(57)【要約】【課題】  透過型スクリーンにおいて、マイクロレンズアレイとフレネルレンズとの擦過によるマイクロレンズの表面の傷損及びフレネルレンズの凹凸の欠損を防止し、また、画像を観察する正面側からの外光の反射光を低減させ、さらに、シンチレーション（スペックル）を低減させる。【解決手段】  マイクロレンズ１の表面部を、このマイクロレンズ１を形成する材料よりも高屈折率の材料８によってオーバーコートする。あるいは、マイクロレンズ１の表面部及びフレネルレンズ５の表面部の少なくともいずれか一方を、マイクロレンズ１を形成する材料及びフレネルレンズ５を形成する材料よりも耐摩耗性の高い材料によってオーバーコートする。【選択図】    図２
2007011213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材の主表面部に凸レンズ状に突出したマイクロレンズが多数密接して配列されて形成されたマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイの前記マイクロレンズが形成された側に配置され、光源より入射される拡散光を略々平行光束として、この平行光束を前記マイクロレンズアレイの主表面に対して略垂直に入射させるフレネルレンズと
を備え、
前記マイクロレンズの表面部は、このマイクロレンズを形成する材料よりも高屈折率の材料によってオーバーコートされている
ことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
透明基材の主表面部に凸レンズ状に突出したマイクロレンズが多数密接して配列されて形成されたマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイの前記マイクロレンズが形成された側に配置され、光源より入射される拡散光を略々平行光束として、この平行光束を前記マイクロレンズアレイの主表面に対して略垂直に入射させるフレネルレンズと
を備え、
前記マイクロレンズの表面部及び前記フレネルレンズの前記マイクロレンズアレイに対向する側の表面部の少なくともいずれか一方は、前記マイクロレンズを形成する材料及び前記フレネルレンズを形成する材料よりも耐摩耗性の高い材料によってオーバーコートされている
ことを特徴とする透過型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズアレイ及びフレネルレンズを備えて構成され、例えば、背面投射型ディスプレイ（リヤプロディスプレイ）において使用される透過型スクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像表示装置（ディスプレイ）としては、セルに表示された画像を直接観察する直視型ディスプレイと、画像光をスクリーンに投射してこのスクリーンを観察する投射型ディスプレイとがある。
【０００３】
直視型ディスプレイに用いられるセルとしては、ＣＲＴディスプレイに用いられている蛍光膜セルや、ＬＣＤに用いられている液晶セル、または、ＰＤＰに用いられている発光体セル等が提案されている。
【０００４】
そして、投射型ディスプレイとしては、透過型スクリーンの背面側より画像を投射し、表示された画像を透過型スクリーンの正面側より観察するようにした背面投射型ディスプレイ（リアプロジェクション型ディスプレイ）が提案されている。このような背面投射型ディスプレイは、高精細な画像表示ができるスクリーンさえあれば、安価に表示画像の大型化を図ることができる。
【０００５】
このような背面投射型ディスプレイ用の透過型スクリーンとしては、透明基材の主表面部に凸レンズ状に突出した微小単位レンズが多数密接して配列されて形成されたマイクロレンズアレイを主要部品として構成されたものが提案されている。マイクロレンズアレイは、微細加工技術などによって、透明基材上に多数の微小単位レンズを形成したものであり、透過型スクリーンの他、光結合光学素子や画像入出力装置などへの応用も期待されている。
【０００６】
背面投射型ディスプレイ用の透過型スクリーンとして一般的に用いられているマイクロレンズアレイは、遮光層の付いたレンチキュラーレンズアレイシートである。このレンチキュラーレンズアレイシートの製造方法としては、押出成形や射出成形、あるいは、光硬化性樹脂を用いた押圧ロール成形等が知られている。遮光層は、マイクロレンズアレイの裏面部の所定箇所に遮光物質を塗布することなどによって形成され、各マイクロレンズの焦点を含む平面の近傍に位置している。この遮光層は、各マイクロレンズの焦点位置に対応する光透過部（透明部）を有しており、この光透過部以外を通過する光束を遮断するように構成されている。すなわち、マイクロレンズアレイに入射された光束は、各マイクロレンズごとに集光され、遮光層を経て、前面側の透明板を透過して、透過型スクリーンの前面側に出射される。
