KR100643987B1

KR100643987B1 - 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판, 마이크로렌즈 기판,투과형 스크린, 리어형 프로젝터 및 마이크로렌즈용오목부 구비 기판의 제조 방법

Info

Publication number: KR100643987B1
Application number: KR1020040106096A
Authority: KR
Inventors: 시미즈노부오
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2006-11-10
Also published as: KR20050061333A; JP2005181460A; US20070238296A1; US7319242B2; CN1629724A; JP3859158B2; US7791823B2; US20050128595A1

Abstract

본 발명은 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판을 제조할 수 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법, 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린 및 리어형 프로젝터를 제공하는 것으로, 본 발명의 마이크로렌즈 기판(1)은 복수의 제 1 마이크로렌즈(11)와, 제 1 마이크로렌즈(11)끼리의 사이에 위치하여, 제 1 마이크로렌즈(11)보다도 작은 복수의 제 2 마이크로렌즈(12)가 기판 상에 마련된다.

Description

마이크로렌즈용 오목부 구비 기판, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린, 리어형 프로젝터 및 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법{SUBSTRATE WITH RECESS PORTION FOR MICROLENS, MICROLENS SUBSTRATE, TRANSMISSIVE SCREEN, REAR TYPE PROJECTOR, AND METHOD FOR MANUFACTURING SUBSTRATE WITH RECESS PORTION FOR MICROLENS}

도 1은 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 나타내는 모식적인 종단면도,

도 2(a)는 도 1에 있어서의 A-A선 단면도,

도 2(b)는 도 1에 있어서의 B-B선 단면도,

도 3은 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법을 나타내는 모식적인 종단면도,

도 4는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법을 나타내는 모식적인 종단면도,

도 5는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법을 나타내는 모식적인 종단면도,

도 6은 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법을 나타내는 모식적인 종단면도,

도 7은 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법을 나타내는 모식적인 종단면도,

도 8은 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 나타내는 모식적인 평면도,

도 9는 본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법을 나타내는 모식적인 종단면도,

도 10(a)는 본 발명의 실시예 1에 따른 마이크로렌즈 기판을 나타내는 모식적인 평면도,

도 10(b)는 본 발명의 실시예 2에 따른 마이크로렌즈 기판을 나타내는 모식적인 평면도,

도 11(a)는 본 발명의 실시예 3에 따른 마이크로렌즈 기판을 나타내는 모식적인 평면도,

도 11(b)는 본 발명의 실시예 4에 따른 마이크로렌즈 기판을 나타내는 모식적인 평면도,

도 12(a)는 본 발명의 실시예 5에 따른 마이크로렌즈 기판을 나타내는 모식적인 평면도,

도 12(b)는 본 발명의 실시예 6에 따른 마이크로렌즈 기판을 나타내는 모식적인 평면도,

도 13은 본 발명의 투과형 스크린의 광학계를 모식적으로 나타내는 종단면도,

도 14는 도 11에 나타내는 투과형 스크린의 분해 사시도,

도 15는 본 발명의 리어형 프로젝터의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 마이크로렌즈 기판 2 : 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판

3 : 기판 11, 11', 11" : 제 1 마이크로렌즈

111 : 가장자리 12, 12', 12" : 제 2 마이크로렌즈

121 : 가장자리

13 : 마이크로렌즈 기판에 평행한 하나의 면

14, 14', 14" : 제 3 마이크로렌즈

21 : 기판 22, 26 : 마스크

23 : 이면 보호층 24 : 제 1 오목부

25 : 제 2 오목부 211, 212 : 초기 오목부

221 : 제 1 초기 구멍(개구) 261 : 제 2 초기 구멍(개구)

50 : 레이저 51 : 레이저광

200 : 투과형 스크린 210 : 프레넬 렌즈부

300 : 리어형 프로젝터 310 : 투사 광학 유닛

320 : 광 유도 미러 330 : 투과형 스크린

340 : 본체(casing) Q : 광축

본 발명은 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린, 리어형 프로젝터 및 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

스크린 상에 화상을 투영하는 표시 장치가 알려져 있다. 이러한 표시 장치로는, 홈시어터용 모니터, 대화면 텔레비전 등에 적용되는 리어형 프로젝터가 알려져 있다.

리어형 프로젝터로서, 마이크로렌즈를 갖는 렌즈 기판(마이크로렌즈 기판)을 구비한 것이 알려져 있다. 이러한 마이크로렌즈 기판을 구비한 리어형 프로젝터에 있어서는, 마이크로렌즈의 광 굴절 작용에 의해, 스크린의 수평 방향 및 상하 방향모두 시야각 특성이 향상한다고 하는 이점이 있다.

종래, 마이크로렌즈 기판으로는, 1종의 크기로 대략 원형 등을 이루는 복수의 마이크로렌즈를 기판 상에 지그재그 유형의 격자 형상 등으로 배치하는 것이 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 이러한 마이크로렌즈 기판은 마이크로렌즈끼리 사이의 비교적 큰 영역에서, 마이크로렌즈에 의한 집광 효과가 얻어지지 않는 평탄 부가 형성되는 것으로 된다. 이 평탄부는 마이크로렌즈 기판에 조사된 광을 집광할 수 없어, 직진광 그대로 투과시킨다. 그 결과, 이러한 마이크로렌즈 기판을 이용한 리어형 프로젝터에서는, 충분한 시야각 특성을 얻을 수 없다.

(특허 문헌 1) 일본 특허 공표 평성 제5-509416호 공보(도 1)

본 발명의 목적은 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판을 제조할 수 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 제공하는 것, 또한, 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린 및 리어형 프로젝터를 제공하는 것, 또한, 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판을 제조할 수 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

이러한 목적은 하기의 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판은 마이크로렌즈를 형성하기 위한 기판 상에 복수의 오목부가 마련되는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판으로서,

상기 복수의 오목부는

복수의 제 1 오목부와,

상기 제 1 오목부끼리의 사이에 위치하고, 상기 제 1 오목부보다도 작은 복수의 제 2 오목부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 기판 상에 있어서의 제 1 오목부끼리 사이의 영역이 제 2 오목부에 의해 효과적으로 이용되고, 또한, 상기 영역에서의 평탄부의 면적이 감소되므로, 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판을 제조할 수 있는 마이크로렌즈 용 오목부 구비 기판이 얻어진다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에서는, 상기 복수의 제 1 오목부는 격자 형상 또는 대략 격자 형상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 제 1 오목부에 있어서의, 마이크로렌즈의 유효 렌즈 영역에 대응하는 부분을 충분히 이용하면서, 밀도있게 제 1 오목부를 기판 상에 형성하는 것이 가능해져, 얻어진 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에 의해 제조된 마이크로렌즈 기판의 시야각 특성을 특히 우수한 것으로 할 수 있다. 또한, 제 1 오목부가 규칙적으로 기판 상에 위치하고 있으므로, 제 2 오목부가 형성되어야 할 영역도 기판 상에 규칙적으로 위치하게 되어, 제 1 오목부 및 제 2 오목부를 상기 기판 상에 형성하는데 있어 이들의 위치 결정이 용이해진다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판으로는, 상기 복수의 제 1 오목부는 지그재그 형상 또는 대략 지그재그 형상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 제 1 오목부에 있어서의, 마이크로렌즈의 유효 렌즈 영역에 대응하는 부분을 충분히 이용하면서, 보다 밀도있게 제 1 오목부를 기판 상에 형성하는 것이 가능해져, 얻어진 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에 의해 제조된 마이크로렌즈 기판의 시야각 특성을 특히 우수한 것으로 할 수 있다. 또한, 제 1 오목부가 규칙적으로 기판 상에 위치하고 있으므로, 제 2 오목부가 형성되어야 할 영역도 기판 상에 규칙적으로 위치하는 것으로 되어, 제 1 오목부 및 제 2 오목부를 상기 기판 상에 형성하는데 있어 이들 위치 결정이 용이해진다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에서는, 상기 제 1 오목부의 가 장자리와 상기 제 2 오목부의 가장자리는 상기 기판에 평행한 하나의 면 상에 위치하고 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 제 1 오목부 및 제 2 오목부에 있어서의, 마이크로렌즈의 유효 렌즈 영역에 대응하는 부분이 효과적으로 형성되므로, 얻어진 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에 의해 제조된 마이크로렌즈 기판의 시야각 특성을 특히 우수한 것으로 할 수 있다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에서는, 상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 오목부의 각각은 원형 또는 대략 원형을 이루고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에서는, 상기 제 2 오목부는 상기 제 1 오목부끼리 사이의 평탄부를 없애도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 제 1 오목부 및 제 2 오목부에 있어서의, 마이크로렌즈의 유효 렌즈 영역에 대응하는 부분을 충분히 이용하면서, 기판 상에 있어서의 제 1 오목부 및 제 2 오목부를 형성해야 할 영역을 최대한 이용해서, 제 1 오목부 및 제 2 오목부가 기판 상에 형성되는 것으로 되므로, 얻어진 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에 의해 제조된 마이크로렌즈 기판의 시야각 특성을 특히 우수한 것으로 할 수 있다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에서는, 상기 제 1 오목부의 가장자리와 상기 제 2 오목부의 가장자리는 서로 접하고 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 제 1 오목부 및 제 2 오목부에 있어서의, 마이크로렌즈의 유효 렌즈 영역에 대응하는 부분을 충분히 이용하면서, 기판 상에 있어서의 제 1 오목부 및 제 2 오목부를 형성해야 할 영역을 최대한 이용하여, 제 1 오목부 및 제 2 오목부가 기판 상에 형성되는 것으로 되므로, 얻어진 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에 의해 제조된 마이크로렌즈 기판의 시야각 특성을 특히 우수한 것으로 할 수 있다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에서는, 상기 제 2 오목부보다도 작은 제 3 오목부를 더 갖고, 상기 제 3 오목부는 상기 제 1 오목부끼리의 사이에, 또한, 상기 제 2 오목부가 형성되어 있는 이외의 영역에 위치하고 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 제 3 오목부에 의해 제 1 오목부끼리의 사이에서의 평탄부의 면적이 더욱 감소되므로, 얻어진 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에 의해 제조된 마이크로렌즈 기판의 시야각 특성을 특히 우수한 것으로 할 수 있다.

본 발명의 마이크로렌즈 기판은 본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 이용하여 제조된 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판을 얻을 수 있다.

