KR20060049103A - 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드, 마이크로렌즈 기판의 제조방법, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린, 및 리어형프로젝션 - Google Patents

마이크로렌즈 기판 제조용 몰드, 마이크로렌즈 기판의 제조방법, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린, 및 리어형프로젝션 Download PDF

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KR20060049103A
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microlens substrate
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노부오 시미즈
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 마이크로렌즈(1) 제조용 몰드(6)에 관한 것이다. 마이크로렌즈 기판은 각각이 소정의 볼록 형상을 갖는 복수의 마이크로렌즈를 구비한다. 몰드는 마이크로렌즈 기판의 기재를 가압하여 복수의 마이크로렌즈를 형성한다. 몰드(6)은 외주면을 갖는 롤 형상을 갖고, 각각의 마이크로렌즈의 볼록 형성에 대응하는 소정의 형상을 각각이 가지는 복수의 오목부(61)가 마이크로렌즈 기판의 기재를 가압하기 위하여 몰드(6)의 외주면에 구비된다. 이 경우에, 복수의 오목부(61)는 마스크를 갖는 에칭 프로세스에 의해 형성된다.
마이크로렌즈, 몰드, 볼록 형상, 오목부, 기재

Description

마이크로렌즈 기판 제조용 몰드, 마이크로렌즈 기판의 제조 방법, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린, 및 리어형 프로젝션{A MOLD FOR MANUFACTURING A MICROLENS SUBSTRATE, A METHOD OF MANUFACTURING MICROLENS SUBSTRATE, A MICROLENS SUBSTRATE, A TRANSMISSION SCREEN, AND A REAR PROJECTION}
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 마이크로렌즈 기판을 개략적으로 나타내는 종단면도.
도 2는 도 1에 나타낸 마이크로렌즈 기판의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서 도 1에 나타낸 마이크로렌즈 기판이 구비된 투과형 스크린을 개략적으로 나타내는 종단면도.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 5는 도 4에 나타낸 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 개략적으로 나타내는 종단면도.
도 6은 도 4 및 도 5에 나타낸 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 종단면도.
도 7은 본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에 적용될 수 있는 마이크로렌즈 기판의 제조 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 종단면도.
도 8은 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 종단면도.
도 9는 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 종단면도.
도 10은 본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에 적용될 수 있는 마이크로렌즈 기판의 제조 장치의 다른 예를 개략적으로 나타내는 종단면도.
도 11은 본 발명에 따른 다른 실시예의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 종단면도.
도 12는 본 발명의 투과형 스크린이 적용된 리어형 프로젝션의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1…마이크로렌즈 기판
2…기판 본체
21…마이크로렌즈
22…착색부
25…제 1 행
26…제 2 행
3…블랙 매트릭스
30…반송 수단
31…개구부
32…포토폴리머
4…기판
5…프레넬 렌즈부
51…프레넬 렌즈
6…몰드
7…기재
71…초기 오목부
8…마스크
81…초기 홀(개구부)
9…수지 재료
10…투과형 스크린
100, 100'…마이크로렌즈 기판 제조 장치
110…기판 반송 수단
120…유동성 수지 공급부
300…리어형 프로젝션
310…투사광학 유닛
본 발명은 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드, 마이크로렌즈 기판의 제조 방법, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린, 및 리어형 프로젝션에 관한 것이다.
근년, 홈씨어터(home theater)용 모니터, 대형 스크린 텔레비전 등에 적합한 디스플레이로써 리어형 프로젝션에 대한 수요가 높게 증가하고 있다. 리어형 프로젝션용으로 사용되는 투과형 스크린에서, 렌티큘러(lenticular) 렌즈가 일반적으로 사용된다. 그러나, 종래의 이러한 렌트큘러 렌즈가 구비된 리어형 프로젝션은 수평 시야각이 큰 반면에 수직 시야각이 작다는 문제점이 있다(즉, 시야각에 바이어스가 있다).
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 오목부 또는 볼록부가 광학적으로 회전 대칭을 갖도록 복수의 마이크로렌즈가 형성된 마이크로렌즈 시트를 사용하려는 시도가 제시되었다(예를 들어, 일본국 공개특허 제JP-A-2000-131506호 참조). 상술한 마이크로렌즈 시트(마이크로렌즈 기판)는 소위 2P 방법을 이용하여 종래에 제조되었다. 2P 방법에서는, 복수의 마이크로렌즈를 형성하기 위한 복수의 오목부가 구비된 기판 상으로 미경화 수지가 공급되고, 평활한 투명 기판을 수지와 접촉시킴으로써 공급된 수지를 오목부를 갖는 기판에 가압하고 밀착시키고, 그런 다음 수지를 경화시킨다(예를 들어, 일본국 공개특허 제JP-A-2003-279949호 참조).
그러나, 상술한 바와 같이 2P 방법에서는, 경화된 수지를 오목부가 있는 기판으로부터 분리하는 것은 어렵다는 문제가 있다. 또한, 이러한 문제점은 제조되어야할 마이크로렌즈 기판이 큰 면적인 경우에 더욱 현저하다. 이러한 이유에서, 대형 마이크로렌즈 기판을 제조하는 경우 수율이 상당히 낮아질 가능성이 잇다.
또한, 제조되어야할 마이크로렌즈 기판이 대형(예를 들어, 140㎝ 이상의 대각선 길이를 갖는 기판)인 경우에, 상술한 문제점은 더욱더 현저하게 된다. 또한, 마이크로렌즈 기판을 제조하기 위해 사용되는 오목부가 있는 기판의 크기는 더 커지고, 그러므로, 마이크로렌즈 기판용 제조 설비가 더욱 커지게 되는 문제점이 있다. 또한, 근년의 디스플레이 등, 홈씨어터용 모니터의 급속한 대형화에 따라, 모니터 등에 대응하는 오목부가 있는 기판의 대형화도 요구되고 있기 때문에, 모니터 등의 다양한 크기에 대응하는 오목부가 있는 기판의 다양한 형태(크기)를 제조할 필요가 있다. 결과적으로, 이러한 이유로 마이크로렌즈 기판의 저가격화를 저해하는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적으로는 마이크로렌즈 기판을 높은 생산성으로 제조될 수 있고, 높은 생산성으로 마이크로렌즈 기판을 제조하는데 적합하게 사용되는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적으로는 마이크로렌즈 기판과 마이크로렌즈의 파손 등과 같은 결함을 효과적으로 방지할 수 있는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적으로는 투과형 스크린과 상술한 마이크로렌즈 기판이 있는 리어형 프로젝션을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에서는, 본 발명은 각각이 소정의 볼록 형상을 갖는 복수의 마이크로렌즈가 구비된 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 지향한다. 몰드는 복수의 마이크로렌즈를 형성하기 위해 마이크로렌즈 기판의 기재를 가압하도록 사용된다. 이 경우에, 몰드는 외주면을 갖는 롤 형상을 갖고, 마이크로렌즈 기판의 기재를 가압하기 위한 몰드의 외주면에 구비되는 각각의 마이크로렌즈의 볼록 형상에 대응하여 각각이 소정의 형상을 갖는 복수의 오목부를 갖고, 복수의 오목부는 마스크를 갖는 에칭 프로세스에 의해 형성된다.
이것은 높은 생산성으로 마이크로렌즈 기판을 제조하는데 적합하게 사용될 수 있는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 제공하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 몰드에서, 마스크는 주재료로써 크롬으로 구성된 적층체와 주재료로써 산화 크롬으로 형성된 층을 갖는 것이 바람직하다.
그러므로, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 제조할 경우, 마스크에서 각각이 소망의 형상을 갖는 오목부를 형성하기 위한 복수의 개구부를 용이하고 확실하게 형성하는 것이 가능하다. 또한, 특별히, 에칭 프로세스에서 기재(롤 형상 기재)와 마스크 사이의 접착력을 향상시키는 것이 가능하다. 그러므로, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 구비한 소망의 형상을 각각이 갖는 복수의 오목부를 용이하고 확실하게 형성하는 것이 가능하고, 결과적으로, 마이크로렌즈 기판이 구비된 소망의 형상을 각각이 갖는 마이크로렌즈를 용이하고 확실하게 형성하는 것이 가능하다.
본 발명의 몰드에서, 복수의 오목부의 각각은 거의 타원형인 것이 바람직하다.
그러므로, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 제조된 마이크로렌즈 기판은 특별히, 모아레 등과 같은 단점이 발생하지 않고, 이렇게 제조된 마이크로렌즈 기판을 구비한 투과형 스크린의 시야각 특성을 향상시키는 것이 가능하다.
본 발명의 몰드에서, 장축 방향의 복수의 오목부의 각각의 길이는 15 내지 750㎛ 범위에 있는 것이 바람직하다.
이는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 제조된 마이크로렌즈 기판이 구비된 투과형 스크린의 스크린에 투영된 화상에 모아레 등과 같은 단점이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 투영된 화상에서 충분한 스크린 해상도를 얻을 수 있게 한다. 또한, 마이크로렌즈 기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 몰드에서, 단축 방향의 복수의 오목부의 각각의 길이는 10 내지 500㎛ 범위에 있는 것이 바람직하다.
이는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 제조된 마이크로렌즈 기판이 구비된 투과형 스크린의 스크린에 투영된 화상에 모아레 등과 같은 단점이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 투영된 화상에서 충분한 스크린 해상도를 얻을 수 있게 한다. 또한, 마이크로렌즈 기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 몰드에서, 복수의 오목부의 각각의 깊이는 5 내지 250㎛ 범위에 있는 것이 바람직하다.
이는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 제조된 마이크로렌즈 기판이 구비된 투과형 스크린의 시야각 특성을 향상시킬 수 있고, 마이크로렌즈 기판을 제조할 때 발생되는 각각의 마이크로렌즈의 형상에서의 결함을 더욱 효과적으로 방지할 수 있게 한다.
본 발명의 몰드에서, 회전축을 갖고 있는 롤 형상의 기재로부터 몰드를 제조하는 것이 바람직하고, 이 마스크가 도포된 롤 형상 기재를 회전 축을 중심으로 회전시키면서 에칭 프로세스를 실행하는 것이 바람직하다.
특별히, 이는 오목부의 각각의 형상에서의 불일치를 저감시킬 수 있고, 개개로 제조된 마이크로렌즈 기판의 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 형태에서, 본 발명은 소정의 보록 형상을 각각이 갖는 복수의 마이크로렌즈가 구비된 마이크로렌즈 기판이 제조 방법을 지향한다. 이 경우에, 마이크로렌즈 기판은 본 발명의 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 제조된다.
이는 마이크로렌즈 기판을 높은 생산성으로 제조하는 것을 가능하게 한다. 특별히, 마이크로렌즈의 각각에서 발생하는 파손 등과 같은 결함을 효과적으로 방지하면서 높은 생산성으로 마이크로렌즈 기판을 제조하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판을 제조하는 방법에서는,
주재료로써 수지 재료로 구성된 기재를 준비하는 단계와,
본 발명의 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 준비하는 단계와,
몰드를 가열하면서 기재를 몰드로 가압하고 몰드의 외주면의 형상을 기재의 표면 상으로 전사하도록 기재에 대하여 몰드를 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이는 마이크로렌즈 기판을 높은 생산성으로 제조하는 것을 가능하게 한다. 특별히, 마이크로렌즈의 각각의 파손 등과 같은 결함이 발생하는 것을 효과적으로 방지하는 동시에 마이크로렌즈 기판을 높은 생산성으로 제조하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는,
두 개의 주면을 갖는, 판 형상 또는 시트 형상을 갖는 기판을 준비하는 단계와,
청구항 1에 의해 정의된 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 준비하는 단계와,
수지 재료를 기재로써의 한쪽 주면상으로 공급하면서 유동성을 갖는 수지 재료를 가압하고 몰드의 외주면의 형상을 수지 재료상으로 전사하도록 기판에 대하여 몰드를 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이는 마이크로렌즈 기판을 높은 생산성으로 제조하는 것을 가능하게 한다. 특별히, 마이크로렌즈의 각각의 파손 등과 같은 결함이 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서 마이크로렌즈 기판의 제조를 높은 생산성으로 제조하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서, 기재 또는 수지 재료를 가압할 때 몰드의 온도는 수지 재료의 유리 전이점보다 높은 것이 바람직하다.
이는 몰드의 외주면의 형상을 기재 또는 수지 재료상으로 전사시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 형태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 제조된 마이크로렌즈 기판을 지향한다.
이는 마이크로렌즈의 각각의 파손 등과 같은 결함이 발생하는 것을 효과적으로 방지되는 마이크로렌즈 기판을 제공하는 것이 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 형태에서, 본 발명은 본 발명의 제조 방법을 이용하여 제조된 마이크로렌즈 기판을 지향한다.
이는 마이크로렌즈의 각각의 파손 등과 같은 결함이 발생하는 것을 효과적으로 방지되는 마이크로렌즈 기판을 제공하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 형태에서, 본 발명은 투과형 스크린을 지향한다. 본 발명의 투과형 스크린은,
출사면을 구성하는 한쪽 주면에 복수의 동심의 프리즘으로 형성된 프레넬 렌즈와,
한쪽 주면이 프레넬 렌즈를 대향하도록 프레넬 렌즈의 출사면 측에 배열되는 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 포함한다.
이는 우수한 화상을 안정적으로 나타낼 수 있는 투과형 스크린을 제공할 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 형태에서, 본 발명은 리어형 프로젝션을 지향한다. 본 발명의 리어형 프로젝션은 상술한 바와 같은 투과형 스크린을 포함한다.
이는 우수한 화상을 안정적으로 나타낼 수 있는 리어형 프로젝션을 제공할 수 있게 한다.
본 발명의 상술한 것과 그 밖의 목적, 특성 및 장점들은 첨부한 도면을 참조하여 진행되는 이하의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로 더욱 용이하게 분명해질 것이다.
본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 바람직한 실시예, 마이크 로렌즈 기판의 제조 방법, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린, 및 리어형 프로젝션을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
여기서, 본 발명의 "기판"은 비교적 큰 벽두께를 갖는 거의 가요성이 없는 것, 시트 형상의 것, 필름 형상의 것 등을 포함하는 개념을 나타낸다. 또한, 본 발명의 마이크로렌즈 기판 등의 응용이 본 실시예로 특별히 한정되는 것은 아니며, 투과형 스크린 또는 리어형 프로젝션에 포함된 볼록 렌즈 기판으로 마이크로렌즈 기판이 사용되는 경우에 대하여 설명할 것이다.
먼저, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법, 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린, 및 리어형 프로젝션의 설명에 앞서 본 발명의 마이크로렌즈 기판의 구성을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서 마이크로렌즈 기판(1)을 개략적으로 나타내는 종단면도이다. 도 2는 도 1에 나타낸 마이크로렌즈 기판(1)의 평면도이다. 지금부터, 도 1을 사용하는 다음의 설명에서, 설명의 편이성을 위해, 도 1에서의 좌측과 우측을 "광 입사측"(또는 광 입사면)과 "광 출사측"(또는 광 출사면)으로 각각 언급하기로 한다. 여기서, 다음의 설명에서 달리 구체화하지 않는 한, "광 입사측"과 "광 출사측"은 각각 화상 광을 얻기 위한 광의 "광 입사측" 및 "광 출사측"을 나타내고, 이것들은 외광 등의 "광 입사측" 및 "광 출사측"을 나타내는 것은 아니다.
마이크로렌즈 기판(1)은 후술하는 투과형 스크린(10)에 포함되는 부재이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 마이크로렌즈 기판(1)은 한쪽 주면(광 입사면)에 소정의 패턴으로 복수의 마이크로렌즈(21)가 구비된 기판 본체(2)와, 다른 쪽 주면(광 출사면)에 차광 효과를 갖는 재료로 형성된 블랙 매트릭스(차광층)(3)를 포함한다. 또한, 마이크로렌즈 기판(1)은 착색부(외광 흡수부)(22)를 광 입사면(즉, 마이크로렌즈(21)의 각각의 광 입사측)에 구비한다.
기판 본체(2)는 일반적으로 투명성을 갖는 재료로 구성된다. 기판 본체(2)의 구성 재료는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 기판 본체(2)는 수지 재료를 주재료로써 구성한다. 수지 재료는 소정의 굴절률을 갖는 투명한 재료이다.
기판 본체(2)의 구체적인 구성 재료로는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-산화비닐 공중합체(EVA) 등의 폴리올레핀, 환형 폴리올레핀, 변성 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리아미드(나일론 6, 나일론 46, 나일론 66, 나일론 60, 나일론 612, 나일론 12, 나일론 6-12, 나일론 6-66 등), 폴리이미드, 폴리아미드-이미드, 폴리카보네이트(PC), 폴리-(4-메틸펜텐-1), 아이오노머, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌(ABS 수지), 아크릴로니트릴-스틸렌 공중합체(AS 수지), 부타디엔-시틸렌 공중합체, 폴리옥시메틸렌, 폴리비닐 알코올(PVA), 에티렌-비닐 알코올 공중합체(EVOH), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테페프탈레이트(PBT), 폴리사이클로헥산 테페프탈레이트(PCT) 등과 같은 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리에테르 케톤(PEK), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리에테르 이미드, 폴리아세탈(POM), 폴리페닐렌옥시드, 변성 폴리페닐렌옥시드, 폴리설폰, 폴리에테르 설폰, 폴리페닐렌 설피드, 폴리아릴레이트, 방향족 폴리에스테르 등과 같은 액정 폴리머, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리플루오로비닐인 등과 같은 플루오로 수지, 스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 폴리에스터계, 폴리이미드계, 폴리부타디엔계, 트랜스-폴리이소프렌계, 플루오로카본계 고무, 염소화폴리에틸렌계 등과 같은 각종 열가소성 탄성체, 에폭시 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르, 수지계 실리콘, 수지계 우레탄 등과, 이들 재료 중 적어도 하나를 주성분으로 갖는 공중합체와 블랜드체(blended body)와 폴리머 혼합물 등을 들 수 있다. 또는, 본 발명에서, 이들 재료의 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다(예를 들어, 상술한 재료를 2가지 이상을 이용하는 2가지 이상의 층으로 구성된 블랜드체).