【０００７】
ところで、レンチキュラーレンズのように、円弧状の曲線を平行移動させた軌跡で示される曲面（かまぼこ状曲面）を一方向にのみ配列した１次元の凹凸レンズアレイでは、微細なレンズピッチでマイクロレンズ化したアレイシートであっても、水平もしくは垂直の一方向のみについてしか視野角拡大効果が得られない。
【０００８】
このため、ガラスビーズ球などの透明球を用いて、その一部を平面状の樹脂基板上に埋没させて敷き詰めたマイクロレンズアレイが開発されている。このようなマイクロレンズアレイを用いると、円周方向、すなわち、水平及び垂直の両方向について、視野角拡大効果が得られる。
【０００９】
しかし、このマイクロレンズアレイにおいては、各マイクロレンズが球状で、断面が円形であるため、基板面積に対するレンズ機能を有する面積の占有率が１００％にはなり得ないという欠点がある。すなわち、透明な同一の径をもった微小球を最密充填して配列しても、レンズ機能を有する面積の占有率は、最大で９０．７％であり、マイクロレンズとマイクロレンズとの間には、レンズの機能を有さない平らな領域が必然的にできてしまうのである。マイクロレンズとしてガラスビーズ球などを用いた場合には、通常、ピーズ球の充填率は８０％程度が上限となり、残りの２０％はレンズの機能を有さず、光学特性、特に、光透過率の損失が生ずる。
【００１０】
そこで、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、マイクロレンズの形状を断面が六角形の形状として、このマイクロレンズをハニカム状に配列することによって、レンズ機能を有する面積の占有率を基板面積に対して１００％としたマイクロレンズアレイを用いた透過型スクリーンが提案されている。
【００１１】
このようなマイクロレンズアレイを備えた透過型スクリーンにおいては、光源から発せられ表示画像に応じて強度変調された拡散光束は、図６に示すように、全体として凸レンズの作用を有するフレネルレンズ１０１を経て略平行光束となされ、各マイクロレンズ１０２の光軸に平行に、すなわち、マイクロレンズアレイ１０３の主表面に対して垂直に、主表面側よりマイクロレンズアレイ１０３に入射される。なお、フレネルレンズ１０１とマイクロレンズアレイ１０３とは、接触（密着）して配置される。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−３０５３１５公報
【特許文献２】特開２００２−３５７８６９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、前述のような透過型スクリーンにおいては、マイクロレンズアレイとフレネルレンズとが搬送中や使用中に擦れ合うことによって、マイクロレンズの表面に傷が付いたり、また、フレネルレンズにおける凹凸が欠損してしまう「歯こぼれ」が生じ、光学特性が劣化するという問題がある。
【００１４】
また、このような透過型スクリーンにおいては、画像を観察する正面側からの外光の反射光が多く、特に周囲が明るい場所では、表示画像のコントラストが劣化するという問題がある。
【００１５】
さらに、このような透過型スクリーンにおいては、シンチレーション（scintillation）、または、スペックルと呼ばれる表示画像の一部がギラついて見える現象が問題となっている。
【００１６】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、マイクロレンズアレイとフレネルレンズとの擦過等によるマイクロレンズの表面の傷損及びフレネルレンズにおける凹凸の欠損が防止され、また、画像を観察する正面側からの外光の反射光が低減され、さらに、シンチレーション（スペックル）が低減された透過型スクリーンを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る透過型スクリーンは、以下の構成のいずれか一を有するものである。
【００１８】
〔構成１〕
透明基材の主表面部に凸レンズ状に突出したマイクロレンズが多数密接して配列されて形成されたマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイのマイクロレンズが形成された側に配置され光源より入射される拡散光を略々平行光束としてこの平行光束をマイクロレンズアレイの主表面に対して略垂直に入射させるフレネルレンズとを備え、マイクロレンズの表面部は、このマイクロレンズを形成する材料よりも高屈折率の材料によってオーバーコートされていることを特徴とするものである。
