JP2007102044A - Method for manufacturing lens substrate, lens substrate, transmissive screen, and rear projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズ基板の製造方法、レンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタに関するものである。 The present invention relates to a lens substrate manufacturing method, a lens substrate, a transmissive screen, and a rear projector.
近年、リア型プロジェクタ(背面投射型プロジェクションテレビ)は、ホームシアター用モニター、大画面テレビ等に好適なディスプレイとして、需要が高まりつつある。
このようなリア型プロジェクタでは、画像のコントラストを高めるために、映像光の強度の低下を抑えつつ、外光反射を抑えることが求められる。
このような目的を達成するために、レンチキュラレンズの光の入射面に、着色剤が混合、分散された電離放射線硬化型の成形樹脂を用いて形成された着色層を備えるレンチキュラレンズ基板を製造する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, the demand for rear projectors (rear projection projection televisions) is increasing as a display suitable for home theater monitors, large screen televisions, and the like.
In such a rear projector, in order to increase the contrast of an image, it is required to suppress external light reflection while suppressing a decrease in intensity of image light.
In order to achieve such an object, a lenticular lens substrate including a colored layer formed using an ionizing radiation curable molding resin in which a colorant is mixed and dispersed on a light incident surface of a lenticular lens is manufactured. A method has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このような方法で作成したレンズ基板は、レンズ全体が着色された構造になるため、照明光のある一般的な部屋で映像を見た場合、外光(照明光)による反射が大きくなり、コントラストが低下するという問題があった。
また、上記のような方法では、透明樹脂の表面に硬化前の着色樹脂を積層することにより着色層を形成するため、得られるレンチキュラレンズ基板において、着色層と透明樹脂(非着色層)との間での界面剥離が生じ易い。特に、リア型プロジェクタのような光量の大きい光が照射されるような用途である場合、このような傾向は顕著なものとなる。そして、上記のような剥離が生じると、投射される画像の画質を著しく低下させてしまう。
However, the lens substrate created by such a method has a structure in which the entire lens is colored, so when an image is viewed in a general room with illumination light, reflection by external light (illumination light) becomes large. There was a problem that the contrast was lowered.
In the method as described above, since the colored layer is formed by laminating the colored resin before curing on the surface of the transparent resin, in the obtained lenticular lens substrate, the colored layer and the transparent resin (non-colored layer) Interfacial delamination is likely to occur. In particular, when the application is such that a large amount of light is irradiated, such as a rear projector, such a tendency becomes remarkable. And when the above peeling occurs, the image quality of the projected image is significantly reduced.
本発明の目的は、色ムラの発生が十分に防止され、コントラストに優れた画像を得ることが可能なレンズ基板を提供すること、当該レンズ基板を効率良く製造することができる製造方法を提供すること、また、前記レンズ基板を備えた透過型スクリーン、リア型プロジェクタを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a lens substrate that can sufficiently prevent occurrence of color unevenness and obtain an image with excellent contrast, and a manufacturing method that can efficiently manufacture the lens substrate. Another object of the present invention is to provide a transmissive screen and a rear projector provided with the lens substrate.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のレンズ基板の製造方法は、光を入射させて用いるレンズ基板の製造方法であって、
多数の凹部を有する凹部付き部材を用いて、当該凹部付き部材の前記凹部が設けられた面側の表面形状が転写され、樹脂材料で構成された基板本体を得る工程と、
前記基板本体に対して、着色剤とベンジルアルコールとを含む着色液を付与して、前記基板本体の光が入射する面側に着色部を形成する工程を有し、
前記樹脂材料のガラス転移点をTg[℃]としたとき、前記基板本体に前記着色液を付与する工程における処理温度が(Tg+30)℃以下であり、かつ、40〜100℃であることを特徴とする。
これにより、色ムラの発生が十分に防止され、コントラストに優れた画像を得ることが可能なレンズ基板を効率良く製造することができる製造方法を提供することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for manufacturing a lens substrate according to the present invention is a method for manufacturing a lens substrate used by making light incident thereon,
Using a member with recesses having a large number of recesses, a step of transferring the surface shape of the surface provided with the recesses of the member with recesses to obtain a substrate body made of a resin material;
A step of providing a coloring liquid containing a colorant and benzyl alcohol to the substrate body, and forming a colored portion on a surface side on which light of the substrate body is incident;
When the glass transition point of the resin material is Tg [° C.], the processing temperature in the step of applying the coloring liquid to the substrate body is (Tg + 30) ° C. or lower and 40 to 100 ° C. And
Accordingly, it is possible to provide a manufacturing method capable of efficiently manufacturing a lens substrate capable of sufficiently preventing occurrence of color unevenness and obtaining an image having excellent contrast.
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記レンズ基板は、マイクロレンズ基板であることが好ましい。
これにより、レンズ基板を透過型スクリーン、リア型プロジェクタに適応した場合における視野角特性を特に優れたものとすることができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記着色液中における前記ベンジルアルコールの含有率は、0.01〜10.0wt%であることが好ましい。
これにより、着色部を形成すべき基板本体に対する悪影響の発生(例えば、基板本体の構成材料の劣化等)を十分に防止しつつ、容易かつ確実に好適な着色部を形成することができる。
In the lens substrate manufacturing method of the present invention, the lens substrate is preferably a microlens substrate.
Thereby, the viewing angle characteristic when the lens substrate is applied to a transmissive screen or a rear projector can be made particularly excellent.
In the manufacturing method of the lens substrate of the present invention, the content of the benzyl alcohol in the coloring liquid is preferably 0.01 to 10.0 wt%.
Thereby, it is possible to easily and surely form a suitable colored portion while sufficiently preventing an adverse effect on the substrate body on which the colored portion is to be formed (for example, deterioration of the constituent material of the substrate body).
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記着色液の付与は、ディッピングにより行うことが好ましい。
これにより、容易かつ確実に着色部(特に、均一な厚さの着色部)を形成することができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記着色液は、前記着色剤として分散染料を含むものであることが好ましい。
これにより、着色部を形成すべき基板本体に対する悪影響の発生(例えば、基板本体の構成材料の劣化等)を十分に防止しつつ、効率良く着色部を形成することができる。特に、着色液が付与される基板本体が、アクリル系樹脂のような、従来の方法では、着色するのが困難であった材料で構成されたものであっても、容易かつ確実に着色することができる。
In the method for manufacturing a lens substrate of the present invention, it is preferable that the coloring liquid is applied by dipping.
Thereby, a colored part (especially the colored part of uniform thickness) can be formed easily and reliably.
In the lens substrate manufacturing method of the present invention, it is preferable that the colored liquid contains a disperse dye as the colorant.
Thereby, it is possible to efficiently form the colored portion while sufficiently preventing an adverse effect on the substrate body on which the colored portion is to be formed (for example, deterioration of the constituent material of the substrate body). In particular, even if the substrate body to which the coloring liquid is applied is made of a material that is difficult to be colored by a conventional method such as an acrylic resin, it is easily and reliably colored. Can do.
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記着色液が付与される前記基板本体は、主としてアクリル系樹脂で構成されたものであることが好ましい。
アクリル系樹脂は、優れた透明性を有し、かつ、耐熱性、耐光性、加工性、成形した際の寸法精度、機械的強度等にも優れるため、レンズ基板の構成材料に適しているが、従来の着色方法では、着色が困難であった(特に、均一な厚さ、均一な着色濃度の着色部を形成するのが困難であった)。これに対し、本発明では、このような難着色性(特に、難染色性)のアクリル系樹脂で構成された基板本体に対しても、容易かつ確実に、均一な厚さ、均一な着色濃度の着色部を形成することができる。したがって、本発明において、主としてアクリル系樹脂で構成された基板本体を用いることにより、各種特性が特に優れ、かつ、信頼性にも優れたレンズ基板を提供することができる。
In the lens substrate manufacturing method of the present invention, it is preferable that the substrate body to which the coloring liquid is applied is mainly composed of an acrylic resin.
Acrylic resin has excellent transparency and is suitable for the constituent material of lens substrates because it has excellent heat resistance, light resistance, workability, dimensional accuracy when molded, mechanical strength, etc. In the conventional coloring method, coloring is difficult (particularly, it is difficult to form a colored portion having a uniform thickness and a uniform coloring density). On the other hand, in the present invention, a uniform thickness and a uniform color density can be easily and surely applied to a substrate body composed of such a difficult-to-color (especially difficult-to-dye) acrylic resin. The colored portion can be formed. Therefore, in the present invention, by using a substrate body mainly composed of an acrylic resin, it is possible to provide a lens substrate that is particularly excellent in various characteristics and excellent in reliability.
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記着色部の濃度は、Y値(D65/2°視野)で20〜95%であることが好ましい。
これにより、画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記着色液は、界面活性剤を含むものであることが好ましい。
これにより、着色剤をベンジルアルコールの存在下においても、安定的に、均一に分散させることができ、着色液が付与される基板本体が、アクリル系樹脂のような、従来の方法では、着色するのが困難であった材料で構成されたものであっても、容易かつ確実に着色することができる。
In the method for manufacturing a lens substrate according to the present invention, it is preferable that the density of the colored portion is 20 to 95% in terms of a Y value (D65 / 2 ° field of view).
Thereby, the contrast of the image can be made particularly excellent.
In the method for manufacturing a lens substrate according to the present invention, it is preferable that the coloring liquid contains a surfactant.
As a result, the coloring agent can be stably and uniformly dispersed even in the presence of benzyl alcohol, and the substrate body to which the coloring liquid is applied is colored by a conventional method such as an acrylic resin. Even those made of materials that are difficult to color can be easily and reliably colored.
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記着色液は、前記着色剤、前記ベンジルアルコールの他に、ベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物から選択される少なくとも1種の化合物を含むものであることが好ましい。
これにより、着色部を形成すべき基板本体に対する悪影響の発生(例えば、基板本体の構成材料の劣化等)を十分に防止しつつ、より容易に好適な着色部を形成することができる。
In the method for producing a lens substrate of the present invention, it is preferable that the colored liquid contains at least one compound selected from a benzophenone-based compound and a benzotriazole-based compound in addition to the colorant and the benzyl alcohol.
Thereby, it is possible to easily form a suitable colored portion while sufficiently preventing an adverse effect on the substrate body on which the colored portion is to be formed (for example, deterioration of the constituent material of the substrate body).
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記着色液中における、前記ベンゾフェノン系化合物および前記ベンゾトリアゾール系化合物の含有率の総和は、0.001〜10.0wt%であることが好ましい。
これにより、着色部を形成すべき基板本体に対する悪影響の発生(例えば、基板本体の構成材料の劣化等)を十分に防止しつつ、より容易に好適な着色部を形成することができる。
In the lens substrate manufacturing method of the present invention, the total content of the benzophenone compound and the benzotriazole compound in the coloring liquid is preferably 0.001 to 10.0 wt%.
Thereby, it is possible to easily form a suitable colored portion while sufficiently preventing an adverse effect on the substrate body on which the colored portion is to be formed (for example, deterioration of the constituent material of the substrate body).
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記着色液中における、前記ベンジルアルコールの含有率をX[wt%]、前記ベンゾフェノン系化合物および前記ベンゾトリアゾール系化合物の含有率の総和をY[wt%]としたとき、0.001≦X/Y≦10000の関係を満足することが好ましい。
これにより、着色部を形成すべき基板本体に対する悪影響の発生(例えば、基板本体の構成材料の劣化等)を十分に防止しつつ、より容易に好適な着色部を形成することができる。
In the lens substrate manufacturing method of the present invention, the content of the benzyl alcohol in the coloring liquid is X [wt%], and the total content of the benzophenone compound and the benzotriazole compound is Y [wt%]. It is preferable that the relationship of 0.001 ≦ X / Y ≦ 10000 is satisfied.
Thereby, it is possible to easily form a suitable colored portion while sufficiently preventing an adverse effect on the substrate body on which the colored portion is to be formed (for example, deterioration of the constituent material of the substrate body).
本発明のレンズ基板は、本発明の方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、色ムラの発生が十分に防止され、コントラストに優れた画像を得ることが可能なレンズ基板を提供することができる。
本発明の透過型スクリーンは、本発明のレンズ基板を備えたことを特徴とする。
これにより、色ムラの発生が十分に防止され、コントラストに優れた画像を得ることが可能な透過型スクリーンを提供することができる。
The lens substrate of the present invention is manufactured by the method of the present invention.
