面において、凹部61の周縁部付近の曲率半径が、中心部付近の曲率半径よりも大きくなっている。これにより、最終的に得られる透過型スクリーン10において、透過型スクリーン10の鉛直方向(上下方向)における視野角特性を十分に保持しつつ、マイクロレンズ21の入射光の上下方向への拡散をある程度抑え、得られる画像の輝度を向上させることができる。その結果、各方向についての視野角特性に優れるとともに、高輝度の画像を表示することが可能なリア型プロジェクタを提供することができる。   Further, in the recess 61, the radius of curvature near the periphery of the recess 61 is larger than the radius of curvature near the center in the cross section in the minor axis direction of the recess 61. Thereby, in the finally obtained transmissive screen 10, diffusion of the incident light in the vertical direction of the microlens 21 to some extent is performed while sufficiently maintaining the viewing angle characteristics in the vertical direction (vertical direction) of the transmissive screen 10. And the luminance of the obtained image can be improved. As a result, it is possible to provide a rear projector that has excellent viewing angle characteristics in each direction and can display a high-luminance image.

また、凹部61の短軸方向における、凹部61の周縁部付近の曲率半径をR[μm]、中心付近の曲率半径をR[μm]としたとき、1.5≦R/R≦1000の関係を満足するのが好ましく、100≦R/R≦1000の関係を満足するのがより好ましく、200≦R/R≦900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、最終的に得られる透過型スクリーンにおいて、優れた視野角特性を保持しつつ、高輝度の画像を表示することができる。
また、凹部61の短軸方向における、凹部61の中心付近の曲率半径は、5〜250μm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、鉛直方向(上下方向)の視野角特性を良好なものとしつつ、得られる画像の輝度を向上させることができる。
Further, in the minor axis direction of the concave portion 61, when the radius of curvature near the peripheral portion of the concave portion 61 is R 0 [μm] and the radius of curvature near the center is R 1 [μm], 1.5 ≦ R 0 / R 1 The relationship of ≦ 1000 is preferably satisfied, the relationship of 100 ≦ R 0 / R 1 ≦ 1000 is more preferable, and the relationship of 200 ≦ R 0 / R 1 ≦ 900 is more preferable. By satisfying such a relationship, it is possible to display a high-luminance image while maintaining excellent viewing angle characteristics in the finally obtained transmission screen.
The radius of curvature near the center of the recess 61 in the minor axis direction of the recess 61 is preferably 5 to 250 μm, and more preferably 10 to 100 μm. Thereby, the brightness | luminance of the image obtained can be improved, making the viewing angle characteristic of a perpendicular direction (up-down direction) favorable.

凹部61の短軸方向における凹部61の高さをD[μm]、凹部61の短軸方向の長さをX[μm]としたとき、2.0≦X/D≦3の関係を満足するのが好ましく、2.0≦X/D≦2.5の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、鉛直方向(上下方向)の視野角特性を良好なものとしつつ、得られる画像の輝度を向上させることができる。
また、凹部61の長軸方向の断面は、略半円形状を有している。
When the height of the recess 61 in the minor axis direction of the recess 61 is D 2 [μm] and the length of the recess 61 in the minor axis direction is X [μm], a relationship of 2.0 ≦ X / D 2 ≦ 3 is established. It is preferable to satisfy, and it is more preferable to satisfy the relationship of 2.0 ≦ X / D 2 ≦ 2.5. By satisfying such a relationship, it is possible to improve the luminance of the obtained image while improving the viewing angle characteristics in the vertical direction (vertical direction).
Further, the cross section in the major axis direction of the recess 61 has a substantially semicircular shape.

凹部61の長軸方向における凹部61の深さをD[μm]、凹部61の長軸方向の長さをY[μm]としたとき、2.0≦Y/D≦2.2の関係を満足するの好ましい。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、水平方向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、凹部61の長軸方向における、凹部61の曲率半径は、5〜250μmであるのが好ましく、10〜100μmであるのがより好ましい。これより、水平方向(左右方向)の視野角特性を特に優れたものとすることができる。
When the depth of the recess 61 in the major axis direction of the recess 61 is D 1 [μm] and the length of the recess 61 in the major axis direction is Y [μm], 2.0 ≦ Y / D 1 ≦ 2.2 Satisfying the relationship. By satisfying such a relationship, it is possible to make the horizontal viewing angle characteristics particularly excellent while effectively preventing the occurrence of moire due to light interference.
Moreover, it is preferable that the curvature radius of the recessed part 61 in the major axis direction of the recessed part 61 is 5-250 micrometers, and it is more preferable that it is 10-100 micrometers. Thus, the viewing angle characteristics in the horizontal direction (left-right direction) can be made particularly excellent.

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、凹部(マイクロレンズ)の大きさ等によっては、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(マイクロレンズ)の大きさ等によっては、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。   The plurality of recesses 61 are arranged in a staggered pattern. By arranging the recesses 61 in this way, it is possible to effectively prevent the occurrence of inconvenience such as moire. On the other hand, for example, if the concave portions are arranged in a square lattice shape or the like, it is difficult to sufficiently prevent the occurrence of inconvenience such as moire depending on the size of the concave portions (microlenses). In addition, when the concave portions are randomly arranged, depending on the size of the concave portion (microlens) or the like, it becomes difficult to sufficiently increase the occupancy ratio of the concave portions in the effective region where the concave portions are formed. It becomes difficult to sufficiently increase the transmittance (light utilization efficiency), and the obtained image becomes dark.

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、縦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。   In addition, as described above, the recesses 61 are arranged in a staggered pattern when the substrate 6 with recesses is viewed in plan, and are adjacent to the first row composed of the plurality of recesses 61. The second row is preferably shifted by a half pitch in the vertical direction. As a result, it is possible to more effectively prevent the occurrence of moire due to light interference and to make the viewing angle characteristics particularly excellent.

なお、上記の説明では、凹部61が、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、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21と凹部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。   In the above description, the concave portion 61 has been described as having substantially the same shape (dimension) and arrangement method as the microlens 21. However, for example, the constituent material of the substrate body 2 contracts. When it is easy (when the resin material constituting the substrate body 2 shrinks due to solidification or the like), the shape (dimensions) between the microlens 21 and the concave portion 61 is considered in consideration of the shrinkage rate. Occupancy ratios and the like may be different.

次に、凹部付き基板の製造方法について、図5および図6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。
Next, a method for manufacturing the substrate with recesses will be described with reference to FIGS. In practice, a large number of microlens forming recesses are formed on the substrate. Here, in order to make the explanation easy to understand, a part of them is shown highlighted.
First, when manufacturing the board | substrate 6 with a recessed part, the board | substrate 7 is prepared.
The substrate 7 having a uniform thickness and having no deflection or scratches is preferably used. The substrate 7 is preferably one whose surface is cleaned by washing or the like.

