KR100718413B1 - 투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어프로젝터 - Google Patents

투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어프로젝터 Download PDF

Info

Publication number
KR100718413B1
KR100718413B1 KR1020040071288A KR20040071288A KR100718413B1 KR 100718413 B1 KR100718413 B1 KR 100718413B1 KR 1020040071288 A KR1020040071288 A KR 1020040071288A KR 20040071288 A KR20040071288 A KR 20040071288A KR 100718413 B1 KR100718413 B1 KR 100718413B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
screen
lens
transmissive screen
substrate
Prior art date
Application number
KR1020040071288A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050025920A (ko
Inventor
시미즈노부오
Original Assignee
세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세이코 엡슨 가부시키가이샤 filed Critical 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Publication of KR20050025920A publication Critical patent/KR20050025920A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100718413B1 publication Critical patent/KR100718413B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0025—Machining, e.g. grinding, polishing, diamond turning, manufacturing of mould parts
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G02B3/0068—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between arranged in a single integral body or plate, e.g. laminates or hybrid structures with other optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
    • G02B5/0242—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens
    • G03B21/625—Lenticular translucent screens

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

본 발명은 투과형 스크린용 스크린 부재(1)에 관한 것으로, 마이크로렌즈 기판(3)과, 입사광을 모으는 복수의 마이크로렌즈(32)로 이루어진 광입사면과, 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 상에 형성되고 마이크로렌즈 기판(3)의 마이크로렌즈(32)에 의해 투과된 광의 광 경로 상에 복수의 개구(41)를 갖는 블랙 매트릭스(4)와, 마이크로렌즈 기판(3)의 각 마이크로렌즈(32)에 의해 투과된 광을 확산시키는 복수의 광 확산부(5)를 포함한다. 마이크로렌즈 기판(3)의 각 마이크로렌즈(32)는 각 마이크로렌즈(32)를 통과한 광이 블랙 매트릭스(4) 너머에 있는 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면측 상에 포커싱되도록 설계된다. 또한, 각 광 확산부(5)는 블랙 매트릭스(4)의 표면으로부터 돌출된 돌출부로 이루어진다.