본 발명의 마이크로렌즈 기판은 복수의 마이크로렌즈가 기판 상에 형성된 마이크로렌즈 기판으로서,

상기 복수의 마이크로렌즈는

복수의 제 1 마이크로렌즈와,

상기 제 1 마이크로렌즈끼리의 사이에 위치하고, 상기 제 1 마이크로렌즈보다도 작은 복수의 제 2 마이크로렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 기판 상에 있어서의 제 1 마이크로렌즈끼리 사이의 영역이 제 2 마이크로렌즈에 의해 효과적으로 이용되고, 또한, 상기 영역에서의 평탄부의 면적이 감소되므로, 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판이 얻어진다.

본 발명의 투과형 스크린은 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 우수한 시야각 특성을 갖는 투과형 스크린을 얻을 수 있다.

본 발명의 리어형 프로젝터는 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 우수한 시야각 특성을 갖는 리어형 프로젝터를 얻을 수 있다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법은 마이크로렌즈를 형성하기 위한 기판 상에 복수의 오목부를 형성하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법으로서, 상기 기판 상에 복수의 오목부를 형성하는 제 1 오목부 형성 공정과,

상기 제 1 오목부 형성 공정에서 형성된 상기 오목부끼리의 사이에, 해당 오목부와는 다른 크기의 복수의 오목부를 형성하는 제 2 오목부 형성 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판을 제조할 수 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 제조할 수 있다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법에서는, 상기 제 1 오목부 형성 공정에서 형성된 상기 오목부는 제 1 오목부이며, 상기 제 2 오목부 형성 공정에서 형성된 상기 오목부는 상기 제 1 오목부보다도 작은 제 2 오목부인 것이 바람직하다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법에서는, 상기 기판 상에 형성된 마스크에 복수의 개구를 형성한 후에, 상기 기판을 에칭함으로써, 상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 오목부를 상기 기판 상에 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법에서는, 상기 기판 상에 마스크를 형성하고, 상기 마스크에 복수의 제 1 개구를 형성한 후에, 상기 기판을 에칭함으로써, 상기 기판에 상기 제 1 오목부를 형성하고, 그 후, 상기 기판에 새로운 마스크를 형성하며, 상기 새로운 마스크에 복수의 제 2 오목부를 형성한 후에, 상기 기판을 에칭함으로써, 상기 기판에 제 2 오목부를 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법에서는, 에칭 가능한 마스크를 상기 기판 상에 소정 두께로 형성하고, 상기 마스크에, 복수의 제 1 개구와, 상기 제 1 개구보다도 얕은 제 2 개구를 형성한 후에, 상기 기판을 에칭함으로써, 상기 기판에 상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 오목부를 형성하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판을 제조할 수 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 제조할 수 있다. 또한, 마스크 형성 공정, 에칭 공정이 한 번에 끝나, 제조 공정을 간략화할 수 있다.

본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법은 마이크로렌즈용 오목부를 기판 상에 형성하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법으로서,

상기 기판 상에 형성된 마스크에, 복수의 제 1 개구를 형성하는 공정과,

상기 복수의 제 1 개구가 형성된 후의 상기 마스크를 거쳐 상기 기판에 제 1 에칭 처리를 실시해서, 복수의 오목부를 상기 기판 상에 형성하는 공정과,

상기 제 1 에칭 처리가 실시된 후의 상기 기판 상에 형성된 마스크에 대하여, 상기 제 1 개구끼리의 사이에, 복수의 제 2 개구를 형성하는 공정과,

상기 복수의 제 2 개구가 형성된 후의 상기 마스크를 거쳐 상기 기판에 제 2 에칭 처리를 실시하여, 상기 제 1 에칭 처리에 의해 형성된 상기 오목부와는 크기가 다른 복수의 오목부를 상기 기판 상에 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한 다.

에칭 가능한 마스크를 소정 두께로 상기 기판 상에 형성하고, 상기 마스크에, 복수의 제 1 개구를 형성하고, 또한 상기 제 1 개구끼리의 사이에, 상기 제 1 개구보다도 얕은 복수의 제 2 개구를 형성하는 공정과,

상기 복수의 제 1 개구 및 상기 복수의 제 2 개구가 형성된 후의 상기 마스크를 거쳐, 상기 기판에 에칭 처리를 실시해서, 크기가 다른 2종의 오목부를 상기 기판 상에 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 나타내는 바람직한 실시예에 근거하여 상세하게 설명한다.

<마이크로렌즈 기판>

우선, 본 실시예에 따른 마이크로렌즈 기판을 설명한다.

도 1은 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 나타내는 모식적인 평면도, 도 2(a)는 도 1에 나타내는 마이크로렌즈 기판의 A-A선 단면도, 도 2(b)는 도 1에 나타내는 마이크로렌즈 기판의 B-B선 단면도, 도 3 내지 도 7은 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법을 나타내는 모식적인 종단면도, 도 8은 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 나타내는 모식적인 평면도, 도 9는 본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법을 나타내는 모식적인 종단면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 마이크로렌즈 기판(1)은 복수의 제 1 마이크로렌즈(11)와, 제 1 마이크로렌즈(11)―제 1 마이크로렌즈(11) 사이에 형성되어, 제 1 마이크로렌즈(11)보다도 작은 제 2 마이크로렌즈(12)를 갖고 있다.

이 마이크로렌즈 기판(1)에서는, 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)의 각각은 규칙적으로 격자 형상으로 배치되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 대략 격자 형상, 지그재그 형상, 대략 지그재그 형상으로 배치되어 있어도 좋고, 또한 랜덤하게 배치된 것이어도 좋다. 마이크로렌즈 기판(1)을, 예컨대, 후술하는 바와 같은 스크린, 리어형 프로젝터에 이용하는 경우에, 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)의 각각이 랜덤하게 배치되어 있으면, 이른바 므와레(moire) 등의 간섭 패턴의 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명의 마이크로렌즈 기판(1)은 제 1 마이크로렌즈(11)―제 1 마이크로렌즈(11) 사이에, 제 1 마이크로렌즈(11)보다도 작은 제 2 마이크로렌즈(12)가 형성 되어 있는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 마이크로렌즈 기판(1) 상에서 제 1 마이크로렌즈(11)-제 1 마이크로렌즈(11) 사이에 형성되는 영역이 제 2 마이크로렌즈(12)에 의해 효과적으로 이용되고, 상기 영역에서의 평탄부(집광 효과가 없는 부분) 면적의 감소에 의해 직진광이 억제되며, 또한 상기 영역에서도 제 2 마이크로렌즈(12)에 의한 집광 효과를 얻을 수 있다. 그 결과, 마이크로렌즈 기판(1)은 우수한 시야각 특성을 갖는다.

또한, 마이크로렌즈 기판(1)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 마이크로렌즈(11)의 가장자리(111)와 제 2 마이크로렌즈(12)의 가장자리(121)가 모두, 마이크로렌즈 기판(1)의 면(13)(마이크로렌즈 기판(1)에 평행한 하나의 면) 상에 위치하고 있다. 즉, 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12) 각각의 외주측 부분(면(13)에 대한 각(角)이 비교적 큰 부분)끼리가 겹쳐 서로의 집광 효과를 손상시키는 일이 없게 되어 있다.

이에 의해, 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12) 각각의 유효 렌즈 영역을 최대한 이용, 특히 집광 효과가 높은 외주측 부분을 이용할 수 있으므로, 마이크로렌즈 기판(1)은 더욱 우수한 시야각 특성을 갖는다.

또한, 제 1 마이크로렌즈(11)가 구면 렌즈로 되어있는 경우에는, 제 1 마이크로렌즈(11)의 높이(유효 렌즈 영역에서 면(13)에 직각인 방향에서의 높이)를 곡율 반경에 실질적으로 같게 하여, 제 1 마이크로렌즈(11)를 반구 형상으로 할 수 있다. 이에 따라, 제 1 마이크로렌즈(11)의 유효 렌즈 영역을 최대한 이용하고, 특히 집광 효과가 높은 외주측 부분을 이용할 수 있으므로, 마이크로렌즈 기판(11)은 더욱 우수한 시야각 특성을 갖는다. 이것과 마찬가지로, 제 2 마이크로렌즈(12)도 반구 형상으로 할 수 있다. 이에 따라, 제 2 마이크로렌즈(12)의 유효 렌즈 영역을 최대한 이용하고, 특히 집광 효과가 높은 외주측 부분을 이용할 수 있으므로, 마이크로렌즈 기판(1)은 더욱 우수한 시야각 특성을 갖는다.

또한, 마이크로렌즈 기판(1)은, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 마이크로렌즈(11)의 가장자리끼리가 접하고, 또한 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 제 1 마이크로렌즈(11)의 가장자리와 제 2 마이크로렌즈(12)의 가장자리가 접하고 있다.

이에 따라, 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)의 외주측 부분의 집광 효과를 손상시키는 일없이 이들 유효 렌즈 영역을 충분히 이용하면서, 마이크로렌즈 기판(1) 상에서 제 1 마이크로렌즈(11)―제 1 마이크로렌즈(11) 사이에 형성되는 영역이 제 2 마이크로렌즈(12)에 의해 최대한 효과적으로 이용된다. 그 결과, 얻어지는 마이크로렌즈 기판(1)은 더욱 우수한 시야각 특성을 갖는다. 또, 제 1 마이크로렌즈(11)의 가장자리끼리는 서로 접하지 않아도 좋다.

인접하는 제 1 마이크로렌즈(11)―제 1 마이크로렌즈(11)간의 피치는 10∼500㎛인 것이 바람직하고, 30∼300㎛인 것이 보다 바람직하며, 50∼200㎛인 것이 더더욱 바람직하다.

제 1 마이크로렌즈(11)의 직경은 10∼500㎛인 것이 바람직하고, 30∼80㎛인 것이 보다 바람직하며, 50∼60㎛인 것이 더더욱 바람직하다. 제 1 마이크로렌즈(11)의 직경이 상기 범위 내의 값이면, 스크린에 투영되는 화상에 있어 충분한 해 상도를 유지하면서, 투과형 스크린의 생산성을 더욱 높일 수 있다.

