(57)【要約】  光学パネルの製造方法は、透明基板（４１ａ）の対向する２面のうちの少なくとも一方の面に反射膜（４１ｂ）が形成され、上記対向する２面のうちの一方の面側にスペーサ（４１ｃ）が予め離散的に形成された複数のミラー素子（４１）を準備する工程と、各透明基板（４１ａ）の間にスペーサ（４１ｃ）が位置するように、複数のミラー素子（４１）を積層してフィラー（４２ａ）を含む接着剤（４２）で接着する工程とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の対向する２面のうちの少なくとも一方の面に反射膜が形成され、前記対向する２面のうちの一方の面側にスペーサが予め離散的に形成された複数のミラー素子を準備する工程と、
各透明基板の間に前記スペーサが位置するように、前記複数のミラー素子を積層してフィラーを含む接着剤で接着する工程とを有する、光学パネルの製造方法。
【請求項２】
前記接着剤に含まれる前記フィラーの量は、前記フィラーを含有させる前の接着剤との体積比で、５〜５０％である、請求項１に記載の光学パネルの製造方法。
【請求項３】
前記フィラーの平均粒径をＲ（μｍ）とし、前記スペーサの高さをｈ（μｍ）としたとき、
０．１ｈ≦Ｒ≦０．８ｈ
である、請求項１または２に記載の光学パネルの製造方法。
【請求項４】
前記フィラーの比重をＡとし、前記フィラーを含有させる前の接着剤の比重をＢとしたとき、
０．９Ｂ≦Ａ≦１．１Ｂ
である、請求項１から３のいずれかに記載の光学パネルの製造方法。
【請求項５】
前記フィラーは、非晶質シリカである、請求項１から４のいずれかに記載の光学パネルの製造方法。
【請求項６】
前記接着剤は、樹脂からなる主剤と硬化剤とを混ぜて使用する２液混合型の接着剤である、請求項１から５のいずれかに記載の光学パネルの製造方法。
【請求項７】
前記２液混合型の接着剤は、エポキシ系の接着剤である、請求項６に記載の光学パネルの製造方法。
【請求項８】
前記接着剤は、熱硬化性の接着剤である、請求項１から５のいずれかに記載の光学パネルの製造方法。
【請求項９】
前記接着剤の粘度は、１０００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項１から８のいずれかに記載の光学パネルの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の光学パネルの製造方法を含む、空中映像表示デバイスの製造方法であって、
前記光学パネルの製造方法によって作製された２枚の光学パネルのうち、一方の光学パネルの透明基板における反射膜が形成された面と、他方の光学パネルの透明基板における反射膜が形成された面とが平面視で直交するように、前記２枚の光学パネルを貼り合わせる貼合工程を有している、空中映像表示デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中に映像を表示する空中映像表示デバイスに用いられる光学パネルの製造方法と、上記空中映像表示デバイスの製造方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被観察物の実像（映像）を空中に表示する空中映像表示デバイスが種々提案されている。例えば特許文献１では、２枚の光学パネルを用いた空中映像表示デバイスが開示されている。各光学パネルは、片面に反射膜が形成された複数の透明基板を積層し接着して得られる積層体を、反射膜が形成された面（反射面）に垂直に、かつ、等間隔で切断することによって形成されている。各光学パネルの反射面が平面視で直交するように、各光学パネルを貼り合わせることで、上記空中映像表示デバイスが構成されている。このように２枚の光学パネルを貼り合わせた空中映像表示デバイスは、例えば特許文献２および３でも同様に開示されている。【０００３】
ここで、上記積層体を形成するにあたって、上記複数の透明基板は、接着剤によって接着される。一般に、接着剤は、硬化する過程の中で体積収縮（硬化収縮）を起こし、これによって接着厚みが変化する（均一にはならない）ことが知られている（例えば特許文献４、５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許５３１８２４２号公報（請求項１、段落〔００１７〕〜〔００２２〕、図５等参照）
【特許文献２】特許５０８５７６７号公報（請求項１、段落〔００３５〕、〔００３６〕、図４、図５等参照）
【特許文献３】特許５４３７４３６号公報（請求項１、段落〔００３５〕、〔００３６〕、図４、図５等参照）
【特許文献４】特開２００２−５６５８２号公報（段落〔０００６〕参照）
【特許文献５】特開平８−２９６１０号公報（段落〔００１５〕参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、各光学パネルにおいて、複数の透明基板の積層により、各透明基板の反射面は、積層方向に所定の間隔で並ぶ。このとき、積層方向に隣り合う反射面の歪みおよび角度ズレは、空中映像の歪みに直結するため、隣り合う反射面の平面度および平行度（配列精度）を良好に確保することが重要となる。例えば、厚さ０．５ｍｍの透明基板を１００枚以上積層する場合においては、反射面の平面度を確保しつつ、積層方向に隣り合う反射面の角度ズレを、０．０２５度以下に抑えることが必要である。反射面の平行度が悪いと、例えば空中像として格子状の物体を表示させた場合、図３４に示すように格子像が歪んで表示されてしまう。さらに反射面の平面度が悪い場合は、格子が歪むだけでなく、図３５に示すように、直線の乱れも発生してしまう。【０００６】
また、反射面の平面度および平行度は、透明基板の平面度、透明基板の厚さ精度、および接着剤の厚さ精度（接着厚みの精度）で決まるため、これらを精度よく管理することも重要となる。例えば、数百枚の透明基板を積層し、接着するにあたって、透明基板の平面度が確保されており、透明基板の厚さを均一とした場合、反射面の角度ズレを上記範囲に抑えるためには、接着厚みのばらつきは、透明基板の厚さ方向に垂直な方向に１ｍｍあたり、１．３μｍ以下とする必要がある。つまり、透明基板の作り込み精度が重要な一方で、均一な接着厚みで複数の透明基板を積層し、接着できる製造方法が求められる。【０００７】
一方、上述したように、複数の透明基板の接着に用いる接着剤は、接着時に硬化収縮を起こす。接着剤が硬化収縮を起こすと、接着厚みが変化して各透明基板に歪みが生じ、これによって各透明基板の平面度が低下する。特に、大型の空中映像表示デバイスでは、用いる透明基板も大型となり、外力によって透明基板の平面度が低下しやすくなるため、接着剤の硬化収縮が起こると、透明基板の平面度の低下が容易に起こる。透明基板の平面度が低下すると、反射面の平面度が低下し、空中映像の品質が劣化する。【０００８】
したがって、空中映像の品質劣化を回避するためには、複数の透明基板を積層して、接着剤で接着するにあたって、接着剤の硬化収縮に起因する各透明基板の歪みをできるだけ小さくして、各透明基板の平面度を確保するとともに、接着厚みを均一にして、各透明基板の平行度を確保することが必要であると言える。【０００９】
この点、上述した特許文献１〜３では、接着剤を用いて複数の透明基板を積層接着するにあたって、接着剤の硬化収縮に起因する各透明基板の歪みを小さくして、各透明基板の平面度を確保するとともに、接着厚みを均一にして、各透明基板の平行度を確保する手法については全く開示がない。【００１０】
なお、接着剤の硬化収縮に起因する透明基板の平面度の低下を回避するにあたって、例えば透明基板の厚みを厚くすることは、反射面間のピッチが広くなって、空中映像の品質を劣化させる要因となるため、妥当ではない。【００１１】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、接着剤を用いて複数の透明基板を積層接着するにあたって、各透明基板の厚みを増大させることなく、接着剤の硬化収縮に起因する各透明基板の歪みを小さくして、各透明基板の平面度を確保できるとともに、接着厚みを均一にして、各透明基板の平行度を確保することができる光学パネルの製造方法と、その光学パネルを備えた空中映像表示デバイスの製造方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面に係る光学パネルの製造方法は、透明基板の対向する２面のうちの少なくとも一方の面に反射膜が形成され、前記対向する２面のうちの一方の面側にスペーサが予め離散的に形成された複数のミラー素子を準備する工程と、各透明基板の間に前記スペーサが位置するように、前記複数のミラー素子を積層してフィラーを含む接着剤で接着する工程とを有する。【００１３】
