(57)【要約】【課題】コントラストに優れた画像を得ることが可能なマイクロレンズ基板を効率よく製造することができる製造方法を提供すること、当該マイクロレンズ基板を提供すること、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、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の製造方法は、マイクロレンズ用凹部付き基板６の凹部６１が形成されている側の面に、光硬化性を有するフォトポリマーを主成分とする樹脂材料２３と、入射した光を拡散する機能を有する拡散材２５とを含む組成物２６を付与する材料付与工程と、組成物２６上に光透過性を有する基板本体４を設置する設置工程と、組成物２６を光硬化させる硬化工程と、硬化した組成物２６からマイクロレンズ用凹部付き基板６を取り外す離型工程とを備えている。【選択図】図８
2006251370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する基板本体と、該基板本体の一方の面に設けられ、多数の凸レンズを有するレンズ部とを備えるマイクロレンズ基板を製造する方法であって、
多数の凹部を有する凹部付き基板の前記凹部が形成されている側の面に、光硬化性を有するフォトポリマーを主成分とする樹脂材料と、入射した光を拡散する機能を有する拡散材および着色剤の少なくとも一方で構成された添加剤とを含む組成物を付与する材料付与工程と、
前記組成物上に前記基板本体を設置する設置工程と、
前記組成物を光硬化させる硬化工程と、
前記硬化した組成物から前記凹部付き基板を取り外す離型工程とを備えたことを特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項２】
前記拡散材は、ポリスチレン、ガラスまたは有機架橋ポリマーで構成された粒子である請求項１に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項３】
前記着色剤は、顔料および染料の少なくとも一方である請求項１または２に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項４】
前記組成物中における前記添加剤の含有率は、０．０１〜１０ｗｔ％である請求項１ないし３のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項５】
前記硬化工程に先立って、前記組成物中の前記添加剤を、前記凹部付き基板の凹部の底部側に偏在させる偏在処理工程を備える請求項１ないし４のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項６】
前記添加剤は、磁性を有し、
前記偏在処理工程では、前記凹部付き基板側に磁性体を設置し、該磁性体により、前記添加剤を前記凹部付き基板の凹部の底部側に引き寄せる請求項５に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項７】
前記離型工程の後、着色剤を含む着色液を付与して、前記マイクロレンズ基板の凸レンズの外表面側に着色を施す着色液付与工程を備える請求項１ないし６のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項８】
前記着色液の付与は、ディッピングにより行なわれる請求項７に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項９】
前記凹部付き基板は、光透過性を有する材料で構成されている請求項１ないし８のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項１０】
前記硬化工程における光は、前記凹部付き基板側から照射される請求項９のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項１１】
前記硬化工程における光は、紫外線である請求項１ないし１０のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項１２】
前記レンズ部における前記添加剤が含まれている層の平均厚さは、１〜２００μｍである請求項１ないし１１のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項１４】
光透過性を有する基板本体と、該基板本体の一方の面に設けられ、多数の凸レンズを有するレンズ部とを備えるマイクロレンズ基板であって、
前記レンズ部は、光硬化された、フォトポリマーを主成分とする樹脂材料中に、入射した光を拡散する機能を有する拡散材および着色剤の少なくとも一方で構成された添加剤が含まれていることを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項１５】
前記添加剤は、前記凸レンズの頂部側に偏在している請求項１４に記載のマイクロレンズ基板。
【請求項１６】
請求項１３ないし１５のいずれかに記載のマイクロ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１７】
請求項１６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、マイクロレンズ基板の製造方法、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。
【背景技術】
【０００２】
近年、リア型プロジェクタ（背面投射型プロジェクションテレビ）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。
このようなリア型プロジェクタでは、画像のコントラストを高めるために、映像光の強度の低下を抑えつつ、外光反射を抑えることが求められる。