제 2 마이크로렌즈(12)의 직경은 1∼200㎛인 것이 바람직하고, 5∼50㎛인 것이 보다 바람직하며, 10∼30㎛인 것이 더더욱 바람직하다. 제 1 마이크로렌즈(11)의 직경이 상기 범위 내의 값이면, 마이크로렌즈 기판(1) 중 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)가 형성되어야 할 영역의 면적에 대한, 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)가 차지하는 면적의 비(충전율)를 높게 할 수 있다. 그 결과, 마이크로렌즈 기판(1)의 시야각 특성을 특히 우수한 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 면적의 비는 0.90∼0.99로 하는 것이 바람직하고, 0.92∼0.99로 하는 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 상기 영역에서의 평탄부(집광 효과가 없는 부분)의 면적의 감소에 의해 직진광이 충분히 억제되고, 마이크로렌즈 기판(1)의 시야각 특성을 특히 우수한 것으로 할 수 있다. 상기 면적의 비가 상기 하한 미만이면, 예컨대, 마이크로렌즈 기판(1)을 구비하는 리어형 프로젝터의 종류에 따라서는, 제 1 마이크로렌즈(11)끼리 사이의 평탄부로부터의 직진광에 의해 시야각 특성이 충분히 얻어지지 않을 가능성이 있다. 한편, 상기 면적의 비가 상기 상한값보다도 초과하면, 마이크로렌즈 기판을 구성하는 재료에 따라서는, 제 1 마이크로렌즈 및 제 2 마이크로렌즈의 제조가 곤란하게 된다.

상술한 면적의 비를 향상시키기 위해, 제 1 마이크로렌즈(11)끼리의 사이에, 제 2 마이크로렌즈(12)에 부가하여, 제 3 마이크로렌즈를 기판 상에 더 형성하여도 좋다. 이에 따라, 제 3 마이크로렌즈에 의해 제 1 마이크로렌즈(11)끼리의 사이에 서의 평탄부의 면적이 더 감소되므로, 평탄부로부터의 직진광이 감소되고, 얻어진 마이크로렌즈 기판은 시야각 특성이 더 향상된다. 또한, 제 3 마이크로렌즈와 마찬가지로, 제 4, 제 5, … 렌즈를 제 1 마이크로렌즈(11)끼리의 사이에 형성하여, 상기 평탄부의 면적을 더 감소시켜도 좋다.

또한, 제 1 마이크로렌즈의 직경에 대한 제 2 마이크로렌즈의 직경의 비는 0.1∼0.5인 것이 바람직하고, 0.15∼0.4인 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 제 1 마이크로렌즈의 가장자리와 제 2 마이크로렌즈의 가장자리의 간격을 작게 하고, 특히, 이들 가장자리를 서로 접하도록 하면서, 제 1 마이크로렌즈를 격자 형상 또는 지그재그 형상 등으로 밀도 있게 배치할 수 있다. 즉, 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)의 외주측 부분의 집광 효과를 손상시키지 않고 이들 유효 렌즈 영역을 충분히 이용하면서, 마이크로렌즈 기판(1) 상에서 제 1 마이크로렌즈(11)―제 1 마이크로렌즈(11) 사이에 형성되는 영역의 평탄부의 면적이 감소된다. 그 결과, 얻어지는 마이크로렌즈 기판(1)은 더 우수한 시야각 특성을 갖는다.

또한, 상술한 설명에서는, 마이크로렌즈를 1면에만 형성한 평 볼록 렌즈(평 볼록형 마이크로렌즈)를 구비한 것을 마이크로렌즈 기판(1)으로 하고 있지만, 본 발명의 마이크로렌즈 기판은 이것에 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 2면에 마이크로렌즈가 형성된 양 볼록 렌즈를 구비한 마이크로렌즈 기판이어도 좋다. 이 경우, 전술한 평 볼록 렌즈끼리를 서로 평면 측에서 접합하는 것에 의해, 양 볼록 렌즈를 구비한 마이크로렌즈 기판을 얻을 수 있다.

<마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법>

다음에, 본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조에 이용하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(오목부 구비 기판)의 제조 방법에 대하여, 도 3 내지 도 7을 참조하면서 설명한다.

또, 도 3 내지 도 7은 도 1의 B-B선 단면도에 대응한 단면을 나타내고 있다. 또한, 이하에 나타내는 설명에서는, 기판의 표면에 형성된 마스크에, 물리적 방법 또는 레이저광의 조사에 의해 초기 구멍을 형성하고, 그 후, 에칭을 행함으로써 소망(소망의 형상이나 치수)의 렌즈용 오목부(마이크로렌즈용 오목부)를 형성하는 방법을 예로 들어 설명하지만, 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법은 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 기판의 표면에 형성된 마스크에 포토리소그래피 기술 등에 의해 개구부를 형성하고, 에칭을 행함으로써 렌즈용 오목부를 형성하는 방법 등, 어떠한 것이라도 좋다.

본 실시예에서는, 우선, 기판의 표면에 형성된 마스크에, 물리적 방법 또는 레이저광의 조사에 의해 제 1 오목부를 위한 초기 구멍을 형성하고, 그 후, 에칭을 행함으로써, 소망(소망의 형상이나 치수)의 제 1 마이크로렌즈용 오목부(제 1 오목부)를 형성한다. 그리고, 제 1 오목부가 형성된 기판에, 제 1 오목부의 형성과 마찬가지로, 제 2 오목부를 형성한다. 또, 실제로는 기판 상에 다수의 마이크로렌즈용 오목부를 형성하지만, 여기서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해, 그 일부분을 도시하여 설명한다.

우선, 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)을 제조하기 위한 기판(21)을 준 비한다.

이 기판(21)은 두께가 균일하고, 휨이나 상처가 없는 것이 적합하게 이용된다. 또한, 기판(21)은 세정 등에 의해, 그 표면이 청정화되어 있는 것이 바람직하다.

기판(21)의 재료로는, 무알칼리 유리, 소다 유리, 결정성 유리, 석영 유리, 납 유리, 칼륨 유리, 보로실리케이트 유리 등을 들 수 있지만, 그 중에서도, 무알칼리 유리, 결정성 유리(예컨대, 네오세람 등)가 바람직하다. 무알칼리 유리, 결정성 유리는 가공이 용이하고, 또한 비교적 염가이며, 제조 비용의 면으로도 유리하다.

기판(21)의 두께는 기판(21)을 구성하는 재료, 굴절율 등의 여러 가지의 조건에 따라 다르지만, 통상, 0.3∼3㎜ 정도인 것이 바람직하고, 0.5∼2㎜ 정도인 것이 보다 바람직하다. 두께를 이 범위 내로 하면, 필요한 광학 특성을 구비한 조밀한 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)을 얻을 수 있다.

<1> 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 준비한 기판(21)의 표면에 마스크(22)를 형성한다(제 1 마스크 형성 공정). 또한, 이와 함께, 기판(21)의 이면(마스크(22)를 형성하는 면과 반대측의 면)에 이면 보호층(23)을 형성한다. 물론, 마스크(22) 및 이면 보호층(23)은 동시에 형성할 수도 있다.

마스크(22)는 후술하는 공정 <2>에서 물리적 방법 또는 레이저광의 조사에 의해 제 1 초기 구멍(221)을 형성할 수 있고, 또한 후술하는 공정 <3>에 있어서의 에칭에 대한 내성을 갖는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 마스크(22)는 에칭률 이 기판(21)과 대략 같거나 또는, 기판(21)에 비해 작게 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 관점에서는, 이 마스크(22)를 구성하는 재료로는, 예컨대, Cr, Au, Ni, Ti, Pt 등의 금속이나 이들로부터 선택되는 2종 이상을 포함하는 합금, 상기 금속의 산화물(금속 산화물), 실리콘, 수지 등을 들 수 있다. 또한, 마스크(22)를 Cr/Au와 같이 다른 재료로 이루어지는 복수층의 적층 구조로 하여도 좋다.

마스크(22)의 형성 방법은, 특히, 한정되지는 않지만, 마스크(22)를 Cr, Au 등의 금속 재료(합금을 포함함)나 금속 산화물(예컨대, 산화 Cr)로 구성하는 경우, 마스크(22)는, 예컨대, 증착법이나 스퍼터링법 등에 의해, 적합하게 형성할 수 있다. 또한, 마스크(22)를 실리콘으로 구성하는 경우, 마스크(22)는, 예컨대, 스퍼터링법이나 CVD법 등에 의해, 적합하게 형성할 수 있다.

마스크(22)가 주로 산화 Cr 또는 Cr로 구성되는 것이면, 후술하는 제 1 초기 구멍 형성 공정에서 제 1 초기 구멍(221)을 용이하게 형성할 수 있고, 또한 후술하는 제 1 에칭 공정에서는 기판(21)을 보다 확실하게 보호할 수 있다. 또한, 마스크(22)가 주로 Cr로 구성된 것이면, 예컨대, 후술하는 제 1 초기 구멍 형성 공정에서, 에칭액으로서 1수소 2플루오르화 암모늄 용액을 이용할 수 있다. 1수소 2플루오르화 암모늄은 4wt% 이하의 농도에서는 독극물이 아니기 때문에, 작업 중인 인체나 환경에의 영향을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

마스크(22)가 주로 Au로 구성되는 것이면, 마스크(22)의 막 두께를 비교적 큰 것으로 함으로써, 예컨대, 후술하는 공정 <2>에서의 제 1 초기 구멍(221)의 형 성을 쇼트 블라스트 처리에 의해 실행하는 경우에, 투사재(shot ball)의 충돌 시의 충격을 완화하고, 형성되는 제 1 초기 구멍(221)의 형상을, 보다 우수한 밸런스를 갖게 할 수 있다.

또한, 예컨대, 마스크(22)가 후술하는 공정 <3>에서 소정의 에칭률로 에칭 가능한 재료로 구성되고, 또한 마스크(22)가 비교적 두껍게 형성되어 있는 경우에는, 후술하는 공정 <2>에서 제 1 초기 구멍뿐만 아니라, 제 2 오목부 형성을 위한 개구를 제 1 초기 구멍보다도 얕게 형성함으로써, 그 후, 후술하는 공정 <3>만으로 제 1 오목부 및 제 2 오목부를 기판 상에 형성하는 것이 가능하다. 이 때, 상기 개구에서 마스크가 후술의 공정 <3>에서 식각되는 것에 의해, 제 1 오목부, 제 2 오목부의 순으로 이들이 시간차를 갖고 기판 상에 형성된다. 이에 따라, 후술의 공정 <4>, 후술의 공정 <5>의 <B1>∼<B3>이 불필요해져, 제조 공정이 간략화된다.

