JP2006208787A

JP2006208787A - 透過型スクリーン用レンチキュラーシートおよびその製造方法

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Publication number: JP2006208787A
Application number: JP2005021438A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Kondo; 洋文近藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】撥水性が高く、所望の微細ピッチの加工が容易にでき、硬性の高い透過型スクリーン用レンチキュラーシートおよびその製造方法を提供することである。
【解決手段】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を構成するレンチキュラーシートにおいて、透明支持体の一面に、凸シリンドリカルレンズあるいはフライアイレンズが配列されてなるレンズ部分が形成されており、支持体の他の面には、感光性撥水性材料が分散混合された放射線（紫外線または電子線）硬化性組成物からなる感光性層が全面に形成され、感光性層中に分散配合された感光性撥水性材料の撥水性により遮光パターンを形成し、さらに、分散配合される感光性撥水性材料がシルセスキオキセタン化合物である透過型スクリーン用レンチキュラーシートおよびその製造方法を提供する。
【選択図】図２

Description

この発明は、フレネルレンズシートと組み合わせて、液晶プロジェクションテレビに使用する透過型スクリーン用レンチキュラーシートにおいて、レンチキュラーシートの片面（平坦面）に、遮光パターンを形成した透過型スクリーン用レンチキュラーシートおよびその製造方法に関する。

透過型スクリーンは、一般にフレネルレンズとレンチキュラーシートとの組み合わせによりなり、そのレンチキュラーシートは、片面にレンズ部が形成された簡便な構成であり、凸シリンドリカルレンズ（半円柱状凸レンズ）が配列されてなるレンズ部のファインピッチ化（微細化）が可能であると共に、各シリンドリカルレンズの非集光部に相当する位置に形成されるストライプ状の遮光パターン（以下、適宜ブラック・ストライプと称する）が所望部分に正確に形成できる。

例えば、特許文献１には、レンチキュラーシートの平坦面に、無機化合物物体が分散混合された放射線（紫外線、または電子線）硬化樹脂からなる感光性層が全面に形成され、その上部のシリンドリカルレンズの非集光部に相当する位置にストライプ状の遮光パターンが形成されたレンチキュラーシートが提案されている。

特許第３２６８２０４号公報

また、特許文献２にはレンズシートへの遮光パターンの形成に用いられるポジ型感光性硬化樹脂材料に（ａ）３員環状グリシジルエーテル、４員環状オキセタンエーテル、エポキシシクロキシル基から選択される少なくとも１種のカチオン重合性基を持つ少なくとも１種のカチオン重合性化合物と（ｂ）光カチオン重合開始剤を有する材料とを用いることが開示されている。

特許第３３５３６５９号公報

さらに、特許文献３には凸シリンドリカルレンズの他面の平坦な表面に、紫外線露光前に粘着性を有する紫外線感光性樹脂層の表面の、各シリンドリカルレンズの集光作用に基づく非粘着部を除いた境界部に相当する位置に、転写によるストライプ状の遮光パターンが形成され、遮光パターン上に拡散層が形成された構成が開示されている。

特許第３３０８１４０号公報

図３に示すようにブラック・ストライプとは異なる方式で、例えば特許文献４には、レンチキュラーレンズ部に沿うように着色層４１を設け、効率的に外光４７反射を減衰させる。この時、映像光４０は垂直入射なので透過距離が短く減衰しないという方式も提案されている。

特許第３３０８１４０号公報

映像画質の高精細化に伴い、液晶プロジェクターの画素数も増大している昨今、よりいっそうの微細ピッチが要求されているが、熱可塑性樹脂に対する従来の各種成形方法では微細ピッチの加工が難しく、また、液晶画面の薄層化に伴う硬性低下が問題とされている。

また、図３に示すようにブラック・ストライプとは異なる方式で、レンチキュラーレンズ部に沿うように着色層を設け、効率的に外光反射を減衰させ、映像光は垂直入射なので透過距離が短く減衰しないという方式においても、構造上微細ピッチの加工が難しい点、薄層化による硬性低下が問題とされている。

また、スクリーンによるコントラストを改善させるためには、遮光部の面積を広くして集光部の面積を小さくする必要がある。シリンドリカルレンズからフライアイレンズにすることによってそれを達成することは可能であるが、光透過部の面積が小さくなり、輝度が不十分になるという欠点があった。

