JP2004246293A - Lenticular lens sheet and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクションテレビやマイクロフィルムリーダー等の画面として用いられる投写スクリーンに使用されるレンチキュラーレンズシートおよびその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは外観が良好で、コントラストの高い画像を提供できるレンチキュラーレンズシートおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
CRTプロジェクター、LCDプロジェクター、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)プロジェクター等の投射装置を用いたプロジェクションテレビやマイクロフィルムリーダー等の投写スクリーンにおいては、投射された画像を結像するとともに、入射光を拡散させて視野角を広げるために、フレネルレンズシート等と組み合わせてレンチキュラーレンズシートが使用されている。
【0003】
このレンチキュラーレンズシートは、入射面および出射面の少なくとも一方の面に断面略楕円状のレンチキュラーレンズが多数連設して形成されており、透過型あるいは反射型の液晶表示素子を用いたLCDプロジェクターやDMDプロジェクターに使用される場合は入射面にのみレンチキュラーレンズが形成された片面レンチキュラーレンズシートが使用され、CRTプロジェクターに使用される場合には入射面および出射面の両面にレンチキュラーレンズが形成された両面レンチキュラーレンズシートが使用される。
【0004】
このようにレンチキュラーレンズシートでは、細長い多数のレンチキュラーレンズが連設して配列されたものであるため、入射面に形成されたレンチキュラーレンズの屈折集光作用により光の通過しない帯状の暗部(光不透過部)が形成される。一方、プロジェクションテレビ等の投写スクリーンとしては、明るい室内で画像を観察する場合にも、画像が鮮明に観察できるようなコントラストの高い画像が要求される。このため、投写スクリーンにおいては、レンチキュラーレンズシートの出射面の上記光不透過部に黒色の顔料や染料等を含む黒色インキ等の光吸収材料を用いて光吸収層(ブラックストライプ)を形成することによって、外光の反射を防止し画像のコントラストを向上させている。
【0005】
このような光吸収層の形成は、一般的にはスクリーン印刷等の印刷法(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)によって行われ、隣接するレンチキュラーレンズ間の凹部等に光吸収層を形成する場合にはスキージを使用して光吸収材料を凹部に延展する方法(例えば、特許文献3参照。)等で行われている。
【0006】
一方、プロジェクションテレビ等の映像表示機器では、近年、映像の高解像度化に対応させるため、高画質化、高精細化への要求が強くなってきている。このため、プロジェクションテレビ等のスクリーンとして使用されるレンチキュラーレンズシートにおいても高解像度化が要求されてきており、レンチキュラーレンズのピッチが0.5mm以下、特に片面レンチキュラーレンズシートでは0.3mm以下と非常に細かいものが要求されてきている(例えば、特許文献4、特許文献5参照。)。
【0007】
【特許文献1】
特開平8−207160号公報
【0008】
【特許文献2】
特開2000−147666号公報
【0009】
【特許文献3】
特開2002−169223号公報
【0010】
【特許文献4】
特開平3−127041号公報
【0011】
【特許文献5】
特開平4−163113号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなファインピッチのレンチキュラーレンズシートに従来の印刷法によって光吸収層を形成した場合には、レンチキュラーレンズのファインピッチ化に起因して、レンチキュラーレンズへの光吸収材料残りにより筋ムラ等の外観不良の原因となる印刷斑が発生しやすく、細く均一な幅で光吸収層を形成することは非常に困難であった。また、スキージを使用して光吸収材料を凹部へ延展する方法では、光吸収材料をスキージで過剰に掻き取ってしまい光吸収層の幅が不均一となったり十分なコントラスト向上効果が得られないという問題があった。逆に、スキージによる過剰な光吸収材料の掻き取りを防ぐために、掻き取り量を少なくすると光吸収材料が凹部を超えてレンチキュラーレンズまではみ出してしまうという問題があり、スキージを用いて光吸収層を形成する場合も、細く均一な幅で光吸収層を形成することは非常に困難であった。
【0013】
このような問題点を解決するために、図4に示したように凹部の立ち上がり面6とレンチキュラーレンズ1との間に平坦部5を形成して、光吸収材料が凹部を超えて平坦部5にはみ出した場合にも光吸収材料がレンチキュラーレンズまで達しないようにすることが提案されている。しかし、このようなレンチキュラーレンズシートでは、平坦部5を設けることにより光吸収層の割合(BS率)が低下するとともに、平坦部5上に光吸収材料が残り外観斑の原因となるという問題点を有していた。
【0014】
そこで、本発明の目的は、ファインピッチであるレンチキュラーレンズシートにおいても、コントラストが高く、外観斑のない細く均一な幅のブラックストライプを有するレンチキュラーレンズシートを提供することにある。
【0015】
【課題を解決させるための手段】
すなわち、本発明のレンチキュラーレンズシートは、少なくとも出射面に多数のレンチキュラーレンズを有し、隣接するレンチキュラーレンズ間に形成された凹部に光吸収材料が充填された光吸収層を有するレンチキュラーレンズシートであって、前記凹部の立ち上がり面に接合して前記レンチキュラーレンズ面が形成され、凹部の立ち上がり面とレンチキュラーレンズの接合点における凹部の立ち上がり面の傾斜角をα、該接合点におけるレンチキュラーレンズの傾斜角をβとしたとき、次の式(1)を満足することを特徴とするものである。
