JP2005128351A - Manufacturing method of lens substrate with light-shielding part, lens substrate with light-shielding part, transmissive screen, and rear projector - Google Patents
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Abstract
【課題】 遮光部が精確に設けられた遮光部付きレンズ基板を生産性良く提供すること、また、該遮光部付きレンズ基板を備えた透過型スクリーンおよびリアプロジェクタを提供すること。
【解決手段】 遮光部付きレンズ基板1Aは、基板の表面に複数個のマイクロレンズ(凹レンズ)32を形成して、マイクロレンズ基板(レンズ基板)3を得る工程と、マイクロレンズ基板3のマイクロレンズ32(凹面321)が形成された側の面において、隣接するマイクロレンズ32間の平面部34にブラックマトリックス(遮光部)4を形成する工程とを有する方法を用いて製造される。ブラックマトリックス4は、室温付近での粘度が10〜1000cpのブラックマトリックス形成用組成物(遮光部形成用組成物)を用いることにより、好適に形成される。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens substrate with a light shielding part provided with a light shielding part accurately, and to provide a transmissive screen and a rear projector provided with the lens substrate with a light shielding part.
A lens substrate with a light-shielding portion includes a step of forming a plurality of microlenses (concave lenses) on the surface of the substrate to obtain a microlens substrate (lens substrate), and a microlens of the microlens substrate. And a step of forming a black matrix (light-shielding portion) 4 on a plane portion 34 between adjacent microlenses 32 on the surface where 32 (concave surface 321) is formed. The black matrix 4 is suitably formed by using a composition for forming a black matrix (composition for forming a light shielding part) having a viscosity in the vicinity of room temperature of 10 to 1000 cp.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、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に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a lens substrate with a light shielding part, a lens substrate with a light shielding part, a transmissive screen, and a rear projector.
近年、リア型プロジェクタは、ホームシアター用モニター、大画面テレビ等に好適なディスプレイとして、需要が高まりつつある。
リア型プロジェクタに用いられる透過型スクリーンには、微小なレンズが多数配列したレンズアレイ(レンズ基板)が一般的に用いられている。そして、このようなレンズアレイにおいては、投影される画像のコントラスト比を向上させる目的で、遮光部(ブラックマスク)が設けられることが多い。このような遮光部は、通常、レンズアレイ上に、フォトポリマー等の感光材料で構成された膜を形成し、その後、レンズアレイを介した露光、現像を行うことにより、形成されている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, the demand for rear-type projectors is increasing as a display suitable for home theater monitors, large-screen televisions, and the like.
A transmissive screen used for a rear projector generally uses a lens array (lens substrate) in which a large number of minute lenses are arranged. Such a lens array is often provided with a light shielding portion (black mask) for the purpose of improving the contrast ratio of the projected image. Such a light shielding portion is usually formed by forming a film made of a photosensitive material such as a photopolymer on a lens array, and then performing exposure and development through the lens array (for example, , See Patent Document 1).
しかしながら、このような方法では、多工程で、生産性に劣るという欠点を有している。また、このような方法では、通常、位置合わせが必須となり、リア型プロジェクタに用いられるような比較的大きい面積のレンズアレイに適用するのは困難である。また、リア型プロジェクタ等には、比較的小さい面積のレンズアレイを、複数個組み合わせて用いることもあるが、この場合、投影された画像に各レンズアレイの継ぎ目が出現してしまうという問題があった。 However, such a method has the disadvantages of being multi-step and inferior in productivity. Further, such a method usually requires alignment, and is difficult to apply to a lens array having a relatively large area as used in a rear projector. A rear projector or the like may use a combination of a plurality of lens arrays having a relatively small area. In this case, however, there is a problem that a joint of each lens array appears in a projected image. It was.
本発明の目的は、遮光部が精確に設けられた遮光部付きレンズ基板を生産性良く提供すること、また、該遮光部付きレンズ基板を備えた透過型スクリーンおよびリアプロジェクタを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lens substrate with a light-shielding portion having a light-shielding portion accurately provided with good productivity, and to provide a transmissive screen and a rear projector provided with the lens substrate with a light-shielding portion. .
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法は、基板の表面に複数個の凹レンズを形成して、レンズ基板を得る工程と、
前記レンズ基板の前記凹レンズが形成された側の面において、隣接する前記凹レンズ間の非有効レンズ領域に遮光部を形成する工程とを有することを特徴とする。
これにより、遮光部が精確に設けられた遮光部付きレンズ基板を生産性良く提供することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method of manufacturing a lens substrate with a light-shielding part of the present invention includes a step of forming a plurality of concave lenses on the surface of the substrate to obtain a lens substrate,
Forming a light shielding portion in an ineffective lens region between adjacent concave lenses on a surface of the lens substrate on which the concave lens is formed.
Thereby, it is possible to provide a lens substrate with a light-shielding part provided with a light-shielding part with high productivity.
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法では、隣接する前記凹レンズ間の平面部に、前記遮光部を形成することが好ましい。
これにより、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法では、遮光部形成用組成物を前記非有効レンズ領域に塗布することにより、前記遮光部を形成することが好ましい。
これにより、遮光部をより容易に形成することができる。また、これにより、形成される遮光部の密着性を特に優れたものとすることができる。
In the method for manufacturing a lens substrate with a light-shielding part of the present invention, it is preferable that the light-shielding part is formed in a flat part between the adjacent concave lenses.
Thereby, the viewing angle characteristic can be made particularly excellent.
In the method for producing a lens substrate with a light shielding part of the present invention, it is preferable to form the light shielding part by applying a composition for forming a light shielding part to the ineffective lens region.
Thereby, a light shielding part can be formed more easily. Thereby, the adhesion of the formed light shielding part can be made particularly excellent.
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法では、前記非有効レンズ領域を遮光部形成用組成物中に浸漬することにより、前記遮光部を形成することが好ましい。
これにより、遮光部をより容易に形成することができる。また、これにより、各部位での膜厚のバラツキの小さい遮光部を、容易かつ確実に形成することができる。
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法では、前記遮光部形成用組成物の室温付近での粘度は、10〜1000cpであることが好ましい。
これにより、適度な厚さの遮光部を容易かつ確実に形成することができる。
In the method for manufacturing a lens substrate with a light-shielding part of the present invention, it is preferable to form the light-shielding part by immersing the ineffective lens region in a composition for forming a light-shielding part.
Thereby, a light shielding part can be formed more easily. This also makes it possible to easily and reliably form a light-shielding portion with small variations in film thickness at each part.
In the method for manufacturing a lens substrate with a light-shielding part of the present invention, the viscosity of the light-shielding part-forming composition near room temperature is preferably 10 to 1000 cp.
Thereby, the light-shielding part having an appropriate thickness can be easily and reliably formed.
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法では、前記遮光部の厚さは、0.01〜5μmであることが好ましい。
これにより、遮光部の不本意な剥離、クラック等をより確実に防止しつつ、遮光部としての機能をより効果的に発揮させることができる。
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法では、前記レンズ基板の前記凹レンズが形成されている面側に、光を拡散する機能を有する拡散部を形成する工程を有することが好ましい。
これにより、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
In the manufacturing method of the lens substrate with a light shielding part of the present invention, the thickness of the light shielding part is preferably 0.01 to 5 μm.
Thereby, the function as a light-shielding part can be exhibited more effectively, preventing unintentional peeling, a crack, etc. of a light-shielding part more reliably.
In the manufacturing method of the lens substrate with a light-shielding part of the present invention, it is preferable to have a step of forming a diffusion part having a function of diffusing light on the surface side of the lens substrate on which the concave lens is formed.
Thereby, the viewing angle characteristic can be made particularly excellent.
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法では、少なくとも、前記凹レンズの凹面に沿って、光を拡散する機能を有する拡散部を形成する工程を有することが好ましい。
これにより、視野角特性をさらに優れたものとすることができる。また、光の利用効率をさらに高めたり、遮光部の機能をより効果的に発揮させることができる。
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法では、前記遮光部を形成した後に、前記拡散部を形成することが好ましい。
これにより、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
In the manufacturing method of the lens substrate with a light-shielding part of the present invention, it is preferable to have a step of forming a diffusion part having a function of diffusing light at least along the concave surface of the concave lens.
Thereby, the viewing angle characteristics can be further improved. In addition, the light utilization efficiency can be further increased, and the function of the light shielding portion can be more effectively exhibited.
In the manufacturing method of the lens substrate with a light shielding part of the present invention, it is preferable that the diffusion part is formed after the light shielding part is formed.
Thereby, the viewing angle characteristic can be made particularly excellent.
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法では、前記凹レンズは、マイクロレンズであることが好ましい。
これにより、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法では、前記マイクロレンズの直径は、10〜500μmであることが好ましい。
これにより、当該遮光部付きレンズ基板の生産性を十分に高いものとしつつ、当該遮光部付きレンズ基板を透過型スクリーンに適用した場合等において、十分な解像度を得ることができる。
In the method for manufacturing a lens substrate with a light-shielding portion according to the present invention, the concave lens is preferably a microlens.
Thereby, the viewing angle characteristic can be made particularly excellent.
In the method for manufacturing a lens substrate with a light-shielding part of the present invention, the microlens preferably has a diameter of 10 to 500 μm.
Thereby, sufficient resolution can be obtained, for example, when the lens substrate with a light-shielding part is applied to a transmission screen while the productivity of the lens substrate with the light-shielding part is sufficiently high.
本発明の遮光部付きレンズ基板の製造方法では、前記凹レンズの曲率半径は、5〜250μmであることが好ましい。
これにより、視野角特性を特に優れたものとすることができる。特に、水平方向および垂直方向(鉛直方向)の視野角特性をともに優れたものとすることができる。
本発明の遮光部付きレンズ基板は、本発明の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、遮光部が精確に設けられた遮光部付きレンズ基板を提供することができる。
In the method for manufacturing a lens substrate with a light-shielding part according to the present invention, the concave lens preferably has a radius of curvature of 5 to 250 μm.
Thereby, the viewing angle characteristic can be made particularly excellent. In particular, the viewing angle characteristics in the horizontal direction and the vertical direction (vertical direction) can both be made excellent.
The lens substrate with a light-shielding part of the present invention is manufactured using the manufacturing method of the present invention.
As a result, it is possible to provide a lens substrate with a light shielding part in which the light shielding part is accurately provided.
本発明の遮光部付きレンズ基板は、複数個の凹レンズを備えたレンズ基板と、隣接する前記凹レンズ間の非有効レンズ領域に設けられた遮光部とを有することを特徴とする。
これにより、遮光部が精確に設けられた遮光部付きレンズ基板を提供することができる。
本発明の遮光部付きレンズ基板では、前記レンズ基板の前記凹レンズが形成されている面側に、光を拡散する機能を有する拡散部を備えていることが好ましい。
これにより、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
The lens substrate with a light shielding part of the present invention includes a lens substrate having a plurality of concave lenses and a light shielding part provided in an ineffective lens region between adjacent concave lenses.
As a result, it is possible to provide a lens substrate with a light shielding part in which the light shielding part is accurately provided.
In the lens substrate with a light shielding portion of the present invention, it is preferable that a diffusion portion having a function of diffusing light is provided on the surface side of the lens substrate on which the concave lens is formed.
Thereby, the viewing angle characteristic can be made particularly excellent.
本発明の遮光部付きレンズ基板では、少なくとも、前記凹レンズの凹面に沿って、光を拡散する機能を有する拡散部を備えていることが好ましい。
これにより、視野角特性をさらに優れたものとすることができる。また、光の利用効率をさらに高めたり、遮光部の機能をより効果的に発揮させることができる。
本発明の遮光部付きレンズ基板では、前記レンズ基板を平面視したときの、前記凹レンズが形成されている有効領域において、前記遮光部が占める面積の割合が1〜70%であることが好ましい。
これにより、光利用効率を十分に高いものとしつつ、得られる画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
The lens substrate with a light-shielding part of the present invention preferably includes a diffusion part having a function of diffusing light at least along the concave surface of the concave lens.
Thereby, the viewing angle characteristics can be further improved. In addition, the light utilization efficiency can be further increased, and the function of the light shielding portion can be more effectively exhibited.
In the lens substrate with a light-shielding part of the present invention, it is preferable that a ratio of the area occupied by the light-shielding part is 1 to 70% in an effective region where the concave lens is formed when the lens substrate is viewed in plan.
Thereby, the contrast of the obtained image can be made particularly excellent while the light utilization efficiency is sufficiently high.
本発明の透過型スクリーンは、本発明の遮光部付きレンズ基板を備えたことを特徴とする。
これにより、遮光部が精確に設けられた遮光部付きレンズ基板を備えた透過型スクリーンを提供することができる。特に、優れたコントラストの画像を得ることができ、かつ、視野角特性に優れた透過型スクリーンを提供することができる。
The transmissive screen of the present invention includes the lens substrate with a light-shielding portion of the present invention.
As a result, it is possible to provide a transmissive screen including a lens substrate with a light shielding portion in which the light shielding portion is accurately provided. In particular, it is possible to provide a transmission screen capable of obtaining an image with excellent contrast and having excellent viewing angle characteristics.
本発明の透過型スクリーンは、光の出射側にフレネルレンズが形成されたフレネルレンズ部と、
前記フレネルレンズ部の光の出射側に配置された本発明の遮光部付きレンズ基板とを備えたことを特徴とする。
これにより、遮光部が精確に設けられた遮光部付きレンズ基板を備えた透過型スクリーンを提供することができる。特に、優れたコントラストの画像を得ることができ、かつ、視野角特性に優れた透過型スクリーンを提供することができる。
The transmissive screen of the present invention, a Fresnel lens portion in which a Fresnel lens is formed on the light emission side,
It is provided with the lens board | substrate with the light-shielding part of this invention arrange | positioned at the light emission side of the said Fresnel lens part.
As a result, it is possible to provide a transmissive screen including a lens substrate with a light shielding portion in which the light shielding portion is accurately provided. In particular, it is possible to provide a transmission screen capable of obtaining an image with excellent contrast and having excellent viewing angle characteristics.
