JP2007133271A - Lens substrate, method for manufacturing lens substrate, transmission type screen and rear type projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズ基板、レンズ基板の製造方法、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, a method for manufacturing the lens substrate, a transmissive screen, and a rear projector.
近年、リア型プロジェクタは、ホームシアター用モニター、大画面テレビ等に好適なディスプレイとして、需要が高まりつつある。
リア型プロジェクタに用いられる透過型スクリーンには、レンチキュラレンズ基板やマイクロレンズ基板が一般的に用いられている。
このようなレンズ基板では、画像のコントラストを向上させる目的で、遮光層(ブラックマスク)が設けられている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, the demand for rear projectors is increasing as a display suitable for home theater monitors, large-screen televisions, and the like.
A lenticular lens substrate or a microlens substrate is generally used for a transmissive screen used in a rear projector.
In such a lens substrate, a light shielding layer (black mask) is provided for the purpose of improving the contrast of an image (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、遮光層により外光反射等を十分に抑え、コントラストを十分に向上させることは困難であった。
また、遮光性を向上させ、コントラストを向上させるために、遮光層を厚く形成することも考えられるが、遮光層を厚く形成すると、レンズ基板に垂直な方向から観察した場合のコントラストは向上させることができるが、レンズ基板を斜めから観察した場合、画像形成用の光が該遮光層で遮られてしまう(いわゆる「ケラレ」が発生する)という問題があった。その結果、視野角特性が低下するという問題があった。
However, it has been difficult to sufficiently improve the contrast by sufficiently suppressing external light reflection and the like by the light shielding layer.
In order to improve the light shielding property and improve the contrast, it is conceivable to form a thick light shielding layer. However, if the light shielding layer is formed thick, the contrast when observed from the direction perpendicular to the lens substrate is improved. However, when the lens substrate is observed from an oblique direction, there is a problem that light for image formation is blocked by the light shielding layer (so-called “vignetting” occurs). As a result, there has been a problem that viewing angle characteristics are deteriorated.
本発明の目的は、コントラストに優れた画像を表示することができ、かつ、視野角特性に優れたレンズ基板を提供すること、前記レンズ基板を効率良く製造することができる製造方法を提供すること、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 display an image with excellent contrast and has excellent viewing angle characteristics, 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は、多数のレンズ部を有する基板本体と、開口部を有する遮光膜とを備えたレンズ基板であって、
前記遮光膜は、遮光性を有する複数の遮光層と、少なくとも1層の光透過性を有する光透過層とを有するものであり、隣り合う前記遮光層同士の間に、前記光透過層が介挿された構成をなすものであることを特徴とする。
これにより、コントラストに優れた画像を表示することができ、かつ、視野角特性に優れたレンズ基板を提供することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The lens substrate of the present invention is a lens substrate comprising a substrate body having a large number of lens portions, and a light shielding film having an opening,
The light-shielding film includes a plurality of light-shielding layers having a light-shielding property and at least one light-transmitting layer having a light-transmitting property, and the light-transmitting layer is interposed between the adjacent light-shielding layers. It is characterized by having an inserted configuration.
Accordingly, it is possible to provide a lens substrate that can display an image with excellent contrast and that has excellent viewing angle characteristics.
本発明のレンズ基板では、前記遮光膜は、前記遮光層として、第1の遮光層と、前記第1の遮光層に設けられた開口部よりも大きい開口部が設けられた第2の遮光層とを有するものであり、
前記第1の遮光層における開口部の面積をSS[μm2]、前記第2の遮光層における開口部の面積をSL[μm2]としたとき、0.55≦SS/SL≦0.95の関係を満足することが好ましい。
これにより、視野角特性、および、表示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。
In the lens substrate according to the aspect of the invention, the light shielding film may include a first light shielding layer and a second light shielding layer having an opening larger than the opening provided in the first light shielding layer as the light shielding layer. And having
When the area of the opening in the first light shielding layer is S S [μm 2 ] and the area of the opening in the second light shielding layer is S L [μm 2 ], 0.55 ≦ S S / S L It is preferable to satisfy the relationship of ≦ 0.95.
Thereby, the viewing angle characteristics and the contrast of the displayed image can be made particularly excellent.
本発明のレンズ基板では、前記光透過層の厚さは、2〜35μmであることが好ましい。
これにより、視野角特性、および、表示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。
本発明のレンズ基板では、前記遮光層の厚さは、0.5〜5μmであることが好ましい。
これにより、画像形成用の光が該遮光層で遮られてしまう(いわゆる「ケラレ」が発生する)という問題が発生するのをより効果的に防止しつつ、遮光膜全体としての遮光性を特に優れたものとすることができる。その結果、視野角特性、および、表示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。
In the lens substrate of the present invention, it is preferable that the light transmission layer has a thickness of 2 to 35 μm.
Thereby, the viewing angle characteristics and the contrast of the displayed image can be made particularly excellent.
In the lens substrate of the present invention, it is preferable that the light shielding layer has a thickness of 0.5 to 5 μm.
As a result, it is possible to more effectively prevent the problem that light for image formation is blocked by the light-shielding layer (so-called “vignetting”), and the light-shielding property of the entire light-shielding film is particularly improved. It can be excellent. As a result, the viewing angle characteristics and the contrast of the displayed image can be made particularly excellent.
本発明のレンズ基板では、基板本体の構成材料の屈折率をn1、前記光透過層の構成材料の屈折率をn2としたとき、−0.18≦n1−n2≦0.18の関係を満足することが好ましい。
これにより、光の利用効率を十分に優れたものとしつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
In the lens substrate of the present invention, when the refractive index of the constituent material of the substrate body is n 1 and the refractive index of the constituent material of the light transmission layer is n 2 , −0.18 ≦ n 1 −n 2 ≦ 0.18 It is preferable to satisfy this relationship.
Thereby, it is possible to make the viewing angle characteristics particularly excellent while sufficiently improving the light utilization efficiency.
本発明のレンズ基板では、レンズ基板を平面視したときの開口率が5〜20%であることが好ましい。
これにより、十分に優れた視野角特性を有しつつ、よりコントラストに優れた画像を表示することができる。
本発明のレンズ基板は、前記レンズ部としてマイクロレンズを備えたマイクロレンズ基板であることが好ましい。
これにより、各方向(例えば、上下方向および左右方向)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。
In the lens substrate of the present invention, it is preferable that the aperture ratio when the lens substrate is viewed in plan is 5 to 20%.
Thereby, it is possible to display an image with more excellent contrast while having a sufficiently excellent viewing angle characteristic.
The lens substrate of the present invention is preferably a microlens substrate provided with a microlens as the lens portion.
Thereby, the viewing angle characteristic in each direction (for example, the up-down direction and the left-right direction) can be made particularly excellent.
本発明のレンズ基板では、前記基板本体は、前記レンズ部として大きさの異なるレンズ部を備えたものであることが好ましい。
このように、レンズ基板が大きさの異なるレンズ部を備えたものであると、一般に、レンズ基板を平面視したときの各開口部の大きさのばらつきが大きくなり易く、表示される画像における輝度ムラ(各部位での明るさのばらつき)が顕著になるという問題点があった。また、開口部の大きさを均一なものとした場合においては、レンズ基板の正面から観察した際の輝度ムラは抑制されるが、各開口部での、光の透過率(レンズ部により屈折された光の透過率)のばらつきが大きくなり、斜め方向から観察した際の輝度ムラが顕著になるという問題点があった。
これに対し、本発明では、このように、大きさの異なるレンズ部を備えた場合であっても、上記のような輝度ムラの発生を効果的に防止することができる。
In the lens substrate of the present invention, it is preferable that the substrate body includes a lens portion having a different size as the lens portion.
As described above, when the lens substrate is provided with a lens portion having a different size, generally, the variation in the size of each opening when the lens substrate is viewed in plan is likely to be large, and the luminance in the displayed image is increased. There has been a problem that unevenness (brightness variation in each part) becomes remarkable. In addition, when the size of the opening is uniform, luminance unevenness when observed from the front of the lens substrate is suppressed, but the light transmittance at each opening (refracted by the lens). There is a problem in that the variation in the light transmittance) is large, and the luminance unevenness when observed from an oblique direction becomes remarkable.
On the other hand, in the present invention, even when the lens portions having different sizes are provided as described above, the occurrence of the luminance unevenness as described above can be effectively prevented.
本発明のレンズ基板の製造方法は、多数のレンズ部を有する基板本体と、開口部を有する遮光膜とを備えたレンズ基板を製造する方法であって、
前記基板本体の前記レンズ部が形成された面側とは反対の面側に、ポジ型の感光性粘着剤を付与して光透過性を有する光透過層を形成する第1の工程と、
前記基板本体を介して前記光透過層に光を照射する処理を施し、感光部の粘着性を低下させる第2の工程と、
前記光透過層の前記感光部以外の部位上に、遮光層形成用材料を付与し、開口部を有する遮光層を形成する第3の工程とを有し、
前記第1の工程ないし前記第3の工程を複数回繰り返すことにより、前記光透過層を介して複数の前記遮光層が積層されてなる前記遮光膜を形成することを特徴とする。
これにより、コントラストに優れた画像を表示することができ、かつ、視野角特性に優れたレンズ基板を製造することができるレンズ基板の製造方法を提供することができる。
The method for producing a lens substrate of the present invention is a method for producing a lens substrate comprising a substrate body having a large number of lens portions and a light-shielding film having openings.
A first step of forming a light-transmitting layer having a light transmitting property by applying a positive photosensitive adhesive to the surface of the substrate body opposite to the surface on which the lens portion is formed;
Performing a process of irradiating the light transmitting layer with light through the substrate body, and reducing the adhesiveness of the photosensitive portion;
A third step of providing a light shielding layer forming material on a portion of the light transmission layer other than the photosensitive portion and forming a light shielding layer having an opening;
By repeating the first to third steps a plurality of times, the light shielding film in which a plurality of the light shielding layers are laminated via the light transmission layer is formed.
Accordingly, it is possible to provide a lens substrate manufacturing method that can display an image with excellent contrast and that can manufacture a lens substrate with excellent viewing angle characteristics.
本発明のレンズ基板の製造方法では、前記第3の工程は、前記光透過層上に、前記遮光層形成用材料で構成された層を有する遮光層転写シートを貼り合わせる工程と、
貼り合わされた前記遮光層転写シートを剥離し、前記感光性粘着剤の非感光部に前記遮光層形成用材料を転写する工程とを有するものであることが好ましい。
これにより、好適な厚さの遮光層、光透過層を備えた遮光膜を効率良く形成することができる。
In the method for manufacturing a lens substrate of the present invention, the third step is a step of bonding a light shielding layer transfer sheet having a layer composed of the light shielding layer forming material on the light transmission layer,
It is preferable to include a step of peeling the bonded light shielding layer transfer sheet and transferring the light shielding layer forming material to the non-photosensitive portion of the photosensitive adhesive.
Thereby, the light shielding film provided with the light shielding layer and the light transmission layer having a suitable thickness can be efficiently formed.
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、コントラストに優れた画像を表示することができ、かつ、視野角特性に優れた透過型スクリーンを提供することができる。
本発明の透過型スクリーンは、本発明の方法を用いて製造されたレンズ基板を備えたことを特徴とする。
これにより、コントラストに優れた画像を表示することができ、かつ、視野角特性に優れた透過型スクリーンを提供することができる。
The transmission screen of the present invention is characterized by including the lens substrate of the present invention.
As a result, it is possible to provide a transmissive screen that can display an image with excellent contrast and that has excellent viewing angle characteristics.
The transmission screen of the present invention is characterized by including a lens substrate manufactured by using the method of the present invention.
As a result, it is possible to provide a transmissive screen that can display an image with excellent contrast and that has excellent viewing angle characteristics.
本発明の透過型スクリーンでは、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前記レンズ基板とを備えたことが好ましい。
これにより、コントラストに優れた画像を表示することができ、かつ、視野角特性に優れた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、コントラストに優れた画像を表示することができ、かつ、視野角特性に優れたリア型プロジェクタを提供することができる。
In the transmissive screen of the present invention, a Fresnel lens portion in which a Fresnel lens is formed on the light exit side;
It is preferable that the lens substrate is provided on the light emission side of the Fresnel lens portion.
As a result, it is possible to provide a transmissive screen that can display an image with excellent contrast and that has excellent viewing angle characteristics.
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 display an image with excellent contrast and that has excellent viewing angle characteristics.
以下、本発明のレンズ基板、レンズ基板の製造方法、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタについて、添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
なお、本発明において、「基板」とは、実質的に可撓性を有さない、比較的肉厚の大きいものから、シート状のものや、フィルム状のもの等の含む概念のことを指す。また、本発明において、「開口部」とは、遮光性を有する遮光膜(遮光膜を構成する遮光層)を平面視したときに、遮光部としての遮光膜(遮光層)が有する光透過部のことを指すものであり、実質的に着色されていない材料(光透過性を有する材料)等で充填されているような部位等も含む概念である。
本発明のレンズ基板の用途は、特に限定されないが、以下の説明では、レンズ基板を、主に、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する部材として用いるものとして説明する。
Hereinafter, a lens substrate, a lens substrate manufacturing method, 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.
In the present invention, the “substrate” refers to a concept that is substantially inflexible and includes a relatively large thickness, a sheet-like material, a film-like material, and the like. . Further, in the present invention, the “opening portion” means a light transmission portion of a light shielding film (light shielding layer) as a light shielding portion when a light shielding film having a light shielding property (light shielding layer constituting the light shielding film) is viewed in plan view. This is a concept that includes a portion that is filled with a material that is not substantially colored (a material that transmits light) or the like.
The use of the lens substrate of the present invention is not particularly limited, but in the following description, the lens substrate will be described as being mainly used as a member constituting a transmissive screen and a rear projector.
