JP2006195012A - 光拡散層の製造方法、フレネルレンズシートの製造方法、拡散レンズアレイシートの製造方法及び透過型スクリーンの製造方法 - Google Patents
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【解決手段】透明基板11の一方の表面11aに光拡散剤10bを混入した活性エネルギー線硬化型樹脂10cを含む溶剤19を塗布する。次に溶剤19にオーバーレイフィルム20を密着させる。そしてフィルム20を介して溶剤19を加圧ロール21で加圧して透明基板表面の微細な凹凸に押し込んで厚みをほぼ均一に制御する。活性エネルギー線発生手段22でフィルム20を介して活性エネルギー線を溶剤19に照射して活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化させることでほぼ均一厚みの光拡散層10を形成する。オーバーレイフィルムを剥離させることで、光拡散層10の表面にマット面10aを転写する。
【選択図】 図3
Description
透過型スクリーンは、入射光の方向を整えて出射光とするフレネルレンズシートと、このフレネルレンズシートからの出射光を拡散させるレンチキュラーレンズアレイシートとを備えている。
このような透過型スクリーンにおけるフレネルレンズシートは、レンチキュラーレンズアレイシートの拡散作用を補うための光拡散板と入射光の方向を整えて出射光とするフレネルレンズとを備えている。またレンチキュラーレンズアレイシートは、スクリーン左右方向(水平方向)に入射光を拡散させるレンチキュラーレンズアレイと光を上下方向(垂直方向)に拡散させる光拡散板とを備えている。
この拡散フィルムの製造方法によれば、まずフィルム基材の一方の面に拡散剤が混入された拡散硬化型樹脂層を塗布して拡散フィルムとする。また別のフィルム基材に微細凹凸表面形状処理層と離型層を積層した転写シートを用いて、離型層の微細凹凸形状面を拡散フィルムの未硬化の拡散硬化型樹脂層に重ね合わせる。そして、紫外線を照射して拡散フィルムの拡散硬化型樹脂層を硬化させると同時に離型層の微細凹凸形状面を拡散フィルムの拡散硬化型樹脂層に転写させ、その後に転写シートを剥離する。このようにして上述した拡散フィルムが得られる。
また、拡散層の他の製造方法の例として、特許文献2に記載のように、光拡散基材の上に光拡散剤を混入した塗工液を塗布形成することで拡散層を形成する方法が提案されている。
また、特許文献2の製造方法は、直接フレネルレンズシートの透明基板上に光拡散剤を混入した樹脂材料を塗布するためにコストが比較的低いという利点があるが、透明基板等の塗工面がフラットでないために塗工面の微細な凹凸によって厚みのバラツキが発生して厚みを制御できないという欠点がある。しかも、単に透明基板等の塗工面に塗布して乾燥させるだけであるため、光拡散板の表面にマット面や鏡面、或いはアンチグレア面等を形成したい場合に光拡散層を塗工(コーティング)した表面の形状をコントロールすることができないという不具合があった。
本発明の他の目的は光拡散層の表面にマット面、鏡面、アンチグレア面等の各種表面形状を容易に形成できるようにした光拡散層の製造方法、フレネルレンズシートの製造方法、拡散レンズアレイシートの製造方法及び透過型スクリーンの製造方法を提供することである。
本発明によれば、基板に未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂を塗布した後、その樹脂の表面にフィルムを被着させることでその樹脂の流動性によってフィルムを基板の表面形状に沿わせることができ、基板表面の凹凸と塗工方式によって生じる活性エネルギー線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂の塗工厚みのバラツキを抑制して厚みを均すことができる。そして、活性エネルギー線または熱を与えて活性エネルギー線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂を硬化させることで基板上にほぼ均一厚みの光拡散層を形成できる。
ロール等の加圧手段によってフィルムを介して活性エネルギー線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂を押すことで基板の微細な凹凸内に流体が押し込まれて厚みをより均一に制御できる。
また、基板の一方の面に光拡散剤を混入した熱可塑性樹脂を塗布するものとし、加圧手段は加熱ロールであってもよく、この場合には、フィルムを介した熱可塑性樹脂の押し込みによる均しと加熱による硬化を同時に行うことができる。
