JP2004340985A

JP2004340985A - Manufacturing method of substrate with concave portion for microlens, substrate with concave portion for microlens, microlens substrate, transmission screen and rear projector

Info

Publication number: JP2004340985A
Application number: JP2003133738A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Shimizu; 信雄清水
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】好適な視野角分布を有するマイクロレンズ基板を提供すること、前記マイクロレンズ基板の製造に好適に用いることができるマイクロレンズ用凹部付き基板を提供すること、該マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を提供すること、また、前記マイクロレンズ基板を備えた透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタを提供すること。
【解決手段】本発明のマイクロレンズ基板は、該基板の面方向に、複数個のマイクロレンズが形成されたものであり、平面視したときに長円形状を成すマイクロレンズを有することを特徴とする。マイクロレンズの短軸方向の長さは、１０〜５００μｍ、長軸方向の長さは、１０〜１５００μｍである。また、マイクロレンズの短軸方向の長さをＬａ［μｍ］、マイクロレンズの長軸方向の長さをＬｂ［μｍ］としたとき、１＜Ｌｂ／Ｌａ≦３の関係を満足する。
【選択図】なしTo provide a microlens substrate having a suitable viewing angle distribution, to provide a microlens recessed substrate that can be suitably used for manufacturing the microlens substrate, and to provide a microlens recessed substrate. To provide a manufacturing method, and to provide a transmission screen and a rear projector provided with the microlens substrate.
A microlens substrate according to the present invention has a plurality of microlenses formed in a plane direction of the substrate, and has a microlens having an elliptical shape when viewed in a plan view. I do. The length of the microlens in the short axis direction is 10 to 500 μm, and the length in the long axis direction is 10 to 1500 μm. When the length of the microlens in the minor axis direction is La [μm] and the length of the microlens in the major axis direction is Lb [μm], the relationship of 1 <Lb / La ≦ 3 is satisfied.
[Selection diagram] None