本発明の他の側面に係る空中映像表示デバイスの製造方法は、上述した光学パネルの製造方法を含む、空中映像表示デバイスの製造方法であって、前記光学パネルの製造方法によって作製された２枚の光学パネルのうち、一方の光学パネルの透明基板における反射膜が形成された面と、他方の光学パネルの透明基板における反射膜が形成された面とが平面視で直交するように、前記２枚の光学パネルを貼り合わせる貼合工程を有している。
【発明の効果】
【００１４】
透明基板と反射膜とスペーサとを予め一体的に形成したミラー素子を複数用い、各透明基板の間にスペーサが位置するように、複数のミラー素子を積層して接着剤で接着することにより、各透明基板間における接着厚みを均一にすることができる。これにより、各透明基板の平行度を確保することができる。また、フィラーを含む接着剤を用いて、複数の透明基板を接着するため、接着剤の硬化収縮がフィラーによって抑えられる。これにより、各透明基板の厚みを増大させることなく、接着剤の硬化収縮に起因する各透明基板の歪みを小さくすることができ、各透明基板の平面度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の一形態に係る空中映像表示デバイスの側面図である。
【図２】上記空中映像表示デバイスの概略の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】上記空中映像表示デバイスを構成する２つの光学パネルのうち、一方の光学パネルに用いられる透明基板の斜視図である。
【図４】上記２つの光学パネルのうち、他方の光学パネルに用いられる透明基板の斜視図である。
【図５】２次元での実像の結像原理を示す説明図である。
【図６】３次元空間での光線の反射を模式的に示す説明図である。
【図７】３次元空間において、複数の光線が別々の反射面を介して１点に集光する様子を模式的に示す説明図である。
【図８】上記空中映像表示デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【図９】複数のミラー素子を積層して接着剤で接着した積層構造体の斜視図である。
【図１０】上記積層構造体を切断して得られる光学パネルの斜視図である。
【図１１Ａ】上記ミラー素子の構成を示す平面図である。
【図１１Ｂ】図１１ＡにおけるＡ−Ａ’線矢視断面図である。
【図１２】上記ミラー素子の他の構成を示す断面図である。
【図１３】上記ミラー素子のさらに他の構成を示す断面図である。
【図１４】図１１Ａおよび図１１Ｂで示したミラー素子を積層した積層構造体の断面図である。
【図１５】図１４のＡ部を拡大して示す断面図である。
【図１６】１つのスペーサの近傍において、フィラーを含有していない接着剤の硬化収縮の前後での、複数の透明基板の状態を模式的に示す断面図である。
【図１７】図１６で示した接着剤の硬化収縮の前後での複数の透明基板の状態を、複数のスペーサの配置領域にわたって模式的に示す断面図である。
【図１８】フィラーを含有していない接着剤を用いて複数の透明基板を積層接着した空中映像表示デバイスによって表示される空中像の一例を示す説明図である。
【図１９】積層方向に並ぶ４つのミラー素子の各スペーサの配置位置を模式的に示す平面図である。
【図２０】上記スペーサの他の配置例を示す平面図である。
【図２１】上記スペーサを、透明基板の表面の窪み量または上記透明基板の厚さに応じた高さで形成したときのミラー素子の断面図である。
【図２２】上記スペーサをインクジェット印刷によって形成する一例を模式的に示す説明図である。
【図２３】ミラー素子の製造工程の一例を示す断面図である。
【図２４】上記ミラー素子の製造工程の他の例を示す断面図である。
【図２５】上記ミラー素子の製造工程のさらに他の例を示す断面図である。
【図２６】複数のミラー素子を積層して接着する手法の一例を示す断面図である。
【図２７】上記手法の他の例を示す断面図である。
【図２８】複数のミラー素子を積層して配置した積層体のｘｙ面に沿った断面図である。
【図２９】上記積層体をｘ方向から見た側面図である。
【図３０】上記手法のさらに他の例を示すものであって、積層体の隙間に接着剤を充填する前の状態を示す断面図である。
【図３１】上記接着剤が真空チャンバ内で脱泡される様子を模式的に示す断面図である。
【図３２】上記積層体の隙間に接着剤を充填した後の状態を示す断面図である。
【図３３】上記光学パネルの製造方法の一例を具体的に示す説明図である。
【図３４】反射面の平行度が悪い場合に、表示される空中像の一例を示す説明図である。
【図３５】反射面の平面度が悪い場合に、表示される空中像の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本明細書において、数値範囲をａ〜ｂと表記した場合、その数値範囲に下限ａおよび上限ｂの値は含まれるものとする。また、本発明は、以下の内容に限定されるものではない。
【００１７】
〔空中映像表示デバイスについて〕
図１は、本実施形態の空中映像表示デバイス１の側面図である。空中映像表示デバイス１は、被対象物ＯＢからの光を反射させて、空中映像表示デバイス１に対して被対象物ＯＢとは反対側の空中に集めて、上記空中に被対象物ＯＢの実像Ｒ（映像）を結像させるものである。なお、被対象物ＯＢは、２次元の画像であってもよいし、３次元の物体であってもよい。また、被対象物ＯＢからの光とは、被対象物ＯＢそのものが発光する光であってもよいし、被対象物ＯＢに光が当たったときに周囲に散乱される光（散乱光）であってもよい。
【００１８】
図２は、空中映像表示デバイス１の概略の構成を模式的に示す斜視図である。空中映像表示デバイス１は、２枚の光学パネル２０・３０を貼り合わせて構成されている。一方の光学パネル２０は、光学パネル２０・３０の積層方向（例えばＺ方向）に垂直な面内で互いに垂直な２方向のうちの一方向（例えばＸ方向）に、複数のミラー素子２１を並べて接着剤で接着することによって形成されている。他方の光学パネル３０は、上記２方向のうちの他の方向（例えばＹ方向）に、複数のミラー素子３１を並べて接着剤で接着することによって形成されている。
【００１９】
図３は、１つのミラー素子２１の斜視図である。ミラー素子２１は、直方体状の透明基板２１ａを有している。透明基板２１ａは、Ｙ方向に延びており、対向する２面（例えばＹＺ面に沿った２面）のうちの一方の面に、反射膜２１ｂが蒸着によって形成されている。なお、反射膜２１ｂは、透明基板２１ａの対向する２面の両面に形成されていてもよい。
【００２０】
図４は、１つのミラー素子３１の斜視図である。ミラー素子３１は、直方体状の透明基板３１ａを有している。透明基板３１ａは、Ｘ方向に延びており、対向する２面（例えばＺＸ面に沿った２面）のうちの一方の面に、反射膜３１ｂが蒸着によって形成されている。なお、反射膜３１ｂは、透明基板３１ａの対向する２面の両面に形成されていてもよい。
【００２１】
Ｙ方向に延びる複数のミラー素子２１をＸ方向に隣接して並べることにより、複数の反射膜２１ｂが、ミラー素子２１のＸ方向の幅に応じた間隔でＸ方向に並んで位置する。同様に、Ｘ方向に延びる複数のミラー素子３１をＹ方向に隣接して並べることにより、複数の反射膜３１ｂが、ミラー素子３１のＹ方向の幅に応じた間隔でＹ方向に並んで位置する。このような複数のミラー素子２１・３１の配置により、各ミラー素子２１の反射膜２１ｂ（反射面）と各ミラー素子３１の反射膜３１ｂ（反射面）とは、平面視で（Ｚ軸方向から見て）互いに直交する位置関係となる。
【００２２】
なお、本実施形態では、各ミラー素子２１・３１に、接着厚みを均一にするためのスペーサが一体的に形成されているが、この点については後述する。
【００２３】
上記構成の空中映像表示デバイス１を用いることにより、空中に映像を結像させることができる。以下、その結像原理について説明する。
【００２４】
図５は、２次元（ＺＸ平面内）での実像の結像原理を示している。点光源Ｐから発せられた複数の光線は、Ｚ軸に平行な反射面（反射膜２１ｂ）でそれぞれ反射され、Ｘ軸に対して点光源Ｐとは反対側の位置Ｐ’（点光源ＰとＸ軸に対して対称な位置）に集光する。これにより、位置Ｐ’にて、点光源Ｐの実像が結像される。
【００２５】
図６は、３次元空間（ＸＹＺ座標系）での光線の反射を模式的に示している。３次元空間では、点光源Ｏから発せられた光線Ａを、ＺＸ平面内の光線ａ１と、ＹＺ平面内の光線ａ２とに分解し、図５に倣って、それぞれの光線ａ１・ａ２のＺＸ平面内またはＹＺ平面内での反射を考えることで、光線ＡのＺ軸との交点を求めることができる。つまり、ＺＸ平面内の光線ａ１は、ＹＺ面に平行な反射面（反射膜２１ｂ）で反射された後、Ｚ軸に向かい、ＹＺ平面内の光線ａ２は、ＺＸ面に平行な反射面（反射膜３１ｂ）で反射された後、Ｚ軸に向かう。これらの光線ａ１・ａ２は、Ｚ軸上の１点、つまり、点Ｏ’で交わる。したがって、光線Ａは、反射膜２１ｂおよび反射膜３１ｂにて計２回反射した後、Ｚ軸上の点Ｏ’に向かうことになる。
【００２６】