このような清浄化は、例えば、基板7の表面をエッチング(ライトエッチング)することにより行うことができる。
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。
ウェットエッチングを用いた場合、エッチング液としては特に限定されないが、一水素二フッ化アンモニウムと硫酸との混合液を用いるのが好ましい。これにより、基板7の表面の平滑性を高くすることができるとともに、基板7表面の不純物(Na、K等)を好適に除去することができる。その結果、後述するマスキング工程において、マスク形成用膜4(マスク8)をより均一に成膜することができる。また、マスク形成用膜4(マスク8)と基板7との密着性を向上させることができる。その結果、後述するエッチング工程において、マスク8が不本意に剥がれるのを防止することができる。
Such cleaning can be performed, for example, by etching (light etching) the surface of the substrate 7.
The etching method is not particularly limited, and examples thereof include wet etching and dry etching.
When wet etching is used, the etching solution is not particularly limited, but a mixed solution of ammonium monohydrogen difluoride and sulfuric acid is preferably used. Thereby, the smoothness of the surface of the substrate 7 can be increased, and impurities (Na, K, etc.) on the surface of the substrate 7 can be suitably removed. As a result, the mask forming film 4 (mask 8) can be more uniformly formed in the masking step described later. In addition, the adhesion between the mask forming film 4 (mask 8) and the substrate 7 can be improved. As a result, it is possible to prevent the mask 8 from being unintentionally peeled off in an etching process described later.

<A1>用意した基板7の表面に、多数個の初期孔(開口部)81を有するマスク8を形成するとともに、基板7の裏面(マスク8が形成される面と反対側の面)に裏面保護膜89を形成する(マスキング工程、図5(a)、図5(b)参照)。
特に、本実施形態では、まず、図5(a)に示すように、用意した基板7の裏面に裏面保護膜89を形成するとともに、基板7の表面にマスク形成用膜4を形成し(マスク形成用膜形成工程)、その後、図5(b)に示すように、マスク形成用膜4に初期孔81を形成すること(初期孔形成工程)によりマスク8を得る。マスク形成用膜4および裏面保護膜89は同時に形成することもできる。
<A1> A mask 8 having a large number of initial holes (openings) 81 is formed on the surface of the prepared substrate 7, and the back surface of the substrate 7 (the surface opposite to the surface on which the mask 8 is formed) A protective film 89 is formed (see a masking process, FIGS. 5A and 5B).
In particular, in the present embodiment, first, as shown in FIG. 5A, the back surface protective film 89 is formed on the back surface of the prepared substrate 7 and the mask forming film 4 is formed on the surface of the substrate 7 (mask). (Formation film forming step) Thereafter, as shown in FIG. 5B, the mask 8 is obtained by forming the initial hole 81 in the mask formation film 4 (initial hole formation step). The mask forming film 4 and the back surface protective film 89 can be formed simultaneously.

マスク形成用膜4は、レーザ光の照射等により、後述する初期孔81を形成することができるとともに、後述するエッチング工程におけるエッチングに対する耐性を有するものが好ましい。換言すれば、マスク形成用膜4(マスク8)は、エッチングレートが、基板7と略等しいか、または、基板7に比べて小さくなるように構成されるのが好ましい。
かかる観点からは、マスク形成用膜4(マスク8)を構成する材料としては、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、マスク形成用膜4(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。
The mask forming film 4 is preferably capable of forming an initial hole 81 to be described later by laser light irradiation or the like and having resistance to etching in an etching process to be described later. In other words, the mask formation film 4 (mask 8) is preferably configured so that the etching rate is substantially equal to or lower than that of the substrate 7.
From this point of view, as a material constituting the mask forming film 4 (mask 8), for example, a metal such as Cr, Au, Ni, Ti, Pt, an alloy containing two or more selected from these, Examples thereof include oxides (metal oxides), silicon, and resins.
In addition, the mask forming film 4 (mask 8) may have, for example, a substantially uniform composition, or a laminated body having a plurality of different layers.

上記のように、マスク形成用膜4(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形成用膜4は、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ものであり、また、このような構成のマスク形成用膜4を用いて得られるマスク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)。また、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を好適に形成することができる。また、マスク形成用膜4(マスク8)の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形成用膜4(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形成用膜4(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。   As described above, the configuration of the mask forming film 4 (mask 8) is not particularly limited, but is a laminate having a layer mainly composed of chromium and a layer mainly composed of chromium oxide. Preferably there is. The mask forming film 4 having such a configuration can easily and reliably form an opening having a desired shape by irradiation with laser light as described later. The mask 8 obtained by using the mask forming film 4 has excellent stability with respect to etching solutions having various compositions (the substrate 7 can be more reliably protected in an etching process described later). . Moreover, the recessed part 61 of the shape as mentioned above can be formed suitably in the etching process mentioned later. Further, when the mask forming film 4 (mask 8) has the above-described configuration, for example, in an etching process described later, a liquid containing ammonium monohydrogen difluoride is preferably used as an etchant. it can. Since ammonium monohydrogen difluoride is not a poisonous deleterious substance, it is possible to prevent the human body and the environment during work more reliably. Further, the mask forming film 4 (mask 8) having the above-described configuration can relieve the internal stress of the mask efficiently, and is particularly excellent in adhesion with the substrate 7 (particularly, adhesion in the etching process). ing. For this reason, by using the mask forming film 4 (mask 8) having the above-described configuration, the concave portion 61 having a desired shape can be easily and reliably formed.

マスク形成用膜4の形成方法は特に限定されないが、マスク形成用膜4(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、マスク形成用膜4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、マスク形成用膜4(マスク8)をシリコンで構成されたものとする場合、マスク形成用膜4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。   The method for forming the mask forming film 4 is not particularly limited, but the mask forming film 4 (mask 8) is made of a metal material (including an alloy) such as chromium (Cr) or gold (Au) or a metal oxide (for example, chromium oxide). ), The mask forming film 4 can be suitably formed by, for example, vapor deposition or sputtering. When the mask forming film 4 (mask 8) is made of silicon, the mask forming film 4 can be suitably formed by, for example, a sputtering method or a CVD method.

マスク形成用膜4(マスク8)の厚さは、マスク形成用膜4(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、マスク形成用膜4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、マスク形成用膜4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、マスク形成用膜4(マスク8)の内部応力によりマスク形成用膜4(マスク8)が剥がれ易くなる場合がある。   The thickness of the mask forming film 4 (mask 8) varies depending on the material constituting the mask forming film 4 (mask 8), but is preferably about 0.01 to 2.0 μm, preferably 0.03 to 0.2 μm. The degree is more preferable. If the thickness is less than the lower limit, the shape of the initial hole 81 formed in the initial hole forming step (opening forming step) described later may be distorted depending on the constituent material of the mask forming film 4 and the like. There is. In addition, when wet etching is performed in an etching process described later, the masked portion of the substrate 7 may not be sufficiently protected. On the other hand, if the upper limit value is exceeded, depending on the constituent material of the mask forming film 4 and the like, it becomes difficult to form the initial hole 81 that penetrates in the initial hole forming step described later, and the mask forming film 4 (mask Due to the internal stress of 8), the mask forming film 4 (mask 8) may be easily peeled off.