【００１９】
〔構成２〕
透明基材の主表面部に凸レンズ状に突出したマイクロレンズが多数密接して配列されて形成されたマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイのマイクロレンズが形成された側に配置され光源より入射される拡散光を略々平行光束としてこの平行光束をマイクロレンズアレイの主表面に対して略垂直に入射させるフレネルレンズとを備え、マイクロレンズの表面部及びフレネルレンズのマイクロレンズアレイに対向する側の表面部の少なくともいずれか一方は、マイクロレンズを形成する材料及びフレネルレンズを形成する材料よりも耐摩耗性の高い材料によってオーバーコートされていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る透過型スクリーンにおいては、マイクロレンズの表面部が、このマイクロレンズを形成する材料よりも高屈折率の材料によってオーバーコートされているので、画像を観察する正面側からの外光のうちマイクロレンズアレイを透過する光量が減少し、この外光が反射光として再び正面側に出射される光量が低減し、さらに、マイクロレンズの中心部と周辺部とで透過光の光路長差が大きくなり、シンチレーション（スペックル）が低減される。
【００２１】
また、本発明に係る透過型スクリーンにおいては、マイクロレンズの表面部及びフレネルレンズのマイクロレンズアレイに対向する側の表面部の少なくともいずれか一方が、マイクロレンズを形成する材料及びフレネルレンズを形成する材料よりも耐摩耗性の高い材料によってオーバーコートされているので、これらマイクロレンズアレイ及びフレネルレンズの擦過等によるマイクロレンズの表面の傷損及びフレネルレンズにおける凹凸の欠損が防止される。
【００２２】
すなわち、本発明は、マイクロレンズアレイとフレネルレンズとの擦過等によるマイクロレンズの表面の傷損及びフレネルレンズにおける凹凸の欠損が防止され、また、画像を観察する正面側からの外光の反射光が低減され、さらに、シンチレーション（スペックル）が低減された透過型スクリーンを提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る透過型スクリーンの構成について詳細に説明する。
【００２４】
〔透過型スクリーンの構成〕
この透過型スクリーンは、背面投射型ディスプレイ（リアプロジェクション型ディスプレイ）などにおいて使用されるものであり、背面側より画像が投射され、正面側より表示された画像を観察されるように構成されている。
【００２５】
図１は、本発明に係る透過型スクリーンの構成を示す断面図である。
【００２６】
この透過型スクリーンは、図１に示すように、透明基材の主表面部に凸レンズ状に突出したマイクロレンズ（微小単位レンズ）１が多数密接して配列されて形成されたマイクロレンズアレイ２を有している。各マイクロレンズ１は、透明材料、例えば、紫外線硬化樹脂によって形成されている。これらマイクロレンズ１は、光軸に垂直な断面が六角形の形状となされており、ハニカム状に配列されている。したがって、このマイクロレンズアレイ２においては、レンズ機能を有する面積の占有率が、透明基材の主表面部の面積に対して略１００％となされている。そして、このマイクロレンズアレイ２は、透過型スクリーンの前面パネルとなる透明板３（拡散材入りのアクリル等の樹脂板）の裏面部に、各マイクロレンズ１を後方側に向けて貼り付けられている。
【００２７】
このマイクロレンズアレイ２は、透明板３との間となる前面側の表面に、遮光層４が形成されている。この遮光層４は、各マイクロレンズ１の焦点を含む平面の近傍に位置し、遮光物質によって形成されている。この遮光層４は、各マイクロレンズ１の焦点位置に対応する光透過部（透明部）を有しており、この光透過部以外を通過する光束を遮断するように構成されている。
【００２８】
そして、この透過型スクリーンにおいては、マイクロレンズアレイ２の後方側、すなわち、マイクロレンズ１が形成された側に、フレネルレンズ５が配置されている。フレネルレンズ５は、図示しない光源より入射される拡散光を略々平行光束とし、この平行光束をマイクロレンズアレイ２の主表面に対して略垂直に入射させる機能を有している。このフレネルレンズ５は、透明材料によって形成され、マイクロレンズアレイ２に対向する側の主面部に、レンズ機能を生じさせる凹凸（フレネルレンズ）が形成されている。このフレネルレンズ５は、マイクロレンズアレイ２に対して、接触（密着）して配置されている。
