(57)【要約】【課題】色ムラの発生が十分に防止され、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、当該マイクロレンズ基板を効率良く製造することができる製造方法を提供すること、また、当該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、着色剤を含む着色材料で構成された着色部を表面に有するマイクロレンズを多数備えたマイクロレンズ基板の製造方法であって、多数の凸レンズ部を有する基板本体の、凸レンズ部に対し、着色材料を含む液体を液滴として吐出し、凸レンズ部表面に着色材料で構成された被膜を形成する被膜形成工程と、被膜を固化させ、凸レンズ部表面に、着色部を形成する着色部形成工程とを有することを特徴とする。着色材料を含む前記液体の粘度は、１〜２０ｍＰａ・ｓであるのが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤を含む着色材料で構成された着色部を表面に有するマイクロレンズを多数備えたマイクロレンズ基板の製造方法であって、
多数の凸レンズ部を有する基板本体の、前記凸レンズ部に対し、前記着色材料を含む液体を液滴として吐出し、前記凸レンズ部表面に前記着色材料で構成された被膜を形成する被膜形成工程と、
前記被膜を固化させ、前記凸レンズ部表面に、前記着色部を形成する着色部形成工程とを有する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】
前記着色材料を含む前記液体の粘度は、１〜２０ｍＰａ・ｓ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】
前記着色材料を含む前記液体中の前記着色剤の含有量は、１０〜７０vol％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】
前記着色部中における前記着色剤の含有量は、１０〜７０vol％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】
前記着色部の平均厚さは、１〜３０μｍである請求項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】
前記被膜形成工程において、複数の前記凸レンズ部に対し、複数の液滴吐出ノズルから複数の前記液滴を同時に吐出する請求項１ないし５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７】
基板に、未硬化の樹脂材料を液滴として吐出し、該液滴によって凸レンズ部を形成することにより、前記基板本体を形成する基板本体形成工程を有する請求項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】
前記基板本体形成工程において、前記基板表面に、撥液パターンと親液パターンとを形成し、前記親液パターン上に未硬化の前記樹脂材料で構成された前記液滴を吐出する請求項７に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の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１０】
請求項９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１１】
光の出射側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光の出射側に配置された請求項９に記載のマイクロレンズ基板とを備えたことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項１２】
請求項１０または１１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、マイクロレンズの光の入射面に、染色法を用いて形成された着色層を備えるマイクロレンズ基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このように染色法で形成された着色層は、着色層の着色濃度を調整するのが難しく、また、場所によって濃度のばらつきが生じてしまうといった問題があった。このように、着色層の濃度にばらつきがあると、透過率のばらつきに直結するため、投射される画像において、色ムラ等の不都合を生じることがあった。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８２３１５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、色ムラの発生が十分に防止され、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、当該マイクロレンズ基板を効率良く製造することができる製造方法を提供すること、また、当該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、着色剤を含む着色材料で構成された着色部を表面に有するマイクロレンズを多数備えたマイクロレンズ基板の製造方法であって、
多数の凸レンズ部を有する基板本体の、前記凸レンズ部に対し、前記着色材料を含む液体を液滴として吐出し、前記凸レンズ部表面に前記着色材料で構成された被膜を形成する被膜形成工程と、
前記被膜を固化させ、前記凸レンズ部表面に、前記着色部を形成する着色部形成工程とを有することを特徴とする。