このような目的を達成するために、全体に渡って着色が施された基材と、該基材の光の入射側の面に設けられた多数の凸レンズを有するレンズ部とを備えたマイクロレンズ基板（マイクロレンズアレイシート）が設置されたスクリーン（背面投射型スクリーン）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このようなスクリーンにおいては、レンズ部よりも着色が施された基材が観察者側に位置しているため、画像のコントラストを十分に高めるのが困難であった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４５８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、コントラストに優れた画像を得ることが可能なマイクロレンズ基板を効率よく製造することができる製造方法を提供すること、当該マイクロレンズ基板を提供すること、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、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】
【０００５】
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基板の製造方法は、光透過性を有する基板本体と、該基板本体の一方の面に設けられ、多数の凸レンズを有するレンズ部とを備えるマイクロレンズ基板を製造する方法であって、
多数の凹部を有する凹部付き基板の前記凹部が形成されている側の面に、光硬化性を有するフォトポリマーを主成分とする樹脂材料と、入射した光を拡散する機能を有する拡散材および着色剤の少なくとも一方で構成された添加剤とを含む組成物を付与する材料付与工程と、
前記組成物上に前記基板本体を設置する設置工程と、
前記組成物を光硬化させる硬化工程と、
前記硬化した組成物から前記凹部付き基板を取り外す離型工程とを備えたことを特徴とする。
これにより、コントラストに優れた画像を得ることが可能なマイクロレンズ基板を効率よく製造することができる。
【０００６】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記拡散材は、ポリスチレン、ガラスまたは有機架橋ポリマーで構成された粒子であることが好ましい。
これにより、硬化工程における樹脂材料に対する悪影響の発生（例えば、樹脂材料が硬化し難くなるまたは硬化しない等）を防止することができる。
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記着色剤は、顔料および染料の少なくとも一方であることが好ましい。
これにより、樹脂材料との親和性が向上する。
【０００７】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記組成物中における前記添加剤の含有率は、０．０１〜１０ｗｔ％であることが好ましい。
これにより、硬化工程における樹脂材料に対する悪影響の発生（例えば、樹脂材料が硬化し難くなるまたは硬化しない等）を防止することができる。
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記硬化工程に先立って、前記組成物中の前記添加剤を、前記凹部付き基板の凹部の底部側に偏在させる偏在処理工程を備えることが好ましい。
これにより、よりコントラストに優れた画像を得ることが可能なマイクロレンズ基板を製造することができる。
【０００８】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記添加剤は、磁性を有し、
前記偏在処理工程では、前記凹部付き基板側に磁性体を設置し、該磁性体により、前記添加剤を前記凹部付き基板の凹部の底部側に引き寄せることが好ましい。
これにより、添加剤を凹部付き基板の凹部の底部側に迅速に偏在させることができ、よって、効率よくマイクロレンズ基板を製造することができる。
【０００９】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記離型工程の後、着色剤を含む着色液を付与して、前記マイクロレンズ基板の凸レンズの外表面側に着色を施す着色液付与工程を備えることが好ましい。
これにより、よりコントラストに優れた画像を得ることが可能なマイクロレンズ基板を製造することができる。
【００１０】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記着色液の付与は、ディッピングにより行なわれることが好ましい。
これにより、容易かつ確実に着色部（特に、均一な濃度の着色部）を形成することができる。
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記凹部付き基板は、光透過性を有する材料で構成されていることが好ましい。
これにより、組成物に対してより近い側から光を照射することができ、よって、組成物を確実に硬化させることができる。
【００１１】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記硬化工程における光は、前記凹部付き基板側から照射されることが好ましい。
これにより、組成物に対してより近い側から光を照射することができ、よって、組成物を確実に硬化させることができる。
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記硬化工程における光は、紫外線であることが好ましい。
これにより、安全性の向上や製造コスト削減に寄与し得る。
【００１２】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記レンズ部における前記添加剤が含まれている層の平均厚さは、１〜２００μｍであることが好ましい。
これにより、硬化工程における樹脂材料に対する悪影響の発生（例えば、樹脂材料が硬化し難くなるまたは硬化しない等）を防止することができる。
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基板の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、コントラストに優れた画像を得ることが可能なマイクロレンズ基板を提供することができる。
【００１３】
本発明のマイクロレンズ基板は、光透過性を有する基板本体と、該基板本体の一方の面に設けられ、多数の凸レンズを有するレンズ部とを備えるマイクロレンズ基板であって、
