專(zhuān)利名稱(chēng)：具有凹入部分的基底、顯微透鏡基底、傳輸屏和背面投影的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有凹入部分的基底、顯微透鏡基底、傳輸屏和背面投影。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為家庭影院、大屏幕電視等的監(jiān)視器的合適的顯示器，對(duì)背面投影的需求日益增加。
在用于背面投影的傳輸屏中，普遍應(yīng)用透鏡狀的鏡頭。然而，這種類(lèi)型的屏幕雖然具有較大的水平視角，但具有較小的垂直視角(即在視角上具有偏差)。
作為這種問(wèn)題的解決辦法，提出一種傳輸屏(用于背面投影型圖象顯示器設(shè)備的屏幕)，所述傳輸屏使用顯微透鏡陣列片(顯微透鏡基底)代替透鏡狀的鏡頭。然而，在這種配有顯微透鏡陣列的傳統(tǒng)傳輸屏中，所述顯微透鏡陣列具有周期圖案，存在的問(wèn)題是，因?yàn)橥ㄟ^(guò)顯微透鏡的光的干涉，與使用透鏡狀的鏡頭情況相比更傾向于發(fā)生網(wǎng)紋干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種顯微透鏡基底、傳輸屏和背面投影，其能夠有效地防止由于光的干涉而發(fā)生的網(wǎng)紋干擾。而且，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有凹入部分的基底，所述基底能夠適于制造顯微透鏡基底。
為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種具有凹入部分的基底。此基底包括多個(gè)凹入部分，所述多個(gè)凹入部分通過(guò)蝕刻加工制成在基底上，從而多個(gè)凹入部分隨機(jī)地排列在基底上。
這使得提供一種具有凹入部分的基底成為可能，所述基底能夠適于制造顯微透鏡基底，所述顯微透鏡基底能夠有效地防止網(wǎng)紋干擾的發(fā)生。
在本發(fā)明的基底中，優(yōu)選地基底由碳酸鈉-氧化鈣玻璃制成。
這使得增強(qiáng)基底的加工性成為可能(即可加工性)，特別是，更好地生產(chǎn)具有凹入部分的基底成為可能。
在本發(fā)明的基底中，優(yōu)選地基底具有可使用區(qū)域，所有凹入部分制成在所述區(qū)域中，當(dāng)從基底的頂部觀看時(shí)，在可用區(qū)域中，被所有凹入部分所占用的區(qū)域與全部可用區(qū)域的比率是90％或更多。
這使得提供具有凹入部分的基底成為可能，所述基底能夠適于制造顯微透鏡基底，所述顯微透鏡基底能夠有效地防止由于不能透過(guò)顯微透鏡的光造成有害影響。
在本發(fā)明的基底中，優(yōu)選地凹入部分用于制造顯微透鏡。
這使得用于適宜地制造顯微基底成為可能。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種包括多個(gè)顯微透鏡的顯微透鏡基底。此多個(gè)顯微透鏡以光學(xué)隨機(jī)次序排列在基底上。顯微透鏡基底使用具有多個(gè)凹入部分的基底制造，以提供顯微透鏡。多個(gè)凹入部分通過(guò)蝕刻加工制成在基底上，從而多個(gè)凹入部分隨機(jī)地排列在基底上。
這使得提供能夠有效地防止發(fā)生網(wǎng)紋干擾的顯微透鏡基底成為可能。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種傳輸屏，所述傳輸屏包括具有多個(gè)顯微透鏡的顯微透鏡基底。多個(gè)顯微透鏡以光學(xué)隨機(jī)順序排列在基底上。顯微透鏡基底使用具有多個(gè)凹入部分的基底制成以提供顯微透鏡。多個(gè)凹入部分通過(guò)蝕刻加工形成在基底上，從而多個(gè)凹入部分隨機(jī)地排列在基底上。
這使得提供能夠有效地防止發(fā)生網(wǎng)紋干擾的傳輸屏成為可能。
優(yōu)選地，本發(fā)明的傳輸屏進(jìn)一步包括具有菲涅耳透鏡的菲涅耳透鏡部分，菲涅耳透鏡部分具有發(fā)射面并且菲涅耳透鏡制成在發(fā)射面內(nèi)，其中顯微透鏡基底排列在菲涅耳透鏡部分的發(fā)射面的側(cè)面。
這使得相鄰于屏制成適當(dāng)?shù)囊暯欠秶蔀榭赡堋?br> 在本發(fā)明的傳輸屏中，優(yōu)選地顯微透鏡的每一個(gè)的直徑在10-500μm的范圍內(nèi)。
這使得當(dāng)投射在屏上的圖象保持足夠的分辨率的同時(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)傳輸屏的生產(chǎn)率成為可能。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種包括傳輸屏的背面投影。傳輸屏具有帶著多個(gè)顯微透鏡的顯微基底。多個(gè)顯微透鏡以光學(xué)隨機(jī)順序排列在基底上。顯微基底使用具有多個(gè)凹入部分的基底制成以提供顯微透鏡。所述多個(gè)凹入部分通過(guò)蝕刻加工形成在基底上，從而此多個(gè)凹入部分隨機(jī)地排列在基底上。
這使得提供有效地防止發(fā)生網(wǎng)紋干擾的背面投影成為可能。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的背面投影進(jìn)一步包括投影光學(xué)單元；和光導(dǎo)向鏡。
這使得提供能夠有效地防止發(fā)生網(wǎng)紋干擾的背面投影成為可能。


通過(guò)參照下面的附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述和其它目的、特性和優(yōu)勢(shì)將更容易理解。
圖1是說(shuō)明了本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的縱向橫截面示意圖。
圖2是說(shuō)明了本發(fā)明的顯微透鏡基底的縱向橫截面示意圖。
圖3是說(shuō)明了本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的示意平面圖。
圖4是說(shuō)明制造本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的方法的示意縱向截面圖。
圖5是說(shuō)明制造本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的方法示意縱向橫截面圖。
圖6是說(shuō)明制造本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的方法示意縱向橫截面圖。
圖7是說(shuō)明制造本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的方法示意縱向橫截面圖。
圖8是說(shuō)明制造本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的方法示意縱向橫截面圖。
圖9是說(shuō)明制造本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的方法示意縱向橫截面圖。
圖10是說(shuō)明制造本發(fā)明的顯微透鏡基底的方法的示意縱向橫截面圖。
圖11是說(shuō)明制造本發(fā)明的顯微透鏡基底的方法的示意縱向橫截面圖。
圖12是說(shuō)明制造本發(fā)明的顯微透鏡基底的方法的示意縱向橫截面圖。
圖13是說(shuō)明制造本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的方法的示意縱向橫截面圖。
圖14是說(shuō)明制造本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的方法的示意縱向橫截面圖。
圖15是說(shuō)明制造本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的方法的示意縱向橫截面圖。
圖16是說(shuō)明本發(fā)明的傳輸屏的光學(xué)系統(tǒng)的示意橫截面圖。
圖17是圖16中所示的傳輸屏的分解透視圖。
圖18是說(shuō)明本發(fā)明的背面投影的結(jié)構(gòu)的示意曲線。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的具有凹入部分的每一個(gè)基底(具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底)和顯微透鏡基底包括分離的基底和極板。
而且，在下面的說(shuō)明中，把本發(fā)明的具有凹入部分基底應(yīng)用于具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的情況將作為典型的實(shí)例來(lái)說(shuō)明。
圖1是說(shuō)明了本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的縱向橫截面示意圖。圖2是說(shuō)明了本發(fā)明的顯微透鏡基底的縱向橫截面示意圖。圖3是說(shuō)明了本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的示意平面圖。