마스크(22)의 두께는 마스크(22)를 구성하는 재료에 따라 다르지만, 0.05∼2.0㎛ 정도가 바람직하고, 0.1∼0.5㎛ 정도가 보다 바람직하다. 두께가 상기 하한값 미만이면, 마스크(22)의 구성 재료 등에 따라서는, 후술하는 공정 <2>에서의 제 1 초기 구멍(221)의 형성을 샷 블래스트 처리(shot blast processing)에 의해 실행하는 경우에, 샷의 충격을 충분히 완화하는 것이 곤란하게 되어, 형성되는 제 1 초기 구멍(221)의 형상이 왜곡될 가능성이 있다. 또한, 후술하는 공정 <3>에서 습식 에칭을 실시할 때에, 기판(21)의 마스킹한 부분을 충분히 보호할 수 없을 가능성이 있다. 한편, 상한값을 초과하면, 물리적 방법 또는 레이저광의 조사에 의해 제 1 초기 구멍(221)을 형성하기가 곤란하게 되는 것 외에 마스크(22)의 구성 재료 등에 따라서는, 마스크(22)의 내부 응력에 의해 마스크(22)가 벗겨지기 쉽게 되는 경우가 있다.

또, 이면 보호층(23)은 다음 공정 이후에서 기판(21)의 이면을 보호하기 위한 것이다.

이 이면 보호층(23)에 의해, 기판(21)의 이면의 침식, 열화 등이 적합하게 방지된다. 이 이면 보호층(23)은, 예컨대, 마스크(22)와 마찬가지의 재료로 구성되어 있다. 이 때문에, 이면 보호층(23)은 마스크(22)의 형성과 동시에, 마스크(22)와 마찬가지로 마련할 수 있다.

<2> 다음에, 도 3(b) 및 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 마스크(22)에, 물리적 방법 또는 레이저광의 조사에 의해, 후술하는 공정 <3>에서의 에칭 시에 제 1 오목부(24)의 형성을 위한 마스크 개구로 되는 제 1 초기 구멍(221)을 복수 형성한다(제 1 초기 구멍 형성 공정).

레이저광의 조사에 의해 제 1 초기 구멍(221)을 형성하는 경우, 사용하는 레이저광의 종류로는, 특히 한정되지는 않지만, 루비 레이저, 반도체 레이저, YAG 레이저, 펨토세컨드(femtosecond) 레이저, 유리 레이저, YVO₄레이저, Ne-He 레이저, Ar 레이저, CO₂레이저 등을 들 수 있다. 레이저광의 조사에 의해 제 1 초기 구멍(221)을 형성하는 경우, 형성되는 제 1 초기 구멍(221)의 크기나, 인접하는 제 1 초기 구멍(221)끼리의 간격 등을 용이하고 또한 정확하게 제어할 수 있다.

또한, 제 1 초기 구멍(221)을 형성하는 물리적 방법으로는, 예컨대, 샷 블래 스트, 샌드 블래스트 등의 블래스트 처리, 프레스, 도트프린터, 태이핑, 러빙 등의 방법을 들 수 있다. 블래스트 처리에 의해 제 1 초기 구멍(221)을 형성하는 경우, 비교적 큰 면적(제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)를 형성해야 할 영역의 면적)의 기판(21)에도, 보다 단 시간에 효율적으로, 제 1 초기 구멍(221)을 형성할 수 있다.

여기서는, 특히, 레이저광의 조사에 의해, 마스크(22)에 제 1 초기 구멍(221)을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다.

레이저광의 조사에 의해 마스크(22)에 제 1 초기 구멍(221)을 형성하는 경우, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 기판(21)의 마스크(22)가 형성된 면에 대향하는 쪽에, 당해 면에 대하여 수직으로 배치한 레이저(50)로부터, 마스크(22)의 표면을 향해 레이저광(51)을 조사함으로써, 마스크(22)에 제 1 초기 구멍(221)을 형성한다. 도면 중 화살표 A1, A2로 나타내는 바와 같이, 레이저(50)를 이동시키면서, 마스크(22)의 전면에 걸쳐 레이저광(51)의 조사를 간헐적으로 실행하여, 복수의 제 1 초기 구멍(221)을 마스크(22)의 전면에 걸쳐 형성한다.

본 예에서는, 복수의 제 1 초기 구멍(221)은 마스크(22)의 전면에 걸쳐 격자 형상으로 위치하고 있다. 이에 따라, 인접하는 제 1 초기 구멍(221)끼리의 간격이 모든 초기 구멍(221)에 대하여 같게 되므로, 후술의 공정 <3>에서의 에칭에 의한 기판(21)의 식각량을 용이하게 소망량으로 제어할 수 있다.

또, 제 1 초기 구멍(221)의 위치는 전술한 격자 형상에 한하지 않고, 지그재그 형상이어도 좋고, 또한 랜덤이어도 좋으며, 얻어야 할 마이크로렌즈 기판이나 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 형태에 따라 적절히 선택할 수 있다.

이와 같이 마스크(22)에 대하여 레이저광(51)을 조사하고, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 마스크(22)에 제 1 초기 구멍(221)을 형성한다.

형성된 제 1 초기 구멍(221)은 마스크(22)의 전면에 걸쳐 치우치지 않게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 형성된 제 1 초기 구멍(221)은, 후술하는 공정 <3>에서 습식 에칭을 실시했을 때에, 기판(21) 표면의 평평한 면이 작아지고, 제 1 오목부(24)의 가장자리끼리가 접할 정도로, 작은 구멍이 어느 정도의 간격으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 예컨대, 형성된 제 1 초기 구멍(221)의 평면에서 본 형상은 대략 원형이며, 그 평균 직경은 2∼10㎛인 것이 바람직하다. 또한, 제 1 초기 구멍(221)은 마스크(22) 상에 1,000∼1,000,000개/㎠의 비율로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 10,000∼500,000개/㎠의 비율로 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 또, 제 1 초기 구멍(221)의 형상은 원형 또는 대략 원형에 한정되지 않고, 타원형 또는 대략 타원형이어도 좋고, 또한 가마니 형상(shape of straw bag)과 같은 형상이어도 좋다.

또한, 마스크(22)에 제 1 초기 구멍(221)을 형성할 때, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 마스크(22)뿐만 아니라 기판(21) 표면의 일부도 동시에 제거하고, 초기 오목부(211)를 형성하여도 좋다. 이에 따라, 후술하는 공정 <3>에서 에칭을 실시할 때에, 에칭액과의 접촉 면적이 커져, 침식을 적합하게 개시할 수 있다. 또한, 이 초기 오목부(211)의 깊이의 조정에 의해, 제 1 오목부(24)의 깊이(렌즈의 최대 두께 요)를 조정할 수도 있다.

초기 오목부(211)의 깊이는, 특별히 한정되지는 않지만, 5㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.1∼0.5㎛ 정도로 하는 것이 보다 바람직하다.

이상의 설명에서는, 레이저광의 조사에 의해 제 1 초기 구멍(221)을 형성하는 방법에 대해 설명했지만, 상술한 바와 같이, 제 1 초기 구멍(221)은 레이저광의 조사 이외의 방법(예컨대, 샷 블래스트 등의 블래스트 처리, 프레스, 도트프린터, 태이핑, 러빙 등의 방법)으로 형성된 것이라도 좋다.

샷 블래스트에 의해 제 1 초기 구멍(221)을 형성하는 경우, 투사재로는, 스틸 그리드, 갈색 알루미나, 백색 알루미나, 글래스 비드, 스테인리스 스틸 비드, 가닛(garnet), 규사(silica sand), 플라스틱, 컷 와이어, 슬래그 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 특히, 글라스 비드가 바람직하다. 이에 따라 마스크(22)에 제 1 초기 구멍(221)을 적합하게 형성할 수 있다.

이러한 투사재의 평균 직경은 20∼200㎛인 것이 바람직하고, 50∼100㎛인 것이 보다 바람직하다. 투사재의 평균 직경이 상기 하한값 미만이면, 초기 구멍을 효율적으로 형성하기가 곤란하게 되거나, 또한, 투사재끼리가 흡착하여 상기 상한값을 초과하는 크기의 덩어리가 형성되는 경우가 있다. 한편, 투사재의 평균 직경이 상기 상한값을 초과하면, 형성되는 초기 구멍이 지나치게 커지거나, 초기 구멍끼리가 이어져, 이형(異形)의 초기 구멍이 형성되기 쉽게 된다.

상기 투사재의 분사압은 1∼10㎏/㎠인 것이 바람직하고, 3∼5㎏/㎠인 것이 보다 바람직하다. 상기 투사재의 분사압이 상기 하한값 미만이면, 샷의 충격이 약 해져, 마스크(22)에 확실하게 제 1 초기 구멍(221)을 형성하기가 곤란하게 되는 경우가 있다. 한편, 상기 투사재의 분사압이 상기 상한값을 초과하면, 샷의 충격이 지나치게 강하여, 투사재가 찌부러지거나, 충격에 의해 제 1 초기 구멍(221)의 형상이 왜곡될 가능성이 있다.

또한, 상기 투사재의 분사 밀도는 10∼100㎏/㎡인 것이 바람직하고, 30∼50㎏/㎡인 것이 보다 바람직하다. 상기 투사재의 분사 밀도가 상기 하한값 미만이면, 샷 수가 적어져, 마스크(22)의 전면에 걸쳐 치우치지 않게 제 1 초기 구멍(221)을 형성하는데 시간이 걸린다. 한편, 상기 투사재의 분사 밀도가 상기 상한값을 초과하면, 제 1 초기 구멍(221)이 겹쳐 형성되어, 초기 구멍끼리 이어져 큰 구멍으로 되거나, 이형의 초기 구멍이 형성되기 쉽게 된다.

프레스에 의해 제 1 초기 구멍(221)을 형성하는 경우에는, 예컨대, 소정 패턴으로 돌기부가 형성된 롤러를 마스크(22)에 가압해서 마스크(22) 상을 굴림으로써, 제 1 초기 구멍(221)을 형성할 수 있다.

또한, 형성된 마스크(22)에 대하여 물리적 방법 또는 레이저광의 조사로 제 1 초기 구멍(221)을 형성하는 것뿐만 아니라, 예컨대, 기판(21)에 마스크(22)를 형성할 때에, 미리 기판(21) 상에 소정 패턴으로 이물질을 배치하여 두고, 그 위에 마스크(22)를 형성함으로써 마스크(22)에 적극적으로 결함을 형성하고, 당해 결함을 제 1 초기 구멍(221)으로 하여도 좋다.