前記レンズ部は、光硬化された、フォトポリマーを主成分とする樹脂材料中に、入射した光を拡散する機能を有する拡散材および着色剤の少なくとも一方で構成された添加剤が含まれていることを特徴とする。
これにより、コントラストに優れた画像を得ることが可能なマイクロレンズ基板を提供することができる。
【００１４】
本発明のマイクロレンズ基板では、前記添加剤は、前記凸レンズの頂部側に偏在していることが好ましい。
これにより、よりコントラストに優れた画像を得ることができる。
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、コントラストに優れた画像を得ることが可能な透過型スクリーン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、コントラストに優れた画像を得ることが可能な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】
【００１５】
以下、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法、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、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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のマイクロレンズ基板の第１実施形態を示す模式的な縦断面図、図２は、図１に示すマイクロレンズ基板の平面図、図３は、図１に示すマイクロレンズ基板を備えた、本発明の透過型スクリーンの第１実施形態を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図１、図３中の左側を「（光の）入射側」、右側を「（光の）出射側」と言う。また、本発明においては、特に断りのない限り、「（光の）入射側」、「（光の）出射側」とは、それぞれ、画像光（映像光）を得るための光の「入射側」、「出射側」のことを指し、外光等の「入射側」、「出射側」のことを指すものではない。
【００１６】
まず、本発明のマイクロレンズ基板１について説明する。
マイクロレンズ基板（以下、単に「レンズ基板」という）１は、後述する透過型スクリーン１０を構成する部材であり、図１に示すように、光透過性を有する基板本体４と、該基板本体４の光の入射側の面（一方の面）に設けられたレンズ部２とを備えている。
基板本体４は、その形状が平板状をなしているものである。
この基板本体４の構成材料は、特に限定されないが、主として樹脂材料で構成され、均一な屈折率を有する透明な材料で構成されている。
【００１７】
基板本体４の具体的な構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ−（４−メチルペンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば、ブレンド樹脂、ポリマーアロイ、積層体等として）用いることができるが、中でも、透明性の観点から、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリル系樹脂が好ましいが、その中でも特にアクリル樹脂が好ましい。アクリル系樹脂は、優れた透明性を有し、かつ、耐熱性、耐光性、加工性、成形した際の寸法精度、機械的強度等にも優れるため、基板本体４の構成材料に適している。したがって、本発明において、主としてアクリル系樹脂で構成された基板本体を用いることにより、各種特性が特に優れ、かつ、信頼性にも優れたレンズ基板（マイクロレンズ基板）を提供することができる。また、アクリル系樹脂は、一般的に、比較的安価であり、製造コストの面からも有利である。
【００１８】
アクリル系樹脂としては、例えば、アクリル酸またはその誘導体（例えば、アクリル酸エステル）を構成モノマーとしたアクリル樹脂、メタクリル酸またはその誘導体（例えば、メタクリル酸エステル）を構成モノマーとしたメタクリル樹脂の他に、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等の（メタ）アクリル酸またはその誘導体を構成モノマーとして含む共重合体等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１９】
図２に示すように、レンズ部２は、多数の凸レンズ（マイクロレンズ）２１を有している。
各凸レンズ２１の平均直径は、１０〜５００μｍであるのが好ましく、３０〜３００μｍであるのがより好ましく、５０〜１００μｍであるのがさらに好ましい。各凸レンズ２１の平均直径が前記範囲内の値であると、スクリーンに投影される画像において十分な解像度を保持しつつ、レンズ基板１（透過型スクリーン１０）の生産性をさらに高めることができる。なお、レンズ基板１においては、隣接する凸レンズ２１−凸レンズ２１間のピッチは、１０〜５００μｍであるのが好ましく、３０〜３００μｍであるのがより好ましく、５０〜１００μｍであるのがさらに好ましい。
【００２０】
また、各凸レンズ２１の平均曲率半径は、５〜２５０μｍであるのが好ましく、１５〜１５０μｍであるのがより好ましく、２５〜５０μｍであるのがさらに好ましい。各凸レンズ２１の平均曲率半径が前記範囲内の値であると、視野角特性を特に優れたものとすることができる。特に、水平方向および鉛直方向の視野角特性をともに優れたものとすることができる。
【００２１】
また、凸レンズ２１の配列方式は、特に限定されず、周期的な配列であっても、光学的にランダムな配列（レンズ基板１の主面側から平面視したときに、凸レンズ２１同士が互いにランダムな位置関係となるように配されたもの）であってもよいが、図２に示すようなランダムな配列であるのが好ましい。凸レンズ２１をランダムに配列することにより、液晶等のライトバルブやフレネルレンズとの干渉をより効果的に防止することができ、モアレの発生をほぼ完全に無くすことが可能になる。これにより、表示品質の良い優れた透過型スクリーン１０を得ることができる。なお、本明細書中において「光学的にランダム」とは、モアレ等の光学的干渉の発生が十分に防止・抑制される程度に、マイクロレンズの配置が不規則で、乱れていることを意味する。
【００２２】