Description

투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어 프로젝터{A SCREEN MEMBER FOR A TRANSMISSION SCREEN, A TRANSMISSION SCREEN AND A REAR PROJECTOR}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재를 나타내는 개략적 횡단면도,
도 2는 도 1에 도시된 투과형 스크린이 제공되는 마이크로렌즈 기판을 도시하는 평면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 도 1에 도시된 투과형 스크린용 스크린 부재를 구비하는 투과형 스크린을 나타내는 개략적 횡단면도,
도 4는 마이크로렌즈 기판 제조에 이용되는 마이크로렌즈용 오목부(concave portions)를 구비하는 기판을 나타내는 개략적 횡단면도,
도 5는 도 4에 도시한 마이크로렌즈용 오목부를 구비하는 기판 제조 방법을 도시하는 개략적 횡단면도,
도 6은 도 1에 도시한 투과형 스크린용 스크린 부재 제조 방법의 일례를 나타내는 개략적 횡단면도,
도 7은 본 발명의 투과형 스크린이 적용되는 리어 프로젝터의 개략도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재 및 투과 형 스크린을 개략적으로 도시하는 단면도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재 및 투과형 스크린을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재 및 투과형 스크린을 개략적으로 도시하는 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 스크린 부재 3 : 마이크로 렌즈 기판
4 : 차광층 5 : 광 확산부
31 : 수지층 32 : 렌즈부
41 : 개구부 51 : 확산제
52 : 광폴리머 La : 평행광
h : 광 확산부의 높이
본 출원은 2003년 9월 8일 일본에 특허 출원된 일본 특허 출원 제 2003 - 316015 호에 대해 우선권을 주장하며, 그 내용은 본 명세서에서 전반적으로 참조로서 인용된다.
본 발명은 투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어 프로젝터에 관한 것이다.
최근, 홈 씨어터용 모니터나 대형 스크린 텔레비전 등에 적당한 디스플레이로서 리어 프로젝터에 대한 수요가 급증하게 되었다.
리어 프로젝터에서 사용되는 투과형 스크린에서는 볼록 렌즈 기판이 일반적으로 사용된다. 그러나, 이러한 유형의 스크린은 그 수평 시야각은 크지만 수직 시야각은 작다는(즉, 시야각 바이어스가 존재한다는) 문제점이 있다.
이러한 문제점에 대한 해결책으로서, 볼록 렌즈 기판 대신 마이크로렌즈 어레이 시트(마이크로렌즈 기판)를 사용하고, 마이크로렌즈 어레이 시트의 출사면 측에 제공된 블랙 매트릭스와 출사면에서 마이크로렌즈 어레이 시트 전체 면적 상에 제공되는 광 확산층을 구비하는 투과형 스크린이 제안되었다(예컨대, 일본 공개 공보 제 2003-177476 호 참조). 이러한 투과형 스크린에서는, 반문(moire)이나 섬광(scintillation)의 발생을 방지함으로써 이미지의 콘트라스트 및 해상도를 높게 향상시키기 위해, 각 마이크로렌즈를 통과한 광이 블랙 매트릭스 내에 형성된 각 개구에 못 미쳐서 블랙 매트릭스의 입사면 측에 초점이 맞춰지도록 설계된다. 이러한 투과형 스크린에서는, 수평 시야각과 수직 시야각은 매트릭스 형태로 배열된 마이크로렌즈에 의해 제어되고, 입사광은 광 확산층에 의해 확산된다. 이로 인해 투과형 스크린의 시야각을 확대할 수 있다.
그러나, 이러한 투과형 스크린에서는, 광 확산층에 입사하는 광(광자: photons)이 확산 매체와 충돌하는 일이 잦아서, 광 확산층에 입사하는 광(광자)이 광 확산층에 의해 반사되어 그 후방 측(즉, 입사면 측)으로 쉽게 돌아오게 된다. 또한, 이는 확산 매체 등과의 충돌로 인한 소광(extinction) 정도를 크게 한다. 따라서, 투과형 스크린의 광 이용 효율이 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 뛰어난 시야각 특성 및 광 이용 효율을 갖는 투과형 스크린을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 전술한 투과형 스크린을 구비하는 리어 프로젝터를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 측면에 의하면, 본 발명은 투과형 스크린용 스크린 부재에 관한 것이다. 이 스크린 부재는 입사광을 모으는 복수의 렌즈부로 이루어진 광입사면 및 이 광입사면에 대향하는 광출사면을 포함하는 렌즈 기판과, 렌즈 기판의 상기 광출사면 상에 형성되고, 렌즈 기판의 렌즈부에 의해 투과된 광의 광 경로 상에 복수의 개구를 갖는 차광층과, 렌즈 기판의 각 렌즈부에 의해 투과된 광을 확산시키는 복수의 광 확산부를 포함하되, 렌즈 기판의 각 렌즈부는 각 렌즈부를 투과하는 광이 차광층 너머에 있는 렌즈 기판의 광출사면 측에 초점이 맞춰지도록 설계된다.
이러한 투과형 스크린용 스크린 부재를 이용하여 투과형 스크린을 제조하면, 뛰어난 시야각 특성과 광 이용 효율을 갖는 투과형 스크린을 제공할 수 있다.
본 발명의 투과형 스크린용 스크린 부재에서는, 복수의 광 확산부가 적어도 차광층의 개구에 대응하는 부분 상에 제공되고, 각각의 광 확산부는 차광층의 표면으로부터 돌출한 돌출부로 이루어지는 것이 바람직하다.
이는 투과형 스크린용 스크린 부재를 구비하는 투과형 스크린의 광 이용 효율을 더욱 향상시키며, 특히, 투과형 스크린에 의해 투사된 이미지의 콘트라스트를 향상시킨다.
본 발명의 다른 실시예에서, 투과형 스크린용 스크린 부재는 입사광을 모으는 복수의 렌즈부로 이루어진 광입사면 및 이 광입사면에 대향하는 광출사면을 포함하는 렌즈 기판과, 렌즈 기판의 광출사면 상에 형성되고, 렌즈 기판의 렌즈부에 의해 투과된 광의 광 경로 상에 복수의 개구를 갖는 차광층과, 렌즈 기판의 각 렌즈부에 의해 투과된 광을 확산시키는 복수의 광 확산부를 포함하되, 복수의 광 확산부는 적어도 차광층의 개구에 대응하는 부분 상에 제공되고, 광 확산부 각각은 차광층의 표면으로부터 돌출한 돌출부로 이루어진다.
이러한 투과형 스크린용 스크린 부재를 이용하여 투과형 스크린을 제조하면, 뛰어난 시야각 특성과 광 이용 효율을 갖는 투과형 스크린을 제공할 수 있다. 또한, 특히 투과형 스크린에 의해 투사된 이미지의 콘트라스트를 향상시킨다.
본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재에서는, 렌즈 기판의 광입사면의 위쪽에서 볼 때, 렌즈부가 점유하는 전체 면적에 대한 돌출부가 점유하는 전체 면적의 비율이 5 내지 99 % 범위인 것이 바람직하다.
이는 투과형 스크린용 스크린 부재를 구비하는 투과형 스크린의 광 이용 효율을 더욱 향상시킨다. 또한, 투과형 스크린에 의해 투사된 이미지의 콘트라스트 를 더욱 향상시킨다.
본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재에서는, 돌출부 형태의 복수의 광 확산부는 광 확산부 각각이 차광층의 개구 각각에 대응하도록 서로 독립적으로 형성되는 것이 바람직하다.
이는 투과형 스크린용 스크린 부재를 구비하는 투과형 스크린의 광 이용 효율을 더욱 향상시킨다. 또한, 투과형 스크린에 의해 투사된 이미지의 콘트라스트를 더욱 향상시킨다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 투과형 스크린용 스크린 부재는 입사광을 모으는 복수의 렌즈부로 이루어진 광입사면 및 이 광입사면에 대향하는 광출사면을 포함하는 렌즈 기판과, 렌즈 기판의 상기 광출사면 상에 형성되고, 렌즈 기판의 렌즈부에 의해 투과된 광의 광 경로 상에 복수의 개구를 갖는 차광층과, 렌즈 기판의 각 렌즈부에 의해 투과된 광을 확산시키는 복수의 광 확산부를 포함하되, 돌출부 형태의 복수의 광 확산부는 광 확산부 각각이 차광층의 개구 각각에 대응하도록 서로 독립적으로 형성된다.
이러한 투과형 스크린용 스크린 부재를 이용하여 투과형 스크린을 제조하면, 뛰어난 시야각 특성과 광 이용 효율을 갖는 투과형 스크린을 제공할 수 있다. 또한, 특히 투과형 스크린에 의해 투사된 이미지의 콘트라스트를 향상시킨다.
본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재에서는, 렌즈 기판의 광입사면의 위쪽에서 볼 때, 렌즈부가 점유하는 전체 면적에 대한 돌출부가 점유하는 전체 면적의 비율이 5 내지 99 % 범위인 것이 바람직하다.
이러한 투과형 스크린용 스크린 부재를 이용하여 투과형 스크린을 제조하면, 뛰어난 시야각 특성과 광 이용 효율을 갖는 투과형 스크린을 제공할 수 있다. 또한, 특히 투과형 스크린에 의해 투사된 이미지의 콘트라스트를 향상시킨다.
본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재에서, 투과형 스크린용 스크린 부재는 주표면을 구비하고, 광 확산부 각각의 길이는 투과형 스크린용 스크린 부재의 주표면에 대해 수직인 방향으로 2 내지 450 ㎛인 것이 바람직하다.
이는 투과형 스크린용 스크린 부재를 구비하는 투과형 스크린의 광 이용 효율을 보다 더 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재에서, 투과형 스크린용 스크린 부재는 주표면을 구비하고, 렌즈부 각각의 초점은 투과형 스크린용 스크린 부재의 주표면에 대해 수직인 방향으로 대응하는 광 확산부의 실질적 중심부에 위치하는 것이 바람직하다.
이는 광 확산부에 입사하는 광의 소광을 보다 효율적으로 방지하면서 광을 효율적으로 확산시켜, 투과형 스크린용 스크린 부재를 구비하는 투과형 스크린의 광 이용 효율을 보다 향상시킨다.
본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재에서, 렌즈 기판의 광입사면은 복수의 렌즈부가 형성되는 가용 면적을 구비하고, 렌즈 기판의 광입사면의 위쪽에서 볼 때 렌즈 기판의 가용 면적에 대한 렌즈부가 점유하는 전체 면적의 비는 90 % 이상인 것이 바람직하다.
이는 투과형 스크린용 스크린 부재를 구비하는 투과형 스크린의 광 이용 효 율을 보다 향상시킨다.
본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재에서는, 각 렌즈부가 마이크로렌즈로 이루어지는 것이 바람직하다.
이는 투과형 스크린용 스크린 부재를 구비하는 투과형 스크린의 시야각 특성을 보다 향상시킨다. 다시 말해서, 투과형 스크린의 수평 시야각뿐 아니라 수직 시야각도 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재에서, 복수의 마이크로렌즈는 렌즈 기판의 광입사면의 위쪽에서 볼 때 불규칙하게 배열되도록 형성되는 것이 바람직하다.
이는 투사된 이미지에서 반문이 발생하는 것을 효과적으로 방지한다.
본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재에서는 복수의 마이크로렌즈의 곡률 반경이 실질적으로 서로 동일한 것이 바람직하다.
이로 인해, 복수의 개구를 구비하는 차광층과 광 확산부를 용이하게 형성할 수 있다. 그 결과, 특히, 투과형 스크린용 스크린 부재의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재에서는 마이크로렌즈 각각의 직경이 10 내지 500 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.
이로 인해, 투과형 스크린용 스크린 부재의 생산성을 높게 유지하면서 투사된 이미지에 대해 충분한 해상도를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재에서는 개구 각각의 직경이 9 내지 500 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.
이는 투과형 스크린에 의해 투사된 이미지의 콘트라스트를 더욱 향상시키면서 충분한 광 투과성(광 이용 효율)을 얻게 한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 본 발명은 투과형 스크린에 관한 것이다. 본 발명에 따른 투과형 스크린은 전술한 본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재를 포함한다.
이는 뛰어난 시야각 특성과 광 이용 효율을 갖는 투과형 스크린을 제공하게 해 준다.
본 발명에 따른 투과형 스크린은 프레넬 렌즈(a Fresnel lens)를 구비하는 프레넬 렌즈부를 더 포함하는 것이 바람직하며, 프레넬 렌즈부는 출사면을 갖고, 프레넬 렌즈는 프레넬 렌즈부의 출사면 내에 형성되며, 투과형 스크린용 스크린 부재는 프레넬 렌즈부의 출사면 측 상에 배치된다.
이는 뛰어난 시야각 특성과 광 이용 효율을 갖는 투과형 스크린을 제공하게 해 준다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 리어 프로젝터에 관한 것이다. 일 실시예에서, 본 발명에 따른 리어 프로젝터는 전술한 본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재를 포함한다.
이는 뛰어난 시야각 특성과 광 이용 효율을 갖는 투과형 스크린용 스크린 부재를 구비하는 리어 프로젝터를 제공하게 해 준다.
또 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 리어 프로젝터는 전술한 본 발명에 따 른 투과형 스크린을 포함한다.
이는 뛰어난 시야각 특성과 광 이용 효율을 갖는 투과형 스크린을 구비하는 리어 프로젝터를 제공하게 해 준다.
본 발명에 따른 리어 프로젝터는 프로젝션 광학 유닛과 도광 미러를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이는 뛰어난 시야각 특성과 광 이용 효율을 갖는 리어 프로젝터를 제공하게 해 준다.
전술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점과 기타 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 진행되는 발명의 바람직한 실시예에 관한 후속하는 상세한 설명으로부터 용이하게 명백해질 것이다.
이제, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재를 나타내는 개략적 횡단면도이다. 도 2는 도 1에 도시한 투과형 스크린이 제공되는 마이크로렌즈 기판을 도시하는 평면도이다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 1에 도시한 투과형 스크린용 스크린 부재를 구비하는 투과형 스크린을 나타내는 개략적 횡단면도이다. 후속하는 상세한 설명에서, 도 1 및 도 3의 좌측과 우측은 각각 "입광측(또는 광입사면)"과 "발광측(또는 광출사면)"으로 지칭하도 록 한다.
투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 후술할 투과형 스크린(10)을 구성하는 부재이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 입사광을 모으는 역할을 하는 마이크로렌즈 기판(렌즈 기판 : 3), 차광(차단) 효과를 갖는 재료로 된 블랙 매트릭스(차광층 : 4), 각각 확산 반사에 의해 입사광을 확산시키는 역할을 하는 광 확산부(5)를 포함한다.
마이크로렌즈 기판(3)은 광입사면 및 이 광입사면에 대향하는 광출사면을 구비한다. 또한, 마이크로렌즈 기판(3)은 수지층(a resin layer : 31) 및 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면(즉, 수지층(31)의 입사측 표면) 상에 형성된 복수의 마이크로렌즈(렌즈부 : 32)를 포함한다.
수지층은 주로 사전결정된 굴절률로 투과시키는 수지 재료로 이루어진다.
각 마이크로렌즈(32)는 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면으로 돌출한 볼록부인 볼록 렌즈로 이루어진다. 또한, 각 마이크로렌즈(32)는 마이크로렌즈(32)를 통과하는 광이 블랙 매트릭스(차광층 : 4) 너머에 있는 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 측 상에 초점이 맞춰지도록 설계된다(즉, 마이크로렌즈 기판(3)은 각 마이크로렌즈(32)의 초점 f가 블랙 매트릭스(차광층 : 4)를 넘어 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 측에 위치하도록 설계된다). 달리 말해서, 마이크로렌즈 기판(3)의 주표면에 수직인 방향으로부터 마이크로렌즈 기판(3)에 입사하는 평행광 La(후술할 프레넬 렌즈부(2)의 주표면에 수직인 방향으로부터 입사하는 평행광 La)는 마이크로렌즈 기판(3)의 마이크로렌즈(32) 각각에 의해 모아져, 블랙 매트릭스(차광층 : 4) 너머에 있는 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 측 상(즉, 도 1의 초점 f)에 초점이 맞춰진다. 이러한 방식으로, 각 마이크로렌즈(32)가 블랙 매트릭스(차광층 : 4) 너머에 있는 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 측 상에 초점이 맞춰지므로, 특히 스크린 부재의 광 이용 효율을 뛰어나게 만들 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 후술할 광 확산부(5)에서 마이크로렌즈(32)로부터 조사되는 광을 모음으로써, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 광원이 블랙 매트릭스(4) 너머에 있는 마이크로렌즈(3)의 광출사면 상에 있는 각 광 확산부(5)에 위치하는 것처럼 동작한다. 이로 인해, 마이크로렌즈(32)에 의해 모아지는 광(광자)이 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면 측으로 다시 돌아가는 것을 효과적으로 방지하면서, 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 측으로 광 확산부(5)에 입사하는 광을 효과적으로 확산시킬 수 있게 된다. 그 결과, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 광 이용 효율을 향상시켜, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구비하는 뛰어난 투과형 스크린(10)을 제조할 수 있다.
각 마이크로렌즈(32)의 초점 f는 블랙 매트릭스(4), 다시 말해 블랙 매트릭스(4)의 발광측에 있는 표면으로부터 1 내지 250 ㎛ 정도 떨어져 있는 것이 바람직하며, 블랙 매트릭스(4)로부터 2 내지 50 ㎛ 정도 떨어져 있는 것이 보다 바람직하다. 각 마이크로렌즈(32)의 초점 f가 전술한 정도로 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면 측 상에 위치하면, 광 확산부(5)로부터 되돌아오는 광의 양이 커져서, 충분한 광 이용 효율을 달성하지 못할 수 있다. 한편, 각 마이크로렌즈(32)의 초점 f가 전술한 정도로 마이크로렌즈 기판(32)의 광출사면 측 상에 위치하면, 후술할 광 확 산부의 높이에 따라, 광 확산부(5)에 의한 광의 확산이 비효율적이 되어, 시야각 특성을 효율적으로 개선할 수 없게 될 수도 있다.