Accordingly, it is possible to provide a lens substrate that can sufficiently prevent occurrence of color unevenness and can obtain an image with excellent contrast.
The transmission screen of the present invention is characterized by including the lens substrate of the present invention.
Accordingly, it is possible to provide a transmission screen that can sufficiently prevent occurrence of color unevenness and can obtain an image with excellent contrast.
本発明の透過型スクリーンは、光の出射側にフレネルレンズが形成されたフレネルレンズ部と、
前記フレネルレンズ部の光の出射側に配置された本発明のレンズ基板とを備えたことを特徴とする。
これにより、色ムラの発生が十分に防止され、コントラストに優れた画像を得ることが可能な透過型スクリーンを提供することができる。
本発明のリア型プロジェクタは、本発明の透過型スクリーンを備えたことを特徴とする。
これにより、色ムラの発生が十分に防止され、コントラストに優れた画像を得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。
The transmissive screen of the present invention, a Fresnel lens portion in which a Fresnel lens is formed on the light emission side,
And a lens substrate of the present invention disposed on the light emission side of the Fresnel lens portion.
Accordingly, it is possible to provide a transmission screen that can sufficiently prevent occurrence of color unevenness and can obtain an image with excellent contrast.
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 can sufficiently prevent occurrence of color unevenness and can obtain an image with excellent contrast.
以下、本発明のレンズ基板の製造方法、レンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタについて、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明のレンズ基板および透過型スクリーンの構成について説明する。
図1は、本発明のレンズ基板(マイクロレンズ基板)の第1実施形態を示す模式的な縦断面図、図2は、図1に示すレンズ基板の模式的な平面図、図3は、図1に示すレンズ基板を備えた、本発明の透過型スクリーンの第1実施形態を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図1、図3中の左側を「(光の)入射側」、右側を「(光の)出射側」と言う。また、本発明においては、特に断りのない限り、「(光の)入射側」、「(光の)出射側」とは、それぞれ、画像光(映像光)を得るための光の「入射側」、「出射側」のことを指し、外光等の「入射側」、「出射側」のことを指すものではない。
Hereinafter, a method for manufacturing a lens substrate, a lens substrate, a transmissive screen, and a rear projector of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
First, the configuration of the lens substrate and the transmission screen of the present invention will be described.
1 is a schematic longitudinal sectional view showing a first embodiment of a lens substrate (microlens substrate) of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of the lens substrate shown in FIG. 1, and FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a first embodiment of a transmission screen according to the present invention including the lens substrate shown in FIG. In the following description, the left side in FIGS. 1 and 3 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(レンズ基板)1は、後述する透過型スクリーン10を構成する部材であり、図1に示すように、複数個のマイクロレンズ21を備えた基板本体2に対し、マイクロレンズ基板1の光の入射側(すなわち、マイクロレンズ21の光の入射側)には、着色部(外光吸収部)22が設けられている。
また、必要に応じて基板本体2の中には、光源からの入射光を拡散させるために、拡散材として、例えばポリスチレンビーズ、ガラスビーズ、有機架橋ポリマー等が含まれていてもよい。なお、拡散材は樹脂の全体(基板本体2全体)に含まれるものであってもよいし、一部にのみに含まれるものであってもよい。
また、必要に応じて遮光層として、図示しないブラックマトリックスを備えてもよい。このような場合、ブラックマトリックスは、例えば、基板本体よりも光の出射側に設けることができる。
The microlens substrate (lens substrate) 1 is a member constituting a
Moreover, in order to diffuse the incident light from the light source, the substrate
Moreover, you may provide the black matrix which is not shown in figure as a light shielding layer as needed. In such a case, the black matrix can be provided, for example, on the light emission side of the substrate body.
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、均一な屈折率を有する透明な材料で構成されている。
基板本体2を構成する樹脂材料としては、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が、中でも、透明性の観点から、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリル系樹脂が好ましいが、その中でも特にアクリル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂は、優れた透明性を有し、かつ、耐熱性、耐光性、加工性、成形した際の寸法精度、機械的強度等にも優れるため、レンズ基板(基板本体)の構成材料に適しているものの、従来の着色方法では、着色が困難であった。これに対し、本発明では、このような難着色性(特に、難染色性)のアクリル系樹脂で構成された基板本体に対しても、容易かつ確実に着色部を形成することができる。したがって、本発明において、主としてアクリル系樹脂で構成された基板本体を用いることにより、各種特性が特に優れ、かつ、信頼性にも優れたレンズ基板(マイクロレンズ基板)を提供することができる。また、アクリル系樹脂は、一般的に、比較的安価であり、製造コストの面からも有利である。
Although the constituent material of the
Examples of the resin material constituting the
アクリル系樹脂としては、例えば、アクリル酸またはその誘導体(例えば、アクリル酸エステル)を構成モノマーとしたアクリル樹脂、メタクリル酸またはその誘導体(例えば、メタクリル酸エステル)を構成モノマーとしたメタクリル樹脂の他に、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等の(メタ)アクリル酸またはその誘導体を構成モノマーとして含む共重合体等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 As an acrylic resin, for example, an acrylic resin having acrylic acid or a derivative thereof (for example, acrylic ester) as a constituent monomer, a methacrylic resin having a constituent monomer of methacrylic acid or a derivative thereof (for example, methacrylic ester), for example. Styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloroacrylic acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid A copolymer containing (meth) acrylic acid such as an ester copolymer or a derivative thereof as a constituent monomer can be used, and one or more selected from these can be used in combination.
基板本体2を構成する樹脂材料のガラス転移点(Tg)は、特に限定されないが、30〜130℃であるのが好ましく、45〜120℃であるのがより好ましく、70〜110℃であるのがさらに好ましい。基板本体2を構成する樹脂材料のガラス転移点が前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板1の耐久性を十分に優れたものとしつつ、マイクロレンズ基板1の製造時においては、後に詳述するような着色部22を容易かつ確実に形成することができる。なお、基板本体2が複数種の樹脂成分で構成されるものである場合、樹脂材料のガラス転移点は、これらの樹脂成分の混合物についてのガラス転移点となるが、混合物としてのガラス転移点の測定が困難である場合には、各樹脂成分のガラス転移点の加重平均値を、樹脂材料のガラス転移点として採用することができる。
Although the glass transition point (Tg) of the resin material which comprises the board |
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(図中Xで示す長さ))が横幅(水平方向の幅(図中Yで示す長さ))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。また、投影される画像の輝度をより高いものとすることができる。
In the present embodiment, the
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、0.75≦X/Y≦0.90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
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の縦幅)は、10〜100μmであるのが好ましい。マイクロレンズ21の短軸方向の長さ(マイクロレンズ21の縦幅)が前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板1の視野角特性、投影される画像のコントラスト、輝度を特に優れたものとしつつ、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。また、マイクロレンズ21の短軸方向の長さ(マイクロレンズ21の縦幅)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することができるとともに、マイクロレンズ基板1の生産性をさらに高めることができる。
The length of the
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、15〜120μmであるのが好ましい。マイクロレンズ21の長軸方向の長さが前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板1の視野角特性、投影される画像のコントラスト、輝度を特に優れたものとしつつ、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。また、マイクロレンズ21の長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することができるとともに、マイクロレンズ基板1の生産性をさらに高めることができる。
Moreover, it is preferable that the length of the major axis direction of the
また、マイクロレンズ21の曲率半径は、5〜60μmであるのが好ましい。マイクロレンズ21の曲率半径が前記範囲内の値であると、視野角特性を特に優れたものとすることができる。特に、水平方向および鉛直方向の視野角特性をともに優れたものとすることができる。なお、マイクロレンズ21は、短軸方向についての曲率半径と、長軸方向の曲率半径が異なるものであってもよいが、このような場合、長軸方向の曲率半径が上記の範囲内の値であるのが好ましい。
また、マイクロレンズ21の高さ(凸部としてのマイクロレンズ21の高さ)は、5〜60μmであるのが好ましい。マイクロレンズ21の高さが前記範囲内の値であると、視野角特性を、特に優れたものとすることができる。
The curvature radius of the
Moreover, it is preferable that the height of the microlens 21 (the height of the
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可能性がある。
The plurality of
上記のように、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。
なお、マイクロレンズ21の配列方式は、上記のようなものに限定されず、例えば、正方格子状の配列であっても、光学的にランダムな配列(マイクロレンズ基板1の主面側から平面視したときに、各マイクロレンズ21が互いにランダムな位置関係となるように配されたもの)であってもよい。
As described above, in the present embodiment, the
The arrangement method of the
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、90〜100%であるのが好ましい。マイクロレンズ21の占有率が前記範囲内の値であると、光利用効率をさらに向上させることができ、投影させる画像の輝度、コントラストを特に優れたものとすることができる。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211と、当該マイクロレンズ21に隣接する、マイクロレンズ21が形成されていない部位の中心部とを結ぶ線分において、マイクロレンズ21が形成されている部位の長さL3[μm]と、前記線分の長さL4[μm]との比率(L3/L4×100[%])として求めることができる(図2参照)。
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
上記のように、マイクロレンズの形状や配列方式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。特に、マイクロレンズの形状や配列方式等を上記のように厳密に規定することにより、上記のような形状、配列方式のマイクロレンズを有することによる効果と、後に詳述する着色部を有することによる効果とが相乗的に作用し合い、特に優れた効果(例えば、特に優れた視野角特性、光利用効率等)が得られる。 As described above, by strictly defining the shape and arrangement method of the microlenses, the viewing angle characteristics and the like can be made particularly excellent while effectively preventing the occurrence of moire due to light interference. . In particular, by strictly defining the shape and arrangement method of the microlens as described above, the effect of having the microlens of the shape and arrangement method as described above, and the coloring portion described in detail later The effects act synergistically, and particularly excellent effects (for example, particularly excellent viewing angle characteristics, light utilization efficiency, etc.) can be obtained.
また、各マイクロレンズ21は、入射側に突出した凸レンズとして形成されており、焦点fが、基板本体2の出射側の表面近傍に位置するように設計されている。すなわち、マイクロレンズ基板1に対して、ほぼ垂直な方向から入射した平行光La(後述するフレネルレンズ部5からの平行光La)は、マイクロレンズ基板1の各マイクロレンズ21によって集光され、基板本体2の出射側の表面近傍で焦点fを結ぶ。
またこのとき、焦点fの近傍を開口するようにブラックマトリックスを形成することにより、光の利用効率をさらに優れたものとすることができる。
Each
Further, at this time, by forming the black matrix so as to open in the vicinity of the focal point f, the light utilization efficiency can be further improved.
また、前述したように、マイクロレンズ基板1の光の入射側(すなわち、マイクロレンズ21の光の入射側)には、着色部22が設けられている。着色部22は、入射側から入射した光を十分に透過することができるとともに、外光(例えば、光の出射側等から不本意に入射した外光等)が、出射側に反射するのを防止する機能を有する。このような着色部を有することにより、コントラストに優れた画像を得ることができる。
Further, as described above, the
特に、着色部22は、後に詳述するように、基板本体2に着色液(特に、組成に特徴を有する着色液)を付与することにより形成されたものである。より詳しく説明すると、着色部22は、後に詳述するような着色液を基板本体2に付与することにより、着色剤が基板本体2(マイクロレンズ21)の内部に含浸して形成されたものである。
このため、基板本体上に着色層を積層(外付け)した場合に比べて、着色層の密着性が高くなる。その結果、例えば、界面付近での屈折率の変化等によるマイクロレンズ基板の光学特性への悪影響の発生をより確実に防止することができる。
In particular, the
For this reason, compared with the case where a colored layer is laminated (externally attached) on the substrate body, the adhesion of the colored layer is enhanced. As a result, for example, it is possible to more reliably prevent an adverse effect on the optical characteristics of the microlens substrate due to a change in refractive index near the interface.