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、マスク形成用膜4(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、マスク形成用膜4の形成と同時に、マスク形成用膜4と同様に設けることができる。   The back surface protective film 89 is for protecting the back surface of the substrate 7 in the subsequent steps. By this back surface protective film 89, erosion, deterioration, etc. of the back surface of the substrate 7 are preferably prevented. The back surface protective film 89 has the same configuration as the mask forming film 4 (mask 8), for example. Therefore, the back surface protective film 89 can be provided in the same manner as the mask forming film 4 simultaneously with the formation of the mask forming film 4.

次に、図5(b)に示すように、マスク形成用膜4に、複数個の初期孔(開口部)81を形成し、マスク8を得る(初期孔形成工程)。本工程で形成される初期孔81は、後述するエッチングの際のマスク開口として機能するものである。
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形成用膜4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レジスト膜に開口部を形成する場合に比べて、簡単かつ安価に開口部(初期孔81)を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 5B, a plurality of initial holes (openings) 81 are formed in the mask forming film 4 to obtain a mask 8 (initial hole forming step). The initial hole 81 formed in this step functions as a mask opening in the later-described etching.
A method for forming the initial hole 81 is not particularly limited, but a method using laser light irradiation is preferable. Thereby, the initial holes 81 having a desired shape arranged in a desired pattern can be easily and accurately formed. As a result, the shape, arrangement method, and the like of the recesses 61 can be controlled more reliably. Further, by forming the initial hole 81 by laser irradiation, a substrate with a recess can be manufactured with high productivity. In particular, the concave portion can be easily formed even on a large-area substrate. Further, when forming the initial hole 81 by laser light irradiation, by controlling the irradiation condition, only the initial hole 81 can be formed without forming the initial recess 71 as described later, The initial recess 71 with small variations in shape, size, and depth can be easily and reliably formed. Further, by forming the initial hole 81 in the mask forming film 4 by laser light irradiation, the opening (e.g., easier and less expensive than the case where the opening is formed in the resist film by a conventional photolithography method. An initial hole 81) can be formed.

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、YVOレーザ、Ne−Heレーザ、Arレーザ、CO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。 In addition, when the initial hole 81 is formed by laser light irradiation, the type of laser light to be used is not particularly limited, but a ruby laser, a semiconductor laser, a YAG laser, a femtosecond laser, a glass laser, a YVO 4 laser, a Ne- He laser, Ar laser, CO 2 laser, excimer laser or the like may be mentioned. Moreover, you may use wavelengths, such as SHG of each laser, THG, and FHG.

マスク形成用膜4に初期孔81を形成するとき、図5(b)に示すように、マスク形成用膜4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。   When the initial hole 81 is formed in the mask forming film 4, not only the mask forming film 4 but also a part of the surface of the substrate 7 is removed at the same time, as shown in FIG. May be. Thereby, when etching is performed in an etching process described later, the contact area with the etching solution is increased, and erosion can be suitably started. Further, by adjusting the depth of the initial recess 71, the depth of the recess 61 (maximum lens thickness) can be adjusted. Although the depth of the initial recessed part 71 is not specifically limited, It is preferable to set it as 5 micrometers or less, and it is more preferable to set it as about 0.1-0.5 micrometer. When the initial hole 81 is formed by laser irradiation, the variation in depth can be more reliably reduced with respect to the plurality of initial concave portions 71 formed together with the initial hole 81. Thereby, the variation of the depth of each recessed part 61 which comprises the board | substrate 6 with a recessed part also becomes small, and the dispersion | variation in the magnitude | size of each microlens 21 of the microlens substrate 1 finally obtained also becomes small. As a result, the variation in diameter, focal length, and lens thickness of each microlens 21 can be particularly reduced.

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。   The shape and size of the initial hole 81 formed in this step is not particularly limited, but it is substantially circular and the diameter is preferably 0.8 to 20 μm, more preferably 1.0 to 10 μm. Preferably, it is 1.5-4 micrometers. When the diameter of the initial hole 81 is a value within the above range, the concave portion 61 having the above-described shape can be reliably formed in the etching process described later. However, when the initial hole 81 has a flat shape such as a substantially elliptical shape, the length in the minor axis direction can be substituted for the value of the diameter. That is, when the initial hole 81 formed in this step has a flat shape, the width of the initial hole 81 (length in the minor axis direction) is not particularly limited, but is preferably 0.8 to 20 μm, More preferably, it is 1.0-10 micrometers, and it is still more preferable that it is 1.5-4 micrometers. When the width of the initial hole 81 is a value within the above range, the concave portion 61 having the above-described shape can be reliably formed in the etching process described later.

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、マスク形成用膜4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にマスク形成用膜4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、その上にマスク形成用膜4を形成することでマスク形成用膜4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。
In addition, when the initial hole 81 formed in this step is a flat shape, the length of the initial hole 81 (length in the major axis direction) is preferably 0.9 to 30 μm, and preferably 1.5 to More preferably, it is 15 micrometers, and it is still more preferable that it is 2.0-6 micrometers. When the length of the initial hole 81 is a value within the above range, the concave portion 61 having the above-described shape can be more reliably formed in the etching process described later.
In addition to forming the initial hole 81 by irradiating the mask forming film 4 with laser light, for example, when forming the mask forming film 4 on the substrate 7, the foreign material is previously formed in a predetermined pattern on the substrate 7. Then, a defect may be positively formed in the mask forming film 4 by forming the mask forming film 4 thereon, and the defect may be used as the initial hole 81.

<A2>次に、図5(c)、図5(d)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にエッチングを施す(エッチング工程)。これにより、基板7上に多数の凹部61が形成される。
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。
<A2> Next, as shown in FIGS. 5C and 5D, the substrate 7 is etched using the mask 8 in which the initial holes 81 are formed (etching step). Thereby, a large number of recesses 61 are formed on the substrate 7.
The etching method is not particularly limited, and examples thereof include wet etching and dry etching. In the following description, a case where wet etching is used will be described as an example.

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る。
そして、形成すべき凹部61の短軸方向において、図5(d)に示すように、形成しつつある凹部61’が、隣接する凹部同士で接触する。すなわち、形成すべき凹部61の短軸方向における凹部61’の周縁部62がマスク8から離れる。
このように、周縁部62がマスク8から離れることにより、周縁部62もエッチングされていく。周縁部62のエッチングが進行するにつれて、凹部61’の周縁部の曲率半径が、凹部61’の中心部よりも大きくなる。これにより、図6(e)に示すように、基板7上に、前述したような形状の凹部61が多数形成される。
By performing etching (wet etching) on the substrate 7 covered with the mask 8 in which the initial holes 81 are formed, as shown in FIG. It is etched.
Then, in the minor axis direction of the recess 61 to be formed, as shown in FIG. 5 (d), the recess 61 ′ being formed comes into contact with the adjacent recesses. That is, the peripheral edge 62 of the recess 61 ′ in the minor axis direction of the recess 61 to be formed is separated from the mask 8.
In this way, the peripheral edge 62 is also etched by separating the peripheral edge 62 from the mask 8. As the etching of the peripheral edge 62 proceeds, the radius of curvature of the peripheral edge of the recess 61 ′ becomes larger than the center of the recess 61 ′. As a result, as shown in FIG. 6E, a large number of recesses 61 having the shape as described above are formed on the substrate 7.