また、図１に示すように、各凸レンズ２１は、入射側に突出して形成されており、焦点ｆが、出射側の面２４の近傍に位置するように設計されている。すなわち、レンズ基板１に対して、ほぼ垂直な方向から入射した平行光Ｌａ（後述するフレネルレンズ部５からの平行光Ｌａ）は、レンズ基板１の各凸レンズ２１によって集光され、出射側の面２４近傍で焦点ｆを結ぶ。
【００２３】
また、レンズ基板１を光の入射面側（図２で示した方向）から平面視したときの、凸レンズ２１が形成されている有効領域において、凸レンズ２１が占める面積（投影面積）の割合は、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。凸レンズ２１が占める面積の割合が９０％以上であると、凸レンズ２１以外を通過する直進光をより少なくすることができ、光利用効率をさらに向上させることができる。
このような構成のレンズ部２は、光硬化された、フォトポリマーを主成分とする樹脂材料２３中に、添加剤としての拡散材２５が含まれたものである。ここで、拡散材とは、光源からの入射光を拡散させる機能を有するものである。
【００２４】
また、拡散材２５は、光硬化された樹脂材料２３の全体（レンズ部２全体）にほぼ均一に（密度がほぼ一定で）存在している（図１、図２参照）。
この拡散材２５としては、特に限定されないが、例えば、ポリスチレン、ガラスまたは有機架橋ポリマーで構成された粒子（ビーズ）を用いることができる。これにより、入射光を好適に拡散させることができ、よって、モアレ等の光学的干渉の発生を十分に防止・抑制することができるとともに、コントラストに優れた画像を得ることができる。
【００２５】
次に、前述したようなレンズ基板１を備えた透過型スクリーン１０について説明する。
図３に示すように、透過型スクリーン１０は、フレネルレンズ部５と、前述したレンズ基板１とを備えている。フレネルレンズ部５は、光（画像光）の入射側に設置されており、フレネルレンズ部５を透過した光が、レンズ基板１に入射する構成になっている。
フレネルレンズ部５は、出射側表面に、ほぼ同心円状に形成されたプリズム形状のフレネルレンズ５１を有している。このフレネルレンズ部５は、投射レンズ（図示せず）からの画像光を屈折させ、レンズ基板１の主面の垂直方向に平行な平行光Ｌａにするものである。
【００２６】
以上のように構成された透過型スクリーン１０では、投射レンズからの映像光が、フレネルレンズ部５によって屈折し、平行光Ｌａとなる。そして、この平行光Ｌａは、各凸レンズ２１によって集光して、基板本体４を介して（透過して）出射する。
このとき、レンズ基板１に入射した光は、十分な透過率でレンズ基板１を透過する。この透過した光は、拡散し、観察者に平面画像として観測される。
また、前述したようにレンズ基板１のレンズ部２には、拡散材２５が多数設けられているため、入射光を好適に拡散させることができ、よって、透過型スクリーン１０をコントラストが優れたものとすることができる。
【００２７】
次に、前述したレンズ基板１の製造方法について説明する。
図４は、マイクロレンズ基板の製造に用いる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、図５は、図４に示すマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図、図６〜図９は、それぞれ、図１に示すマイクロレンズ基板を製造する方法の各工程を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図６〜図９中の下側を「（光の）入射側」、上側を「（光の）出射側」と言う。
【００２８】
また、マイクロレンズ用凹部付き基板（凹部付き基板）の製造においては、実際には基板上に多数の凹部（マイクロレンズ用凹部）を形成し、マイクロレンズ基板の製造においては、実際には基板上に多数の凸部（凸レンズ）を形成するが、ここでは、説明をわかりやすくするために、その一部分を強調して示した。
まず、マイクロレンズ基板の製造方法の説明に先立ち、マイクロレンズ基板の製造に用いるマイクロレンズ用凹部付き基板の構成およびその製造方法について説明する。
【００２９】
図４に示すように、マイクロレンズ用凹部付き基板６は、ランダムに配された多数の凹部（マイクロレンズ用凹部）６１を有している。
そして、このようなマイクロレンズ用凹部付き基板６を用いることにより、前述したような、多数の凸レンズ２１がランダムに配されたレンズ基板１を得ることができる。
本明細書中において「光学的にランダム」とは、モアレ等の光学的干渉の発生が十分に防止・抑制される程度に、凸レンズ２１の配置が不規則で、乱れていることを意味する。
【００３０】
次に、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５を参照しながら説明する。なお、実際には基板上に多数のマイクロレンズ用凹部を形成するが、ここでは、説明をわかりやすくするために、その一部分を強調して示した。
まず、マイクロレンズ用凹部付き基板６を製造するに際し、基板７を用意する。
この基板７は、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。また、基板７は、洗浄等により、その表面が清浄化されているものが好ましい。
【００３１】
基板７の材料としてはソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等が挙げられるが、中でも、ソーダガラス、結晶性ガラス（例えば、ネオセラム等）、無アルカリガラスが好ましい。このように、基板７をガラスで構成することにより、基板７（マイクロレンズ用凹部付き基板６）が光透過性を有することができる。
【００３２】
［Ａ１］図５（ａ）に示すように、用意した基板７の表面に、マスク８を形成する（マスク形成工程）。また、これとともに、基板７の裏面（マスク８を形成する面と反対側の面）に裏面保護膜８９を形成する。もちろん、マスク８および裏面保護膜８９は同時に形成することもできる。
マスク８は、レーザ光の照射等により、後述する初期孔８１を形成することができるとともに、後述するエッチング工程におけるエッチングに対する耐性を有するものが好ましい。換言すれば、マスク８は、エッチングレートが、基板７と略等しいか、または、基板７に比べて小さくなるように構成されるのが好ましい。