【００２９】
そして、この透過型スクリーンにおいては、マイクロレンズ１の表面部は、このマイクロレンズ１を形成する材料の屈折率（紫外線硬化樹脂の場合、１．５１）よりも屈折率の高い材料からなる薄膜によってオーバーコートされている。マイクロレンズ１を形成する材料よりも高屈折率の材料としては、ＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）が挙げられる。また、他の材料としては、無機材料として、ダイヤモンド（屈折率２．４２）、ＳｉＯ２（屈折率１．５５）、ＢｅＯ（屈折率１．７３）、Ａｌ２Ｏ３（屈折率１．７６）、ＺｒＯ２（屈折率２．２０）、ＰｂＯ（屈折率２．６１）、ＴｉＯ２（屈折率２．７１）、Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２（屈折率１．６５）、ＺｒＳｉＯ４（屈折率１．９５）、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３（屈折率２．５）、ＬｉＮｂＯ３（屈折率２．３１）、ＢａＴｉＯ３（屈折率２．４０）、ＣａＦ２（屈折率４．０）、ＣｂＳ（屈折率２．６２）などが挙げられる。さらに、高分子材料としては、ポリスチレン（屈折率１．５９）、スチレンアクリロニトリル共重合体（屈折率１．５６）、ポリ塩化ビニル（屈折率１．５５）、ポリエチレン（屈折率１．５４）、ポリカーボネート（屈折率１．５８）、ポリアミド（屈折率１．５３）、ポリクロロスチレン（屈折率１．６１）、ポリ塩化ビニリデン（屈折率１．６３）などが挙げられる。
【００３０】
または、この透過型スクリーンにおいては、マイクロレンズ１の表面部及びフレネルレンズ５のマイクロレンズアレイ２に対向する側の表面部の少なくともいずれか一方を、マイクロレンズ１を形成する材料及びフレネルレンズ５を形成する材料よりも耐摩耗性の高い材料からなる薄膜によってオーバーコートすることが好ましい。マイクロレンズ１を形成する材料及びフレネルレンズ５を形成する材料よりも耐摩耗性の高い材料としては、ＤＬＣが挙げられる。
【００３１】
すなわち、マイクロレンズ１の表面部をＤＬＣからなる薄膜によってオーバーコートすれば、マイクロレンズ１を形成する材料よりも屈折率が高く、かつ、マイクロレンズ１を形成する材料よりも耐摩耗性の高い材料によってオーバーコートすることになるので、最も好ましい。なお、耐摩耗性の高い材料とは、硬度が高く、かつ、固体潤滑性の良好な材料である。
【００３２】
ただし、マイクロレンズ１の表面部と、フレネルレンズ５のマイクロレンズアレイ２に対向する側の表面部とを、同一の材料によってオーバーコートすることは好ましくない。この場合には、これら両表面部が擦過することによって傷損を被る虞れがあるからである。
【００３３】
マイクロレンズ１を形成する材料及びフレネルレンズ５を形成する材料よりも耐摩耗性の高い材料として、ＤＬＣなどのダイヤモンド質材の他には、無機系材料としては、炭素系の黒鉛質材、非晶質材、炭素繊維と炭素及び黒鉛との複合材などが挙げられ、ファインセラミック系の炭化けい素、窒化けい素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化チタン、酸化チタン、酸化クロムなどが挙げられる。また、固体潤滑剤系の窒化ホウ素、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン及びこれらを含む高分子材料、金属、セラミックスの複合材などが挙げられる。なお、金属としては、立方格子系の結晶構造の材料よりも、六方格子系の結晶構造の材料の方が好ましい。また、高分子材料としては、一般用フェノール樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、高密度ポリエチレンなどが挙げられる。
【００３４】
さらに、マイクロレンズ１を形成する材料よりも屈折率が高く、かつ、マイクロレンズ１を形成する材料よりも耐摩耗性の高い材料としては、ＤＬＣの他には、無機系材料として、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタンなどが挙げられ、高分子材料として、高密度ポリエチレン、合成ポリアミド（ナイロン）などが挙げられる。
【００３５】
