JP2004323858A - 紫外線硬化性樹脂組成物及びその硬化方法、並びに接着構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 透明微小球体の固定や基板の貼り合わせ等に信頼性が高く、例えば平面型レンズ及びその製造方法並びにその平面型レンズを用いた背面投射型プロジェクタ用スクリーンに好適な紫外線硬化性樹脂組成物及びその硬化方法、並びに接着構造体を提供すること。
【解決手段】 ガラスビーズ２が埋め込まれてそれらを固定保持する透明粘着層５を、側鎖に二重結合を持ったアクリル樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有した紫外線硬化樹脂で構成する。この紫外線硬化樹脂は、熱架橋した状態で適度の軟らかさを有する透明粘着層５としてガラスビーズ２の埋め込みを行い、しかる後、紫外線照射により硬化して、透明粘着層５によるガラスビーズ２の固定保持を強化することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば平面型レンズ及びその製造方法並びにその平面型レンズを用いた背面投射型プロジェクタ用スクリーンに適用可能な紫外線硬化性樹脂組成物及びその硬化方法、並びに接着構造体に関するものである。

近年、例えば、ＨＤＴＶ（ハイビジョン）用やシアター用等の大画面ディスプレイとして、液晶ライトバルブやＣＲＴを用いた背面投射型プロジェクタの開発が活発化している。

図３２に、従来の背面投射型プロジェクタの概略構成を示す。

図示の例はボックスタイプのプロジェクタで、映像投射部１０１からの投射映像光Ｌは、例えば、反射ミラー１０２で反射されて透過型スクリーン１０５に導かれる。透過型スクリーン１０５は、フレネルレンズ１０３と、通常、垂直方向に延びるレンチキュラーレンズ１０４とで構成されている。そして、透過型スクリーン１０５の背面から入射した投射映像光Ｌは、フレネルレンズ１０３でほぼ平行光となった後、レンチキュラーレンズ１０４により主として水平方向に拡散される。

図３３（ａ）及び（ｂ）に示すように、レンチキュラーレンズ１０４には、その背面側（光出射側）に垂直方向に延びる突条部１０４ａが設けられ、この突条部１０４ａに、外光を吸収して画面コントラストを向上させるためのブラックストライプ１０４ｂが設けられている。例えば、押し出し成形により、アクリル樹脂を、突条部１０４ａを含むレンチキュラーレンズ１０４の形状に成形した後、突条部１０４ａのみに黒色印刷を施し、ブラックストライプ１０４ｂを形成する。

図３３（ｂ）に示すように、ブラックストライプ１０４ｂの幅ｗは、通常、レンチキュラーレンズ１０４のピッチｐの０．３〜０．４倍である。

しかしながら、上述したようなレンチキュラーレンズを用いた透過型スクリーンでは、例えば、水平方向では光が広く拡散するために広い視野角が得られるが、垂直方向では狭い範囲にしか光が拡散しないため、垂直方向での視野角が狭いという欠点が有った。この欠点を克服するために、垂直方向に延びるレンチキュラーレンズと水平方向に延びるレンチキュラーレンズを組み合わせた構造のものも有るが、部品点数が増えるために部品コスト及び製造コストが高くなるという問題が有り、また、スクリーンの積層数が増えるためにスクリーンの厚みが大きくなり、更に、各層間での多重反射の影響も増えるという問題が有った。

また、上述した如く、コントラスト向上のためにブラックストライプを設ける場合、レンチキュラーレンズの光出射側に黒色印刷のための突条部を形成する必要が有り、且つ、その突条部を出射光の邪魔にならない幅に形成する必要が有るため、ブラックストライプによる外光吸収部の面積率が、通常、３０〜４０％程度に留まっていた。このため、コントラスト向上の効果が比較的悪かった。

そこで、レンチキュラーレンズの代わりに、透明微小球体を２次元配列して構成した平面型レンズによる透過型スクリーンが注目され〔例えば、米国特許第２，３７８，２５２号、同第３，５５２，８２２号、及び後記の特許文献１（日本国実用新案登録第２５１３５０８号公報）参照〕、大画面高精細ディスプレイでの実用化に向けた研究開発が行われている。

例えば、本出願人が先に提起した後記の特許文献２〔特開平１０−４８４０４号（特願平９−１００５９０号：平成９年４月１７日出願）〕に示される構成を図３４〜図３６を参照して説明する。

図３４は、オープンタイプの背面投射型プロジェクタの主要構成を示すもので、映像投射部２１からの投射映像光Ｌは、フレネルレンズ２２と平面型レンズ２３とからなる透過型スクリーン１０を介して前方に拡散される。平面型レンズ２３は、図示の如く、ガラスビーズのような透明微小球体２を２次元的に最密充填配列して構成している。従って、１層の透明微小球体２により、投射映像光Ｌを水平方向及び垂直方向の夫々広い範囲に拡散させることができる。

図３５は、ボックスタイプの背面投射型プロジェクタで、筐体２５内に配された映像投射部２１からの投射映像光Ｌは、反射ミラー２４で反射されて、やはり、フレネルレンズ２２と、透明微小球体２により構成された平面型レンズ２３とからなる透過型スクリーン１０を介し前方に拡散される。