これにより、色ムラの発生が十分に防止され、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良く製造することができる製造方法を提供することができる。
【０００６】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記着色材料を含む前記液体の粘度は、１〜２０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
これにより、凸レンズ部表面に着色材料で構成された被膜をより均一な厚さに形成することができる。その結果、場所による透過率のばらつきをより効果的に防止することができる。
【０００７】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記着色材料を含む前記液体中の前記着色剤の含有量は、１０〜７０vol％であることが好ましい。
これにより、得られるマイクロレンズ基板は、色ムラの発生が十分に防止されるとともに、より優れたコントラストの画像を得ることができる。
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記着色部中における前記着色剤の含有量は、１０〜７０vol％であることが好ましい。
これにより、得られるマイクロレンズ基板は、色ムラの発生が十分に防止されるとともに、より優れたコントラストの画像を得ることができる。
【０００８】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記着色部の平均厚さは、１〜３０μｍであることが好ましい。
これにより、得られるマイクロレンズ基板は、色ムラの発生が十分に防止されるとともに、より優れたコントラストの画像を得ることができる。
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記被膜形成工程において、複数の前記凸レンズ部に対し、複数の液滴吐出ノズルから複数の前記液滴を同時に吐出することが好ましい。
これにより、色ムラの発生が十分に防止され、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より効率良く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、基板に、未硬化の樹脂材料を液滴として吐出し、該液滴によって凸レンズ部を形成することにより、前記基板本体を形成する基板本体形成工程を有することが好ましい。
これにより、凸レンズ部の形成と、着色部の形成とを一連の作業で行うことができ、色ムラの発生が十分に防止され、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より効率良く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、前記基板本体形成工程において、前記基板表面に、撥液パターンと親液パターンとを形成し、前記親液パターン上に未硬化の前記樹脂材料で構成された前記液滴を吐出することが好ましい。
これにより、凸レンズ部を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基板は、本発明の方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、色ムラの発生が十分に防止され、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。
【００１１】
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、色ムラの発生が十分に防止され、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。
本発明の透過型スクリーンは、光の出射側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光の出射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、色ムラの発生が十分に防止され、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、色ムラの発生が十分に防止され、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】
【００１２】
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な実施形態に基づいて詳細に説明する。
なお、本発明において、「基板」とは、実質的に可撓性を有さない、比較的肉厚の大きいものから、シート状のものや、フィルム状のもの等の含む概念のことを指す。
本発明のマイクロレンズ基板の用途は、特に限定されないが、以下の説明では、マイクロレンズ基板を、主に、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する部材として用いるものとして説明する。
【００１３】
まず、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の説明に先立ち、本発明のマイクロレンズ基板および透過型スクリーンの構成について説明する。
図１は、本発明のマイクロレンズ基板の好適な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好適な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。