【0016】
【数3】
また、本発明のレンチキュラーレンズシートの製造方法は、少なくとも出射面に多数のレンチキュラーレンズを有し、隣接するレンチキュラーレンズ間に形成された凹部に光吸収材料が充填された光吸収層を有するレンチキュラーレンズシートの製造方法であって、前記凹部の立ち上がり面に接合して前記レンチキュラーレンズ面が形成され、凹部の立ち上がり面とレンチキュラーレンズの接合点における凹部の立ち上がり面の傾斜角をα、該接合点におけるレンチキュラーレンズの傾斜角をβとしたとき、次の式(1)を満足するレンチキュラーレンズシートの前記凹部に弾性体スキージを用いて光吸収材を充填し光吸収層を形成することを特徴とするものである。
【0017】
【数4】
【0018】
【発明の実施の形態】
まず、本発明のレンチキュラーレンズシートについて、図1を参照して説明する。
図1は、出射面側および入射面側にレンチキュラーレンズ1、2が同一ピッチで形成された両面レンチキュラーレンズシートであり、出射面側に形成されたレンチキュラーレンズ1の間に形成された凹部に光吸収材料が充填され光吸収層3が形成されている。
【0019】
本発明の出射面側に形成されたレンチキュラーレンズ1とこのレンチキュラーレンズ1の間に形成された凹部とは、図1に示したように、凹部の立ち上がり面6とレンチキュラーレンズ1とが接合されており、図4に示したような凹部の立ち上がり面6とレンチキュラーレンズ1との間に平坦面を介することなく直接接合されている。また、本発明においては、凹部の立ち上がり面6とレンチキュラーレンズ1の接合点における凹部の立ち上がり面6の傾斜角をαとし、接合点におけるレンチキュラーレンズ1の傾斜角をβとしたとき、傾斜角αとβがα>βを満足することが必要である。
【0020】
これは、凹部の立ち上がり面6の傾斜角αとレンチキュラーレンズ1の傾斜角βとが、上記関係にあることにより、凹部に光吸収材料をスキージを用いて充填し光吸収層を形成する際に、スキージをレンチキュラーレンズシートに押圧することによりスキージはレンチキュラーレンズ1に沿って湾曲するが、凹部に沿っては湾曲しないため、凹部の立ち上がり面6とレンチキュラーレンズ1の接合点を越えてレンチキュラーレンズ1側に光吸収層が形成されることがなく、凹部の立ち上がり面6とレンチキュラーレンズ1の接合点までの正確な位置に光吸収層3を形成することができ、ファインピッチであるレンチキュラーレンズシートにおいても、外観斑のない細く均一な幅の光吸収層を形成することができるためである。凹部の立ち上がり面6の傾斜角αは、60〜90°の範囲であることが好ましく、より好ましくは60〜90°の範囲、さらに好ましくは70〜90°の範囲である。レンチキュラーレンズ1の傾斜角をβは、5〜50°の範囲であることが好ましく、より好ましくは10〜40°の範囲、さらに好ましくは10〜30°の範囲である。
【0021】
本発明は、レンチキュラーレンズのピッチが0.5mm以下のファインピッチのレンチキュラーレンズシートの製造に適しており、特に、高解像度の液晶表示素子を用いたLCDプロジェクターやDMDプロジェクターに使用されるピッチ0.3mm以下のレンチキュラーレンズシートに適したものである。これは、このようなファインピッチのレンチキュラーレンズシートにおいては、その出射面に形成する光吸収層のピッチもレンチキュラーレンズと同一のファインピッチとなるためである。
【0022】
また、本発明において、レンチキュラーレンズは熱可塑性樹脂を押出成型することによって形成されたものであってもよいが、ファインピッチのレンズパターンを高精度に生産性よく製造できることから、図1に示したように透光性基材4の出射面側および入射面側にレンチキュラーレンズが活性エネルギー線硬化性樹脂により形成されるレンチキュラーレンズシートに適している。
【0023】
レンチキュラーレンズシートの光出射面側の凹部に充填し光吸収層3を形成する光吸収材料としては、染料系、カーボンブラック系、金属酸化物あるいはこれらにより着色された樹脂ビーズ等の光吸収剤を含有した材料を使用することができる。これら光吸収剤の含有割合としては、染料系やカーボンブラック系の光吸収剤の場合には0.5〜20重量%の範囲、樹脂ビーズの光吸収剤の場合には5〜20重量%の範囲で含有することが好ましい。また、カーボンブラック、金属酸化物や樹脂ビーズ等の微粒子を用いる場合には、粒径が0.5〜250μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは1〜100μmの範囲のものである。
【0024】
本発明においては、光吸収層3を形成する光吸収材料としては、上記のような光吸収剤を含有するものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、光吸収剤を含有する活性エネルギー線硬化性樹脂、スクリーン印刷用インキ、溶剤系インキ等を用いることができる。中でも、ファインピッチのレンチキュラーレンズ間に生産性よく光吸収層3を形成することができる点から、活性エネルギー線硬化性樹脂に光吸収剤を配合したものが好ましい。また、レンチキュラーレンズ1が活性エネルギー線硬化性樹脂からなる場合には、このような活性エネルギー線硬化性樹脂を用いることにより、レンチキュラーレンズ1との十分な密着性を有する光吸収層3を形成することができる。なお、本発明においては、光吸収層3には、難燃剤、艶消剤、溶剤等の添加剤を必要に応じて添加してもよい。
【0025】
本発明においては、レンチキュラーレンズシートの出射面に光吸収層を形成した後に、レンチキュラーレンズシートに自立性や種々の機能を付与するために、出射面に光透過性板状体を貼り合わせ接着一体化してもよい。特に、ファインピッチのレンチキュラーレンズシートにおいては、レンチキュラーレンズシートの厚さが薄くなりシートとしての自立性が失われたり、光拡散、反射防止、帯電防止等の機能を十分に付与することができない場合があり、光透過性板状体を貼り合わせることが好ましい。
【0026】