如圖1所示，具有用于顯微透鏡的凹入的部分基底2具有隨機(jī)地排列在基底5上的多個(gè)凹入部分(用于顯微透鏡)3。
通過(guò)使用這種具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底，獲得顯微透鏡基底1是可能的，在所述顯微基底1上，多個(gè)顯微透鏡8以光學(xué)隨機(jī)順序排列，如圖2(和后面的圖12)所示。
在本說(shuō)明書(shū)中的術(shù)語(yǔ)“以光學(xué)隨機(jī)順序”意思是指多個(gè)顯微透鏡8不規(guī)則地或隨機(jī)地排列，從而充分地防止和抑制光學(xué)干涉。
如圖2所示，顯微透鏡基底1具有樹(shù)脂層14，在所述樹(shù)脂層14上制成顯微透鏡8，顯微透鏡8相應(yīng)于具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2的凹入部分3。此樹(shù)脂層14主要由樹(shù)脂材料組成，所述樹(shù)脂材料以預(yù)定的折射率透明。
具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底和制造本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的方法將首先參照?qǐng)D4-9進(jìn)行說(shuō)明。在這點(diǎn)上，雖然用于顯微透鏡的大量凹入部分實(shí)際上形成在基底上，為了簡(jiǎn)化其說(shuō)明，下面的說(shuō)明將僅通過(guò)它們的一部分來(lái)說(shuō)明。
首先，基底5通過(guò)制造具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2而制備。
優(yōu)選地，沒(méi)有彎曲和缺陷的具有統(tǒng)一厚度的基底用于基底5。而且，優(yōu)選地，具有通過(guò)沖洗等方法清潔的表面的基底用于基底5。
雖然碳酸鈉-氧化鈣玻璃、水晶玻璃、石英玻璃、鉛玻璃、鉀玻璃、硼硅酸鹽玻璃等可以被提及作為基底5的材料，在它們當(dāng)中碳酸鈉-氧化鈣玻璃和水晶玻璃(例如微晶玻璃等)是優(yōu)選的。通過(guò)使用碳酸鈉-氧化鈣玻璃或水晶玻璃，很容易處理基底5材料。并且從制造成本上看也是有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)樘妓徕c-氧化鈣玻璃或水晶玻璃相對(duì)不貴。
<1>如圖4(a)所示，掩模6形成在制備的基底5的表面上(掩模形成過(guò)程)。然后，后表面保護(hù)膜69形成在基底5的后表面上(即與形成掩模6的表面相對(duì)的表面?zhèn)?。不用講，掩模6和后表面保護(hù)膜69可以同時(shí)形成。
優(yōu)選地，在步驟<2>(后面說(shuō)明)中，通過(guò)物理方法或激光束輻照允許初始孔61形成在掩模6中，并且在步驟<3>中(后面說(shuō)明)中具有抗蝕刻能力。換言之，優(yōu)選地這樣構(gòu)成掩模6，使其具有等于或小于基底5的蝕刻速度的速度下制成。
從這點(diǎn)上看，例如，金屬(例如Cr、Au、Ni、Ti、Pt等)、包括從這些金屬中選擇的兩種或更多種金屬的合金、這些金屬的氧化物(金屬氧化物)、硅、樹(shù)脂等可以作為掩模6的材料?？蛇x擇地，掩模6可以由多個(gè)由不同材料制成的層(例如Cr/Au層)構(gòu)成層狀結(jié)構(gòu)。
制造掩模6的方法不受到具體限制。例如，在掩模6由金屬材料(包括合金)如Cr和Au或金屬氧化物(如氧化鉻)組成的情況下，掩模6能夠適于通過(guò)蒸發(fā)方法、濺射方法等制成。另一方面，例如，在掩模6由硅制成的情況下，掩模6能夠適于通過(guò)濺射方法、CVD方法等制成。
在掩模6由氧化鉻或鉻作為主要成分制成的情況下，初始孔61能夠容易地通過(guò)初始孔形成過(guò)程(后面說(shuō)明)而制成，并且在蝕刻加工時(shí)更確定地保護(hù)基底5。而且，例如，當(dāng)掩模6已經(jīng)由氧化鉻或鉻作為主要組分制成時(shí)，氟化銨(NH4F)溶液可以用作蝕刻劑。由于包含氟化銨的溶液不是有毒的，因此在工作過(guò)程中可以確保防止它對(duì)人體和環(huán)境的影響。
例如，在掩模6由金作為主要成分制成的情況下，通過(guò)使掩模6的厚度相對(duì)大，在步驟<2>(后面將說(shuō)明)中的噴射處理(blaset processing)過(guò)程中，噴砂介質(zhì)611(噴砂球)的沖擊能夠被減小，進(jìn)而能夠使形成的初始孔61的形狀更好地平衡。
雖然掩模6的厚度也依賴(lài)于構(gòu)成掩模6的材料而變化，但是優(yōu)選地在0.05-2.0μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，在0.1-0.5μm的范圍內(nèi)。如果厚度在上面所給出的下限的下面，則在步驟<2>(后面說(shuō)明)中的噴砂清理過(guò)程(shotblast process)中，依賴(lài)于掩模6的組成材料等來(lái)充分減小噴砂的沖擊很困難，因此具有使形成的初始孔61的形狀變形的可能。此外，在步驟<3>(后面說(shuō)明)中的濕蝕刻加工過(guò)程中，有可能不能獲得對(duì)基底5的掩模部分的充分保護(hù)。另一方面，如果厚度在上述的上限的上面，除了通過(guò)在步驟<2>(以后說(shuō)明)中物理方法或用激光束輻照而形成初始孔61中具有困難外，將依賴(lài)于掩模6的組成材料等，掩模6有可能由于掩模6的內(nèi)部應(yīng)力而傾向于容易被去除。
提供后表面保護(hù)薄膜69以在隨后的處理中保護(hù)基底5的后表面?；?的后表面腐蝕、惡化等適于通過(guò)后表面的保護(hù)薄膜69而防止。由于后表面保護(hù)薄膜69由與掩模6相同的材料制成，所以可以由與掩模6的形成相似的方法形成。
<2>其次，如圖4(b)和5(c)所示，多個(gè)初始孔61通過(guò)物理方法或用激光束輻照的方法(初始孔形成過(guò)程)隨意地形成在掩模6上，所述多個(gè)初始孔61在蝕刻(后面說(shuō)明)過(guò)程中用作掩模開(kāi)口。
初始孔61可以用任何方法形成，但是初始孔61優(yōu)選地通過(guò)物理方法或用激光束輻照而制成。這使得高生產(chǎn)率地制造具有用于顯微透鏡的凹入部分基底成為可能。特別是，凹入部分能夠容易地形成在相對(duì)較大尺寸的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底上。
例如，形成初始孔61的物理方法包括這樣的方法，即噴射處理(噴丸清理、噴砂處理等)、蝕刻、擠壓、針極打印(dot printing)、攻絲(trapping)、研磨等。在初始孔61通過(guò)噴射處理而制成的情況下，即使是用于具有相對(duì)較大面積(即用于顯微透鏡8形成的區(qū)域面積)的基底5，也可以在較短的時(shí)間以高效率制成初始孔61。
而且，在初始孔61通過(guò)用激光束輻照而制成的情況下，不具體限制使用的激光器?？梢允褂眉t寶石激光器、半導(dǎo)體激光器、YAG激光器、毫微微秒激光器、玻璃激光器、YVO4激光器、Ne-He激光器、氬激光器、二氧化碳激光器等。在初始孔61通過(guò)激光器輻照制成的情況下，可以容易并精確地控制初始孔61的尺寸、相鄰初始孔61之間的距離等。
此處，在掩模6上通過(guò)使用噴砂清理處理作為物理方法來(lái)制造初始孔61的情況將作為實(shí)例來(lái)說(shuō)明。
在噴砂清理處理中，如圖4(b)所示，初始孔61通過(guò)從噴嘴610中把噴砂介質(zhì)61噴射到掩模6的表面上而在掩模6上制成，所述噴嘴610垂直于掩模6形成在基底5上的表面之上的表面排列。初始孔61通過(guò)在掩模6的全部表面上以圖4(b)中的箭頭A1和A2所示的方向上移動(dòng)噴嘴610進(jìn)行噴砂而形成在掩模6的全部的表面上。
可以使用鋼砂、褐色的熔融氧化鋁、白色的熔融氧化鋁、玻璃珠、不銹鋼珠、石榴石、硅砂、塑料、鋼絲切制丸粒(cut wire)、爐渣等作為噴砂介質(zhì)611，并且其中玻璃珠特別是優(yōu)選的。通過(guò)使用這樣的噴砂介質(zhì)，在掩模6上適宜地制成初始孔61是可能的。
優(yōu)選地，噴砂介質(zhì)611的平均直徑是在20-200μm的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地是在50-100μm。如果噴砂介質(zhì)611的平均直徑小于上述的下限，則很難高效率地制成初始孔61，或噴砂介質(zhì)611的顆?？梢酝ㄟ^(guò)其吸引力而形成具有超過(guò)上述上限的直徑的膠合粒。另一方面，如果噴砂介質(zhì)611的的平均直徑超過(guò)了上述的上限，則制成的初始孔61是較大的，通過(guò)相互粘附初始孔61成為較大尺寸，或傾向制成具有不同形狀的每個(gè)初始孔61。
優(yōu)選地，噴砂介質(zhì)611的噴砂壓力(即指在噴射過(guò)程中的空氣壓力)在1-10kg/cm2的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地，在3-5kg/cm2的范圍內(nèi)。如果噴砂介質(zhì)611的噴砂壓力小于上述的下限，則噴砂的沖擊被消弱，進(jìn)而產(chǎn)生的情況是很難確保在掩模6內(nèi)初始孔61的形成。另一方面，如果噴砂介質(zhì)611的噴砂壓力大于上述的上限，則噴砂的沖擊太強(qiáng)大，因此，噴砂介質(zhì)611的顆粒有可能被壓碎，或初始孔61的形狀由于沖擊而變形。