それゆえこの発明は、集光部の光硬化時に黒塗料に対する撥水、撥油性を持たせ、光硬化部分の光線透過率を向上させることが課題となる。したがってこの発明の目的は、レンチキュラーシートの一面に形成された感光性層に含まれる材料の撥水性を利用して黒色塗料をはじいて遮光パターンを形成するものであり、所望の微細ピッチの加工が容易に実現でき、さらに硬性の高い透過型スクリーン用レンチキュラーシートおよびその製造方法を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明は、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を構成するレンチキュラーシートにおいて、透明支持体の一面に、凸シリンドリカルレンズあるいはフライアイレンズが配列されてなるレンズ部分が形成されており、支持体の他の面には、感光性撥水性材料が分散混合された放射線（紫外線または電子線）硬化性組成物からなる感光性層が全面に形成され、紫外線または電子線硬化性樹脂からなる感光性層が、レンズ側より紫外線または電子線を照射し、各レンズによって集光された部分の紫外線または電子線硬化性樹脂を硬化部分と、非集光部分の硬化性樹脂未硬化部とを有し、感光性層上の集光部の硬化樹脂硬化部分および非集光部の硬化樹脂未硬化部分に黒色塗料を転写または塗布し、各レンズの非集光部分の硬化樹脂未硬化部に黒色塗料を密着させて形成した遮光部と、各シリンドリカルレンズの非集光部に相当する位置に感光性層中に分散配合された感光性撥水性材料の撥水性により黒色塗料をはじくことで形成した非遮光部で構成される遮光パターンを有し、分散配合される感光性撥水性材料が以下の組成式で示されるシルセスキオキセタン化合物である透過型スクリーン用レンチキュラーシートおよびその製造方法を提供する。

ＲＳｉＯ₃／₂ なお、式中Ｒは、以下の構造式（１）、（２）で示される。

または部分的にフッ素化された

この発明の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を構成するレンチキュラーシートは、レンチキュラーシート平坦面上に感光性撥水性材料が分散混合された放射線（紫外線および電子線）硬化性組成物からなる感光性層を全面塗布形成する工程と、前記感光性層にシリンドリカルレンズ側より放射線を照射してレンズによって集光された部分の放射線（紫外線および電子線）硬化性樹脂を硬化し、硬化した部分と放射線（紫外線および電子線）硬化性樹脂未硬化部とを形成する工程と、前記感光性層上の各シリンドリカルレンズの非集光部に相当する位置に、前記感光性撥水性材料の光硬化後に生じる撥水性により黒色塗料をはじくことで遮光パターンを形成する工程を有する製造方法により製造される。

この発明によれば、感光性層に含まれる材料の硬化後の撥水性を利用して黒塗料をはじいて遮光パターンを形成するものであり、そのパターンはストライプ状でもマトリク状でも所望の微細ピッチの加工を実現することができる。また、感光性撥水性材料として有機・無機複合組成物であるシルセスキオキセタン化合物を用いているため、有機材料の成型品に無機材料の例えば撥水性の他、粘着性、硬性などの特性を容易に付加できる。したがって、レンチキュラーシートの薄層化に伴う硬性の低下も防止できる。さらに、黒色濃度を上昇させることも可能なので、コントラスト、垂直視野角を向上させることが可能となる。

以下、図面を参照して、この発明を詳細に説明する。まず、図１を用いてこの発明の実施形態を説明する。透明支持体の一面に、放射線（紫外線または電子線）硬化樹脂の硬化物により、例えば、凸シリンドリカルレンズ３０が並列されてなるレンズ部分３３が形成されており、支持体の反対側の平坦部３４には、撥水性材料が分散混合された放射線（紫外線または電子線）硬化樹脂からなる感光性層３５が全面に形成される。次に、光源１０より、例えば紫外線を照射し、感光性層３５上の各シリンドリカルレンズ３０の集光部（すなわち樹脂硬化硬化部となる）に相当する位置に、撥水性材料の撥水性により黒色塗料をはじくことで非遮光部３８が形成される。

一方、遮光部３６は、シリンドリカルレンズの非光集部（すなわち樹脂未硬化部分となる）に相当する位置に黒色塗料を転写または塗布することで形成される。このようにして遮光部３６と非遮光部３８よりなる遮光パターンは感光性層上に形成される。

感光性層を構成する感光性組成物としては、露光部が硬化反応により撥水性となり、非露光部が粘着性である特性を有する材料である紫外線または電子線感光性樹脂が用いられる。例えば、分子中にシロキサン部位を持つシルセスキオキセタン化合物に対して紫外線または電子線硬化モノマーを添加した組成物等が使用される。

感光性層に分散混合する感光性撥水性材料としては、組成式ＲＳｉＯ_3/2で示されるシルセスキオキセタン化合物が好適に用いられる。式中Ｒは、以下の構造式（１）、（２）で示されるものである。

あるいは以下に示すように部分的にフッ素化されたものであってもよい。

さらに、この発明のシルセスキオキセタン化合物は下記に示す構造式（７）となるが、実際には、ランダム型構造を有するものや１０個以上のかご型構造のものなど種々の分子量の化合物の混合物である。