각 마이크로렌즈(32)의 직경은 10 내지 500 ㎛ 범위인 것이 바람직하며, 30 내지 300 ㎛ 범위인 것이 보다 바람직하고, 50 내지 100 ㎛ 범위인 것이 더욱 바람직하다. 각 마이크로렌즈(32)의 직경을 전술한 범위로 제한함으로써, 스크린 상에 투사된 이미지의 충분한 해상도를 유지하면서 투과형 스크린(10)용 스크린 부재(1)의 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 마이크로렌즈 기판(3)에서 인접하는 마이크로렌즈(32) 사이의 피치(pitch)는 10 내지 500 ㎛ 범위인 것이 바람직하고, 30 내지 300 ㎛ 범위인 것이 보다 바람직하며, 50 내지 100 ㎛ 범위인 것이 더욱 바람직하다.
그리고, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구성하는 복수의 마이크로렌즈(32)의 곡률 반경은 실질적으로 서로 동일한 것이 바람직하고, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구성하는 거의 모든 마이크로렌즈(32)의 곡률 반경이 실질적으로 서로 동일한 것이 보다 바람직하다. 이는 후술할 방법을 이용하여 블랙 매트릭스(4)와 광 확산부(5)를 용이하고 확실하게 형성할 수 있도록 한다.
나아가, 마이크로렌즈(32)의 배치 패턴은 특정 형태로 제한되지 않는다. 배치 패턴은 마이크로렌즈(32)가 규칙적으로 배치된 배치 패턴일 수도 있고, 마이크로렌즈(32)가 광학적으로 불규칙하게 배치된((투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 주표면으로부터 볼 때) 마이크로렌즈(32)가 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면의 상부로부터 볼 때 불규칙하게 배치된) 배치 패턴일 수도 있다. 그러나, 마이크로렌 즈(32)는 도 2에 도시한 바와 같이 불규칙한 것이 바람직하다. 마이크로렌즈(32)를 불규칙하게 배치하면, 액정 등이나 프레넬 렌즈의 광 밸브의 간섭을 효과적으로 방지하여, 반문의 발생을 거의 완전히 예방할 수 있다. 이는 높은 디스플레이 품질을 갖는 우수한 투과형 스크린(10)을 제공하게 한다.
더욱이, 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면의 위쪽(즉, 도 2에 도시한 방향)에서 볼 때, 전체 가용 면적에 대한 마이크로렌즈(32)가 형성된 가용 면적 내에서 모든 마이크로렌즈(32)가 점유하는 면적(투사된 면적)의 비는 90 % 이상인 것이 바람직하다. 이 비율은 96 % 이상인 것이 보다 바람직하다. 전체 가용 면적에 대한 가용 면적 내의 모든 마이크로렌즈(32)가 점유하는 면적의 비가, 90 % 이상인 경우, 마이크로렌즈(32)가 존재하지 않는 면적을 통과하는 직선광(straight light)이 줄어들어, 스크린 부재(1)의 광 이용 효율을 보다 더 향상시킬 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 블랙 매트릭스(4)와 광 확산부(5)는 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 상에 형성된다.
블랙 매트릭스(4)는 차광(차단) 효과가 있는 재료로 이루어지며 층 방식으로 형성된다. 이러한 블랙 매트릭스(4)를 마이크로렌즈 기판(3)에 도포하면, 외부 광(다시 말해, 투사된 이미지를 형성함에 있어서 바람직하지 않은 외부 광)을 흡수하여, 스크린으로 투사된 이미지의 콘트라스트를 우수하게 한다.
블랙 매트릭스(4)는 마이크로렌즈 기판(3)의 마이크로렌즈(32)에 의해 투과된 광의 광 경로 상에 복수의 개구(41)를 갖는다. 이는 마이크로렌즈(32)에 의해 모아진 광이 블랙 매트릭스(4)의 개구(41)를 통해 광 확산부(5)로 입사하도록 한 다.
각 개구(41)의 크기는 특정 크기로 제한되지 않는다. 그러나, 개구(41)의 직경은 9 내지 500 ㎛ 범위인 것이 바람직하고, 9 내지 450 ㎛ 범위인 것이 보다 바람직하며, 20 내지 90 ㎛ 범위인 것이 더욱 바람직하다. 각 개구(41)의 직경을 전술한 범위로 제한하면, 후술할 바와 같이 마이크로렌즈(32)를 통과한 광이 광 확산부(5)로 효율적으로 입사하여, 스크린에 투사된 이미지의 콘트라스트를 우수하게 만든다.
광 확산부(5)는 확산 반사에 의해 입사광을 확산시키는 기능을 한다. 이러한 광 확산부(5)를 구비함으로써, 시야각 특성을 개선할 수 있다. 또한, 각 광 확산부(5)는 블랙 매트릭스(4) 너머에 있는 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 상에 형성된 하나의 영역을 갖는다. 광 확산부(5)가 이러한 구성을 가지면, 광 확산부(5)로의 입사광을 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 측으로(다시 말해, 광입사면 측의 반대 방향으로) 효율적으로 향하게 할 수 있다. 이는 특히 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구비하는 투과형 스크린의 시야각 특성을 향상시킨다(즉, 스크린에 투사된 이미지를 볼 수 있는 시야각을 적절히 확대한다). 이 실시예에서, 광 확산부(5)는 확산 매체(51)가 뛰어난 광 투과성을 갖는 실질적으로 투명한 재료(예컨대, 아크릴성 수지, 폴리카보네이트 등)로 분산되도록 구성된다. 예를 들어, 실리카, 글래스, 수지 또는 미립자(구슬) 형태의 재료가 확산 매체로 사용될 수 있다. 확산 매체(51)의 평균 직경은 특정 크기로 제한되지 않지만, 확산 매체(51)의 평균 직경은 1.0 내지 50 ㎛ 범위인 것이 바람직하고, 2.0 내지 10 ㎛ 범위인 것이 보다 바람직하다. 나아가, 필요한 경우, 광폴리머(52)를 도포한 후, 이를테면 프리베이크(prebake) 처리와 같은 열처리를 수행할 수도 있다.
그리고, 광 확산부(5)는 적어도 블랙 매트릭스(4)의 개구(41)에 대응하는 부분 상에 제공되며, 각각의 광 확산부(5)는 블랙 매트릭스(4)의 표면으로부터 돌출한 돌출부로 이루어진다. 이러한 방식으로, 광 확산부(4)가 돌출부를 갖게 되면, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구비하는 투과형 스크린(10)의 광 이용 효율이 개선된다. 이를 보다 구체적으로 설명하면, 광 확산부(광 확산층)가 블랙 매트릭스 상의 마이크로렌즈 기판의 광출사면 측 상에 균일한 두께를 갖는 층 형태로 형성되면, 광(광자)이 확산 매체와 충돌할 가능성(빈도)이 증가하고, 광 확산부 내부로 입사하는 광(광자)이 마이크로렌즈 기판의 광입사면 측으로 다시 돌아갈 가능성도 증가한다. 이는 소광이 발생하도록 하여 광 이용 효율을 떨어뜨린다. 한편, 광 확산부(5)가 개구(41)에 대응하는 부분에 돌출부를 가지면, 광 확산부(5)와 확산 매체(51) 내부로 입사하는 광(광자)의 과도한 충돌로 인해 나타나게 되는 소광을 효과적으로 방지하면서, 광 확산부(5)로 입사하는 광을 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면 측으로 효율적으로 확산시키게 된다. 그 결과, 투과형 스크린(10), 다시 말해, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 시야각 특성이 개선된다. 또한, 광 확산부(5)가 이러한 돌출부를 가지면, 광 확산부(5)의 높이가 상대적으로 낮은 영역 또는 광 확산부(5)가 인접하는 돌출부 사이에 형성되지 않는 영역(도 1의 구조에서, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 인접하는 돌출부 사이에 광 확산부(5)가 형성되지 않는 영역을 갖는다)을 갖도록 투과형 스크린용 스크린 부재(1)가 형성될 수 있 다. 이는 블랙 매트릭스(차광층 : 4)의 기능을 보다 효율적으로 수행하도록 하여, 특히 스크린에 투사된 이미지의 콘트라스트를 향상시킨다. 투과형 스크린용 스크린 부재(1)가 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면에서 블랙 매트릭스(4) 상에 균일한 두께를 갖는 광 확산부를 갖는 경우라도, 광 확산부의 높이(두께)를 (예컨대, 1 ㎛ 이하로) 낮춤(줄임)으로써 전술한 문제점의 발생을 방지할 수 있다. 그러나, 이 경우, 광 확산부 내부로 입사하는 광을 충분히 확산시키는 것은 어렵다.
마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면 위쪽에서 볼 때(즉, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 위쪽에서 볼 때), 마이크로렌즈(32)가 점유하는 전체 면적에 대한 돌출부가 차지하는 전체 면적(투사 면적)의 비는 5 내지 99 % 범위인 것이 바람직하다. 이 비율은 5 내지 95 %인 것이 보다 바람직하다. 이 비율은 30 내지 70 %인 것이 더욱 바람직하다. 돌출부가 점유하는 전체 면적을 위와 같이 제한함으로써, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구비하는 투과형 스크린(10)의 광 이용 효율이 더욱 향상된다. 또한, 투사된 영상의 콘트라스트도 더욱 개선할 수 있다. 돌출부가 점유하는 전체 면적 비가 전술한 하한값 아래가 되면, 광 확산부(5)로 입사하는 광을 효과적으로 확산하기 어려워져서, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구비하는 투과형 스크린(10)의 충분한 시야각 특성을 확보하기 곤란하게 된다. 한편, 돌출부가 점유하는 전체 면적 비가 전술한 상한값을 초과하면, 광 확산부(돌출부 : 5) 내에서 소광이 발생하여, 광 이용 효율이 낮아진(감소된)다. 그리고, 이 경우, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 광출사면 위쪽에서 볼 때, 블랙 매트릭스(4)의 표면(개구(41)를 제외한 블랙 매트릭스(4)의 영역)에 대한 광 확산부(돌출부 : 5) 가 점유하는 면적의 비가 커지므로, 스크린에 투사된 이미지의 콘트라스트가 감소하게 된다. 따라서, 개구(41)의 면적은 돌출부가 각각 개구(41)에 대응하도록(다시 말해, 블랙 매트릭스(41)가 점유하는 부분의 면적이 작아지도록) 형성된 돌출부의 투사 면적과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 광입사면의 위쪽에서 볼 때, 마이크로렌즈(32)가 점유하는 전체 면적에 대한 개구(41) 및 돌출부가 점유하는 전체 면적의 비가 A %와 B %라고 하면, 0.2 ≤A/B ≤1.55의 관계식을 만족시키는 것이 바람직하다. 0.5 ≤A/B ≤1.2의 관계식을 만족시키는 것이 더욱 바람직하다. 이는 전술한 효과가 나타나게 한다. 또한, 후술할 방법에 따라 전술한 조건을 보다 용이하게 만족시키는 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 얻을 수 있다.
도 1에 도시한 구조에서, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 복수의 광 확산부(5)를 구비하고 있다. 즉, 돌출부 형태의 복수의 광 확산부(5)는 광 확산부(5) 각각이 블랙 매트릭스(4)의 개구(41) 각각에 대응하도록 서로 독립적 및 선택적으로 형성되어 있다. 이러한 방식으로 복수의 광 확산부(5)가 서로 제공되면, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 광 이용 효율을 개선할 수 있고, 스크린에 투사된 이미지의 콘트라스트도 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 광 확산부(5)가 서로 독립적으로 제공되면, 광 확산부(5)에 입사하는 광을 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 광출사면 측으로 확산시키면서, 광 확산부(5)와 확산 매체(51) 내부로 입사하는 광(광자)의 과도한 충돌로 인해 나타나는 소광을 효과적으로 방지하고 마이크로렌즈(32)에 의해 모아진 광(광자)이 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면 으로 다시 돌아가는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 특히 투과형 스크린(10)의 광 이용 효율을 개선하고 투과형 스크린(10), 다시 말해서 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 복수의 광 확산부(5)가 서로 독립적으로 제공되면, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 인접하는 광 확산부(5) 사이에 광 확산부(5)에 의해 덮이지 않는 블랙 매트릭스(4) 영역을 가지 않게 된다. 이로 인해, 블랙 매트릭스(차광층 : 4)의 기능을 보다 효과적으로 완수하게 되어, 특히 스크린에 투사된 이미지의 콘트라스트를 개선할 수 있게 된다.
마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면 위쪽(즉, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 위쪽)에서 볼 때, 마이크로렌즈(32)가 점유하는 전체 면적에 대한 광 확산부(5)가 점유하는 전체 면적(투사 면적)의 비는 5 내지 99 % 범위인 것이 바람직하다. 이 비율은 5 내지 95 % 범위인 것이 보다 바람직하다. 이 비율은 30 내지 70 % 범위인 것이 더욱 바람직하다. 광 확산부(5)가 점유하는 전체 면적(투사 면적)의 비를 위와 같은 범위로 제한하면, 투과형 스크린(10)용 스크린 부재(1)를 구비하는 투과형 스크린의 시야각 특성과 광 이용 효율을 개선할 수 있고 특히 스크린에 투사되는 이미지의 콘트라스트로 향상시킬 수 있다. 그리고, 투사된 이미지의 콘트라스트를 더욱 개선할 수도 있다. 광 확산부(5)가 점유하는 전체 면적의 비가 전술한 하한보다 낮게 되면, 광 확산부(5)로 입사하는 광을 효과적으로 확산시키는 것이 어려워져, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구비하는 투과형 스크린의 충분한 시야각 특성을 확보하기 곤란하게 된다. 한편, 광 확산부(5)가 점유하는 전체 면적의 비가 전술한 상한보다 높게 되면, 광 확산부(5) 내에서 소광이 발생하여 광 이용 효율이 하락(감소)하게 된다. 뿐만 아니라, 이 경우, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 광출사면 위쪽에서 볼 때, 블랙 매트릭스(4)의 표면에 대해 광 확산부(5)가 점유하는 면적의 비가 커지므로, 스크린에 투사된 이미지의 콘트라스트가 낮아진다. 따라서, 돌출부가 각각 개구(41)에 대응하도록, 즉, 블랙 매트릭스(4)가 점유하는 면적이 작아지도록, 개구(41)의 면적은 형성된 광 확산부(5)의 투사 면적과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 광입사면 위쪽(즉, 도 2에 도시한 방향)에서 볼 때, 마이크로렌즈(32)가 점유하는 전체 면적에 대한 광 확산부(5) 및 개구(41)가 점유하는 전체 면적의 비를 각각 A %와 C %라고 하면, 0.2 ≤A/C ≤1.5 관계식을 만족시키는 것이 바람직하다. 0.5 ≤A/C ≤1.2 관계식을 만족시키는 것이 보다 바람직하다. 이는 전술한 효과가 나타나도록 한다. 더욱이, 후술할 방법을 이용하면, 전술한 조건을 만족시키는 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 비교적 용이하게 얻을 수 있다.
전술한 바와 같이, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 각 마이크로렌즈(32)의 초점 f가 블랙 매트릭스(4) 너머에 있는 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 광출사면 측 상에 위치하도록 설계된다. 또한, 각 마이크로렌즈(32)의 초점 f는 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 주표면에 수직인 방향으로 대응하는 광 확산부(5)의 실질적 중심부에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서, 광 확산부(5) 내부로 입사하는 광이 보다 적절한 빈도로 확산 매체(51)와 충돌할 수 있게 된다. 이에 따라, 소광을 효과적으로 방지하면서 광 확산부(5) 내부로 입사하는 광(광자)을 효과적으로 확산시킬 수 있다. 그러므로, 투과형 스크린(즉, 투과형 스크린(10))용 스 크린 부재(1)의 광 이용 효율을 보다 개선시킬 수 있게 된다. 나아가, 광 확산부(5)에 의해 반사되는 광이 광 확산부(5)의 주변으로 확산되므로, 투과형 스크린(10), 즉, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 시야각을 보다 넓게 할 수 있다.
각 광 확산부(돌출부 : 5)의 정점(꼭대기)은 각 마이크로렌즈(32)의 광축 L에 대응하는 것, 달리 말해서, 각 돌출부의 꼭대기가 대응하는 마이크로렌즈(32)의 광축 L 상에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서, 마이크로렌즈(32)에 의해 모인 광이 대응하는 광 확산부(5)에 의해 실질적으로 등방성으로 확산되므로, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구비하는 투과형 스크린(10)의 시야각 특성을 우수하게 할 수 있다.
그리고, 광 확산부(5)의 높이 h, 즉, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 주표면에 수직인 방향으로 광 확산부(5)의 길이는 2 내지 450 ㎛ 범위인 것이 바람직하며, 2 내지 250 ㎛ 범위인 것이 보다 바람직하다. 이 높이는 5 내지 50 ㎛ 범위인 것이 더욱 바람직하다. 이는 광 확산부(5)에 의해 반사되는 광이 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면으로 되돌아하는 것으로 인한 소광을 확실히 방지하여, 투과형 스크린(10), 즉, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 광 이용 효율을 개선한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재(1)에 대해 첨부 도면에 도시한 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였다. 본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재는 다음 세 가지 조건 중 적어도 하나를 만족시킬 것이다.
(1) 투과형 스크린용 스크린 부재(1)로서,