기판 본체(2)를 구성하는 수지 재료는 각각의 이들 각종 기체보다 더 큰 절대 굴절률을 갖는다(즉, 마이크로렌즈 기판(1)이 사용된 분위기). 수지 재료의 구체적인 절대 굴절률은 1.2 내지 1.9 내의 범위인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1.35 내지 1.75 내의 범위가 바람직하고, 보다 더 바람직하게는 1.45 내지 1.60 내의 범위가 바람직하다. 수지 재료의 절대 굴절률이 상기 범위 내의 소정의 값인 경우, 투과형 스크린(10)의 광 이용 효율을 유지하면서 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된 투과형 스크린(10)의 시야각 특성을 더 향상시키는 것이 가능하다.
마이크로렌즈 기판(1)은 광이 마이크로렌즈 기판(1)에 입사되는 광 입사면의 측에 각각이 볼록면을 갖는 복수의 마이크로렌즈(21)를 볼록 렌즈로써 구비한다. 본 실시예에서, 각각의 마이크로렌즈(21)는 마이크로렌즈 기판(1)의 광 입사면 위에서 볼 경우 가로 폭이 세로 폭보다 큰 거의 타원형(편평형상 또는 거의 곤포 (bale) 형상)을 갖는다. 각각의 마이크로렌즈(21)가 이러한 형상을 가질 경우, 모아레 등과 같은 단점이 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된 투과형 스크린(10)의 시야각 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 특별히, 이 경우에서, 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된 투과형 스크린(10)의 수평 및 수직 모두에서 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
마이크로렌즈 기판(1)의 광 입사면 위에서 보았을 때, 단축(또는 마이너 축) 방향에서의 각각의 마이크로렌즈(21)의 길이가 L1(㎛)로 정의되고 장축(또는 메이저 축) 방향에서의 각각의 마이크로렌즈(21)의 길이가 L2(㎛)로 정의된 경우, L1/L2의 비가 0.10 내지 0.99의 범위가 바람직하다. 0.50 내지 0.95의 범위가 더욱 바람직하고, 0.60 내지 0.80의 범위가 보다 더 바람직하다. L1/L2의 비를 상기 범위 내로 제한함으로써, 상술한 효과가 명확해질 수 있다.
마이크로렌즈 기판(1)의 광 입사면 위에서 보았을 때, 마이너 축 방향에서의 각각의 마이크로렌즈(21)의 길이(L1)는 10 내지 500㎛의 범위인 것이 바람직하다. 30 내지 300㎛의 범위가 더욱 바람직하고, 50 내지 100㎛의 범위가 보다 더 바람직하다. 마이너 축 방향에서의 각각의 마이크로렌즈(21)의 길이를 상기 범위 내로 제한할 경우, 모아레 등과 같은 단점이 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서 투과형 스크린(10)에 투사된 화상에 충분한 해상도를 얻을 수 있고 마이크로렌즈 기판(1)(투과형 스크린(10) 포함)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 마이크로렌즈 기판(1)의 광 입사면 위에서 보았을 때 메이저 축 방향 에서의 각각의 마이크로렌즈(21)의 길이(L2)는 15 내지 750㎛의 범위가 바람직하다. 45 내지 450㎛의 범위가 더욱 바람직하고, 75 내지 150㎛의 범위가 보다 더 바람직하다. 메이저 축 방향에서의 각각의 마이크로렌즈(21)의 길이가 상기 범위 내로 제한될 경우, 모아레 등과 같은 단점이 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서 투과형 스크린(10)에 투사된 화상에 충분한 해상도를 얻을 수 있고 마이크로렌즈 기판(1)(투과형 스크린(10) 포함)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 마이너 축 방향에서의 각각의 마이크로렌즈(21)의 곡률 반경(이하, 간단히 "마이크로렌즈(21)의 곡률 반경"으로 언급)은 5 내지 150㎛의 범위가 바람직하다. 15 내지 150㎛의 범위가 더욱 바람직하고, 25 내지 50㎛의 범위가 보다 더 바람직하다. 마이크로렌즈(21)의 곡률 반경을 상기 범위 내로 제한함으로써, 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된 투과형 스크린(10)의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다. 특별히, 이 경우에서, 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된 투과형 스크린(10)의 수평 및 수직 방향 모두에서의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 각각의 마이크로렌즈(21)의 높이는 5 내지 250㎛의 범위가 바람직하다. 15 내지 150㎛의 범위가 더욱 바람직하고, 25 내지 100㎛의 범위가 보다 더 바람직하다. 각각의 마이크로렌즈(21)의 높이를 상기 범위 내로 제한함으로써, 광의 간섭으로 인한 모아레가 발생되는 것을 효과적으로 방지하면서 시야각 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 마이크로렌즈(21)의 각각의 높이를 H(㎛)로 정의하고 단축(또는 마이 너 축) 방향으로 마이크로렌즈(21)의 길이를 L1(㎛)로 정의할 경우, H와 L1은 다음을 만족한다. 0.90≤L1/H≤2.5. 보다 구체적으로는 H와 L1은 다음의 관계를 만족한다. 1.0≤L1/H≤1.8. 그리고 보다 더 구체적으로는 H와 L1은 다음의 관계를 만족한다. 1.2≤L1/H≤1.6. H와 L1가 이와 같은 관계를 만족할 경우, 특별히 광 간섭으로 인한 모아레가 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 마이크로렌즈(21)를 기판 본체(2)에 하운드 투스 체크 방식으로 배치한다. 이러한 방식으로 복수의 마이크로렌즈(21)를 배치함으로써, 모아레 등과 같은 단점이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 한편, 예를 들어, 마이크로렌즈(21)가 기판 본체(2)에 정방형 격자 방식 등으로 배치되는 경우, 모아레 등과 같은 단점이 발생되는 것을 효과적으로 방지하기가 어렵게 된다. 또한, 마이크로렌즈(21)가 기판 본체(2)에 랜덤 방식으로 배치되는 경우, 마이크로렌즈(21)가 형성된 유효 영역에서의 마이크로렌즈(21)의 점유율을 효과적으로 향상시키는 것이 어렵게 되고, 마이크로렌즈 기판(1) 내로의 광 투과율(광 이용 효율)을 효과적으로 향상시키는 것이 어렵게 된다. 또한, 얻어진 화상이 어두워진다.
상술한 바와 같이 마이크로렌즈 기판(1)의 한쪽 메이저 표면 위에서 보았을 때 마이크로렌즈(21)가 기판 본체(2)에 하운드 투스 체크 방식 방식으로 배치되지만, 복수의 마이크로렌즈(21)로 구성된 제 1 행(25)이 이 제 1 행(25)에 인접한 제 2 해(26)에 대해 절반 피치만큼 시프트되는 것이 바람직하다. 이는 광 간섭으로 인한 모아레가 발생되는 것을 효과적으로 방지하면서 시야각 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 마이크로렌즈(21)의 형상, 마이크로렌즈(21)의 배열 패턴, 마이크로렌즈(21)의 점유율을 엄격하게 규정함으로써, 광 간섭으로 인한 모아레가 발생되는 것을 효과적으로 방지하면서 시야각 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 각각의 마이크로렌즈(21)를 광 입사측을 행하여 돌출하는 볼록 렌즈로 형성하여, 초점(f)이 블랙 매트릭스(차광층)(3)에 구비된 각각의 개구부(31)의 근방에 위치되도록 설계된다. 즉, 마이크로렌즈 기판(1)에 거의 수직한 방향으로부터 마이크로렌즈 기판(1)에 입사되는 평행광(La)(후술하는 프레넬 렌즈(5)로부터의 평행광)이 마이크로렌즈 기판(1)의 각각의 마이크로렌즈(21)에 의해 집광되고, 블랙 매트릭스(차광층)(3)에 구비된 각각의 개구부(31)의 근방에 초점(f)으로 모아진다. 이와 같이, 각각의 마이크로렌즈(21)를 통하여 결집된 광을 블랙 매트릭스(3)의 각각의 개구부(31)의 근방에 집중시키기 때문에, 마이크로렌즈 기판(1)의 광 이용 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다. 또한, 각각의 마이크로렌즈(21)를 통하여 결집된 광을 각각의 개구부(31)의 근방에 집중시키기 때문에 각각의 개구부(31)의 영역을 줄일 수 있다.
또한, 마이크로렌즈 기판(1)의 광 입사면 위에서 보았을 때(즉, 도 2에 나타낸 방향), 전체 유효 영역에 대한 마이크로렌즈(21)가 형성된 유효 영역에서의 모든 마이크로렌즈(21)에 의해 점유된 영역의 비는 90% 이상인 것이 바람직하다. 이 비는 96% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 97% 내지 99.5%의 범위인 것이 보다 더 바람직하다. 전체 유효 영역에 대한 유효 영역에서의 모든 마이크로렌즈(21)(볼록 렌즈)에 의해 점유된 영역의 비가 90% 이상인 경우, 마이크로렌즈(21)가 존재하는 영역이외의 영역을 통하여 직진광이 통과하는 것을 감소시키는 것이 바람직하고, 이는 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된 투과형 스크린(10)의 광 이용 효율을 더욱 개선할 수 있다. 여기서, 마이크로렌즈 기판(1)의 광 입사면 위에서 보았을 때, 하나의 마이크로렌즈(21)의 중심에서 이 하나의 마이크로렌즈(21)를 포함하는 4개의 인접한 마이크로렌즈(21)가 형성되어 있지 않은 비형성 영역의 중심까지의 방향에서의 하나의 마이크로렌즈(21)의 길이는 L3(㎛)로 정의 되고 하나의 마이크로렌즈(21)의 중심과 비형성 영역의 중심 사이의 길이는 L4(㎛)로 정의되고, 전체 유효 영역에 대한 마이크로렌즈(21)가 형성된 유효 영역에서의 모든 마이크로렌즈(21)에 의해 점유된 영역(투사 영역)의 비는 L4(㎛) 선 부위의 길이에 대한 L3(㎛) 선 부위의 길이의 비로 형성된다(즉, L3/L4 ×100(%))(도 2 참조).
또한, 상술한 바와 같이, 착색부(22)가 마이크로렌즈 기판(1)의 광 입사면에 구비되어 있다(즉, 각각의 마이크로렌즈(21)의 광 입사측). 광 입사면으로부터 마이크로렌즈 기판(1)에 입사하는 광은 이러한 착색부(22)를 효과적으로 관통할 수 있고, 착색부(22)는 외광이 마이크로렌즈 기판(1)의 광 출사측에 반사되는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 이러한 착색부(22)를 구비함으로써, 우수한 콘트라스트를 갖는 투사된 화상을 얻을 수 있다.
특별히, 본 발명에서, 착색부(22)는 기판 본체(2)(후술함) 상으로 착색액(특별히, 조성에 특징을 갖는 착색액)을 공급함으로 형성되는 것이다. 이러한 특징을 상세하게 설명하면, 착색부(22)는 착색액 내의 착색제가 기판 본체(2)의 내부(마이크로렌즈(21))에 침투하도록 기판 본체(2) 상으로 착색액(후술함)을 공급함으로써 형성되는 것이다. 착색부(22)가 이러한 방식으로 형성될 경우, 기판 본체(2)의 외주면에 착색부(22)가 적층되는 경우에 비해 착색부(22)의 접착력을 높이는 것이 가능하다. 결과적으로, 예를 들어, 착색부(22)와 기판 본체(2) 사이의 계면 부근에서 굴절률의 변화로 인한 마이크로렌즈 기판의 광학 특성에의 악영향이 발생하는 것을 확실히 방지할 수 있다.
또한, 착색부(22)는 기판 본체(2) 상으로 착색액을 공급함으로써 형성되기 때문에, 각 부위의 두께에 변화를 줄일 수 있다(특별히, 기판 본체(2)의 표면 형상에 대응하지 않는 두께에서의 변화). 이는 색 이종성 등과 같은 단점이 투사된 화상에서 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 착색부(22)가 착색제를 함유하는 재료로 구성되었지만, 주성분은 일반적으로 기판 본체(2)(마이크로렌즈 기판(1))의 주성분과 동일하다. 그러므로, 착색부(22)와 그 이외의 비 착색부 사이의 경계의 부근에서 굴절률 등의 급격한 변화는 거의 발생하지 않는다. 결과적으로, 마이크로렌즈 기판(1) 전체로서의 광학적 특성을 설계하기가 용이하고, 마이크로렌즈 기판(1)의 광학적 특성을 안정화시킬 수 있고 신뢰성을 높일 수 있다.
착색부(22)의 착색 농도는 특별히 한정되지 않는다. 분광 투과율에 의거한 Y 값(D65/2°시야각)으로 나타낸 착색부(22)의 착색 농도는 20 내지 85% 범위이다. 보다 구체적으로는 35 내지 70%의 범위이다. 착색부(22) 내의 착색제의 착색 농도가 상기 범위일 경우, 특별히 마이크로렌즈 기판(1)을 투과하는 광에 의해 형성된 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 한편, 착색부(22)의 착색 농도가 상기 주어진 하한치 미만일 경우, 입사광의 투과율이 저하되고 얻어진 화상은 충분한 휘도를 가질 수 없게 된다. 결과적으로, 화상의 콘트라스트가 불충분하게 되는 가능성이 있다. 또한, 착색부(22)의 착색 농도가 상기 상한치를 초과할 경우, 외광(즉, 광 입사측에 반대측으로부터 마이크로렌즈 기판(1)에 입사하는 외광)이 반사되는 것을 충분히 방지하는 것이 곤란하게 되고, 밝은 실내에서 광원을 완전히 껐을 때 블랙 표시의 표면 휘도의 증가량(블랙 휘도)이 커지기 때문에, 투사된 화상의 콘트라스트를 향상시키는 효과를 충분히 얻을 수 없다.
착색부(22)의 색은 특별히 제한되지 않는다. 착색부(22)의 색은 청색을 기본으로 하고 적색, 갈색 또는 황색을 혼합한 착색제를 이용하는 외관상 무채색으로, 특히 흑색이다. 또한, 광원의 삼원색(RGB)의 균형을 제어하기 위한 특정 파장을 갖는 광이 착색부(22)에 선택적으로 흡수되거나 착색부(22)에 투과되는 것이 바람직하다. 이는 외광이 반사되는 것을 방지할 수 있다. 마이크로렌즈 기판(1)을 투과하는 광으로부터 형성된 화상의 색조를 정확하게 표현할 수 있고, 색 좌표가 넓어지고(색조의 표현 폭이 충분히 넓어지게 된다), 그러므로 보다 진한 흑색을 표현할 수 있다. 결과적으로, 화상의 콘트라스트를 특별히 향상시킬 수 있다.
또한, 블랙 매트릭스(3)가 마이크로렌즈 기판(1)의 광 출사면에 구비된다. 이 경우에, 블랙 매트릭스(3)는 차광 효과를 갖는 재료로 구성되고 적층 방식으로 형성된다. 이러한 블랙 매트릭스(3)를 구비함으로써, 블랙 매트릭스(3)에 외광을 흡수하는 것이 가능해지고, 그러므로 우수한 콘트라스트를 갖는 스크린에 투사된 화상을 향상시킬 수 있다. 특별히, 상술한 바와 같은 착색부(22)와 블랙 매트릭스(3) 모두를 구비함으로써, 마이크로렌즈 기판(1)에 의해 투사된 화상의 콘트라스트를 개선할 수 있다. 이러한 블랙 매트릭스(3)는 각각의 마이크로렌즈(21)를 통과하는 광의 광로 상에 복수의 개구부(31)로 구비되어 있다. 그러므로, 각각의 마이크로렌즈(21)에 의해 집광된 광은 블랙 매트릭스(3)의 개구부(31)을 통하여 효과적으로 전달될 수 있다. 결과적으로, 마이크로렌즈 기판(1)의 광 이용 효율을 높일 수 있다.
또한, 블랙 매트릭스(3)의 평균 두께는 0.01 내지 5㎛인 것이 바람직하다. 0.01 내지 3㎛의 범위가 보다 바람직하고, 0.03 내지 1㎛의 범위가 보다 더 바람직하다. 블랙 매트릭스(3)의 평균 두께를 상기 범위 내로 제한할 경우, 블랙 매트릭스(3)의 박리와 파손 등과 같은 본의 아닌 단점을 보다 확실하게 방지하는 동시에 블랙 매트릭스(3)의 기능을 더욱 효과적으로 발휘할 수 있다. 예를 들어, 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된 투과형 스크린(10)의 스크린에 투사된 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 상술한 바와 같은 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된 투과형 스크린(10)을 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서의 도 1에 나타낸 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된 투과형 스크린(10)을 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 투과형 스크린(10)은 프레넬 렌즈(5)와 상술한 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된다. 프레넬 렌즈(5)는 마이크로렌즈 기판(1)의 광 입사면의 측(즉, 화상을 위한 광의 입사측)에 배치되고, 투과형 스크린(10)은 프레넬 렌즈(5)에 의해 투과된 광이 마이크로렌즈 기판(1)에 입사되도록 구성된다.