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法、マイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、リア型プロジェクタは、ホームシアター用モニター、大画面テレビ等に好適なディスプレイとして、需要が高まりつつある。
リア型プロジェクタに用いられる透過型スクリーンには、レンチキュラレンズが一般的に用いられている。このようなレンチキュラレンズを備えた従来のリア型プロジェクタでは、左右の視野角が大きいが、上下の視野角が小さい（視野角に偏りがある）という問題があった。
【０００３】
このような問題を解決する目的で、レンチキュラレンズに代えてマイクロレンズアレイシート（マイクロレンズ基板）を用いる試みがあった（例えば、特許文献１および特許文献２）。
特許文献１に記載のマイクロレンズ基板を用いたスクリーンは、光学的に凹または凸の回転対称な形状のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズアレイシートを用いたものであるが、このようなマイクロレンズアレイシートにおいては、レンズ同士の重なりが多くなり、依然として、視野角分布を充分に大きくすることができなかった。
そして、特許文献２に記載のマイクロレンズ基板を用いたスクリーンは、構造が複雑で高価になるという問題点を有していた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３１５０６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平４−３７２９３９号公報（特許請求の範囲）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、好適な視野角分布を有するマイクロレンズ基板を提供すること、前記マイクロレンズ基板の製造に好適に用いることができるマイクロレンズ用凹部付き基板を提供すること、該マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を提供すること、また、前記マイクロレンズ基板を備えた透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法は、基板上にマスクを形成するマスク形成工程と、
前記マスクに複数の初期孔を形成する初期孔形成工程と、
前記初期孔が形成された前記マスクを用いてエッチングを施し、前記基板上に、長円形状の複数のマイクロレンズ用凹部を形成するエッチング工程とを有することを特徴とする。
これにより、好適な視野角分布を有するマイクロレンズ基板の製造に好適に用いることができるマイクロレンズ用凹部付き基板を提供することができる。
【０００７】
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記初期孔は、レーザ光の照射により形成することが好ましい。
これにより、所望の形状、大きさの初期孔を精確に形成することができる。その結果、マイクロレンズ用凹部の形状、大きさも精確に制御することができる。本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記初期孔は、前記長円形の長手方向と略平行な方向に直線状に形成されたものであることが好ましい。
これにより、長円形状のマイクロレンズ用凹部をより確実に形成することができる。
【０００８】
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記マスクは、主として酸化Ｃｒで構成されたものであることが好ましい。
これにより、初期孔形成工程においては初期孔を容易に形成できるとともに、エッチング工程においては基板をより確実に保護することができる。
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記マスクの平均厚さが０．０５〜１．０μｍであることが好ましい。
これにより、初期孔形成工程においては初期孔を容易に形成できるとともに、エッチング工程においては基板を十分に保護することができる。
【０００９】
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記初期孔形成工程において、前記基板の表面の少なくとも一部に、初期凹部および／またはレーザ光の照射によりダメージを受けたダメージ部を形成することが好ましい。
これにより、マイクロレンズ用凹部をより効率良く形成することができる。
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記エッチング工程はウェットエッチングにより行うものであることが好ましい。
これにより、マイクロレンズの形成に好適な曲面部を有する凹部を、容易かつ確実に形成することができる。
【００１０】
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記ウェットエッチングは、エッチング液として一水素二フッ化アンモニウム溶液を用いて行うものであることが好ましい。
４ｗｔ％以下の一水素二フッ化アンモニウムは毒劇物ではないため、工程を安全に行うことができる。
【００１１】
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法では、さらに、前記マスクを除去するマスク除去工程を有することが好ましい。
これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板をマイクロレンズ基板の製造に、より好適に用いることができる。
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記基板は、ソーダガラスで構成されたものであることが好ましい。
これにより、加工が容易であるとともに好適な光学特性を有するマイクロレンズ用凹部付き基板が得られる。
【００１２】
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法では、前記マイクロレンズ用凹部の短軸方向に沿って、複数個の前記マイクロレンズ用凹部がほぼ等間隔に配列された第１の行と、
前記第１の行に隣接し、かつ、前記マイクロレンズ用凹部の短軸方向に沿って、複数個の前記マイクロレンズ用凹部がほぼ等間隔に配列された第２の行とを有しており、
前記第１の行と、前記第２の行とが半ピッチずれていることが好ましい。
これにより、基板上でマイクロレンズ用凹部の占める割合を高めることができる。
【００１３】
本発明の凹部付き基板の製造方法では、前記マイクロレンズ用凹部付き基板を平面視したときに、前記マイクロレンズ用凹部が形成されている有効領域において、前記マイクロレンズ用凹部が占める面積の割合が９０％以上であることが好ましい。
これにより、光源からの光が拡散するのを効果的に防止することができ、また、直接スクリーンを通過した光で、ギラギラしたり、光源が見えたりすることも効果的に防止される。
【００１４】
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板は、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法により製造され、複数の長円形状のマイクロレンズ用凹部を有することを特徴とする。
これにより、好適な視野角分布を有するマイクロレンズ基板の製造に好適に用いることができるマイクロレンズ用凹部付き基板を生産性良く得ることができる。特に、比較的大面積のマイクロレンズ用凹部付き基板を容易かつ安価に得ることができる。
【００１５】
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板は、マイクロレンズ用凹部付き基板の面方向に、複数個のマイクロレンズ用凹部が形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板であって、
前記マイクロレンズ用凹部は平面視で長円形状を成すことを特徴とする。
これにより、好適な視野角分布を有するマイクロレンズ基板の製造に好適に用いることができるマイクロレンズ用凹部付き基板を提供することができる。
本発明のマイクロレンズ基板は、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて製造され、複数の長円形状のマイクロレンズを有することを特徴とする。
これにより、好適な視野角分布を有するマイクロレンズ基板を提供することができる。
【００１６】
本発明のマイクロレンズ基板は、マイクロレンズ基板の面方向に、複数個のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズ基板であって、
前記マイクロレンズは、平面視で長円形状を成すことを特徴とする。
これにより、好適な視野角分布を有するマイクロレンズ基板を提供することができる。
【００１７】
本発明のマイクロレンズ基板では、前記マイクロレンズの短軸方向の長さは、１０〜５００μｍであることが好ましい。
これにより、例えば、投影される画像において十分な解像度を保持しつつ、透過型スクリーンの生産性をさらに高めることができる。
本発明のマイクロレンズ基板では、前記マイクロレンズの長軸方向の長さは、１０〜１５００μｍであることが好ましい。
これにより、例えば、投影される画像において十分な解像度を保持しつつ、透過型スクリーンの生産性をさらに高めることができる。
【００１８】
本発明のマイクロレンズ基板では、前記マイクロレンズの短軸方向の長さをＬａ［μｍ］、前記マイクロレンズの長軸方向の長さをＬｂ［μｍ］としたとき、１＜Ｌｂ／Ｌａ≦３の関係を満足することが好ましい。
これにより、マイクロレンズ基板は、より好適な視野角分布を有するものとなる。
【００１９】
本発明のマイクロレンズ基板では、前記マイクロレンズの短軸方向に沿って、複数個の前記マイクロレンズがほぼ等間隔に配列された第１の行と、
前記第１の行に隣接し、かつ、前記マイクロレンズの短軸方向に沿って、複数個の前記マイクロレンズがほぼ等間隔に配列された第２の行とを有しており、
前記第１の行と、前記第２の行とが半ピッチずれていることが好ましい。
これにより、マイクロレンズ基板上でマイクロレンズの占める割合を高めることができる。
【００２０】
本発明の透過型スクリーンは、本発明のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする。
これにより、好適な視野角分布を有する透過型スクリーンを提供することができる。
本発明の透過型スクリーンは、光の出射面側表面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出射面側に配置された本発明のマイクロレンズ基板とを備えたことを特徴とする。
これにより、好適な視野角分布を有するとともに、モアレの発生が抑制された透過型スクリーンを提供することができる。
【００２１】
本発明の透過型スクリーンは、光の出射面側表面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出射面側に配置された本発明のマイクロレンズ基板と、
前記フレネルレンズ部と前記マイクロレンズ基板との間に配置された光拡散部とを備えたことを特徴とする。
これにより、好適な視野角分布を有するとともに、モアレの発生が抑制された透過型スクリーンを提供することができる。
【００２２】
本発明の透過型スクリーンでは、前記光拡散部は、略表面で光拡散する光拡散部であることが好ましい。
これにより、光拡散部を構成する基材の厚みを薄くしても光拡散機能の低下を防止することができるため、光拡散部を構成する基材の厚みを薄くすることができる。このため、フレネルレンズ部とマイクロレンズ基板との距離を短くすることができ、内部拡散によるゴーストの発生、コントラスト低下、透過率の低下を抑制することができる。また、光拡散部を構成する基材の厚みを薄くすることでフレネルレンズ部とマイクロレンズ基板との距離を広げすぎないようにして解像度の劣化を十分に防止することができる。
【００２３】
本発明の透過型スクリーンでは、前記光拡散部のヘイズ値は５〜９５％であることが好ましい。
これにより、各マイクロレンズに入射される光（強度、角度、位相等）の規則性を十分に低下させて、回折光やモアレの発生を十分に抑制しつつ、スクリーンに投影される画像において、にごりやボケの発生を十分に防止・抑制することができる。
【００２４】
本発明の透過型スクリーンでは、前記光拡散部の光沢度は５〜４０％であることが好ましい。
これにより、それぞれのレンズが一定の間隔で規則的に配置されたフレネルレンズ部とマイクロレンズ基板とを重ね合わせることで生じる規則的な干渉パターンの発生を十分に抑制して、回折光やモアレの発生を十分に防止・抑制しつつ、スクリーンに投影される画像におけるざらつき感やボケの発生を十分に防止・抑制することができる。
【００２５】
本発明の透過型スクリーンでは、前記光拡散部の表面は略錐状の凹凸形状を有していることが好ましい。
これにより、回折光やモアレの発生をより効果的に防止・抑制することができる。
本発明の透過型スクリーンでは、前記光拡散部は一方の表面が粗面化された樹脂シートであることが好ましい。
これにより、回折光やモアレの発生をより効果的に防止・抑制することができる。
本発明の透過型スクリーンでは、前記マイクロレンズは、長手方向をスクリーンの縦方向に向けて配列されていることが好ましい。
これにより、スクリーンの水平方向における視野角を広くすることができる。
【００２６】
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、好適な視野角分布を有するリア型プロジェクタを提供することができる。
本発明のリア型プロジェクタは、本発明の投写光学ユニットと、導光ミラーと、本発明の透過型スクリーンとを備えたことを特徴とする。
これにより、好適な視野角分布を有するリア型プロジェクタを提供することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を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。
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板およびマイクロレンズ基板は、それぞれ、個別基板とウエハーの双方を含むものとする。
図１は、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板を示す模式的な平面図、図２は、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板を示す模式的な縦断面図である。図３は、本発明のマイクロレンズ基板を示す模式的な縦断面図である。なお、図１〜図３は、マイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板を模式的に示す図であり、実際の寸法を反映するものではない（後述する図４〜図１１についても同様）。すなわち、マイクロレンズ用凹部付き基板２、マイクロレンズ基板１に対する、凹部３、マイクロレンズ８等の大きさが実際より大きくなるように示している。
【００２８】
図１および図２に示すように、マイクロレンズ用凹部付き基板２では、長円形状（楕円形状、小判形形状）の凹部（マイクロレンズ用凹部）３を複数有している。
凹部３の短軸方向の長さ（基板の主面方向に略平行な方向で、かつ、長手方向に対して垂直な方向の長さ）は、特に限定されないが、１０〜５００μｍであるのが好ましく、３０〜３００μｍであるのがより好ましく、７０〜２００μｍであるのがさらに好ましい。凹部３の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、マイクロレンズ用凹部付き基板２をマイクロレンズ基板１の製造に用いた場合、該マイクロレンズ基板１を有するスクリーン（特に、後述するような透過型スクリーン２００）に投影される画像において十分な解像度を得ることができるとともに、マイクロレンズ用凹部付き基板２の生産性をさらに高めることができる。
【００２９】
凹部３の長軸方向の長さ（凹部３の長手方向の長さ）は、特に限定されないが、１０〜１５００μｍであるのが好ましく、３０〜９００μｍであるのがより好ましく、７０〜６００μｍであるのがさらに好ましい。凹部３の長軸方向の長さが前記範囲内の値であると、マイクロレンズ用凹部付き基板２をマイクロレンズ基板１の製造に用いた場合、該マイクロレンズ基板１を有するスクリーン（特に、後述するような透過型スクリーン２００）に投影される画像において十分な解像度を得ることができるとともに、マイクロレンズ用凹部付き基板２の生産性をさらに高めることができる。
【００３０】
また、凹部３の短軸方向の長さをＬａ’［μｍ］、凹部３の長軸方向の長さをＬｂ’［μｍ］としたとき、１＜Ｌｂ’／Ｌａ’≦３の関係を満足するのが好ましく、１．１≦Ｌｂ’／Ｌａ’≦２の関係を満足するのがより好ましく、１．２≦Ｌｂ’／Ｌａ’≦１．５の関係を満足するのがさらに好ましい。上記のような関係を満足することにより、後述するマイクロレンズ基板１において、マイクロレンズ８の短軸方向の長さと長軸方向の長さとの比を最適な値にすることができる。その結果、マイクロレンズ用凹部付き基板２を用いて製造されるマイクロレンズ基板１を、より好適な視野角分布を有するものとすることができる。
【００３１】
また、図示の構成では、複数個の凹部３がその短軸方向に沿って配列された第１の行３１と、第１の行３１に隣接し、かつ、複数個の凹部３がその短軸方向に沿って配列された第２の行３２とを有しており、第１の行３１を構成する凹部３の長軸と、第２の行３２を構成する凹部３の長軸とが、同一直線上には存在しないように配されている。すなわち、図示の構成では、凹部３の短軸方向に沿って、複数個の凹部３がほぼ等間隔に配列された第１の行３１と、第１の行３１に隣接し、かつ、凹部３の短軸方向に沿って、複数個の凹部３がほぼ等間隔に配列された第２の行３２とを有しており、第１の行３１と、第２の行３２とが半ピッチずれている。これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板２上で凹部３の占める割合を高めることができる。その結果、このようなマイクロレンズ用凹部付き基板２を用いて製造されるマイクロレンズ基板１の光学特性を特に優れたものとし、さらなる高輝度化を図ることができる。
【００３２】
また、凹部３は、マイクロレンズ用凹部付き基板２の各部位において、実質的に均一な形状、大きさを有するものであってもよいし、形成された部位により、形状、大きさ等が異なるものであってもよい。凹部３の形状、大きさが各部位で異なるものであると、基板の各部位に応じて視野角分布をより好適に調整することができる。より具体的には、マイクロレンズ基板１を後述するようなスクリーンに用いた場合に、スクリーンの場所に応じた視野角の調整が可能となり、スクリーン全体としての視野角分布をより均一なものとすることができる。
【００３３】
また、各凹部３の長手方向（長軸方向）は、マイクロレンズ用凹部付き基板２の各部位において、実質的に同一の方向であってもよいし、形成された部位により異なるものであってもよい。凹部３の長手方向が各部位で異なるものであると、基板の各部位に応じて視野角分布をより好適に調整することができる。より具体的には、マイクロレンズ基板１を後述するようなスクリーンに用いた場合に、スクリーンの場所に応じた視野角の調整が可能となり、スクリーン全体としての視野角分布をより均一なものとすることができる。
上記のようなマイクロレンズ用凹部付き基板２を用いることにより、図３（および後述する図１０）に示すような、長円形状のマイクロレンズを有するマイクロレンズ基板１を得ることができる。マイクロレンズ基板１については、後に詳述する。
【００３４】
次に、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法の一例について、図４〜図６を参照しながら詳細に説明する。図４〜図６は、マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
まず、マイクロレンズ用凹部付き基板２を製造するに際し、基板５を用意する。
この基板５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５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。
【００３５】
基板５の構成材料は、特に限定されず、例えば、無アルカリガラス、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、ホウ珪酸ガラス等が挙げられる。マイクロレンズ用凹部付き基板２を用いて、図３、図１０に示すような構成のマイクロレンズ基板１を製造する場合においては、基板５の構成材料としては、無アルカリガラス、ソーダガラス、結晶性ガラス（例えば、ネオセラム等）が好ましい。無アルカリガラス、ソーダガラス、結晶性ガラスは、加工が容易であるとともに、得られる凹部付き基板を好適な光学的特性を有するものとすることができる。また、無アルカリガラス、ソーダガラス、結晶性ガラスは、比較的安価であり、製造コストの面からも有利である。
【００３６】
基板５の厚さは、基板５を構成する材料、屈折率等の種々の条件により異なるが、通常、０．３〜２０ｍｍ程度であるのが好ましく、２〜８ｍｍ程度であるのがより好ましい。厚さをこの範囲内とすると、必要な光学特性を備えたコンパクトなマイクロレンズ用凹部付き基板２を得ることができる。
＜１＞図４（ａ）に示すように、用意した基板５の表面に、マスク６を形成する（マスク形成工程）。また、これとともに、基板５の裏面（マスク６を形成する面と反対側の面）に裏面保護膜６９を形成する。もちろん、マスク６および裏面保護膜６９は同時に形成することもできる。
【００３７】
マスク６は、後述する工程＜２＞において、初期孔６１を好適に形成することができるとともに、後述する工程＜３＞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６は、エッチングレートが、基板５と略等しいか、または、基板５に比べて小さくなるように構成されるのが好ましい。かかる観点からは、このマスク６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６を、Ｃｒ（または酸化Ｃｒ）／Ａｕ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。
【００３８】
マスク６の形成方法は特に限定されないが、マスク６を、Ｃｒ、Ａｕ等の金属材料や金属酸化物（例えば、酸化Ｃｒ）から構成する場合、マスク６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６をシリコンから構成する場合、マスク６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。
【００３９】
マスク６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６１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５をより確実に保護することができる。また、マスク６が主として酸化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ニウム（ＮＨ_４ＨＦ_２）を用いることができる。一水素二フッ化アンモニウムは毒劇物ではないため、作業中の人体や環境への影響をより確実に防止することができる。なお、マスク６が主として酸化Ｃｒで構成されるものである場合、例えば、まず、酸化Ｃｒ膜を形成し、その後、少なくともその表面にＣｒ膜を形成することにより、マスク６としてもよい。無論、逆構成でＣｒ膜を形成し、その後、少なくとも表面付近を酸化して、酸化Ｃｒを形成しても良い。
【００４０】
マスク６の厚さは、マスク６を構成する材料によっても異なるが、０．０５〜２．０μｍ程度が好ましく、０．１〜０．５μｍ程度がより好ましい。厚さが前記下限値未満であると、後述する工程＜３＞でウェットエッチングを施す際に、基板５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、前記上限値を超えると、マスク６の構成材料等によっては、マスク６の内部応力によりマスク６が剥がれ易くなる場合がある。
【００４１】
なお、裏面保護膜６９は、次工程以降で基板５の裏面を保護するためのものである。この裏面保護膜６９により、基板５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６９は、例えば、マスク６と同様の材料で構成されている。このため、裏面保護膜６９は、マスク６の形成と同時に、マスク６と同様に設けることができる。
【００４２】
＜２＞次に、図４（ｂ）に示すように、マスク６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６１を形成する（初期孔形成工程）。
本実施形態では、初期孔６１の形成をレーザ光の照射により行う。これにより、複数個（多数個）の凹部（マイクロレンズ用凹部）を有するマイクロレンズ用凹部付き基板を生産性良く製造することができる。特に、大面積のマイクロレンズ用凹部付き基板にも簡単に凹部を形成することができる。また、所望のパターンで配置された凹部を容易かつ確実に形成することができる。なお、初期孔の形成は、いかなる方法で行われるものであってもよいが、本実施形態のように、レーザ光の照射により初期孔を形成すると、ドリル刃やルーター刃を用いた切削により形成する場合に比べて、初期孔や後述するマイクロレンズの大きさ、形状等を精確にコントロールすることができる。特に、本発明ではマイクロレンズの形状が（通常の円形のマイクロレンズとは異なり）長円形であるため、切削では最終的に形成されるマイクロレンズの形状を十分に制御することが極めて困難であるのに対し、レーザ光の照射により初期孔を形成した場合、容易かつ確実にマイクロレンズの形状をコントロールすることができる。また、このような、初期孔の形成をレーザ光の照射により行うことによる効果（メリット）は、マイクロレンズの大きさ（短軸方向の長さおよび長軸方向の長さ）が後述するように十分に小さいものである場合に特に顕著なものとなる。
また、本実施形態においては、初期孔６１は、形成されるべき凹部３の長手方向と略平行な方向に直線状に形成されたものである。これにより、長円形状の凹部３をより確実に形成することができる。
【００４３】
また、マスク６に初期孔６１を形成するとき、図４（ｂ）に示すように、マスク６だけでなく基板５の表面の一部も同時に除去し、初期凹部５１を形成してもよい。これにより、後述する工程＜３＞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５１の深さの調整により、凹部３の深さ（レンズの最大厚さ）をより確実に調整することもできる。初期凹部５１の深さは、特に限定されないが、４５．０μｍ以下とするのが好ましく、５μｍ以下とするのがより好ましく、０．０５〜０．５μｍ程度とするのがさらに好ましい。なお、初期凹部５１の深さは、実際の穴が形成されなくてもレーザ光でダメージを受けた部位（ダメージ部）の深さと考えても良い。また、凹部及びダメージ部は、基板表面の面積が広く、深さとともに狭くなる。
このように、レーザ光の照射によりマスクに初期孔を形成することで、簡単かつ安価にマスク６に開口部（初期孔６１）を形成することができる。また、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。
【００４４】
＜３＞次に、図５（ｃ）および（ｄ）に示すように、マスク６を用いて基板５にエッチングを施し、基板５上に多数の凹部３を形成する（エッチング工程）。エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。以下の説明では、ウェットエッチングを用いる場合を例に挙げて説明する。
【００４５】
初期孔６１が形成されたマスク６で被覆された基板５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５（ｃ）および（ｄ）に示すように、基板５は、マスク６が存在しない部分、すなわち初期孔６１より食刻され、基板５上に多数の凹部３が形成される。上述したように、本実施形態では、マスク６に形成された初期孔６１が直線状であるため、形成される凹部３を、容易かつ確実に長円形状のものとすることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、工程＜２＞でマスク６に初期孔６１を形成した際に、基板５の表面に初期凹部５１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３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５をより選択的に食刻することができ、凹部３を好適に形成することができる。
【００４７】
マスク６が主として酸化Ｃｒ（または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、一水素二フッ化アンモニウム溶液が特に好適である。４ｗｔ％以下の一水素二フッ化アンモニウム溶液は毒劇物ではないため、作業中の人体や環境への影響を防止することができる。
また、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用凹部付き基板２を提供することができる。
【００４８】
＜４＞次に、図６（ｅ）に示すように、マスク６を除去する（マスク除去工程）。また、この際、マスク６の除去とともに、裏面保護膜６９も除去する。
マスク６が主としてＣｒで構成されたものである場合、マスク６の除去は、例えば、硝酸第二セリウムと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。
【００４９】
以上により、図６（ｅ）、図１および図２に示すように、基板５上に多数の長円形状の凹部３が形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板２が得られる。
凹部３は、比較的緻密に形成されているのが好ましい。具体的には、マイクロレンズ用凹部付き基板２を平面視したときに、凹部３が形成されている有効領域において、凹部３が占める面積の割合が９０％以上であるのが好ましく、９６％以上であるのがより好ましい。凹部３が占める面積の割合が９０％以上であると、凹部以外を通過する直射光をより少なくすることができ、光利用率をさらに向上させることができる。
【００５０】
なお、上記では説明を省略したが、図６（ｅ）および図１に示すように、基板５上にアライメントマーク４を設けてもよい。このアライメントマーク４は、前記マイクロレンズ基板１や、マイクロレンズ基板１を用いて様々なものを製造する際に、位置決めの指標とされる。
アライメントマーク４の形成位置は特に限定されないが、例えば、図１に示すように、アライメントマーク４を凹部３の形成領域外に形成することができる。
【００５１】
アライメントマーク４は、マイクロレンズ用凹部付き基板２上に複数箇所設けるのが好ましい。特に、アライメントマーク４はマイクロレンズ用凹部付き基板２の角部に複数箇所設けるのが好ましい。これにより、位置決めをより容易に行うことができるようになる。
図１は、アライメントマーク４を十字型にした例を示している。アライメントマーク４の形状は、特に限定されないが、図１に示すように、角を形成する角部４１を有しているのが好ましい。このようにアライメントマーク４が角部４１を有していると、位置決めをより正確に行うことができるようになる。
【００５２】
さらには、図１に示すように、アライメントマーク４は、その中心部位を示すマーク（図１では円形の開口４４）を有しているのが好ましい。これにより、位置決めの精度をさらに向上させることができる。
また、アライメントマーク４の構成（構造）や形成方法は、特に限定されず、例えば、図６（ｅ）や図１に示すように、基板５上に層を形成することにより、アライメントマークを設けてもよく、また、基板５上に、凹部３とは異なる形状を有する窪みを、アライメントマークとして設けてもよい。
【００５３】
なお、上述した実施形態では、マイクロレンズ用凹部付き基板２の凹部３を形成する領域外にアライメントマーク４を形成したが、凹部３を形成する領域内にアライメントマーク４を形成してもよいことは言うまでもない。
このアライメントマーク４は、マイクロレンズ用凹部付き基板２を用いて種々のものを組み立てるとき、様々な位置決めに用いることができる。
【００５４】
次に、上述したようなマイクロレンズ用凹部付き基板２を用いて、マイクロレンズ基板を製造する方法について、図７を参照しながら説明する。図７は、マイクロレンズ基板の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
なお、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板およびマイクロレンズ基板は、以下に述べる透過型スクリーンやリア型プロジェクタ以外にも、例えば、液晶表示装置（液晶パネル）、有機または無機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：エレクトロルミネッセンス）表示装置、ＣＣＤ、光通信素子等の各種電気光学装置、その他の装置等に用いることができるのは言うまでもない。
【００５５】
＜５＞まず、図７（ｆ）に示すように、カバーガラス１３を、接着剤を介して、マイクロレンズ用凹部付き基板２の凹部３が形成された面に接合する。
この接着剤が硬化する（固化する）ことにより、樹脂層（接着剤層）１４が形成される。また、これにより、樹脂層１４に、凹部３に充填された樹脂で構成され、凸レンズとして機能するマイクロレンズ８が形成される。
なお、この接着剤には、基板５の屈折率よりも高い屈折率（例えばｎ＝１．６０程度）の光学接着剤等が好適に用いられる。
【００５６】
＜６＞次に、図７（ｇ）に示すように、カバーガラス１３の厚さを薄くする。これは、カバーガラス１３に、例えば、研削、研磨、エッチング等の処理を施すことにより行うことができる。
カバーガラス１３の厚さは、特に限定されないが、必要な光学特性を備えたマイクロレンズ基板１を得る観点から、１０〜１０００μｍ程度が好ましく、２０〜１５０μｍ程度がより好ましい。
【００５７】
なお、積層したカバーガラス１３が、以降の工程を行うのに最適な厚さの場合には、本工程は行わなくてもよい。
これにより、図３に示すような、複数の長円形状のマイクロレンズ８を有するマイクロレンズ基板１が得られる。
特に、上記のような方法によると、容易に大型のマイクロレンズ基板１を製造することができる。これにより、貼り合わせの繋ぎ目のない、高品質の大型スクリーンを製造することができる。
【００５８】
このようにして得られるマイクロレンズ基板１は、前述したマイクロレンズ用凹部付き基板２の凹部３に対応する形状、大きさのマイクロレンズ８を有するものとなる（図１参照）。
すなわち、図１、図２に示すようなマイクロレンズ用凹部付き基板２を用いて製造されるマイクロレンズ基板１は、複数の長円形状（楕円形状、小判形形状）のマイクロレンズ８を有するものとなる。これにより、マイクロレンズ基板１は、好適な視野角分布を有するものとなる。
【００５９】
マイクロレンズ８の短軸方向の長さ（基板の主面方向に略平行な方向で、かつ、長手方向に対して垂直な方向の長さ）は、特に限定されないが、１０〜５００μｍであるのが好ましく、３０〜３００μｍであるのがより好ましく、１００〜２００μｍであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ８の短軸方向の長さが前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板１をスクリーン（特に、後述するような透過型スクリーン２００）の製造に用いる場合、スクリーンに投影される画像において十分な解像度を得ることができるとともに、マイクロレンズ基板１の生産性をさらに高めることができる。
【００６０】