本発明のリア型プロジェクタは、本発明の透過型スクリーンを備えたことを特徴とする。
これにより、遮光部が精確に設けられた遮光部付きレンズ基板を備えたリア型プロジェクタを提供することができる。特に、優れたコントラストの画像を得ることができ、かつ、視野角特性に優れたリア型プロジェクタを提供することができる。
A rear projector according to the present invention includes the transmission screen according to the present invention.
Accordingly, it is possible to provide a rear projector including a lens substrate with a light shielding part in which the light shielding part is accurately provided. In particular, it is possible to provide a rear projector that can obtain an image with excellent contrast and that has excellent viewing angle characteristics.
本発明のリア型プロジェクタでは、投射光学ユニットと、導光ミラーとを備えたことが好ましい。
これにより、遮光部が精確に設けられた遮光部付きレンズ基板を備えたリア型プロジェクタを提供することができる。特に、優れたコントラストの画像を得ることができ、かつ、視野角特性に優れたリア型プロジェクタを提供することができる。
The rear projector according to the present invention preferably includes a projection optical unit and a light guide mirror.
Accordingly, it is possible to provide a rear projector including a lens substrate with a light shielding part in which the light shielding part is accurately provided. In particular, it is possible to provide a rear projector that can obtain an image with excellent contrast and that has excellent viewing angle characteristics.
以下、本発明の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について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の遮光部付きレンズ基板および透過型スクリーンの構成について説明する。
Hereinafter, a manufacturing method of a lens substrate with a light-shielding part, a lens substrate with a light-shielding part, a transmissive screen, and a rear projector according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
First, the structure of the lens substrate with a light-shielding part and the transmission screen of the present invention will be described.
図1は、本発明の遮光部付きレンズ基板の第1実施形態を示す模式的な縦断面図、図2は、図1に示す遮光部付きレンズ基板が備えるマイクロレンズ基板の平面図、図3は、図1に示す遮光部付きレンズ基板を備えた、本発明の透過型スクリーンの第1実施形態を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図1、図3中の左側を「(光の)入射側」、右側を「(光の)出射側」と言う。 FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a first embodiment of a lens substrate with a light shielding portion of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a microlens substrate provided in the lens substrate with a light shielding portion shown in FIG. These are typical longitudinal cross-sectional views which show 1st Embodiment of the transmissive screen of this invention provided with the lens substrate with a light-shielding part shown in FIG. In the following description, the left side in FIGS. 1 and 3 is referred to as “(light) incident side”, and the right side is referred to as “(light) emission side”.
遮光部付きレンズ基板1Aは、後述する透過型スクリーン10を構成する部材であり、図1に示すように、入射光を集光する機能を有するマイクロレンズ基板(レンズ基板)3と、遮光性を有する材料で構成されたブラックマトリックス(遮光部)4と、入射光を乱反射させることにより拡散させる機能を有する拡散部5とを有している。
マイクロレンズ基板3は、多数のマイクロレンズ32を有している。
マイクロレンズ基板3は、主として樹脂材料で構成され、所定の屈折率を有する透明な材料で構成されている。
The
The microlens substrate 3 has a large number of
The microlens substrate 3 is mainly composed of a resin material, and is composed of a transparent material having a predetermined refractive index.
各マイクロレンズ32は、出射側に凹面321を有する凹レンズとして形成されている。
マイクロレンズ32の直径は、10〜500μmであるのが好ましく、30〜300μmであるのがより好ましく、50〜100μmであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ32の直径が前記範囲内の値であると、スクリーンに投影される画像において十分な解像度を保持しつつ、遮光部付きレンズ基板1A(透過型スクリーン10)の生産性をさらに高めることができる。なお、マイクロレンズ基板3においては、隣接するマイクロレンズ32−マイクロレンズ32間のピッチは、10〜500μmであるのが好ましく、30〜300μmであるのがより好ましく、50〜100μmであるのがさらに好ましい。
Each
The diameter of the
また、マイクロレンズ32の曲率半径は、5〜250μmであるのが好ましく、15〜150μmであるのがより好ましく、25〜50μmであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ32の曲率半径が前記範囲内の値であると、視野角特性を特に優れたものとすることができる。特に、水平方向および垂直方向(鉛直方向)の視野角特性をともに優れたものとすることができる。
Further, the curvature radius of the
また、マイクロレンズ32の配列方式は、特に限定されず、周期的な配列であっても、光学的にランダムな配列(遮光部付きレンズ基板1A(マイクロレンズ基板3)の主面側から平面視したときに、各マイクロレンズ32が互いにランダムな位置関係となるように配されたもの)であってもよいが、図2に示すようなランダムな配列であるのが好ましい。マイクロレンズ32をランダムに配列することにより、液晶等のライトバルブやフレネルレンズとの干渉をより効果的に防止することができ、モアレの発生をほぼ完全に無くすことが可能になる。これにより、表示品質の良い優れた透過型スクリーン10を得ることができる。なお、本明細書中において「光学的にランダム」とは、モアレ等の光学的干渉の発生が十分に防止・抑制される程度に、マイクロレンズの配置が不規則で、乱れていることを意味する。
Further, the arrangement method of the
また、マイクロレンズ基板3においては、隣接するマイクロレンズ32とマイクロレンズ32との間に、平面部34が設けられている。このような平面部を有することにより、例えば、略半円形状の凹面321を備えたマイクロレンズ(凹レンズ)32を好適に形成することができ、遮光部付きレンズ基板1A(透過型スクリーン10、リア型プロジェクタ300)の視野角特性を特に優れたものとすることができる。また、このような平面部34を有していると、後述するような製造方法において、マイクロレンズ基板3に、ブラックマトリックス4を容易かつ確実に形成することができる。
In the microlens substrate 3, a
また、マイクロレンズ基板3においては、隣接するマイクロレンズ32とマイクロレンズ32とにより、凸状部35が形成されている。
そして、マイクロレンズ基板(レンズ基板)3のマイクロレンズ32(凹部321)が形成されている側の面の、隣接するマイクロレンズ(凹レンズ)32間の非有効レンズ領域には、ブラックマトリックス4が形成されている。このように、本発明では、レンズ基板の凹レンズ間の非有効レンズ領域に遮光部を有することを特徴とする。これにより、後述するような方法により、遮光部を容易かつ精確に形成することができる。また、このような構成であることにより、例えば、フォトリソグラフィ工程等を経ることなく、遮光部付きレンズ基板を製造することができ、遮光部付きレンズ基板の生産性を特に優れたものとすることができる。なお、本明細書中で、「非有効レンズ領域」とは、遮光部(ブラックマトリックス)が形成されることにより、レンズとして有効に機能しない領域のことを指す。
Further, in the microlens substrate 3, a
The black matrix 4 is formed in the ineffective lens region between the adjacent microlenses (concave lenses) 32 on the surface of the microlens substrate (lens substrate) 3 where the microlenses 32 (concave portions 321) are formed. Has been. As described above, the present invention is characterized in that the light shielding portion is provided in the ineffective lens region between the concave lenses of the lens substrate. Thereby, the light shielding part can be easily and accurately formed by a method as described later. In addition, with such a configuration, for example, a lens substrate with a light shielding part can be manufactured without going through a photolithography process or the like, and the productivity of the lens substrate with a light shielding part is particularly excellent. Can do. In the present specification, the “ineffective lens region” refers to a region that does not function effectively as a lens by forming a light shielding portion (black matrix).
特に、本実施形態では、ブラックマトリックス4は、平面部34に形成されている。
ブラックマトリックス4は、遮光性を有する材料で構成されたものである。このようなブラックマトリックス4を有することにより、当該ブラックマトリックス4に、外光(投影画像を形成する上で好ましくない外光)を吸収させることができ、スクリーンに投影される画像を、コントラストに優れたものとすることができる。
In particular, in the present embodiment, the black matrix 4 is formed on the
The black matrix 4 is made of a light-shielding material. By having such a black matrix 4, the black matrix 4 can absorb external light (external light that is not preferable for forming a projection image), and the image projected on the screen has excellent contrast. Can be.
また、ブラックマトリックス4の厚さ(平均厚さ)は、0.01〜5μmであるのが好ましく、0.01〜3μmであるのがより好ましく、0.03〜1μmであるのがさらに好ましい。ブラックマトリックス4の厚さが前記範囲内の値であると、ブラックマトリックス4の不本意な剥離、クラック等をより確実に防止しつつ、ブラックマトリックス4としての機能をより効果的に発揮させることができ、例えば、遮光部付きレンズ基板1Aを備えた透過型スクリーン10において、投影される画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
In addition, the thickness (average thickness) of the black matrix 4 is preferably 0.01 to 5 μm, more preferably 0.01 to 3 μm, and further preferably 0.03 to 1 μm. When the thickness of the black matrix 4 is within the above range, it is possible to more effectively prevent the black matrix 4 from functioning as the black matrix 4 while preventing unintentional peeling and cracking. For example, the contrast of the projected image can be made particularly excellent in the
また、マイクロレンズ基板3を光の入射面側(図2で示した方向)から平面視したときの、マイクロレンズ(凹レンズ)32が形成されている有効領域において、ブラックマトリックス(遮光部)4が占める面積(投影面積)の割合は、1〜70%であるのが好ましく、1〜50%であるのがより好ましい。ブラックマトリックス4が占める面積の割合が前記範囲内の値であると、光の利用効率を十分に高いものとしつつ、スクリーンに投影される画像を、コントラストに優れたものとすることができる。 Further, when the microlens substrate 3 is viewed in plan from the light incident surface side (direction shown in FIG. 2), the black matrix (light-shielding portion) 4 is formed in the effective region where the microlens (concave lens) 32 is formed. The ratio of the occupied area (projected area) is preferably 1 to 70%, and more preferably 1 to 50%. When the ratio of the area occupied by the black matrix 4 is a value within the above range, the image projected on the screen can be made excellent in contrast while the light utilization efficiency is sufficiently high.
また、マイクロレンズ基板3の出射側表面には、拡散部5が形成されている。
拡散部5は、入射した光(入射光)を拡散させる機能を有するものである。このような拡散部5を有することにより、視野角特性を優れたものとすることができる。本実施形態では、拡散部5は、光透過性に優れた実質的に透明な材料(例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂等)中に、拡散材51が分散した構成になっている。拡散部5が拡散材51を含むものであると、入射した光(入射光)を効果的に乱反射させることができ、結果として、拡散部5の光拡散性(光を効率よく拡散させる性質)を特に優れたものとすることができる。拡散材51としては、例えば、微粒子状(ビーズ状)のシリカ、ガラス、樹脂等を用いることができる。拡散材51の平均粒径は、特に限定されないが、1〜50μmであるのが好ましく、2〜10μmであるのがより好ましい。
Further, a diffusing
The
また、本実施形態では、平板状の部材としての拡散部5が設けられている。これにより、遮光部付きレンズ基板1Aをより容易に製造することができ、遮光部付きレンズ基板1Aの生産性を特に優れたものとすることができる。
拡散部5の厚さ(平均厚さ)は、特に限定されないが、1〜10μmであるのが好ましく、1〜5μmであるのがより好ましい。拡散部5の厚さが前記範囲内の値であると、光の利用効率(入射光の強度に対する出射光の強度の比率)を十分に高く維持しつつ、光をより効果的に拡散させることができる。これに対し、拡散部5の厚さが前記下限値未満であると、拡散部5による効果が十分に発揮されない可能性がある。また、拡散部5の厚さが前記上限値を超えると、拡散部5内において、光(光子)と拡散材51とが衝突する確率(頻度)が高くなることにより消光が起こり易くなり、また、拡散部5内に入射した光(光子)が、再び入射側に戻る可能性も高くなるため、光の利用効率が低くなる傾向を示す。
Moreover, in this embodiment, the spreading |
Although the thickness (average thickness) of the
次に、上述したような遮光部付きレンズ基板1Aを備えた透過型スクリーン10について説明する。
図3に示すように、透過型スクリーン10は、フレネルレンズ部2と、前述した遮光部付きレンズ基板1Aとを備えている。フレネルレンズ部2は、光(画像光)の入射側に設置されており、フレネルレンズ部2を透過した光が、遮光部付きレンズ基板1Aに入射する構成になっている。
Next, the
As shown in FIG. 3, the
フレネルレンズ部2は、出射側表面に、ほぼ同心円状に形成されたプリズム形状のフレネルレンズ21を有している。このフレネルレンズ部2は、投射レンズ(図示せず)からの画像光を屈折させ、遮光部付きレンズ基板1Aの主面の垂直方向に平行な平行光Laにするものである。
以上のように構成された透過型スクリーン10では、投射レンズからの映像光が、フレネルレンズ部2によって屈折し、平行光Laとなる。そして、この平行光Laは、マイクロレンズ基板3に入射し、各マイクロレンズ32によって集光された後、拡散部5に入射する。拡散部5に入射した光は拡散し、観察者に平面画像として観測される。
The Fresnel lens unit 2 has a prism-shaped Fresnel lens 21 formed on the exit side surface in a substantially concentric shape. The Fresnel lens unit 2 refracts image light from a projection lens (not shown) to make parallel light La parallel to the vertical direction of the main surface of the
In the
次に、前述した遮光部付きレンズ基板1Aの製造方法の一例について説明する。
図4、図5は、図1に示す遮光部付きレンズ基板の製造方法の一例を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図4、図5中の下側を「(光の)入射側」、上側を「(光の)出射側」と言う。
以下に述べる遮光部付きレンズ基板の製造方法は、基板7の表面に複数個のマイクロレンズ(凹レンズ)32を形成して、マイクロレンズ基板(レンズ基板)3を得る工程と、マイクロレンズ基板3のマイクロレンズ32が形成された側の面において、隣接するマイクロレンズ32間の非有効レンズ領域にブラックマトリックス(遮光部)4を形成する工程と、マイクロレンズ32が形成されている面側に拡散部5を形成する工程とを有する。
また、遮光部付きレンズ基板の製造においては、実際には基板上に多数の凹部(マイクロレンズ用凹部)を形成するが、ここでは、説明をわかりやすくするために、その一部分を強調して示した。
Next, an example of a manufacturing method of the above-described lens substrate with a
4 and 5 are schematic longitudinal sectional views showing an example of a method for manufacturing the lens substrate with a light shielding portion shown in FIG. In the following description, the lower side in FIGS. 4 and 5 is referred to as “(light) incident side”, and the upper side is referred to as “(light) emission side”.