図７は、３次元空間において、点光源Ｏから発せられた複数の光線が、別々の反射面を介して１点に集光する様子を模式的に示している。点光源Ｏから発せられた複数の光線は、図６と同様にして、ＹＺ面に平行な反射面（反射膜２１ｂ）およびＺＸ面に平行な反射面（反射膜３１ｂ）で反射され、Ｚ軸上の同じ点Ｏ’に集光する。これにより、点Ｏ’にて、点光源Ｏの実像が結像される。
【００２７】
なお、実際には、各反射面の高さ方向（Ｚ軸方向）における光線の入射位置のずれや、各反射面の配置精度などにより、集光状態にずれが生じるが、このずれは実像の観察において無視できるほど小さいものとする。また、光線の中には、各反射面で３回以上反射するような複雑な経路を辿る光線も存在するが、そのような光線も無視できるものとする。
【００２８】
〔空中映像表示デバイスの製造方法について〕
次に、上述した光学パネル２０・３０の製造方法を含む、空中映像表示デバイス１の製造方法について説明する。なお、以下では、光学パネル２０・３０を総称して、光学パネル４０と記載する場合がある。
【００２９】
図８は、空中映像表示デバイス１の製造工程を示すフローチャートである。空中映像表示デバイス１は、２枚の光学パネル２０・３０を製造する作製工程（Ｓ１）と、２枚の光学パネル２０・３０を貼り合わせる貼合工程（Ｓ２）とを有している。Ｓ２の貼合工程では、Ｓ１で作製した一方の光学パネル２０の透明基板２１ａの反射面（反射膜２１ｂが形成された面）と、他方の光学パネル３０の透明基板３１ａの反射面（反射膜３１ｂが形成された面）とが平面視で直交するように、２枚の光学パネル２０・３０を貼り合わせる（図２〜図４参照）。
【００３０】
Ｓ１の作製工程は、さらに、積層接着工程（Ｓ１１）と、切断工程（Ｓ１２）と、研磨工程（Ｓ１３）とを含む。
【００３１】
Ｓ１１の積層接着工程では、光学パネル４０の作製に必要な、後述のミラー素子４１（図９参照）を予め複数用意する。このとき、事前に製造したミラー素子４１を用意してもよいし、その場でミラー素子４１を製造して用意してもよい。そして、図９に示すように、予め用意した複数のミラー素子４１を積層して接着剤４２で接着し、積層構造体４０ａを得る。Ｓ１２の切断工程では、図１０に示すように、上記の積層構造体４０ａをワイヤーソーなどによって等間隔で切断する。なお、図１０では、切断線を破線で示している。Ｓ１３の研磨工程では、切断して得られる各構造体の切断面を研磨する。これにより、複数の光学パネル４０が得られる。
【００３２】
なお、図１０で示した光学パネル４０の形状と一致する形状で、積層構造体４０ａを形成してもよい。この場合は、積層構造体４０ａを形成した時点で同時に光学パネル４０が完成するため、上記の切断工程や研磨工程は不要となる。
【００３３】
（ミラー素子について）
以下、上記のミラー素子４１について、まず説明する。図１１Ａは、１つのミラー素子４１の平面図であり、図１１Ｂは、図１１ＡにおけるＡ−Ａ’線矢視断面図である。ミラー素子４１は、透明基板４１ａと、反射膜４１ｂと、スペーサ４１ｃとが一体的に形成された構造体である。
【００３４】
透明基板４１ａは、透明なガラスまたは樹脂からなる。透明基板４１ａの厚みは、解像力を考慮して通常、０．１ｍｍから１ｍｍとされる。例えば、透明基板４１ａをガラスで構成した場合、その厚さは０．５ｍｍ程度であり、透明基板４１ａを樹脂で構成した場合、その厚さは０．２ｍｍ程度である。
【００３５】
反射膜４１ｂは、アルミニウムのような単体の金属からなる単層膜や、金属や誘電体を含む多層膜で構成されており、入射光が全て反射するように膜厚が適切に制御されている。この反射膜４１ｂは、透明基板４１ａの対向する２面のうちの少なくとも一方の面に形成されている。つまり、反射膜４１ｂは、図１１Ｂのように、透明基板４１ａの両面に形成されていてもよいし、図１２および図１３に示すように、透明基板４１ａの片面にのみ形成されていてもよい。反射膜４１ｂをアルミニウムのスパッタ膜で形成した場合、その厚みは例えば１００ｎｍ程度である。
【００３６】
スペーサ４１ｃは、透明基板４１ａからその厚み方向に突出する突出部（突起部）であり、独立した島形状に形成されている。ここで言う「スペーサ」とは、突出高さを有する部分（形状、構造）を指し、スペーサとスペーサとの間の平坦な部分を含まない。スペーサ４１ｃは、図１０で示した接着剤４２の厚み（接着厚み、接着ギャップ）を均一にしたり、透明基板４１ａの厚みと接着厚みとの和を均一にするために、透明基板４１ａの上記対向する２面のうちの一方の面側に予め離散的に形成されている。スペーサ４１ｃは、図１１Ｂおよび図１３のように、透明基板４１ａ上に反射膜４１ｂを介して形成されていてもよいし、図１２のように、透明基板４１ａ上に直接形成されていてもよい。
【００３７】
スペーサ４１ｃは、平面視でマトリクス状に配置されており、行方向の配列ピッチＰ１および列方向の配列ピッチＰ２は、例えば１ｍｍに設定されている。また、全てのスペーサ４１ｃについて、その高さＴは、例えば２０μｍ±１μｍの範囲内に設定されている。このように、スペーサ４１ｃは、透明基板４１ａに対して所定の位置に、予め決められた高さで形成されている。
【００３８】
（複数のミラー素子の積層接着について）
Ｓ１１の積層接着工程では、例えば図１１Ａおよび図１１Ｂで示したミラー素子４１を複数用意し、図１４に示すように、各透明基板４１ａの間にスペーサ４１ｃが位置するように、複数のミラー素子４１を積層して接着剤４２で接着する。すなわち、積層接着工程は、複数のミラー素子４１を予め用意する準備工程と、用意した複数のミラー素子４１を積層して接着剤４２で接着する接着工程とを含む。なお、接着剤４２の詳細については後述する。
【００３９】
上記のように、透明基板４１ａと、反射膜４１ｂと、スペーサ４１ｃとが一体的に形成されたミラー素子４１を予め複数用意し、各透明基板４１ａ・４１ａの間にスペーサ４１ｃが位置するように、複数のミラー素子４１を積層して接着剤４２で接着することにより、積層方向に隣り合う一方のミラー素子４１のスペーサ４１ｃを、他方のミラー素子４１（透明基板４１ａまたは反射膜４１ｂ）に当接させて、各ミラー素子４１を接着することができる。この場合、接着剤４２の厚みは、スペーサ４１ｃの高さで規定されることになり、接着剤４２の厚みのばらつきが生じにくくなる。したがって、各透明基板４１ａ・４１ａ間における接着厚みを均一にして、各透明基板４１ａ・４１ａの平行度を確保することができる。その結果、各透明基板４１ａの反射面（反射膜４１ｂが形成された面）の平行度を確保することができる。例えば、各反射面の角度ズレを０．０２５度以下に抑えることができる。よって、空中映像表示デバイス１においては、品質の良好な空中映像を観察者に観察させることができる。
【００４０】
また、複数のミラー素子４１を用いることにより、これらのミラー素子４１を積層して接着剤４２で接着するという簡単な手法で光学パネル４０を生産できる。したがって、本実施形態の製法によれば、各反射面の配置精度の確保と光学パネル４０の生産性向上とを両立させることができる。
【００４１】
また、空中映像表示デバイス１を大型化すべく、大型の光学パネル４０を製造する場合でも、上記したスペーサ構造を採用することによって、接着剤４２の厚みのばらつきを低減して、各反射面の平行度を確保することができる。したがって、光学パネル４０ひいては空中映像表示装置１の大型化が可能となる。しかも、各反射面の平行度の確保によって高精細な映像（歪みを低減した映像）を空中に表示することも可能となり、大型で、かつ、高精細な映像を表示する空中映像表示デバイス１を実現することが可能となる。
【００４２】
（接着剤の詳細について）
図１５は、図１４のＡ部を拡大して示している。同図に示すように、各透明基板４１ａ・４１ａを接着する接着剤４２は、フィラー４２ａを含んでいる。フィラー４２ａは、接着剤４２の硬化収縮を抑えるために、接着剤４２に混入されている。フィラー４２ａの混入により、接着剤４２の硬化収縮を抑えることができるのは、以下の理由による。すなわち、（１）フィラー４２ａの混入により、接着剤４２の使用量（体積）が混入前よりも減り、これによって、接着剤４２の硬化収縮量（絶対量）が下がる、（２）フィラー４２ａの混入により、接着剤４２の硬化収縮の力がフィラー４２ａによって分断され、これによって、接着剤４２の硬化収縮量（絶対量）が下がる、の２点の理由による。
【００４３】
フィラー４２ａは、例えば有機材料または無機材料の微粒子で構成することが可能である。有機材料としては、例えばアクリル系ポリマー（真比重：１．１〜１．２）を用いることができる。無機材料としては、例えば中空ガラスビーズ（真比重：０．２〜０．８）、非晶質シリカ（真比重：２．２）、結晶性シリカ（真比重：２．６）、タルク（真比重：２．６〜２．８）、マイカ（真比重：２．７〜２．９）、アルミナ（真比重：４．０）などを用いることができる。なお、真比重は、比重と同義であるが、例えば中空ガラスビーズのように物体が空間を含んでいる場合は、その物体における上記空間を除く部分の比重を指す。また、上記比重とは、ある物質の密度と、基準となる水の密度（１．０ｇ／ｃｍ3）との比を指す。タルク（滑石）およびマイカ（雲母）は、ケイ酸塩鉱物の一種である。
