(57)【要約】【課題】  低コストで、種々の大きさのレンズ基板の製造にも容易に対応することができる成形型の製造方法、該方法により形成された成形型、その成形型を用いて製造されるレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタを提供すること。【解決手段】  本発明の成形型の製造方法は、レンズ基板の形成に用いる成形型を製造する方法であって、表面に、前記レンズ基板の表面形状に対応する形状を有する、所定の大きさの単位基板を複数組み合わせて成形型を得ることを特徴とする。前記単位基板は、金属材料で構成されている。ベース基板上に、複数の前記単位基板を敷き詰めて、前記ベース基板に接合する。複数の前記単位基板を、前記ベース基板に接合層を介して接合する。前記接合層は、主として、低融点金属材料で構成される。前記単位基板の表面の、前記単位基板同士が接触している部位の近傍に対して、粗面化処理を施す。【選択図】  無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ基板の形成に用いる成形型を製造する方法であって、
表面に、前記レンズ基板の表面形状に対応する形状を有する、所定の大きさの単位基板を複数組み合わせて成形型を得ることを特徴とする成形型の製造方法。
【請求項２】
前記単位基板は、金属材料で構成されている請求項１に記載の成形型の製造方法。
【請求項３】
ベース基板上に、複数の前記単位基板を敷き詰めて、前記ベース基板に接合する請求項１または２に記載の成形型の製造方法。
【請求項４】
複数の前記単位基板を、前記ベース基板に接合層を介して接合する請求項３に記載の成形型の製造方法。
【請求項５】
前記接合層は、主として、低融点金属材料で構成される請求項３に記載の成形型の製造方法。
【請求項６】
前記接合層は、主として、耐熱性粘着剤および／または耐熱性接着剤で構成される請求項５に記載の成形型の製造方法。
【請求項７】
前記単位基板の表面の、前記単位基板同士が接触している部位の近傍に対して、粗面化処理を施す請求項１ないし６のいずれかに記載の成形型の製造方法。
【請求項８】
前記粗面化処理は、ウェットブラストにより行う請求項７に記載の成形型の製造方法。
【請求項９】
前記単位基板の表面の、前記単位基板同士が接触している部位の近傍の平均粗さＲｚは、２〜３μｍである請求項７または８に記載の成形型の製造方法。
【請求項１０】
前記ベース基板の前記単位基板を接合する側の面、および／または、前記単位基板の前記ベース基板を接合する側の面に、鏡面加工を施す請求項３ないし９のいずれかに記載の成形型の製造方法。
【請求項１１】
前記単位基板の厚さは、１００μｍ以上である請求項１ないし１０のいずれかに記載の成形型の製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする成形型。
【請求項１３】
請求項１２に記載の成形型を用いて製造されたことを特徴とするレンズ基板。
【請求項１４】
請求項１３に記載のレンズ基板を備えたことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項１５】
請求項１４に記載の透過型スクリーンを備えたことを特徴とするリア型プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型の製造方法、成形型、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。
【背景技術】
【０００２】
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、マイクロレンズ基板やレンチキュラレンズ基板等のレンズ基板が用いられている。
このようなレンズ基板を製造する方法として、小さいサイズのレンズ基板を製造し、これらを繋ぎ合わせる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、このような方法で製造されたレンズ基板では、レンズ基板の継ぎ目が、投射した映像にスジとして出てしまうといった問題があった。また、レンズ基板を貼り合わせるため、比較的大型のものとなると、十分な剛性が得られないといった問題があった。また、型を大きくすることによって、小さいレンズ基板を繋ぎ合わせずに、所望の大きさのレンズ基板を製造することも考えられるが、比較的大きなレンズ基板を作ろうとすると、型も大きくなり、レンズ基板を製造する設備が大型化するだけでなく、型を作る設備も大型化し、コストがかかるといった問題もあった。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２１６１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、低コストで、種々の大きさのレンズ基板の製造にも容易に対応することができる成形型の製造方法、該方法により形成された成形型、その成形型を用いて製造されるレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の成形型の製造方法は、レンズ基板の形成に用いる成形型を製造する方法であって、