また、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、前記工程<A1>でマスク形成用膜4に初期孔81を形成した際(マスク8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。
Further, as described above, since the initial holes 81 formed in the mask 8 are arranged in a staggered pattern (in a staggered pattern), the formed recesses 61 are formed in a staggered pattern (in a staggered pattern in the surface of the substrate 7). ).
In this embodiment, when the initial hole 81 is formed in the mask forming film 4 in the step <A1> (when the mask 8 is formed), the initial recess 71 is formed on the surface of the substrate 7. Thereby, at the time of etching, the contact area with the etching solution is increased, and erosion can be suitably started.
Further, when the wet etching method is used, the concave portion 61 can be suitably formed. If, for example, an etching solution containing ammonium monohydrogen difluoride is used as the etching solution, the substrate 7 can be etched more selectively, and the recess 61 can be suitably formed.

マスク8(マスク形成用膜4)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。
When the mask 8 (mask forming film 4) is mainly composed of chromium, the hydrofluoric acid-based etchant is particularly preferably a liquid containing ammonium monohydrogen difluoride. Since the ammonium hydrogen difluoride solution is not a poisonous and deleterious substance, it can prevent the influence on the human body and the environment during work. Moreover, when using ammonium monohydrogen difluoride as an etchant, the etchant may contain, for example, hydrogen peroxide. Thereby, an etching speed can be made faster.
Further, according to wet etching, it is possible to perform processing with a simpler apparatus than dry etching, and it is possible to perform processing on many substrates at once. Thereby, productivity improves and the board | substrate 6 with a recessed part can be provided cheaply.

<A3>次に、図6(f)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。
<A3> Next, as shown in FIG. 6F, the mask 8 is removed (mask removal step). At this time, the substrate with recesses 6 is obtained by removing the back surface protective film 89 along with the removal of the mask 8.
When the mask 8 is a laminated body having a layer mainly composed of chromium and a layer mainly composed of chromium oxide as described above, the removal of the mask 8 is, for example, ceric ammonium nitrate and perchlorine. The etching can be performed using a mixture containing an acid.

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([(CHSi]NH)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6(f)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。
Further, for example, a mold release process may be performed on the surface side of the substrate 6 with the recesses where the recesses 61 are provided. Thereby, in the method of manufacturing the microlens substrate 1 described in detail later, the substrate 6 with the recesses can be easily removed while sufficiently preventing defects such as chipping from occurring on the microlens 21 of the substrate body 2. . Examples of the mold release treatment include formation of a film composed of a material having releasability such as silicone resin such as alkylpolysiloxane, fluorine resin such as polytetrafluoroethylene, and hexamethyldisilazane ([(CH 3 ) Surface treatment with a silylating agent such as 3 Si] 2 NH), surface treatment with a fluorine-based gas, and the like.
As described above, as shown in FIGS. 6F and 4, the substrate 6 with recesses in which a large number of recesses 61 are formed in a staggered pattern on the substrate 7 is obtained.

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形成用膜4に初期孔81を形成してマスク8を得、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形成用膜4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開口部を形成する場合に比べて簡単かつ安価に、所定パターンで開口部(初期孔81)を有するマスクを得ることができる。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。
The method for forming the plurality of recesses 61 arranged in a staggered pattern on the substrate 7 is not particularly limited, but the method as described above (by forming the initial holes 81 in the mask forming film 4 by laser irradiation). When the mask 8 is obtained and then etched using the mask 8 to form the recess 61 on the substrate 7, the following effects are obtained.
That is, by forming the initial hole 81 in the mask forming film 4 by laser light irradiation, the opening (with a predetermined pattern) can be easily and inexpensively compared with the case where the opening is formed by a conventional photolithography method. A mask having initial holes 81) can be obtained. Thereby, productivity improves and the board | substrate 6 with a recessed part can be provided cheaply.

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。
Further, according to the method as described above, it is possible to easily perform processing on 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. Thereby, a high-quality and large-sized substrate with a concave portion (microlens substrate) can be manufactured at a low cost by a simple method.
Further, when the initial holes 81 are formed by laser irradiation, the shape, size, arrangement, and the like of the formed initial holes 81 can be managed easily and reliably.

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7、図8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7、図8中の下側を「(光の)入射側」、上側を「(光の)出射側」と言う。
Next, a method for manufacturing the microlens substrate 1 using the above-described substrate 6 with recesses will be described.
7 and 8 are schematic longitudinal sectional views showing an example of a method for manufacturing the microlens substrate shown in FIG. In the following description, the lower side in FIGS. 7 and 8 is referred to as “(light) incident side”, and the upper side is referred to as “(light) emission side”.

<B1>まず、図7(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。   <B1> First, as shown in FIG. 7A, the resin material 23 having fluidity (for example, the resin material 23 in a softened state, An unpolymerized (uncured) resin material 23) is applied, and the resin material 23 is pressed by the flat plate 11. In particular, in this embodiment, the resin material 23 is pressed in a state where the spacer 20 is disposed between the substrate 6 with recesses and the flat plate 11. Thereby, the thickness of the microlens substrate 1 to be formed can be more reliably controlled, and the focal position of the microlens 21 on the finally obtained microlens substrate 1 can be more reliably controlled. And the occurrence of inconvenience such as color unevenness can be more effectively prevented.

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。   The spacer 20 is made of a material having a refractive index comparable to that of the resin material 23 (solidified resin material 23). By using the spacer 20 made of such a material, even when the spacer 20 is arranged at the portion where the recess 61 of the substrate 6 with recesses is formed, the microlens substrate 1 from which the spacer 20 is obtained can be obtained. An adverse effect on optical characteristics can be effectively prevented. Accordingly, it is possible to arrange a relatively large number of spacers 20 over substantially the entire effective area of the main surface (the surface side where the recesses are formed) of the substrate 6 with recesses. As a result, the substrate 6 with recesses, the flat plate Therefore, the thickness of the resulting microlens substrate 1 can be more reliably controlled.

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。   As described above, the spacer 20 is made of a material having the same refractive index as that of the resin material 23 (the resin material 23 after solidification). More specifically, the absolute refraction of the constituent material of the spacer 20 is used. The absolute value of the difference between the refractive index and the absolute refractive index of the resin material 23 after solidification is preferably 0.20 or less, more preferably 0.10 or less, and further preferably 0.02 or less. Preferably, the solidified resin material 23 and the spacer 20 are most preferably composed of the same material.