【００４４】
ここで、図１６は、１つのスペーサ４１ｃの近傍において、フィラー４２ａを含有していない接着剤４２の硬化収縮の前後での、複数の透明基板４１ａの状態を模式的に示している。また、図１７は、上記接着剤４２の硬化収縮の前後での複数の透明基板４１ａの状態を、複数のスペーサ４１ｃの配置領域にわたって模式的に示している。なお、これらの図面では、便宜的に、透明基板４１ａの両面の反射膜４１ｂの図示を省略している。接着剤４２にフィラー４２ａが含有されていない場合、接着剤４２ａが硬化収縮を起こすと、透明基板４１ａにおいてスペーサ４１ｃとの接触部以外の部分が、接着剤４２側に引っ張られる（図１６参照）。その結果、各透明基板４１ａに歪みが生じ、各透明基板４１ａの平面度を確保することが困難となる（図１７参照）。その結果、空中像として格子像を表示した場合、図１８に示すように、スペーサ４１ｃによって平行度が確保されているため格子全体の歪みは発生しないが、平面度が悪化した領域に対応して直線にうねりが生じる。
【００４５】
これに対して、本実施形態では、フィラー４２ａを含有した接着剤４２を用いて、複数の透明基板４１ａを接着している。接着剤４２がフィラー４２ａを含有しているため、上記（１）（２）の理由によって、接着剤４２の硬化収縮自体がフィラー４２ａの非含有時よりも抑えられる。これにより、各透明基板４１ａの厚みを増大させることなく（基板を厚みの増大によって変形しにくくしなくても）、接着剤４２の硬化収縮に起因して各透明基板４１ａに歪みが生じるのを抑えることができる（図１５参照）。その結果、各透明基板４１ａの平面度ひいては反射面の平面度を良好に確保して、空中映像に歪みが生じるのを抑えることができる。また、各透明基板４１ａの厚みを増大させることなく、上記の効果を得ることができるので、反射面間のピッチが広がることもなく、これによって空中映像の品質の劣化を回避することができる。
【００４６】
以上のことから、上述したＳ１１の積層接着工程では、フィラー４２ａにより、接着剤４２の硬化収縮を、フィラー４２ａの非含有時よりも抑えながら、複数のミラー素子４１を接着剤４２で接着すればよいと言える。
【００４７】
（フィラーの含有量について）
ところで、接着剤４２に含まれるフィラー４２ａの量は、フィラー４２ａを含有させる前の接着剤４２との体積比で５〜５０％である、つまり、フィラー４２ａを含有させる前の接着剤４２に対して５〜５０ｖｏｌ％であることが望ましい。この場合、フィラー４２ａによって接着剤４２の硬化収縮を抑える効果と、接着剤４２の接着力を向上させる効果とをバランスよく得ることができ、さらに、透明基板４１ａの平面度を確実に確保することも可能となる。
【００４８】
ちなみに、フィラー４２ａの含有量が５ｖｏｌ％未満であると、フィラー４２ａの含有量が少なすぎて、フィラー４２ａによって接着剤４２の硬化収縮を抑える効果を十分に得ることができなくなる。一方、フィラー４２ａの含有量が５０ｖｏｌ％を超えると、接着剤４２中に占めるフィラー４２ａの量が多すぎて、接着剤４２の接着力が低下する。また、例えば、後述する具体例１のように、一方の透明基板４１ａ上に接着剤４２を塗布して他方の透明基板４１ａを積層する工程を繰り返して、積層体４０ａを得る場合、フィラー４２ａの量が多すぎると、透明基板４１ａの押し付けによって、スペーサ４１ｃ上に付いた接着剤４２を側方へ移動させても、接着剤４２中に含まれるフィラー４２ａの一部がスペーサ４１ｃ上に残りやすくなる。この場合、スペーサ４１ｃ上に残ったフィラー４２ａが異物となり、スペーサ４１ｃおよび上記異物を介して透明基板４１ａが積層されるため、透明基板４１ａの平面度が低下することが懸念される。
【００４９】
（フィラーの粒径について）
上記したフィラー４２ａの平均粒径をＲ（μｍ）とし、スペーサ４１ｃの高さをｈ（μｍ）としたとき、
０．１ｈ≦Ｒ≦０．８ｈ
であることが望ましい。上記の条件式を満足することにより、フィラー４２ａによって接着剤４２の硬化収縮を抑える効果と、透明基板４１ａの平面度を確保する効果とをバランスよく得ることができる。
【００５０】
ちなみに、フィラー４２ａの平均粒径Ｒが０．１ｈよりも小さいと、フィラー４２ａが小さすぎるために、フィラー４２ａによって接着剤４２の使用量を減らして硬化収縮量を減らす効果、およびフィラー４２ａによって硬化収縮の力を分断する効果が十分に得られなくなり、結果として、接着剤４２の硬化収縮を抑える効果を十分に得ることができなくなる。一方、フィラー４２ａの平均粒径Ｒが０．８ｈよりも大きいと、フィラー４２ａが大きすぎて異物として働き、透明基板４１ａの平面度を低下させる場合がある。例えば、異物同士が凝集し、その凝集物がスペーサ４１ｃの高さｈを超えることで、透明基板４１ａの平面度が低下する場合がある。
【００５１】
なお、フィラー４２ａの粒径にばらつきがあると、一定の割合で混入している大きな粒径のフィラー４２ａが透明基板４１ａと局所的に接触して、平面度を著しく低下させる要因となる。このため、フィラー４２ａの粒径のばらつきは、小さいほうが望ましい（粒度分布の分散は小さいほうが望ましい）。
【００５２】
（フィラーの比重について）
フィラー４２ａの比重をＡとし、フィラー４２ａを含有させる前の接着剤４２の比重をＢとしたとき、
０．９Ｂ≦Ａ≦１．１Ｂ
であることが望ましい。上記の条件式を満足することで、フィラー４２ａを接着剤４２に容易に混ぜることが可能となり、また、接着剤４２に混ぜた後のフィラー４２ａの分散状態を良好に保ち、接着剤４２中でフィラー４２ａの分布にばらつきが生じるのを低減することが可能となる。
【００５３】
ちなみに、フィラー４２ａの比重Ａが０．９Ｂよりも小さいと、フィラー４２ａを含有させる前の接着剤４２に対してフィラー４２ａが軽すぎるため、フィラー４２ａが接着剤４２に均一に混ざりにくくなる。一方、フィラー４２ａの比重Ａが１．１Ｂよりも大きいと、フィラー４２ａを含有させる前の接着剤４２に対してフィラー４２ａが重すぎて、フィラー４２ａを接着剤４２に混入しても、フィラー４２ａが沈降し、分散状態を良好に保ちにくくなる。その結果、接着剤４２中でフィラー４２ａの分布ムラが生じやすくなる。フィラー４２ａに分布ムラが生じると、接着位置によって接着剤４２の硬化収縮を抑える効果にばらつきが生じることになり、透明基板４１ａの平面度の低下を招くことが懸念される。
【００５４】
（フィラーの望ましい例について）
接着剤４２として、２液混合型のエポキシ系接着剤を用いる場合、上記接着剤の比重は、１．０〜１．５程度である。したがって、例えば比重が１．３の２液混合型のエポキシ系接着剤を用いる場合、上記した比重に関する条件式からは、比重が１．２〜１．４程度のフィラー４２ａ（例えば上述したアクリル系ポリマー）を用いることが望ましいと言える。
【００５５】
また、上述したように、非晶質シリカは、比重が２．２であり、比重が１．０〜１．５程度の２液混合型のエポキシ系接着剤とは比重差が大きい。しかし、非晶質シリカの配合率を高めることで、接着剤４２の硬化収縮を抑える効果が高いことがわかっている。したがって、接着剤４２の硬化収縮を抑える効果を重視する場合は、フィラー４２ａとして、非晶質シリカを用いることが望ましいと言える。
【００５６】
（接着剤の望ましい例について）
接着剤の一般的な硬化収縮率は、光硬化性の接着剤で５〜１０％であり、熱硬化性の接着剤で３〜５％であり、２液混合型の接着剤（樹脂からなる主剤と硬化剤とを混ぜて使用する接着剤）で数％以下である。ここで、上記の硬化収縮率は、以下の式で算出される。
硬化収縮率（％）＝｛（硬化物比重−硬化前比重）／硬化物比重｝×１００
【００５７】
本実施形態では、接着剤４２の硬化収縮を抑える観点から、硬化収縮率の小さい接着剤４２を用いることが望ましい。この点では、接着剤４２として、熱硬化性の接着剤または２液混合型の接着剤を用いることが望ましい。中でも特に、２液混合型の接着剤の一種であるエポキシ系の接着剤（エポキシ系樹脂からなる主剤と硬化剤とを混ぜて使用する接着剤）は、硬化後の硬度が高いため（硬いため）、その後の透明基板や構造体の切断等の加工がしやすいといった利点がある。また、熱硬化性の接着剤は、反射膜４１ｂを備えた透明基板４１ａを、１〜１００μｍの接着厚で精度よく積層接着するために好適である。
【００５８】
（接着剤の粘度について）
本実施形態で用いる接着剤４２の粘度は、１０００ｍＰａ・ｓ以下であることが望ましい。この場合、接着剤４２の厚さをスペーサ４１ｃの高さに容易に揃えることができる。ちなみに、接着剤４２が高粘度であると、一方の透明基板４１ａ上に接着剤４２を塗布して他方の透明基板４１ａを積層する際に、一方の透明基板４１ａを押し付けても、接着剤４２が広がりにくく、接着層が厚くなる傾向がある。また、接着剤４２の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であると、例えば複数の透明基板４１ａを積層した状態で、各透明基板４１ａの隙間に側方から接着剤４２を同時に注入する場合でも、接着剤４２を円滑に注入することができる。上記の効果を確実に得る観点では、接着剤４２の粘度は、２００ｍＰａ・ｓ以下であることがより望ましい。