表面に、前記レンズ基板の表面形状に対応する形状を有する、所定の大きさの単位基板を複数組み合わせて成形型を得ることを特徴とする。
【０００７】
これにより、継ぎ目のないレンズ基板を容易に製造することができ、その結果、従来のレンズ基板における、継ぎ目や剛性不足といった諸問題を解決することができる。また、組み合わせる単位基板の枚数を調整することで、型の大きさを調節することができるため、特に型を製造する設備を新しくする必要もなく、種々の大きさのレンズ基板に対応した成形型を提供することができる。
【０００８】
本発明の成形型の製造方法では、前記単位基板は、金属材料で構成されていることが好ましい。
これにより、成形型の加工性や取り扱い性がより良好なものとなる。
本発明の成形型の製造方法では、ベース基板上に、複数の前記単位基板を敷き詰めて、前記ベース基板に接合することが好ましい。
これにより、単位基板のずれを確実に防止することができる。また、単位基板同士をより確実に接触させることができる。その結果、得られるレンズ基板に、単位基板の継ぎ目が転写されるのをより効果的に防止することができる。
【０００９】
本発明の成形型の製造方法では、複数の前記単位基板を、前記ベース基板に接合層を介して接合することが好ましい。
これにより、単位基板が経時的にずれるのを確実に防止することができる。単位基板同士をより確実に接触させることができる。
本発明の成形型の製造方法では、前記接合層は、主として、低融点金属材料で構成されることが好ましい。
これにより、単位基板とベース基板とをより確実に接合することができる。特に、単位基板、ベース基板がともに金属材料で構成されていると、単位基板とベース基板とをより強固に接合することができ、単位基板の不本意なずれや剥がれを確実に防止することができる。
【００１０】
本発明の成形型の製造方法では、前記接合層は、主として、耐熱性粘着剤および／または耐熱性接着剤で構成されることが好ましい。
これにより、レンズ基板を製造する際に、熱により単位基板がずれるのをより確実に防止することができる。また、粘着剤や接着剤を用いた場合、単位基板を剥がすことができるため、再度、形成するレンズ基板の大きさに応じて、成形型を組み立て直すことができる。
【００１１】
本発明の成形型の製造方法では、前記単位基板の表面の、前記単位基板同士が接触している部位の近傍に対して、粗面化処理を施すことが好ましい。
これにより、単位基板同士の繋ぎ目をより目立たないものとすることができる。その結果、得られるレンズ基板に、単位基板の継ぎ目が転写されるのをより効果的に防止することができる。
【００１２】
本発明の成形型の製造方法では、前記粗面化処理は、ウェットブラストにより行うことが好ましい。
これにより、処理面に対してより均一な粗面化処理を施すことができる。その結果、単位基板同士の繋ぎ目を確実に目立たないものとすることができる。
本発明の成形型の製造方法では、前記単位基板の表面の、前記単位基板同士が接触している部位の近傍の平均粗さＲｚは、２〜３μｍであることが好ましい。
これにより、単位基板同士の繋ぎ目を確実に目立たないものとすることができる。
【００１３】
本発明の成形型の製造方法では、前記ベース基板の前記単位基板を接合する側の面、および／または、前記単位基板の前記ベース基板を接合する側の面に、鏡面加工を施すことが好ましい。
これにより、得られるレンズ基板に、単位基板の継ぎ目が転写されるのをより効果的に防止することができる。
【００１４】
本発明の成形型の製造方法では、前記単位基板の厚さは、１００μｍ以上であることが好ましい。
これにより、単位基板の取り扱い性が向上し、成形型をより容易に形成することができる。
本発明の成形型は、本発明の方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、継ぎ目のないレンズ基板を容易に製造することができ、その結果、従来のレンズ基板における、継ぎ目や剛性不足といった諸問題を解決することができる。また、組み合わせる単位基板の枚数を調整することで、型の大きさを調節することができるため、特に型を製造する設備を新しくする必要もなく、種々の大きさのレンズ基板に対応した成形型を提供することができる。
【００１５】
本発明のレンズ基板は、本発明の成形型を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、大型のレンズ基板であっても、容易かつ安価に提供することができる。
本発明の透過型スクリーンは、本発明のレンズ基板を備えたことを特徴とする。