프레넬 렌즈(5)는 거의 동심원 방식으로 프레넬 렌즈(5)의 광 출사면에 형성된 복수의 프리즘이 구비된다. 프레넬 렌즈(5)는 투사 렌즈(도시 안됨)로부터 투사된 화상을 굴절시키고, 마이크로렌즈 기판(1)의 주면에 수직 방향에 평행한 평행광(La)을 마이크로렌즈 기판(1)의 광 입사면 측으로 출력한다.
상술한 바와 같이 구성된 투과형 스크린(10)에서, 투사 렌즈로부터의 광을 프레넬 렌즈(5)에 의해 굴절시켜 평행광(La)이 되게 한다. 그런 다음, 평행광(La)을 복수의 마이크로렌즈(21)가 형성된 광 입사면으로부터 마이크로렌즈 기판(1)에 입사시켜 마이크로렌즈 기판(1)의 각각의 마이크로렌즈(21)에 의해 집광되고, 집광된 광은 그런 다음 초점을 맞추고 블랙 매트릭스(차광층)(3)의 개구부(31)를 통하여 전달된다. 이때, 마이크로렌즈 기판(1)에 입사하는 광은 충분한 투과성을 갖고 마이크로렌즈 기판(1)을 통하여 통과되고 개구부(31)를 통과한 광은 확산됨으로써, 투과형 스크린(10)의 관찰자(시청자)에게는 평면 화상으로 관측된다.
다음으로, 상술한 마이크로렌즈 기판을 제조하는데 적합하게 사용될 수 있는 본 발명의 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드과 그 제조 방법을 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 4에 나타낸 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드 (6)을 개략적으로 나타내는 종단면도이다. 도 6은 도 4 및 도 5에 나타낸 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 종단면도이다. 여기서, 마이크로렌즈(21)을 형성하기 위한 복수의 오목부가 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)을 제조하는데 실제로 롤 형상 기재의 외주면에 형성되지만, 설명을 이해할 수 있도록 하기 위하여, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 일부분을 강조하여 도 4 내지 도 6에 나타낸다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)은 롤 형상을 갖고, 그 외주면에 복수의 오목부(61)가 구비된다. 복수의 오목부(61) 각각은 상술한 마이크로렌즈 기판(1)을 구성하는 마이크로렌즈(21) 각각에 대응하는 형상을 갖고, 복수의 오목부(61)가 마이크로렌즈(21)의 배치 패턴에 대응하는 패턴으로 배치된다. 즉, 각각의 오목부(61)는 일반적으로 마이크로렌즈(21)와 거의 동일한 크기(각각의 마이크로렌즈(21)가 볼록부이지만 각각의 오목부(61)는, 전사된 형상, 위치 관계 이외는 동일)를 갖고, 오목부(61)는 마이크로렌즈(21)와 동일한 배치 패턴을 갖는다.
상세하게 설명하면, 본 실시예에서는, 각각의 오목부(마이크로렌즈(21)를 형성하기 위한 오목부)(61)는 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면으로부터 보았을 때 수직 길이가 수평 폭보다 더 긴 거의 타원형을 갖는다. 각각의 오목부(61)가 이러한 형상을 갖기 때문에, 모아레 등과 같은 단점이 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서 특별히 시야각 특성을 향상시킬 수 있는 마이크로렌즈 기판(1)의 제조에 적합하게 사용될 수 있다.
또한, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면 위에서 보았을 때 단축(마이너 축) 방향으로 각각의 오목부(61)의 길이(또는 피치)를 L1(㎛)로 정의하고 장축(메이저 축) 방향으로 각각의 오목부(61)의 길이(또는 피치)를 L2(㎛)로 정의할 경우, L1/L2의 비는 0.10 내지 0.99의 범위인 것이 바람직하다. 0.50 내지 0.95의 범위인 것이 보다 바람직하고, 0.60 내지 0.80의 범위인 것이 보다 더 바람직하다. L1/L2의 비를 상기 범위로 제한함으로써, 상술한 효과가 분명해 질 수 있다.
또한, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면 위에서 보았을 때 마이너 축 방향으로 각각의 오목부(61)의 길이(L1)는 10 내지 500㎛의 범위인 것이 바람직하다. 30 내지 300㎛이 범위인 것이 보다 바람직하고, 50 내지 100㎛의 범위인 것이 보다 더 바람직하다. 마이너 축 방향으로 각각의 오목부(61)의 길이를 상시 범위 내로 제한함으로써, 투과형 스크린(10)에 투사된 화상에서 충분한 해상도를 얻을 수 있고 모아레 등과 같은 단점이 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서 마이크로렌즈 기판(1)(및 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6))의 생산성을 더욱 개선할 수 있다.
또한, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면 위에서 보았을 때 메이저 축 방향으로 각각의 오목부(61)의 길이(L2)는 15 내지 750㎛의 범위인 것이 바람직하다. 45 내지 450㎛이 범위인 것이 보다 바람직하고, 75 내지 150㎛의 범위인 것이 보다 더 바람직하다. 메이저 축 방향으로 각각의 오목부(61)의 길이를 상 시 범위 내로 제한함으로써, 투과형 스크린(10)에 투사된 화상에서 충분한 해상도를 얻을 수 있고 모아레 등과 같은 단점이 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서 마이크로렌즈 기판(1)(및 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6))의 생산성을 더욱 개선할 수 있다.
또한, 마이너 축 방향으로 각각의 오목부(61)의 곡률 반경(이하, 단순히 "오목부(61)의 곡률 반경"이라고 함)은 5 내지 150㎛의 범위인 것이 바람직하다. 15 내지 150㎛이 범위인 것이 보다 바람직하고, 25 내지 50㎛의 범위인 것이 보다 더 바람직하다. 오목부(61)의 곡률 반경을 상기 범위 내로 제한함으로써, 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된 투과형 스크린(10)의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다. 특별히, 이 경우에, 마이크로렌즈 기판(1)이 구비된 투과형 스크린(10)의 수평 및 수직 방향 모두에서 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 각각의 오목부(61)의 깊이는 5 내지 250㎛의 범위인 것이 바람직하다. 15 내지 150㎛이 범위인 것이 보다 바람직하고, 25 내지 100㎛의 범위인 것이 보다 더 바람직하다. 각각의 오목부(61)의 깊이가 상기 범위 내로 제한함으로써, 광 간섭으로 인한 모아레가 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서 특별히 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 각각의 오목부(61)의 깊이를 D(㎛)로 정의하고 단축(또는 마이너 축) 방향으로 오목부(61)의 길이를 L1(㎛)으로 정의할 경우, D와 L1은 0.90≤L1/D≤2.5의 관계를 만족시킨다. 보다 바람직하게는 D와 L1은 1.0≤L1/D≤1.8의 관계를 만족 시키고, 보다 더 바람직하게는 D와 L1은 1.2≤L1/D≤1.6의 관계를 만족시킨다. D와 L1이 이러한 관계를 만족시킬 경우, 광의 간섭으로 인한 모아레가 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서 특별히 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 오목부(61)는 하운드 투스 체크 방식으로 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면에 배치된다. 복수의 오목부(61)를 이러한 방식으로 배치함으로써, 모아레 등과 같은 단점이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 한편, 예를 들어, 오목부(61)가 정사각형 격자 방식 등으로 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면에 배치된 경우, 모아레 등과 같은 단점이 발생하는 것을 충분하게 방지하는 것이 곤란하다. 또한, 오목부(61)가 랜덤 방식으로 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면에 배치된 경우, 오목부(61)가 형성된 유효 영역에서 오목부의 점유율을 충분히 향상시키는 것이 곤란하고, 마이크로렌즈 기판 내로 광의 투과율(광 이용 효율)을 향상시키는 것이 곤란하다. 획득한 화상이 어두워 진다.
또한, 본 발명에서, 각각의 오목부(61)의 장축 방향은 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 축 방향과 거의 동일하다. 그러므로, 후술하는 마이크로렌즈 기판(1)의 제조 방법에서는, 기판 본체(2)가 되는 수지 재료(마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 표면 형상이 하나의 주면 상으로 전사되는 수지 재료)를 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)로부터 분리할 때 형성된 각각의 마이크로렌즈(21)에 결함이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 각각의 오목부(61)의 장 축 방향과 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 축 방향으로 구성된 각이 0 내지 10°의 범위인 것이 바람직하다. 0 내지 7°의 범위인 것이 보다 바람직하고, 0 내지 5°의 범위인 것이 보다 더 바람직하다. 그러므로, 상술한 효과가 더욱 현저하게 나타난다.
또한, 상술한 바와 같이 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)에 오목부(61)가 배치되어 있지만, 오목부(61)의 제 1 배열은 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면 위에서 보았을 때 오목부(61)의 제 1 배열에 인접하는 오목부(61)의 제 2 배열에 대해여 단축 방향으로 각각의 오목부(61)의 절반 피치만큼 시프트되는 것이 바람직하다. 이는 광의 간섭으로 인한 모아레가 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 설명에서는, 각각의 오목부(61)가 마이크로렌즈 기판(1)가 구비하는 각각의 마이크로렌즈(21)와 거의 동일한 형상(크기)를 갖고, 오목부(61)는 마이크로렌즈(21)와 거의 동일한 배열 패턴을 갖는 것으로 설명하였다. 그러나, 예를 들어, 마이크로렌즈 기판(1)의 기판 본체(2)의 구성 재료가 쉽게 수축하는 경향이 있는 경우(즉, 기판 본체(2)를 구성하는 수지 재료가 고화 등에 의해 수축된 경우), 수축률 등을 고려하여 마이크로렌즈 기판(1)이 구비하는 각각의 마이크로렌즈(21)와 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)가 구비된 오목부에 대한 형상(및 크기), 점유율 등이 서로 다를 수 있다.
또한, 복수의 오목부(61)는 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 축(62) 주위로 그 외주면에 나선형 방식으로 배치될 수 있다. 오목부(61)가 이러한 방식 으로 배열된 경우, 마이크로렌즈 기판(1) 을 제조할 때 상술한 바와 같은 배열 패턴을 갖는 마이크로렌즈(21)를 형성할 수 있다. 또한, 복수의 오목부(61)를 나선형 방식으로 배치할 경우, 초기 홀 형성 프로세스(후술함)에서 각각이 소망의 형상을 갖는 오목부 형성용 초기 홀(개구부)(81)을 마스크(8)에 용이하고 확실하게 형성할 수 있고, 특별히 몰드(6)와 마스크용 기재(7) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)가 구비된 소망의 형상을 갖는 오목부(61) 각각을 용이하고 확실하게 형성하는 것이 가능하고, 그 결과, 마이크로렌즈 기판(1)에 소망의 형상을 갖는 마이크로렌즈(21) 각각을 용이하고 확실하게 형성하는 것이 가능하다.
마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 그러나, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주부는, 예를 들어, Fe, Cu, Al, Ni, Cr, Zn, Sn, Ag, Au, Pb, Mg, Ti, ZrO2(지르코니아), W, Mo, Co 등과 같은 각종 금속 재료, 금속 스테인리스강, 42%-Ni-Fe 합금, 황동과 두랄루민(duralumin), 및 소다석회(soda-lime) 유리, 결정성 유리, 석영 유리, 납 유리, 포타슘 유리, 붕규산염 유리, 및 무알칼리 유리 등과 같은 각종 유리 중 임의의 하나로 형성된다. 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주부를 상술한 바와 같은 재료 중 임의의 하나로 형성할 경우, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)가 구비된 오목부(61)의 형상 및 배열 패턴을 보다 정확하게 할 수 있고, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주부를 상술한 재료 중 임의의 하나로 형성할 경우, 마이크로렌즈 기 판(1) 제조용 몰드(6)를 제조할 때 소망의 형상 및 배열 패턴을 갖는 오목부(61) 각각을 용이하고 확실하게 형성할 수 있다.
또한, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는, 예를 들어, 그 내부에 가열기(가열 유닛)(도시 안됨)를 포함할 수 있다. 그러므로, 상술한 바와 같은 방법을 이용하여 소망의 배열 패턴으로 소망의 형상을 갖는 마이크로렌즈(21)를 보다 용이하게 형성할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 제조하는 방법을 도 6을 참조하여 설명한다.
먼저, 롤 형상 기재(7)를 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 제조하는데 준비한다.
거의 원주 형상 또는 거의 원통 형상을 갖는 기재를 기재(7)로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 세정 등에 의해 세정화된 표면을 갖는 기재를 기재(7)로 사용하는 것도 바람직하다.
소다석회 유리, 결정성 유리, 석영 유리, 납 유리, 포타슘 유리, 붕규산염 유리, 무알칼리 유리 등을 기재(7)용 구성 재료로 들 수 있지만, 소다석회 유리와 결정성 유리(예를 들어, 네오세람(neoceram) 등)이 이들 중에서 바람직하다. 소다석회 유리, 결정성 유리 또는 무알칼리 유리를 사용함으로써, 기재(7)용 재료 처리가 용이하고, 소다석회 유리 또는 결정성 유리가 비교적 저렴하기 때문에 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 제조 비용의 관점에서 이점이 있다.
<A1> 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 준비된 기재(7)의 표면에 마스크(8)를 형성한다(마스크 형성 공정).
마스크(8)의 구성 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, Cr, Au, Ni, Ti, Pt 등의 금속, 이들 재료로부터 선택되는 2종 이상의 금속을 포함하는 합금, 이들 금속의 산화물(금속 산화물), 실리콘, 수지 등을 들 수 있다. 또한, 마스크(8)는, 예를 들면, 실질적으로 균일한 조성을 갖는 것 또는 복수의 층으로 적층된 구조체이어도 된다.
상기 설명한 바와 같이, 마스크(8)의 구성이 특별히 한정되는 것은 아니지만, 마스크(8)는 주재료로서 크롬으로 형성된 층과, 주재료로서 산화 크롬으로 형성된 층으로 구성된 적층 구조체를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 구성을 갖는 마스크(8)는 다양한 조성을 갖는 에칭액에 대해서 뛰어난 안정성을 갖고 있고(즉, (나중에 설명할) 에칭 공정에서 기재(7)를 보다 확실히 보호할 수 있음), 나중에 설명할 레이저빔의 조사 등에 의해 소망한 형상을 각각 갖는 개구부를 용이하고 확실하게 형성할 수 있다. 또한, 마스크(8)가 상기 설명한 바와 같은 구조를 갖는 경우, 예를 들면, (나중에 설명할) 에칭 공정에서, 에칭액으로서 디플루오르화 수소 암모늄을 함유하는 액체를 적합하게 사용할 수 있다. 디플루오르화 수소 암모늄을 함유하는 액체는 독극물이 아니기 때문에, 작업 중의 인체와 환경으로의 영향을 보다 확실히 방지할 수 있다. 또한, 상기 구조를 갖는 마스크(8)는 마스크의 내부 응력을 효율적으로 감소시킬 수 있어, 이러한 마스크(8)는 기재(7)와의 밀착성(즉, 에칭 공정에서 기재(7)에 대한 마스크(8)의 밀착성)이 특별히 우수하다. 이 때문에, 상기 설명한 구조를 갖는 마스크(8)를 사용함으로써, 소망한 형상을 각각 갖는 오목부(61)를 용이하고 확실하게 형성할 수 있다.
마스크(8)의 형성 방법은 특별히 한정되고 있지 않는다. 마스크(8)를 Cr, Au 등의 금속 재료(합금을 포함함)나 산화 크롬 등의 금속 산화물 중의 어느 하나로 구성하는 경우, 마스크(8)는, 예를 들면, 증착법, 스퍼터링법 등에 의해 적합하게 형성될 수 있다. 반면, 마스크(8)를 실리콘으로 형성하는 경우, 마스크(8)는, 예를 들면, 스퍼터링법, CVD법 등에 의해 적합하게 형성될 수 있다.
또한 마스크(8)의 두께는 마스크(8)를 구성하는 재료에 좌우하여 다르지만, 0.01㎛ 내지 2.0㎛의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.03㎛ 내지 0.2㎛의 범위이다. 마스크(8)의 두께가 상기 주어진 하한치 미만이면, 마스크(8)의 구성 재료 등에 좌우하여 초기 홀 형성 공정(또는 나중에 설명할 개구부 형성 공정)에서 형성되는 초기 홀(81)의 형상이 변형될 가능성이 있을 수 있다. 또한, (나중에 설명할) 에칭 공정에서 습식 에칭 공정 동안 기재(7)의 마스크된 부분을 충분히 보호할 수 없는 가능성이 있다. 한편, 마스크(8)의 두께가 상기 주어진 상한치를 넘으면, 마스크(8)의 구성 재료 등에 좌우하여 (나중에 설명할) 초기 홀 형성 공정에서 마스크(8)를 관통하는 초기 홀(81)을 형성하는 것이 곤란하게 되는 것 외에, 마스크(8)의 내부 응력에 의해 마스크(8)가 용이하게 제거되는 경우가 있다.