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(マイクロレンズ基板)の平面図、図3は、図1に示すマイクロレンズ基板に入射した外光が減衰する様子を示す模式的な縦断面図、図4は、図1に示すレンズ基板(マイクロレンズ基板)を備えた、本発明の透過型スクリーンの第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4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。
First, the configuration of the lens substrate and the transmission screen of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a first embodiment of the lens substrate (microlens substrate) of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the lens substrate (microlens substrate) shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing how external light incident on the microlens substrate shown in FIG. 1 is attenuated. FIG. 4 shows the transmission type of the present invention including the lens substrate (microlens substrate) shown in FIG. It is a typical longitudinal section showing a 1st embodiment of a screen. In the following description, the left side in FIGS. 1 and 4 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、所定のパターンで配列された複数個のマイクロレンズ(レンズ部)21を備えた基板本体2と、ブラックマトリックス(遮光膜)3と、入射した光を乱反射させることにより拡散させる機能を有する拡散部4とを備えている。
基板本体2は、通常、主として光透過性を有する材料で構成される。
基板本体2の構成材料としては、例えば、各種樹脂材料、各種ガラス材料等を用いることができるが、基板本体2の生産性や、後述する第1の光透過層311との密着性等の観点から、樹脂材料が好ましい。
The microlens substrate (lens substrate) 1 is a member constituting a
The
As the constituent material of the
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。
Examples of the resin material constituting the
基板本体2の構成材料(固化した状態の材料)は、一般に、各種気体(マイクロレンズ基板1が用いられる雰囲気)より大きな絶対屈折率を有するものであるが、絶対屈折率の具体的な値は、1.4〜1.58であるのが好ましく、1.5〜1.56であるのがより好ましい。基板本体2の構成材料の絶対屈折率が前記範囲内の値であると、光(入射光)の利用効率を特に優れたものとしつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
The constituent material (solidified material) of the
マイクロレンズ基板1は、光の入射する面側に凸面を有する凸レンズとしてのマイクロレンズ(レンズ部)21を複数個備えている。
本実施形態において、マイクロレンズ(レンズ部)21は、マイクロレンズ基板1を平面視した際の縦幅(鉛直方向の幅)が横幅(水平方向の幅)よりも小さい扁平形状(略楕円形、略俵形)を有している。マイクロレンズ21がこのような形状を有することにより、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止しつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。特に、水平方向および鉛直方向の視野角特性をともに優れたものとすることができる。
The
In the present embodiment, the microlens (lens portion) 21 has a flat shape (substantially oval) in which the vertical width (vertical width) when 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L1[μm]、長軸方向(横方向)の長さをL2[μm]としたとき、0.50≦L1/L2≦0.99の関係を満足するのが好ましく、0.60≦L1/L2≦0.90の関係を満足するのがより好ましく、0.65≦L1/L2≦0.80の関係を満足するのがさらに好ましい。上記のような関係を満足することにより、上述したような効果がさらに顕著なものとなる。
When the length in the minor axis direction (longitudinal 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、10〜200μmであるのが好ましく、30〜150μmであるのがより好ましく、50〜100μmであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ21の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止しつつ、スクリーンに投影される画像において十分な解像度を得ることができるとともに、マイクロレンズ基板1(透過型スクリーン10)の生産性をさらに高めることができる。
The length of the
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(マイクロレンズ21の横幅)は、15〜250μmであるのが好ましく、45〜200μmであるのがより好ましく、70〜150μmであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ21の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、モアレ等の不都合の発生を効果的に防止しつつ、スクリーンに投影される画像において十分な解像度を得ることができるとともに、マイクロレンズ基板1(透過型スクリーン10)の生産性をさらに高めることができる。
Further, the length of the
また、マイクロレンズ21の曲率半径は、7.5〜375μmであるのが好ましく、30〜180μmであるのがより好ましく、70〜120μmであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ21の曲率半径が前記範囲内の値であると、視野角特性を特に優れたものとすることができる。特に、水平方向および鉛直方向の視野角特性をともに優れたものとすることができる。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。
Further, the radius of curvature of the
また、マイクロレンズ21の高さは、7.5〜375μmであるのが好ましく、30〜180μmであるのがより好ましく、70〜120μmであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ21の高さが前記範囲内の値であると、光の利用効率および視野角特性を、特に優れたものとすることができる。
また、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 height of the
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。
As described above, in the present embodiment, the
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。
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、95〜115%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)。
The arrangement method of the
Further, when 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、後に詳述するような方法により形成されたブラックマトリックス3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 microlens is formed by the effect of having the microlens having the shape and arrangement method as described above and the method described in detail later. The effects of having the
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設けられており、焦点fが、基板本体2の出射側の表面付近、ブラックマトリックス(遮光膜)3の開口部33の近傍に位置するように設計されている。すなわち、マイクロレンズ基板1に対して、ほぼ垂直な方向から入射した平行光La(後述するフレネルレンズ部5からの平行光La)は、マイクロレンズ基板1の各マイクロレンズ21によって集光され、基板本体2の出射側の表面付近、ブラックマトリックス3の開口部33近傍で焦点fを結ぶ。このように、基板本体2の出射側の表面付近、ブラックマトリックス3の開口部33の近傍でマイクロレンズ21が焦点を結ぶことにより、光の利用効率を特に優れたものとすることができる。その結果、マイクロレンズ基板1を透過した光により形成される画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
また、基板本体2の光の出射側の面には、ブラックマトリックス(遮光膜)3が設けられている。
Each
A black matrix (light-shielding film) 3 is provided on the light emission side surface of the
ブラックマトリックス3は、光透過性を有する光透過層として、第1の光透過層311および第2の光透過層312を備えている。遮光性を有する遮光層として、第1の遮光層321および第2の遮光層322を備えている。そして、ブラックマトリックス3は、基板本体2の出射側の面上に、第1の光透過層311、第1の遮光層321、第2の光透過層312、および、第2の遮光層322が、この順に、積層されてなるものである。言い換えると、ブラックマトリックス(遮光膜)は、複数の遮光層と、少なくとも1層の光透過層とを備え、隣り合う遮光層同士の間に、光透過層が介挿された構成をなすものである。このような構成を有することにより、図3に示すように、遮光層の表面で光の反射が起きた場合であっても、ブラックマトリックス3に入射した外光Lcは、2つの遮光層の間(第1の遮光層321と第2の遮光層322との間)で反射しながら急激に減衰する。これにより、遮光層により多くの外光を吸収させることができる。その結果、表示される画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。また、上記のように、ブラックマトリックス3が光透過層を介して遮光層が積層された構成を有するものであることにより、遮光層の一層当りの厚さを比較的薄いものとすることができる。これにより、画像形成用の光が、遮光層(開口部33を除く部分)に入射し、当該遮光層に吸収されてしまうことが効果的に防止される。特に、マイクロレンズ(レンズ部)により屈折した光が、遮光膜の開口部から遮光膜(開口部を除く部分)に入射し、レンズ基板からの出射が阻害される、いわゆる、ケラレという現象が起こるのを、効果的に防止することができる。これにより、マイクロレンズ基板1の視野角特性は優れたものとなる。また、上記のように、ブラックマトリックス3が光透過層を介して遮光層32が積層された構成を有するものであることにより、遮光層全体の総厚(図示の構成では、第1の遮光層321の厚さと第2の遮光層322の厚さとの和)を比較的小さいものとした場合であっても、ブラックマトリックス(遮光膜)3の遮光性を優れたものとすることができる。これは、外光等がブラックマトリックス3に入射した際、各遮光層内で光が吸収されるとともに、隣接する層の界面における光の反射等が起こるが、反射された光は前述したように急激に減衰するため、一旦、ブラックマトリックス3に入射した光は、非常に高い効率で吸収されることによるものであると考えられる。
The
上記のような効果は、単に遮光層(遮光膜)を厚く形成しただけでは、得られない。すなわち、遮光層(遮光膜)を厚くした場合には、光の透過率を比較的低いものとすることはできるが、上記のような遮光層(遮光膜)の表面での反射によるコントラストの低下等を十分に防止することができない。また、単に遮光層(遮光膜)を厚く形成した場合には、遮光膜自体の厚さで、ケラレが発生し易くなり、視野角特性が低下する。
なお、本発明において、光透過層は、光を透過し得るものであればよく、また、遮光層は、光透過層に比べて遮光性に優れるもの(光透過性の低いもの)であればよい。したがって、例えば、光透過層は、所定の濃度で着色されたものであってもよい。
The above effects cannot be obtained simply by forming the light shielding layer (light shielding film) thick. That is, when the light-shielding layer (light-shielding film) is thick, the light transmittance can be made relatively low, but the contrast is reduced due to reflection on the surface of the light-shielding layer (light-shielding film) as described above. Etc. cannot be sufficiently prevented. Further, when the light shielding layer (light shielding film) is simply formed thick, vignetting is likely to occur due to the thickness of the light shielding film itself, and the viewing angle characteristics are deteriorated.
In the present invention, the light transmissive layer may be any material that can transmit light, and the light shielding layer is superior in light shielding properties (low light transmissive property) as compared to the light transmissive layer. Good. Therefore, for example, the light transmission layer may be colored with a predetermined concentration.
また、以下の説明において、第1の光透過層311および第2の光透過層312をまとめて光透過層31と称し、第1の遮光層321および第2の遮光層322をまとめて遮光層32と称する場合がある。
このようなブラックマトリックス3は、各マイクロレンズ21を透過した光の光路上に開口部33を有している。すなわち、第1の遮光層321は第1の開口部331を有しており、第2の遮光層322は第2の開口部332を有している。これにより、画像形成用の光を十分に透過させつつ、不要な光を遮断することができる。なお、本明細書において、第1の開口部331および第2の開口部332をまとめて開口部33と称する場合がある。
In the following description, the first
Such a
また、各遮光層32に設けられた開口部は、マイクロレンズ(レンズ部)21による光の収束の度合いに応じて、大きさが異なる。すなわち、図示の構成では、比較的マイクロレンズ21による集光の度合いの小さい(集光スポットの大きさが大きい)第1の遮光層321においては、開口部331の大きさが比較的大きいものであるのに対して、比較的マイクロレンズ21による集光の度合いの大きい(集光スポットの大きさが小さい)第2の遮光層322においては、開口部332の大きさが比較的小さい。表示される画像をマイクロレンズ基板1の略正面から観察した際のコントラストを特に優れたものにするとともに、いわゆるケラレが効果的に防止され、視野角特性を特に優れたものとすることができる。言い換えると、マイクロレンズ基板1に対して、正面、斜め方向等、様々な方向から表示された画像を観察した場合であっても、コントラストに優れた画像を視認することができる。
In addition, the size of the opening provided in each
第1の遮光層321における開口部331(より小さい開口部)の面積をSS[μm2]、第2の遮光層322における開口部(より大きい開口部)の面積をSL[μm2]としたとき、0.55≦SS/SL≦0.95の関係を満足するのが好ましく、0.70≦SS/SL≦0.90の関係を満足するのがより好ましく、0.80≦SS/SL≦0.90の関係を満足するのがさらに好ましい。このような関係を満足することにより、視野角特性、および、表示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。
The area of the opening 331 (smaller opening) in the first
光透過層31の厚さは、2〜35μmが好ましく、5〜25μmがより好ましい。光透過層31の厚さが前記範囲内の値であると、視野角特性、および、表示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。なお、各光透過層31(第1の光透過層311、第2の光透過層312)で厚さは同じものであってもよいし、異なるものであってもよいが、異なる場合には、いずれもが、前述した範囲に含まれるのが好ましい。
光透過層31は、光透過性を有する材料で構成されている。
光透過層31の構成材料としては、例えば、各種樹脂材料、各種ガラス材料等を用いることができるが、前述した基板本体2との密着性等の観点から、樹脂材料が好ましい。
The thickness of the
The
As the constituent material of the
光透過層31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(アクリル系粘着剤を含む)、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)等のポリエステル系樹脂、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。 Examples of the resin material constituting the light transmission layer 31 include polyolefins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), cyclic polyolefin, modified polyolefin, polyvinyl chloride, poly Vinylidene chloride, polystyrene, polyamide (eg, nylon 6, nylon 46, nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 11, nylon 12, nylon 6-12, nylon 6-66), polyimide, polyamideimide, polycarbonate (PC) , Poly- (4-methylpentene-1), ionomer, acrylic resin (including acrylic adhesive), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), Polyesters such as tadiene-styrene copolymer, polyoxymethylene, polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polycyclohexane terephthalate (PCT) Resin, polyether, polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide, polyacetal (POM), polyphenylene oxide, modified polyphenylene oxide, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, Aromatic polyester (liquid crystal polymer), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, other fluororesins, styrene, polyolefin , Polyvinyl chloride, polyurethane, polyester, polyamide, polybutadiene, trans polyisoprene, fluoro rubber, chlorinated polyethylene, and other thermoplastic elastomers, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine Resins, unsaturated polyesters, silicone resins, urethane resins, and the like, or copolymers, blends, polymer alloys, etc. mainly composed of these, and combinations of one or more of these (for example, , Blend resins, polymer alloys, laminates, etc.).