図３６に、平面型レンズ２３の構成の一例を示す。

この平面型レンズ２３では、例えば、ガラスビーズのような多数の透明微小球体２が、光入射側の透明基板４上に形成された透明粘着層５に、各透明微小球体２の直径の５０％程度が埋め込まれて保持されている。各透明微小球体２間の間隙には、例えば、カーボントナー等からなる光吸収層３が形成され、各透明微小球体２の光出射側の頂部近傍領域が、その光吸収層３から露出している。また、透明微小球体２の光出射側には、透明粘着層６を介して透明基板１が積層され、これにより、透明微小球体２と光吸収層３が外部から保護されている。

図示省略したフレネルレンズを経て入射した入射光Ｌ_inは、図示の如く、入射側の透明基板４及び透明粘着層５を透過して、各透明微小球体２により収斂され、その収斂光が、各透明微小球体２の光出射側の頂部近傍領域を透過して、出射側の透明粘着層６及び透明基板１を透過し、出射光Ｌ_outとして拡散、出射される。一方、透明基板１側から入射した外光Ｌ_exは、その殆どが光吸収層３により吸収され、従って、外光Ｌ_exの反射によるコントラストの低下が低減される。

この時、この平面型レンズ２３では、光出射側での光吸収層３の面積率を、例えば、８０％程度以上にすることができ、従って、外光Ｌ_exの反射によるコントラストの低下を大幅に低減することができて、外光の影響を受け難いコントラストの高いスクリーンを実現することができる。

この平面型レンズ２３は、例えば、次のようにして製造される。

まず、光入射側の透明基板４上に透明粘着層５を形成し、その上に多数の透明微小球体２を散布する。しかる後、透明微小球体２を上から加圧して、その直径の半分程度まで透明粘着層５内に埋め込む。次に、各透明微小球体２間の間隙にカーボントナー等の光吸収材料を充填して光吸収層３を形成する。次に、各透明微小球体２の光出射側の頂部近傍領域上の光吸収材料を除去して、各透明微小球体２に光出射部を形成する。しかる後、光出射側に、透明粘着層６を介して透明基板１を積層する。

実用新案登録第２５１３５０８号公報（第３欄１９行目〜第４欄９行目、第１図） 特開平１０−４８４０４号公報（第４２欄２７行目〜第４４欄２４行目、図１〜図８）

上記の特許文献２（特開平１０−４８４０４号公報）に示される構造において、透明微小球体２を埋め込んでそれらを保持する透明粘着層５として、比較的軟らかいタイプの粘着剤を用いた場合には、透明微小球体２の埋め込みは容易であるが、例えば、図３７に示すように、光出射側の透明基板１を貼り合わせる際に透明微小球体２が動き易く、また、貼り合わせ後も、剥がれやずれ等が生じ易くて、貼り合わせの長期信頼性が確保できないという問題が有った。なお、図３７中、符号３７は、貼り合わせのための加圧ロールである。

逆に、硬いタイプの粘着剤を用いると、透明微小球体２の埋め込みに高い圧力が必要となり、また、例えば、図３８に示すように、一旦押し込んだ透明微小球体２が、透明粘着層５に押し戻されて、その埋め込み深さが不均一になり易いという問題も有った。

更に、例えば、上記の特許文献１（実用新案登録第２５１３５０８号公報）に記載されている酢酸ビニル系の接着剤のような溶剤系の液状又はエマルジョンの接着剤を用いた場合には、透明微小球体２の埋め込み後、比較的高温に加熱して溶剤を除去する工程が必要であり、そのプロセス温度の制御が非常に厄介であった。例えば、過剰に温度が上昇した場合には、基板の反りを招く等の問題が有った。また、溶剤等による臭気の問題も有った。

そこで、本発明の目的は、透明微小球体の固定や基板の貼り合わせ等に信頼性が高く、例えば平面型レンズ及びその製造方法並びにその平面型レンズを用いた背面投射型プロジェクタ用スクリーンに適用するのに好適な紫外線硬化性樹脂組成物及びその硬化方法、並びに接着構造体を提供することにある。

即ち、本発明は、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有し、前記アクリル系樹脂の熱架橋及び紫外線架橋により硬化可能である紫外線硬化性樹脂組成物に係るものである。

また、本発明は、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有する紫外線硬化性樹脂組成物の硬化方法であって、前記アクリル系樹脂を熱架橋により硬化させた後に紫外線架橋により硬化を行う、紫外線硬化性樹脂組成物の硬化方法を提供するものである。

更に本発明は、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有し、前記アクリル系樹脂の熱架橋及び紫外線架橋により硬化した紫外線硬化樹脂を介して支持体上に透明基板が接着されている接着構造体も提供するものである。

本発明によれば、上記の紫外線硬化性樹脂組成物は、その硬化前は、比較的軟らかく、部分的に熱架橋させることによって透明微小球体等の埋め込み等を容易且つ安定に行うことができると共に、紫外線照射による硬化後は、例えば透明微小球体等を確実に固定保持することができるものである。従って、透明微小球体の固定や基板の貼り合わせ等に信頼性が高く、例えば平面型レンズ及びその製造方法並びにその平面型レンズを用いた背面投射型プロジェクタ用スクリーンに適用するのに好適である。

本発明の紫外線硬化性樹脂組成物においては、前記アクリル系樹脂の熱架橋の後に紫外線架橋が行われるのが望ましいが、前記アクリル系樹脂１００重量部に対し、前記光重合開始剤を０．１〜５重量部、前記熱架橋剤を０．１〜５重量部夫々含有するのが望ましい。

