JP2007011303A - 遮光層付フライアイレンズシートおよびその製造方法、透過型スクリーンならびに背面投影型画像表示装置 - Google Patents
遮光層付フライアイレンズシートおよびその製造方法、透過型スクリーンならびに背面投影型画像表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】フライアイレンズ12が一主面に設けられたフライアイレンズシートの他主面に感光性粘着層14を形成し、フライアイレンズ12を通して感光性粘着層14に対して紫外線を照射し、感光性粘着層14に対して粘着/非粘着パターンを形成し、支持体18の一主面に、カーボン粒子を45wt%以上65wt%以下含有する黒色層17が設けられてなる黒色転写フィルム19を、感光性粘着層14の表面に接触させて引き剥がす。これにより、透過部15aが二次元的に形成された遮光層15を有するフライアイレンズシートを作製することができる。
【選択図】図18
Description
[背面投影型の画像表示装置の全体構成]
図1は、本発明の第1の実施形態による背面投影型の画像表示装置の一構成例を示す模式図である。この背面投影型の画像表示装置は、プロジェクタ1および透過型スクリーン2とを備え、プロジェクタ1から投影された画像を、透過型スクリーン2を透過させて表示するものである。
図1に示すように、この第1の実施形態による透過型スクリーン2は、プロジェクタ1からの投影光を略平行光として出射する作用をもつフレネルレンズシート20と、このフレネルレンズシート20から出射された平行光を受け、水平方向および垂直方向に広げ、表示光として出射する遮光層付フライアイレンズシート10とを備える。この透過型スクリーン2は、フレネルレンズシート20がプロジェクタ1の側となり、遮光層付フライアイレンズシート10が観察者側となるようにして配置される。透過型スクリーン2の大きさは特に限定されることはなく、例えば、縦786mm×横1362mm(対角60インチ)などの大きさの長方形状を有する。
以下に、フレネルレンズシート20および遮光層付フライアイレンズシート10の構成について、より具体的に説明する。
フレネルレンズシート20は、基板21と、フレネルレンズ24が一主面に設けられたフィルム23とを備え、この基板21とフィルム23とが接着層22を介して接着されている。基板21としては、透明性を有する材料からなるものが用いられ、例えばガラス基板が用いられる。
遮光層付フライアイレンズシート10は、フライアイレンズシート13と、このフライアイレンズシート13の観察者側となる面に設けられた感光性粘着層14と、この感光性粘着層14上に設けられた遮光層15と、この遮光層15上に粘着剤層16を介して設けられたプラスチック板3とを備える。フライアイレンズシート13は、支持基材であるフィルム11と、そのプロジェクタ側となる面に設けられたフライアイレンズ12とを有する。遮光層付フライアイレンズシート10の大きさは、目的とする透過型スクリーンの大きさに合わせて形成され、例えば、縦786mm×横1362mm(対角60インチ)などの大きさの長方形状を有する。
Cx:x軸方向中心曲率
Cy:y軸方向中心曲率
kx:x軸方向の非球面係数
ky:y軸方向の非球面係数
透過型スクリーン2において、観察者側に配置される遮光層付フライアイレンズシート10の製造方法は、(1)レーザ加工により母型を作製する母型の作製工程と、(2)母型を原型に電鋳などの処理により複製金型を作製する複製金型の作製工程と、(3)複製金型によりフライアイレンズシートを作製するシートの作製工程、(4)フライアイレンズシート上に遮光層を形成する遮光層の形成工程とを備える。
(1)母型の作製工程
(2)複製金型の作製工程
(3)シートの作製工程
(4)遮光層の形成工程
図10Aは、母型のレンズ成形面を示す模式図である。図10Bは、母型のレンズ成形面の一構成単位を拡大して示す模式図である。図10Aおよび図10Bに示すように、母型の成形面には、上述のフライアイレンズの形状に対応した複数の凹部が、縦方向および横方向に周期的に配設されている。
なお、被加工物33上に球面又は非球面状の突起を形成する場合には、図14Bに示すように開口領域と遮光領域とが反転したマスクを用いればよい。
まず、被加工物33の上方にマスク31を配し、このマスク31を介してレーザ光Lを被加工物33上に対して照射して、被加工物33上にマスク像を形成すると共に、矢印34に示すように被加工物33を横方向に移動させる。これにより、マスク像が被加工物33上を横方向に移動されて、被加工物33上が連続的に加工される。この工程により、被加工物33上にストライプ状の溝が形成される。
まず、例えば無電解メッキ法により、上述のようにして作製された母型の凹凸パターン上に導電化膜を形成する。ここで、導電化膜は、例えばニッケルなどの金属からなる金属被膜である。そして、導電化膜が形成された母型を電鋳装置に取り付け、例えば電気メッキ法により、ニッケルメッキ層などの金属メッキ層を導電化膜上に形成する。その後、母型から金属メッキ層を剥離する。これにより、母型とは反対の凹凸パターンを有する複製金型が得られる。
図17は、フライアイレンズシートの作製工程の一例を示す模式図である。
まず、図17Aに示すように、上述のようにして作製された複製金型41の凹凸パターン上に、例えば紫外線硬化樹脂などの樹脂材料を流し込む。その後、図17Bに示すように、複製金型41上に、支持基材となるフィルム11を重ね合わせる。そして、例えばゴムローラなどにより、フィルム11に対して力を加えて樹脂材料の厚みを均一にする。
図18は、遮光層の作製工程の一例を示す模式図である。
まず、図18Aに示すように、上述のようにして作製されたフライアイレンズシート13のレンズ面とは反対側の平坦面に、例えば紫外線感光樹脂粘着層などの感光性粘着層14を形成する。この感光性粘着層14の形成方法としては、例えば、フィルム11の表面に感光性粘着剤を直接塗布する方法、感光性粘着層14を支持体上に剥離可能に形成し、この感光性粘着層14をフィルム11の表面に貼り合わせて、支持体を剥離する方法などが挙げられる。