【００３３】
かかる観点からは、このマスク８を構成する材料としては、例えばＣｒ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ等の金属やこれらから選択される２種以上を含む合金、前記金属の酸化物（金属酸化物）、シリコン、樹脂等が挙げられる。また、マスク８を、Ｃｒ／Ａｕや酸化Ｃｒ／Ｃｒのように異なる材料からなる複数の層の積層構造としてもよい。
マスク８の形成方法は、特に限定されないが、マスク８をＣｒ、Ａｕ等の金属材料（合金を含む）や金属酸化物（例えば酸化Ｃｒ）から構成する場合、マスク８は、例えば、蒸着法やスパッタリング法等により、好適に形成することができる。また、マスク８をシリコンから構成する場合、マスク８は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等により、好適に形成することができる。
【００３４】
マスク８の厚さは、マスク８を構成する材料によっても異なるが、０．０１〜２．０μｍ程度が好ましく、０．０３〜０．２μｍ程度がより好ましい。厚さが前記下限値未満であると、後述する初期孔形成工程において形成される初期孔８１の形状が歪んでしまう可能性がある。また、後述するエッチング工程でウェットエッチングを施す際に、基板７のマスクした部分を十分に保護できない可能性がある。一方、上限値を超えると、後述する初期孔形成工程において、貫通する初期孔８１を形成するのが困難になるほか、マスク８の構成材料等によっては、マスク８の内部応力によりマスク８が剥がれ易くなる場合がある。
裏面保護膜８９は、次工程以降で基板７の裏面を保護するためのものである。この裏面保護膜８９により、基板７の裏面の侵食、劣化等が好適に防止される。この裏面保護膜８９は、例えば、マスク８と同様の材料で構成されている。このため、裏面保護膜８９は、マスク８の形成と同時に、マスク８と同様に設けることができる。
【００３５】
［Ａ２］次に、図５（ｂ）に示すように、マスク８に、後述するエッチングの際のマスク開口となる、複数個の初期孔８１をランダムに形成する（初期孔形成工程）。
初期孔８１は、いかなる方法で形成されるものであってもよいが、物理的方法（例えば、ブラスト処理やエッチング等）またはレーザ光（例えば、ルビーレーザや半導体レーザ等）の照射により形成されるのが好ましい。これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板６を生産性良く製造することができる。特に、大面積の基板にも簡単に凹部を形成することができる。
【００３６】
形成された初期孔８１は、マスク８の全面に亘って偏りなく形成されているのが好ましい。また、形成された初期孔８１は、後述する工程［Ａ３］でエッチングを施した際に、基板７の表面の平らな面がなくなり、ほぼ隙間なく凹部６１が形成される程度に、小さい孔がある程度の間隔で配されているのが好ましい。
また、マスク８に初期孔８１を形成するとき、図５（ｂ）に示すように、マスク８だけでなく基板７の表面の一部も同時に除去し、初期凹部７１を形成してもよい。これにより、後述するエッチング工程でエッチングを施す際に、エッチング液との接触面積が大きくなり、侵食を好適に開始することができる。また、この初期凹部７１の深さの調整により、凹部６１の深さ（レンズの最大厚さ）を調整することもできる。初期凹部７１の深さは、特に限定されないが、５μｍ以下とするのが好ましく、０．１〜０．５μｍ程度とするのがより好ましい。
【００３７】
［Ａ３］次に、図５（ｃ）に示すように、初期孔８１が形成されたマスク８を用いて基板７にエッチングを施し、基板７上に多数の凹部６１をランダムに形成する（エッチング工程）。
エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。以下の説明では、ウェットエッチングを用いる場合を例に挙げて説明する。
【００３８】
初期孔８１が形成されたマスク８で被覆された基板７に対して、エッチング（ウェットエッチング）を施すことにより、図５（ｃ）に示すように、基板７は、マスク８が存在しない部分より食刻され、基板７上に多数の凹部６１が形成される。上述したように、マスク８に形成された初期孔８１がランダムなものであるため、形成される凹部６１は、基板７の表面にランダムに配置されたものとなる。
【００３９】
また、本実施形態では、工程［Ａ２］でマスク８に初期孔８１を形成した際に、基板７の表面に初期凹部７１を形成している。これにより、エッチングの際、エッチング液との接触面積が大きくなり、侵食を好適に開始することができる。
また、ウェットエッチング法を用いると、凹部６１を好適に形成できる。そして、エッチング液として、例えば、フッ酸（フッ化水素）を含むエッチング液（フッ酸系エッチング液）を用いると、基板７をより選択的に食刻することができ、凹部６１を好適に形成することができる。
【００４０】
［Ａ４］次に、図５（ｄ）に示すように、マスク８を除去する（マスク除去工程）。また、この際、マスク８の除去とともに、裏面保護膜８９も除去する。
以上により、図５（ｄ）および図４に示すように、基板７上に多数の凹部６１がランダムに形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板６が得られる。
次に、上述したマイクロレンズ用凹部付き基板６を用いて、レンズ基板１を製造する方法について説明する。
【００４１】
［Ｂ１］まず、図６に示すように、マイクロレンズ用凹部付き基板６の凹部６１が形成された側の面に、流動性を有する（未硬化の）組成物２６を付与する（材料付与工程）。この組成物２６は、フォトポリマーを主成分とする樹脂材料２３と、拡散材２５とで構成されている。また、フォトポリマー（樹脂材料２３）は、光硬化性を有している。
なお、組成物２６中における拡散材２５の含有率は、０．０１〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、０．１〜１．０ｗｔ％であるのがより好ましい。拡散材２５の含有率が上記範囲内の値であると、光硬化させるときの（硬化工程における）樹脂材料２３に対する悪影響の発生（例えば、樹脂材料２３が硬化し難くなるまたは硬化しない等）を防止することができる。