このように構成された透過型スクリーンにおいては、図示しない光源から発せられ表示画像に応じて強度変調された拡散光束は、この透過型スクリーンの背面側より投射され、図１に示すように、全体として凸レンズの作用を有するフレネルレンズ５を経て略平行光束となされ、各マイクロレンズ１の光軸に平行に、すなわち、マイクロレンズアレイ２の主表面に対して垂直に、主表面側よりマイクロレンズアレイ２に入射される。
【００３６】
そして、マイクロレンズアレイ２に入射された光束は、各マイクロレンズ１ごとに集光され、遮光層４の光透過部（透明部）を経て、透明基材及び透過型スクリーンの前面部をなす透明板３を透過して、前面側に出射される。このようにして、この透過型スクリーンにおいては、円周方向、すなわち、水平及び垂直の両方向について、視野角拡大効果が得られる。
【００３７】
〔マイクロレンズアレイの作製方法の一実施例〕
以下、本発明に係る透過型スクリーンに用いるマイクロレンズアレイ２の作製方法の一実施例について説明する。
【００３８】
図２は、マイクロレンズアレイの作製方法における各工程を示す断面図である。
【００３９】
この作製方法において作製されるマイクロレンズアレイ２は、図２中の（Ｅ）に示すように、透明基材であるべースフィルム６の主面部上に多数のマイクロレンズ１を有し、これらマイクロレンズ１が形成された面の反対側の面には、各マイクロレンズ１に対応して相補的な機能を有する複数の光透過部７を有する遮光層４が形成されている。遮光層４は、前述したように、光透過部７を透過する光以外の光を吸収する。そして、各マイクロレンズ１は、このマイクロレンズ１をなす材料よりも屈折率が高く、かつ、マイクロレンズ１をなす材料よりも高い耐摩耗性を有する材料であるＤＬＣ膜８がオーバーコートされている。
【００４０】
（工程１）マイクロレンズの形成
図２中の（Ａ）に示す（工程１）では、マイクロレンズをベースフィルム６の主面部上にマイクロレンズ１を形成する。マイクロレンズ１を形成するために、図示しない板状のガラス型を用いて、このガラス型に、粘度１８０ｍＰａ・ｓの光線透過率の良好な紫外線硬化性樹脂（スリーボンド社製「ＴＢ３０８７Ｂ」）を充填した。このガラス型は、例えば、５０μｍピッチでφ５０μｍの凹形状の略半球（半径略２５μｍ）が最密充填になるようハニカム状に配列されたものである。このガラス型は、マイクロプラスト法及びウェットエッチング法により、予め作製しておく。
【００４１】
次に、ガラス型に充填した紫外線硬化性樹脂の表面に、ベースフィルム６を重ね合わせ、紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させる。ベースフィルム６としては、厚さ３０μｍのＰＣ（ポリカーボネート）フィルムを用いた。紫外線硬化性樹脂とベースフィルム６とが接着した後、これらをガラス型から剥離させると、図２中の（Ａ）に示すように、ベースフィルム６上に、略半球状の多数のマイクロレンズ１アレイが形成される。この一実施例で使用した紫外線硬化性樹脂の硬化後の屈折率ｎ´´は、１．５１である。
【００４２】
なお、マイクロレンズ１を最密充填で配列させる方法としては、前述したように、底面が略正六角形の略半球形状のマイクロレンズを隙間なくハニカム状に配列する方法があるが、他にも、マイクロレンズ１が隙間なく配列されるものであれば、どんな配列方法でもよい。
【００４３】
また、マイクロレンズ１は、微小単位レンズの配列体として機能するレンズであれば、どのような形状のものでもよい。ここでいう微小単位レンズとは、凸レンズなどのレンズ機能を持つ微小な単位部分であり、単位部分（単位レンズ）の大きさに対し、配列体であるマイクロレンズアレイの面積が十分に大きいことを意味する。例えば、周知のレンチキュラーレンズや、回転楕円体等を含む球面、もしくは、非球面状のクラスター状マイクロレンズ（各マイクロレンズの中にその径より小さなレンズが形成された複合レンズ）などが、透明基材６上に多数配列形成されていれば、どのような形状のマイクロレンズであってもよい。
【００４４】
マイクロレンズ１を形成する物質としては、少なくとも可視光に対して透明であれば、特に限定されるものではない。すなわち、光線透過率の高い公知の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ガラスなどが挙げられる。好ましく使用されるのは光硬化性樹脂であり、特に、紫外線硬化性樹脂を使用することが生産効率や形状の正確さ、硬化性、設備の簡便さなどの点から最も適している。
【００４５】