また、カーボンブラックの含有量が45wt%に満たない場合は、樹脂が過剰となるため塗膜強度が強く、集光部と非集光部の境界に倣って塗膜が切れず、非集光部に付着すべき黒色層が不足する。あるいは集光部に黒色層が残存することが起きる。非集光部の黒色層不足、集光部への黒色層の残存は、投影像のコントラストが低下したり投影像が欠けるため望ましくない。
次に、この発明の第2の実施形態について説明する。
上述の第1の実施形態では、平板状の被加工物をレーザ加工して母型を作製する場合を例として説明したが、この第2の実施形態では、図12A,Bに示したように円筒状を有する被加工物をレーザ加工して母型を作製する場合について説明する。
(1)母型の作製工程
(2)複製金型の作製工程
(3)シートの作製工程
(4)遮光層の形成工程
まず、円筒形状を有する被加工物を準備する。被加工物の材料としては、公知のプラスチックを用いることができる。この場合、プラスチックの耐熱性、ガラス転移点により加工性や加工後の表面形状が変化するため、加工条件に応じて適宜選択することが好ましく、ポリカーボネートを用いることが最も好ましい。
まず、例えば無電解メッキ法により、上述のようにして作製された母型の内周面上に導電化膜を形成する。ここで、導電化膜は、例えばニッケルなどの金属からなる金属被膜である。そして、導電化膜が形成された母型を電鋳装置に取り付け、例えば電気メッキ法により、ニッケルメッキ層などの金属メッキ層を導電化膜上に形成する。その後、母型を例えばレーザ光でカットして、母型から金属メッキ層を剥離する。これにより、母型とは反対の凹凸パターンを有する複製金型が得られる。
図19は、フライアイレンズシートの製造工程を説明するための模式図である。まず、図19を参照して、フライアイレンズシートの製造方法に用いられるシートの製造装置について説明する。図19に示すように、このシートの製造装置は、加圧ロール52、樹脂ディスペンサ54、剥離ロール55、UVランプ(紫外線ランプ)56および複製金型57を備える。
まず、微細形状が表面に設けられた複製金型57に基材シート51を巻き付けて、加圧ロール52と剥離ロール55でニップする。そして、樹脂ディスペンサ54から基材シート51上に紫外線硬化樹脂53を滴下して、基材シート51を複製金型57に圧着しながら送り出す。これにより、複製金型57の円柱面と基材シート51との間に紫外線硬化樹脂が充填されるとともに紫外線硬化樹脂に混在する気泡が除去され、複製金型57の金型形状が紫外線硬化樹脂層に転写される。なお、紫外線硬化樹脂53の滴下位置は上記の例に限られず、例えば、複製金型57と基材シート51との間に紫外線硬化樹脂53を滴下して、複製金型57と基材シート51との間に樹脂だまりを形成しながらシートを製造するようにしてよい。
遮光層の形成工程については、上述の第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
図20は、本発明の第3の実施形態による背面投影型の画像表示装置の一構成例を示す模式図である。なお、図において上述の第1の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
マルテンス硬度は、四角錐圧子及び三角錐圧子について定義される。具体的には、以下の式で示されるように、試験荷重Fを、接触ゼロ点から圧子の侵入した表面積Asで除した値と定義される。
マルテンス硬度=F/As=F/26.43h2
ここで、表面積Asとは、
1)ビッカース圧子(四角錐圧子)の場合
As=(4sin(α/2)/cos2(α/2))×h2
2)バーコビッチ圧子(三角錐圧子)の場合
As=(3√3tanα/cosα)×h2
である。
図20に示したように、透過型スクリーン2においては、プロジェクタ1からの光はフレネルレンズシート20で平行光に補正された後、遮光層付フライアイレンズシート10に入射する。このとき、遮光層付フライアイレンズシート10にうねりやゆがみが生じていると光の入射角が乱れるため、画像のゆがみやぼやけが生じる。従って、遮光層付フライアイレンズシート10はフレネルレンズシート20に対して平行度が必要とされる。
[実施例1]
(1)黒色転写フィルムの作製
以下に示す原料を配合し、ボールミルにて任意の時間分散後、5μm口径のフィルターを通し、カーボン含有量が65wt%の黒色転写フィルムの塗料を調整した。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 130重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)70重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
(a)全光線透過率測定
(1)で作製した黒色転写フィルムの全光線透過率を測定した。その結果、全光線透過率は0.1%であった。評価装置は村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHM−150型を用いた。評価条件はJIS K−7361に準拠した。
(1)で作製した黒色転写フィルムの表面を綿棒で軽く払拭し、黒色付着の有無を目視にて確認した。黒色付着が顕著な場合は次工程以降で、汚染の可能性があるため、判定をNGとして以降の工程を取りやめることとした。
本実施例1においては、黒色の付着は見られなかった。
母型を作製するための加工装置としては、ベルギーOPTEC社製精密レーザ加工機MAS−300を使用した。マスクとしては、複数の爪状の開口部が複数列配列されているものを用いた。なお、被加工物としてはポリカーボネートからなる基板を用いた。
まず、X=100μm、Y=60μmのレンズピッチを有するフライアイレンズの複製金型に、UV硬化樹脂(東亜合成社製:アロニックス)を流し込み、厚さ50μmのPETフィルム(東洋紡績社製:A4300)を重ね、ゴムローラで1kgの荷重を加えながらレンズ厚みを均一にした。次に、PETフィルム上から1000mJ/cm2のUV光を照射し、UV硬化樹脂を硬化し、フライアイレンズシートを得た。
次に、上述のようにして得られたフライアイレンズシートに感光性粘着剤(東亜合成社製)を貼合し、レンズ側からUV平行光(500mJ/cm2)を照射し粘着非粘着のパターンを形成した。