【００５９】
（接着剤の他の例）
接着剤４２は、嫌気性の接着剤であってもよい。嫌気性の接着剤とは、空気（酸素）の遮断によってはじめて硬化する接着剤のことである。このように、接着剤４２として、嫌気性の接着剤を用い、この接着剤にフィラー４２ａを含有させても、反射膜４１ｂを備えた透明基板４１ａを、１〜１００μｍの均一な接着厚みで精度よく積層接着することができる。
【００６０】
嫌気性の接着剤４２を用いる場合、反射膜４１ｂの最表層は、金属であることが望ましい。例えば、反射膜４１ｂは、単層膜の場合はアルミニウムなどの金属であればよく、多層膜の場合は、その最表層がアルミニウムなどの金属であればよい。嫌気性の接着剤４２は、空気を遮断するとともに金属と反応して硬化するため、反射膜４１ｂの最表層が金属であれば、嫌気性の接着剤４２を使用して、反射膜４１ｂ付きの透明基板４１ａを積層接着することができる。
【００６１】
接着剤の硬化時間は２４時間以上であることが好ましい。硬化時間の長い接着剤を用いることで、硬化収縮による歪みが小さくなり、精度の高い接着ができる。なお、ここでの接着剤の硬化時間は、２３℃においてシングルオーバーラップの引張せん断接着強度（接着面：１２．５ｍｍ×２５ｍｍ）が１０Ｎ／ｍｍ2以上に達する時間である。
【００６２】
（スペーサのマトリクス配置について）
上述のように、スペーサ４１ｃが平面視でマトリクス状に配置されていることにより、各透明基板４１ａの間に接着剤４２を充填する際に、隣り合うスペーサ４１ｃ・４１ｃの間を接着剤４２が均一に広がる。また、隣り合うスペーサ４１ｃ・４１ｃの間では、接着剤４２が透明基板４１ａまたは反射膜４１ｂと直接接触する。したがって、スペーサ４１ｃのマトリクス配置は、接着剤４２の流路と接着面積とを確保するのに適している。
【００６３】
スペーサ４１ｃのマトリクス配置において、積層方向に隣り合う一方のミラー素子４１のスペーサ４１ｃは、他方のミラー素子４１のスペーサ４１ｃに対して、積層方向と垂直な方向にずれて位置していることが望ましい。図１９は、積層方向に並ぶ４つのミラー素子４１の各スペーサ４１ｃの配置位置を示したものである。ここで、積層方向の一方の側から１枚目（１層目）、２枚目（２層目）、３枚目（３層目）、４枚目（４層目）のミラー素子４１の各スペーサ４１ｃを、それぞれ、スペーサ４１ｃ1、４１ｃ2、４１ｃ3、４１ｃ4とする。スペーサ４１ｃ2は、スペーサ４１ｃ1に対して行方向に半ピッチ（例えば０．５ｍｍ）ずれて配置されており、スペーサ４１ｃ3は、スペーサ４１ｃ2に対して列方向に半ピッチ（例えば０．５ｍｍ）ずれて配置されており、スペーサ４１ｃ4は、スペーサ４１ｃ3に対して行方向に半ピッチ（例えば０．５ｍｍ）ずれ、かつ、スペーサ４１ｃ1に対して列方向に半ピッチ（例えば０．５ｍｍ）ずれて配置されている。
【００６４】
スペーサ４１ｃ（４１ｃ1〜４１ｃ4）が平面視で（積層方向から見て）同じ位置に配置されていると、スペーサ４１ｃが存在しない位置、つまり、接着剤４２が充填される位置も平面視で同じ位置となる。この場合、各透明基板４１ａにおいて、接着剤４２の硬化収縮の影響を受ける領域が積層方向に揃うため、その影響によって各透明基板４１ａに凹凸が生じやすくなる。しかし、上記のように積層方向に隣り合う一方のミラー素子４１のスペーサ４１ｃを、他方のミラー素子４１のスペーサ４１ｃに対して、積層方向と垂直な方向（上記の行方向および列方向に対応）にずらして配置することにより、各透明基板４１ａにおいて、接着剤４２の硬化収縮の影響を、積層方向と垂直な方向に分散させることができる。これにより、接着剤４２の硬化収縮の影響によって各透明基板４１ａに凹凸が生じるのを低減することができ、各透明基板４１ａの反射面の平行度を確実に確保することが可能となる。
【００６５】
（スペーサの他の配置例について）
図２０は、スペーサ４１ｃの他の配置例を示している。スペーサ４１ｃは、透明基板４１ａの一方の面側に千鳥状に配置されていてもよい。千鳥状の配置とは、隣接する行同士で、スペーサ４１ｃが列方向に半ピッチずれて配置されたり、隣接する列同士で、スペーサ４１ｃが行方向に半ピッチずれて配置される形態を指す。この場合でも、接着剤４２の流路と接着面積とを確保することができる。また、千鳥配置の場合でも、積層方向に隣り合う一方のミラー素子４１のスペーサ４１ｃを、他方のミラー素子４１のスペーサ４１ｃに対して、積層方向と垂直な方向にずらして配置して、接着剤４２の硬化収縮に起因する各透明基板４１ａの凹凸を低減するようにしてもよい。その他、スペーサ４１ｃの配置は、ランダムな配置であってもよい。
【００６６】
（スペーサによる反射膜の保護について）
図１１Ｂおよび図１３のように、スペーサ４１ｃが反射膜４１ｂ上に形成されている場合、ミラー素子４１の輸送時や積層作業時に、反射膜４１ｂに他の部材が直接接触しにくくなる（他の部材が先にスペーサ４１ｃに接触するため）。したがって、スペーサ４１ｃが反射膜４１ｂ上に形成される構成は、スペーサ４１ｃが透明基板４１ａ上に直接形成される構成（図１２参照）に比べて、反射膜４１ｂが損傷しにくくなる点で有利である。
【００６７】
（スペーサを構成する樹脂等について）
スペーサ４１ｃは、エネルギー硬化性樹脂、顔料系の樹脂（樹脂、顔料、溶剤を含むもの）、室温での化学反応によって硬化する樹脂（例えばエポキシ系樹脂）などで形成可能であるが、特にエネルギー硬化性樹脂で形成されていることが望ましい。エネルギー硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂など、外部から熱や光などのエネルギーを与えることによって硬化する樹脂である。エネルギー硬化性樹脂は、硬化時に体積変化がほとんどなく、化学的に安定しているため、所定の位置に所定の高さでスペーサ４１ｃを効率よく形成することができ、スペーサ形成用の樹脂として好適である。
【００６８】
スペーサ４１ｃおよび接着剤４２は、透明であり、かつ、透明基板４１ａと屈折率が略同じであることが望ましい。この場合、スペーサ４１ｃ、接着剤４２、透明基板４１ａのいずれか２者の界面での光の散乱や迷光の反射を低減することができ、散乱光や迷光による空中映像の劣化を防止することができる。例えば、透明基板４１ａとして、屈折率１．５２〜１．５３のガラスを用いる場合、スペーサ４１ｃとして、屈折率１．５３の透明な紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂を用い、接着剤４２として、屈折率１．５２８の透明なエポキシ系接着剤を用いることにより、上記の効果を得ることができる。なお、透明基板４１ａ、スペーサ４１ｃ、接着剤４２の間での屈折率差は、±０．０１の範囲内であることが望ましい。
【００６９】
（インクジェット印刷について）
上記したスペーサ４１ｃは、インクジェット印刷によって形成されていることが望ましい。インクジェット印刷では、インク滴を所望の位置に精度よく着弾させることができ、また、同じ位置に着弾させるインク滴の数を制御することによって、着弾したインクの高さを調整することが容易である。このため、インクジェット印刷によってスペーサ４１ｃを形成することにより、スペーサ４１ｃを所定の位置に所定の高さで高精度に、かつ、効率よく形成することができる。
【００７０】
なお、インクジェット印刷に用いるインクとしては、上述したスペーサ４１ｃを形成する材料を含むインクを用いることができる。このうち、スペーサ４１ｃを高く形成する場合は、揮発成分を含まないインク（例えばエネルギー硬化性樹脂からなるインク）が適しており、スペーサ４１ｃを低く形成する場合は、揮発成分を含むインク（例えば顔料系インク）が適している。顔料系インクを用いた場合、インクを着弾後に乾燥させることにより、インクに含まれる溶剤が揮発する分、インクの高さが乾燥前に比べて低くなる。
【００７１】
インクジェット印刷でスペーサ４１ｃを形成する場合、スペーサ４１ｃは、透明基板４１ａの表面の窪み量または透明基板４１ａの厚さに応じた高さで形成されていることが望ましい。なお、上記窪み量および上記厚さは、インクを吐出する直前の測定によって得られるものであってもよいし、予め取得された値（例えば透明基板４１ａの製造時に測定された値）であってもよい。なお、上記窪み量は、透明基板４１ａの表面の元々の窪み量であって、接着剤４２の硬化収縮によって生じた窪みの量ではない。
【００７２】
