JP3251050B2

JP3251050B2 - フレネルレンズシートとその製造方法

Info

Publication number: JP3251050B2
Application number: JP12422792A
Authority: JP
Inventors: 本田　　誠
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 2002-01-28
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: JPH05297205A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロジェクションスク
リーン等に使用するフレネルレンズシートとその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のフレネルレンズシートに
発生するレインボウ現象を説明するための図である。従
来から、プロジェクションスクリーンにおいては、光源
からの映像光を集光するために、フレネルレンズシート
４０が使用されている。このフレネルレンズシート４０
は、投写光Ａがフレネルレンズの内面４１で反射され、
その反射光Ｂは、迷光となってフレネルレンズの非レン
ズ面４２から出射し、その出射光Ｃが虹状に観察され、
いわゆるレインボウ現象が発生する。

【０００３】このレインボウ現象は、各原色の投写角度
が異なるために、内部反射された迷光（反射光Ｃ）の出
射位置がそれぞれの色で異なり、各色が分離して虹状に
見えるのであり、特に、非レンズ面４２からの出射光Ｃ
が観察されやすい位置、例えば、立った状態からＴＶ画
面をやや見下げるようにしてみる場合に、画面の周辺部
（下側の辺近傍）に見えることが多い。

【０００４】このようなレインボウ現象が強く現れると
画像品質を著しく低下させるので、その改善がスクリー
ンの設計において重要なファクターになっている。この
レインボウ現象は、投写光の投写角度によって、発生の
度合いに影響を受けるので、スクリーンのみによって解
決できるものとは言えないが、実際のスクリーンにおい
ては、レインボウ現象の改善を求められるケースが非常
に多くなっている。

【０００５】従来から、レインボウ現象を改善するため
に、フレネルレンズシートの入射面に投写光を垂直に拡
散するレンチキュラーレンズ（以下、Ｖレンチという）
を形成することが効果的であることが知られている。こ
れは、Ｖレンチによって内部反射光が拡散され、これら
の出射位置が分散されるので、レインボウ現象が目立た
なくなるからである。

【０００６】例えば、特開昭６３−１３２２２７号
には、出光面にレンチキュラーレンズ、入光面にプリズ
ムレンズを設けるか又は出光面にプリズムレンズ、入光
面にレンチキュラーレンズを設けた透明基板と、入光面
にＵＶ硬化型樹脂によりフレネルレンズを設けたＵＶフ
レネル板とを、プライマ層を介して接合した構造が開示
されている。

【０００７】特開昭６３−１６２２２４号には、出
光面にブラックストライプとレンチキュラーレンズなど
の凹凸形状、入光面にフレネルレンズ、レンチキュラー
レンズ、プリズムレンズ等の凹凸形状を設けた透明基板
と、出光側面にフレネルレンズを設けたＵＶフレネル板
とを、プライマ層を介して接合した構造が開示されてい
る。

【０００８】特開昭６３−１６３２２９号には、出
光面にブラックストライプとレンチキュラーレンズ、入
光面にレンチキュラーレンズを設けた透明基板と、入光
面にフレネルレンズを設けたＵＶフレネル板とを、プラ
イマ層を介して接合した構造が開示されている。

【０００９】特開平３−１３９３１号には、拡散剤
入りのＵＶフレネル板と透明基板又は拡散剤入りのＵＶ
レンチ板と透明基板、若しくは拡散剤入りのＵＶフレネ
ル板と透明基板及び拡散剤入りのＵＶフレネル板を組み
合わせた構造が開示されている。

【００１０】特開平３−９８０４０号には、入光面
にＶレンチを設けた透明基板と、フレネルレンズ，レン
チキュラーレンズ，フライアイレンズアレィ等を設けた
ＵＶレンズ板とを組み合わせた構造が開示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の技術において、前記〜では、透明基板の入光面と
プライマ層の屈折率を異ならせる必要があり、プライマ
層の入光側の面は完全に平滑にすることができないの
で、プライマ層とＵＶフレネル層の屈折率を完全にマッ
チングさせないと所望の光学特性が得られない。また、
プライマ層を転写法により形成するのが困難であるの
で、印刷等のウェット工程が含まれ、作業性が悪いとい
う問題があった。