また、着色部22は、基板本体2に着色液を付与することにより形成されたものであるため、各部位での厚さのばらつき(特に、基板本体の表面形状に対応しない厚さのばらつき)が小さい。これにより、投射される画像において、色ムラ等の不都合が発生するのを防止することができる。特に、本発明では、着色液の付与を所定の温度条件で行うことにより、色ムラ等の不都合の発生をより確実に防止することができる。
In addition, since the
また、着色部22は、着色剤を含む材料で構成されているものの、通常、その主成分は、基板本体2(マイクロレンズ21)の主成分と同一である。したがって、着色部22と、それ以外の非着色部との境界付近での急激な屈折率の変化等が生じ難い。したがって、マイクロレンズ基板1全体としての光学特性を設計し易く、また、マイクロレンズ基板1としての光学特性は安定し、信頼性の高いものとなる。
Moreover, although the
着色部22の濃度は、特に限定されないが、Y値(D65/2°視野)で20〜95%であるのが好ましく、30〜85%であるのがより好ましく、35〜75%であるのがさらに好ましい。着色部22の濃度が前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板を透過した光により形成される画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。これに対し、着色部22の濃度が前記下限値未満であると、入射光の透過率が低下し、得られる画像において十分な輝度が得られず、結果として、画像のコントラストが不十分となる可能性がある。また、着色部22の濃度が前記上限値を超えると、外光(光の入射側とは反対側から入射する外光)の反射を十分に防止することが困難となり、明室において光源を全消灯させた際の、黒表示の正面輝度の増加量(黒輝度)が大きくなるため、画像のコントラストを向上させるという効果が十分に得られない可能性がある。
The concentration of the
着色部22の色は、特に限定されないが、青色を基調とし、赤色あるいは茶色あるいは黄色を混色した着色剤を用い、外観としては無彩色で黒色であり、光源の光の三原色のバランスを制御する特定の波長の光を選択的に吸収または透過するものであるのが好ましい。これにより、外光の反射を防止し、マイクロレンズ基板を透過した光により形成される画像の色調を正確に表現し、さらに色座標が広く(色調の表現の幅が十分に広く)、より深い黒を表現できることで、結果的にコントラストを特に優れたものとすることができる。
The color of the
また、マイクロレンズ基板1の光の出射側の面には、ブラックマトリックスが設けられていてもよい。この場合、ブラックマトリックスは、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を有することにより、当該ブラックマトリックスに、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、さらにコントラストに優れたものとすることができる。特に、前述したような着色部22を有するとともに、ブラックマトリックスを有することにより、マイクロレンズ基板1によ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, a black matrix may be provided on the light emitting surface of the microlens substrate 1. In this case, the black matrix is made of a light-shielding material and is formed in a layer shape. By having such a black matrix, the black matrix can absorb external light (external light unfavorable for forming a projection image), and the image projected on the screen is further excellent in contrast. Can be. In particular, the contrast of the image by the microlens substrate 1 can be made particularly excellent by having the
このようなブラックマトリックスは、各マイクロレンズ21を透過した光の光路上に開口部を有しているのが望ましい。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の開口部を通過させることができる。その結果、マイクロレンズ基板1の光利用効率を高いものとすることができる。
ブラックマトリックスの開口部の大きさは、特に限定されないが、その直径が、5〜100μmであるのが好ましい。これにより、スクリーンに投影される画像を、よりコントラストに優れたものとすることができる。
Such a black matrix desirably has an opening on the optical path of the light transmitted through each
The size of the opening of the black matrix is not particularly limited, but the diameter is preferably 5 to 100 μm. Thereby, the image projected on a screen can be made more excellent in contrast.
また、ブラックマトリックスの厚さ(平均厚さ)は、0.01〜5μmであるのが好ましい。ブラックマトリックス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としての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。
Moreover, it is preferable that the thickness (average thickness) of a black matrix is 0.01-5 micrometers. When the thickness of the black matrix is a value within the above range, the function as a black matrix can be more effectively exhibited while more reliably preventing unintentional peeling, cracking, etc. of the black matrix. In the
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、ブラックマトリックス(ブラックマトリックスの開口部以外の領域)が占める面積(投影面積)の割合は、1〜70%であるのが好ましく、1〜50%であるのがより好ましい。ブラックマトリックスが占める面積の割合が前記範囲内の値であると、光の利用効率を十分に高いものとしつつ、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。
Further, when the microlens substrate 1 is viewed in plan from the light incident surface side (direction shown in FIG. 2), in an effective region where the
次に、上述したようなマイクロレンズ基板1を備えた透過型スクリーン10について説明する。
図3に示すように、透過型スクリーン10は、フレネルレンズ部5と、前述したマイクロレンズ基板1とを備えている。フレネルレンズ部5は、光(画像光)の入射側に設置されており、フレネルレンズ部5を透過した光が、マイクロレンズ基板1に入射する構成になっている。
フレネルレンズ部5は、出射側表面に、ほぼ同心円状に形成されたプリズム形状のフレネルレンズ51を有している。このフレネルレンズ部5は、投射レンズ(図示せず)からの画像光を屈折させ、マイクロレンズ基板1の主面の垂直方向に平行な平行光Laにするものである。
Next, the
As shown in FIG. 3, the
The Fresnel lens unit 5 has a prism-shaped
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の着色部が形成された面側からに入射し、各マイクロレンズ21によって集光し、その反対の面側から出射する。また、マイクロレンズ基板1がブラックマトリックスを有するものである場合、各マイクロレンズ21によって集光した光が、ブラックマトリックス(遮光層)の開口部を通過する。
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。マイクロレンズ基板1から出射した光は、拡散し、観察者に平面画像として観測される。
In the
At this time, the light incident on the microlens substrate 1 is transmitted through the microlens substrate 1 with sufficient transmittance. The light emitted from the microlens substrate 1 is diffused and observed as a planar image by the observer.
次に、前述した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。
図4は、マイクロレンズ基板の製造に用いる凹部付き部材を示す模式的な縦断面図、図5は、図4に示す凹部付き部材の製造方法を示す模式的な縦断面図である。図6、図7は、図1に示すマイクロレンズ基板の製造方法の一例を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図6、図7(図9についても同様)中の下側を「(光の)入射側」、上側を「(光の)出射側」と言う。
また、凹部付き部材の製造においては、実際には基板上に多数の凹部(マイクロレンズ用凹部)を形成し、マイクロレンズ基板(基板本体)の製造においては、実際には多数の凸部(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。
Next, an example of a method for manufacturing the above-described microlens substrate 1 will be described.
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing a member with a recess used for manufacturing a microlens substrate, and FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing a method for manufacturing the member with a recess shown in FIG. 6 and 7 are schematic longitudinal sectional views showing an example of a manufacturing method of the microlens substrate shown in FIG. In the following description, the lower side in FIGS. 6 and 7 (the same applies to FIG. 9) is referred to as “(light) incident side”, and the upper side is referred to as “(light) emission side”.
Further, in the manufacture of the member with concave portions, a large number of concave portions (recesses for microlenses) are actually formed on the substrate, and in the manufacture of the microlens substrate (substrate body), actually a large number of convex portions (convex lenses). However, in order to make the explanation easier to understand, a part thereof is highlighted.
まず、マイクロレンズ基板の製造方法の説明に先立ち、マイクロレンズ基板の製造に用いる凹部付き部材(マイクロレンズ形成用凹部付き部材)の構成およびその製造方法について説明する。
凹部付き部材(マイクロレンズ形成用凹部付き部材)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。凹部付き部材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、凹部付き部材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。
First, prior to the description of the manufacturing method of the microlens substrate, the configuration of the member with recesses (the member with recesses for forming microlenses) used for manufacturing the microlens substrate will be described.
The member with concave portions (member with concave portions 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
凹部付き部材(マイクロレンズ形成用凹部付き部材)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る以外は、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 member with recesses (member 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
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、凹部付き部材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 the present embodiment, the recess (microlens formation recess) 61 has a vertical width (width in the vertical direction) smaller than the horizontal width (width in the horizontal direction) when the
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、0.75≦X/Y≦0.90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
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、10〜100μmであるのが好ましい。凹部61の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、製造されるマイクロレンズ基板1の視野角特性、およびマイクロレンズ基板1により投影される画像のコントラスト、輝度を特に優れたものとしつつ、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。また、凹部61の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、製造されるマイクロレンズ基板1を用いた際に、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とともに、マイクロレンズ基板1(凹部付き部材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 minor axis direction of the recessed
また、平面視したときの凹部61の長軸方向の長さは、15〜120μmであるのが好ましい。凹部61の長軸方向の長さが前記範囲内の値であると、製造されるマイクロレンズ基板1の視野角特性、およびマイクロレンズ基板1により投影される画像のコントラスト、輝度を特に優れたものとしつつ、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。また、凹部61の長軸方向の長さが前記範囲内の値であると、製造されるマイクロレンズ基板1を用いた際に、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とともに、マイクロレンズ基板1(凹部付き部材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 of the major axis direction of the recessed
また、凹部61の曲率半径は、5〜60μmであるのが好ましい。凹部61の曲率半径が前記範囲内の値であると、製造されるマイクロレンズ基板1の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。なお、凹部61は、短軸方向についての曲率半径と、長軸方向の曲率半径が異なるものであってもよいが、このような場合、長軸方向の曲率半径が上記の範囲内の値であるのが好ましい。
また、凹部61の深さは、5〜60μmであるのが好ましい。凹部61の深さが前記範囲内の値であると、製造されるマイクロレンズ基板1の視野角特性を、特に優れたものとすることができる。
Moreover, it is preferable that the curvature radius of the recessed
Moreover, it is preferable that the depth of the recessed
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、製造されるマイクロレンズ基板1を用いた際に、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可能性がある。
The plurality of
また、上記のように、凹部61は、凹部付き部材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、製造されるマイクロレンズ基板1を用いた際に、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ことができるとともに、かつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
Further, as described above, the
なお、上記の説明では、凹部61が、凹と凸の関係である以外は、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を構成する組成物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
次に、凹部付き部材の製造方法について、図5を参照しながら説明する。なお、実際には基板上に多数の凹部(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、凹部付き部材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, the manufacturing method of a member with a recessed part is demonstrated, referring FIG. In practice, a large number of recesses (microlens formation recesses) are formed on the substrate. Here, in order to make the description easy to understand, a part of them is shown highlighted.
First, when manufacturing the
The
<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
In particular, in the present embodiment, first, as shown in FIG. 5A, the back surface
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
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、基板7がガラスで構成されたものであり、かつマスク形成用膜4(マスク8)が上記のような構成のものであると、例えば、後述するエッチング工程において、エッチング液として一水素二フッ化アンモニウムを含む液体を好適に用いることができる。一水素二フッ化アンモニウムは毒劇物ではないため、作業中の人体や環境への影響をより確実に防止することができる。また、上記のような構成のマスク形成用膜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
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)、またはこれらの複合材料(例えば、金属材料で構成された金属層と、金属酸化物で構成された金属酸化物層とを有する積層体等)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). ), Or a composite material thereof (for example, a laminated body having a metal layer made of a metal material and a metal oxide layer made of a metal oxide, etc.) The film 4 can be suitably formed by, for example, a vapor deposition method or a sputtering method. 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、0.01〜0.3μm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 0.01 to 0.3 μm. The degree is more preferable. If the thickness is less than the lower limit, the shape of the
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
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、凹部付き部材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
A method for forming the
また、レーザ光の照射により初期孔81を形成する場合、使用するレーザ光の種類は、特に限定されないが、ルビーレーザ、半導体レーザ、YAGレーザ、フェムト秒レーザ、ガラスレーザ、YVO4レーザ、Ne−Heレーザ、Arレーザ、CO2レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。また、各レーザのSHG、THG、FHG等の波長を使っても良い。
In addition, when the
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、0.5〜30μmであるのが好ましく、1.0〜10μmであるのがより好ましく、1.5〜5μm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、0.8〜30μmであるのが好ましく、1.0〜10μmであるのがより好ましく、1.5〜5μm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
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、0.5〜30μmであるのが好ましく、1.0〜15μmであるのがより好ましく、1.5〜10μm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
In addition to forming the
<A2>次に、図5(c)に示すように、初期孔81が形成されたマスク8を用いて基板7にエッチングを施し、基板7上に多数の凹部61を形成する(エッチング工程)。
エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。以下の説明では、ウェットエッチングを用いる場合を例に挙げて説明する。
<A2> Next, as shown in FIG. 5C, the
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(マスク8の初期孔81に対応する部位)より食刻され、基板7上に多数の凹部61が形成される。上述したように、マスク8に形成された初期孔81が千鳥状(千鳥格子状)の配置であるため、形成される凹部61は、基板7の表面に千鳥状(千鳥格子状)に配置されたものとなる。
また、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。
By performing etching (wet etching) on the
Further, when the wet etching method is used, the
マスク8(マスク形成用膜4)が主としてクロム、酸化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、過酸化水素および/または硫酸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、安価に凹部付き部材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 or chromium oxide, 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. When ammonium monohydrogen difluoride is used as the etching solution, the etching solution may contain, for example, hydrogen peroxide and / or sulfuric acid. 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
<A3>次に、図5(d)に示すように、マスク8を除去する(マスク除去工程)。また、この際、マスク8の除去とともに、裏面保護膜89も除去することにより、凹部付き部材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. 5D, the
When the
また、例えば、凹部付き部材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、凹部付き部材6を容易に取り外すことができ、結果として、最終的なマイクロレンズ基板1において、マイクロレンズ21の欠陥を防止することができる。離型処理としては、アルキルポリシロキサン等のシリコーン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等の離型性を有する物質で構成される被膜の形成、ヘキサメチルジシラザン([(CH3)3Si]2NH)等のシリル化剤による表面処理、フッ素系ガスによる表面処理等が挙げられる。
For example, you may perform a mold release process to the surface side in which the recessed
以上により、図5(d)および図4に示すように、基板7上に多数の凹部61が千鳥状に形成された凹部付き部材6が得られる。
基板7上に千鳥状に配された複数個の凹部61を形成する方法は、特に限定されないが、上述したような方法(レーザ光の照射によりマスク形成用膜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、安価に凹部付き部材6を提供することができる。
As described above, as shown in FIGS. 5D and 4, the
The method for forming the plurality of
That is, by forming the
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(凹部付き部材、レンズ基板)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基板(凹部付き部材、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. When manufacturing a large substrate (a member with a recess, a lens substrate), it is not necessary to bond a plurality of substrates as in the prior art, and the seam of bonding can be eliminated. As a result, a high-quality large-sized substrate (a member with a recess, a lens substrate) can be manufactured at a low cost by a simple method.