その後、フライアイレンズシートの感光性粘着層の面側に、(1)で得た黒色転写フィルムを貼合した。黒色転写フィルムの余剰部分を引っ張ることで、黒色転写フィルムをフライアイレンズシートから引き剥がし、感光性粘着層の粘着部に黒色層を転写し、透過部の開口形状が四角形状で遮光部面積率90%を目標値とする遮光層を形成した。以上の工程により、縦786mm×横1362mmの大きさを有する遮光層付フライアイレンズシートが得られた。
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製し、透過部の開口形状が四角形状で遮光部面積率90%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=76μm、Y=46μm
基材のプラスチックフィルム:35μm
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製し、透過部の開口形状が四角形状で遮光部面積率90%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=150μm、Y=90μm
基材のプラスチックフィルム:75μm
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製し、透過部の開口形状が四角形状で遮光層面積率90%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=150μm、Y=120μm
基材のプラスチックフィルム:105μm
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製し、透過部の開口形状が四角形状で遮光部面積率93%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=76μm、Y=46μm
基材のプラスチックフィルム:38μm
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムの塗料を作製した。そして、前記塗料を厚さ12μmのPET(東レ社製ルミラー)の面上に乾燥後の塗膜厚が0.5μmとなるように塗布、乾燥し、60℃にて48時間熱処理を行った。
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムの塗料を作製した。そして、前記塗料を厚さ12μmのPET(東レ社製ルミラー)の面上に乾燥後の塗膜厚が2μmとなるように塗布、乾燥し、60℃にて48時間熱処理を行った。
まず、以下に示す原料を配合し、実施例1と同一工程で、カーボン含有量45wt%の黒色転写フィルムの塗料を調整した。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 110重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)90重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に実施例1のフライアイレンズシートを作製し、透過部の開口形状が四角形状で遮光部面積率91%を目標値とする遮光層を上記黒色転写フィルムを用いて作製した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製し、レンズシート表面に反射防止コート(旭硝子製サイトップCTL−107Mをディップ法で120nm塗布)を施した。そして、透過部の開口形状が四角形状で遮光部面積率90%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=100μm、Y=60μm
基材のプラスチックフィルム:50μm
以下に示す原料を配合し、実施例1と同一工程で、カーボン含有量45wt%の黒色転写フィルムの塗料を調整した。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 110重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)90重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製し、透過部の開口形状が四角形状で遮光部面積率90%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=55μm、Y=35μm
基材のプラスチックフィルム:50μm
以下に示す原料を配合し、ボールミルにて任意の時間分散後、5μm口径のフィルターを通し、カーボン含有量が50wt%の黒色転写フィルムの塗料を調整した。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアン社製 RAVEN−1255 100重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)100重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
作製した黒色転写フィルムの全光線透過率は0.5%であり、粉落ちは見られなかった。
(作製条件)
曲率:式(1)において、Cx、Cy、kx、kyは以下を示す。
Cx=0.0220
Cy=0.0220
kx=−1.0
ky=0.8
レンズピッチ:X=100μm、Y=60μm
基材のプラスチックフィルム:75μm
上記レンズシートに実施例1と同一工程にて、透過部の開口形状がX形状で遮光部面積率が90%を目標値とする遮光層を作製した。
黒色転写フィルムの塗料組成が異なる他は、実施例14と同一工程、同一材料にて、スクリーンを形成した。
以下に示す原料を配合し、ボールミルにて任意の時間分散後、5μm口径のフィルターを通し、カーボン含有量が60wt%の黒色転写フィルムの塗料を調整した。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 120重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)80重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