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。
The shape of the spacer 20 is not particularly limited, but is preferably substantially spherical or substantially cylindrical. When the spacer 20 has such a shape, the diameter is preferably 10 to 300 μm, more preferably 30 to 200 μm, and still more preferably 30 to 170 μm.
In the case where the spacer 20 is used as described above, when the resin material 23 is solidified, it is sufficient that the spacer 20 is disposed between the substrate 6 with recesses and the flat plate 11, and the timing for supplying the spacer 20 is particularly It is not limited. For example, the resin material 23 in which the spacer 20 is dispersed in advance as the resin to be applied may be used on the surface of the substrate 6 with the recess where the recess 61 is formed, or the spacer 20 is disposed on the substrate 6 with the recess. The resin material 23 may be applied in a state, or the spacer 20 may be applied after the resin material 23 is supplied.
Further, the flat plate 11 may have a surface on which the resin material 23 is pressed subjected to the release treatment as described above. Thereby, the flat plate 11 can be efficiently removed from the surface of the substrate body 2 in a process described later.

<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7(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。
<B2> Next, the resin material 23 is solidified (including curing (polymerization)), and then the flat plate 11 is removed (see FIG. 7B). Thereby, the substrate main body 2 provided with the microlens 21 (particularly, the microlens 21 satisfying the conditions such as the shape and the arrangement as described above) made of the resin filled in the concave portion 61 is obtained.
When the resin material 23 is solidified by curing (polymerization), examples of the method include irradiation with light such as ultraviolet rays, irradiation with electron beams, and heating.

<B3>次に、図7(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。
<B3> Next, as shown in FIG. 7C, a colored black matrix-forming material (light-shielding film-forming material) is applied to the exit-side surface of the substrate body 2, and the black matrix-forming material is used. The formed film 32 is formed (light shielding film forming material application step).
The method for applying the black matrix forming material to the surface of the substrate body 2 is not particularly limited. For example, dip coating, doctor blade, spin coating, brush coating, spray coating, electrostatic coating, electrodeposition coating, roll coater, etc. Various coating methods, vapor deposition methods, ion plating methods, vapor phase film formation methods such as sputtering methods, wet plating methods such as electrolytic plating and electroless plating, and the like can be applied. In particular, when the black matrix 3 is formed as a laminate having a layer mainly composed of chromium and a layer mainly composed of chromium oxide, the film 32 is preferably formed by a vapor deposition method. Further, when the black matrix 3 is formed as a material composed of a material containing a pigment or dye (particularly, a material composed of a material including a resin material in addition to the pigment or dye), the black matrix 3 is formed by a coating method. Is preferred. Thereby, the film | membrane 32 of uniform thickness can be formed easily.

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。   When the black matrix 3 is formed of a material including a pigment or a dye, the black matrix forming material includes a resin material and a liquid medium (for example, a solvent, a dispersion medium, in addition to the pigment and the dye). A liquid that functions as a liquid). Thereby, the film 32 having a uniform thickness can be formed easily and reliably, and the adhesion of the formed film 32 (black matrix 3) to the substrate body 2 can be made particularly excellent. . Further, if the black matrix forming material is composed of a material including a resin material and a liquid medium in addition to a pigment and a dye, a predetermined portion of the film 32 is formed in an opening forming step described in detail later. Can be easily and reliably removed, and the black matrix 3 having the openings 31 having a desired shape can be more reliably formed.

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。
In this step, a treatment for removing a part of the components constituting the black matrix forming material may be performed in the subsequent step. For example, when the black matrix forming material is made of a material containing a liquid medium, for example, a process for removing the liquid medium from the film 32 made of the black matrix forming material (for example, heat treatment) , Decompression treatment or the like).
The thickness of the film 32 formed in this step is usually substantially the same as the thickness of the black matrix 3. Therefore, the thickness (average thickness) of the film 32 is preferably 0.3 to 8.0 μm, more preferably 0.8 to 7.0 μm, and 1.4 to 6.0 μm. Is more preferable.

<B4>次に、図8(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。   <B4> Next, as shown in FIG. 8D, the substrate body 2 is removed from the substrate 6 with recesses. Thus, by removing the substrate 6 with recesses from the substrate body 2, the removed substrate 6 with recesses can be repeatedly used for the manufacture of the substrate body 2 (microlens substrate 1). This is advantageous for improving the stability of the quality of the substrate body 2 (microlens substrate 1).

<B5>次に、図8(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。   <B5> Next, as shown in FIG. 8E, the substrate body 2 is irradiated with a laser beam Lb in a direction perpendicular to the incident-side surface. The irradiated laser beam Lb is refracted and collected by entering the microlens 21. And the film | membrane (film | membrane comprised with the material for light shielding film formation) 32 of the site | part irradiated with the laser beam which became high energy by condensing is removed, and the opening part 31 is formed (FIG. 7 ( f)). Thereby, the microlens substrate 1 having the black matrix (light shielding film) 3 is obtained.

このように、本実施形態では、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31を形成する。このように、マイクロ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、マイクロ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、本実施形態によれば、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、マイクロ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、マイクロ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。
As described above, in this embodiment, a part of the film made of the light shielding film forming material is removed by the energy of the focused laser beam, and the opening 31 is formed. As described above, by using the light condensed by the microlens (particularly, laser light having a uniform frequency and phase), only a predetermined portion of the film made of the colored light-shielding film forming material is selectively selected. Can be removed. In other words, by using the laser beam condensed by the microlens to form the opening, light having a high energy density can be selectively given only to a specific part, and the opening is formed of a light shielding film forming material. In addition, it is possible to selectively remove the opening portion of the film, and to effectively prevent the other portion from being adversely affected. Moreover, according to this embodiment, the light shielding film which has the opening part of a desired shape in a desired site | part can be reliably formed with a simple method with few processes. As a result, an image obtained by using the microlens substrate can have excellent light utilization efficiency and excellent contrast.
In addition, since the laser light is generally light having a uniform frequency and phase, by selecting the type of laser light according to the film made of the light shielding film forming material and the constituent material of the microlens substrate, It is possible to more reliably prevent the occurrence of adverse effects on the portions of the film composed of the substrate body and the light shielding film forming material that should remain.

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、YVOレーザ、Ne−Heレーザ、Arレーザ、CO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。
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。
The type of laser light used in this step is not particularly limited. For example, ruby laser, semiconductor laser, YAG laser, femtosecond laser, glass laser, YVO 4 laser, Ne-He laser, Ar laser, CO 2 laser, excimer A laser etc. are mentioned. Moreover, you may use wavelengths, such as SHG of each laser, THG, and FHG.
Note that a series of processes such as application of the light shielding film forming material and laser light irradiation as described above may be repeated. Thereby, the light shielding film (black matrix) can be formed thicker, and the contrast can be further improved.

[リア型プロジェクタ]
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11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。
[Rear type projector]
A rear projector using the transmission screen will be described below.
FIG. 11 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 transmissive screen 10 are arranged in a housing 340.

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、高輝度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、上記のような透過型スクリーン10(マイクロレンズ基板1)を備えているので、視野角特性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。
Since the rear projector 300 includes the transmissive screen 10 as described above, it is possible to obtain an image with high brightness and excellent contrast. Further, since the transmission type screen 10 (microlens substrate 1) as described above is provided, the viewing angle characteristics and the like are particularly excellent.
In particular, in the microlens substrate 1 described above, since the elliptical microlenses 21 are arranged in a staggered pattern (in a staggered pattern), the rear projector 300 is not particularly susceptible to problems such as moire.

