微透镜片及投影屏制造技术

提供在基板的至少单面，对于具有单位透镜二维性大致矩阵排列构成的微透镜陈列部的微透镜片，所述微透镜陈列部是只在基板的单面形成，含有具有非球面形状曲面的单位透镜，单位透镜的排列间距为２００μｍ以下。由此提供根据一片透镜片的透镜功能就能够控制不只是水平方向而是出射方向３６０°范围的光扩散性，并且单位透镜组以高精密间距并列的微透镜片。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
微透镜片及投影屏
本专利技术涉及微透镜片，尤其涉及用于面向背面投影型投影TV的图象显示屏(透过型投影屏或背面型投影屏)有效的微透镜片。另外，本专利技术涉及用于液晶投影电视/显示器等的背面投影型显示器(电视/显示器)的，使用透镜陈列片的投影屏。
技术介绍
透过型投影屏一般是由菲涅耳透镜片和双凸透镜片的组合构成。菲涅耳透镜片是把来自投影机的投影光(从小口径透镜发散射)根据凸透镜特性使其成为大致平行光，并出射到双凸透镜片侧。双凸透镜片是把从菲涅耳透镜片以大致平行光入射的投影光根据在水平方向并列的圆柱形透镜组的特性扩散到水平方向，向观察者侧以显示光出射。另外，背面型投影屏上一般形成有光扩散层，其目的是把显示光还扩散到垂直方向，成像来自投影机的投影光，减少投影机的小口径透镜引起的叫做闪烁的图象不必要的闪光等。光扩散层至少是形成为由双凸透镜片、菲涅耳透镜片、或起保护板作用的最外面的前面板等的任一种，形成时采用涂敷、层叠、混入等适当方法。近年来，代替三管式(R、G、B)的CRT方式的投影机，普及了液晶式投影机、TI(美国德州仪器公司)公司的注册商标“DMD(数码微镜装置)或叫做DLP(数码光投影机)的使用反射型光阀方式的单管式投影机的显示装置，需要面向这些新型装置的适合的背面型投影屏。本申请人提案了在特开平9-120101号公报、特开平8-269546号公报、特开平10-83029号公报中举例的备有双凸透镜片的背面型投影-->屏。这些均涉及必须具有水平方向并列的圆柱形透镜组，并且在内部某处备有具有充分的光扩散特性的光扩散层的双凸透镜片。如上所述，根据现有双凸透镜片的显示光视角(范围)控制是，靠透镜功能只能控制水平方向，垂直方向的控制则依赖于光扩散层。根据透镜功能的视角控制效果是高且动态的，但根据光扩散层的视角控制效果则相对低且平缓。一般来说，光扩散层是通过把光扩散性微粒分散混合在树脂中来形成。不仅难以选择光扩散性微粒和所述树脂的折射率差、光扩散性微粒的粒径(及其分布)、或分散适合性、等适合的两者的组合，而且从结构上难以控制只在垂直方向的光扩散性，必然性地影响到水平方向的光扩散性。另外，为了提高光扩散性需要过剩混入光扩散性微粒，因此在导致透过光的衰减(显示亮度下降)的同时还导致成本上升。根据透镜功能测量水平/垂直两方向光扩散性的试验也一直在做，但在为了控制水平方向光扩散性的透镜片外，进一步追加为了控制垂直方向光扩散性的透镜片的方法是，在安装屏幕时两方向透镜的对准会困难，以及导致部件增加带来的成本上升。特开2000-131506号公报等中提案了一种采用透镜片的方法，该透镜片的构成为，用由菲涅耳透镜片和双凸透镜片组合构成的屏幕代替双凸透镜片，在水平以外的方向也能够控制根据透镜功能的光扩散性。上述公报中的提案为一种透镜片，它具有把光学性凹或凸的旋转对称形状的微透镜，形成以菱形排列其形状的层的微透镜部。这些提案中需要在出射面侧配置扩散片层或需要在所述微透镜陈列部内部加入扩散剂的片层。上述新型装置中，如XGA等代表，为了提供高分辨率画质，规定投影图象的面板(液晶或显微镜排列)也根据象素数的增加而高清晰化，屏幕侧也期待着圆柱形透镜组的并列间距的高清晰化。