JP2022035032A - Diffraction sheet and manufacturing method, and three-dimensional display device - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は、回折シートおよびその製造方法に関する。この回折シートを備えた3次元表示装置についても言及する。 The present invention relates to a diffraction sheet and a method for producing the same. A three-dimensional display device provided with this diffraction sheet will also be referred to.
光の回折現象を用いて光の方向を制御し、3次元像(立体像)を表示する様々な技術が知られている。
特許文献1には、液晶パネル等の遮光手段と回折パターンとを重ねることで、像飛びなく自然に動く3次元像を表示することが記載されている。
Various techniques for displaying a three-dimensional image (three-dimensional image) by controlling the direction of light by using the diffraction phenomenon of light are known.
特許文献2や特許文献3には、回折格子やホログラムなどの回折素子を複数配置し、光源と回折格子セルとカラーフィルターとを組み合わせることで、自然な色彩の立体像を表示する表示体が記載されている。
このように、複数の回折素子が配置された回折パターンと、液晶やカラーフィルターのような配列されたパターンとを位置合わせしつつ組み合わせることで、3次元像を動かしたりフルカラー表示したりできる。
In this way, by combining a diffraction pattern in which a plurality of diffraction elements are arranged and an arranged pattern such as a liquid crystal display or a color filter while aligning them, a three-dimensional image can be moved or displayed in full color.
上述した技術を用いて、より大きな3次元像を表示したいというニーズが存在する。しかしながら、可視光を回折する回折パターンはサブミクロンオーダーの微細な構造であり、電子線描画装置やレーザー描画装置等を用いて作製されるため、現状では一度に形成できるサイズの上限は10インチ(長方形の対角線)以下となっている。 There is a need to display a larger three-dimensional image using the above-mentioned technique. However, since the diffraction pattern that diffracts visible light has a fine structure on the order of sub-micron and is manufactured using an electron beam lithography system, a laser lithography system, etc., the upper limit of the size that can be formed at one time is 10 inches (currently). Diagonal line of rectangle) or less.
大面積の回折パターンを作成する方法として、特許文献4には、複数の単位原版からなる多面原版を用いて作成する方法が記載されている。
As a method for creating a diffraction pattern having a large area,
多面原版においては、複数の単位原版を整列配置する際の精度に限界があり、数十μmから数百μm程度のずれがどうしても生じてしまう。位置を変えながら単位原版の転写を複数回繰り返す場合も同様のずれが避けられない。
単に三次元像を表示するだけであればこのずれは許容できるが、3次元像を動かしたりフルカラー表示したりするためには、回折パターンと、カラーフィルターや液晶画素の配列パターンとを位置合わせする必要がある。良好な表示を行う観点からは、そのずれを配列ピッチの1/10以下程度に収める必要があるが、上述の状況より、特許文献4に記載の方法だけでは極めて困難であり、ほぼ不可能である。
In the multi-faceted original plate, there is a limit to the accuracy when arranging a plurality of unit original plates in an aligned manner, and a deviation of about several tens of μm to several hundreds of μm inevitably occurs. Similar deviations are unavoidable when the transfer of the unit original plate is repeated multiple times while changing the position.
This deviation can be tolerated if only a three-dimensional image is displayed, but in order to move the three-dimensional image or display it in full color, the diffraction pattern is aligned with the color filter or the arrangement pattern of the liquid crystal pixels. There is a need. From the viewpoint of good display, it is necessary to keep the deviation within about 1/10 of the arrangement pitch, but from the above situation, it is extremely difficult and almost impossible to use only the method described in
上記事情に鑑み、本発明は、大面積であっても高精度に配列された回折パターンを実現できる回折シートを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、動く3次元像やカラーの3次元像を表示できる大面積の3次元表示装置を提供することである。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a diffraction sheet capable of realizing a diffraction pattern arranged with high accuracy even in a large area.
Another object of the present invention is to provide a large-area three-dimensional display device capable of displaying a moving three-dimensional image or a color three-dimensional image.
本発明の第一の態様は、透明な基板上に第一配列パターンで配置された第一回折パターンと、第二配列パターンで配置された第二回折パターンとを含む回折層とを有する、対角10インチ以上の回折シートと、複数の画素を有する液晶装置、および2種類以上の色フィルタを有するカラーフィルターの何れかとを備える3次元表示装置である。
この3次元表示装置においては、回折シートの法線方向において、第一回折パターンおよび第二回折パターンと、画素または色フィルタとが重なって配置されており、かつそのずれ量が画素又は色フィルタのピッチの1/10以下である。
A first aspect of the present invention has a pair having a diffraction layer including a first diffraction pattern arranged in a first arrangement pattern and a second diffraction pattern arranged in a second arrangement pattern on a transparent substrate. It is a three-dimensional display device including any of a diffraction sheet having an angle of 10 inches or more, a liquid crystal device having a plurality of pixels, and a color filter having two or more types of color filters.
In this three-dimensional display device, the first diffraction pattern and the second diffraction pattern and the pixel or the color filter are arranged so as to overlap each other in the normal direction of the diffraction sheet, and the amount of deviation thereof is the pixel or the color filter. It is 1/10 or less of the pitch.
本発明の第二の態様は、回折シートの製造方法である。
この製造方法は、対角10インチ以上の透明な基板上に、第一未硬化樹脂層を形成するステップAと、第一版の一方の面に対角10インチ以上の矩形範囲にわたり形成された第一回折パターンを第一未硬化樹脂層に接触させるステップBと、第一配列パターンに基づいて形成された複数の第一開口を有する第一マスクを第一版上に配置し、光を照射して第一未硬化樹脂層のうち第一開口と重なる部位を硬化させるステップCと、基板上の第一未硬化樹脂層が形成された側に第二未硬化樹脂層を形成するステップDと、第二版の一方の面に対角10インチ以上の矩形範囲にわたり形成された、第一回折パターンと異なる第二回折パターンを第二未硬化樹脂層に接触させるステップEと、第一配列パターンと異なる第二配列パターンに基づいて形成された複数の第二開口を有する第二マスクを第二版上に配置し、光を照射して第二未硬化樹脂層のうち第二開口と重なる部位を硬化させるステップFとを備える。
A second aspect of the present invention is a method for manufacturing a diffraction sheet.
In this manufacturing method, step A for forming the first uncured resin layer on a transparent substrate having a diagonal of 10 inches or more and a rectangular range having a diagonal of 10 inches or more on one surface of the first plate were formed. Step B, in which the first diffraction pattern is brought into contact with the first uncured resin layer, and a first mask having a plurality of first openings formed based on the first arrangement pattern are placed on the first plate and irradiated with light. Then, step C of curing the portion of the first uncured resin layer that overlaps with the first opening, and step D of forming the second uncured resin layer on the side of the substrate on which the first uncured resin layer is formed. Step E, in which a second diffraction pattern different from the first diffraction pattern, which is formed on one surface of the second plate over a rectangular range of 10 inches or more diagonally, is brought into contact with the second uncured resin layer, and the first arrangement pattern. A second mask having a plurality of second openings formed based on a second arrangement pattern different from the above is placed on the second plate and irradiated with light to a portion of the second uncured resin layer that overlaps with the second opening. The step F for curing the light is provided.
本発明の第三の態様は、透明な基板と、基板上に第一配列パターンで配置された第一回折パターンと、基板上であって第一回折パターンと同じ側に第一回折パターンと異なる第二配列パターンで配置された第二回折パターンとを含む回折層とを備え、第二回折パターンが第一回折パターンよりも厚い回折シートである。 The third aspect of the present invention is different from the transparent substrate, the first diffraction pattern arranged in the first arrangement pattern on the substrate, and the first diffraction pattern on the substrate on the same side as the first diffraction pattern. It is a diffraction sheet having a diffraction layer including a second diffraction pattern arranged in a second arrangement pattern, and the second diffraction pattern is thicker than the first diffraction pattern.
本発明によれば、大面積であっても高精度に配列された回折パターンを実現できる。
これにより、動く3次元像やカラーの3次元像を表示できる大面積の3次元表示装置の実現に寄与できる。
According to the present invention, it is possible to realize a diffraction pattern arranged with high accuracy even in a large area.
This can contribute to the realization of a large-area 3D display device capable of displaying a moving 3D image or a color 3D image.
以下、本発明の第一実施形態について、図1から図14を参照しながら説明する。
まず、本実施形態に係る回折シート1の製造方法について説明する。
ステップAとして、図1に示すように、透明な基板10上に、光硬化樹脂を層状に配置して未硬化樹脂層(第一未硬化樹脂層)20を形成する。基板10としては、ガラスや各種樹脂を使用できる。光硬化樹脂の典型例は紫外線硬化樹脂であるが、それ以外の材料も使用できる。
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 14.
First, a method for manufacturing the
As step A, as shown in FIG. 1, a photocurable resin is arranged in a layer on a
ステップBとして、図2に示すように、第一版100を未硬化樹脂層20に接近させ、第一版100に形成された第一回折パターン100aを未硬化樹脂層20に接触させる。
第一版100は、対角10インチを超える大面積の透明版であり、特許文献4に記載された技術を用いて作製できる。例えば、対角10インチの単位原版を3×3で二次元マトリクス状に配列あるいは転写すると、対角30インチ程度の第一版100を作製できる。第一回折パターン100aは、第一版100の一方の面において、対角10インチ以上の矩形範囲に形成されており、作製しようとする回折シートとほぼ同様の寸法を有する。
As step B, as shown in FIG. 2, the
The
続くステップCにおいて、図3に示すように第一マスク110を第一版100上に配置し、未硬化樹脂層20を硬化させる光を照射する。
第一マスク110は、第一配列パターンに基づいて形成された複数の開口(第一開口)110aを有する。第一配列パターンは、例えばRGBカラーフィルターの赤フィルタの配列である。第一マスクは、カラーフィルターを形成するためのマスクと概ね同様であり、大面積のものも公知の方法で比較的簡便に作製できる。
ステップCにより、未硬化樹脂層20のうち、平面視において開口110aと重なり開口110a内に露出した部分のみが硬化する。第一版100および第一マスク110を移動させて硬化していない未硬化樹脂層を洗浄等により除去すると、図4に示すように、第一配列パターンにパターニングされた第一回折パターン21が基板10上に形成される。
なお、本明細書における開口は光が透過する部位を意味する。したがって、マスクに穴(空間)があることは必須ではない。
In the subsequent step C, as shown in FIG. 3, the first mask 110 is placed on the
The first mask 110 has a plurality of openings (first openings) 110a formed based on the first arrangement pattern. The first array pattern is, for example, an array of red filters of an RGB color filter. The first mask is almost the same as the mask for forming the color filter, and a mask having a large area can be relatively easily manufactured by a known method.
By step C, only the portion of the
The opening in the present specification means a portion through which light is transmitted. Therefore, it is not essential that the mask has holes (spaces).
続くステップDにおいて、基板10上の第一回折パターン21が形成された側に、光硬化樹脂を配置し、図5に示すように、未硬化樹脂層(第二未硬化樹脂層)20Aを形成する。この未硬化樹脂層20Aを構成する光硬化樹脂は、ステップAで用いたものと同一でもよいし、異なってもよい。未硬化樹脂層20Aは、第一回折パターン21の一部または全部を覆ってもよい。
In the following step D, the photocurable resin is arranged on the side of the
続くステップEとして、図6に示すように、第二版200を未硬化樹脂層20Aに接近させ、第二版200に形成された第二回折パターン200aを未硬化樹脂層20Aに接触させる。
第二版200は、第一版100と同様のサイズの透明な版である。第二回折パターン200aは、第一回折パターン100aと異なる回折パターンであり、第二版200の一方の面において、対角10インチ以上の矩形範囲に形成されている。
As a subsequent step E, as shown in FIG. 6, the
The
続くステップFにおいて、図7に示すように第二マスク210を第二版200上に配置し、未硬化樹脂層20Aを硬化させる光を照射する。
第二マスク210は、第一配列パターンと異なる第二配列パターンに基づいて形成された複数の開口(第二開口)210aを有する。第二配列パターンは、例えばRGBカラーフィルターの緑フィルタの配列である。
ステップFにより、未硬化樹脂層20Aのうち、平面視において開口210aと重なり開口210a内に露出した部分のみが硬化する。第二版200および第二マスク210を移動させて硬化していない未硬化樹脂層を洗浄等により除去すると、図8に示すように、第二配列パターンにパターニングされた第二回折パターン22が基板10上に形成される。このとき、第一回折パターン21の一部または全部を覆っていた未硬化樹脂も除去される。
In the subsequent step F, as shown in FIG. 7, the second mask 210 is placed on the
The second mask 210 has a plurality of openings (second openings) 210a formed based on a second arrangement pattern different from the first arrangement pattern. The second array pattern is, for example, an array of green filters of an RGB color filter.
By step F, of the
続くステップGにおいて、基板10上の第二回折パターン22が形成された側に、光硬化樹脂を配置し、図9に示すように、未硬化樹脂層(第三未硬化樹脂層)20Bを形成する。未硬化樹脂層20Bを構成する光硬化樹脂は、ステップAおよびDで用いたもののいずれかと同一でもよいし、いずれとも異なってもよい。未硬化樹脂層20Bは、第一回折パターン21および第二回折パターン22の一部または全部を覆ってもよい。
In the following step G, the photocurable resin is arranged on the side of the
続くステップHとして、図10に示すように、第三版300を未硬化樹脂層20Bに接近させ、第三版300に形成された第三回折パターン300aを未硬化樹脂層20Bに接触させる。
第三版300は、第一版100および第二版200と同様のサイズの透明な版である。第三回折パターン300aは、第一回折パターン100aおよび第二回折パターン200aのいずれとも異なる回折パターンであり、第三版300の一方の面において、対角10インチ以上の矩形範囲に形成されている。
As a subsequent step H, as shown in FIG. 10, the
The
続くステップIにおいて、図11に示すように第三マスク310を第三版300上に配置し、未硬化樹脂層20Bを硬化させる光を照射する。
第三マスク310は、第一配列パターンおよび第二配列パターンのいずれとも異なる第三配列パターンに基づいて形成された複数の開口(第三開口)310aを有する。第三配列パターンは、例えばRGBカラーフィルターの青フィルタの配列である。
ステップIにより、未硬化樹脂層20Bのうち、平面視において開口310aと重なり開口310a内に露出した部分のみが硬化する。第三版300および第三マスク310を移動させて硬化していない未硬化樹脂層を洗浄等により除去すると、図12に示すように、第三配列パターンにパターニングされた第三回折パターン23が基板10上に形成される。
In the following step I, as shown in FIG. 11, the
The
By step I, of the
以上の工程を経て、本実施形態の回折シート1が製造される。回折シート1は、図12に示すように、基板10上に、第一回折パターン21、第二回折パターン22、および第三回折パターン23を含む回折層30を備えて構成されている。
第一回折パターン21、第二回折パターン22、および第三回折パターン23は、回折シート1の平面視において、それぞれ第一配列パターン、第二配列パターン、および第三配列パターンに基づいて精度良く配置されている。したがって、第一配列パターン、第二配列パターン、および第三配列パターンに基づいて三色の色フィルタが配置されたカラーフィルターや、開口110a、開口210a、および開口310aと同一サイズの画素が配列された、液晶層と駆動基板とを有する液晶装置に、位置合わせしつつ取り付けることにより、回折シート1の法線方向において各回折パターン21、22、23を色フィルタや画素と重ね合わせ、かつそのずれ量を色フィルタや画素のピッチの1/10以下に抑えることができる。
Through the above steps, the
The
本実施形態に係る回折シートの製造方法によれば、ステップB、E、Hで用いる各版においては、パターニングされていない全面回折パターンを用い、ステップC、F、Iにおけるマスクを用いた光照射により、未硬化樹脂層をパターニングしつつ硬化させる。
これにより、対角10インチ以上の大面積であっても、高いパターニング精度を実現しつつ複数の回折パターンを含む回折層30を形成できる。
According to the method for manufacturing a diffraction sheet according to the present embodiment, in each of the plates used in steps B, E, and H, an unpatterned full-face diffraction pattern is used, and light irradiation using a mask in steps C, F, and I is performed. Allows the uncured resin layer to be cured while being patterned.
This makes it possible to form the
本実施形態では、版とマスクとを用いた回折パターンの形成を3セット行う例を説明したが、これは一例に過ぎない。回折パターンの形成回数は、2以上の所望の回数とできる。例えば、再生される3次元像が少しずつ異なる複数のパターンを形成し、液晶装置に取り付けて表示装置を構成することにより、動く三次元像を表示することが可能になる。 In this embodiment, an example of forming three sets of diffraction patterns using a plate and a mask has been described, but this is only an example. The number of times the diffraction pattern is formed can be a desired number of two or more. For example, a moving three-dimensional image can be displayed by forming a plurality of patterns in which the reproduced three-dimensional images are slightly different and attaching them to a liquid crystal device to form a display device.
図13に示す変形例の回折シート1Aは、基板10と回折層30との間に複数種類の色フィルタを含むカラーフィルター40を備えている。
回折シート1Aの製造時は、カラーフィルターの各色フィルタを形成する際のマスクを、そのまま第一マスク110、第二マスク210、および第三マスク310として使用できるため、各回折パターンと対応する色フィルタとのずれ量を色フィルタのピッチの1/10以下に抑えつつ、簡便に製造できる。
The
At the time of manufacturing the
図14に示す変形例の回折シート1Bは、回折層に代えて回折層40Aを備えている。回折層40Aは、赤色の色材を含有する第一回折パターン41と、緑色の色材を含有する第二回折パターン42と、青色の色材を含有する第三回折パターン43とを有する。すなわち、回折層40Aは、カラーフィルターとしても機能する。
回折シート1Bは、未硬化樹脂層の材料に対応する色材を混合するだけで、上述と同様の手順により作製できる。回折シート1Bにおいては、カラーフィルターと回折パターンとのずれが全く生じないという利点がある。
The
The
本発明の第二実施形態について、図15から図17を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 17. In the following description, the same reference numerals will be given to the configurations common to those already described, and duplicate description will be omitted.
図15は、本実施形態に係る回折シート2を示す模式図である。回折シート2は、回折層30に代えて回折層30Aを備えている。
回折層30Aを構成する3つの回折パターンのうち、第一回折パターン21は、第一実施形態と同一である。第二回折パターン22Aは、パターン自体は第二回折パターン22と同一であるものの、第二回折パターン22より厚く形成されている。第三回折パターン23Aは、パターン自体は第三回折パターン23と同一であり、第二回折パターン22Aよりもさらに厚く形成されている。
FIG. 15 is a schematic view showing the
Of the three diffraction patterns constituting the
回折シート2は、概ね第一実施形態と同様の手順で製造できる。第一実施形態からの変更点は、以下の通りである。
・ステップEにおいて、未硬化樹脂層20Aを未硬化樹脂層20よりも厚く形成する。
・ステップFにおいて、第二版200は第一版100よりも高い位置で停止される。
・ステップGにおいて、未硬化樹脂層20Bを未硬化樹脂層20Aよりも厚く形成する。
・ステップHにおいて、第三版300は第二版200よりも高い位置で停止される。
回折層における回折パターンの種類が増える場合は、同様に、新しく形成する未硬化樹脂層を、直前に形成した未硬化樹脂層よりも厚く形成すればよい。
The
-In step E, the
-In step F, the
-In step G, the
-In step H, the
Similarly, when the types of diffraction patterns in the diffraction layer increase, the newly formed uncured resin layer may be formed thicker than the uncured resin layer formed immediately before.
本実施形態に係る回折シートおよびその製造方法は、第一実施形態と同様の効果を奏する。
さらに、後に形成される回折パターンが、より厚く形成されるため、版が既に形成された回折パターンと接触しにくい。その結果、形成済みの回折パターンの変形や損傷等を好適に抑制できる。
The diffraction sheet and the method for manufacturing the diffraction sheet according to the present embodiment have the same effects as those of the first embodiment.
Further, since the diffraction pattern formed later is formed thicker, it is difficult for the plate to come into contact with the already formed diffraction pattern. As a result, deformation and damage of the formed diffraction pattern can be suitably suppressed.
本実施形態において、回折パターン間の段差の寸法は適宜設定でき、例えば100nm以上10μm以下とできる。段差が大きすぎると、隣接する色フィルタや画素に入射して迷光となる漏れ光が増加する点に注意する。
回折パターンの平均ピッチをd、光の波長をλ、回折角θとすると、以下の式1が成り立つ。
Sin(θ)=λ/d …(1)
このとき、回折シート1の平面視における漏れ光の幅wは、以下の式2により算出できる。wの値を色フィルタや画素のピッチの1/10以下に抑えることにより、迷光の影響を問題ない程度に小さくできる。
w=h×tan(θ) …(2)
In the present embodiment, the size of the step between the diffraction patterns can be appropriately set, and can be, for example, 100 nm or more and 10 μm or less. Note that if the step is too large, the amount of leaked light that enters the adjacent color filter or pixel and becomes stray light increases.
Assuming that the average pitch of the diffraction pattern is d, the wavelength of light is λ, and the diffraction angle θ, the following
Sin (θ) = λ / d ... (1)
At this time, the width w of the leaked light in the plan view of the
w = h × tan (θ)… (2)
他の観点として、段差の寸法は、後から形成される回折パターンの高さ、すなわち表面凹凸の深さ以上であることが好ましく、表面凹凸の深さの1.5倍以上であることが好ましい。このようにすると、より厚い未硬化樹脂層に版を接触させる際に、版が既に形成された回折パターンに接触しにくく、形成済みの回折パターンが好適に保持される。 From another viewpoint, the dimension of the step is preferably the height of the diffraction pattern formed later, that is, the depth of the surface unevenness or more, and preferably 1.5 times or more the depth of the surface unevenness. .. By doing so, when the plate is brought into contact with the thicker uncured resin layer, the plate is less likely to come into contact with the already formed diffraction pattern, and the formed diffraction pattern is preferably retained.
本発明に係る回折シートを適用した3次元表示装置について説明する。図16は、液晶装置LCの入射側に回折シート1を配置した3次元表示装置51の模式図である。回折層30から射出する光は不図示の光源から回折シート1に入射した光よりも回折シート1に対して垂直に近い角度を有するため、回折シート1の回折パターンと液晶装置LCの画素とを適切にアライメントすることにより、液晶装置LCや液晶装置にLCに取り付けられたカラーフィルターに対して精度よく光を導ける。
A three-dimensional display device to which the diffraction sheet according to the present invention is applied will be described. FIG. 16 is a schematic view of a three-
図17は、液晶装置LCの出射側に回折シート1を配置した3次元表示装置52の模式図である。液晶装置LCに入射する光は、回折シート1を通ることにより指向性の強い光となるため、高いコントラストや優れた発色の表示をすることが可能になる。
3次元表示装置51、52のいずれの場合においても、回折シートと液晶装置やカラーフィルターとの距離が500μm以下であると、両者の間で生じる光線のずれを抑制できるため好ましい。回折シートと液晶装置等は、密着して(すなわち距離ゼロ)配置されてもよい。この場合、回折の効果を十分に発揮させる観点からは、回折パターンと液晶装置との間にわずかに空気層もしくは真空層が存在してもよい。
回折シートと液晶装置等を接着剤または粘着剤を介して密着させる場合は、回折パターンの樹脂の屈折率と、接着剤または粘着剤の屈折率とを異ならせる必要がある。
FIG. 17 is a schematic view of a three-
In any of the three-
When the diffraction sheet and the liquid crystal device are brought into close contact with each other via an adhesive or an adhesive, it is necessary to make the refractive index of the resin of the diffraction pattern different from the refractive index of the adhesive or the adhesive.
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせなども含まれる。以下にいくつか変更を例示するが、これらはすべてではなく、それ以外の変更も可能である。これらの変更が2以上適宜組み合わされてもよい。 Although each embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and changes and combinations of configurations within a range that does not deviate from the gist of the present invention are also possible. included. Some changes are illustrated below, but not all, and other changes are possible. Two or more of these changes may be combined as appropriate.
・回折パターンの弾性率を適切に設定することにより、回折パターン間に段差を設けない場合も、形成済みの回折パターンが版により破損することや、新たに形成する回折パターンにおいて圧力ムラにより転写不良が生じることを抑制できる。このような観点からは、形成された(すなわち硬化後の)回折パターンの弾性率(硬度)が、室温で0.5MPa~100GPaであることが好ましく、2500MPa~13GPaであることがより好ましい。 -By appropriately setting the elastic modulus of the diffraction pattern, even if there is no step between the diffraction patterns, the formed diffraction pattern will be damaged by the plate, and transfer defects will occur due to pressure unevenness in the newly formed diffraction pattern. Can be suppressed. From such a viewpoint, the elastic modulus (hardness) of the formed (that is, after curing) diffraction pattern is preferably 0.5 MPa to 100 GPa at room temperature, and more preferably 2500 MPa to 13 GPa.
・製造方法において使用する各版の回折パターン表面に離型層を設けてもよい。このようにすると、ステップC、F、I等において、未硬化樹脂層の硬化後に版を容易に剥離でき、回折パターンを好適に形成できる。
離形層の材料としては、シリコーン、フッ素系樹脂、アルキル基を有する高分子等の、滑りをよくするものや、加熱により脆くなる熱硬化性樹脂等を例示できる。
後者の場合は、光照射により未硬化樹脂層の硬化した後に版を加熱して離型層を硬化する。その後、版を移動させると、脆くなった離型層が版から剥離して回折パターン上に残留することにより、版が容易に回折パターンから剥離される。その後、剥離した離型層を洗浄等により回折パターン上から除去する。回折シートの製造後、次回の製造に備えて版に新しい離型層を配置しておく。加熱して版から剥離させる離型層の厚みは、例えば10nm以上1μm以下とできる。
-A release layer may be provided on the surface of the diffraction pattern of each plate used in the manufacturing method. By doing so, in steps C, F, I and the like, the plate can be easily peeled off after the uncured resin layer is cured, and a diffraction pattern can be suitably formed.
Examples of the material of the release layer include silicone, a fluororesin, a polymer having an alkyl group, and the like that improve slipperiness, and a thermosetting resin that becomes brittle by heating.
In the latter case, the uncured resin layer is cured by light irradiation, and then the plate is heated to cure the release layer. After that, when the plate is moved, the brittle release layer is separated from the plate and remains on the diffraction pattern, so that the plate is easily separated from the diffraction pattern. Then, the peeled release layer is removed from the diffraction pattern by washing or the like. After manufacturing the diffractive sheet, a new release layer is placed on the plate for the next manufacturing. The thickness of the release layer to be peeled off from the plate by heating can be, for example, 10 nm or more and 1 μm or less.
・回折パターン上に回折パターンを形成する樹脂と屈折率が異なる透明材料を配置することにより、回折層の表面を平坦にしてもよい。透明材料として粘着性の樹脂材料を使用することにより、回折層を直接液晶装置やカラーフィルター等に接合できる。
回折パターンは、空気等の気体層または真空層と隣接させることにより、入射した光を好適に回折させることができる。
-The surface of the diffraction layer may be flattened by arranging a transparent material having a refractive index different from that of the resin forming the diffraction pattern on the diffraction pattern. By using an adhesive resin material as the transparent material, the diffraction layer can be directly bonded to a liquid crystal display, a color filter, or the like.
By adjoining the diffraction pattern with a gas layer such as air or a vacuum layer, the incident light can be suitably diffracted.
・未硬化樹脂層は、熱硬化性樹脂で形成されてもよい。この場合は、配列パターンに対応する領域のみを加熱することにより、各回折パターンを形成できる。この場合、版は透明でなくてもよいため、ニッケル等の金属で形成することにより、耐久性を向上できる。 -The uncured resin layer may be formed of a thermosetting resin. In this case, each diffraction pattern can be formed by heating only the region corresponding to the arrangement pattern. In this case, since the plate does not have to be transparent, durability can be improved by forming it from a metal such as nickel.
・本発明の回折シートにおいて、複数の回折パターンは、隙間なく配置されてもよいし、一定幅の隙間(ギャップ)を空けて配置されてもよい。ギャップの幅が液晶画素における隔壁や、カラーフィルターに形成されたブラックマトリクスの平面視における幅以下であれば、表示品質に及ぼす影響を最小限とできる。隔壁やブラックマトリクスの一般的な寸法に鑑みると、ギャップの幅は1μm~100μm程度が好ましく、5μm~40μm程度がさらに好ましい。 -In the diffraction sheet of the present invention, a plurality of diffraction patterns may be arranged without a gap, or may be arranged with a gap of a certain width. If the width of the gap is equal to or less than the width in the plan view of the partition wall in the liquid crystal pixel or the black matrix formed in the color filter, the influence on the display quality can be minimized. Considering the general dimensions of the partition wall and the black matrix, the width of the gap is preferably about 1 μm to 100 μm, more preferably about 5 μm to 40 μm.
1、1A、1B、2 回折シート
10 基板
20 未硬化樹脂層(第一未硬化樹脂層)
20A 未硬化樹脂層(第二未硬化樹脂層)
20B 未硬化樹脂層(第三未硬化樹脂層)
21、41 第一回折パターン
22、22A、42 第二回折パターン
30、40A 回折層
40 カラーフィルター
51、52 3次元表示装置
100 第一版
100a 第一回折パターン
110 第一マスク
110a 開口(第一開口)
200 第二版
200a 第二回折パターン
210 第二マスク
210a 開口(第二開口)
LC 液晶装置
1, 1A, 1B, 2
20A uncured resin layer (second uncured resin layer)
20B uncured resin layer (third uncured resin layer)
21, 41
200
LC liquid crystal display
Claims (18)
複数の画素を有する液晶装置、および2種類以上の色フィルタを有するカラーフィルターの何れかと、
光源と、
を備え、
前記回折シートの法線方向において、前記第一回折パターンおよび前記第二回折パターンと、前記画素又は前記色フィルタとが重なって配置されており、かつそのずれ量が前記画素又は前記色フィルタのピッチの1/10以下である、
3次元表示装置。 A diffraction sheet having a diagonal of 10 inches or more and having a diffraction layer including a first diffraction pattern arranged in a first arrangement pattern and a second diffraction pattern arranged in a second arrangement pattern on a transparent substrate.
A liquid crystal display having a plurality of pixels, or a color filter having two or more types of color filters.
Light source and
Equipped with
The first diffraction pattern and the second diffraction pattern are arranged so as to overlap the pixel or the color filter in the normal direction of the diffraction sheet, and the amount of deviation thereof is the pitch of the pixel or the color filter. Is less than 1/10 of
3D display device.
請求項1に記載の3次元表示装置。 The diffraction sheet is arranged between the light source and the liquid crystal display or the color filter.
The three-dimensional display device according to claim 1.
請求項1に記載の3次元表示装置。 The liquid crystal display or the color filter is arranged between the light source and the diffraction sheet.
The three-dimensional display device according to claim 1.
請求項1に記載の3次元表示装置。 The diffraction layer is bonded to the liquid crystal display or the color filter by a transparent adhesive material.
The three-dimensional display device according to claim 1.
請求項1に記載の3次元表示装置。 A gas layer or a vacuum layer is adjacent to the diffractive layer,
The three-dimensional display device according to claim 1.
第一版の一方の面に対角10インチ以上の矩形範囲にわたり形成された第一回折パターンを前記第一未硬化樹脂層に接触させるステップBと、
第一配列パターンに基づいて形成された複数の第一開口を有する第一マスクを前記第一版上に配置し、光を照射して前記第一未硬化樹脂層のうち前記第一開口と重なる部位を硬化させるステップCと、
前記基板上の第一未硬化樹脂層が形成された側に第二未硬化樹脂層を形成するステップDと、
第二版の一方の面に対角10インチ以上の矩形範囲にわたり形成された、前記第一回折パターンと異なる第二回折パターンを前記第二未硬化樹脂層に接触させるステップEと、
前記第一配列パターンと異なる第二配列パターンに基づいて形成された複数の第二開口を有する第二マスクを前記第二版上に配置し、光を照射して前記第二未硬化樹脂層のうち前記第二開口と重なる部位を硬化させるステップFと、
を備える、
回折シートの製造方法。 Step A for forming the first uncured resin layer on a transparent substrate with a diagonal of 10 inches or more,
Step B, in which the first diffraction pattern formed on one surface of the first plate over a rectangular range of 10 inches or more diagonally is brought into contact with the first uncured resin layer,
A first mask having a plurality of first openings formed based on the first arrangement pattern is placed on the first plate and irradiated with light so as to overlap with the first opening of the first uncured resin layer. Step C to cure the site and
Step D of forming the second uncured resin layer on the side of the substrate on which the first uncured resin layer is formed, and
Step E, in which a second diffraction pattern different from the first diffraction pattern formed on one surface of the second plate over a rectangular range of 10 inches or more diagonally is brought into contact with the second uncured resin layer,
A second mask having a plurality of second openings formed based on a second arrangement pattern different from the first arrangement pattern is placed on the second plate and irradiated with light to form the second uncured resin layer. Of these, step F, which cures the portion overlapping the second opening, and
To prepare
Diffractive sheet manufacturing method.
請求項6に記載の回折シートの製造方法。 The hardness of the first uncured resin layer after curing is 0.5 MPa to 100 GPa at room temperature.
The method for manufacturing a diffraction sheet according to claim 6.
請求項6に記載の回折シートの製造方法。 In step D, the second uncured resin layer is formed thicker than the first uncured resin layer.
The method for manufacturing a diffraction sheet according to claim 6.
請求項8に記載の回折シートの製造方法。 The difference in thickness between the second uncured resin layer and the first uncured resin layer is equal to or greater than the height of the second diffraction pattern.
The method for manufacturing a diffraction sheet according to claim 8.
請求項6に記載の回折シートの製造方法。 At least one of the first and second editions has a release layer on one of the surfaces.
The method for manufacturing a diffraction sheet according to claim 6.
請求項10に記載の回折シートの製造方法。 The release layer contains any one of a thermosetting resin, a silicone, a fluororesin, and a polymer containing an alkyl group as a main component.
The method for manufacturing a diffraction sheet according to claim 10.
前記基板上に第一配列パターンで配置された第一回折パターンと、前記基板上であって前記第一回折パターンと同じ側に前記第一配列パターンと異なる第二配列パターンで配置された第二回折パターンと、を含む回折層と、
を備え、
前記第二回折パターンは前記第一回折パターンよりも厚い、
回折シート。 With a transparent board,
The first diffraction pattern arranged on the substrate in the first arrangement pattern, and the second arrangement on the substrate on the same side as the first diffraction pattern in a second arrangement pattern different from the first arrangement pattern. Diffraction patterns, including diffraction layers,
Equipped with
The second diffraction pattern is thicker than the first diffraction pattern.
Diffraction sheet.
請求項12に記載の回折シート。 The difference in thickness between the second diffraction pattern and the first diffraction pattern is greater than or equal to the depth of the surface unevenness of the second diffraction pattern.
The diffraction sheet according to claim 12.
請求項12に記載の回折シート。 The difference in thickness between the second diffraction pattern and the first diffraction pattern is 100 nm or more and 10 μm or less.
The diffraction sheet according to claim 12.
平面視において、前記第一回折パターンおよび前記第二回折パターンと前記色フィルタとのずれが、前記色フィルタのピッチの1/10以下である、
請求項12に記載の回折シート。 A color filter provided between the first diffraction pattern and the second diffraction pattern and the substrate and including a plurality of color filters is further provided.
In a plan view, the deviation between the first diffraction pattern and the second diffraction pattern and the color filter is 1/10 or less of the pitch of the color filter.
The diffraction sheet according to claim 12.
前記回折層がカラーフィルターとして機能する、
請求項12に記載の回折シート。 The first diffraction pattern and the second diffraction pattern contain a coloring material, and the first diffraction pattern and the second diffraction pattern contain a coloring material.
The diffraction layer functions as a color filter.
The diffraction sheet according to claim 12.
請求項12に記載の回折シート。 It has a gap of 1 μm or more and 100 μm or less between the first diffraction pattern and the second diffraction pattern.
The diffraction sheet according to claim 12.
請求項12に記載の回折シート。 The plan view shape is a rectangle with a diagonal of 10 inches or more.
The diffraction sheet according to claim 12.
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