본 발명에서는, 오목부 구비 기판의 제조 방법은 특히 한정되지 않지만, 상기한 바와 같은 물리적인 방법 또는 레이저광의 조사로 마스크에 초기 구멍을 형성 하는 것으로, 보다 간단하고 또한 저렴하게 마스크(22)에 소정 패턴의 개구부(제 1 초기 구멍(221))를 형성할 수 있다. 또한, 물리적인 방법 또는 레이저광의 조사에 의하면, 큰 기판에 대한 처리도 용이하게 실행할 수 있다.

또한, 형성되는 제 1 초기 구멍(221)의 배치는 특히 한정되지 않고, 규칙적인 패턴이라도 좋고, 랜덤 패턴이어도 좋지만, 얻어지는 오목부 구비 기판(마이크로렌즈용 오목부 구비 기판)을, 후술하는 바와 같은 스크린, 리어형 프로젝터의 제조에 이용하는 경우에는, 랜덤 패턴이면, 예컨대, 이른바 므와레 등의 간섭 패턴의 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

<3> 다음에, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 마스크(22)가 실시된 기판(21)에 에칭을 실시하고, 기판(21) 상에 다수의 제 1 오목부(24)를 형성한다(제 1 에칭 공정). 그 때, 제 1 오목부(24)의 크기는 상술한 제 1 마이크로렌즈(11)의 크기에 대응한 크기로 한다. 즉, 얻어진 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)에 의해 마이크로렌즈 기판(1)을 제조했을 때에, 제 1 마이크로렌즈(11)가 전술한 소망하는 크기로 되도록, 제 1 오목부(24)의 크기가 설정된다.

이 에칭의 방법은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 습식 에칭, 건식 에칭 등을 들 수 있다. 이하의 설명에서는, 습식 에칭을 이용하는 경우를 예로 들어 설명한다.

제 1 초기 구멍(221)이 형성된 마스크(22)로 피복된 기판(21)에 대하여, 에칭(습식 에칭)을 행함으로써, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 기판(21)은 마스크(22)가 존재하지 않는 부분, 즉 제 1 초기 구멍(221)에서 식각되고, 기판(21) 상에 다수의 제 1 오목부(24)가 형성된다.

또한, 본 실시예에서는, 공정 <2>에서 마스크(22)에 제 1 초기 구멍(221)을 형성했을 때, 기판(21)의 표면에 초기 오목부(211)를 형성하고 있다. 이에 따라, 에칭 시, 에칭액과의 접촉 면적이 커져, 침식을 적합하게 개시할 수 있다.

또한, 습식 에칭법을 이용하면, 제 1 오목부(24)를 적합하게 형성할 수 있다. 그리고, 에칭액으로서, 예컨대, 플루오르산 또는 플루오르화물 이온을 포함하는 에칭액(불산계 에칭액)을 이용하면, 기판(21)을 보다 선택적으로 식각할 수 있어, 제 1 오목부(24)를 적합하게 형성할 수 있다.

마스크(22)가 주로 Cr으로 구성된 것인 경우, 플루오르산계 에칭액으로는, 1수소 2플루오르화 암모늄 용액이 특히 바람직하다. 1수소 2플루오르화 암모늄 용액은 4wt% 이하의 농도에서는 독극물이 아니기 때문에, 작업중인 인체나 환경에의 영향을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 습식 에칭에 의하면, 건식 에칭에 비해 간단한 장치로 처리를 행할 수 있고, 또한, 한번에 많은 기판에 대하여 처리를 행할 수 있다. 이에 따라 생산성이 향상되고, 저렴하게 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)을 제공할 수 있다. 그 결과, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린, 리어형 프로젝터 등의 생산성도 향상하여, 생산 비용의 절감을 더욱 도모할 수 있다.

<4> 다음에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 마스크(22)를 제거한다(제 1 마스크 제거 공정).

마스크(22)가 주로 Cr로 구성된 것인 경우, 마스크(22)의 제거는, 예컨대, 초산 제 2 세륨 암모늄(cerium ammonium nitrate)과 과염소산을 포함하는 혼합물을 이용한 에칭에 의해 실행할 수 있다.

<5> 또한, 공정 <4>에서 마스크(22)를 제거한 후, 기판(21) 상에 새로운 마스크(26)를 형성하고, 마스크 형성-초기 구멍 형성-습식 에칭-마스크 제거의 일련의 공정을 반복해서 실행한다. 이하, 구체적인 일례에 대해 설명한다.

<B1> 우선, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이 제 1 오목부(24)가 형성된 기판(21) 상에 새로운 마스크(26)를 형성한다. 마스크(26)는 상술한 마스크(22)와 마찬가지로 해서 형성할 수 있다(제 2 마스크 형성 공정).

<B2> 다음에, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 상술한 바와 같은 물리적 방법 또는 레이저광의 조사에 의해, 제 1 초기 구멍(221)끼리의 사이에, 예컨대, 중간 위치에 마스크(26)로 제 2 초기 구멍(261)을 형성한다(제 2 초기 구멍 형성 공정). 이 때, 기판(21)의 표면에 초기 오목부(212)를 형성하여도 좋다.

<B3> 그 후, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 마스크(26)를 거쳐, 기판(21)에 상기와 마찬가지의 에칭을 실시하고, 제 2 오목부(25)를 형성한다(제 2 에칭 공정). 이 때, 예컨대, 제 2 오목부(25)가 제 1 오목부(24)보다도 작아지도록, 에칭액 농도나 에칭 처리 시간 등을 조정한다. 또한, 제 2 오목부(25)의 크기는 상술한 제 2 마이크로렌즈(12)의 크기에 대응한 크기로 한다. 즉, 얻어진 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)에 의해 마이크로렌즈 기판(1)을 제조했을 때에, 제 2 마이크로렌즈(12)가 전술한 소망 크기로 되도록, 제 2 오목부(25)의 크기가 설정된다.

<B4> 마지막으로, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 마스크(26)를 기판(21)으 로부터 제거한다(제 2 마스크 제거 공정). 이 때, 이면 보호층(23)도 기판(21)으로부터 제거한다.

<B1>∼<B4>의 공정은 상술한 <1>∼<4>의 공정과 마찬가지의 방법으로 각각 실행할 수 있다.

이와 같이 일련의 공정을 2회 반복해서 실행함으로써 기판(21)의 전면에 걸쳐 치우침 없이 제 1 오목부(24) 및 제 2 오목부(25)를 형성할 수 있고, 또한 제 1 오목부(24) 및 제 2 오목부(25) 각각의 형상을 동일하고 균일하게 갖출 수 있다.

또한, 각 공정에서의 조건을, 제 1과 제 2로 변경하여 행함으로써, 형성되는 제 1 오목부(24) 및 제 2 오목부(25)의 형상(크기, 깊이, 곡율, 오목면 형상 등)을 조정하여 소망 형상으로 할 수 있다.

예컨대, 제 1 초기 구멍 형성 공정에서, 레이저광(51)의 직경이나 강도, 처리 시간 등의 조건을 변경함으로써, 마스크(22)에 형성되는 제 1 초기 구멍(221)의 크기나, 기판(21)에 형성되는 초기 오목부(211)의 크기나 깊이 등을 조정할 수 있다.

또한, 제 1 마스크 제거 공정을 행하지 않고, 제 2 초기 구멍 형성 공정에 있어서, 제 1 마스크 형성 공정에서 형성된 마스크에 제 2 초기 구멍을 형성하도록 하여도 좋다. 이 경우, 제 1 에칭 공정에서는 제 1 오목부를 도중까지 형성해 두고, 제 2 에칭 공정에서 제 2 오목부를 형성하고, 또한 제 1 오목부를 최후까지 형성하도록 할 수 있다. 이에 따라, 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 공정이 간략화된다.

또한, 예컨대, 제 1 초기 구멍 형성 공정 및/또는 제 2 초기 구멍 형성 공정 중 적어도 1회를 상술한 바와 같은 물리적 방법, 레이저광의 조사 이외의 방법(예컨대, 포토리소그래피 기술을 이용한 방법 등)으로 행하여도 좋다.

또한, 제 1 에칭 공정이나 제 2 에칭 공정에 있어 복수 단계에서 에칭을 행하고, 그 때 에칭률을 변경함으로써 형성되는 제 1 오목부(24)나 제 2 오목부(25)의 형상을 조정할 수 있다. 예컨대, 에칭률을 점차로 작게 함으로써, 형성되는 복수의 제 1 오목부(24)나 제 2 오목부(25)의 형상을 동일하고 균일하게 갖출 수 있다.

또한, 초기 구멍(221)의 크기, 초기 오목부(211)의 크기나 깊이 등을 변경하고, 또한 에칭률을 변경함으로써, 형성되는 제 1 오목부(24) 및 제 2 오목부를 소망하는 비구면 형상으로 할 수도 있다.

또, 상술한 바와 같은 일련의 공정을 반복해서 실행하는 경우, 이면 보호층(23)은 공정 <4> 이후에서 반복해서 사용되지 않고, <4>의 공정 등에서 제거되고 공정 <5>에서 다시 형성되는 것이라도 좋다.

이상에 의해, 도 7(b) 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 서로 크기가 다른 제 1 오목부(24) 및 제 2 오목부(25)가 기판(21) 상에 다수 형성된 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)이 얻어진다. 또, 여기서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 기판(21)에 형성된 제 1 오목부(24) 및 제 2 오목부(25)는 규칙적으로 배치되어 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 랜덤으로 제 1 오목부(24)나 제 2 오목부(25)를 형성하여도 좋다.

또한, 제 1 에칭 공정에서 먼저 제 2 오목부(25)를 형성하고, 그 후, 제 2 에칭 공정에서 제 1 오목부(24)를 형성하여도 좋다. 즉, 제 1 에칭 공정에서 형성되는 오목부를, 제 2 에칭 공정에서 형성되는 오목부보다도 크게 하여도 좋다.

또한, 제 1 오목부(24)끼리의 사이에, 제 2 오목부(25)에 부가하여, 제 3 오목부를 기판 상에 더 형성하여도 좋다. 이에 따라, 제 3 오목부에 의해 제 1 오목부끼리의 사이에서의 평탄부의 면적이 더욱 감소되므로, 얻어진 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판에 의해 제조된 마이크로렌즈 기판은 우수한 시야각 특성을 갖게 된다.