光透過層31の構成材料(固化した状態の材料)は、一般に、各種気体(マイクロレンズ基板1が用いられる雰囲気)より大きな絶対屈折率を有するものであるが、絶対屈折率の具体的な値は、1.40〜1.58であるのが好ましく、1.50〜1.58であるのがより好ましい。光透過層31の構成材料の絶対屈折率が前記範囲内の値であると、光(入射光)の利用効率を特に優れたものとしつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
The constituent material (solidified material) of the
また、基板本体2の構成材料の屈折率(絶対屈折率)をn1、光透過層31の構成材料の屈折率(絶対屈折率)をn2としたとき、−0.18≦n1−n2≦0.18の関係を満足するのが好ましく、−0.10≦n1−n2≦0.10の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、光の利用効率を十分に優れたものとしつつ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
Further, when the refractive index (absolute refractive index) of the constituent material of the
また、遮光層32の厚さは、0.3〜8μmであるのが好ましく、0.3〜3μmであるのがより好ましく、0.3〜1.5μmであるのがさらに好ましい。遮光層32の厚さが前記範囲内の値であると、画像形成用の光が遮光層32で遮られてしまう(いわゆる「ケラレ」が発生する)という問題が発生するのをより効果的に防止しつつ、ブラックマトリックス3全体としての遮光性を特に優れたものとすることができる。その結果、視野角特性、および、表示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。なお、各遮光層32(第1の遮光層321、第2の遮光層322)で厚さは同じものであってもよいし、異なるものであってもよいが、異なる場合には、いずれもが、前述した範囲に含まれるのが好ましい。
Moreover, it is preferable that the thickness of the
遮光層32は、遮光性を有する材料で構成されている。
遮光層32を構成する材料は、特に限定されないが、各種顔料、各種染料等の着色剤(例えば、インク等)を用いることができる。
また、遮光層32は、樹脂材料等を構成成分として含むものであってもよい。これにより、光透過層31との密着性を特に優れたものとすることができる。
The
Although the material which comprises the
The
また、平面視したときの開口部33のブラックマトリックス3に対する面積比(開口率)は、5〜30%であるのが好ましく、5〜25%であるのがより好ましく、5〜20%であるのがさらに好ましい。このように、本発明においては遮光膜の開口率を比較的小さいものとすることが好ましい。このように、開口率を小さいものとすることにより、表示される画像のコントラストを優れたものとすることができるとともに、遮光膜が上記のような構成を有しているため、視野角特性を十分に優れたものとすることができる。すなわち、本発明では、視野角特性を十分に優れたものとしつつ、表示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、開口率が前記下限値未満であると、視野角特性を十分に優れたものとするのが困難となる可能性がある。また、開口率が前記上限値を越えると、表示される画像のコントラストを十分に優れたものとするのが困難となる可能性がある。なお、本発明において、「開口率」とはレンズ基板を平面視したときの遮光膜全体としての開口率のことを指す。
Further, the area ratio (opening ratio) of the
遮光層32の層数は、特に限定されないが、例えば2〜10層であるのが好ましく、2〜3層であるのがより好ましい。これにより、視野角特性を十分に優れたものとしつつ、表示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、遮光層32の層数が前記上限値を超えると、ブラックマトリックス3の総厚等によっては、視野角特性が低下する傾向を示すとともに、製造時においては、工程数が多くなるためプロセスが複雑化してしまい、コストアップに繋がる可能性がある。
The number of light shielding layers 32 is not particularly limited, but is preferably 2 to 10 layers, for example, and more preferably 2 to 3 layers. Thereby, the contrast of the displayed image can be made particularly excellent while sufficiently improving the viewing angle characteristics. On the other hand, if the number of light shielding layers 32 exceeds the upper limit, the viewing angle characteristics tend to be reduced depending on the total thickness of the
また、ブラックマトリックス3全体としての厚さ(総厚)は、0.3〜400μmであるのが好ましく、0.3〜100μmであるのがより好ましく、0.3〜30μmであるのがさらに好ましい。ブラックマトリックス3の総厚が前記範囲内の値であると、視野角特性を十分に優れたものとしつつ、表示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。
Further, the thickness (total thickness) of the
また、マイクロレンズ基板1の光の出射側の面には、拡散部4が設けられている。拡散部4は、入射した光(入射光)を乱反射させることにより拡散させる機能を有するものである。このような拡散部4を有することにより、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、拡散部4は、ブラックマトリックス3より光の出射側に形成された領域を有するものである。このような構成であることにより、拡散部4に入射した光を、出射側(光の入射側とは反対側の方向)に効率よく向かわせることができ、視野角特性を特に優れたものにすることができる(スクリーンに投影される画像を好適に視認することができる視野角を特に大きいものとすることができる)。本実施形態では、拡散部4は、光透過性に優れた実質的に透明な材料(例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂等)中に、拡散材が分散した構成になっている。拡散材としては、例えば、微粒子状(ビーズ状)のシリカ、ガラス、樹脂等を用いることができる。拡散材の平均粒径は、特に限定されないが、1〜50μmであるのが好ましく、2〜10μmであるのがより好ましい。
Further, a diffusing
また、拡散部4の厚さは、特に限定されないが、0.5〜20mmであるのが好ましく、0.7〜10mmであるのがより好ましく、1.0〜5mmであるのがさらに好ましい。拡散部4の厚さ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、視野角特性を特に優れたものとすることができる。これに対し、拡散部4の厚さが前記下限値未満であると、拡散部4を設けることによる効果が十分に発揮されない可能性がある。また、拡散部4の厚さが前記上限値を超えると、光(光子)と拡散材とが衝突する確率(頻度)が急激に高くなる傾向を示し、消光が起こり易く、また、光拡散部内に入射した光(光子)が、再び入射側に戻る可能性も高くなる。その結果、光の利用効率を十分に高めるのが困難になる可能性がある。
Moreover, although the thickness of the spreading |
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4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。
Next, the
As shown in FIG. 4, the
フレネルレンズ部5は、出射側表面に、ほぼ同心円状に形成されたプリズム形状のフレネルレンズ51を有している。このフレネルレンズ部5は、投射レンズ(図示せず)からの画像光を屈折させ、マイクロレンズ基板1の主面の垂直方向に平行な平行光Laにするものである。
以上のように構成された透過型スクリーン10では、投射レンズからの映像光が、フレネルレンズ部5によって屈折し、平行光Laとなる。そして、この平行光Laは、マイクロレンズ基板1のマイクロレンズ21が設けられた面側から入射し、各マイクロレンズ21によって集光し、焦点を結んだ後に拡散する。これにより、観察者に平面画像として観測される。
The Fresnel lens unit 5 has a prism-shaped
In the
次に、前述したマイクロレンズ基板(レンズ基板)の製造方法の一例について説明する。
図5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6は、図5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7、図8、図9は、図1に示すマイクロレンズ基板の製造方法の一例を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図7〜図9中の下側を「(光の)入射側」、図7〜図9中の上側を「(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 manufacturing method of the above-described microlens substrate (lens substrate) will be described.
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing a member with a recess used for manufacturing a microlens substrate, and FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view showing a method for manufacturing the member with a recess shown in FIG. 7, 8, and 9 are schematic longitudinal sectional views showing an example of a method for manufacturing the microlens substrate shown in FIG. In the following description, the lower side in FIGS. 7 to 9 is referred to as “(light) incident side”, and the upper side in FIGS. 7 to 9 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、各種ガラス材料、各種樹脂材料等が挙げられる。ガラス材料としては、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、また、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、ポリマーアロイ等の各種樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。この中でも、凹部付き部材6の構成材料としては、ガラス材料が好ましく、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より好ましい。このような材料は、一般に、形状の安定性に優れている。このため、凹部付き部材6が有する凹部61の形状の安定性(信頼性)や、当該凹部61を用いて形成されるマイクロレンズ21の寸法精度等を特に優れたものとすることができ、レンズ基板としての光学特性を特に信頼性の高いものとすることができる。また、ガラス材料は、一般に、形状の安定性に優れているため、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、製造された基板本体2の取り扱い性が向上する。また、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. As a 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L1[μm]、長軸方向(横方向)の長さをL2[μm]としたとき、0.50≦L1/L2≦0.99の関係を満足するのが好ましく、0.60≦L1/L2≦0.90の関係を満足するのがより好ましく、0.65≦L1/L2≦0.80の関係を満足するのがさらに好ましい。上記のような関係を満足することにより、上述したような効果がさらに顕著なものとなる。
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の短軸方向の長さは、10〜200μmであるのが好ましく、30〜150μmであるのがより好ましく、50〜100μmであるのがさらに好ましい。凹部61の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、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。
Further, the length of the
また、平面視したときの凹部61の長軸方向の長さは、15〜250μmであるのが好ましく、45〜200μmであるのがより好ましく、70〜150μmであるのがさらに好ましい。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。
Further, the length in the major axis direction of the
また、凹部61の曲率半径は、7.5〜125μmであるのが好ましく、15〜90μmであるのがより好ましく、30〜60μmであるのがさらに好ましい。凹部61の曲率半径が前記範囲内の値であると、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。
Moreover, it is preferable that the curvature radius of the recessed
また、凹部61の深さは、7.5〜125μmであるのが好ましく、15〜90μmであるのがより好ましく、30〜60μmであるのがさらに好ましい。凹部61の深さが前記範囲内の値であると、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。
また、これら複数個の凹部61は、千鳥状(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。
Moreover, it is preferable that the depth of the recessed
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6を参照しながら説明する。なお、実際には基板上に多数の凹部(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>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(図6(a)参照)。
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。
<A2>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6(b)、図6(c)参照)。
<A1> First, when manufacturing the
The
<A2> A mask 8 having a large number of initial holes (openings) 81 is formed on the surface of the
特に、本実施形態では、まず、図6(b)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9を形成し(マスク形成用膜形成工程)、その後、図6(c)に示すように、マスク形成用膜9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9および裏面保護膜89は同時に形成することもできる。
マスク形成用膜9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9(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。
In particular, in this embodiment, first, as shown in FIG. 6B, a back surface
It is preferable that the mask forming film 9 can form an
かかる観点からは、マスク形成用膜9(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9(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。
From this point of view, as a material constituting the mask forming film 9 (mask 8), for example, a metal such as Cr, Au, Ni, Ti, Pt, an alloy containing two or more kinds selected from these metals, Examples thereof include oxides (metal oxides), silicon, and resins.
Further, the mask forming film 9 (mask 8) may have, for example, a substantially uniform composition, or a laminate having a plurality of different layers.
上記のように、マスク形成用膜9(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9は、後述するようなレーザ光の照射等により、所望の形状の初期孔(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9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がガラス材料で構成されたものであり、かつマスク形成用膜9(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9(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9(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 9 (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 9 having such a configuration can easily and surely form an initial hole (opening portion) having a desired shape by irradiation of laser light as described later. The mask 8 obtained by using the mask forming film 9 having such a configuration has excellent stability with respect to etching solutions having various compositions (more reliably protects the
マスク形成用膜9の形成方法は特に限定されないが、マスク形成用膜9(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9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9(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9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 9 is not particularly limited, but the mask forming film 9 (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 9 can be suitably formed by, for example, a vapor deposition method or a sputtering method. When the mask forming film 9 (mask 8) is made of silicon, the mask forming film 9 can be suitably formed by, for example, a sputtering method or a CVD method.
マスク形成用膜9(マスク8)の厚さは、マスク形成用膜9(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9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9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9(マスク8)の内部応力によりマスク形成用膜9(マスク8)が剥がれ易くなる場合がある。
The thickness of the mask forming film 9 (mask 8) varies depending on the material constituting the mask forming film 9 (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9(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9の形成と同時に、マスク形成用膜9と同様に設けることができる。
The back surface
<A3>次に、図6(c)に示すように、マスク形成用膜9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9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。
<A3> Next, as shown in FIG. 6C, a plurality of initial holes (openings) 81 are formed in the mask forming film 9 to obtain the 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。
In addition, when the
<A4>次に、図6(d)に示すように、初期孔81が形成されたマスク8を用いて基板7にエッチングを施し、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。
<A4> Next, as shown in FIG. 6D, 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6(d)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。
Etching (wet etching) is performed on the
Further, when the wet etching method is used, the
マスク8(マスク形成用膜9)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 9) is mainly composed of chromium or chromium oxide, a liquid containing ammonium monohydrogen difluoride is particularly suitable as the hydrofluoric acid-based etchant. 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
<A5>次に、図6(e)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。
<A5> Next, as shown in FIG. 6E, the mask 8 is removed (mask removal step). At this time, the back surface
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好適に行うことができる。
以上のようにして、図6(e)および図5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。
When the mask 8 is a laminated body having a layer mainly composed of chromium and a layer mainly composed of chromium oxide as described above, the removal of the mask 8 is, for example, ceric ammonium nitrate and perchlorine. It can carry out suitably by etching using a mixture containing an acid.
As described above, as shown in FIG. 6E and FIG. 5, the
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、特に限定されるものではないが、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9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。
The method for forming the plurality of
すなわち、レーザ光の照射によりマスク形成用膜9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。
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。
That is, by forming the
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
なお、凹部付き部材6に対しては、例えば、前述したような離型処理部を形成する目的で、離型処理を施してもよい。離型処理としては、例えば、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。
In addition, you may perform a mold release process with respect to the
以下、上記のような凹部付き部材6を用いたマイクロレンズ基板(レンズ基板)1の製造方法について説明する。
<B1>まず、図7(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、その上に、基材フィルム24を載せ、この基材フィルム24を介して、組成物23を平板(押圧部材)11で押圧する(押圧工程)。
Hereinafter, a method for manufacturing the microlens substrate (lens substrate) 1 using the above-described
<B1> First, as shown in FIG. 7A, on the surface of the
基材フィルム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、基材フィルム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。基材フィルム24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、基材フィルム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。
The
なお、平板11による押圧は、例えば、凹部付き部材6と、基材フィルム24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と基材フィルム24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 by the
スペーサーを用いる場合、当該スペーサーは、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、スペーサー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く、固化後の組成物23とスペーサーとが同一の材料で構成されたものであるのが最も好ましい。
スペーサーの形状は、特に限定されないが、略球状、略円柱状であるのが好ましい。スペーサーがこのような形状のものである場合、その直径は、10〜300μmであるのが好ましく、30〜200μmであるのがより好ましく、30〜170μmであるのがさらに好ましい。
In the case of using a spacer, the spacer is preferably made of a material having a refractive index comparable to that of the solidified
The shape of the spacer is not particularly limited, but is preferably substantially spherical or substantially cylindrical. When the spacer has such a shape, the diameter thereof is preferably 10 to 300 μm, more preferably 30 to 200 μm, and further preferably 30 to 170 μm.
<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7(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/または基材フィルム24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/または基材フィルム24全体に混入しても良いし、一部にのみ混入しても良い。
<B2> Next, the
In the case where the
Here, if necessary, in the
<B3>次に、形成された基板本体2から、凹部付き部材6および平板11を取り除く(押圧部材・凹部付き部材除去工程。図7(c)参照)。本工程で除去された凹部付き部材6および平板11は、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る。これにより、製造される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とともに、製造コスト面でも有利となる。
<B3> Next, the recessed
<B4>次に、上記のようにして作製された基板本体2の出射側表面に、ブラックマトリックス(遮光膜)3を形成する。
本実施形態では、ブラックマトリックスの形成を、基板本体にポジ型感光性粘着剤を付与し、光透過性を有する光透過層を形成する第1の工程(感光性粘着剤付与工程)と、基板本体2を介して光透過層に光を照射する処理を施し、感光部の粘着性を低下させる第2の工程(光照射工程)と、光透過層の感光部以外の部位上に、遮光層形成用材料を付与する第3の工程(遮光層形成工程)とを経て行う。
<B4> Next, a black matrix (light-shielding film) 3 is formed on the exit side surface of the
In this embodiment, the black matrix is formed by applying a positive photosensitive adhesive to the substrate body to form a light-transmitting light-transmitting layer (photosensitive adhesive application process), and the substrate. A light-shielding layer is formed on a portion of the light-transmitting layer other than the photosensitive portion by performing a process of irradiating the light-transmitting layer with light through the
<B4−1>まず、図7(d)に示すように、基板本体2の出射側表面に、感光部分は粘着性が低下し、非感光部分は粘着性を維持する特性を示すポジ型の感光性粘着剤を付与して光透過層31(第1の光透過層311)を形成する(感光性粘着剤付与工程)。
感光性粘着剤は、例えば、粘着性樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤等で構成されるものを用いることができる。
<B4-1> First, as shown in FIG. 7 (d), on the exit side surface of the substrate
As the photosensitive adhesive, for example, an adhesive resin, a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, or the like can be used.
粘着性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられるが、耐久性、接着性の観点から優れるアクリル系粘着剤が好適である。
アクリル系粘着性樹脂は、例えば、アクリル酸アルキルエステルと他の単量体と官能性単量体とを共重合して得られるアクリル系共重合樹脂を主成分とする。
Examples of the adhesive resin include acrylic resins, rubber resins, silicone resins, urethane resins, and polyester resins, and acrylic adhesives that are excellent in terms of durability and adhesiveness are suitable. .