作製した黒色転写フィルムの全光線透過率は0.2%であり、粉落ちは見られなかった。
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。フライアイレンズは上下方向の視野角を絞った非球面レンズ形状とした。基材のプラスチックフィルムの厚さは75μmとした。実施例1と同一方法で金型を作製後、フライアイレンズシートを作製し、透過部の開口形状が直線形状で遮光部面積率70%を目標値とする遮光層を前記黒色転写フィルムを用いて形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製し、遮光部面積率90%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=250μm、Y=150μm
基材のプラスチックフィルム:125μm
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製し、遮光部面積率85%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=50μm、Y=30μm
基材のプラスチックフィルム:25μm
まず、黒色層の乾燥後の塗布厚を2.5μmとした他は実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製し、遮光部面積率90%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=100μm、Y=60μm
基材のプラスチックフィルム:50μm
まず、以下に示す原料を配合し、実施例1と同一工程で、カーボン含有量40wt%の黒色転写フィルムの塗料を調整した。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 80重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)120重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
まず、以下に示す原料を配合し、実施例1と同一工程で、カーボン含有量80wt%の黒色転写フィルムの塗料を調整した。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 160重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)40重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製した。遮光部面積率80%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=100μm、Y=60μm
基材のプラスチックフィルム:50μm
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製した。遮光部面積率65%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=100μm、Y=60μm
基材のプラスチックフィルム:50μm
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてフライアイレンズシートを作製した。遮光部面積率90%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=100μm、Y=60μm
基材のプラスチックフィルム:75μm
まず、実施例1と同一材料及び工程で黒色転写フィルムを作製した。
次に、下記の条件にてレンチキュラーレンズシートを作製した。遮光部面積率90%を目標値とする遮光層を形成した。記載条件以外は実施例1と同一材料、同一工程にて作製した。
(作製条件)
レンズピッチ:X=100μm
基材のプラスチックフィルム:75μm
これら実施例1〜15および比較例1〜9に係る遮光層を付加したフライアイレンズシートについて、下記の評価を行った。
(a)遮光部面積率の測定及び透過部形状の確認
上記実施例及び比較例の遮光層付フライアイレンズシートの任意場所を1cm角で切り出し、遮光層表面を光学顕微鏡で撮影し、画像解析ソフトを使用し、遮光部の面積率を測定した。同時に、光学顕微鏡で透過部の形状を観察した。
上記実施例及び比較例の遮光層付フライアイレンズシートのレンズ側から光を入射し測定した。評価装置は村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHM−150型を用いた。評価条件はJIS K−7361に準拠した。
ソニー社製リアプロジェクションテレビ(グランドベガ)のレンチキュラーレンズスクリーンを切り取り、上記実施例及び比較例の遮光層付フライアイレンズスクリーンを、前記切り取り部に嵌め込み固定した。画像を映し、従来のレンチキュラーレンズ(シリンドリカルレンズ)スクリーンで構成された部分と比較を行い、以下の3段階の指標で評価した。
×:従来よりコントラストが劣る
△:従来とコントラストが同等
○:従来よりコントラストが優れている
遮光部面積率が80%となる比較例6の遮光層付フライアイレンズシートにおいては、従来品と同等のコントラストであった。
黒色層の塗膜厚が2.0μmを超える比較例3の遮光層付フライアイレンズシートにおいては、遮光層の表面にひび割れが発生する不具合がみられた。
レンズピッチが200μmを超え、基材プラスチックフィルムの厚みが125μmである比較例1の遮光層付フライアイレンズシートにおいては、遮光部面積率が90%であり、レンズ側からの全光線透過率が90%である。入射光に対して欠落のない、良好な特性が得られた。しかし、フライアイレンズシートのレンズピッチが大きいためスクリーン上の画素ピッチによってはモアレ縞の発生が認められた。
比較例8では、PETフィルムの厚みによりレンズの集光位置からずらしたところで、感光性粘着層の感光を行ったところ、開口形状が不定形となり、かつ黒色層が残存したため、全光線透過率が65%に満たないレンズシートとなった。従来品と比較してコントラストが劣っていた。