【００１４】
マイクロレンズ基板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、図２に示すように、透明基板２１上に複数個の凸レンズ部２２が所定のパターンで配列された基板本体２と、該凸レンズ部２２上に設けられた着色部３とを有している。そして、凸レンズ部２２と着色部３とで、マイクロレンズ１１を形成している。
透明基板２１は、通常、透明性を有する材料で構成される。
透明基板２１の構成材料としては、例えば、各種樹脂材料、各種ガラス材料等を用いることができる。
【００１５】
透明基板２１を構成する樹脂材料としては、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。
【００１６】
また、凸レンズ部２２は、透明基板２１上に所定のパターンで形成されており、例えば、後述するような方法で形成することができる。
凸レンズ部２２を構成する材料としては、前述した透明基板２１と同様の樹脂材料を用いることができる。
着色部３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。このような着色部を有することにより、コントラストに優れた画像を得ることができる。
【００１７】
特に、着色部３は、後に詳述するように、基板本体２の凸レンズ部２２上に、着色剤を含む材料を液滴として吐出することにより形成されたものである。
このため、基板本体の凸レンズ部を染色することにより着色層を形成した場合に比べて、着色部の濃度を容易に調整することができる。また、染色法を用いた場合と比較して、着色部の濃度を均一なものとすることができる。また、各部位での厚さのばらつきが小さい。これにより、投射される画像において、色ムラ等の不都合が発生するのをより確実に防止することができる。
【００１８】
また、着色部３は、着色剤を含む材料で構成されている。
着色剤としては、例えば、顔料、染料等を使用することができる。このような顔料、染料としては、例えば、黄鉛、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、キノリンイエロー、タートラジンレーキ、赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、ベンジジンオレンジＧ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、ウオッチングレッドカルシウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、カルコオイルブルー、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、ファイナルイエローグリーンＧ、ローダミン６Ｇ、キナクリドン、ローズベンガル（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５４３２）、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．Ｉ．モーダントブルー７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー５：１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６２、ニグロシン染料（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．５０４１５Ｂ）、金属錯塩染料等が挙げられ、これらのうち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】
また、着色部３を構成する、着色剤以外の材料としては、前述した基板本体２の主成分と同様なものを用いることができる。これにより、着色部３と、それ以外の非着色部との境界付近での急激な屈折率の変化等を防止することができる。その結果、マイクロレンズ基板１全体としての光学特性を設計し易く、また、マイクロレンズ基板１としての光学特性は安定し、信頼性の高いものとなる。
【００２０】
着色部３中における着色剤の含有量は、特に限定されないが、１０〜７０ｖｏｌ％であるのが好ましく、１０〜６０ｖｏｌ％であるのがより好ましい。着色部３中の着色剤の含有量が前記範囲内の値であると、色ムラの発生が十分に防止されるとともに、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コントラストを特に優れたものとすることができる。これに対し、着色剤の含有量が前記下限値未満であると、外光（光の入射側とは反対側から入射する外光）の反射を十分に防止することが困難となり、明室において光源を全消灯させた際の、黒表示の正面輝度の増加量（黒輝度）が大きくなるため、画像のコントラストを向上させるという効果が十分に得られない可能性がある。また、着色剤の含有量が前記上限値を超えると、入射光の透過率が低下し、得られる画像において十分な輝度が得られず、結果として、画像のコントラストが不十分となる可能性がある。
【００２１】
また、着色部３の平均厚さは、１〜３０μｍであるのが好ましく、５〜２５μｍであるのがより好ましい。これにより、色ムラの発生が十分に防止されるとともに、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コントラストを特に優れたものとすることができる。
着色部３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。
【００２２】
マイクロレンズ１１の直径は、１０〜２００μｍであるのが好ましく、１５〜１５０μｍであるのがより好ましく、２０〜１２０μｍであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ１１の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、マイクロレンズ基板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、マイクロレンズ基板１においては、隣接するマイクロレンズ１１−マイクロレンズ１１間のピッチは、１０〜２００μｍであるのが好ましく、１５〜１５０μｍであるのがより好ましく、２０〜１２０μｍであるのがさらに好ましい。
【００２３】
また、マイクロレンズ１１の曲率半径は、５〜１００μｍであるのが好ましく、７．５〜７５μｍであるのがより好ましく、１０〜６０μｍであるのがさらに好ましい。マイクロレンズ１１の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。
【００２４】
また、マイクロレンズ１１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（マイクロレンズ基板１の主面側から平面視したときに、各マイクロレンズ１１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。
また、各マイクロレンズ１１は、入射側に突出した凸レンズとして形成されており、焦点が、出射側の基板面の近傍に位置するように設計されている。すなわち、マイクロレンズ基板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、マイクロレンズ基板１の各マイクロレンズ１１によって集光され、出射側の基板面近傍で焦点を結ぶ。
【００２５】
次に、上述したようなマイクロレンズ基板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６と、前述したマイクロレンズ基板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、マイクロレンズ基板１に入射する構成になっている。
【００２６】
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、マイクロレンズ基板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。
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、マイクロレンズ基板１のマイクロレンズ１１が形成された面側から入射し、各マイクロレンズ１１によって集光し、焦点を結んだ後に拡散する。そして、観察者に平面画像として観測される。
【００２７】
＜マイクロレンズ基板の製造方法＞
次に、前述したマイクロレンズ基板１の製造方法の一例について説明する。
図４は、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法における凸レンズ部の形成方法の一例を示す図、図５は、凸レンズ部を形成するのに用いる液滴吐出ヘッドを示す図、図６は、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法における着色部の形成方法の一例を示す模式的な縦断面図である。
【００２８】
［基板本体２の形成］
まず、前述したような透明基板２１を用意する。
次に、この透明基板２１の表面に、図４（ａ）に示すように、凸レンズ部２２の非形成箇所に撥液パターン２１１を、また、凸レンズ部２２の形成箇所に親液パターン２１２を形成する。
【００２９】
このような撥液パターン２１１と親液パターン２１２とを形成する方法としては、例えば、以下のようなプラズマ重合による手法を用いることができる。
まず、このプラズマ重合による撥液処理について説明する。この処理では、撥液処理のための原料液を用意する。原料液としては、Ｃ４Ｆ１０やＣ８Ｆ１６などの直鎖状ＰＦＣからなる液体有機物が好適に用いられる。このような原料液を用意したら、これの蒸気をプラズマ処理装置においてプラズマ化する。すると、この直鎖状ＰＦＣの蒸気はプラズマ化されたことにより、直鎖ＰＦＣの結合が一部切断されて活性化する。このようにして結合の一部が切断され、活性化したＰＦＣが透明基板２１の表面に到達すると、これらＰＦＣは透明基板２１上にて互いに重合し、撥液性を有するフッ素樹脂重合膜となる。
【００３０】
なお、撥液処理の原料液としては、例えば、デカトリエンを用いることもできる。その場合、プラズマ処理によって活性化させたＣＦ４または酸素を添加することにより、得られる重合膜に撥液性を付与することができ、これによって撥液の重合膜を形成することができる。また、撥液処理の原料液としては、例えば、フルオロカーボンを用いることもできる。その場合、プラズマ化によって活性化したＣＦ４を添加することにより、プラズマ化によって原料液であるフルオロカーボン中のフッ素の一部が離脱したとしても、前記の活性なフッ素が得られる重合膜中に取り込まれるため、形成するフッ素樹脂重合膜の撥液性を高めることができる。
【００３１】
また、このようにして得られた重合膜に対して紫外線を照射すると、このフッ素樹脂重合膜が分解して透明基板２１表面から除去されることにより、照射部分を親液性にすることができる。したがって、このような紫外線照射処理によって親液処理を行うことができるのである。そして、このような紫外線照射を、予め所望のパターニングがなされたマスクを用いて行うことにより、撥液面に所望の親液パターンを容易に形成することができるのである。
このようなプラズマ重合による手法により、前述したように透明基板２１表面に撥液パターン２１１と親液パターン２１２とを形成する。具体的には、まず、透明基板２１表面をオゾン水等によって洗浄し、表面に付着している有機物等を除去する。
【００３２】
次に、この透明基板２１表面、すなわち非処理面となる上面の全面に、前述のプラズマ重合による撥液処理を施し、透明基板２１の表面を撥液面とする。
次いで、撥液面となった透明基板２１の表面に、予め形成する親液パターン２１２に対応するマスクを用いて紫外線照射を行い、図４（ａ）に示したように撥液面内に多数の親液パターン２１２を形成する。ここで、これら親液パターン２１２は、形成すべきマイクロレンズ１１の大きさや配列パターンに応じた大きさおよび配列で形成する。
【００３３】
次に、透明基板２１に形成した親液パターン２１２とを形成したら、図４（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッドＰ１の複数のノズルＰ１８より、複数の親液パターン２１２上に、光透過性の樹脂材料（未硬化の樹脂材料）を液滴として吐出する。
使用する液滴吐出ヘッドＰ１としては、例えば以下に示すような構造のものが用いられる。
【００３４】
液滴吐出ヘッドＰ１は、図５（ａ）に示すように例えばステンレス製のノズルプレートＰ１２と振動板Ｐ１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）Ｐ１４を介して接合したものである。ノズルプレートＰ１２と振動板Ｐ１３との間には、仕切部材Ｐ１４によって複数の空間Ｐ１５と液溜まりＰ１６とが形成されている。各空間Ｐ１５と液溜まりＰ１６の内部は樹脂材料を含む液状材料で満たされており、各空間Ｐ１５と液溜まりＰ１６とは供給口Ｐ１７を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレートＰ１２には、空間Ｐ１５から樹脂材料を含む液状材料を噴射するためのノズルＰ１８が形成されている。一方、振動板Ｐ１３には、液溜まりＰ１６に液状材料を供給するための孔Ｐ１９が形成されている。
【００３５】
また、振動板Ｐ１３の空間Ｐ１５に対向する面と反対側の面上には、図５（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）Ｐ２０が接合されている。この圧電素子Ｐ２０は、一対の電極Ｐ２１の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子Ｐ２０が接合されている振動板Ｐ１３は、圧電素子Ｐ２０と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間Ｐ１５の容積が増大するようになっている。したがって、空間Ｐ１５内に増大した容積分に相当する液状材料が、液溜まりＰ１６から供給口Ｐ１７を介して流入する。また、このような状態から圧電素子Ｐ２０への通電を解除すると、圧電素子Ｐ２０と振動板Ｐ１３はともに元の形状に戻る。したがって、空間Ｐ１５も元の容積に戻ることから、空間Ｐ１５内部の液状材料の圧力が上昇し、ノズルＰ１８から透明基板２１に向けて樹脂材料を含む液滴２２１が吐出される。なお、液滴吐出ヘッドＰ１の吐出方式としては、前記の圧電素子Ｐ２０を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式でもよく、例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた方式を採用してもよい。
【００３６】
本実施形態では、このような構成の液滴吐出ヘッドＰ１を用いて、透明基板２１表面の親液パターン２１２上に、樹脂材料を含む液状材料を液滴２２１として複数個吐出することにより、図４（ｂ）に示すようにレンズ材料２２２が形成される。
なお、本実施形態においては、各液滴の吐出と吐出との間に硬化処理を行うことなく全ての液滴を吐出し、塗布するようにする。なお、液滴吐出ヘッドＰ１から吐出される液滴２２１の１滴当たりの容量は、液滴吐出ヘッドＰ１や吐出する材料によっても異なるものの、通常は２〜１５ｐＬ程度とされる。また、吐出する液滴の個数については、形成するマイクロレンズの大きさ等に応じて、例えば３個、５個などのように予め設定しておく。
【００３７】
予め設定した個数の液滴を全て吐出すると、吐出された液滴からなるレンズ材料２２２は、円形状の親液パターン２１２全体に濡れてこのパターン上に載ると同時に、この親液パターン２１２から外れた撥液パターン２１１上からは、はじかれるようにして親液パターン２１２側に戻されるため、結果として親液パターン２１２上にて良好な凸レンズ形状、すなわち略半球状を形成する。
【００３８】
その後、このようにして略半球状に形成したレンズ材料２２２に対して、加熱処理、減圧処理、加熱減圧処理などの乾燥処理、あるいは前述したように樹脂材料が放射線照射硬化型である場合に、紫外線等の放射線照射処理を行うことにより、これを硬化させて、図４（ｃ）に示すような凸レンズ部２２が形成される。
以上のようにして、基板本体２が得られる。
【００３９】
［被膜形成工程］
次に、上記のようにして得られた基板本体２の凸レンズ部２２に対し、上記と同様の構成の液滴吐出ヘッドＰ１’を用いて、前述した着色剤が分散した未硬化の樹脂材料（着色材料）を液滴３２として吐出し、被膜３１を形成する（被膜形成工程）。
本実施形態では、図６（ａ）に示すように、複数の凸レンズ部２２に対して、複数の液滴吐出ノズルから液滴３２を同時に吐出する。このようにして被膜３１を形成することにより、より効率良く着色部３を形成することができる。
【００４０】
着色材料中の着色剤の含有量は、１０〜７０ｖｏｌ％であるのが好ましく、１０〜６０ｖｏｌ％であるのがより好ましい。これにより、これにより、得られるマイクロレンズ基板１は、色ムラの発生が十分に防止されるとともに、より優れたコントラストの画像を得ることができる。
【００４１】
また、吐出する着色材料の粘度は、１〜２０ｍＰａ・ｓであるのが好ましく、２〜１５ｍＰａ・ｓであるのがより好ましい。これにより、凸レンズ部２２表面に被膜３１をより均一な厚さに形成することができる。その結果、透過率のばらつきをより効果的に防止することができる。
なお、上記説明では、着色材料として、着色剤が未硬化の樹脂材料に分散したものを用いた場合について説明したが、これに限定されず、例えば、樹脂材料が有機溶媒等に溶解した溶液に着色剤を分散した分散液を用いてもよい。
【００４２】
［着色部形成工程］
次に、上記のようにして形成された被膜３１に対して、加熱処理、減圧処理、加熱減圧処理などの乾燥処理、あるいは前述したように樹脂材料が放射線照射硬化型である場合に、紫外線等の放射線照射処理を行う。これにより、樹脂材料が硬化して、着色部３が形成され（着色部形成工程）、図１に示すようなマイクロレンズ基板１が得られる。
【００４３】
以上説明したように、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、着色剤を含む材料を液滴として、基板本体の凸レンズ部表面に吐出することにより、着色部を形成する点に特徴を有している。
ところで、従来の染色法では、着色部の着色濃度を調整するのが難しく、また、場所によって濃度のばらつきが生じてしまうといった問題があった。
【００４４】
これに対して、本発明によれば、吐出する着色材料中の着色剤の濃度を適宜調整することにより、着色部の着色濃度を容易に調整することができる。また、各凸レンズ部に対し、同じ着色材料を吐出するので、複数の着色部間での着色剤の濃度のばらつきを小さいものとすることができる。その結果、得られるマイクロレンズ基板は、色ムラの発生が十分に防止され、コントラストに優れた画像を得ることできる。
特に、本実施形態のように、凸レンズ部２２と着色部３との両方を、液滴吐出で形成することにより、凸レンズ部２２の形成と、着色部２３の形成とを一連の作業で行うことができ、色ムラの発生が十分に防止され、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より効率良く製造することができる。
【００４５】
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、色ムラの発生が十分に防止され、コントラストに優れた画像を表示することができる。また、視野角特性、光利用効率等も特に優れたにも優れている。
【００４６】
以上、本発明について、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、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。また、任意の構成を追加してもよい。
【００４７】
また、本発明のマイクロレンズ基板は、マイクロレンズが設けられている側とは反対の面に、ブラックマトリックスが設けられていてもよい。
また、マイクロレンズ基板の製造方法においては、任意の工程を追加してもよい。
また、前述した実施形態では、基板本体を液滴吐出により形成するものとして説明したが、これに限定されず、例えば、基板本体は、凸レンズ部に対応した形状の凹部を有する凹部付き基板の凹部が形成されている側の面に、樹脂材料を付与して、該樹脂材料を固化させることにより得られたものであってもよい。
【００４８】
また、前述した実施形態では、レンズ材料２２２を硬化させた後に、着色材料を付与するものとして説明したが、レンズ材料２２２は硬化させなくてもよい。
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とフレネルレンズ部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、フレネルレンズ部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、本発明のマイクロレンズ基板のみで構成されたものであってもよい。
【００４９】
また、前述した実施形態では、マイクロレンズ基板は、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、本発明のマイクロレンズ基板の用途は、前記のようなものに限定されず、いかなるものであってもよい。例えば、本発明のマイクロレンズ基板は、拡散板、ブラックマトリックススクリーン、投射型表示装置（フロントプロジェクタ）のスクリーン（フロントプロジェクションスクリーン）、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等に適用されるものであってもよい。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
まず、横１．２ｍ×縦０．６ｍ角、厚さ２ｍｍのアクリル樹脂で構成された透明基板を用意した。
透明基板表面を、オゾン水で洗浄した。
次に、この透明基板表面に、プラズマ処理装置を用いて撥液処理を施し、透明基板の表面を撥液面とする。なお、プラズマ重合の原料液としては、デカトリエンを用いた。
【００５１】
次に、形成すべきマイクロレンズのパターンに対応したマスクを用いて、前記撥液面に紫外線照射処理を施し、形成すべきマイクロレンズのパターンに対応した親液パターンを形成した。
この透明基板の親液パターンに対し、図５に示すような吐出ノズルを複数有する液滴吐出ヘッドから、未硬化の光透過性樹脂（エポキシアクリレート樹脂（ビニルエステル樹脂）に光硬化開始剤を配合したもの）を液滴として吐出し、透明基板上に所定のパターンで複数の凸レンズ部を形成し、基板本体を得た。
【００５２】
なお、各吐出ノズルから吐出される液滴の１滴当たりの容量は、２ｐＬであった。また、１つの凸レンズ部の形成に、５個の液滴を吐出した。また、液滴吐出ヘッドは、横：２個、縦：１８０個の計３６０個の吐出ノズルを有するものを用いた。
形成された凸レンズ部の配列は、格子配列で、隣接する凸レンズ部同士の距離は、９６μｍであった。また、凸レンズ部の直径は、６０μｍであった。
【００５３】
上記のようにして得られた基板本体の凸レンズ部に対し、上記と同様の構成の吐出ヘッドから、着色剤として、染色剤を含む、主としてエポキシアクリレート樹脂（ビニルエステル樹脂）に光硬化開始剤を配合したもので構成された着色材料を吐出し、凸レンズ部の表面に着色材料で構成された被膜を形成した。着色材料中の着色剤の含有量は、３０ｖｏｌ％であった。また、着色材料の粘度は、１２ｍＰａ・ｓであった。
なお、各吐出ノズルから吐出される着色材料の液滴の１滴当たりの容量は、２ｐＬであった。また、１つの凸レンズ部に対し、３個の液滴を吐出した。
【００５４】
次に、加熱により被膜を硬化させ、着色部を形成した。
以上のようにして、マイクロレンズ基板を得た。
なお、着色部の平均厚さは、１８μｍであった。また、形成されたマイクロレンズの直径は、９６μｍであった。また、マイクロレンズの曲率半径は、４８μｍであった。
以上のようにして製造されたマイクロレンズ基板と、押出成形により作製したフレネルレンズ部とを組み立てることにより、図３に示すような透過型スクリーンを得た。
【００５５】
（実施例２〜４）
着色材料として、粘度および着色材料中の着色剤の含有量が表１に示すようなものを用い、着色材料１滴の量（吐出量）を表１に示すようにした以外は、前記実施例１と同様にしてマイクロレンズ、透過型スクリーンを製造した。
（実施例５）
まず、基板として、１．２ｍ×０．７ｍ角、厚さ４ｍｍのソーダガラス基板を用意した。
【００５６】
このソーダガラス基板を、４ｗｔ％の一水素二フッ化アンモニウムと、８ｗｔ％の過酸化水素とを含む洗浄液に浸漬して６μｍエッチングを行い、その表面を清浄化した。
その後、純水洗浄およびＮ２ガスを用いた乾燥（純水の除去）を行った。
次に、このソーダガラス基板上に、スパッタリング法にて、厚さ０．０３μｍのＣｒ膜を形成した。すなわち、ソーダガラス基板の表面に、Ｃｒ膜のマスクおよび裏面保護膜を形成した。
【００５７】
次に、マスクに対してレーザ加工を行い、マスクの中央部１１３ｃｍ×６５ｃｍの範囲に多数の初期孔を形成した。
なお、レーザ加工は、ＹＡＧレーザを用いて、エネルギー強度１ｍＷ、ビーム径３μｍ、照射時間６０×１０−９秒という条件で行った。
これにより、マスクの上記範囲全面に亘って、初期孔が形成された。初期孔の平均径は５μｍであった。
【００５８】
次に、ソーダガラス基板にウェットエッチングを施し、ソーダガラス基板上に多数の凹部を形成した。形成された多数の凹部（凹面）は、互いにほぼ同一の曲率半径（３５μｍ）を有するものであった。
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として、４ｗｔ％の一水素二フッ化アンモニウムと、８ｗｔ％の過酸化水素とを含む水溶液を用い、浸漬時間は５時間とした。
【００５９】
次に、硝酸第二セリウム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、マスクおよび裏面保護膜を除去した。
その後、純水洗浄およびＮ２ガスを用いた乾燥（純水の除去）を行った。
これにより、ソーダガラス基板上に、複数の凹部が形成されたウエハー状の凹部付き基板を得た。
【００６０】
次に、上記のようにして得られた凹部付き基板の凹部が形成された側の面に、離型剤（ＧＦ−６１１０）を付与し、さらに、未重合（未硬化）の樹脂材料（Ｖ−２４０３（新日鐵化学株式会社製））を付与した。
次に、無アルカリガラスで構成された平板で、前記紫外線硬化性樹脂を押圧した。この際、平板と紫外線硬化性樹脂との間に、空気が侵入しないようにした。また、平板としては、紫外線硬化性樹脂を押圧する側の面に離型剤（ＧＦ−６１１０）が塗布されたものを用いた。
【００６１】
その後、平板上から、１００００ｍＪ/ｃｍ２の紫外線を照射することにより、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、平板および凹部付き基板を取り除くことにより、複数の凸レンズ部を有する基板本体を得た。なお、  形成された凸レンズ部の配列は、格子配列で、隣接する凸レンズ部同士の距離は、９６μｍであった。また、凸レンズ部の直径は６０μｍであった。
【００６２】
上記のようにして得られた基板本体の凸レンズ部に対し、上記と同様の構成の吐出ヘッドから、着色剤として、染色剤を含む、主として未重合（未硬化）の樹脂材料（Ｖ−２４０３（新日鐵化学株式会社製））で構成された着色材料を吐出し、凸レンズ部の表面に着色材料で構成された被膜を形成した。着色材料中の着色剤の含有量は、５０ｖｏｌ％であった。また、着色材料の粘度は、１２ｍＰａ・ｓであった。
なお、各吐出ノズルから吐出される着色材料の液滴の１滴当たりの容量は、２ｐＬであった。また、１つの凸レンズ部に対し、３個の液滴を吐出した。
【００６３】
次に、１００００ｍＪ/ｃｍ２の紫外線を照射することにより、被膜を硬化させ、着色部を形成した。
以上のようにして、マイクロレンズ基板を得た。
なお、着色部の平均厚さは、１８μｍであった。また、形成されたマイクロレンズの直径は、９６μｍであった。また、マイクロレンズの曲率半径は、４８μｍであった。
以上のようにして製造されたマイクロレンズ基板と、押出成形により作製したフレネルレンズ部とを組み立てることにより、図３に示すような透過型スクリーンを得た。
【００６４】
（比較例）
まず、前記実施例５と同様にして、基板本体を得た。
前記基板本体の凸レンズ部表面を染色剤によって染色し、着色部を形成し、マイクロレンズ基板を得た。
以上のようにして製造されたマイクロレンズ基板と、押出成形により作製したフレネルレンズ部とを組み立てることにより、図３に示すような透過型スクリーンを得た。
各実施例および比較例について、着色材料中の着色剤の含有量、着色材料の粘度等を表１にまとめて示す。
【００６５】
【表１】
2007140409.tif 000002
【００６６】
［リア型プロジェクタの作製］
前記各実施例および比較例の透過型スクリーンを用いて、図７に示すようなリア型プロジェクタを、それぞれ作製した。
［コントラストの評価］
前記各実施例および比較例で作製されたリア型プロジェクタについて、コントラストの評価を行った。
【００６７】
コントラスト（ＣＮＴ）として、明室において３７３ｌｘの全白光が入射した時の白表示の正面輝度（白輝度）ＬＷ［ｃｄ／ｍ２］と、明室において光源を全消灯した時の黒表示の正面輝度（黒輝度）ＬＢ［ｃｄ／ｍ２］との比ＬＷ／ＬＢを求めた。なお、明室での測定は、外光照度が約８２ｌｘの環境下で行った。なお、求めたＬＷ／ＬＢを以下の４段階の基準に従い、評価した。
◎：ＬＷ／ＬＢが２５０以上。
○：ＬＷ／ＬＢが２００以上、２５０未満。
△：ＬＷ／ＬＢが１５０以上、２００未満。
×：ＬＷ／ＬＢが１５０未満。
【００６８】
［色ムラの評価］
前記各実施例および比較例のリア型プロジェクタの透過型スクリーンのＹ値（Ｄ６５／２°視野）を面内２０ポイント測定し、その透過率の最大値と最小値の差ΔＴ（Ｙ）（％）を、色ムラと定義し、色ムラの発生状況を以下の４段階の基準に従い評価した。
◎：ΔＴ（Ｙ）（％）３％未満。色ムラが全く認められない。
○：ΔＴ（Ｙ）（％）３〜５％。色ムラがほとんど認められない。
△：ΔＴ（Ｙ）（％）５〜１０％。色ムラがわずかに認められる。
×：ΔＴ（Ｙ）（％）１０％超。色ムラが顕著に認められる。
これらの結果を、マイクロレンズの直径および曲率半径、着色部の平均厚さおよび濃度と共に、表２にまとめて示す。
【００６９】
【表２】
2007140409.tif 000003
【００７０】
表２から明らかなように、本発明では、いずれも、色ムラが十分に防止され、かつ、高コントラストの画像を表示することができた。また、視野角特性にも優れていた。これに対し、比較例では、満足な結果が得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本本発明のマイクロレンズ基板の好適な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好適な実施形態を示す模式的な縦断面図である。
【図４】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法における凸レンズ部の形成方法の一例を示す図である。
【図５】凸レンズ部を形成するのに用いる液滴吐出ヘッドを示す図である。
【図６】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法における着色部の形成方法の一例を示す模式的な縦断面図である。
【図７】本発明の透過型スクリーンを適用した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】
【００７２】
１…マイクロレンズ基板  １１…マイクロレンズ  ２…基板本体  ２１…透明基板  ２１１…撥液パターン  ２１２…親液パターン  ２２…凸レンズ部  ２２１…液滴  ２２２…レンズ材料  ３…着色部  ３１…被膜  ３２…液滴  ５…フレネルレンズ部  ５１…フレネルレンズ  １０…透過型スクリーン  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  Ｐ１、Ｐ１’…液滴吐出ヘッド  Ｐ１２…ノズルプレート  Ｐ１３…振動板  Ｐ１４…仕切部材  Ｐ１５…空間  Ｐ１６…液溜まり  Ｐ１７…供給口  Ｐ１８…吐出ノズル（ノズル）  Ｐ１９…孔  Ｐ２０…圧電素子（ピエゾ素子）  Ｐ２１…電極
【図１】
2007140409.tif 000004
【図２】
2007140409.tif 000005
【図３】
2007140409.tif 000006
【図４】
2007140409.tif 000007
【図５】
2007140409.tif 000008
【図６】
2007140409.tif 000009
【図７】
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