The method for manufacturing a lens substrate with a light shielding part described below includes a step of forming a plurality of microlenses (concave lenses) 32 on the surface of the substrate 7 to obtain a microlens substrate (lens substrate) 3, On the surface where the
In manufacturing a lens substrate with a light-shielding part, a large number of recesses (microlens recesses) are actually formed on the substrate. Here, in order to make the explanation easy to understand, a part of the recesses is highlighted. It was.
[マイクロレンズ基板の製造]
まず、マイクロレンズ基板3を製造するに際し、基板7を用意する。
この基板7は、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。また、基板7は、洗浄等により、その表面が清浄化されているものが好ましい。
基板7の材料としてはソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等が挙げられるが、中でも、ソーダガラス、結晶性ガラス(例えば、ネオセラム等)、無アルカリガラスが好ましい。ソーダガラス、結晶性ガラス、無アルカリガラスは、加工が容易であるとともに、比較的安価であり、製造コストの面からも有利である。
[Manufacture of microlens substrate]
First, when the microlens substrate 3 is manufactured, the substrate 7 is prepared.
The substrate 7 having a uniform thickness and having no deflection or scratches is preferably used. The substrate 7 is preferably one whose surface is cleaned by washing or the like.
Examples of the material of the substrate 7 include soda glass, crystalline glass, quartz glass, lead glass, potassium glass, borosilicate glass, and alkali-free glass. Among them, soda glass, crystalline glass (for example, neo-serum), Alkali-free glass is preferred. Soda glass, crystalline glass, and alkali-free glass are easy to process, are relatively inexpensive, and are advantageous from the viewpoint of manufacturing cost.
<A1>図4(a)に示すように、用意した基板7の表面に、マスク8を形成する(マスク形成工程)。また、これとともに、基板7の裏面(マスク8を形成する面と反対側の面)に裏面保護膜89を形成する。もちろん、マスク8および裏面保護膜89は同時に形成することもできる。
マスク8は、レーザ光の照射等により、後述する初期孔81を形成することができるとともに、後述するエッチング工程におけるエッチングに対する耐性を有するものが好ましい。換言すれば、マスク8は、エッチングレートが、基板7と略等しいか、または、基板7に比べて小さくなるように構成されるのが好ましい。
<A1> As shown in FIG. 4A, a
The
かかる観点からは、このマスク8を構成する材料としては、例えばCr、Au、Ni、Ti、Pt等の金属やこれらから選択される2種以上を含む合金、前記金属の酸化物(金属酸化物)、シリコン、樹脂等が挙げられる。また、マスク8を、Cr/Auや酸化Cr/Crのように異なる材料からなる複数の層の積層構造としてもよい。
マスク8の形成方法は特に限定されないが、マスク8をCr、Au等の金属材料(合金を含む)や金属酸化物(例えば酸化Cr)から構成する場合、マスク8は、例えば、蒸着法やスパッタリング法等により、好適に形成することができる。また、マスク8をシリコンから構成する場合、マスク8は、例えば、スパッタリング法やCVD法等により、好適に形成することができる。
From this point of view, the material constituting the
The method for forming the
マスク8が主として酸化CrまたはCrで構成されるものである場合、後述する初期孔形成工程において初期孔81を容易に形成することができるとともに、後述するエッチング工程においては基板7をより確実に保護することができる。また、マスク8が主として酸化CrまたはCrで構成されたものであると、例えば、後述するエッチング工程において、エッチング液として一水素二フッ化アンモンを用いることができる。一水素二フッ化アンモンは毒劇物ではないため、作業中の人体や環境への影響をより確実に防止することができる。
When the
マスク8の厚さは、マスク8を構成する材料によっても異なるが、0.01〜2.0μm程度が好ましく、0.03〜0.2μm程度がより好ましい。厚さが前記下限値未満であると、後述する初期孔形成工程において形成される初期孔81の形状が歪んでしまう可能性がある。また、後述するエッチング工程でウェットエッチングを施す際に、基板7のマスクした部分を十分に保護できない可能性がある。一方、上限値を超えると、後述する初期孔形成工程において、貫通する初期孔81を形成するのが困難になるほか、マスク8の構成材料等によっては、マスク8の内部応力によりマスク8が剥がれ易くなる場合がある。
裏面保護膜89は、次工程以降で基板7の裏面を保護するためのものである。この裏面保護膜89により、基板7の裏面の侵食、劣化等が好適に防止される。この裏面保護膜89は、例えば、マスク8と同様の材料で構成されている。このため、裏面保護膜89は、マスク8の形成と同時に、マスク8と同様に設けることができる。
The thickness of the
The back surface
<A2>次に、図4(b)に示すように、マスク8に、後述するエッチングの際のマスク開口となる、複数個の初期孔81をランダムに形成する(初期孔形成工程)。
初期孔81は、いかなる方法で形成されるものであってもよいが、物理的方法またはレーザ光の照射により形成されるのが好ましい。これにより、マイクロレンズ基板を生産性良く製造することができる。特に、大面積の基板にも簡単に凹部を形成することができる。
<A2> Next, as shown in FIG. 4B, a plurality of
The
初期孔81を形成する物理的方法としては、例えば、ショットブラスト、サンドブラスト等のブラスト処理、エッチング、プレス、ドットプリンタ、タッピング、ラビング等の方法が挙げられる。ブラスト処理により初期孔81を形成する場合、比較的大きい面積(マイクロレンズ32を形成すべき領域の面積)の基板7でも、より短時間で効率良く、初期孔81を形成することができる。
Examples of the physical method for forming the
また、レーザ光の照射により初期孔81を形成する場合、使用するレーザ光の種類は、特に限定されないが、ルビーレーザ、半導体レーザ、YAGレーザ、フェムト秒レーザ、ガラスレーザ、YVO4レーザ、Ne−Heレーザ、Arレーザ、CO2レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。また、各レーザのSHG、THG、FHG等の波長を使っても良い。レーザ光の照射により初期孔81を形成する場合、形成される初期孔81の大きさや、隣接する初期孔81同士の間隔等を容易かつ精確に制御することができる。また、レーザ光の照射により初期孔81を形成する場合、その照射条件を制御することにより、後述するような初期凹部71を形成することなく初期孔81のみを形成したり、初期孔81とともに、形状、大きさ、深さのバラツキの小さい初期凹部71を、容易かつ確実に形成することができる。
When the
形成された初期孔81は、マスク8の全面に亘って偏りなく形成されているのが好ましい。また、形成された初期孔81は、後述する工程<A3>でエッチングを施すことにより凹部72が形成された際に、隣接する凹部72間に適度な大きさの平面部34が残存する程度に、小さい孔がある程度の間隔で配されているのが好ましい。
具体的には、例えば、形成された初期孔81の平面視での形状は、略円形であり、その平均径(直径)は、2〜10μmであるのが好ましい。また、初期孔81は、マスク8上に1,000〜1,000,000個/cm2の割合で形成されているのが好ましく、10,000〜500,000個/cm2の割合で形成されているのがより好ましい。なお、初期孔81の形状は、略円形に限定されないことは言うまでもない。
It is preferable that the formed
Specifically, for example, the shape of the formed
また、マスク8に初期孔81を形成するとき、図4(b)に示すように、マスク8だけでなく基板7の表面の一部も同時に除去し、初期凹部71を形成してもよい。これにより、後述するエッチング工程でエッチングを施す際に、エッチング液との接触面積が大きくなり、侵食を好適に開始することができる。また、この初期凹部71の深さの調整により、後述する凹部72の深さを調整することもできる。初期凹部71の深さは、特に限定されないが、5μm以下とするのが好ましく、0.1〜0.5μm程度とするのがより好ましい。なお、初期孔81の形成をレーザの照射により行う場合、初期孔81とともに形成される複数個の初期凹部71について、深さのバラツキをより確実に小さくすることができる。これにより、基板7に形成される各凹部72の形状、大きさ(特に、深さ)のバラツキも小さくなる。言い換えると、マイクロレンズ基板3の各マイクロレンズ32の大きさ、形状のバラツキも小さくなる。
Further, when the
また、形成されたマスク8に対して物理的方法またはレーザ光の照射で初期孔81を形成するだけでなく、例えば、基板7にマスク8を形成する際に、予め基板7上に所定パターンで異物を配しておき、その上にマスク8を形成することでマスク8に積極的に欠陥を形成し、当該欠陥を初期孔81としてもよい。
このように、物理的な方法またはレーザ光の照射でマスク8に初期孔81を形成することで、従来のようなフォトリソグラフィ法によってマスクに開口部を形成する場合に比べて、簡単かつ安価にマスク8に開口部(初期孔81)をランダムに形成することができる。また、物理的な方法またはレーザ光の照射によれば、大きな基板に対する処理も容易に行うことができる。
Further, not only the
Thus, by forming the
<A3>次に、図4(c)に示すように、初期孔81が形成されたマスク8を用いて基板7にエッチングを施し、基板7上に多数の凹部72をランダムに形成する(エッチング工程)。
エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。以下の説明では、ウェットエッチングを用いる場合を例に挙げて説明する。
<A3> Next, as shown in FIG. 4C, the substrate 7 is etched using the
The etching method is not particularly limited, and examples thereof include wet etching and dry etching. In the following description, a case where wet etching is used will be described as an example.
初期孔81が形成されたマスク8で被覆された基板7に対して、エッチング(ウェットエッチング)を施すことにより、図4(c)に示すように、基板7は、マスク8が存在しない部分より食刻され、基板7上に多数の凹部72が形成される。上述したように、マスク8に形成された初期孔81がランダムなものであるため、形成される凹部72は、基板7の表面にランダムに配置されたものとなる。
By performing etching (wet etching) on the substrate 7 covered with the
また、本実施形態では、工程<A2>でマスク8に初期孔81を形成した際に、基板7の表面に初期凹部71を形成している。これにより、エッチングの際、エッチング液との接触面積が大きくなり、侵食を好適に開始することができる。
また、ウェットエッチング法を用いると、凹部72を好適に形成できる。そして、エッチング液として、例えば、フッ酸(フッ化水素)を含むエッチング液(フッ酸系エッチング液)を用いると、基板7をより選択的に食刻することができ、凹部72を好適に形成することができる。
In the present embodiment, when the
Further, when the wet etching method is used, the
マスク8が主としてCrで構成されたものである場合、フッ酸系エッチング液としては、フッ化アンモン溶液(一水素二フッ化アンモニウム溶液)が特に好適である。フッ化アンモン溶液(4wt%以下)は毒劇物ではないため、作業中の人体や環境への影響を防止することができる。また、エッチング液として、フッ化アンモン溶液を用いる場合、該エッチング液中には、例えば、過酸化水素が含まれていてもよい。これにより、エッチングスピードをより速くすることができる。
When the
また、ウェットエッチングによれば、ドライエッチングに比べて簡単な装置で処理を行うことができ、さらに、一度に多くの基板に対して処理を行うことができる。これにより生産性が向上し、安価にマイクロレンズ基板3、遮光部付きレンズ基板1Aを提供することができる。
上記のように凹部72を形成することにより、結果として、凹面321を有するマイクロレンズ(凹レンズ)32が形成される。
In addition, wet etching can be performed with a simpler apparatus than dry etching, and more substrates can be processed at one time. As a result, productivity is improved and the microlens substrate 3 and the
By forming the
また、上記のようなエッチングは、凹部72が形成される面側において、隣接する凹部72間に適度な大きさの平面部34が残存する程度に行うのが好ましい。これにより、例えば、略半円形状の凹面321を備えたマイクロレンズ(凹レンズ)32を好適に形成することができ、遮光部付きレンズ基板1A(透過型スクリーン10、リア型プロジェクタ300)の視野角特性を特に優れたものとすることができる。また、このような平面部34を有していると、後述する工程において、ブラックマトリックス4を容易かつ確実に形成することができる。
Further, the etching as described above is preferably performed to the extent that the
<A4>次に、図4(d)に示すように、マスク8を除去する(マスク除去工程)。また、この際、マスク8の除去とともに、裏面保護膜89も除去する。
マスク8が主としてCrで構成されたものである場合、マスク8の除去は、例えば、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含む混合物を用いたエッチングにより行うことができる。
<A4> Next, as shown in FIG. 4D, the
When the
以上により、図4(d)に示すように、多数のマイクロレンズ32がランダムに配されたマイクロレンズ基板3が得られる。
ランダムに、マイクロレンズ32(凹部72)を形成する方法は、特に限定されないが、上述したような方法(物理的方法またはレーザ光の照射によりマスク8に初期孔81を形成し、その後、そのマスク8を用いてエッチングを行うことにより、基板7上に凹部72を形成する方法)により形成した場合、以下のような効果が得られる。
As described above, as shown in FIG. 4D, the microlens substrate 3 on which a large number of
The method of forming the microlenses 32 (recesses 72) at random is not particularly limited, but the method as described above (the
すなわち、物理的な方法またはレーザ光の照射によりマスク8に初期孔81を形成することで、従来のようなフォトリソグラフィ法によってマスクに開口部を形成する場合に比べて簡単かつ安価にマスク8に所定パターンで開口部(初期孔81)を形成することができる。これにより生産性が向上し、安価にマイクロレンズ基板3を提供することができる。
That is, by forming the
また、上述したような方法によれば、大型の基板に対する処理も容易に行うことができる。大型の基板を製造する場合に、従来のように複数の基板を貼り合わせる必要がなくなり、貼り合わせの継ぎ目をなくすことができる。これにより高品質の大型マイクロレンズ基板を簡便な方法で安価に製造することができる。
さらに、工程<A4>でマスク8を除去した後、基板7上に新しいマスクを形成し、マスク形成−初期孔形成−ウェットエッチング−マスク除去の一連の工程を繰り返して行ってもよい。これにより、マイクロレンズ32(凹部72)が緻密に形成されたマイクロレンズ基板3を得ることができる。
Further, according to the method as described above, it is possible to easily perform processing on a large substrate. In the case of manufacturing a large substrate, it is not necessary to bond a plurality of substrates as in the prior art, and the seam of bonding can be eliminated. Thereby, a high-quality large-sized microlens substrate can be manufactured at a low cost by a simple method.