また、前記アクリル系樹脂が、
アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも１種を主成分とする単量体１００重量部に対し、少なくとも、水酸基を含有した単量体、カルボキシル基を含有した単量体並びに水酸基及びカルボキシル基を含有した単量体からなる群より選ばれた少なくとも１種を０．１〜２０重量部共重合させて得られた樹脂１００重量部に対し、
イソシアネート基を含有したアクリル酸エステル及びイソシアネート基を含有したメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも１種を０．１〜２０重量部配合し、反応させて得られたものであるのがよい。

本発明の紫外線硬化性樹脂組成物を平面型レンズに適用する場合には、平面状又は曲面状に分布した複数の透明微小球体と、前記複数の透明微小球体を保持する透明粘着層と、前記各透明微小球体の光出射側の所定箇所を露出させるように前記複数の透明微小球体間の間隙に配された光吸収層とを有する平面型レンズであって、前記透明粘着層が、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有する本発明の紫外線硬化性樹脂組成物からなっていて、前記アクリル系樹脂の熱架橋及び紫外線架橋により硬化しているのがよい。

また、この平面型レンズを製造するには、透明基板の上に、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂、光重合開始剤及び熱架橋剤を少なくとも含有する透明な本発明の紫外線硬化性樹脂組成物を形成する工程と、前記紫外線硬化性樹脂組成物の前記アクリル系樹脂を熱架橋させる工程と、前記紫外線硬化性樹脂組成物の上に複数の透明微小球体を供給し、所定深さまで前記紫外線硬化性樹脂組成物に埋め込む工程と、前記紫外線硬化性樹脂組成物に埋め込まれた状態の前記複数の透明微小球体間の間隙に光吸収材料を供給する工程と、前記各透明微小球体の前記透明基板とは反対側の頂部近傍領域の前記光吸収材料を除去する工程と、紫外線を照射して前記紫外線硬化性樹脂組成物の前記アクリル系樹脂を紫外線架橋して前記紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させる工程とを行うのがよい。

更に、背面投射型プロジェクタ用スクリーンに適用する場合には、平面状又は曲面状に分布した複数の透明微小球体と、前記複数の透明微小球体を保持する透明粘着層と、前記各透明微小球体の光出射側の所定箇所を露出させるように前記複数の透明微小球体間の間隙に配された光吸収層とを有する平面型レンズであって、前記透明粘着層が、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有する本発明の紫外線硬化性樹脂組成物からなっていて、前記アクリル系樹脂の熱架橋及び紫外線架橋により硬化している平面型レンズを用いるのがよい。

いずれの場合も、平面状又は曲面状に分布した複数の透明微小球体と、前記複数の透明微小球体を保持する透明粘着層と、前記各透明微小球体の光出射側の所定箇所を露出させるように前記複数の透明微小球体間の間隙に配された光吸収層とを有する平面型レンズにおいて、前記透明粘着層を、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有する本発明の紫外線硬化性樹脂組成物で構成し、例えば、前記アクリル系樹脂を熱架橋した状態で前記透明微小球体の埋め込みを行った後、前記アクリル系樹脂の紫外線架橋により前記紫外線硬化性樹脂組成物を硬化する。

従って、紫外線硬化性樹脂組成物の硬化前は、透明粘着層が比較的軟らかく、また、熱架橋を伴うために、透明微小球体の埋め込みを容易且つ安定に行うことができ、一方、紫外線硬化性樹脂組成物の紫外線による硬化後は、透明粘着層が透明微小球体を確実に固定保持する。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に詳細に説明する。

なお、以下の実施の形態において、図３４〜図３６に示した構成と対応する部位には、図３４〜図３６と同一の符号を付す。

図１に、本発明の一実施の形態により作製される平面型レンズの構成を示す。

この平面型レンズ２３は、光入射側の透明基板４と、その透明基板４の上に形成された透明粘着層５と、その透明粘着層５に埋め込まれて保持された多数の透明微小球体２と、それら各透明微小球体２間の間隙に充填された光吸収層３と、透明微小球体２の光出射側に形成された透明粘着層６と、その透明粘着層６の上に配された透明基板１とを有している。

なお、上述した基板４、１や粘着層５、６、微小球体２等は、目的とする光の大部分を透過し得るものであれば、必ずしも完全な透明体でなくても良く、従って本明細書においては、「透明」という用語を、いわゆる半透明程度までの透明度を含めた意味で用いる。

透明基板１、４としては、夫々、例えば、剛性を有するガラス基板や、剛性又は可撓性を有する、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のプラスチック基板を用いることができる。また、夫々の厚みは、例えば、透明基板１の厚みｔ₁＝０．５〜３〔ｍｍ〕、透明基板４の厚みｔ₂＝２５〜２００〔μｍ〕とする。

これらの透明基板１、４を構成し得る材料としては、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等を挙げることができる。

透明微小球体２は、例えば、ガラスビーズや、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等のプラスチックビーズにより構成することができる。また、その屈折率は、少なくとも、光入射側でそれらに接する透明粘着層５の屈折率よりも大きく、例えば、１．４以上とする。

この透明微小球体２の大きさは、例えば、直径ｄ＝５０〜１００〔μｍ〕とする。この透明微小球体２として、あまり大きいものを用いると、特に背面投射型プロジェクタ用スクリーンを構成した時に、透明微小球体２間の間隙が大きくなり過ぎて、解像度が低下する虞が有る。