これにより、大型の透過型スクリーンであっても、容易かつ安価に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、容易かつ安価にリア型プロジェクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の成形型の製造方法、成形型、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の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の成形型を上方から見た図、図２は、本発明の成形型を横から見た図、図３は、本発明の成形型の製造方法を模式的に示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図３中、上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」という。また、以下の説明では、レンズ基板として、マイクロレンズ基板に適用した場合について説明する。また、以下の説明では、説明をわかりやすくするため、図２および図３中の単位基板表面の形状は省略した。
【００１７】
図１に示すように、成形型１は、形成すべきレンズ基板の表面形状に対応する形状、すなわち、複数の凹部２１が表面に形成された、所定の大きさの単位基板２を１６枚組み合わせた構造を有している。
ところで、従来のレンズ基板の製造においては、比較的小さいレンズ基板を製造して、これらを繋ぎ合わせることによって、所望の大きさのレンズ基板を製造していた。
【００１８】
しかし、このように、比較的小さいレンズ基板を繋ぎ合わせたレンズ基板では、レンズ基板の継ぎ目が、投射した映像にスジとして出てしまうといった問題があった。また、レンズ基板を貼り合わせるため、比較的大型のものとなると、十分な剛性が得られないといった問題があった。また、型を大きくすることによって、小さいレンズ基板を繋ぎ合わせずに、所望の大きさのレンズ基板を製造することも考えられるが、比較的大きなレンズ基板を作ろうとすると、型も大きくなり、レンズ基板を製造する設備が大型化するだけでなく、型を作る設備も大型化し、コストがかかるといった問題もあった。
【００１９】
そこで、本発明者は、鋭意検討した結果、表面にレンズ基板の表面形状に対応する形状を有する、所定の大きさの単位基板を複数組み合わせて成形型を構成することにより、継ぎ目のないレンズ基板を容易に製造することができ、その結果、従来のレンズ基板における、継ぎ目や剛性不足といった諸問題を解決することができることを見出した。また、組み合わせる単位基板の枚数を調整することで、型の大きさを調節することができるため、特に型を製造する設備を新しくする必要もなく、種々の大きさのレンズ基板に対応した成形型を提供することができることを見出した。
このような単位基板２を構成する材料としては、特に限定されず、例えば、金属材料、ガラス、樹脂材料等が挙げられる。中でも、金属材料を用いた場合、成形型１の加工性や取り扱い性がより良好なものとなる。
【００２０】
単位基板２の厚さは、特に限定されないが、１００μｍ以上であるのが好ましく、１００〜３００μｍであるのがより好ましい。単位基板２の厚さが前記下限値未満であると、単位基板２を構成する材料等によっては、十分な剛性が得られず、単位基板２の組み合わせ作業の困難さを引き起こすとともに、表面の形状を転写する際に、十分に形状を転写するのが困難となる場合がある。
【００２１】
また、複数の単位基板２間における厚さの差の絶対値は、５μｍ以下とするのが好ましい。これにより、得られるレンズ基板に、単位基板２の継ぎ目が転写されるのをより効果的に防止することができる。
単位基板２の表面形状を形成する方法としては、単位基板２を構成する材料によって異なるが、例えば、電気めっき法（ニッケル電鋳）、エッチング法等が挙げられる。上述した中でも、電気めっき法を用いるのが好ましい。これにより、単位基板２厚みを容易に制御することができる。
【００２２】
なお、形成するレンズ基板が比較的大きく、用意する単位基板２が多数必要な場合、用意すべき単位基板２よりも大きい基板に、形成すべきレンズ基板の表面形状に対応する形状を形成し、この基板から、複数の単位基板２を切り出してもよい。このようにすることにより、単位基板２の１つ１つに、レンズ基板の表面形状に対応する形状を形成するよりも、時間が短縮できるだけでなく、コスト的にも好適である。
【００２３】
図２に示すように、成形型１は、ベース基板３を有しており、ベース基板３上に、４つの単位基板２を敷き詰めて、ベース基板３に接合した構成となっている。このような構成とすることにより、単位基板２のずれを確実に防止することができる。また、単位基板２同士をより確実に接触させることができる。その結果、得られるレンズ基板に、単位基板２の継ぎ目が転写されるのをより効果的に防止することができる。
【００２４】
ベース基板３を構成する材料としては、特に限定されず、例えば、金属材料、ガラス、樹脂材料等が挙げられる。中でも、金属材料を用いた場合、成形型１の加工性や取り扱い性がより良好なものとなる。
