JP2007256457A

JP2007256457A - 透過型スクリーン及びその製造方法

Info

Publication number: JP2007256457A
Application number: JP2006078826A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Shimizu; 雄一郎清水; Yusuke Okawa; 雄介大川; Kiyoko Matsuno; 聖子松野; Yuji Miki; 祐二三木
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】画像の全方位の視野と明るさが制御された高品位な画像を得ることができ、かつリアプロジェクションテレビに適合した透過型スクリーンを提供する。
【解決手段】フィルム基材１２の一方の面に単位凸レンズ１１ａを２次元に配列してマイクロレンズアレイ１１を形成し、フィルム基材１２の他方の面に遮光層１４を積層し、単位凸レンズ１１ａの光軸上に位置する遮光層１４の箇所に単位凸レンズ１１ａごとに光透過部１３ａを形成し、遮光層１４のフィルム基材１２と反対の面に単位凸レンズ１１ａを通して光透過部１３ａを透過する光を拡散して出射する拡散層１５を積層した。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクションテレビなどの背面投射型ディスプレイなどに用いられる透過型スクリーン及びその製造方法に関し、特にマイクロレンズシートを用いてなる透過型スクリーン及びその製造方法に関する。

従来、背面投射型テレビジョン向けに使用される透過型スクリーンは、レンチキュラーレンズや拡散層、若しくはそれらの組み合わせによって構成され、背面投射型テレビジョン特有の視野の狭さを補うようにしている。ここで、レンチキュラーレンズは主に画面水平方向の視野を拡げる役割を果たし、また、拡散層は全方位の視野を拡げ、結果として特に垂直方向の視野を拡げる役割を果たしている。

近年では、透過型スクリーンを構成するレンチキュラーレンズシートの代わりにクロスレンチキュラーレンズシートを用いて水平方向と垂直方向に映像光を拡げる方法、さらにはマイクロレンズシートを用いて全方位に映像光を拡げる方法が提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。
特開２００３−１６７２９８号公報特開２００４−０７８０４９号公報特開平１１−１７４２０７号公報特開２００２−３５７８６９号公報

特に上記マイクロレンズシートは全方位に視野を拡げることができる理想的なレンズシートであるが、リアプロジェクションテレビへのアプリケーションとして、視野、コントラストといった性能面で現行のレンチキュラーレンズスクリーンを凌ぐ現実的かつ具体的な構造や製造方法に関する提案がなされていないのが現状である。

本発明は、上記のような技術的背景を考慮してなされたものであり、特に全方位にわたって視野の広いプロジェクションテレビを実現するための透過型スクリーン及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の透過型スクリーンは、透光性のフィルム基材と、前記フィルム基材の一方の面に単位凸レンズを２次元に配列して形成したマイクロレンズアレイと、前記フィルム基材の他方の面に積層された遮光層と、前記単位凸レンズの光軸上に位置する前記遮光層の箇所に前記単位凸レンズごとに形成された光透過部と、前記遮光層の前記フィルム基材と反対の面に積層され前記単位凸レンズを通して前記光透過部を透過する光を拡散して出射する拡散層とを備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる透過型スクリーンの製造方法は、透光性フィルム基材の一方の面に単位凸レンズを２次元に配列してマイクロレンズシートを形成するレンズシート形成工程と、前記フィルム基材の他方の面に粘着性感光層を形成する感光層形成工程と、電離放射線を前記マイクロレンズシートの前記単位凸レンズ側から照射し該単位凸レンズで集光された電離放射線により該電離放射線の集光部分に対応する前記粘着性感光層の箇所を硬化して光透過部を形成する硬化処理工程と、前記光透過部以外の前記粘着性感光層の表面を黒色に着色して遮光層を形成する遮光層形成工程と、前記粘着性感光層と反対に位置する前記遮光層の表面および前記フィルム基材と反対に位置する前記光透過部の表面に拡散層を形成する拡散層形成工程とを備えることを特徴とする。

本発明の透過型スクリーン及びその製造方法によれば、画像の全方位の視野と明るさが制御された高品位な画像を得ることができ、かつリアプロジェクションテレビに適合した透過型スクリーンを得ることができる。

以下、本発明にかかる透過型スクリーン及びその製造方法の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明にかかる透過型スクリーン及びその製造方法は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１により本発明の透過型スクリーンであるマイクロレンズスクリーンの実施の形態について説明する。
図１において、マイクロレンズスクリーン１００は、透光性のフィルム基材１２と、このフィルム基材１２の一方の面に単位凸レンズ１１ａを２次元に配列して形成したマイクロレンズアレイ１１と、フィルム基材１２の他方の面に電離放射線硬化型の樹脂からなる粘着性感光層１３を介して積層された遮光層１４と、この遮光層１３のフィルム基材１２と反対の面に積層された拡散層１５とを備え、遮光層１４の単位凸レンズ１１ａの光軸上に位置する箇所には単位凸レンズ１１ａごとに光透過部１３ａが形成されている。