Further, when the
次に、上述した凹部付き部材6を用いて、マイクロレンズ基板1を製造する方法について説明する。
図6、図7は、図1に示すマイクロレンズ基板の製造方法の一例を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図6、図7中の下側を「(光の)入射側」、上側を「(光の)出射側」と言う。
Next, a method of manufacturing the microlens substrate 1 using the above-described
6 and 7 are schematic longitudinal sectional views showing an example of a manufacturing method of the microlens substrate shown in FIG. In the following description, the lower side in FIGS. 6 and 7 is referred to as “(light) incident side”, and the upper side is referred to as “(light) emission side”.
<B1>まず、図6(a)に示すように、凹部付き部材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組成物23(例えば、軟化状態の樹脂材料、未重合(未硬化)の樹脂材料)を付与し、組成物23を平板(押圧部材)11で押圧する(押圧工程)。平板11は、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、後述する工程(固化工程)において、平板11と組成物23の固化物とを接合させる場合、組成物23(固化後の組成物23)と同程度の屈折率を有する材料で構成されているのが好ましく、より具体的には、平板11の構成材料の絶対屈折率と固化後の組成物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い。
<B1> First, as shown in FIG. 6A, on the surface of the
なお、平板11による組成物23の押圧は、凹部付き部材6と、平板11との間に、スペーサーを配した状態で、行ってもよい。これにより、形成される基板本体2の厚さをより確実に制御することができる。また、スペーサーを用いる場合、組成物23を固化する際に、凹部付き部材6と平板11との間にスペーサーが配されていればよく、スペーサーを供給するタイミングは特に限定されない。例えば、凹部付き部材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が分散された組成物23を用いてもよいし、凹部付き部材6上にスペーサーを配した状態で組成物23を付与してもよいし、組成物23の供給後にスペーサーを付与してもよい。
In addition, you may perform the press of the
<B2>次に、組成物23を固化(ただし、硬化(重合)を含む)させ、マイクロレンズ21を備えた基板本体2を得る(固化工程。図6(b)参照)。
組成物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。
なおここで、必要に応じて組成物23および/または平板11の中には、光源からの入射光を拡散させるために、あらかじめ拡散材として例えばポリスチレンビーズ、ガラスビーズ、有機架橋ポリマーなどを混ぜても良い。ここで拡散材は組成物23および/または平板11全体に混入しても良いし、一部にのみ混入しても良い。拡散材の量は特に限定するものではないが、視野角特性の観点から、Haze(くもり度:Td/Tt、Td:拡散光線透過率、Tt:全光線透過率)が、例えば30〜99%になるようにすることが好ましい。
<B2> Next, the
In the case where the
Here, if necessary, in the
<B3>次に、基板本体2から、平板11を取り除く(押圧部材除去工程。図6(c)参照)。なお、固化工程において、基板本体2を、平板11と組成物23の固化物との接合体として得る場合、本工程は省略する。
また、基板本体2の製造は、図9に示すように、凹部付き部材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組成物23(例えば、軟化状態の樹脂材料、未重合(未硬化)の樹脂材料)を付与し、その上に、透明フィルム24を載せ、この透明フィルム24を介して、組成物23を平板(押圧部材)11で押圧し(押圧工程。図9(a)参照。)、その後、組成物23を固化(ただし、硬化(重合)を含む)させ、組成物23の固化物と透明フィルム24との接合体で構成された基板本体2を得(固化工程。図9(b)参照)、次いで、基板本体2から、平板11を取り除く(押圧部材除去工程。図9(c)参照)ことにより行ってもよい。このような場合、透明フィルム24は、組成物23(固化後の組成物23)と同程度の屈折率を有する材料で構成されているのが好ましく、より具体的には、透明フィルム24の構成材料の絶対屈折率と固化後の組成物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い。透明フィルムは、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、ポリエチレンテレフタレートで構成されたものであるのが好ましい。また、透明フィルム24は、比較的厚いものを用いてもよいし、実質的に可撓性を有さないものを用いてもよい。
<B3> Next, the
In addition, as shown in FIG. 9, the
<B4>次に、基板本体2を、凹部付き部材6から取り外す(凹部付き部材除去工程。図7(d)参照)。このように、凹部付き部材6を取り外すことにより、凹部付き部材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ことができる。
<B4> Next, the
<B5>その後、凹部付き部材6から取り外された基板本体2に対して着色液を付与することにより、着色部22を形成し、マイクロレンズ基板1を得る(着色液付与工程。図7(e)参照)。
着色液は、着色剤とベンジルアルコールとを含むものである。このような着色液を用いることにより、基板本体の着色を容易かつ確実に行うことができることを見出した点に、本発明は特徴を有する。特に、アクリル系樹脂のように、従来の着色方法では着色が困難であった材料で構成された基板本体に対しても、容易かつ確実に着色を施すことができる。これは、以下のような理由によるものであると考えられる。
<B5> After that, the
The coloring liquid contains a coloring agent and benzyl alcohol. The present invention is characterized in that it has been found that by using such a coloring liquid, the substrate main body can be easily and reliably colored. In particular, it is possible to easily and reliably color a substrate body made of a material that is difficult to be colored by a conventional coloring method, such as an acrylic resin. This is considered to be due to the following reasons.
すなわち、ベンジルアルコールを含む着色液を用いることにより、着色液中のベンジルアルコールが基板本体中に深く侵入、拡散し、基板本体を構成する分子の結合(分子間結合)を緩め、着色剤が侵入するための空間を確保する。そして、ベンジルアルコールにより確保された空間に着色剤が容易に、深く入りこむことにより、前記空間(着色剤のための座席(着色座席)に例えることができる)に着色剤が保持され、基板本体が着色され、また容易に脱離しない。 That is, by using a colored liquid containing benzyl alcohol, the benzyl alcohol in the colored liquid penetrates deeply into the substrate body and diffuses, loosening the bonds (intermolecular bonds) that make up the substrate body, and the colorant enters. To secure space for The colorant is easily held deeply in the space secured by benzyl alcohol, so that the colorant is held in the space (which can be compared to a seat for the colorant (colored seat)), and the substrate body is It is colored and does not easily desorb.
また、本発明では、上記のような着色液を用いることにより、均一な濃度の着色部を容易かつ確実に形成することができる。特に、着色に供される基板本体(ワーク)が、その表面にマイクロレンズのような微細な構造を有するもの(二次元方向への凹凸の周期がいずれも小さいもの)、また、着色されるべき領域が大面積のものであっても、樹脂の重合の不均一に伴う欠陥があっても、ベンジルアルコールが樹脂の分子の結合そのものを緩めることができるため、均一な濃度で(透過率のムラなく)着色部を形成することができる。
なお、ここで、ベンジルアルコールは、特にアクリル系樹脂に対して、前述の着色座席を確保する働きが強い。このために着色剤をより効率的に基板本体に取りこむことが可能となる。
Moreover, in this invention, the colored part of a uniform density | concentration can be formed easily and reliably by using the above colored liquids. In particular, the substrate body (work) to be colored has a fine structure such as a microlens on its surface (one with a small period of unevenness in the two-dimensional direction), and should be colored Even if the area is large, even if there are defects due to non-uniform polymerization of the resin, benzyl alcohol can loosen the bonding of the resin molecules itself, so even at a uniform concentration (uneven transmittance) No) Colored portion can be formed.
Here, benzyl alcohol has a strong function of securing the aforementioned colored seat, particularly for acrylic resins. For this reason, it becomes possible to incorporate the colorant into the substrate body more efficiently.
着色液の付与方法としては、例えば、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、捺染等の各種塗布法や、基板本体2を着色液中に浸漬するディッピング等の方法が挙げられるが、中でも、ディッピング(特に、浸染)が好ましい。これにより、容易かつ確実に着色部22(特に、均一な濃度の着色部22)を形成することができる。また、特に、着色液の付与を浸染により行う場合、着色液が付与される基板本体2が、アクリル系樹脂のような、従来の方法では、着色するのが困難であった材料で構成されたものであっても、容易かつ確実に着色することができる。これは、ベンジルアルコールと浸染に用いることができる染料が溶液中に十二分に存在しているため、ベンジルアルコールが十分に着色座席を確保し、着色が容易に、且つ、大面積においても均一に行うことができるためである。
Examples of methods for applying the coloring liquid include various application methods such as doctor blade, spin coating, brush coating, spray coating, electrostatic coating, electrodeposition coating, roll coater, and textile printing, and dipping the
特に、本発明においては、着色液を付与する工程(着色液付与工程)を、所定の温度条件で行う(図10参照)。より詳しく説明すると、本発明では、着色液付与工程に供される基板本体を構成する樹脂材料のガラス転移点をTg[℃]としたとき、着色液付与工程における処理温度が(Tg+30)℃以下である点に特徴を有する。このような条件で着色液を付与することにより、均一な厚さで、かつ、着色濃度のムラが抑制された着色部を形成することができる。これに対し、着色液付与工程における処理温度が(Tg+30)℃を超えると、樹脂の軟化が急激に始まり、軟化し始めた部分は、基板本体の分子結合を著しく緩められることで、着色液が早く含浸するため、基板面内における着色液の含浸の程度に大きな差を生じる。このために形成される着色部の濃度のばらつきが急激に大きくなるために着色濃度のムラが発生する。なお、Tgを超えたあたりから、基板本体の分子結合を基板全体で樹脂の軟化現象自体は始まり、基板本体の分子結合が緩まり、着色液が含浸し易くはなるが、軟化の程度の差がまだ大きくないために、着色濃度のばらつきを視認できるほど顕著ではない。しかしながら(Tg+30)℃を超えたと、軟化のレベルの差が面内で生じ始めるため、着色濃度のばらつきが視認できるようになる。また、色液付与工程における処理温度が高すぎると、基板本体の変形が生じ、レンズ基板において所望の光学特性が得られない可能性や、著しい着色ムラが発生する。 In particular, in the present invention, the step of applying a colored liquid (colored liquid applying step) is performed under a predetermined temperature condition (see FIG. 10). More specifically, in the present invention, when the glass transition point of the resin material constituting the substrate body provided for the coloring liquid application step is Tg [° C.], the processing temperature in the coloring liquid application step is (Tg + 30) ° C. or less. It is characterized in that By applying the coloring liquid under such conditions, it is possible to form a colored portion with a uniform thickness and with suppressed unevenness in the coloring density. On the other hand, when the treatment temperature in the coloring liquid application step exceeds (Tg + 30) ° C., the softening of the resin starts abruptly. Since the impregnation is performed quickly, a large difference is caused in the degree of impregnation of the coloring liquid in the substrate surface. For this reason, the variation in the density of the colored portions to be formed rapidly increases, resulting in uneven color density. From the point where Tg is exceeded, the softening phenomenon of the resin itself starts with the molecular bond of the substrate body in the whole substrate, the molecular bond of the substrate body is loosened and the colored liquid is easily impregnated, but there is a difference in the degree of softening. Since it is not yet large, it is not so noticeable that the variation in the color density is visible. However, if the temperature exceeds (Tg + 30) ° C., a difference in the level of softening starts to occur in the surface, so that variations in the color density can be visually recognized. In addition, if the processing temperature in the color liquid application process is too high, the substrate main body is deformed, and a desired optical characteristic may not be obtained in the lens substrate, or significant coloring unevenness occurs.