上記のようにスペーサ４１ｃを形成することにより、透明基板４１ａの表面の窪み量や厚さのばらつきを、スペーサ４１ｃで補正することができる。具体的には、図２１に示すように、１つの透明基板４１ａにおいて表面の窪み量（図中Ｃで示す量）や厚さ（図中Ｄで示す量）にばらつきがあっても、透明基板４１ａの厚さとスペーサ４１ｃの高さとの和Ｗを、透明基板４１ａの厚み方向に垂直な方向に略一定にすることができる。また、複数の透明基板４１ａ間で表面の窪み量や厚さがばらついている場合でも、透明基板４１ａの厚みとスペーサ４１ｃの高さとの和を、複数のミラー素子４１間で略一定にすることができる。なお、図２１の構成では、透明基板４１ａの裏面側（スペーサ形成側とは反対側）に反射膜４１ｂ（図示せず）が形成されているとする。
【００７３】
このように、透明基板４１ａの表面の窪み量や厚さのばらつきを、スペーサ４１ｃで補正することができるので、各透明基板４１ａの反射面の平行度を確実に良好にすることができる。その結果、光学パネル４０を用いて構成される空中映像表示デバイス１において、歪みの小さい高品質の映像を空中に表示させることができる。
【００７４】
図２２は、スペーサ４１ｃをインクジェット印刷によって形成する一例を模式的に示している。まず、インクジェットヘッド５１によるインクの吐出前に、透明基板４１ａの表面の窪み量を、変位計５２を用いて測定する。変位計５２は、例えば、透明基板４１ａの表面までの距離を測定する測距センサで構成される。測定開始位置（例えば基板端部）での変位計−透明基板間の距離を基準とし、この距離と、基板厚み方向に垂直な方向の各位置で測定した変位計−透明基板間の距離との差を求めることにより、各測定位置ごとに透明基板４１ａの表面の窪み量を求めることができる。なお、インク吐出前に透明基板４１ａの表面の窪み量が予めわかっている場合には、変位計５２による測定は不要である（変位計５２は設置されていなくてもよい）。また、上記窪み量を測定する代わりに、透明基板４１ａの各位置ごとに厚さを測定するようにしてもよい。
【００７５】
次に、透明基板４１ａの表面の窪み量に応じた高さでスペーサ４１ｃが形成されるように、インクジェットヘッド５１からインク（例えばＵＶ硬化性樹脂）を透明基板４１ａ上の所定位置に吐出させる。なお、同一位置でのインク滴の吐出回数は、スペーサ４１ｃが所望の高さで形成される回数であればよく、１回であってもよいし、複数回であってもよい。そして、インク吐出後は、ＵＶ光源５３からのＵＶ照射によってインクを硬化させる。これによって、スペーサ４１ｃが所定の位置に所望の高さで形成される。
【００７６】
インクジェット印刷において、スペーサ４１ｃは、１滴のインクの吐出によって形成されていることが望ましい（同一位置での吐出回数は１回であることが望ましい）。これは、スペーサ４１ｃを複数回のインク吐出によって形成すると、吐出ずれ（印刷位置ずれ）が生じたときに高さにばらつきが生じるおそれがあるためである。つまり、スペーサ４１ｃが１滴のインクの吐出によって形成されることにより、高さ精度に優れたスペーサ４１ｃを形成することができる。
【００７７】
なお、インクジェットヘッド５１では、例えば、圧電体（圧電薄膜でもよい）を挟む上部電極および下部電極に電位差（駆動信号）を与えて圧電体を伸縮させ、圧力室内のインクに圧力を付与することによってインク吐出を行う。この構成では、上記駆動信号の駆動波形（駆動電圧、電圧印加時間など）を調整することにより、１回のインク吐出量を変えることができる。したがって、上記駆動波形を調整することにより、１滴のインク吐出によって形成されるスペーサ４１ｃの高さを調整することができる。
【００７８】
（スペーサの他の形成方法等について）
スペーサ４１ｃは、スクリーン印刷によって形成されていてもよい。スクリーン印刷を用いる場合でも、スペーサ４１ｃを所定の位置に所定の高さで高精度に、かつ、効率よく形成することができる。
【００７９】
また、スペーサ４１ｃは、黒色であってもよい。例えばスペーサ４１ｃを構成する樹脂に、黒色顔料やカーボンブラックを含有させることにより、黒色のスペーサ４１ｃを実現することができる。スペーサ４１ｃが黒色であると、スペーサ４１ｃに入射する光がそこで吸収されるため、スペーサ４１ｃの表面での光の散乱や迷光の反射が生じない。したがって、散乱光や迷光に起因する空中映像の劣化を低減することができる。
【００８０】
また、スペーサ４１ｃは、透明基板４１ａと同一材料で形成されていてもよい。例えば、スペーサ４１ｃおよび透明基板４１ａは、両方ともガラスで形成されていてもよく、樹脂で形成されていてもよい。この場合、透明基板４１ａに対して型を押し当ててスペーサ４１ｃを形成したり、射出成形によってスペーサ４１ｃと透明基板４１ａとを一体的に形成したり、透明基板４１ａの表面をエッチングしてスペーサ４１ｃを形成するなど、種々の方法でスペーサ４１ｃを形成することが可能となる。
【００８１】
図２３は、ミラー素子４１の製造工程の一例を示す断面図である。スペーサ４１ｃおよび透明基板４１ａが両方ともガラスで形成されたり、両方とも樹脂で形成される場合、スペーサ４１ｃは、スペーサ４１ｃの形状を反転したネガ型５４を、（硬化前の）透明基板４１ａに押し当て、上記形状を透明基板４１ａに転写することによって透明基板４１ａと一体的に形成されてもよい。この場合、透明基板４１ａの所定位置に、高さ精度に優れたスペーサ４１ｃを形成することができる。また、スペーサ４１ｃおよび透明基板４１ａが両方とも樹脂で形成される場合は、これらを射出成形によって一体的に形成してもよく、この場合でも、上記と同様の効果を得ることができる。スペーサ４１ｃの形成後は、例えば透明基板４１ａの裏面（スペーサ４１ｃの形成側とは反対側の面）に反射膜４１ｂを形成することで、ミラー素子４１が完成する。
【００８２】
図２４は、ミラー素子４１の製造工程の他の例を示す断面図である。透明基板４１ａは、ガラスからなり、スペーサ４１ｃは、透明基板４１ａをエッチングすることによって形成されていてもよい。例えば、透明基板４１ａ上に、レジストやフィルムからなるマスク５５を形成し、透明基板４１ａにおいてマスクされていない部分をエッチングで掘り下げることにより、エッチングされていない部分がスペーサ４１ｃとして残る。したがって、この場合でも、透明基板４１ａの所定位置にスペーサ４１ｃを形成できるとともに、エッチング量を管理することによって、高さ精度に優れたスペーサ４１ｃを形成することができる。また、この方法では、反射面の平行度が、元の透明基板４１ａの厚さ精度のみで決まるため、透明基板４１ａの厚さを精度よく管理することで、反射面の平行度を確保することができる。
【００８３】
図２５は、ミラー素子４１の製造工程のさらに他の例を示す断面図である。スペーサ４１ｃは、例えばガラスからなる透明基板４１ａ上にエネルギー硬化性樹脂５６ａを塗布し、スペーサ４１ｃの形状を反転したネガ型５７を押し当てた状態でエネルギー硬化性樹脂５６ａを硬化させて硬化膜５６を形成し、離型することによって形成されていてもよい。この場合、硬化膜５６において突出高さを有する部分がスペーサ４１ｃとなる。このように、透明基板４１ａとスペーサ４１ｃとで材質が異なる場合でも、その透明基板４１ａ上の所定位置に、スペーサ４１ｃを高さ精度よく形成することができる。
【００８４】
スペーサ４１ｃの高さは、１μｍ〜１００μｍであることが望ましい。スペーサ４１ｃの高さが１μｍ以上であることにより、接着剤４２の厚さを１μｍ以上確保することができる。これにより、積層方向に並ぶ透明基板４１ａ・４１ａ間で接着剤４２を十分に行き渡らせることができ、接着強度を十分に確保することができる。また、複数のミラー素子４１ｃの積層時に、スペーサ４１ｃを透明基板４１ａに確実に当接させて、各反射面の平行度を確実に確保することができる。一方、スペーサ４１ｃの高さが１００μｍ以下であることにより、接着剤４２の充填時に泡を巻き込みにくくなり、接着剤４２における光の散乱も生じにくくなる。また、接着剤４２の硬化収縮による透明基板４１ａの歪みや反りも生じにくくなり、各反射面の平行度の確保に寄与できる。
【００８５】
なお、図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、スペーサ４１ｃの直径をＬ（μｍ）、高さをＴ（μｍ）としたとき、直径Ｌは１〜１０００μｍであることが望ましく、アスペクト比（Ｔ／Ｌ）は、１〜１／３００であることが望ましい。また、スペーサ４１ｃの総面積は、透明基板４１ａにおける反射面（反射膜４１ｂが形成される面）の面積の１０％以下であることが望ましい。なお、スペーサ４１ｃの総面積は、π（Ｌ／２）2×（１個のミラー素子に含まれるスペーサ数）で表される。
【００８６】
（積層接着の手法について）
図２６は、複数のミラー素子４１を積層して接着する手法の一例を示している。この工程では、（１）ミラー素子４１上に接着剤４２を塗布する工程と、（２）上記のミラー素子４１上に他のミラー素子４１を、上記の接着剤４２を介して積層する工程と、を繰り返してもよい。つまり、ミラー素子４１上に接着剤４２を供給し、ミラー素子４１（透明基板４１ａ）を順次積層して接着してもよい。