입사광을 모으는 복수의 마이크로렌즈(32)가 형성된 광입사면 및 이 광입사면에 대향하는 광출사면을 구비하는 마이크로렌즈 기판(3)과,
마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 상에 형성되고, 마이크로렌즈 기판(3)의 마이크로렌즈(32)에 의해 투과된 광의 광 경로 상에 복수의 개구(41)를 갖는 차광층(블랙 매트릭스 : 4)과,
마이크로렌즈 기판(3)의 각 마이크로렌즈(32)에 의해 투과된 광을 확산시키는 복수의 광 확산부(5)
를 포함하되,
마이크로렌즈 기판(3)의 각 마이크로렌즈(32)는 각 마이크로렌즈를 통과한 광이 차광층(블랙 매트릭스 : 4) 너머에 있는 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 측 상에 초점이 생기도록 설계되는
투과형 스크린용 스크린 부재.
(2) 투과형 스크린용 스크린 부재(1)로서,
입사광을 모으는 복수의 마이크로렌즈(32)가 형성된 광입사면 및 이 광입사면에 대향하는 광출사면을 구비하는 마이크로렌즈 기판(3)과,
마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 상에 형성되고, 마이크로렌즈 기판(3)의 마이크로렌즈(32)에 의해 투과된 광의 광 경로 상에 복수의 개구(41)를 갖는 차광층(블랙 매트릭스 : 4)과,
마이크로렌즈 기판(3)의 각 마이크로렌즈(32)에 의해 투과된 광을 확산시키는 복수의 광 확산부(5)
를 포함하되,
복수의 광 확산부(5)는 적어도 차광층(블랙 매트릭스 : 4)의 개구(41)에 대응하는 부분 상에 제공되고, 광 확산부(5) 각각은 차광층(블랙 매트릭스 : 4)의 표면으로부터 돌출한 돌출부로 이루어지는
투과형 스크린용 스크린 부재(1).
(3) 투과형 스크린용 스크린 부재(1)로서,
입사광을 모으는 복수의 마이크로렌즈(32)가 형성된 광입사면 및 이 광입사면에 대향하는 광출사면을 구비하는 마이크로렌즈 기판(3)과,
마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 상에 형성되고, 마이크로렌즈 기판(3)의 마이크로렌즈(32)에 의해 투과된 광의 광 경로 상에 복수의 개구(41)를 갖는 차광층(블랙 매트릭스 : 4)과,
마이크로렌즈 기판(3)의 각 마이크로렌즈(32)에 의해 투과된 광을 확산시키는 복수의 광 확산부(5)
를 포함하되,
돌출부 형태의 복수의 광 확산부(5)는 광 확산부(5) 각각이 차광층(블랙 매트릭스 : 4)의 각 개구(41)에 대응하도록 서로 독립적으로 형성되는
투과형 스크린용 스크린 부재(1).
이어서, 전술한 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구비하는 투과형 스크린(10)에 대해 설명하도록 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 투과형 스크린(10)은 프레넬 렌즈부(a Fresnel lens portion : 2) 및 전술한 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구비하고 있다. 프레넬 렌즈부(2)는 투과형 스크린용 스크린 부재의 광입사면 측(즉, 이미지를 위한 광의 입사측) 상에 배치되며, 프레넬 렌즈부(2)에 의해 투과된 광은 투과형 스크린용 스크린 부재(1)로 입사한다.
프레넬 렌즈부(2)는 복수의 프리즘이 실질적으로 동심원의 형태로 프레넬 렌즈부(2)의 광출사면 상에 형성된 프레넬 렌즈(21)를 구비하고 있다. 프레넬 렌즈부(2)는 프로젝션 렌즈(도면에는 도시하지 않음)로부터 투사된 이미지를 위한 광을 편광시켜, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 주표면에 수직인 방향으로 평행한 평행 광 La를 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 광입사면 측으로 내보낸다.
전술한 구조의 투과형 스크린(1)에서는, 프로젝션 렌즈로부터의 광이 프레넬 렌즈부(2)에 의해 편광되어 평행광 La가 된다. 이어서, 평행광 La는 마이크로렌즈 기판(3)의 각 마이크로렌즈(32)에 의해 모이고, 모인 광은 블랙 매트릭스(4)의 각 개구(41)를 통과하여 광 확산부(5)로 입사하게 된다. 각 광 확산부(5)에 입사하는 광은 대응하는 광 확산부(5)의 실질적 중심부에 있는 초점 f 상에 집중되고 확산되어, 투과형 스크린(10)의 관찰자(시청자)는 광을 플랫 이미지(a flat image)로서 관찰(시청)하게 된다.
다음으로, 전술한 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 제조 방법에 대해 설명 하도록 한다.
도 4는 마이크로렌즈 기판 제조에 사용되는 마이크로렌즈용 오목부(concave portions)를 갖는 기판을 도시하는 개략적 횡단면도이다. 도 5는 도 4에 도시한 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판 제조 방법을 나타내는 개략적 횡단면도이다. 도 6은 도 1에 도시한 투과형 스크린용 스크린 부재 제조 방법의 일례를 도시하는 개략적 횡단면도이다. 후속하는 상세한 설명에서, 도 6의 하측과 상측은 각각 "입광측(또는 광입사면)"과 "발광측(또는 광출사면)"으로 지칭한다.
투과형 스크린용 스크린 부재 제조 방법을 설명하기 앞서, 마이크로렌즈 기판 제조에 사용되는 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판의 구조 및 이를 제조하는 방법에 대해 먼저 설명하도록 한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)은 기판(5) 상에 불규칙하게 배치된 복수의 (마이크로렌즈용) 오목부를 갖는다.
마이크로렌즈용 오목부를 갖는 이러한 기판(6)을 이용하면, 전술한 바와 같이 복수의 마이크로렌즈(32)가 광학적으로 불규칙하게 배치된 마이크로렌즈 기판(3)을 얻을 수 있다.
본 상세한 설명에서 "광학적으로 불규칙하게"라는 용어는 반문과 같은 광학적 간섭의 발생을 충분히 방지하고 억제할 수 있도록 복수의 마이크로렌즈(32)가 불규칙하게 임의로 배치됨을 의미한다.
이어서, 도 5를 참조하여 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판 제조 방법에 대해 설명하도록 한다. 여기서는, 다수의 마이크로렌즈용 오목부가 실제로 기판 상에 형성되지만, 설명을 단순화하기 위해 그 중 일부만을 과장하여 도시하였다.
먼저, 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)을 제조함에 있어 기판(7)을 마련한다.
기판(7)으로서는 굴곡이나 결함이 없는 균일한 두께의 기판을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 기판(7)으로서는 세척 등의 기법으로 세정한 표면을 갖는 기판을 이용하는 것이 바람직하다.
소다 석회 글래스(soda-lime glass), 결정질 글래스(crystalline glass), 석영 글래스(quartz glass), 가연 글래스(lead glass), 포타슘 글래스(potassium glass), 보로실리케이트 글래스(borosilicate glass), 알칼리-프리 글래스(alkali-free glass) 등을 기판(7) 재료로 이용할 수 잇지만, 이들 중 소다 석회 글래스와 결정질 글래스(예컨대, 네오세람(meoceram) 등과 같은)가 바람직하다. 소다 석회 글래스, 결정질 글래스, 또는 알칼리-프리 글래스를 사용하면, 기판(5) 재료를 처리하기 용이하며, 소다 석회 글래스나 결정질 글래스의 제조 비용이 상대적으로 저렴하다는 이점도 있다.
<A1> 도 5a에 도시한 바와 같이, 마스크(8)를 준비된 기판(7) 표면 상에 형성한다(마스크 형성 프로세스). 이어서, 기판(7) 후면(즉, 마스크(8)가 형성된 표면의 반대면) 상에 후면 보호 필름(89)을 형성한다. 마스크(8)와 후면 보호 필름(89)을 동시에 형성할 수도 있음은 말할 나위도 없다.
마스크(8)는 레이저 빔 등을 이용한 조사를 통해 후술할 초기 홀(initial holes : 81)을 그 내부에 형성하며, 에칭 프로세스에 대한 저항력(resistance)이 있다. 달리 말하면, 마스크(8)는 기판(7)과 거의 동일하거나 그보다 작은 에칭 레이트를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.
이러한 관점에서 볼 때, 이를테면, Cr, Au, Ni, Ti, Pt 등과 같은 금속, 이들 금속으로부터 선택한 두 종류 이상의 금속을 포함하는 합금, 이들 금속의 산화물(금속 산화물), 실리콘, 수지 등을 마스크(8) 재료로 사용할 수 있다. 이와는 달리, 마스크(8)는 Cr/Au나 크롬 산화물/크롬 적층과 같은 서로 다른 재료로 이루어진 복수의 층으로 된 적층 구조물일 수도 있다.
마스크(8) 형성 방법은 특정 방법으로 제한되지 않는다. 마스크(8)를 Cr과 Au와 같은 금속 재료(합금 포함)나 크롬 산화물과 같은 금속 산화물로 형성하는 경우, 마스크(8)는, 예를 들어, 증발(evaporation)법이나 스퍼터링법 등으로 적절하게 형성할 수 있다. 한편, 마스크(8)를 실리콘으로 형성하는 경우, 마스크(8)는 예컨대, 스퍼터링법이나 CVD법 등으로 적절하게 형성할 수 있다.
마스크(8)를 크롬 산화물이나 크롬을 주성분으로 하여 형성할 경우, 초기 홀(81)은 초기 홀 형성 프로세스(후술함)로 용이하게 형성할 수 있으며, 기판(7)은 에칭 프로세스 시 확실하게 보호된다. 또한, 마스크(8)를 크롬 산화물이나 크롬을 주성분으로 하여 형성할 경우, 후술할 초기 홀 형성 프로세스에서는 이를테면 암모늄 하이드로젠 디플루오라이드(NH4HF2) 용액을 에천트(an etchant)로 사용할 수 있다. 암모늄 하이드로젠 디플루오라이드는 독성이 없으므로, 작업 도중 인체 및 환경에 영향을 미치는 것을 확실히 방지할 수 있다.
마스크(8)의 두께는 마스크(8)를 구성하는 재료에 따라 달라질 수 있지만, 0.01 내지 2.0 ㎛ 범위인 것이 바람직하며, 0.03 내지 0.2 ㎛ 범위인 것이 보다 바람직하다. 두께가 전술한 하한보다 얇아지면, 후술할 초기 홀 형성 프로세스에서 형성한 초기 홀(81)의 형태가 변형될 수도 있다. 또한, 후술할 에칭 단계의 습식 에칭 프로세스 동안 기판(7)의 마스킹된 부분을 충분히 보호하지 못할 수도 있다. 한편, 두께가 전술한 상한보다 두꺼우면, 후술할 초기 홀 형성 프로세스에서 관통하는 초기 홀(81)을 형성하기 어려울 뿐 아니라, 마스크(8)의 구성 재료 등에 따라 마스크(8)의 내부 응력으로 인해 마스크(8)가 쉽게 제거되는 경향이 생기게 된다.
후면 보호 필름(89)은 후속 프로세스에서 기판(7)의 후면을 보호하기 위해 마련하는 것이다. 후면 보호 필름(89)을 사용하면 기판(7) 후면의 부식이나 열화를 적절하게 방지할 수 있다. 후면 보호 필름(89)은 마스크(8)와 동일한 재료로 형성하므로, 마스크(8) 형성과 동시에 마스크(8) 형성과 유사한 방식으로 마련할 수도 있다.
<A2> 이어서, 도 5b를 참조하면, 레이저 빔 조사나 물리적인 방법을 사용하여 후술할 에칭에서 마스크 개구로 사용될 복수의 초기 홀(81)을 형성한다(초기 홀 형성 프로세스).
초기 홀(81)은 어떠한 방법으로 형성해도 되지만, 초기 홀(81)은 레이저 빔 조사나 물리적인 방법으로 형성하는 것이 바람직하다. 이는 높은 생산성으로 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판의 제조를 가능하게 한다. 특히, 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 비교적 대형의 기판 상에 오목부를 용이하게 형성할 수 있다.
초기 홀(81)을 형성하는 물리적인 방법으로는, 이를테면, 샷 블래스트(shot blast), 샌드 블래스트(sand blast)와 같은 블래스트 처리, 에칭, 프레싱, 도트 프린팅(dot printing), 태핑(tapping), 러빙(rubbing) 등의 방법이 있다. 블래스트 프로세싱으로 초기 홀(81)을 형성하는 경우는, 비교적 넓은 면적(즉, 마이크로렌즈 형성을 위한 영역의 면적)을 갖는 기판(7)에 대해서도 보다 짧은 시간에 높은 효율로 초기 홀(81)을 형성할 수 있게 된다.
또한, 초기 홀(81)을 레이저 빔 조사로 형성하는 경우, 사용되는 레이저 빔의 종류는 구체적으로 제한되지 않지만, 루비 레이저(a ruby laser), 반도체 레이저, YAG 레이저, 극초단 레이저(femtosecond laser), 글래스 레이저, YVO4 레이저, Ne-He 레이저, Ar 레이저, 카본 디옥사이드 레이저, 엑시머 레이저 등을 사용할 수 있다. 그리고, SHG(Second-harmonic generation), THG(third-harmonic generation), FHG(fourth-harmonic generation) 등과 같은 레이저 파형을 사용할 수 있다. 레이저 빔 조사를 이용하여 초기 홀(81)을 형성하는 경우, 초기 홀(81)의 크기나 인접하는 초기 홀(81) 사이의 거리 등을 용이하고 정밀하게 제어할 수 있다. 나아가, 레이저 빔 조사를 이용하여 초기 홀(81)을 형성하면, 조사 조건을 제어함으로써, 후술할 초기 오목부(71)를 형성하지 않으면서 초기 홀(81)을 형성할 수 있을 뿐 아니라, 초기 홀(81)의 형상, 크기, 깊이와 약간 다른 초기 오목부(71)도 용이하고 확실하게 형성할 수 있다.
초기 홀(81)은 마스크(81)의 전체 표면 상에 균일하게 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 기판(7) 표면 상에 편평부(flat portion)가 생기지 않고 후술하는 단계 <A3>에서 습식 에칭 프로세스를 수행할 때 표면이 오목부(61)로 거의 빈틈없이 덮이도록 사전결정된 간격으로 작은 홀들을 배치하는 방식으로 초기 홀(81)을 형성하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 예를 들면, 기판(5) 위쪽에서 볼 때 형성된 초기 홀(81)의 형상은 원형에 가까우며, 각 초기 홀(81)은 2 내지 10 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 평방 센티미터(㎠)당 천 개 내지 백만 개의 홀의 비율로 마스크(6) 상에 초기 홀(81)을 형성하는 것이 바람직하다. 나아가, 초기 홀(81)이 원형에 가까운 형상으로만 제한되는 것이 아님은 말할 나위도 없다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 초기 홀(81)을 마스크(8)에 형성할 때, 초기 홀(81)과 함께 기판(7) 표면의 일부를 제거함으로써 초기 오목부(71)도 형성한다. 이는 후술할 에칭 프로세스 수행 시 에천트와의 접촉 면적을 증가시켜, 부식이 적절하게 시작되도록 한다. 그리고, 초기 오목부(71)의 깊이를 적절하게 조절하면, 오목부(61)의 깊이(즉, 렌즈의 최대 두께)도 조절할 수 있다. 초기 오목부(71)의 깊이는 특정 깊이로 제한되지 않지만, 5.0 ㎛ 이하인 것이 바람직하며, 0.1 내지 0.5 ㎛ 범위인 것이 보다 바람직하다. 레이저 빔 조사를 이용하여 초기 홀(81)을 형성을 수행하는 경우, 초기 홀(81)과 함께 형성되는 복수의 초기 오목부(71)의 깊이의 변화를 확실히 줄일 수 있다. 이는 마이크로렌즈용 오목부를 구비하는 기판(6)을 이루는 오목부(61)의 깊이의 변화를 줄이게 하여, 최종적으로 획득되는 마이 크로렌즈 기판(3) 내의 마이크로렌즈(32)의 크기와 형상의 변화를 줄인다. 그 결과, 특히 각 마이크로렌즈(32)의 렌즈 직경, 초점 거리, 두께의 변화를 줄일 수 있다. 또한, 후속하는 단계에서 블랙 매트릭스(4)의 개구(41)와 광 확산부(5)도 적절하게 형성할 수 있다.
그리고, 물리적 방법이나 레이저 빔 조사 뿐 아니라, 예를 들어, 기판(7) 상에 마스크(8)를 형성할 때 사전결정된 패턴으로 기판(7) 상에 외부 물체(foreign objects)를 미리 배치한 후, 외부 물체로 기판(7) 상에 마스크(8)를 형성하여, 마스크(8) 내에 결함을 생성함으로써, 이들 결함이 초기 홀(81)로 사용될 수 있도록 하는 방법을 이용하여 초기 홀(81)을 마스크(8) 내에 형성할 수도 있다.
이러한 방식으로, 본 발명은 물리적 방법이나 레이저 빔 조사를 이용하여 마스크(8) 내에 초기 홀(81)을 형성함으로써, 통상의 포토리소그래피법을 이용하여 마스크(8) 내에 개구를 형성하는 것에 비해 용이하고 저렴하게 마스크(8) 내에 개구(초기 홀(81))를 임의로 형성할 수 있다. 나아가, 물리적 방법이나 레이저 빔 조사를 이용하면 큰 기판을 용이하게 처리할 수 있다.
<A3> 이어서, 도 5c에 도시한 바와 같이, 초기 홀(81)이 형성된 마스크(8)를 이용하여 기판(7)에 에칭 프로세스를 가함으로써, 기판(7) 상에 다수의 오목부(61)를 임의로 형성한다(에칭 프로세스).
에칭법은 특정 방법으로 제한되지 않으나, 습식 에칭 프로세스, 건식 에칭 프로세스 등을 사용할 수 있다. 후속하는 상세한 설명에서는 습식 에칭 프로세스를 이용하는 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.
초기 홀(81)이 형성된 마스크(8)로 덮인 기판(7)에 습식 에칭 프로세스를 가하면, 마스크(8)가 없는 부분의 기판(7)이 부식하여, 다수의 오목부(61)가 기판(7) 상에 형성된다. 전술한 바와 같이, 마스크(8) 내에 형성된 초기 홀(81)이 불규칙하게 제공되므로, 형성된 오목부(61)도 기판(7) 표면 상에 불규칙하게 분포하게 된다.
또한, 본 실시예에서는, 단계 <A2>에서 마스크(8) 내에 초기 홀(81)을 형성할 때, 초기 오목부(71)도 기판(7) 표면 상에 형성한다. 이로 인해, 기판에 대한 에칭 프로세스 동안 에천트와 접촉하는 영역이 넓어져서, 적절하게 부식이 시작된다.
나아가, 습식 에칭 프로세스를 사용하여 오목부(61)의 형성을 적절히 수행할 수 있다. 이를테면, 플루오르화 수소산(수소 플루오르화물)을 포함하는 에천트(즉, 플루오르화 수소산-기반 에천트)를 에천트로 사용하면 기판(7)이 보다 선택적으로 부식되어, 적절하게 오목부(61)를 형성할 수 있다.
마스크(8)가 주로 크롬으로 이루어지는 경우, 다시 말해서, 마스크(8)가 Cr을 포함하는 재료를 주성분으로 하는 경우, 플루오르화 수소산-기반 에천트로서는 암모늄 하이드로젠 디플루오라이드 용액이 특히 적절하다. 암모늄 하이드로젠 디플루오라이드를 포함하는 용액(4 wt% 이하 수용액)은 독성이 없으므로, 작업 중 인체나 환경에 영향을 미치는 것을 확실히 방지할 수 있다. 암모늄 하이드로젠 디플루오라이드 용액을 에천트로 사용하는 경우, 예컨대 하이드로젠 페록사이드(hydrogen peroxide)가 에천트 내에 포함되어도 좋다. 이는 에칭 속도를 가속화시 킨다.
그리고, 습식 에칭 프로세스는 건식 에칭 프로세스보다 간단한 장비로 수행되며, 한번에 많은 수의 기판을 처리할 수 있다. 이는 기판의 생산성을 높이고, 보다 낮은 비용으로 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)을 제공한다.