このようなマイクロレンズスクリーンによれば、全方位にわたって視野の広いプロジェクションテレビを実現することができるとともに、画像の全方位の視野と明るさが制御された高品位な画像を得ることができ、かつリアプロジェクションテレビに適合した透過型のマイクロレンズスクリーンを提供できる。

次に、本発明の透過型スクリーンであるマイクロレンズスクリーンの製造装置及び製造方法の実施例を図２〜図４に基づいて説明する。
図２はマイクロレンズスクリーンを連続して製造する製造装置の概略説明図を示すものである。
図２に示すように製造装置は、フィルム基材１２を巻回した供給ロール２１から供給されるフィルム基材１２に紫外線硬化性樹脂を塗布する塗布装置２２と、フィルム基材１２の紫外線硬化性樹脂塗布側に単位凸レンズが２次元に配列された状態に形成するために外周表面にマイクロレンズの逆形状が形成されたマイクロレンズ成型用ロール２３ａ及びその加圧用ロール２３ｂと、これらロールによる単位凸レンズの成形後の紫外線硬化性樹脂に紫外線を照射して硬化する紫外線照射装置２４と、マイクロレンズが形成されたフィルム基材１２の反レンズ側に、紫外線感光性樹脂フィルム２６を巻回した供給ロール２６ａから供給される紫外線感光性樹脂フィルム２６を積層する１対のラミネート用ロール２５ａ，２５ｂと、紫外線感光性樹脂フィルム２６の巻取りロール２６ｂ及び紫外線感光性樹脂フィルム２６に紫外線感光性樹脂を転写する転写手段２７と、フィルム基材１２にラミネートされた紫外線感光性樹脂に単位凸レンズを通し紫外線を集光照射して単位凸レンズに対向する領域を部分的に露光し硬化する紫外線照射装置２８と、転写紙２９を巻回した転写紙供給ロール２９ａから供給される転写紙２９にて黒色の転写層を紫外線感光性樹脂の硬化された部分以外の紫外線感光性樹脂表面に形成するための一対のラミネート用ロール３０ａ，３０ｂと、使用済みの転写紙を巻取る巻取りロール２９ｂとから構成されている。

図３はマイクロレンズスクリーンの製造方法の工程を示す説明図である。
このマイクロレンズスクリーンの製造方法は、透光性フィルム基材の一方の面に単位凸レンズを２次元に配列してマイクロレンズシートを形成するレンズシート形成工程４１と、フィルム基材の他方の面に紫外線感光性樹脂層を形成する感光樹脂層形成工程（特許請求の範囲に記載した感光層形成工程に相当する）４２と、紫外線をマイクロレンズシートの単位凸レンズ側から照射し該単位凸レンズで集光された紫外線により該紫外線の集光部分に対応する紫外線感光性樹脂層の箇所を露光し硬化して光透過部を形成する硬化処理工程４３と、光透過部以外の未硬化の紫外線感光性樹脂層の表面を黒色に着色して遮光層を形成する遮光層形成工程４４と、光透過部を含めた遮光層の表面に拡散層を形成する拡散層形成工程４５とから構成される。

次に、製造方法の詳細について説明する。
上述した製造装置を使用して、以下のプロセスでマイクロレンズシートを作製する。フィルム基材１２としては、紫外線透過性を有する透明な樹脂フィルムが好ましく、マイクロレンズが形成されるフィルム基材１２の面には紫外線硬化性樹脂の液接着処理が施されてあることが一層好ましい。フィルム基材１２の材質としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などを使用することができる。

紫外線硬化性樹脂の塗布装置２２は、特に限定されるものではないが、ドクターブレード，ダイコートなどの塗布装置が望ましい。フィルム基材１２の一方の面への紫外線硬化性樹脂の塗布厚さは、形成するマイクロレンズの形状によって異なるが、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍが適当である。
なお、塗布厚さは、樹脂の粘度やフィルム基材１２の送り速度などによって調整することができる。