【００１２】また、前記では、フレネルレンズに起因
するレインボウ現象を少なくできる可能性があるが、フ
レネルレンズの厚みが不均一であるので、拡散特性も不
均一となり好ましくない。さらに、前記では、ＵＶ層
の密着性が向上するものの、前記〜と同様の問題点
があった。

【００１３】一方、プライマ層自体に拡散剤を混入した
場合には、その厚みが薄いために、拡散を十分に得られ
ない。また、透明基板中に拡散剤を入れたり、透明基板
の裏面に拡散面を設けた場合には、透明基板が厚いため
に、拡散面が厚くなったり、拡散シート面との間の距離
が離れることにより、解像度が低下するという問題があ
った。

【００１４】透明基板の表面に凹凸形状を設けておき、
その上にフレネルレンズをＵＶ硬化型樹脂で成形する場
合には、接着性を向上させるプライマを塗布するとき
に、凹凸形状が埋められて、拡散効果がなくなってしま
う。また、基板と屈折率の異なるプライマを用いた場合
にも、拡散効果は出せるものの、拡散効果は弱く、均一
性が悪い。また基板の凹凸面にプライマ層を成形するた
めに、ウェット工程を取らなくてはならず、工程が長く
なるという欠点があった。

【００１５】本発明の目的は、前述の課題を解決し、解
像度を低下させることなく、レインボウ現象を低減でき
るフレネルレンズシート及びそのようなフレネルレンズ
シートを作業性よく製造できるフレネルレンズシートの
製造方法を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明によるフレネルレンズシート１０は、実質的
に透明な基板１１の上に、プライマ層１２を介して、電
離放射線硬化型樹脂よりなるフレネルレンズ１３が形成
されたフレネルレンズシートにおいて、前記プライマ層
１２は、前記フレネルレンズと異なる屈折率を有し、前
記フレネルレンズ側に光等方拡散性の微細凹凸形状１２
ａを有することを特徴としている。

【００１７】また、本発明によるフレネルレンズシート
の製造方法は、実質的に透明な基板の上に、プライマ層
を介して、電離放射線硬化型樹脂よりなるフレネルレン
ズが形成されるフレネルレンズシートの製造方法におい
て、光等方拡散性の微細凹凸形状をもつフィルム表面
に、前記電離放射線硬化型樹脂と異なる屈折率のプライ
マを塗布した転写フィルムを用いて、前記基板上に、表
面に光等方拡散性の微細凹凸形状を有するプライマ層を
転写するプライマ層転写工程と、前記光等方拡散性の微
細凹凸形状をもつプライマ層上に、前記電離放射線硬化
型樹脂を用いてフレネルレンズを成形するレンズ成形工
程とを含むことを特徴としている。

【００１８】

【作用】本発明によれば、プライマ層の表面を微細凹凸
形状にしてあるので、そのプライマ層により内部反射光
を拡散させることができ、レインボウ現象を低減させる
ことができる。また、前記プライマ層を転写法によって
形成できるので、作業性よくレンズシートを作製するこ
とができる。

【００１９】

【実施例】以下、図面等を参照して、実施例につき、本
発明を詳細に説明する。図１は、本発明によるフレネル
レンズシートの実施例を示す断面図、図２は、本発明に
よるフレネルレンズシートの製造方法の実施例を模式的
に示す工程図である。

【００２０】この実施例のフレネルレンズ１０は、基板
１１と、プライマ層１２と、フレネルレンズ１３とから
構成されている。基板１１は、実質的に透明な板であっ
て、例えば、アクリル板などを使用することができる。
プライマ層１２は、基板１１に対して、フレネルレンズ
１３の接着性を向上させるための層であって、この実施
例では、転写性があり、熱により可塑化することが必要
であり、例えば、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体系の
プライマなどを使用することができる。また、プライマ
層１２は、フレネルレンズ１３と異なる屈折率を有し、
フレネルレンズ１３側に光拡散性の微細凹凸形状１２ａ
を有している。この微細凹凸形状１２ａは、ブラストマ
ット、ヘアーライン又はレンチキュラーレンズ等を設け
ることができる。ブラストマットは、等方拡散するため
にゲインが低くなりやすいが、製造が簡単である。ヘア
ーラインは、均一に拡散角を制御するのは難しいが、製
造が簡単である。レンチキュラーレンズは、製造が難し
いが、拡散特性の制御が出来、ゲインが向上する。一
方、解像度は、レンチキュラーレンズ、ヘアーライン、
ブラストマットの順によい。