上述したように、本発明においては、着色液付与工程における処理温度は、(Tg+30)℃以下であるが、(Tg−70)〜(Tg+30)℃であるのが好ましく、(Tg−60)〜(Tg+20)℃であるのがより好ましく、(Tg−60)〜(Tg)℃であるのがさらに好ましい。言い換えると、基板本体を構成する樹脂材料のガラス転移点をTg[℃]、着色液付与工程における処理温度をT[℃]としたとき、T−Tgは、30℃以下であるが、−70〜+30℃であるのが好ましく、−60〜+30℃であるのがより好ましく、−60〜0℃であるのがさらに好ましい。このような条件を満足することにより、比較的短時間で効率良く、均一な厚さで、かつ、着色濃度のムラが抑制された着色部を、より確実に形成することができる。
また、本発明においては、着色液付与工程における処理温度が40〜100℃である。なお、処理温度が40℃未満では、著しく着色速度が低下し、必要な濃度まで着色できなくなる。また、処理温度が100℃を超えると、基板の樹脂が変形したり、成形したレンズ形状が変形し、光学特性に影響を与えたり、画質の低下を招く。
As described above, in the present invention, the treatment temperature in the coloring liquid application step is (Tg + 30) ° C. or lower, preferably (Tg−70) to (Tg + 30) ° C., and (Tg−60) to (Tg + 20) ° C. is more preferable, and (Tg−60) to (Tg) ° C. is more preferable. In other words, when the glass transition point of the resin material constituting the substrate body is Tg [° C.] and the processing temperature in the colored liquid application step is T [° C.], T-Tg is −70 ° C. or less, but −70 It is preferably ˜ + 30 ° C., more preferably −60 to + 30 ° C., and further preferably −60 to 0 ° C. By satisfying such a condition, it is possible to more reliably form a colored portion having a uniform thickness and a suppressed unevenness in color density in a relatively short time.
Moreover, in this invention, the process temperature in a coloring liquid provision process is 40-100 degreeC. When the processing temperature is less than 40 ° C., the coloring speed is remarkably reduced, and it is impossible to color up to a necessary density. On the other hand, when the processing temperature exceeds 100 ° C., the resin of the substrate is deformed, the shape of the molded lens is deformed, the optical characteristics are affected, and the image quality is deteriorated.
上記のように、本発明では、着色液付与工程における処理温度が、所定の条件を満足すること、すなわち、図10中、斜線部で示すような範囲内の温度であることを特徴とする。
また、着色液を付与する工程は、例えば、雰囲気圧を高めた状態(加圧した状態)で行ってもよい。これにより、着色液の基板本体内部への侵入を促進することができ、結果として、着色部22を短時間で効率良く形成することができる。本手法は、Tgが高い材料に対して特に有効である。また、着色液付与工程を、雰囲気圧を高めた状態で行うことにより、処理温度を比較的低いものとした場合であっても、本工程の処理時間を十分に短いものとすることができ、厚さのばらつき、濃度のばらつきが特に小さい好適な着色部22を、短時間で効率良く形成することができる。
As described above, the present invention is characterized in that the processing temperature in the coloring liquid application step satisfies a predetermined condition, that is, a temperature within a range indicated by a hatched portion in FIG.
Moreover, you may perform the process of providing a coloring liquid in the state (pressurized state) which raised atmospheric pressure, for example. Thereby, the penetration | invasion into the inside of a substrate main body of a coloring liquid can be accelerated | stimulated, As a result, the
なお、着色液の付与は、必要に応じて(例えば、形成すべき着色部22の濃度を濃くしたい場合等においては)、複数回繰り返し行ってもよい。
また、着色液の付与後、必要に応じて、加熱、冷却等の熱処理、光照射、雰囲気の加圧、減圧等の処理を施してもよい。これにより、着色部22の定着(安定化)を促進することができる。
The application of the coloring liquid may be repeated a plurality of times as necessary (for example, when the concentration of the
Further, after the coloring liquid is applied, a heat treatment such as heating or cooling, light irradiation, pressurization of the atmosphere, or decompression may be performed as necessary. Thereby, fixing (stabilization) of the
以下、本工程で用いる着色液についてより詳細に説明する。
着色液中におけるベンジルアルコールの含有率は、特に限定されないが、0.01〜10.0wt%であるのが好ましく、0.05〜8.0wt%であるのがより好ましく、0.1〜5.0wt%であるのがさらに好ましい。ベンジルアルコールの含有率が上記範囲内の値であると、着色部22を形成すべき基板本体に対する悪影響の発生(例えば、基板本体2の構成材料の劣化等)をより効果的に防止しつつ、容易かつ確実に好適な着色部22を形成することができる。
Hereinafter, the coloring liquid used in this step will be described in more detail.
Although the content rate of the benzyl alcohol in a coloring liquid is not specifically limited, It is preferable that it is 0.01-10.0 wt%, it is more preferable that it is 0.05-8.0 wt%, 0.1-5 More preferably, it is 0.0 wt%. When the content of benzyl alcohol is a value within the above range, while effectively preventing the occurrence of adverse effects on the substrate body on which the colored
着色液中に含まれる着色剤は、各種染料、各種顔料等、いかなるものであってもよいが、染料であるのが好ましく、分散染料および/またはカチオン系染料であるのがより好ましく、分散染料であるのがさらに好ましい。これにより、着色部22を形成すべき基板本体2に対する悪影響の発生(例えば、基板本体2の構成材料の劣化等)を十分に防止しつつ、効率良く着色部22を形成することができる。特に、着色液が付与される基板本体2が、アクリル系樹脂のような、従来の方法では、着色するのが困難であった材料で構成されたものであっても、容易かつ確実に着色することができる。これは、上記のような着色剤が、アクリル系樹脂等が有するエステル基(エステル結合)を染着座席とするために、より着色しやすいためであると考えられる。
The colorant contained in the coloring liquid may be any dye or pigment, but is preferably a dye, more preferably a disperse dye and / or a cationic dye, and a disperse dye. More preferably. Thereby, the
また、着色液は、少なくとも、着色剤およびベンジルアルコールを含むものであればよいが、さらに界面活性剤を含むものであるのが好ましい。これにより、着色剤をベンジルアルコールの存在下においても、安定的に、均一に分散させることができ、着色液が付与される基板本体2が、アクリル系樹脂のような、従来の方法では、着色するのが困難であった材料で構成されたものであっても、容易かつ確実に着色することができる。界面活性剤としては、例えば、非イオン系(ノニオン系)、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。非イオン系(ノニオン系)界面活性剤としては、例えば、エーテル系界面活性剤、エステル系界面活性剤、エーテルエステル系界面活性剤、含窒素系界面活性剤等が挙げられ、より具体的には、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等が挙げられる。また、アニオン系界面活性剤としては、例えば、各種ロジン、各種カルボン酸塩、各種硫酸エステル塩、各種スルホン酸塩、各種リン酸エステル塩等が挙げられ、より具体的には、ガムロジン、重合ロジン、不均一化ロジン、マレイン化ロジン、フマール化ロジン、マレイン化ロジンペンタエステル、マレイン化ロジングリセリンエステル、トリステアリン酸塩(例えば、アルミニウム塩等の金属塩等)、ジステアリン酸塩(例えば、アルミニウム塩、バリウム塩等の金属塩等)、ステアリン酸塩(例えば、カルシウム塩、鉛塩、亜鉛塩等の金属塩等)、リノレン酸塩(例えば、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩等の金属塩等)、オクタン酸塩(例えば、アルミニウム塩、カルシウム塩、コバルト塩等の金属塩等)、オレイン酸塩(例えば、カルシウム塩、コバルト塩等の金属塩等)、パルミチン酸塩(例えば、亜鉛塩等の金属塩等)、ナフテン酸塩(例えば、カルシウム塩、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩等の金属塩等)、レジン酸塩(例えば、カルシウム塩、コバルト塩、マンガン鉛塩、亜鉛塩等の金属塩等)、ポリアクリル酸塩(例えば、ナトリウム塩等の金属塩等)、ポリメタクリル酸塩(例えば、ナトリウム塩等の金属塩等)、ポリマレイン酸塩(例えば、ナトリウム塩等の金属塩等)、アクリル酸−マレイン酸共重合体塩(例えば、ナトリウム塩等の金属塩等)、セルロース、ドデシルベンゼンスルホン酸塩(例えば、ナトリウム塩)、アルキルスルホン酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩(例えば、ナトリウム塩等の金属塩等)、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩(例えば、ナトリウム塩等の金属塩等)等が挙げられる。また、カチオン系界面活性剤としては、例えば、1級アンモニウム塩、2級アンモニウム塩、3級アンモニウム塩、4級アンモニウム塩等の各種アンモニウム塩等が挙げられ、より具体的には、(モノ)アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、トリアルキルアミン塩、テトラアルキルアミン塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。また、両性界面活性剤としては、例えば、カルボキシベタイン、スルホベタイン等の各種ベタイン、各種アミノカルボン酸、各種リン酸エステル塩等が挙げられる。
Moreover, the coloring liquid should just contain a coloring agent and benzyl alcohol at least, However, It is preferable that a surfactant is further included. Thus, the coloring agent can be stably and uniformly dispersed even in the presence of benzyl alcohol, and the
また、例えば、着色液中には、ベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物から選択される少なくとも1種の化合物が含まれていてもよい。これにより、上述したような効果がより顕著なものとして発揮される。より具体的には、例えば、基板本体2の着色をさらに容易かつ確実に行うことができ、特に、アクリル系樹脂のように、従来の着色方法では着色が困難であった材料で構成された基板本体2に対しても、容易かつ確実に着色を施すことができる。また、本工程での処理温度をより低いものとした場合であっても、短時間で効率良く好適な着色部22を形成することができる。これは、ベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物から選択される少なくとも1種の化合物と、ベンジルアルコールとを併用することにより、ベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物から選択される少なくとも1種の化合物と、ベンジルアルコールとが相補的に作用し合い、その結果として、これらを併用することによる顕著な効果(相乗的な効果)が発揮されるものであると考えられる。より具体的には、以下のような理由(メカニズム)によるものであると考えられる。
Further, for example, the coloring liquid may contain at least one compound selected from benzophenone compounds and benzotriazole compounds. Thereby, the effects as described above are exhibited more significantly. More specifically, for example, the substrate
すなわち、まず第一に、着色液中のベンジルアルコールが基板本体を構成する樹脂の分子の結合を緩め、他の分子が入りこむための空間を確保する。第二にベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物から選択される少なくとも1種の化合物が、着色剤に優先して、この空間に侵入し深く拡散する。これは、ベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物が、ベンジルアルコールと同様に、基板本体を構成する樹脂の分子の結合を緩め、他の分子が入りこむための空間を確保する働きがあり、このためベンジルアルコールにより確保された空間を利用して、さらに深く、広く、その空間を広げる作用があることによる。なお着色剤にはこの働きがない。第三に、第二の作用と併行して着色剤が前記空間に入りこみ、保持される。あるいは一部、ベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物と置換する。このように、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物を、ベンジルアルコールと併用することにより、着色剤が基板本体中に、効率良く、さらに深く、比較的短時間で拡散でき、均一に着色することが可能となる。 That is, first of all, the benzyl alcohol in the coloring liquid loosens the bonds of the resin molecules constituting the substrate body, and secures a space for other molecules to enter. Secondly, at least one compound selected from benzophenone compounds and benzotriazole compounds penetrates into this space and diffuses deeply in preference to the colorant. This is because benzophenone compounds and benzotriazole compounds, like benzyl alcohol, relax the bonding of the resin molecules that make up the substrate body and secure a space for other molecules to enter. This is because the space secured by alcohol is used to deepen and widen the space. Colorants do not have this function. Third, in parallel with the second action, the colorant enters and is retained in the space. Alternatively, it is partially substituted with a benzophenone compound and a benzotriazole compound. Thus, by using a benzophenone compound or a benzotriazole compound in combination with benzyl alcohol, the colorant can be diffused into the substrate body efficiently, deeply, in a relatively short time, and uniformly colored. It becomes possible.