また、マイクロレンズアレイを作製する方法としては、ガラス型として、板状ではなく円筒状のガラス型を用いて、ロール・トゥ・ロール（Roll to Roll）法によって作製する方法もある。さらに、ガラス型に限らず、金型、ゴム型、プラスチック型など、硬化した紫外線硬化性樹脂が型から剥離できれる型であれば、他の材料からなる型でも使用可能である。型における略半球凹形状の作製方法も、マイクロプラスト法及びウェットエッチング法に限らず、他の公知の方法も使用可能である。
【００４６】
（工程２）光透過部の形成（セルフアライメント法）
図２中の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す（工程２）においては、透明基材６を挟んでマイクロレンズ１の反対面側に、マイクロレンズ１の個々に対応して相補的な機能を持つ光透過部７をセルフアライメント法により形成する。すなわち、図２中の（Ｂ）に示すように、主表面部にマイクロレンズ１が形成された透明基材６の裏面側に、粘度１６０ｍＰａ・ｓの光線透過率の良好な紫外線硬化性樹脂を、約２０μｍの厚さに塗布する。そして、マイクロレンズ１側から、略平行な紫外線を照射することにより、マイクロレンズ１からの出射光の光路に沿った領域内の紫外線硬化性樹脂を硬化させた。
【００４７】
そして、溶剤洗浄により、紫外線硬化性樹脂の未硬化部分を除去することにより、図２中の（Ｃ）に示すように、光透過部７を形成した。
【００４８】
なお、このような光透過部７を形成する物質としては、少なくとも可視光に対して透明であれば、特に限定されるものではない。光透過部７を形成する物質としては、例えば、光線透過率の高い公知の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ガラスなどが挙げられる。好ましく使用されるのは光硬化性樹脂であり、特に、紫外線硬化性樹脂を使用することが生産効率や形状の正確さ、硬化性、設備の簡便さなどの点から最も適している。
【００４９】
（工程３）遮光層の光吸収部の形成
図２中の（Ｄ）に示す（工程３）では、光透過部７の以外の部分に、光吸収性のある光吸収部を形成して、遮光層４とする。すなわち、（工程２）において未硬化の紫外線硬化性樹脂を除去することによって形成された（光透過部７の周囲となる）凹部に、光吸収性のある黒色の材料をロール押出法により塗布し、硬化させ、光吸収部とする。そして、マイクロレンズ１からの出射光の出射部となる光透過部７の先端部を光吸収部の表面とともに研磨し、遮光層４の表面において、これら光透過部７の先端部が光吸収部と面一状態で外方側に臨むようにした。
【００５０】
遮光層４の光吸収部を形成する材料としては、少なくとも可視光に対して光吸収性及び遮光性を有する材料であれば、特に限定されるものではない。光吸収部を形成する材料としては、例えば、光吸収性のあるカーボンプラック、チタンブラック等の顔料、あるいは、黒色の染料等を樹脂組成物に分散、または、溶解させたものでもよい。
【００５１】
（工程４）ＤＬＣ膜のオーバーコート形成
図２中の（Ｅ）に示す（工程４）では、マイクロレンズ１の表面上に、ＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）膜をオーバーコートする。すなわち、図２中の（Ｅ）に示すように、マイクロレンズ１の表面上に、エチレンガスを使用した周知のＣＶＤ法（化学気相成長法：Chemical Vaper Deposition）により、厚さが約６ｎｍ乃至１２ｎｍのＤＬＣ膜８をオーバーコートした。このようにして完成されたマイクロレンズアレイ２は、図１に示すように、透明板３に貼り付けるとこにより、透過型スクリーンの主要部品として使用される。
【００５２】
図３は、ＣＶＤ法におけるエチレンガス圧に対するＤＬＣ膜の膜厚及びその時の屈折率の関係を示すグラフである。
【００５３】
なお、図３に示すデータは、ＤＬＣ膜８をウエハー基板上に成膜して測定したものである。膜厚は「ＤＥＫＴＡＫ段差計」により、屈折率はエリプソメータにより測定し、算出したものである。
【００５４】
前述の一実施例におけるマイクロレンズ１をなす紫外線硬化性樹脂（スリーボンド社製「ＴＢ３０８７Ｂ」）の屈折率ｎ´´は１．５１であるため、形成されたＤＬＣ膜８は、図３中に示された全ての条件において、マイクロレンズ１をなす材料よりも屈折率が高いことがわかる。また、ＤＬＣ膜８は、紫外線硬化性樹脂材よりも極めて高い耐摩耗特性（硬度及び固体潤滑特性）を有していることは、周知である。
【００５５】
〔本発明に係る透過型スクリーンの一実施例と比較例との対比〕