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、マイクロレンズ基板、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、凹部付き基板の製造方法は、前述した方法に限定されない。凹部付き基板は、例えば、一旦、半球面形状の凹部を形成した後、透過型スクリーンの鉛直方向に対応する方向における凹部の周縁部付近以外にマスクを形成し、さらにエッチングを施すことにより形成されるものであってもよい。また、凹部が所定の大きさとなった時に、一旦エッチングを止め、透過型スクリーンの鉛直方向に対応する方向における凹部の周縁部付近にレーザにより変質部を形成した後、再度エッチングを施すことにより形成されるものであってもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to these.
For example, each part of the microlens substrate, the transmissive screen, and the rear projector can be replaced with any structure that can exhibit the same function.
Moreover, the manufacturing method of a board | substrate with a recessed part is not limited to the method mentioned above. The substrate with recesses is formed, for example, by forming a hemispherical recess once, forming a mask in the vicinity of the periphery of the recess in a direction corresponding to the vertical direction of the transmission screen, and further performing etching. It may be a thing. In addition, when the concave portion becomes a predetermined size, the etching is temporarily stopped, and the altered portion is formed by the laser in the vicinity of the peripheral portion of the concave portion in the direction corresponding to the vertical direction of the transmission screen, and then etched again. It may be done.

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、マイクロ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。   In the above-described embodiment, the spacer has been described as having a refractive index comparable to that of the resin (resin after solidification). However, the spacer is substantially formed with a concave portion of the substrate with the concave portion. In the case of being disposed only in the non-effective region (ineffective region), it may not have a refractive index comparable to that of the resin (resin after solidification). In manufacturing the microlens substrate, the above spacers are not necessarily used.

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、マイクロレンズ基板を製造してもよい。   In the above-described embodiment, the resin is applied to the surface of the substrate with recesses. However, for example, by applying resin to the surface of a flat plate and pressing it with the substrate with recesses, It may be manufactured.

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。   Further, in the above-described embodiment, the initial hole forming step of the manufacturing method of the substrate with recesses is described as forming the initial recesses 71 in the substrate 7 together with the initial holes 81. However, such initial recesses 71 are formed. It does not have to be. By appropriately adjusting the conditions for forming the initial hole 81 (for example, the laser energy intensity, the beam diameter, the irradiation time, etc.), the initial recess 71 having a desired shape is formed or the initial hole 71 is not formed. Only 81 can be selectively formed.

また、前述した実施形態では、マイクロ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、マイクロ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。
Moreover, in embodiment mentioned above, in manufacture of a microlens substrate, a board | substrate with a recessed part does not necessarily need to be removed as what remove | eliminates a board | substrate with a recessed part. In other words, the substrate with recesses may constitute a part of the microlens substrate.
In the embodiment described above, the opening is formed after the substrate with the recess is removed from the substrate body. However, the opening may be formed before the substrate with the recess is removed. Moreover, you may perform provision of the light shielding film forming material, after removing the board | substrate with a recessed part.

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、マイクロレンズ基板のみで構成されたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、マイクロレンズ基板におけるマイクロレンズ、および、凹部付き基板における凹部は、千鳥状に配列したものとして説明したが、マイクロレンズ、凹部の配列はいかなるものであってもよく、例えば、正方格子状、ハニカム状に配列したものであってもよい。また、マイクロレンズ、凹部は、ランダムに形成されたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、マイクロレンズ基板がブラックマトリックスを有するものとして説明したが、マイクロレンズ基板は、ブラックマトリックスを有していなくてもよい。
In the above-described embodiment, the transmission screen is described as including a microlens substrate and a Fresnel lens. However, the transmission screen of the present invention does not necessarily include a Fresnel lens. For example, the transmission screen of the present invention may be substantially constituted only by a microlens substrate.
In the above-described embodiment, the microlenses in the microlens substrate and the recesses in the substrate with recesses are described as being arranged in a staggered manner, but the microlenses and the recesses may be arranged in any manner, For example, it may be arranged in a square lattice shape or a honeycomb shape. Moreover, the microlens and the recess may be formed randomly.
In the above-described embodiment, the microlens substrate has been described as having a black matrix. However, the microlens substrate may not have a black matrix.

また、本発明の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さらに優れたものとすることができる。   Further, the transmission screen of the present invention may have a diffusion part and a diffusion plate having a function of diffusing light transmitted through the substrate body. With such a configuration, for example, the viewing angle characteristics of a transmissive screen and a rear projector can be further improved.

[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n: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、7.36wt%の濃硫酸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Nガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
[Production of microlens substrate and transmissive screen]
Example 1
A substrate with recesses having recesses for forming microlenses was manufactured as follows.
First, a soda glass substrate (absolute refractive index n 2 : 1.50) having a width of 1.2 m × length of 0.7 m square and a thickness of 4.8 mm was prepared as a substrate.
This soda glass substrate was immersed in a cleaning solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 7.36 wt% concentrated sulfuric acid and etched by 6 μm to clean the surface.
Thereafter, cleaning with pure water and drying using N 2 gas (removal of pure water) were performed.

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形成用膜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。   Next, a chromium / chromium oxide laminate (a laminate in which chromium oxide was laminated on the outer surface side of chromium) was formed on the soda glass substrate by sputtering. That is, a mask forming film and a back surface protective film made of a chromium / chromium oxide laminate were formed on the surface of a soda glass substrate. The thickness of the chromium layer was 0.03 μm, and the thickness of the chromium oxide layer was 0.01 μm.

次に、マスク形成用膜に対してレーザ加工を行い、マスク形成用膜の中央部113cm×65cmの範囲に多数の初期孔を形成し、マスクとした。
なお、レーザ加工は、エキシマレーザを用いて、エネルギ密度1J/cm、加工点でのビーム直径2μm、走査速度0.1m/秒という条件で行った。
これにより、マスク形成用膜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(初期凹部)も形成した。
Next, laser processing was performed on the mask forming film to form a large number of initial holes in a range of 113 cm × 65 cm in the central portion of the mask forming film, thereby forming a mask.
The laser processing was performed using an excimer laser under the conditions of an energy density of 1 J / cm 2 , a beam diameter of 2 μm at the processing point, and a scanning speed of 0.1 m / sec.
Thereby, initial holes having a predetermined length were formed in a staggered pattern over the entire range of the mask forming film. The average width of the initial holes was 2 μm, and the average length was 2 μm.
At this time, a concave portion (initial concave portion) having a depth of 50 mm was also formed on the surface of the soda glass substrate.