<A2> 다음에, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, (나중에 설명할) 에칭 공정에서 마스크 개구부로서 사용될 복수개의 초기 홀(81)을 랜덤하게 마스크(8)에 형성한다(초기 홀 형성 공정). 초기 홀(81)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 레이저빔의 조사에 의해 초기 홀(81)을 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해 소 망한 형상을 각각 가지며 소망한 패턴으로 배열된 초기 홀(81)을 형성할 수 있다. 그 결과, 각각의 오목부(61)의 형상, 배열 패턴 등을 확실하게 제어할 수 있다. 또한, 초기 홀(81)을 레이저의 조사에 의해 형성함으로써, 마이크로렌즈 기판(12) 제조용 몰드(6)를 생상성 높게 제조할 수 있다. 특별히, 비교적 대면적의 기판에도 용이하게 오목부를 형성할 수 있다. 또한, 레이저빔의 조사에 의해 초기 홀(81)을 형성하는 경우, 그 조사 조건을 제어함으로써, (나중에 설명할) 초기 오목부(71)를 형성하지 않고 초기 홀(81)만을 형성하거나, 초기 홀(81)에 더하여 형상, 크기, 깊이의 편차가 작은 초기 오목부(71)를 용이하고 확실하게 형성할 수 있다. 또한, 레이저빔의 조사에 의해 마스크(8)에 초기 홀(81)을 형성함으로써, 종래의 포토리소그래피법에 의해 마스크에 개구부를 형성하는 경우에 비해서, 용이하고 저가로 마스크(8)에 개구부(초기 홀(81))를 형성할 수 있다. 또한, 레이저빔의 조사에 의해 초기 홀(81)을 형성하는 경우, 상기 설명한 바와 같은 나선형으로 배치된 복수개의 오목부(61)에 대응하는 복수개의 초기 홀(개구부)(81)을 효율적으로 형성할 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 롤 형상의 기재(7)를, 그 축(샤프트)(62)을 중심으로 회전시키고 레이저빔을 1축 방향으로 주사시킨 상태에서 레이저빔의 조사를 간헐적으로 행함으로써, 레이저빔의 조사에 의해 초기 홀(81)을 형성하는 경우, 상기 설명한 바와 같은 나선형으로 배치된 복수개의 오목부(61)에 대응하는 복수개의 초기 홀(개구부)(81)을 효율적으로 형성할 수 있다. 그 결과, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드의 생산성과 상기 마이크로렌즈 기판(1)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 레이저빔의 조사에 의해 초기 홀(81)을 형성하는 경우, 사용하는 레이저빔의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 루비 레이저, 반도체 레이저, YAG 레이저, 펨토초 레이저, 유리 레이저, YVO4 레이저, Ne-He 레이저, Ar 레이저, 이산화탄소 레이저, 엑시머 레이저 등을 들 수 있다. 또한, SHG(second-harmonic generation), THG(third-harmonic generation), FHG(fourth-harmonic generation) 등의 레이저의 파장을 사용해도 된다.
마스크(8)에 초기 홀(81)을 형성할 때, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 초기 홀(81)에 더하여 기재(7)의 표면의 일부를 제거함으로써, 초기 오목부(7l)를 기재(7)에 또한 형성해도 된다. 이에 의해, (나중에 설명할) 마스크(8)를 갖는 기재(7)에 에칭 공정을 행할 때에, 기재(7)와 에칭액과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있게 되어, 침식을 적합하게 개시할 수 있다. 또한, 이 초기 오목부(71)의 각각의 깊이의 조정함으로써, 오목부(61)의 각각의 깊이(즉, 렌즈(마이크로렌즈(21))의 최대 두께)를 또한 조정할 수 있다. 초기 오목부(71)의 각각의 깊이는 특별히 한정되지 않지만, 5㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 대략 0.1㎛ 내지 0.5㎛의 범위이다. 초기 홀(81)의 형성을 레이저의 조사에 의해 행하는 경우, 초기 홀(81)과 함께 형성되는 복수개의 초기 오목부(71)의 각각의 깊이의 편차를 확실하게 감소시킬 수 있다. 이에 의해 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 구성하는 각 오목부(61)의 깊이의 편차가 감소될 수 있어서, 이에 의해 최종적으로 얻어진 마이크로렌즈 기판(1)의 마이크로렌즈(21) 각각의 크기와 형상의 편차를 감 소시킬 수 있다. 그 결과, 각 마이크로렌즈(21) 각각의 직경, 초점 거리, 렌즈 두께의 편차를 특별히 감소시킬 수 있다.
본 공정에서 형성되는 초기 홀(81) 각각의 형상과 크기는 특별히 한정되지 않는다. 초기 홀(81) 각각이 대략 원형인 경우, 그 초기 홀(81) 각각의 직경은 0.8㎛ 내지 20㎛의 범위인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 1.0㎛ 내지 10㎛의 범위이고, 보다 더 바람직하게는 1.5㎛ 내지 4㎛의 범위이다. 초기 홀(81) 각각의 직경이 상기 범위내로 제한되는 경우에는, (나중에 설명할) 에칭 공정에서 상기 설명한 바와 같은 형상을 갖는 오목부(61)를 확실히 형성할 수 있다. 한편, 초기 홀(81)이 대략 타원 형상과 같은 편평한 형상인 경우, 단축(短軸) 방향의 길이를 직경으로 대용할 수 있다. 즉, 본 공정에서 형성되는 초기 홀(81) 각각이 대략 타원 형상인 경우, 초기 홀(81) 각각의 폭(단축 방향의 길이)이 특별히 한정되지 않지만, 초기 홀(81) 각각의 폭은 0.8㎛ 내지 20㎛의 범위이다. 더욱 바람직하게는 1.0㎛ 내지 10㎛의 범위이고, 보다 더 바람직하게는 1.5㎛ 내지 4㎛의 범위이다. 초기 홀(81) 각각의 폭이 상기 범위 내로 제한되면, (나중에 설명할) 에칭 공정에서 상기 설명한 바와 같은 형상을 각각 갖는 오목부(61)를 확실히 형성할 수 있다.
또한, 본 공정에서 형성되는 초기 홀(81) 각각이 대략 타원 형상인 경우, 초기 홀(81) 각각의 길이(장축 방향의 길이)가 특별히 한정되지 않지만, 초기 홀(81) 각각의 폭은 0.9㎛ 내지 30㎛의 범위이다. 더욱 바람직하게는 1.5㎛ 내지 15㎛의 범위이고, 보다 더 바람직하게는 2.0㎛ 내지 6㎛의 범위이다. 초기 홀(81) 각각의 폭이 상기 범위 내로 제한되면, (나중에 설명할) 에칭 공정에서 상기 설명한 바와 같은 형상을 각각 갖는 오목부(61)를 보다 확실히 형성할 수 있다.
또한, 레이저빔의 조사에 의한 것 이외에, 초기 홀(81)은, 예를 들면, 기재(7)에 마스크(8)를 형성할 때에 소정 패턴으로 기재(7) 위에 미리 이물을 배치시킨 다음에 그 기재(7) 위에 마스크(8)를 이물로 형성하여 마스크(8)에 고의로 결함을 형성하여, 해당 결함을 초기 홀(81)로서 사용함으로써, 형성된 마스크(8)에 형성해도 된다.
다음에, 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, 초기 홀(81)이 형성된 마스크(8)를 이용하여 기재(7)에 에칭 공정을 행함으로써 기재(7)에 다수의 오목부(61)를 랜덤하게 형성한다(에칭 공정). 이와 같이, 본 발명에서는 오목부(61)를 에칭 공정에 의해 형성한다. 이에 의해 생산성이 높은 몰드를 형성할 수 있게 된다. 또한, 오목부(61)를, 프레스, 연삭, 연마 등의 에칭법 이외의 방법에 의해 형성하는 경우에는, 제조 비용이 고가이고 다수의 결함이 나타나서 불균일한 몰드가 형성되는 문제가 있다. 한편, 본 발명에서는 제조 비용이 저가로 결함이 적고 균일한 오목부(61) 각각을 형성할 수 있다.
에칭 방법은 특별히 한정되지 않고, 에칭 방법으로서, 예를 들면, 습식 에칭 공정, 건식 에칭 공정 등을 들 수 있다. 이하의 설명에서는 습식 에칭 공정을 사용하는 경우를 일례로서 설명한다.
초기 홀(81)이 형성된 마스크(8)가 피복된 기재(7)에 습식 에칭 공정을 행함으로써, 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, 기재(7)는 마스크(8)가 존재하지 않는 부분에서 식각되어, 기재(7)에 다수의 오목부(61)가 형성된다. 상기 언급한 바와 같 이, 마스크(8)에 형성된 초기 홀(81)이 하운드 투스 체크 방식으로 배치되기 때문에, 형성되는 오목부(61)는 기재(7)의 표면에 하운드 투스 체크 방식으로 또한 배치된다.
또한, 본 실시예에서는 공정에서 마스크(8)에 초기 홀(81)을 형성할 때에, 기재(7)의 표면에 초기 오목부(71)를 형성한다<A2>. 이에 의해 에칭 공정 동안 기판(7)과 에칭액과의 접촉 영역이 증가되어, 침식을 적합하게 개시할 수 있다. 또한, 습식 에칭 공정을 사용함으로써, 오목부(61)를 적합하게 형성할 수 있다. 에칭액로서, 예를 들면, 디플루오르화 수소 암모늄을 포함하는 에칭액을 사용하면, 기재(7)를 보다 선택적으로 식각할 수 있어, 오목부(61)를 적합하게 형성할 수 있다.
마스크(8)가 주로 크롬으로 구성된 경우(즉, 마스크(8)가 주재료로서 Cr을 함유하는 재료로 형성됨), 불화수소산계 에칭액으로서는 디플루오르화 수소 암모늄의 액체가 특별히 적합하다. 디플루오르화 수소 암모늄을 함유하는 용액은 독극물이 아니기 때문에, 작업 중의 인체와 환경으로의 영향을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 에칭액으로서 디플루오르화 수소 암모늄의 액체를 사용하는 경우, 그 에칭액 내에는, 예를 들면, 과산화수소가 포함되어도 된다. 이에 의해 에칭 속도를 촉진시킬 수 있다.
또한, 습식 에칭 공정은 건식 에칭 공정보다 간단한 장치로 행할 수 있고, 한번에 다수의 기판(7)을 처리할 수 있다. 이에 의해 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 생산성이 향상될 수 있어, 저가로 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드 (6)를 제공할 수 있다.
또한, 에칭 공정은 마스크(8)를 갖는 기재(7)를 축(71)을 중심으로 회전시킨 상태에서 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해 각 오목부(61)의 형상의 편차를 감소시킬 수 있고, 제조되는 마이크로렌즈 기판(1)의 특성(특별히, 광학 특성)을 특별히 향상시킬 수 있다. 특별히, 에칭 공정을 습식 에칭 공정에 의해 행하는 경우, 에칭액의 깊이의 차이에 의한 압력차(수압차 f)에 의해 에칭 공정의 진행 속도가 각 부분에서 달라질 수 있다. 그러나 상기 설명한 바와 같이 기재(7)를 회전시킴으로써, 이러한 문제가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 에칭 공정에서 기재(7)를 회전(상대적인 회전을 포함함)시키는 경우, 기재(7)의 회전 방향(즉, 상대적인 회전 방향)을 시간에 따라 변화시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 예를 들면, 에칭액의 액체 유동이나 에칭 가스의 가스 유동에 의한 불균일 에칭이 진행하는 것을 보다 확실히 방지할 수 있다. 형성되는 오목부(61)의 각각의 형상이 보다 적합하게 형성될 수 있다.
<A4> 다음에, 도 6의 (d)에 나타낸 바와 같이, 마스크(8)를 제거한다(마스크 제거 공정). 마스크(8)가 상기 설명한 바와 같이 주재료로서 크롬이 형성되는 층과, 주재료로서 산화 크롬이 형성되는 층으로 구성된 적층 구조체로 구성된 경우, 마스크(8)의 제거는, 예를 들면, 질산 세륨 암모늄과 과염소산의 혼합물을 사용한 에칭 공정에 의해 행해질 수 있다.
상기의 처리 결과, 도 6의 (d) 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 롤 형상의 기재(7)에 다수의 오목부(61)가 하운드 투스 체크 방식으로 형성된 마이크로렌즈 기판 (1) 제조용 몰드(6)가 얻어진다.
롤 형상의 기재(7)의 표면 위에 톱니 모양의 체크 형상으로 배치된 복수개의 오목부(61)를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 상기 언급한 방법, 즉, 레이저빔의 조사에 의해 마스크(8)에 초기 홀(81)을 형성한 다음에, 그 마스크(8)를 사용하여 에칭 공정을 기판(7)에 행함으로써, 롤 형상의 기재(7)에 오목부(61)를 형성하는 방법에 의해 형성한 경우, 다음의 효과를 얻을 수 있다.
즉, 레이저빔의 조사에 의해 마스크(8)에 초기 홀(81)을 형성함으로써, 종래의 포토리소그래피법에 의해 마스크(8)에 개구부를 형성하는 경우에 비해서 마스크(8)에 개구부(초기 홀(81))를 소정 패턴으로 용이하고 저가로 형성할 수 있다. 이에 의해 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 생산성이 향상될 수 있어, 저가로 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는 롤 형상을 갖기 때문에, 포토리소그래피법에 의해 마스크에 개구부를 형성하는 경우, 오목부(즉, 오목부에 대응하는 개구부)를 설계에 따라 형성하는 것은 극히 곤란하다. 한편, 레이저빔의 조사에 의해 마스크에 개구부를 형성하는 경우, 소망한 형상을 각각 갖는 소망한 배열 패턴의 오목부(즉, 오목부에 대응하는 개구부)를 용이하고 확실하게 형성할 수 있다.
이에 대하여, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면에는, 이형제(離型劑)등에 의해 이형성을 향상시키기 위한 어떠한 처리도 적용될 수 있다. 따라서, 이 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 사용하여 제조되는 마이크로렌즈 기판(1)의 마이크로렌즈(21)의 형상, 배치 등을 보다 적합하게 할 수 있다.
다음에, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 사용하여, 마이크로렌즈 기판(1)을 제조하는 방법을 지금 설명하기로 한다.
마이크로렌즈 기판(1)은 본 발명에 의한 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 사용하여 제조되는 것이지만, 이하의 실시예에서는, 특별히, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드가 설치된 마이크로렌즈 기판(1) 제조 장치를 사용하여 마이크로렌즈 기판(1)을 제조하는 경우를 설명한다.
도 7은 본 발명에 의한 마이크로렌즈 기판(1)의 제조 방법으로 적용될 수 있는 마이크로렌즈 기판(1) 제조 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 도 8 및 도 9는 본 발명에 의한 바람직한 실시예에서의 마이크로렌즈 기판(1)의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 그러면, 도 7을 이용하여 다음의 설명에서는, 도 7의 위측을 "상", 아래측을 "하", 우측을 "우", 좌측을 "좌"로 각각 칭한다.
우선, 본 발명에 의한 마이크로렌즈 기판(1)의 제조 방법을 설명하기 앞서, 본 발명의 마이크로렌즈 기판(1)의 제조 방법에 적용되는 마이크로렌즈 기판(1) 제조 장치의 구성의 일례를 지금 설명하기로 한다.
마이크로렌즈 기판(1) 제조 장치(100)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 마이크로렌즈 기판(1)의 기재(base material)로서의 기판(4)을 반송하는 기판 반송 장치(110)와, 상기 설명한 바와 같은 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 포함한다.
기판 반송 장치(110)는 기판(4)을 반송하는 기능을 갖고 있다. 도 7에 도시 된 구성에서, 기판 반송 장치(110)는 기판(4)을 도 7에 도시한 마이크로렌즈 기판(1) 제조 장치(1O0)의 좌에서 우로 반송하도록 구성된다.
마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는 기판 반송 장치(110)에 의해 반송된 기판(4)을 가압함으로써, 그 외주면의 형상을 기판(4)의 표면으로 전사하는 기능을 갖고 있다.
또한, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는 롤 형상을 갖고 있어, 축(회전축)(62)을 중심으로 회전할 수 있다. 또한, 상기 설명한 바와 같이, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는 마이크로렌즈(21) 각각의 형상에 대응하는 소정의 오목 형상을 각각 갖는 복수의 오목부(61)가 설치된다. 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는 축(62)을 중심으로 회전할 수 있다. 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는 반송된 기판(4)에 의해 가압되어 기판(4)의 이동(반송)에 따라 회전함으로써 회전되도록(즉, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)가 회전 자재로 유지됨) 구성되어도 되고, 또는 모터(도면에 도시하지 않음) 등의 구동 수단에 의해 회전하도록 구성되어도 된다. 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)가 이러한 구동 수단이 설치된 경우, 기판(4)의 반송 속도 등에 따라 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 회전 속도를 보다 정확하게 제어할 수 있다. 그 결과, 적합한 형상을 각각 갖는 마이크로렌즈(21)를 보다 확실히 형성할 수 있다.
또한, 이러한 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는 기판 반송 장치(30)와 소정 거리만큼 이간되도록 배치되어 있다. 통상적으로 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)와 기판 반송 장치(30)와의 최단 거리는 기판(4)의 두께보다 짧다. 또 한, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는 그 내부에 가열 장치(도면에 도시하지 않음)가 설치되어 있어도 된다. 이에 의해 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상을 기판(4)의 표면에 용이하고 확실하게 전사할 수 있다. 이러한 가열 장치로서는, 예를 들면, 가열선이나 카트리지 히터 등을 들 수 있다.