また、光拡散層を形成して基板に密着させる工程の後に、光拡散層に接触する面を予め加工したフィルムを剥がすことでマット面、アンチグレア面または鏡面等を光拡散層に転写させることができる。
活性エネルギー線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂にフィルムを密着させることで、フィルムの上記樹脂に対する接触面に予め加工したマット面、アンチグレア面または鏡面等を硬化した光拡散層に転写させることができる。
また、フィルムを保護層として光拡散層に密着させておくようにしてもよい。
この場合には、フィルムは光拡散層の表面の保護層として一体化される。
上記製造方法によって製造された第一の光拡散層とフレネルレンズを密着させることで、フレネルレンズシートを製造できる。
本発明による拡散レンズアレイシートの製造方法は、入射側に拡散レンズアレイが配置されると共に出射側に第二の光拡散層が配置された拡散レンズアレイシートにおいて、第二の光拡散層は請求項1〜5のいずれかに記載の光拡散層の製造方法によって製造されることを特徴とする。
上記製造方法によって製造された第二の光拡散層と拡散レンズアレイを密着させることで、拡散レンズアレイシートを製造できる。
なお、基板は拡散レンズアレイに密着させた接着剤層であってもよく、これによって拡散レンズアレイに接着剤層と第二の光拡散層を順次積層して拡散レンズアレイシートを製造できる。
第一の光拡散層と第二の光拡散層をそれぞれフレネルレンズと拡散レンズアレイとに流体の状態で塗布してフィルムで被着した後に硬化させて密着させることでフレネルレンズシートと拡散レンズアレイシートとを製造でき、透過型スクリーンを容易且つ低コストで製造できる。
図1乃至図3は第一の実施の形態による光拡散層の製造方法を示すものであり、図1は本実施の形態によって製造した光拡散層を含む透過型スクリーンの水平断面図、図2はフレネルレンズシートの製造工程を示す図、図3は透明基板に対する光拡散層の塗布工程を示す図である。
本第一の実施形態において、背面投射型ディスプレイ装置としてのリアプロジェクションテレビは、筐体(図示せず)と、前面側(図1中の右側)を筐体の外部へ露出させるとともに背面側(図1中の左側)を筐体の内部へ露出させた略長方形平板状をなす透過型スクリーン1(図1参照)と、筐体内に配置されていて透過型スクリーン1の背面に対して映像光Lを投射する光源としてのプロジェクタ(図示せず)と、同じく筐体内に配置されていてプロジェクタから投射される映像光Lの光路を偏向させる少なくとも1枚の反射鏡(図示せず)とを備えている。
これらフレネルレンズシート2とレンチキュラーレンズアレイシート3は、透過型スクリーン1の背面側(入射側、図1中の左側)から前面側(出射側、図1中の右側)にかけて互いに当接して略平行となるように順次配置されている。
フレネルレンズ5は複数の単位レンズが同心円状に配列されてなり、これら複数の単位レンズがなす同心円の中心を通って光拡散板4の法線に沿う方向、つまりフレネルレンズシート2の光軸P1は、光拡散板4の中心P2を通る光拡散板4の短辺に沿う方向(スクリーン上下方向)において光拡散板4の長辺よりも外側(図1で下側)に外れた位置を通るように配置されている。
そして、プロジェクタから投射される映像光Lはフレネルレンズシート2に入射して略平行光としてレンチキュラーレンズアレイシート3に向けて出射する。
レンチキュラーレンズアレイ7は略半円柱状をなす複数のシリンドリカルレンズ(単位レンズ)が互いに略平行に配列されており、各シリンドリカルレンズの長手方向をスクリーンの上下方向(垂直方向)に略一致させている。
レンチキュラーレンズアレイ7は入射する映像光Lをスクリーンの左右方向で集光・拡散してストライプ状の光として拡散板8に出射する。また本実施形態では映像光Lの集光部に開口部9が位置し、非集光部に遮光層12(ブラック・ストライプ)が位置している。
本実施形態において、拡散板8は例えば熱処理や活性エネルギー線照射処理等の後処理によって硬化した材料からなるものであり、光拡散剤が混入されることによって光拡散性を有している。これに代えて拡散板8は例えば光拡散剤が混入されることによって光拡散性を有する粘着材料あるいは接着材料からなり、かつ強度補強のための樹脂或いはガラス板を開口部9及び遮光層12を介してレンズシート本体13に接着するようにしてもよい。