<A4> 다음으로, 도 5d에 도시한 바와 같이 마스크(8)를 제거한다(마스크 제거 프로세스). 이때, 마스크(8)와 함께 후면 보호 필름(89)도 제거한다.
마스크(8)가 주로 크롬으로 이루어진 경우는, 이를테면 세릭 암모늄 니트레이트(ceric ammonium nitrate)와 과염소산의 혼합물을 이용한 에칭 프로세스에 의해 마스크(8) 제거를 수행할 수 있다.
전술한 프로세싱 결과, 도 5d 및 도 4에 도시한 바와 같이, 다수의 오목부(61)가 기판(7) 상에 불규칙하게 형성된 마이크로렌즈용 오목부를 구비한 기판(6)을 얻게 된다.
오목부(61)는 비교적 조밀하게 기판(7) 상에 형성하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 기판(7) 위쪽에서 볼 때, 전체 가용 면적에 대한 가용 면적 내에서 모든 오목부(61)가 점유하는 면적의 비는 90 % 이상인 것이 바람직하다. 즉, 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)은 모든 오목부(61)가 형성된 가용 면적을 갖는다. 이에 따라 전술한 마이크로렌즈 기판(3)을 용이하게 획득할 수 있다.
기판(7) 상에 오목부(61)를 불규칙하게 형성하는 방법은 구체적으로 제한되지는 않는다. 전술한 방법, 즉, 물리적 방법이나 레이저 빔 조사에 의해 마스크(8) 내에 초기 홀(81)을 형성한 후 마스크(8)를 이용하여 에칭 프로세스를 수행함 으로써 기판(7) 상에 오목부(61)를 형성하는 방법을 통해 오목부(61)를 형성하면, 다음과 같은 효과를 얻는다.
즉, 물리적 방법이나 레이저 빔 조사를 통해 마스크(8) 내에 초기 홀(81)을 형성하면, 통상의 포토리소그래피법을 통해 마스크(8) 내에 개구를 형성하는 경우에 비해 용이하고 저렴하게 마스크(8) 내에 사전결정된 패턴으로 개구(초기 홀 (81))를 형성할 수 있다. 이는 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)의 생산성을 높여서, 보다 낮은 비용으로 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)을 제공한다.
또한, 전술한 방법에 따르면, 대형 기판을 용이하게 처리할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 그러한 대형 기판을 제조하는 경우, 통상의 방법과 같이 복수의 기판을 본딩할 필요가 없어서, 본딩으로 인한 이음매(seams)가 나타나지 않는다. 이는 저렴한 비용과 간단한 방법으로 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 고품질 대형 기판(즉, 마이크로렌즈 기판)을 제조할 수 있게 한다.
나아가, 단계 <A4>에서 마스크(8)를 제거한 후, 기판(7) 상에 새로운 마스크를 형성하고 마스크 형성 프로세스, 초기 홀 형성 프로세스, 습식 에칭 프로세스, 마스크 제거 프로세스를 포함하는 일련의 프로세스들을 반복할 수 있다. 이후에 특정한 실시예에 대해 설명하도록 한다.
이어서, 전술한 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)을 이용하여 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 제조하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
<B1> 먼저, 도 6a에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)의 오목부(61)가 형성된 표면 상에 비중합(비경화) 수지(33)를 도포한다. 본 실시예에서는, 이 단계에서, 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)의 오목부(61)가 형성되지 않은 영역 상에 스페이서(9)를 마련하고, 평판(a flat plate : 11)으로 수지(33)를 누른다(가압한다). 따라서, 형성된 마이크로렌즈 기판(3)의 두께를 보다 확실히 제어할 수 있고, 최종적으로 획득된 투과형 스크린용 스크린 부재(1) 내의 각 마이크로렌즈(32)의 초점 f를 보다 확실히 제어할 수 있다.
이 실시예와 같이 스페이서(9)를 사용하는 경우, 스페이서(9)의 형상은 특정 형상으로 제한되지 않으나, 실질적으로 구형이거나 실질적으로 원통형인 것이 바람직하다. 또한, 스페이서(9)가 그러한 형상을 갖는 경우, 스페이서(9)의 직경은 10 내지 300 ㎛ 범위인 것이 바람직하고, 30 내지 200 ㎛ 범위인 것이 보다 바람직하다. 또한, 30 내지 170 ㎛ 범위인 것이 더욱 바람직하다.
이때, 수지(33)를 도포하고 평판(11)으로 가압하는 프로세스 이전에, 오목부(61)가 형성되는 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)의 면 또는 수지(33)를 누를 때 수지(33)가 접촉하게 되는 평판(11)의 면에 이형제(a mold release agent) 등을 도포할 수도 있다. 이는 후속 단계에서 평판(11)과 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)으로부터 마이크로렌즈 기판(3)을 보다 용이하고 확실히 분리시킨다.
<B2> 이어서, 수지(33)를 경화(중합)시킨 후, 평판(11)을 제거한다(도 6b 참조). 이러한 방식으로, 수지층(33) 및 각각이 오목 렌즈 역할을 하는 복수의 오목부(61) 내에 충진된 수지로 구성되는 복수의 마이크로렌즈(32)를 구비하는 마이크로렌즈 기판(3)을 얻게 된다.
수지(33)를 경화시키는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 수지의 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 자외선과 같은 광의 조사, 가열, 전자빔 조사 등을 이용할 수 있다.
<B3> 다음에는, 전술한 바와 같이 제조한 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 상에 블랙 매트릭스(4)를 형성한다.
먼저, 도 6c에 도시한 바와 같이, 차광(차단) 효과를 갖는 포지티브 광폴리머(a positive photopolymer : 42)를 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 상에 도포한다. 마이크로렌즈 기판(3)의 표면 상에 포지티브 광폴리머(42)를 도포하는 방법으로서는, 이를테면, 딥 코팅법, 닥터 블래이드법(a doctor blade method), 스핀 코팅법, 블러쉬 코팅법(a blush coat method) 및 스프레이 코팅, 정전 코팅, 전기증착 코팅(a electrodepositon coating), 롤 코팅 등과 같은 다양한 코팅 방법을 사용할 수 있다. 포지티브 광폴리머(42)는 차광(차단) 효과를 갖는 수지로 이루어질 수 있으며, 차광(차단) 효과를 갖는 재료가 낮은 차광(차단) 효과를 갖는 수지 재료에 분산되거나 용해된 것일 수도 있다. 필요에 따라, 포지티브 광폴리머(42)를 도포한 후, 예를 들어, 프리베이크 프로세스와 같은 열처리를 수행할 수도 있다.
<B4> 이어서, 도 6d에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면에 수직인 방향으로 노광용 광 Lb를 마이크로렌즈 기판(3)에 조사한다. 조사된 노광용 광 Lb는 각각의 마이크로렌즈(32)를 통과하여 모인다. 각 마이크로렌즈(32)의 초점 f 근방에 있는 포지티브 광폴리머(42)는 노광시키고, 초점 f 근방이 아닌 부분에 대응하는 포지티브 광폴리머(42)는 노광시키지 않거나 약간만 노광시킨다( 즉, 노광 정도를 약하게 한다). 이러한 방식으로, 각 초점 f 근방에 있는 포지티브 광폴리머(42)만을 노광시킨다.
계속해서, 현상을 수행한다. 이 경우, 광폴리머(42)가 포지티브 광폴리머가므로, 초점 f 근방에서 노광된 광폴리머(42)는 녹아서 현상에 의해 제거된다. 그 결과, 도 6e에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈(32)의 광축 L에 대응하는 부분 상에 개구(41)가 형성된 블랙 매트릭스(41)를 형성하게 된다. 현상 방법은 포지티브 광폴리머(42)를 구성하는 성분 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 이를테면, 이 실시예에서는 포타슘 하이드록사이드(potassium hydroxide) 등의 용액과 같은 알칼라인 수용액(an alkaline aqueous solution)을 이용하여 포지티브 광폴리머(42)를 현상할 수 있다.
또한, 필요에 따라, 포지티브 광폴리머(42)를 노광시킨 후, 프리베이크와 같은 열처리를 수행할 수도 있다.
<B5> 다음에는, 이러한 방식으로 형성한 블랙 매트릭스(4)의 개구(41)에 대응하는 부분 상에 광 확산부(5)를 형성한다.
먼저, 도 6f에 도시한 바와 같이, 확산 매체(51)가 분포된 네가티브 광폴리머(52)를 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면(즉, 블랙 매트릭스(4)가 형성된 면) 상에 도포한다. 네가티브 광폴리머(52)의 도포 방법으로서는, 예컨대, 딥 코팅법, 닥터 블래이드법, 스핀 코팅법, 블러쉬 코팅법 및 스프레이 코팅, 정전 코팅, 전기증착 코팅, 롤 코팅 등과 같은 다양한 코팅법을 사용할 수 있다.
예를 들어, (FUJI FILM ARCH에서 제조한) CSP-SO25 등을 네가티브 광폴리머 (52)로서 사용할 수 있다.
그리고, 이를테면, 미립자(구슬) 형태의 실리카, 글래스, 레진 등을 확산 매체(51)로서 사용할 수 있다. 확산 매체(51)의 평균 직경은 특별히 제한되지 않지만, 확산 매체(51)의 평균 직경은 1.0 내지 50 ㎛ 범위인 것이 바람직하고, 2.0 내지 10 ㎛ 범위인 것이 보다 바람직하다. 나아가, 필요한 경우, 광폴리머(52)를 도포한 후, 이를테면 프리베이크 처리와 같은 열처리를 수행할 수도 있다.
<B6> 이어서, 도 6g에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면에 수직인 방향으로 노광용 광 Lc를 마이크로렌즈 기판(3)에 조사한다. 조사된 노광용 광 Lc는 각각의 마이크로렌즈(32)를 통과하여 각 마이크로렌즈(32)의 광축 L에 대응하는 점(즉, 초점 f)에 집중된다. 각 마이크로렌즈(32)의 초점 f 근방에 있는 네가티브 광폴리머(52)는 노광시키고, 초점 f 근방이 아닌 부분에 대응하는 네가티브 광폴리머(52)는 노광시키지 않거나 약간만 노광시킨다(즉, 노광 정도를 약하게 한다). 이러한 방식으로, 각 초점 f 근방에 있는 네가티브 광폴리머(52)만을 노광시킨다.
계속해서, 현상을 수행한다. 이 경우, 광폴리머(52)가 네가지티브 광폴리머가므로, 각 초점 f 근방이 아닌 부분에 대응하는 노광된 광폴리머(52)는 녹아서 현상에 의해 제거된다. 그 결과, 도 6h에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈(32)의 광축 L에 대응하는 부분, 다시 말해, 블랙 매트릭스(4)의 개구(41)에 대응하는 부분 상에 광 확산부(5)가 형성된다.
또한, 필요에 따라, 네가티브 광폴리머(52)를 노광시킨 후, 프리베이크와 같 은 열처리를 수행할 수도 있다.
<B7> 다음에는, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)로부터 마이크로렌즈용 오목부를 구비한 기판(6)을 제거하여 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 획득한다(도 6i 참조). 이러한 방식으로 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)을 제거함으로써 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)을 반복적으로 이용하여 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 제조할 수 있으므로, 이 방법은 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 제조 비용 및 제조된 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 품질의 안정성 면에서도 바람직하다.
이때, 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)을 투과형 스크린용 스크린 부재(1)로부터 반드시 제거해야 할 필요는 없다. 달리 말해서, 투과형 스크린(10)은 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)을 구비해도 된다.
전술한 바와 같이, 전술한 제조 방법은 마이크로렌즈(32)에 의해 모인 노광용 광을 광폴리머(42, 52)로 조사시키는 것에 의해 블랙 매트릭스(4)와 광 확산부(5)를 형성하므로, 예컨대, 포토리소그래피와 같은 통상적인 제조 방법과 비교할 때 보다 단순한 단계로 블랙 매트릭스(4) 및 광 확산부(5)를 형성할 수 있다.
또한, 확산 매체를 포함하는 수지가 잉크젯 프린터의 헤드를 이용하여 분출되는 간단한 단계로 광 확산부를 형성하는 방법을 통해 광 확산부(5)를 용이하게 형성할 수 있다. 달리 말해서, 블랙 매트릭스(4), 즉, 개구(41)를 제외한 영역 또는 블랙 매트릭스(4)의 전체 표면)에 발수 또는 발유 프로세스(a water or oil repellent process)를 수행하고, 대응하는 개구(41)에만 친수 또는 친유 프로세스 (a water or oil attracting process)를 수행한 후, 잉크젯 프린터를 이용하여 투과형 스크린용 스크린 부재(1)의 광출사면에 적절한 양의 확산 매체가 혼합된 수지를 분출하여 광 확산부(5)를 형성하는 방법을 채용할 수 있다.
나아가, 마이크로렌즈 기판(3) 내의 복수의 마이크로렌즈(32)가 실질적으로 서로 동일한 곡률 반경을 갖는 경우, 각 마이크로렌즈(32)를 통해 모인 광은 실질적으로 동일 평면 상에 초점이 생긴다. 따라서, 마이크로렌즈 기판(3)의 광입사면 상에 노광용 광을 균일하게 조사함으로써, 실질적으로 서로 동일한 크기를 갖는 광 확산부(5)와 블랙 매트릭스(차광층 : 4)의 개구(4)를 형성할 수 있다.
이하에서는, 전술한 투과형 스크린을 이용한 리어 프로젝터에 대해 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 리어 프로젝터의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 리어 프로젝터(300)는 프로젝션 광학 유닛(a projection optical unit : 310), 도광 미러(a light quiding mirror : 320), 투과형 스크린(10)이 케이스(340) 내에 배치된 구조를 갖는다.
리어 프로젝터(300)는 그 투과형 스크린(10)으로서 뛰어난 시야각 특성과 광 이용 효율을 갖는 투과형 스크린(10)을 사용하므로, 우수한 디스플레이 품질을 갖는 뛰어난 리어 프로젝터를 형성한다.
또한, 전술한 투과형 스크린용 스크린 부재(1)에서는 마이크로렌즈(32)가 특히 불규칙하게(광학적으로 불규칙하게) 배치되므로, 리어 프로젝터(300)는 반문과 같은 문제가 거의 발생하지 않는다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린, 리어 프로젝터는 첨부 도면에 도시한 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린, 리어 프로젝터를 구성하는 각 소자(구성요소)는 동일하거나 유사한 기능을 수행하는 것으로 대체될 수도 있다.
그리고, 본 발명에서 투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 전술한 세 가지 조건 (1), (2), (3) 중 어느 하나를 만족시킨다. 이를테면, 투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 도 8 내지 도 10에 도시한 구조를 가질 수 있다. 도 8에 도시한 투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 돌출부 대신 층상 광 확산부(5)를 갖지만, 각 마이크로렌즈(32)를 통과하는 광은 블랙 매트릭스(4) 너머에 있는 마이크로렌즈 기판(3)의 광출사면 측 상에 집중된다. 도 9에 도시한 투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 복수의 돌출부를 포함하는 하나의 광 확산부(5)를 갖지만, 광 확산부(돌출부 : 5)는 서로 독립적으로 형성되지 않으며, 각 마이크로렌즈(32)를 통과한 광은 블랙 매트릭스(4) 못 미쳐서 마이크로렌즈 기판(3) 내에 집중된다. 도 10에 도시한 투과형 스크린용 스크린 부재(1)는 블랙 매트릭스(4)의 각 개구(41)에 각 광 확산부(5)가 대응하도록 서로 독립적으로 형성된 돌출부 형태의 복수의 광 확산부(5)를 갖지만, 각 마이크로렌즈(32)를 통과한 광은 블랙 매트릭스 못 미쳐 마이크로렌즈 기판(3) 내에 집중된다.
또한, 마이크로렌즈 기판(3) 위쪽에서 볼 때, 각각이 실질적으로 원형인 마 이크로렌즈(32)가 불규칙적으로 배치되지는 것으로 설명되었지만, 마이크로렌즈(32)의 형상과 배치는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 마이크로렌즈(32)는 격자 패턴(a lattice-like pattern)으로 배치될 수도 있고 벌집 패턴으로 배치될 수도 있다.
나아가, 전술한 실시예에서는 프레넬 렌즈(21)와 투과형 스크린용 스크린 부재(1)를 구비하는 투과형 스크린(10)에 대해 설명하였지만, 본 발명의 투과형 스크린(10)은 반드시 프레넬 렌즈(21)를 구비할 필요는 없다. 이를테면, 투과형 스크린(10)은 실제로 본 발명의 투과형 스크린용 스크린 부재(10)만으로 구성되어도 된다.
더욱이, 위 실시예에서는 렌즈부로서 마이크로렌즈(32)를 구비하는 마이크로렌즈 기판(렌즈 기판 : 3) 구조에 대해 설명하였지만, 렌즈부는 마이크로렌즈(32)로 한정되지 않는다. 예를 들어, 렌즈부는 볼록 렌즈일 수도 있다. 볼록 렌즈를 이용하면, 렌즈부를 위한 제조 단계를 단순화할 수 있어서, 투과형 스크린(10)의 생산성을 개선할 수 있다. 렌즈부로서 볼록 렌즈를 이용하는 경우는, 블랙 매트릭스 대신 렌즈 기판의 광출사면 상에 스트립형 차광층(블랙 스트립)을 형성할 수 있다. 이 경우, 광 확산부는 적어도 블랙 스트립을 구성하는 인접 스트립 사이의 공간에 대응하는 부분 상에 제공된다. 이러한 구조에서도 전술한 실시예와 유사한 작용과 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 입사광을 충분히 확산시키면서 광 확산부(5)에 입사하는 광(입사광)을 렌즈 기판의 광출사면으로 효과적으로 향하게 할 수 있다. 따라서, 렌즈 기판이 렌즈부로서 볼록 렌즈를 구비하는 경우 라도, 뛰어난 시야각 특성을 획득할 수 있다(즉, 투과형 스크린의 수평 시야각뿐 아니라 수직 시야각도 증가시킬 수 있다).
그리고, 전술한 실시예에서는 전체 광 확산부(5)가 돌출부로 형성되는, 즉, 각 광 확산부(5)가 실질적으로 돌출부만으로 구성되는 경우에 대해 설명했지만, 광 확산부는 돌출부가 아닌 영역을 가질 수도 있다.