また、透明微小球体２の大きさのばらつきは、例えば、その平均直径の１０％以下とする。このばらつきがあまり大き過ぎると、透明微小球体２を均一に分布させることが困難になる虞が有る。

なお、各透明微小球体２は、その表面に、例えば、反射防止処理、撥水処理等が施されても良い。

各透明微小球体２の透明粘着層５への埋め込み量は、その直径の３０％以上、より好ましくは５０％程度とする。これにより、透明粘着層５による各透明微小球体２の固定保持が確実になるとともに、各透明微小球体２への光の入射量が大きくなり、例えば、背面投射型プロジェクタ用スクリーンに用いた時に、その輝度が高くなる。

これらの透明微小球体２は、通常、２次元的に最密充填配列された平面状の単層に配置されるが、例えば、僅かに湾曲した透明基板に沿って曲面状に配置されても良い。

光吸収層３としては、例えば、カーボントナー等の黒色顔料を用いることができるが、特に、黒色に限定されるものではない。

透明微小球体２が埋め込まれてそれらを保持する透明粘着層５は、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有する紫外線硬化性樹脂組成物が、アクリル系樹脂の熱架橋及び紫外線架橋により硬化して構成されている。

この側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂は、例えば、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル（以下、「（メタ）アクリル酸エステル」と記載する場合が有る。）を主成分とする単量体１００重量部に対し、少なくとも、水酸基含有単量体、カルボキシル基含有単量体又は水酸基及びカルボキシル基含有単量体を０．１〜２０重量部共重合させて得られた、例えば、
ガラス転移点 ： ０℃以下
重量平均分子量： ５，０００〜１，０００，０００
の樹脂１００重量部に対し、更に、イソシアネート基含有アクリル酸エステル又はイソシアネート基含有メタクリル酸エステルを０．１〜２０重量部配合し、反応させることにより得ることができる。

例えば、図２に示すように、ブチルアクリレートに対し、水酸基含有単量体としてヒドロキシエチルメタクリレートを、カルボキシル基含有単量体としてアクリル酸を夫々共重合させた樹脂に、更に、メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを配合して反応させると、例えば、ヒドロキシエチルメタクリレートの水酸基とメタクリロイルオキシエチルイソシアネートのイソシアネート基とが反応して、ウレタン結合を形成し、図３に示すような、側鎖にＣＨ₂＝Ｃの二重結合を持ったアクリル系樹脂が得られる。なお、メタクリロイルオキシエチルイソシアネートのイソシアネート基は、アクリル酸のカルボキシル基と反応する場合も有る。

この時、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを主成分とする単量体と共重合させる水酸基含有単量体、カルボキシル基含有単量体又は水酸基及びカルボキシル基含有単量体の配合量を、前者１００重量部に対し、後者を０．１〜２０重量部とした理由は、この配合量が０．１重量部未満では、後の紫外線架橋による充分な強度が得られなくなる虞が有り、一方、配合量が２０重量部より多いと、紫外線硬化前の透明粘着層５が硬くなり過ぎて、透明微小球体２の埋め込みが困難になる虞が有るからである。

また、イソシアネート基を含有したアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの配合量を０．１〜２０重量部とした理由は、これらを、上述した水酸基又はカルボキシル基と充分に反応する量供給するためであり、また、あまり過剰に配合しても意味が無いためである。

なお、上述したアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを主成分とする単量体としては、上述したブチルアクリレート以外に、例えば、メタクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸ノニル等が挙げられる。

なお、これら（メタ）アクリル酸エステルに併用して、それと共重合することができるビニル系モノマーを用いても良いが、これには、アクリルアミド、スチレン、（メタ）アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、マレイン酸、ビニルカプロラクタム等を挙げることができる。

また、上述の（メタ）アクリル酸エステルと共重合させる水酸基含有単量体、カルボキシル基含有単量体又は水酸基及びカルボキシル基含有単量体としては、上述したヒドロキシエチルメタクリレートとアクリル酸の他に、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ブタンジオールモノアクリレート、フェノキシヒドロキシプロピルアクリレート、グリセロールジメタクリレート、ＥＣＨ変性プロピレングリコールジアクリレートを挙げることができる。

更に、イソシアネート基を含有したアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルとしては、上述したメタクリロイルオキシエチルイソシアネート以外に、例えば、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートやヒドロキシ（プロピル）メタクリレートのように水酸基を持ったモノマーに、トリレンジイソシアネートやキシリレンジイソシアネート等のポリイソシアネート化合物を反応させたものを使用しても良い。

上述のようにして得られた側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂に混合する光重合開始剤としては、例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンゾイン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、チオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、カンファーキノン、２−エチルアンスラキノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等を用いることができる。

この光重合開始剤の作用により、紫外線を照射した時に、例えば、図５に示すように、アクリル系樹脂の側鎖の二重結合が外れて、その結合手の余ったＣ原子が他の結合手の余ったＣ原子と結合し、この連鎖により、アクリル系樹脂が３次元的に次々に架橋して、その接着強度が高くなる。

この光重合開始剤の配合量は、アクリル系樹脂１００重量部に対し、例えば、０．１〜５重量部とする。この光重合開始剤の配合量が少な過ぎると、上述した紫外線架橋による接着強度が低くなり過ぎて、剥がれやずれ等が発生する虞が有る。一方、この光重合開始剤の配合量が多過ぎると、接着剤組成物が黄変したり、硬化後の臭気が強くなる等の問題を生じる虞が有る。