The acrylic adhesive resin contains, for example, an acrylic copolymer resin obtained by copolymerizing an acrylic acid alkyl ester, another monomer, and a functional monomer as a main component.
アクリル酸アルキルエステルとしては、そのアルキル基の炭素数が4〜15のものが好適に用いられ、例えば、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸イソノニル等が挙げられ、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。
他の単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル等が挙げられ、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 the alkyl acrylate ester, those having 4 to 15 carbon atoms in the alkyl group are preferably used. For example, acrylic acid-n-butyl, acrylate-2-ethylhexyl, isooctyl acrylate, isononyl acrylate, etc. 1 type selected from these, or 2 or more types can be used in combination.
Examples of the other monomer include methyl acrylate, methyl methacrylate, styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, and the like, and one or more selected from these can be used in combination.
また、官能性単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、アクリル酸ヒドロキシルエチル、メタクリル酸ヒドロキシルエチル、アクリル酸プロピレングリコール、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸−tert−ブチルアミノエチル等が挙げられ、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。 Examples of the functional monomer include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, hydroxylethyl acrylate, hydroxylethyl methacrylate, propylene glycol acrylate, acrylamide, methacrylamide, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, methacrylic acid. Examples thereof include dimethylaminoethyl acid, tert-butylaminoethyl methacrylate and the like, and one or more selected from these can be used in combination.
また、側鎖に光反応性基、例えば、不飽和二重結合を有するアクリル系共重合樹脂を用いてもよい。
アクリル系共重合樹脂におけるアクリル酸アルキルエステルと他の単量体と官能性単量体の構成比(重量%)は、特に限定されないが、70〜99:0〜20:0.01〜20であるのが好ましく、80〜95:0〜10:0.1〜15であるのがより好ましい。また、アクリル系共重合樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、20万〜120万であるのが好ましく、40万〜100万であるのがより好ましい。
また、アクリル系粘着剤は、上記のアクリル系共重合樹脂の他に、例えば、室温架橋型または加熱架橋型架橋剤等の架橋剤、粘着付与剤等を含むものであってもよい。
Moreover, you may use the acrylic copolymer resin which has a photoreactive group, for example, an unsaturated double bond, in a side chain.
The composition ratio (% by weight) of the acrylic acid alkyl ester, the other monomer, and the functional monomer in the acrylic copolymer resin is not particularly limited, but is 70 to 99: 0 to 20: 0.01 to 20. It is preferable that it is 80-95: 0-10: 0.1-15. The weight average molecular weight of the acrylic copolymer resin is not particularly limited, but is preferably 200,000 to 1,200,000, and more preferably 400,000 to 1,000,000.
In addition to the acrylic copolymer resin, the acrylic pressure-sensitive adhesive may contain, for example, a crosslinking agent such as a room temperature crosslinking type or a heat crosslinking type crosslinking agent, a tackifier, and the like.
室温架橋型架橋剤としては、例えば、多価イソシアネートのポリイソシアネート化合物及びこれらポリイソシアネート化合物の3量体、上記ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られる末端イソシアネートウレタンプレポリマー、これらのポリイソシアネート化合物、これらポリイソシアネート化合物の3量体が挙げられる。多価イソシアネートの具体例としては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,5−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、3−メチルジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,4′−ジイソシアネート、リジンイソシアネート等が挙げられる。また、架橋剤としては、例えば、アルミニウムやチタン等の金属キレート化合物や多官能エポキシ化合物を用いてもよい。 Examples of the room temperature crosslinking type crosslinking agent include polyisocyanate compounds of polyisocyanates and trimers of these polyisocyanate compounds, terminal isocyanate urethane prepolymers obtained by reacting the above polyisocyanate compounds and polyol compounds, and these polyisocyanate compounds. Examples include isocyanate compounds and trimers of these polyisocyanate compounds. Specific examples of the polyvalent isocyanate include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,5-tolylene diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, 1,4-xylylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, Examples include 3-methyldiphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,4′-diisocyanate, and lysine isocyanate. Moreover, as a crosslinking agent, you may use metal chelate compounds, such as aluminum and titanium, and a polyfunctional epoxy compound, for example.
室温架橋型架橋剤は、アクリル系共重合樹脂100重量部に対して、0.005〜20重量部の割合で添加されるのが好ましく、0.01〜10重量部の割合で添加されるのがより好ましい。
加熱架橋型架橋剤としては、例えば、ホルムアルデヒドと、メラミン、ベンゾグアミン、尿素等を反応させて得られるメチロール基含有化合物、およびそれらのメチロール基の一部または全部を脂肪族アルコールでエーテル化したもの等が挙げられる。
The room temperature crosslinking type crosslinking agent is preferably added at a rate of 0.005 to 20 parts by weight, and preferably at a rate of 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic copolymer resin. Is more preferable.
Examples of the heat-crosslinking type crosslinking agent include methylol group-containing compounds obtained by reacting formaldehyde with melamine, benzoguanamine, urea, etc., and those obtained by etherifying a part or all of those methylol groups with an aliphatic alcohol. Is mentioned.
加熱架橋型架橋剤は、アクリル系共重合樹脂100重量部に対して、0.01〜25重量部の割合で添加されるのが好ましく、特に0.1〜20重量部の割合で添加されるのがより好ましい。
粘着付与剤としては、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、キシレン系樹脂等が挙げられる。
光重合性化合物は、重合形式により、例えば、光ラジカル重合性化合物、光カチオン重合性化合物、光アニオン重合性化合物、光二量化を経由して重合を開始する化合物等が挙げられるが、材料の選択範囲、重合反応性等から光ラジカル重合性化合物が好ましい。
The heat-crosslinking type crosslinking agent is preferably added at a ratio of 0.01 to 25 parts by weight, particularly 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic copolymer resin. Is more preferable.
Examples of the tackifier include rosin resins, terpene resins, xylene resins and the like.
Photopolymerizable compounds include, for example, photoradical polymerizable compounds, photocationic polymerizable compounds, photoanionic polymerizable compounds, compounds that initiate polymerization via photodimerization, etc. A radical photopolymerizable compound is preferred in view of the range, polymerization reactivity and the like.
光ラジカル重合性化合物としては、例えば、少なくとも一つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ化合物が挙げられ、例えば、不飽和カルボン酸、およびその塩、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド結合物等が挙げられる。より具体な例として、以下に、脂肪族多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステルのモノマーを挙げる。アクリル酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ポリエステルアクリレートオリゴマー、2−フェノキシエチルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、フェノールエトキシレートモノアクリレート、2−(p−クロロフェノキシ)エチルアクリレート、p−クロロフェニルアクリレート、フェニルアクリレート、2−フェニルエチルアクリレート、ビスフェノールAの(2−アクリルオキシエチル)エーテル、エトキシ化されたビスフェノールAジアクリレート、2−(1−ナフチルオキシ)エチルアクリレート、o−ビフェニルアクリレート、o−ビフェニルアクリレート、9,9−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アクリロキシトリエトキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アクリロキシジプロポキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アクリロキシエトキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アクリロキシエトキシ-3-エチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アクリロキシエトキシ−3,5−ジメチル)フルオレン等が挙げられる。 Examples of the photo-radical polymerizable compound include compounds having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated double bond. Examples thereof include unsaturated carboxylic acids and salts thereof, unsaturated carboxylic acids and aliphatic polyvalent compounds. Examples thereof include esters with a polyhydric alcohol compound, and amide bonds between an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyvalent amine compound. As more specific examples, the following are monomers of esters of aliphatic polyhydric alcohol compounds and unsaturated carboxylic acids. Examples of acrylic acid esters include ethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, tetramethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and trimethylolpropane triacrylate. , Trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, trimethylolethane triacrylate, hexanediol diacrylate, 1,4-cyclohexanediol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol Tetraacrylate, dipentaerythritol diacryl Dipentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, sorbitol triacrylate, sorbitol tetraacrylate, sorbitol pentaacrylate, sorbitol hexaacrylate, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, polyester acrylate oligomer, 2-phenoxyethyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, phenol ethoxylate monoacrylate, 2- (p-chlorophenoxy) ethyl acrylate, p-chlorophenyl acrylate, phenyl acrylate, 2-phenylethyl acrylate, bisphenol A (2-acrylic Oxyethyl) ether, ethoxylated bisph Nord A diacrylate, 2- (1-naphthyloxy) ethyl acrylate, o-biphenyl acrylate, o-biphenyl acrylate, 9,9-bis (4-acryloxydiethoxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- Acryloxytriethoxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-acryloxydipropoxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-acryloxyethoxy-3-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4 -Acryloxyethoxy-3-ethylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-acryloxyethoxy-3,5-dimethyl) fluorene and the like.
また、硫黄含有アクリル化合物を使用することもでき、例えば、4,4'−ビス(β−アクリロイルオキシエチルチオ)ジフェニルスルホン、4,4'−ビス(β−アクリロイルオキシエチルチオ)ジフェニルケトン、4,4'−ビス(β−アクリロイルオキシエチルチオ)−3,3',5,5'−テトラブロモジフェニルケトン、2,4−ビス(β−アクリロイルオキシエチルチオ)ジフェニルケトン等を用いることができる。 Sulfur-containing acrylic compounds can also be used, such as 4,4′-bis (β-acryloyloxyethylthio) diphenyl sulfone, 4,4′-bis (β-acryloyloxyethylthio) diphenyl ketone, 4 , 4′-bis (β-acryloyloxyethylthio) -3,3 ′, 5,5′-tetrabromodiphenyl ketone, 2,4-bis (β-acryloyloxyethylthio) diphenyl ketone, and the like can be used. .
また、メタクリル酸エステルとしては、例えば、上記アクリル酸エステル化合物名のうち、「アクリレート」が「メタクリレート」に、「アクリロキシ」が「メタクリロキシ」に、「アクリロイル」が「メタクリロイル」になる化合物が具体例として挙げられる。
これらの光重合性化合物は1種もしくは2種以上の混合物として使用することもできる。
光重合性化合物は、アクリル系共重合樹脂100重量部に対して0.1〜200重量部の割合で添加されるのが好ましく、10〜150重量部の割合で添加されるのがより好ましい。
Examples of the methacrylic acid ester include, for example, compounds in which “acrylate” is “methacrylate”, “acryloxy” is “methacryloxy”, and “acryloyl” is “methacryloyl” among the acrylate compound names above. As mentioned.
These photopolymerizable compounds can also be used as one kind or a mixture of two or more kinds.
The photopolymerizable compound is preferably added at a rate of 0.1 to 200 parts by weight, more preferably 10 to 150 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the acrylic copolymer resin.
光重合開始剤としては、上記光重合性化合物の重合方式により適宜選択される。光ラジカル重合性化合物に対して使用できる光重合開始剤としては、例えば、イミダゾール誘導体、ビスイミダゾール誘導体、N−アリールグリシン誘導体、有機アジド化合物、チタノセン類、アルミナート錯体、有機過酸化物、N−アルコキシピリジニウム塩、チオキサントン誘導体等が挙げられ、更に具体的には、1,3−ジ(t−ブチルジオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3',4,4'−テトラキス(t−ブチルジオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3−フェニル−5−イソオキサゾロン、2−メルカプトベンズイミダゾール、ビス(2,4,5−トリフェニル)イミダゾール、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(商品名イルガキュア651、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(商品名イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(商品名イルガキュア369、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム(商品名イルガキュア784、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)等が例示される。また、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ホスホニウム塩、トリアジン化合物等も使用することができ、更に具体的には、ジフェニルヨードニウム、ジトリルヨードニウム、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム、ビス(p−クロロフェニル)ヨードニウム等のヨードニウムのクロリド、ブロミド、ホウフッ化塩、ヘキサフルオロホスフェート塩、ヘキサフルオロアンチモネート塩等のヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウム、4−tert−ブチルトリフェニルスルホニウム、トリス(4−メチルフェニル)スルホニウム等のスルホニウムのクロリド、ブロミド、ホウフッ化塩、ヘキサフルオロホスフェート塩、ヘキサフルオロアンチモネート塩等のスルホニウム塩、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン等の2,4,6−置換−1,3,5−トリアジン化合物等が挙げられる。
これらの光重合開始剤は、アクリル系共重合樹脂100重量部に対して、0.5〜20重量部の割合で配合されるのが好ましく、1〜15重量部の割合で配合されるのがより好ましい。
As a photoinitiator, it selects suitably by the polymerization system of the said photopolymerizable compound. Examples of the photopolymerization initiator that can be used for the photoradical polymerizable compound include imidazole derivatives, bisimidazole derivatives, N-arylglycine derivatives, organic azide compounds, titanocenes, aluminate complexes, organic peroxides, N- Examples thereof include alkoxypyridinium salts and thioxanthone derivatives. More specifically, 1,3-di (t-butyldioxycarbonyl) benzophenone, 3,3 ′, 4,4′-tetrakis (t-butyldioxycarbonyl) ) Benzophenone, 3-phenyl-5-isoxazolone, 2-mercaptobenzimidazole, bis (2,4,5-triphenyl) imidazole, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one (trade name) Irgacure 651, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., 1-Hide Roxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (trade name Irgacure 184, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 (trade name Irgacure) 369, manufactured by Ciba Specialty Chemicals), bis (η5-2,4-cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrol-1-yl) -phenyl ) Titanium (trade name Irgacure 784, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) and the like. In addition, aromatic iodonium salts, aromatic sulfonium salts, aromatic diazonium salts, aromatic phosphonium salts, triazine compounds, and the like can also be used, and more specifically, diphenyliodonium, ditolyliodonium, bis (p-tert). -Iodonium chloride such as -butylphenyl) iodonium and bis (p-chlorophenyl) iodonium, iodonium salts such as bromide, borofluoride, hexafluorophosphate salt, hexafluoroantimonate salt, triphenylsulfonium, 4-tert-butyltri Sulfonium salts such as phenylsulfonium, tris (4-methylphenyl) sulfonium, sulfonium chloride, bromide, borofluoride, hexafluorophosphate salt, hexafluoroantimonate salt, 2, 4, 6-tris (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) And 2,4,6-substituted-1,3,5-triazine compounds such as 1,3,5-triazine.
These photopolymerization initiators are preferably blended in a proportion of 0.5 to 20 parts by weight, and in a proportion of 1 to 15 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the acrylic copolymer resin. More preferred.