【００２１】フレネルレンズ１３は、出光側にフレネル
形状のレンズを多数形成したものであり、紫外線又は電
子線などの電離放射線によって硬化する電離放射線硬化
型樹脂、例えば、エポキシアクリレートとブロムアクリ
レートの混合物などからなる樹脂により成形したもので
ある。

【００２２】このようなフレネルレンズシート１０は、
フレネルレンズ１３が観察側になるように置き、その観
察側に、２点鎖線で示したように、レンチキュラーレン
ズシート等の拡散シート２０を配置して使用する。この
ように配置することにより、拡散シート２０との間に距
離が小さく、解像度の劣化を生ずることなく、迷光を拡
散することができるので、レインボウ現象を生ずること
がなくなる。

【００２３】つぎに、図２を参照しながら、フレネルレ
ンズシートの製造方法について説明する。この実施例の
製造方法は、プライマ層転写工程と、レンズ成形工程と
から構成されている。

【００２４】プライマ層転写工程は、光拡散性の微細凹
凸形状１４ａをもつフィルムの表面に〔図２（Ａ）〕、
フレネルレンズ１３を成形する電離放射線硬化型樹脂と
異なる屈折率のプライマ１２を塗布した転写フィルム１
５〔図２（Ｂ）〕を、基板１１上に重ねて、転写ロール
等を用いて接着したのち〔図２（Ｃ）〕、基材フィルム
１４を剥離して表面に光拡散性の微細凹凸形状１２ａを
有するプライマ層１２を転写する工程である〔図２
（Ｄ）〕。この転写工程は、基板１１を押出成形するの
と同時か、又は押出成形直後に行うことが好ましく、基
板材料としてポリメチルメタクリレートを使用する場合
には、樹脂温度は２４０℃程度が好ましい。又、押出成
形直後に転写を行う場合には１１０℃程度で行うのが好
ましい。この実施例のように、転写法により微細凹凸形
状１２ａのあるプライマ層１２を設けるので、ドライ工
程のみですみ、例えば、基板１１の押出成形時にプライ
マ層１２を設けたり、セッティング時の浮きを防止する
ための反り加工を基板１１に同時に行うことができ、か
つ、後述するレンズ成形工程に至るまで、転写フィルム
１５をマスキングシートに代替して使用することもでき
る。

【００２５】転写フィルム１５は、基材フィルム１４を
マット化したもの以外にも、図３に示す転写フィルム１
５’のように、平滑な基材フィルム１４上に、ヘアーラ
インによる微細凹凸形状１５ａを形成したり、図４に示
す転写フィルム１５”のように、基材フィルム１４に離
型層１７を介してプライマ層１２を塗布し、転写後に剥
離するときに、剥離面に所望の微細凹凸形状１２ａを設
けることにより、任意の凹凸形状を安価に得ることがで
きる。

【００２６】レンズ成形工程は、光拡散性の微細凹凸形
状１２ａをもつプライマ層１２上に、電離放射線硬化型
樹脂を用いてフレネルレンズ１３を成形するレンズ成形
工程である。この発明では、透明基板１１のプライマ層
１２を施す面は、平滑又はそれに近い面であり、凹凸形
状１２ａを有するプライマ層１２とフレネルレンズ１２
の屈折率が異なればよく、また、転写法によりプライマ
層１２を形成することができる。

【００２７】次に、具体的な製造例及び比較例をあげて
さらに詳しく説明する。（製造例１）サンドブラスト法により表面に微細凹凸１
４ａを施した厚み２５μｍのナイロン製の基材フィルム
１４に、屈折率１．５１の塩化ビニル／酢酸ビニル共重
合体系のプライマ１２を４μｍの厚みに塗布して転写フ
ィルム１５を作製した。透明基板１１となるアクリル板
を押し出し成形すると同時に、転写フィルム１５をラミ
ネートした後、基材フィルム１４を剥離することによ
り、ＵＶフレネル原反１６を得た。このＵＶフレネル原
反１６のプライマ層１２の上に、エポキシアクリレート
とブロムアクリレートを混合した屈折率１．６０の紫外
線硬化型樹脂を用いて、ホトポリマ法よりフレネルレン
ズ１３を形成して、フレネルレンズシート１０を作製し
た。