単位基板２は、ベース基板３に接合層４を介して接合されている。これにより、単位基板２が経時的にずれるのを確実に防止することができる。また、単位基板２同士をより確実に接触させることができる。
【００２５】
このような接合層４は、単位基板２とベース基板３とを接合するものであれば、いかなる材料で構成されていてもよい。このような材料としては、例えば、低融点金属材料、粘着剤、接着剤等で構成されていてもよい。
接合層４を構成する材料として低融点金属材料を用いた場合、単位基板２とベース基板３とをより確実に接合することができる。特に、単位基板２、ベース基板３がともに金属材料で構成されていると、単位基板２とベース基板３とをより強固に接合することができ、単位基板の不本意なずれや剥がれを確実に防止することができる。
低融点金属材料としては、例えば、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎまたはこれらを含む合金等が挙げられる。
【００２６】
粘着剤、接着剤としては、いずれのものも用いることができるが、特に、耐熱性を有するものを用いるのが好ましい。これにより、レンズ基板を製造する際に、熱により単位基板２がずれるのをより確実に防止することができる。また、粘着剤や接着剤を用い場合、単位基板２を剥がすことができるため、再度、形成するレンズ基板の大きさに応じて、成形型１を組み立て直すことができる。
また、粘着剤、接着剤の形態としては、テープ状であってもよいし、液状であってもよい。テープ状のものであると、取り扱いやすいという利点がある。
【００２７】
つぎに、成形型１の製造方法について説明する。
なお、以下の説明では、接合層を構成する材料として、低融点金属材料を用いた場合について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、ベース基板３を用意する。なお、ベース基板３の単位基板２を接合する側の面には、予め、鏡面加工が施されているのが好ましい。これにより、得られるレンズ基板に、単位基板２の継ぎ目が転写されるのをより効果的に防止することができる。
【００２８】
次に、ベース基板３を加熱し、加熱した状態で、図３（ｂ）に示すように、加熱により液化した低融点金属材料４’を供給する。
次に、単位基板２を１６枚用意する。なお、単位基板２のベース基板３と接合する側の面には、予め、鏡面処理が施されているのが好ましい。これにより、得られるレンズ基板に、単位基板２の継ぎ目が転写されるのをより効果的に防止することができる。
【００２９】
次に、図３（ｃ）に示すように、低融点金属材料４’が供給されたベース基板３上に、単位基板２を組み合わせた状態で設置し、押圧する。
その後、冷却することにより、低融点金属材料４’が固化し、接合層４を構成する。
これにより、図１、図２に示すような成形型１（本発明の成形型）が得られる。
このようにして得られた成形型１には、必要に応じて、各種処理を施してもよい。
【００３０】
例えば、接合された単位基板２の表面の、単位基板２同士が接触している部位の近傍に対して、粗面化処理を施してもよい。このような処理を施すことにより、単位基板２同士の繋ぎ目をより目立たないものとすることができる。その結果、得られるレンズ基板に、単位基板２の継ぎ目が転写されるのをより効果的に防止することができる。
粗面化処理としては、特に限定されず、例えば、エアブラスト、ウェットブラスト、サンドブラスト等のブラスト処理が挙げられる。中でも、ウェットブラストによって粗面化処理を施した場合、処理面に対してより均一な粗面化処理を施すことができる。これにより、単位基板２同士の繋ぎ目を確実に目立たないものとすることができる。
【００３１】
このような粗面化処理を施した表面の平均粗さＲｚは、２〜３μｍ程度であるのが好ましい。これにより、単位基板２同士の繋ぎ目を確実に目立たないものとすることができる。
なお、前述した実施形態では、接合層に用いる材料として、低融点金属材料を用いた場合について説明したが、これに限定されず、粘着剤や接着剤であってもよい。
【００３２】
［レンズ基板の製造（成形方法）］
つぎに、本発明の成形型を用いたレンズ基板の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、マイクロレンズ基板の製造に適用した場合について説明する。
図４は、レンズ基板の製造方法を説明するための図である。なお、図４中、上側を「上部」、下側を「下部」と言う。
【００３３】
まず、図４（ｄ）に示すように、成形型１を用意する。
次に、成形型１を、例えば凹部２１が鉛直上方に開放するように設置する。
次に、凹部２１が形成された面に、樹脂層７１１を構成することとなる未硬化の樹脂７１（未硬化原料）を供給する。
なお、未硬化の樹脂中には、光拡散剤が添加されていてもよい。拡散剤として、例えばガラスビーズ，シリカ，無機系酸化物，無機系炭酸化物，無機系硫酸化物，有機系樹脂ビーズなどが挙げられる。