而且，優(yōu)選地，噴砂介質(zhì)611的噴射密度(噴砂密度，這指噴在每掩模6的單位面積上的噴砂介質(zhì)611的重量)是在10-100kg/m2的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，在30-50kg/m2的范圍內(nèi)。如果噴砂介質(zhì)611的噴射密度小于上述下限，則噴砂的數(shù)量將被減少，因此，在掩模6的全部表面上均勻地制成初始孔61要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。另一方面，如果噴砂介質(zhì)611的噴射密度在上述的上限，則初始孔61以重疊的方式制成，以至于較大的孔通過(guò)彼此結(jié)合而形成，或傾向于形成具有不同形狀的初始孔。
初始孔61通過(guò)使用上述的噴砂處理而形成在掩模6內(nèi)，如圖5(c)所示。
優(yōu)選地，初始孔均勻地形成在掩模6的全部表面上。而且，優(yōu)選地，初始孔61以這樣的方式制成，即較小的孔以預(yù)定的間隙排列，從而在基底5的表面上沒(méi)有平坦的部分，并且當(dāng)步驟<3>(后面說(shuō)明)進(jìn)行濕蝕刻時(shí)，表面由具有幾乎沒(méi)有間隔的凹入部分覆蓋。例如，為了那個(gè)目的，可以增加噴砂處理的時(shí)間，或重復(fù)進(jìn)行多次噴砂處理。
更確切地，例如，優(yōu)選地，當(dāng)從基底5的頂端觀看時(shí)所形成的初始孔61的形狀接近圓形的并且初始孔61的每一個(gè)具有范圍在2-10μm的平均直徑。而且，優(yōu)選地，初始孔61以每平方厘米(cm2)1000-1000000個(gè)孔的比率在掩模6上制成。并且更優(yōu)選地，每平方厘米(cm2)10000-500000孔。并且，不必講，初始孔61的形狀不被限形成在接近圓形。
當(dāng)初始孔61形在掩模6內(nèi)時(shí)，如圖5(c)所示，除了初始孔61，初始凹入部分51也可以通過(guò)除去基底5的表面的部分而制成。這使得當(dāng)進(jìn)行步驟<3>(后面說(shuō)明)中的蝕刻加工時(shí)有可能增加于蝕刻劑的接觸面積，進(jìn)而能夠適宜地開(kāi)始蝕刻。而且，通過(guò)調(diào)整初始凹入部分51的深度，有可能調(diào)整凹入部分3的深度(即透鏡的最大厚度)。雖然未具體限制初始凹入部分51的深度，但優(yōu)選地深度為5.0μm或更小，并且更優(yōu)選地，在0.1-0.5μm的范圍內(nèi)。
如上所述，通過(guò)噴砂處理來(lái)在掩模6上制成初始孔61的情況作為實(shí)例來(lái)說(shuō)明，但是在掩模6上制成初始孔61的方法不限制于噴砂處理。例如，可以通過(guò)多種上述物理方法(例如，噴砂處理之外的噴射處理、蝕刻、擠壓、針極打印、攻絲、研磨等)、用激光束輻照等而形成在掩模6上。
當(dāng)通過(guò)擠壓(擠壓加工)制成初始孔61時(shí)，例如能夠通過(guò)在掩模6上擠壓具有預(yù)定圖形(任意圖形)的突出部分的輥?zhàn)雍驮谘谀?上滾動(dòng)輥?zhàn)佣谘谀?上制成初始孔61。
另外，初始孔61不僅可以通過(guò)物理方法或用激光束照射的方法制成，而且當(dāng)掩模6形成在基底5上時(shí)，也可以以預(yù)定的圖形預(yù)先把外來(lái)物體排列在基底5上，然后用外來(lái)物體在基底5上制成掩模6以通過(guò)設(shè)計(jì)而形成缺陷以至于缺陷被用作初始孔61。
通過(guò)這種方式，在本發(fā)明中，通過(guò)物理方法或激光束照射的方法制成初始孔61，與通過(guò)傳統(tǒng)光刻法在掩模6種形成開(kāi)口相比，可以在掩模上容易而便宜地在掩模中隨機(jī)制成開(kāi)口(初始孔61)。另外，物理方法或用激光束照射的方法使得容易地處理較大的基底。
<3>其次，如圖5(d)和6(e)所示，使用掩模6通過(guò)把蝕刻加工應(yīng)用于基底5(蝕刻加工)而在基底5上隨機(jī)地形成大量的凹入部分。
蝕刻方法不受到具體限制，并且可以把濕蝕刻加工、干蝕刻加工等作為實(shí)例。在下面的說(shuō)明中，使用濕蝕刻加工的情況將作為實(shí)例來(lái)說(shuō)明。
通過(guò)把濕蝕刻加工應(yīng)用于用掩模6覆蓋的基底5上，在所述掩模6中制成初始孔61，如圖5(d)，基底5從沒(méi)有掩模存在的部分即從初始孔61蝕刻，進(jìn)而大量的凹入部分3形成在基底5上。如上所述，由于形成在掩模6上的初始孔61隨機(jī)地設(shè)置，所以制成的凹入部分3隨機(jī)地排列在基底5的表面。
此外，在本實(shí)施例中，當(dāng)步驟<2>中初始孔61形成在掩模6中時(shí)，初始凹入部分51形成在基底5的表面上。這使得在蝕刻過(guò)程中與蝕刻劑接觸的面積增加，進(jìn)而蝕刻能夠適宜地開(kāi)始進(jìn)行。
另外，凹入部分3的形成能夠通過(guò)使用濕蝕刻過(guò)程而適宜地進(jìn)行。例如，在含有氫氟酸的蝕刻劑(氫氟酸基蝕刻劑)被用于蝕刻劑的情況下，基底5能夠更具有可選擇性腐蝕，并且這使得適宜地制成凹入部分3是可能的。
在掩模6主要由鉻組成的情況下(即掩模6由含有鉻作為主要成分的材料制成)，氟化銨溶液特別適于作為氫氟酸基蝕刻劑。由于含有氟化銨的溶液不是有毒的，所以更確保防止對(duì)工作中的人體和環(huán)境的影響。
另外，濕蝕刻加工允許使用比干蝕刻加工更簡(jiǎn)單的設(shè)備，并且允許在一次處理大量的基底。這使得增強(qiáng)基底的生產(chǎn)率成為可能，并且以低成本提供具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2。
<4>下面，掩模6被如圖7(f)所示去除(掩模去除過(guò)程)。此時(shí)，后面表面保護(hù)薄膜69與掩模6一起被去除。
在掩模6主要由鉻組成的情況下，掩模6的去除能夠通過(guò)使用硝酸銨鈰和高氯酸的混合物進(jìn)行蝕刻加工。
圖7(f)和3出示了上面的處理結(jié)果，獲得了具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2，在所述基底2中大量的凹入部分3隨機(jī)地形成在基底5上。
優(yōu)選地，凹入部分3相對(duì)密集地形成在基底5上。具體而言，優(yōu)選地，當(dāng)從基底5的頂部看，在可用面積上被所有凹入部分3所占據(jù)的面積與整個(gè)可用面積的比率是90％或更多。即，具有用于顯微透鏡凹入部分的基底2具有這樣的可用面積，在所述面積上制成所有的凹入部分3。在可用面積上所有凹入部分3所占據(jù)的面積與整個(gè)可用面積的比率是90％或更多，可以減小直接通過(guò)除了凹入部分3所占據(jù)的面積外的面積的光線，因此能夠進(jìn)一步增強(qiáng)光的可利用率。
不具體限形成在基底5上隨機(jī)地形成凹入部分3的方法。在凹入部分3通過(guò)上述所提及的方法制成的情況下，即通過(guò)物理方法或用激光束輻照在掩模6上制成初始孔61而把凹入部分3形成在基底5上，然后對(duì)掩模6進(jìn)行蝕刻加工的方法，可以獲得下面的效果。
即，通過(guò)物理方法或用激光束輻照在掩模6上形成初始孔61，與通過(guò)傳統(tǒng)光刻法在掩模6上制成開(kāi)口的情況相比，可以在掩模6上更容易和更便宜地以預(yù)定圖形形成開(kāi)口(初始孔61)。這使得增強(qiáng)具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2的生產(chǎn)率，進(jìn)而以較低的成本提供具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2是可能的。
另外，根據(jù)上述方法，可以容易地對(duì)大尺寸的基底進(jìn)行處理。并且，根據(jù)此方法，在制造這樣較大尺寸基底的情況下，不需要象傳統(tǒng)方法粘結(jié)多個(gè)基底，因此可能消除粘結(jié)裂縫的出現(xiàn)。這使得通過(guò)低成本的簡(jiǎn)單的方法制造具有用于顯微透鏡的凹入部分的高質(zhì)量大尺寸基底成為可能。
此外，在步驟<4>中去除掩模6之后，新的掩模62可以形成在基底5上，然后可以重復(fù)包括掩模形成處理、初始孔形成處理、濕蝕刻加工和掩模去除處理。下面將說(shuō)明具體的實(shí)例。
<B1>首先，如圖8(g)所示，新的掩模62形成在基底5上，在所述基底5上形成了凹入部分3。掩模62可以與上述掩模6所述的相同的方式(掩模形成處理)制成。
<B2>其次，如圖8(h)所示，初始孔63通過(guò)上述物理方法或用激光束輻照的方法形成在掩模62上(初始孔形成處理)。此時(shí)，如圖8(h)所示，初始凹入部分52可以形成在基底5的表面上。
<B3>然后，如圖9(i)所示，通過(guò)應(yīng)用相似于用掩模62的上述處理(蝕刻加工)的蝕刻加工而形成凹入部分31。
<B4>最后，如圖9(i)所示，去除掩模62和后面表面保護(hù)膜69(掩模去除處理)。