まず、図2(a)に示す透明MS板からなる透明基板11の一方の面11aに、光拡散剤10bが混入された未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂10cを含んだ溶剤19を例えばロールコートやカーテンコート等の方法で塗布する(同図(b)参照)。活性エネルギー線硬化型樹脂10cが硬化してなる光拡散層10の膜厚は、小さすぎると透明基板11に対する接着性が低下し大きすぎると溶剤の塗布が困難になることから、20〜40μmとなるように溶剤19の厚みが設定されている。
ここで、光拡散剤10bとしては、例えば樹脂ビーズやガラスビーズ等が用いられる。光拡散剤10bの平均粒径は、小さすぎると光の散乱成分が大きくなり、逆に大きすぎると光の散乱ムラが大きくなってしまうことから、平均粒径が5〜30μmに設定されている。また、活性エネルギー線硬化型樹脂10c中の光拡散剤10bの添加量は、少なすぎると拡散特性が小さくなり、多すぎると光拡散層10が硬化したときの接着性が低下してしまうことから、活性エネルギー線硬化型樹脂10cに対して1〜30重量%に設定されている。
また、活性エネルギー線硬化型樹脂10cとしては、例えば紫外線硬化型フォトポリマーが用いられる。具体的には、アクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光開始剤等を含んだ公知の粘接着剤が用いられる。このような活性エネルギー線硬化型樹脂10cの特性については、未硬化の状態で流動性を必要とし、硬化した後の状態で接着性を確保するために例えばセロテープ(登録商標)密着性が良好であることが要求される。
図3(a)において、透明MS板からなる透明基板11の一方の面11aに、光拡散剤10bが混入された活性エネルギー線硬化型樹脂10cを含む溶剤19(以下、単に溶剤19という)を上述したロールコートやカーテンコート等の方法で塗布する。
ここで、透明基板11はその表面11aに微細な凹凸があるため溶剤19を塗布した際に凹凸に沿う膜厚のばらつきが発生する。しかもロールコートやカーテンコート等の塗工方式による膜厚のばらつきも生じる。そのため、単に溶剤19を塗布しただけでは乾燥後の光拡散層10は均一な膜厚が得られない。
そのため、次工程で溶剤19の上にオーバーレイフィルム20を密着させる(図3(b)参照)。そして加圧ロール21を転動させてオーバーレイフィルム20をしごいてこのフィルム20を介して透明基板11の表面11aの微細な凹凸に溶剤19を押し込む(図3(c)参照)。そのため、溶剤19はオーバーレイフィルム20の貼り付け前後で流動性を必要とする。なお、加圧ロール21によってオーバーレイフィルム20をしごく工程はなくてもよく、オーバーレイフィルム20を透明基板11に塗布された溶剤19に密着させることで光拡散層10の膜厚を均一に制御するようにしてもよい。
次に、図3(e)に示すように、硬化した光拡散層10からオーバーレイフィルム20を離型させることにより、その表面にマット面10aが転写された光拡散層10と透明基板11とを備えた光拡散板4を得ることができる。
次いで、フレネルレンズの金型または光拡散板4を通して活性エネルギー線発生手段から活性エネルギー線を照射する。これによって活性エネルギー線硬化型樹脂が硬化して粘着性を発揮し、透明基板11と密着してフレネルレンズ5が成形される(図3(c)参照)。
このようにして図1に示すフレネルレンズシート2が製造される。そして、別途製造されたレンチキュラーレンズアレイシート3と対向配置させることで透過型スクリーン1が製造される。なお、レンチキュラーレンズアレイシート3に設けた拡散板8は上述した従来技術に示す拡散フィルム等適宜の製造方法を用いて製造すればよい。
またオーバーレイフィルム20は必ずしも光拡散層10の硬化後に剥離させる必要はなく、保護層として被着させてフレネルレンズシート2の一部を構成するようにしてもよい。
また、オーバーレイフィルム20によって光拡散層10の表面にマット面10aやアンチグレア面、鏡面等を転写によって製造でき、或いはオーバーレイフィルム20を保護層として光拡散層10の一部を構成させてもよく、光拡散層10の表面の制御についても容易であり低コストで製造できる。
図4及び図5は本発明の第二の実施形態を示すものであり、図4は透過型スクリーンの構成図、図5はレンチキュラーレンズアレイシートの製造方法を示す図である。
本第二の実施形態では、透過型スクリーン30を構成するフレネルレンズシート2とレンチキュラーレンズアレイシート31の双方に塗布によって光拡散層を設けている。即ち、図4に示す透過型スクリーン30において、フレネルレンズシート2は上述した第一の実施形態による製造法で得られたものであり、この光拡散層10を第一の光拡散層10という。