この発明のシルセスキオキセタン化合物は例えば、Ｒ−Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃とシロキサン化合物を下記（３）に示す合成方法で得られる。

このときのシロキサン化合物含有量は、１０〜５０重量％が好ましい。少ないと撥水性が低下する。このときのシロキサン化合物の分子量は４０００以下が好ましい。４０００と超えると白濁し、光学膜としての応用が難しくなる。

上記感光性撥水性材料に加えてさらに放射線硬化モノマーを配合する場合は、その割合は、好ましくは９０％以下、より好ましくは８０％以下とすることで、撥水性、硬度ともに良好の結果が得られた。

また、感光性撥水性材料の硬化後の油性マジックの接触角は４０°以上が好適である。それ以下であると、黒塗料に対するはじき性が低下する。この発明では、油性マジックの接触角は、炭化水素系溶剤ヘキサデカンで代替測定した。（具体的には、「新実験化学講座」、丸善、第１８巻ｐ.９２−１０６に記載されている測定方法に準じて行った。）通常の炭化水素が表面にある状態では、この接触角の達成は難しく、シロキサンあるいはフッ素が表面に存在する必要がある。

感光性層に分散混合された感光性撥水性材料の撥水性により黒色塗料をはじいて形成された遮光パターンの黒色濃度は、８０％以上の濃さを得ることができる。また、遮光のパターンもストライプ状、マトリクス状と所望の形状で形成することが可能である。

この発明のレンチキュラーシートでは、感光性層上の観察側にさらに拡散層を形成することもできる。また、観察側に反射防止機能を有する保護フィルムを積層することも可能である。

次に、この発明のレンチキュラーシートの製造方法の一実施形態を図２Ａを用いて説明する。一面が平坦面であるレンチキュラーシートの平坦面上に撥水性材料が分散混合された紫外線または電子線硬化性組成物からなる感光性層を全面塗布形成する第一の工程での塗布方法は、従来のスピンコートやグラビア塗布などが用いられる。

シリンドリカルレンズ側より例えば紫外線を光源２０より照射して、シリンドリカルレンズによって集光された部分の紫外線硬化樹脂を硬化し、紫外線樹脂硬化部２２と、紫外線硬化樹脂未硬化粘着部２３とを形成する第２の工程では、レンチキュラーシートと光源２０との間にスリット２１を設置し、スリットを介することで帯状光源とする。一方、レンチキュラーシートは、図中の矢印方向にスライドさせて順次硬化させ、光の強度による硬化のばらつきを防ぐ。

次に、図２Ｂに示した遮光部３６と非遮光部３８とからなる遮光パターンを有する感光性層を形成する第３の工程では、各レンズの集光部に相当する位置（すなわち樹脂硬化部２２）に感光性撥水性材料の撥水性により黒色塗料をはじくことで非遮光部３８が形成される。一方遮光部３６は、例えば、黒色転写層を未硬化部分２３に転写または塗布することにより形成される。また、遮光パターン形成の際の黒色塗料としては、例えばカーボンブラックを分散させた塗料などが例示される。

以下、実施例に基づいてこの発明をさらに具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例、比較例の物性の評価は以下のように測定した。
１．撥水性評価方法
接触角の測定で評価した。
「新実験化学講座」、丸善、第１８巻ｐ.９２−１０６に記載されている測定方法に準じて行った。
３．硬度
鉛筆強度で評価を行い、ＪＩＳＫ５４００塗料一般試験法に準じて評価した。

実施例１〜３、比較例１
フライアイレンズを持ったレンチキュラーシート裏面に発明を実施するための最良の形態で説明した組成式ＲＳｉＯ₃／₂（式中Ｒは、以下の構造式（１）、（２）で示される。）

または部分的にフッ素化された

で示されるシルセスキオキセタン化合物を膜厚２μｍで塗布した。その化合物中に含まれるシリコン樹脂成分の配合量（表１中ではＳｉ含有量（重量％）と記載）をそれぞれ１０重量％、２０重量％、３０重量％とし、それぞれ実施例１、実施例２、実施例３とした。また、レンチキュラーシートの感光性撥水性材料中のＳｉ含有率を０重量％とした以外は、実施例と同様にしてレンチキュラーシートの撥水性および硬度を評価し、比較例１とした。その結果は、表１に示す。