マイクロレンズ８の長軸方向の長さ（凹部３の長手方向の長さ）は、特に限定されないが、１０〜１５００μｍであるのが好ましく、３０〜９００μｍであるのがより好ましく、７０〜６００μｍであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ８の長軸方向の長さが前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板１をスクリーン（特に、後述するような透過型スクリーン２００）の製造に用いる場合、スクリーンに投影される画像において十分な解像度を得ることができるとともに、マイクロレンズ基板１の生産性をさらに高めることができる。
【００６１】
また、マイクロレンズ８の短軸方向の長さをＬａ［μｍ］、マイクロレンズ８の長軸方向の長さをＬｂ［μｍ］としたとき、１＜Ｌｂ／Ｌａ≦３の関係を満足するのが好ましく、１．１≦Ｌｂ／Ｌａ≦２の関係を満足するのがより好ましく、１．２≦Ｌｂ／Ｌａ≦１．５の関係を満足するのがさらに好ましい。上記のような関係を満足することにより、マイクロレンズ基板１を、より好適な視野角分布を有するものとすることができる。
【００６２】
また、本実施形態のマイクロレンズ基板１では、複数個のマイクロレンズ８がその短軸方向に沿って配列された第１の行８１と、第１の行８１に隣接し、かつ、複数個のマイクロレンズ８がその短軸方向に沿って配列された第２の行８２とを有しており、第１の行８１を構成するマイクロレンズ８の長軸と、第２の行８２を構成するマイクロレンズ８の長軸とが、同一直線上には存在しないように配されている。すなわち、マイクロレンズ８の短軸方向に沿って、複数個のマイクロレンズ８がほぼ等間隔に配列された第１の行８１と、第１の行８１に隣接し、かつ、マイクロレンズ８の短軸方向に沿って、複数個のマイクロレンズ８がほぼ等間隔に配列された第２の行８２とを有しており、第１の行８１と、第２の行８２とが半ピッチずれている（図１参照）。これにより、マイクロレンズ基板１上でマイクロレンズ８の占める割合を高めることができる。その結果、マイクロレンズ基板１の光学特性を特に優れたものとし、さらなる高輝度化を図ることができる。
【００６３】
また、マイクロレンズ８は、マイクロレンズ基板１の各部位において、実質的に均一な形状、大きさを有するものであってもよいし、形成された部位により、形状、大きさ等が異なるものであってもよい。マイクロレンズ８の形状、大きさが各部位で異なるものであると、基板の各部位に応じて視野角分布をより好適に調整することができる。より具体的には、マイクロレンズ基板１を後述するようなスクリーンに用いた場合に、スクリーンの場所に応じた視野角の調整が可能となり、スクリーン全体としての視野角分布をより均一なものとすることができる。
【００６４】
また、各マイクロレンズ８の長手方向（長軸方向）は、マイクロレンズ基板１の各部位において、実質的に同一の方向であってもよいし、形成された部位により異なるものであってもよい。マイクロレンズ８の長手方向が各部位で異なるものであると、基板の各部位に応じて視野角分布をより好適に調整することができる。より具体的には、マイクロレンズ基板１を後述するようなスクリーンに用いた場合に、スクリーンの場所に応じた視野角の調整が可能となり、スクリーン全体としての視野角分布をより均一なものとすることができる。
【００６５】
また、本発明のマイクロレンズ基板は、上述したような長円形状のマイクロレンズ以外のレンズ（例えば、円形のマイクロレンズ、レンチキュラレンズ等）を有するものであってもよいが、全レンズの形成領域中に占める長円形状のマイクロレンズの面積の割合が、５０％以上であるのが好ましく、７０％以上であるのがより好ましく、９０％以上であるのがさらに好ましい。これにより、前述した効果はさらに顕著なものとなる。
【００６６】
なお、前記マイクロレンズ基板の製造方法の説明においては、マイクロレンズ用凹部付き基板２の凹部３に樹脂を充填してカバーガラス１３で挟み込み、該樹脂でマイクロレンズ８を構成した場合を例に挙げて説明したが、マイクロレンズ用凹部付き基板２を型として用いた２Ｐ法（フォトポリマゼーション）によってマイクロレンズ基板１を製造することもできる。
【００６７】
以下、２Ｐ法によるマイクロレンズ基板の製造方法を、図８、図９を参照しながら説明する。図８、図９は、マイクロレンズ基板の他の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
まず、図８（ａ）に示すように、上記の方法によって製造された、マイクロレンズ用の凹部３が形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板２を準備する。本方法では、この凹部３が形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板２を型として用いる。これら凹部３に樹脂が充填されることにより、マイクロレンズ８が形成される。なお、凹部３の内面には、例えば離型剤等が塗布されていてもよい。そして、このマイクロレンズ用凹部付き基板２を、例えば凹部３が鉛直上方に開放するように設置する。
【００６８】
＜Ｃ１＞次に、凹部３が形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板２上に、樹脂層１４１（マイクロレンズ８）を構成することとなる未硬化の樹脂を供給する。
＜Ｃ２＞次に、かかる樹脂に透明基板５３を接合し、押圧・密着させる。
＜Ｃ３＞次に、前記樹脂を硬化させる。この硬化方法は、樹脂の種類によって適宜選択され、例えば、紫外線照射、加熱、電子線照射等が挙げられる。
これにより、図８（ｂ）に示すように、樹脂層１４１が形成され、また、凹部３内に充填された樹脂により、マイクロレンズ８が形成される。
【００６９】
＜Ｃ４＞次に、図８（ｃ）に示すように、型であるマイクロレンズ用凹部付き基板２をマイクロレンズ８から取り外す。このようにして、マイクロレンズ用凹部付き基板２から取り外された、マイクロレンズ８が形成された樹脂層１４１を、そのままスクリーンとして用いても良いが、例えば、以下に説明するような＜Ｃ５＞〜＜Ｃ７＞のような処理を、さらに施しても良い。
【００７０】
＜Ｃ５＞次に、図９（ｄ）に示すように、例えばマイクロレンズ８が鉛直上方に向くように透明基板５３を設置した後、樹脂層１４２を構成することとなる未硬化の樹脂を、マイクロレンズ８上に供給する。この供給方法としては、例えば、スピンコート等の塗布法、平板の型等を使った２Ｐ法等が挙げられる。
＜Ｃ６＞次に、図１０に示すように、基板（ガラス層）５４をかかる樹脂に接合し、押圧・密着させた後、かかる樹脂を硬化させ、樹脂層１４２を形成する。基板５４の構成材料としては、例えば、前述した基板５と同様の構成材料等が挙げられる。
【００７１】
＜Ｃ７＞その後、必要に応じ、基板５４の厚さを研削、研磨等により調整してもよい。
これにより、図１０に示すような、多数の長円形状のマイクロレンズ８を有するマイクロレンズ基板１が得られる。
なお、前述した実施形態では、裏面保護膜６９を除去するものとして説明したが、裏面保護膜６９が実質的に透明なものであったり、また、得られる凹部付き基板を型として使用する場合には、必ずしも裏面保護膜６９は除去しなくてもよい。
【００７２】
また、前述した実施形態では、裏面保護膜６９を設けて凹部３を形成する方法について説明したが、裏面保護膜６９を設けずに凹部３を形成する方法であってもよい。
また、上述した説明では、１枚のマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて構成された平凸レンズ（平凸型マイクロレンズ）を備えたマイクロレンズ基板を用いているが、本発明のマイクロレンズ基板は、これに限定されるものではない。例えば、２枚のマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて両凸レンズを備えたマイクロレンズ基板を構成することもできる。
【００７３】
また、以上の説明では、マイクロレンズ用凹部付き基板２として、ガラス基板を用いているが、本発明では、前記基板５の構成材料は、ガラスに限定されず、例えば、金属や樹脂等であってもよい。また、基板５は、凹部付き基板としたときに、実質的に透明とすることができるものであるのが好ましいが、例えば、前述した２Ｐ法のように、マイクロレンズ用凹部付き基板２を型として用いる場合等は、基板５として光の透過率が低いものを用いてもよい。
【００７４】
また、以上の説明では、長円形状のマイクロレンズ（凹部）が、規則正しく（形状、大きさ、方向等）配置されているものとして説明したが、マイクロレンズ基板上において、マイクロレンズがランダムに配置されていてもよい。これにより、モアレ等の発生を効果的に防止することができる。同様に、マイクロレンズ用凹部付き基板上において、凹部がランダムに配置されていてもよい。
【００７５】
次に、図３に示したマイクロレンズ基板１を用いた透過型スクリーンについて、図１１、図１２を参照しながら説明する。図１１は、本発明の透過型スクリーンの光学系を模式的に示す縦断面図、図１２は、図１１に示す透過型スクリーンの分解斜視図である。なお、図１１中においては、マイクロレンズ基板１を簡略化して示した。すなわち、図１１中においては、マイクロレンズ基板１として、樹脂層１４のみを示し、マイクロレンズ用凹部付き基板２やカバーガラス１３等は省略して示した。
【００７６】
この透過型スクリーン２００は、出射面側表面にフレネルレンズが形成されたフレネルレンズ部２１０と、フレネルレンズ部２１０の出射面側に配置され入射面側表面に多数のマイクロレンズ８が形成されたマイクロレンズ基板１と、フレネルレンズ部２１０とマイクロレンズ基板１との間に配置された光拡散部２３０とを備えている。
【００７７】
このように、透過型スクリーン２００は、マイクロレンズ基板１を有している。上述したように、本発明のマイクロレンズ基板１では、マイクロレンズ８が長円形状を有しているので、視野角分布を好適に調整することができ、特に各方向からの視野角を好適なものとすることができる。これにより、表示品質の良い優れた透過型スクリーンとなる。特に、前述した実施形態では、長円形状のマイクロレンズがその長手をスクリーンの縦方向に向けて配されているので、水平方向における視野角をより広くすることができる。
【００７８】
また、上述したような方法によると、容易に大型のマイクロレンズ基板１を製造することができる。これにより、貼り合わせの繋ぎ目のない、高品質の大型スクリーンを製造することができる。
また、本実施形態のように、フレネルレンズ部２１０とマイクロレンズ基板１との間に光拡散部２３０が配置されることにより、透過型スクリーン２００の回折光やモアレの発生を、より効果的に防止・抑制することができる。すなわち、図１１に示すように、マイクロレンズ基板１の入射面側に光拡散部２３０を配置することにより、各マイクロレンズに入射される光（強度、角度、位相等）の規則性が低下し、マイクロレンズ基板１における回折光の発生が、より効果的に防止・抑制される。
【００７９】
また、図示のように、フレネルレンズ部２１０とマイクロレンズ基板１との間に光拡散部２３０を配置することにより、フレネルレンズを通過した光はいったん光拡散部２３０で拡散された後にマイクロレンズ基板１に入射されるようになる。その結果、規則的な干渉パターンの発生が防止・抑制され、フレネルレンズ部２１０とマイクロレンズ基板１におけるモアレの発生が防止・抑制される。
【００８０】
また、本実施形態の透過型スクリーン２００においては、光拡散部２３０は、一方の表面が粗面化された（略表面で光拡散する）いわゆる表面光拡散方式の樹脂シートである。このため、光拡散機能は樹脂シート表面で発揮されるため、樹脂シートを薄くしても光拡散機能の低下が防止される。このため、フレネルレンズ部２１０とマイクロレンズ基板１との間隔を短くすることができ、内部拡散によるゴーストの発生、コントラスト低下および透過率の低下を防止・抑制することができる。樹脂シートは、例えば、ブラスト処理等により粗面化された型を使用して、キャスト法や押し出し成形法により樹脂シートへの転写を行う方法により製造することができる。このような方法で製造することにより、回折光やモアレの発生が十分に防止された光拡散部を、比較的簡単な方法で製造することができる。
【００８１】
光拡散部２３０のヘイズ値（ＨＡＺＥ値：拡散透過率をＰｄ、全透過率をＰａとしたとき、（Ｐｄ／Ｐａ）×１００で表される値）は、５〜９５％であるのが好ましく、２０〜９３％であるのがより好ましく、５０〜７５％であるのがさらに好ましい。光拡散部２３０のヘイズ値が前記範囲内の値であると、各マイクロレンズ８に入射される光（強度、角度、位相等）の規則性を十分に低下させて、回折光やモアレの発生を十分に抑制しつつ、スクリーンに投影される画像において、にごりやボケの発生を十分に防止・抑制することができる。
【００８２】
また、光拡散部２３０の光沢度は、５〜４０％であるのが好ましく、１０〜３５％であるのがより好ましく、１５〜３０％であるのがさらに好ましい。光拡散部２３０の光沢度が前記範囲内の値であると、それぞれのレンズが一定の間隔で規則的に配置されたフレネルレンズ部２１０とマイクロレンズ基板１とを重ね合わせることで生じる規則的な干渉パターンの発生を十分に抑制して、回折光やモアレの発生をより効果的に防止・抑制しつつ、スクリーンに投影される画像におけるざらつき感やボケの発生を十分に防止・抑制することができる。なお、光拡散部２３０の光沢度は、入射角６０度としたとき、入射光量に対する反射光量の割合（％）で表される値である。
【００８３】
また、光拡散部２３０を構成する樹脂シートの表面は、略錐状体の凹凸形状を有しているのが好ましい。これにより、回折光やモアレの発生をより効果的に防止・抑制することができる。また、光拡散部２３０を構成する樹脂シートの表面が略錐状体の凹凸形状を有するものである場合、この略錐状体の高低差は５〜２００μｍであるのが好ましい。これにより、回折光やモアレの発生をさらに効果的に防止・抑制することができる。
【００８４】
なお、本発明の透過型スクリーンは、上述した構成に限られない。例えば、マイクロレンズ基板１の出射面側に、ブラックストライプや光拡散板や他のマイクロレンズをさらに採用した透過型スクリーンとすることもできる。
また、上述した実施形態では、光拡散板を備えた透過型スクリーンを例に挙げて説明したが、光拡散板をなくした構成とすることもできる。
【００８５】
以下、前記透過型スクリーンを用いたリア型プロジェクタについて説明する。
図１３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３３０とが筐体３４０に配置された構成を有している。
【００８６】
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３３０として、上述した視野角分布が均一な透過型スクリーン２００を用いている。このため、視野角分布が均一で表示品質の良い優れたリア型プロジェクタとなる。
以上説明したように、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板においては長円形状の凹部（マイクロレンズ用凹部）が、また、本発明のマイクロレンズ基板においては長円形状のマイクロレンズが、それぞれ、形成されているので、各方向での視野角を広くすることができる。
【００８７】
これにより、例えば本発明のマイクロレンズ基板を用いた透過型スクリーンやリア型プロジェクタは、広い視野角を有するものとなり、表示品質の良い優れたものとなる。
さらに、初期孔形成工程においてレーザ光を用いることにより、容易かつ確実に、マスクに開口部（初期孔）を形成することができる。その結果、マイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板、透過型スクリーン、リア型プロジェクタ等の生産性が向上する。
【００８８】
また、レーザ光の照射によれば、大型の基板に対する処理も容易に行うことができるので、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。これにより高品質で大型のマイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板、透過型スクリーン、リア型プロジェクタ等を簡便な方法で安価に製造することができる。
【００８９】
以上、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタについて、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、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法では、必要に応じて、任意の目的の工程を追加することもできる。
【００９０】
また、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板は、前述したような方法により製造されたものに限定されず、いかなる方法で製造されたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、マイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板において、それぞれ、凹部、マイクロレンズが規則的に配置されたものとして説明したが、凹部、マイクロレンズは、ランダムに配されたものであってもよい。
【００９１】
また、本発明の透過型スクリーン、リア型プロジェクタは、前述した実施形態のようなものに限定されず、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。例えば、本発明の透過型スクリーンは、マイクロレンズ基板１の出射面側に、ブラックストライプや光拡散板や他のレンズをさらに採用した透過型スクリーンであってもよい。また、前述した実施形態では、光拡散部として樹脂シートを設置した構成について説明したが、光拡散部は、例えば、マイクロレンズ用凹部付き基板の凹部が形成されている面とは反対側の面に粗面化処理等を施すことにより形成されたものであってもよい。すなわち、光拡散部は、マイクロレンズ用凹部付き基板（マイクロレンズ基板）と一体的に形成されたものであってもよい。
【００９２】
また、本発明のスクリーン（透過型スクリーン）、リア型プロジェクタは、前述した実施形態のような光拡散部を有していないものであっても良い。すなわち、スクリーン、リア型プロジェクタが、本発明のマイクロレンズ基板を有するものである場合、前述したような光拡散部を有していなくても、干渉縞の発生等を十分効果的に防止することができる。
【００９３】
また、上述した説明では、本発明のマイクロレンズ基板を、透過型スクリーンおよび該透過型スクリーンを備えた投射型表示装置に用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明のマイクロレンズ基板を、例えば、ＣＣＤ、光通信素子等の各種電気光学装置、液晶表示装置（液晶パネル）、有機または無機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：エレクトロルミネッセンス）表示装置、その他の装置等に用いることができるのは言うまでもない。
また、表示装置もリアプロジェクション型の表示装置（リア型プロジェクタ）に限定されず、例えば、フロントプロジェクション型の表示装置に本発明のマイクロレンズ基板を用いることができる。
【００９４】
【実施例】
（実施例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。
【００９５】
まず、基板として、１．２ｍ×０．７ｍ角、厚さ５ｍｍの無アルカリガラス基板を用意した。
この無アルカリガラス基板を、３０℃に加熱した洗浄液（一水素二フッ化アンモニウムと過酸化水素水の混合液）に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。
【００９６】
−１Ａ− 次に、この無アルカリガラス基板上に、スパッタリング法にて、総厚さ０．１６μｍの酸化Ｃｒ膜とＣｒ膜（マスクおよび裏面保護膜）を形成した。
−２Ａ− 次に、マスクに対してレーザ光を照射することにより、マスクの中央部１１３ｃｍ×６５ｃｍの範囲に多数の初期孔を形成した。初期孔は、長さ：１０μｍ、幅：５μｍの略直線状となるように形成した。
なお、レーザ光の照射は、ＹＡＧレーザを用いて、第２高調波を使い２ｍＶという条件で行った。
また、この際、無アルカリガラス基板の表面に深さ約０．０５μｍの初期凹部およびダメージ部も形成した。
【００９７】
−３Ａ− 次に、無アルカリガラス基板にウェットエッチングを施し、無アルカリガラス基板上に、長円形状の凹部を多数形成した。
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として一水素二フッ化アンモニウムと過酸化水素水との混合水溶液を用い、浸漬時間は５時間とした。
−４Ａ− 次に、硝酸第二セリウムと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、酸化Ｃｒ膜（マスクおよび裏面保護膜）を除去した。
【００９８】
これにより、無アルカリガラス基板上に、マイクロレンズ用の多数の長円形状の凹部が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９６％であった。また、形成された凹部の短軸の長さ（平均値）は１００μｍ、凹部の長軸の長さ（平均値）は１１０μｍであった。また、得られたマイクロレンズ用凹部付き基板では、各凹部が図１に示すように配置されていた。すなわち、凹部の短軸方向に沿って、複数個の凹部がほぼ等間隔に配列された第１の行と、第１の行に隣接し、かつ、凹部の短軸方向に沿って、複数個の凹部がほぼ等間隔に配列された第２の行とを有しており、第１の行と、第２の行とが半ピッチずれていた。
【００９９】
−５Ａ− 次に、マイクロレンズ用凹部付き基板の凹部が形成された面に、紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂（屈折率１．５９）を用い、平板ガラスを接合した。
その後、平板ガラスを剥離した。
また、これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板の凹部に充填された樹脂よりなるマイクロレンズが形成された。
【０１００】
これにより、多数の長円形状のマイクロレンズが形成された１．２ｍ×０．７ｍのマイクロレンズ基板を得た。形成されたマイクロレンズの短軸の長さ（平均値）は１００μｍ、マイクロレンズの長軸の長さ（平均値）は１１０μｍであった。また、得られたマイクロレンズ基板では、各マイクロレンズが図１に示すように配置されていた。すなわち、マイクロレンズの短軸方向に沿って、複数個のマイクロレンズがほぼ等間隔に配列された第１の行と、第１の行に隣接し、かつ、マイクロレンズの短軸方向に沿って、複数個のマイクロレンズがほぼ等間隔に配列された第２の行とを有しており、第１の行と、第２の行とが半ピッチずれていた。
【０１０１】
（比較例）
工程−２Ａ−において、マスクに多数の初期孔を形成する際に、初期孔を点状となるように形成したこと以外は、前記実施例１と同様にして、マイクロレンズ用凹部付き基板を得た。
これにより、無アルカリガラス基板上に、マイクロレンズ用の多数の円形状の凹部が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。
その後、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を用いて、前記実施例１と同様にして、多数の円形状のマイクロレンズが形成された１．２ｍ×０．７ｍのマイクロレンズ基板を得た。形成されたマイクロレンズは略円形で、その平均径は１００μｍであった。
【０１０２】
（評価）
そして、前記実施例および比較例で得られたマイクロレンズ基板を用いて、図１１、図１２に示すような透過型スクリーンを作製し、当該スクリーンを用いて図１３に示すようなリア型プロジェクタを作製した。各リア型プロジェクタにおいては、いずれも、光拡散部の表面は略錐状の凹凸形状を有しており、光拡散部のヘイズ値は５０％、光拡散部の光沢度は１５％であった。光拡散部の表面に形成された略錐状の凹凸は、その高低差が平均で１００μｍであった。
【０１０３】
得られたリア型プロジェクタのスクリーンにそれぞれ画像を投射させたところ、明るい画像を表示することができた。
また、実施例のマイクロレンズ基板を用いたリア型プロジェクタでは、鉛直方向の視野角は予定通り少し狭かったが、水平方向において明るく広い視野角を有するものとなっていた。これに対し、比較例のマイクロレンズ基板を用いたリア型プロジェクタでは、水平および鉛直方向における視野角が同じ視野角であったが、明るさが充分でなかった。
【０１０４】
また、光拡散部を設けなかった以外は、前記と同様にして、透過型スクリーンを作製し、当該スクリーンを用いて図１３に示すようなリア型プロジェクタを作製した。これらのリア型プロジェクタのスクリーンに、前記と同様にして画像を投射させた。その結果、実施例のマイクロレンズ基板を用いたリア型プロジェクタでは、光拡散部を有していなくても、回折光やモアレの発生が防止されていた。これに対し、比較例のマイクロレンズ基板を用いたリア型プロジェクタでは、回折光、モアレの発生が顕著に認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板を模式的に示す縦断面図である。
【図３】本発明のマイクロレンズ基板を模式的に示す縦断面図である。
【図４】マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
【図５】マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
【図６】マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
【図７】マイクロレンズ基板の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
【図８】マイクロレンズ基板の他の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
【図９】マイクロレンズ基板の他の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
【図１０】本発明のマイクロレンズ基板を模式的に示す縦断面図である。
【図１１】本発明の透過型スクリーンの光学系を模式的に示す縦断面図である。
【図１２】図１１に示す透過型スクリーンの分解斜視図である。
【図１３】本発明のリア型プロジェクタを模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…マイクロレンズ基板２…マイクロレンズ用凹部付き基板３…凹部３１…第１の行３２…第２の行４…アライメントマーク４１…角部４４…開口５…基板５１、５２…初期凹部５３…透明基板５４…基板６…マスク６１…初期孔６９…裏面保護膜８…マイクロレンズ８１…第１の行８２…第２の行１３…カバーガラス１４…樹脂層１４１…樹脂層１４２…樹脂層２００…透過型スクリーン２１０…フレネルレンズ部２３０…光拡散部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３３０…透過型スクリーン３４０…筐体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses, a substrate with concave portions for microlenses, a microlens substrate, a transmission screen, and a rear type projector.
[0002]
[Prior art]
In recent years, demand for rear-type projectors has been increasing as a display suitable for a home theater monitor, a large-screen television, and the like.
A lenticular lens is generally used for a transmission screen used in a rear projector. In a conventional rear projector equipped with such a lenticular lens, there is a problem that the left and right viewing angles are large, but the vertical viewing angles are small (the viewing angles are biased).
[0003]
For the purpose of solving such a problem, there has been an attempt to use a microlens array sheet (microlens substrate) instead of a lenticular lens (for example, Patent Documents 1 and 2).
A screen using a microlens substrate described in Patent Literature 1 uses a microlens array sheet on which optically concave or convex microlenses having a rotationally symmetric shape are formed. In the array sheet, the overlap between the lenses increased, and the viewing angle distribution could not be sufficiently increased.
The screen using the microlens substrate described in Patent Document 2 has a problem that the structure is complicated and expensive.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-131506 A (Claims)
[Patent Document 2]
JP-A-4-372939 (Claims)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a microlens substrate having a suitable viewing angle distribution, to provide a substrate with a concave portion for a microlens which can be suitably used for manufacturing the microlens substrate, and to provide the concave portion for the microlens. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a substrate with a projection, and to provide a transmission screen and a rear projector equipped with the microlens substrate.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method of manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention includes a mask forming step of forming a mask on the substrate,
An initial hole forming step of forming a plurality of initial holes in the mask,
Etching using the mask in which the initial holes are formed to form a plurality of elliptical concave portions for microlenses on the substrate.
This makes it possible to provide a substrate with concave portions for microlenses that can be suitably used for manufacturing a microlens substrate having a suitable viewing angle distribution.
[0007]
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention, it is preferable that the initial holes are formed by irradiating a laser beam.
Thus, an initial hole having a desired shape and size can be accurately formed. As a result, the shape and size of the microlens concave portion can be accurately controlled. In the method of manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention, it is preferable that the initial hole is formed linearly in a direction substantially parallel to a longitudinal direction of the oval.
This makes it possible to more reliably form the oval microlens recess.
[0008]
In the method of manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention, it is preferable that the mask is mainly composed of Cr oxide.
Thus, the initial holes can be easily formed in the initial hole forming step, and the substrate can be more reliably protected in the etching step.
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention, it is preferable that the average thickness of the mask is 0.05 to 1.0 μm.
Thus, the initial holes can be easily formed in the initial hole forming step, and the substrate can be sufficiently protected in the etching step.
[0009]
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention, in the initial hole forming step, a damaged portion damaged by the initial concave portions and / or laser light irradiation is formed on at least a part of the surface of the substrate. Is preferred.