步驟<B1>至<B4>可以通過(guò)相似于步驟<1>至<4>的方法進(jìn)行。
通過(guò)這種方法，重復(fù)地進(jìn)行一系列的處理，可以沒(méi)有偏差地在基底5的整個(gè)表面上制成凹入部分，并且均勻地設(shè)置凹入部分的形狀。
另外，每一個(gè)處理中第一回合的條件與第二或隨后的回合的條件可以變化。通過(guò)變化每一個(gè)處理的條件以調(diào)整制成的凹入部分3的形狀(尺寸、深度、曲率、凹入部分的凹入形狀等)，可以獲得具有理想形狀的基底5。
例如，在初始孔形成處理中，形成在掩模6的初始孔61的尺寸和密度、形成在基底5上的初始凹入部分51的尺寸和深度等可以通過(guò)改變條件(例如噴砂介質(zhì)611的直徑、噴砂壓力或噴砂介質(zhì)611的噴射密度、處理時(shí)間等)來(lái)調(diào)整。
另外，在蝕刻加工中，通過(guò)改變蝕刻速度能夠調(diào)整形成的凹入部分3的形狀。例如，通過(guò)逐漸降低蝕刻速度，均勻地排列制成的多個(gè)凹入部分3的形狀是可能的。
另外，例如，在蝕刻加工的第一回合中，通過(guò)將蝕刻速度設(shè)定為較大(或較小)值，可以消除基底表面的平坦部分(預(yù)蝕刻加工)，并且在第二和隨后的蝕刻加工回合中，通過(guò)將蝕刻速度設(shè)定為較小(或較大)值，可以制成凹入部分3(正常蝕刻加工)。
而且，通過(guò)改變初始孔61的尺寸、初始凹入部分51的尺寸和深度等，并進(jìn)一步改變蝕刻速度，可以把凹入部分3制成理想的非球面的形狀。
這兒，在重復(fù)進(jìn)行上述一系列處理的情況下，在步驟<4>等中可以重復(fù)使用后表面保護(hù)膜69，不需要除去。
下面，將參照?qǐng)D10說(shuō)明用具有凹入部分的顯微透鏡基底2制造顯微透鏡基底的方法。
在這點(diǎn)上，不須講，具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2和本發(fā)明的顯微透鏡基底能夠用作傳輸屏和背面投影(后面說(shuō)明)，并且此外，它們能夠用作多種電-光設(shè)備，例如液晶顯示器(液晶面板)、有機(jī)或無(wú)機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器、電偶合器件(CCD)、光通訊設(shè)備等以及其它設(shè)備。
<5>首先，非-聚合樹(shù)脂涂敷于表面上，在所述表面上形成具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2的凹入部分3。通過(guò)聚合和硬化(固化)所述樹(shù)脂，如圖10(k)所示，樹(shù)脂層14形成在基底5上。因此，顯微透鏡8形成在樹(shù)脂層14上，所述顯微透鏡8由在凹入部分填充的樹(shù)脂組成并作為凸透鏡。
<6>其次，如圖10(1)所示，具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2從顯微透鏡8(即樹(shù)脂層14)中去除，所述基底2是顯微透鏡8的模具。
通過(guò)這種方式，如圖2所示，獲得顯微透鏡基底1，在所述顯微透鏡基底1上隨機(jī)地排列大量的顯微透鏡8。
如上所述，這些顯微透鏡8以光學(xué)隨機(jī)順序排列在顯微透鏡基底1上。因此，可以防止并抑制由于傳輸(或通過(guò))顯微透鏡8的光線發(fā)生光干涉。因此，例如，在本發(fā)明的顯微透鏡基底用于上述傳輸屏的情況下，幾乎可以完全防止所謂的網(wǎng)紋干擾的發(fā)生。這使得獲得具有高質(zhì)量顯示的良好傳輸屏是可能的。
用大量任意相鄰兩點(diǎn)之間的距離(例如，在顯微透鏡8與相鄰顯微透鏡8之間或凹入部分3與相鄰凹入部分3之間)所獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為表示顯微透鏡8(或凹入部分3)的隨機(jī)度(不規(guī)則度)的指示。在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示比所述大量距離的平均值大3％的隨機(jī)度(不規(guī)則度)。當(dāng)指示在值的范圍內(nèi)時(shí)，有效地防止光干擾的發(fā)生是可能的。
在此方面，在制造顯微透鏡基底的方法的上述說(shuō)明中，用顯微基底1僅由樹(shù)脂層14組成的情況作為實(shí)例加以說(shuō)明。然而，由多個(gè)樹(shù)脂層組成的顯微透鏡基底也可以通過(guò)2p方法(光聚作用)來(lái)制造。
下面，將參照?qǐng)D11-12說(shuō)明通過(guò)2p方法制造顯微透鏡基底的方法。
首先，如圖11(a)所示，制備根據(jù)本發(fā)明制造的具有多個(gè)用于顯微透鏡的凹入部分3的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2。通過(guò)這種方法，具有多個(gè)凹入部分3的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2用作模子。通過(guò)在凹入部分3中填充樹(shù)脂，制成顯微透鏡8。在這種情況下，例如，凹入部分3的內(nèi)表面可以用脫模劑等涂敷。然后，設(shè)定具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2，從而具有垂直向上開(kāi)口的凹入部分3。
<C1>其次，將構(gòu)成樹(shù)脂層141(顯微透鏡8)的未固化的樹(shù)脂供應(yīng)在具有用于凹入部分3的顯微透鏡的凹入部分的基底2上。
<C2>其次，樹(shù)脂層53連接至未固化的樹(shù)脂上，并且通過(guò)擠壓使樹(shù)脂53以與未固化的樹(shù)脂緊密接觸。
<C3>其次，樹(shù)脂被固化(或硬化)。固化樹(shù)脂的方法根據(jù)樹(shù)脂的種類(lèi)適當(dāng)?shù)剡x擇，例如，紫外線的輻照、加熱、電子束輻照等。
通過(guò)這種方法，如圖11(b)，制成樹(shù)脂層141，并且顯微透鏡8通過(guò)填充在凹入部分3中的樹(shù)脂而制成。
<C4>其次，如圖12(c)所示，作為模子的具有用于顯微透鏡凹入部分的基底2從顯微透鏡8中去除。
因此，獲得顯微透鏡基底是可能的，在所述顯微透鏡基底上排列多個(gè)顯微透鏡8，如圖12(c)所示。
另外，在上述解釋中，說(shuō)明了具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底通過(guò)用掩模6的蝕刻加工而制造。然而，只要通過(guò)蝕刻加工在具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底上制成的多個(gè)凹入部分3，本發(fā)明的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2可以是任意一個(gè)。例如，可以是如下面所述的無(wú)掩模通過(guò)蝕刻加工而制造的一個(gè)。下面將說(shuō)明此種方法的一個(gè)實(shí)例。
首先，與上述實(shí)施例中相同在制造具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2制造過(guò)程中制備基底(基體材料)5。
<D1>其次，如圖13所示，初始凹入部分51形成在制備的基底5上(初始凹入部分形成處理)。
通過(guò)這種方法，在本實(shí)施例中，初始凹入部分51沒(méi)有在基底5上形成掩模而直接形成在基底5上。例如，可以使用上述制造初始孔61的方法相同的方法作為制成初始凹入部分51的方法。更確切地，此方法包括激光加工、噴射處理(例如噴丸處理、噴砂處理等)、蝕刻、擠壓、針極打印等。
在通過(guò)激光加工制成初始凹入部分51的情況下，能夠以預(yù)定圖形有效并精確地制成初始凹入部分51。另外，可以容易地控制每一個(gè)初始凹入部分51的直徑和深度、相鄰兩個(gè)初始凹入部分51之間的距離等。在通過(guò)激光加工(即用激光束照射)制成初始凹入部分51的情況下，所使用的激光束可由紅寶石激光器、半導(dǎo)體激光器、YAG激光器、毫微微秒激光器、玻璃激光器、YVO4激光器、Ne-He激光器、氬激光器、二氧化碳激光器等產(chǎn)生。在這些激光束中，優(yōu)選地使用YAG激光器、毫微微秒激光器，因?yàn)檫@種激光器能夠在室溫下容易持續(xù)地振蕩，并且這種激光器在較低的輻射能范圍內(nèi)提供更好性能的可控制性。這使得適宜地在基底5上制成初始凹入部分51是可能的。
并且，優(yōu)選地，激光束的光束直徑在1.0-100μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在2.0-20μm的范圍內(nèi)。如果激光束的束直徑在上述的下限以下。則形成的每一個(gè)初始凹入部分51的直徑太小，進(jìn)而有這樣的可能性，即在后面說(shuō)明的蝕刻步驟中把蝕刻加工應(yīng)用于基底5時(shí)，蝕刻劑不能充分到達(dá)初始凹入部分51的底部。另一方面，如果激光束的光束直徑在上述的上限以上，則形成的初始凹入部分51較大，初始凹入部分51通過(guò)相互粘結(jié)變得尺寸較大，或者具有形成不同形狀的初始凹入部分51的傾向。
在通過(guò)噴射加工而形成初始凹入部分51的情況下，在較短時(shí)間和寬范圍內(nèi)有效地在基底5上制成初始凹入部分51是可能的。例如，可以使用鋼砂、褐色的熔融氧化鋁、白色的熔融氧化鋁、玻璃珠、不銹鋼珠、石榴石、硅砂、塑料、鋼絲切制丸粒、爐渣等作為噴砂介質(zhì)611作為噴砂加工，在它們中，玻璃珠是特別優(yōu)選的。通過(guò)使用這種噴砂介質(zhì)，可以適宜地在基底5上制成初始凹入部分51。
優(yōu)選地，噴砂介質(zhì)的平均直徑在10-200μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在20-100μm的范圍內(nèi)。如果噴砂介質(zhì)的平均直徑小于上述的下限，則形成的每一個(gè)初始凹入部分51的直徑變得太小，進(jìn)而有這樣的可能性，即當(dāng)在后面說(shuō)明的蝕刻步驟中把蝕刻加工應(yīng)用于基底5時(shí)，蝕刻劑不能充分到達(dá)初始凹入部分51的底部。另一方面，如果激光束的光束直徑在上述的上限以上，形成的初始凹入部分51較大，初始凹入部分51通過(guò)相互粘結(jié)變得尺寸較大，或者具有形成不同形狀的初始凹入部分51的傾向。
此外，優(yōu)選地，噴砂介質(zhì)的噴射壓力(即這指在噴射過(guò)程中的空氣壓力)在1-10kg/cm2的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在3-5kg/cm2范圍內(nèi)。如果噴砂介質(zhì)的噴射壓力小于上述下限，則噴丸的沖擊力被弱化，進(jìn)而有這樣的情況，即很難確保在基底5上形成初始凹入部分51。另一方面，如果噴砂介質(zhì)的噴射壓力超過(guò)在上述上限，則噴丸的沖擊力太強(qiáng)，因此有噴砂介質(zhì)的顆粒被壓碎的可能性，或者初始凹入部分51的形狀被沖擊力變形。
另外，優(yōu)選地，噴砂介質(zhì)的噴射密度(噴砂密度，指在基底5的每單位面積上所噴射的噴砂介質(zhì)的重量)在10-100kg/cm2的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，在30-50kg/cm2的范圍內(nèi)。如果噴砂介質(zhì)的噴射密度小于上述下限，則噴丸的數(shù)量下降，因此在基底5的整個(gè)表面上均勻地制成初始凹入部分51需花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間。另一方面，如果噴砂介質(zhì)的噴射密度大于上述的上限，則初始凹入部分51以重疊的方式形成以至于通過(guò)彼此結(jié)合制成較大的孔，或傾向于形成每一個(gè)都具有不同形狀的初始凹入部分。
雖然當(dāng)從基底5的頂部看，不特別限制初始凹入部分51的形狀，但是優(yōu)選地，形狀為圓形。如果初始凹入部分51具有這樣的形狀，則用于適宜地制造顯微透鏡基底(后面說(shuō)明)是可能的。
在下面的說(shuō)明中，假設(shè)每一個(gè)初始凹入部分51都具有大體的圓形。
而且，在初始凹入部分51的直徑和深度分別為a(μm)和b(μm)的情況下，優(yōu)選地滿(mǎn)足關(guān)系a/b小于0.25(即，a/b≤0.25)，更優(yōu)選地，滿(mǎn)足關(guān)系a/b小于0.2(即a/b≤0.2)。通過(guò)滿(mǎn)足這樣的關(guān)系，在下述蝕刻步驟中獲得使基底5得到適當(dāng)蝕刻的速度是可能的。另外，每一個(gè)形成的凹入部分3的形狀對(duì)獲得具有特別優(yōu)異的光特性的顯微透鏡是最佳的。相反，如果比率a/b在上述下限以下，則有這樣的可能性，即當(dāng)把蝕刻加工應(yīng)用于下述蝕刻步驟中的劑座基底5上時(shí)，蝕刻劑不能充分地到達(dá)初始凹入部分51的底部，進(jìn)而不能充分地獲得本發(fā)明的效果。此外，有這樣的可能性即確保控制制成的凹入部分3的形狀是困難的，因?yàn)樵诔跏及既氩糠?1中流動(dòng)的蝕刻劑的速度不能被控制。另外，如果速度a/b超過(guò)上述上限，則使在上述蝕刻步驟中形成的凹入部分3的曲率半徑足夠小是困難的，因此有這樣的可能性，即在顯微透鏡基底中獲得足夠的光學(xué)特性是困難的。
在最終形成的凹入部分3的直徑是d(μm)的情況下，優(yōu)選地，初始凹入部分51的直徑和最終凹入部分3的直徑d之間的關(guān)系滿(mǎn)足a/d小于0.25(即a/d≤0.25)，更優(yōu)選地應(yīng)滿(mǎn)足這樣的關(guān)系a/d小于0.2(即a/d≤0.2)。通過(guò)滿(mǎn)足這樣的關(guān)系，當(dāng)制造顯微透鏡基底(下述)時(shí)，制造具有適合的曲率半徑的顯微透鏡基底是可能的。
雖然不特別限制初始凹入部分51的直徑的具體值，但是優(yōu)選地，直徑在1.0-50μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，在2.0-20μm的范圍內(nèi)。如果初始凹入部分51的直徑在上述的下限以下，則有這樣的可能性，即當(dāng)把蝕刻加工應(yīng)用于下述蝕刻步驟中的劑座基底5上時(shí)，蝕刻劑不能充分地到達(dá)初始凹入部分51的底部。另一方面，如果初始凹入部分51的直徑在上述的上限以上，則使在上述蝕刻步驟中形成的凹入部分3的曲率半徑足夠小是困難的，進(jìn)而有這樣的可能性，即在顯微透鏡基底上獲得足夠的光學(xué)特性是困難的。
此外，雖然不特別限制初始凹入部分51的深度b的具體值，但是優(yōu)選地深度b在5-500μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，在10-200μm的范圍內(nèi)。如果初始凹入部分51的深度b在上述的下限以下，則使在上述蝕刻步驟中形成的凹入部分3的曲率半徑足夠小是困難的，進(jìn)而有這樣的可能性，即在顯微透鏡基底上獲得足夠的光學(xué)特性是困難的。另一方面，如果初始凹入部分51的深度b在上述的上限以上，則有這樣的可能性即，當(dāng)把蝕刻加工應(yīng)用于下述蝕刻步驟中的劑座基底5上時(shí)，蝕刻劑不能充分地到達(dá)初始凹入部分51的底部。在這點(diǎn)上，不須講，初始凹入部分51的形狀不局限于大體的圓形。
另外，在本實(shí)施例中，多個(gè)初始凹入部分51形成在基底5上。在兩個(gè)相鄰初始凹入部分51之間的間隔是c(μm)的情況下，優(yōu)選地，間隔c和初始凹入部分51的深度b之間的關(guān)系滿(mǎn)足0.8≤c/b≤1.1，更優(yōu)選地，關(guān)系滿(mǎn)足0.9≤c/b≤1.0。通過(guò)滿(mǎn)足這樣的關(guān)系，在基底5上制成每一個(gè)都具有適當(dāng)尺寸的凹入部分3是可能的。相反，如果比率c/b在上述下限以下，則使在上述蝕刻步驟中形成的凹入部分3的曲率半徑足夠小變得困難，進(jìn)而有這樣的可能性即在顯微透鏡基底上獲得足夠的光學(xué)特性變得困難。此外，如果比率c/b在上述上限以上，則有這樣的可能性，即在基底5上制成足夠小的顯微透鏡變得困難。
雖然不特別限形成在兩個(gè)相鄰初始凹入部分51之間的間隔c的具體值，但是優(yōu)選地間隔c在5-500μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在10-200μm的范圍內(nèi)。如果間隔c在上述下限以下，則有這樣的可能性，即初始凹入部分51的形成變得困難。另外，如果間隔c太小，也有可能發(fā)生上述問(wèn)題，因?yàn)槌跏及既氩糠?1的直徑也變得較小。另一方面，如果間隔c在上述上限以上，則有這樣的可能性，即在基底5上形成足夠小的顯微透鏡變得困難。
<D2>其次，如圖14所示，通過(guò)把蝕刻加工應(yīng)用于基底5上而在基底5上形成大量的凹入部分3，在所述基底5上形成多個(gè)初始凹入部分51(蝕刻加工)。
通過(guò)這種方法，在本實(shí)施例中，通過(guò)把蝕刻加工應(yīng)用于基底5上而在基底5上形成大量的凹入部分3，在所述基底5上，多個(gè)初始凹入部分51沒(méi)有形成掩模6的情況下形成。
不具體限制蝕刻方法，可以使用濕蝕刻方法或干蝕刻方法。優(yōu)選地使用濕蝕刻方法。因此，濕蝕刻方法比干蝕刻方法用更簡(jiǎn)單的設(shè)備進(jìn)行處理，并且允許在一次處理大量的基底。因此，能夠增強(qiáng)基底的生產(chǎn)率，能夠以較低的成本提供具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2。
在濕蝕刻方法用于上述蝕刻方法的情況下，可以用氟化氫的水溶液、氟化氫銨水溶液、氫氟酸和硝酸的水溶液、氯化鐵(三價(jià))的水溶液、堿性水溶液等作為蝕刻劑。
另外，在使用干蝕刻方法的情況下，可以用三氟甲烷氣體、氯基氣體等作為蝕刻劑。
在下面的說(shuō)明中，將用濕蝕刻方法的情況作為實(shí)例來(lái)說(shuō)明。
通過(guò)把濕蝕刻加工應(yīng)用于基底5上，初始凹入部分51形成在在所述基底5上，如圖14所示，基底5從初始凹入部分5 1處被腐蝕，進(jìn)而大量的凹入部分3形成在基底5上。
另外，凹入部分3的制成能夠通過(guò)使用濕蝕刻加工而適宜地進(jìn)行。例如，在使用含有氫氟酸(氫氟酸基蝕刻劑)的蝕刻劑的情況下，基底5更具選擇性地被腐蝕，從而可以適宜地制成凹入部分3。
在此方面，新的初始凹入部分51可以進(jìn)一步形成在基底5的表面上以重復(fù)地進(jìn)行一系列的初始凹入部分形成步驟和蝕刻步驟，在所述基底5的表面上制成凹入部分3。即，步驟<D1>和<D2>可以重復(fù)地進(jìn)行。這使得沒(méi)有偏差地在基底5的整個(gè)表面上制成凹入部分3成為可能。此外，可以均勻地排列凹入部分3的形狀。在這種情況下，在第二或隨后的回合中的每一個(gè)處理中的條件可以與第一回合的相同或不同。
如圖15所示，作為上述的處理結(jié)果，可以獲得具有用于在基底5上具有大量凹入部分3的顯微透鏡的凹入部分的基底2。
在上述說(shuō)明中，使用了設(shè)有平凸的透鏡(平凸的顯微透鏡)的顯微透鏡基底，在透鏡的一個(gè)表面上形成了顯微透鏡，但是根據(jù)本發(fā)明的顯微透鏡基底不限于這種類(lèi)型。
例如，可以使用設(shè)有雙凸透鏡的顯微透鏡基底，在透鏡兩個(gè)表面上形成顯微透鏡。
另外，雖然在上述說(shuō)明中玻璃基底用作具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底2，但是在本發(fā)明中基底5的組成材料不限于玻璃。例如，金屬或樹(shù)脂可以用作基底5。
下面講參照?qǐng)D16和17說(shuō)明使用圖2所示的顯微透鏡基底1的傳輸屏。圖16是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的傳輸屏的光學(xué)系統(tǒng)的示意橫截面圖。圖17是圖16中所示的傳輸屏的分解透視圖。
傳輸屏200包括菲涅耳鏡部分210，其中菲涅耳鏡形成在其發(fā)射面的表面上，并且具有大量顯微透鏡8的顯微透鏡基底1形成在入射面?zhèn)?，所述入射面?zhèn)扰帕性诜颇R部分210的發(fā)射面?zhèn)取?br> 通過(guò)這種方法，傳輸屏200具有顯微透鏡基底1，因此在垂直方向的視角大于用透鏡狀的透鏡的情況的視角。
特別地，如上所述，由于顯微透鏡8隨機(jī)地排列在本發(fā)明的顯微基底1上，因此可以防止液晶顯示器(LCD)等的光閥或菲涅耳鏡的干擾。這使得幾乎完全地防止網(wǎng)紋干擾的發(fā)生是可能的。因此，可以獲得具有高的顯示質(zhì)量的優(yōu)異的傳輸屏。
此外，根據(jù)上述方法，可以容易地制造大尺寸顯微透鏡基底1。這使得制造具有高質(zhì)量的大尺寸而又免于粘結(jié)縫隙的屏是可能的。
優(yōu)選地，在顯微透鏡基底1內(nèi)的每一個(gè)顯微透鏡8的直徑在10-500μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，在30-80μm的范圍內(nèi)，此外更優(yōu)選地在50-60μm的范圍內(nèi)。通過(guò)限形成在上述范圍內(nèi)顯微透鏡8的每一個(gè)的直徑，進(jìn)一步增強(qiáng)傳輸屏的生產(chǎn)率同時(shí)保持在屏投影的圖象具有足夠的分辨率是可能的。在這點(diǎn)上，優(yōu)選地，在顯微透鏡基底1上的相鄰顯微透鏡8之間的間距在10-500μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，間距在30-300μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，間距在50-200μm的范圍內(nèi)。
另外，根據(jù)上述方法，可以容易地制造大尺寸顯微透鏡基底1。因此，制造具有高質(zhì)量的大尺寸而又免于粘結(jié)縫隙的屏是可能的。
在此方面，本發(fā)明的傳輸屏不限于上述結(jié)構(gòu)。例如，可以提供一種傳輸屏，其還包括黑色帶、光漫射板或在發(fā)射面?zhèn)然蝻@微透鏡基底1的入射面?zhèn)鹊牧硪粋€(gè)顯微透鏡。
下面，將說(shuō)明使用傳輸屏的背面投影。
圖18是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的背面投影的結(jié)構(gòu)的示意的曲線。
如圖18所示，背面投影300的結(jié)構(gòu)中，投影光學(xué)單元310、光導(dǎo)向鏡320和傳輸屏330排列在外殼340中。
由于背面投影300使用傳輸屏200，所述傳輸屏200幾乎不產(chǎn)生如傳輸屏330的上述的折射光或網(wǎng)紋干擾，因此它形成具有高顯示質(zhì)量的優(yōu)異背面投影，所述高顯示質(zhì)量具有廣泛的視角并免于網(wǎng)紋干擾的發(fā)生。
如上所述，在具有凹入部分的基底上(具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底)和本發(fā)明的顯微透鏡基底上，由于凹入部分(用于顯微透鏡的凹入部分)和顯微透鏡隨機(jī)排列(即以光學(xué)隨機(jī)順序)，防止光學(xué)干擾是可能的。
因此，在使用本發(fā)明的顯微透鏡基底的傳輸屏或背面投影中，防止液晶顯示器(LCD)的光閥等或菲涅耳鏡的干擾是可能的。這可以幾乎完全防止網(wǎng)紋干擾的發(fā)生。因此，獲得具有高的顯示質(zhì)量的優(yōu)異傳輸屏是可能的。
如上所述，應(yīng)該指出，即使參照附圖所示的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的具有凹入部分的基底、顯微透鏡基底、傳輸屏和背面投影，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
例如，具有本發(fā)明的具有凹入部分的基底不限于由上述方法制造的具有凹入部分的基底。即，例如，本發(fā)明的具有凹入部分的基底可以是由光刻法制造的具有凹入部分的基底，所述光刻法不包括通過(guò)物理方法或用激光束照射方法等生產(chǎn)的初始孔形成過(guò)程。
另外，在上述初始孔形成過(guò)程中，已經(jīng)說(shuō)明了進(jìn)行噴丸同時(shí)沿一維方向(線性方式)移動(dòng)噴嘴610的結(jié)構(gòu)。然而，可以進(jìn)行噴砂處理同時(shí)沿兩維方向(平面方式)或三維方向(在空間方式)移動(dòng)噴嘴610。
另外，根據(jù)本發(fā)明的傳輸屏和背面投影不限于此實(shí)施例中所述的類(lèi)型，并且組成傳輸屏和背面投影的每一個(gè)元件可以用能夠具有相同或相似功能的材料來(lái)替代。例如本發(fā)明的傳輸屏可以是下述傳輸屏，其還包括黑色帶、光漫射板或在顯微透鏡基底1的發(fā)射面?zhèn)壬系娜魏纹渌@微透鏡基底。
此外，在上述說(shuō)明中，作為實(shí)例已經(jīng)說(shuō)明了把本發(fā)明的顯微透鏡基底應(yīng)用于傳輸屏和配有傳輸屏的突出部分顯示器的情況，但是本發(fā)明不限于這些情況。例如，不須講，本發(fā)明的顯微透鏡基底可以被應(yīng)用于CCD、多種電-光設(shè)備(例如光學(xué)通訊設(shè)備、液晶顯示器(液晶面板)、有機(jī)或無(wú)機(jī)電致發(fā)光的(EL)顯示器和其它設(shè)備)。
此外，顯示器也不限于背面投影類(lèi)型，例如能夠把本發(fā)明的顯微透鏡基底應(yīng)用于正面投影型顯示器。
另外，在上述說(shuō)明中，把具有本發(fā)明的凹入部分的基底應(yīng)用于具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的情況作為實(shí)例已經(jīng)被說(shuō)明了，本發(fā)明不限于這種情況，例如，能夠把本發(fā)明的具有凹入部分的基底應(yīng)用于在多種光發(fā)射源(例如有機(jī)EL設(shè)備)的反射鏡(反射板)、從反射源中反射光的反射鏡、用于從光發(fā)射源漫射光的光漫射板等。
實(shí)例(實(shí)例1)制造配有用于顯微透鏡的凹入部分的具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底，然后用下述方法使用具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底制造顯微透鏡基底。
首先，制備具有1.2m×0.7m的矩形、厚度為0.7mm的碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底。
碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底浸入清洗液中(即10vol％(即10體積百分比)氟化氫水溶液(包含少量的甘油))被清洗，所述溶液被加熱至30℃，進(jìn)而清洗其表面。
1A其后，每一個(gè)都具有0.2μm厚度的氧化鉻薄膜(掩模和后表面保護(hù)膜)通過(guò)濺射方法形成在碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底上。
2A其后，對(duì)掩模進(jìn)行噴丸以在掩模的中心部分113cm×65cm的區(qū)域內(nèi)制成大量的初始孔。
這兒，使用平均粒徑為100μm的玻璃珠作為噴砂介質(zhì)在5kg/cm2的噴砂壓力和100kg/m2的噴射密度的條件下進(jìn)行噴丸。
通過(guò)這種方法，在上述掩模的整個(gè)區(qū)域上以隨機(jī)圖案形成初始孔。初始孔的平均直徑是10μm。并且初始孔的形成密度是20000孔/cm2.
此外，此時(shí)，每一個(gè)都具有大約0.1μm的深度的初始凹入部分形成在碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底的表面上。
3A然后，碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底進(jìn)行濕蝕刻加工，進(jìn)而在碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底上制成大量的凹入部分。
在此方面，40wt％氫氟銨的水溶液用于濕蝕刻劑，基底的蝕刻時(shí)間為100小時(shí)。
4A然后，氧化鉻薄膜(掩模和后表面保護(hù)膜)通過(guò)使用四硝酸銨和高氯酸的混合物進(jìn)行蝕刻加工而去除。
因此，獲得了具有用于顯微透鏡的凹入部分的晶片狀基底，其中大量用于顯微透鏡的凹入部分隨機(jī)地形成在碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底上。當(dāng)從所獲得的具有凹入部分的基底的頂端看，在可用面積中被所有凹入部分占據(jù)的的面積與整個(gè)可用面積的比率是96％，凹入部分形成在所述可用面積上。獲得大量在任意兩個(gè)相鄰點(diǎn)(即在凹入部分與相鄰凹入部分之間)的距離，然后計(jì)算這些距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差。通過(guò)這種計(jì)算所獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差是大量距離的平均值的20％。
5A其后，通過(guò)使用具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底作為模子，通過(guò)鑄模(即通過(guò)聚合方法)制成(或處理)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，具有1.49的折射率)樹(shù)脂。
通過(guò)這種方法，獲得具有1.2m×0.7m的面積的顯微透鏡基底，在所述顯微透鏡基底上，隨機(jī)地制成大量的顯微透鏡。所形成的顯微透鏡的平均直徑是100μm。另外，獲得大量的在任意相鄰兩點(diǎn)之間(即在顯微透鏡與相鄰顯微透鏡之間)的距離，然后，計(jì)算這些距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差。通過(guò)這樣的計(jì)算所獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差是這些大量的距離的平均值的20％。
(實(shí)例2)首先，制備具有1.2m×0.7m的矩形、厚度為0.7mm的碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底。
碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底浸入清洗液中(即10vol％(即10體積百分比)氟化氫水溶液(包含少量的甘油))被清洗，所述溶液被加熱至30℃，進(jìn)而清洗它的表面。
1B其后，每一個(gè)都具有0.15μm厚度的氧化鉻薄膜(掩模和后表面保護(hù)膜)通過(guò)濺射方法形成在碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底上。
2B然后，對(duì)掩模進(jìn)行激光加工以在掩模的中心部分113cm×65cm的區(qū)域內(nèi)制成大量的初始孔。
在此方面，使用YAG激光器在1W的能量強(qiáng)度、5μm的光束直徑和0.01秒的照射時(shí)間的條件下，進(jìn)行激光加工。
通過(guò)這種方法，在上述掩模的整個(gè)區(qū)域上以隨機(jī)圖案制成初始孔。初始孔的平均直徑是7μm，并且初始孔的形成密度是40000孔/cm2。
此外，此時(shí)，每一個(gè)都具有大約0.1μm的深度的初始凹入部分形成在碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底上。
3B然后，碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底進(jìn)行濕蝕刻加工，進(jìn)而在碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底上制成大量的凹入部分。
在此方面，40wt％氫氟銨的水溶液用于濕蝕刻劑，基底的蝕刻時(shí)間為100小時(shí)。
4B然后，氧化鉻薄膜(掩模和后表面保護(hù)膜)通過(guò)使用四硝酸銨和高氯酸的混合物進(jìn)行蝕刻加工而去除。
因此，獲得了具有用于顯微透鏡的凹入部分的晶片狀基底，其中大量用于顯微透鏡的凹入部分隨機(jī)地形成在碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底上。當(dāng)從所獲得的具有凹入部分的基底的頂端看，在可用面積中被所有凹入部分占據(jù)的的面積與整個(gè)可用面積的比率是97％，凹入部分形成在所述可用面積上。獲得大量在任意兩個(gè)相鄰點(diǎn)(即，在凹入部分和相鄰凹入部分之間)的距離，然后計(jì)算這些距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差。通過(guò)這種計(jì)算所獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差是大量距離的平均值的35％。
然后，相似于實(shí)例1，通過(guò)進(jìn)行上述5A步驟，獲得具有1.2m×0.7m的面積的顯微透鏡基底，在所述顯微透鏡基底上隨機(jī)地制成大量的顯微透鏡。所制成的顯微透鏡的平均直徑是80μm。另外，獲得大量的在任意相鄰兩點(diǎn)之間(即，在顯微透鏡和相鄰顯微透鏡之間)的距離，然后，計(jì)算這些距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差。通過(guò)這樣的計(jì)算所獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差是這些大量的距離的平均值的35％。
(實(shí)例3)首先，制備具有1.2m×0.7m的矩形、厚度為0.7mm的碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底。
碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底浸入清洗液中(即80vol％的濃縮硫酸水溶液和20vol％含30體積％過(guò)氧化氫溶液的水溶液的混合物)被清洗，所述溶液被加熱至30℃，進(jìn)而清洗它的表面。
2C其后，對(duì)碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底進(jìn)行噴丸以在其中心部分113cm×65cm的區(qū)域內(nèi)制成大量的初始凹入部分。
這兒，使用20μm的平均粒徑的玻璃珠作為噴砂介質(zhì)在3kg/cm2的噴砂壓力和30kg/m2的噴射密度的條件下進(jìn)行噴丸。
通過(guò)這種方法，在上述碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底的整個(gè)區(qū)域上以隨機(jī)圖案制成初始凹入部分。初始凹入部分的平均直徑是30μm。并且初始凹入部分的形成密度是4000部分/cm2。此外，此時(shí)，在相鄰初始凹入部分之間的平均間隔是150μm。
3C然后，碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底進(jìn)行濕蝕刻加工，進(jìn)而在碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底上制成大量的凹入部分。
在此方面，40wt％氫氟銨的水溶液用于濕蝕刻的蝕刻劑，基底的蝕刻時(shí)間為160小時(shí)。
4C其次，對(duì)碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底面進(jìn)行噴丸，在上述步驟中凹入部分已經(jīng)被形成在所述碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底面上，從而在其中心部分的113cm×65cm的區(qū)域內(nèi)重新制成大量初始凹入部分。
此處，使用平均粒徑為50μm的玻璃珠作為噴砂介質(zhì)在5kg/cm2的噴砂壓力和100kg/m2的噴射密度的條件下進(jìn)行噴丸。
通過(guò)這種方法，初始凹入部分重新地在上述碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底的整個(gè)區(qū)域上以隨機(jī)圖案制成。初始凹入部分的平均直徑是80μm，并且初始凹入部分的形成密度是20000部分/cm2。此外，此時(shí)，在相鄰初始凹入部分之間的平均間隔是100μm。
5C然后，碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底的表面進(jìn)行濕蝕刻加工，在所述碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底表面上已經(jīng)形成初始凹入部分，進(jìn)而在碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底上制成大量的凹入部分。
在此方面，40wt％氫氟銨的水溶液用于濕的蝕刻劑，基底的蝕刻時(shí)間為100小時(shí)。
因此，獲得了具有用于顯微透鏡的凹入部分的晶片狀基底，其中大量用于顯微透鏡的凹入部分隨機(jī)地形成在碳酸鈉-氧化鈣玻璃基底上。在此情況下，所制成的凹入部分的曲率半徑(即，在顯微透鏡的中心部分附近的曲率半徑)是50μm，并且在兩個(gè)相鄰凹入部分之間的間隔(兩個(gè)相鄰凹入部分的中心之間的平均距離)是80μm。另外，當(dāng)從所獲得的具有凹入部分的基底的頂端看，在可用面積中被所有凹入部分占據(jù)的的面積與整個(gè)可用面積的比率是100％，凹入部分形成在所述可用面積上。獲得大量在任意兩個(gè)相鄰點(diǎn)(即在凹入部分與相鄰凹入部分之間)的距離，然后計(jì)算這些距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差。通過(guò)這種計(jì)算所獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差是大量距離的平均值的3％。
6C然后，非-聚合樹(shù)脂(即，UV-固化光學(xué)環(huán)氧粘結(jié)劑(其固化后具有1.59的折射率))被涂敷在此表面上，在所述表面上制成具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的凹入部分。然后，這種樹(shù)脂被聚合并通過(guò)用紫外(射)線照射而硬化，進(jìn)而制成具有大量顯微透鏡的樹(shù)脂。
7C然后，具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底從顯微透鏡(即樹(shù)脂層)上被去除，所述基底是顯微透鏡的模子。此處，獲得具有1.2m×0.7m的矩形的顯微透鏡基底，所述顯微透鏡基底上隨機(jī)地排列大量的顯微透鏡8。所制成的顯微透鏡的平均直徑是100μm。另外，獲得大量的在任意相鄰兩點(diǎn)之間(即在顯微透鏡與相鄰顯微透鏡之間)的距離，然后，計(jì)算這些距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差。通過(guò)這樣的計(jì)算所獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差是這些大量的距離的平均值的3％。
首先，制備具有1.2m×0.7m的矩形、厚度為2.0mm的石英玻璃基底。
石英玻璃基底浸入清洗液中(即10vol％(即10體積百分比)氟化氫水溶液(包含少量的甘油))被清洗，所述溶液被加熱至30℃，進(jìn)而清洗它的表面。
2D然后，用毫微微秒激光器在石英玻璃基底上的中心部分的113cm×65cm的區(qū)域內(nèi)制成大量的初始凹入部分。
在此方面，在0.1W的能量強(qiáng)度、5μm的光束直徑和0.1秒的照射時(shí)間的條件下，用毫微微秒激光器進(jìn)行照射。
通過(guò)這種方法，初始凹入部分以隨機(jī)圖案在上述石英玻璃基底的整個(gè)區(qū)域上制成。所制成的初始凹入部分的平均直徑是10μm，初始凹入部分的每一個(gè)的深度是50μm，并且兩相鄰初始凹入部分之間的平均間隔是50μm。
3D然后，石英玻璃基底進(jìn)行濕蝕刻加工，所述石英玻璃基底的表面上已經(jīng)制成初始凹入部分，進(jìn)而在石英玻璃基底上制成大量的凹入部分。
在此方面，10wt％氫氟酸的水溶液和15wt％甘油溶液的混合物用于在室溫下濕蝕刻的蝕刻劑，基底的蝕刻時(shí)間為6.5小時(shí)。
4D然后，在石英玻璃基底的表面上的中心部分113cm×65cm的區(qū)域內(nèi)重新制成大量的初始凹入部分，在所述石英玻璃基底的表面上，用毫微微秒激光器以上述步驟已經(jīng)制成凹入部分。
在此方面，在0.1W的能量強(qiáng)度、5μm的光束直徑、和0.02秒的照射時(shí)間的條件下，用毫微微秒激光器進(jìn)行照射。
通過(guò)這種方法，初始凹入部分以任意的圖形在上述石英玻璃基底的整個(gè)區(qū)域上重新制成。所制成的初始凹入部分的平均直徑是10μm，初始凹入部分的每一個(gè)的深度是10μm，并且兩相鄰初始凹入部分之間的平均間隔是50μm。
5D然后，石英玻璃基底進(jìn)行濕蝕刻加工，進(jìn)而在石英玻璃基底上重新制成大量的凹入部分。
在此方面，10wt％氫氟酸的水溶液和15wt％甘油溶液的混合物用于在室溫下濕蝕刻的蝕刻劑，基底的蝕刻時(shí)間為80分鐘。
在此方面，40wt％氫氟銨的水溶液用于濕蝕刻的蝕刻劑，基底的蝕刻時(shí)間為100小時(shí)。
因此，獲得了具有用于顯微透鏡的凹入部分的晶片狀基底，其中大量的顯微透鏡的凹入部分隨機(jī)地形成在石英玻璃基底上。在此情況下，所制成的凹入部分的曲率半徑(即在顯微透鏡的中心部分附近的曲率半徑)是20μm，并且在兩個(gè)相鄰凹入部分之間的間隔(兩個(gè)相鄰凹入部分的中心之間的平均距離)是30μm。另外，當(dāng)從所獲得的具有凹入部分的基底的頂端看，在可用面積中被所有凹入部分占據(jù)的的面積與整個(gè)可用面積的比率是100％，凹入部分形成在所述可用面積上。獲得大量在任意兩個(gè)相鄰點(diǎn)(即在凹入部分與相鄰凹入部分之間)的距離，然后計(jì)算這些距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差。通過(guò)這種計(jì)算所獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差是大量距離的平均值的10％。
6D其后，非-聚合樹(shù)脂(即，UV-固化光學(xué)環(huán)氧粘結(jié)劑(其固化后具有1.59的折射率))被涂敷在此表面上，在所述表面上制成具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底的凹入部分。然后，這種樹(shù)脂被聚合并通過(guò)用紫外(射)線照射而硬化，進(jìn)而制成具有大量顯微透鏡的樹(shù)脂。
7D然后，具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底從顯微透鏡(即樹(shù)脂層)上被去除，所述基底是顯微透鏡的模子。此處，獲得具有1.2m×0.7m的矩形的顯微透鏡基底，所述顯微透鏡基底上隨機(jī)地排列大量的顯微透鏡8。所制成的顯微透鏡的平均直徑是40μm。另外，獲得大量的在任意相鄰兩點(diǎn)之間(即在顯微透鏡與相鄰顯微透鏡之間)的距離，然后，計(jì)算這些距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差。通過(guò)這樣的計(jì)算所獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差是這些大量的距離的平均值的10％。
(比較實(shí)例)首先，制備具有1mm的厚度的石英玻璃基底。
石英玻璃基底浸入清洗液中(即80vol％硫酸水溶液和20％過(guò)氧化氫水溶液)被清洗，所述溶液被加熱至85℃，進(jìn)而清洗它的表面。
1E然后，石英玻璃基底放置在CVD爐中，所述CVD爐設(shè)定在600℃和80Pa，SiH4氣體以300mL/分鐘的速度供應(yīng)至CVD爐中，此處，具有厚度0.6μm的多晶硅薄膜(掩模和后表面保護(hù)膜)通過(guò)CVD方法制成。
2E然后，具有顯微透鏡的規(guī)則圖案的保護(hù)層通過(guò)光刻法形成在所制成的多晶硅薄膜(掩模)上。然后，使用CF氣體對(duì)多晶硅薄膜進(jìn)行干蝕刻過(guò)程。然后，通過(guò)去除保護(hù)層在多晶硅薄膜(掩模)上制成開(kāi)口。
3E其次，大量的凹入部分通過(guò)石英玻璃基底進(jìn)行第一濕蝕刻加工而形成在石英玻璃上。
在此過(guò)程中，氫氟酸基蝕刻液體被用于蝕刻劑。
4E然后，多晶硅薄膜(掩模和后表面保護(hù)膜)通過(guò)使用CF氣體干蝕刻加工而去除。
通過(guò)這種方法，獲得了具有用于顯微透鏡的凹入部分的晶片狀基底，其中大量的用于顯微透鏡的凹入部分規(guī)則地形成在石英玻璃基底上。另外，當(dāng)從所獲得的具有凹入部分的基底的頂端看，在可用面積中被所有凹入部分占據(jù)的面積與整個(gè)可用面積的比率是98％，凹入部分形成在所述可用面積上。
然后，進(jìn)行上述5A過(guò)程，并且獲得相似于實(shí)例1的顯微透鏡基底，在所述顯微基底上規(guī)則地制成大量的顯微透鏡。所制成的顯微透鏡的平均直徑是72μm。
(評(píng)價(jià))在實(shí)例1和2中，通過(guò)物理方法或用激光束照射的方法制成開(kāi)口(初始孔)，能夠容易地實(shí)現(xiàn)較大尺寸的基底(例如1.2m×0.7m)的處理。此外，在實(shí)例3和4中，基體材料的初始凹入部分沒(méi)有形成掩模而直接形成，也能夠容易地實(shí)現(xiàn)大尺寸基底(例如1.2m×0.7m)的處理。另一方面，在比較實(shí)例中，通過(guò)光刻法在掩模上制成開(kāi)口，對(duì)大尺寸基底(例如1.2m×0.7m)的處理是困難的。特別是，由于在感光性樹(shù)脂上產(chǎn)生多個(gè)殘品，生產(chǎn)量是低的。
使用實(shí)例1至4和上述對(duì)比實(shí)例所獲得的顯微透鏡基底，制造如圖16和17所示的傳輸屏，并且如圖18所示的背面投影分別用傳輸屏制造。
當(dāng)圖象投影至所獲得的背面投影的每一個(gè)屏上時(shí)，能夠顯示明亮的圖象。而且，使用根據(jù)實(shí)例1至4的顯微透鏡基底在背面投影能夠令人滿(mǎn)意地確保防止衍射光或網(wǎng)紋干擾的發(fā)生。另一方面，使用根據(jù)比較實(shí)例的顯微透鏡基底在背面投影有衍射光和網(wǎng)紋干擾的發(fā)生。
因此，容易推測(cè)使用這樣的傳輸屏的投影顯示能夠在屏上投影明亮的圖象。
權(quán)利要求
1.一種基底，其包括多個(gè)凹入部分，所述凹入部分通過(guò)蝕刻加工形成在基底上，從而所述多個(gè)凹入部分隨機(jī)地排列在所述基底上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底，其中所述基底由碳酸鈉-氧化鈣玻璃組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底，其中基底具有可用面積，在所述可用面積內(nèi)形成全部凹入部分，其中當(dāng)從基底的頂端看，在可用面積中由所有凹入部分占據(jù)的面積與整個(gè)可用面積的比率是90％或更多。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底，其中凹入部分用作制造顯微透鏡。
5.一種顯微透鏡基底，其包括以光學(xué)隨機(jī)順序在基底上排列的多個(gè)顯微透鏡，顯微透鏡基底使用具有用于提供顯微透鏡的多個(gè)凹入部分的基底制造，所述多個(gè)凹入部分通過(guò)蝕刻加工形成在基底上，從而所述多個(gè)凹入部分隨機(jī)地排列在所述基底上。
6.一種傳輸屏，其包括顯微透鏡基底，多個(gè)顯微透鏡以光學(xué)隨機(jī)順序排列在所述基底上，使用具有用于提供顯微透鏡的多個(gè)凹入部分的基底制造顯微透鏡基底，所述多個(gè)凹入部分通過(guò)蝕刻加工形成在基底上，從而所述多個(gè)凹入部分隨機(jī)地排列在所述基底上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳輸屏，還包括具有菲涅耳透鏡的菲涅耳透鏡部分，所述菲涅耳透鏡部分具有發(fā)射面并且菲涅耳透鏡形成在所述發(fā)射面上，其中顯微透鏡基底排列在菲涅耳透鏡部分的發(fā)射面?zhèn)取?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳輸屏，其中每一個(gè)顯微透鏡的直徑在10-500μm的范圍內(nèi)。
9.一種背面投影，其包括傳輸屏，所述傳輸屏具有顯微透鏡基底，多個(gè)顯微透鏡以光學(xué)隨機(jī)順序排列在所述基底上，所述顯微透鏡基底使用具有用于提供顯微透鏡的多個(gè)凹入部分的基底制造，所述多個(gè)凹入部分通過(guò)蝕刻加工形成在基底上，從而所述多個(gè)凹入部分隨機(jī)地排列在所述基底上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背面投影，還包括投影光學(xué)單元；和光學(xué)導(dǎo)向鏡。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的具有多個(gè)凹入部分(3)的基底(2)包括具有多個(gè)凹入部分(3)的基底(5)。凹入部分(3)通過(guò)蝕刻加工形成在基底(5)上，從而多個(gè)凹入部分(3)隨機(jī)地排列在基底(5)上。首先，非－聚合樹(shù)脂涂敷表面上，在所述面上制成具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底(2)的凹入部分(3)。通過(guò)聚合和硬化(固化)該樹(shù)脂，進(jìn)一步從樹(shù)脂層(14)去除具有用于顯微透鏡的凹入部分的基底，樹(shù)脂層(14)形成在基底(5)上。因此，顯微透鏡(8)形成在樹(shù)脂層14上，所述顯微透鏡(8)由在凹入部分(3)中填充的樹(shù)脂組成并作為凸透鏡。
文檔編號(hào)G03B21/10GK1538237SQ200410032910
公開(kāi)日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2004年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月15日
發(fā)明者山下秀人, 坂口昌史, 清水信雄, 史, 雄 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社