【００８７】
このようにすることで、積層方向に隣り合う一方のミラー素子４１のスペーサ４１ｃを他方のミラー素子４１に当接させて、各ミラー素子４１を積層し、接着することができる。この場合、接着剤４２の厚みを、スペーサ４１ｃの高さによって規定することができ、接着剤４２の厚みのばらつきの少ない積層構造体４０ａを得ることができる。
【００８８】
また、図２７は、積層接着の手法の他の例を示しており、図２８のＢ−Ｂ’線矢視断面図に相当している。複数のミラー素子４１を積層して接着する工程では、複数のミラー素子４１を積層配置し、積層方向に隣り合う透明基板４１ａの全ての隙間に接着剤４２を同時に注入して接着してもよい。
【００８９】
例えば、複数のミラー素子４１の積層方向をｚ方向とし、ｚ方向に垂直な面内で互いに垂直な２方向をｘ方向およびｙ方向とする。なお、ｘｙｚの各方向は、図２等で示したＸＹＺの各方向とは異なるものとする。図２８および図２９に示すように、各透明基板４１ａの間にスペーサ４１ｃが位置するように複数のミラー素子４１を積層配置した積層体４０ｂにおいて、ｘ方向において対向する２面に、各面を覆うように粘着性フィルム４０ｃを貼り付ける。これにより、積層体４０ｂの各透明基板４１ａ・４１ａ間の隙間は、ｙ方向以外において封止されることになる。そして、図２７に示すように、この積層体４０ｂのｙ方向の一端側を、パッキン６１を介して吸込ノズル６２に固定し、他端側が、容器６３に入れた接着剤４２につかるように、積層体４０ｂを配置する。
【００９０】
この状態で、吸込ノズル６２と接続された真空ポンプ（図示せず）により、吸引（排気）を開始すると、各透明基板４１ａ・４１ａ間において、ｙ方向に圧力差が生じ、容器６３内の接着剤４２が吸込ノズル６２側に移動し（吸い上げられ）、隣り合う透明基板４１ａの全ての隙間に接着剤４２が同時に注入される。注入後に（例えば加熱によって）接着剤４２を硬化させることにより、積層構造体４０ａが得られる。
【００９１】
真空ポンプによる吸引時における隙間内の真空度は、０．０５ＭＰａ以下であることが好ましく、０．０１ＭＰａであることがより好ましい。これにより、各透明基板４１ａ・４１ａ間の隙間に接着剤４２を円滑に充填することができる。
【００９２】
このように、差圧によって接着剤４２を注入し、複数のミラー素子４１を接着することによっても、積層方向に隣り合う一方のミラー素子４１のスペーサ４１ｃを他方のミラー素子４１に当接させた状態で、各ミラー素子４１を接着することができる。したがって、接着剤４２の厚みを、スペーサ４１ｃの高さによって規定することができ、接着剤４２の厚みのばらつきの少ない積層構造体４０ａを得ることができる。
【００９３】
図３０は、積層接着の手法のさらに他の例を示している。同図に示すように、複数のミラー素子４１を積層して接着する工程では、上記の積層体４０ｂを、固着装置７０の真空チャンバ７１内に入れて密閉し、真空チャンバ７１内を真空排気した後、積層方向に隣り合う透明基板４１ａの全ての隙間Ｇに接着剤４２を同時に注入して接着してもよい。以下、このような積層接着の詳細について説明する。なお、積層体４０ｂの構成は、図２８および図２９で示した構成と同様であり、図３０における積層体４０ｂの断面は、図２８のＢ−Ｂ’線での断面に対応している。
【００９４】
まず、真空チャンバ７１内に積層体４０ｂを配置し、開閉弁７２を閉じた状態で真空ポンプ７３を所定時間駆動させる。これにより、真空チャンバ７１の空気および積層体４０ｂの隙間Ｇ内の空気は、積層体４０ｂの排気側の端部４０ｂ1から、矢印Ｓで示す方向に排気され、真空チャンバ７１内が真空状態に減圧される。
【００９５】
次に、真空ポンプ７３を継続して駆動しながら、開閉弁７２を開く。このとき、真空レギュレーター７４により、真空チャンバ７１内の真空度を、例えば５００Ｐａに調整する。これにより、貯留槽７５内の液状の接着剤４２が、流入管７６およびその流入管７６の出口である流出口７７を介して、真空チャンバ７１内に流入する。なお、上記の流入管７６および流出口７７は、真空チャンバ７１において真空ポンプ７３による排気側とは反対側に位置しており、それゆえ、貯留槽７５内の接着剤４２は、真空チャンバ７１の排気側とは反対側から、流入管７６および流出口７７を介して真空チャンバ７１内に流入する。
【００９６】
ここで、貯留槽７５および真空チャンバ７１には、温度調整装置７８・７９がそれぞれ設けられている。例えば、接着剤４２が４０℃に到達したときに粘度が高くなり、硬化が急激に進む場合、温度調整装置７８・７９によって接着剤４２の温度を、硬化温度よりも低い所定範囲（例えば３０℃〜３５℃）に調節する。これにより、接着剤４２を未硬化で、かつ、低粘度の状態に保つことができるので、積層体４０ｂの隙間Ｇへの接着剤４２の充填途中における、接着剤４２の硬化を防止しながら、接着剤４２を円滑に隙間Ｇに充填することができる。
【００９７】
真空ポンプ７３が所定時間駆動されると、図３１に示すように、接着剤４２は、流入管７６の流出口７７と、積層体４０ｂの吸気側の端部４０ｂ2との間まで流入する。この状態で、開閉弁７２を一旦閉じる。開閉弁７２を閉じることで、接着剤４２の液面に接着剤４２内部の気泡Ｍが集まり、破裂する。すなわち、開閉弁７２および流入管７６を通過した接着剤４２が真空チャンバ７１内で脱泡される。したがって、積層体４０ｂの隙間Ｇに、気泡Ｍを含む接着剤４２が充填されるのを防止することができる。
【００９８】
開閉弁７２を閉じてから所定時間経過後（例えば１０分後）、開閉弁４１を再度開く。これにより、真空チャンバ７１内の接着剤４２の液面が上昇し、積層体４０ｂの吸気側の端部４０ｂ1から隙間Ｇ内に接着剤４２が進入する。開閉弁７２を再度開いてから所定時間（例えば３０分間）が経過すると、図３２に示すように、接着剤４２は、積層体４０ｂの排気側の端部４０ｂ1に到達する。
【００９９】
その後、真空ポンプ７３を停止し、接着剤４２の硬化前に真空チャンバ７１を分解する。これにより、積層体４０ｂが取り出される。積層体４０ｂの周面に付着した余分な接着剤４２を拭き取って除去した後、隙間Ｇに充填された接着剤４２を例えば４０℃に加熱して硬化させることにより、図９等で示した積層構造体４０ａが得られる。
【０１００】
このように、積層体４０ｂの隙間Ｇ内の空気を排気して、隙間Ｇを真空状態にした後に、隙間Ｇに接着剤４２を充填することにより、接着剤４２の流動による隙間Ｇ内への空気の巻き込みを防止し、隣り合う透明基板４１ａ・４１ａの間にボイド（空洞）を生じさせることなく接着剤４２を充填することができる。
【０１０１】
なお、隙間Ｇ内を流動する接着剤４２による空気の巻き込みをより防止する観点から、接着剤４２の流入時の真空チャンバ７１内の真空度は、５００Ｐａ以下であることが望ましい。また、隙間Ｇが大きくなると、接着剤４２の厚みが大きくなるため、空中映像表示デバイスを構成したときに観察される空中映像が粗くなる。このため、隙間Ｇは、５０μｍ以下であることが望ましい。また、隙間Ｇが小さすぎると、液状の接着剤４２の隙間Ｇへの充填が困難になるため、隙間Ｇは１０μｍ以上であることが望ましい。
【０１０２】
（切断工程、研磨工程について）
積層構造体４０ａが、平板状の透明基板４１ａを有するミラー素子４１を積層して接着されたものである場合、本実施形態の光学パネル４０の製造方法は、切断工程を有してもよい。切断工程では、積層構造体４０ａを、反射膜４１ｂが形成された面に垂直に切断する（図１０参照）。このような切断工程により、１つの積層構造体４０ａから、複数の光学パネル４０が得られるため、光学パネル４０の生産性を確実に向上させることができる。切断後は、切断面が粗れているため、研磨しておくことが望ましい（研磨工程）。
【０１０３】
〔製造方法の具体例について〕
次に、本実施形態の光学パネル４０の製造方法の具体例について説明する。
【０１０４】
（具体例１）
まず、ミラー素子４１を作製する。すなわち、図３３に示すように、溶融させた材料を基板に成形し、切断して、透明基板４１ａを得る。ガラス材料の場合は、フュージョン法を用いることにより、また、樹脂材料の場合は、押出し成形により、透明基板４１ａを作製できる。続いて、透明基板４１ａの両面に金属材料（例えばアルミニウム）をスパッタ成膜し、反射膜４１ｂを形成する。その後、インクジェットヘッド５１により、ＵＶインクを反射膜４１ｂ上に吐出し、ＵＶ光源５３により、ＵＶ光を照射して硬化させ、スペーサ４１ｃを形成する。このとき、スペーサ４１ｃは、透明基板４１ａの厚さばらつきを補正できる高さで形成される。これにより、透明基板４１ａ、反射膜４１ｂ、スペーサ４１ｃを一体化したミラー素子４１が得られる。この工程を繰り返すことにより、複数のミラー素子４１を作製する。
【０１０５】