また、上述した光重合開始剤とともにアクリル系樹脂に混合する熱架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤（例えば、日本ポリウレタン工業社製“コロネートＬ”）、アジリジン化合物（例えば、相互薬品工業社製のトリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート）、メラミン樹脂（例えば、大日本インキ社製の“スーパーベッカミンＪ−８２０”）等を用いることができる。

この熱架橋剤を配合する理由は、上述したアクリル系樹脂と光重合開始剤だけで粘接着剤を構成すると、例えば、それをフィルム化した時に、フィルムが軟らか過ぎるために変形が起こり易く、その場合には、フィルムの平滑性が失われて光学特性の低下が生じる虞が有るからである。そこで、熱架橋剤を配合して、粘接着剤の塗布、乾燥時にアクリル系樹脂の一部を熱架橋により３次元化し、これにより、フィルムが揺らがない程度に強度を上げるのである。

例えば、図４に示すように、上述したコロネートＬのような３個のイソシアネート基を持った熱架橋剤を用いると、そのイソシアネート基が、アクリル系樹脂の、例えば、カルボキシル基と反応して、アクリル系樹脂を３次元的に熱架橋させ、その強度を向上させる。

この熱架橋剤の配合量は、アクリル系樹脂１００重量部に対し、例えば、０．１〜５重量部とする。この熱架橋剤の配合量が少な過ぎると、上述した強度向上の効果が得られない虞が有り、一方、配合量が多過ぎると、紫外線効果前の透明粘着層５が硬くなり過ぎて、透明微小球体２の埋め込みが困難になる虞が有る。

以上に説明した側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂、光重合開始剤及び熱架橋剤を必須成分とした紫外線硬化性樹脂組成物には、更に、以下に述べる成分を添加することが可能である。

光反応開始助剤として、例えば、トリエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ミヒラーケトン、２−ジメチルアミノ安息香酸エチル等。

光反応性のモノマー、オリゴマーとして、例えば、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスソトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等。この光反応性のモノマー、オリゴマーは、例えば、図５にＡで示すように、アクリル系樹脂の二重結合間に介在して、その紫外線架橋を助成する。

更に、カップリング剤として、例えば、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等。

熱重合禁止剤として、例えば、ハイドロキノン、メトキノン、ベンゾキノン、アンスラキノン等。

レベリング剤として、例えば、シリコーンオイル、ポリビニルブチラール等。

界面活性剤として、例えば、脂肪酸エステル類、リン酸エステル類、フッ素系誘導体等。

以上に説明した紫外線硬化性樹脂組成物は、例えば、予め剥離シート上に塗布形成したフィルム状のものを用いることができる。従って、その取り扱い性及び加工性に優れるとともに、液状の接着剤を使用する場合と比較して、局所排気が不要であるという利点も有る。

以上に説明した紫外線硬化性樹脂組成物の各種機械的特性を次表１に示す。

ここで、引っ張り弾性率、引っ張り破断伸度及び降伏強さは、夫々、図３０に示すように、紫外線硬化性樹脂組成物からなる厚さ１ｍｍの粘接着剤フィルム（１０ｍｍ×５０ｍｍ）を引っ張り試験機に取り付け、引っ張り速度２００ｍｍ／分で測定した。

また、保持力は、図３１に示すように、剥離フィルム上に紫外線硬化性樹脂組成物を形成した粘接着剤フィルムの粘着面に厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを貼り、幅２５ｍｍに裁断した後、剥離フィルムを剥がして、厚さ２ｍｍのアクリル板（商品名：パラグラスＰ）に接着面積２５ｍｍ×２５ｍｍで貼り付け、４０℃、静荷重１ｋｇで、１時間後のずれ量を測定した。この時、ＰＥＴフィルムとアクリル板に夫々切り込みを入れ、そのずれ量を測定した。

また、接着力は、剥離フィルム上に紫外線硬化性樹脂組成物を形成した粘接着剤フィルムの粘着面に厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムを貼り、幅２０ｍｍに裁断した後、剥離フィルムを剥がして、アクリル板及びガラス板に夫々貼り付け、室温で１時間放置した後、１８０°剥離強度を測定した。この時、引っ張り速度は３００ｍｍ／分で行った。なお、得られた結果は、アクリル板、ガラス板とも同じであった。

なお、紫外線硬化性樹脂組成物の光硬化条件は、メタルハライドランプを用い、１．０Ｊ／ｃｍ²の紫外線が照射されるようにした。

この表１において、紫外線（ＵＶ）硬化前の引っ張り弾性率、引っ張り破断伸度及び降伏強さは、透明微小球体２の埋め込み易さを示しており、ＵＶ硬化後の保持力及び接着力は、透明微小球体２の固定保持の安定性及び光出射側の保護用透明基板１に対する貼り合わせの信頼性を示している。

図１に示す平面型レンズ２３において、光出射側の透明粘着層６には、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等を用いることができる。

次に、図６〜図８を参照して、平面型レンズ２３の製造方法の一例を説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、光入射側の透明基板４の上に、上述した紫外線硬化性樹脂組成物からなる透明粘着層５を形成する。具体的には、例えば、剥離シート上に形成して、熱乾燥により予め一部を熱架橋させた紫外線硬化性樹脂組成物５を透明基板４に貼り付けた後、剥離シートを剥がす。なお、透明基板４が、熱により反り等を生じる虞が少ない場合には、透明基板４の上に紫外線硬化性樹脂組成物を形成した後で、その熱架橋を行わせることもできる。