実施例４〜７、比較例２〜３
感光性撥水性材料に実施例１〜３で使用した上記シルセスキオキセタン化合物を用い、さらにこれに対して発明を実施するための最良の形態で説明した以下の構造式（５）、（６）で示されるエポキシ化合物、モノマー２、モノマー３を表２に示す配合比率（重量％）で添加した組成物を使用して、実施例１〜３と同様の方法で、レンチキュラーシートを作成し、それぞれを実施例４、実施例５、実施例６、実施例７とした。また、レンチキュラーシートの感光性撥水性材料の配合比率を０重量％とし、エポキシ化合物であるモノマー２、モノマー３を表２に示す割合で添加したレンチキュラーシートの撥水性および硬度を評価し、比較例２、３とした。結果は表２に示す。
モノマー２

モノマー３

表１の結果より、この発明の感光性撥水性材料であるシルセスオキセタン化合物中のオキセタンに対してシロキサンを１０％〜３０％配合した場合、撥水性、硬度ともに良好な結果が得られた。さらに、表２の結果より、感光性撥水性材料であるシルセスオキセタン化合物にさら放射線硬化モノマーとしてエポキシ化合物であるモノマー２、３を単独でまたは両方添加した場合、より硬度の高いレンチキュラーシートが得られた。

この発明の一実施形態を示す断面図である。この発明の遮光パターンの製造方法を説明した断面図である。従来の一技術例を説明した図である。

符号の説明

１０投射レンズ
２０光源
２１スリット
２２硬化部
２３未硬化部
３０フルネルレンズ
３３シリンドリカルレンズ
３４平坦部
３５感光性層
３６非遮光部
３８遮光部
３９全面パネル
４０映像光
４１着色層
４２外光

Claims

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を構成するレンチキュラーシートにおいて、
透明支持体の一面に、凸シリンドリカルレンズあるいはフライアイレンズが配列されてなるレンズ部分が形成されており、
前記支持体の他の面には、感光性撥水性材料が分散混合された紫外線または電子線硬化性組成物からなる感光性層が全面に形成され、
前記感光性層が、レンズ側より紫外線または電子線を照射し、各レンズによって集光された集光部分の紫外線または電子線硬化樹脂の硬化部と、非集光部分の硬化樹脂未硬化部とを有し、
前記感光性層上の各レンズの集光部の樹脂硬化部分および非集光部の未硬化部分に黒色塗料を転写または塗布し、非集光部分の硬化樹脂未硬化部に黒色塗料を転写または塗布し密着させて形成した遮光部と、前記感光性撥水性材料の撥水性により黒色塗料をはじいて形成した非遮光部とからなる遮光パターンを有することを特徴とする透過型スクリーン用レンチキュラーシート。
前記感光性撥水性材料が以下の組成式で示されるシルセスキオキセタン化合物を主成分とする請求項１に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーシート。
ＲＳｉＯ_3/2（式中Ｒは、以下の構造式（１）、（２）で示される。

または部分的にフッ素化された

）
前記感光性層における紫外線または電子線硬化樹脂に対する感光性撥水性材料の含有率が、１０重量％以上１００重量％以下である請求項１または請求項２に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーシート。
前記感光性撥水性材料中のシリコンの含有率が、１０重量％以上５０重量％以下である請求項１または請求項２に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーシート。
前記感光性撥水性材料にさらに放射線硬化モノマーとして下記の構造式（４）〜（６）で示されるエポキシ化合物またはオキセタン化合物を配合した請求項１または請求項２に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーシート。
前記感光性撥水性材料の硬化後の油性マジックの接触角が４０°以上である請求項１または２に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーシート。
前記遮光パターンがストライプ状である請求項１または請求項２に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーシート。
前記遮光パターンがマトリクス状である請求項１または請求項２に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーシート。
前記レンチキュラーシートの観察側に感光性層を有する請求項１または請求項２に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーシート。
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を構成するレンチキュラーシートにおいて、
透明支持体の一面に、凸シリンドリカルレンズあるいはフライアイレンズが配列されてなるレンズ部分を有し、前記支持体の他の面には、感光性撥水性材料が分散混合された紫外線または電子線硬化性組成物からなる感光性層を全面塗布形成する工程と、
上記感光性層にレンズ側より紫外線または電子線を照射し、各レンズによって集光して硬化させた部分と、非集光の硬化樹脂未硬化部とを形成する工程と、
前記樹脂硬化部および硬化樹脂未硬化部の表面に黒色塗料を転写または塗布し、前記硬化樹脂未硬化部と前記黒色塗料を密着させ遮光部分を形成し、前記感光性層上の各レンズの集光部に相当する位置に前記感光性撥水性材料の撥水性により黒色塗料をはじくことで非遮光部分を形成して、遮光部分と非遮光部分からなる遮光パターンを形成する工程を有することを特徴とする透過型スクリーン用レンチキュラーシートの製造方法。