次に、上述のようにして得られた実施例1の透過型スクリーンの拡散特性(輝度分布)を評価した。
[実施例16]
(1)黒色転写フィルムの作製
以下に示す原料を配合し、ボールミルにて任意の時間分散後、5μm口径のフィルターを通し、カーボン含有量が60wt%の黒色転写フィルムの塗料を調整した。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 120重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)80重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
(a)全光線透過率測定
(1)で作製した黒色転写フィルムの全光線透過率を測定した。その結果、全光線透過率は0.1%であった。評価装置は村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHM−150型を用いた。評価条件はJIS K−7361に準拠した。
(1)で作製した黒色転写フィルムの黒色層のマルテンス硬度を以下の条件で測定した。その結果、80N/mm2であった。
評価装置:ピコデンター(フィッシャー・インストルメンツ社製微小硬度計)
なお、高分子フィルムのような弾性体上に塗膜が形成されている場合、測定時の押し込み深さによっては、基材弾性率を含む硬度となりうる。本測定は、黒色層のみの硬度を正確に測定するため、基材弾性率が影響しない押し込み深さ(塗膜の全厚の1/10)での測定を行った。
母型を作製するための加工装置としては、ベルギーOPTEC社製精密レーザ加工機MAS−300を使用した。マスクとしては、図13Bに例示したように、複数の爪状の遮光領域が複数列配列されているものを用いた。なお、被加工物としてはポリカーボネートからなる基板を用いた。
まず、X=100μm、Y=60μmのレンズピッチを有するフライアイレンズの複製金型に、UV硬化樹脂(東亜合成社製:アロニックス)を流し込み、厚さ50μmのPETフィルム(東洋紡績社製:A4300)を重ね、ゴムローラで1kgの荷重を加えながらレンズ厚みを均一にした。次に、PETフィルム上から1000mJ/cm2のUV光を照射し、UV硬化樹脂を硬化し、フライアイレンズシートを得た。
次に、上述のようにして得られたフライアイレンズシートに感光性粘着層を形成するために、下記の組成成分をロールミルにて混合して塗料を作製し、塗工した。100℃10分で乾燥し、厚さ約20μmの感光性粘着層を形成した。
(塗料組成)
アクリル酸エステル 55重量部
トリメチロールプロパン トリアクリレート 40重量部
光開始剤 イルガキュア184(商品名、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 5重量部
レンズ側からUV平行光(100mJ/cm2)を照射し、感光性粘着層の集光領域に凹部を形成した。
(凹部の深さ測定)
上記感光性粘着層の一部をサンプリングし、凹部の凹み量(深さ)を測定した。測定には非接触三次元形状測定機NH−3(三鷹光器(株)製)を使用した。その結果、凹部の凹み量は1.8μmであった。
その後、フライアイレンズシートの感光性粘着層の面側に、(1)で得た黒色転写フィルムを貼合した。黒色転写フィルムの余剰部分を引っ張ることで、黒色転写フィルムをフライアイレンズシートから引き剥がし、感光性粘着層の粘着部に黒色層を転写し、遮光層を形成した。以上の工程により、縦786mm×横1362mmの大きさを有する遮光層付フライアイレンズシートが得られた。
そして、遮光層の面側に両面粘着シート(スリーエム社製)を貼合し、レンズシートと反対面に拡散板を貼り付けフライアイレンズスクリーンを得た。
まず、実施例16と同一材料及び工程で黒色転写フィルム及びフライアイレンズシートを作製した。次に、感光性粘着層を下記の塗料により形成し、レンズ側からUV平行光(200mJ/cm2)を照射し、感光性粘着層の集光領域に凹部を形成した。凹部の凹み量は3μmであった。次に、黒色層を転写し、遮光層を形成した。記載条件以外は実施例16と同一材料、同一工程にて作製した。
(塗料組成)
アクリル酸エステル 50重量部
ジペンタエリスリトール ヘキサアクリレート 40重量部
イルガキュア184(商品名、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 5重量部
まず、実施例16と同一材料及び工程で黒色転写フィルム及びフライアイレンズシートを作製した。次に感光性粘着層を形成し、レンズ側からUV平行光(50mJ/cm2)を照射し、感光性粘着層の集光領域に凹部を形成した。凹部の凹み量は0.05μmであった。次に黒色層を転写し、遮光層を形成した。記載条件以外は実施例16と同一材料、同一工程にて作製した。
まず、実施例16と同一材料及び工程で黒色転写フィルム及びフライアイレンズシートを作製した。次に感光性粘着層を形成し、レンズ側からUV平行光(500mJ/cm2)を照射し、感光性粘着層の集光領域に凹部を形成した。凹部の凹み量は7μmであった。次に黒色層を転写し、遮光層を形成した。記載条件以外は実施例16と同一材料、同一工程にて作製した。
まず、以下に示す原料を配合し、実施例16と同一工程で黒色転写フィルムを作製した。全光線透過率は0.05%以下(装置の検出限界以下)、マルテンス硬度は30N/mm2であった。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 150重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)50重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
以降は実施例16と同一材料及び工程にて遮光層付フライアイレンズシートを作製した。感光性粘着層の集光領域に形成した凹部の凹み量は1.8μmであった。
まず、以下に示す原料を配合し、実施例16と同一工程で黒色転写フィルムを作製した。全光線透過率は0.5%、マルテンス硬度は200N/mm2であった。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 110重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)90重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