또, 위 실시예에서는 투과형 스크린용 스크린 부재(1)가 복수의 마이크로렌즈(렌즈부 : 32)를 포함하는 마이크로렌즈 기판(렌즈 기판 : 3)을 구비하는 것으로 설명하였지만, 반드시 이러한 방식으로 렌즈 기판에 복수의 렌즈부를 제공할 필요는 없고, 이를테면, 렌즈부가 각 개구에 대응하고 블랙 매트릭스(차광층 : 4)과 직접 접촉하도록 개별적으로 배치할 수도 있다.
또한, 전술한 실시예에서는 광 확산부(5)를 형성한 후 마이크로렌즈 기판(3)으로부터 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)을 제거하는 것으로 설명하였지만, 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판(6)은 블랙 매트릭스(4)나 광 확산부(5)를 형성하기 전에 제거해도 되고, 이를 마이크로렌즈 기판(3)으로부터 제거하지 않고 투과형 스크린(10) 내에 수용(통합)할 수도 있다.
예
(예 1)
마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판을 제조한 후, 다음 순서에 따라 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판을 이용하여 마이크로렌즈 기판을 제조한다.
우선, 1.2 m ×0.7 m 크기와 4.8 ㎜ 두께를 갖는 사각형의 소다 석회 글래스 기판을 마련한다.
소다 석회 글래스 기판을 4 wt% 암모늄 하이드로젠 디플루오라이드와 8 wt% 하이드로젠 페록사이드를 포함하는 세정 용액에 담궈서 6 ㎛ 에칭 프로세스를 수행하여 그 표면을 세정한다.
이어서, 깨끗한 물로 세정하고 (물을 제거하기 위해) 질소(N2) 가스로 건조한다.
다음으로, 스퍼터링법을 사용하여 각각이 0.03 ㎛ 두께를 갖는 크롬 필름(마스크 및 후면 보호 필름)을 소다 석회 글래스 기판 상에 형성한다. 즉, 각각 크롬 필름으로 만들어진 마스크와 후면 보호 필름을 소다 석회 글래스 기판 양쪽 표면 상에 형성한다.
그리고, 마스크에 레이저 머시닝(laser machining)을 수행하여 마스크의 중심 부분에 113 ㎝ ×65 ㎝ 영역 내에 다수의 초기 홀을 형성한다.
이때, 1 ㎽ 강도의 에너지, 3 ㎛의 빔 직경, 60 ×10-9 초의 조건 하에서 YAG 레이저를 사용하여 레이저 머시닝을 수행한다.
이러한 방식으로, 전술한 마스크의 전체 영역 위에 불규칙한 패턴으로 초기 홀을 형성한다. 초기 홀의 평균 직경은 5 ㎛이고, 초기 홀의 형성 밀도는 40,000 홀/㎠이다.
또한, 이때, 각각이 약 0.1 ㎛의 깊이를 갖는 오목부와 손상된 층(또는 변질 된 층)을 소다 석회 글래스 기판 표면 상에 형성한다.
이어서, 소다 석회 글래스 기판에 습식 에칭 프로세스를 가하여, 소다 석회 글래스 기판 상에 다수의 오목부를 형성한다. 형성된 다수의 오목부는 실질적으로 서로 동일한 곡률 반경(35 ㎛)을 갖는다.
이때, 4 wt% 암모늄 하이드로젠 디플루오라이드와 8 wt% 하이드로젠 페록사이드를 포함하는 수용액을 습식 에칭의 에천트로 사용하며, 기판은 5 시간 동안 담궈둔다.
다음에는, 세릭 암모늄 니트레이트와 과염소산의 혼합물을 사용하여 에칭 프로세스를 수행함으로써 크롬 산화물 필름(마스크 및 후방 보호 필름)을 제거한다.
그런 다음, 깨끗한 물로 세정하고 (물을 제거하기 위해) N2 가스로 건조시킨다.
그 결과, 다수의 마이크로렌즈용 오목부가 소다 석회 글래스 기판 상에 임의로 형성된 마이크로렌즈용 오목부를 구비하는 웨이퍼형 기판을 얻게 된다. 오목부를 갖는 기판의 위쪽에서 볼 때, 전체 가용 면적에 대한 오목부가 형성된 가용 면적 내의 모든 오목부가 점유하는 면적의 비는 97 %이다. 임의의 인접하는 두 점 사이(즉, 하나의 오목부와 인접 오목부 사이)의 다수의 거리를 얻은 후, 이들 거리의 표준편차를 계산한다. 이 계산에서 얻은 표준 편차는 다수의 거리의 평균값의 35 %이다.
이어서, 전술한 바와 같이 오목부가 형성된 마이크로렌즈용 오목부를 구비하 는 기판의 면에 이형제(GF-6110)를 도포하고, 비중합(비경화) 자외선(UV) 경화 수지(UV-경화 수지)를 동일 면 측에 도포한다. 이때, 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판의 오목부가 형성되지 않은 영역에 (각각 30 ㎛ 직경을 갖는) 실질적으로 구형 스페이서를 배치한다.
그리고, 소다 석회글래스로 이루어진 평판으로 UV-경화 수지를 압축한다(누른다). 이때, 이 프로세스는 평판과 UV-경화 수지 사이에 공기가 들어가지 않도록 수행해야 한다. 이 경우, UV-경화 수지를 누를 때 UV-경화 수지가 접촉하게 되는 평판의 면 상에 미리 이형제(GF-6110)를 도포한다.
다음으로, 평판을 통해 10,000 mJ/㎠의 자외선을 조사하여 UV-경화 수지를 경화시킴으로써 마이크로렌즈 기판을 얻는다. 이 마이크로렌즈 기판의 굴절률은 1.5이다. 그리고, 이 마이크로렌즈 기판 내의 수지층의 두께는 40 ㎛이며, 다수의 마이크로렌즈 각각의 곡률 반경과 직경은 각각 35 ㎛와 70 ㎛이다. 또한, 마이크로렌즈 기판의 광입사면 위쪽에서 볼 때, 마이크로렌즈 기판의 가용 면적에 대한 마이크로렌즈가 점유하는 전체 면적(투사 면적)의 비는 97 %이다.
이어서, 평판을 제거한다.
그런 다음, 롤 코터를 이용하여 마이크로렌즈 기판의 광입사면(즉, 마이크로렌즈가 형성된 면의 반대면)에 차광 재료(카본 블랙)가 첨가된 포지티브 광폴리머(JSR 사가 제조한 PC405G)를 도포한다. 이 포지티브 광폴리머의 차광 재료 함량은 20 wt%이다.
그리고, 마이크로렌즈 기판에 30 분 동안 90 ℃로 프리베이크 프로세스를 수 행한다.
다음에는, 마이크로렌즈용 오목부를 구비하는 기판의 오목부가 형성된 면의 반대면에 대해 80 mJ/㎠의 자외선을 평행광으로서 조사한다. 이 경우, 조사된 자외선은 각각의 마이크로렌즈에 의해 모이고, 초점 f 근방의 광폴리머가 선택적으로 노출된다.
후속해서, 0.5 wt%의 포타슘 하이드록사이드 수용액을 현상액(a developing fluid)으로 사용하여 40초 동안 투과형 스크린용 스크린 부재에 현상 프로세스를 가한다.
이어서, 깨끗한 물로 세정한 후, (물을 제거하기 위해) 질소(N2) 가스로 건조한다. 그리고, 30분 동안 200 ℃로 마이크로렌즈 기판에 포스트베이크 프로세스를 가한다. 이러한 방식으로, 각각의 마이크로렌즈에 대응하는 복수의 개구를 구비하는 블랙 매트릭스를 형성한다. 블랙 매트릭스의 두께는 2 ㎛이고, 개구의 직경은 45 ㎛이다.
다음으로, 롤 코팅을 이용하여 블랙 매트릭스가 형성되어 있는 면(마이크로렌즈 기판의 광출사면)에 광 확산 매체(각각 5 ㎛의 직경을 갖는 실리카 구슬(silica beads))가 분포되어 있는 네가티브 광폴리머(FUJI FILM ARCH에서 제조한 CSP-SO25)를 도포한다. 도포된 광폴리머층의 두께는 10㎛이다. 또, 네가티브 광폴리머의 광 확산 매체 함량은 25 wt%이다.
그런 다음, 30분 동안 90 ℃로 마이크로렌즈 기판에 프리베이크 프로세스를 가한다.
다음에는, 마이크로렌즈용 오목부를 구비하는 기판의 오목부가 형성된 면의 반대면에 대해 100 mJ/㎠의 자외선을 평행광으로서 조사한다. 이 경우, 조사된 자외선은 각각의 마이크로렌즈에 의해 모이고, 초점 f 근방의 광폴리머가 선택적으로 노출된다.
후속하여, (FUJI FILM ARCH에서 제조한) CD-2000을 현상액으로 사용하여 40초 동안 투과형 스크린용 스크린 부재에 현상 프로세스를 가한다.
이어서, 깨끗한 물로 세정한 후, (물을 제거하기 위해) 질소(N2) 가스로 건조한다. 그리고, 30분 동안 200 ℃로 마이크로렌즈 기판에 포스트베이크 프로세스를 가한다. 이러한 방식으로, 복수의 개구에 대응하는 부분 상에 볼록형 광 확산부(돌출부)를 형성한다. 형성된 광 확산부의 높이는 5 ㎛이다. 이때, 형성된 광 확산부는 돌출부로 이루어지고, 블랙 매트릭스 상에서 각 돌출부의 정점 높이보다 낮은 부분(돌출부가 형성되지 않은 부분)에는 (그 표면이 마이크로렌즈 기판의 광출사면에 평행한) 평탄부가 형성되지 않는다.
다음으로, 스크린 부재로부터 마이크로렌즈용 오목부를 갖는 기판을 제거함으로써 투과형 스크린용 스크린 부재를 얻는다.
이러한 방식으로 획득한 투과형 스크린용 스크린 부재에서, 마이크로렌즈가 형성된 면으로부터 평행광이 투과형 스크린용 스크린 부재로 입사할 때 각 마이크로렌즈의 초점 f는 발광 방향으로 3 ㎛만큼 블랙 매트릭스의 광출사면으로부터 떨 어져 있다. 또한, 투과형 스크린용 스크린 부재의 위쪽에서 볼 때, 마이크로렌즈가 점유하는 전체 면적에 대한 돌출부로서의 광 확산부가 점유하는 전체 면적(투사 면적)의 비는 70 %이다. 그리고, 투과형 스크린용 스크린 부재의 위쪽에서 볼 때, 마이크로렌즈가 점유하는 전체 면적에 대한 개구가 점유하는 전체 면적(투사 면적)의 비는 50 %이다.
전술한 방법으로 제조된 투과형 스크린용 스크린 부재와 사출 성형(extrusin molding)으로 제조된 프레넬 렌즈를 조립하면, 도 3에 도시한 투과형 스크린을 얻을 수 있다.
(예 2)
예 1과 유사한 방식으로 투과형 스크린을 제조하되, 마스크와 후면 보호 필름 각각을 크롬 산화물 필름으로 형성한다. 이 경우, 마스크와 후면 보호 필름은 스퍼터링법으로 형성한다. 크롬 산화물 필름의 두께는 0.03 ㎛이다.
(예 3)
예 1과 유사한 방식으로 투과형 스크린을 제조하되, 마스크와 후면 보호 필름 각각을 크롬/크롬 산화물 필름의 적층 소자(즉, 크롬 외부 표면에 크롬 산화물이 적층된 적층 소자)로 형성한다. 이 경우, 마스크와 후면 보호 필름은 스퍼터링으로 형성한다. 크롬 필름의 두께는 0.02 ㎛이고, 크롬 산화물 필름의 두께는 0.02 ㎛이다.
(예 4)
예 1과 유사한 방식으로 투과형 스크린을 제조하되, 마스크와 후면 보호 필름 각각을 크롬 산화물/크롬 필름의 적층 소자(즉, 크롬 산화물 외부 표면에 크롬이 적층된 적층 소자)로 형성한다. 이 경우, 마스크와 후면 보호 필름은 스퍼터링법으로 형성한다. 크롬 산화물 필름의 두께는 0.02 ㎛이고, 크롬 필름의 두께는 0.02 ㎛이다.
(비교예 1)
전술한 예 1에서 제조한 마이크로렌즈용 오목부를 구비하는 기판을 이용하여 전술한 것과 유사한 방법으로 마이크로렌즈 기판을 제조한다.
그런 다음, UV-경화 수지를 압착하는 데 사용한 평판을 제거하고, (JSR 사가 제조한) PC-403에 차광 재료로서 카본 블랙이 분포되어 있는 혼합물을 롤 코터를 이용하여 마이크로렌즈 기판의 광출사면(즉, 노출된 마이크로렌즈 기판 표면)에 도포한다. 이어서, 마이크로렌즈 기판에 30 분 동안 90 ℃의 열처리를 가하여, 혼합물을 경화시키고 차광 코팅을 형성한다.
후속하여, 마이크로렌즈 기판에 포토리소그래피법(다시 말해, 차광 코팅이 형성된 마이크로렌즈 기판 면에 사전결정된 패턴을 갖는 광을 조사함으로써)을 이용하여 마스크를 형성한 후, 에칭한다. 다음으로, 마이크로렌즈 기판에 60 분 동안 200 ℃의 열처리를 가하여 혼합물을 경화시킴으로써, 차광 코팅 상의 각 마이크로렌즈에 대응하는 부분 상에 개구를 갖는 블랙 매트릭스를 형성한다. 형성된 블 랙 매트릭스의 두께는 2 ㎛이고, 개구의 직경은 45 ㎛이다.
다음에는, 네가티브 광폴리머(FUJI FILM ARCH가 제조한 CSP-SO25)에 광 확산 매체(각각이 5 ㎛의 직경을 갖는 실리카 구슬)가 분포되어 있는 혼합물을 롤 코터로 블랙 매트릭스가 형성된 전체 표면(마이크로렌즈 기판의 광출사면)에 도포한다. 이어서, 마이크로렌즈 기판에 60 분 동안 200 ℃의 열처리를 가하여, 혼합물을 경화시키고 층상 광 확산부를 형성한다. 형성된 광 확산부(광 확산층)의 두게는 6 ㎛이다.
다음으로, 스크린 부재로부터 마이크로렌즈용 오목부를 구비하는 기판을 제거함으로써 투과형 스크린용 스크린 부재를 얻는다.
전술한 방법으로 제조한 투과형 스크린용 스크린 부재와 사출 성형으로 제조한 프레넬 렌즈를 조립함으로써, 투과형 스크린을 얻는다.
(비교예 2)
먼저, 1.2 m ×0.7 m 넓이에 4.8 ㎜ 두께를 갖는 사각형의 소다 석회 글래스 기판을 마련한다.
소다 석회 글래스 기판을 4 wt%의 암모늄 하이드로젠 디플루오라이드와 8 wt%의 하이드로젠 페록사이드를 함유하는 세정액에 담궈 6 ㎛ 에칭 프로세스를 수행함으로써 그 표면을 세정한다.
그런 다음, 깨끗한 물로 세정하고, (물을 제거하기 위해) 질소(N2) 가스로 건조시킨다.
이어서, 스퍼터링법을 사용하여 각각 0.03 ㎛의 두께를 갖는 크롬 필름(마스크 및 후면 보호 필름)을 소다 석회 글래스 기판 상에 형성한다. 즉, 각각 크롬 필름으로 만들어진 마스크 및 후면 보호 필름을 소다 석회 글래스 기판 표면 상에 형성한다.
다음에는, 마스크에 레이저 머시닝을 수행하여 마스크의 중심부 113 ㎝ ×65 ㎝ 영역 내에 서로 평행한 다수의 선형 홈(홀)을 형성한다. 인접하는 선형 홈 사이의 피치는 70 ㎛이다.
1 ㎽ 강도의 에너지, 3 ㎛의 빔 직경, 60 ×10-9 초 조사 시간이라는 조건 하에서 YAG 레이저를 사용하여 레이저 머시닝을 수행한다. 다음으로, 소다 석회 글래스 기판에 습식 에칭 프로세스를 행하여, 소다 석회 글래스 기판 상에 홈형 오목부(groove-like concave portions)를 형성한다. 형성된 오목부는 실질적으로 서로 동일한 곡률 반경(35 ㎛)을 갖는다.
이때, 4 wt%의 암모늄 하이드로젠 디플루오라이드와 8 wt%의 하이드로젠 페록사이드를 함유하는 수용액을 습식 에칭의 에천트로 사용하며, 기판은 5 시간 동안 담궈둔다.
이어서, 세릭 암모늄 니트레이트와 과염소산의 혼합물을 사용하여 에칭 프로세스를 수행함으로써 크롬 산화물 필름(마스크 및 후면 보호 필름)을 제거한다.
다음에는, 깨끗한 물로 세정하고 (물을 제거하기 위해) 질소(N2) 가스로 건 조시킨다.
그 결과, 소다 석회 글래스 기판 상에 다수의 볼록 렌즈용 오목부(홈)가 형성된 볼록 렌즈용 오목부를 갖는 웨이퍼형 기판을 얻는다.
다음으로, 전술한 방법으로 얻은 볼록 렌즈용 오목부를 구비하는 기판의 오목부가 형성된 면에 이형제(GF-6110)를 도포하고, 동일 면에 비중합(비경화) 자회선(UV) 경화 수지(UV-경화 수지 : Nippon Steel Chemical Co., Ltd.에서 제조한 V-2403)를 도포한다. 이때, 볼록 렌즈용 오목부를 구비하는 기판의 오목부가 형성되지 않는 면 위의 영역에는 (각각 30 ㎛의 직경을 갖는) 실질적 구형 스페이서를 배치한다.
그런 다음, 알칼리-프리 글래스로 이루어진 평판으로 UV-경화 수지를 압착한다(누른다). 이때, 평판과 UV-경화 수지 사이에 공기가 들어가지 않도록 유의한다. UV-경화 수지를 압착할 때 UV-경화 수지가 접촉하게 되는 평판의 면에는 이형제(GF-6110)를 미리 도포해둔다.
이어서, 평판을 통해 10,000 mJ/㎠의 자외선을 조사하여, UV-경화 수지를 경화시킴으로써 볼록 렌즈 기판을 얻는다. 이 볼록 렌즈 기판의 굴절률은 1.5이다. 또한, 이 볼록 렌즈 기판의 수지층의 두께는 150 ㎛이고, 복수의 볼록 렌즈 각각의 곡률 반경은 35 ㎛이다.
다음으로, UV-경화 수지를 압착하는 데 사용한 평판을 제거하고, (JSR 사가 제조한) PC-403에 차광 재료로서 카본 블랙이 분포되어 있는 혼합물을 볼록 렌즈 기판의 광입사면(노출된 볼록 렌즈 기판의 표면, 즉, 볼록 렌즈가 형성된 면) 상에 롤 코터로 도포한다. 그리고, 60 분 동안 200 ℃로 볼록 렌즈 기판에 열처리를 가하여, 혼합물을 경화시키고 차광 코팅을 형성한다.
후속하여, 마이크로렌즈 기판에 포토리소그래피법(다시 말해, 차광 코팅이 형성된 볼록 렌즈 기판 면에 사전결정된 패턴을 갖는 광을 조사함으로써)을 이용하여 마스크를 형성한 후, 에칭하여, 차광 코팅 상의 각 볼록 렌즈에 대응하는 부분 상에 개구를 갖는 블랙 스트립(차광층)을 형성한다. 형성된 블랙 스트립의 두께는 2 ㎛이고, 개구의 폭은 35 ㎛이다.
다음에는, 네가티브 광폴리머(FUJI FILM ARCH가 제조한 CSP-SO25)에 광 확산 매체(각각이 5 ㎛의 직경을 갖는 실리카 구슬)가 분포되어 있는 혼합물을 블랙 스트립이 형성된 전체 표면(볼록 렌즈 기판의 광출사면)에 롤 코터로 도포한다. 이어서, 마이크로렌즈 기판에 60 분 동안 200 ℃의 열처리를 가하여, 혼합물을 경화시키고 층상 광 확산부를 형성한다. 형성된 광 확산부(광 확산층)의 두께는 40 ㎛이다.
다음으로, 스크린 부재로부터 볼록 렌즈용 오목부를 구비하는 기판을 제거함으로써 투과형 스크린용 스크린 부재를 얻는다.
전술한 방법으로 제조한 투과형 스크린용 스크린 부재와 사출 성형으로 제조한 프레넬 렌즈를 조립함으로써, 투과형 스크린을 얻는다.
(투과형 스크린 평가)
예 1 내지 4 및 비교예 1, 2에서 제조한 투과형 스크린의 광 이용 효율을 측 정하였다. 광 이용 효율의 측정은 완전 구를 갖는 분광 광도계(a spectrophotometer)를 이용하여 투과형 스크린이 없는 경우 광의 양에 대해, 이들 세 가지 예 각각의 투과형 스크린을 통과하는 광의 양을 측정하는 방식으로 수행되었다.
그 결과, 예 1 내지 4에서 제조한 투과형 스크린에서, 70 %라는 뛰어난 광 이용 효율을 얻을 수 있었다. 한편, 비교예 1, 2에서 제조한 투과형 스크린에서는, 각각 55 %와 52 %의 광 이용 효율을 얻을 수 있을 뿐이었다.
(리어 프로젝터의 제조 및 그 평가)
도 9에 도시한 리어 프로젝터를 예 1 내지 4 및 비교예 1, 2에서 제조한 투과형 스크린을 사용하여 제조(조립)하였다.
각 리어 프로젝터의 투과형 스크린 상에 샘플 이미지를 디스플레이하면서 수평 및 수직 방향으로 시야각을 측정하였다.
측각도계(a gonio photometer)를 이용하여 5 °간격으로 측정을 수행하는 조건으로 시야각을 측정하였다.
그 결과, 예 1에서 제조한 투과형 스크린을 구비하는 리어 프로젝터가 수평 방향 시야각(광의 양이 절반이 되는 각)이 22 °, 수직 방향의 시야각이 22 °라는 뛰어난 시야각 특성을 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, 이 리어 프로젝터에서는 이미지가 선명하게 디스플레이되며, 반문의 출현이 인식되지 않았다. 나아가, 예 2 내지 4에서 제조한 투과형 스크린을 각각 구비하는 리어 프로젝터에서도 유사한 결과를 얻을 수 있었다.
한편, 비교예 1, 2에서 제조한 투과형 스크린을 각각 구비하는 리어 프로젝터에서는 충분한 특성을 얻을 수 없었다.
다시 말해, 비교예 1에서 제조한 투과형 스크린을 구비하는 리어 프로젝터에서는, 수직 및 수평 시야각이 각각 18 °와 18 °였다. 또한, 비교예 2에서 얻은 투과형 스크린을 구비하는 리어 프로젝터에서는 수직 및 수평 시야각이 각각 8 °와 23 °였다. 비교예 1, 2에서 얻은 투과형 스크린을 구비하는 리어 프로젝터는 각각 열악한 시야각 특성을 나타냈다. 그리고, 비교예 1, 2의 리어 프로젝터 각각에서 투과형 스크린 상에 투사된 이미지는 본 발명에 따른 리어 프로젝터(즉, 예 1 내지 4의 리어 프로젝터)과 비교할 때 상대적으로 흐릿했다.
본 발명에 의하면, 뛰어난 시야각 특성 및 광 이용 효율을 갖는 투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어 프로젝터를 제공할 수 있다.