感光性粘着剤を感光させるために使用する露光光源波長への感度を向上させることを目的として、さらに増感色素を使用することもできる。増感色素としては、例えば、チオピリリウム塩系色素、メロシアニン系色素、シアニン系色素、キノリン系色素、クマリン系色素、ケトクマリン系色素、キサントン系色素、チオキサントン系色素、ローダミン系色素、シクロペンタノン系色素、シクロヘキサノン系色素等が挙げられる。
これらの増感色素は、アクリル系共重合樹脂100重量部に対して、0.01〜15重量部の割合で配合されるのが好ましく、0.1〜5重量部の割合で配合されるのがより好ましい。
その他、例えば、粘着性の制御や後述するコーティング適性改良を目的として、各種可塑剤、界面活性剤等を用いてもよい。
A sensitizing dye can also be used for the purpose of improving the sensitivity to the wavelength of the exposure light source used to sensitize the photosensitive adhesive. Examples of sensitizing dyes include thiopyrylium salt dyes, merocyanine dyes, cyanine dyes, quinoline dyes, coumarin dyes, ketocoumarin dyes, xanthone dyes, thioxanthone dyes, rhodamine dyes, and cyclopentanone dyes. And cyclohexanone dyes.
These sensitizing dyes are preferably blended in a proportion of 0.01 to 15 parts by weight, and in a proportion of 0.1 to 5 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the acrylic copolymer resin. Is more preferable.
In addition, for example, various plasticizers, surfactants, and the like may be used for the purpose of controlling adhesiveness and improving coating suitability described later.
感光性粘着剤としては、JIS Z0237に規定される180°剥離強度測定より得られる感光部の粘着性が、非感光部の粘着性に対して50%以上低下するものを使用することが特に好ましい。このような感光性粘着剤を使用することで、所望の部位に開口部を有する遮光層を容易かつ確実に形成することができる。
感光性粘着剤としては、例えば、上述したようなアクリル系共重合樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤、また、必要に応じて添加される室温架橋型または加熱架橋型架橋剤、粘着付与剤、増感色素、その他添加剤を、メチルエチルケトン、トルエン、酢酸エチル、エタノール、イソプロパノール等の溶剤で希釈したもの(溶剤型粘着剤)を用いることができる。感光性粘着剤中における固形分の含有率は、15〜50重量%であるのが好ましく、20〜35重量%であるのがより好ましい。また、例えば、感光性粘着剤が液状の場合は、溶剤に溶解せず、そのまま用いることができる。
As the photosensitive adhesive, it is particularly preferable to use a photosensitive adhesive whose adhesiveness obtained by 180 ° peel strength measurement specified in JIS Z0237 is reduced by 50% or more with respect to the adhesiveness of the non-photosensitive part. . By using such a photosensitive adhesive, a light shielding layer having an opening at a desired site can be easily and reliably formed.
Examples of the photosensitive adhesive include acrylic copolymer resins, photopolymerizable compounds, photopolymerization initiators as described above, room temperature crosslinking type or heat crosslinking type crosslinking agent added as necessary, and tackifying An agent, a sensitizing dye, and other additives diluted with a solvent such as methyl ethyl ketone, toluene, ethyl acetate, ethanol, isopropanol (solvent adhesive) can be used. The solid content in the photosensitive adhesive is preferably 15 to 50% by weight, more preferably 20 to 35% by weight. For example, when the photosensitive adhesive is liquid, it can be used as it is without being dissolved in a solvent.
基板本体2上への感光性粘着剤の付与方法は、特に限定されないが、ドクターブレード、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗装、静電塗装、電着塗装、ロールコーター等の各種塗布法を用いることができる。さらに、室温架橋型にあっては室温条件下でのエージング処理により、また、加熱架橋型にあっては、加熱することにより架橋処理され光透過層31(第1の光透過層311)とされる。
また、基板本体2上への感光性粘着剤の付与は、例えば、支持基材上に感光性粘着剤で構成された粘着剤層(光透過層31(第1の光透過層311))を有するシートを用いて、前記粘着剤層(光透過層31(第1の光透過層311))を基板本体2上に転写することにより行うこともできる。
The method of applying the photosensitive adhesive on the
Moreover, the application of the photosensitive adhesive on the
<B4−2>次に、マイクロレンズ21が設けられた面側から基板本体2に光(露光用光)を照射する(光照射工程)。
照射された光はマイクロレンズ21に入射することにより屈折し、集光する。そして、集光されることにより、光度(光束)の大きくなった光が照射された部位の光透過層31(第1の光透過層311)を構成する感光性粘着剤が感光され、それ以外の部分の感光性粘着剤は感光されないか、または感光量が少なくなり、光度(光束)の大きくなった光が照射された部位の感光性粘着剤のみが感光して感光部(第1の感光部)31aを形成する(図7(e)参照)。この感光性粘着剤はポジ型であるので、これにより、感光部31aの粘着性が低下し、それ以外の部分(非感光部)では粘着性を維持する。なお、以下の説明においては、感光部(第1の感光部)319a、および、後述する感光部(第2の感光部)319bをまとめて感光部319と称する場合がある。
基板本体2に照射する光は、特に限定されないが、平行光であるのが好ましい。これにより、形成すべき開口部33の大きさをより確実に制御することができ、その結果、より確実に、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とともに、表示される画像のコントラストをより高いものとすることができる。
<B4-2> Next, the
The irradiated light is refracted and collected by entering the
The light applied to the
<B4−3>次に、図8(f)、図8(g)に示すように、光透過層31(第1の光透過層311)上に、遮光層形成用材料を転写して遮光層32(第1の遮光層321)を形成する(遮光層形成工程(遮光層転写工程))。
遮光層転写シート13は、転写シート基材131上に遮光層形成用材料で構成された遮光層形成用材料層32’が設けられたものである。転写シート基材131の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体、テレフタル酸−シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコール共重合体などのポリエステル系樹脂、セルロース系フィルム、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート等を用いることができる。これらの材料は、機械的強度に優れ、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、屈曲性等に優れている。
<B4-3> Next, as shown in FIGS. 8F and 8G, the light shielding layer forming material is transferred onto the light transmission layer 31 (first light transmission layer 311) to block the light. A layer 32 (first light shielding layer 321) is formed (light shielding layer forming step (light shielding layer transfer step)).
The light shielding
遮光層形成用材料は、通常、着色剤を含むものであり、必要に応じて、樹脂材料を含んでいてもよい。樹脂材料として、熱可塑性樹脂を用いて場合、転写性が特に優れたものとなる。遮光層形成用材料を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン系樹脂、アミド系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。
着色剤としては、例えば、各種顔料、各種染料等を用いることができるが、カーボンブラックが好ましい。
The light shielding layer forming material usually contains a colorant, and may contain a resin material as necessary. When a thermoplastic resin is used as the resin material, transferability is particularly excellent. Examples of the thermoplastic resin constituting the light shielding layer forming material include vinyl chloride resin, acrylic resin, polyester resin, urethane resin, amide resin, and cellulose resin.
As the colorant, for example, various pigments and various dyes can be used, and carbon black is preferable.
本工程は、以下のようにして行うことができる。
すなわち、まず、図8(f)に示すように遮光層転写シート13を、遮光層形成用材料層32’と光透過層31(第1の光透過層311)とが接触するように、光透過層31(第1の光透過層311)上に貼りつける。遮光層転写シートは、光透過層31(第1の光透過層311)と十分に密着させることが大事であり、例えば、加熱下で圧縮する方法を用いることができる。
This step can be performed as follows.
That is, first, as shown in FIG. 8 (f), the light shielding
その後、転写シート基材131を剥離する。これにより、光透過層31(第1の光透過層311)のうち、粘着性を維持している部分(非感光部)のみに遮光層形成用材料が転写され、粘着性が低下した感光部319(第1の感光部319a)の遮光層形成用材料は、転写シート基材131とともに光透過層31(第1の光透過層311)上から除去される。すなわち、この部分は遮光層32において開口部33(第1の開口部331)となる。
以上のようにして、第1の開口部331を有する第1の遮光層321が形成される(図8(g)参照)。
上述したような<B4−1>〜<B4−3>の工程を繰り返して行うことにより、複数の遮光層を、感光性粘着剤層を介して積層することができる。
Thereafter, the
As described above, the first
By repeating the steps <B4-1> to <B4-3> as described above, a plurality of light shielding layers can be laminated via the photosensitive adhesive layer.
<B4−4>図8(h)に示すように、第1の遮光層321上に、ポジ型の感光性粘着剤を付与して第2の光透過層312を形成する(感光性粘着剤付与工程)。この工程は、前記<B4−1>の工程と同様にして行うことができる。
<B4−5>次に、マイクロレンズ21が設けられた面側から基板本体2に光を照射する(光照射工程)。
<B4-4> As shown in FIG. 8H, a positive photosensitive adhesive is applied on the first light-
<B4-5> Next, the
照射された光はマイクロレンズ21に入射することにより屈折し、集光する。そして、集光されることにより、光度(光束)の大きくなった光が照射された部位の第2の光透過層312が感光されて感光部31bを形成する。このとき、焦点位置との関係により、第2の光透過層312における感光部31bの大きさは、第1の光透過層311における感光部31aに比べて大きく形成される(図8(i)参照)。
The irradiated light is refracted and collected by entering the
<B4−6>次に、図9(j)、図9(k)に示すように、第2の光透過層312上に、遮光層形成用材料を転写して第2の遮光層322を形成する(遮光層転写工程)。この工程は、前記<B4−3>の工程と同様にして行うことができる。
このとき形成される第2の開口部332は、第1の開口部331よりも大きく形成される。
これにより、第1の光透過層311、第1の遮光層321、第2の光透過層312、第2の遮光層322がこの順に積層されてなるブラックマトリックス3が形成される(図9(k)参照)。
なお、上述した説明では、2層の遮光層32を積層した場合を例に挙げて説明したが、上記と同様にして、感光性粘着剤付与工程(第1の工程)と、光照射工程(第2の工程)と、遮光層転写工程(第3の工程)とを繰り返し行うことにより、3層またはそれ以上の遮光層32を、光透過層31を介して積層することができる。
<B4-6> Next, as shown in FIGS. 9J and 9K, the second light-
The
As a result, a
In the above description, the case where the two light shielding layers 32 are laminated is described as an example. However, in the same manner as described above, the photosensitive adhesive application step (first step) and the light irradiation step ( By repeating the second step and the light shielding layer transfer step (third step), three or more light shielding layers 32 can be laminated via the
本実施形態のように、感光性粘着剤にマイクロレンズによって集光させた光を用いてブラックマトリックス(開口部を有する遮光膜)を形成することにより、例えばフォトリソグラフィ技術を使用するのに比べて、簡易な工程でブラックマトリックスを形成することができる。また、マイクロレンズの集光部に対応する部位に確実に開口部を形成することができる。
また、上述した説明では、感光性粘着剤で構成された光透過層において粘着性を維持している部分(非感光部)に遮光層形成用材料を転写させて遮光層を形成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、感光性粘着剤で構成された光透過層の非感光部に黒色粉体トナーを付着させて遮光層を形成してもよい。
As in this embodiment, by forming a black matrix (a light-shielding film having an opening) using light condensed by a microlens on a photosensitive adhesive, for example, compared to using photolithography technology. A black matrix can be formed by a simple process. In addition, the opening can be reliably formed at a portion corresponding to the light collecting portion of the microlens.
In the above description, the light shielding layer is formed by transferring the light shielding layer forming material to the portion (non-photosensitive portion) that maintains the adhesiveness in the light transmission layer composed of the photosensitive adhesive. However, the present invention is not limited to this. For example, a black powder toner is attached to a non-photosensitive portion of a light transmission layer made of a photosensitive adhesive to form a light shielding layer. May be.
<B5>次に、図9(l)に示すように、基板本体2のブラックマトリックス3が設けられた面側に、拡散部4を形成し、マイクロレンズ基板1を得る(拡散部形成工程)。
拡散部4は、例えば、予め、板状に成形された拡散板を接合したり、拡散材を含み、流動性を有する拡散部形成用材料を付与した後に、当該材料を固化させること等により形成することができる。
拡散部形成用材料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、ロールコーター等の各種塗布法や、基板本体2を拡散部形成用材料中に浸漬するディッピング等の方法が挙げられる。
<B5> Next, as shown in FIG. 9 (l), the
The
Examples of the method for applying the diffusion portion forming material include various application methods such as doctor blade, spin coating, brush coating, spray coating, electrostatic coating, electrodeposition coating, and roll coater, and the
次に、本発明のレンズ基板、レンズ基板の製造方法、透過型スクリーンの第2実施形態について説明する。
図10は、本発明のレンズ基板(マイクロレンズ基板)の第2実施形態を示す模式的な縦断面図、図11は、本発明のレンズ基板(マイクロレンズ基板)において、大きさの異なるレンズ部を有する場合におけるブラックマトリックスの開口部の様子を示す模式的な図(図11(a)は縦断面図、図11(b)は平面図)であり、図12は、従来のレンズ基板において、大きさの異なるレンズ部を有する場合におけるブラックマトリックスの開口部の様子を示す模式的な図、図13は、図10に示すレンズ基板(マイクロレンズ基板)を備えた、本発明の透過型スクリーンの第2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10、図13中の左側、図11、図12中の下側を「(光の)入射側」、図10、図13中の右側、図11、図12中の上側を「(光の)出射側」と言う。
Next, a lens substrate, a method for manufacturing the lens substrate, and a transmissive screen according to a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view showing a second embodiment of the lens substrate (microlens substrate) of the present invention, and FIG. 11 shows the lens portions having different sizes in the lens substrate (microlens substrate) of the present invention. FIG. 11A is a longitudinal sectional view and FIG. 11B is a plan view showing a state of an opening of a black matrix in the case of having a conventional lens substrate. FIG. 13 is a schematic view showing the state of the opening portion of the black matrix in the case where the lens portions having different sizes are provided. FIG. 13 is a view of the transmission screen of the present invention including the lens substrate (microlens substrate) shown in FIG. It is a typical longitudinal section showing a 2nd embodiment. In the following description, the left side in FIGS. 10 and 13 and the lower side in FIGS. 11 and 12 are the “(incident) incident side”, the right side in FIGS. 10 and 13, and in FIGS. 11 and 12. The upper side is called the “(light) emission side”.
以下、第2実施形態のレンズ基板、レンズ基板の製造方法、透過型スクリーンについて、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項の説明については、その説明を省略する。
前述した第1実施形態のマイクロレンズ基板1では、マイクロレンズ(レンズ部)21の焦点が基板本体2の出射側の表面付近に位置していたのに対し、図10に示すように、本実施形態のマイクロレンズ基板(レンズ基板)1では、マイクロレンズ21の焦点がブラックマトリックス3の外表面付近(基板本体2と対抗する面とは反対側の面)付近に位置している。すなわち、本実施形態のマイクロレンズ基板1では、ブラックマトリックス3の光の入射側の面から光の出射側方向に向かって、基板本体2を透過した光が集光するようになっている。そして、ブラックマトリックス3においては、第1の遮光層321よりも光の出射側に設けられた第2の遮光層322の開口部(第2の開口部)332は、第1の遮光層321の開口部(第1の開口部)331よりも小さいものとなっている。
このように、本発明においては、レンズ部の焦点の部位は特に限定されない。また、ブラックマトリックスを構成する各遮光膜の開口部の大きさは、いかなる関係を有するものであってもよく、例えば、レンズ部の焦点位置に対応して、設定することができる。
Hereinafter, the lens substrate, the manufacturing method of the lens substrate, and the transmissive screen according to the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and descriptions of similar matters will be omitted. .