ベンゾフェノン系化合物としては、下記式(I)またはこれに対応する他の限界構造式で示されるようなベンゾフェノン骨格を有する化合物、あるいはこれらの互変異性体(以下、単に「式(I)で示されるベンゾフェノン骨格を有する化合物」という)、または、その誘導体(例えば、付加反応生成物、置換反応生成物、還元反応生成物、酸化反応生成物等)を用いることができる。 Examples of the benzophenone compounds include compounds having a benzophenone skeleton as represented by the following formula (I) or other limit structural formulas corresponding thereto, or tautomers thereof (hereinafter simply referred to as “formula (I)”. Or a derivative thereof (eg, an addition reaction product, a substitution reaction product, a reduction reaction product, an oxidation reaction product, etc.).
このような化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクチルベンゾフェノン、4−ベンジルオキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、ベンゾフェノンアニル、ベンゾフェノンオキシム、ベンゾフェノンクロリド(α,α’−ジクロルジフェニルメタン)等が挙げられる。中でも、上記式(I)で表されるベンゾフェノン骨格を有する化合物であるのが好ましく、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンがより好ましい。このようなベンゾフェノン系化合物を用いることにより、前述したような効果はさらに顕著なものとして現れる。なお、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの構造式(化学式)を、ぞれぞれ、下記式(II)、式(III)として示す。 Examples of such compounds include benzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4. Examples include '-tetrahydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octylbenzophenone, 4-benzyloxy-2-hydroxybenzophenone, benzophenone anil, benzophenone oxime, and benzophenone chloride (α, α'-dichlorodiphenylmethane). Among them, a compound having a benzophenone skeleton represented by the above formula (I) is preferable, and 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone. Is more preferable. By using such a benzophenone-based compound, the effects as described above appear more remarkable. In addition, structural formulas (chemical formulas) of 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone and 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone are respectively represented by the following formula (II) and formula Shown as (III).
また、ベンゾトリアゾール系化合物としては、下記式(IV)またはこれに対応する他の限界構造式で表されるようなベンゾトリアゾール骨格を有する化合物、あるいはこれらの互変異性体(以下、単に「式(IV)で示されるベンゾトリアゾール骨格を有する化合物」という)、または、その誘導体(例えば、付加反応生成物、置換反応生成物、還元反応生成物、酸化反応生成物等)を用いることができる。 The benzotriazole compounds include compounds having a benzotriazole skeleton as represented by the following formula (IV) or other limit structural formulas corresponding thereto, or tautomers thereof (hereinafter simply referred to as “formulas”). Or a derivative thereof (for example, an addition reaction product, a substitution reaction product, a reduction reaction product, an oxidation reaction product, or the like) can be used.
このような化合物としては、例えば、ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。中でも、上記式(IV)で表されるベンゾトリアゾール骨格を有する化合物であるのが好ましく、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールがより好ましい。このようなベンゾトリアゾール系化合物を用いることにより、前述したような効果はさらに顕著なものとして現れる。なお、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールの構造式(化学式)を、ぞれぞれ、下記式(V)、式(VI)として示す。 Examples of such compounds include benzotriazole, 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) -2H-benzotriazole, 2- (2-hydroxy-4-octyloxyphenyl) -2H-benzotriazole, and the like. Can be mentioned. Among them, a compound having a benzotriazole skeleton represented by the above formula (IV) is preferable, and 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) -2H-benzotriazole, 2- (2-hydroxy-4-) Octyloxyphenyl) -2H-benzotriazole is more preferred. By using such a benzotriazole-based compound, the effects as described above appear more remarkable. The structural formulas (chemical formulas) of 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) -2H-benzotriazole and 2- (2-hydroxy-4-octyloxyphenyl) -2H-benzotriazole are respectively shown. The following formula (V) and formula (VI) are shown.
着色液中には、上記のようなベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物から選択される少なくとも1種の化合物が含まれていればよいが、2種以上の化合物(特に、1種以上のベンゾフェノン系化合物と、1種以上のベンゾトリアゾール系化合物)が含まれていてもよい。これにより、これらの化合物同士が相補的に作用し合うとともに、これらの化合物がベンジルアルコールと相補的に作用し合うことにより、前述したような効果はさらに顕著なものとして現れる。
また、上記のようなベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物から選択される少なくとも1種の化合物とベンジルアルコールを含む前処理液に浸漬した後、前記着色液に浸漬しても同様の効果が得られる。
The colored liquid may contain at least one compound selected from the above-mentioned benzophenone compounds and benzotriazole compounds, but two or more compounds (particularly, one or more benzophenone compounds) may be used. A compound and one or more benzotriazole-based compounds) may be included. As a result, these compounds act in a complementary manner, and these compounds act in a complementary manner with benzyl alcohol, so that the above-described effects appear even more remarkable.
Further, the same effect can be obtained by immersing in a pretreatment liquid containing at least one compound selected from the above benzophenone compounds and benzotriazole compounds and benzyl alcohol and then immersing in the coloring liquid. .
着色液または前処理液がベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物から選択される少なくとも1種の化合物を含むものである場合、着色液または前処理液中におけるベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物の含有率の総和は、特に限定されないが、0.001〜10.0wt%であるのが好ましく、0.005〜5.0wt%であるのがより好ましく、0.01〜3.0wt%であるのがさらに好ましい。ベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物の含有率の総和が上記範囲内の値であると、着色部22を形成すべき基板本体2に対する悪影響の発生(例えば、基板本体2の構成材料の劣化等)をより効果的に防止しつつ、容易かつ確実に好適な着色部22を形成することができる。
When the coloring liquid or pretreatment liquid contains at least one compound selected from benzophenone compounds and benzotriazole compounds, the total content of the benzophenone compounds and benzotriazole compounds in the coloring liquid or pretreatment liquid Is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 10.0 wt%, more preferably 0.005 to 5.0 wt%, and still more preferably 0.01 to 3.0 wt%. . When the sum of the content ratios of the benzophenone compound and the benzotriazole compound is within the above range, an adverse effect on the
また、着色液または前処理液中における、ベンジルアルコールの含有率をX[wt%]、ベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物の含有率の総和をY[wt%]としたとき、0.001≦X/Y≦10000の関係を満足するのが好ましく、0.05≦X/Y≦1000の関係を満足するのがより好ましく、0.25≦X/Y≦500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、ベンゾフェノン系化合物および/またはベンゾトリアゾール系化合物と、ベンジルアルコールとを併用することによる相乗効果がより顕著に発揮され、着色部22を形成すべき基板本体2に対する悪影響の発生(例えば、基板本体2の構成材料の劣化等)をより効果的に防止しつつ、容易かつ確実に、また高速に好適な着色部22を形成することができる。
Further, when the content of benzyl alcohol in the coloring liquid or the pretreatment liquid is X [wt%] and the total content of the benzophenone compound and the benzotriazole compound is Y [wt%], 0.001 ≦ The relationship X / Y ≦ 10000 is preferably satisfied, the relationship 0.05 ≦ X / Y ≦ 1000 is more preferable, and the relationship 0.25 ≦ X / Y ≦ 500 is further satisfied. preferable. By satisfying the relationship as described above, the synergistic effect of combining the benzophenone compound and / or benzotriazole compound and benzyl alcohol is more significantly exhibited, and the
以上、説明したように、本発明の製造方法では、ベンジルアルコールを含む着色液を用い、所定の条件で当該着色液を基板本体に付与することにより、従来の方法では着色が困難なアクリル樹脂製の基板(基板本体)であっても、容易に均一な着色をすることができる。また、本発明の製造方法では、比較的大型のレンズ基板(例えば、対角線長が40インチ以上のレンズ基板)であっても、好適に製造することができる。 As described above, in the production method of the present invention, a colored liquid containing benzyl alcohol is used, and the colored liquid is applied to the substrate body under predetermined conditions, so that it is difficult to color with the conventional method. Even this substrate (substrate body) can be easily colored uniformly. In the manufacturing method of the present invention, even a relatively large lens substrate (for example, a lens substrate having a diagonal length of 40 inches or more) can be preferably manufactured.
以下、前記透過型スクリーンを用いたリア型プロジェクタについて説明する。
図8は、本発明のリア型プロジェクタの構成を模式的に示す図である。
同図に示すように、リア型プロジェクタ300は、投写光学ユニット310と、導光ミラー320と、透過型スクリーン10とが筐体340に配置された構成を有している。
そして、このリア型プロジェクタ300は、上記のような透過型スクリーン10を備えているので、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、上記のようなマイクロレンズ基板1(透過型スクリーン10)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。
A rear projector using the transmission screen will be described below.
FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of the rear projector of the present invention.
As shown in the figure, the
Since the
In particular, in the microlens substrate 1 described above, since the
以上、本発明について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、レンズ基板、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。
また、前述した実施形態では、凹部付き部材として板状(またはフィルム状)の部材(凹部付き基板)を用いるものとして説明したが、凹部付き部材は、このような形態のものに限定されず、例えば、ロール形状をなし、その周面に凹部を有す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 lens substrate, the transmissive screen, and the rear projector can be replaced with any structure that can exhibit the same function.
In the above-described embodiment, the plate-shaped (or film-shaped) member (the substrate with the concave portion) is used as the member with the concave portion, but the member with the concave portion is not limited to such a form, For example, it may have a roll shape and have a recess on its peripheral surface.
また、着色液付与工程に先立ち、例えば、基板本体の着色のされ易さを向上させる等の目的で、基板本体に対して、前処理を行ってもよい。このような前処理としては、例えば、ベンジルアルコール、ベンゾフェノンおよびベンゾトリアゾールよりなる群から選択される少なくとも1種を含む液体を、基板本体に付与する処理等が挙げられる。
また、レンズ基板の製造方法の各工程は、前述したような順に行うものに限定されず、各工程の順序を変更してもよい。
また、ブラックマトリックスを形成する場合、着色部を形成する前にブラックマトリックスを形成してもよいし、着色部22の形成後にブラックマトリックスを形成してもよい。
In addition, prior to the coloring liquid applying step, for example, pretreatment may be performed on the substrate body for the purpose of improving the ease of coloring the substrate body. Examples of such pretreatment include a treatment of applying a liquid containing at least one selected from the group consisting of benzyl alcohol, benzophenone, and benzotriazole to the substrate body.
Moreover, each process of the manufacturing method of a lens substrate is not limited to what is performed in the order as mentioned above, You may change the order of each process.
Further, when forming the black matrix, the black matrix may be formed before the colored portion is formed, or the black matrix may be formed after the
また、前述した実施形態では、着色部がレンズ基板の光の入射側の全面に設けられているものとして説明したが、着色部は、光の入射面側の一部のみに設けられる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、凹部付き部材における凹部は、平面視したときの形状が楕円形であるものとして説明したが、マイクロレンズ、凹部の形状は、いかなるものであってもよく、例えば、円形、略四角形、略六角形等であってもよい。
In the above-described embodiment, the coloring portion is described as being provided on the entire surface of the lens substrate on the light incident side. However, the coloring portion is provided only on a part of the light incident surface side. May be.
In the above-described embodiment, the microlens in the microlens substrate and the concave portion in the member with concave portions are described as having an elliptical shape when viewed in plan. For example, it may be a circle, a substantially square, a substantially hexagon, or the like.
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、凹部付き部材における凹部は、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、透過型スクリーンが、マイクロレンズ基板(レンズ基板)とフレネルレンズとを備えるものとして説明したが、本発明の透過型スクリーンは、必ずしも、フレネルレンズを備えたものでなくてもよい。例えば、本発明の透過型スクリーンは、実質的に、本発明のレンズ基板のみで構成されたものであってもよい。
In the above-described embodiment, the microlenses in the microlens substrate and the concave portions in the member with concave portions are described as being arranged in a staggered manner, but the arrangement of the microlenses and concave portions may be any, 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 embodiments, the transmission screen is described as including a microlens substrate (lens substrate) and a Fresnel lens. However, the transmission screen of the present invention does not necessarily include a Fresnel lens. May be. For example, the transmission screen of the present invention may be substantially constituted only by the lens substrate of the present invention.