다음에, 상기 설명한 바와 같은 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)가 설치된 마이크로렌즈 기판(1) 제조 장치(100)를 사용한 본 발명에 의한 마이크로렌즈 기판(1)의 제조 방법을 설명하기로 한다.
<B1> 우선, 마이크로렌즈 기판(1)을 제조할 때 기판(4)을 준비한다.
기판(4)은 상기 설명한 기판 본체(2)의 구성 재료에 대응하는 재료로 형성된다. 두께가 균일하고 상처 등이 없는 기판을 기판(4)으로서 적합하게 이용된다. 기판(4)은 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)에 의해 가압함으로써 변형할 수 있는 것이면 어떠한 것이어도 되지만, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 오목부(61)에 대응하는 형상과 배치를 갖는 마이크로렌즈(21)를 정확하게 형성하기 위하여는, 기판(4)이 주재료로서 수지 재료(특별히, 열가소성 수지)로 형성되는 것이 바람직하다.
기판(4)의 평균 두께는 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)와 기판 반송 장치(110) 사이의 갭(최단 길이), 기판(4)을 구성하는 재료, 굴절률 등의 다양한 조건에 좌우하여 달라질 수 있다. 통상적으로, 기판(4)의 평균 두께는 대략 0.005mm 내지 5mm의 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 대략 0.1mm 내지 4mm의 범위이다. 보다 더 바람직하게는 대략 0.5mm 내지 3mm의 범위이고, 가장 바 람직하게는 대략 1mm 내지 3mm의 범위이다.
이에 대하여, 기판(4)을 구성하는 재료에는, 예를 들면, 비즈(beads) 형상의 실리카, 유리, 수지(기판(4)을 구성하는 수지와는 다른 수지) 등의 광확산제가 포함되어도 된다. 이에 의해 마이크로렌즈 기판(1)을 나중에 설명할 투과형 스크린(10)에 적용한 경우, 투과형 스크린의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 확산판 등의 구성을 생략해도 투과형 스크린(10)의 시야각 특성을 향상시킬 수 있으므로, 예를 들면, 투과형 스크린(1) 및/또는 리어형 프로젝션(rear projection)(300)의 박형화를 이룰 수 있다.
<B2> 상기 설명한 바와 같은 기판(4)이 기판 반송 장치(110)에 의해 반송된다(도 8의 (a) 참조). 이 때, 기판(4)은 필요에 따라 가열될 수 있다. 이에 의해 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상을 용이하고 확실하게 전사할 수 있다.
기판 반송 장치(110)에 의해 반송된 기판(4)은 기판 반송 장치(110)와 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6) 사이의 공간에 공급된다(도 8의 (b) 참조). 따라서, 기판(4)이 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)에 의해 가압된다. 또한, 기판(4)의 반송에 따라, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)가 축(62)을 중심으로 회전하고, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)에 의한 기판(4)의 가압 부분이 시간에 따라 변화한다(도 8의 (c) 참조). 그 결과, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상이 기판(4)의 표면에 전사된다. 다음에, 기판(4)의 구성 재료를 고화(이 경우에서 경화(중합)를 포함함)시킴으로써, 오목부(61)에 대응하는 볼록 형상과 배치를 각각 갖는 복수의 마이크로렌즈(21)가 형성된 기판 본체(2)이 얻어진다(도 8의 (d) 참조). 기판(4)의 구성 재료의 고화를 경화(중합)에 의해 행하는 경우, 그 방법은 특별히 한정되지 않고, 기판(4)의 구성 재료의 종류에 따라 적절하게 선택된다. 예를 들면, 자외선 등의 광의 조사, 가열, 전자빔의 조사 등을 들 수 있다.
기판(4)이 수지 재료로 형성된 경우, 기판(4)(즉, 기재)을 가압할 때의 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 온도는 수지 재료의 유리 전이점보다 높은 것이 바람직하다. 이에 의해 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상을 기판(4)의 표면에 확실히 전사시킬 수 있다. 한편, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 온도가 너무 낮으면, 가압하기 전의 기판(4)의 온도 또는 기판(4)의 구성 재료에 좌우하여, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상을 기판(4)의 표면에 충분히 전사시키는 것이 곤란한 경우가 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 롤 형상의 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 사용하기 때문에, 제조되는 영역이 큰 마이크로렌즈 기판(1)이어도 용이하고 확실하게 제조할 수 있다. 또한, 이에 의해 제조되는 마이크로렌즈 기판(1)의 특성(특별히, 광학 특성)을 향상시킬 수 있다. 또한, 마이크로렌즈 기판(1)을 연속해서 제조할 수 있기 때문에, 마이크로렌즈 기판(1)의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제조되는 마이크로렌즈 기판보다 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 크기를 충분히 작게 할 수 있고, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 크기(특별히, 직경)가 비교적 작아도, 다양한 크기를 갖는 마이크로렌즈 기판(1)의 여러 가지 형 태를 제조하는 데에 적용할 수 있다. 따라서, 마이크로렌즈 기판(1)의 제조 비용의 저감에 기여할 수 있다.
또한, 기판(4)이 시트 형상, 필름 형상, 가요성을 갖는 판 형상 등 중의 어느 하나인 경우, 예를 들면, 기판(4)을 롤러 등의 기판 공급부에 감은 다음에, 기판 반송 장치(110)가 기판(4)을 반송함에 따라 기판(4)을 기판 공급부로부터 꺼내도록 마이크로렌즈 기판(1) 제조 장치(100)를 구성함으로써 마이크로렌즈 기판(1)의 생산성을 더욱 향상(제조 설비(즉, 마이크로렌즈 기판(1) 제조 장치(100))의 크기를 감소시킬 수 있음)시킬 수 있다. 또한, 이 경우, 예를 들면, 이와 같이 제조된 마이크로렌즈 기판(1)을 롤러 등의 마이크로렌즈 기판 회수 장치에 의해 회수해도 된다.
<B3> 다음에, 상기 설명한 바와 같이 제조된 기판 본체(2)의 광 출사면에 블랙 매트릭스(3)가 형성된 공정을 설명하기로 한다.
우선, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판 본체(2)의 광 출사면에 차광(차단) 효과를 갖는 포지티브형 포토폴리머(positive type photopolymer)(32)가 공급된다. 기판 본체(2)의 광 출사면으로의 포지티브형 포토폴리머(32)를 공급하는 방법으로서는, 예를 들면, 딥 코트법(dip coat method), 닥터 블레이드법(doctor blade method), 스핀 코트법, 브러시 코드법, 스프레이 코팅, 정전 코팅, 전착 코팅(electrodeposition coating), 롤 코터 등의 각종 코팅법 등을 사용할 수 있다. 포지티브형 포토폴리머(32)는 차광(차단) 효과를 갖는 수지로 구성되어도 되고, 또는 차광(차단) 효과를 갖는 재료가 차광(차단) 효과가 낮은 수지 재료에 분산 또는 용해된 것이어도 된다. 포지티브형 포토폴리머(32)를 공급한 후, 필요에 따라, 예를 들면, 프리베이크 공정(pre-bake process) 등의 열처리를 행해도 된다.
<B4> 다음에, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판 본체(2)의 광 입사면에 수직인 방향으로 노광용 광(Lb)을 기판 본체(2)에 조사한다. 조사된 노광용 광(Lb)은 각 마이크로렌즈(21)을 통과함으로써 집광된다. 각 마이크로렌즈(21)의 초점(f) 부근의 포지티브형 포토폴리머(32)가 노광되고, 초점(f) 부근 이외의 부분에 대응하는 포지티브형 포토폴리머(32)는 노광되지 않거나 또는 약간 노광(즉, 노광 정도가 작음)된다. 이와 같이, 각 초점(f) 부근의 포지티브형 포토폴리머(32)만이 노광된다.
다음에, 현상을 행한다. 이 경우, 포토폴리머(32)는 포지티브형 포토폴리머이므로, 각 초점(f) 부근의 노광된 포지티브형 포토폴리머(32)가 현상에 의해 용해되어 제거된다. 그 결과, 도 9의 (c)에 나타낸 바와 같이, 마이크로렌즈(22)의 광축(L)에 대응하는 부분에 개구부(31)가 형성된 블랙 매트릭스(3)가 설치된다. 현상 방법은 포지티브형 포토폴리머(32)의 조성 등에 좌우하여 임의로 선택될 수 있다. 예를 들면, 본 실시예에서 포지티브형 포토폴리머(32)의 현상은 수산화 칼륨 등의 용액과 같은 알칼리성 수용액을 사용하여 행할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 마이크로렌즈 기판(1)의 제조 방법에서는 복수의 마이크로렌즈(21)에 의해 집광된 노광용 광을 포토폴리머(32)에 조사함으로써 블랙 매트릭스(3)를 형성하므로, 예를 들면, 포토리소그래피 기술을 사용하는 경우와 비교해서 간단한 공정으로 블랙 매트릭스(3)를 형성할 수 있다.
또한, 포지티브형 포토폴리머(32)의 노광 후, 필요에 따라 포스트베이크 공정(post-bake process) 등의 열처리를 행해도 된다.
<B5> 다음에, 블랙 매트릭스(3)가 형성된 기판 본체(2)에 착색액을 공급함으로써, 착색부(22)를 형성하여, 마이크로렌즈 기판(1)을 얻는다(도 9의 (d) 참조).
착색액은 특별히 한정되지 않고, 본 실시예에서는 착색제와 벤질 알코올을 함유하는 것이다. 이러한 착색액을 사용함으로써 기판 본체의 착색을 용이하고 확실하게 행할 수 있다는 것을 본 발명자가 알아냈다. 특별히, 종래의 착색 방법으로 착색하는 것이 곤란한 아크릴계 수지와 같은 재료로 구성된 기판 본체(2)에 착색 공정을 용이하고 확실하게 행할 수 있다. 이는 다음의 이유에 의한 것으로 생각된다.
즉, 벤질 알코올을 함유하는 착색액을 사용함으로써, 착색액 내의 벤질 알코올이 기판 본체(2)에 깊이 침입하여 그 내부로 확산하여, 기판 본체(2)을 구성하는 분자의 결합(분자간 결합)을 느슨하게 하여 착색제가 침입하기 위한 공간이 확보된다. 또한, 착색액 내의 벤질 알코올과 착색제가 치환하여, 상기 공간(착색제를 위한 좌석(착색 좌석)에 비유될 수 있음)에 착색제가 유지되어 이에 의해 기판 본체(2)의 표면이 착색된다.
또한, 상기 설명한 바와 같은 착색액을 사용함으로써, 균일한 두께를 갖는 착색부(22)를 용역하고 확실하게 형성할 수 있다. 특별히, 착색되는 기판 본체(즉, 작업(work))가 그 표면에 마이크로렌즈와 같은 미세한 구조가 설치된 것(그 표면의 이차원 방향으로의 비평탄성의 주기가 작은 것) 또는 착색되는 영역이 대면적 인 것이어도, 균일한 두께를 갖는(즉, 착색 이질성이 없는) 착색부)(22)를 형성할 수 있다.
착색액의 공급 방법으로서는, 예를 들면, 닥터 블레이드법, 스핀 코트법, 브러시 코드법, 스프레이 코팅, 정전 코팅, 전착 코팅, 프린팅, 롤 코터 등의 각종 코팅법과, 기판 본체(2)을 착색액 내에 침지(담금)하는 디핑법을 들 수 있다. 이들 방법 중에서 디핑법(특별히, 침염(dip dyeing))이 적합하다. 이에 의해 용이하고 확실하게 착색부(22)(특히, 균일한 두께를 갖는 착색부(22))를 형성할 수 있다. 또한, 특히, 착색액을 침염에 의해 기판 본체(2)에 공급하는 경우, 종래의 착색법으로 착색하기가 곤란한 아크릴계 수지와 같은 재료로 형성된 기판 본체(2)조차도 용이하고 확실하게 착색할 수 있다. 이는 침염에 사용될 수 있는 염료가 아크릴계 수지 등이 갖는 에스테르기(에스테르 결합)와의 친화성이 높기 때문인 것으로 생각된다.
착색액을 공급하는 공정은 착색액 및/또는 기판 본체(2)을 60℃ 내지 100℃의 범위에서 가열한 상태에서 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해 착색부(22)가 형성될 기판 본체(2)에 대한 악영향(예를 들면, 기판 본체(2)의 구성 재료의 열화)이 발생하는 것을 충분히 방지하면서 착색부(22)를 효율적으로 형성할 수 있다. 또한, 착색액을 공급하는 공정은, 예를 들면, 분위기압을 높인 상태(가압한 상태)로 행해도 된다. 이에 의해 착색액이 기판 본체(2)의 내부로의 침입을 촉진시킬 수 있어, 그 결과, 착색부(22)를 단시간에 효율적으로 형성할 수 있다.
이에 대하여, 착색액을 공급하는 공정은 필요에 따라(예를 들면, 형성될 착 색부(22)의 두께가 비교적 큰 경우), 반복적으로(즉, 다수회) 행해도 된다. 또한, 착색액의 공급 후, 필요에 따라, 가열, 냉각 등의 열처리, 광에 의한 조사, 분위기의 여압 또는 감압 등을 기판 본체(2)에 행해도 된다. 이에 의해 착색부(22)의 정착(안정화)을 촉진시킬 수 있다.
이하, 본 공정에서 사용된 착색액을 상세하게 설명하기로 한다.
착색액 내의 벤질 알코올의 함유율은 특히 한정되지 않는다. 벤질 알코올의 함유율은 O.01wt% 내지 10.0wt%의 범위인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.05wt% 내지 8.0wt%의 범위이고, 보다 더 바람직하게는 0.1wt% 내지 5.0wt%의 범위이다. 벤질 알코올의 함유율이 상기 범위내로 제한되는 경우, 착색부(22)가 형성될 기판 본체(2)에 대한 악영향(예를 들면, 기판 본체(2)의 구성 재료의 열화 등)이 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지하면서, 적합한 착색부(22)를 용이하고 확실하게 형성할 수 있다.
착색액 내에 함유되는 착색제는 각종 염료와 각종 안료 등 어떠한 것이어도 되지만, 착색제는 염료인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 분산 염료 및/또는 양이온계 염료이고, 보다 더 바람직하게는 분산 염료이다. 이에 의해 착색부(22)가 형성될 기판 본체(2)에 대한 악영향(예를 들면, 기판 본체(2)의 구성 재료의 열화)이 발생하는 것을 충분히 방지하면서, 효율적으로 착색부(22)를 형성할 수 있다. 특히, 종래의 착색 방법으로 착색하기가 곤란한 아크릴계 수지와 같은 재료로 형성된 기판 본체(2)이어도 용이하고 확실하게 착색할 수 있다. 이는 상기 설명한 바와 같은 착색제가 아크릴계 수지 등이 갖는 에스테르기(에스테르 결합)를 착색 좌석으로서 사용하기 때문에 그러한 재료를 착색하기 쉽기 때문인 것으로 생각된다.
상기 설명한 바와 같이, 본 실시예에서 사용된 착색액은 적어도 착색제와 벤질 알코올을 함유하는 것이지만, 벤조페논계 화합물 및 벤조트리아졸계 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 벤질 알코올을 더 함유하는 것이 바람직하다. 이에 의해 착색부(22)가 형성될 기판 본체(2)에 대한 악영향(예를 들면, 기판 본체(2)의 구성 재료의 열화)이 발생하는 것을 충분히 방지하면서 착색부(22)를 보다 효율적으로 형성할 수 있다. 이는 다음의 이유에 의한 것으로 생각된다.
즉, 벤조페논계 화합물 및 벤조트리아졸계 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 벤질 알코올을 포함하는 착색액(이하, 벤질 알코올, 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물을 총칭하여 "첨가물"로 칭함)를 사용함으로써, 착색액 내의 첨가물이 기판 본체(2)에 침입하여 그 내부에 확산하여, 기판 본체(2)을 구성하는 분자의 결합(분자간 결합)을 느슨하게 하여, 착색제가 침입하기 위한 공간을 확보한다. 또한, 첨가물과 착색제가 치환하여, 상기 공간(착색제를 위한 좌석(착색 좌석)에 비유될 수 있음)에 착색제가 유지되어 이에 의해 기판 본체(2)의 표면이 착색된다. 이는 벤조페논계 화합물 및 벤조트리아졸계 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 벤질 알코올을 병용함으로써, 이들이 상보적으로 서로 작용하여 착색액에 의한 착색이 양호해졌기 때문인 것으로 생각된다.
벤조페논계 화합물로서는, 벤조페논 골격을 갖는 화합물, 그의 호변이성체, 또는 이들의 유도체(예를 들면, 부가 반응 생성물, 치환 반응 생성물, 환원 반응 생성물, 산화 반응 생성물 등)를 사용할 수 있다.
이러한 화합물로서는, 예를 들면, 벤조페논, 2,4- 디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-옥틸벤조페논, 4-벤질옥시-2-히드록시벤조페논, 벤조페논 아닐, 벤조페논 옥심, 벤조페논 염화물(α,α'-디클로로디페닐메탄) 등을 들 수 있다. 이들 화합물 중에서, 벤조페논 골격을 갖는 화합물이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라 히드록시벤조페논 중 어느 하나이다. 이러한 벤조페논계 화합물을 사용함으로써, 상기 설명한 바와 같은 효과가 현저하게 나타난다.