또한, 물리적인 방법 또는 레이저광의 조사에 의해 마스크(22)나 마스크(26)에 초기 구멍을 형성함으로써, 보다 간단하고 또한 저렴하게 마스크(22)나 마스크(26)에 소정 패턴으로 개구부(초기 구멍(221)이나 초기 구멍(261))를 형성할 수 있다. 이에 따라 생산성이 향상되고, 저렴하게 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)을 제공할 수 있다. 그 결과, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린, 리어형 프로젝터 등의 생산성도 향상하고, 생산 비용의 절감을 더욱 도모할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 방법에 의하면, 대형의 기판에 대한 처리도 용이하게 실행할 수 있다. 즉, 대형 기판을 제조하는 경우에, 복수의 기판을 접합할 필요가 없어져, 접합 이음매를 없앨 수 있다. 이에 따라 고품질의 대형 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 간편한 방법으로 저렴하게 제조할 수도 있다.

<마이크로렌즈 기판(1)의 제조 방법>

이하, 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)을 이용하여, 마이크로렌즈 기판(1)을 제조하는 방법에 대해, 도 9를 참조하면서 설명한다.

또, 본 발명의 마이크로렌즈 기판은 이하에 설명하는 투과형 스크린이나 리어형 프로젝터 이외에도, 예컨대, 액정 표시 장치(액정 패널), 유기 또는 무기 EL(Electroluminescence : 전계 발광) 표시 장치, CCD, 광통신 소자 등의 각종 전기 광학 장치, 그 밖의 장치 등에 이용할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명의 마이크로렌즈 기판은, 예컨대, 상술한 바와 같이 하여 제조된 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)을 틀(mold)로서 이용한 2P법(광중합(photopolymerization)) 등에 의해 제조할 수 있다.

이하, 2P법에 의한 마이크로렌즈 기판(1)의 제조 방법을 도 9를 참조하면서 설명한다.

<C1> 우선, 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 마이크로렌즈용 제 1 오목부(24) 및 제 2 오목부(25)가 형성된 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)을 준비한다. 본 방법에서는, 이 제 1 오목부(24) 및 제 2 오목부(25)가 형성된 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)을 틀로서 이용한다. 이들 오목부(24, 25)에 수지가 충전되는 것에 의해, 마이크로렌즈(11, 12)가 형성된다. 또, 제 1 오목부(24) 및 제 2 오목부(25)의 내면에는, 예컨대, 이형제 등이 도포되어 있어도 좋다. 그리고, 이 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2)을, 예컨대, 제 1 오목부(24) 및 제 2 오목부(25)가 수직 상방으로 개방하도록 설치한다.

<C2> 다음에, 제 1 오목부(24) 및 제 2 오목부(25)가 형성된 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2) 상에, 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)를 갖는 수지층(마이크로렌즈 기판(1))을 구성하는 것으로 되는 미경화 수지를 공급한다.

<C3> 다음에, 이러한 수지에 기판(3)을 접합하고, 가압·밀착시킨다.

기판(3)은 두께가 균일하고, 휨이나 상처가 없는 것이 적합하게 이용된다. 기판(3)의 재료로는, 폴리아미드(예 : 나일론6, 나일론46, 나일론66, 나일론610, 나일론612, 나일론11, 나일론12, 나일론6-12, 나일론6-66), 열가소성 폴리이미드, 방향족 폴리에스테르 등의 액정 폴리머, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 등의 폴리올레핀, 변형 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 아크릴(메타크릴), 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리아세탈 등의 열가소성 수지, 비스페놀형, 노볼락형, 나프탈렌계 등의 각종 에폭시 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 폴리에스테르(불포화 폴리에스테르) 수지, 폴리이미드 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지 등의 열경화성 수지 등이나, 이들을 주로 하는 공중합체, 혼합체, 폴리머 합금 등의 수지 재료 등, 유리 등을 들 수 있지만, 그 중에서도, 아크릴, 폴리카보네이트가 바람직하다. 기판(2)으로서, 아크릴, 폴리카보네이트로 구성된 것을 이용함으로써, 얻어지는 마이크로렌즈 기판(1)을 바람직한 광학 특성을 갖는 것으로 할 수 있다. 또한, 아크릴, 폴리카보네이트는 비교적 염가 이며, 제조 비용의 면으로부터도 유리하다.

<C4> 다음에, 상기 수지를 경화시킨다. 이 경화 방법은 수지의 종류에 의해 적절히 선택되고, 예컨대, 자외선 조사, 가열, 전자선 조사 등을 들 수 있다.

이에 따라, 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)를 갖는 수지층, 즉 마이크로렌즈 기판(1)이 형성된다. 이 마이크로렌즈 기판(1)은 제 1 오목부(24) 내 및 제 2 오목부(25) 내에 충전된 수지에 의해, 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)가 형성된다.

<C5> 다음에, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 틀인 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판(2) 및 기판(3)을 마이크로렌즈 기판(1)으로 분리한다. 또, 마이크로렌즈 기판(1)으로부터 기판(3)을 분리하지 않고, 마이크로렌즈 기판(1)과 기판(3)이 접합된 상태 그대로인 것을 마이크로렌즈 기판으로 하여도 좋다.

또한, 상술한 설명에서는, 마이크로렌즈를 1면에만 형성한 평볼록 렌즈(평볼록형 마이크로렌즈)를 구비한 것을 마이크로렌즈 기판(1)으로 하고 있지만, 본 발명의 마이크로렌즈 기판은 이것에 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 2면에 마이크로렌즈가 형성된 양볼록 렌즈를 구비한 마이크로렌즈 기판이어도 좋다. 이 경우, 예컨대, 상술한 평볼록 렌즈를 두 장 이용하고, 이들을 서로 평면측에서 접합하는 것에 의해, 양볼록 렌즈를 구비한 마이크로렌즈 기판을 얻을 수 있다. 또한, 한 장의 기판의 양면에 마이크로렌즈를 형성하여도 좋다.

여기서, 마이크로렌즈 기판의 다른 실시예를 설명한다.

<마이크로렌즈 기판의 다른 실시예>

도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 마이크로렌즈(11)끼리의 사이에, 제 2 마이크로렌즈(12)에 부가하여, 제 3 마이크로렌즈(14)를 기판 상에 더 형성하여도 좋다. 이에 따라, 제 3 마이크로렌즈(14)에 의해 제 1 마이크로렌즈(11)끼리의 사이에서의 평탄부의 면적이 더 감소되므로, 얻어진 마이크로렌즈 기판은 우수한 시야각 특성을 갖게 된다.

또한, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 복수의 제 1 마이크로렌즈(11)가 지그재그 형상으로 배치되어 있어도 좋다. 이 경우, 복수의 제 1 마이크로렌즈(11)는 보다 밀도있게 배치되고, 이에 따라 제 2 마이크로렌즈(12')는 소직경화되게 된다.

또한, 도 11(a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 마이크로렌즈(11')가 가마니 형상으로 되어 있어도 좋고, 또한, 이 제 1 마이크로렌즈(11')를, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 격자 형상으로 배치하여도 좋다.

또한, 도 12(a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 마이크로렌즈(11")가 원형의 마이크로렌즈를 상하 방향에서의 양 단부에서 결여된 형상으로 되어있어도 좋고, 또한, 이 제 1 마이크로렌즈(11")를, 도 12(b)에 나타내는 바와 같이, 격자 형상으로 배치하여도 좋다.

<투과형 스크린>

다음에, 도 1에 나타낸 마이크로렌즈 기판(1)을 이용한 투과형 스크린에 대 하여, 도 13, 도 14를 참조하면서 설명한다. 도 13은 본 발명의 투과형 스크린의 광학계를 모식적으로 나타내는 종단면도, 도 14는 도 13에 나타내는 투과형 스크린의 분해 사시도이다.

이 투과형 스크린(200)은 출사면측 표면에 프레넬 렌즈가 형성된 프레넬 렌즈부(210)와, 프레넬 렌즈부(210)의 출사면 측에 배치되어 입사면측 표면에 다수의 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)가 형성된 마이크로렌즈 기판(1)을 구비하고 있다.

이와 같이, 투과형 스크린(200)은 마이크로렌즈 기판(1)을 갖고 있다. 이에 따라, 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)를 이용한 경우에 비해 상하 방향의 시야각이 넓게 된다.

특히, 마이크로렌즈 기판(1)으로서, 제 1 마이크로렌즈(11)나 제 2 마이크로렌즈(12)가 랜덤하게 배치된 것을 이용하는 경우, 액정 등의 광 밸브나 프레넬 렌즈의 간섭을 보다 효과적으로 방지할 수 있어, 므와레(moire)의 발생을 거의 완전히 없앨 수 있게 된다. 이에 따라, 표시 품질이 좋은 우수한 투과형 스크린으로 된다.

또한, 상술한 바와 같은 방법에 따르면, 용이하게 대형의 마이크로렌즈 기판(마이크로렌즈 어레이부)을 제조할 수 있다. 이에 따라, 접합 이음매가 없는 고품질의 대형 스크린을 제조할 수 있다.

또, 본 발명의 투과형 스크린은 상술한 구성에 한정되지 않는다. 예컨대, 마이크로렌즈 기판(마이크로렌즈 어레이부)의 출사면측 또는 입사면 측에, 블랙 스 트라이프나 광 확산판이나 다른 마이크로렌즈를 더 채용한 투과형 스크린으로 할 수도 있다.

<리어형 프로젝터>

이하, 상기 투과형 스크린을 이용한 리어형 프로젝터에 대하여 설명한다.

동 도면에 나타내는 바와 같이, 리어형 프로젝터(300)는 투사 광학 유닛(310)과, 광 유도 미러(320)와, 투과형 스크린(330)이 본체(340)에 배치된 구성을 갖고 있다.

그리고, 이 리어형 프로젝터(300)는 그 투과형 스크린(330)으로서, 상술한 회절광이나 므와레가 발생하기 어려운 투과형 스크린(200)을 이용하고 있다. 이 때문에, 시야각이 넓고, 또한 므와레의 발생이 없이 표시 품질이 좋고 우수한 리어형 프로젝터로 된다.

또한, 본 발명의 방법에 의하면, 대형 기판에 대한 처리도 간단하고, 또한 적합하게 실행할 수 있다. 이에 따라, 예컨대, 고품질의 대형 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린, 리어형 프로젝터를 간편한 방법으로 저렴하게 제조할 수 있다.

이상, 본 발명의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판 및 그 제조 방법, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린 및 리어형 프로젝터에 대해, 도시의 실시예에 근거해 서 설명했지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 본 발명의 오목부 구비 기판의 제조 방법에서는, 필요에 따라, 임의의 소정 공정을 추가할 수도 있다.