Further, after removing the
[ブラックマトリックスの形成]
次に、上記のようにして得られたマイクロレンズ基板3のマイクロレンズ32(凹面321)が形成された側の面において、隣接するマイクロレンズ32間の非有効レンズ領域にブラックマトリックス4を形成する。このように、隣接するマイクロレンズ32間の非有効レンズ領域にブラックマトリックス4を形成することにより、形成されるブラックマトリックス4の位置精度を特に優れたものとのすることができる。また、これにより、ブラックマトリックス4を容易かつ生産性良く形成することができる。
[Formation of black matrix]
Next, on the surface of the microlens substrate 3 obtained as described above where the microlenses 32 (concave surface 321) are formed, the black matrix 4 is formed in the ineffective lens region between the
前述したように、本実施形態においては、マイクロレンズ基板3は、凹面321が形成されている側の面に平面部34を有している。本実施形態では、この平面部34にブラックマトリックス4を形成する。このように、平面部34にブラックマトリックス4を形成することにより、マイクロレンズ基板3に入射した光が、平面部34から直進光として出射するのをより確実に防止することができる。これにより、投影される画像における輝度ムラの発生等の不都合をより効果的に防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the microlens substrate 3 has the
<B1>ブラックマトリックス4の形成方法は、特に限定されないが、本実施形態では、まず、流動性を有するブラックマトリックス形成用組成物(遮光部形成用組成物)を、平面部34付近(非有効レンズ領域)に付与する。
ブラックマトリックス形成用組成物を付与する方法としては、例えば、ドクターブレード、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗装、静電塗装、電着塗装、ロールコーター等の各種塗布法や、マイクロレンズ基板3の平面部(非有効レンズ領域)34をブラックマトリックス形成用組成物中に浸漬するディッピング等の方法が挙げられる。
<B1> The formation method of the black matrix 4 is not particularly limited. In the present embodiment, first, a black matrix-forming composition having fluidity (a composition for forming a light-shielding portion) is placed near the plane portion 34 (ineffective). Lens area).
Examples of the method for applying the black matrix forming composition include various coating methods such as doctor blade, spin coating, brush coating, spray coating, electrostatic coating, electrodeposition coating, roll coater, etc. For example, a method such as dipping may be used in which the portion (ineffective lens region) 34 is immersed in the composition for forming a black matrix.
上記の方法の中でも、特に、塗布法によりブラックマトリックス形成用組成物を付与した場合には、ブラックマトリックス4をより容易に形成することができる。また、このような方法によれば、形成されるブラックマトリックス4の密着性をより優れたものとすることができる。
また、上記の方法の中でも、マイクロレンズ基板3の平面部(非有効レンズ領域)34をブラックマトリックス形成用組成物中に浸漬する方法(ディッピング)によりブラックマトリックス形成用組成物を付与した場合には、ブラックマトリックス4をより容易に形成することができる。また、このような方法によれば、各部位での膜厚のバラツキの小さいブラックマトリックス4を、容易かつ確実に形成することができる。
Among the above methods, the black matrix 4 can be more easily formed particularly when the composition for forming a black matrix is applied by a coating method. Moreover, according to such a method, the adhesiveness of the black matrix 4 formed can be made more excellent.
In addition, among the above methods, when the black matrix forming composition is applied by a method (dipping) in which the planar portion (ineffective lens region) 34 of the microlens substrate 3 is immersed in the black matrix forming composition. The black matrix 4 can be formed more easily. Moreover, according to such a method, the black matrix 4 with small variations in film thickness at each part can be easily and reliably formed.
なお、ブラックマトリックス形成用組成物の付与は、必要に応じて(例えば、形成すべきブラックマトリックス4の厚さが比較的大きい場合等においては)、複数回繰り返し行ってもよい。
ブラックマトリックス形成用組成物の室温付近(例えば、25℃)での粘度は、10〜1000cpであるのが好ましく、30〜100cpであるのがより好ましい。ブラックマトリックス形成用組成物の粘度が前記範囲内の値であると、適度な厚さのブラックマトリックス4を容易かつ確実に形成することができる。
The application of the black matrix forming composition may be repeated a plurality of times as necessary (for example, when the thickness of the black matrix 4 to be formed is relatively large).
The viscosity of the black matrix forming composition around room temperature (for example, 25 ° C.) is preferably 10 to 1000 cp, more preferably 30 to 100 cp. When the viscosity of the black matrix forming composition is within the above range, the black matrix 4 having an appropriate thickness can be easily and reliably formed.
ブラックマトリックス形成用組成物は、非有効レンズ領域への付与条件下において流動性を有するものであればいかなるものであってもよく、例えば、遮光性の樹脂材料を含むものや、(遮光性の低い)樹脂材料に、遮光性の成分(材料)が分散または溶解したものを用いることができる。前記樹脂材料としては、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂、各種感光性樹脂(フォトポリマー)等、いかなるものを用いてもよい。また、ブラックマトリックス形成用組成物中には、溶媒、分散媒等が含まれていてもよい。これにより、比較的容易に、ブラックマトリックス形成用組成物の流動性を最適なものとすることができる。 The black matrix forming composition may be any composition as long as it has fluidity under the conditions for application to the ineffective lens region. Low) resin material in which a light-shielding component (material) is dispersed or dissolved can be used. As the resin material, any one of various thermoplastic resins, various thermosetting resins, various photosensitive resins (photopolymers) and the like may be used. Further, the black matrix forming composition may contain a solvent, a dispersion medium, and the like. Thereby, the fluidity | liquidity of the composition for black matrix formation can be optimized comparatively easily.
<B2>ブラックマトリックス形成用組成物の付与後、ブラックマトリックス形成用組成物を固化させ、ブラックマトリックス4を形成する(図5(a)参照)。なお、ブラックマトリックス形成用組成物の付与後、必要に応じて、加熱、冷却等の熱処理、光照射、雰囲気の減圧等の処理を施してもよい。これにより、ブラックマトリックス形成用組成物の固化を促進することができる。 <B2> After the application of the black matrix forming composition, the black matrix forming composition is solidified to form the black matrix 4 (see FIG. 5A). In addition, after application | coating of the composition for black matrix formation, you may perform processes, such as heat processing, such as heating and cooling, light irradiation, pressure reduction of an atmosphere, as needed. Thereby, solidification of the composition for black matrix formation can be accelerated | stimulated.
また、必要に応じて(例えば、形成すべきブラックマトリックス4の厚さが比較的大きい場合等においては)、上記<B1>、<B2>の工程を、順次繰り返し行ってもよい。また、ブラックマトリックス4は遮光性を有するものであればよいので、<B1>、<B2>の工程を順次繰り返し行う場合等においては、例えば、下層側(マイクロレンズ基板3に近い側)の部位を形成する際には、遮光性の成分を含まない材料(ブラックマトリックス形成用組成物)を用い、上層側(マイクロレンズ基板3から遠い側)の部位を形成する際に、遮光性の成分を含む材料(ブラックマトリックス形成用組成物)を用いるようにしてもよい。 Further, the steps <B1> and <B2> may be sequentially repeated as necessary (for example, when the thickness of the black matrix 4 to be formed is relatively large). Further, since the black matrix 4 only needs to have a light-shielding property, in the case where the steps <B1> and <B2> are sequentially repeated, for example, the lower layer side (side closer to the microlens substrate 3) Is formed using a material that does not contain a light-shielding component (a composition for forming a black matrix), and the light-shielding component is added when forming the upper layer side (the side far from the microlens substrate 3). A material (a composition for forming a black matrix) may be used.
[拡散部の形成]
<C1>次に、ブラックマトリックス4が形成されたマイクロレンズ基板3のマイクロレンズ32(凹面321)が形成された面側に、拡散部5を形成する(図5(b)参照)。
本実施形態においては、拡散部5は、略平板状をなしている。拡散部5がこのような形状を有する場合、より容易に拡散部5を形成することができる。より詳しく説明すると、拡散部5の材料で構成された平板状部材(拡散部5)を、ブラックマトリックス4が形成されたマイクロレンズ基板3のマイクロレンズ32(凹面321)が形成された面側に接合することにより、拡散部5を備えた遮光部付きレンズ基板1Aを得ることができる。
[Diffusion part formation]
<C1> Next, the
In the present embodiment, the
拡散部5の材料で構成された平板状部材と、ブラックマトリックス4が形成されたマイクロレンズ基板3との接合方法は、特に限定されないが、例えば、接着、融着等の方法が挙げられる。
次に、本発明の第2実施形態の遮光部付きレンズ基板について説明する。
図6は、本発明の遮光部付きレンズ基板の第2実施形態を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図6中の左側を「(光の)入射側」、右側を「(光の)出射側」と言う。
The bonding method of the flat plate member made of the material of the
Next, a description will be given of a lens substrate with a light shielding portion according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view showing a second embodiment of the lens substrate with a light-shielding part of the present invention. In the following description, the left side in FIG. 6 is referred to as “(light) incident side” and the right side is referred to as “(light) emission side”.
図6に示すように、本実施形態の遮光部付きレンズ基板1Bでは、拡散部5は、ブラックマトリックス4が形成されたマイクロレンズ基板3のマイクロレンズ32が形成された面側の形状に沿って、設けられている。すなわち、本実施形態の遮光部付きレンズ基板1Bでは、拡散部5は、マイクロレンズ32の凹面321に沿って設けられた領域を有している。このように、拡散部5がマイクロレンズ32の凹面321に沿って設けられていると、マイクロレンズ基板3から出射した光を効率よく拡散させることができ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。また、拡散部5がマイクロレンズ32の凹面321に沿って設けられていることにより、拡散部5が比較的薄い場合であっても、光を十分に拡散させることができる。したがって、拡散部5の厚さを比較的薄いものとすることにより、光の拡散性を十分に高く維持しつつ、光の利用効率をさらに高めることができる。また、拡散部5の厚さを比較的薄いものとすることにより、ブラックマトリックス(遮光部)4の機能をより効果的に発揮させることができる。すなわち、図示のような構成とすることにより、ブラックマトリックス4と拡散部5とのいずれもが、それぞれの機能をより効果的に発揮することができる。
As shown in FIG. 6, in the lens substrate with a light shielding part 1 </ b> B of the present embodiment, the diffusing
上記のような構成の場合、拡散部5の厚さ(平均厚さ)は、特に限定されないが、1〜10μmであるのが好ましく、1〜5μmであるのがより好ましい。拡散部5の厚さが前記範囲内の値であると、光の利用効率(入射光の強度に対する出射光の強度の比率)を十分に高く維持しつつ、光をより効果的に拡散させることができる。これに対し、拡散部5の厚さが前記下限値未満であると、拡散部5による効果が十分に発揮されない可能性がある。また、拡散部5の厚さが前記上限値を超えると、拡散部5内において、光(光子)と拡散材51とが衝突する確率(頻度)が高くなることにより消光が起こり易くなり、また、拡散部5内に入射した光(光子)が、再び入射側に戻る可能性も高くなるため、光の利用効率が低くなる傾向を示す。
In the case of the above configuration, the thickness (average thickness) of the
このような構成の遮光部付きレンズ基板1Bは、例えば、前記第1実施形態と同様にして、マイクロレンズ基板3のマイクロレンズ32(凹面321)が形成された側の面において、隣接するマイクロレンズ32間の非有効レンズ領域にブラックマトリックス4を形成(図5(a)参照)した後、流動性を有する拡散部形成用組成物を、マイクロレンズ基板3のブラックマトリックス4が形成された面側に付与し、その後、固化させ、拡散部5とすることにより、製造することができる。
The lens substrate 1B with the light-shielding part having such a configuration is, for example, in the same manner as in the first embodiment, adjacent microlenses on the surface of the microlens substrate 3 on the side where the microlenses 32 (concave surface 321) are formed. After forming the black matrix 4 in the non-effective lens region between 32 (see FIG. 5 (a)), the flow side diffusing portion forming composition is applied to the surface of the microlens substrate 3 on which the black matrix 4 is formed. And then solidifying to form the
拡散部形成用組成物を付与する方法としては、例えば、ドクターブレード、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗装、静電塗装、電着塗装、ロールコーター等の各種塗布法や、マイクロレンズ基板3のマイクロレンズ32(凹面321)が形成された面側を拡散部形成用組成物中に浸漬するディッピング等の方法が挙げられる。
なお、拡散部形成用組成物の付与は、必要に応じて(例えば、形成すべき拡散部5の厚さが比較的大きい場合等においては)、複数回繰り返し行ってもよい。
Examples of the method for applying the composition for forming a diffusion region include various application methods such as doctor blade, spin coating, brush coating, spray coating, electrostatic coating, electrodeposition coating, roll coater, and the like, Examples of the method include dipping or the like in which the surface side on which the lens 32 (concave surface 321) is formed is immersed in the composition for forming a diffusion portion.