【００４２】
また、前述したように拡散材２５として、ポリスチレン、ガラスまたは有機架橋ポリマーで構成された粒子を用いた場合には、光硬化させるときの樹脂材料２３に対する悪影響の発生（例えば、樹脂材料２３が硬化し難くなるまたは硬化しない等）を防止することができる。
また、拡散材２５の平均粒径は、特に限定されないが、例えば、１〜２０μｍであるのが好ましく、３〜１０μｍであるのがより好ましい。拡散材２５の平均粒径が上記範囲内の値であると、最終的に得られるレンズ部２の光透過性を損なうの防止または抑制しつつ、入射光を好適に拡散することができる。また、光硬化させるときの樹脂材料２３に対する悪影響の発生（例えば、樹脂材料２３が硬化し難くなるまたは硬化しない等）を防止することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、本工程において、マイクロレンズ用凹部付き基板６の凹部６１が形成されていない領域に、スペーサー９を配しておき、次工程（設置工程）で組成物２６を基板本体４で押圧する構成になっている。これにより、形成されるレンズ部２の厚さをより確実に制御することができ、最終的に得られるレンズ基板１での、凸レンズ２１の焦点の位置を、より確実に制御することができる。
【００４４】
本実施形態のように、スペーサー９を用いる場合、スペーサー９の形状は特に限定されないが、略球状、略円柱状であるのが好ましい。スペーサー９がこのような形状のものである場合、その直径は、１０〜３００μｍであるのが好ましく、３０〜２００μｍであるのがより好ましく、３０〜１７０μｍであるのがさらに好ましい。
なお、組成物２６の付与に先立ち、マイクロレンズ用凹部付き基板６の凹部６１が形成されている側の面に離型剤を塗布しておいてもよい。これにより、後述する工程（離型工程）において、マイクロレンズ用凹部付き基板６をレンズ部２から容易かつ確実に分離（剥離）することができる。
【００４５】
［Ｂ２］次に、図７に示すように、組成物２６上に基板本体４を設置する、すなわち、被せる（設置工程）。その際、基板本体４で組成物２６を押圧する。これにより、基板本体４と組成物２６とを確実に密着させることができ、よって、後述する工程で、光硬化する樹脂材料２３（組成物２６）、すなわち、最終的に得られるレンズ部２を基板本体４に確実に接合することができる。
【００４６】
［Ｂ３］次に、組成物２６を光硬化させる（硬化工程）。図８に示すように、本工程では、組成物２６に対して光Ｌｂを照射するが、マイクロレンズ用凹部付き基板６が光透過性を有しているため、光Ｌｂをマイクロレンズ用凹部付き基板６側から照射することができる。このような照射ができることにより、例えばマイクロレンズ用凹部付き基板６を載置しているステージ（図示せず）に光源を設置（内蔵）することができ、よって、組成物２６に対してより近い側から光Ｌｂを照射することができる。これにより、組成物２６を確実に硬化させることができる。また、組成物２６は、硬化するのに伴って、基板本体４に接合する。
なお、照射する光Ｌｂとしては、特に限定されないが、例えば、紫外線、電離放射線、レーザ等が挙げられるが、安全性（安全面）の向上、製造コスト削減（コスト面）上の観点から、紫外線を用いるのが好ましい。
【００４７】
［Ｂ４］次に、図９に示すように、硬化した組成物２６からマイクロレンズ用凹部付き基板６を取り外す（離型工程）。
以上のような工程を経ることにより、レンズ部２に光拡散機能を有するレンズ基板１が効率よく、かつ、確実に得られる。
以下、前記透過型スクリーン１０を用いたリア型プロジェクタ３００について説明する。
【００４８】
図１０は、本発明のリア型プロジェクタの構成を模式的に示す図である。
同図に示すように、リア型プロジェクタ３００は、投写光学ユニット３１０と、導光ミラー３２０と、透過型スクリーン１０とが筐体３４０に配置された構成を有している。
そして、このリア型プロジェクタ３００は、上記のような透過型スクリーン１０を備えているので、コントラストに優れた画像を得ることができる。さらに、本実施形態では、上記のような構成を有しているので、視野角特性、光利用効率等も特に優れたものとなる。
また、前述したレンズ基板１では、凸レンズ２１がランダム（光学的にランダム）に配されているので、リア型プロジェクタ３００では、モアレ等の問題が極めて発生し難い。
【００４９】
＜第２実施形態＞
図１１は、本発明のマイクロレンズ基板の第２実施形態を示す模式的な縦断面図、図１２は、図１１に示すマイクロレンズ基板を製造する方法の工程を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図１２中の下側を「（光の）入射側」、上側を「（光の）出射側」と言う。
【００５０】
以下、これらの図を参照して本発明のマイクロレンズ基板の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、レンズ部の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
図１１に示すように、レンズ部２Ａは、光硬化された樹脂材料２３中に、添加剤として、着色剤２７が含まれたものであり、当該着色剤２７は、レンズ部２Ａの凸レンズ２１の頂部側に偏在している。
【００５１】
また、着色剤２７は、入射側から入射した光を十分に透過することができるとともに、外光（例えば、光の出射側等から不本意に入射した外光等）が、出射側に反射するのを防止する機能を有している。
このように、着色剤２７がレンズ基板１の光の入射側（すなわち、凸レンズ２１の光の入射側）に偏在していることにより、よりコントラストに優れた画像を得ることができる。
【００５２】
なお、着色剤２７の色は、特に限定されないが、青色を基調とし、赤色あるいは茶色あるいは黄色を混色した着色剤を用い、外観としては無彩色で黒色であり、光源の光の三原色のバランスを制御する特定の波長の光を選択的に吸収または透過するものであるのが好ましい。これにより、外光の反射を防止し、レンズ基板１を透過した光により形成される画像の色調を正確に表現し、さらに色座標が広く（色調の表現の幅が十分に広く）、より深い黒を表現できることで、結果的にコントラストを特に優れたものとすることができる。
【００５３】