光透過性板状体としては、光透過性のある材料であれば特に限定されるものではなく、ガラス板、プラスチック板等が使用できる。特に、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル−スチレン共重合体等からなるプラスッチク板が好ましい。光透過性板状体の厚さは、目的に応じて適宜設定することができるが、0.1〜5mm程度とすることが好ましい。また、光透過性板状体に光拡散材や光選択性吸収剤等を含有させたり、表面に光拡散層、反射防止層、帯電防止層等を形成することにより、レンチキュラーレンズシートに種々の機能を付与することもできる。
【0027】
このように光透過性板状体をレンチキュラーレンズシートの出射面に貼り合わせる場合には、光吸収材料として活性エネルギー線硬化性組成物や粘着シートを使用することにより、活性エネルギー線硬化性組成物や粘着シートがレンチキュラーレンズシートと光透過性板状体との接着剤としても作用できるため、光吸収層の形成工程と同時に光透過性板状体の張り合わせを行うことができるため、生産性を向上させることができる。
【0028】
なお、本発明においては、レンチキュラーレンズシートに直接上記のような機能を付与することもできる。例えば、光拡散性を付与する場合には、レンチキュラーレンズ、凹凸パターン、透光性基材の少なくとも1つに光拡散材を混入したり、レンチキュラーレンズシートの出射面表面を粗面化したり、レンチキュラーレンズシートや透光性基材の表面に光拡散層を形成したりすることができる。光拡散材としては、スチレン−アクリル共重合体樹脂粒子等の有機系拡散材、シリカ粒子等の無機系拡散材等が使用される。このようなレンチキュラーレンズシートへの機能付与は、機能を付与した光透過性板状体を使用した場合であっても、それと併用して施すこともできる。
【0029】
本発明のレンチキュラーレンズシートの製造方法について、両面レンチキュラーレンズシートの製造工程を示した図2を参照して説明する。
図中30、30’は、レンチキュラーレンズパターンが刻印されたレンズパターンを表面に有する円筒形レンズ型であり、アルミニウム、黄銅、鋼等の金属製の金属型や、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ABS樹脂、フッソ樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の合成樹脂製の樹脂型、Ni電鋳法で作製した電鋳型等が使用される。特に、耐熱性や強度等の観点から金属型を使用することが望ましい。円筒形レンズ型30、30’は、円筒形ロールの表面に直接レンズパターンを形成してもよいし、これらパターンが形成された薄板を円筒状ロールに巻き付けて固定したものを使用することもできる。このような円筒形レンズ型30、30’には、各種腐食防止のために銅やニッケル等のメッキを表面に施すことが好ましい。さらに、切削素材粒子の均一化および微細化のために、銅やニッケル等のメッキを厚肉に形成して、メッキ層部分にレンズパターンを形成することも可能である。
【0030】
円筒形レンズ型30、30’に形成するレンズパターンは、レンチキュラーレンズシートのそれぞれの面に形成されたレンチキュラーレンズの全体幅の差が所定範囲内となるように少なくとも一方の円筒形レンズ型に形成されたレンズパターンのピッチが補正されていることが好ましい。この全体幅の差は、一対の出射面側のレンチキュラーレンズと入射面側のレンチキュラーレンズとの軸ずれをレンチキュラーレンズピッチの1〜3%程度に抑えることから、同様にレンチキュラーレンズピッチの1〜3%の範囲とすることが好ましい。
【0031】
円筒形レンズ型30、30’には、そのレンズパターン形成面に沿って透光性基材4が供給されており、円筒形レンズ型30と透光性基材4の間に第1の活性エネルギー線硬化性組成物31が樹脂タンク32から供給ノズルを通して供給される。透光性基材4の外側には、供給された第1の活性エネルギー線硬化性組成物31の厚さを均一にさせるためのニップロール33が設置される。ニップロール33としては、金属製ロール、ゴム製ロール等が使用される。また、第1の活性エネルギー線硬化性組成物31の厚さを均一にさせるためには、ニップロール33の真円度、表面粗さ等について高い精度で加工されたものが好ましく、ゴム製ロールの場合にはゴム硬度が60度以上の高い硬度のものが好ましい。このニップロール33は、活性エネルギー線硬化性組成物31の厚さを正確に調整することが必要であり、圧力調整機構34によって操作されるようになっている。圧力調整機構34としては、油圧シリンダー、空気圧シリンダー、各種ネジ機構等が使用できるが、機構の簡便さ等の観点から空気圧シリンダーが好ましい。空気圧は、圧力調整弁等によって制御される。
【0032】
第1の活性エネルギー線硬化性組成物31を円筒形レンズ型30と透光性基材4の間に供給した後、第1の活性エネルギー線硬化性組成物31が円筒形レンズ型30と透光性基材4の間に挟まれた状態で、活性エネルギー線照射装置35から活性エネルギー線を透光性基材4を通して照射して、第1の活性エネルギー線硬化性組成物31を重合硬化しレンズ型に形成されたレンチキュラーレンズパターンの転写を行い、透光性基材4の一方の表面に入射面側のレンチキュラーレンズを形成する。活性エネルギー線照射装置35としては、化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプ等が使用される。活性エネルギー線の照射量としては、200〜600nmの波長の積算エネルギーが0.1〜50J/cm2となる程度とすることが好ましい。また、活性エネルギー線の照射雰囲気としては、空気中でもよいし、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下でもよい。
【0033】
次いで、一方の表面にレンチキュラーレンズが形成された透光性基材4は、円筒形レンズ型30’のレンズパターン形成面に他方の面が沿って当接するように供給される。円筒形レンズ型30’と透光性基材4の間に第2の活性エネルギー線硬化性組成物31’が樹脂タンク32’から供給ノズルを通して供給される。透光性基材4の外側には、供給された第2の活性エネルギー線硬化性組成物31’の厚さを均一にさせるための圧力調整機構34’によって操作されるニップロール33’が設置される。第2の活性エネルギー線硬化性組成物31’を円筒形レンズ型30’と透光性基材4の間に供給した後、第2の活性エネルギー線硬化性組成物31’が円筒形レンズ型30’と透光性基材4の間に挟まれた状態で、活性エネルギー線照射装置35’から活性エネルギー線を透光性基材4を通して照射して、第2の活性エネルギー線硬化性組成物31’を重合硬化し円筒形レンズ型30’に形成されたレンズパターンの転写を行い、透光性基材4の他方の表面に出射面側のレンチキュラーレンズパターンを形成する。その後、透光性基材4の両方の面にレンチキュラーレンズが形成された両面レンチキュラーレンズシート11を円筒形レンズ型30’から剥離する。
【0034】
本発明において、透光性基材4の表面に形成されたレンチキュラーレンズを構成する活性エネルギー線硬化性樹脂としては、紫外線、電子線等の活性エネルギー線で硬化可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル類、エポキシ系樹脂、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系樹脂等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリレート系樹脂がその光学特性等の観点から特に好ましい。このような硬化性樹脂に使用される活性エネルギー線硬化性組成物31、31’としては、取扱い性や硬化性等の点で、多価アクリレートおよび/または多価メタクリレート(以下、多価(メタ)アクリレートと記載)、モノアクリレートおよび/またはモノメタクリレート(以下、モノ(メタ)アクリレートと記載)、および活性エネルギー線による光重合開始剤を主成分とするものが好ましい。代表的な多価(メタ)アクリレートとしては、ポリオールポリ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、エポキシポリ(メタ)アクリレート、ウレタンポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上の混合物として使用される。また、モノ(メタ)アクリレートとしては、モノアルコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル、ポリオールのモノ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。円筒形レンズ型30、30’に供給する際の活性エネルギー線硬化性組成物31、31’の粘度は、20〜3000mPa・Sの範囲の粘度とすることが好ましく、さらに好ましくは100〜1000mPa・Sの範囲である。
【0035】
また、本発明で使用される透光性基材4は、紫外線、電子線等の活性エネルギー線を透過する材料であれば特に限定されず、柔軟な硝子板等を使用することもできるが、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等の透明樹脂シートやフィルムが好ましい。特に、表面反射率の低いポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレートとポリフッ化ビニリデン系樹脂との混合物、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂からなるものが好ましい。透光性基材4の厚さは、その用途によっても異なるが、通常、50μm〜5mm程度のものが使用され、好ましくは50〜500μm程度である。なお、透光性基材4には、表面に形成するレンチキュラーレンズとの密着性を向上させるために、その表面にアンカーコート処理等の密着性向上処理を施したものが好ましい。
【0036】
得られた片面レンチキュラーレンズシートは、適当な大きさに切断され、平面状に表面加工された基板上に設置される。基板上に設置されたレンチキュラーレンズシートの出射面の一端に液溜部を形成するように光吸収材料が注入される。注入された光吸収材料とともに、レンチキュラーレンズシートの表面をレンチキュラーレンズの長手方向に沿って移動可能なように配置された弾性体スキージを、レンチキュラーレンズシートに圧力を付与しながらレンチキュラーレンズの長手方向に沿って一端から他端に向かって移動させりことによって、光吸収材料を隣接するレンチキュラーレンズ1の間に形成された凹部に延展すると同時にレンチキュラーレンズ1表面の光吸収材料を掻き取りながら、レンチキュラーレンズシートの一旦から他端に至るまで凹部に光吸収材料を充填し光吸収層3を形成する。この場合、光吸収材料の注入量は特に限定されることなく、凹部の形状、大きさに応じて適宜決定される。
【0037】
光吸収材料の凹部への注入が終了した後に、光吸収材料として光吸収剤を含有した活性エネルギー線硬化性樹脂を使用する場合には、レンチキュラーレンズシートの一方の面あるいは両面より活性エネルギー線を照射し活性エネルギー線硬化性樹脂を硬化させるとともに、レンチキュラーレンズあるいは透光性基材への密着を行う。また、光吸収材料として市販のスクリーン印刷用インキや、溶剤系インキ等を使用した場合には、一般的な乾燥機等を使用する。なお、光吸収材料に使用される活性エネルギー線硬化性樹脂としては、前述したレンチキュラーレンズを形成する活性エネルギー線硬化性樹脂と同様のものを使用することができる。
【0038】
弾性体スキージは、市販されているものを用いればよいが、その材質としては光吸収材料および溶剤等に侵されず、レンチキュラーレンズシートを傷つけないようなものを用いることが好ましく、例えば、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、フッ化炭化水素ゴム等のゴム類、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリアセタール等の樹脂、およびこれらの複合材料等が用いられる。中でも、外観斑のない細く均一な幅の光吸収層3を形成するためには、ゴム硬度60〜90程度のゴム類で形成された弾性体スキージを用いることが好ましい。このような弾性体スキージの表面の表面粗さおよび表面うねりの調整は、特に限定するものではないが、砥石やサンドペーパーを用いた研磨およびキャスト製造等によって行うことができる。
【0039】
このようにして製造された本発明のレンチキュラーレンズシートは、単独で、あるいはフレネルレンズシートや拡散シート等と組み合わせてプロジェクションTV等の投写スクリーンとして使用することができる。
【0040】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
実施例1
図1に示したように、出射面側のレンチキュラーレンズの形状が、凹部の立ち上がり面の傾斜角αが80°、レンチキュラーレンズの傾斜角βが20.6°となるように、拡散材を含有した活性エネルギー線硬化性樹脂を用いて図2示した製造装置を用いて、ポリエステルシートの両面にピッチ0.386mmのレンチキュラーレンズが形成された両面レンチキュラーレンズシートを作製した。
【0041】
次いで、光吸収材料としての黒色活性エネルギー線硬化性樹脂(帝国インキ社製FIL−915TCブラック)をスクリーン印刷機(東海スクリーン社製SSP860AN)を用いて、両面レンチキュラーレンズシートの出射面の凹部に注入し、ゴム硬度80の耐溶剤性ポリウレタンゴムからなる弾性体スキージを両面レンチキュラーレンズシートに圧力を付与しながらレンチキュラーレンズの長手方向に沿って一端から他端に向かって移動させ、光吸収吸材料を隣接するレンチキュラーレンズの間に形成された凹部に延展すると同時にレンチキュラーレンズ表面の光吸収材料を掻き取りながら、凹部の立ち上がり面とレンチキュラーレンズの接合点まで光吸収材料を充填した。その後、出射面側のレンチキュラーレンズ側から、80W/cm、照射強度6.4kWの3本の紫外線ランプ(ウエスタンクオーツ社製)を用いて紫外線を照射し、凹部に充填した光吸収材料を硬化させるとともに、レンチキュラーレンズ間への密着を行った。
【0042】
得られたレンチキュラーレンズシートを観察したところ、凹部の立ち上がり面とレンチキューレンズの接合点まで正確に光吸収材料が充填された光吸収層が形成され、凹部の立ち上がり面とレンチキューレンズの接合点を越えて光吸収材料がレンチキュラーレンズ表面まではみ出すことなく均一な幅の光吸収層が形成されていた。また、得られたレンチキューレンズシートをフレネルレンズシートと組み合わせて透過型スクリーンとしてプロジェクションテレビに設置して画像を観察したところ、非常に高精細で、高コントラストの高品位な画像が得られた。
【0043】
比較例1
図3に示したように、凹部の立ち上がり面の傾斜角αを20°にした以外は、実施例1と同様にして両面レンチキュラーレンズシートを形成した。得られたレンチキュラーレンズシートを観察したところ、凹部の立ち上がり面とレンチキュラーレンズの接合点近傍における凹部の光吸収材料の充填が不充分であり、光吸収層の幅が狭くなっていた。
【0044】
【発明の効果】
本発明は、出射面側に形成されたレンチキュラーレンズパターンにおいて、凹部の立ち上がり面とレンチキュラーレンズの接合点における凹部の立ち上がり面の傾斜角αをレンチキュラーレンズの傾斜角βより大きくなるような形状とすることにより、凹部への光吸収材料の充填を確実、正確に行うことができ、線状欠陥や印刷斑等の外観斑のない細く均一な幅の光吸収層を有するレンチキュラーレンズシートを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレンチキュラーレンズシートの模式的部分断面図である。
【図2】本発明のレンチキュラーレンズシートの製造方法を示す概略図である。
【図3】従来のレンチキュラーレンズシートの模式的部分断面図である。
【図4】従来のレンチキュラーレンズシートの出射面側のレンズパターンを示す模式的部分断面図である。
【符号の説明】
1 出射面レンチキュラーレンズ
2 入射面レンチキュラーレンズ
3 光吸収層
4 透光性基材
5 立ち上がり面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lenticular lens sheet used for a projection screen used as a screen of a projection television, a microfilm reader, or the like, and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a lenticular lens capable of providing an image having a good appearance and high contrast. The present invention relates to a lens sheet and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Projection screens such as CRT projectors, LCD projectors, and projection screens using projection devices such as DMD (digital micromirror device) projectors and microfilm readers form projected images and diffuse incident light. In order to increase the viewing angle, a lenticular lens sheet is used in combination with a Fresnel lens sheet or the like.
[0003]
This lenticular lens sheet has a large number of lenticular lenses each having a substantially elliptical cross section formed continuously on at least one of an incident surface and an exit surface, and is an LCD projector using a transmissive or reflective liquid crystal display element. When used in a DMD projector, a single-sided lenticular lens sheet having a lenticular lens formed only on the entrance surface is used. When used in a CRT projector, both surfaces having a lenticular lens formed on both the entrance surface and the exit surface. Lenticular lens sheets are used.
[0004]
As described above, in the lenticular lens sheet, since a large number of elongated lenticular lenses are arranged in series, a band-shaped dark portion (light impermissible) through which light does not pass due to the refraction and condensing action of the lenticular lens formed on the incident surface. A transmission part) is formed. On the other hand, a projection screen such as a projection television is required to have a high-contrast image so that the image can be clearly observed even when the image is observed in a bright room. For this reason, in the projection screen, a light-absorbing layer (black stripe) is formed on the light-impermeable portion of the exit surface of the lenticular lens sheet using a light-absorbing material such as black ink containing a black pigment or dye. Thus, reflection of external light is prevented and the contrast of the image is improved.
[0005]
Such a light absorbing layer is generally formed by a printing method such as screen printing (see, for example,
[0006]
On the other hand, in video display devices such as projection televisions, demands for higher image quality and higher definition have been increasing in recent years in order to cope with higher resolution of images. For this reason, a high resolution is required also in a lenticular lens sheet used as a screen of a projection television or the like, and the pitch of the lenticular lens is 0.5 mm or less, and particularly 0.3 mm or less in a single-sided lenticular lens sheet. There is a demand for finer ones (for example, see Patent Documents 4 and 5).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-207160
[Patent Document 2]
JP 2000-147666 A
[Patent Document 3]
JP 2002-169223 A
[Patent Document 4]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-127041
[Patent Document 5]
JP-A-4-163113
[Problems to be solved by the invention]
However, when a light-absorbing layer is formed on such a fine-pitch lenticular lens sheet by a conventional printing method, the light-absorbing material remains on the lenticular lens due to the fine pitch of the lenticular lens. It is very difficult to form a light-absorbing layer with a narrow and uniform width, which is likely to cause printing unevenness, which causes poor appearance. Further, in the method of extending the light absorbing material to the concave portion using a squeegee, the light absorbing material is excessively scraped off with a squeegee, so that the width of the light absorbing layer becomes uneven or a sufficient contrast improving effect cannot be obtained. There was a problem. Conversely, if the scraping amount is reduced to prevent the squeegee from scraping off the excessive light-absorbing material, there is a problem that the light-absorbing material protrudes beyond the concave portion to the lenticular lens. Also when forming, it was very difficult to form the light absorbing layer with a narrow and uniform width.
[0013]
In order to solve such a problem, a
[0014]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a lenticular lens sheet having a high contrast, a black stripe with a narrow and uniform width, which has high contrast and has no uneven appearance, even in a lenticular lens sheet having a fine pitch.
[0015]
[Means for solving the problem]
That is, the lenticular lens sheet of the present invention is a lenticular lens sheet having a large number of lenticular lenses on at least the exit surface, and having a light absorbing layer filled with a light absorbing material in concave portions formed between adjacent lenticular lenses. The lenticular lens surface is formed by joining to the rising surface of the concave portion, and the inclination angle of the rising surface of the concave portion at the junction between the rising surface of the concave portion and the lenticular lens is α, and the inclination angle of the lenticular lens at the joining point is α. When β is satisfied, the following expression (1) is satisfied.
[0016]
[Equation 3]
Further, the method of manufacturing a lenticular lens sheet according to the present invention includes a lenticular lens having a large number of lenticular lenses on at least an exit surface, and a light absorbing layer filled with a light absorbing material in concave portions formed between adjacent lenticular lenses. The method of manufacturing a sheet, wherein the lenticular lens surface is formed by bonding to the rising surface of the concave portion, and the inclination angle of the rising surface of the concave portion at the junction between the rising surface of the concave portion and the lenticular lens is α, When the inclination angle of the lenticular lens is β, a light absorbing material is filled in the concave portion of the lenticular lens sheet satisfying the following expression (1) by using an elastic squeegee to form a light absorbing layer. Things.
[0017]
(Equation 4)
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the lenticular lens sheet of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows a double-sided lenticular lens sheet in which
[0019]
The
[0020]
This is because the inclination angle α of the rising
[0021]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for manufacturing a lenticular lens sheet having a fine pitch with a lenticular lens pitch of 0.5 mm or less, and particularly, a pitch of 0.1 mm used for an LCD projector or a DMD projector using a high-resolution liquid crystal display element. It is suitable for a lenticular lens sheet of 3 mm or less. This is because in such a fine pitch lenticular lens sheet, the pitch of the light absorbing layer formed on the exit surface is the same fine pitch as that of the lenticular lens.
[0022]
In the present invention, the lenticular lens may be formed by extruding a thermoplastic resin. However, since a lenticular lens can be manufactured with high precision and high productivity in a fine pitch lens pattern, it is shown in FIG. As described above, the lenticular lens is suitable for a lenticular lens sheet formed of an active energy ray-curable resin on the exit surface side and the incident surface side of the translucent substrate 4.
[0023]
As a light absorbing material that fills the concave portion on the light emitting surface side of the lenticular lens sheet to form the
[0024]
In the present invention, the light absorbing material forming the
[0025]
In the present invention, after a light absorbing layer is formed on the exit surface of the lenticular lens sheet, a light-transmitting plate is attached to the exit surface in order to impart independence and various functions to the lenticular lens sheet. It may be. In particular, in the case of a fine pitch lenticular lens sheet, when the thickness of the lenticular lens sheet is reduced, the independence as a sheet is lost, and functions such as light diffusion, antireflection, and antistatic cannot be sufficiently provided. Therefore, it is preferable to attach a light-transmitting plate-like body.
[0026]
The light-transmitting plate is not particularly limited as long as it is a light-transmitting material, and a glass plate, a plastic plate, or the like can be used. In particular, a plastic plate made of an acrylic resin, a polycarbonate resin, an acryl-styrene copolymer, or the like is preferable. The thickness of the light-transmitting plate-like body can be appropriately set according to the purpose, but is preferably about 0.1 to 5 mm. In addition, by incorporating a light diffusing material, a light selective absorbing agent, etc. in the light transmissive plate, or forming a light diffusing layer, an antireflection layer, an antistatic layer, etc. on the surface, various types of lenticular lens sheets can be formed. Functions can also be provided.
[0027]
When the light-transmitting plate-like body is attached to the exit surface of the lenticular lens sheet as described above, the active energy ray-curable composition is used by using an active energy ray-curable composition or an adhesive sheet as a light absorbing material. And the pressure-sensitive adhesive sheet can also act as an adhesive between the lenticular lens sheet and the light-transmitting plate, so that the light-transmitting plate can be bonded simultaneously with the light-absorbing layer forming step. Can be improved.
[0028]
In the present invention, the above-described functions can be directly provided to the lenticular lens sheet. For example, when imparting light diffusing properties, a light diffusing material is mixed into at least one of a lenticular lens, a concavo-convex pattern, and a light-transmitting base material, the light emitting surface of the lenticular lens sheet is roughened, A light diffusion layer can be formed on the surface of a lens sheet or a light-transmitting substrate. As the light diffusing material, an organic diffusing material such as styrene-acryl copolymer resin particles, an inorganic diffusing material such as silica particles, and the like are used. Such a lenticular lens sheet may be provided with a function even when a light-transmitting plate-like body having the function is used, in combination with the lenticular lens sheet.
[0029]
The method for manufacturing a lenticular lens sheet according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 showing a process for manufacturing a double-sided lenticular lens sheet.
In the figure,
[0030]
The lens patterns formed on the
[0031]
A light-transmissive substrate 4 is supplied to the
[0032]
After supplying the first active energy ray-
[0033]
Next, the light-transmissive substrate 4 having a lenticular lens formed on one surface is supplied so that the other surface thereof comes into contact with the lens pattern forming surface of the
[0034]
In the present invention, the active energy ray-curable resin constituting the lenticular lens formed on the surface of the translucent substrate 4 is not particularly limited as long as it can be cured with an active energy ray such as an ultraviolet ray or an electron beam. Although not limited thereto, examples thereof include polyesters, epoxy resins, (meth) acrylate resins such as polyester (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, and urethane (meth) acrylate. Among them, (meth) acrylate resins are particularly preferable from the viewpoint of their optical characteristics and the like. The active energy ray-
[0035]
Further, the light-transmissive substrate 4 used in the present invention is not particularly limited as long as it is a material that transmits active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams, and a flexible glass plate or the like can be used. A transparent resin sheet or film of a polyester resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a vinyl chloride resin, a polymethacrylimide resin, or the like is preferable. In particular, those made of polymethyl methacrylate having a low surface reflectance, a mixture of polymethyl acrylate and polyvinylidene fluoride resin, a polycarbonate resin, and a polyester resin such as polyethylene terephthalate are preferred. The thickness of the light-transmissive substrate 4 varies depending on its use, but usually a thickness of about 50 μm to 5 mm is used, and preferably about 50 to 500 μm. In addition, in order to improve the adhesiveness with the lenticular lens formed on the surface, it is preferable that the surface of the translucent substrate 4 be subjected to an adhesiveness improving treatment such as an anchor coat treatment.