Claims (50)

  1. 투과형 스크린(a transmission screen)용 스크린 부재(a screen member)에 있어서,
    입사광을 모으는 복수의 렌즈부로 이루어진 광입사면(a light incident face) 및 상기 광입사면에 대향하는 광출사면(a light emission face)을 포함하는 렌즈 기판과,
    상기 렌즈 기판의 상기 광출사면 상에 형성되고, 상기 렌즈 기판의 렌즈부에 의해 투과된 광의 광 경로(light paths) 상에 복수의 개구를 갖는 차광층(a light shielding layer)과,
    상기 렌즈 기판의 각 렌즈부에 의해 투과된 광을 확산시키는 복수의 광 확산부(light diffusion portions)
    를 포함하되,
    상기 렌즈 기판의 각 렌즈부는 상기 각 렌즈부를 투과하는 광이 상기 차광층 너머에 있는 상기 렌즈 기판의 상기 광출사면 쪽에 초점이 맞춰지도록 설계되고,
    상기 렌즈부는 마이크로렌즈이고,
    상기 복수의 마이크로렌즈는 상기 렌즈 기판의 상기 광입사면의 위쪽에서 볼 때 불규칙하게(in a random manner) 배열되도록 형성되어 있는
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 광 확산부는 적어도 상기 차광층의 상기 개구에 대응하는 부분 상에 마련되며,
    상기 광 확산부 각각은 상기 차광층의 표면으로부터 돌출한 돌출부(a protrusion)로 이루어지는
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈 기판의 상기 광입사면의 위쪽에서 볼 때, 상기 렌즈부가 점유하는 전체 면적에 대한 상기 돌출부가 점유하는 전체 면적의 비율은 5 내지 99 % 범위인 투과형 스크린용 스크린 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부 형태의 상기 복수의 광 확산부는 상기 광 확산부 각각이 상기 차광층의 상기 개구 각각에 대응하도록 서로 독립적으로 형성되는 투과형 스크린용 스크린 부재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 기판의 상기 광입사면의 위쪽에서 볼 때, 상기 렌즈부가 점유하는 전체 면적에 대한 상기 광 확산부가 점유하는 전체 면적의 비율은 5 내지 99 % 범위인 투과형 스크린용 스크린 부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과형 스크린용 스크린 부재는 주표면(a major surface)을 구비하고,
    상기 광 확산부 각각의 길이는 상기 투과형 스크린용 스크린 부재의 상기 주표면에 대해 수직인 방향으로 2 내지 450 ㎛인
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과형 스크린용 스크린 부재는 주표면을 구비하고,
    상기 렌즈부 각각의 초점(a focal point)은 상기 투과형 스크린용 스크린 부재의 상기 주표면에 대해 수직인 방향으로 상기 대응하는 광 확산부의 실질적 중심부(a substantially central portion)에 위치하는
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 기판의 상기 광입사면은 상기 복수의 렌즈부가 형성되는 가용 면적(a usable area)을 구비하고,
    상기 렌즈 기판의 상기 광입사면의 위쪽에서 볼 때, 상기 렌즈 기판의 상기 가용 면적에 대한 상기 렌즈부가 점유하는 전체 면적의 비는 90 % 이상인
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로렌즈의 곡률 반경(curvature radii)은 실질적으로 서로 동일한 투과형 스크린용 스크린 부재.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈 각각의 직경은 10 내지 500 ㎛ 범위인 투과형 스크린용 스크린 부재.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구 각각의 직경은 9 내지 500 ㎛ 범위인 투과형 스크린용 스크린 부재.
  14. 투과형 스크린용 스크린 부재에 있어서,
    입사광을 모으는 복수의 렌즈부로 이루어진 광입사면 및 상기 광입사면에 대향하는 광출사면을 포함하는 렌즈 기판과,
    상기 렌즈 기판의 상기 광출사면 상에 형성되고, 상기 렌즈 기판의 렌즈부에 의해 투과된 광의 광 경로 상에 복수의 개구를 갖는 차광층과,
    상기 렌즈 기판의 각 렌즈부에 의해 투과된 광을 확산시키는 복수의 광 확산부
    를 포함하되,
    상기 복수의 광 확산부는 적어도 상기 차광층의 상기 개구에 대응하는 부분 상에 마련되고, 상기 광 확산부 각각은 상기 차광층의 표면으로부터 돌출한 돌출부로 이루어지고,
    상기 렌즈부는 마이크로렌즈이고,
    상기 복수의 마이크로렌즈는 상기 렌즈 기판의 상기 광입사면의 위쪽에서 볼 때 불규칙하게 배열되도록 형성되어 있는
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 렌즈 기판의 상기 광입사면의 위쪽에서 볼 때, 상기 렌즈부가 점유하는 전체 면적에 대한 상기 돌출부가 점유하는 전체 면적의 비율은 5 내지 99 % 범위인 투과형 스크린용 스크린 부재.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 돌출부 형태의 상기 복수의 광 확산부는 상기 광 확산부 각각이 상기 차광층의 상기 개구 각각에 대응하도록 서로 독립적으로 형성되는 투과형 스크린용 스크린 부재.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 렌즈 기판의 상기 광입사면의 위쪽에서 볼 때, 상기 렌즈부가 점유하는 전체 면적에 대한 상기 광 확산부가 점유하는 전체 면적의 비율은 5 내지 99 % 범위인 투과형 스크린용 스크린 부재.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 투과형 스크린용 스크린 부재는 주표면을 구비하고,
    상기 광 확산부 각각의 길이는 상기 투과형 스크린용 스크린 부재의 상기 주표면에 대해 수직인 방향으로 2 내지 450 ㎛인
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 투과형 스크린용 스크린 부재는 주표면을 구비하고,
    상기 렌즈부 각각의 초점은 상기 투과형 스크린용 스크린 부재의 상기 주표면에 대해 수직인 방향으로 상기 대응하는 광 확산부의 실질적 중심부에 위치하는
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 렌즈 기판의 상기 광입사면은 상기 복수의 렌즈부가 형성되는 가용 면적을 구비하고,
    상기 렌즈 기판의 상기 광입사면의 위쪽에서 볼 때 상기 렌즈 기판의 상기 가용 면적에 대한 상기 렌즈부가 점유하는 전체 면적의 비는 90 % 이상인
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로렌즈의 곡률 반경은 실질적으로 서로 동일한 투과형 스크린용 스크린 부재.
  24. 제 14 항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈 각각의 직경은 10 내지 500 ㎛ 범위인 투과형 스크린용 스크린 부재.
  25. 제 14 항에 있어서,
    상기 개구 각각의 직경은 9 내지 500 ㎛ 범위인 투과형 스크린용 스크린 부재.
  26. 투과형 스크린용 스크린 부재에 있어서,
    입사광을 모으는 복수의 렌즈부로 이루어진 광입사면 및 상기 광입사면에 대향하는 광출사면을 포함하는 렌즈 기판과,
    상기 렌즈 기판의 상기 광출사면 상에 형성되고, 상기 렌즈 기판의 렌즈부에 의해 투과된 광의 광 경로 상에 복수의 개구를 갖는 차광층과,
    상기 렌즈 기판의 각 렌즈부에 의해 투과된 광을 확산시키는 복수의 광 확산부
    를 포함하되,
    돌출부 형태의 상기 복수의 광 확산부는 상기 광 확산부 각각이 상기 차광층의 상기 개구 각각에 대응하도록 서로 독립적으로 형성되고,
    상기 렌즈부는 마이크로렌즈이고,
    상기 복수의 마이크로렌즈는 상기 렌즈 기판의 상기 광입사면의 위쪽에서 볼 때 불규칙하게 배열되도록 형성되어 있는
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 렌즈 기판의 상기 광입사면의 위쪽에서 볼 때, 상기 렌즈부가 점유하는 전체 면적에 대한 상기 돌출부가 점유하는 전체 면적의 비율은 5 내지 99 % 범위인 투과형 스크린용 스크린 부재.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 투과형 스크린용 스크린 부재는 주표면을 구비하고,
    상기 광 확산부 각각의 길이는 상기 투과형 스크린용 스크린 부재의 상기 주표면에 대해 수직인 방향으로 2 내지 450 ㎛인
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 투과형 스크린용 스크린 부재는 주표면을 구비하고,
    상기 렌즈부 각각의 초점은 상기 투과형 스크린용 스크린 부재의 상기 주표 면에 대해 수직인 방향으로 상기 대응하는 광 확산부의 실질적 중심부에 위치하는
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 렌즈 기판의 상기 광입사면은 상기 복수의 렌즈부가 형성되는 가용 면적을 구비하고,
    상기 렌즈 기판의 상기 광입사면의 위쪽에서 볼 때 상기 렌즈 기판의 상기 가용 면적에 대한 상기 렌즈부가 점유하는 전체 면적의 비는 90 % 이상인
    투과형 스크린용 스크린 부재.
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 제 26 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로렌즈의 곡률 반경은 실질적으로 서로 동일한 투과형 스크린용 스크린 부재.
  34. 제 26 항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈 각각의 직경은 10 내지 500 ㎛ 범위인 투과형 스크린용 스크린 부재.
  35. 제 26 항에 있어서,
    상기 개구 각각의 직경은 9 내지 500 ㎛ 범위인 투과형 스크린용 스크린 부재.
  36. 청구항 1에 기재된 투과형 스크린용 스크린 부재를 포함하는 투과형 스크린.
  37. 제 36 항에 있어서,
    프레넬 렌즈(a Fresnel lens)를 구비하는 프레넬 렌즈부를 더 포함하되,
    상기 프레넬 렌즈부는 출사면(an emission face)을 구비하고,
    상기 프레넬 렌즈는 상기 프레넬 렌즈부의 상기 출사면 내에 형성되며,
    상기 투과형 스크린용 스크린 부재는 상기 프레넬 렌즈부의 상기 출사면 측에 배치되는
    투과형 스크린.
  38. 청구항 14에 기재된 스크린 부재를 포함하는 투과형 스크린.
  39. 제 38 항에 있어서,
    프레넬 렌즈를 구비하는 프레넬 렌즈부를 더 포함하되,
    상기 프레넬 렌즈부는 출사면을 구비하고,
    상기 프레넬 렌즈는 상기 프레넬 렌즈부의 상기 출사면 내에 형성되며,
    상기 투과형 스크린용 스크린 부재는 상기 프레넬 렌즈부의 상기 출사면 측에 배치되는
    투과형 스크린.
  40. 청구항 26에 기재된 스크린 부재를 포함하는 투과형 스크린.
  41. 제 40 항에 있어서,
    프레넬 렌즈를 구비하는 프레넬 렌즈부를 더 포함하되,
    상기 프레넬 렌즈부는 출사면을 구비하고,
    상기 프레넬 렌즈는 상기 프레넬 렌즈부의 상기 출사면 내에 형성되며,
    상기 투과형 스크린용 스크린 부재는 상기 프레넬 렌즈부의 상기 출사면 측에 배치되는
    투과형 스크린.
  42. 청구항 36에 기재된 투과형 스크린을 포함하는 리어 프로젝터(a rear projection).
  43. 청구항 38에 기재된 투과형 스크린을 포함하는 리어 프로젝터.
  44. 청구항 40에 기재된 투과형 스크린을 포함하는 리어 프로젝터.
  45. 청구항 1에 기재된 투과형 스크린용 스크린 부재를 포함하는 리어 프로젝터.
  46. 제 45 항에 있어서,
    프로젝션 광학 유닛(a projection optical unit)과,
    도광 미러(a light guiding mirror)
    를 더 포함하는 리어 프로젝터.
  47. 청구항 14에 기재된 투과형 스크린용 스크린 부재를 포함하는 리어 프로젝터.
  48. 제 47 항에 있어서,
    프로젝션 광학 유닛과,
    도광 미러
    를 더 포함하는 리어 프로젝터.
  49. 청구항 26에 기재된 투과형 스크린용 스크린 부재를 포함하는 리어 프로젝터.
  50. 제 49 항에 있어서,
    프로젝션 광학 유닛과,
    도광 미러
    를 더 포함하는 리어 프로젝터.
KR1020040071288A 2003-09-08 2004-09-07 투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어프로젝터 KR100718413B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003316015A JP3731592B2 (ja) 2003-09-08 2003-09-08 透過型スクリーン用部材、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JPJP-P-2003-00316015 2003-09-08