以降は実施例16と同一材料及び工程にて遮光層付フライアイレンズシートを作製した。感光性粘着層の集光領域に形成した凹部の凹み量は1.8μmであった。
まず、実施例16と同一材料及び工程で黒色転写フィルム及びフライアイレンズシートを作製した。全光線透過率は0.1%、マルテンス硬度は80N/mm2であった。次に、感光性粘着層を下記の塗料により形成し、レンズ側からUV平行光(100mJ/cm2)を照射し、感光性粘着層の集光領域に凹部を形成した。凹部の凹み量は0.03μmであった。次に、黒色層を転写し、遮光層を形成した。記載条件以外は実施例16と同一材料、同一工程にて作製した。
(塗料組成)
アクリル酸エステル 60重量部
2−エチルヘキサノールアクリレート 35重量部
イルガキュア184(商品名、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 5重量部
以下に示す原料を配合し、実施例16と同一工程で黒色転写フィルムを作製した。全光線透過率は0.05%以下(装置の検出限界以下)、マルテンス硬度は20N/mm2であった。黒色層の塗膜凝集力が弱く、粉落ちが発生したため、次工程からの評価をとりやめた。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 140重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)60重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
まず、以下に示す原料を配合し、実施例16と同一工程で黒色転写フィルムを作製した。全光線透過率は1.5%、マルテンス硬度は220N/mm2であった。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 80重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)120重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
以降は実施例16と同一材料及び工程にて遮光層付フライアイレンズシートを作製した。感光性粘着層の集光領域に形成した凹部の凹み量は1.8μmであった。
これら実施例16〜21および比較例10〜12に係る遮光層を付加したフライアイレンズシートについて、下記の評価を行った。
(a)遮光部面積率の測定及び透過部形状の確認
上記実施例及び比較例の遮光層付フライアイレンズシートの任意場所を1cm角で切り出し、遮光層表面を光学顕微鏡で撮影し、画像解析ソフトを使用し、遮光部の面積率を測定した。同時に、光学顕微鏡で透過部の形状を観察した。
上記実施例及び比較例の遮光層付フライアイレンズシートのレンズ側から光を入射し測定した。評価装置は村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHM−150型を用いた。評価条件はJIS K−7361に準拠した。
ソニー社製リアプロジェクションテレビ(グランドベガ)のレンチキュラーレンズシートを切り取り、上記実施例及び比較例の遮光層付フライアイレンズシートを、前記切り取り部に嵌め込み固定した。画像を映し、従来のレンチキュラーレンズ(シリンドリカルレンズ)シートで構成された部分と比較を行い、以下の3段階の指標で評価した。
×:従来よりコントラストが劣る
△:従来とコントラストが同等
○:従来よりコントラストが優れている
[実施例22]
(1)黒色転写フィルムの作製
以下に示す原料を配合し、ボールミルにて任意の時間分散後、5μm口径のフィルターを通し、黒色転写フィルムの塗料を調整した。
(塗料組成)
カーボンブラック:コロンビアンカーボン社製 RAVEN−1255 130重量部
バインダー樹脂:ポリエステルポリウレタン(東洋紡績社製UR−8300)70重量部
溶剤:メチルエチルケトン 500重量部
トルエン 500重量部
母型を作製するための加工装置としては、ベルギーOPTEC社製精密レーザ加工機MAS−300を使用した。マスクとしては、複数の爪状の開口部が複数列配列されているものを用いた。なお、被加工物としてはポリカーボネートからなる基板を用いた。
まず、X=100μm、Y=60μmのレンズピッチを有するフライアイレンズの複製金型に、UV硬化樹脂(東亜合成社製:アロニックス)を流し込み、厚さ50μmのPETフィルム(東洋紡績社製:A4300)を重ね、ゴムローラで1kgの荷重を加えながらレンズ厚みを均一にした。次に、PETフィルム上から1000mJ/cm2のUV光を照射し、UV硬化樹脂を硬化し、フライアイレンズシートを得た。
上記PETフィルムの製膜時幅方向の熱収縮率(スクリーン短辺方向)を測定した。測定機は、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製「EXSTAR TMA/SS6000」を用いた。測定条件は150℃30分とした。その結果、熱収縮率は0.2%であった。
次に、上述のようにして得られたフライアイレンズシートに感光性粘着剤(東亜合成社製)を貼合し、レンズ側からUV平行光(500mJ/cm2)を照射し粘着/非粘着のパターンを形成した。
その後、フライアイレンズシートの感光性粘着層の面側に、(1)で得た黒色転写フィルムを貼合した。黒色転写フィルムの余剰部分を引っ張ることで、黒色転写フィルムをフライアイレンズシートから引き剥がし、感光性粘着層の粘着部に黒色層を転写し、遮光部面積率90%を目標値とする遮光層を形成した。以上の工程により、縦786mm×横1362mmの大きさを有する遮光層付フライアイレンズシートが得られた。
プラスチック板(日本アクリエース社製、MS板)の片面に無溶剤型マット剤含有ハードコート剤(中国塗料製)をバーコーターにて塗布し、UV照射機(ウシオ電機社製)で500mJ/cm2照射して硬化させることにより、厚み10μmのハードコート層を形成した。