Thereby, the concave portion for the microlens can be formed more efficiently.
In the method of manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention, it is preferable that the etching step is performed by wet etching.
This makes it possible to easily and reliably form a concave portion having a curved surface portion suitable for forming a microlens.
[0010]
In the method of manufacturing a substrate with concave portions for microlenses according to the present invention, it is preferable that the wet etching is performed using an ammonium hydrogen difluoride solution as an etchant.
Since ammonium bifluoride of 4 wt% or less is not a poisonous substance, the process can be performed safely.
[0011]
The method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention preferably further includes a mask removing step of removing the mask.
Thereby, the substrate with concave portions for microlenses can be more suitably used for manufacturing a microlens substrate.
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention, the substrate is preferably made of soda glass.
Thereby, a substrate with concave portions for microlenses that is easy to process and has suitable optical characteristics can be obtained.
[0012]
In the method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention, a first row in which a plurality of the concave portions for microlenses are arranged at substantially equal intervals along the minor axis direction of the concave portions for microlenses,
A second row in which a plurality of the microlens recesses are arranged at substantially equal intervals along the minor axis direction of the microlens recesses adjacent to the first row. ,
It is preferable that the first row and the second row are shifted by a half pitch.
This makes it possible to increase the ratio of the microlens recesses on the substrate.
[0013]
In the method for manufacturing a substrate with concave portions according to the present invention, when the substrate with concave portions for microlenses is viewed in a plan view, the ratio of the area occupied by the concave portions for microlenses in an effective region where the concave portions for microlenses is formed is It is preferably 90% or more.
This can effectively prevent the light from the light source from diffusing, and effectively prevent the light that has passed directly through the screen from being glaring or the light source from being seen.
[0014]
The substrate with concave portions for microlenses of the present invention is manufactured by the method of manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention, and has a plurality of elliptical concave portions for microlenses.
Accordingly, a substrate with concave portions for microlenses that can be suitably used for manufacturing a microlens substrate having a suitable viewing angle distribution can be obtained with high productivity. In particular, a substrate with a concave portion for microlenses having a relatively large area can be obtained easily and inexpensively.
[0015]
The substrate with concave portions for microlenses of the present invention is a substrate with concave portions for microlenses in which a plurality of concave portions for microlenses are formed in the surface direction of the substrate with concave portions for microlenses,
The concave portion for a micro lens has an elliptical shape in plan view.
This makes it possible to provide a substrate with concave portions for microlenses that can be suitably used for manufacturing a microlens substrate having a suitable viewing angle distribution.
The microlens substrate of the present invention is manufactured using the substrate with concave portions for microlenses of the present invention, and has a plurality of elliptical microlenses.
Thereby, a microlens substrate having a suitable viewing angle distribution can be provided.
[0016]
The microlens substrate of the present invention is a microlens substrate in which a plurality of microlenses are formed in a plane direction of the microlens substrate,
The micro lens has an elliptical shape in plan view.
Thereby, a microlens substrate having a suitable viewing angle distribution can be provided.
[0017]
In the microlens substrate of the present invention, the length of the microlens in the minor axis direction is preferably 10 to 500 μm.
Thus, for example, the productivity of the transmission screen can be further increased while maintaining a sufficient resolution in the projected image.
In the microlens substrate of the present invention, the length of the microlens in the major axis direction is preferably 10 to 1500 µm.
Thus, for example, the productivity of the transmission screen can be further increased while maintaining a sufficient resolution in the projected image.
[0018]
In the microlens substrate of the present invention, when the length of the microlens in the minor axis direction is La [μm] and the length of the microlens in the major axis direction is Lb [μm], 1 <Lb / La ≦ 3 Is preferably satisfied.
Thereby, the microlens substrate has a more favorable viewing angle distribution.
[0019]
In the microlens substrate of the present invention, a first row in which a plurality of the microlenses are arranged at substantially equal intervals along the minor axis direction of the microlens,
A second row adjacent to the first row and along the minor axis direction of the microlenses, in which a plurality of the microlenses are arranged at substantially equal intervals;
It is preferable that the first row and the second row are shifted by a half pitch.
Thereby, the ratio of the microlens on the microlens substrate can be increased.
[0020]
A transmission screen according to the present invention includes the microlens substrate according to the present invention.
Thereby, a transmission screen having a suitable viewing angle distribution can be provided.
The transmission screen of the present invention, a Fresnel lens portion in which a Fresnel lens is formed on the light emission surface side surface,
A microlens substrate according to the present invention, which is disposed on the emission surface side of the Fresnel lens portion.
Thereby, it is possible to provide a transmissive screen having a suitable viewing angle distribution and suppressing generation of moire.
[0021]
The transmission screen of the present invention, a Fresnel lens portion in which a Fresnel lens is formed on the light emission surface side surface,
The microlens substrate of the present invention disposed on the emission surface side of the Fresnel lens portion,
A light diffusing unit disposed between the Fresnel lens unit and the microlens substrate.
Thereby, it is possible to provide a transmissive screen having a suitable viewing angle distribution and suppressing generation of moire.
[0022]
In the transmission screen according to the aspect of the invention, it is preferable that the light diffusion unit is a light diffusion unit that diffuses light substantially on a surface.
Thereby, even if the thickness of the base material forming the light diffusing portion is reduced, it is possible to prevent the light diffusing function from lowering, so that the thickness of the base material forming the light diffusing portion can be reduced. For this reason, the distance between the Fresnel lens portion and the microlens substrate can be shortened, and the occurrence of a ghost, a decrease in contrast, and a decrease in transmittance due to internal diffusion can be suppressed. Further, by reducing the thickness of the base material constituting the light diffusion portion, the distance between the Fresnel lens portion and the microlens substrate is not excessively widened, so that the resolution can be sufficiently prevented from deteriorating.
[0023]
In the transmission screen according to the aspect of the invention, it is preferable that the haze value of the light diffusion section is 5 to 95%.
Thereby, the regularity of the light (intensity, angle, phase, etc.) incident on each microlens is sufficiently reduced, and the occurrence of diffracted light and moiré is sufficiently suppressed. It is possible to sufficiently prevent and suppress the occurrence of stains and blurs.
[0024]
In the transmission screen according to the present invention, it is preferable that the glossiness of the light diffusing portion is 5 to 40%.
As a result, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of a regular interference pattern generated by superimposing the microlens substrate and the Fresnel lens portion in which each lens is regularly arranged at a fixed interval, and to suppress generation of diffracted light and moiré. It is possible to sufficiently prevent and suppress the occurrence of roughness and blur in the image projected on the screen, while sufficiently preventing and suppressing the occurrence.
[0025]
In the transmission screen according to the aspect of the invention, it is preferable that the surface of the light diffusion portion has a substantially conical uneven shape.
Thereby, generation of diffracted light and moire can be more effectively prevented and suppressed.
In the transmission screen according to the aspect of the invention, it is preferable that the light diffusion portion is a resin sheet having one surface roughened.
Thereby, generation of diffracted light and moire can be more effectively prevented and suppressed.
In the transmission screen according to the aspect of the invention, it is preferable that the microlenses are arranged such that a longitudinal direction of the microlens is directed to a longitudinal direction of the screen.
Thereby, the viewing angle in the horizontal direction of the screen can be increased.
[0026]
A rear type projector according to the present invention includes the transmission screen according to the present invention.
This makes it possible to provide a rear projector having a suitable viewing angle distribution.
A rear type projector according to the present invention includes the projection optical unit according to the present invention, a light guide mirror, and the transmission screen according to the present invention.
This makes it possible to provide a rear projector having a suitable viewing angle distribution.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
The substrate with concave portions for microlenses and the microlens substrate of the present invention each include both an individual substrate and a wafer.
FIG. 1 is a schematic plan view showing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention, and FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention. FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing the microlens substrate of the present invention. 1 to 3 are diagrams schematically showing a substrate with concave portions for microlenses and a microlens substrate, and do not reflect actual dimensions (the same applies to FIGS. 4 to 11 described later). That is, the size of the concave portion 3, the microlens 8, and the like with respect to the substrate 2 with concave portions for microlenses and the microlens substrate 1 are shown to be larger than actual.
[0028]
As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate 2 with concave portions for microlenses has a plurality of concave portions (recesses for microlenses) 3 having an oval shape (an elliptical shape and an oval shape).
The length of the concave portion 3 in the minor axis direction (the length in the direction substantially parallel to the main surface direction of the substrate and in the direction perpendicular to the longitudinal direction) is not particularly limited, but is preferably 10 to 500 μm. Preferably, it is 30 to 300 μm, more preferably 70 to 200 μm. When the length of the concave portion 3 in the short axis direction is within the above range, when the substrate 2 with concave portions for microlenses is used for manufacturing the microlens substrate 1, a screen having the microlens substrate 1 (especially described later) As a result, sufficient resolution can be obtained in an image projected on the transmission screen 200), and the productivity of the substrate 2 with concave portions for microlenses can be further enhanced.
[0029]
The length of the concave portion 3 in the long axis direction (the length of the concave portion 3 in the longitudinal direction) is not particularly limited, but is preferably 10 to 1500 μm, more preferably 30 to 900 μm, and 70 to 600 μm. Is more preferred. If the length of the concave portion 3 in the major axis direction is within the above range, when the substrate 2 with concave portions for microlenses is used for manufacturing the microlens substrate 1, a screen having the microlens substrate 1 (especially described later) As a result, sufficient resolution can be obtained in an image projected on the transmission screen 200), and the productivity of the substrate 2 with concave portions for microlenses can be further enhanced.
[0030]
When the length of the concave portion 3 in the short axis direction is La ′ [μm] and the length of the concave portion 3 in the long axis direction is Lb ′ [μm], the relationship of 1 <Lb ′ / La ′ ≦ 3 is satisfied. More preferably, the relationship of 1.1 ≦ Lb ′ / La ′ ≦ 2 is satisfied, and even more preferably, the relationship of 1.2 ≦ Lb ′ / La ′ ≦ 1.5 is satisfied. By satisfying the above relationship, the ratio of the length of the microlens 8 in the short axis direction to the length in the long axis direction of the microlens 8 in the microlens substrate 1 described later can be set to an optimum value. As a result, the microlens substrate 1 manufactured using the substrate 2 with concave portions for microlenses can have a more suitable viewing angle distribution.
[0031]
Further, in the illustrated configuration, a first row 31 in which the plurality of recesses 3 are arranged along the minor axis direction, and a plurality of recesses 3 adjacent to the first row 31 and having the minor axis A second row 32 arranged along the direction, and a major axis of the concave portion 3 constituting the first row 31 and a major axis of the concave portion 3 constituting the second row 32 are: They are arranged so that they do not exist on the same straight line. That is, in the illustrated configuration, the first row 31 in which the plurality of recesses 3 are arranged at substantially equal intervals along the short axis direction of the recess 3, the first row 31 is adjacent to the first row 31, and the recess 3 Has a second row 32 in which a plurality of concave portions 3 are arranged at substantially equal intervals along the short axis direction, and the first row 31 and the second row 32 are shifted by a half pitch. ing. This makes it possible to increase the proportion of the concave portion 3 on the substrate 2 with concave portions for microlenses. As a result, the optical characteristics of the microlens substrate 1 manufactured using such a substrate 2 with concave portions for microlenses can be made particularly excellent, and further higher luminance can be achieved.
[0032]
The concave portion 3 may have a substantially uniform shape and size at each portion of the substrate 2 with concave portions for microlenses, and the shape, size, and the like differ depending on the formed portion. It may be something. If the shape and size of the concave portion 3 are different in each portion, the viewing angle distribution can be more suitably adjusted according to each portion of the substrate. More specifically, when the microlens substrate 1 is used for a screen as described below, the viewing angle can be adjusted according to the location of the screen, and the viewing angle distribution of the entire screen is made more uniform. be able to.
[0033]