또한, 전술한 설명에서는, 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법에 있어서, 기판의 표면에 형성된 마스크에, 물리적 방법 또는 레이저광의 조사에 의해 초기 구멍을 형성하고, 그 후, 에칭을 행함으로써, 렌즈용 오목부를 형성하는 방법을 예로 들어 설명했지만, 기판의 표면에 형성된 마스크에, 포토리소그래피 기술 등에 의해 개구부를 형성하고, 에칭을 행함으로써, 렌즈용 오목부를 형성하는 것이어도 좋다.

또한, 전술한 설명에서는, 초기 구멍 형성 공정에서, 레이저(50)를 1차원적으로 이동시키면서 레이저광의 조사를 행하는 구성에 대해 설명했지만, 레이저광의 조사는 레이저를 2차원적 또는 3차원적으로 이동시키면서 실행하는 것이어도 좋다.

또한, 전술한 설명에서는, 2P법에 의해 마이크로렌즈 기판을 제조하는 방법에 대하여 설명했지만, 마이크로렌즈는 2P법 이외의 방법에 의해 제조되는 것이어도 좋다.

또한, 전술한 설명에서는, 마이크로렌즈 기판(1)이 구비하는 제 1 마이크로렌즈(11) 및 제 2 마이크로렌즈(12)로서, 평볼록형 마이크로렌즈를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 두 장의 평볼록형 마이크로렌즈가 평면 측을 대향시켜 접합되어 이루어지는 양 볼록형 마이크로렌즈라도 좋다.

또한, 본 발명의 투과형 스크린, 리어형 프로젝터는 상술한 실시예와 같은 것에 한정되지 않고, 투과형 스크린, 리어형 프로젝터를 구성하는 각부는 마찬가지의 기능을 발휘할 수 있는 임의 구성의 것으로 치환할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 투과형 스크린은 마이크로렌즈 기판(1)의 출사면 측에, 블랙 매트릭스(차광부)나 광 확산판이나 다른 마이크로렌즈를 더 채용한 투과형 스크린이어도 좋다.

또, 상술한 설명에서는, 본 발명의 마이크로렌즈 기판을, 투과형 스크린 및 해당 투과형 스크린을 구비한 투사형 표시 장치에 이용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 마이크로렌즈 기판을, 예컨대, CCD, 광 통신 소자 등의 각종 전기 광학 장치, 액정 표시 장치(액정 패널), 유기 또는 무기 EL(Electroluminescence : 전계 발광) 표시 장치, 그 밖의 장치 등에 이용할 수 있는 것은 물론이다.

또한, 표시 장치도 리어 프로젝션형 표시 장치에 한정되지 않고, 예컨대, 프론트 프로젝션형 표시 장치에 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 이용할 수 있다.

(실시예)

(실시예 1)

아래와 같이, 마이크로렌즈용 오목부를 구비한 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 제조하고, 이 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 이용하여 마이크로렌즈 기판을 제조했다.

우선, 기판으로서, 1.2m×0.7m, 두께 0.7㎜의 무알칼리 유리 기판을 준비했다.

이 무알칼리 유리 기판을, 상온의 세정액(4wt%의 1수소 2플루오르화 암모늄 수용액)에 침지하고 세정해서, 그 표면을 청정화하였다.

-1A- 다음에, 이 무알칼리 유리 기판 상에, 스퍼터링법으로, 두께 0.15㎛의 Cr/산화 Cr막(마스크)을 형성했다.

-2A- 다음에, 마스크에 대하여 레이저 가공을 행하여, 마스크의 중앙부 113㎝×65㎝의 범위에 다수의 제 1 초기 구멍을 형성했다.

또, 레이저 가공은 YAG 레이저를 이용하여, 에너지 강도 2mW, 빔 직경 5㎛, 조사 시간 0.1㎳의 조건으로 행했다.

이에 따라, 마스크의 상기 범위 전면에 걸쳐, 격자 형상으로 복수의 제 1 초기 구멍이 형성되었다. 제 1 초기 구멍의 평균 직경은 5㎛이며, 제 1 초기 구멍의 형성 밀도는 2만개/㎠였다.

또한, 이 때, 무알칼리 유리 기판의 표면에 깊이 0.1㎛의 초기 오목부도 형성했다.

-3A- 다음에, 무알칼리 유리 기판에 습식 에칭을 실시하여, 소다 유리 기판 상에 다수의 제 1 오목부를 형성했다.

또, 습식 에칭은 에칭액으로서 4wt%의 1수소 2플루오르화 암모늄 수용액(상온)을 이용하고, 침지 시간은 12시간으로 했다.

-4A- 다음에, 무알칼리 유리 기판을, 초산 제2세륨 암모늄과 과염소산의 혼합 수용액에 30분간 침지하고, Cr/산화 Cr막(마스크)을 제거했다.

-5A- 다음에, 제 2 초기 구멍의 위치를 제 1 초기 구멍끼리의 중간 위치로 하고, 건식 에칭 시의 침지 시간을 5시간으로 한 이외에, 전술한 -1A- 내지 -4A-까지의 공정과 마찬가지로, 마스크 형성, 제 2 초기 구멍의 형성, 습식 에칭, 마스크 제거를 행했다. 이에 따라, 제 1 오목부끼리의 사이에 제 2 오목부를 형성했다.

-6A- 다음에, 제 3 초기 구멍의 위치를 무알칼리 유리 기판 상에서 제 1 초기 구멍 및 제 2 초기 구멍이 형성되어 있는 이외의 영역의 중심 위치로 하고, 습식 에칭 시의 침지 시간을 2시간으로 한 이외에, 전술한 -1A- 내지 -4A-까지의 공정과 마찬가지로, 마스크 형성, 제 3 초기 구멍의 형성, 습식 에칭, 마스크 제거를 행했다. 이에 따라, 제 1 오목부끼리의 사이에서, 또한, 제 1 오목부 및 제 2 오목부가 형성되어 있는 이외의 영역에 제 3 오목부를 형성했다.

이에 따라, 무알칼리 유리 기판 상에, 제 1 마이크로렌즈용 및 제 2 마이크로렌즈용의 다수의 오목부가 규칙적으로 형성된 웨이퍼 형상의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 얻었다.

이상과 같이 하여 제조된 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 이용하여, 2P법에 의해 마이크로렌즈 기판을 제작했다.

-7A- 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을, 오목부가 수직 상방으로 개방하도록 설치하고, 경화되지 않은 에폭시계 수지를 공급하고, 또한 수지 상에 유리 기판을 접합하여, 가압·밀착시켰다.

-8A- 다음에, 상기 수지를 경화시켰다. 이에 따라, 오목부 내에 충전된 수지에 의해, 마이크로렌즈가 형성되었다.

-9A- 다음에, 틀인 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 마이크로렌즈 기판으 로부터 분리하여, 마이크로렌즈 기판을 얻었다.

이에 따라, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 크기가 다른 제 1 마이크로렌즈 및 제 2 마이크로렌즈가 규칙적으로 다수 형성된 1.2m×0.7m의 마이크로렌즈 기판을 얻었다. 형성된 제 1 마이크로렌즈의 직경은 110㎛이며, 제 2 마이크로렌즈의 직경은 50㎛이며, 제 3 마이크로렌즈의 직경은 15㎛였다. 또한, 제 1 마이크로렌즈의 높이는 55㎛(=곡율 반경)이며, 제 2 마이크로렌즈의 높이는 25㎛(=곡율 반경)이며, 제 3 마이크로렌즈의 직경은 7.5㎛(=곡율 반경)였다. 또한, 제 1 마이크로렌즈, 제 2 마이크로렌즈 및 제 3 마이크로렌즈 각각의 587.56㎚의 광에 대한 광학농도는 0.2였다.

(실시예 2)

복수의 제 1 오목부의 위치를 지그재그 형상으로 한 것, 제 2 오목부의 크기를 전술한 실시예 1보다도 작게 한 것, 제 3 오목부를 형성하지 않은 것 이외에, 전술한 실시예 1과 마찬가지의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 얻었다.

이 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 이용하여 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 마이크로렌즈 기판을 얻었다. 이에 따라, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 복수의 제 1 마이크로렌즈의 위치를 지그재그 형상으로 한 것, 제 2 마이크로렌즈의 크기를 전술한 실시예 1보다도 작게 한 것, 제 3 마이크로렌즈를 형성하지 않은 것 이외에, 전술한 실시예 1과 마찬가지의 마이크로렌즈 기판을 얻었다.

얻어진 제 2 마이크로렌즈의 직경은 20㎛(=곡율 반경)였다. 또한, 제 2 마이크로렌즈의 높이는 10㎛(=곡율 반경)였다.

(실시예 3)

제 1 오목부의 가장자리 형상을 가마니 형상으로 한 것, 제 3 오목부를 형성하지 않은 것 이외에, 전술한 실시예 1과 마찬가지의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 얻었다. 이 때, 제 1 초기 구멍은 상하에 50㎛ 연장되는 긴 구멍으로 했다.

이 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 이용하여 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 마이크로렌즈 기판을 얻었다. 이에 따라, 도 11(a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 마이크로렌즈의 형상을 가마니 형상으로 한 것, 제 3 마이크로렌즈를 형성하지 않은 것 이외에, 전술한 실시예 1과 마찬가지의 마이크로렌즈 기판을 얻었다.

형성된 제 1 마이크로렌즈의 장축 방향에서의 길이는 150㎛이며, 제 1 마이크로렌즈의 단축 방향에서의 길이는 110㎛였다.

(실시예 4)

제 1 오목부의 가장자리 형상을 가마니 형상으로 한 것 이외에, 전술한 실시예 2와 마찬가지의 마이크로렌즈 오목부 구비 기판을 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 얻었다. 이 때, 제 1 초기 구멍은 상하로 50㎛ 연장하는 긴 구멍으로 했 다.

이 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 이용하여 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 마이크로렌즈 기판을 얻었다. 이에 따라, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 제 1 마이크로렌즈의 형상을 가마니 형상으로 한 것 이외에, 전술한 실시예 2와 마찬가지의 마이크로렌즈 기판을 얻었다.

얻어진 제 2 마이크로렌즈의 직경은 20㎛였다. 또한, 제 2 마이크로렌즈의 높이는 10㎛(=곡율 반경)였다.