In the
Thus, in the present invention, the focal portion of the lens unit is not particularly limited. The size of the opening of each light shielding film constituting the black matrix may have any relationship, and can be set, for example, corresponding to the focal position of the lens unit.
本実施形態のように、マイクロレンズ21の焦点がブラックマトリックス3の外表面付近付近に位置していることにより、特に、マイクロレンズ基板1の設計時、製造時において、マイクロレンズ21の焦点位置が基板本体2の出射側の表面付近となるように、マイクロレンズ21のレンズ径や基材フィルム24の厚さ等を厳密に管理する必要がなく、基材フィルム24の厚さが変わってもブラックマトリックス3の開口径を比較的均一度の高いものとして形成することができる。
Since the focal point of the
また、本実施形態のように、第1の遮光層321よりも光の出射側に設けられた第2の遮光層322の開口部332が、第1の遮光層321の開口部331よりも小さいものであることにより、特に、開口径のばらつきによるムラが目立ち難くなる。
また、マイクロレンズ基板(レンズ基板)1は、図11(a)に示すように、大きさの異なるマイクロレンズ(レンズ部)21を有するものであってもよい。
Further, as in the present embodiment, the
Further, the microlens substrate (lens substrate) 1 may include microlenses (lens portions) 21 having different sizes as shown in FIG.
このように、大きさの異なるレンズ部を有する場合、従来のレンズ基板においては、図12(a)に示すように、一般に、レンズ基板を平面視したときの各開口部の大きさのばらつきが大きくなり易く、表示される画像における輝度ムラ(各部位での明るさのばらつき)が顕著になるという問題点があった。また、図12(b)に示すように、開口部の大きさを均一なものとした場合においては、レンズ基板の正面から観察した際の輝度ムラは抑制されるが、各開口部での、光の透過率(レンズ部により屈折された光の透過率)のばらつきが大きくなり、斜め方向から観察した際の輝度ムラが顕著になるという問題点があった。 As described above, in the case where the lens portions having different sizes are provided, in the conventional lens substrate, as shown in FIG. 12A, generally, there is a variation in the size of each opening when the lens substrate is viewed in plan view. There is a problem that the luminance unevenness (brightness variation in each part) becomes conspicuous in the displayed image. In addition, as shown in FIG. 12B, when the size of the opening is uniform, luminance unevenness when observed from the front of the lens substrate is suppressed, but at each opening, There has been a problem that the variation in light transmittance (the transmittance of light refracted by the lens portion) becomes large, and the luminance unevenness when observed from an oblique direction becomes remarkable.
これに対し、本発明では、上記のように、レンズ基板(マイクロレンズ基板1)が、大きさの異なるレンズ部(マイクロレンズ21)を備えた場合であっても、複数の遮光層を、透明樹脂層を介して積層形成することにより、図11(b)に示すように、平面視したときに、遮光膜(ブラックマトリックス3)全体としての開口部面積のばらつきを抑えつつ、画像形成用の光を効率良く出射することができるため、上記のような輝度ムラの発生を効果的に防止することができ、また、視野角特性も良好なものとすることができる。なお、図11中、拡散部の図示を省略した。
本実施形態の透過型スクリーン10は、図13に示すように、上記のようなマイクロレンズ基板1を備えている以外は、前述した実施形態と同様である。このような構成の透過型スクリーン10においても、前記と同様な効果が得られる。
On the other hand, in the present invention, as described above, even when the lens substrate (microlens substrate 1) includes the lens portions (microlenses 21) having different sizes, the plurality of light shielding layers are made transparent. By laminating through the resin layer, as shown in FIG. 11B, when viewed in plan, the variation in the opening area of the entire light-shielding film (black matrix 3) is suppressed, and image formation is performed. Since light can be emitted efficiently, the occurrence of luminance unevenness as described above can be effectively prevented, and the viewing angle characteristics can be improved. In addition, illustration of the diffusion part is omitted in FIG.
As shown in FIG. 13, the
次に、本実施形態の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。この方法では、前述した第1実施形態の方法と同様に、凹部付き部材6を用いてマイクロレンズ基板1(基板本体2)を製造する。
図14、図15、図16は、図10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14〜図16中の下側を「(光の)入射側」、上側を「(光の)出射側」と言う。
Next, an example of a method for manufacturing the
14, FIG. 15 and FIG. 16 are schematic longitudinal sectional views showing an example of a method for manufacturing the microlens substrate shown in FIG. In the following description, the lower side in FIGS. 14 to 16 is referred to as “(light) incident side” and the upper side is referred to as “(light) emission side”.
<B1’>前述した第1実施形態での<B1>と同様(図14(a)参照)。
<B2’>前述した第1実施形態での<B2>と同様(図14(b)参照)。
<B3’>前述した第1実施形態での<B3>と同様(図14(c)参照)。
<B4’>次に、前述した第1実施形態での<B4>と同様にして、ブラックマトリックス3を形成する(図14(d)、図14(e)、図15(f)、図15(g)、図15(h)、図15(i)、図16(j)、図16(k)参照)。
ただし、本実施形態では、マイクロレンズ21の焦点が、ブラックマトリックス3の外表面付近に位置するものである。そして、ブラックマトリックス3は、第1の遮光層321よりも光の出射側に設けられる第2の遮光層322の開口部(第2の開口部)332が、第1の遮光層321の開口部(第1の開口部)331よりも小さいものとなる。
<B5’>その後、前述した第1実施形態での<B5>と同様にして、拡散部4を形成することにより、マイクロレンズ基板1が得られる(図16(l)参照)。
<B1 ′> Same as <B1> in the first embodiment described above (see FIG. 14A).
<B2 ′> Same as <B2> in the first embodiment described above (see FIG. 14B).
<B3 ′> Same as <B3> in the first embodiment described above (see FIG. 14C).
<B4 ′> Next, the
However, in the present embodiment, the focal point of the
<B5 ′> Thereafter, the
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17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400は、投写光学ユニット410と、導光ミラー420と、透過型スクリーン10とが筐体440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400は、上記のような透過型スクリーン10を備えているので、コントラストに優れた画像を得ることができるとともに、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400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. 17 is a diagram schematically showing the configuration of the rear projector of the present invention.
As shown in the figure, the rear projector 400 has a configuration in which a projection optical unit 410, a light guide mirror 420, and a
Since the rear projector 400 includes the
In particular, in 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(マイクロレンズ基板)、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成を追加してもよい。
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 (microlens substrate), the transmission screen, and the rear projector can be replaced with any component that can exhibit the same function. Moreover, you may add arbitrary structures.
また、レンズ基板(マイクロレンズ基板)の製造方法においては、任意の工程を追加してもよい。
また、レンズ基板の製造方法における各工程の順序は、前述したようなものに限定されず、必要に応じて、その順序を変更してもよい。
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(または平板上に載置された基材フィルム)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、マイクロレンズ基板を製造してもよい。
Moreover, in the manufacturing method of a lens substrate (microlens substrate), you may add arbitrary processes.
Moreover, the order of each process in the manufacturing method of a lens substrate is not limited to what was mentioned above, You may change the order as needed.
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 composition is provided to the surface of a flat plate (or the base film mounted on the flat plate), You may manufacture a microlens board | substrate by pressing this with a member with a recessed part.
また、前述した実施形態では、板状の凹部付き部材(凹部付き基板)を用いて、基板本体を製造するものとして説明したが、基板本体は、例えば、ロール状の凹部付き部材を用いて製造してもよい。
また、基板本体の製造には、必ずしも、レンズ基板の凸レンズに対応する凹部を有する凹部付き部材を用いなくてもよい。例えば、基板本体は、基板上に、高粘度材料の液滴を付与し、これを固化させることにより、レンズ部を形成するような方法を用いて製造されたものであってもよい。
Moreover, in embodiment mentioned above, although demonstrated as what manufactures a board | substrate body using a plate-shaped member with a recessed part (board | substrate with a recessed part), a board | substrate body is manufactured using a roll-shaped member with a recessed part, for example. May be.
Further, in manufacturing the substrate main body, it is not always necessary to use a member with a recess having a recess corresponding to the convex lens of the lens substrate. For example, the substrate body may be manufactured using a method of forming a lens portion by applying a liquid droplet of a high-viscosity material on the substrate and solidifying the droplet.
また、前述した実施形態では、ブラックマトリックス(遮光膜)を形成する際に、凹部付き部材を取り外した状態で光(露光用光)を照射するものとして説明したが、凹部付き部材が基板本体に取り付けられた状態で、ブラックマトリックスを形成してもよい。すなわち、感光性粘着剤層で構成された光透過層に光を照射する際に、凹部付き部材を介して光を照射してもよい。 In the above-described embodiment, the black matrix (light-shielding film) is formed by irradiating light (exposure light) with the recessed member removed, but the recessed member is applied to the substrate body. You may form a black matrix in the attached state. That is, when irradiating light to the light transmission layer comprised of the photosensitive pressure-sensitive adhesive layer, light may be irradiated through the member with a recess.
また、前述した実施形態では、凹部付き部材を除去するものとして説明したが、凹部付き部材は、必ずしも除去しなくてもよい。すなわち、凹部付き部材は、レンズ基板の一部を構成するものであってもよい。
また、本発明のレンズ基板は、前述したような方法により製造されたものに限定されず、いかなる方法で製造されたものであってもよい。例えば、前述した実施形態では、感光性粘着剤を用いてブラックマトリックスを形成するものとして説明したが、必ずしも、感光性粘着剤を用いなくてもよい。
また、本発明のレンズ基板は、例えば、レンズ基板を構成するレンズ部の表面付近に着色部(染色部)が設けられていてもよい。これにより、投影される画像のコントラストの更なる向上を図ることができる。
Further, in the above-described embodiment, the member with the concave portion is described as being removed, but the member with the concave portion may not necessarily be removed. That is, the concave member may constitute a part of the lens substrate.
The lens substrate of the present invention is not limited to the one manufactured by the method as described above, and may be manufactured by any method. For example, in the above-described embodiment, it has been described that the black matrix is formed using the photosensitive adhesive, but the photosensitive adhesive is not necessarily used.
Further, the lens substrate of the present invention may be provided with a colored portion (stained portion) near the surface of the lens portion constituting the lens substrate, for example. Thereby, the contrast of the projected image can be further improved.
また、前述した実施形態では、マイクロレンズ基板が、層状の拡散部を有するものとして説明したが、拡散部の形状はこれに限定されるものではない。例えば、拡散部は、ブラックマトリックスの開口部に対応する部位に凸状に設けられたものであってもよい。このような場合であっても、前述したような効果が得られる。また、このような拡散部を形成することにより、ブラックマトリックスの開口部以外の部位での外光の反射をより効果的に防止することができるため、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。また、マイクロレンズ基板は、前述したような拡散部を備えていなくてもよい。 In the above-described embodiment, the microlens substrate has been described as having a layered diffusion portion, but the shape of the diffusion portion is not limited to this. For example, the diffusion portion may be provided in a convex shape at a portion corresponding to the opening of the black matrix. Even in such a case, the effects described above can be obtained. In addition, by forming such a diffusion portion, it is possible to more effectively prevent reflection of external light at a portion other than the opening portion of the black matrix, so that the contrast of the obtained image is particularly excellent. can do. Further, the microlens substrate may not include the diffusion portion as described above.
また、前述した実施形態では、レンズ基板がマイクロレンズを備えるマイクロレンズ基板であるものとして説明したが、本発明において、レンズ基板は、例えば、レンチキュラレンズ基板等であってもよい。
また、前述した実施形態では、透過型スクリーンが、マイクロレンズ基板とフレネルレンズとを備えるものとして説明したが、本発明の透過型スクリーンは、必ずしも、フレネルレンズを備えたものでなくてもよい。例えば、本発明の透過型スクリーンは、実質的に、本発明のマイクロレンズ基板のみで構成されたものであってもよい。
In the above-described embodiment, the lens substrate is described as a microlens substrate including a microlens. However, in the present invention, the lens substrate may be, for example, a lenticular lens substrate.
In the above-described embodiment, the transmission screen is described as including a microlens substrate and a Fresnel lens. However, the transmission screen of the present invention does not necessarily include a Fresnel lens. For example, the transmission screen of the present invention may be substantially constituted only by the microlens substrate of the present invention.
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の用途は、前記のようなものに限定されず、いかなるものであってもよい。例えば、本発明のレンズ基板は、拡散板、ブラックマトリックススクリーン、投射型表示装置(フロントプロジェクタ)のスクリーン(フロントプロジェクションスクリーン)、投射型表示装置(フロントプロジェクタ)の液晶ライトバルブの構成部材等に適用されるものであってもよい。 In the above-described embodiment, the lens substrate is described as a member constituting a transmission screen and a rear projector. However, the use of the lens substrate of the present invention is not limited to the above, It can be anything. For example, the lens substrate of the present invention is applied to a diffusion plate, a black matrix screen, a projection display device (front projector) screen (front projection screen), a liquid crystal light valve component of a projection display device (front projector), and the like. It may be done.
(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。
Example 1
The member with a recessed part provided with the recessed part for microlens formation was manufactured as follows.
First, as a substrate, a soda glass substrate having a width of 1.2 m × length of 0.7 m and a thickness of 4.8 mm was prepared.
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 formation film and a back surface protection film composed 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、略円形の初期孔が、千鳥状に配されたパターンで形成された。初期孔の直径は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.
As a result, substantially circular initial holes were formed in a staggered pattern over the entire range of the mask forming film. The diameter of the initial hole 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38μm、深さは38μmであった。また、凹部が形成されている有効領域における凹部の占有率は98%であった。
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、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 38 μm, and the depth was 38 μm. Moreover, the occupation rate of the recessed part in the effective area | region in which the recessed part was formed was 98%.
In the wet etching, an aqueous solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 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、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。
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 in zigzag form was obtained.