上記プラスチック板のもう一方の面に粘着剤層を形成するために、下記の組成成分をロールミルにて混合して塗料を作製し、塗工した。100℃5分で乾燥し、約50μmの粘着剤層を形成した。
(塗料組成)
アクリル酸ブチル 90重量部
アクリル酸 5重量部
酢酸ビニル 5重量部
イソシアネート架橋剤 3重量部
粘着剤層のヤング率を測定した。測定装置はアイティー計測制御(株)製粘弾性測定装置「DVA−220」を使用した。測定条件は引っ張り(5Hz)条件とした。粘弾性カーブを測定し、100℃〜200℃における貯蔵弾性率の最大値、最小値をグラフから読み取ったところ、最小2×104Pa(100℃)、最大5×104Pa(200℃)であった。
上記フライアイレンズシートの基材フィルムの流れ方向をプラスチック板(あるいはスクリーン)の長辺方向に配し、貼り合わせを行った。貼り合わせには、高精度貼合機(三共株式会社製、HAL)を使用した。
まず、実施例22と同一材料及び同一工程で黒色転写フィルム及び遮光層付フライアイレンズシートを作製した。次に、プラスチック板の片面に実施例22と同一材料で10μm厚みのハードコート層を形成した。プラスチック板のもう一方の面に、下記組成の粘着剤層を形成した。粘着剤層の厚みは20μmとした。ヤング率は最小1×104Pa(100℃)、最大5×104Pa(200℃)であった。フライアイレンズシートの基材フィルムの流れ方向をプラスチック板の長辺方向に配し、実施例22と同一工程で貼り合わせ、フライアイレンズスクリーンを作製した。
(塗料組成)
アクリル酸ブチル 80重量部
アクリル酸 10重量部
酢酸ビニル 10重量部
イソシアネート架橋剤 1重量部
記載条件以外は実施例22と同一材料、同一工程にて作製した。
粘着剤層の厚みを125μmにした以外は、実施例22と同一材料、同一工程にて作製した。
粘着剤層の厚みを50μm、塗料組成を下記とした以外は、実施例22と同一材料、同一工程にて作製した。粘着剤層のヤング率は最小4×104Pa(100℃)、最大9×104Pa(200℃)であった。プラスチック板は反りつき板を使用した。
(塗料組成)
アクリル酸ブチル 80重量部
アクリル酸 10重量部
酢酸ビニル 5重量部
イソシアネート架橋剤 5重量部
フライアイレンズシートの基材フィルムの厚みを38μmとした以外は、実施例22と同一材料、同一工程にて作製した。熱収縮率は0.4%であった。
フライアイレンズシートの基材フィルムの厚みを100μmとした以外は、実施例22と同一材料、同一工程にて作製した。熱収縮率は0.05%であった。
粘着剤層の厚みを150μmにした以外は、実施例22と同一材料、同一工程にて作製した。
粘着剤層の厚みを10μmにした以外は、実施例22と同一材料、同一工程にて作製した。
粘着剤層の厚みを50μm、塗料組成を下記とした以外は、実施例22と同一材料、同一工程にて作製した。粘着剤層のヤング率は最小7×104Pa(100℃)、最大5×105Pa(200℃)であった。
(塗料組成)
アクリル酸ブチル 85重量部
アクリル酸 10重量部
酢酸ビニル 5重量部
イソシアネート架橋剤 20重量部
まず、実施例22と同一材料及び同一工程で黒色転写フィルム及び遮光層付フライアイレンズシートを作製した。このとき、フライアイレンズシートの基材フィルムの流れ方向をプラスチック板(あるいはスクリーン)の短辺方向に配し、実施例22と同一工程で貼り合わせ、フライアイレンズスクリーンを作製した。基材フィルムの熱収縮率は1.0%であった。
以上の実施例22〜27および比較例13〜16に係るフライアイレンズスクリーンについて、環境試験前後において下記の評価を行った。
(環境試験条件)
1.25℃50%の環境下で反り量測定と画像ゆがみ確認
2.60℃90%の環境下で24時間保存後、反り量測定
3.25℃50%の環境下で24時間放置後、反り量測定と画像ゆがみ確認
プラスチック板のハードコート面を表に配し、向かって左上を支持点とし、スクリーンを吊した。スクリーンの上下(短辺方向)の中央に糸をはり、糸からプラスチック板までの垂直距離を金尺で測定した。各環境での反り量を記録し、(最大値−最小値)を反り変化量とした。
ソニー社製リアプロジェクションテレビ(グランドベガ)のレンチキュラースクリーンを取り外し、上記実施例及び比較例のフライアイレンズスクリーンをはめ込み固定した。環境保存前後で5cmピッチの格子パターンを映し、画像のゆがみの有無を確認した。
Claims (25)
- フライアイレンズが一主面に設けられたフライアイレンズシートと、前記フライアイレンズシートの他主面に設けられた遮光層と、前記フライアイレンズシートと前記遮光層との間に形成され粘着/非粘着パターンを有する感光性粘着層とを備え、
前記遮光層は、前記粘着パターン上に形成された遮光部と、前記非粘着パターン上に形成され前記フライアイレンズを透過した光を透過させる透過部とを有し、
前記透過部は、前記フライアイレンズによる集光部に対応する位置に設けられ、
前記遮光部はカーボン粒子を含有するとともに、前記カーボン粒子の含有量が45wt%以上65wt%以下である
ことを特徴とする遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記透過部の形状が四角形状または変調された四角形状である
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記透過部の形状がX形状または変調されたX形状である
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記透過部の形状が直線形状または変調された直線形状である
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記フライアイレンズが、非球面形状を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記遮光部が占める面積が、前記遮光層全体の面積の70%以上である
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記非粘着パターンの前記遮光層側表面には凹部が形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記凹部の深さは0.05μm以上である