另外，随着单位透镜并列间距的高清晰化，形成于反透镜部侧的遮光图案(BM＝黑矩阵)的透光部也高清晰化，要求在根据显微陈列部的聚光部明鲜形成开口部的精度。-->黑矩阵是由，当具有精细间距(高清晰)透镜部的透镜片时，利用对形成于透镜片的反透镜面的感光性树脂层的透镜部自身的聚光特性，正确规定各个透镜部相当于非聚光部位置的，所谓自对准方式形成。自对准方式有对暴光后感光性树脂层实施显影处理后形成遮光图案的湿法，以及不对暴光后的感光性树脂层实施显影处理而是着色形成遮光图案的干法。干法中使用根据感光/非感光情况产生有无粘接性的具有这种特性的感光性粘合剂，对应其有无粘接性来进行着色。为了形成作为透过型液晶投影屏适合遮光率(根据经验，认为60％以上范围在图象对比度方面优异)的黑矩阵，根据透镜部的聚光(聚焦)位置不在感光性树脂层的出射面侧，而是在感光性树脂层的内部，根据形成图案的遮光率适当选择。透镜形状为球面时，因像差不同而焦点位置(透镜中心部和端部)也不同，所以根据自对准方式形成遮光图案时，无法明确感光性树脂层变性之处，开口部与遮光部的界限不鲜明。尤其为了实现高对比度化而提高遮光率时，单位透镜的并列间距高清晰，而单个单位透镜越微小，微小开口部与遮光部的界限鲜明的黑矩阵越难以形成。另外，现在市售的用于背面投影型电视等的，现有型的透过型屏幕一般是，大概在单面形成同心圆上凹凸的菲涅耳透镜片和、在一个方向配置了圆筒状圆柱形透镜的双凸透镜片和、其中的一个在单面或者分别在基材上设置扩散层的构成。构成这些透过屏的部件为把从投影机照射的光线首先在菲涅耳透镜片几乎以平行光射出的光学配置，然后通过把该射出光在双凸透镜片向画面的水平方向适度扩大以得到水平视角，通过用扩散剂向画面的垂直方向扩大光线以得到垂直视角。进而，通过把不使用扩散剂也能够同时得到水平视角和垂直视角的透镜片即微透镜陈列片与双凸透镜片取代配置，取消/减量扩散剂，而能得到更明亮清晰的画质的透过型屏幕也为大家所知。另外，把双层双凸透镜层层叠成各自圆柱形透镜轴方向直行来使用，-->或者在一个基材层的两面各自多个排列圆柱形透镜时，设置成各自圆柱形透镜轴方向正交的方法也为大家所知。进而，在构成该双凸透镜的各个圆柱形透镜的聚光部分，或构成微透镜陈列片的各个微透镜的聚光部分设置具有开口部的遮光层，以提高屏幕的S/N比的构成也为大家所知。另外，也有时根据这些透过屏的用途，在最外面等设置硬涂层层或防反射膜层(AR层)。现有使用双凸透镜片或微透镜陈列片的透过型屏幕中，为了进行水平方向和垂直方向的视角控制而组合双凸透镜层和扩散层，以及因微透镜陈列需要所需量以上宽的视角，所以产生扩散层带来的光吸收、或白色散射带来的画质劣化、宽扩散带来的屏幕增益下降等弊病。另外，也想过通过把双层的双凸层层叠成各自圆柱形透镜轴方向直行来使用，或者在一个基材层的两面各自多个排列圆柱形透镜时，设置成各自圆柱形透镜轴方向正交，以控制水平方向及垂直方向视角的方法，但构成圆柱形透镜的材料实际上成两倍，而且还需要进行两次微细的透镜加工，因此存在材料成本、加工成本上升的问题。另外，配置成在同一平面上直行两组双凸透镜的这种构造的屏幕是，因成为两组双凸透镜互相重叠的构造，所以如果改变一方双凸透镜的形状，由此另一方双凸透镜的光学特性也会变化，无法完全独立进行视角控制。因此，其视角的控制范围被限制，在实际应用中不好。进而，把微透镜陈列作为透过型屏幕使用时，需要适合于其的尺寸，如对角50英寸的大面积制作，但此时为了得到宽视角，需要大致一半元件透镜直径程度的透镜垂度(折射面的厚度)，从其成型形状的深度，难以与画面大小兼备。