【００３４】
次に、図４（ｅ）に示すように、かかる樹脂７１に透明基板７２を接合し、押圧・密着させる。
次に、樹脂７１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、樹脂層７１１が形成され、また、凹部２１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。
【００３５】
次に、成形型１をマイクロレンズ８から剥離する。
その後、必要に応じ、透明基板７２の厚さを研削、研磨等により調整してもよい。
以上のようにして、図４（ｆ）に示すようなマイクロレンズ基板７（本発明のレンズ基板）が得られる。
なお、上述した実施形態では、マイクロレンズ基板を製造する場合について説明したが、例えば、レンチキュラレンズ基板やフレネルレンズ基板の製造にも適用することができる。
【００３６】
次に、図４（ｆ）に示したマイクロレンズ基板７を用いた透過型スクリーンについて図５、図６を参照しながら説明する。図６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６は、図５に示す透過型スクリーンの分解斜視図である。
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基板２１０と、フレネルレンズ基板２１０の出射面側に配置され入射面側表面にマイクロレンズ基板７とを備えている。
【００３７】
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７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。
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、上述したマイクロレンズ基板７を有した透過型スクリーン３３０を用いている。
【００３８】
以上、本発明の成形型の製造方法、成形型、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、上述した説明では、本発明の成形型として、マイクロレンズ基板用の成形型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い。例えば、レンチキュラレンズ基板やフレネルレンズ基板等を製造するための成形型に適用することもできる。
【００３９】
また、前述した実施形態では、同じ大きさの単位基板を用いて成形型を製造するものとして説明したが、これに限定されず、例えば、異なる大きさの単位基板を組み合わせて製造してもよい。
また、本発明の成形方法では、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。
また、本発明の透過型スクリーンは、マイクロレンズ基板の出射面側または入射面側に、ブラックマトリクスやブラックストライプや光拡散板や他のマイクロレンズ等をさらに採用した透過型スクリーンであってもよい。
【００４０】
なお、上述した説明では、本発明のレンズ基板を、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、その他の装置など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レンズ基板を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の成形型を上方から見た図である。
【図２】本発明の成形型を横から見た図である。
【図３】本発明の成形型の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
【図４】レンズ基板の製造方法を説明するための図である。
【図５】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６】図５に示す透過型スクリーンの分解斜視図である。
【図７】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。
【符号の説明】
【００４２】
１……成形型  ２……単位基板  ２１……凹部  ３……ベース基板  ４……接合層  ４’……低融点金属材料  ５……マスター原盤  ７……マイクロレンズ基板  ７１……樹脂  ７１１……樹脂層  ７２……透明基板  ８……マイクロレンズ  ２００……透過型スクリーン  ２１０……フレネルレンズ基板  ３００……リア型プロジェクタ  ３１０……投写光学ユニット  ３２０……導光ミラー  ３３０……透過型スクリーン  ３４０……筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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