次に、図６（ｂ）に示すように、透明粘着層５の上に多数の透明微小球体２を供給した後、例えば、掻き板３９によりスキージングを行って、透明微小球体２の高さを均一化する。

次に、図６（ｃ）に示すように、ゴムロール等の加圧ロール３１により透明微小球体２を上から押圧し、最下層の透明微小球体２（図では、その最下層の透明微小球体２のみを示す。）を、例えば、その直径の半分程度まで透明粘着層５内に埋め込む。

次に、図７（ａ）に示すように、メタルハライドランプ等の紫外線ランプ３２により紫外線を照射して、紫外線硬化性樹脂組成物からなる透明粘着層５を硬化させ、透明微小球体２を固定する。

なお、この時の紫外線の照射量は、０．１〜３．０Ｊ／ｃｍ²の範囲内であるのが好ましい。この紫外線の照射量が０．１Ｊ／ｃｍ²より少ないと、硬化が不充分になる虞が有り、一方、３．０Ｊ／ｃｍ²より多いと、透明粘着層５が黄変を引き起こす虞が有る。

しかる後、図示は省略するが、透明粘着層５に固定されなかった余剰の透明微小球体２を真空吸引等により除去する。

次に、図７（ｂ）に示すように、ホッパー３３により、全面に、例えば、微粉末状のカーボントナーを供給し、透明微小球体２を埋め込む厚さの光吸収層３を形成する。

次に、図７（ｃ）に示すように、例えば、粘着ロール３８により、光吸収層３の上層のカーボントナーを除去し、各透明微小球体２の頂部近傍の所定領域を光吸収層３から露出させて、各透明微小球体２に光出射部を形成する。

次に、図８（ａ）に示すように、剥離シート４０が付いた光出射側の透明粘着層６を、間に気泡が入らないように、例えば、加圧ロール３７により端から順次加圧して貼り付ける。

次に、図８（ｂ）に示すように、剥離シート４０を剥がし、透明粘着層６のみを透明微小球体２上及び光吸収層３上に残す。

次に、図８（ｃ）に示すように、透明粘着層６の上に光出射側の透明基板１を積層して貼り付ける。

なお、上述の例では、透明微小球体２上及び光吸収層３上に透明粘着層６を形成した後、その上に透明基板１を積層して貼り付けたが、例えば、図９に示すように、透明粘着層６を透明基板１側に形成した状態で、その透明基板１を貼り付けるようにしても良い。

図１０〜図２９に、平面型レンズ２３の種々の態様を示す。

図１０の例は、光入射側の透明基板４と透明粘着層５と透明微小球体２と光吸収層３とからなる最も基本的な構造の平面型レンズ２３である。光出射側における透明微小球体２及び光吸収層３の保護を特に必要としない場合には、このままの形でも充分に使用可能である。

図１１の例は、図１０に示した最も基本的な構造において、光出射側に透明粘着層６を設け、光出射側における透明微小球体２及び光吸収層３の保護を図ったものである。

図１２の例は、図１０に示した最も基本的な構造において、光出射側に透明基板１を設け、光出射側における透明微小球体２及び光吸収層３のより強固な保護を図ったものである。この構造は、光吸収層３として、それ自体に接着機能を有するもの、例えば、カーボントナーを熱硬化性接着剤に混合したようなものを用いた場合に可能である。

図１３の例は、図１０に示した最も基本的な構造において、光出射側に透明粘着層６を介して透明基板１を設けたものであり、図１に示した構造と実質的に同一である。

図１４の例は、図１２に示した構造において、光入射側の透明基板４を省略したものである。この構造は、例えば、光入射側の透明基板４の代わりに剥離可能な基板を用いて図１２の構造を製造し、その過程の適当な時期にその基板を剥離すれば、製造することができる。

図１５の例は、同様に、図１３に示した構造において、光入射側の透明基板４を省略したものである。

図１６の例は、図１４に示した構造を製造後、その平面型レンズ２３の光入射側にフレネルレンズ２２を接合して、一体型の透過型スクリーン１０を構成したものである。

図１７の例は、同様に、図１５に示した構造を製造後、その平面型レンズ２３の光入射側にフレネルレンズ２２を接合して、一体型の透過型スクリーン１０を構成したものである。

図１８の例は、図１０に示した構造において、透明基板４の代わりに剥離基板を用いて平面型レンズ２３を製造し、その光入射側にフレネルレンズ２２を接合して、一体型の透過型スクリーン１０を構成したものである。このように、平面型レンズ２３自体に基板を設けなくても、フレネルレンズ２２と接合することにより、その形状安定性を確保することが可能である。

図１９の例は、同様に、図１１に示した構造において、透明基板４の代わりに剥離基板を用いて平面型レンズ２３を製造し、その光入射側にフレネルレンズ２２を接合して、一体型の透過型スクリーン１０を構成したものである。

図２０の例は、図１４に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜等の反射防止膜７を設けたものである。

図２１の例は、同様に、図１５に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。

図２２の例は、同様に、図１０に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。

図２３の例は、同様に、図１１に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。

図２４の例は、同様に、図１２に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。

図２５の例は、同様に、図１３に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。

図２６の例は、図１６に示した構造において、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型レンズ２３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。