(실시예 5)

상하 방향에서 제 1 오목부끼리의 거리를 전술한 실시예 1보다도 작게 하고, 제 1 오목부의 형상이 직경 110㎛인 원형 오목부를 상하 방향에서의 양 단부에서 결여된 형상으로 되어있는 것, 제 2 오목부의 크기를 전술한 실시예 1보다도 작게 한 것, 제 3 오목부를 제 2 오목부의 상하에만 형성하는 것 이외에, 전술한 실시예 1과 마찬가지의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 얻었다.

이 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 이용하여 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 마이크로렌즈용 기판을 얻었다. 이에 따라, 도 12(a)에 나타내는 바와 같이, 상하 방향에서 제 1 마이크로렌즈끼리의 거리를 전술한 실시예 1보다도 작게 하고, 제 1 마이크로렌즈의 형상이 직경 110㎛인 원형 마이크로렌즈를 상하 방향에서의 양 단부에서 결여된 형상으로 되어있는 것, 제 2 마이크로렌즈의 크기를 전술 한 실시예 1보다도 작게 한 것, 제 3 마이크로렌즈를 제 2 마이크로렌즈의 상하에만 형성하는 것 이외에, 전술한 실시예 1과 마찬가지의 마이크로렌즈 기판을 얻었다.

형성된 제 1 마이크로렌즈의 상하 방향에서의 길이는 80㎛이며, 제 2 마이크로렌즈의 직경은 25㎛이며, 제 3 마이크로렌즈의 직경은 10㎛였다. 또한, 제 2 마이크로렌즈의 높이는 12.5㎛(=곡율 반경)이며, 제 3 마이크로렌즈의 높이는 5㎛(=곡율 반경)였다.

(실시예 6)

제 1 오목부의 위치가 지그재그 형상으로 되어있는 것, 제 2 오목부의 크기를 전술한 실시예 5보다도 작게 한 것, 제 3 오목부를 형성하지 않은 것 이외에, 전술한 실시예 5와 마찬가지의 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 얻었다.

이 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 이용하여 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 마이크로렌즈용 기판을 얻었다. 이에 따라, 도 12(b)에 나타내는 바와 같이, 제 1 마이크로렌즈의 위치가 지그재그 형상으로 되어있는 것, 제 2 마이크로렌즈의 크기를 전술한 실시예 5보다도 작게 한 것, 제 3 마이크로렌즈를 형성하지 않은 것 이외에, 전술한 실시예 5와 마찬가지의 마이크로렌즈 기판을 얻었다.

얻어진 마이크로렌즈 기판의 제 2 마이크로렌즈의 직경은 8㎛였다. 또한, 제 2 마이크로렌즈의 높이는 4㎛(=곡율 반경)였다.

(실시예 7)

마스크를 Ni/산화 Ni막으로 하고, 공정 -2A-에서 제 1 초기 구멍뿐만 아니라, 제 2 오목부 형성을 위한 개구(오목부 형상)를 제 1 초기 구멍보다도 얕게 형성(깊이 0.1㎛)하고, 공정 -4A- 및 -5A-를 행하지 않고 공정 -3A-만으로 제 1 오목부 및 제 2 오목부를 무알칼리 유리 기판 상에 형성한 것 이외에, 전술한 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 얻었다.

그리고, 이 마이크로렌즈 오목부 구비 기판을 이용하여, 전술한 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 마이크로렌즈 기판을 얻었다.

(비교예 1)

제 2 마이크로렌즈 및 제 3 마이크로렌즈가 형성되어 있지 않은 것 이외에, 실시예 1과 마찬가지의 마이크로렌즈 기판을, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 얻었다.

(비교예 2)

마이크로렌즈 끼리를 겹치도록 하여, 복수의 마이크로렌즈를 벌집 형상으로 배치한 것 이외에, 실시예 1과 마찬가지의 마이크로렌즈를 얻었다. 이 경우, 마이크로렌즈끼리의 사이에 평탄부가 전혀 존재하지 않고, 상기 마이크로렌즈는 원형 마이크로렌즈의 가장자리부를 잘라낸 것과 같은 6각형을 이루고 있다.

얻어진 마이크로렌즈 기판의 마이크로렌즈의 대각 방향에서의 길이는 110㎛ 였다.

(평가)

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 마이크로렌즈 기판을 이용하여, 도 10, 도 11에 나타내는 바와 같은 투과형 스크린을 제작하고, 해당 스크린을 이용하여 도 12에 나타내는 바와 같은 리어형 프로젝터를 제작했다.

얻어진 리어형 프로젝터의 투과형 스크린에 샘플 화상을 표시시킨 상태에서, 수평 방향에서의 시야각(광도가 1/2로 되는 각도(α각)와 광도가 1/3로 되는 각도(β각))을 고니오포토미터(goniophotometer)를 이용하여 측정했다.

그 결과를 표 1에 나타낸다.

그 결과, 각 실시예에서 얻어진 투과형 스크린을 구비한 리어형 프로젝터에서는, 비교예에서 얻어진 투과형 스크린을 구비한 리어형 프로젝터와 비교하여, α각, β각 모두 넓고, 우수한 시야각 특성을 갖는 것이 확인되었다. 또한, 각 실시 예에서 얻어진 리어형 프로젝터에서는, 각 시야각에서 밝은 화상이 표시되었다.

이에 대하여, 비교예에서 얻어진 투과형 스크린을 구비한 리어형 프로젝터에서는 광량차가 크고, 시야각 특성이 열악하였다.

본 발명에 의하면, 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판을 제조할 수 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판, 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린 및 리어형 프로젝터, 및 우수한 시야각 특성을 갖는 마이크로렌즈 기판을 제조할 수 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims

마이크로렌즈를 형성하기 위한 기판 상에 복수의 오목부가 마련되어 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판으로서,

상기 복수의 오목부는

복수의 제 1 오목부와,

상기 제 1 오목부끼리의 사이에 위치하고, 상기 제 1 오목부보다도 작은 복수의 제 2 오목부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 제 1 오목부는 격자 형상으로 배치되어 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 제 1 오목부는 지그재그 형상으로 배치되어 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 오목부의 가장자리와 상기 제 2 오목부의 가장자리는 상기 기판에 평행한 하나의 면상에 위치하고 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 오목부의 각각은 원형을 이루고 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 오목부는 상기 제 1 오목부끼리의 사이의 평탄부를 없애도록 배치되어 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 제 1 오목부의 가장자리와 상기 제 2 오목부의 가장자리는 서로 접하고 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 오목부보다 작은 제 3 오목부를 더 갖고,

상기 제 3 오목부는 상기 제 1 오목부끼리의 사이로서, 상기 제 2 오목부가 형성되어 있는 영역 이외의 영역에 위치하고 있는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판.
청구항 1에 기재된 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판.
복수의 마이크로렌즈가 기판 상에 형성된 마이크로렌즈 기판으로서,

상기 복수의 마이크로렌즈는

복수의 제 1 마이크로렌즈와,

상기 제 1 마이크로렌즈끼리의 사이에 위치하고, 상기 제 1 마이크로렌즈보다 작은 복수의 제 2 마이크로렌즈를 포함하는 것

을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판.
청구항 9 또는 10에 기재된 마이크로렌즈 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
청구항 9 또는 10에 기재된 마이크로렌즈 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 리어형 프로젝터.
마이크로렌즈를 형성하기 위한 기판 상에 복수의 오목부를 형성하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법으로서,

상기 기판 상에 복수의 오목부를 형성하는 제 1 오목부 형성 공정과,

상기 제 1 오목부 형성 공정에서 형성된 상기 오목부끼리의 사이에, 해당 오목부와는 다른 크기의 복수의 오목부를 형성하는 제 2 오목부 형성 공정

을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 제 1 오목부 형성 공정에서 형성된 상기 오목부는 제 1 오목부이며, 상기 제 2 오목부 형성 공정에서 형성된 상기 오목부는 상기 제 1 오목부보다 작은 제 2 오목부인 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 기판 상에 형성된 마스크에 복수의 개구를 형성한 후에, 상기 기판을 에칭함으로써, 상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 오목부를 상기 기판 상에 형성하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,

상기 기판 상에 마스크를 형성하고, 상기 마스크에 복수의 제 1 개구를 형성한 후에, 상기 기판을 에칭함으로써, 상기 기판에 상기 제 1 오목부를 형성하며, 그 후, 상기 기판에 새로운 마스크를 형성하고, 상기 새로운 마스크에 복수의 제 2 오목부를 형성한 후에, 상기 기판을 에칭함으로써, 상기 기판에 제 2 오목부를 형성하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,

에칭 가능한 마스크를 상기 기판 상에 소정 두께로 형성하고, 상기 마스크에, 복수의 제 1 개구와, 상기 제 1 개구보다 얕은 제 2 개구를 형성한 후에, 상기 기판을 에칭함으로써, 상기 기판에 상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 오목부를 형성하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법.
마이크로렌즈용 오목부를 기판 상에 형성하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법으로서,

상기 기판 상에 형성된 마스크에, 복수의 제 1 개구를 형성하는 공정과,

상기 복수의 제 1 개구가 형성된 후, 상기 마스크를 통해 상기 기판에 제 1 에칭 처리를 실시해서, 복수의 오목부를 상기 기판 상에 형성하는 공정과,

상기 제 1 에칭 처리가 실시된 후, 상기 기판 상에 형성된 마스크에 대하여, 상기 제 1 개구끼리의 사이에 복수의 제 2 개구를 형성하는 공정과,

상기 복수의 제 2 개구가 형성된 후, 상기 마스크를 통해 상기 기판에 제 2 에칭 처리를 실시해서, 상기 제 1 에칭 처리에 의해 형성된 상기 오목부와는 크기가 다른 복수의 오목부를 상기 기판 상에 형성하는 공정

을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법.
마이크로렌즈용 오목부를 기판 상에 형성하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법으로서,

에칭 가능한 마스크를 소정 두께로 상기 기판 상에 형성하고, 상기 마스크에 복수의 제 1 개구를 형성하고, 또한 상기 제 1 개구끼리의 사이에 상기 제 1 개구보다 얕은 복수의 제 2 개구를 형성하는 공정과,

상기 복수의 제 1 개구 및 상기 복수의 제 2 개구가 형성된 후, 상기 마스크를 통해, 상기 기판에 에칭 처리를 실시해서, 크기가 다른 2종의 오목부를 상기 기판 상에 형성하는 공정

을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판의 제조 방법.