The application of the diffusion portion forming composition may be repeated a plurality of times as necessary (for example, when the thickness of the
拡散部形成用組成物としては、ブラックマトリックス4が形成されたマイクロレンズ基板3への付与条件下において流動性を有するものであればいかなるものであってもよく、例えば、光透過性に優れた実質的に透明な材料(例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂等)中に、前述したような拡散材51が分散したものを用いることができる。また、拡散部形成用組成物中には、溶媒、分散媒等が含まれていてもよい。これにより、比較的容易に、拡散部形成用組成物の流動性を最適なものとすることができる。
The diffusion part forming composition may be any composition as long as it has fluidity under application conditions to the microlens substrate 3 on which the black matrix 4 is formed. For example, it has excellent light transmittance. A material in which the
なお、拡散部5の形成後、必要に応じて、その一部を除去してもよい。
次に、本発明の第3実施形態の遮光部付きレンズ基板について説明する。
図7は、本発明の遮光部付きレンズ基板の第3実施形態を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図7中の左側を「(光の)入射側」、右側を「(光の)出射側」と言う。
A part of the
Next, a description will be given of a lens substrate with a light shielding portion according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view showing a third embodiment of the lens substrate with a light-shielding part of the present invention. In the following description, the left side in FIG. 7 is referred to as “(light) incident side” and the right side is referred to as “(light) emission side”.
図7に示すように、本実施形態の遮光部付きレンズ基板1Cでは、マイクロレンズ基板3とブラックマトリックス4との間に、拡散部5が設けられている。すなわち、本実施形態の遮光部付きレンズ基板1Cでは、ブラックマトリックス4は、拡散部5より、光の出射側に設けられている。このように、ブラックマトリックス4、遮光部5の配置は特に限定されない。また、図7に示すような構成であることにより、ブラックマトリックス4の機能をより効果的に発揮させることができる。
As shown in FIG. 7, in the lens substrate with a light shielding part 1 </ b> C of this embodiment, a
このような構成の遮光部付きレンズ基板1Cは、例えば、前記第1実施形態と同様にして、マイクロレンズ基板3を製造(図4(d)参照)した後、このマイクロレンズ基板3に対し、前記第2実施形態で説明したのと同様の方法で拡散部5を形成し、さらにその後、拡散部5上に、前記第1実施形態で説明したのと同様の方法でブラックマトリックス4を形成することにより、製造することができる。
For example, the lens substrate 1C with a light-shielding portion having the above-described configuration is manufactured in the same manner as in the first embodiment, after the microlens substrate 3 is manufactured (see FIG. 4D), The
次に、本発明の第4実施形態の遮光部付きレンズ基板について説明する。
図8は、本発明の遮光部付きレンズ基板の第4実施形態を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図8中の左側を「(光の)入射側」、右側を「(光の)出射側」と言う。
図8に示すように、本実施形態の遮光部付きレンズ基板1Dでは、ブラックマトリックス4は、マイクロレンズ基板3の平面部34(非有効レンズ領域)と接触するように設けられている。このような構成であることにより、直進光をより効果的に抑制することができ、視野角特性を特に優れたものとすることができる。
Next, a description will be given of a lens substrate with a light shielding portion according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the lens substrate with a light-shielding part of the present invention. In the following description, the left side in FIG. 8 is referred to as “(light) incident side” and the right side is referred to as “(light) emission side”.
As shown in FIG. 8, in the lens substrate 1 </ b> D with a light-shielding part of the present embodiment, the black matrix 4 is provided so as to contact the flat part 34 (ineffective lens region) of the microlens substrate 3. With such a configuration, straight light can be more effectively suppressed, and viewing angle characteristics can be made particularly excellent.
このような構成の遮光部付きレンズ基板1Dは、例えば、前記第3実施形態と同様にして、マイクロレンズ基板3の凹面321が形成された面側に拡散部5を形成した後、少なくとも、マイクロレンズ基板3の平面部34上に形成された拡散部4を除去し、さらにその後、少なくとも、露出した平面部34上に、前記第1実施形態で説明したのと同様の方法でブラックマトリックス4を形成することにより、製造することができる。マイクロレンズ基板3の平面部34上に形成された拡散部4を除去する方法は、特に限定されないが、例えば、各種エッチング法、研削、研磨等の機械加工等が挙げられる。なお、マイクロレンズ基板3の平面部34上に形成された拡散部4を除去する際、拡散部5とともに、マイクロレンズ基板3の一部、例えば、平面部34付近の領域が、除去されてもよい。また、マイクロレンズ基板3や拡散部5の構成材料等に応じて、拡散部5の除去条件を選択することにより、図示のように、ブラックマトリックス4を平面部34上に選択的に形成することができる。
For example, the
また、上記第2〜第4実施形態の遮光部付きレンズ基板を用いることにより、前述した第1実施形態と同様に、本発明の透過型スクリーンを得ることができる。
次に、前記透過型スクリーンを用いたリア型プロジェクタについて説明する。
図9は、本発明のリア型プロジェクタの構成を模式的に示す図である。
同図に示すように、リア型プロジェクタ300は、投写光学ユニット310と、導光ミラー320と、透過型スクリーン10とが筐体340に配置された構成を有している。
Moreover, by using the lens substrate with a light-shielding part of the second to fourth embodiments, the transmission screen of the present invention can be obtained as in the first embodiment.
Next, a rear projector using the transmission screen will be described.
FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of the rear projector of the present invention.
As shown in the figure, the
そして、このリア型プロジェクタ300は、その透過型スクリーン10として、上述した視野角特性、光利用効率に優れた透過型スクリーン10を用いているので、表示品質の良い優れたリア型プロジェクタとなる。
また、特に、前述した遮光部付きレンズ基板1A、1B、1C、1Dでは、マイクロレンズ32がランダム(光学的にランダム)に配されているので、リア型プロジェクタ300では、モアレ等の問題が極めて発生し難い。
Since the
In particular, in the above-described
以上、本発明の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について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、遮光部付きレンズ基板、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。
As mentioned above, although the manufacturing method of the lens board with a light-shielding part of the present invention, the lens board with a light-shielding part, a transmission type screen, and a rear type projector were explained based on the illustrated embodiment, the present invention is limited to these. is not.
For example, each part constituting the lens substrate with a light-shielding part, the transmissive screen, and the rear projector can be replaced with any structure that can exhibit the same function.
また、前述した実施形態では、マイクロレンズ基板(レンズ基板)3として、エッチングにより製造されたものを用いるものとして説明したが、レンズ基板としては、いかなるもの(いかなる方法で製造されたもの)を用いてもよい。例えば、レンズ基板は、以下のようにして製造されたものであってもよい。すなわち、まず、前述した実施形態でレンズ基板として製造した凹部付き基板を型として用い、凸部付きレンズ基板を製造する。次に、この凸部付き基板を型として用い、レンズ基板(マイクロレンズ基板)を製造する。このように、型を用いることにより、レンズ基板の生産性を向上させることができる。このような効果は、レンズ基板を大量生産する場合に、特に顕著となる。また、型を用いてレンズ基板を製造することにより、製造される複数のレンズ基板においての、特性のバラツキを小さくすることができ、信頼性が向上する。 In the above-described embodiment, the microlens substrate (lens substrate) 3 is described as being manufactured by etching, but any lens substrate (manufactured by any method) is used. May be. For example, the lens substrate may be manufactured as follows. That is, first, a lens substrate with convex portions is manufactured using the substrate with concave portions manufactured as a lens substrate in the above-described embodiment as a mold. Next, a lens substrate (microlens substrate) is manufactured using the substrate with projections as a mold. Thus, the productivity of the lens substrate can be improved by using the mold. Such an effect becomes particularly remarkable when the lens substrate is mass-produced. Further, by manufacturing a lens substrate using a mold, it is possible to reduce variation in characteristics among a plurality of manufactured lens substrates, thereby improving reliability.
また、前述した実施形態では、マイクロレンズ基板(レンズ基板)の製造方法の初期孔形成工程において、初期孔81とともに、基板7に初期凹部71を形成するものとして説明したが、このような初期凹部71は形成されなくてもよい。初期孔81の形成条件(例えば、レーザのエネルギー強度、ビーム径、照射時間等)を適宜調整することにより、所望の形状の初期凹部71を形成したり、初期凹部71が形成されないように初期孔81のみを選択的に形成することができる。
Further, in the above-described embodiment, the initial hole forming step of the microlens substrate (lens substrate) manufacturing method has been described as forming the initial recess 71 in the substrate 7 together with the
また、前述した実施形態では、平面視したときの形状が略円形のマイクロレンズがランダムに配置されたものとして説明したが、マイクロレンズの形状、配置はこのようなものに限定されない。例えば、マイクロレンズは、格子状に配されたものであってもよいし、ハニカム状に形成されたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、透過型スクリーンが、遮光部付きレンズ基板とフレネルレンズとを備えるものとして説明したが、本発明の透過型スクリーンは、必ずしも、フレネルレンズを備えたものでなくてもよい。例えば、本発明の透過型スクリーンは、実質的に、本発明の遮光部付きレンズ基板のみで構成されたものであってもよい。
In the above-described embodiment, the microlenses having a substantially circular shape when viewed in plan are described as randomly arranged. However, the shape and arrangement of the microlens are not limited to this. For example, the microlenses may be arranged in a lattice shape or may be formed in a honeycomb shape.
In the above-described embodiment, the transmission screen is described as including a lens substrate with a light shielding unit and a Fresnel lens. However, the transmission screen of the present invention does not necessarily include a Fresnel lens. Good. For example, the transmission type screen of the present invention may be substantially composed only of the lens substrate with a light shielding part of the present invention.
また、前述した実施形態では、凹レンズとして、マイクロレンズを備えた構成について説明したが、凹レンズは、これに限定されず、例えば、レンチキュラレンズであってもよい。レンチキュラレンズを使用することにより、凹レンズの形成工程を簡略化することができ、また、透過型スクリーンの生産性を向上させることができる。凹レンズとして、レンチキュラレンズを使用する場合、ブラックマトリックスの代わりにストライプ状の遮光部(ブラックストライプ)が形成される。このような構成においても、前記実施形態と同様の作用・効果が得られる。 In the above-described embodiment, the configuration including the microlens as the concave lens has been described. However, the concave lens is not limited thereto, and may be a lenticular lens, for example. By using the lenticular lens, the concave lens forming process can be simplified, and the productivity of the transmission screen can be improved. When a lenticular lens is used as the concave lens, a striped light shielding portion (black stripe) is formed instead of the black matrix. Even in such a configuration, the same operation and effect as in the above-described embodiment can be obtained.
また、前述した実施形態では、ブラックマトリックスをマイクロレンズ基板または拡散部の表面に直接形成するものとして説明したが、ブラックマトリックスは、例えば、下地層(接着剤層)等を介して、マイクロレンズ基板または拡散部に接合されたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、ブラックマトリックス(遮光部)は、遮光性の材料を含むブラックマトリックス形成用組成物(遮光部形成用組成物)を、マイクロレンズ基板(レンズ基板)、拡散部の表面に付着させることにより形成するものとして説明したが、ブラックマトリックス(遮光部)の形成方法は、これに限定されず、例えば、染色、(化学的な)発色、変色等によるものであってもよい。
In the above-described embodiments, the black matrix is described as being directly formed on the surface of the microlens substrate or the diffusion portion. However, the black matrix is, for example, a microlens substrate via an underlayer (adhesive layer) or the like. Alternatively, it may be bonded to the diffusion part.
In the above-described embodiment, the black matrix (light-shielding part) includes a black matrix-forming composition (light-shielding part-forming composition) containing a light-shielding material, a microlens substrate (lens substrate), and the surface of the diffusion part. However, the method of forming the black matrix (light-shielding portion) is not limited to this, and may be, for example, dyeing, (chemical) coloring, discoloration, or the like. .
また、前述した実施形態では、拡散部は、レンズ基板の光の出射面側に設けられるものとして説明したが、レンズ基板の光の入射面側に設けられるものであってもよい。また、レンズ基板の光の入射面側、光の出射面側の両方に設けられていてもよい。
また、前述した実施形態では、遮光部付きレンズ基板が遮光部を有するものとして説明したが、遮光部付きレンズ基板は、拡散部を有していなくてもよい。
In the above-described embodiment, the diffusing unit is described as being provided on the light emitting surface side of the lens substrate. However, the diffusing unit may be provided on the light incident surface side of the lens substrate. Further, it may be provided on both the light incident surface side and the light emitting surface side of the lens substrate.
In the above-described embodiment, the lens substrate with a light shielding part has been described as having a light shielding part. However, the lens substrate with a light shielding part may not have a diffusion part.
また、前述した実施形態では、遮光部付きレンズ基板は、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する部材であるものとして説明したが、本発明の遮光部付きレンズ基板は、透過型スクリーン、リア型プロジェクタに適用されるものに限定されず、いかなる用途のものであってもよい。例えば、本発明の遮光部付きレンズ付き基板は、投射型表示装置の液晶ライトバルブの構成部材に適用されるものであってもよい。 In the above-described embodiments, the lens substrate with a light-shielding portion is described as a member constituting a transmissive screen and a rear projector. However, the lens substrate with a light-shielding portion according to the present invention is a transmissive screen and a rear type. It is not limited to what is applied to a projector, What kind of use may be sufficient. For example, the substrate with a lens with a light shielding part of the present invention may be applied to a constituent member of a liquid crystal light valve of a projection display device.
(実施例1)
以下のように、凹レンズとしてのマイクロレンズを備えたマイクロレンズ基板を製造した。
まず、基板として、1.2m×0.7m角、厚さ4mmのソーダガラス基板を用意した。
(Example 1)
A microlens substrate provided with a microlens as a concave lens was manufactured as follows.
First, a 1.2 m × 0.7 m square, 4 mm thick soda glass substrate was prepared as a substrate.
このソーダガラス基板を、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む洗浄液に浸漬して6μmエッチングを行い、その表面を清浄化した。
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
次に、このソーダガラス基板上に、スパッタリング法にて、厚さ0.03μmのCr膜を形成した。すなわち、ソーダガラス基板の表面に、Cr膜のマスクおよび裏面保護膜を形成した。
This soda glass substrate was immersed in a cleaning solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 8 wt% hydrogen peroxide and etched by 6 μm to clean the surface.
Thereafter, cleaning with pure water and drying using N 2 gas (removal of pure water) were performed.
Next, a Cr film having a thickness of 0.03 μm was formed on the soda glass substrate by sputtering. That is, a Cr film mask and a back surface protective film were formed on the surface of the soda glass substrate.