The longitudinal direction (long axis direction) of each concave portion 3 may be substantially the same direction in each portion of the substrate 2 with concave portions for microlenses, or may differ depending on the formed portion. Is also good. If the longitudinal direction of the concave portion 3 is different at each portion, the viewing angle distribution can be more suitably adjusted according to each portion of the substrate. More specifically, when the microlens substrate 1 is used for a screen as described below, the viewing angle can be adjusted according to the location of the screen, and the viewing angle distribution of the entire screen is made more uniform. be able to.
By using the substrate 2 with concave portions for microlenses as described above, a microlens substrate 1 having elliptical microlenses as shown in FIG. 3 (and FIG. 10 described later) can be obtained. The microlens substrate 1 will be described later in detail.
[0034]
Next, an example of a method for manufacturing the substrate with concave portions for microlenses of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6 are longitudinal sectional views schematically showing a method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses.
First, when manufacturing the substrate 2 with concave portions for microlenses, the substrate 5 is prepared.
As the substrate 5, a substrate having a uniform thickness and having no bending or damage is suitably used. Further, it is preferable that the surface of the substrate 5 is cleaned by washing or the like.
[0035]
The constituent material of the substrate 5 is not particularly limited, and examples thereof include non-alkali glass, soda glass, crystalline glass, quartz glass, lead glass, potassium glass, and borosilicate glass. When the microlens substrate 1 having the configuration shown in FIGS. 3 and 10 is manufactured by using the substrate 2 with concave portions for microlenses, the constituent material of the substrate 5 is alkali-free glass, soda glass, crystalline Glass (eg, Neoceram, etc.) is preferred. Alkali-free glass, soda glass, and crystalline glass can be easily processed, and the obtained substrate with concave portions can have favorable optical characteristics. In addition, alkali-free glass, soda glass, and crystalline glass are relatively inexpensive and advantageous from the viewpoint of manufacturing cost.
[0036]
Although the thickness of the substrate 5 varies depending on various conditions such as a material constituting the substrate 5 and a refractive index, it is usually preferably about 0.3 to 20 mm, and more preferably about 2 to 8 mm. When the thickness is within this range, a compact substrate 2 with concave portions for microlenses having necessary optical characteristics can be obtained.
<1> As shown in FIG. 4A, a mask 6 is formed on the surface of the prepared substrate 5 (mask forming step). At the same time, a back surface protective film 69 is formed on the back surface of the substrate 5 (the surface opposite to the surface on which the mask 6 is formed). Of course, the mask 6 and the back surface protection film 69 can be formed simultaneously.
[0037]
It is preferable that the mask 6 be capable of suitably forming the initial holes 61 in the step <2> described below and have resistance to etching in the step <3> described later. In other words, it is preferable that the mask 6 be configured such that the etching rate is substantially equal to or lower than that of the substrate 5. From this point of view, as a material constituting the mask 6, for example, a metal such as Cr, Au, Ni, Ti, Pt, an alloy containing two or more kinds selected from these, and an oxide of the metal (metal oxide) Material), silicon, resin and the like. Further, the mask 6 may have a laminated structure of a plurality of layers made of different materials such as Cr (or Cr oxide) / Au.
[0038]
The method of forming the mask 6 is not particularly limited, but when the mask 6 is made of a metal material such as Cr or Au or a metal oxide (for example, Cr oxide), the mask 6 is formed by, for example, an evaporation method or a sputtering method. Can be suitably formed. When the mask 6 is made of silicon, the mask 6 can be suitably formed by, for example, a sputtering method or a CVD method.
[0039]
When the mask 6 is mainly composed of Cr oxide or Cr, the initial holes 61 can be easily formed in an initial hole forming step described later, and the substrate 5 can be more reliably protected in an etching step described later. can do. If the mask 6 is mainly made of Cr oxide, for example, in an etching process described later, ammonium monohydrogen difluoride (NH ₄ HF ₂ ) Can be used. Since ammonium hydrogen difluoride is not a poisonous substance, it is possible to more reliably prevent the influence on the human body and the environment during work. When the mask 6 is mainly composed of Cr oxide, for example, the mask 6 may be formed by first forming a Cr oxide film and then forming a Cr film on at least the surface thereof. Of course, a Cr film may be formed in the reverse configuration, and thereafter, at least the vicinity of the surface may be oxidized to form Cr oxide.
[0040]
The thickness of the mask 6 varies depending on the material constituting the mask 6, but is preferably about 0.05 to 2.0 μm, more preferably about 0.1 to 0.5 μm. If the thickness is less than the lower limit, the masked portion of the substrate 5 may not be sufficiently protected when performing the wet etching in the step <3> described below. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the mask 6 may be easily peeled off due to the internal stress of the mask 6 depending on the constituent material of the mask 6 and the like.
[0041]
Note that the back surface protection film 69 is for protecting the back surface of the substrate 5 in the subsequent steps. The back surface protective film 69 suitably prevents erosion, deterioration, and the like of the back surface of the substrate 5. The back surface protective film 69 is made of, for example, the same material as the mask 6. For this reason, the back surface protective film 69 can be provided at the same time as the formation of the mask 6, similarly to the mask 6.
[0042]
<2> Next, as shown in FIG. 4B, a plurality of initial holes 61 are formed in the mask 6 so as to be mask openings for etching described later (initial hole forming step).
In the present embodiment, the initial holes 61 are formed by irradiating a laser beam. Thereby, a substrate with concave portions for microlenses having a plurality (a large number) of concave portions (recesses for microlenses) can be manufactured with high productivity. In particular, a concave portion can be easily formed on a substrate having a concave portion for a micro lens having a large area. Further, the concave portions arranged in a desired pattern can be easily and reliably formed. The initial hole may be formed by any method.However, when the initial hole is formed by irradiating a laser beam as in the present embodiment, the initial hole is formed by cutting using a drill blade or a router blade. The size and shape of the initial holes and the microlenses described later can be controlled more accurately than in the case where the above-mentioned method is used. In particular, in the present invention, since the shape of the microlens is elliptical (unlike a normal circular microlens), it is extremely difficult to sufficiently control the shape of the finally formed microlens by cutting. On the other hand, when the initial hole is formed by irradiating laser light, the shape of the microlens can be easily and reliably controlled. The effect (merit) of forming such an initial hole by irradiating a laser beam is that the size of the microlens (the length in the short axis direction and the length in the long axis direction) will be described later. This is particularly noticeable when it is small enough.
In the present embodiment, the initial holes 61 are formed linearly in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the concave portion 3 to be formed. Thereby, the oval concave portion 3 can be formed more reliably.
[0043]
When the initial holes 61 are formed in the mask 6, not only the mask 6 but also a part of the surface of the substrate 5 may be removed at the same time to form the initial concave portions 51, as shown in FIG. Thus, when etching is performed in the step <3> described later, the contact area with the etchant increases, and erosion can be started appropriately. Further, by adjusting the depth of the initial concave portion 51, the depth of the concave portion 3 (the maximum thickness of the lens) can be more reliably adjusted. The depth of the initial concave portion 51 is not particularly limited, but is preferably 45.0 μm or less, more preferably 5 μm or less, and even more preferably about 0.05 to 0.5 μm. Note that the depth of the initial concave portion 51 may be considered to be the depth of a portion (damaged portion) damaged by the laser beam even when an actual hole is not formed. In addition, the concave portion and the damaged portion have a large surface area of the substrate and become narrower with depth.
In this way, by forming the initial holes in the mask by irradiating the laser beam, the opening (initial holes 61) can be formed in the mask 6 easily and at low cost. Further, according to the irradiation with the laser beam, processing for a large substrate can be easily performed.
[0044]
<3> Next, as shown in FIGS. 5C and 5D, the substrate 5 is etched using the mask 6 to form a large number of recesses 3 on the substrate 5 (etching step). The method of etching 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.
[0045]
By performing etching (wet etching) on the substrate 5 covered with the mask 6 in which the initial holes 61 are formed, as shown in FIGS. 5C and 5D, the substrate 5 Etching is performed from the non-existent portion, that is, the initial hole 61, and a large number of concave portions 3 are formed on the substrate 5. As described above, in the present embodiment, since the initial holes 61 formed in the mask 6 are linear, the recesses 3 to be formed can be easily and surely made to have an oval shape.
[0046]
In the present embodiment, when the initial holes 61 are formed in the mask 6 in the step <2>, the initial concave portions 51 are formed on the surface of the substrate 5. Thereby, at the time of etching, the contact area with the etchant increases, and erosion can be started suitably.
When the wet etching method is used, the concave portion 3 can be suitably formed. When an etching solution containing hydrofluoric acid (a hydrofluoric acid-based etching solution) is used as the etching solution, the substrate 5 can be more selectively etched, and the concave portion 3 can be suitably formed.
[0047]
When the mask 6 is mainly composed of Cr oxide (or Cr), an ammonium hydrogen difluoride solution is particularly suitable as the hydrofluoric acid-based etchant. Since the ammonium bifluoride solution of 4 wt% or less is not a poisonous substance, it is possible to prevent the influence on the human body and the environment during the work.
In addition, according to wet etching, processing can be performed with a simpler device than dry etching, and further, processing can be performed on many substrates at once. Thereby, productivity is improved and the substrate 2 with concave portions for microlenses can be provided at low cost.
[0048]
<4> Next, as shown in FIG. 6E, the mask 6 is removed (mask removing step). At this time, along with the removal of the mask 6, the back surface protective film 69 is also removed.
When the mask 6 is mainly made of Cr, the removal of the mask 6 can be performed by, for example, etching using a mixture containing ceric nitrate, ammonium, and perchloric acid.
[0049]
As described above, as shown in FIGS. 6 (e), 1 and 2, a substrate 2 with concave portions for microlenses in which a large number of oval concave portions 3 are formed on the substrate 5 is obtained.
The recess 3 is preferably formed relatively densely. Specifically, when the substrate 2 with concave portions for microlenses is viewed in plan, the proportion of the area occupied by the concave portions 3 in the effective region in which the concave portions 3 are formed is preferably 90% or more, and 96% or more. Is more preferable. When the proportion of the area occupied by the concave portion 3 is 90% or more, the amount of direct light passing through portions other than the concave portion can be further reduced, and the light utilization factor can be further improved.
[0050]
Although the description is omitted above, the alignment mark 4 may be provided on the substrate 5 as shown in FIG. 6E and FIG. The alignment mark 4 is used as an index for positioning when manufacturing the microlens substrate 1 and various things using the microlens substrate 1.
The formation position of the alignment mark 4 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1, the alignment mark 4 can be formed outside the formation region of the concave portion 3.
[0051]
The alignment marks 4 are preferably provided at a plurality of locations on the substrate 2 with concave portions for microlenses. In particular, it is preferable to provide a plurality of alignment marks 4 at the corners of the substrate 2 with concave portions for microlenses. Thereby, positioning can be performed more easily.
FIG. 1 shows an example in which the alignment mark 4 has a cross shape. The shape of the alignment mark 4 is not particularly limited, but preferably has a corner 41 forming a corner as shown in FIG. When the alignment mark 4 has the corners 41 as described above, positioning can be performed more accurately.
[0052]
Further, as shown in FIG. 1, the alignment mark 4 preferably has a mark (a circular opening 44 in FIG. 1) indicating the central portion thereof. Thereby, the positioning accuracy can be further improved.
The configuration (structure) and forming method of the alignment mark 4 are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 6E and FIG. 1, the alignment mark is provided by forming a layer on the substrate 5. Alternatively, a depression having a shape different from that of the recess 3 may be provided on the substrate 5 as an alignment mark.
[0053]
In the above-described embodiment, the alignment mark 4 is formed outside the region where the concave portion 3 is formed on the substrate 2 with the concave portion for microlenses. However, the alignment mark 4 may be formed inside the region where the concave portion 3 is formed. Needless to say.
The alignment mark 4 can be used for various positioning when assembling various types using the substrate 2 with concave portions for microlenses.
[0054]
Next, a method for manufacturing a microlens substrate using the substrate 2 with concave portions for microlenses as described above will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing a method for manufacturing a microlens substrate.
The substrate with concave portions for microlenses and the microlens substrate of the present invention may be, for example, a liquid crystal display device (liquid crystal panel), an organic or inorganic EL (Electro Luminescence: Electro) in addition to a transmission screen and a rear projector described below. It goes without saying that the present invention can be used for various electro-optical devices such as a display device, a CCD, and an optical communication device, and other devices.
[0055]
<5> First, as shown in FIG. 7 (f), the cover glass 13 is bonded to the surface of the substrate 2 with concave portions for microlenses where the concave portions 3 are formed via an adhesive.
By curing (solidifying) the adhesive, a resin layer (adhesive layer) 14 is formed. Thus, the microlenses 8 which are formed of the resin filled in the concave portions 3 and function as convex lenses are formed in the resin layer 14.
As the adhesive, an optical adhesive having a higher refractive index (for example, about n = 1.60) than the refractive index of the substrate 5 is suitably used.
[0056]
<6> Next, as shown in FIG. 7G, the thickness of the cover glass 13 is reduced. This can be performed by subjecting the cover glass 13 to processing such as grinding, polishing, and etching.