本発明の一実施例として、マイクロレンズの表面上にＤＬＣ膜８を形成する際のＣＶＤ法におけるエチレンガス圧を種々変更し、以下の〔表１〕に示すように、７種類（表１中の試料Ｎｏ１乃至試料Ｎｏ７）のマイクロレンズアレイを作製した。また、ＤＬＣ膜８をオーバーコートしないマイクロレンズアレイを比較例（表１中の試料Ｎｏ８）として作製した。
【００５６】
【表１】
2007011213.tif 000003
【００５７】
各実施例のマイクロレンズアレイを用いた透過型スクリーンにおいて、マイクロレンズ１の表面と、フレネルレンズ５の表面とを互いに擦り合わせ、その後、マイクロレンズ１の表面の傷損（キズ付き）及びフレネルレンズ５におけるレンズ面の傷損（歯こぼれ）の状態を、レーザ顕微鏡を用いて評価した。フレネルレンズ５としては、同一のものを使用した。
【００５８】
また、各実施例及び比較例のマイクロレンズアレイを用いた透過型スクリーンの全光線透過率を、比視感度を考慮した可視光領域について測定した。全光線透過率は、村上色彩技術研究所製の積分球光度計を用いて測定した。
【００５９】
さらに、通常の蛍光灯を点灯した部屋の明るさ程度の照度２００ｌｘの場所において、各実施例及び比較例のマイクロレンズアレイを用いた透過型スクリーンに背面から投射された画像のコントラスト感及びシンチレーション（スペックル）の状態を評価した。なお、シンチレーション（スペックル）は、画像として投射される光線間の干渉により、表示画面がぎらついて見える現象である。画像のコントラスト感及びシンチレーション（スペックル）の状態は、リア・プロジェクション・テレビ（本件出願人作製の「ＨＤ−ＩＬＡ」）において、画像を投射して目視評価した。
【００６０】
〔表１〕に示すように、本発明の各実施例（試料Ｎｏ１乃至試料Ｎｏ７）のマイクロレンズアレイを用いた透過型スクリーンは、比較例（試料Ｎｏ８）のマイクロレンズアレイを用いた透過型スクリーンと比較して、全光線透過率が若干低下しているが、比較例（試料Ｎｏ８）と異なり、マイクロレンズ１の表面の傷損及びフレネルレンズ５の傷損は認められなかった。
【００６１】
このように、本発明に係る透過型スクリーンにおいてマイクロレンズ１の表面の傷損及びフレネルレンズ５の傷損が生じないのは、ＤＬＣ膜８がマイクロレンズ１を形成する材料である紫外線硬化性樹脂よりも極めて高い耐摩耗特性（硬度及び固体潤滑特性）を有しているためである。
【００６２】
また、〔表１〕に示すように、本発明の各実施例（試料Ｎｏ１乃至試料Ｎｏ７）のマイクロレンズアレイを用いた透過型スクリーンは、比較例（試料Ｎｏ８）のマイクロレンズアレイを用いた透過型スクリーンと比較して、通常の明るさの場所において、コントラスト感が良好な、いわゆる黒の引き締まった画像が表示されることがわかった。
【００６３】
図４は、本発明に係る透過型スクリーンにおけるＤＬＣ膜による外光反射低減効果を説明するための断面図である。
【００６４】
このように、本発明に係る透過型スクリーンにおいて、コントラスト感が良好な画像が表示されるのは、図４に示すように、外光反射が低減されたためであると考えられる。外光反射は、外方（透過型スクリーンの前方）から遮光層４の光透過部７に入射する外光が、透過型スクリーンの後方側に透過し、光源側の空間光変調素子等によって反射されて、光源からの光線と同じ光路を経て再び透過型スクリーンの前方側に出射することよって生ずる。したがって、透過型スクリーンの後方側に透過する外光が少なくなれば、外光反射は低減される。
【００６５】
本発明に係る透過型スクリーンにおいては、マイクロレンズアレイ１の表面にオーバーコートされたＤＬＣ膜８は、マイクロレンズ１を形成する材料よりもかなり高い屈折率を有し、マイクロレンズ１を形成する材料及び空気との間に高屈折率差を有している。そのため、マイクロレンズアレイ２に入射する光線は、空気とＤＬＣ膜８との界面及びＤＬＣ膜８とマイクロレンズ１との界面において大きく屈折し、界面反射及び散乱を生じる。本発明に係る透過型スクリーンが比較例の透過型スクリーンよりも全光線透過率が若干低下しているのはこのためであるが、遮光層４の光透過部７を経て外方（透過型スクリーンの前方）から入射する外光は、このようなＤＬＣ膜８による界面反射及び散乱により、従来の透過型スクリーン（比較例）よりも、透過型スクリーンの後方に透過しにくくなっている。
【００６６】