図２７の例は、同様に、図１７に示した構造において、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型レンズ２３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。

図２８の例は、同様に、図１８に示した構造において、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型レンズ２３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。

図２９の例は、同様に、図１９に示した構造において、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型レンズ２３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。

以上に説明した平面型レンズ２３は、例えば、図３４又は図３５に示す背面投射型プロジェクタ用の透過型スクリーン１０に用いて特に好適なものである。

なお、以上に説明した実施の形態では、紫外線硬化性樹脂組成物からなる透明粘着層５を平面型レンズ２３の光入射側に設けたが、この紫外線硬化性樹脂組成物からなる透明粘着層５は平面型レンズ２３の光出射側に設けられても良い。

また、例えば、図７（ｃ）に示した、光吸収層３の上層のカーボントナーを除去して、各透明微小球体２に光出射部を形成する工程は、図示のような粘着ロール３８の代わりに、例えば、東レ社製“トレシー”や鐘紡社製“ザヴーナミニマックス”等の極微細繊維布や粘着テープを用いて行っても良い。

以下、本発明の実施例を説明する。
実施例１
ブチルアクリレート ２８．２ 重量部
アクリル酸 １．５ 重量部
２−ヒドロキシエチルメタクリレート ０．３ 重量部
アゾビスイソブチロニトリル ０．０３重量部
酢酸エチル ７０ 重量部
上記化合物を、８０℃で８時間加熱、還流し、重量平均分子量５００，０００、固形分３０％の水酸基及びカルボキシル基含有アクリル系樹脂溶液を得た。

この得られたアクリル系樹脂溶液を室温まで冷却した後、このアクリル系樹脂溶液１００重量部に対し、メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを０．５重量部加え、１時間攪拌して、側鎖に二重結合を持つアクリル系樹脂溶液を得た。

この樹脂溶液１００重量部に対し、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを２重量部、熱架橋剤としてイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン工業社製“コロネートＬ”）を１．０重量部加え、均一に混合して、粘接着剤溶液とした。

この溶液を、シリコーン処理した３８μｍ厚のポリエステルフィルム上に１００μｍの厚さに塗布し、８０℃の電気オーブンで５分間乾燥して、３０μｍ厚の粘接着剤フィルムを得た。

実施例２
実施例１で得た粘接着剤溶液１００重量部に対し、アクリルオリゴマー成分として１，６−ヘキサンジオールジアクリレートを２重量部添加した粘接着剤溶液を作製し、実施例１と同様の方法でフィルム化した。

比較例１
実施例１と同様にして得た水酸基及びカルボキシル基含有アクリル系樹脂溶液を室温まで冷却した後、このアクリル系樹脂溶液１００重量部に対し、熱架橋剤としてイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン工業社製“コロネートＬ”）を０．３重量部加え、均一に混合して、粘接着剤溶液とした。

この溶液を、実施例１と同様の方法でフィルム化し、３０μｍ厚の粘接着剤フィルムを得た。

比較例２
実施例１と同様にして得た、側鎖に二重結合を持つアクリル系樹脂溶液１００重量部に対し、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを２重量部加え、均一に混合して、粘接着剤溶液とした。

この溶液を、実施例１と同様の方法でフィルム化し、３０μｍ厚の粘接着剤フィルムを得た。

以上に示した実施例１、２及び比較例１、２の違いを次表２にまとめた。

これらの実施例１、２及び比較例１、２で得られた粘接着剤フィルムに対し、既述した試験方法で、光硬化前と光硬化後の接着力（１８０°剥離強度）及び保持力を夫々調べた。なお、光硬化条件は、接着力、保持力測定とも、アクリル板又はガラス板に貼り付け後、直ちに光硬化させ、その１時間後に、夫々測定した。光硬化は、メタルハライドランプを使用し、粘接着面に１．０Ｊ／ｃｍ²の紫外線が照射されるようにした。結果を、次表３に示す。

なお、比較例１は、光重合開始剤及びアクリル系イソシアネートを含有していないため、光硬化せず、硬化後の剥離強度及び保持力の測定はできなかった。

この比較例１の粘接着剤を、実際の平面型レンズに使用したところ、透明微小球体の固定保持が安定せず、また、弾性が有り過ぎて、透明微小球体の埋め込み時に、透明微小球体が押し戻される現象が生じた。

また、実施例１、２及び比較例１、２によりフィルム化した粘接着剤に２５ｇ／ｃｍ²の荷重をかけ、７０℃で２０時間経過後の粘接着剤フィルムの外観を観察した。結果を、次表４に示す。

また、次表５に、実施例１と比較例２の粘接着剤フィルムに対し、図３０に示した方法で、引っ張り破断伸度、引っ張り破断強度、引っ張り弾性率、及び、降伏強さを夫々測定した結果を示す。

以上の結果から、実施例１のように、側鎖に二重結合を持つアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤の３成分を含んだものが良好であり、また、それにアクリルオリゴマー成分を付加した実施例２のようなものも良好であることが分かる。