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060114000A Division KR20060128776A (ko) 2003-09-08 2006-11-17 투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어프로젝터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050025920A KR20050025920A (ko) 2005-03-14
KR100718413B1 true KR100718413B1 (ko) 2007-05-14

Family

ID=34416079

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040071288A KR100718413B1 (ko) 2003-09-08 2004-09-07 투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어프로젝터
KR1020060114000A KR20060128776A (ko) 2003-09-08 2006-11-17 투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어프로젝터

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060114000A KR20060128776A (ko) 2003-09-08 2006-11-17 투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어프로젝터

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7233439B2 (ko)
JP (1) JP3731592B2 (ko)
KR (2) KR100718413B1 (ko)
CN (1) CN1595285A (ko)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4751650B2 (ja) * 2004-06-11 2011-08-17 株式会社リコー 微小光学素子、この微小光学素子を用いた空間光変調装置及びプロジェクタ装置
JP2006116826A (ja) 2004-10-21 2006-05-11 Seiko Epson Corp マイクロレンズ基板製造用成形型、マイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP4736953B2 (ja) * 2005-06-03 2011-07-27 ソニー株式会社 遮光層付フライアイレンズシートおよびその製造方法、透過型スクリーンならびに背面投影型画像表示装置
JP5011676B2 (ja) * 2005-08-12 2012-08-29 株式会社日立製作所 表示装置を備える機器
JP4923634B2 (ja) * 2006-03-07 2012-04-25 大日本印刷株式会社 光拡散シート、その製造方法及び透過型スクリーン並びに背面投射型表示装置
US7994021B2 (en) * 2006-07-28 2011-08-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor device
TWI412079B (zh) 2006-07-28 2013-10-11 Semiconductor Energy Lab 製造顯示裝置的方法
KR101329280B1 (ko) * 2006-12-11 2013-11-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR100922341B1 (ko) * 2007-01-05 2009-10-21 김우성 영상용 디스플레이 및 그 제조방법
US8257793B2 (en) * 2007-06-29 2012-09-04 The Regents Of The University Of Michigan Roll to roll fabrication of microlens arrays for low cost light outcoupling from OLEDs
JP5101485B2 (ja) * 2008-12-29 2012-12-19 チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド 光学要素製造方法
JP2016507764A (ja) * 2012-12-12 2016-03-10 レッディル オサケユキチュアＬｅｄｉｌ Ｏｙ 光学面、レンズ、リフレクタ、光学構成、及び照明装置
US9013790B1 (en) 2014-06-12 2015-04-21 Google Inc. High contrast rear projection screen for use with a diverging illumination source
US9176370B1 (en) * 2014-06-12 2015-11-03 Google Inc. High contrast rear projection screen
US9250508B1 (en) * 2014-11-17 2016-02-02 Google Inc. Rear projection screen with pin-hole concentrator array
US9256115B1 (en) 2014-12-29 2016-02-09 Google Inc. Dual sided lens array using clear beads
US9519206B1 (en) 2015-06-25 2016-12-13 X Development Llc High contrast projection screen with stray light rejection
US9772550B2 (en) 2015-08-04 2017-09-26 X Development Llc Apparatus, system and method for mitigating contrast artifacts at an overlap region of a projected image
EP3404484A4 (en) * 2016-01-12 2019-09-11 Kuraray Co., Ltd. SCREEN FOR DISPLAY
CN105911636B (zh) * 2016-06-30 2018-10-23 京东方科技集团股份有限公司 背光模组及其工作方法和显示装置
CN110346850B (zh) * 2018-04-03 2021-05-25 昆山康龙电子科技有限公司 具有收光效果的菲涅尔透镜
FR3084207B1 (fr) * 2018-07-19 2021-02-19 Isorg Systeme optique et son procede de fabrication
JP7030757B2 (ja) * 2018-10-23 2022-03-07 ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッド 複数の領域を含む光学素子、該光学素子を備えた光学系、及び該光学系を使用する方法
US11442282B2 (en) * 2018-10-26 2022-09-13 Viavi Solutions Inc. Optical element including a plurality of regions
CN113721418B (zh) * 2020-05-25 2023-06-09 深圳市汉森软件有限公司 幕布的制备方法、装置、设备及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0392634U (ko) * 1989-10-28 1991-09-20
JP2825887B2 (ja) * 1989-12-12 1998-11-18 大日本印刷株式会社 透過形スクリーンとその製造方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58190935A (ja) 1982-04-30 1983-11-08 Dainippon Printing Co Ltd レンチキユラ−シ−ト
JPS58205140A (ja) 1982-05-25 1983-11-30 Dainippon Printing Co Ltd 透過型スクリ−ン
JP2670540B2 (ja) 1987-02-28 1997-10-29 大日本印刷株式会社 レンチキユラーレンズスクリーン
JPS63265235A (ja) 1987-04-22 1988-11-01 Dainippon Printing Co Ltd 透過型投影スクリ−ン
JPS6440838U (ko) 1987-09-04 1989-03-10
JP2695422B2 (ja) 1988-01-14 1997-12-24 三菱レイヨン株式会社 透過型スクリーン
KR920008057B1 (ko) * 1989-01-28 1992-09-22 주식회사 금성사 광역의 흡수율을 갖는 리어프로젝션 스크린
JPH0776826B2 (ja) 1989-03-13 1995-08-16 凸版印刷株式会社 レンチキュラースクリーンおよびその製造方法
JPH0392634A (ja) 1989-09-01 1991-04-17 Honda Motor Co Ltd 自動二輪車のフロントフォーク
JP2883121B2 (ja) * 1989-10-13 1999-04-19 大日本印刷株式会社 透過形スクリーンの製造方法および製造装置
JP3208609B2 (ja) 1992-12-29 2001-09-17 ソニー株式会社 プロジェクションテレビ用スクリーン
JPH06202231A (ja) 1992-12-25 1994-07-22 Sony Corp 背面投射表示装置用スクリーン
JPH0721612A (ja) 1993-07-07 1995-01-24 Hitachi Ltd 光磁気記録の記録方法
KR0147606B1 (ko) * 1994-11-25 1998-09-15 김광호 프로젝터용 스크린
JP3299649B2 (ja) 1994-12-28 2002-07-08 保安工業株式会社 照明装置、およびそれを用いた照明方法
JP3647140B2 (ja) 1996-05-20 2005-05-11 キヤノン株式会社 立体画像表示方法及びそれを用いた立体画像表示装置
JPH10123623A (ja) 1996-10-16 1998-05-15 Casio Comput Co Ltd 透過型投影スクリーン
JP3527826B2 (ja) 1997-04-23 2004-05-17 株式会社日立製作所 投写装置及びこれを用いた投写型画像ディスプレイ装置
JPH10332906A (ja) 1997-06-03 1998-12-18 Sharp Corp 複合レンズ体および光ピックアップ
US6937393B2 (en) * 1997-06-30 2005-08-30 Lg Chemical Ltd. Projection television screen
JPH11305204A (ja) 1998-04-21 1999-11-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表示パネルとその製造方法および該表示パネルを用いた表示装置
JP3027744B2 (ja) * 1998-09-11 2000-04-04 大日本印刷株式会社 透過型スクリーン
JP2001074918A (ja) 1999-09-02 2001-03-23 Fuji Photo Film Co Ltd 光拡散体およびその製造方法
JP2001092370A (ja) 1999-09-21 2001-04-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 照明装置とそれを用いた表示装置および表示装置の駆動方法と液晶表示パネル
JP4043701B2 (ja) 2000-08-01 2008-02-06 株式会社リコー 光書き込み装置および画像形成装置
KR100933117B1 (ko) * 2001-02-07 2009-12-21 코닝 인코포레이티드 스크린 및 스크린 제조방법
JP2002062592A (ja) 2001-06-26 2002-02-28 Dainippon Printing Co Ltd 透過型スクリーン
JP2003107560A (ja) 2001-07-11 2003-04-09 Nikon Corp カメラの表示光投射光学系
JP2003080598A (ja) 2001-09-14 2003-03-19 Ricoh Co Ltd マイクロレンズシートの形成方法及びこの形成方法によるマイクロレンズシート
JP2003177476A (ja) 2001-12-12 2003-06-27 Toppan Printing Co Ltd 透過型スクリーン
JP2003240910A (ja) 2002-02-19 2003-08-27 Toppan Printing Co Ltd マイクロレンズアレイシ−トとそれを用いた背面投写型スクリ−ン
US6807020B2 (en) * 2002-08-01 2004-10-19 Jenmar Visual Systems Lens optimization and color correction for image projection systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0392634U (ko) * 1989-10-28 1991-09-20
JP2825887B2 (ja) * 1989-12-12 1998-11-18 大日本印刷株式会社 透過形スクリーンとその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20050083571A1 (en) 2005-04-21
CN1595285A (zh) 2005-03-16
KR20060128776A (ko) 2006-12-14
JP3731592B2 (ja) 2006-01-05
US7233439B2 (en) 2007-06-19
KR20050025920A (ko) 2005-03-14
JP2005084341A (ja) 2005-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100718413B1 (ko) 투과형 스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어프로젝터
KR100704081B1 (ko) 투과형 스크린용 스크린 부재의 제조 방법, 투과형스크린용 스크린 부재, 투과형 스크린 및 리어 프로젝터
KR100745544B1 (ko) 렌즈 기판, 렌즈 기판의 제조 방법, 투과형 스크린, 및리어형 프로젝션
KR100643987B1 (ko) 마이크로렌즈용 오목부 구비 기판, 마이크로렌즈 기판,투과형 스크린, 리어형 프로젝터 및 마이크로렌즈용오목부 구비 기판의 제조 방법
JP4096810B2 (ja) 凹部付き基板の製造方法、凹部付き基板、マイクロレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP3753326B2 (ja) 直進光制御部付きレンズ基板の製造方法、直進光制御部付きレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
US20060087742A1 (en) Method of manufacturing a microlens substrate, a substrate with concave portions, a microlens substrate, a transmission screen, and a rear projection
JP2005114873A (ja) 透過型スクリーン用部材、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP4259277B2 (ja) 拡散部付きレンズ基板の製造方法、拡散部付きレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP2005128351A (ja) 遮光部付きレンズ基板の製造方法、遮光部付きレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP2004340985A (ja) マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法、マイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP4779392B2 (ja) 反射型スクリーン
JP2006031045A (ja) 透過型スクリーン用部材の製造方法、透過型スクリーン用部材、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP2006072375A (ja) 透過型スクリーン用部材、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP5135739B2 (ja) 凹部付き基板の製造方法
JP2007008739A (ja) 凹部付き基板の製造方法、凹部付き基板、レンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP2007188026A (ja) 凹部付き基板の製造方法、凹部付き基板、マイクロレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP2007133111A (ja) レンズ基板の製造方法、レンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP2005173506A (ja) 直進光制御部付きレンズ基板の製造方法、直進光制御部付きレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130502

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140418

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee