專利名稱：帶有微透鏡用凹部的基板及其制造方法、微透鏡基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有微透鏡用凹部的基板、微透鏡基板、透射型屏幕、背面型投影儀和帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法。
背景技術(shù)：
在屏幕上投影圖像的顯示裝置是已知的。作為這樣的顯示裝置，已知有應(yīng)用在家庭影院用顯示器、大畫面電視機的背面型投影儀。
作為背面型投影儀，已知具備具有微透鏡的透鏡基板(微透鏡基板)的背面型投影儀。在具備這樣的微透鏡基板的背面型投影儀，由于微透鏡的光折射作用，具有同時提高屏幕的水平方向和上下方向視場角的優(yōu)點。
以往，作為微透鏡基板，已知在基板上，以鋸齒格子狀配設(shè)一種大小來形成近似圓形的多個微透鏡的微透鏡基板(例如，參照專利文獻1)。這樣的微透鏡基板是在微透鏡彼此之間的比較大的區(qū)域中，形成不能得到由微透鏡的聚光效果而引起的平坦部。該平坦部是不能聚光照射在微透鏡基板上的光，以直線光的狀態(tài)來透過。其結(jié)果，利用這樣的微透鏡基板的背面型投影儀中，不能得到充分的視場角特性。
特表平5-509416號公報(圖1)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種可以制造具有優(yōu)越的視場角特性的微透鏡基板的帶有微透鏡用凹部的基板、具有優(yōu)越的視場角特性的微透鏡基板、透射型屏幕和背面型投影儀；進而提供一種可以制造具有優(yōu)越的視場角特性的微透鏡基板的帶有微透鏡用凹部的基板制造方法。
上述的目的是由如下敘述的本發(fā)明來實現(xiàn)。
本發(fā)明的帶有微透鏡用凹部的基板是在為了形成微透鏡的基板上，設(shè)有多個凹部的帶有微透鏡用凹部的基板，其特征在于，所述多個凹部包括多個第一凹部；位于所述第一凹部彼此之間，并小于所述第一凹部的多個第二凹部。
由此，基板上的第一凹部彼此之間的區(qū)域被第二凹部有效利用，同時，減少所述區(qū)域中的平坦部面積，所以，可以得到能夠制造具有優(yōu)越視場角特性的微透鏡基板的帶有微透鏡用凹部的基板。
在本發(fā)明的帶有微透鏡用凹部的基板中，所述多個的第一凹部優(yōu)選是配置成格子狀或近似格子狀。
由此，一面充分利用第一凹部的、微透鏡的有效透鏡區(qū)域相對應(yīng)的部分，同時，在基板上稠密形成第一凹部成為可能，利用所得到的帶有微透鏡用凹部的基板來制造的微透鏡基板的視場角特性特別優(yōu)越。并且，第一凹部有規(guī)則地位于基板上，所以，應(yīng)該形成第二凹部的區(qū)域也有規(guī)則地位于基板上，由此，在所述基板上形成第一凹部和第二凹部之際，這些的定位變?yōu)槿菀住?br> 在本發(fā)明的帶有微透鏡用凹部的基板中，所述多個第一凹部優(yōu)選是以鋸齒狀或近似鋸齒狀而配置。
由此，一面充分利用第一凹部的、微透鏡的有效透鏡區(qū)域相對應(yīng)的部分，同時，在基板上更稠密形成第一凹部成為可能，通過所得到的帶有微透鏡用凹部的基板來制造的微透鏡基板的視場角特性可以特別優(yōu)越。并且，第一凹部有規(guī)則地位于基板上，所以，應(yīng)該形成第二凹部的區(qū)域也有規(guī)則地位于基板上，由此，在所述基板上形成第一凹部和第二凹部之際，這些的定位變?yōu)槿菀住?br> 在本發(fā)明的帶有微透鏡用凹部的基板中，所述第一凹部的邊緣和所述第二凹部的邊緣優(yōu)選是位于平行于所述基板的一個面上。
由此，可以有效地形成第一凹部和第二凹部的、與微透鏡的有效透鏡區(qū)域相對應(yīng)的部分，所以由所得到的帶有微透鏡用凹部的基板來制造的微透鏡基板的視場角特性可以特別優(yōu)越。
在本發(fā)明的帶有微透鏡用凹部的基板中，各自的所述第一凹部和所述第二凹部優(yōu)選是分別形成圓形或近似圓形。
由此，可以有效形成第一凹部和第二凹部的、與微透鏡的有效透鏡區(qū)域相對應(yīng)的部分，所以，由所得到的帶有微透鏡用凹部的基板來制造的微透鏡基板的視場角特性可以特別優(yōu)越。
在本發(fā)明的帶有微透鏡用凹部的基板中，所述第二凹部優(yōu)選是以除掉所述第一凹部彼此之間的平坦部的形態(tài)來配置。
由此，一面充分利用第一凹部和第二凹部的、與微透鏡的有效透鏡區(qū)域相對應(yīng)的部分，同時，最大限度利用基板上的第一凹部和應(yīng)該形成第二凹部區(qū)域，而在基板上形成第一凹部和第二凹部，所以，用所得到的帶有微透鏡用凹部的基板來制造的微透鏡基板的視場角特性可以特別優(yōu)越。
在本發(fā)明的帶有微透鏡用凹部的基板中，所述第一凹部的邊緣與所述第二凹部的邊緣優(yōu)選是互相相接。
由此，一面充分利用第一凹部和第二凹部的、與微透鏡的有效透鏡區(qū)域相對應(yīng)的部分，同時，最大限度利用基板上的第一凹部和應(yīng)該形成第二凹部的區(qū)域，而在基板上形成第一凹部和第二凹部，所以，利用所得到的帶有微透鏡用凹部的基板來制造的微透鏡基板的視場角特性可以特別優(yōu)越。
在本發(fā)明的帶有微透鏡用凹部的基板中，還具有小于所述第二凹部的第三凹部，所述第三凹部優(yōu)選是在所述第一凹部彼此之間，并位于沒有形成所述第二凹部的區(qū)域。
由此，由于第三凹部，更能減少第一凹部彼此之間的平坦部面積，所以，利用所得到的帶有微透鏡用凹部的基板來制造的微透鏡基板的視場角特性可以特別優(yōu)越。
本發(fā)明的微透鏡基板的特征是利用本發(fā)明的帶有微透鏡用凹部的基板來制造的。
由此，可以得到具有優(yōu)越視場角特性的微透鏡基板。
本發(fā)明的微透鏡基板是多個微透鏡形成在基板上的微透鏡基板，其特征在于，所述多個微透鏡包括多個第一微透鏡；位于所述第一微透鏡彼此之間并小于所述第一微透鏡的多個第二微透鏡。
由此，基板上的第一微透鏡彼此之間的區(qū)域被第二微透鏡有效利用，同時，減少所述區(qū)域中的平坦部面積，所以，可以得到具有優(yōu)越視場角特性的微透鏡基板。
本發(fā)明的透射型屏幕的特征是具備本發(fā)明的微透鏡基板。
由此，可以得到具有優(yōu)越視場角特性的透射型屏幕。
本發(fā)明的背面型投影儀的特征是具備本發(fā)明的微透鏡基板。
由此，可以得到具有優(yōu)越視場角特性的背面型投影儀。
本發(fā)明的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，是在為了形成微透鏡的基板上，形成多個凹部的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，其特征在于，包括在所述基板上形成多個凹部的第一凹部形成工序；在所述第一凹部形成工序中所形成的所述凹部彼此之間，形成大小不同于該凹部的多個凹部的第二凹部形成工序。
由此，可以制造可以制造具有優(yōu)越視場角特性的微透鏡基板的帶有微透鏡用凹部的基板。
本發(fā)明的制造帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法中，所述第一凹部形成工序中所形成的所述凹部優(yōu)選是第一凹部，所述第二凹部形成工序中所形成的所述凹部優(yōu)選是小于所述第一凹部的第二凹部。
由此，可以制造可以制造具有優(yōu)越視場角特性的微透鏡基板的帶有微透鏡用凹部的基板。
本發(fā)明的制造帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法中，優(yōu)選是，形成在所述基板上的掩模上，形成多個開口后，通過蝕刻所述基板，在所述基板上，形成所述第一凹部和所述第二凹部。
由此，可以制造可以制造具有優(yōu)越視場角特性的微透鏡基板的帶有微透鏡用凹部的基板。
本發(fā)明的制造帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法中，優(yōu)選是，在所述基板上形成掩模，在所述掩模上形成多個第一開口后，通過蝕刻所述基板，在所述基板形成所述第一凹部，然后，在所述基板上形成新的掩模，在所述新的掩模上形成多個第二凹部后，通過蝕刻所述基板，在所述基板上形成第二凹部。
由此，可以制造可以制造具有優(yōu)越視場角特性的微透鏡基板的帶有微透鏡用凹部的基板。
本發(fā)明的制造帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法中，優(yōu)選是，在所述基板上，以所定厚度形成蝕刻可能的掩模，在所述掩模形成多個第一開口和淺于所述第一開口的第二開口后，通過蝕刻所述基板，在所述基板形成所述第一凹部和所述第二凹部。
由此，可以制造可以制造具有優(yōu)越視場角特性的微透鏡基板的帶有微透鏡用凹部的基板。另外，用一次的掩模形成工序、蝕刻工序來可以完成，可以簡化制造工序。
本發(fā)明的制造帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法是在基板上形成微透鏡用凹部的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，其特征在于，包括在所述基板上形成的掩模上形成多個第一開口的工序；通過已經(jīng)形成所述多個第一開口后的所述掩模，對所述基板實施第一蝕刻處理而在所述基板上形成多個凹部的工序；對形成在已經(jīng)實施所述第一蝕刻處理后的所述基板上的掩模，在所述第一開口彼此之間，形成多個第二開口的工序；通過已經(jīng)形成所述多個第二開口后的所述掩模，對所述基板實施第二蝕刻處理而在所述基板上形成大小不同于所述第一蝕刻處理所形成所述凹部的多個凹部的工序。
由此，可以制造可以制造具有優(yōu)越視場角特性的微透鏡基板的帶有微透鏡用凹部的基板。
本發(fā)明的制造帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法是在基板上形成微透鏡用凹部的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，其特征在于，包括在所述基板上以所定厚度形成蝕刻可能的掩模，在所述掩模形成多個第一開口的同時，在所述第一開口彼此之間，形成淺于所述第一開口的多個第二開口的工序；通過已經(jīng)形成所述多個第一開口和所述多個第二開口后的所述掩模，對所述基板實施蝕刻處理而在所述基板上形成大小不同的兩種凹部的工序。
由此，可以制造可以制造具有優(yōu)越視場角特性的微透鏡基板的帶有微透鏡用凹部的基板。另外，用各一次的掩模形成工序、蝕刻工序來可以完成，可以簡化制造工序。


圖1是表示本發(fā)明的微透鏡基板的模式性的平面圖。
圖2(A)是圖1的A-A線剖面圖，(B)是圖1的B-B線剖面圖。
圖3是表示帶有微透鏡用凹部的基板制造方法的模式性的縱剖面圖。
圖4是表示帶有微透鏡用凹部的基板制造方法的模式性的縱剖面圖。
圖5是表示帶有微透鏡用凹部的基板制造方法的模式性的縱剖面圖。
圖6是表示帶有微透鏡用凹部的基板制造方法的模式性的縱剖面圖。
圖7是表示帶有微透鏡用凹部的基板制造方法的模式性的縱剖面圖。
圖8是表示帶有微透鏡用凹部的基板的模式性的平面圖。
圖9是表示本發(fā)明的微透鏡基板制造方法的模式性的縱剖面圖。
圖10(A)是表示有關(guān)本發(fā)明的實施例1的微透鏡基板的模式性的平面圖，(B)是表示有關(guān)本發(fā)明的實施例2的微透鏡基板的模式性的平面圖。
圖11(A)是表示有關(guān)本發(fā)明的實施例3的微透鏡基板的模式性的平面圖，(B)是表示有關(guān)本發(fā)明的第四實施例的微透鏡基板的模式性的平面圖。
圖12(A)是表示有關(guān)本發(fā)明的實施例5的微透鏡基板的模式性的平面圖，(B)是表示有關(guān)本發(fā)明的第六實施例的微透鏡基板的模式性的平面圖。
圖13是模式性地表示本發(fā)明透射型屏幕的光學(xué)系統(tǒng)的縱剖面圖。
圖14是圖11所示透射型屏幕的分解立體圖。
圖15是模式性地表示本發(fā)明背面型投影儀構(gòu)成的圖。
圖中1-微透鏡基板，2-帶有微透鏡用凹部的基板，3-基板，11、11′、11″-第一微透鏡，111-邊緣，12、12′、12″-第二微透鏡，121-邊緣，13-平行于微透鏡基板的一個面，14、14′、14″-第三微透鏡，21-基板，22、26-掩模，23-背面保護層，24-第一凹部，25-第二凹部，211、212-初始凹部，221-第一初始孔(開口)，261-第二初始孔(開口)，50-激光器，51-激光，200-透射型屏幕，300-背面型投影儀，310-投映光學(xué)部件，320-導(dǎo)光反射鏡，330-透射型屏幕，340-筐架，Q-光軸。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖所示的最佳實施方式，詳細說明本發(fā)明。
<微透鏡基板>
首先，說明有關(guān)本實施方式的微透鏡基板。
圖1是表示本發(fā)明的微透鏡基板的模式性的平面圖，圖2(A)是圖1所示微透鏡基板的A-A線剖面圖，圖2(B)是圖1所示微透鏡基板的B-B線剖面圖。圖3～圖7是表示帶有微透鏡用凹部的基板制造方法的模式性的縱剖面圖，圖8是表示帶有微透鏡用凹部的基板的模式性的平面圖，圖9是表示本發(fā)明微透鏡基板制造方法的模式性的縱剖面圖。
如圖1所示，微透鏡基板1具有多個第一微透鏡11、和形成在第一微透鏡11與第一微透鏡11之間、并小于第一微透鏡11的第二微透鏡12。
在該微透鏡基板1中，各自的第一微透鏡11和第二微透鏡12是有規(guī)則的格子狀配置的，但是，不限于這些，可以配置為近似格子狀、鋸齒狀、近似鋸齒狀，另外，也可以是無規(guī)則的。例如，把微透鏡基板1利用在后面要敘述的屏幕、背面型投影儀的情況下，如果第一微透鏡11和第二微透鏡12分別配置成無規(guī)則，則可以更有效地防止所謂摸爾條紋等的干涉圖案的發(fā)生。
本發(fā)明的微透鏡基板1的特征是在第一微透鏡11與第一微透鏡11之間形成小于第一微透鏡11的第二微透鏡12。
由此，在微透鏡基板1上，形成在第一微透鏡11與第一微透鏡11之間的區(qū)域被第二微透鏡12有效利用，通過所述區(qū)域中的平坦部(沒有聚光效果的部分)面積的減少，不僅可以抑制直線傳播光，在所述區(qū)域可以得到由第二微透鏡12的聚光效果。其結(jié)果，微透鏡基板1具有優(yōu)越的視場角特性。
另外，如圖2所示，微透鏡基板1是第一微透鏡11的邊緣111和第二微透鏡12的邊緣121同時位于微透鏡基板1的面13(平行于微透鏡基板1的一個面)之上。即，第一微透鏡11和第二微透鏡12的各自的外周部分(對面13的角度比較大的部分)彼此重合，以使不會損傷相互的聚光效果。
由此，可以最大限度利用第一微透鏡11和第二微透鏡12的各自的有效透鏡區(qū)域、特別是聚光效果高的外周部分，所以，微透鏡基板1具有更優(yōu)越的視場角特性。
另外，第一微透鏡11為球面透鏡的情況下，使第一微透鏡11的高度(在有效透鏡區(qū)域，垂直于面13方向的高度)實質(zhì)上等于曲率半徑，而可以使第一微透鏡11成為半球狀。由此，可以最大限度利用第一微透鏡11的有效透鏡區(qū)域、特別是聚光效果高的外周部分，所以，微透鏡基板1具有更優(yōu)越的視場角特性。與此同樣，也可以使第二微透鏡12成為半球狀。由此，可以最大限度利用第二微透鏡12的有效透鏡區(qū)域、特別是聚光效果高的外周部分，所以，微透鏡基板1具有更優(yōu)越的視場角特性。
還有，如圖2(A)所示，微透鏡基板1是第一微透鏡11的邊緣彼此相接，另外，如圖2(B)所示，第一微透鏡11的邊緣與第二微透鏡12的邊緣相接。
由此，不會損傷第一微透鏡11和第二微透鏡12的外周部分的聚光效果，一面充分利用這些有效透鏡區(qū)域，微透鏡基板1上的、形成在第一微透鏡11與第一微透鏡11之間的區(qū)域被第二微透鏡12最大限度有效利用。其結(jié)果，所得到的微透鏡基板1具有更優(yōu)越的視場角特性。另外，第一微透鏡11的邊緣，可以是彼此不相接。
鄰接的第一微透鏡11與第一微透鏡11之間的間距，是10～500μm為優(yōu)選，30～300μm為更優(yōu)選，50～200μm為優(yōu)選。
第一微透鏡11的直徑，是10～500μm為優(yōu)選，30～80μm為更優(yōu)選，50～60μm為優(yōu)選。如果第一微透鏡11的直徑在上述范圍內(nèi)，可以充分保持投影在屏幕的圖像的析像度，且更能提高透射型投影器的生產(chǎn)率。
第二微透鏡12的直徑，是1～200μm為優(yōu)選，5～50μm為更優(yōu)選，10～30μm為優(yōu)選。如果第一微透鏡11的直徑在上述范圍內(nèi)，可以提高微透鏡基板1中第一微透鏡11和第二微透鏡12區(qū)域面積對第一微透鏡11和應(yīng)該形成第二微透鏡12的所占面積比(充填率)。其結(jié)果，可以使微透鏡基板1的視場角特性更優(yōu)越。
另外，所述面積的比，是0.90～0.99為優(yōu)選，0.92～0.99為更優(yōu)選。由此，由所述區(qū)域中的平坦部(沒有聚光效果的部分)面積的減少，充分抑制直線傳播光，而可以使微透鏡基板1的視場角特性更優(yōu)越。如果所述面積比不足上述的上限，則對于具備微透鏡基板1的背面型投影儀種類而言，由于第一微透鏡11彼此之間平坦部的直線傳播光，有可能不能得到充分的視場角特性。另一方面，如果所述面積比超出上述的下限，因構(gòu)成微透鏡基板材料，第一微透鏡和第二微透鏡的制造變?yōu)槔щy。
為了提高所述面積比，在第一微透鏡11彼此之間，加第二微透鏡12的基礎(chǔ)上，在基板上還可以形成第三微透鏡。由此，由于第三微透鏡，進一步減少第一微透鏡11彼此之間的平坦部面積，所以，從平坦部的直線傳播光被減少，所得到的微透鏡基板更能提高視場角特性。另外，和第三微透鏡同樣，在第一微透鏡11彼此之間，形成第四、第五、......的透鏡，而可以進一步減少所述平坦部的面積。
另外，第二微透鏡直徑對第一微透鏡直徑的直徑比是0.1～0.5為優(yōu)選，0.15～0.4為更優(yōu)選。由此，使第一微透鏡的邊緣與第二微透鏡的邊緣之間的間隔變小，特別是，可以使這些邊緣互相相接、且使第一微透鏡稠密配置為格子狀或鋸齒狀。即，不會損傷第一微透鏡11和第二微透鏡12的外周部分的聚光效果，充分利用這些的有效透鏡區(qū)域，且在微透鏡基板1上，可以減少第一微透鏡11與第一微透鏡11之間形成的區(qū)域的平坦部面積。其結(jié)果，所得到的微透鏡基板1具有更優(yōu)越的視場角特性。
另外，在上述的說明中，具備只在一個面形成微透鏡的平凸透鏡(平凸型微透鏡)的基板，作為微透鏡基板1，但是，本發(fā)明的微透鏡基板不限于這些。
例如，可以是具備兩面形成微透鏡的雙凸透鏡基板。此種情況下，通過把所述平凸透鏡平面部分互相粘在一起，可以得到具備雙凸透鏡的微透鏡基板。
<帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法>
下面，參照圖3～圖7，說明利用在本發(fā)明微透鏡基板制造的、帶有微透鏡用凹部的基板(帶有凹部的基板)的制造方法。
另外，圖3～7是表示對應(yīng)于圖1的B-B線剖面圖的剖面。另外，在下面的說明中，舉例說明形成在基板表面的掩模上，利用物理方法或照射激光的方法形成原始孔，然后，進行蝕刻的方法，形成所要(所要的形狀或尺寸)的透鏡用凹部(微透鏡用凹部)的方法。但是，帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法不限于這些，例如，可以是，形成在基板表面的掩模上，利用光刻法技術(shù)來形成開口部，進行蝕刻的方法，形成透鏡用凹部的方法等、的任何方法。
在本實施方式中，首先，形成在基板表面的掩模上，利用物理方法或照射激光的方法，形成用于第一凹部的初始孔，然后，進行蝕刻的方法，形成所要(所要形狀和尺寸)的第一微透鏡用凹部(第一凹部)。然后，在已經(jīng)形成第一凹部的基板上，和第一凹部形成同樣，形成第二凹部。另外，實際上是在基板上形成多個微透鏡用凹部，但是，為了易懂說明，在此，圖示其一部分，而進行說明。
首先，當(dāng)制造帶有微透鏡用凹部的基板2之際，準備基板21。
此基板21是適宜利用厚度均勻、沒有彎曲或傷痕的基板。另外，基板21優(yōu)選是利用清洗而其表面清凈的基板。
作為基板21的材料，可以舉出無堿玻璃、鈉玻璃、結(jié)晶性玻璃、石英玻璃、鉛玻璃、鉀玻璃、硼硅酸玻璃等。其中，無堿玻璃、結(jié)晶性玻璃(例如，釹陶瓷)為優(yōu)選。無堿玻璃、結(jié)晶性玻璃不僅加工容易，且比較廉價，制造成本方面也有利。
基板21的厚度，由構(gòu)成基板21的材料、折射率等的種種條件而不同，但是，通常為0.3～3mm左右為優(yōu)選，0.5～2mm為更優(yōu)選。如果厚度在該范圍內(nèi)，則可以得到具有必要的光學(xué)特性的小型的帶有微透鏡用凹部的基板2。
<1>如圖3(A)所示，在已經(jīng)準備的基板21的表面，形成掩模22(第一掩模形成工序)。另外，與此同時，在基板21的背面(與形成掩模22的面相反側(cè)的面)，形成背面保護層23。當(dāng)然，可以同時形成掩模22和背面保護層23。
掩模22是在后面要敘述的工序<2>中，通過物理方法或照射激光，可以形成第一初始孔221，并且，優(yōu)選是具有在后面要敘述的工序<3>的蝕刻的耐蝕刻性。換句話說，掩模22優(yōu)選是其蝕刻速度近似等于基板21或小于基板21。
從該觀點看，作為構(gòu)成這種掩模22的材料，可以舉出Cr、Au、Ni、Ti、Pt等的金屬或含有選自其中的兩種以上的合金、所述金屬的氧化物(金屬氧化物)、硅、樹脂等。另外，如Cr/Au，可以用不同材料所組成的多層的層疊結(jié)構(gòu)來構(gòu)成掩模22。
掩模22的形成方法沒有特別的限定，但是，由Cr、Au等的金屬材料(包括合金)或金屬氧化物(例如氧化Cr)來構(gòu)成掩模22的情況下，利用蒸鍍法或濺射法，可以適宜形成。另外，用硅來構(gòu)成掩模22的情況下，利用濺射法或CVD法，可以適宜形成掩模22。
如果掩模22主要是用氧化Cr或Cr來構(gòu)成的，則后面敘述的第一初始孔形成工序中，可以容易形成第一初始孔221，且在后面敘述的第一蝕刻工序中，可以更可靠地保護基板21。另外，如果掩模22主要是用Cr來構(gòu)成的，則后面敘述的第一初始孔形成工序中，作為蝕刻液，可以利用二氟化氫銨溶液。二氟化氫銨在4重量％以下濃度時，不是劇毒物，所以，可以可靠防止作業(yè)中的人體或?qū)Νh(huán)境的影響。
如果掩模22主要是用Au來構(gòu)成，則可以通過使掩模22的膜厚比較厚，例如，噴丸處理來進行后面敘述的工序<2>中的形成第一初始孔221的情況下，緩和投射材料(噴射球)的沖突時的沖擊，可以使所形成的第一初始孔221形狀更均衡。
另外，例如，掩模22在后面敘述的工序<3>中，由所定的蝕刻速度可能的材料來構(gòu)成、且比較厚地形成掩模22的情況下，按后面敘述的工序<2>，不僅形成第一初始孔，通過比第一初始孔還要淺地形成用于形成第二凹部的開口，在其后，只是用后面敘述的工序<3>，在基板上可以形成第一凹部和第二凹部。此時，在所述開口中，掩模在后面敘述的工序<3>中被蝕刻，以第一凹部、第二凹部的順序，帶有這些時間差而形成在基板上。由此，不需要后面敘述的工序<4>、后面敘述的工序<5>的<B1>～<B3>，而制造工序被簡化。
掩模22的厚度，因構(gòu)成掩模22的材料不同而不同，但是，0.05～2.0μm左右為優(yōu)選，0.1～0.5μm為更優(yōu)選。如果不足所述下限值，則用噴丸處理來形成后面敘述的工序<2>的第一初始孔221的情況下，由構(gòu)成掩模22的材料不同而很難充分緩和噴射球的沖擊，所形成的第一初始孔221的形狀發(fā)生彎曲的可能性。另外，后面敘述的工序<3>中實施濕式蝕刻時，有可能不能充分保護基板21的被掩蓋部分。另一方面，如果超過上限值，則不僅很難用物理方法或照射激光來形成第一初始孔221，還因構(gòu)成掩模22的材料不同，由于掩模22的內(nèi)部應(yīng)力而掩模22容易剝離的情況。
另外，背面保護層23是在接續(xù)工序中保護基板21背面的保護層。
通過該背面保護層23，可以很好地防止基板21的背面的侵蝕、退化。該背面保護層23是由和掩模22同樣材料所構(gòu)成。因此，背面保護層23可以在形成掩模22的同時，和掩模22同樣設(shè)置。
<2>其次，如圖3(B)和圖4(A)所示，在掩模22，通過物理方法或照射激光的方法，在后面敘述的工序<3>中的蝕刻時，形成多個成為第一凹部24形成用掩模開口的第一初始孔221(第一初始孔形成工序)。
通過照射激光來形成第一初始孔221的情況下，作為所利用的激光種類，可以舉出紅寶石激光器、半導(dǎo)體激光器、YAG激光器、費秒激光器、玻璃激光器、YVO4激光器、Ne-He激光器、Ar激光器、CO2激光器等。照射激光來形成第一初始孔221的情況下，可以容易且精確控制所形成的第一初始孔221的大小或鄰接的第一初始孔221彼此之間的間隔。
另外，作為形成第一初始孔221的物理方法，例如可以舉出噴丸、噴砂等的噴丸處理、沖壓、點式打印、攻絲、研摩等的方法。由噴丸處理形成第一初始孔221的情況下，即使比較大面積(第一微透鏡11和第二微透鏡12)的基板21，在更短的時間內(nèi)，可以高效率形成第一初始孔221。
在此，特別舉例說明通過照射激光，在掩模22上形成第一初始孔221的情況。
通過照射激光，在掩模22形成第一初始孔221的情況下，如圖3(B)所示，面向已經(jīng)形成基板21的掩模22的一側(cè)，從垂直于該面配置的激光器50向掩模22的表面照射激光51，以在掩模22形成第一初始孔221。如圖中箭頭A1、A2所示，一邊移動激光器50，在掩模22全面，間歇照射激光51，在掩模22全面上形成多個第一初始孔221。
在本例中，在掩模22全面上，多個第一初始孔221是位于格子狀位置。由此，鄰接的第一初始孔221彼此之間的間隔，對所有初始孔221相等，所以，后面敘述的工序<3>中的由于蝕刻的基板21的蝕刻量容易控制為所要量。
另外，第一初始孔221的位置，不限于格子狀，可以是鋸齒狀，也可以是無規(guī)則的，按照應(yīng)得到的微透鏡基板或帶有微透鏡用凹部的基板形態(tài)來可以適當(dāng)選擇。
這樣，對掩模22照射激光51，在掩模22形成如圖3(B)所示的第一初始孔221。
所形成的第一初始孔221優(yōu)選是在掩模22的全面上沒有偏位而形成。另外，所形成的第一初始孔221是在后面敘述的工序<3>中實施濕式蝕刻時，基板21表面的平的面變小，第一凹部24的邊緣彼此相接的程度，隔一定程度間隔配置小的孔為優(yōu)選。
具體地，所形成的第一初始孔221的平面視圖的形狀為近似圓形，其平均直徑(直徑)為2～10μm為優(yōu)選。另外，所形成的第一初始孔221是在掩模22上，以1,000～1,000,000個/cm2的比例來形成為優(yōu)選，10,000～500,000個/cm2的比例為更優(yōu)選。另外，第一初始孔221的形狀不限于圓形或近似圓形，可以是橢圓形或近似橢圓形，也可以是草袋狀的形狀。
另外，在掩模22上形成第一初始孔221時，如圖4(A)所示，可以同時除去掩模22和基板21表面的一部分，而可以形成第一初始孔221。由此，在后面敘述的工序<3>中實施蝕刻時，與蝕刻液的接觸面積變大，可以很好地開始侵蝕。另外，調(diào)整該初始凹部211的深度的方法，也可以調(diào)整第一凹部24的深度(透鏡的最大厚度)。
初始凹部211的深度沒有特定限度，但是，5μm以下為優(yōu)選，0.1～0.5μm程度為更優(yōu)選。
上述的說明中，說明了通過照射激光形成第一初始孔221的方法，但是，如上所述，第一初始孔221可以通過照射激光之外(例如噴丸的噴射處理、沖壓、點式打印機、攻絲、研摩等的方法)的方法來形成。
利用噴丸方法形成第一初始孔221情況下，作為投射材料，可以舉出鋼砂、褐色礬土、白色礬土、玻璃珠、不銹鋼珠、金剛砂、硅砂、塑料、鋼絲切削彈丸、鐵屑等。其中，玻璃珠特別好。由此，在掩模22，可以很好地形成第一初始孔221。
這樣的投射材料的平均直徑為20～200μm為優(yōu)選，50～100μm為更優(yōu)選。如果投射材料平均直徑不足所述的下限，則有很難有效形成初始孔或投射材料之間互相吸引而形成大小超過上述上限值的塊的情況。另一方面，如果投射材料平均直徑超過所述的上限，所形成的初始孔變過大或初始孔彼此連起來而容易形成異形狀的初始孔。
所述投射材料的噴射壓力為1～10kg/cm2為優(yōu)選，3～5kg/cm2為更優(yōu)選。如果所述投射材料的噴射壓力不足所述下限值，則噴射的沖擊變?nèi)醵袝r難以形成第一初始孔221的情況。另一方面，如果所述投射材料的噴射壓力超過所述上限值，則噴射的沖擊過大而投射材料破碎或由于沖擊而第一初始孔221的形狀被彎曲的可能性。
另外，所述投射材料的噴射密度為10～100kg/cm2為優(yōu)選，30～50kg/cm2為更優(yōu)選。如果所述投射材料的噴射密度不足所述下限值，則噴射數(shù)目變少，在掩模22的全面上，沒有偏位地形成第一初始孔221需要時間。另一方面，如果所述投射材料的噴射密度超過所述上限值，則重復(fù)形成第一初始孔221，初始孔221彼此之間連在一起而變?yōu)榇蟮目谆蛉菀仔纬僧愋螤畹某跏伎住?br> 通過沖壓形成第一初始孔221的情況下，例如，通過把所定形態(tài)形成凸起部的滾輪壓在掩模22，而滾動在掩模22上，可以形成第一初始孔221。
另外，對所形成的掩模22，利用物理方法或照射激光的方法，不僅形成第一初始孔221，還在基板21形成掩模22時，預(yù)先在基板21上，以所定模式配置異物，在其上形成掩模22的方法，在掩模22上主動形成缺陷，可以把相應(yīng)缺陷作為第一初始孔221。
在本發(fā)明中，沒有特別限定帶有凹部的基板的制造方法，但是，如上所述的物理方法或照射激光的方法，在掩模上形成初始孔的方法，可以更簡單、低價，在掩模22上可以形成所定模式的開口部(第一初始孔221)。另外，根據(jù)物理方法或照射激光，對大基板的處理也可以容易進行處理。
另外，所形成的第一初始孔221的配置，沒有特定的限制，可以是有規(guī)則的模式，也可以是無規(guī)則的模式，但是，所得到的帶有凹部的基板(帶有微透鏡用凹部的基板)用于后面敘述的屏幕、背面型投影儀的制造的情況下，如果是無規(guī)則的配置，則更有效防止所謂的墨爾條紋等的干涉圖案。
<3>接著，如圖4(B)所示，對已經(jīng)實施掩模22的基板21，實施蝕刻，在基板21上形成多個的第一凹部24(第一蝕刻工序)。此時，第一凹部24的大小與上述的第一微透鏡11相對應(yīng)。即，所得到的帶有微透鏡用凹部的基板2來制造微透鏡基板1之際，設(shè)定第一凹部24的大小，以便第一微透鏡11變?yōu)樗拇笮　?br> 該蝕刻方法沒有特定的限制，可以舉出例如，濕式蝕刻、干式蝕刻等。在下面的說明中是舉例說明濕式蝕刻的情況。
對已經(jīng)形成第一初始孔221的掩模22來被覆的基板21，實施蝕刻(濕式蝕刻)的方法，如圖4(B)所示，基板21是在不存在掩模22的部分即從第一初始孔221被蝕刻，在基板21上形成多個第一凹部24。
另外，在本實施例中的工序<2>中，在掩模22形成第一初始孔221之際，在基板21的表面，形成初始凹部211。由此，在蝕刻之際，與蝕刻液的接觸面積變大，可以很好開始侵蝕。
另外，如果利用濕式蝕刻，則可以很好形成第一凹部24。并且，作為蝕刻液如果利用含氟酸或氟化物離子的蝕刻液(氟酸系列蝕刻液)，則可以更有選擇性地蝕刻基板21，可以很好地形成第一凹部24。
掩模22主要為用Cr構(gòu)成的掩模的情況下，作為氟酸系列蝕刻液，特別適合氟化氫銨溶液。因為氟化氫銨溶液在重量濃度4％以下時為不是劇毒物，可以更可靠防止作業(yè)中的人體和對環(huán)境的影響。
另外，根據(jù)濕式蝕刻，比干式蝕刻可以用簡單的裝置來進行處理，并且，一次可以進行對多個基板的處理。由此，可以提高生產(chǎn)率，可以廉價提供帶有微透鏡用凹部的基板2。其結(jié)果，提高微透鏡基板、透射型屏幕、背面型投影儀等的生產(chǎn)率，可以謀求生產(chǎn)成本的進一步的降低。
<4>接著，如圖5所示，除去掩模22(第一掩模除去工序)。
掩模22主要為Cr來構(gòu)成的情況下，掩模22的除去是可以利用包含第二硝酸鈰銨和高氯酸的混合物的蝕刻來進行。
<5>進一步地，在工序<4>中除去掩模22后，在基板21上形成新的掩模26，反復(fù)進行掩模形成—初始孔形成—濕式蝕刻—掩模除去的一系列的工序。下面，說明具體的一例。
<B1>首先，如圖6(A)所示，在已經(jīng)形成第一凹部24的基板21上，形成新的掩模26。掩模26可以和上述的掩模22同樣方法來形成(第二掩模形成工序)。
<B2>其次，如圖6(B)所示，通過如上述的物理方法或激光照射，在第一初始孔221彼此之間，例如，在中間位置，在掩模26上形成第二初始孔261(第二初始孔形成工序)。此時，可以在基板21的表面形成初始凹部212。
<B3>然后，如圖7(A)所示，借助于掩模26，對基板21實施與上述同樣的蝕刻，形成第二凹部25(第二蝕刻工序)。此時，為了使第二凹部25小于第一凹部24，進行蝕刻液濃度和蝕刻處理時間的調(diào)整。另外，使第二凹部25的大小，等于對應(yīng)于上述第二微透鏡12的大小。即，當(dāng)利用所得到的帶有微透鏡用凹部的基板2來制造微透鏡基板1時，設(shè)定第二凹部25以使第二微透鏡12成為所述的所要大小。
<B4>最后，如圖7(B)所示，從基板21除去掩模26(第二掩模除去工序)。此時，從基板21也除去背面保護層23。
<B1>～<B4>的每一個工序可以和上述的<A1>～<A4>的每一個工序相同的方法來進行。
這樣，重復(fù)兩次進行一系列的工序，在基板21的全面，沒有偏位地可以形成第一凹部24和第二凹部25，同時，可以使第一凹部24和第二凹部25各自形狀，均勻整齊。
另外，通過在第一和第二中改變每一個工序中的條件而進行，調(diào)整所形成的第一凹部24和第二凹部25的形狀(大小、深度、曲率、凹面形狀等)，而變?yōu)樗螤睢?br> 例如，在第一初始孔形成工序中，改變激光51的直徑、強度、處理時間等的條件，可以調(diào)整形成在掩模22的第一初始孔221的大小、深度等。
另外，不進行第一掩模除去工序而在第二初始孔形成工序中，也可以在第一掩模形成工序中已經(jīng)形成的掩模上，形成第二初始孔。此種情況下，在第一蝕刻工序中使第一凹部形成到中途(盲孔)，在第二蝕刻工序中形成第二凹部的同時，可以使第一凹部形成為最后為止(通孔)。由此，可以簡化帶有微透鏡用凹部的基板的制造工序。
另外，第一初始孔形成工序和/或第二初始孔形成工序中的至少一次，可以是利用如上述的物理方法、照射激光之外的方法(例如，利用光刻技術(shù)的方法等)來進行。
另外，在第一蝕刻工序或第二蝕刻工序中，用多階段進行蝕刻，并此時，改變蝕刻速度的方法，可以調(diào)整所形成的第一凹部24和第二凹部25的形狀。例如，逐漸降低蝕刻速度的方法，可以使所形成的第一凹部24和第二凹部25的形狀均勻整齊。
進而，改變初始孔221大小、初始凹部211的大小或深度等，進一步改變蝕刻速度的方法，可以使所形成的第一凹部24和第二凹部(25)的為所希望的非球面形狀。
另外，反復(fù)進行上述的一系列工序的情況下，也可以使背面保護層23在工序<4>以后，不重復(fù)使用，而在<4>工序等中被除去，在工序<5>中再度形成。
根據(jù)如上，如圖7(B)和圖8所示，可以得到在基板21上多個形成大小相互不同的第一凹部24、第二凹部25的帶有微透鏡用凹部的基板2。另外，在此，如圖9所示，形成在基板21的第一凹部24、第二凹部25是有規(guī)則地配置的，但是，不限于這些，也可以是形成無規(guī)則的第一凹部24和第二凹部25的。
另外，也可以是，在第一蝕刻工序中，先形成第二凹部25，然后，在第二蝕刻工序中，形成第一凹部24。即，使第一蝕刻工序中所形成的凹部可以大于第二蝕刻工序中所形成的凹部。
另外，在第一凹部24彼此之間，在基板上，除了第二凹部25以外還可以形成第三凹部。由此，由第三凹部，進一步減少第一凹部彼此之間的平坦部面積，所以，通過所得到的帶有微透鏡用凹部的基板來制造的微透鏡基板，具有優(yōu)越的視場角特性。
另外，通過物理方法或照射激光，在掩模22或掩模26上形成初始孔的方法，在掩模22或掩模26上，以更簡單、且低價，可以形成所定模式的開口部(初始孔221或261)。由此，更能提高生產(chǎn)率，可以廉價提供帶有微透鏡用凹部的基板2。其結(jié)果，提高微透鏡基板、透射型屏幕、背面型投影儀等的生產(chǎn)率，可以謀求生產(chǎn)成本的進一步的降低。
另外，根據(jù)上述的方法，可以容易進行對大型基板的處理。即，制造大型基板的情況下，沒有必要粘合多個基板而可以消除粘合的接合界線。由此，可以以簡便的方法、廉價制造高品質(zhì)的大型帶有微透鏡用凹部的基板。
<微透鏡基板1的制造方法>
下面，參照圖9說明利用帶有微透鏡用凹部的基板2，制造微透鏡基板1的方法。
當(dāng)然，本發(fā)明的微透鏡基板可以利用在下面敘述的透射型屏幕、背面型投影儀以外，還可以利用在液晶顯示裝置(液晶顯示面板)、有機或無機EL(電致發(fā)光)顯示裝置、CCD、光通信元件等的各種電光學(xué)裝置和其他裝置。
本發(fā)明的微透鏡基板，例如，可以通過如上述制造的帶有微透鏡用凹部的基板2作為模而利用的2P法(光聚合法)等而制造。
下面，參照圖9說明利用2P法的微透鏡基板1的制造方法。
<C1>首先，如圖9(A)所示，準備微透鏡用的、已經(jīng)形成第一凹部24和第二凹部25的帶有微透鏡用凹部的基板2。在本方法中，作為模來利用該已經(jīng)形成第一凹部24和第二凹部25的帶有微透鏡用凹部的基板2。在這些凹部24、25中，充填樹脂的方法，形成微透鏡11、12。另外，在第一凹部24和第二凹部25的內(nèi)面，可以涂敷脫模劑。然后，把該帶有微透鏡用凹部的基板2設(shè)置成使第一凹部24和第二凹部25向鉛垂上方開放。
<C2>其次，對已經(jīng)形成第一凹部24和第二凹部25的帶有微透鏡用凹部的基板2上，供給具有第一微透鏡11和第二微透鏡12的、變?yōu)闃?gòu)成樹脂層(微透鏡基板1)的未固化的樹脂。
<C3>接著，在這樣的樹脂與基板3接合，進行壓緊·密接。
基板3適宜利用厚度均勻、沒有彎曲或傷痕的。作為基板3的材料，可以舉出聚酰胺(例如，尼龍6、尼龍46、尼龍66、尼龍610、尼龍612、尼龍11、尼龍12、尼龍6-12、尼龍6-66)、熱可塑性聚酰亞胺、芳香族聚酯等的液晶聚合物、對聚苯氧、對聚苯硫、聚乙烯、聚丙烯、乙烯—醋酸乙烯基共聚物等的聚烯烴、變性聚烯烴、聚碳酸酯、丙烯酯(異丁烯酯)、聚甲醇甲基丙烯酸酯、聚乙烯對苯二酸酯、聚丁烯對苯二酸酯等的聚酯、聚醚、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚縮醛等的熱可塑性樹脂、雙酚型、酚醛型、萘系列等的各種環(huán)氧樹脂、苯酚樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯(不飽和聚酯)樹脂、聚酰亞胺樹脂、硅樹脂、聚氨酯樹脂等的熱固性樹脂或把這些為主的共聚物、混合體、齊聚物(polymer alloy)等的樹脂材料等、玻璃等。但是，其中的丙稀樹脂、聚碳酸酯樹脂為優(yōu)選。作為基板2，通過利用丙稀樹脂、聚碳酸酯所構(gòu)成的，可以使所得到的微透鏡基板1具有適宜的光學(xué)特性。另外，丙稀樹脂、聚碳酸酯為比較低價，在制造成本方面也有利。
<C4>接著，使所述樹脂固化。該固化方法是根據(jù)樹脂的種類而適當(dāng)選擇，例如，可以是紫外線照射、加熱、電子射線照射等的方法。
由此，如圖9(B)所示，形成具有第一微透鏡11和第二微透鏡12的樹脂層即微透鏡基板1。該微透鏡基板1，通過充填在第一凹部24和第二凹部25的樹脂層，形成第一微透鏡11和第二微透鏡12。
<C5>接著，如圖9(C)所示，從微透鏡基板1拆下作為模的帶有微透鏡用凹部的基板2和基板3。另外，也可以從微透鏡基板1不拆下基板3而接合微透鏡基板1和基板3的狀態(tài)，直接作為微透鏡基板。
另外，在上述的說明中，只在一個面形成微透鏡的、具備平凸透鏡(平凸型微透鏡)的基板作為微透鏡基板1，但是，本發(fā)明的微透鏡基板不是被限定于這些。
例如，可以為兩面形成微透鏡的、具備雙凸透鏡的微透鏡基板1。此種情況下，例如使用上述2枚平凸透鏡，通過粘合其相互的平面?zhèn)?，可以得到具備雙凸透鏡的微透鏡基板。另外，可以在一張基板的兩面，形成微透鏡。
在此，說明微透鏡基板的其他實施方式。
<微透鏡基板的其他實施方式>
如圖10(A)所示，在第一微透鏡11彼此之間，除了第二微透鏡12以外，也可以在基板上還形成第三微透鏡14。由此，由于第三微透鏡14，更能減少第一微透鏡11彼此之間中的平坦部面積，所以，所得到的微透鏡基板具有優(yōu)越視場角特性。
另外，如圖10(B)所示，多個第一微透鏡11以鋸齒狀配置，也是可以的。此種情況下，多個第一微透鏡11配置成更稠密，隨之，第二微透鏡12′變?yōu)樾≈睆降摹?br> 并且，如圖11(A)所示，第一微透鏡11′為可以是草袋狀，也可以是如圖11(B)所示的，把第一微透鏡11″配置成格子狀的。
另外，如圖12(A)所示，第一微透鏡11″可以是圓形在其上下方向的兩端部缺少的微透鏡，也可以是如圖12(B)所示，把第一微透鏡11″配置成格子狀。
<透射型屏幕>
下面，參照圖13和圖14說明利用圖1所示的微透鏡基板1的透射型屏幕。圖13是模式性地表示透射型屏幕的光學(xué)系統(tǒng)的縱剖面圖，圖14是圖13所示透射型屏幕的分解立體圖。
該透射型屏幕200在射出面的表面，備有形成菲涅耳透鏡的菲涅耳透鏡部210、和配置在菲涅耳透鏡部210的出射面?zhèn)炔⒃谌肷涿娴谋砻嫘纬傻谝晃⑼哥R11和第二微透鏡12的微透鏡基板1。
這樣，透射型屏幕200具有微透鏡基板1。由此，與利用雙凸透鏡的情況相比，擴大上下方向的視場角。
作為微透鏡基板1，特別利用無規(guī)則配置第一微透鏡11或第二微透鏡12的基板的情況下，可以更有效地防止與液晶等的光閥或菲涅耳透鏡的干涉，幾乎完全消除莫爾條紋成為可能。由此，成為顯示品質(zhì)優(yōu)越的、優(yōu)越的透射型屏幕。
另外，根據(jù)上述的方法，可以容易制造大型的微透鏡基板(微透鏡陣列部)。由此，可以制造沒有粘合界線的、高品質(zhì)的大型屏幕。
另外，本發(fā)明的透射型屏幕是不限于上述的構(gòu)成?？梢栽谖⑼哥R基板(微透鏡陣列部)的出射面?zhèn)然蛉肷涿鎮(zhèn)龋€采用黑條(black stripe)或光擴散板或其他微透鏡的透射型屏幕。
<背面型投影儀>
下面，說明利用了所述透射型屏幕的背面型投影儀。
圖15是模式性地表示本發(fā)明背面型投影儀構(gòu)成的圖。
如圖15所示，背面型投影儀300具有在筐架340上配置了投映光學(xué)部件310、導(dǎo)光反射鏡320、透射型屏幕330的構(gòu)成。
并且，該背面型投影儀300，作為其透射型屏幕330，利用上述的、不易發(fā)生衍射光或莫爾條紋的透射型屏幕200。因此，成為視場角寬、并不發(fā)生莫爾條紋的、顯示品質(zhì)優(yōu)越的、優(yōu)越的背面型投影儀。
進而，根據(jù)本發(fā)明的方法，也可以簡單且適宜地進行對大型基板的處理。由此，例如，以簡便的方法、低價來可以制造高品質(zhì)的大型微透鏡用的帶有凹部的基板、微透鏡基板、透射型屏幕、背面型投影儀。
如上，根據(jù)圖示的實施方式，說明了本發(fā)明的微透鏡用的帶有凹部的基板及其制造方法、微透鏡基板、透射型屏幕和背面型投影儀，但是，本發(fā)明并不是限于這些。
例如，本發(fā)明的帶有凹部的基板的制造方法中，根據(jù)需要也可以追加任意目的的工序。
另外，上述的說明中，對帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，舉例說明了形成在基板表面的掩模上，利用物理方法或照射激光來形成初始孔，然后，進行蝕刻形成透鏡用凹部的方法。但也可以是，形成在基板表面的掩模上，利用光刻技術(shù)來形成開口部，并進行蝕刻來形成透鏡用凹部的方法。
另外，上述的說明中，對初始孔形成工序，舉例說明了邊以一元維地移動激光50，邊照射激光的構(gòu)成。但激光的照射可以是，邊以二維或三維地移動激光，邊照射激光的方法。
另外，上述的說明中，說明了2P法來制造微透鏡基板的方法，但也可以是，利用2P法之外的方法來制造微透鏡。
另外，上述的說明中，作為微透鏡基板1所具備的第一微透鏡11和第二微透鏡12，舉例說明了平凸型微透鏡，但是，不限于這些，可以為兩個平凸型微透鏡，在平面部分被粘合而組成的雙凸型微透鏡。
另外，本發(fā)明的投射型屏幕、背面型投影儀不限于上述的實施方式，可以由能發(fā)揮同樣功能的任意構(gòu)成來替換投射型屏幕、背面型投影儀的構(gòu)成各部。例如，本發(fā)明的投射型屏幕可以是在微透鏡基板1的出射面?zhèn)?，采用黑?遮光部)或光擴散板或其他微透鏡的投射型屏幕。
另外，上述的說明中，舉例說明了本發(fā)明的微透鏡基板在利用透射型屏幕和具備該透射型屏幕的投射型顯示裝置的情況。但是，本發(fā)明不限于這些，本發(fā)明的微透鏡基板當(dāng)然可以利用在CCD、光通信元件等的各種電光學(xué)元件、液晶顯示裝置(液晶板)、有機或無機EL(Electroluminescence電致發(fā)光)顯示裝置、和其他裝置。
另外，顯示裝置也不限于背面投影儀型的顯示裝置，在前面投影儀型的顯示裝置也可以利用本發(fā)明的微透鏡基板。
如下的方法制造具備帶有微透鏡用凹部的基板，利用該帶有微透鏡用凹部的基板來制造微透鏡基板。
首先，作為基板，準備1.2m×0.7m方形、厚度0.7mm的無堿玻璃基板。
把該無堿玻璃基板浸漬在常溫的清洗液(4重量％的氟化氫銨水溶液)而進行清洗，清凈其表面。
-1A-其次，在該無堿玻璃基板上，利用濺射法，形成厚度0.15μm的Cr/氧化Cr膜(掩模)。
-2A-接著，對掩模進行激光加工，在掩模的中央部的113cm×65cm范圍，形成多個第一初始孔。
另外，激光加工是利用YAG激光，能量強度2mW、光束直徑5μm、照射時間0.1ms的條件來進行。
由此，在掩模的上述范圍全面，以格子狀形成了多個第一初始孔。第一初始孔的平均直徑為5μm，第一初始孔的形成密度為20,000個/cm2。
另外，此時，在無堿玻璃基板上，也形成了深度為0.1μm的初始凹部。
-3A-接著，對無堿玻璃基板實施濕式蝕刻，而在鈉玻璃基板上形成了多個第一凹部。
另外，濕式蝕刻是作為蝕刻液，利用4重量％的氟化氫銨水溶液(常溫)，浸漬時間為12小時。
-4A-接著，把無堿玻璃基板浸漬在硝酸二鈰銨和過氯酸的混合水溶液中30分鐘，除去Cr/氧化Cr膜(掩模)。
-5A-接著，第一初始孔彼此之間的中間位置作為第二初始孔的位置，濕式蝕刻的浸漬時間作為5小時以外，和從上述的-1A-到-4A-為止的工序同樣，進行掩模形成、第二初始孔的形成、濕式蝕刻、掩模除去。由此，在第一凹部彼此之間形成了第二凹部。
-6A-接著，在無堿玻璃基板上，沒有形成第一初始孔和第二初始孔的區(qū)域的中心位置作為第三初始孔的位置，濕式蝕刻的浸漬時間作為2小時，另外，和從上述的-1A-到-4A-為止的工序同樣，進行掩模形成、第三初始孔的形成、濕式蝕刻、掩模除去。由此，在第一凹部彼此之間、并沒有形成第一凹部和第二凹部的區(qū)域，形成了第三凹部。
由此，在無堿玻璃基板上，得到了有規(guī)則形成第一微透鏡用和第二微透鏡用的多個凹部的、晶片狀的帶有微透鏡用凹部的基板。
利用這樣制造的帶有微透鏡用凹部的基板，通過2P法來制作微透鏡基板。
-7A-接著，以凹部向鉛垂方向開放的形態(tài)，設(shè)置帶有微透鏡用凹部的基板，供給未固化的環(huán)氧樹脂的同時，在樹脂上接合基板，進行壓緊·密接。
-8A-接著，固化上述的樹脂。由此，由充填在凹部內(nèi)的樹脂，形成了微透鏡。
-9A-接著，從微透鏡基板摘下作為模的帶有微透鏡用凹部的基板，得到微透鏡基板。
由此，如圖10(A)所示，得到有規(guī)則地多個形成的大小不同的第一微透鏡和第二微透鏡的、1.2m×0.7m的微透鏡基板。所形成的第一微透鏡的直徑為110μm，第二微透鏡的直徑為50μm，第三微透鏡的直徑為15μm。另外，第一微透鏡的高度為55μm(＝曲率半徑)，第二微透鏡的高度為25μm(＝曲率半徑)，第三微透鏡的高度為7.5μm(＝曲率半徑)。并且，第一微透鏡、第二微透鏡、第三微透鏡的對587.56nm的光的光學(xué)濃度分別為0.2。
(實施例2)
除了多個第一凹部的位置作為鋸齒狀、第二凹部的大小小于所述的實施例1、不形成第三凹部之外，和所述的實施例1同樣方法，得到和實施例1同樣的帶有微透鏡用凹部的基板。
利用該帶有微透鏡用凹部的基板，和實施例1同樣方法，得到微透鏡基板。由此，如圖10(B)所示，得到了除了多個第一凹部的位置作為鋸齒狀、第二凹部的大小小于所述的實施例1、不形成第三凹部之外，和實施例1同樣的帶有微透鏡用凹部的基板。
所得到的第二微透鏡的直徑為20μm(＝曲率半徑)。另外，第二微透鏡的高度為10μm(＝曲率半徑)。
(實施例3)通過和實施例1同樣方法，得到除了第一凹部的邊緣形狀為草袋狀、沒有形成第三凹部之外，和實施例1同樣的帶有微透鏡用凹部的基板。此時，第一初始孔為上下方向延伸50μm的長孔。
利用該帶有微透鏡用凹部的基板，用和實施例1同樣方法，得到微透鏡基板。由此，如圖11(A)所示，得到了除了第一凹部的形狀為草袋狀、沒有形成第三凹部之外，和實施例1同樣的帶有微透鏡用凹部的基板。
所形成的第一微透鏡的長軸方向的長度為150μm，并且，第一微透鏡的短軸方向的長度為110μm。
(實施例4)通過和實施例1同樣方法，得到了除了第一凹部的邊緣形狀為草袋狀之外，和實施例2同樣的帶有微透鏡用凹部的基板。此時，第一初始孔為上下方向延伸50μm的長孔。
利用該帶有微透鏡用凹部的基板，用和實施例1同樣方法，得到了微透鏡基板。由此，如圖11(B)所示，得到了除了第一凹部的形狀為草袋狀之外，和實施例2同樣的帶有微透鏡用凹部的基板。
所得到的第二微透鏡的直徑為20μm，并且，第二微透鏡的高度為10μm(＝曲率半徑)。
(實施例5)和所述實施例1同樣方法，得到了除了使上述上下方向的第一凹部彼此之間的距離小于所述實施例1、把形狀為直徑110μm的圓狀凹部的第一凹部在上下方向缺少兩端部的形狀、使第二凹部的大小小于所述實施例1、第三凹部只形成在第二凹部的上下之外、的和實施例1同樣的帶有微透鏡用凹部的基板。
利用該帶有微透鏡用凹部的基板，和實施例1同樣方法，得到微透鏡用基板。由此，如圖12(A)所示，和實施例1同樣，得到了除了使上述上下方向的第一凹部彼此之間的距離小于所述實施例1、形狀為直徑110μm的圓狀的微透鏡在上下方向缺少兩端部的形狀、使第二微透鏡的大小小于所述實施例1、第三微透鏡只形成在第二凹部的上下之外、的和實施例1同樣的微透鏡基板。
所形成的第一微透鏡的上下方向的長度為80μm，第二微透鏡的直徑為25μm，第三微透鏡的直徑為10μm。并且，第二微透鏡的高度為12.5μm(曲率半徑)，第三微透鏡的高度為5μm(曲率半徑)。
(實施例6)和實施例1同樣方法，得到了除了第一凹部的位置為鋸齒狀、第二凹部的大小小于所述實施例5、不形成第三凹部以外、的和實施例5同樣的帶有微透鏡用凹部的基板。
利用該帶有微透鏡用凹部的基板，和實施例1同樣方法，得到微透鏡用基板。由此，如圖12(B)所示，得到了除了第一微透鏡的位置為鋸齒狀、第二微透鏡的大小小于所述實施例5、不形成第三微透鏡以外、和所述實施例5同樣的微透鏡基板。
所得到的微透鏡的第二微透鏡的直徑為8μm。并且，第二微透鏡的高度為4μm(曲率半徑)。
(實施例7)掩模為Ni/氧化Ni膜，和所述實施例1同樣方法，得到了在工序-2A-中不僅形成第一初始孔、還形成淺于第一初始孔的為了第二凹部的開口(凹部形狀)(深度0.1μm)、不進行工序-4a-和-5a-、只用工序-3A-在無堿玻璃基板上形成第一凹部和第二凹部之外、和所述實施例1同樣的方法得到了帶有微透鏡用凹部的基板。
并且，利用該微透鏡的帶有凹部的基板，和所述實施例1同樣方法，得到微透鏡。
(比較例1)通過和實施例1同樣方法，得到了沒有形成第二微透鏡和第三微透鏡之外、和實施例1同樣的微透鏡基板。
(比較例2)重合微透鏡彼此而得到了除了蜂窩狀配置微透鏡之外、和實施例1同樣的微透鏡。此種情況下，微透鏡彼此之間，完全不存在平坦部，所述微透鏡變?yōu)榍谐龍A形微透鏡邊緣部形態(tài)的六角形。
所得到的微透鏡基板的微透鏡對角方向的長度為110μm。
(評價)利用所述實施例和比較例中所得到的微透鏡，制作如圖10、圖11所示的透射型屏幕，并利用相應(yīng)屏幕來制作圖12所示的背面型投影儀。
所得到的背面型投影儀的透射型屏幕上，顯示樣本圖像的狀態(tài)下，利用變角發(fā)光強度儀(測角光度計)來測定水平方向中的視場角(發(fā)光強度變?yōu)?/2的角度(α角)和發(fā)光強度變?yōu)?/3的角度(β角))。
表1中表示其結(jié)果。
其結(jié)果，確認具備每一個實施例中所得到的透射型屏幕的背面型投影儀與具備比較例中所得到的透射型屏幕的背面型投影儀相比較，α角、β角均為寬，具有優(yōu)越的視場角特性。并且，每一個實施例中所得到的背面型投影儀中，在每一個視場角，顯示明亮的圖像。
與此相反，具備比較例中所得到的透射型屏幕的背面型投影儀中，光量之差大且視場角特性也差。
表1

權(quán)利要求
1.一種帶有微透鏡用凹部的基板，在形成微透鏡用的基板上，設(shè)有多個凹部，其特征在于所述多個凹部包括多個第一凹部；位于所述第一凹部彼此之間并小于所述第一凹部的多個第二凹部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有微透鏡用凹部的基板，其特征在于所述多個第一凹部是以格子狀或近似格子狀而配置的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有微透鏡用凹部的基板，其特征在于所述多個第一凹部是以鋸齒狀或近似鋸齒狀而配置的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項所述的帶有微透鏡用凹部的基板，其特征在于所述第一凹部的邊緣和所述第二凹部的邊緣是位于平行于所述基板的一個面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任一項所述的帶有微透鏡用凹部的基板，其特征在于所述第一凹部和所述第二凹部是分別形成為圓形或近似圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項所述的帶有微透鏡用凹部的基板，其特征在于所述第二凹部是以除掉所述第一凹部彼此之間的平坦部的形態(tài)配置的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的帶有微透鏡用凹部的基板，其特征在于所述第一凹部的邊緣與所述第二凹部的邊緣是互相鄰接的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的任一項所述的帶有微透鏡用凹部的基板，其特征在于還包括小于所述第二凹部的第三凹部，所述第三凹部是位于所述第一凹部彼此之間、且沒有形成所述第二凹部的區(qū)域。
9.一種微透鏡基板，其特征在于利用權(quán)利要求1至8的任一項所述的帶有微透鏡用凹部的基板來制造的。
10.一種微透鏡基板，是在基板上形成了多個微透鏡的基板，其特征在于，所述多個微透鏡包括多個第一微透鏡；位于所述第一微透鏡彼此之間并小于所述第一微透鏡的多個第二微透鏡。
11.一種透射型屏幕，其特征在于具備權(quán)利要求9或10所述的微透鏡基板。
12.一種背面型投影儀，其特征在于具備權(quán)利要求9或10所述的微透鏡基板。
13.一種帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，是在形成微透鏡用的基板上，形成多個凹部的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，其特征在于，包括在所述基板上，形成多個凹部的第一凹部形成工序；在所述第一凹部形成工序中所形成的所述凹部彼此之間，形成大小不同于該凹部的多個凹部的第二凹部形成工序。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，其特征在于所述第一凹部形成工序中所形成的所述凹部是第一凹部，所述第二凹部形成工序中所形成的所述凹部是小于所述第一凹部的第二凹部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，其特征在于在所述基板上形成的掩模上形成多個開口后，通過蝕刻所述基板，以在所述基板上形成所述第一凹部和所述第二凹部。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，其特征在于在所述基板上形成掩模，在所述掩模上形成多個第一開口后，通過蝕刻所述基板，以在所述基板上形成所述第一凹部，然后，在所述基板上形成新的掩模，在所述新的掩模上形成多個第二凹部后，通過蝕刻所述基板，以在所述基板上形成第二凹部。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，其特征在于在所述基板上以所定厚度形成蝕刻可能的掩模，在所述掩模上形成多個第一開口，和淺于所述第一開口的第二開口后，通過蝕刻所述基板，在所述基板上形成所述第一凹部和所述第二凹部。
18.一種帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，是在基板上形成微透鏡用凹部的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，其特征在于，包括在所述基板上形成的掩模上形成多個第一開口的工序；通過已形成所述多個第一開口后的所述掩模，對所述基板實施第一蝕刻處理而在所述基板上形成多個凹部的工序；對形成在經(jīng)實施所述第一蝕刻處理后的所述基板上的掩模，在所述第一開口彼此之間，形成多個第二開口的工序；通過已形成所述多個第二開口后的所述掩模，對所述基板實施第二蝕刻處理而在所述基板上形成大小不同于所述第一蝕刻處理所形成的所述凹部的多個凹部的工序。
19.一種帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，是在基板上形成微透鏡用凹部的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法，其特征在于，包括在所述基板上以所定厚度形成蝕刻可能的掩模，在所述掩模上形成多個第一開口的同時，在所述第一開口彼此之間，形成淺于所述第一開口的多個第二開口的工序；通過已形成所述多個第一開口和所述多個第二開口后的所述掩模，對所述基板實施蝕刻處理而在所述基板上形成大小不同的兩種凹部的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠制造具有優(yōu)越的視場角特性的微透鏡基板的帶有微透鏡用凹部的基板的制造方法、帶有微透鏡用凹部的基板、微透鏡基板、透射型屏幕和背面型投影儀。本發(fā)明的微透鏡基板(1)是在基板上，設(shè)置有多個的第一微透鏡(11)、位于第一微透鏡(11)彼此之間位置并小于第一微透鏡(11)的多個第二微透鏡(12)。
文檔編號B29D11/00GK1629724SQ200410100658
公開日2005年6月22日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者清水信雄 申請人:精工愛普生株式會社