The thickness of the cover glass 13 is not particularly limited, but is preferably about 10 to 1000 μm, more preferably about 20 to 150 μm, from the viewpoint of obtaining the microlens substrate 1 having necessary optical characteristics.
[0057]
If the laminated cover glass 13 has an optimum thickness for performing the subsequent steps, this step need not be performed.
As a result, a microlens substrate 1 having a plurality of elliptical microlenses 8 as shown in FIG. 3 is obtained.
In particular, according to the above method, the large-sized microlens substrate 1 can be easily manufactured. This makes it possible to manufacture a high-quality large-sized screen having no bonding seams.
[0058]
The microlens substrate 1 thus obtained has microlenses 8 of a shape and size corresponding to the concave portions 3 of the substrate 2 with concave portions for microlenses described above (see FIG. 1).
That is, the microlens substrate 1 manufactured using the microlens recessed substrate 2 as shown in FIGS. 1 and 2 has a plurality of elliptical (oval, oval) microlenses 8. It becomes. Thereby, the microlens substrate 1 has a suitable viewing angle distribution.
[0059]
The length of the microlens 8 in the minor axis direction (the direction substantially parallel to the main surface direction of the substrate and the direction perpendicular to the longitudinal direction) is not particularly limited, but is 10 to 500 μm. Is preferably 30 to 300 μm, and more preferably 100 to 200 μm. When the length of the microlens 8 in the minor axis direction is within the above range, when the microlens substrate 1 is used for manufacturing a screen (in particular, a transmission screen 200 described later), an image projected on the screen is used. , A sufficient resolution can be obtained, and the productivity of the microlens substrate 1 can be further increased.
[0060]
The length of the microlens 8 in the major axis direction (the length of the concave portion 3 in the longitudinal direction) is not particularly limited, but is preferably 10 to 1500 µm, more preferably 30 to 900 µm, and 70 to 600 µm. More preferably, there is. If the length of the microlens 8 in the major axis direction is within the above range, when the microlens substrate 1 is used for manufacturing a screen (in particular, a transmission screen 200 as described later), an image projected on the screen is used. , A sufficient resolution can be obtained, and the productivity of the microlens substrate 1 can be further increased.
[0061]
When the length of the micro lens 8 in the short axis direction is La [μm] and the length of the micro lens 8 in the long axis direction is Lb [μm], the relationship of 1 <Lb / La ≦ 3 is satisfied. More preferably, the relationship of 1.1 ≦ Lb / La ≦ 2 is satisfied, and even more preferably, the relationship of 1.2 ≦ Lb / La ≦ 1.5 is satisfied. By satisfying the above relationship, the microlens substrate 1 can have a more suitable viewing angle distribution.
[0062]
Further, in the microlens substrate 1 of the present embodiment, the first row 81 in which the plurality of microlenses 8 are arranged along the minor axis direction, the plurality of microlenses 8 adjacent to the first row 81, and the plurality of The microlenses 8 have a second row 82 arranged along the short axis direction, and the long axis of the microlenses 8 constituting the first row 81 and the second row 82 The microlenses 8 are arranged such that the major axis does not exist on the same straight line. That is, a first row 81 in which a plurality of microlenses 8 are arranged at substantially equal intervals along the short-axis direction of the microlens 8, a first row 81 adjacent to the first row 81, and a short row of the microlens 8. Along the axial direction, there is provided a second row 82 in which a plurality of microlenses 8 are arranged at substantially equal intervals, and the first row 81 and the second row 82 are shifted by a half pitch. (See FIG. 1). Thereby, the ratio of the microlenses 8 on the microlens substrate 1 can be increased. As a result, the optical characteristics of the microlens substrate 1 are particularly excellent, and the luminance can be further increased.
[0063]
The microlens 8 may have a substantially uniform shape and size at each part of the microlens substrate 1, or may have a different shape, size, and the like depending on the formed part. There may be. If the shape and size of the microlenses 8 are different in each part, the viewing angle distribution can be more suitably adjusted according to each part of the substrate. More specifically, when the microlens substrate 1 is used for a screen as described below, the viewing angle can be adjusted according to the location of the screen, and the viewing angle distribution of the entire screen is made more uniform. be able to.
[0064]
In addition, the longitudinal direction (long axis direction) of each microlens 8 may be substantially the same direction in each part of the microlens substrate 1 or may be different depending on the formed part. . If the longitudinal direction of the microlens 8 is different at each part, the viewing angle distribution can be more suitably adjusted according to each part of the substrate. More specifically, when the microlens substrate 1 is used for a screen as described below, the viewing angle can be adjusted according to the location of the screen, and the viewing angle distribution of the entire screen is made more uniform. be able to.
[0065]
In addition, the microlens substrate of the present invention may have a lens (for example, a circular microlens, a lenticular lens, or the like) other than the elliptical microlens as described above. The proportion of the area of the elliptical microlens occupied therein is preferably at least 50%, more preferably at least 70%, even more preferably at least 90%. As a result, the above-mentioned effects become more remarkable.
[0066]
In the description of the method for manufacturing the microlens substrate, a case is described in which the concave portion 3 of the substrate 2 with concave portions for microlenses is filled with a resin, sandwiched by a cover glass 13, and the microlens 8 is formed of the resin. As described above, the microlens substrate 1 can also be manufactured by a 2P method (photopolymerization) using the substrate 2 with concave portions for microlenses as a mold.
[0067]
Hereinafter, a method for manufacturing a microlens substrate by the 2P method will be described with reference to FIGS. 8 and 9 are longitudinal sectional views schematically showing another method for manufacturing the microlens substrate.
First, as shown in FIG. 8A, a substrate 2 with concave portions for microlenses, in which concave portions 3 for microlenses are formed by the above method, is prepared. In this method, the substrate 2 with concave portions for microlenses in which the concave portions 3 are formed is used as a mold. The microlenses 8 are formed by filling the recesses 3 with resin. Note that, for example, a release agent or the like may be applied to the inner surface of the concave portion 3. Then, the substrate 2 with concave portions for microlenses is set, for example, so that the concave portions 3 open vertically upward.
[0068]
<C1> Next, an uncured resin constituting the resin layer 141 (microlens 8) is supplied onto the substrate 2 with concave portions for microlenses in which the concave portions 3 are formed.
<C2> Next, the transparent substrate 53 is bonded to the resin and pressed and adhered.
<C3> Next, the resin is cured. This curing method is appropriately selected depending on the type of the resin, and includes, for example, ultraviolet irradiation, heating, and electron beam irradiation.
As a result, as shown in FIG. 8B, a resin layer 141 is formed, and the micro lens 8 is formed by the resin filled in the recess 3.
[0069]
<C4> Next, as shown in FIG. 8C, the substrate 2 with concave portions for microlenses, which is a mold, is removed from the microlenses 8. The resin layer 141 on which the microlenses 8 are formed, which has been removed from the substrate 2 with concave portions for microlenses, may be used as it is as a screen, for example, as described below in <C5> to <C5>. Processing such as <C7> may be further performed.
[0070]
<C5> Next, as shown in FIG. 9D, for example, after setting the transparent substrate 53 so that the microlens 8 faces vertically upward, the uncured resin that will constitute the resin layer 142 is removed. It is supplied on the micro lens 8. Examples of the supply method include a coating method such as spin coating, and a 2P method using a flat plate mold or the like.
<C6> Next, as shown in FIG. 10, the substrate (glass layer) 54 is bonded to the resin, pressed and adhered, and then the resin is cured to form the resin layer 142. As a constituent material of the substrate 54, for example, the same constituent material as that of the substrate 5 described above and the like can be mentioned.
[0071]
<C7> Thereafter, if necessary, the thickness of the substrate 54 may be adjusted by grinding, polishing, or the like.
Thus, a microlens substrate 1 having a large number of elliptical microlenses 8 as shown in FIG. 10 is obtained.
In the above-described embodiment, the description has been given assuming that the back surface protective film 69 is removed. However, when the back surface protective film 69 is substantially transparent, or when the obtained recessed substrate is used as a mold. However, the back surface protective film 69 does not necessarily have to be removed.
[0072]
In the above-described embodiment, the method of forming the concave portion 3 by providing the back surface protective film 69 has been described. However, the method of forming the concave portion 3 without providing the back surface protective film 69 may be employed.
In the above description, a microlens substrate provided with a plano-convex lens (plano-convex microlens) constituted by using one substrate with a microlens concave portion is used. However, the present invention is not limited to this. For example, a microlens substrate provided with a biconvex lens can be formed using two substrates with concave portions for microlenses.
[0073]
In the above description, a glass substrate is used as the substrate 2 with concave portions for microlenses. However, in the present invention, the constituent material of the substrate 5 is not limited to glass, and may be, for example, metal or resin. You may. Further, it is preferable that the substrate 5 can be made substantially transparent when it is a substrate with a concave portion. For example, as in the above-described 2P method, the substrate 2 with a concave portion for a microlens is formed by a mold. For example, a substrate having a low light transmittance may be used as the substrate 5.
[0074]
In the above description, the elliptical microlenses (concave portions) are described as being regularly (shape, size, direction, etc.), but the microlenses are randomly arranged on the microlens substrate. It may be. Thereby, the occurrence of moire or the like can be effectively prevented. Similarly, the concave portions may be randomly arranged on the substrate with concave portions for microlenses.
[0075]
Next, a transmission screen using the microlens substrate 1 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a longitudinal sectional view schematically showing the optical system of the transmission screen of the present invention, and FIG. 12 is an exploded perspective view of the transmission screen shown in FIG. In FIG. 11, the microlens substrate 1 is simplified. That is, in FIG. 11, only the resin layer 14 is shown as the microlens substrate 1, and the substrate 2 with concave portions for microlenses, the cover glass 13, and the like are omitted.
[0076]
This transmission type screen 200 has a Fresnel lens portion 210 having a Fresnel lens formed on the exit surface side surface, and a micro lens having a plurality of microlenses 8 formed on the incidence surface side surface of the Fresnel lens portion 210 disposed on the exit surface side. It includes a lens substrate 1 and a light diffusion unit 230 disposed between the Fresnel lens unit 210 and the micro lens substrate 1.
[0077]
Thus, the transmission screen 200 has the microlens substrate 1. As described above, in the microlens substrate 1 of the present invention, since the microlenses 8 have an elliptical shape, the viewing angle distribution can be appropriately adjusted, and in particular, the viewing angle from each direction is preferably adjusted. Things. This results in an excellent transmissive screen with good display quality. In particular, in the above-described embodiment, the oblong microlenses are arranged with their lengths extending in the vertical direction of the screen, so that the viewing angle in the horizontal direction can be further widened.
[0078]
Further, according to the above-described method, the large-sized microlens substrate 1 can be easily manufactured. This makes it possible to manufacture a high-quality large-sized screen having no bonding seams.
Further, as in the present embodiment, by disposing the light diffusing portion 230 between the Fresnel lens portion 210 and the microlens substrate 1, the generation of the diffracted light and the moire of the transmissive screen 200 can be reduced more effectively. It can be prevented and suppressed. That is, as shown in FIG. 11, the regularity of light (intensity, angle, phase, etc.) incident on each microlens is reduced by disposing the light diffusion unit 230 on the incident surface side of the microlens substrate 1. In addition, the generation of diffracted light on the microlens substrate 1 is more effectively prevented and suppressed.
[0079]
Further, as shown in the figure, by disposing the light diffusing unit 230 between the Fresnel lens unit 210 and the microlens substrate 1, light that has passed through the Fresnel lens is once diffused by the light diffusing unit 230, 1 is incident. As a result, the occurrence of a regular interference pattern is prevented and suppressed, and the occurrence of moire in the Fresnel lens unit 210 and the microlens substrate 1 is prevented and suppressed.
[0080]
In the transmissive screen 200 of the present embodiment, the light diffusing section 230 is a so-called surface light diffusing resin sheet whose one surface is roughened (light is diffused substantially on the surface). For this reason, since the light diffusion function is exerted on the surface of the resin sheet, even if the resin sheet is made thinner, the deterioration of the light diffusion function is prevented. For this reason, the interval between the Fresnel lens unit 210 and the microlens substrate 1 can be shortened, and the occurrence of a ghost, a decrease in contrast and a decrease in transmittance due to internal diffusion can be prevented and suppressed. The resin sheet can be manufactured by, for example, a method of transferring to a resin sheet by a casting method or an extrusion molding method using a mold roughened by blasting or the like. By using such a method, it is possible to manufacture, by a relatively simple method, a light diffusion portion in which the generation of diffracted light and moire is sufficiently prevented.
[0081]
The haze value (HAZE value: a value represented by (Pd / Pa) × 100 when the diffuse transmittance is Pd and the total transmittance is Pa) of the light diffusion portion 230 is preferably 5 to 95%. More preferably, it is 20 to 93%, and even more preferably 50 to 75%. When the haze value of the light diffusion unit 230 is within the above range, the regularity of the light (intensity, angle, phase, etc.) incident on each microlens 8 is sufficiently reduced, and the generation of diffracted light and moiré is generated. Is sufficiently suppressed, and the occurrence of smudge and blur in the image projected on the screen can be sufficiently prevented and suppressed.