次に、着色剤２７が偏在したレンズ部２Ａを有するレンズ基板１の製造方法について説明する。
本実施形態のマイクロレンズ基板の製造方法は、偏在処理工程をさらに有していること以外は、前記前記第１実施形態のマイクロレンズ基板の製造方法と同様である。
この偏在処理工程とは、硬化工程（前記第１実施形態の工程［Ｂ３］）に先立って、組成物２６中の着色剤２７を、マイクロレンズ用凹部付き基板６の凹部６１の底部６１１側、すなわち、入射側に偏在させる工程のことである（図１２参照）。
【００５４】
また、着色剤２７としては、特に限定されないが、例えば、各種顔料を用いるのが好ましい。着色剤２７として各種顔料を用いることにより、着色剤２７の樹脂材料２３との親和性が向上し、これにより、材料付与工程（前記第１実施形態の工程［Ｂ１］）で付与された組成物２６中で着色剤２７が均一に分散した状態となり得る。この状態で、偏在処理工程を経ることにより、組成物２６中（レンズ部２Ａ）における着色剤２７が含まれている層の厚さｔを一定とすることができる。
【００５５】
なお、厚さｔ（平均値）は、１〜２００μｍであるのが好ましく、２〜８０μｍであるのがより好ましい。厚さｔが前記範囲内の値であると、入射側から光を照射して光硬化させるときの（硬化工程における）樹脂材料２３に対する悪影響の発生（例えば、樹脂材料２３が硬化し難くなるまたは硬化しない等）を防止することができる。
また、着色剤２７は、磁性を有するものであるのが好ましい。着色剤２７が磁性を有するものであると、図１２に示すように、入射側に磁石（磁性体）２０を設置し、当該磁石２０により、着色剤２７を入射側に引き寄せる、すなわち、偏在させることができる。これにより、着色剤２７を迅速に入射側に偏在させることができ、よって、効率よくレンズ基板１を製造することができる。
また、偏在処理工程では、図示のように、磁力によって着色剤２７を入射側に偏在させるのに限定されず、例えば、自然沈降によって着色剤２７を入射側に偏在させてもよい。
【００５６】
＜第３実施形態＞
図１３は、本発明のマイクロレンズ基板の第３実施形態を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図１３中の下側を「（光の）入射側」、上側を「（光の）出射側」と言う。
以下、これらの図を参照して本発明のマイクロレンズ基板の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００５７】
本実施形態は、レンズ部の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
図１３に示すように、レンズ部２Ｂ（凸レンズ２１）の光の入射側には、着色部（外光吸収部）２２が設けられている。この着色部２２は、入射側から入射した光を十分に透過することができるとともに、外光（例えば、光の出射側等から不本意に入射した外光等）が、出射側に反射するのを防止する機能を有する。このような着色部２２を有することにより、よりコントラストに優れた画像を得ることができる。
【００５８】
なお、着色部２２の色は、特に限定されないが、青色を基調とし、赤色あるいは茶色あるいは黄色を混色した着色剤を用い、外観としては無彩色で黒色であり、光源の光の三原色のバランスを制御する特定の波長の光を選択的に吸収または透過するものであるのが好ましい。これにより、外光の反射を防止し、マイクロレンズ基板を透過した光により形成される画像の色調を正確に表現し、さらに色座標が広く（色調の表現の幅が十分に広く）、より深い黒を表現できることで、結果的にコントラストを特に優れたものとすることができる。
【００５９】
次に、着色部２２が設けられたレンズ部２Ｂを有するレンズ基板１の製造方法について説明する。
本実施形態のマイクロレンズ基板の製造方法は、着色液付与工程をさらに有していること以外は、前記前記第１実施形態のマイクロレンズ基板の製造方法と同様である。
この着色液付与工程とは、離型工程（前記第１実施形態の工程［Ｂ４］）の後、レンズ部２Ｂに着色部２２を形成する工程のことである。
【００６０】
着色液付与工程では、着色剤を含む着色液を付与して、レンズ基板１の凸レンズ２１の入射側（外表面側）に着色を施す。これにより、着色部２２がレンズ部２Ｂに形成される。
着色液の付与方法としては、例えば、ドクターブレード、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗装、静電塗装、電着塗装、ロールコーター、捺染等の各種塗布法や、レンズ部２を着色液中に浸漬するディッピング等の方法が挙げられるが、中でも、ディッピング（特に、浸染）が好ましい。これにより、容易かつ確実に着色部２２（特に、均一な濃度の着色部２２）を形成することができる。
【００６１】
また、着色液付与工程は、例えば、雰囲気圧を高めた状態（加圧した状態）で行ってもよい。これにより、着色液の基板本体内部への侵入を促進することができ、結果として、着色部２２を短時間で効率良く形成することができる。
また、着色液の付与は、必要に応じて（例えば、形成すべき着色部２２の濃度を濃くしたい場合等においては）、複数回繰り返し行ってもよい。
また、着色液の付与後、必要に応じて、加熱、冷却等の熱処理、光照射、雰囲気の加圧、減圧等の処理を施してもよい。これにより、着色部２２の定着（安定化）を促進することができる。
【００６２】
次に、本工程で用いる着色液についてより詳細に説明する。
着色液中に含まれる着色剤は、各種染料、各種顔料等、いかなるものであってもよいが、染料であるのが好ましく、分散染料および／またはカチオン系染料であるのがより好ましく、分散染料であるのがさらに好ましい。これにより、着色部２２を形成すべきレンズ部２に対する悪影響の発生（例えば、レンズ部２の構成材料の劣化等）を十分に防止しつつ、効率良く着色部を形成することができる。
【００６３】
以上、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法、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、レンズ基板、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。
【００６４】