ことを特徴とする請求項7に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記遮光層の厚みが、0.5μm以上2.0μm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記遮光部の透過率が、2.0%以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記遮光部のマルテンス硬度は、30N/mm2以上200N/mm2以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記フライアイレンズのピッチが、35μm以上150μm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記フライアイレンズは、フライアイレンズと、前記フライアイレンズを支持するフィルム状の支持基材とを有し、
前記支持基材の厚みが、35μm以上105μm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記遮光層付加後のフライアイレンズシートのレンズ側からの全光線透過率が、65%以上である
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記遮光層には透明な粘着剤層を介してプラスチック板が貼り合わされており、
前記粘着剤層の厚みが20μm以上125μm以下であり、かつ、
100℃以上200℃以下における弾性率が1×104以上1×105Paである
ことを特徴とする請求項1に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - 前記プラスチック板は、光拡散機能を有している
ことを特徴とする請求項15に記載の遮光層付フライアイレンズシート。 - フレネルレンズシートと、遮光層付フライアイレンズシートとを備え、
前記遮光層付フライアイレンズシートは、フライアイレンズが一主面に設けられたフライアイレンズシートと、前記フライアイレンズシートの他主面に設けられた遮光層と、前記フライアイレンズシートと前記遮光層との間に形成され粘着/非粘着パターンを有する感光性粘着層とを備え、
前記遮光層は、前記粘着パターン上に形成された遮光部と、前記非粘着パターン上に形成され前記フライアイレンズを透過した光を透過させる透過部とを有し、
前記透過部は、前記フライアイレンズによる集光部に対応する位置に設けられ、
前記遮光部はカーボン粒子を含有するとともに、前記カーボン粒子の含有量が45wt%以上65wt%以下である
ことを特徴とする透過型スクリーン。 - 前記フライアイレンズシートは、フライアイレンズと、このフライアイレンズを支持するフィルム状の支持基材とを有しており、
前記支持基材の製膜時の流れ方向がスクリーンの長辺方向に配向されている
ことを特徴とする請求項17に記載の透過型スクリーン。 - 前記支持基材の製膜時の幅方向の熱収縮率は、0.4%以下である
ことを特徴とする請求項18に記載の透過型スクリーン。 - プロジェクタと、前記プロジェクタから投影された画像を透過表示する透過型スクリーンとを備え、
前記透過型スクリーンは、フレネルレンズシートと、遮光層付フライアイレンズシートとを備え、
前記遮光層付フライアイレンズシートは、フライアイレンズが一主面に設けられたフライアイレンズシートと、前記フライアイレンズシートの他主面に設けられた遮光層と、前記フライアイレンズシートと前記遮光層との間に形成され粘着/非粘着パターンを有する感光性粘着層とを備え、
前記遮光層は、前記粘着パターン上に形成された遮光部と、前記非粘着パターン上に形成され前記フライアイレンズを透過した光を透過させる透過部とを有し、
前記透過部は、前記フライアイレンズによる集光部に対応する位置に設けられ、
前記遮光部はカーボン粒子を含有するとともに、前記カーボン粒子の含有量が45wt%以上65wt%以下である
ことを特徴とする背面投影型画像表示装置。 - フライアイレンズが一主面に設けられたフライアイレンズシートの他主面に感光性粘着層を形成する工程と、
前記フライアイレンズを通して前記感光性粘着層に対して紫外線を照射し、前記感光性粘着層に対して粘着/非粘着パターンを形成する工程と、
支持体の一主面に、カーボン粒子を45wt%以上65wt%以下含有する黒色層が設けられてなる黒色転写フィルムを、前記感光性粘着層表面に接触させた後引き剥がすことで、前記フライアイレンズによる集光部に対応する位置に透過部を形成する工程とを備える
ことを特徴とする遮光層付フライアイレンズシートの製造方法。 - 前記感光性粘着層の非粘着パターンに凹部を形成する工程を有する
ことを特徴とする請求項21に記載の遮光層付フライアイレンズシートの製造方法。 - 前記フライアイレンズシートは、
レーザ光を被加工物に照射して母型を作製する母型作製工程と、
前記母型または当該母型に基づいて作製された複製金型を用いてフライアイレンズを形成するシート作製工程とを経て製造され、
前記母型作製工程は、
マスクの開口を介してレーザ光のマスク像を前記被加工物上に形成しながら、前記マスク像を一方向に移動させる工程を有する
ことを特徴とする請求項21に記載の遮光層付フライアイレンズシートの製造方法。 - 前記母型作製工程は、
マスクの開口を介してレーザ光のマスク像を前記被加工物上に形成しながら、前記マスク像を第1の方向に移動させる第1の工程と、
マスクの開口を介してレーザ光のマスク像を前記被加工物上に形成しながら、前記マスク像を前記第1の方向とは異なる第2の方向に移動させる第2の工程とを有する
ことを特徴とする請求項23に記載の遮光層付フライアイレンズシートの製造方法。 - 前記被加工物は円筒状を有しており、この円筒状の被加工物の外周面または内周面上に前記マスク像を形成しながら、前記マスク像を前記円筒状の被加工物の軸方向に沿って移動させる
ことを特徴とする請求項23に記載の遮光層付フライアイレンズシートの製造方法。
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