レンチキュラーレンズアレイシート31は、レンズシート本体13の映像光入射側の面にレンチキュラーレンズアレイ7が設けられ、出射側の面には映像光の集光部に位置する複数の凹部15及び非集光部に位置する複数の凸部16が交互に配列された凹凸構造14が形成されている。映像光の非集光部に位置する凸部16の頂面には非集光部を遮光する遮光層17がストライプ状に設けられている。
そして、遮光部17を含む凹凸構造14に対して一方の面が隙間なく密着して透明な接着剤層32が設けられている。この接着剤層32の他方の平坦な表面32aには塗工及び硬化によって光拡散剤10bを混入させた活性エネルギー線硬化型樹脂10bからなる第二の光拡散層33が設けられている。この第二の光拡散層33はハードコート層で構成されていてもよい。
予め製造されたレンチキュラーレンズアレイ7の出射側の面に複数の凹部15及び複数の凸部16が交互に配列されてなる凹凸構造14に、透明な接着剤層32を充填して反対側の面32aを平坦に形成し、硬化させる(図5(a)参照)。
そして、図5(b)に示すように接着剤層32の面32a上に光拡散剤10bを混入させた活性エネルギー線硬化型樹脂10bを含む溶剤19を塗布する。その表面にオーバーレイフィルム20を被着させることで接着剤層32の面32aの微細な凹凸に倣ってオーバーレイフィルム20が変形するため溶剤19の厚みをほぼ均一に制御することができる(図5(c)参照)。更に加圧ロール21でオーバーレイフィルム20上を転動させて溶剤19を凹凸構造14に押し込んでより均一な厚みに制御してもよい。
なお、第一の実施の形態と同様にオーバーレイフィルム20の第二の光拡散層33との接触面にマット加工、アンチグレア加工、鏡面加工等を施して、オーバーレイフィルム20を剥離して第二の光拡散層33にマット面等を転写するようにしてもよい。
或いは、オーバーレイフィルム20を剥離させないで保護層としてもよいし、オーバーレイフィルム20を剥離させて別の保護層や反射防止フィルム等を被覆するようにしてもよい。
なお、図5に示す第二の実施形態によるレンチキュラーレンズアレイシート31の製造方法に代えて、変形例として、レンチキュラーレンズアレイ7の凹凸構造14に接着剤層32を充填した後、図3に示す製造方法によって別途製造した光拡散層33を密着させた透明基板11の他方の表面11bを接着剤層32に押しつけて接着させることでレンチキュラーレンズアレイシート31を製造するようにしてもよい。またレンチキュラーレンズアレイシート31の第二の光拡散層33のみについて本発明の製造方法を適用してもよい。
本実施の形態によるフレネルレンズシート2の製造方法では、第一の光拡散層10を構成する活性エネルギー線硬化型樹脂10cに代えて熱可塑性樹脂10dを用いている。熱可塑性樹脂10dを含む溶剤35は熱硬化前のオーバーレイフィルム20の貼り付け前後で流動性を必要とする。熱可塑性樹脂10dとして、例えばアクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、もしくは熱可塑性ポリウレタン樹脂を採用できる。
即ち、図6(a)において、透明MS板からなる透明基板11の一方の面11aに、光拡散剤10bが混入された熱可塑性樹脂10dを含む溶剤35(以下、単に溶剤35という)をロールコートやカーテンコート等の適宜の方法で塗布する。溶剤35を塗布すると透明基板11の表面11aの微細な凹凸に沿って、そしてロールコートやカーテンコート等の塗工方式によっても膜厚のばらつきが生じる。そのため、単に溶剤35を塗布しただけでは均一な膜厚は得られない。
そして図6(d)に示すように、硬化した第一の光拡散層37からオーバーレイフィルム20を離型させることによって、光拡散剤10bを混入した熱可塑性樹脂10dからなる第一の光拡散層37が透明基板11に密着して形成される。
また、オーバーレイフィルム20の第一の光拡散層37との接触面を、マット面やアンチグレア面や鏡面等の要求されるコーティング面特性に応じて予め加工したものを溶剤35に当接させた状態で熱プレスすることで、第一の光拡散層37の表面にマット面37aやアンチグレア面や鏡面等の任意のコーティング面を形成できる。
なお、レンチキュラーレンズアレイシート31の第二の光拡散層33の基材としても活性エネルギー線硬化型樹脂に代えて熱可塑性樹脂を採用してもよい。