また、前記第１実施形態の添加剤に拡散材を用いていたが、これに限定されず、例えば、前記第２実施形態の添加剤のように着色剤を用いてもよいし、拡散材および着色剤の双方が含まれたものを用いてもよい。
また、前記第２実施形態の添加剤に着色剤を用いていたが、これに限定されず、例えば、前記第１実施形態の拡散材のように拡散材を用いてもよし、拡散材および着色剤の双方が含まれたものを用いてもよい。
【００６５】
また、前記第３実施形態の添加剤に拡散材を用いていたが、これに限定されず、例えば、前記第２実施形態の添加剤のように着色剤を用いてもよいし、拡散材および着色剤の双方が含まれたものを用いてもよい。
また、前記第１実施形態のレンズ部に、前記第３実施形態で記載したような着色部が設けられていてもよい。また、この場合、添加剤は、拡散材で構成されたものであるのに限定されず、拡散材および着色剤の双方が含まれたものであってもよい。
【００６６】
また、前記第２実施形態のレンズ部に、前記第３実施形態で記載したような着色部が設けられていてもよい。また、この場合、添加剤は、着色剤で構成されたものであるのに限定されず、拡散材および着色剤の双方が含まれたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、着色部がレンズ基板の光の入射側の全面に設けられているものとして説明したが、着色部は、光の入射面側の一部のみに設けられるものであってもよい。
【００６７】
また、前述した実施形態では、平面視したときの形状が略円形のマイクロレンズがランダムに配置されたものとして説明したが、マイクロレンズの形状、配置はこのようなものに限定されない。例えば、マイクロレンズは、格子状に配されたものであってもよいし、ハニカム状に形成されたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、透過型スクリーンが、マイクロレンズ基板（レンズ基板）とフレネルレンズとを備えるものとして説明したが、本発明の透過型スクリーンは、必ずしも、フレネルレンズを備えたものでなくてもよい。例えば、本発明の透過型スクリーンは、実質的に、本発明のレンズ基板のみで構成されたものであってもよい。
【００６８】
また、前述した実施形態では、レンズ基板は、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する部材であるものとして説明したが、本発明のレンズ基板は、透過型スクリーン、リア型プロジェクタに適用されるものに限定されず、いかなる用途のものであってもよい。例えば、本発明のレンズ基板は、投射型表示装置（フロントプロジェクタ）の液晶ライトバルブの構成部材や、いわゆるフロントスクリーンに適用されるものであってもよい。
また、必要に応じて遮光層としてブラックマトリックスを、基板本体の出射側の面に設けてもよい。ブラックマトリックスを設けることにより、当該ブラックマトリックスに、外光（投影画像を形成する上で好ましくない外光）を吸収させることができ、スクリーンに投影される画像を、コントラストがさらに優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明のマイクロレンズ基板の第１実施形態を示す模式的な縦断面図である。
【図２】図１に示すマイクロレンズ基板の平面図である。
【図３】図１に示すマイクロレンズ基板を備えた、本発明の透過型スクリーンの第１実施形態を示す模式的な縦断面図である。
【図４】マイクロレンズ基板の製造に用いる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５】図４に示すマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図６】図１に示すマイクロレンズ基板を製造する方法の各工程を示す模式的な縦断面図である。
【図７】図１に示すマイクロレンズ基板を製造する方法の各工程を示す模式的な縦断面図である。
【図８】図１に示すマイクロレンズ基板を製造する方法の各工程を示す模式的な縦断面図である。
【図９】図１に示すマイクロレンズ基板を製造する方法の各工程を示す模式的な縦断面図である。
【図１０】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。
【図１１】本発明のマイクロレンズ基板の第２実施形態を示す模式的な縦断面図である。
【図１２】図１１に示すマイクロレンズ基板を製造する方法の工程を示す模式的な縦断面図である。
【図１３】本発明のマイクロレンズ基板の第３実施形態を示す模式的な縦断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１……マイクロレンズ基板（レンズ基板）  ２、２Ａ、２Ｂ……レンズ部  ２１……凸レンズ（マイクロレンズ）  ２２……着色部（外光吸収部）  ２３……樹脂材料  ２４……面  ２５……拡散材  ２６……組成物  ２７……着色剤  ４……基板本体  ５……フレネルレンズ部  ５１……フレネルレンズ  ６……マイクロレンズ用凹部付き基板（凹部付き基板）  ６１……凹部  ６１１……底部  ７……基板  ７１……初期凹部  ８……マスク  ８１……初期孔  ８９……裏面保護膜  ９……スペーサー  １０……透過型スクリーン  ２０……磁石（磁性体）  ３００……リア型プロジェクタ  ３１０……投写光学ユニット  ３２０……導光ミラー  ３４０……筐体  Ｌａ……平行光  Ｌｂ……光
【図１】
2006251370.tif 000003
【図２】
2006251370.tif 000004
【図３】
2006251370.tif 000005
【図４】
2006251370.tif 000006
【図５】
2006251370.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006251370.tif 000009
【図８】
2006251370.tif 000010
【図９】
2006251370.tif 000011
【図１０】
2006251370.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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