또한, 벤조트리아졸계 화합물로서는, 벤조트리아졸 골격을 갖는 화합물, 그 호변이성체, 또는 이들의 유도체(예를 들면, 부가 반응 생성물, 치환 반응 생성물, 환원 반응 생성물, 산화 반응 생성물 등)을 사용할 수 있다.
이러한 화합물로서는, 예를 들면, 벤조트리아졸, 2-(2-히드록시-5-메틸페닐)-2H- 벤조트리아졸, 2-(2-히드록시-4-옥틸옥시페닐)-2H-벤조트리아졸 등을 들 수 있다. 이들 화합물 중에서 벤조트리아졸 골격을 갖는 화합물이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2-(2-디히드록시-5-메틸페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-히드록시-4-옥틸옥시페닐)-2H-벤조트리아졸 중 어느 하나이다. 이러한 벤조트리아졸계 화합물을 사용함으로써, 상기 설명한 바와 같은 효과가 현저하게 나타난다.
벤조페논계 화합물 및/또는 벤조트리아졸계 화합물이 착색액 내에 함유되는 경우, 착색액 내의 벤조페논계 화합물 및 벤조트리아졸계 화합물의 전체 함유율은 특히 한정되지 않는다. 착색액 내의 벤조페논계 화합물 및 벤조트리아졸계 화합물의 전체 함유율은 O.001wt% 내지 10.0wt%의 범위인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.005wt% 내지 5.0wt%의 범위이고, 0.01wt% 내지 3.0wt%의 범위이다. 벤조페논계 화합물 및 벤조트리아졸계 화합물의 전체 함유율이 상기 범위내로 제한되는 경우, 착색부(22)가 형성될 기판 본체(2)에 대한 악영향(예를 들면, 기판 본체(2)의 구성 재료의 열화)이 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지하면서, 적합한 착색부(22)를 용이하고 확실하게 형성할 수 있다. .
또한, 벤조페논계 화합물 및/또는 벤조트리아졸계 화합물이 착색액 내에 함유되는 경우, 착색액 내의 벤조페논계 화합물의 함유율을 X(wt%)라고 하고, 착색액 내의 벤조페논계 화합물 및 벤조트리아졸계 화합물의 전체 함유율을 Y(wt%)라고 라면, 0.001 ≤ X/Y ≤ 10,000의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.05 ≤ X/Y ≤ 1,000의 관계를 만족하는 것이고, 보다 더 바람직하게는 0.25 ≤ X/Y ≤ 500의 관계를 만족하는 것이다. X와 Y가 상기 설명한 바와 같은 관계를 만족하는 경우, 벤질 알코올과 함께 벤조페논계 화합물 및/또는 벤조트리아졸계 화합물을 병용함으로써 상승 효과가 보다 현저하게 발휘된다. 또한, 착색부(22)가 형성될 기판 본체(2) 본체에 대한 악영향(예를 들면, 기판 본체(2)의 구성 재료의 열화)이 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지하면서, 적합한 착색부(22)를 용이하고 확실하게 형성할 수 있다.
또한, 착색액은 벤질 알코올과 계면 활성제를 더 함유하는 것이 바람직하다. 이에 의해 벤질 알코올이 존재하는 조건 아래에서도 착색제를 안정적이고 균일하게 분산시킬 수 있다. 착색액이 공급되는 주재료(2)가 종래의 방법으로 착색하기가 곤란한 아크릴계 수지와 같은 재료로 형성되어도, 기판 본체(2)을 용이하고 확실하게 착색할 수 있다. 계면 활성제로서는, 비이온계 계면 활성제, 음이온계 계면 활성제, 양이온계 계면 활성제, 양성 계면 활성제 등을 들 수 있다. 비이온계 계면 활성제로서는, 예를 들면, 에테르계 계면 활성제, 에스테르계 계면 활성제, 에테르 에스테르계 계면 활성제, 질소계 계면 활성제 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 폴리비닐 알코올, 카복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌 글리콜, 아크릴산 에스테르, 메타크릴릭 에스테르 등을 들 수 있다. 또한, 음이온계 계면 활성제로서는, 예를 들면, 각종 로진, 각종 카르복산염, 각종 황산 에스테르염, 각종 술폰산염, 각종 인산 에스테르염 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 검 로진, 중합 로진, 불균일화 로진, 말레인화 로진, 푸마르화 로진, 말레인화 로진 펜타에스테르, 말레인화 로진 글리세롤에스테르, 트리스테아린산염(예를 들면, 알루미늄염 등의 금속염), 디스테아린산염(예를 들면, 알루미늄염, 바륨염 등의 금속염), 스테아린산염(예를 들면, 칼슘염, 납염, 아연염 등의 금속염), 리노렌산염(예를 들면, 코발트염, 망간염, 납염, 아연염 등의 금속염), 옥탄산염(예를 들면, 알루미늄염, 칼슘염, 코발트 염 등의 금속염), 올레인산염(예를 들면, 칼슘염, 코발트염 등의 금속염), 팔미틴산염(예를 들면, 아연염 등의 금속염), 나프텐산염(예를 들면, 칼슘염, 코발트염, 망간염, 납염, 아연염 등의 금속염), 레진산염(예를 들면, 칼슘염, 코발트염, 망간염, 아연염 등의 금속염), 폴리아크릴산염(예를 들면, 나트륨염 등의 금속염), 폴리메타크릴산염(예를 들면, 나트륨염 등의 금속염), 폴리말레인산염(예를 들면, 나트륨염 등의 금속염), 아크릴산-말레인산 공중합체(예를 들면, 나트륨염 등의 금속염), 셀룰로오스, 도데실벤젠술폰산염(예를 들면, 나트륨염 등의 금속염), 알킬술폰산염, 폴리스티렌술폰산염(예를 들면, 나트륨염 등의 금속염), 알킬디페닐에테르디술폰산염(예를 들면, 나트륨염 등의 금속염) 등을 들 수 있다. 또한, 양이온계 계면 활성제로서는, 예를 들면, 1급 암모늄염, 2급 암모늄염, 3급 암모늄염, 4급 암모늄염 등의 각종 암모늄염을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 모노알킬아민염, 디알킬아민염, 트리알킬아민염, 테트라알킬아민염, 벤잘코니움염, 알킬피리디움염, 이미다졸리움염 등을 들 수 있다. 또한, 양성 계면 활성제로서는, 예를 들면, 카르복시베타인, 술포베타인 등의 각종 베타인, 각종 아미노카르복실산, 각종 인산 에스테르염 등을 들 수 있다.
다음에, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)을 사용하여 마이크로렌즈 기판(1)을 제조하는 다른 방법을 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명에 의한 마이크로렌즈 기판(1)의 제조 방법에 적용될 수 있는 마이크로렌즈 기판(1) 제조 장치의 다른 예를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 도 11은 본 발명에 의한 다른 실시예에서의 마이크로렌즈 기판(1)의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
다음의 설명에서, 상술한 실시예와 본 실시예 사이의 상이점를 간략하게 기재하고, 동일한 설명의 기재는 생략한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 마이크로렌즈 기판(1) 제조 장치(100')는 마이크로렌즈 기판(1)의 기재로써의 기판(4)을 반송하는 기판 반송 장치(110), 기판(4) 상에 유동성을 갖는 수지 재료(유동 성 수지 재료)를 공급하는 유동성 수지 공급부(120), 및 상술한 바와 같은 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 포함한다. 즉, 본 실시예의 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 장치(100')가 상술한 이전 실시예의 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 장치(100)와 유동성 수지 공급부를 갖는 관점에서 상이하다. 유동성 수지 공급부(120)를 구비함으로써, 기판(4)의 온도를 비교적 낮은 온도로 유지하면서 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상을 수지 재료에 전사하는 것이 가능하다. 결과적으로, 열 효율로 인해 기판(4)이 변형되는 것을 방지하면서 적절한 형상과 배치를 갖는 복수의 마이크로렌즈(21)가 구비된 마이크로렌즈 기판(1)을 용이하고 확실하게 얻을 수 있다.
유동성 수지 공급부(120)는 공급된 수지 재료(9)를 기판(4)의 거의 전체 표면(마이크로렌즈 기판(1)의 유효 렌즈 영역에 대응하는 부분) 상으로 공급되도록 구성된다. 본 실시예에서, 기판 반송 장치(110)와 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6) 사이의 갭(즉, 기판 반송 장치(110)와 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6) 사이의 최소 길이)은 상술한 이전 실시예의 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 장치(100)에서의 갭 보다 소정의 길이만큼 더 길도록 설정된다. 이 경우, 기판 반송 장치(110)와 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6) 사이의 갭은 특히 한정되지 않지만, 일반적으로 기판의 두께보다 소정의 길이만큼 더 길도록 설정된다.
다음으로, 상술한 바와 같은 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)가 구비된 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 장치(100')를 사용하는 본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판(1) 제조 방법을 설명한다.
<B1'> 먼저, 기판(4)과 수지 재료(9)를 마이크로렌즈 기판(1)을 제조할 때 준비한다. 상술한 이전 실시예에서와 동일한 기판(4)이 기판(4)으로써 적합하게 사용될 수 있지만, 수지 재료(9)로부터 형성된 부분의 두께를 고려하여 기판(4)의 두께보다 더 얇은 두께를 갖는 것이 사용될 수 있다. 또한, 비교적 낮은 온도에서 유동성을 유지할 수 있는 재료를 수지 재료(9)로써 사용하는 것이 바람직하다.
수지 재료(9)의 유리 전이점이 15 내지 200℃의 범위인 것이 바람직하다. 20 내지 150℃의 범위인 것이 보다 바람직하고, 24 내지 150℃의 범위인 것이 보다 더 바람직하다. 수지 재료(9)의 유리 전이점이 상기 범위 내로 제한될 경우, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상을 수지 재료(9)에 더욱 확실하게 전사할 수 있다. 여기서, 예를 들어, 비즈(beads) 형상 실리카, 유리, 및 수지 등과 같은 광 확산제(수지는 기판을 구성하는 수지와 다름)가 수지 재료(9)에 포함될 수 있다. 이는 마이크로렌즈 기판(1)이 상술한 투과형 스크린(10)에 적용한 경우에 투과형 스크린의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 예를 들어, 확산판 둥의 구성이 생략되더라도 투과형 스크린(10)의 스크린의 시야각 특성을 향상시킬 수 있고, 투과형 스크린(10) 및/또는 리어형 프로젝션(300)을 더 얇게 제작할 수 있다.
<B2'> 상술한 기판(4)을 기판 반송 장치(110)에 의해 반송한다(도 11a 참조). 이때, 필요할 경우 기판(4)을 가열할 수 있다. 이는 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상을 용이하고 확실하게 전사할 수 있게 한다.
기판 반송 장치(110)에 의해 반송된 기판(4)은 기판 반송 장치(110)와 마이 크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6) 사이의 공간으로 들어간다. 이때, 기판(4)과 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6) 사이에 유동성 수지 공급부(120)에 의해 수지 재료(9)가 공급된다(도 11b 참조). 그러므로, 수지 재료(9)는 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)와 기판(4)에 의해 가압된다. 여기서, 수지 재료(9)는 부드러운 상태(즉, 수지 재료(9)는 적당한 유동성을 가짐)이기 때문에, 수지 재료(9)는 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 표면 형상에 대응하는 형상으로 변형된다. 또한, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는 기판(4)의 반송에 따라 축(62)을 중심으로 회전하고, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)에 의해 수지 재료(9)의 가압된 부분은 시간에 따라 변한다(도 11c 참조). 결과적으로, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상은 다음으로 기판(4) 상에 본딩하지 않고 수지 재료(9) 상으로 전사된다. 그런 다음, 수지 재료(9)의 구성 재료를 고화(이 경우에 경화(중화)를 포함)함으로써, 각각이 볼록 형상을 갖으며 오목부(61)에 대응하는 복수의 마이크로렌즈(21)가 구비된 기판 본체(2)가 얻어진다(도 11d 참조). 수지 재료(9)의 구성 재료의 고화가 경화(중합)에 의해 실행될 경우, 그 방법은 특히 한정되지 않고, 기판(4)의 구성 재료의 종류에 따라 적당하게 선택된다. 예를 들어, 자외선, 열, 전자 빔 조사 등과 같은 광 조사를 들 수 있다.
수지 재료(9)를 가압할 때의 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 온도는 수지 재료(9)의 구성 재료의 글래스 전이점보다 높은 것이 바람직하다. 이에 따라, 수지 재료(9)에 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상을 보다 확실하게 전사할 수 있다. 한편, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 온도가 너무 낮은 경우에는, 가압하기 전의 수지 재료(9)의 온도나 수지 재료(9)의 구성 재료에 의존하여 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상을 수지 재료(9)에 대하여 충분히 전사하는 것이 곤란한 경우가 있다.
이와 관련하여, 도 11에 나타낸 구성에서는, 수지 재료(9)가 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6) 부근에서 기판(4) 상에 공급되지만, 수지 재료(9)가 기판(4) 상에 공급되는 위치는 이 위치에 한정되지 않는다. 예를 들면, 수지 재료(9)는 기판(4) 뿐만 아니라 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6) 상에도 공급될 수 있다.
상술한 바와 같이 얻어진 기판 본체(2) 위에 상술한 실시예(상술한 단계 <B3> ~ <B5> 및 도 9 참조)와 마찬가지로 블랙 매트릭스(3) 및 착색부(22)를 형성함으로써, 마이크로렌즈 기판(1)을 얻을 수 있다.
이하, 상술한 투과형 스크린을 사용하는 리어형 프로젝션에 대하여 설명한다.
도 12는 본 발명의 투과형 스크린(10)이 적용되는 리어형 프로젝션(300)을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 리어형 프로젝션(300)은 투사 광학 유닛(310), 도광 미러(320) 및 투과형 스크린(10)이 케이싱(340) 내에 배치된 구성을 갖는다.
리어형 프로젝션(300)은 상술한 바와 같이 시야각 특성 및 광 이용 효율이 우수한 투과형 스크린(10)을 사용한다. 이 때문에, 리어형 프로젝션(300)은 대형이면서 고품질을 갖게 될 수 있다.
또한, 마이크로렌즈(21)가 상술한 마이크로렌즈 기판(1) 상에 하운드 투스(houndstooth) 체크 방식으로 광학적으로 배치되기 때문에, 리어형 프로젝션(300)은 특히 모아레(moire)와 같은 문제점이 발생하기 어렵다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6). 마이크로렌즈 기판(1) 제조 방법, 마이크로렌즈 기판(1), 투과형 스크린(10) 및 리어형 프로젝션(300)에 대하여 첨부된 도면에 나타낸 바람직한 실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6), 마이크로렌즈 기판(1), 투과형 스크린(10) 및 리어형 프로젝션(300)을 구성하는 각 구성요소(구성 소자)는 동일하거나 유사한 기능을 수행할 수 있는 것으로 대체될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 투과형 스크린(10)에서는, 마이크로렌즈 기판(1)의 출사면 상에 광 확산판이나 다른 렌즈 등을 더 배치할 수도 있다.
또한, 본 발명의 마이크로렌즈 기판 제조 방법에서는, 필요에 따라 임의의 목적을 위해서 소정의 단계를 추가할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 제조 방법에서의 초기 홀 형성 단계에서 기재(7) 내에 초기 홀(81) 외에 초기 오목부(71)를 형성하는 것을 설명했지만, 이러한 초기 오목부(71)를 형성할 필요는 없다. 초기 홀(81)의 형성 조건(예를 들면, 레이저의 에너지 강도, 레이저의 빔 직경, 조사 시간 등)을 적절하게 조정함으로써, 미리 정해진 형상을 갖는 초기 오목부(71)를 형성하거나, 초기 오목부(71)가 형성되지 않도록 초기 홀(81)만을 선택적으로 형성할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 롤 형상 기재의 외주면 상에 오목부(61)를 형성하여, 롤 형상 기재를 직접 에칭 처리함으로써 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 형성하는 것을 설명했지만, 예를 들면, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)는 롤 형상 기재의 외주면 상에 오목부(61)가 에칭 처리에 의해 형성되어 있는 시트 재료를 와인딩하여 제조될 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 기판 본체(2)의 다른 주면 위에 복수의 마이크로렌즈(21)를 형성한 후에 기판 본체(2)의 일주면 위에 블랙 매트릭스(3)를 형성하는 것을 설명했지만, 예를 들면 복수의 마이크로렌즈(21)는 복수의 마이크로렌즈(21)가 형성될 주면에 대향하는 기판 본체(2)의 일주면 위에 포토폴리머를 미리 공급한 상태에서 형성될 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 이용하여 마이크로렌즈 기판(1)을 제조했지만, 예를 들면 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)를 이용하여 제조된 부재를 오목부를 갖는 부재 제조용 몰드로서 사용할 수 있다. 환언하면, 부재의 표면 상에 마이크로렌즈 기판(1) 제조용 몰드(6)의 외주면의 형상을 전사함으로써 일주면 위에 볼록부를 갖는 부재(즉, 오목부를 갖는 부재 제조용 몰드)를 제조하고, 이 부재, 즉 오목부를 갖는 부재 제조용 몰드를 사용하여 일주면 위에 오목부를 갖는 부재를 제조할 수 있다. 이에 따라, 예를 들면 마이크로렌즈로서의 오목 렌즈를 갖는 마이크로렌즈 기판 등을 적절하게 제조할 수 있다. 이 경우, 오목부를 갖는 부재 제조용 몰드는 판 형상 또는 롤 형상일 수 있 다.