次に、マスクに対してレーザ加工を行い、マスクの中央部113cm×65cmの範囲に多数の初期孔を形成した。
なお、レーザ加工は、YAGレーザを用いて、エネルギー強度1mW、ビーム径3μm、照射時間60×10−9秒という条件で行った。
これにより、マスクの上記範囲全面に亘って、ランダムなパターンで初期孔が形成された。初期孔の平均径は5μmであった。
Next, laser processing was performed on the mask to form a large number of initial holes in a range of 113 cm × 65 cm at the center of the mask.
The laser processing was performed using a YAG laser under the conditions of an energy intensity of 1 mW, a beam diameter of 3 μm, and an irradiation time of 60 × 10 −9 seconds.
Thereby, initial holes were formed in a random pattern over the entire range of the mask. The average diameter of the initial holes was 5 μm.
また、この際、ソーダガラス基板の表面に深さ0.1μmの凹部および変質層(化学的に変質した領域、または微小の亀裂、欠損を生じた領域)も形成した。
次に、ソーダガラス基板にウェットエッチングを施し、ソーダガラス基板上に多数の凹部を形成した。形成された多数の凹部(凹面)は、互いにほぼ同一の曲率半径(35μm)を有するものであった。
At this time, a concave portion and an altered layer (a chemically altered region, or a region in which minute cracks or defects were generated) having a depth of 0.1 μm were also formed on the surface of the soda glass substrate.
Next, the soda glass substrate was wet-etched to form a large number of recesses on the soda glass substrate. The formed many recessed portions (concave surfaces) had substantially the same radius of curvature (35 μm).
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む水溶液を用い、浸漬時間は5時間とした。
次に、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合物を用いてエッチングすることにより、マスクおよび裏面保護膜を除去した。
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
In the wet etching, an aqueous solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 8 wt% hydrogen peroxide was used as an etchant, and the immersion time was 5 hours.
Next, the mask and the back surface protective film were removed by etching using a mixture of ceric ammonium nitrate and perchloric acid.
Thereafter, cleaning with pure water and drying using N 2 gas (removal of pure water) were performed.
これにより、ソーダガラス基板上に、凹レンズとしてのマイクロレンズがランダムに形成されたウエハー状のマイクロレンズ基板を得た。このようにして得られたマイクロレンズ基板のマイクロレンズ(凹部)の直径は、70μmであった。また、得られたマイクロレンズ基板を平面視したときに、マイクロレンズ(凹レンズ)が形成されている有効領域において、ブラックマトリックスが占める面積の割合は20%であった。また、マイクロレンズ基板の任意の近接した2点間(凹部−凹部間)の距離を多数とり、それらから標準偏差を求めた。このようにして求められた標準偏差は、それらの平均の90%であった。また、上記のようにして得られたマイクロレンズは、隣接するマイクロレンズ(凹部)間に、平面部を有するものであった。 As a result, a wafer-like microlens substrate in which microlenses as concave lenses were randomly formed on the soda glass substrate was obtained. The diameter of the microlens (concave portion) of the microlens substrate thus obtained was 70 μm. Further, when the obtained microlens substrate was viewed in plan, the ratio of the area occupied by the black matrix in the effective region where the microlens (concave lens) was formed was 20%. Also, a number of distances between any two adjacent points (between the recesses and the recesses) on the microlens substrate were taken, and the standard deviation was determined from them. The standard deviation thus determined was 90% of their average. Further, the microlens obtained as described above had a flat portion between adjacent microlenses (concave portions).
次に、上記のようにして得られたマイクロレンズ基板の、隣接するマイクロレンズ(凹部)間に存在する平面部に、ロールコーターにより、流動性を有するブラックマトリックス形成用組成物を、平面部付近に付与した。ブラックマトリックス形成用組成物としては、遮光性材料(カーボンブラック)と、紫外線硬化性樹脂(V−2403(新日鐵化学株式会社製))とを含む材料を用いた。ブラックマトリックス形成用組成物の25℃での粘度は、30cpであった。 Next, the composition for forming a black matrix having fluidity is applied to the planar portion existing between adjacent microlenses (concave portions) of the microlens substrate obtained as described above by a roll coater in the vicinity of the planar portion. Was granted. As the black matrix forming composition, a material containing a light shielding material (carbon black) and an ultraviolet curable resin (V-2403 (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)) was used. The viscosity at 25 ° C. of the black matrix forming composition was 30 cp.
その後、マイクロレンズ基板のブラックマトリックス形成用組成物を付与した面側から、10000mJ/cm2の紫外線を照射することにより、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、ブラックマトリックスを形成した。このようにして形成されたブラックマトリックスの平均厚さは、0.5μmであった。
一方、拡散材(直径5μmのシリカビーズ)と、CSP−S025(フジフイルムアーチ株式会社製)とを含む材料を用いて、1.2m×0.7m角、厚さ4mmの平板状部材を作製した。平板状部材中における拡散材の含有率は、50wt%であった。
Then, the ultraviolet curable resin was cured by irradiating ultraviolet rays of 10,000 mJ / cm 2 from the side of the microlens substrate to which the composition for forming a black matrix was applied, thereby forming a black matrix. The average thickness of the black matrix thus formed was 0.5 μm.
On the other hand, using a material containing a diffusing material (silica beads having a diameter of 5 μm) and CSP-S025 (manufactured by Fuji Film Arch Co., Ltd.), a flat plate member of 1.2 m × 0.7 m square and 4 mm thickness is produced. did. The content rate of the diffusing material in the flat plate member was 50 wt%.
平板状部材と、前記マイクロレンズ基板上のブラックマトリックスとが対向するように、アクリル系接着剤(新日鉄化学社製、V−2403P)を用いて、これらを接着することにより、遮光部付きレンズ基板を得た。
以上のようにして製造された遮光部付きレンズ基板と、押出成形により作製したフレネルレンズ部とを組み立てることにより、図3に示すような透過型スクリーンを得た。
A lens substrate with a light-shielding part is bonded by using an acrylic adhesive (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., V-2403P) so that the flat member and the black matrix on the microlens substrate are opposed to each other. Got.
A transmissive screen as shown in FIG. 3 was obtained by assembling the light-shielding part-equipped lens substrate manufactured as described above and the Fresnel lens part produced by extrusion molding.
(実施例2)
マスクおよび裏面保護膜を、酸化Cr膜として形成した以外は、前記実施例1と同様にして透過型スクリーンを製造した。なお、マスク、裏面保護膜は、スパッタリング法を用いて形成した。酸化Cr膜の厚さは0.03μmであった。
(実施例3)
マスクおよび裏面保護膜を、Cr/酸化Crの積層体(Crの外表面側に酸化Crが積層された積層体)として形成した以外は、前記実施例1と同様にして透過型スクリーンを製造した。なお、マスク、裏面保護膜は、スパッタリング法を用いて形成した。Cr層の厚さは0.02μm、酸化Cr層の厚さは0.02μmであった。
(Example 2)
A transmissive screen was produced in the same manner as in Example 1 except that the mask and the back surface protective film were formed as Cr oxide films. Note that the mask and the back surface protective film were formed by sputtering. The thickness of the Cr oxide film was 0.03 μm.
(Example 3)
A transmissive screen was produced in the same manner as in Example 1 except that the mask and the back surface protective film were formed as a Cr / Cr oxide laminate (a laminate in which Cr oxide was laminated on the outer surface side of Cr). . Note that the mask and the back surface protective film were formed by sputtering. The thickness of the Cr layer was 0.02 μm, and the thickness of the Cr oxide layer was 0.02 μm.
(実施例4)
マスクおよび裏面保護膜を、酸化Cr/Crの積層体(酸化Crの外表面側にCrが積層された積層体)として形成した以外は、前記実施例1と同様にして透過型スクリーンを製造した。なお、マスク、裏面保護膜は、スパッタリング法を用いて形成した。酸化Cr層の厚さは0.02μm、Cr層の厚さは0.02μmであった。
Example 4
A transmissive screen was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the mask and the back surface protective film were formed as a Cr oxide / Cr laminate (a laminate in which Cr was laminated on the outer surface side of Cr oxide). . Note that the mask and the back surface protective film were formed by sputtering. The thickness of the Cr oxide layer was 0.02 μm, and the thickness of the Cr layer was 0.02 μm.
(実施例5)
まず、基板として、1.2m×0.7m角、厚さ4mmのソーダガラス基板を用意した。
このソーダガラス基板を、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む洗浄液に浸漬して6μmエッチングを行い、その表面を清浄化した。
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
(Example 5)
First, a 1.2 m × 0.7 m square, 4 mm thick soda glass substrate was prepared as a substrate.
This soda glass substrate was immersed in a cleaning solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 8 wt% hydrogen peroxide and etched by 6 μm to clean the surface.
Thereafter, cleaning with pure water and drying using N 2 gas (removal of pure water) were performed.
次に、このソーダガラス基板上に、スパッタリング法にて、厚さ0.03μmのCr膜を形成した。すなわち、ソーダガラス基板の表面に、Cr膜のマスクおよび裏面保護膜を形成した。
次に、マスクに対してレーザ加工を行い、マスクの中央部113cm×65cmの範囲に多数の初期孔を形成した。
Next, a Cr film having a thickness of 0.03 μm was formed on the soda glass substrate by sputtering. That is, a Cr film mask and a back surface protective film were formed on the surface of the soda glass substrate.
Next, laser processing was performed on the mask to form a large number of initial holes in a range of 113 cm × 65 cm at the center of the mask.
なお、レーザ加工は、YAGレーザを用いて、エネルギー強度1mW、ビーム径3μm、照射時間60×10−9秒という条件で行った。
これにより、マスクの上記範囲全面に亘って、ランダムなパターンで初期孔が形成された。初期孔の平均径は5μmであった。
また、この際、ソーダガラス基板の表面に深さ0.1μmの凹部および変質層(化学的に変質した領域、または微小の亀裂、欠損を生じた領域)も形成した。
The laser processing was performed using a YAG laser under the conditions of an energy intensity of 1 mW, a beam diameter of 3 μm, and an irradiation time of 60 × 10 −9 seconds.
Thereby, initial holes were formed in a random pattern over the entire range of the mask. The average diameter of the initial holes was 5 μm.
At this time, a concave portion and an altered layer (a chemically altered region, or a region in which minute cracks or defects were generated) having a depth of 0.1 μm were also formed on the surface of the soda glass substrate.
次に、ソーダガラス基板にウェットエッチングを施し、ソーダガラス基板上に多数の凹部を形成した。形成された多数の凹部(凹面)は、互いにほぼ同一の曲率半径(35μm)を有するものであった。
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む水溶液を用い、浸漬時間は5時間とした。
Next, the soda glass substrate was wet-etched to form a large number of recesses on the soda glass substrate. The formed many recessed portions (concave surfaces) had substantially the same radius of curvature (35 μm).
In the wet etching, an aqueous solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 8 wt% hydrogen peroxide was used as an etchant, and the immersion time was 5 hours.
次に、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合物を用いてエッチングすることにより、マスクおよび裏面保護膜を除去した。
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
これにより、ソーダガラス基板上に、凹部がランダムに形成されたウエハー状の凹部付き基板を得た。
Next, the mask and the back surface protective film were removed by etching using a mixture of ceric ammonium nitrate and perchloric acid.
Thereafter, cleaning with pure water and drying using N 2 gas (removal of pure water) were performed.
As a result, a wafer-like substrate with concave portions in which concave portions were randomly formed on the soda glass substrate was obtained.
次に、上記のようにして得られた凹部付き基板の凹部が形成された側の面に、離型剤(GF−6110)を付与し、さらに、未重合(未硬化)の紫外線硬化性樹脂(V−2403(新日鐵化学株式会社製))を付与した。この際、前記面の凹部付き基板の凹部が形成されていない領域(非有効レンズ領域)に、略球形状のスペーサー(直径150μm)を配しておいた。 Next, a release agent (GF-6110) is applied to the surface of the substrate with recesses obtained as described above on which the recesses are formed, and further, an unpolymerized (uncured) UV curable resin. (V-2403 (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)). At this time, a substantially spherical spacer (diameter 150 μm) was arranged in a region where the concave portion of the substrate with concave portions on the surface was not formed (ineffective lens region).
次に、無アルカリガラスで構成された平板で、前記紫外線硬化性樹脂を押圧した。この際、平板と紫外線硬化性樹脂との間に、空気が侵入しないようにした。また、平板としては、紫外線硬化性樹脂を押圧する側の面に離型剤(GF−6110)が塗布されたものを用いた。
その後、平板上から、10000mJ/cm2の紫外線を照射することにより、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、平板および凹部付き基板を取り除くことにより、凸部付き基板を得た。
Next, the ultraviolet curable resin was pressed with a flat plate made of alkali-free glass. At this time, air was prevented from entering between the flat plate and the ultraviolet curable resin. Moreover, as a flat plate, the thing by which the mold release agent (GF-6110) was apply | coated to the surface at the side which presses an ultraviolet curable resin was used.
Then, the ultraviolet curable resin was hardened by irradiating ultraviolet rays of 10,000 mJ / cm 2 from above the flat plate, and the flat plate and the substrate with concave portions were removed to obtain a substrate with convex portions.
次に、上記のようにして得られた凸部付き基板の凸部が形成された側の面に、離型剤(GF−6110)を付与し、さらに、未重合(未硬化)の紫外線硬化性樹脂(V−2403(新日鐵化学株式会社製))を付与した。この際、前記面の凸部付き基板の凸部が形成されていない領域(非有効レンズ領域)に、略球形状のスペーサー(直径3μm)を配しておいた。
次に、無アルカリガラスで構成された平板で、前記紫外線硬化性樹脂を押圧した。この際、平板と紫外線硬化性樹脂との間に、空気が侵入しないようにした。また、平板としては、紫外線硬化性樹脂を押圧する側の面に離型剤(GF−6110)が塗布されたものを用いた。
Next, a mold release agent (GF-6110) is applied to the surface on which the convex portions of the substrate with convex portions obtained as described above are formed, and further, unpolymerized (uncured) ultraviolet curing. Resin (V-2403 (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)) was applied. At this time, a substantially spherical spacer (diameter 3 μm) was arranged in a region (ineffective lens region) where the convex portion of the substrate with convex portions on the surface was not formed.