本発明の一実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 同、水酸基及びカルボキシル基を含有したアクリル系樹脂とイソシアネート基を含有したメタクリル酸エステルとの反応を示す概念図である。 同、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂の例を示す概念図である。 同、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と熱架橋剤との反応を示す概念図である。 同、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂の紫外線架橋の反応を示す概念図である。 同、平面型レンズの製造方法を工程順に示す概略断面図である。 同、平面型レンズの製造方法を工程順に示す概略断面図である。 同、平面型レンズの製造方法を工程順に示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態による平面型レンズの製造方法を示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された背面投射型プロジェクタ用スクリーンを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された背面投射型プロジェクタ用スクリーンを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された背面投射型プロジェクタ用スクリーンを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された背面投射型プロジェクタ用スクリーンを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された平面型レンズを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された背面投射型プロジェクタ用スクリーンを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された背面投射型プロジェクタ用スクリーンを示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態により作製された背面投射型プロジェクタ用スクリーンを示す概略断面図である。 本発明の更に他の実施の形態により作製された背面投射型プロジェクタ用スクリーンを示す概略断面図である。 粘接着剤フィルムの引っ張り試験の方法を示す概略図である。 粘接着剤フィルムの保持力の試験方法を示す概略図である。 従来の背面投射型プロジェクタを示す概略斜視図である。 従来の背面投射型プロジェクタにおけるレンチキュラーレンズの構成を示す概略斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 透明微小球体による平面型レンズを用いたオープンタイプの背面投射型プロジェクタを示す概略斜視図である。 透明微小球体による平面型レンズを用いたオープンタイプの背面投射型プロジェクタを示す概略斜視図である。 透明微小球体による平面型レンズの構成を示す概略断面図である。 透明粘着層が軟らか過ぎる時の問題点を示す概略断面図である。 透明粘着層が硬過ぎる時の問題点を示す概略断面図である。

符号の説明

１、４…透明基板、２…透明微小球体、３…光吸収層、
５…透明粘着層（紫外線硬化樹脂層）、６…透明粘着層、７…反射防止膜、
１０…透過型スクリーン、２１…映像投射部、２２…フレネルレンズ、
２３…平面型レンズ、２４…反射ミラー、２５…筐体、３２…紫外線ランプ、
Ｌ…投射映像光、Ｌ_in…入射光、Ｌ_out…出射光、Ｌ_ex…外光

Claims (11)

1. 側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有し、前記アクリル系樹脂の熱架橋及び紫外線架橋により硬化可能である紫外線硬化性樹脂組成物。
2. 前記アクリル系樹脂の熱架橋の後に紫外線架橋が行われる、請求項１に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。
3. 前記アクリル系樹脂１００重量部に対し、前記光重合開始剤を０．１〜５重量部、前記熱架橋剤を０．１〜５重量部夫々含有する、請求項１に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。
4. 前記アクリル系樹脂が、
   アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも１種を主成分とする単量体１００重量部に対し、少なくとも、水酸基を含有した単量体、カルボキシル基を含有した単量体並びに水酸基及びカルボキシル基を含有した単量体からなる群より選ばれた少なくとも１種を０．１〜２０重量部共重合させて得られた樹脂１００重量部に対し、
   イソシアネート基を含有したアクリル酸エステル及びイソシアネート基を含有したメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも１種を０．１〜２０重量部配合し、反応させて得られたものである、請求項１に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。
5. 側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有する紫外線硬化性樹脂組成物の硬化方法であって、前記アクリル系樹脂を熱架橋により硬化させた後に紫外線架橋により硬化を行う、紫外線硬化性樹脂組成物の硬化方法。
6. 前記アクリル系樹脂１００重量部に対し、前記光重合開始剤を０．１〜５重量部、前記熱架橋剤を０．１〜５重量部夫々含有する前記紫外線硬化性樹脂組成物を用いる、請求項５に記載の紫外線硬化性樹脂組成物の硬化方法。
7. 前記アクリル系樹脂が、
   アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも１種を主成分とする単量体１００重量部に対し、少なくとも、水酸基を含有した単量体、カルボキシル基を含有した単量体ならびに水酸基及びカルボキシル基を含有した単量体からなる群より選ばれた少なくとも１種を０．１〜２０重量部共重合させて得られた樹脂１００重量部に対し、
   イソシアネート基を含有したアクリル酸エステル及びイソシアネート基を含有したメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも１種を０．１〜２０重量部配合し、反応させて得られたものである、請求項５に記載の紫外線硬化性樹脂組成物の硬化方法。
8. 側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有し、前記アクリル系樹脂の熱架橋及び紫外線架橋により硬化した紫外線硬化樹脂を介して支持体上に透明基板が接着されている接着構造体。
9. 前記アクリル系樹脂の熱架橋の後に紫外線架橋が行われる、請求項８に記載の接着構造体。
10. 前記アクリル系樹脂１００重量部に対し、前記光重合開始剤を０．１〜５重量部、前記熱架橋剤を０．１〜５重量部夫々含有する紫外線硬化性樹脂組成物から前記紫外線硬化樹脂を形成する、請求項８に記載の接着構造体。
11. 前記アクリル系樹脂が、
    アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも１種を主成分とする単量体１００重量部に対し、少なくとも、水酸基を含有した単量体、カルボキシル基を含有した単量体並びに水酸基及びカルボキシル基を含有した単量体からなる群より選ばれた少なくとも１種を０．１〜２０重量部共重合させて得られた樹脂１００重量部に対し、
    イソシアネート基を含有したアクリル酸エステル及びイソシアネート基を含有したメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも１種を０．１〜２０重量部配合し、反応させて得られたものである、請求項８に記載の接着構造体。
    

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