次に、図２６で示したように、ミラー素子４１に接着剤４２を塗布して他のミラー素子４１を積層接着し、この工程を繰り返して積層構造体４０ａを得る。これにより、各ミラー素子４１ｃの反射膜４１ｂは、積層方向において周期的に現れる（積層方向に所定間隔で並列に並ぶ）。その後、積層構造体４０ａを反射面（反射膜４１ｂ）に垂直な面で等間隔に切断する。切断後は、切断面を研磨して光学パネル４０（図１０参照）を得る。
【０１０６】
最後に、２枚の光学パネル４０を貼り合わせて、空中映像表示デバイスを得る。このとき、一方の光学パネル４０の透明基板４１ａにおける反射膜４１ｂが形成された面と、他方の光学パネル４０の透明基板４１ａにおける反射膜４１ｂが形成された面とが平面視で直交するように、２枚の光学パネル４０を貼り合わせる。一方の光学パネル４０は、図２の光学パネル２０に対応し、その光学パネル４０の反射膜４１ｂは、図３の反射膜２１ｂに対応する。また、他方の光学パネル４０は、図２の光学パネル３０に対応し、その光学パネル４０の反射膜４１ｂは、図４の反射膜３１ｂに対応する。このため、上記のようにして２枚の光学パネル４０を貼り合わせることにより、図１および図２で示した空中映像表示デバイス１を得ることができる。
【０１０７】
具体例１に沿って、実際に、以下のようにして空中映像表示デバイスを作製した。すなわち、透明基板４１ａとして、縦２５０ｍｍ、横４００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス基板を用い、その両面にアルミコート（厚さ１００ｎｍ）によって反射膜４１ｂを形成し、上記透明基板４１ａの一方の面側に、ＵＶインクを用いて直径０．１ｍｍ、高さ２０μｍ±１μｍのドット（スペーサ４１ｃ）を縦横１ｍｍピッチで印刷し、ミラー素子４１を作製した。このとき、ドットの位置を基板面内で縦方向および横方向に０．５ｍｍずつずらしたもの４種類を準備した。つまり、ドットの縦方向のずらし量をＭ（ｍｍ）とし、横方向のずらし量をＮ（ｍｍ）としたとき、ドットのずらし量（Ｍ，Ｎ）は、（０，０）、（０．５，０）、（０．５，０．５）、（０，０．５）の４通りである。このような４通りのずらし量でドットを形成したミラー素子４１を、合計５００枚準備した。
【０１０８】
次に、接着剤４２として、２液混合型のエポキシ系の接着剤に、非晶質シリカをフィラー４２ａとして混入させたものを用意した。そして、各ミラー素子４１を、ずらし量（Ｍ，Ｎ）が、（０，０）、（０．５，０）、（０．５，０．５）、（０，０．５）の順番となるように、接着剤４２を介して順番に積層し、４０℃に加熱して接着剤４２を硬化させた。これにより、接着厚みが２０μｍ±１μｍに均一にそろった積層構造体４０ａを得ることができた。
【０１０９】
そして、得られた積層構造体４０ａをワイヤスライサーで幅２ｍｍに切断した後、幅１．５ｍｍまで研磨加工を行った。これにより、接着厚みが２０μｍ±１μｍに均一にそろった光学パネル４０を得ることができた。
【０１１０】
その後、得られた光学パネル４０を２枚用い、各光学パネル４０の反射面が互いに直交するように２枚の光学パネル４０を貼り合わせた。その結果、結像品質に優れた空中映像表示デバイス１を得ることができた。
【０１１１】
（具体例２）
まず、具体例１と同じ手順で、５００枚のミラー素子４１を用意した。そして、各ミラー素子４１を、ドット（スペーサ４１ｃ）のずらし量（Ｍ，Ｎ）が、（０，０）、（０．５，０）、（０．５，０．５）、（０，０．５）の順番となるように積層した。その後、積層体の対向する２面に、隣り合う透明基板４１ａ・４１ａ間の隙間Ｇを封止するように粘着性フィルム４０ｃを貼り付けて、積層体４０ｂを作製した。この積層体４０ｂを、図３０で示した固着装置７０の真空チャンバ７１内に配置した。
【０１１２】
真空チャンバ７１内を真空排気し、真空チャンバ７１内の真空度を５００Ｐａに調整した後、開閉弁７２を開き、貯留槽７５内から流入管７６および流出口７７を介して、接着剤４２を真空チャンバ７１内に流入させた。なお、接着剤４２としては、具体例１と同様に、２液混合型のエポキシ系の接着剤に、非晶質シリカをフィラー４２ａとして混入させたものを用い、温度調整装置７８・７９により、接着剤４２の温度を、硬化温度よりも低い３０〜３５℃に調節した。そして、接着剤４２が流出口７８と積層体４０ｂとの間まで流入した時点で、開閉弁７２を一旦閉じ、接着剤４２を真空脱泡した。
【０１１３】
その後、開閉弁４１を再度開いて、接着剤４２を積層体４０ｂの隙間Ｇに流入させ、隙間Ｇが全て接着剤４２で充填された時点で真空ポンプ７３を停止した。そして、真空チャンバ７１を分解し、積層体４０ｂを取り出して、周面に付着した余分な接着剤４２を拭き取って除去した後、接着剤４２を４０℃に加熱して硬化させ、積層構造体４０ａを得た。
【０１１４】
そして、得られた積層構造体４０ａをワイヤスライサーで幅２ｍｍに切断した後、幅１．５ｍｍまで研磨加工を行った。これにより、接着厚みが２０μｍ±１μｍに均一にそろった光学パネル４０を得ることができた。
【０１１５】
その後、得られた光学パネル４０を２枚用い、各光学パネル４０の反射面が互いに直交するように２枚の光学パネル４０を貼り合わせた。その結果、結像品質に優れた空中映像表示デバイス１を得ることができた。
【０１１６】
〔その他〕
以上で説明した光学パネルの製造方法および空中映像表示デバイスの製造方法は、以下のように表現されてもよい。
【０１１７】
以上で説明した光学パネルの製造方法は、透明基板の対向する２面のうちの少なくとも一方の面に反射膜が形成され、前記対向する２面のうちの一方の面側にスペーサが予め離散的に形成された複数のミラー素子を準備する工程と、各透明基板の間に前記スペーサが位置するように、前記複数のミラー素子を積層してフィラーを含む接着剤で接着する工程とを有する。
【０１１８】
前記接着剤に含まれる前記フィラーの量は、前記フィラーを含有させる前の接着剤との体積比で、５〜５０％であることが望ましい。
【０１１９】
前記フィラーの平均粒径をＲ（μｍ）とし、前記スペーサの高さをｈ（μｍ）としたとき、
０．１ｈ≦Ｒ≦０．８ｈ
であることが望ましい。
【０１２０】
前記フィラーの比重をＡとし、前記フィラーを含有させる前の接着剤の比重をＢとしたとき、
０．９Ｂ≦Ａ≦１．１Ｂ
であることが望ましい。
【０１２１】
前記フィラーは、非晶質シリカであってもよい。
【０１２２】
前記接着剤は、樹脂からなる主剤と硬化剤とを混ぜて使用する２液混合型の接着剤であってもよい。
【０１２３】
前記２液混合型の接着剤は、エポキシ系の接着剤であってもよい。
【０１２４】
前記接着剤は、熱硬化性の接着剤であってもよい。
【０１２５】
前記接着剤の粘度は、１０００ｍＰａ・ｓ以下であることが望ましい。
【０１２６】
以上で説明した空中映像表示デバイスの製造方法は、上述した光学パネルの製造方法を含む、空中映像表示デバイスの製造方法であって、前記光学パネルの製造方法によって作製された２枚の光学パネルのうち、一方の光学パネルの透明基板における反射膜が形成された面と、他方の光学パネルの透明基板における反射膜が形成された面とが平面視で直交するように、前記２枚の光学パネルを貼り合わせる貼合工程を有している。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明の光学パネルの製造方法は、例えば空中映像表示デバイスを構成する光学パネルの製造に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１      空中映像表示デバイス
２０      光学パネル
３０      光学パネル
４０      光学パネル
４０ａ    積層構造体
４１      ミラー素子
４１ａ    透明基板
４１ｂ    反射膜
４１ｃ    スペーサ
４２      接着剤
４２ａ    フィラー
【図１】
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【図２】
2017086233.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017086233.tif 000008
【図７】
2017086233.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2017086233.tif 000012
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
2017086233.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2017086233.tif 000018
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2017086233.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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