また、前述した実施形態では、視野角上の観点から、より望ましい形状のレンズ部として、マイクロレンズを備えた構成について説明したが、レンズ基板を構成するレンズ部(レンズ)は、これに限定されず、例えば、レンチキュラレンズであってもよい。レンチキュラレンズを使用することにより、レンズ部の製造工程を簡略化することができ、また、透過型スクリーンの生産性を向上させることができる。レンズ部として、レンチキュラレンズを使用する場合、ブラックマトリックスの代わりにストライプ状の遮光層(ブラックストライプ)を設けることができる。このような構成においても、前記実施形態と同様の作用・効果が得られる。 In the above-described embodiment, the configuration including the microlens as the lens portion having a more desirable shape has been described from the viewpoint of the viewing angle. However, the lens portion (lens) configuring the lens substrate is not limited thereto. For example, a lenticular lens may be used. By using the lenticular lens, the manufacturing process of the lens portion can be simplified, and the productivity of the transmission screen can be improved. When a lenticular lens is used as the lens unit, a striped light shielding layer (black stripe) can be provided instead of the black matrix. Even in such a configuration, the same operation and effect as in the above-described embodiment can be obtained.
また、前述した実施形態では、ブラックマトリックスを基板本体の表面に直接形成するものとして説明したが、ブラックマトリックスは、例えば、下地層(接着剤層)等を介して、基板本体に接合されたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、凹部付き部材の表面に組成物を付与するものとして説明したが、例えば、平板の表面に組成物を付与し、これを凹部付き部材で押圧することにより、レンズ基板を製造してもよい。
また、前述した実施形態では、レンズ基板の製造において、凹部付き部材、平板を除去するものとして、凹部付き部材は必ずしも除去しなくてもよい。言い換えると、凹部付き部材、平板は、レンズ基板の一部を構成するものであってもよい。
In the above-described embodiment, the black matrix is described as being directly formed on the surface of the substrate body. However, the black matrix is bonded to the substrate body via, for example, a base layer (adhesive layer). It may be.
Moreover, in embodiment mentioned above, although demonstrated as what gives a composition to the surface of a member with a recessed part, for example, a lens board | substrate is provided by applying a composition to the surface of a flat plate, and pressing this with a member with a recessed part. May be manufactured.
Moreover, in embodiment mentioned above, in manufacturing a lens substrate, a member with a recessed part does not necessarily need to be removed as what removes a member with a recessed part and a flat plate. In other words, the concave member and the flat plate may constitute a part of the lens substrate.
また、本発明のレンズ基板、透過型スクリーンは、凸レンズ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。
また、前述した実施形態では、レンズ基板は、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する部材であるものとして説明したが、本発明のレンズ基板は、透過型スクリーン、リア型プロジェクタに適用されるものに限定されず、いかなる用途のものであってもよい。例えば、本発明のレンズ付き基板は、投射型表示装置(フロントプロジェクタ)の液晶ライトバルブの構成部材に適用されるものであってもよい。
In addition, the lens substrate and the transmission type screen of the present invention may have a diffusion part and a diffusion plate having a function of diffusing light transmitted through the convex lens. With such a configuration, for example, the viewing angle characteristics of a transmissive screen and a rear projector can be further improved.
In the above-described embodiments, the lens substrate is described as a member constituting a transmissive screen and a rear projector. However, the lens substrate of the present invention is applied to a transmissive screen and a rear projector. The present invention is not limited to this, and may be used for any purpose. For example, the lens-equipped substrate of the present invention may be applied to a constituent member of a liquid crystal light valve of a projection display device (front projector).
[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部材を製造した。
まず、基板として、横1.2m×縦0.7m角、厚さ4.8mmのソーダガラス基板(絶対屈折率n2:1.50)を用意した。
このソーダガラス基板を、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む洗浄液に浸漬して6μmエッチングを行い、その表面を清浄化した。
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
[Production of lens substrate and transmissive screen]
Example 1
The member with a recessed part provided with the recessed part for microlens formation 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 8 wt% hydrogen peroxide 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、エネルギー密度1.2J/cm2、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。
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 1.2 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.
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54μm、長軸方向の長さは72μm、曲率半径は40μm、深さは40μm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ほぼ100%であった。
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む水溶液を用い、浸漬時間は2.0時間とした。
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 54 μm, the length in the major axis direction was 72 μm, the radius of curvature was 40 μm, and the depth was 40 μm. In addition, the occupation ratio of the concave portions in the effective area where the concave portions are formed was almost 100%.
In the wet etching, an aqueous solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 8 wt% hydrogen peroxide 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N2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
その後、基板の凹部が形成されている面側に、ヘキサメチルジシラザンによる気相表面処理(シリル化処理)を行い、離型処理部を形成した。
これにより、図2に示すような、ソーダガラス基板上に、マイクロレンズ形成用の多数の凹部が千鳥状に配列された凹部付き部材を得た。得られた凹部付き部材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100%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.
Thereby, the member with a recessed part in which many recessed parts for microlens formation were arranged on the soda glass substrate as shown in FIG. 2 in zigzag form was obtained. When the obtained member with a recess was viewed in plan, the ratio of the area occupied by the recess in the effective region where the recess was formed was 100%.
次に、凹部付き部材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)を主成分とする樹脂材料)で構成された組成物を付与した。
次に、ソーダガラスで構成された平板で、2mmのギャップを保持しながら前記アクリル系樹脂を押圧した。この際、平板と組成物との間に、空気が侵入しないようにした。また、平板としては、組成物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。
Next, a composition composed of unpolymerized (uncured) acrylic resin (resin material mainly composed of PMMA resin (methacrylic resin)) is applied to the surface of the member with recesses on the side where the recesses are formed. did.
Next, the acrylic resin was pressed with a flat plate made of soda glass while maintaining a gap of 2 mm. At this time, air was prevented from entering between the flat plate and the composition. Moreover, as the flat plate, the surface on which the composition was pressed was subjected to a gas phase surface treatment (mold release treatment) with hexamethyldisilazane.
その後、120℃に加熱することにより、組成物を硬化させ、徐冷し、押さえの平板と型(凹部付き部材)を取り外し、多数個のマイクロレンズを備えた基板本体を得た。得られた基板本体(硬化後の組成物)の屈折率n1は、1.557であった。また、基板本体を構成する樹脂材料のガラス転移点Tgは、120℃であった。また、得られた基板本体の樹脂層(マイクロレンズを除く部分)の厚さは2mm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54μm、長軸方向の長さが72μm、曲率半径が40μm、高さが40μm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ほぼ100%であった。 Thereafter, the composition was cured by heating to 120 ° C., slowly cooled, the flat plate of the presser and the mold (member with recesses) were removed, and a substrate body provided with a large number of microlenses was obtained. The refractive index n 1 of the obtained substrate main body (composition after curing) was 1.557. Moreover, the glass transition point Tg of the resin material which comprises a board | substrate body was 120 degreeC. Further, the thickness of the resin layer (excluding the microlens) of the obtained substrate body was 2 mm. The flat (substantially oval) microlens had a short axis length (diameter) of 54 μm, a long axis length of 72 μm, a radius of curvature of 40 μm, and a height of 40 μm. In addition, the occupation ratio of the microlens in the effective region where the microlens is formed is almost 100%.
次に、平板を取り除いた。
その後、基板本体を、凹部付き部材から取り外した。
その後、基板本体に対して、浸染により着色液を付与した(着色液付与工程)。このとき、マイクロレンズが形成された面側全体が着色液に接触し、裏面側には着色液が接触しないようにした。また、着色液を付与する際の基板本体および着色液の温度は、70℃に調整した。着色液としては、分散染料(Blue(双葉産業製)):2重量部、分散染料(Red(双葉産業製)):0.1重量部、分散染料(Yellow(双葉産業製)):0.05重量部、ベンジルアルコール:20重量部、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン(ベンゾフェノン系化合物):3重量部、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(ベンゾトリアゾール系化合物):3重量部、および、界面活性剤:2重量部を、純水:1000重量部に溶解した混合物を用いた。
Next, the flat plate was removed.
Thereafter, the substrate body was removed from the member with a recess.
Thereafter, a coloring liquid was applied to the substrate body by dip dyeing (coloring liquid application process). At this time, the entire surface side on which the microlens was formed was in contact with the coloring liquid, and the coloring liquid was not in contact with the back surface side. Further, the temperature of the substrate body and the coloring liquid when applying the coloring liquid was adjusted to 70 ° C. Disperse dye (Blue (manufactured by Futaba Sangyo)): 2 parts by weight, disperse dye (Red (manufactured by Futaba Sangyo)): 0.1 part by weight, disperse dye (Yellow (manufactured by Futaba Sangyo)): 0. 05 parts by weight, benzyl alcohol: 20 parts by weight, 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone (benzophenone-based compound): 3 parts by weight, 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) -2H— A mixture prepared by dissolving 3 parts by weight of benzotriazole (benzotriazole-based compound) and 2 parts by weight of a surfactant in 1000 parts by weight of pure water was used.
上記のような条件で、基板本体と着色液とを120分間接触させた後、着色液が貯留された槽から、基板本体を取り出し、十分水洗した後、乾燥させた。
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行うことにより、着色部が形成されたマイクロレンズ基板を得た。形成された着色部の濃度は、Y値(D65/2°視野)で52%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、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。
Under the conditions described above, the substrate main body and the coloring liquid were brought into contact with each other for 120 minutes, and then the substrate main body was taken out of the tank in which the coloring liquid was stored, sufficiently washed with water, and then dried.
Thereafter, by drying (removal of pure water) using pure water cleaning and N 2 gas, to obtain a microlens substrate on which the colored portion is formed. The density of the formed colored portion was 52% in terms of Y value (D65 / 2 ° field of view).
A transmissive screen as shown in FIG. 3 was obtained by assembling the microlens substrate manufactured as described above and the Fresnel lens portion.
(実施例2〜4)
着色液付与工程における処理温度および処理時間、着色液中におけるベンジルアルコール、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物の含有率、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、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。なお、着色液中におけるベンジルアルコール、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物の含有率の変更は、これらの使用量とともに、純水の使用量を増減させることにより行い、他の成分(着色剤、界面活性剤)の含有率については、一定となるようにした。
(Examples 2 to 4)
The treatment temperature and treatment time in the coloring liquid application step, the content of benzyl alcohol, benzophenone compounds, benzotriazole compounds in the coloring liquid, and the types of benzophenone compounds and benzotriazole compounds are changed as shown in Table 1. Produced a microlens substrate and a transmission screen in the same manner as in Example 1. In addition, the content of benzyl alcohol, benzophenone compounds, and benzotriazole compounds in the coloring liquid is changed by increasing or decreasing the amount of pure water used together with the amount used, and other components (colorant, interface) The content of the activator) was made constant.
(実施例5)
基板本体を構成する樹脂材料としてガラス転移点が60℃の紫外線硬化型のアクリル系樹脂としてメタクリレート系のモノマーを主原料とする紫外線硬化型の樹脂を用い、2P法により成型した。実施例1で作成した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部材と、2P基材となる微少なビーズ拡散剤を含んだ板厚2mmの透明アクリル板のあいだに、前記紫外線硬化型のアクリル系樹脂を気泡が入らないように挟み込んだ状態で、凹部付き部材側から紫外線を照射し、アクリル系樹脂を完全に硬化させた。その後凹部付き部材を取り外し、2P基材の表面にマイクロレンズが成型されたレンズ基板を得た。その後、着色液付与工程における処理温度を60℃、処理時間を80分とした以外は、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。
(Example 5)
As a resin material constituting the substrate body, an ultraviolet curable resin mainly composed of a methacrylate monomer was used as an ultraviolet curable acrylic resin having a glass transition point of 60 ° C., and molded by the 2P method. Between the member with concave portions in which a large number of concave portions for forming microlenses formed in Example 1 are arranged in a staggered manner, and a transparent acrylic plate with a thickness of 2 mm containing a minute bead diffusing agent to be a 2P base material, In a state where the ultraviolet curable acrylic resin was sandwiched so as not to contain air bubbles, ultraviolet rays were irradiated from the side of the member with concave portions to completely cure the acrylic resin. Thereafter, the member with concave portions was removed to obtain a lens substrate in which a microlens was molded on the surface of the 2P base material. Thereafter, a microlens substrate and a transmissive screen were produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment temperature in the coloring liquid application step was 60 ° C. and the treatment time was 80 minutes.