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70μm、長軸方向の長さは107μmであった。また、短軸方向における凹部の周縁部付近の曲率半径Rと中心付近の曲率半径Rとの比R/Rは、900であった。また、中心付近の曲率半径は、また、短軸方向での断面における凹部の深さは32μmであった。また、長軸方向における凹部の曲率半径は53.5μm、深さは50μm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98%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、7.36wt%の濃硫酸とを含む水溶液を用い、浸漬時間は2.0時間とした。
Next, wet etching was performed on the soda glass substrate to form concave portions (recesses for forming microlenses) having a flat shape (substantially elliptical shape) when viewed in plan on the soda glass substrate. The formed many recesses had substantially the same shape as each other. The length (pitch) in the minor axis direction of the formed recess was 70 μm, and the length in the major axis direction was 107 μm. Further, the ratio R 0 / R 1 between the radius of curvature R 0 near the peripheral edge of the recess in the minor axis direction and the radius of curvature R 1 near the center was 900. Further, the radius of curvature near the center and the depth of the concave portion in the cross section in the minor axis direction were 32 μm. Further, the radius of curvature of the concave portion in the major axis direction was 53.5 μm, and the depth was 50 μm. Moreover, the occupation rate of the recessed part in the effective area | region in which the recessed part was formed was 98%.
In the wet etching, an aqueous solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 7.36 wt% concentrated sulfuric acid was used as an etchant, and the immersion time was 2.0 hours.

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N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4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。
Next, the mask and the back surface protective film were removed by etching using a mixture of ceric ammonium nitrate and perchloric acid.
Next, cleaning with pure water and drying (removing pure water) using N 2 gas were performed.
Thereafter, a gas phase surface treatment (silylation treatment) with hexamethyldisilazane was performed on the surface side of the substrate where the concave portions were formed, thereby forming a release treatment portion.
As a result, a substrate with recesses in which a large number of recesses for forming microlenses were arranged in a staggered pattern on a soda glass substrate as shown in FIG. When the obtained substrate with recesses was viewed in plan, the ratio of the area occupied by the recesses in the effective region where the recesses were formed was 97%.

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/cmの割合で配した。 Next, unpolymerized (uncured) acrylic resin (PMMA resin (methacrylic resin)) was applied to the surface of the substrate with recesses on the side where the recesses were formed. Under the present circumstances, the substantially spherical spacer (diameter 50 micrometers) comprised with the hardened | cured material of acrylic resin (PMMA resin (methacrylic resin)) was distribute | arranged to the substantially whole surface of the board | substrate with a recessed part. The spacers were arranged at a rate of about 3 pieces / cm 2 .

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、多数個のマイクロレンズ(平坦部を有さないマイクロレンズ)を備えた基板を得た。得られた基板(硬化後の樹脂)の屈折率nは、1.51であった。また、得られた基板の樹脂層(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70μm、長軸方向の長さが107μmであった。また、短軸方向におけるマイクロレンズの周縁部付近の曲率半径Rと中心付近の曲率半径Rとの比R/Rは、900であった。また、中心付近の曲率半径は、53.5μmであった。また、短軸方向での断面におけるマイクロレンズの高さは32μmであった。また、長軸方向におけるマイクロレンズの曲率半径は53.5μm、高さは50μm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。
Next, the acrylic resin was pressed with a flat plate made of soda glass. At this time, air was prevented from entering between the flat plate and the acrylic resin. Moreover, as a flat plate, the surface on which the acrylic resin is pressed is subjected to a gas phase surface treatment (mold release treatment) with hexamethyldisilazane.
Thereafter, the acrylic resin was cured by heating to 120 ° C., and a substrate provided with a large number of microlenses (microlenses having no flat portion) was obtained. The obtained substrate (cured resin) had a refractive index n 1 of 1.51. The thickness of the resin layer (excluding the microlens) of the obtained substrate was 50 μm. The flat (substantially oval) microlens had a short axis length (diameter) of 70 μm and a long axis length of 107 μm. The ratio R 0 / R 1 between the radius of curvature R 0 near the peripheral edge of the microlens and the radius of curvature R 1 near the center in the short axis direction was 900. The curvature radius near the center was 53.5 μm. The height of the microlens in the cross section in the minor axis direction was 32 μm. Further, the radius of curvature of the microlens in the major axis direction was 53.5 μm and the height was 50 μm. Further, the occupation ratio of the microlens in the effective region where the microlens is formed was 100%.

次に、平板を取り除いた。
次に、基板の出射側(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。
Next, the flat plate was removed.
Next, a colored light-shielding film forming material containing a black pigment was applied to the surface of the substrate on the emission side (surface opposite to the surface on which the microlenses are formed) by a roll coater (light-shielding film forming material). Application step). As the light-shielding film forming material, a mixture containing 10 wt% black pigment, 20 wt% damar resin, and 70 wt% xylene (liquid medium) was used.
Thereafter, xylene was removed from the light-shielding film forming material applied to the substrate, thereby forming a film covering the entire emission side of the substrate. The average thickness of the formed film was 5 μm.

次に、凹部付き基板を、遮光膜形成用材料が付与された基板から取り外した。
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、マイクロレンズの集光部付近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23μm、長軸方向の長さが30μm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。
Next, the substrate with recesses was removed from the substrate provided with the light shielding film forming material.
Next, a laser beam in the vertical direction was irradiated from the surface of the substrate body on which the microlens was formed to the incident-side surface of the substrate body (opening forming step). As a result, the laser light is condensed by the microlens, and only the vicinity of the condensing portion of the microlens is selectively removed from the film, and the black matrix having a large number of openings is coated on the substrate body. Thus obtained microlens substrate was obtained. The opening had a flat shape (substantially elliptical shape), and the length (diameter) in the minor axis direction was 23 μm and the length in the major axis direction was 30 μm. The formed black matrix had a thickness of 5 μm.
A transmissive screen as shown in FIG. 3 was obtained by assembling the microlens substrate manufactured as described above and the Fresnel lens portion manufactured by extrusion molding.

(実施例2〜4)
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調整することにより、凹部付き基板の凹部の形状、配列パターンを表1に示すようなものにした以外は、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。
(Examples 2 to 4)
By adjusting the laser light irradiation conditions (the shape of the initial holes to be formed, the depth of the initial recesses) and the immersion time in the etching solution when forming the substrate with recesses, the shape and arrangement of the recesses of the substrate with recesses A microlens substrate and a transmissive screen were produced in the same manner as in Example 1 except that the pattern was as shown in Table 1.

(比較例)
初期孔のピッチ、エッチング時間等を調整し、半球形状の凹部を形成した凹部付き基板を用いて製造されたマイクロレンズ基板を形成した以外は、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。
前記各実施例および比較例について、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。
(Comparative example)
The microlens substrate and the transmission were made in the same manner as in Example 1 except that the microlens substrate manufactured using the substrate with recesses in which the pitches of the initial holes and the etching time were adjusted and the hemispherical recesses were formed. A mold screen was produced.
Tables 1 and 2 collectively show the microlens shape, array pattern, and black matrix configuration of the manufactured microlens substrate for each of the examples and comparative examples.