次に、紫外線硬化性樹脂が塗布されたフィルム基材１２を、マクロレンズ成型用ロール２３ａと加圧用ロール２３ｂ間に通し、マイクロレンズ成型用ロール２３ａの形状を紫外線硬化性樹脂層に転写すると同時に、紫外線照射装置２４から紫外線を照射することにより樹脂を硬化して、図１に示すように単位凸レンズが２次元に配列された状態のマイクロレンズアレイを形成する（レンズシート形成工程４１）。

次に、フィルム基材１２のマイクロレンズと反対の他方の面に各単位凸レンズに対応したパターンの光透過部を有する遮光層を形成する方法について図２〜図４を参照して説明する。なお、本説明においては下記のものを使用する。
フィルム基材（マイクロレンズシート）１２は、厚さが０．０７５ｍｍの透明基材（ＰＥＴ）上に紫外線硬化型樹脂（ウレタンアクリレート系）の硬化物から成るマイクロレンズアレイ１１を形成したものであり、このマイクロレンズアレイ１１を構成する単位凸レンズ１１ａは水平方向と垂直方向でその断面が異なる形状をしている。すなわち、水平方向では０．１ｍｍ±０．０１ｍｍの範囲でランダムなレンズ幅で、曲率半径が０．０５ｍｍの断面を有し、垂直方向では０．７５ｍｍ±０．０７５ｍｍの範囲でランダムなレンズ幅で、曲率半径が０．０２ｍｍの断面を有する。マイクロレンズシートのサイズは１２００ｍｍ×９００ｍｍである。また、フォトポリマーには、デュポン社製のクロマリンフィルムが使用される。また、保護層にはマイラーフィルムが使用される。

フィルム基材１２のマイクロレンズアレイ１１が形成される面と反対の面には、図４(Ａ)に示すように紫外線感光性樹脂層１３が形成され（感光樹脂層形成工程４２）、さらに、紫外線感光性樹脂層１３の表面には保護層１６が積層されている。この保護層１６は紫外線感光性樹脂層１３に紫外線による硬化処理が終了した時点で剥離される。
このように構成された積層体に対して、図４(Ａ)に示すように、マイクロレンズアレイ１１の上方から紫外線１７を垂直に照射し、各単位凸レンズ１１ａによって集光された紫外線１７により紫外線感光性樹脂層１３の部分の未硬化状態の樹脂を露光して硬化する（硬化処理工程４３）。この硬化された部分が光透過部１３ａとなる（図４（Ｂ）参照）。また、遮光層１４による感光性樹脂層１３表面への遮光処理は遮光層形成工程４４でなされる。具体的には、感光性樹脂１３の露光部と非露光部とでの粘着性の有無の違いを利用して行う。

上記感光性樹脂層１３を構成する紫外線感光性樹脂フィルム２６としては、紫外線による露光部が反応により非粘着性となり、未露光部が粘着性である特性を示すことが好ましい。また、この紫外線感光性樹脂フィルムには、例えばクロマリンフィルム（商品名；デュポン社製）が用いられ、１１０℃に加熱されたラミネート用ロール２５ａ，２５ｂを通して、フィルム基材１２の反レンズ側にラミネートする。次いで、紫外線照射装置２８から紫外線を照射することによって、単位凸レンズ１１ａの集光作用に基づく集光部及び非集光部に対応する非粘着部と粘着部を紫外線感光性樹脂フィルム２６に形成し、この紫外線感光性樹脂フィルム２６から表面の保護フィルム（図４(Ａ)の保護層１６に相当する）を剥離した後、ラミネート用ロール３０ａ，３０ｂに通すことによって、転写紙供給ロール２９ａから供給される転写紙２９から前記粘着部のみに黒色の転写層を転移させ、光透過部１３ａが開放された遮光層１４を形成する。この遮光層１４の加圧転写には、例えばクロマリンインキフォイル（商品名；デュポン社製）などが用いられ、遮光層（ブラックマトリクス）における開口面積は、紫外線の露光量やフィルムの送り速度によって調整することができる。

なお、紫外線感光性樹脂フィルムのラミネートに代えて、液状の紫外線感光性樹脂を塗布して形成することでも可能であり、また、黒色の転写層を転移させることに代えて、前記粘着部のみに黒色粉体トナーを付着させて遮光パターンを形成することでも可能であり、これは本発明の要旨を逸脱するものではなく、また、これに限定されるものではない。

上記マイクロレンズシートの反レンズ側の面に拡散層フィルムを積層することでマイクロレンズスクリーンが構成される（拡散層形成工程４５）。拡散層フィルムとしては、例えばＹＳ３００（商品名；ソマール工業株式会社製）などが用いられ、マイクロレンズシートの反レンズ側の面に粘着加工を施すことで常温積層することができる。この拡散層フィルムには目的に応じて、帯電防止機能または反射防止機能を有する層を形成することができる。