また、上述した各実施形態において、各光拡散層10,33、37を所定の硬度を有するハードコート層としてもよいが、透過型スクリーン1、30としての機能を損ねないのであれば、必ずしも各光拡散層10,33、37をハードコート層とする必要はない。
例えば、本実施形態によるレンチキュラーレンズアレイシート3,31は、そのレンチキュラーレンズアレイ7(拡散レンズアレイ)の入射側に、複数の単位レンズがマトリックス状に配列されてなるレンズアレイが設けられたマイクロレンズアレイシートであってもよい。また例えば、そのレンチキュラーレンズアレイ7の入射側に、複数のシリンドリカルレンズ(単位レンズ)が略平行に配列された第1のレンズアレイと複数のシリンドリカルレンズ(単位レンズ)が略平行に配列された第2のレンズアレイとがそれらのシリンドリカルレンズの長さ方向を互いに交差させるように同一平面上に配置されてなるレンズアレイが設けられたクロスレンチレンズシートであってもよい。さらに例えば、各実施形態によるレンチキュラーレンズアレイシートは、そのレンチキュラーレンズアレイの入射側に、映像光を反射して拡散させる複数の単位レンズが配列されてなるレンズアレイが設けられたプリズムレンズアレイシートであってもよい。
2 フレネルレンズシート
3、31 レンチキュラーレンズアレイシート(拡散レンズアレイシート)
4 光拡散板(光拡散層)
5 フレネルレンズ
7 レンチキュラーレンズアレイ(拡散レンズアレイ)
10、37 光拡散層、第一光拡散層
10a マット面
11 透明基板(基板)
20 オーバーレイフィルム(フィルム)
21 加圧ロール(加圧手段)
32 接着剤層(基板)
33 第二光拡散層(光拡散層)
36 加熱ロール(加圧手段)
Claims (9)
- 基板の一方の面に光拡散剤を混入した未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂を塗布する工程と、
前記活性エネルギー線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂にフィルムを密着させる工程と、
前記活性エネルギー線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂に活性エネルギー線または熱を与えて硬化させることで光拡散層を形成して基板に密着させる工程と
を備えたことを特徴とする光拡散層の製造方法。 - 前記活性エネルギー線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂に前記フィルムを密着させる工程の後に、
前記フィルムを介して活性エネルギー線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂を加圧手段で加圧して前記基板に密着させて均す工程を追加してなる請求項1に記載の光拡散層の製造方法。 - 前記基板の一方の面に光拡散剤を混入した熱可塑性樹脂を塗布するものとし、前記加圧手段は加熱ロールである請求項2に記載の光拡散層の製造方法。
- 前記光拡散層を形成して基板に密着させる工程の後に、前記光拡散層に接触する面を予め加工した前記フィルムを剥がすことでマット面、アンチグレア面または鏡面を前記光拡散層に転写させるようにした請求項1乃至3のいずれかに記載の光拡散層の製造方法。
- 前記フィルムを保護層として光拡散層に密着させてなる請求項1乃至3のいずれかに記載の光拡散層の製造方法。
- 入射側に第一の光拡散層が配置されると共に出射側にフレネルレンズが配置されたフレネルレンズシートにおいて、
前記第一の光拡散層は請求項1〜5のいずれかに記載の光拡散層の製造方法によって製造されることを特徴とするフレネルレンズシートの製造方法。 - 入射側に拡散レンズアレイが配置されると共に出射側に第二の光拡散層が配置された拡散レンズアレイシートにおいて、
前記第二の光拡散層は請求項1〜5のいずれかに記載の光拡散層の製造方法によって製造されることを特徴とする拡散レンズアレイシートの製造方法。 - 前記基板は拡散レンズアレイに密着させた接着剤層である請求項7に記載の拡散レンズアレイシートの製造方法。
- フレネルレンズシートと拡散レンズアレイシートを対向配置させてなる透過型スクリーンにおいて、
前記フレネルレンズシートは請求項6に記載のフレネルレンズシートの製造方法によって製造し、前記拡散レンズアレイシートは請求項7または8に記載の拡散レンズアレイシートの製造方法によって製造したことを特徴とする透過型スクリーンの製造方法。
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