Next, the ultraviolet curable resin was pressed with a flat plate made of alkali-free glass. At this time, air was prevented from entering between the flat plate and the ultraviolet curable resin. Moreover, as a flat plate, the thing by which the mold release agent (GF-6110) was apply | coated to the surface at the side which presses an ultraviolet curable resin was used.
その後、平板上から、10000mJ/cm2の紫外線を照射することにより、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、平板および凸部付き基板を取り除くことにより、多数の凹レンズとしてのマイクロレンズを備えたマイクロレンズ基板を得た。このようにして得られたマイクロレンズ基板のマイクロレンズの凹面は、互いにほぼ同一の曲率半径(35μm)を有するものであった。また、マイクロレンズ(凹部)の直径は、70μmであった。また、得られたマイクロレンズ基板を平面視したときに、マイクロレンズ(凹レンズ)が形成されている有効領域において、ブラックマトリックスが占める面積の割合は20%であった。また、マイクロレンズ基板の任意の近接した2点間(凹部−凹部間)の距離を多数とり、それらから標準偏差を求めた。このようにして求められた標準偏差は、それらの平均の90%であった。また、上記のようにして得られたマイクロレンズは、隣接するマイクロレンズ(凹部)間に、平面部を有するものであった。 Thereafter, the ultraviolet curable resin is cured by irradiating ultraviolet rays of 10,000 mJ / cm 2 from the flat plate, and the flat lens and the substrate with convex portions are removed, thereby providing a microlens substrate having microlenses as a large number of concave lenses. Got. The concave surfaces of the microlenses of the microlens substrate thus obtained had substantially the same radius of curvature (35 μm). The diameter of the microlens (concave portion) was 70 μm. Further, when the obtained microlens substrate was viewed in plan, the ratio of the area occupied by the black matrix in the effective region where the microlens (concave lens) was formed was 20%. Also, a number of distances between any two adjacent points (between the recesses and the recesses) on the microlens substrate were taken, and the standard deviation was determined from them. The standard deviation thus determined was 90% of their average. Further, the microlens obtained as described above had a flat portion between adjacent microlenses (concave portions).
次に、上記のようにして得られたマイクロレンズ基板の、隣接するマイクロレンズ(凹部)間に存在する平面部を、流動性を有するブラックマトリックス形成用組成物中に浸漬することにより、ブラックマトリックス形成用組成物を、平面部付近に付与した。ブラックマトリックス形成用組成物としては、遮光性材料(カーボンブラック)と、紫外線硬化性樹脂(V−2403(新日鐵化学株式会社製))とを含む材料を用いた。ブラックマトリックス形成用組成物の25℃での粘度は、30cpであった。 Next, the black matrix is obtained by immersing the planar portion of the microlens substrate obtained as described above between adjacent microlenses (concave portions) in a black matrix-forming composition having fluidity. The forming composition was applied near the plane portion. As the black matrix forming composition, a material containing a light shielding material (carbon black) and an ultraviolet curable resin (V-2403 (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)) was used. The viscosity at 25 ° C. of the black matrix forming composition was 30 cp.
その後、マイクロレンズ基板のブラックマトリックス形成用組成物を付与した面側から、10000mJ/cm2の紫外線を照射することにより、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、ブラックマトリックスを形成した。このようにして形成されたブラックマトリックスの平均厚さは、0.5μmであった。
その後、マイクロレンズ基板のブラックマトリックスが形成された面側に、ロールコーターを用いて、拡散材(直径5μmのシリカビーズ)と、紫外線硬化性樹脂(V−2403(新日鐵化学株式会社製)とを含む拡散部形成用組成物を付与した。
Then, the ultraviolet curable resin was cured by irradiating ultraviolet rays of 10,000 mJ / cm 2 from the side of the microlens substrate to which the composition for forming a black matrix was applied, thereby forming a black matrix. The average thickness of the black matrix thus formed was 0.5 μm.
Thereafter, a diffusion material (silica beads having a diameter of 5 μm) and an ultraviolet curable resin (V-2403 (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)) are used on the surface of the microlens substrate on which the black matrix is formed using a roll coater. The composition for diffused part formation containing was provided.
その後、マイクロレンズ基板の拡散部形成用組成物を付与した面側から、10000mJ/cm2の紫外線を照射することにより、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、拡散部を形成し、遮光部付きレンズ基板を得た。このようにして形成された拡散部の平均厚さは、5μmであった。また、拡散部中における拡散材の含有率は、50wt%であった。
その後、前記実施例1と同様に、遮光部付きレンズ基板と、押出成形により作製したフレネルレンズ部とを組み立てることにより、透過型スクリーンを得た。
Then, the ultraviolet curable resin is cured by irradiating the ultraviolet ray of 10000 mJ / cm 2 from the side of the microlens substrate to which the composition for forming the diffusion part is applied, thereby forming the diffusion part, and the lens substrate with the light shielding part Got. The average thickness of the diffusion portion thus formed was 5 μm. Moreover, the content rate of the diffusion material in a diffusion part was 50 wt%.
Thereafter, in the same manner as in Example 1, a transmissive screen was obtained by assembling a lens substrate with a light shielding part and a Fresnel lens part produced by extrusion molding.
(比較例1)
以下のように、マイクロレンズ用の凹部を備えたマイクロレンズ用凹部付き基板を製造し、このマイクロレンズ用凹部付き基板を用いてマイクロレンズ基板を製造した。
まず、基板として、1.2m×0.7m角、厚さ4.8mmのソーダガラス基板を用意した。
(Comparative Example 1)
A substrate with concave portions for microlenses having concave portions for microlenses was manufactured as follows, and a microlens substrate was manufactured using the substrate with concave portions for microlenses.
First, a soda glass substrate having a size of 1.2 m × 0.7 m square and a thickness of 4.8 mm was prepared as a substrate.
このソーダガラス基板を、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む洗浄液に浸漬して6μmエッチングを行い、その表面を清浄化した。
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
次に、このソーダガラス基板上に、スパッタリング法にて、厚さ0.03μmのCr膜を形成した。すなわち、ソーダガラス基板の表面に、Cr膜のマスクおよび裏面保護膜を形成した。
This soda glass substrate was immersed in a cleaning solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 8 wt% hydrogen peroxide and etched by 6 μm to clean the surface.
Thereafter, cleaning with pure water and drying using N 2 gas (removal of pure water) were performed.
Next, a Cr film having a thickness of 0.03 μm was formed on the soda glass substrate by sputtering. That is, a Cr film mask and a back surface protective film were formed on the surface of the soda glass substrate.
次に、マスクに対してレーザ加工を行い、マスクの中央部113cm×65cmの範囲に多数の初期孔を形成した。
なお、レーザ加工は、YAGレーザを用いて、エネルギー強度1mW、ビーム径3μm、照射時間60×10−9秒という条件で行った。
これにより、マスクの上記範囲全面に亘って、ランダムなパターンで初期孔が形成された。初期孔の平均径は5μmであった。
Next, laser processing was performed on the mask to form a large number of initial holes in a range of 113 cm × 65 cm at the center of the mask.
The laser processing was performed using a YAG laser under the conditions of an energy intensity of 1 mW, a beam diameter of 3 μm, and an irradiation time of 60 × 10 −9 seconds.
Thereby, initial holes were formed in a random pattern over the entire range of the mask. The average diameter of the initial holes was 5 μm.
また、この際、ソーダガラス基板の表面に深さ0.1μmの凹部および変質層(化学的に変質した領域、または微小の亀裂、欠損を生じた領域)も形成した。
次に、ソーダガラス基板にウェットエッチングを施し、ソーダガラス基板上に多数の凹部を形成した。形成された多数の凹部は、互いにほぼ同一の曲率半径(35μm)を有するものであった。
At this time, a concave portion and an altered layer (a chemically altered region, or a region in which minute cracks or defects were generated) having a depth of 0.1 μm were also formed on the surface of the soda glass substrate.
Next, the soda glass substrate was wet-etched to form a large number of recesses on the soda glass substrate. The formed many recesses had substantially the same radius of curvature (35 μm).
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む水溶液を用い、浸漬時間は5時間とした。
次に、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合物を用いてエッチングすることにより、マスクおよび裏面保護膜を除去した。
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
In the wet etching, an aqueous solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 8 wt% hydrogen peroxide was used as an etchant, and the immersion time was 5 hours.
Next, the mask and the back surface protective film were removed by etching using a mixture of ceric ammonium nitrate and perchloric acid.
Thereafter, cleaning with pure water and drying using N 2 gas (removal of pure water) were performed.
これにより、ソーダガラス基板上に、マイクロレンズ用の多数の凹部がランダムに形成されたウエハー状のマイクロレンズ用凹部付き基板を得た。得られた凹部付き基板を平面視したときに、凹部が形成されている有効領域において、凹部が占める面積の割合が80%であった。また、マイクロレンズ用凹部付き基板の任意の近接した2点間(凹部−凹部間)の距離を多数とり、それらから標準偏差を求めた。このようにして求められた標準偏差は、それらの平均の90%であった。 As a result, a wafer-like substrate with concave portions for microlenses in which a large number of concave portions for microlenses were randomly formed on a soda glass substrate was obtained. When the obtained substrate with recesses was viewed in plan, the proportion of the area occupied by the recesses in the effective region where the recesses were formed was 80%. In addition, a large number of distances between any two adjacent points (between the recesses and the recesses) of the substrate with recesses for the microlens were taken, and the standard deviation was obtained therefrom. The standard deviation thus determined was 90% of their average.
次に、上記のようにして得られたマイクロレンズ用凹部付き基板の凹部が形成された側の面に、離型剤(GF−6110)を付与し、さらに、未重合(未硬化)の紫外線硬化性樹脂(V−2403(新日鐵化学株式会社製))を付与した。この際、前記面のマイクロレンズ用凹部付き基板の凹部が形成されていない領域(非有効レンズ領域)に、略球形状のスペーサー(直径150μm)を配しておいた。 Next, a release agent (GF-6110) is applied to the surface of the substrate with concave portions for microlenses obtained as described above on which the concave portions are formed, and further, unpolymerized (uncured) ultraviolet rays. A curable resin (V-2403 (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)) was applied. At this time, a substantially spherical spacer (diameter 150 μm) was arranged in a region where the concave portion of the substrate with concave portions for microlenses on the surface was not formed (ineffective lens region).
次に、無アルカリガラスで構成された平板で、前記紫外線硬化性樹脂を押圧した。この際、平板と紫外線硬化性樹脂との間に、空気が侵入しないようにした。また、平板としては、紫外線硬化性樹脂を押圧する側の面に離型剤(GF−6110)が塗布されたものを用いた。
その後、平板上から、10000mJ/cm2の紫外線を照射することにより、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、平板およびマイクロレンズ用凹部付き基板を取り除くことにより、マイクロレンズ基板を得た。得られたマイクロレンズ基板の樹脂層の厚さは40μm、マイクロレンズの曲率半径は35μm、マイクロレンズの直径は70μmであった。また、得られたマイクロレンズ基板を平面視したときに、マイクロレンズが形成されている有効領域において、ブラックマトリックスが占める面積(投影面積)の割合は20%であった。
Next, the ultraviolet curable resin was pressed with a flat plate made of alkali-free glass. At this time, air was prevented from entering between the flat plate and the ultraviolet curable resin. Moreover, as a flat plate, the thing by which the mold release agent (GF-6110) was apply | coated to the surface at the side which presses an ultraviolet curable resin was used.
Then, the ultraviolet curable resin was cured by irradiating ultraviolet rays of 10,000 mJ / cm 2 from the flat plate, and the microlens substrate was obtained by removing the flat plate and the substrate with concave portions for microlenses. The thickness of the resin layer of the obtained microlens substrate was 40 μm, the radius of curvature of the microlens was 35 μm, and the diameter of the microlens was 70 μm. Further, when the obtained microlens substrate was viewed in plan, the ratio of the area (projected area) occupied by the black matrix in the effective region where the microlenses were formed was 20%.
次に、マイクロレンズ基板のマイクロレンズ(凸部)が形成された面とは反対側の面に、遮光性材料としてのカーボンブラックが、PC−403(JSR株式会社)中に分散した組成物をロールコーターにより付与し、その後、90℃×30分の熱処理を施すことにより、前記組成物を硬化させ、遮光性の被膜(遮光性被膜)を形成した。
その後、フォトリソグラフィ法を用いた(マイクロレンズ基板の遮光性被膜が形成された側の面から所定パターンの光を照射することによる)マスクの形成、エッチングを施し、その後、200℃×60分の熱処理を施し、前記組成物を硬化することにより、前記被膜の各マイクロレンズに対応する部位に開口部を有するブラックマトリックスを形成した。形成されたブラックマトリックスの厚さは1μm、開口部の直径は100μmであった。
Next, a composition in which carbon black as a light shielding material is dispersed in PC-403 (JSR Corporation) on the surface of the microlens substrate opposite to the surface on which the microlenses (convex portions) are formed. The composition was applied by a roll coater and then subjected to a heat treatment at 90 ° C. for 30 minutes to form a light-shielding film (light-shielding film).
Thereafter, a mask is formed and etched by photolithography (by irradiating a predetermined pattern of light from the surface of the microlens substrate on which the light-shielding film is formed), and then 200 ° C. × 60 minutes. By performing heat treatment and curing the composition, a black matrix having openings at portions corresponding to the microlenses of the coating was formed. The thickness of the formed black matrix was 1 μm, and the diameter of the opening was 100 μm.