또한, 상술한 실시예에서는, 투과형 스크린(10)이 마이크로렌즈 기판(1)과 프레넬 렌즈(5)를 구비하는 것을 설명했지만, 본 발명의 투과형 스크린(10)은 필요에 따라 프레넬 렌즈(5)를 구비할 필요가 없다. 예를 들면, 투과형 스크린(10)은 실질적으로 본 발명의 마이크로렌즈 기판(1)으로만 구성될 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 마이크로렌즈 기판(1)이 투과형 스크린(10) 또는 리어형 프로젝션(300)을 구성하는 부재인 것으로 설명했지만, 마이크로렌즈 기판(1)은 상술한 것에 한정되지 않고, 임의의 것에 적용될 수 있다.
[예]
<마이크로렌즈 기판 및 투과형 스크린의 제조>
(예 1)
마이크로렌즈 기판용 몰드를 다음과 같이 제조했다.
우선, 기재로서, 35㎝(직경)×165㎝(높이)의 원통 형상(또는 롤 형상)을 갖는 소다석회 유리 기재를 준비했다.
소다석회 유리 기재를 4중량%의 디플루오르화 수소 암모늄과 8중량%의 과산화수소를 함유하는 세정액에 침지하여 6㎛의 에칭 처리를 행함으로써, 그 표면을 세정했다. 그 후, 순수(純水) 세정 및 질소(N2) 가스를 이용한 건조(순수의 제거)를 행했다.
다음에, 소다석회 유리 기재의 외주면 상에 스퍼터링법에 의해 크롬/산화크 롬의 적층체(즉, 크롬으로 형성된 층의 외주면 상에 산화크롬으로 형성된 층이 적층된 적층체)를 형성했다. 즉, 소다석회 유리 기재의 외주면 상에 크롬/산화크롬의 적층체로 구성된 마스크(마스크용 필름)를 형성했다. 이 경우, 크롬층의 두께는 0.03㎛인 반면에, 산화크롬층의 두께는 0.01㎛이다.
다음에, 마스크에 대하여 레이저 가공을 행하여, 마스크의 외주면 전체에 다수의 초기 홀을 형성했다. 이와 관련하여, 레이저 가공은 YAG 레이저를 사용하여 1mW의 에너지 밀도, 2.0㎛의 빔 직경 및 100mm/sec의 주 주사 방향에서의 주사 속도의 조건 하에서 간헐적으로 레이저 빔을 마스크에 조사함으로써 행했다. 또한, 레이저 빔의 조사는 롤 형상의 소다석회 유리 기재의 높이 방향에서의 주 주사 동작을 그 외주면의 일단부 부근으로부터 타단부 부근까지 행하고, 롤 형상의 소다석회 유리 기재를 그 회전축을 따라 미리 정해진 각도만큼 회전시킨 후에 동일한 주사 동작을 행하도록 함으로써 행했다.
이와 같이, 미리 정해진 사이즈를 각각 갖는 초기 홀을 상술한 마스크의 거의 전체 외주면 위에 하운드 투스 체크 방식으로 형성했다. 인접하는 2개의 초기 홀 사이의 평균 폭은 2.0㎛이고, 초기 홀 각각의 평균 길이는 2.1㎛이었다. 또한, 이 때 약 0.05㎛ 정도의 깊이를 각각 갖는 오목부 및 변질층을 소다석회 유리 기재의 표면 상에 형성했다.
다음에, 소다석회 유리 기재를 습식 에칭 처리함으로써, 소다석회 유리 기판의 외주면 상에 다수의 오목부(마이크로렌즈 형성용 오목부)를 형성했다. 각각의 오목부의 형상은 소다석회 유리 기재의 외주면 위에서 보았을 때 실질적으로 타원 형상(편평 형상)이다. 이렇게 형성된 다수의 오목부는 실질적으로 서로 동일한 형상을 갖고 있었다. 형성된 각 오목부의 단축(短軸) 방향에서의 길이(직경)와, 형성된 각 오목부의 장축(長軸) 방향에서의 길이와, 형성된 각 오목부의 곡률 반경 및 깊이는 각각 54㎛, 72㎛, 37.5㎛ 및 36.5㎛이었다. 또한, 오목부가 형성되어 있는 가용 영역 내의 오목부의 점유율은 97%이었다.
이와 관련하여, 4중량%의 디플루오르화 수소 암모늄과 8중량%의 과산화수소를 함유하는 수용액을 습식 에칭 처리 시의 애칭액로서 사용했고, 기판의 침지 시간은 2시간이었다. 또한, 습식 에칭 처리는 소다석회 유리 기재를 애칭액 내에서 회전축을 따라 회전시키면서 행했다. 또한, 소다석회 유리 기재의 회전 방향은 소다석회 유리 기재의 3.5 회전마다 반전하도록 했다.
다음에, 질산 세륨 암모늄과 과염소산의 혼합물을 이용하여 에칭 처리를 행함으로써 마스크를 제거했다. 그 후, 순수 세정 및 N2 가스를 이용한 건조(순수의 제거)를 행했다.
이와 같이, 소다석회 유리 기재의 외주면 상에 마이크로렌즈 형성용의 다수의 오목부가 하운드 투스 체크 방식으로 배열된 도 4에 나타낸 바와 같은 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 얻었다. 전체 가용 영역에 대하여 오목부가 형성된 가용 영역 내에서 얻어진 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드 내의 모든 오목부가 차지하는 면적 비율(점유율)은 소다석회 유리 기재의 외주면 위에서 보았을 때에 97%이었다.
상술한 바와 같이 얻어진 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드에서는, 오목부 각 각의 장축 방향과 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 축 방향이 이루는 각도는 0°이었다.
다음에, 상술한 바와 같이 얻어진 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 외주면(다수의 오목부가 형성된 면)에 이형제(GF-6110)를 도포했다.
다음에, 상술한 바와 같이 얻어진 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 도 7에 나타낸 바와 같은 마이크로렌즈 기판 제조 장치를 제조했다.
다음에, 기판 본체를 형성하기 위한 기재로서의 기판을 준비했다. 상기 기판으로서, 아크릴 수지(글래스 전이점이 150℃임)로 이루어지고 1.7m×1.1m의 사각형 및 2mm의 두께를 갖는 시트 형상 부재를 준비했다.
다음에, 마이크로렌즈 기판 제조 장치의 기판 운송 장치 위에 상술한 기판을 배치했다.
기판 운송 장치 위의 기판을 히터로 200℃로 가열했다. 그 후, 기판 운송 장치가 미리 정해진 속도로 가열된 기판을 운송하여, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드에 의해 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 표면 형상을 운송된 기판의 표면에 전사했다. 이 때, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드는 히터에 의해 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 표면 부근을 185℃로 가열한 상태이었다.
그 후, 기판의 아크릴 수지를 냉각시킴으로써, 아크릴 수지를 고화하여 기판 본체를 얻었다. 얻어진 기판 본체(즉, 경화된 수지)의 굴절률은 1.50이었다. 얻어진 기판 본채(마이크로렌즈가 형성되는 부분은 제외)의 두께는 1.095㎛이었다. 형성된 오목부 각각의 단축 및 장축 방향에서의 길이(직경), 형성된 오목부 각각의 곡률 반경 및 깊이는 각각 54㎛, 72㎛, 38㎛ 및 36.0㎛이었다. 또한, 오목부가 형성되는 가용 영역 내의 오목부의 점유율은 97%이었다.
그 후, 침염(dip dyeing)에 의해 기판 본체에 대하여 착색액을 공급했다. 이 공정은, 마이크로렌즈가 형성된 표면 전체가 착색액과 접촉하지만, 마이크로렌즈 기판 제조용의 롤 형상 몰드가 가압되는 표면에 대향하는 표면은 냉각액과 접촉하지 않도록 하여 행했다. 또한, 기판 본체에 제1 처리액을 공급할 때의 기판 본체 및 착색액의 온도는 90℃로 조정했다. 또한, 착색액 공급 공정에서는 분위기의 압력이 120kPa로 되도록 가압했다. 착색액으로서는, 분산 염료(Blue)(Futaba Sangyo 제조) : 2중량부, 분산 염료(Red)(Futaba Sangyo 제조) : 0.1중량부, 분산 염료(Yellow)(Futaba Sangyo 제조) : 0.05중량부, 벤질 알코올 : 10중량부, 계면 활성제 : 2중량부, 순수 : 1000중량부를 함유하는 혼합물을 사용했다.
상술한 바와 같은 조건 하에서 기판 본체를 20분간 착색액과 접촉시킨 후에, 착색액이 저장되어 있는 조(槽)로부터 기판 본체를 꺼내어, 기판 본체를 세정하여 건조시켰다.
기판 본체를 순수 세정하고 N2 가스로 건조(순수의 제거)시킴으로써, 착색부가 형성된 1.6m×10.m의 사각형을 갖는 마이크로렌즈 기판을 얻었다. 이렇게 형성된 착색부의 착색 농도는 5%이었다.
또한, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 상술한 바와 동일한 공정을 반복해서 행함으로써, 총 500개의 마이크로렌즈 기판을 제조했다. 그 후, 첫번 째 마이크로렌즈 기판과 500번째 마이크로렌즈 기판을 사용하여 도 3에 나타낸 투과형 스크린을 제조했다.
(예 2)
우선, 상술한 예 1과 마찬가지로 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 제조했다.
다음에, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 외주면(다수의 오목부가 형성된 면)에 이형제(GF-6110)를 도포했다.
다음에, 상술한 바와 같이 얻어진 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 도 10에 나타낸 바와 같은 마이크로렌즈 기판 제조 장치를 제조했다.
다음에, 기판 본체 형성용 기재로서의 기판 및 유동성을 갖는 수지 재료를 준비했다. 상기 기판으로서, 아크릴 수지(유리 전이점이 150℃임)로 이루어지고 1.7m×1.1m의 사각형 및 0.1mm의 두께를 갖는 시트 형상 부재를 준비했다. 또한, 상기 유동성을 갖는 수지로서, 아크릴 수지(유리 전이점이 110℃임)를 준비했다.
다음에, 마이크로렌즈 기판 제조 장치의 기판 운송 장치 위에 상술한 기판을 배치하고, 유동성을 갖는 수지 재료를 유동성 수지 공급 유닛에 접속된 수지 저장 유닛 내에 저장했다.
기판 운송 장치 위의 기판을 히터로 180℃로 가열했다. 또한, 수지 저장 유닛 내에 저장된 수지 재료를 히터로 190℃로 가열했다. 그 후, 기판 운송 장치가 미리 정해진 속도로 가열된 기판을 운송하여, 수지 재료를 유동성 수지 공급 유닛으로부터 운송된 기판 상에 공급했다. 수지 재료가 공급된 기판은 기판 운송 장치 와 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드 사이에 도입되고, 이 영역에서 기판 상에 제공된 수지 재료에 그 후 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 표면 형상을 전사했다. 이 때, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드는 히터에 의해 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 표면 부근을 185℃로 가열한 상태이었다.
그 후, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 표면 형상이 전사되어 있는 수지 재료에 자외선을 조사함으로써, 기판 상에 제공된 수지 재료를 경화시켜 기판 본체를 얻었다. 얻어진 기판 본체(즉, 경화된 수지)의 굴절률은 1.62이었다. 얻어진 기판 본체(마이크로렌즈가 형성되는 부분은 제외)의 두께는 0.05㎛이었다. 형성된 오목부 각각의 단축 및 장축 방향에서의 길이(직경), 형성된 오목부 각각의 곡률 반경 및 깊이는 각각 54㎛, 72㎛, 37.5㎛ 및 35.5㎛이었다. 또한, 오목부가 형성되는 가용 영역 내의 오목부의 점유율은 97%이었다.
다음에, 상술한 바와 같이 얻어진 기판 본체의 광 출사면(마이므로렌즈가 형성된 면과는 반대측의 면) 위에 차광성 재료(카본 블랙)가 첨가된 포지티브형 포토폴리머(PC405G: JSR Corporation 제조)를 롤 코터(roll coater)에 의해 공급했다. 포토폴리머 내의 차광성 재료의 함유량은 20중량%이었다.
다음에, 기판 본체를 90°×30분의 프리베이크(pre-bake) 처리를 실시했다.
다음에, 포토폴리머가 공급되어 있는 표면에 대향하는 표면을 통하여 80mJ/㎠의 자외선을 평행광으로서 조사했다. 따라서, 조사된 자외선은 각각의 마이크로렌즈에 의해 집광되고, 각각의 마이크로렌즈의 초점 f 부근(블랙 매트릭스의 두께 방향 부근)에서의 포토폴리머를 선택적으로 노광했다. 그 후, 0.5중량%의 KOH를 함유하는 수용액을 사용하여 기판 본체에 대하여 40분간의 현상 처리를 실시했다.
그 후, 순수 세정 및 N2 가스를 이용한 건조(순수의 제거)를 행하였다. 또한, 기판 본체에 대하여 200℃×30분의 포스트 베이스(post-bake) 처리를 실시했다. 이에 따라, 마이크로렌즈에 각각 대응하는 복수의 개구를 갖는 블랙 매트릭스를 형성했다. 형성된 블랙 매트릭스의 두께는 5㎛이었다.
다음에, 블랙 매트릭스가 형성되어 있는 기판 본체의 표면측에 확산부를 형성함으로써, 1.6m×1.0m의 사각형을 갖는 마이크로렌즈를 얻었다. 확산부의 형성은 아크릴계 수지 중에 확산재로서의 실리카 입자를 분산한 구성을 갖는 확산판을 열 융착에 의해 기판 본체에 접합함으로써 행하였다.
또한, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 상술한 바와 동일한 처리를 반복해서 행함으로써, 총 500개의 마이크로렌즈를 제조했다. 그 후, 첫번째 마이크로렌즈 기판과 500번째 마이크로렌즈 기판을 사용하여 상술한 예 1과 마찬가지로 도 3에 나타낸 바와 같은 투과형 스크린을 제조했다.
(예 3 및 예 4)
마스크의 구성, 레이저 빔의 조사 조건(즉, 형성될 초기 홀 각각의 형상), 애칭액로의 침지 시간 중 어느 것을 변경함으로써, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 오목부 각각의 형상 및 배열 패턴을 변경하여, 마이크로렌즈 기판에 형성될 마이크로렌즈 각각의 형상 및 배열 패턴을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경하는 것을 제외하고는 상술한 예 1의 것과 마찬가지로 하여 마이크로렌즈 기판 및 투과형 스 크린을 제조했다.
(예 5 및 예 6)
마스크의 구성, 레이저 빔의 조사 조건(즉, 형성될 초기 홀 각각의 형상), 애칭액로의 침지 시간 중 어느 것을 변경함으로써, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 오목부 각각의 형상 및 배열 패턴을 변경하여, 마이크로렌즈 기판에 형성될 마이크로렌즈 각각의 형상 및 배열 패턴을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경하는 것을 제외하고는 상술한 예 2의 것과 마찬가지로 하여 마이크로렌즈 기판 및 투과형 스크린을 제조했다.
(예 7)
레이저 빔의 조사 조건(형성될 초기 홀 각각의 구성), 애칭액로의 침지 시간 중 어느 것을 변경함으로써, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 오목부 각각의 형상 및 배열 패턴을 변경하여, 마이크로렌즈 기판에 형성될 마이크로렌즈 각각의 형상 및 배열 패턴을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경하는 것을 제외하고는 상술한 예 1의 것과 마찬가지로 하여 마이크로렌즈 기판 및 투과형 스크린을 제조했다.
(예 8)
레이저 빔의 조사 조건(형성될 초기 홀 각각의 구성), 애칭액로의 침지 시간 중 어느 것을 변경함으로써, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 오목부 각각의 형상 및 배열 패턴을 변경하여, 마이크로렌즈 기판에 형성될 마이크로렌즈 각각의 형상 및 배열 패턴을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경하는 것을 제외하고는 상술한 예 2의 것과 마찬가지로 하여 마이크로렌즈 기판 및 투과형 스크린을 제조했다.
(비교예 1)
마이크로렌즈 형성용의 다수의 오목부가 형성된 오목부를 갖는 평판형 기판(마이크로렌즈 기판 제조용 몰드)을 이하와 같이 제조했다.
우선, 1.7m×1.1m의 사각형 및 2.0mm의 두께를 갖는 소다석회 유리 기판을 준비했다.
소다석회 유리를 4중량%의 디플루오르화 수소 암모늄과 8중량%의 과산화수소를 함유하는 세정액에 침지하여 6㎛의 에칭 처리를 행함으로써, 그 표면을 세정했다. 그 후, 순수 세정 및 N2 가스를 이용한 건조(순수의 제거)를 행했다.
다음에, 소다 라임 글래스 기판 상에 스퍼터링법에 의해 크롬으로 형성된 층과 산화크롬으로 형성된 층으로 구성된 적층체(즉, 크롬이 산화크롬의 외주면 상에 적층된 적층체)를 형성했다. 즉, 소다석회 유리 기판의 양면에 크롬층과 산화크롬이을 포함하는 적층체로 각각 구성된 마스크 및 이면 보호막을 형성했다. 이와 관련하여, 크롬막의 두께는 0.02㎛이고, 산화크롬막의 두께는 0.02㎛이다.