[0082]
Further, the glossiness of the light diffusing portion 230 is preferably 5 to 40%, more preferably 10 to 35%, and still more preferably 15 to 30%. When the glossiness of the light diffusing unit 230 is within the above range, the regular lens generated by superimposing the Fresnel lens unit 210 and the microlens substrate 1 in which the respective lenses are regularly arranged at regular intervals. It is possible to sufficiently prevent and suppress the occurrence of diffraction patterns and moiré while also sufficiently preventing and suppressing the occurrence of graininess and blurring in the image projected on the screen, by sufficiently suppressing the occurrence of interference patterns. it can. The glossiness of the light diffusion unit 230 is a value represented by the ratio (%) of the reflected light amount to the incident light amount when the incident angle is 60 degrees.
[0083]
In addition, it is preferable that the surface of the resin sheet constituting the light diffusing portion 230 has an irregular shape of a substantially conical body. Thereby, generation of diffracted light and moire can be more effectively prevented and suppressed. Further, when the surface of the resin sheet constituting the light diffusing portion 230 has an irregular shape of a substantially conical body, the height difference of the substantially conical body is preferably 5 to 200 μm. Thereby, generation of diffracted light and moiré can be more effectively prevented and suppressed.
[0084]
Note that the transmission screen of the present invention is not limited to the above-described configuration. For example, a transmissive screen that further employs a black stripe, a light diffusion plate, and other microlenses on the emission surface side of the microlens substrate 1 can be used.
Further, in the above-described embodiment, the transmission type screen including the light diffusing plate has been described as an example. However, a configuration without the light diffusing plate may be employed.
[0085]
Hereinafter, a rear projector using the transmission screen will be described.
FIG. 13 is a diagram schematically showing the configuration of the rear type projector of the present invention.
As shown in the figure, the rear projector 300 has a configuration in which a projection optical unit 310, a light guide mirror 320, and a transmission screen 330 are arranged in a housing 340.
[0086]
The rear-type projector 300 uses the above-described transmission screen 200 having a uniform viewing angle distribution as the transmission screen 330. Therefore, an excellent rear-type projector having a uniform viewing angle distribution and good display quality can be obtained.
As described above, the substrate with concave portions for microlenses of the present invention has an oval concave portion (recess for microlenses), and the microlens substrate of the present invention has oval microlenses. Since it is formed, the viewing angle in each direction can be widened.
[0087]
Thus, for example, a transmission screen or a rear projector using the microlens substrate of the present invention has a wide viewing angle and excellent display quality.
Furthermore, by using a laser beam in the initial hole forming step, an opening (initial hole) can be easily and reliably formed in the mask. As a result, the productivity of the substrate with concave portions for microlenses, the microlens substrate, the transmission screen, the rear projector, and the like is improved.
[0088]
Further, according to the laser beam irradiation, processing of a large substrate can be easily performed. Therefore, when manufacturing a large substrate, there is no need to bond a plurality of substrates as in the related art. Seams can be eliminated. As a result, a high-quality large-sized substrate with concave portions for microlenses, a microlens substrate, a transmission screen, a rear projector, and the like can be manufactured at a low cost by a simple method.
[0089]
As described above, the substrate with concave portions for microlenses, the microlens substrate, the transmission screen, and the rear projector according to the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited thereto.
For example, in the method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention, an optional step can be added as necessary.
[0090]
In addition, the substrate with concave portions for microlenses and the microlens substrate of the present invention are not limited to those manufactured by the method described above, and may be manufactured by any method.
Further, in the above-described embodiment, the concave portion and the micro lens are described as being regularly arranged in the substrate with the concave portion for the micro lens and the micro lens substrate, however, the concave portion and the micro lens are randomly arranged. It may be something.
[0091]
Further, the transmissive screen and the rear projector of the present invention are not limited to those of the above-described embodiment, and each part constituting the transmissive screen and the rear projector may have any configuration capable of exhibiting the same function. Can be replaced with For example, the transmissive screen of the present invention may be a transmissive screen that further employs a black stripe, a light diffusing plate, and other lenses on the exit surface side of the microlens substrate 1. Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the resin sheet is provided as the light diffusing portion is described. However, the light diffusing portion is, for example, a surface of the substrate with the concave portion for the microlens opposite to the surface on which the concave portion is formed. It may be formed by subjecting to a roughening treatment or the like. That is, the light diffusing portion may be formed integrally with the substrate having microlenses concave portions (microlens substrate).
[0092]
Further, the screen (transmissive screen) and the rear projector of the present invention may not have the light diffusing unit as in the above-described embodiment. That is, when the screen or the rear type projector has the microlens substrate of the present invention, even if it does not have the light diffusing portion as described above, it is possible to sufficiently effectively prevent the occurrence of interference fringes and the like. Can be.
[0093]
In the above description, the case where the microlens substrate of the present invention is used for a transmission screen and a projection display device including the transmission screen is described as an example, but the invention is not limited thereto. Instead of using the microlens substrate of the present invention, for example, various electro-optical devices such as a CCD and an optical communication device, a liquid crystal display device (liquid crystal panel), an organic or inorganic EL (Electro Luminescence) display device, and the like Needless to say, it can be used for the above-mentioned device.
Further, the display device is not limited to the rear projection type display device (rear type projector). For example, the microlens substrate of the present invention can be used for a front projection type display device.
[0094]
【Example】
(Example 1)
As described below, a substrate with concave portions for microlenses having concave portions for microlenses was manufactured, and a microlens substrate was manufactured using the substrate with concave portions for microlenses.
[0095]
First, a non-alkali glass substrate having a size of 1.2 m × 0.7 m and a thickness of 5 mm was prepared as a substrate.
This non-alkali glass substrate was immersed in a cleaning solution (a mixed solution of ammonium hydrogen difluoride and hydrogen peroxide solution) heated to 30 ° C. to perform cleaning, thereby cleaning the surface.
[0096]
-1A- Next, a Cr oxide film and a Cr film (mask and back surface protection film) having a total thickness of 0.16 μm were formed on the alkali-free glass substrate by a sputtering method.
-2A- Next, by irradiating the mask with a laser beam, a large number of initial holes were formed in an area of 113 cm x 65 cm at the center of the mask. The initial hole was formed so as to be substantially linear with a length of 10 μm and a width of 5 μm.
The irradiation with the laser beam was performed using a YAG laser under the condition of 2 mV using the second harmonic.
At this time, an initial concave portion having a depth of about 0.05 μm and a damaged portion were also formed on the surface of the alkali-free glass substrate.
[0097]
-3A- Next, wet etching was performed on the alkali-free glass substrate to form a large number of elliptical concave portions on the alkali-free glass substrate.
In the wet etching, a mixed aqueous solution of ammonium hydrogen difluoride and aqueous hydrogen peroxide was used as an etching solution, and the immersion time was 5 hours.
-4A- Next, the Cr oxide film (mask and back surface protection film) was removed by etching using a mixture of ceric nitrate, ammonium and perchloric acid.
[0098]
As a result, a wafer-shaped substrate with concave portions for microlenses in which a large number of elliptical concave portions for microlenses were formed on an alkali-free glass substrate was obtained. When the obtained substrate with concave portions was viewed in plan, the proportion of the area occupied by the concave portions in the effective region where the concave portions were formed was 96%. The length (average value) of the minor axis of the formed concave portion was 100 μm, and the length (average value) of the major axis of the concave portion was 110 μm. Further, in the obtained substrate with concave portions for microlenses, each concave portion was arranged as shown in FIG. That is, a first row in which a plurality of recesses are arranged at substantially equal intervals along the short axis direction of the recess, and a plurality of recesses adjacent to the first row and along the short axis direction of the recess. Have the second rows arranged at substantially equal intervals, and the first rows and the second rows are shifted by a half pitch.
[0099]
-5A- Next, flat glass was bonded to the surface of the substrate with concave portions for microlenses, on which the concave portions were formed, using an ultraviolet (UV) curable resin (refractive index: 1.59).
Thereafter, the flat glass was peeled off.
In addition, a microlens made of resin filled in the concave portion of the substrate with concave portions for microlenses was thereby formed.
[0100]
As a result, a 1.2-mx 0.7-m microlens substrate on which a large number of elliptical microlenses were formed was obtained. The length (average value) of the minor axis of the formed microlens was 100 μm, and the length (average value) of the major axis of the microlens was 110 μm. Moreover, in the obtained microlens substrate, each microlens was arranged as shown in FIG. That is, a first row in which a plurality of microlenses are arranged at substantially equal intervals along the minor axis direction of the microlens, and a first row adjacent to the first row and along the minor axis direction of the microlens. Has a second row in which a plurality of microlenses are arranged at substantially equal intervals, and the first row and the second row are shifted by a half pitch.
[0101]
(Comparative example)
In step-2A-, a substrate with concave portions for microlenses was obtained in the same manner as in Example 1 except that when forming a large number of initial holes in the mask, the initial holes were formed so as to be dotted. Was.
As a result, a wafer-shaped substrate with concave portions for microlenses having a large number of circular concave portions for microlenses formed on an alkali-free glass substrate was obtained.
Then, using the substrate with concave portions for microlenses obtained as described above, in the same manner as in the first embodiment, a microlens of 1.2 m × 0.7 m on which a large number of circular microlenses were formed. A substrate was obtained. The formed microlens was substantially circular and had an average diameter of 100 μm.
[0102]
(Evaluation)
Then, using the microlens substrates obtained in the above Examples and Comparative Examples, a transmission type screen as shown in FIGS. 11 and 12 is manufactured, and a rear type projector as shown in FIG. Produced. In each of the rear projectors, the surface of the light diffusing portion had a substantially conical uneven shape, the haze value of the light diffusing portion was 50%, and the glossiness of the light diffusing portion was 15%. . The height difference of the substantially conical irregularities formed on the surface of the light diffusion portion was 100 μm on average.
[0103]
When an image was projected on the screen of each of the obtained rear projectors, a bright image could be displayed.
In the rear projector using the microlens substrate of the embodiment, the vertical viewing angle was slightly narrow as expected, but was bright and wide in the horizontal direction. On the other hand, in the rear type projector using the microlens substrate of the comparative example, the viewing angles in the horizontal and vertical directions were the same, but the brightness was not sufficient.
[0104]
Further, a transmission screen was manufactured in the same manner as described above except that the light diffusion portion was not provided, and a rear projector as shown in FIG. 13 was manufactured using the screen. Images were projected on the screens of these rear projectors in the same manner as described above. As a result, in the rear projector using the microlens substrate according to the embodiment, generation of diffracted light and moiré was prevented even without the light diffusing portion. On the other hand, in the rear type projector using the microlens substrate of the comparative example, generation of diffracted light and moire was remarkably observed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view schematically showing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing a substrate with concave portions for microlenses of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing a microlens substrate of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view schematically showing a method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view schematically showing a method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view schematically showing a method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing a method for manufacturing a microlens substrate.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view schematically showing another method for manufacturing the microlens substrate.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view schematically showing another method for manufacturing the microlens substrate.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view schematically showing a microlens substrate of the present invention.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view schematically showing an optical system of a transmission screen of the present invention.
FIG. 12 is an exploded perspective view of the transmission screen shown in FIG.
FIG. 13 is a diagram schematically showing a rear type projector of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Micro lens board 2 ... Micro lens concave part board 3 ... Concave part 31 ... 1st row 32 ... 2nd row 4 ... Alignment mark 41 ... Corner 44 ... Opening 5 ... Substrate 51, 52 ... Initial concave part 53 ... Transparent substrate 54 Substrate 6 Mask 61 Initial hole 69 Backside protective film 8 Microlens 81 First row 82 Second row 13 Cover glass 14 Resin layer 141 Resin layer 142 Resin layer 200 ... Transmissive screen 210 ... Fresnel lens unit 230 ... Light diffusing unit 300 ... Rear type projector 310 ... Projection optical unit 320 ... Light guide mirror 330 ... Transmissive screen 340 ... Housing