次に、ブラックマトリックスが形成された側の面の全体に、拡散材(直径5μmのシリカビーズ)がCSP−S025中に分散した組成物をロールコーターにより付与した。その後、200℃×60分の熱処理を施すことにより、前記組成物を硬化させ、層状の拡散部を形成し、遮光部付きレンズ基板を得た。形成された拡散部(光拡散層)の厚さは3μmであった。
以上のようにして製造された遮光部付きレンズ基板と、押出成形により作製したフレネルレンズ部とを組み立てることにより、透過型スクリーンを得た。
Next, a composition in which a diffusing material (silica beads having a diameter of 5 μm) was dispersed in CSP-S025 was applied to the entire surface on which the black matrix was formed by a roll coater. Thereafter, the composition was cured by performing a heat treatment at 200 ° C. for 60 minutes to form a layered diffusion portion, thereby obtaining a lens substrate with a light shielding portion. The thickness of the formed diffusion part (light diffusion layer) was 3 μm.
A transmissive screen was obtained by assembling the lens substrate with the light shielding part manufactured as described above and the Fresnel lens part produced by extrusion molding.
(比較例2)
まず、基板として、1.2m×0.7m角、厚さ4.8mmのソーダガラス基板を用意した。
このソーダガラス基板を、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む洗浄液に浸漬して6μmエッチングを行い、その表面を清浄化した。
(Comparative Example 2)
First, a soda glass substrate having a size of 1.2 m × 0.7 m square and a thickness of 4.8 mm was prepared as a substrate.
This soda glass substrate was immersed in a cleaning solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 8 wt% hydrogen peroxide and etched by 6 μm to clean the surface.
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
次に、このソーダガラス基板上に、スパッタリング法にて、厚さ0.03μmのCr膜を形成した。すなわち、ソーダガラス基板の表面に、Cr膜のマスクおよび裏面保護膜を形成した。
次に、マスクに対してレーザ加工を行い、マスクの中央部113cm×65cmの範囲に多数の直線状の溝(孔)を、互いに平行になるように形成した。隣接する溝−溝間のピッチは、70μmであった。
Thereafter, cleaning with pure water and drying using N 2 gas (removal of pure water) were performed.
Next, a Cr film having a thickness of 0.03 μm was formed on the soda glass substrate by sputtering. That is, a Cr film mask and a back surface protective film were formed on the surface of the soda glass substrate.
Next, laser processing was performed on the mask to form a large number of linear grooves (holes) in a range of 113 cm × 65 cm in the central portion of the mask so as to be parallel to each other. The pitch between adjacent grooves was 70 μm.
なお、レーザ加工は、YAGレーザを用いて、エネルギー強度1mW、ビーム径3μm、照射時間60×10−9秒という条件で行った。次に、ソーダガラス基板にウェットエッチングを施し、ソーダガラス基板上に溝状の凹部を形成した。形成された凹部は、互いにほぼ同一の曲率半径(35μm)を有するものであった。
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として、4wt%の一水素二フッ化アンモニウムと、8wt%の過酸化水素とを含む水溶液を用い、浸漬時間は5時間とした。
The laser processing was performed using a YAG laser under the conditions of an energy intensity of 1 mW, a beam diameter of 3 μm, and an irradiation time of 60 × 10 −9 seconds. Next, wet etching was performed on the soda glass substrate to form a groove-shaped recess on the soda glass substrate. The formed recesses had substantially the same radius of curvature (35 μm).
In the wet etching, an aqueous solution containing 4 wt% ammonium monohydrogen difluoride and 8 wt% hydrogen peroxide was used as an etchant, and the immersion time was 5 hours.
次に、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合物を用いてエッチングすることにより、マスクおよび裏面保護膜を除去した。
その後、純水洗浄およびN2ガスを用いた乾燥(純水の除去)を行った。
これにより、ソーダガラス基板上に、レンチキュラレンズ用の多数の凹部(溝部)が形成されたウエハー状のレンチキュラレンズ用凹部付き基板を得た。
Next, the mask and the back surface protective film were removed by etching using a mixture of ceric ammonium nitrate and perchloric acid.
Thereafter, cleaning with pure water and drying using N 2 gas (removal of pure water) were performed.
Thus, a wafer-like substrate with concave portions for lenticular lenses in which a large number of concave portions (groove portions) for lenticular lenses were formed on a soda glass substrate was obtained.
次に、上記のようにして得られたレンチキュラレンズ用凹部付き基板の凹部が形成された側の面に、離型剤(GF−6110)を付与し、さらに、未重合(未硬化)の紫外線硬化性樹脂(V−2403(新日鐵化学株式会社製))を付与した。この際、前記面のレンチキュラレンズ用凹部付き基板の凹部が形成されていない領域に、略球形状のスペーサー(直径30μm)を配しておいた。 Next, a mold release agent (GF-6110) is applied to the surface on which the concave portion of the substrate with concave portions for lenticular lenses obtained as described above is formed, and further, unpolymerized (uncured) ultraviolet rays. A curable resin (V-2403 (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)) was applied. Under the present circumstances, the substantially spherical spacer (diameter 30 micrometers) was distribute | arranged to the area | region where the recessed part of the board | substrate with a concave part for lenticular lenses of the said surface is not formed.
次に、無アルカリガラスで構成された平板で、前記紫外線硬化性樹脂を押圧した。この際、平板と紫外線硬化性樹脂との間に、空気が侵入しないようにした。また、平板としては、紫外線硬化性樹脂を押圧する側の面に離型剤(GF−6110)が塗布されたものを用いた。
その後、平板上から、10000mJ/cm2の紫外線を照射することにより、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、レンチキュラレンズ基板を得た。得られたレンチキュラレンズ基板(硬化後の樹脂)の屈折率は、1.5であった。また、得られたレンチキュラレンズ基板の樹脂層の厚さは150μm、レンチキュラレンズの曲率半径は35μmであった。
Next, the ultraviolet curable resin was pressed with a flat plate made of alkali-free glass. At this time, air was prevented from entering between the flat plate and the ultraviolet curable resin. Moreover, as a flat plate, the thing by which the mold release agent (GF-6110) was apply | coated to the surface at the side which presses an ultraviolet curable resin was used.
Then, the ultraviolet curable resin was hardened by irradiating ultraviolet rays of 10,000 mJ / cm 2 from the flat plate to obtain a lenticular lens substrate. The refractive index of the obtained lenticular lens substrate (cured resin) was 1.5. Moreover, the thickness of the resin layer of the obtained lenticular lens substrate was 150 μm, and the radius of curvature of the lenticular lens was 35 μm.
次に、紫外線硬化性樹脂の押圧に用いた平板を取り除き、露出したレンチキュラレンズ基板の表面(レンチキュラレンズが形成されている側の面)に、遮光性材料としてのカーボンブラックが、PC−403(JSR株式会社)中に分散した組成物をロールコーターにより付与し、その後、200℃×60分の熱処理を施すことにより、前記組成物を硬化させ、遮光性の被膜(遮光性被膜)を形成した。 Next, the flat plate used for pressing the ultraviolet curable resin is removed, and carbon black as a light-shielding material is applied to the exposed surface of the lenticular lens substrate (the surface on the side where the lenticular lens is formed). The composition dispersed in JSR Corporation) was applied by a roll coater, and then subjected to heat treatment at 200 ° C. for 60 minutes to cure the composition and form a light-shielding film (light-shielding film). .
その後、フォトリソグラフィ法を用いた(レンチキュラレンズ基板の遮光性被膜が形成された側の面から所定パターンの光を照射することによる)マスクの形成、エッチングを施すことにより、前記被膜の各レンチキュラレンズに対応する部位に開口部を有するブラックストライプ(遮光部)を形成した。形成されたブラックストライプの厚さは1μm、開口部の幅は100μmであった。 Then, by using a photolithography method (by irradiating a predetermined pattern of light from the surface of the lenticular lens substrate on which the light-shielding film is formed) to form and etch a mask, each lenticular lens of the film The black stripe (light-shielding part) which has an opening part in the site | part corresponding to is formed. The thickness of the formed black stripe was 1 μm, and the width of the opening was 100 μm.
次に、ブラックストライプが形成された側の面の全体に、拡散材(直径5μmのシリカビーズ)がCSP−S025(フジフイルムアーチ株式会社製)中に分散した組成物をロールコーターにより付与した。その後、200℃×60分の熱処理を施すことにより、前記組成物を硬化させ、層状の拡散部を形成し、遮光部付きレンズ基板を得た。形成された拡散部(光拡散層)の厚さは3μmであった。 Next, a composition in which a diffusing material (silica beads having a diameter of 5 μm) was dispersed in CSP-S025 (manufactured by Fuji Film Arch Co., Ltd.) was applied to the entire surface on the side where the black stripes were formed using a roll coater. Thereafter, the composition was cured by performing a heat treatment at 200 ° C. for 60 minutes to form a layered diffusion portion, thereby obtaining a lens substrate with a light shielding portion. The thickness of the formed diffusion part (light diffusion layer) was 3 μm.
以上のようにして製造された遮光部付きレンズ基板と、押出成形により作製したフレネルレンズ部とを組み立てることにより、透過型スクリーンを得た。
前記実施例1〜5では、遮光部付きレンズ基板、透過型スクリーンを生産性良く製造することができたのに対し、比較例1、2では、フォトリソグラフィの工程を有する製造方法を用いたため、遮光部付きレンズ基板、透過型スクリーンの生産性に劣っていた。また、実施例1〜5は、製造コストの面でも、比較例1、2に比べて優れていた。
A transmissive screen was obtained by assembling the lens substrate with the light shielding part manufactured as described above and the Fresnel lens part produced by extrusion molding.
In Examples 1-5, the lens substrate with a light-shielding part and the transmissive screen could be manufactured with high productivity, whereas in Comparative Examples 1 and 2, a manufacturing method having a photolithography process was used. Productivity of the lens substrate with a light shielding part and the transmission type screen was inferior. In addition, Examples 1 to 5 were superior to Comparative Examples 1 and 2 in terms of manufacturing cost.
[透過型スクリーンの評価]
前記実施例1〜5および比較例1、2で作製された透過型スクリーンについて、光利用効率を測定した。光利用効率の測定は、積分球を使った分光光度計で、スクリーン無しの光量に対し、各実施例、各比較例のスクリーンを透過した光の量での比率を測定するという条件で行った。
[Evaluation of transmission screen]
The light utilization efficiency was measured for the transmissive screens produced in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2. The measurement of the light utilization efficiency was carried out with a spectrophotometer using an integrating sphere under the condition of measuring the ratio of the amount of light transmitted through the screen of each example and each comparative example to the amount of light without the screen. .
[リア型プロジェクタの作製および評価]
前記実施例1〜5および比較例1、2の透過型スクリーンを用いて、図9に示すようなリア型プロジェクタを、それぞれ作製した。
得られたリア型プロジェクタの透過型スクリーンにサンプル画像を表示させた状態で、鉛直方向および水平方向での視野角の測定を行った。
視野角の測定は、変角光度計(ゴニオフォトメータ)で、5度間隔で測定するという条件で行った。
[Production and evaluation of rear projector]
Using the transmissive screens of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, rear projectors as shown in FIG. 9 were produced.
With the sample image displayed on the transmission screen of the obtained rear projector, the viewing angles in the vertical direction and the horizontal direction were measured.
The viewing angle was measured using a variable angle photometer (goniophotometer) under the condition of measuring at intervals of 5 degrees.
その結果、実施例1で得られた透過型スクリーンを備えたリア型プロジェクタでは、鉛直方向の視野角(光量が半分になる角度)が15°、水平方向の視野角が20°と、優れた視野角特性を有することが確認された。また、このリア型プロジェクタでは、明るい画像が表示され、モアレの発生は認められなかった。また、実施例2〜8で得られた透過型スクリーンを備えたリア型プロジェクタについても同様の結果(鉛直方向の視野角:10〜25°、水平方向の視野角:10〜25°)が得られた。
これに対し、比較例2で得られた透過型スクリーンを備えたリア型プロジェクタでは、鉛直方向の視野角が10°と、視野角特性に劣っていた。
As a result, the rear projector provided with the transmissive screen obtained in Example 1 has an excellent viewing angle in the vertical direction (the angle at which the amount of light is halved) is 15 ° and the viewing angle in the horizontal direction is 20 °. It was confirmed to have viewing angle characteristics. Further, with this rear projector, a bright image was displayed, and no moiré was observed. Further, the same results (vertical viewing angle: 10 to 25 °, horizontal viewing angle: 10 to 25 °) were obtained for the rear projectors having the transmissive screens obtained in Examples 2 to 8. It was.
In contrast, the rear projector provided with the transmissive screen obtained in Comparative Example 2 was inferior in viewing angle characteristics with a vertical viewing angle of 10 °.
1A、1B、1C、1D……遮光部付きレンズ基板 2……フレネルレンズ部 21……フレネルレンズ 3……マイクロレンズ基板(レンズ基板) 32……マイクロレンズ 321……凹面 34……平面部 35……凸状部 4……ブラックマトリックス(遮光部) 5……拡散部 51……拡散材 7……基板 71……初期凹部 72……凹部 8……マスク 81……初期孔 89……裏面保護膜 9……スペーサー 10……透過型スクリーン 11……平板 300……リア型プロジェクタ 310……投写光学ユニット 320……導光ミラー 340……筐体
1A, 1B, 1C, 1D... Lens substrate with light-shielding part 2... Fresnel lens part 21... Fresnel lens 3 ... Microlens substrate (lens substrate) 32 ...
Claims (21)
前記レンズ基板の前記凹レンズが形成された側の面において、隣接する前記凹レンズ間の非有効レンズ領域に遮光部を形成する工程とを有することを特徴とする遮光部付きレンズ基板の製造方法。 Forming a plurality of concave lenses on the surface of the substrate to obtain a lens substrate;
Forming a light shielding portion in an ineffective lens region between adjacent concave lenses on a surface of the lens substrate on which the concave lens is formed. A method of manufacturing a lens substrate with a light shielding portion, comprising:
前記フレネルレンズ部の光の出射側に配置された請求項13ないし17のいずれかに記載の遮光部付きレンズ基板とを備えたことを特徴とする透過型スクリーン。 A Fresnel lens part having a Fresnel lens formed on the light exit side;
A transmissive screen comprising: the lens substrate with a light shielding portion according to claim 13, which is disposed on a light emission side of the Fresnel lens portion.
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