[0036]
The obtained single-sided lenticular lens sheet is cut into an appropriate size and placed on a substrate whose surface has been planarized. A light absorbing material is injected so as to form a liquid reservoir at one end of the exit surface of the lenticular lens sheet provided on the substrate. Along with the injected light absorbing material, an elastic squeegee arranged so that the surface of the lenticular lens sheet can move along the longitudinal direction of the lenticular lens is moved in the longitudinal direction of the lenticular lens while applying pressure to the lenticular lens sheet. Along the lenticular lens by moving the light absorbing material from one end to the other end along the concave portion formed between the adjacent
[0037]
When the active energy ray-curable resin containing the light absorbing agent is used as the light absorbing material after the injection of the light absorbing material into the concave portions, the active energy ray is applied from one side or both sides of the lenticular lens sheet. Irradiation cures the active energy ray-curable resin and adheres to a lenticular lens or a translucent substrate. When a commercially available screen printing ink or a solvent-based ink is used as the light absorbing material, a general dryer or the like is used. The active energy ray-curable resin used for the light absorbing material may be the same as the active energy ray-curable resin forming the lenticular lens described above.
[0038]
As the elastic squeegee, a commercially available elastic squeegee may be used, but it is preferable that the elastic squeegee be made of a material that is not affected by a light absorbing material and a solvent and does not damage the lenticular lens sheet. Rubbers such as silicone rubber, polybutadiene rubber, ethylene propylene rubber, polychloroprene rubber, nitrile rubber, styrene butadiene rubber, butyl rubber, fluorinated hydrocarbon rubber, resins such as polyester, polyvinyl chloride, polyethylene, polyamide, polypropylene, polyacetal , And composite materials thereof. Above all, it is preferable to use an elastic squeegee made of rubber having a rubber hardness of about 60 to 90 in order to form the
[0039]
The lenticular lens sheet of the present invention thus manufactured can be used alone or in combination with a Fresnel lens sheet, a diffusion sheet, or the like, as a projection screen of a projection TV or the like.
[0040]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
Example 1
As shown in FIG. 1, the shape of the lenticular lens on the exit surface side contains a diffusing material so that the inclination angle α of the rising surface of the concave portion is 80 ° and the inclination angle β of the lenticular lens is 20.6 °. A double-sided lenticular lens sheet having a lenticular lens having a pitch of 0.386 mm formed on both sides of a polyester sheet was produced using the active energy ray-curable resin thus produced and the manufacturing apparatus shown in FIG.
[0041]
Next, a black active energy ray-curable resin (FIL-915TC black manufactured by Teikoku Ink Co., Ltd.) as a light absorbing material is injected into the concave portion of the emission surface of the double-sided lenticular lens sheet using a screen printer (SSP860AN manufactured by Tokai Screen Co., Ltd.). Then, an elastic squeegee made of solvent-resistant polyurethane rubber having a rubber hardness of 80 is moved from one end to the other end along the longitudinal direction of the lenticular lens while applying pressure to the double-sided lenticular lens sheet, and the light absorbing and absorbing material is removed. The light absorbing material was filled up to the junction between the rising surface of the concave portion and the lenticular lens while spreading to the concave portion formed between the adjacent lenticular lenses and simultaneously scraping off the light absorbing material on the surface of the lenticular lens. Thereafter, ultraviolet rays are irradiated from the lenticular lens side on the emission surface side using three ultraviolet lamps (manufactured by Western Quartz Co., Ltd.) having an irradiation intensity of 80 W / cm and 6.4 kW to cure the light absorbing material filled in the concave portions. At the same time, adhesion between the lenticular lenses was performed.
[0042]
Observation of the obtained lenticular lens sheet revealed that a light-absorbing layer filled with the light-absorbing material was accurately formed up to the junction between the rising surface of the concave portion and the lenticule lens, and the junction between the rising surface of the concave portion and the lenticule lens. Thus, a light-absorbing layer having a uniform width was formed without the light-absorbing material protruding to the surface of the lenticular lens. Further, when the obtained lenticule lens sheet was combined with a Fresnel lens sheet and installed on a projection television as a transmissive screen to observe an image, an extremely high-definition, high-contrast, high-quality image was obtained.
[0043]
Comparative Example 1
As shown in FIG. 3, a double-sided lenticular lens sheet was formed in the same manner as in Example 1, except that the inclination angle α of the rising surface of the concave portion was set to 20 °. Observation of the obtained lenticular lens sheet revealed that the concave portion was insufficiently filled with the light absorbing material in the vicinity of the junction between the rising surface of the concave portion and the lenticular lens, and the width of the light absorbing layer was narrow.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the lenticular lens pattern formed on the emission surface side, the inclination angle α of the rising surface of the concave portion at the junction between the rising surface of the concave portion and the lenticular lens is formed to be larger than the inclination angle β of the lenticular lens. This makes it possible to reliably and accurately fill the concave portion with the light absorbing material, and to provide a lenticular lens sheet having a light absorbing layer having a thin and uniform width without appearance defects such as linear defects and printing defects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic partial sectional view of a lenticular lens sheet of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a method for manufacturing a lenticular lens sheet of the present invention.
FIG. 3 is a schematic partial sectional view of a conventional lenticular lens sheet.
FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view showing a lens pattern on an emission surface side of a conventional lenticular lens sheet.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003038740A JP2004246293A (en) | 2003-02-17 | 2003-02-17 | Lenticular lens sheet and its manufacturing method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008126520A1 (en) * | 2007-04-03 | 2008-10-23 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Optical sheet and light source using the optical sheet |
-
2003
- 2003-02-17 JP JP2003038740A patent/JP2004246293A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2008126520A1 (en) * | 2007-04-03 | 2008-10-23 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Optical sheet and light source using the optical sheet |
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