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))で構成された組成物を付与し、その上に、ポリエチレンテレフタレート(PET)で構成された基材フィルム(厚さ:50mm)を載せた。基材フィルムを構成するポリエチレンテレフタレートの屈折率(絶対屈折率n1)は、1.57であった。
次に、ソーダガラスで構成された平板で、基材フィルムを介して、前記組成物を押圧した。この際、基材フィルムと組成物との間に、空気が侵入しないようにした。
Next, a composition composed of an unpolymerized (uncured) acrylic resin (PMMA resin (methacrylic resin)) is applied to the surface on which the concave portion of the member with concave portions is formed, and polyethylene is formed thereon. A substrate film (thickness: 50 mm) made of terephthalate (PET) was placed. The refractive index (absolute refractive index n 1 ) of polyethylene terephthalate constituting the base film was 1.57.
Next, the said composition was pressed through the base film with the flat plate comprised with soda glass. At this time, air was prevented from entering between the base film and the composition.
その後、平板で押圧した状態で、組成物に紫外線を照射することにより、組成物を完全に硬化させ、基板本体を得た。得られた基板本体は、凹部付き部材が有する凹部に対応する形状のマイクロレンズを有するものであった。形成されたマイクロレンズは、扁平形状(略楕円形状)をなすものであり、長軸方向の長さが72μm、曲率半径が38μm、高さが38μm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98%であった。また、形成された硬化部を構成する材料の屈折率(絶対屈折率n1)は、1.56であった。 Then, the composition was completely hardened by irradiating the composition with ultraviolet rays while being pressed with a flat plate to obtain a substrate body. The obtained substrate main body had a microlens having a shape corresponding to the concave portion of the concave member. The formed microlens had a flat shape (substantially elliptical shape), and had a length in the major axis direction of 72 μm, a radius of curvature of 38 μm, and a height of 38 μm. Further, the occupation ratio of the microlens in the effective region where the microlens is formed was 98%. Further, the refractive index (absolute refractive index n 1 ) of the material constituting the formed cured portion was 1.56.
次に、基板本体から平板および凹部付き部材を取り除いた。
次に、基板本体の出射側(マイクロレンズが形成されている面とは反対側の面)表面に、ポジ型の感光性粘着剤としてのアクリル系感光性粘着剤を付与し、光透過層を形成した(第1の工程)。
次に、基板本体のマイクロレンズが形成されている面側から、MA6アライナー(ズース・マイクロテック)を用いて、10mJ/cm2の平行光としての紫外線を照射した(第2の工程)。
照射した紫外線は、各マイクロレンズで集光され、集光された紫外線が照射された部位の感光性粘着剤を選択的に感光させた。
その結果、光透過層(第1の光透過層)において感光部の粘着性が選択的に低下し、非感光部は粘着性を有した状態で保持されていた。
Next, the flat plate and the concave member were removed from the substrate body.
Next, an acrylic photosensitive adhesive as a positive photosensitive adhesive is applied to the surface of the substrate main body on the emission side (the surface opposite to the surface on which the microlenses are formed), and the light transmission layer is formed. Formed (first step).
Next, ultraviolet rays as parallel light of 10 mJ / cm 2 were irradiated from the surface side of the substrate main body on which the microlenses were formed, using a MA6 aligner (Sousse Microtec) (second step).
The irradiated ultraviolet rays were collected by each microlens, and the photosensitive adhesive at the site irradiated with the collected ultraviolet rays was selectively exposed.
As a result, in the light transmission layer (first light transmission layer), the tackiness of the photosensitive portion was selectively lowered, and the non-photosensitive portion was held in a sticky state.
次に、部分的に露光された光透過層の表面に、転写シート基材と遮光層形成用材料層とで構成された遮光層転写シートを圧着し、ラミネータを用いて35℃の温度にて5kg/cm2の圧力条件でラミネートを行い、その後、転写シート基材を光透過層から剥離した(第3の工程)。これにより、光透過層の非感光部のみに遮光層形成用材料層を構成する遮光層形成用材料が付着し(転写され)、各マイクロレンズの集光部に対応する部位に開口部(第1の開口部)を有する遮光層(第1の遮光層)が形成された。開口部(第1の開口部)は、略円形であり、その直径は30μmであった。また、形成された第1の遮光層の厚さは1.2μmであった。また、遮光層転写シートとしては、転写シート基材上に、カーボンブラックで構成された遮光層形成用材料層が設けられたものを用いた。
その後、基板本体の第1の光透過層、第1の遮光層が設けられた面側において、上記と同様にして、第1の工程ないし第3の工程を繰り返し行うことにより、光透過層(第2の光透過層)、遮光層(第2の遮光層)を積層した。第2の遮光層が有する開口部(第2の開口部)は、略円形であり、その直径は40μmであった。
Next, a light-shielding layer transfer sheet composed of a transfer sheet base material and a light-shielding layer forming material layer is pressure-bonded to the surface of the partially exposed light transmission layer, and a temperature of 35 ° C. is used using a laminator. Lamination was performed under a pressure condition of 5 kg / cm 2 , and then the transfer sheet substrate was peeled from the light transmission layer (third step). As a result, the light shielding layer forming material constituting the light shielding layer forming material layer is attached (transferred) only to the non-photosensitive portion of the light transmission layer, and the opening (the second portion) is formed at a portion corresponding to the light condensing portion of each microlens. A light shielding layer (first light shielding layer) having one opening) was formed. The opening (first opening) was substantially circular and had a diameter of 30 μm. The formed first light shielding layer had a thickness of 1.2 μm. In addition, as the light shielding layer transfer sheet, a transfer sheet base material provided with a light shielding layer forming material layer made of carbon black was used.
Thereafter, on the surface side of the substrate body on which the first light transmission layer and the first light shielding layer are provided, the first step to the third step are repeated in the same manner as described above to thereby obtain the light transmission layer ( A second light transmission layer) and a light shielding layer (second light shielding layer) were laminated. The opening part (second opening part) included in the second light-shielding layer was substantially circular and had a diameter of 40 μm.
次に、基板本体のブラックマトリックスが形成された面側に、拡散部を形成することにより、図1に示すようなマイクロレンズ基板を得た。拡散部の形成は、アクリル系樹脂中に、拡散材(平均粒径8μmのシリカ粒子)が分散した構成の拡散板を熱融着により接合することにより行った。なお、拡散部の厚さは、2.0mmであった。また、マイクロレンズ基板を構成する光透過層の屈折率(絶対屈折率n2)は1.56であった。
以上のようにして製造されたマイクロレンズ基板と、押出成形により作製したフレネルレンズ部とを組み立てることにより、図3に示すような透過型スクリーンを得た。
Next, a microlens substrate as shown in FIG. 1 was obtained by forming a diffusion portion on the side of the substrate body on which the black matrix was formed. The diffusion portion was formed by joining a diffusion plate having a configuration in which a diffusion material (silica particles having an average particle size of 8 μm) was dispersed in an acrylic resin by heat fusion. In addition, the thickness of the diffusion part was 2.0 mm. In addition, the refractive index (absolute refractive index n 2 ) of the light transmission layer constituting the microlens substrate was 1.56.
A transmissive screen as shown in FIG. 3 was obtained by assembling the microlens substrate manufactured as described above and the Fresnel lens portion manufactured by extrusion molding.
(実施例2〜5)
光透過層の形成条件(ポジ型の感光性粘着剤の組成および付与条件)、遮光層の形成条件(遮光層形成用材料層の厚さ)を変更するとともに、第1の工程ないし第3の工程の処理回数を表1に示すようにすることにより、ブラックマトリックスの構成を表1に示すように変更した以外は、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。
(Examples 2 to 5)
While changing the formation conditions of the light transmission layer (composition and application conditions of the positive photosensitive adhesive) and the formation conditions of the light shielding layer (the thickness of the material layer for forming the light shielding layer), the first step to the third step A microlens substrate and a transmissive screen were manufactured in the same manner as in Example 1 except that the number of process steps was as shown in Table 1 and the configuration of the black matrix was changed as shown in Table 1.
(実施例6)
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。
(Example 6)
The member with a recessed part provided with the recessed part for microlens formation was manufactured as follows.
First, as a substrate, a soda glass substrate having a width of 1.2 m × length of 0.7 m and a thickness of 4.8 mm was prepared.
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 formation film and a back surface protection film composed 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、略円形の初期孔が、千鳥状に配されたパターンで形成された。初期孔としては、直径が2μmのものと、0.5μmのものとを設けた。
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.
As a result, substantially circular initial holes were formed in a staggered pattern over the entire range of the mask forming film. As the initial holes, those having a diameter of 2 μm and those having a diameter of 0.5 μm were provided.
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凹部(マイクロレンズ形成用凹部)を形成した。形成された凹部は、比較的大きい第1の凹部と、第1の凹部よりも小さい第2の凹部とを有するものであった。第1の凹部は、平面視したときの形状が扁平形状(略楕円形状)であり、短軸方向の長さ(ピッチ)が54μm、長軸方向の長さが72μm、曲率半径が38μm、深さが38μmであった。また、第2の凹部は、平面視したときの形状が略円形であり、直径が70.5μm、曲率半径が36.5μm、深さが36.5μmであった。また、凹部が形成されている有効領域における凹部の占有率は98%であった。
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、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, the soda glass substrate was wet-etched to form a large number of recesses (microlens forming recesses) on the soda glass substrate. The formed recess has a relatively large first recess and a second recess smaller than the first recess. The first recess has a flat shape (substantially elliptical shape) when viewed in plan, the length (pitch) in the minor axis direction is 54 μm, the length in the major axis direction is 72 μm, the radius of curvature is 38 μm, the depth Was 38 μm. Further, the second recess had a substantially circular shape when viewed in plan, and had a diameter of 70.5 μm, a radius of curvature of 36.5 μm, and a depth of 36.5 μm. Moreover, the occupation rate of the recessed part in the effective area | region in which the recessed part was formed was 98%.
In the wet etching, an aqueous solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 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、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。
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 in zigzag form was obtained.
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))で構成された組成物を付与し、その上に、ポリエチレンテレフタレート(PET)で構成された基材フィルム(厚さ:50mm)を載せた。基材フィルムを構成するポリエチレンテレフタレートの屈折率(絶対屈折率n1)は、1.57であった。
次に、ソーダガラスで構成された平板で、基材フィルムを介して、前記組成物を押圧した。この際、基材フィルムと組成物との間に、空気が侵入しないようにした。
Next, a composition composed of an unpolymerized (uncured) acrylic resin (PMMA resin (methacrylic resin)) is applied to the surface on which the concave portion of the member with concave portions is formed, and polyethylene is formed thereon. A substrate film (thickness: 50 mm) made of terephthalate (PET) was placed. The refractive index (absolute refractive index n 1 ) of polyethylene terephthalate constituting the base film was 1.57.
Next, the said composition was pressed through the base film with the flat plate comprised with soda glass. At this time, air was prevented from entering between the base film and the composition.
その後、平板で押圧した状態で、組成物に紫外線を照射することにより、組成物を完全に硬化させ、基板本体を得た。得られた基板本体は、凹部付き部材が有する凹部に対応する形状のマイクロレンズを有するものであった。形成されたマイクロレンズは、比較的大きい第1のマイクロレンズと、第1のマイクロレンズよりも小さい第2のマイクロレンズとを有するものであった。第1のマイクロレンズは、平面視したときの形状が扁平形状(略楕円形状)であり、短軸方向の長さ(ピッチ)が54μm、長軸方向の長さが72μm、曲率半径が38μm、高さが38μmであった。また、第2のマイクロレンズは、平面視したときの形状が略円形であり、直径が70.5μm、曲率半径が36.5μm、高さが36.5μmであった。また、マイクロレンズが形成されている有効領域におけるマイクロレンズの占有率は98%であった。また、形成された硬化部を構成する材料の屈折率(絶対屈折率n1)は、1.56であった。 Then, the composition was completely hardened by irradiating the composition with ultraviolet rays while being pressed with a flat plate to obtain a substrate body. The obtained substrate main body had a microlens having a shape corresponding to the concave portion of the concave member. The formed microlens had a relatively large first microlens and a second microlens smaller than the first microlens. The first microlens has a flat shape (substantially elliptical shape) in plan view, a short axis length (pitch) of 54 μm, a long axis length of 72 μm, a radius of curvature of 38 μm, The height was 38 μm. Further, the second microlens had a substantially circular shape when viewed in plan, a diameter of 70.5 μm, a radius of curvature of 36.5 μm, and a height of 36.5 μm. Further, the occupation ratio of the microlens in the effective region where the microlens is formed was 98%. Further, the refractive index (absolute refractive index n 1 ) of the material constituting the formed cured portion was 1.56.
次に、基板本体から平板および凹部付き部材を取り除いた。
次に、基板本体の出射側(マイクロレンズが形成されている面とは反対側の面)表面に、ポジ型の感光性粘着剤としてのアクリル系感光性粘着剤を付与し、光透過層を形成した(第1の工程)。
次に、基板本体のマイクロレンズが形成されている面側から、MA6アライナー(ズース・マイクロテック)を用いて、10mJ/cm2の平行光としての紫外線を照射した(第2の工程)。
照射した紫外線は、各マイクロレンズで集光され、集光された紫外線が照射された部位の感光性粘着剤を選択的に感光させた。
その結果、光透過層(第1の光透過層)において感光部の粘着性が選択的に低下し、非感光部は粘着性を有した状態で保持されていた。
Next, the flat plate and the concave member were removed from the substrate body.
Next, an acrylic photosensitive adhesive as a positive photosensitive adhesive is applied to the surface of the substrate main body on the emission side (the surface opposite to the surface on which the microlenses are formed), and the light transmission layer is formed. Formed (first step).
Next, ultraviolet rays as parallel light of 10 mJ / cm 2 were irradiated from the surface side of the substrate main body on which the microlenses were formed, using a MA6 aligner (Sousse Microtec) (second step).
The irradiated ultraviolet rays were collected by each microlens, and the photosensitive adhesive at the site irradiated with the collected ultraviolet rays was selectively exposed.
As a result, in the light transmission layer (first light transmission layer), the tackiness of the photosensitive portion was selectively lowered, and the non-photosensitive portion was held in a sticky state.