Figure 2007010803
Figure 2007010803

[画像の輝度(光の利用効率)の評価]
前記各実施例および比較例の透過型スクリーンについて、画像の輝度(光の利用効率)の評価を行った。
画像の輝度(光の利用効率)の評価は、A(=300)[cd/m]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/m]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。
[Evaluation of image brightness (light utilization efficiency)]
The luminance of the image (light utilization efficiency) was evaluated for the transmissive screens of the examples and comparative examples.
The evaluation of the luminance (light utilization efficiency) of the image is based on the luminance B of light measured on the light exit surface side of the transmissive screen when white light of A (= 300) [cd / m 2 ] is incident. This was carried out by determining the ratio (B / A) of [cd / m 2 ]. It can be said that the larger the value of B / A, the better the light utilization efficiency.

[リア型プロジェクタの作製]
前記各実施例および比較例の透過型スクリーンを用いて、図9に示すようなリア型プロジェクタを、それぞれ作製した。
[視野角特性の評価]
明室において、前記各実施例および比較例のリア型プロジェクタの透過型スクリーンに白表示を行った。この状態で、透過型スクリーンの面に垂直な方向から、鉛直方向および水平方向のそれぞれについて、斜め30°の位置からのスクリーンの明るさ(白輝度)を、輝度計を用いて測定した。
これらの結果を表2にまとめて示す。
[Production of rear projector]
Using the transmissive screens of the respective Examples and Comparative Examples, rear type projectors as shown in FIG. 9 were produced.
[Evaluation of viewing angle characteristics]
In a bright room, white display was performed on the transmissive screens of the rear projectors of the examples and comparative examples. In this state, the brightness of the screen (white luminance) from a position at an angle of 30 ° in each of the vertical direction and the horizontal direction from the direction perpendicular to the surface of the transmission screen was measured using a luminance meter.
These results are summarized in Table 2.

Figure 2007010803
Figure 2007010803

表2から明らかなように、本発明では、いずれも、高輝度の画像が得られる(光の利用効率に優れる)とともに、視野角特性にも優れていた。これに対し、比較例では、満足な結果が得られなかった。   As is apparent from Table 2, in the present invention, a high-brightness image was obtained (excellent light use efficiency) and the viewing angle characteristics were also excellent. On the other hand, in the comparative example, a satisfactory result was not obtained.

本発明の透過型スクリーンに用いられるマイクロレンズ基板の好適な実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows suitable embodiment of the micro lens board | substrate used for the transmission type screen of this invention. 図1に示すマイクロレンズ基板の鉛直方向における縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view in the vertical direction of the microlens substrate shown in FIG. 図1に示すマイクロ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。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows suitable embodiment of the transmission type screen of this invention provided with the microlens board | substrate shown in FIG. 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である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the board | substrate with a recessed part used for manufacture of a microlens board | substrate. 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。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing method of the board | substrate with a recessed part shown in FIG. 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。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing method of the board | substrate with a recessed part shown in FIG. 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。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows an example of the manufacturing method of the micro lens board | substrate shown in FIG. 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。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows an example of the manufacturing method of the micro lens board | substrate shown in FIG. 本発明の透過型スクリーンを適用したリア型プロジェクタを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the rear type projector to which the transmission type screen of this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1…マイクロレンズ基板 2…基板本体 21…マイクロレンズ(凸レンズ) 212…中心 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) 4…マスク形成用膜 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) 61’…凹部(マイクロレンズ形成用凹部) 62…周縁部 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 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   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Micro lens board | substrate 2 ... Board | substrate body 21 ... Micro lens (convex lens) 212 ... Center 23 ... Resin material 25 ... 1st row | line 26 ... 2nd row 3 ... Black matrix (light-shielding film) 31 ... Opening part 32 ... Film | membrane (Film made of light-shielding film forming material) 4 ... mask forming film 5 ... Fresnel lens portion 51 ... Fresnel lens 6 ... substrate with recesses (substrate with recesses for microlens formation) 61 ... recesses (recesses for microlens formation) ) 61 ′: recessed portion (recessed portion for forming a microlens) 62, peripheral edge portion 7, substrate 71, initial recessed portion 8, mask 81, initial hole (opening portion) 89, rear surface protective film 11, flat plate 10, transmissive screen 20, spacer 300 ... Rear projector 310 ... Projection optical unit 320 ... Light guide mirror 340 ... Case

Claims (9)

多数のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズ基板を備える透過型スクリーンであって、
透過型スクリーンの鉛直方向における、前記マイクロレンズの周縁部付近の曲率半径が、中心付近の曲率半径よりも大きいことを特徴とする透過型スクリーン。
A transmissive screen including a microlens substrate on which a large number of microlenses are formed,
A transmissive screen, wherein a radius of curvature near a peripheral edge of the microlens in a vertical direction of the transmissive screen is larger than a radius of curvature near a center.
透過型スクリーンの鉛直方向における、前記マイクロレンズの周縁部付近の曲率半径をR[μm]、中心付近の曲率半径をR[μm]としたとき、1.5≦R/R≦1000の関係を満足する請求項1に記載の透過型スクリーン。 1.5 ≦ R 0 / R 1 ≦ where R 0 [μm] is the radius of curvature near the periphery of the microlens and R 1 [μm] near the center in the vertical direction of the transmission screen. The transmissive screen according to claim 1, wherein the relationship of 1000 is satisfied. 透過型スクリーンの水平方向における、前記マイクロレンズの曲率半径は、5〜250μmである請求項1または2に記載の透過型スクリーン。   The transmissive screen according to claim 1 or 2, wherein a radius of curvature of the microlens in a horizontal direction of the transmissive screen is 5 to 250 µm. 前記マイクロレンズは、前記マイクロ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1ないし3のいずれかに記載の透過型スクリーン。   The transmissive screen according to any one of claims 1 to 3, wherein the microlens has a flat shape in which a vertical width when the microlens substrate is viewed in plan is smaller than a horizontal width. 前記マイクロレンズは、短軸方向の長さをX[μm]、長軸方向の長さをY[μm]としたとき、0.001≦X/Y≦1.40の関係を満足する請求項4に記載の透過型スクリーン。   The microlens satisfies a relationship of 0.001 ≦ X / Y ≦ 1.40, where X [μm] in the minor axis direction and Y [μm] in the major axis direction. 4. The transmission screen according to 4. 前記マイクロレンズの長軸方向の長さが、10〜500μmである請求項4または5に記載の透過型スクリーン。   The transmissive screen according to claim 4 or 5, wherein a length of the microlens in a major axis direction is 10 to 500 µm. 前記マイクロレンズの短軸方向の長さが、10〜400μmである請求項4ないし6のいずれかに記載の透過型スクリーン。   The transmission screen according to any one of claims 4 to 6, wherein a length of the microlens in a minor axis direction is 10 to 400 µm. 前記マイクロレンズ基板を平面視したとき、複数のマイクロレンズで構成される第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請求項1ないし7のいずれかに記載の透過型スクリーン。   The first row composed of a plurality of microlenses and a second row adjacent to the microlens substrate in plan view are shifted from each other by a half pitch in the lateral direction. The transmission screen according to any one of the above. 請求項1ないし8のいずれか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 1.
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