(実施例6〜8)
着色液付与工程における処理温度および処理時間、着色液中におけるベンジルアルコール、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物の含有率、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、前記実施例5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。なお、着色液中におけるベンジルアルコール、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物の含有率の変更は、これらの使用量とともに、純水の使用量を増減させることにより行い、他の成分(着色剤、界面活性剤)の含有率については、一定となるようにした。
(Examples 6 to 8)
The treatment temperature and treatment time in the coloring liquid application step, the content of benzyl alcohol, benzophenone compounds, benzotriazole compounds in the coloring liquid, and the types of benzophenone compounds and benzotriazole compounds are changed as shown in Table 1. Produced a microlens substrate and a transmission screen in the same manner as in Example 5. In addition, the content of benzyl alcohol, benzophenone compounds, and benzotriazole compounds in the coloring liquid is changed by increasing or decreasing the amount of pure water used together with the amount used, and other components (colorant, interface) The content of the activator) was made constant.
(実施例9)
基板本体を構成する樹脂材料としてガラス転移点が30℃の紫外線硬化型のアクリル系樹脂としてアクリレート系のモノマーを主原料とする紫外線硬化型の樹脂を用い、実施例5と同様に2P法により成型した。
その後、着色液付与工程における処理温度を50℃、処理時間を70分とした以外は、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。
Example 9
Molded by the 2P method in the same manner as in Example 5, using an ultraviolet curable resin mainly composed of an acrylate monomer as an ultraviolet curable acrylic resin having a glass transition point of 30 ° C. as a resin material constituting the substrate body. did.
Thereafter, a microlens substrate and a transmissive screen were produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment temperature in the coloring liquid application step was 50 ° C. and the treatment time was 70 minutes.
(実施例10〜11)
着色液付与工程における処理温度および処理時間、着色液中におけるベンジルアルコール、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物の含有率、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物の種類を表2に示すように変更した以外は、前記実施例9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。なお、着色液中におけるベンジルアルコール、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物の含有率の変更は、これらの使用量とともに、純水の使用量を増減させることにより行い、他の成分(着色剤、界面活性剤)の含有率については、一定となるようにした。
(Examples 10 to 11)
The treatment temperature and treatment time in the coloring liquid application step, the content of benzyl alcohol, benzophenone compounds, and benzotriazole compounds in the coloring liquid, and the types of benzophenone compounds and benzotriazole compounds were changed as shown in Table 2. Produced a microlens substrate and a transmission screen in the same manner as in Example 9. In addition, the content of benzyl alcohol, benzophenone compounds, and benzotriazole compounds in the coloring liquid is changed by increasing or decreasing the amount of pure water used together with the amount used, and other components (colorant, interface) The content of the activator) was made constant.
(実施例12(比較例))
基板本体に対して、着色部を形成しなかった以外は、前記実施例1と同様にしてマイクロレンズ基板、透過型スクリーンを製造した。
(実施例13(比較例))
ベンジルアルコール、ベンゾフェノン系化合物およびベンゾトリアゾール系化合物を含まず、その分だけ、純水の含有率が高い着色液を用いた以外は、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。
前記各実施例について、着色部の形成に用いた着色液の条件、着色液付与工程の処理条件、形成された着色部の濃度(透過率)として、Y値(D65/2°視野)を表1にまとめて示す。なお、表1中、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノンを「A」、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールを「B」、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンを「C」、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールを「D」で示し、基板本体を構成する樹脂材料のガラス転移点をTg[℃]で示し、着色液付与工程における処理温度をT[℃]、着色液付与工程における着色液付与処理(接触)時間をt[min]で示した。
(Example 12 (comparative example))
A microlens substrate and a transmissive screen were manufactured in the same manner as in Example 1 except that no colored portion was formed on the substrate body.
(Example 13 (comparative example))
A microlens substrate and a transmissive screen were formed in the same manner as in Example 1 except that a colored liquid containing no benzyl alcohol, benzophenone-based compound, and benzotriazole-based compound and having a high content of pure water was used. Manufactured.
About each said Example, Y value (D65 / 2 degree visual field) is represented as the conditions of the coloring liquid used for formation of a colored part, the processing conditions of a coloring liquid provision process, and the density | concentration (transmittance) of the formed colored part. 1 is shown collectively. In Table 1, 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone is “A”, 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) -2H-benzotriazole is “B”, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone is represented by “C”, 2- (2-hydroxy-4-octyloxyphenyl) -2H-benzotriazole is represented by “D”, and the glass transition of the resin material constituting the substrate body The point was indicated by Tg [° C.], the treatment temperature in the color liquid application step was T [° C.], and the color liquid application treatment (contact) time in the color liquid application step was indicated by t [min].
[コントラストの評価]
前記各実施例で作製された透過型スクリーンについて、コントラストの評価を行った。コントラストは、暗室において410lxの全白光が入射したときの白表示の正面輝度(白輝度)LW(cd/m2)と、明室において光源を全消灯した時の黒表示の正面輝度の増加量(黒輝度増加量)LB(cd/m2)との比、LW/LBを求めた。明室は、外光照度185lx(明室)の部屋で測定した。輝度の測定にはトプコン製輝度計BM−7を用いた。
[リア型プロジェクタの作製]
前記各実施例の透過型スクリーンを用いて、図8に示すようなリア型プロジェクタを、それぞれ作製した。
[Evaluation of contrast]
Contrast evaluation was performed on the transmissive screens produced in each of the above examples. Contrast is the amount of increase in the front luminance of white display (white luminance) LW (cd / m 2 ) when 410 lx all white light is incident in the dark room and the front luminance of black display when the light source is completely turned off in the bright room. (Black luminance increase amount) A ratio with LB (cd / m 2 ), LW / LB, was obtained. The bright room was measured in a room with an outside light illuminance of 185 lx (bright room). A luminance meter BM-7 manufactured by Topcon was used for the luminance measurement.
[Production of rear projector]
Rear-type projectors as shown in FIG. 8 were produced using the transmission screens of the respective examples.
[色ムラの評価]
前記各実施例のリア型プロジェクタの透過型スクリーンのY値(D65/2°視野)を面内20ポイント測定し、その透過率の最大値と最小値の差ΔT(Y)(%)を、色ムラと定義し、色ムラの発生状況を以下の4段階の基準に従い評価した。
◎:ΔT(Y)(%)3%未満。色ムラが全く認められない。
○:ΔT(Y)(%)3〜5%未満。色ムラがほとんど認められない。
△:ΔT(Y)(%)5〜10%。色ムラがわずかに認められる。
×:ΔT(Y)(%)10%超。色ムラが顕著に認められる。
[Evaluation of uneven color]
The Y value (D65 / 2 ° field of view) of the transmissive screen of the rear projector of each of the above examples was measured in 20 planes, and the difference ΔT (Y) (%) between the maximum value and the minimum value of the transmittance was Color unevenness was defined, and the occurrence of color unevenness was evaluated according to the following four criteria.
A: ΔT (Y) (%) less than 3%. No color unevenness is observed.
○: ΔT (Y) (%) 3 to less than 5%. There is almost no color unevenness.
Δ: ΔT (Y) (%) 5 to 10%. Slight color unevenness is observed.
X: ΔT (Y) (%) more than 10%. Color unevenness is noticeable.
[スクリーンの歪みの評価]
前記各実施例で作成した透過型スクリーンをリア型プロジェクタにセットしたところ、基板の変形に伴い、スクリーンの歪みが生じた。スクリーンの歪みの発生状況を以下の4段階の基準に従い評価した。
◎:スクリーンの歪みが全く認められない。
○:スクリーンの歪みがほとんど認められない。
△:スクリーンの歪みがわずかに認められる。
×:スクリーンの歪みが顕著に認められる。
これらの結果を表2にまとめて示す。
[Evaluation of screen distortion]
When the transmissive screen prepared in each of the above examples was set on a rear projector, the screen was distorted with the deformation of the substrate. The state of occurrence of screen distortion was evaluated according to the following four criteria.
A: No screen distortion is observed.
○: Almost no distortion of the screen is observed.
Δ: Slight screen distortion is observed.
X: The distortion of a screen is recognized notably.
These results are summarized in Table 2.
表2から明らかなように、本発明では、色ムラ、スクリーンの歪みのないコントラストに優れた画像を表示することができた。
これに対し、比較例では、満足な結果が得られなかった。中でも、着色部を有していない実施例12(比較例)および、実質的に十分な着色ができなかった実施例13(比較例)では、コントラストが特に低いため、測定対象外となった。また、着色液付与工程を所定の温度条件で行わなかった実施例4、8、11(いずれも比較例)では、実質的に着色することができなかったり、色ムラやスクリーンの歪みが顕著で低画質の画像しか表示することができなかった。これは、着色工程において、適切な処理温度条件を選択しなかったことによるものと考えられる。
As can be seen from Table 2, in the present invention, an image excellent in contrast without color unevenness and screen distortion could be displayed.
On the other hand, in the comparative example, a satisfactory result was not obtained. Especially, in Example 12 (comparative example) which does not have a coloring part and Example 13 (comparative example) which was not able to be substantially fully colored, since contrast was especially low, it was excluded from the measuring object. Further, in Examples 4, 8, and 11 (all of which are comparative examples) in which the coloring liquid application step was not performed under a predetermined temperature condition, the coloring liquid could not be substantially colored, or color unevenness and screen distortion were remarkable. Only low-quality images could be displayed. This is considered to be because an appropriate processing temperature condition was not selected in the coloring step.
1…マイクロレンズ基板(レンズ基板) 2…基板本体 21…マイクロレンズ(レンズ部) 211…中心 22…着色部(外光吸収部) 23…組成物 24…透明フィルム 25…第1の行 26…第2の行 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…凹部付き部材(マイクロレンズ形成用凹部付き部材) 61…凹部 7…基板 8…マスク 81…初期孔 89…裏面保護膜 10…透過型スクリーン 11…平板(押圧部材) 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 (lens board | substrate) 2 ... Board | substrate
Claims (15)
多数の凹部を有する凹部付き部材を用いて、当該凹部付き部材の前記凹部が設けられた面側の表面形状が転写され、樹脂材料で構成された基板本体を得る工程と、
前記基板本体に対して、着色剤とベンジルアルコールとを含む着色液を付与して、前記基板本体の光が入射する面側に着色部を形成する工程を有し、
前記樹脂材料のガラス転移点をTg[℃]としたとき、前記基板本体に前記着色液を付与する工程における処理温度が(Tg+30)℃以下であり、かつ、40〜100℃であることを特徴とするレンズ基板の製造方法。 A method of manufacturing a lens substrate that is used with light incident thereon,
Using a member with recesses having a large number of recesses, a step of transferring the surface shape of the surface provided with the recesses of the member with recesses to obtain a substrate body made of a resin material;
A step of providing a coloring liquid containing a colorant and benzyl alcohol to the substrate body, and forming a colored portion on a surface side on which light of the substrate body is incident;
When the glass transition point of the resin material is Tg [° C.], the processing temperature in the step of applying the coloring liquid to the substrate body is (Tg + 30) ° C. or lower and 40 to 100 ° C. A method for manufacturing a lens substrate.
前記フレネルレンズ部の光の出射側に配置された請求項12に記載のレンズ基板とを備えたことを特徴とする透過型スクリーン。 A Fresnel lens part having a Fresnel lens formed on the light exit side;
A transmissive screen comprising: the lens substrate according to claim 12 disposed on a light emission side of the Fresnel lens portion.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09145901A (en) * | 1995-11-20 | 1997-06-06 | Asahi Optical Co Ltd | Dyeing method of lens |
JPH10282315A (en) * | 1997-04-10 | 1998-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical diffusing plate and its manufacture |
JPH1112959A (en) * | 1997-06-26 | 1999-01-19 | Seiko Epson Corp | Dyeing of plastic lens, and plastic lens |
JPH1152101A (en) * | 1997-08-01 | 1999-02-26 | Seiko Epson Corp | Production of plastic lens |
JP2003121609A (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-23 | Hitachi Ltd | Optical sheet and display device equipped with the same |
-
2005
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09145901A (en) * | 1995-11-20 | 1997-06-06 | Asahi Optical Co Ltd | Dyeing method of lens |
JPH10282315A (en) * | 1997-04-10 | 1998-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical diffusing plate and its manufacture |
JPH1112959A (en) * | 1997-06-26 | 1999-01-19 | Seiko Epson Corp | Dyeing of plastic lens, and plastic lens |
JPH1152101A (en) * | 1997-08-01 | 1999-02-26 | Seiko Epson Corp | Production of plastic lens |
JP2003121609A (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-23 | Hitachi Ltd | Optical sheet and display device equipped with the same |
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