次に、部分的に露光された光透過層の表面に、転写シート基材と遮光層形成用材料層とで構成された遮光層転写シートを圧着し、ラミネータを用いて35℃の温度にて5kg/cm2の圧力条件でラミネートを行い、その後、転写シート基材を光透過層から剥離した(第3の工程)。これにより、光透過層の非感光部のみに遮光層形成用材料層を構成する遮光層形成用材料が付着し(転写され)、各マイクロレンズの集光部に対応する部位に開口部(第1の開口部)を有する遮光層(第1の遮光層)が形成された。開口部(第1の開口部)は、略円形であり、直径が40μmのもの(第1のマイクロレンズに対応する部位に設けられた開口部)と、直径が38.8μmのものと(第2のマイクロレンズに対応する部位に設けられた開口部)が混在していた。また、形成された第1の遮光層の厚さは1.2μmであった。また、遮光層転写シートとしては、転写シート基材上に、カーボンブラックで構成された遮光層形成用材料層が設けられたものを用いた。 Next, a light-shielding layer transfer sheet composed of a transfer sheet base material and a light-shielding layer forming material layer is pressure-bonded to the surface of the partially exposed light transmission layer, and a temperature of 35 ° C. is used using a laminator. Lamination was performed under a pressure condition of 5 kg / cm 2 , and then the transfer sheet substrate was peeled from the light transmission layer (third step). As a result, the light shielding layer forming material constituting the light shielding layer forming material layer is attached (transferred) only to the non-photosensitive portion of the light transmission layer, and the opening (the second portion) is formed at a portion corresponding to the light condensing portion of each microlens. A light shielding layer (first light shielding layer) having one opening) was formed. The opening (first opening) is substantially circular and has a diameter of 40 μm (opening provided in a portion corresponding to the first microlens) and a diameter of 38.8 μm (first 2) provided in a portion corresponding to the microlens 2). The formed first light shielding layer had a thickness of 1.2 μm. In addition, as the light shielding layer transfer sheet, a transfer sheet base material provided with a light shielding layer forming material layer made of carbon black was used.
その後、基板本体の第1の光透過層、第1の遮光層が設けられた面側において、上記と同様にして、第1の工程ないし第3の工程を繰り返し行うことにより、光透過層(第2の光透過層)、遮光層(第2の遮光層)を積層した。第2の遮光層が有する開口部(第2の開口部)は、略円形であり、直径が30μmのもの(第1のマイクロレンズに対応する部位に設けられた開口部)と、直径が38.5μmのもの(第2のマイクロレンズに対応する部位に設けられた開口部)とが混在していた。 Thereafter, on the surface side of the substrate body on which the first light transmission layer and the first light shielding layer are provided, the first step to the third step are repeated in the same manner as described above to thereby obtain the light transmission layer ( A second light transmission layer) and a light shielding layer (second light shielding layer) were laminated. The opening (second opening) included in the second light-shielding layer is substantially circular and has a diameter of 30 μm (an opening provided in a portion corresponding to the first microlens) and a diameter of 38. .5 μm (opening provided at the portion corresponding to the second microlens).
次に、基板本体のブラックマトリックスが形成された面側に、拡散部を形成することにより、図10、図11に示すようなマイクロレンズ基板を得た。拡散部の形成は、アクリル系樹脂中に、拡散材(平均粒径8μmのシリカ粒子)が分散した構成の拡散板を熱融着により接合することにより行った。なお、拡散部の厚さは、2.0mmであった。また、マイクロレンズ基板を構成する光透過層の屈折率(絶対屈折率n2)は1.56であった。
以上のようにして製造されたマイクロレンズ基板と、押出成形により作製したフレネルレンズ部とを組み立てることにより、図13に示すような透過型スクリーンを得た。
Next, a microlens substrate as shown in FIGS. 10 and 11 was obtained by forming a diffusion portion on the surface side of the substrate body on which the black matrix was formed. The diffusion portion was formed by joining a diffusion plate having a configuration in which a diffusion material (silica particles having an average particle size of 8 μm) was dispersed in an acrylic resin by heat fusion. In addition, the thickness of the diffusion part was 2.0 mm. In addition, the refractive index (absolute refractive index n 2 ) of the light transmission layer constituting the microlens substrate was 1.56.
A transmissive screen as shown in FIG. 13 was obtained by assembling the microlens substrate manufactured as described above and the Fresnel lens portion manufactured by extrusion molding.
(実施例7〜10)
光透過層の形成条件(ポジ型の感光性粘着剤の組成および付与条件)、遮光層の形成条件(遮光層形成用材料層の厚さ)を変更するとともに、第1の工程ないし第3の工程の処理回数を表2に示すようにすることにより、ブラックマトリックスの構成を表2に示すように変更した以外は、前記実施例6と同様にしてマイクロレンズ基板、透過型スクリーンを製造した。
(Examples 7 to 10)
While changing the formation conditions of the light transmission layer (composition and application conditions of the positive photosensitive adhesive) and the formation conditions of the light shielding layer (the thickness of the material layer for forming the light shielding layer), the first step to the third step A microlens substrate and a transmissive screen were manufactured in the same manner as in Example 6 except that the number of process steps was as shown in Table 2 and the configuration of the black matrix was changed as shown in Table 2.
(比較例1)
ブラックマトリックスを形成する工程において、第1の遮光層を形成した後に、第2の光透過層、第2の遮光層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。
(比較例2)
ブラックマトリックスを形成する工程において、第1の遮光層を形成した後に、第2の光透過層、第2の遮光層を形成しなかった以外は、前記実施例6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。
(Comparative Example 1)
In the step of forming the black matrix, the microlens substrate was formed in the same manner as in Example 1 except that the second light transmission layer and the second light shielding layer were not formed after the first light shielding layer was formed. A transmission screen was produced.
(Comparative Example 2)
In the step of forming the black matrix, the microlens substrate was formed in the same manner as in Example 6 except that the second light transmission layer and the second light shielding layer were not formed after the first light shielding layer was formed. A transmission screen was produced.
(比較例3)
ブラックマトリックスを形成する工程を省略した以外は、前記実施例1と同様にしてマイクロレンズ基板、透過型スクリーンを製造した。すなわち、本比較例のマイクロレンズ基板は、ブラックマトリックス(遮光層)を有していない以外は、前記実施例1のマイクロレンズ基板と同様の構成を有している。
前記各実施例および各比較例について、ブラックマトリックスの構成等を表1、表2にまとめて示す。
(Comparative Example 3)
A microlens substrate and a transmission screen were manufactured in the same manner as in Example 1 except that the step of forming the black matrix was omitted. That is, the microlens substrate of this comparative example has the same configuration as the microlens substrate of Example 1 except that it does not have a black matrix (light shielding layer).
Tables 1 and 2 collectively show the configuration of the black matrix and the like for each of the examples and comparative examples.
[リア型プロジェクタの作製]
前記各実施例および各比較例の透過型スクリーンを用いて、図17に示すようなリア型プロジェクタを、それぞれ作製した。
[輝度ムラの評価]
前記各実施例および比較例のリア型プロジェクタの透過型スクリーンにサンプル画像を表示させた。表示された画像について、輝度ムラの発生状況を以下の4段階の基準に従い評価した。
◎:輝度ムラが全く認められない。
○:輝度ムラがほとんど認められない。
△:輝度ムラがわずかに認められる。
×:輝度ムラが顕著に認められる。
[Production of rear projector]
Using the transmissive screens of the respective examples and comparative examples, rear type projectors as shown in FIG. 17 were produced.
[Evaluation of uneven brightness]
Sample images were displayed on the transmissive screens of the rear projectors of the examples and comparative examples. For the displayed image, the occurrence of luminance unevenness was evaluated according to the following four criteria.
A: No luminance unevenness is observed at all.
○: Brightness unevenness is hardly recognized.
(Triangle | delta): Brightness nonuniformity is recognized slightly.
X: Brightness unevenness is noticeable.
[回折光、モアレの評価]
前記各実施例および比較例のリア型プロジェクタの透過型スクリーンにサンプル画像を表示させた。表示された画像について、回折光、モアレの発生状況を以下の4段階の基準に従い評価した。
◎:回折光、モアレが全く認められない。
○:回折光、モアレがほとんど認められない。
△:回折光、モアレがわずかに認められる。
×:回折光、モアレが顕著に認められる。
[Evaluation of diffracted light and moire]
Sample images were displayed on the transmissive screens of the rear projectors of the examples and comparative examples. The displayed images were evaluated for the occurrence of diffracted light and moiré according to the following four criteria.
A: Diffraction light and moire are not recognized at all.
○: Diffracted light and moire are hardly recognized.
Δ: Slightly diffracted light and moire are observed.
X: Diffracted light and moire are remarkably recognized.
[コントラストの評価]
前記各実施例および各比較例のリア型プロジェクタについて、コントラストの評価を行った。
コントラスト(CNT)として、明室において373lx全白光が入射した時の白表示の正面輝度(白輝度)LW[cd/m2]と、明室において光源を全消灯した時の黒表示の正面輝度の増加量(黒輝度増加量)LB[cd/m2]との比LW/LBを求めた。なお、黒輝度増加量は、暗室の黒表示の輝度に対する増加量をいう。また、明室での測定は、外光照度が約82lxの環境下で行った。暗室での測定は、外光照度が0.1lx以下の環境下で行った。
[Evaluation of contrast]
Contrast evaluation was performed on the rear projectors of each of the examples and comparative examples.
As contrast (CNT), the front luminance (white luminance) LW [cd / m 2 ] of white display when 373 lx all white light is incident in the bright room and the front luminance of black display when the light source is completely turned off in the bright room The ratio LW / LB with the increase amount (black luminance increase amount) LB [cd / m 2 ] was obtained. The black luminance increase amount is an increase amount with respect to the black display luminance in the dark room. The measurement in the bright room was performed under an environment where the ambient light illuminance was about 82 lx. The measurement in the dark room was performed in an environment where the external light illuminance was 0.1 lx or less.
[視野角の測定]
前記各実施例および各比較例のリア型プロジェクタの透過型スクリーンにサンプル画像を表示させた状態で、鉛直方向(上下方向)および水平方向(左右方向)での視野角の測定を行った。
視野角の測定は、変角光度計(ゴニオフォトメータ)で、1度間隔で測定するという条件で行った。
これらの結果を表3にまとめて示す。
[Measurement of viewing angle]
With the sample images displayed on the transmissive screens of the rear projectors of the examples and comparative examples, the viewing angles in the vertical direction (up and down direction) and the horizontal direction (left and right direction) were measured.
The viewing angle was measured under the condition of measuring with a variable angle photometer (goniophotometer) at intervals of 1 degree.
These results are summarized in Table 3.
表3から明らかなように、本発明では、いずれも、輝度ムラの発生が十分に防止され、かつ、高コントラストの画像を表示することができた。また、視野角特性にも優れていた。また、本発明では、明るい画像を表示することができ、回折光、モアレの発生も十分に防止されていた。これに対し、各比較例では、満足な結果が得られなかった。 As apparent from Table 3, in the present invention, the occurrence of uneven brightness was sufficiently prevented, and a high-contrast image could be displayed. Also, the viewing angle characteristics were excellent. Further, in the present invention, a bright image can be displayed, and generation of diffracted light and moire is sufficiently prevented. On the other hand, in each comparative example, a satisfactory result was not obtained.
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 23…組成物 24…基材フィルム 25…第1の行 26…第2の行 3…ブラックマトリックス(遮光膜) 31…光透過層 311…第1の光透過層 312…第2の光透過層 319…感光部 319a…感光部(第1の感光部) 319b…感光部(第2の感光部) 32…遮光層 321…第1の遮光層 322…第2の遮光層 32’…遮光層形成用材料層 33…開口部 331…第1の開口部(開口部) 332…第2の開口部(開口部) 4…拡散部 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(マイクロレンズ形成用凹部) 7…基板 8…マスク 81…初期孔(開口部) 89…裏面保護膜 9…マスク形成用膜 11…平板 10…透過型スクリーン 13…遮光層転写シート 131…転写シート基材 400…リア型プロジェクタ 410…投写光学ユニット 420…導光ミラー 440…筐体 La…平行光 Lc…外光
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記遮光膜は、遮光性を有する複数の遮光層と、少なくとも1層の光透過性を有する光透過層とを有するものであり、隣り合う前記遮光層同士の間に、前記光透過層が介挿された構成をなすものであることを特徴とするレンズ基板。 A lens substrate comprising a substrate body having a large number of lens portions and a light shielding film having an opening,
The light-shielding film includes a plurality of light-shielding layers having a light-shielding property and at least one light-transmitting layer having a light-transmitting property, and the light-transmitting layer is interposed between the adjacent light-shielding layers. A lens substrate having an inserted structure.
前記第1の遮光層における開口部の面積をSS[μm2]、前記第2の遮光層における開口部の面積をSL[μm2]としたとき、0.55≦SS/SL≦0.95の関係を満足する請求項1に記載のレンズ基板。 The light-shielding film has, as the light-shielding layer, a first light-shielding layer and a second light-shielding layer provided with an opening larger than the opening provided in the first light-shielding layer,
When the area of the opening in the first light shielding layer is S S [μm 2 ] and the area of the opening in the second light shielding layer is S L [μm 2 ], 0.55 ≦ S S / S L The lens substrate according to claim 1, wherein a relationship of ≦ 0.95 is satisfied.
前記基板本体の前記レンズ部が形成された面側とは反対の面側に、ポジ型の感光性粘着剤を付与して光透過性を有する光透過層を形成する第1の工程と、
前記基板本体を介して前記光透過層に光を照射する処理を施し、感光部の粘着性を低下させる第2の工程と、
前記光透過層の前記感光部以外の部位上に、遮光層形成用材料を付与し、開口部を有する遮光層を形成する第3の工程とを有し、
前記第1の工程ないし前記第3の工程を複数回繰り返すことにより、前記光透過層を介して複数の前記遮光層が積層されてなる前記遮光膜を形成す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 comprising a substrate body having a large number of lens portions and a light-shielding film having openings.
A first step of forming a light-transmitting layer having a light transmitting property by applying a positive photosensitive adhesive to the surface of the substrate body opposite to the surface on which the lens portion is formed;
Performing a process of irradiating the light transmitting layer with light through the substrate body, and reducing the adhesiveness of the photosensitive portion;
A third step of providing a light shielding layer forming material on a portion of the light transmission layer other than the photosensitive portion and forming a light shielding layer having an opening;
Manufacturing the lens substrate, wherein the light shielding film is formed by laminating a plurality of the light shielding layers through the light transmission layer by repeating the first step to the third step a plurality of times. Method.
貼り合わされた前記遮光層転写シートを剥離し、前記感光性粘着剤の非感光部に前記遮光層形成用材料を転写する工程とを有するものである請求項9に記載のレンズ基板の製造方法。 The third step is a step of bonding a light-shielding layer transfer sheet having a layer composed of the light-shielding layer forming material on the light transmission layer;
The method for producing a lens substrate according to claim 9, further comprising a step of peeling the bonded light shielding layer transfer sheet and transferring the light shielding layer forming material to a non-photosensitive portion of the photosensitive adhesive.
前記フレネルレンズ部の光の出射側に配置された前記レンズ基板とを備えた請求項11または12に記載の透過型スクリーン。 A Fresnel lens part having a Fresnel lens formed on the light exit side;
The transmissive screen according to claim 11, further comprising the lens substrate disposed on a light emission side of the Fresnel lens unit.
A rear projector comprising the transmissive screen according to claim 11.
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