【００２８】（製造例２）表面が平滑な厚み２５μｍの
ポリエステル製の基材フィルム１４に、２液硬化ポリエ
ステル系インキによってヘアーライン状の横スジの入っ
たグラビア印刷を施して、図３に示すように、微細凹凸
形状１２ａをもつ転写フィルム１５’を作製した。この
転写フィルム１５’を用いて、製造例１と同様に、プラ
イマ層１２を転写して、そのプライマ層１２上にフレネ
ルレンズ１３を形成した。

【００２９】（比較例１）屈折率１．４９のＭＭＡシー
トに、屈折率１．５１の塩化ビニル／酢酸ビニル共重合
体系のプライマをグラビア法により塗布してプライマ層
を形成し、そのプライマ層上に紫外線硬化樹脂を用いて
フレネルレンズを成形した。

【００３０】（比較例２）離面がマット化するようにア
クリル板を押出成形して透明基板を作製し、マット面と
反対側の面に、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体系のフ
ラットなプライマ層を転写法により設け、そのプライマ
層上に紫外線硬化樹脂を用いてフレネルレンズを成形し
た。

【００３１】（比較例３）屈折率１．４９のＭＭＡを押
出成形して、レンチキュラーレンズ面をもつ透明基板を
作製し、そのレンチキュラーレンズ面にロールコート法
によって、屈折率１．５１の塩化ビニル／酢酸ビニル共
重合体系のプライマを塗布してプライマ層を形成し、そ
のプライマ層上に紫外線硬化樹脂を用いてフレネルレン
ズを成形した。

【００３２】上記のような製造例及び比較例として作製
したフレネルレンズシートを用いて、解像度、レインボ
ウ現象の発生、作業性についての評価をしたところ、表
１のような結果を得た。〔表１〕解像度レインボウ作業性製造例１ ○ ○ ○ 製造例２ ○ ○ ○ 比較例１ ○ × × 比較例２ × ○ ○ 比較例３ ○ △ ×

【００３３】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、解像度を低下させることなく、レインボウ現象を
低減させることができる。また、プライマ層を転写法に
より形成できるので、ドライ工程のみで済み、フレネル
レンズシートを作業性よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフレネルレンズシートの実施例を
示す断面図である。

【図２】本発明によるフレネルレンズシートの製造方法
の実施例を模式的に示す工程図である。

【図３】実施例に係るフレネルレンズシートの製造方法
に用いる転写シートを示す斜視図である。

【図４】本発明によるフレネルレンズシートの製造方法
の他の実施例を模式的に示す工程図である。

【図５】従来のフレネルレンズシートに発生するレイン
ボウ現象を説明するための図である。

【符号の説明】

１０フレネルレンズシート１１基板１２プライマ層１２ａ微細凹凸形状１３フレネルレンズ１４転写シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 3/08 G03B 21/56 - 21/64

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】実質的に透明な基板の上に、プライマ層
を介して、電離放射線硬化型樹脂よりなるフレネルレン
ズが形成されたフレネルレンズシートにおいて、前記プライマ層は、前記フレネルレンズと異なる屈折率
を有し、前記フレネルレンズ側に光等方拡散性の微細凹
凸形状を有することを特徴とするフレネルレンズシー
ト。
【請求項２】実質的に透明な基板の上に、プライマ層
を介して、電離放射線硬化型樹脂よりなるフレネルレン
ズが形成されるフレネルレンズシートの製造方法におい
て、光等方拡散性の微細凹凸形状をもつフィルム表面に、前
記電離放射線硬化型樹脂と異なる屈折率のプライマを塗
布した転写フィルムを用いて、前記基板上に、表面に光
等方拡散性の微細凹凸形状を有するプライマ層を転写す
るプライマ層転写工程と、前記光等方拡散性の微細凹凸形状をもつプライマ層上
に、前記電離放射線硬化型樹脂を用いてフレネルレンズ
を成形するレンズ成形工程とを含むことを特徴とするフ
レネルレンズシートの製造方法。