すなわち、図４に示すように、空気の屈折率ｎを１．０とし、ＤＬＣ膜８の屈折率ｎ´を２．０とし、マイクロレンズ１の屈折率ｎ´´を１．５とし、マイクロレンズ１を半球形状であるとしたとき、スネルの法則（ｎ１・sinθ１＝ｎ２・sinθ２）に基づいて解析すると、各マイクロレンズ１の光軸に対して２８．６°未満の領域からの外光はマイクロレンズ１及びＤＬＣ膜８を透過して透過型スクリーンの後方側に透過するが、光軸に対して２８．６°以上の領域からの外光は、ＤＬＣ膜８に達したとき、このＤＬＣ膜８と空気との界面に対して臨界角となり、この界面で内面反射され、透過型スクリーンの後方側に透過することがない。このようにＤＬＣ膜８と空気との界面で内面反射された外光は、さらに内面反射を繰り返し、遮光層４において吸収されると考えられる。
【００６７】
このように、本発明に係る透過型スクリーンにおいては、前述の条件下において、正面方向（各マイクロレンズ１の光軸方向）に対して２８．６°以上の領域からの外光が、ＤＬＣ膜８において全反射されるので、透過型スクリーンの後方側に透過する外光が少なく、外光反射が低減される。
【００６８】
図５は、従来の透過型スクリーン（比較例）における外光反射を説明するための断面図である。
【００６９】
これに対して、比較例のマイクロレンズアレイを用いた従来の透過型スクリーンにおいては、前述と同様に、空気の屈折率ｎを１．０とし、マイクロレンズ１０２の屈折率ｎ´´を１．５とし、マイクロレンズ１０２を半球形状であるとしたとき、スネルの法則（ｎ１・sinθ１＝ｎ２・sinθ２）に基づいて解析すると、図５に示すように、各マイクロレンズ１０２の光軸に対して５９．４°以内の領域からの外光が、マイクロレンズ１０２を透過して透過型スクリーンの後方側に透過してしまう。
【００７０】
このように、本発明に係る透過型スクリーンにおいては、ＤＬＣ膜により、外光反射が低減されていることがわかる。
【００７１】
さらに、〔表１〕に示すように、本発明の各実施例（試料Ｎｏ１乃至試料Ｎｏ７）のマイクロレンズアレイは、比較例（試料Ｎｏ８）と比較して、シンチレーションと呼ばれる表示画面のぎらつき感が低減されており、高性能な透過型スクリーンが構成されていることがわかった。
【００７２】
シンチレーション（スペックル）と呼ばれる表示画面のぎらつきが発生する原因は、光源からのコヒーレント光による不規則な位相関係での干渉であると考えられる。特に、光源として超高圧水銀ランプ（ＵＨＰランプ）を用いた場合、他のランプ光源に比べるとコヒーレント性が高く、シンチレーションも多く発生する。このため、シンチレーションを低減するためには、空間的または時間的にコヒーレンスを制御するか、空間的に平均化する等の対策が必要と考えられる。
【００７３】
本発明に係る透過型スクリーンにおいては、マイクロレンズの表面上にオーバーコートされたＤＬＣ膜が、空気との屈折率差及びマイクロレンズを形成する材料との屈折率差が大きいことにより、ＤＬＣ膜中を通過する光線の光速が、波長により、また、場所により変動し、また、界面反射と散乱が生じることによって、これら光線の位相がずれ、マイクロレンズ１への入射光のコヒーレント性が低下すると考えられる。そのため、これら光線が空間的に平均化され、シンチレーションが低減されるものと考えられる。
【００７４】
なお、本発明は、前述した各実施例における構成及びマイクロレンズアレイの作製手順に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々変形可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る透過型スクリーンの構成を示す断面図である。
【図２】前記透過型スクリーンを構成するマイクロレンズアレイの作製方法における各工程を示す断面図である。
【図３】前記マイクロレンズアレイの作製工程中のＣＶＤ法におけるエチレンガス圧に対するＤＬＣ膜の膜厚及びその時の屈折率の関係を示すグラフである。
【図４】前記透過型スクリーンにおけるＤＬＣ膜による外光反射低減効果を説明するための断面図である。
【図５】従来の透過型スクリーン（比較例）における外光反射を説明するための断面図である。
【図６】従来の透過型スクリーンの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  マイクロレンズ
２  マイクロレンズアレイ
５  フレネルレンズ
６  透明基材
８  ＤＬＣ膜
【図１】
2007011213.tif 000004
【図２】
2007011213.tif 000005
【図３】
2007011213.tif 000006
【図４】
2007011213.tif 000007
【図５】
2007011213.tif 000008
【図６】
2007011213.tif 000009