因此，如果是小面积可以实现必要的光学性能，但从加工上问题，其大面积化变得困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，鉴于以上背景，提供根据一片透镜片的透镜功能，能够控制不仅水平方向而是在出射方向360°范围的光扩散性，不导致光扩散剂的多量使用，适合于根据与菲涅耳透镜片的组合的由两片-->透镜片构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微透镜片，是在基板的至少单面具有单位透镜以二维性大致矩阵排列构成的微透镜陈列部的微透镜片，其特征在于：所述微透镜陈列部只在基板单面形成，含有具有非球面形状曲面的单位透镜，邻接单位透镜间的排列间距为２００μｍ以下。

【技术特征摘要】
JP 2002-3-29 094468/02;JP 2002-4-4 102169/02;JP 201.一种微透镜片，是在基板的至少单面具有单位透镜以二维性大致矩阵排列构成的微透镜陈列部的微透镜片，其特征在于：所述微透镜陈列部只在基板单面形成，含有具有非球面形状曲面的单位透镜，邻接单位透镜间的排列间距为200μm以下。2.一种微透镜片，是在基板的至少单面具有单位透镜以二维性大致矩阵排列的微透镜陈列部的微透镜片，其特征在于：所述微透镜陈列部是放射线固化性树脂的反应固化物只在基板单面聚合粘接形成，含有具有非球面形状曲面的单位透镜，单位透镜的排列间距为100μm以下。3.如权利要求1所述的微透镜片，其特征在于：所述微透镜陈列部只含有具有非球面形状曲面的单位透镜。4.如权利要求1所述的微透镜片，其特征在于：所述微透镜陈列部是，根据各单位透镜的透镜功能的光扩散性在水平方向和垂直方向不同。5.如权利要求1所述的微透镜片，其特征在于：所述单位透镜是以矩形格子状排列。6.如权利要求1所述的微透镜片，其特征在于：所述单位透镜的排列为三角形排列或蜂窝状排列。7.如权利要求1所述的微透镜片，其特征在于：在微透镜陈列部相反侧的基板表面，在相当于各单位透镜非聚光部处形成遮光层的构成。8.一种背面型投影屏，其特征在于：把权利要求1所述的微透镜片和菲涅尔透镜片对置相互透镜陈列部，组合成菲涅尔透镜片成为投影机侧(光源侧)来构成。9.一种显示装置，其特征在于：以液晶式投影机或数码微镜装置作为光源，备有权利要求8所述的背面型投影屏的构成。10.一种微透镜片，是在基板的至少单面具有单位透镜以二维性大致矩阵排列构成的微透镜陈列部的微透镜片，其特征在于：各个单位透镜直径及其排列间距为200μm以下，根据各个单位透镜的光线射出角度范围对于微透镜片主平面的法线为±30°以上，并且，把由各个单位透镜产生的横球面像差的范围设计成对于透镜直径为0％＜横球面像差≤50％。11.如权利要求10所述的微透镜片，其特征在于：在成为反微透镜陈列部侧的基板的另一面形成相当于根据各个单位透镜的聚光部处成为开口部的遮光层。12.如权利要求11所述的微透镜片，其特征在于：所述遮光层是以对于微透镜陈列部的全体面积为75％以上的面积形成。13.如权利要求11所述的微透镜片，其特征在于：所述遮光层形成于根据微透镜陈列部自身的聚光特性而规定聚光部/非聚光部的感光性树脂层的所述非聚光部表面。14.如权利要求13所述的微透镜片，其特征在于：所述感光性树脂层是...

【专利技术属性】
技术研发人员：海老名一义，阿部崇，宫下胜，高桥进，
申请(专利权)人：凸版印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]