Claims

A mask forming step of forming a mask on the substrate,
An initial hole forming step of forming a plurality of initial holes in the mask,
Etching using the mask in which the initial holes are formed to form a plurality of elliptical concave portions for microlenses on the substrate, the substrate having concave portions for microlenses. Manufacturing method.

The method according to claim 1, wherein the initial hole is formed by irradiating a laser beam.

3. The method of manufacturing a substrate with concave portions for microlenses according to claim 1, wherein the initial holes are formed in a straight line in a direction substantially parallel to a longitudinal direction of the oval.

4. The method according to claim 1, wherein the mask is mainly made of Cr oxide.

5. The method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses according to claim 1, wherein the average thickness of the mask is 0.05 to 1.0 [mu] m.

The microlens according to any one of claims 1 to 5, wherein in the initial hole forming step, an initial concave portion and / or a damaged portion damaged by irradiation with laser light is formed in at least a part of the surface of the substrate. A method for manufacturing a substrate with concave portions.

The method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses according to any one of claims 1 to 6, wherein the etching step is performed by wet etching.

The method according to claim 7, wherein the wet etching is performed using an ammonium hydrogen difluoride solution as an etching solution.

9. The method of manufacturing a substrate with concave portions for microlenses according to claim 1, further comprising a mask removing step of removing the mask.

The method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses according to any one of claims 1 to 9, wherein the substrate is made of soda glass.

A first row in which a plurality of the microlens recesses are arranged at substantially equal intervals along the minor axis direction of the microlens recesses,
A second row in which a plurality of the microlens recesses are arranged at substantially equal intervals along the minor axis direction of the microlens recesses adjacent to the first row. ,
The method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses according to any one of claims 1 to 10, wherein the first row and the second row are shifted by a half pitch.

12. The plan view of the substrate with concave portions for microlenses, wherein the proportion of the area occupied by the concave portions for microlenses is 90% or more in the effective region where the concave portions for microlenses are formed. A method for manufacturing a substrate with concave portions according to any one of the above.

A substrate with concave portions for microlenses, manufactured by the method for manufacturing a substrate with concave portions for microlenses according to claim 1, comprising a plurality of elliptical concave portions for microlenses.

A microlens recessed substrate in which a plurality of microlens recesses are formed in a plane direction of the microlens recessed substrate,
The substrate with concave portions for microlenses, wherein the concave portions for microlenses have an oval shape in plan view.

A microlens substrate manufactured using the substrate with concave portions for microlenses according to claim 13 and having a plurality of elliptical microlenses.

A microlens substrate in which a plurality of microlenses are formed in a plane direction of the microlens substrate,
The microlens substrate, wherein the microlens has an elliptical shape in plan view.

The microlens substrate according to claim 15, wherein a length of the microlens in a minor axis direction is 10 to 500 μm.

The microlens substrate according to claim 15, wherein a length of the microlens in a major axis direction is 10 to 1500 μm.

16. When the length of the microlens in the minor axis direction is La [μm] and the length of the microlens in the major axis direction is Lb [μm], the relationship of 1 <Lb / La ≦ 3 is satisfied. 19. The microlens substrate according to any one of items 18 to 18.

A first row in which a plurality of the micro lenses are arranged at substantially equal intervals along a minor axis direction of the micro lenses;
A second row adjacent to the first row and along the minor axis direction of the microlenses, in which a plurality of the microlenses are arranged at substantially equal intervals;
20. The microlens substrate according to claim 15, wherein the first row and the second row are shifted by a half pitch.

A transmission screen comprising the microlens substrate according to claim 15.

A Fresnel lens portion in which a Fresnel lens is formed on the light emission surface side surface,
21. A transmissive screen comprising: the microlens substrate according to claim 15, which is disposed on an emission surface side of the Fresnel lens unit.

A Fresnel lens portion in which a Fresnel lens is formed on the light emission surface side surface,
The microlens substrate according to claim 15, wherein the microlens substrate is disposed on an emission surface side of the Fresnel lens unit.
A transmission screen comprising: a light diffusing unit disposed between the Fresnel lens unit and the microlens substrate.

24. The transmission screen according to claim 23, wherein the light diffusing unit is a light diffusing unit that diffuses light substantially on a surface.

25. The transmissive screen according to claim 23, wherein the haze value of the light diffusion portion is 5 to 95%.

The transmissive screen according to any one of claims 23 to 25, wherein the glossiness of the light diffusion portion is 5 to 40%.

The transmission screen according to any one of claims 23 to 26, wherein a surface of the light diffusion section has a substantially conical uneven shape.

The transmission screen according to any one of claims 23 to 27, wherein the light diffusion unit is a resin sheet having one surface roughened.

The transmission screen according to any one of claims 21 to 28, wherein the microlenses are arranged so that a longitudinal direction thereof is oriented in a vertical direction of the screen.

A rear projector comprising the transmission screen according to any one of claims 21 to 29.

A rear projector comprising: a projection optical unit; a light guide mirror; and the transmission screen according to claim 21.