また、上記マイクロレンズシートは、透光性樹脂基板に積層することでマイクロレンズスクリーンとなる。マイクロレンズシートの反レンズ面側に粘着加工を施すことで常温積層することができる。透光性樹脂基板には目的に応じて拡散機能、帯電防止機能、または反射防止機能を有する層を形成することができる。拡散機能や帯電防止機能は樹脂基板に予め練りこむことでも可能であり、表面に塗布することでも可能であり、または拡散機能若しくは帯電防止機能を有するフィルム等を貼りあわせることでも可能である。

このような本実施の形態によれば、画像の全方位の視野と明るさが制御された高品位な画像を得ることができるマイクロレンズスクリーンを提供できるほか、リアプロジェクションテレビに適した透過型スクリーンを提供できる。

本発明にかかるレンズスクリーンの一例を示す概略図である。本発明にかかるマイクロレンズスクリーンを連続して製造する製造装置の概略説明図である。本発明にかかるマイクロレンズスクリーンの製造方法の工程を示す説明図である。本発明にかかるマイクロレンズシートに遮光層を付与する工程を示す説明図である。

符号の説明

１１……マイクロレンズアレイ、１１ａ……単位凸レンズ、１２……フィルム基材、１３……粘着性感光層、１３ａ……光透過部、１４……遮光層、１５……拡散層、１６……保護層、１７……紫外線、２１……供給ロール、２２……塗布装置、２３ａ……マイクロレンズ成型用ロール、２３ｂａ……加圧用ロール、２４……紫外線照射装置、２５ａ，２５ｂ……ラミネート用ロール、２６……紫外線感光性樹脂フィルム、２６ａ……供給ロール、２６ｂ……巻取りロール、２７……転写手段、２８……紫外線照射装置、２９……転写紙、２９ａ……転写紙供給ロール、２９ｂ……巻取りロール、３０ａ，３０ｂ……ラミネート用ロール、４１……レンズシート形成工程、４２……感光樹脂層形成工程、４３……硬化処理工程、４４……遮光層形成工程、４５……拡散層形成工程。

Claims

透光性のフィルム基材と、
前記フィルム基材の一方の面に単位凸レンズを２次元に配列して形成したマイクロレンズアレイと、
前記フィルム基材の他方の面に積層された遮光層と、
前記単位凸レンズの光軸上に位置する前記遮光層の箇所に前記単位凸レンズごとに形成された光透過部と、
前記遮光層の前記フィルム基材と反対の面に積層され前記単位凸レンズを通して前記光透過部を透過する光を拡散して出射する拡散層と、
を備えることを特徴とする透過型スクリーン。
前記拡散層の光出射側の面に帯電防止層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の透過型スクリーン。
前記拡散層の光出射側の面に反射防止及び耐擦傷機能を有する層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の透過型スクリーン。
前記拡散層の光出射側の面に防眩機能および耐擦傷機能を有する層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の透過型スクリーン。
透光性フィルム基材の一方の面に単位凸レンズを２次元に配列してマイクロレンズシートを形成するレンズシート形成工程と、
前記フィルム基材の他方の面に粘着性感光層を形成する感光層形成工程と、
電離放射線を前記マイクロレンズシートの前記単位凸レンズ側から照射し該単位凸レンズで集光された電離放射線により該電離放射線の集光部分に対応する前記粘着性感光層の箇所を硬化して光透過部を形成する硬化処理工程と、
前記光透過部以外の前記粘着性感光層の表面を黒色に着色して遮光層を形成する遮光層形成工程と、
前記粘着性感光層と反対に位置する前記遮光層の表面および前記フィルム基材と反対に位置する前記光透過部の表面に拡散層を形成する拡散層形成工程と、
を備えることを特徴とする透過型スクリーンの製造方法。
前記粘着性感光層は電離放射線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項５記載の透過型スクリーンの製造方法。
前記遮光層は、前記粘着性感光層に黒色の着色層が形成された転写シートを前記着色層が接するように重ね合わせ、前記硬化処理工程を経た後、前記粘着性感光層の未硬化部分の粘性を利用して前記着色層を未硬化部分にのみ付着させ、硬化部分の着色層を前記マクロレンズシートから剥離することで形成されることを特徴とする請求項５記載の透過型スクリーンの製造方法。
前記遮光層は、前記硬化処理工程を経た後の前記粘着性感光層の未硬化部分の粘性を利用して黒色の粉体を前記部分に付着させることで形成されることを特徴とする請求項５記載の透過型スクリーンの製造方法。