다음에, 마스크에 대하여 레이저 가공을 행하여, 마스크의 중앙부에서의 1.65m×1.05m 영역 내에 다수의 초기 홀을 형성했다. 이와 관련하여, 레이저 가공은 YAG 레이저를 사용하여 1mW의 에너지 밀도, 3.0㎛의 빔 직경 및 0.1m/sec의 주사 속도의 조건 하에서 행했다. 이와 같이, 상기한 마스크의 전체 영역에 걸쳐서 미리 정해진 길이를 각각 갖는 초기 홀을 정방 격자 패턴으로 형성했다. 인접하는 2개의 초기 홀 사이의 평균 폭은 2.0㎛이고, 초기 홀 각각의 평균 길이는 2.1㎛이 었다.
또한, 이 때 약 0.005㎛ 정도의 깊이를 각각 갖는 오목부 및 변질층을 소다석회 유리 기판의 표면 상에 형성했다.
다음에, 소다석회 유리 기판을 습식 에칭 처리함으로써, 소다석회 유리 기판 상에 다수의 오목부(마이크로렌즈 형성용 오목부)를 형성했다. 각각의 오목부의 형상은 소다석회 유리 기판의 일주면 위에서 보았을 때 원형이다. 이렇게 형성된 다수의 오목부는 실질적으로 서로 동일한 형상을 갖고 있었다. 형성된 각 오목부의 직경, 곡률 반경 및 깊이는 각각 100㎛, 60㎛ 및 48㎛이었다. 또한, 오목부가 형성되어 있는 가용 영역 내의 오목부의 점유율은 100%이었다.
이와 관련하여, 4중량%의 디플루오르화 수소 암모늄과 8중량%의 과산화수소를 함유하는 수용액을 습식 에칭 처리 시의 애칭액로서 사용했고, 기판의 침지 시간은 2.5 시간이었다.
다음에, 질산 세륨 암모늄과 과염소산의 혼합물을 이용하여 에칭 처리를 행함으로써 마스크 및 이면 보호막을 제거했다. 그 후, 순수 세정 및 N2 가스를 이용한 건조(순수의 제거)를 행했다.
이와 같이, 소다석회 유리 기판 상에 마이크로렌즈 형성용의 다수의 오목부가 정방 격자 형상으로 배열된 오목부를 갖는 기판을 얻었다. 전체 가용 영역에 대하여 오목부가 형성된 가용 영역 내의 모든 오목부가 차지하는 면적 비율(점유율)은 소다석회 유리 기판의 일주면 위에서 보았을 때에 100%이었다.
다음에, 다수의 오목부가 형성된 상술한 바와 같이 얻어진 기판의 표면에 이형제(GF-6110)를 도포했고, 오목부를 갖는 기판의 동일한 표면측에 미중합(미경화) 아크릴계 수지를 도포했다.
다음에, 소다석회 유리로 형성된 평판으로 아크릴 수지를 가압했다. 이 때, 이 처리는 평판과 아크릴 수지 사이에 공기가 침입되지 않도록 하여 행했다. 이 경우, 아크릴계 수지를 가압할 때에 아크릴 수지가 접촉되는 평판의 표면 상에 미리 이형제(GF6110)를 도포했다.
그 후, 평판을 통하여 아크릴 수지에 자외선을 조사함으로써, 아크릴계 수지를 경화시켜 기판 본체를 얻었다. 얻어진 기판 본체(즉, 경화된 수지)의 굴절률은 1.5이었다. 얻어진 기판 본체(마이크로렌즈가 형성되는 부분은 제외)의 두께는 2.0㎛이었다. 원형을 각각 갖는 마이크로렌즈 각각의 직경, 곡률 반경 및 깊이는 각각 100㎛, 50㎛ 및 478㎛이었다. 또한, 오목부가 형성되는 가용 영역 내의 오목부의 점유율은 100%이었다.
다음에, 평판 및 오목부를 갖는 기판을 기판 본체로부터 제거했다. 이 때, 평판을 제거할 수 있었지만, 오목부를 갖는 기판을 제거하는 것은 매우 곤란했다. 오목부를 갖는 기판의 제거를 충분히 주의해서 시도했지만, 형성된 마이크로렌즈 상에는 크랙 등의 결함이 발생했다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 기판 본체의 표면 상에 상술한 예1 과 마찬가지로 착색부를 형성함으로써, 마이크로렌즈 기판(1.6×1.0m의 사각형을 갖는)을 얻었다. 이렇게 얻어진 착색부의 착색 농도는 55%이었다.
또한, 오목부를 갖는 기판(마이크로렌즈 기판 제조용 몰드)을 사용하여 상술한 바와 동일한 공정을 반복해서 행함으로써, 총 500개의 마이크로렌즈 기판을 제조했다. 그 후, 첫번째 마이크로렌즈 기판과 500번째 마이크로렌즈 기판을 사용하여 상술한 예 1과 마찬가지로 도 3에 나타낸 투과형 스크린을 제조했다.
(비교예 2)
기판 본체 상에 착색부를 형성하지 않는 것을 제외하고는 비교예 1의 것과 마찬가지로 마이크로렌즈 기판 및 투과형 스크린을 제조했다.
예 1 내지 예 8, 비교예 1 및 비교예 2에 대하여, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 제조할 때의 마스크의 구성 및 레이저 빔 조사에 의해 형성된 각 초기 홀의 형상, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드 내의 각 오목부의 형상, 제조된 각 마이크로렌즈의 형상, 제조된 마이크로렌즈 기판 내의 제조된 마이크로렌즈의 배열 패턴, 및 마이크로 렌즈 기판(기판 본체)의 생산성 등을 표 1에 모두 나타내었다.
Figure 112005059485831-PAT00001
표 1로부터 분명한 바와 같이, 본 발명(즉, 예 1 내지 예 8)에서는 생산성이 높은 마이크로렌즈 기판을 제조할 수 있었다. 한편, 비교예 1 및 비교예 2에서는 마이크로렌즈 기판의 생산성이 매우 낮았다. 이러한 평가를 상세하게 설명하면, 본 발명에서는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드로부터 기판 본체(즉, 마이크로렌즈 기판)를 박리하는 공정을 용이하고 확실하게 행할 수 있었다. 한편, 비교예 1 및 비교예 2에서는 오목부를 갖는 기판(즉, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드)으로부터 기판 본체를 박리하는 것이 곤란하여, 본 발명에 비해 박리에 큰 힘이 필요했다.
<리어형 프로젝션의 제조>
상술한 예 1 내지 예 8, 비교예 1 및 비교예 2에 의해 제조된 투과형 스크린을 사용하여 도 12에 나타낸 바와 같은 리어형 프로젝션을 제조했다.
<마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 내구성 평가>
예 1 내지 예 8, 비교예 1 및 비교예 2 각각에서 500개의 마이크로렌즈 기판을 제조한 후(즉, 기판 본체의 박리를 500회 반복하여 행한 후)에 오목부가 형성되어 있는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 표면을 현미경을 이용하여 관찰했다. 상술한 예 1 내지 예 8, 비교예 1 및 비교예 2 각각의 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드의 표면의 요철 패턴의 상태를 다음과 같이 4 단계의 기준에 따라 평가했다.
A: 요철 패턴의 크랙이 확인되지 않았다.
B: 요철 패턴의 크랙이 거의 확인되지 않았다.
C: 요철 패턴의 크랙이 약간 확인되었다.
D: 요철 패턴의 크랙이 현저하게 확인되었다.
<도트 누락 및 밝기 불균일의 평가>
상술한 예 1 내지 예 8, 비교예 1 및 비교예 2 각각의 리어형 프로젝션의 투과형 스크린 상에 샘플 화상을 표시했다. 다음과 같은 4단계의 기준에 따라 표시된 샘플 화상의 도트 누락 및 밝기 불균일의 발생 상황을 평가했다.
A: 도트 누락 및 밝기 불균일이 확인되지 않았다.
B: 도트 누락 및 밝기 불균일이 거의 확인되지 않았다.
C: 도트 누락 및 밝기 불균일 중 적어도 하나가 약간 확인되었다.
D: 도트 누락 및 밝기 불균일 중 적어도 하나가 현저하게 확인되었다.
<회절광, 모아레 및 색 이종성의 평가>
상술한 예 1 내지 예 8, 비교예 1 및 비교예 2 각각의 리어형 프로젝션의 투과형 스크린 상에 샘플 화상을 표시했다. 다음과 같은 4단계의 기준에 따라 표시된 샘플 화상의 회절광, 모아레 및 색 이종성의 발생 상황을 평가했다.
A: 회절광, 모아레 및 색 이종성이 확인되지 않았다.
B: 회절광, 모아레 및 색 이종성이 거의 확인되지 않았다.
C: 회절광, 모아레 및 색 이종성 중 적어도 하나가 약간 확인되었다.
D: 회절광, 모아레 및 색 이종성 중 적어도 하나가 현저하게 확인되었다.
<콘트라스트 평가>
상술한 예 1 내지 8, 비교예 1 및 비교예 2 각각의 리어형 프로젝션에 대하여 콘트라스트 평가를 행했다.
콘트라스트(CNT)로서, 413룩스의 조도를 갖는 전체 백색 광을 암실에서 리어형 프로젝션 내의 투과형 스크린에 입사했을 때의 백(白) 표시의 정면 휘도(백 휘도) LW(cd/㎠)와, 명실(明室)에서 광원을 완전히 소등했을 때의 흑(黑) 표시의 정면 휘도의 증가량(흑 휘도 증가량) LB(cd/㎠)의 비 LW/LB를 계산했다. 이와 관련하여, 흑 휘도 증가량은 암실에서의 흑 표시의 휘도에 대한 증가량을 의미한다. 또한, 명실에서의 측정은 외광의 조도가 약 185룩스 정도인 조건 하에서 행하고, 암실에서의 측정은 외광의 조도가 약 5룩스 정도인 조건하에서 행하였다.
예 1 내지 예 8, 비교예 1 및 비교예 2 각각의 LW/LB로 나타낸 콘트라스트를 다음과 같이 4단계의 기준에 따라 평가했다.
A: LW/LB로 나타낸 콘트라스트는 500 이상이다.
B: LW/LB로 나타낸 콘트라스트는 400 내지 500의 범위 내이다.
C: LW/LB로 나타낸 콘트라스트는 300 내지 400의 범위 내이다.
D: LW/LB로 나타낸 콘트라스트는 300 미만이다.
<시야각 측정>
예 1 내지 예 8, 비교예 1 및 비교예 2 각각의 리어형 프로젝션 내의 투과형 스크린 상에 샘플 화상을 표시하면서 수평 및 수직 양 방향에서의 시야각 측정을 행했다. 시야각 측정은 고니오포토미터(goniophotometer)로 1도 간격으로 측정하는 조건 하에서 행하였다. 이들의 시야각 측정 결과를 모두 표 2에 나타내었다.
Figure 112005059485831-PAT00002
표 2로부터 분명한 바와 같이, 마이크로렌즈 기판의 제조(기판 본체의 박리)를 반복해서 행한 후에도 본 발명에 따른 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드에서는 요철 패턴의 크랙이 확인되지 않았다. 또한, 본 발명에 따르면 도트 누락, 밝기 불균일, 회절광, 모아레, 색 이종성 등이 없는 화질이 우수한 화상을 얻었다. 또한, 본 발명에 따른 예 1 내지 예 8 각각의 리어형 프로젝션은 콘트라스트 및 시야각 특성이 우수했다. 즉, 본 발명의 각 리어형 프로젝션에서는 우수한 화상를 안정적으로 표시할 수 있었다. 특히, 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 반복해서 사용한 후에 제조된 마이크로렌즈 기판이 설치된 투과형 스크린 및 리어형 프로젝션에서도 우수한 결과가 얻어졌다.
한편, 각 비교예 1 및 비교예 2에서는, 마이크로렌즈 기판을 반복해서 제조(기판 본체를 박리)하는데 사용된 오목부를 갖는 기판(마이크로렌즈 기판 제조용 몰드)에서 요철 패턴의 크랙이 확인되었다. 또한, 얻어진 기판 본체(마이크로렌즈 기판)를 사용하여 제조된 투과형 스크린 및 리어형 프로젝션에서도 충분한 결과가 얻어지지 않았다. 이는, 오목부를 갖는 기판 내에서 크랙 등의 요철 패턴의 결함이 생겨 제조된 마이크로렌즈 기판에서 원하는 형상을 갖는 마이크로렌즈를 형성하는 것이 불가능하거나, 또는 오목부를 갖는 기판으로부터 기판 본체를 박리할 때에 마이크로렌즈 기판의 마이크로렌즈 내에 크랙 등의 요철 패턴의 결함이 생기기 때문이라고 생각된다.
마지막으로, 가열하여 유연하게 된 수지 위에 몰드를 가압하여 냉각하는 열 프레스 전사법(압출 성형 포함), 모노머 수지를 중합하여 경화시키는 주형 중합법, 광으로 수지를 경화시키는 2P법 등의 방법을 사용한 점을 제외하고는 예 1 내지 예 8, 비교예 1 및 비교예 2의 것과 마찬가지로 하여 마이크로렌즈 기판, 투과형 스크린 및 리어형 프로젝션을 제조하였다. 그 후, 상술한 바와 마찬가지의 평가를 행한바, 상술한 바와 마찬가지의 결과가 얻어졌다.
본 발명에 따르면, 마이크로렌즈 기판을 높은 생산성으로 제조될 수 있고, 높은 생산성으로 마이크로렌즈 기판을 제조하는데 적합하게 사용되는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 마이크로렌즈 기판과 마이크로렌즈의 파손 등과 같은 결함을 효과적으로 방지할 수 있는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 투과형 스크린과 상술한 마이크로렌즈 기판이 있는 리어형 프로젝션을 제공할 수 있다.

Claims (16)

  1. 마이크로렌즈 기판의 기재(基材)를 가압하여 그 위에 복수의 마이크로렌즈를 형성하는데 사용되며, 미리 정해진 볼록 형상을 각각 갖는 복수의 마이크로렌즈를 구비한 마이크로렌즈 기판을 제조하기 위한 몰드로서,
    상기 몰드는 외주면을 갖는 롤 형상을 갖고, 상기 각 마이크로렌즈의 볼록 형상에 대응하는 미리 정해진 형상을 각각 갖는 복수의 오목부는 상기 몰드의 외주면 상에 설치되어 상기 마이크로렌즈 기판의 기재를 가압하며, 상기 복수의 오목부는 마스크를 이용한 에칭 처리에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스크는 주재료로서의 크롬으로 형성된 층과 주재료로서의 산화크롬으로 형성된 층으로 구성된 적층체를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 오목부 각각은 실질적으로 타원 형상인 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 오목부 각각의 장축(長軸) 방향에서의 길이는 15 내지 750㎛의 범위 내인 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 오목부 각각의 단축(短軸) 방향에서의 길이는 10 내지 500㎛의 범위 내인 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 오목부 각각의 깊이는 5 내지 250㎛의 범위 내인 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 몰드는 회전축을 갖는 롤 형상의 기재로 제조되며, 상기 에칭 처리는 마스크가 도포되어 있는 롤 형상의 기재를 그 회전축을 따라 회전시키면서 행해지는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드.
  8. 미리 정해진 형상의 볼록부를 각각 갖는 복수의 마이크로렌즈를 구비한 마이크로렌즈 기판을 제조하는 방법으로서,
    제1항에 따른 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 상기 마이크로렌즈 기판을 제조하는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    주재료로서의 수지 재료로 구성된 기재를 준비하는 단계;
    제1항에 따른 상기 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 준비하는 단계; 및
    상기 몰드를 가열하고 상기 몰드를 상기 기재에 대하여 서로 이동시키면서 상기 몰드로 상기 기재를 가압하여, 상기 기재의 표면 상에 상기 몰드의 외주면의 형상을 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    판 형상 또는 시트 형상을 갖고, 2개의 주면을 갖는 기판을 준비하는 단계;
    제1항에 따른 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 준비하는 단계; 및
    기재로서의 상기 기판의 일주면 상에 수지 재료를 공급하고 상기 몰드를 상기 기판에 대하여 서로 이동시키면서 유동성을 갖는 수지 재료를 몰드로 가압하여, 상기 수지 재료 상에 상기 몰드의 외주면의 형상을 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기재를 가압할 때의 상기 몰드의 온도는 상기 수지 재료의 유리 전이점 보다도 높은 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 수지 재료를 가압할 때의 상기 몰드의 온도는 상기 수지 재료의 유리 전이점보다도 높은 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  13. 제1항에 따른 마이크로렌즈 기판 제조용 몰드를 사용하여 제조된 마이크로렌즈 기판.
  14. 제8항에 따른 마이크로렌즈 기판의 제조 방법을 사용하여 제조된 마이크로렌즈 기판.
  15. 출사면을 구성하는 일주면 상에 복수의 동심(同心) 프리즘이 형성된 프레넬 렌즈; 및
    일주면이 상기 프레넬 렌즈와 대향하도록 상기 프레넬 렌즈의 출사면측에 배치된 제13항 또는 제14항에 따른 마이크로렌즈 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
  16. 제15항에 따른 투과형 스크린을 포함하는 리어형 프로젝션.
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