JP3665836B2 - フィルムスクリーンの製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベースフィルムの両面に光学要素を形成するフィルムスクリーンの製造装置及び製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8は、従来のフィルムスクリーンの製造装置の一例(特開平3−64701号等)を示した図である。
第1金型ロール1は、その表面に入光側レンズ型が形成されたロールである。第2金型ロール2は、その表面に出光側レンズ型が形成されたロールである。
第1塗工部3は、第1金型ロール1とベースフィルム101の入光面側との間に、紫外線硬化樹脂102Aを塗布する部分である。第2塗工部4は、第2金型ロール2とベースフィルム101の出光面側との間に、紫外線硬化樹脂103Aを塗布する部分である。
【0003】
第1,第2紫外線ランプ5,6は、軟化状態の紫外線硬化樹脂102A,103Aに紫外線を照射して硬化させるための光源である。
印刷部7は、成形されたフィルムスクリーン100の出光側の非出光部に、光吸収部(ブラックストライプ)BS等を形成するための部分である。
なお、R1,R2は、ゴムロール,R3は、巻き取りロール,R4は、ガイドロールである。
【0004】
紫外線硬化樹脂102Aは、ベースフィルム101と第1金型ロール1との間に、第1塗工部3によって塗布され、ベースフィルム101によって密封される第1金型ロール1の右側の部分で、第1紫外線ランプ5の照射によって硬化される。従って、ベースフィルム101の入光側には、第1金型ロール1のレンズ型が転写されて、入光側レンズ部102が形成される。
【0005】
同様に、紫外線硬化樹脂103Aは、ベースフィルム101と第2金型ロール2との間に、第2塗工部4によって塗布され、ベースフィルム101によって密封される第2金型ロール2の左側の部分で、第2紫外線ランプ6の照射によって硬化される。従って、ベースフィルム101の出光側には、第2金型ロール2のレンズ型が転写されて、出光側レンズ部103が形成される。
【0006】
このときに、フィルムスクリーン100は、ベースフィルム101の両側に形成される入光側レンズ部102と出光側レンズ部103とが、光学的に位置決めして、成形するようにしている。
【0007】
【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、入光側のレンズ部102と出光側のレンズ部103は、以下の原因によって位置ずれが生ずることが考えられる。
▲1▼ 第1の原因は、ベースフィルム101の熱挙動(収縮)によるの位置ずれである。
第1金型ロール1上のベースフィルム101は、第1紫外線ランプ5により加熱され(A点)、ベースフィルム101が膨張した状態で形状形成されるが、第2金型ロール2に乗り移るときに供給される紫外線硬化樹脂103Aにより冷却されることによって収縮する。その後に、第2紫外線ランプ6により加熱されるが(B点)、このときのベースフィルム101の温度と、A点でのベースフィルム101の温度を等しくすることは困難である。
このように、金型ロールを乗り移る場合に、レンズ成形地点が異なるために、ベースフィルム101の熱挙動の影響を受けるので、位置ずれが生ずる原因となる。
【0008】
また、ベースフィルム101の熱挙動は、各金型ロール1,2自身の温度のむら(ばらつき)にも影響を受ける。しかし、第1,第2金型ロール1,2の温度を均一にすることが困難であるので、位置ずれが生ずると考えられる。現状の金型ロールは、精度±1℃程度で温度調節が行なわれている。
【0009】
ベースフィルム101の熱挙動は、1℃の温度変化によって、1mのフィルムが10〜30μm収縮することが分かっており、ベースフィルム101の両面にレンズ部を成形する場合に、両面のレンズ部の位置を必要精度±3μm程度まで合わせることは困難である。
【0010】
▲2▼ 第2の原因は、第1,第2金型ロール1,2に対するベースフィルム101の横移動によるレンズ位置のずれである。
ベースフィルム101は、第1金型ロール1と第2金型ロール2の傾き(図9(A)参照)、面精度、ベースフィルム101のくせ等により、ベースフィルム101が各金型ロール1,2に乗り移るときに、横移動する可能性がある。
このために、図9(B)に示すように、入光側レンズ部102の中心O1と、出光側レンズ部103の中心O2とのずれが生ずることとなる。
【0011】
本発明の課題は、ベースフィルムの両面に、電離放射線硬化樹脂を用いてレンズ等の光学要素を形成する場合に、ベースフィルムの熱挙動(熱膨張・収縮)の影響を少なく(キャンセル)でき、簡単に必要精度の位置合わせを行うことを可能とするフィルムスクリーンの製造装置及び製造方法を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、第1及び第2の光学要素を成形する第1及び第2の成形ロールと、前記第1及び第2の成形ロールに電離放射線硬化樹脂を塗布する第1及び第2の塗布手段と、前記第1及び第2の塗布手段によって塗布された電離放射線硬化樹脂に電離放射線を照射して硬化させる第1及び第2の硬化用光源とを含み、前記第1及び第2の光学要素をベースフィルムの第1及び第2の面に成形するフィルムスクリーンの製造装置において、前記ベースフィルムは、一方側に粘着面を備え、前記第1の光学要素は、前記ベースフィルムの他方側の面に接合されるように、前記第1の成形ロール内で成形され、前記第2の光学要素は、前記第2の成形ロール内で成形され、前記第1及び第2の光学要素が前記第1及び第2の成形ロールから離型される地点で、前記第2の光学要素が前記ベースフィルムの粘着面に接合されることを特徴とするフィルムスクリーンの製造装置である。
【0015】
請求項2の発明は、請求項1に記載されたフィルムスクリーンの製造装置において、前記第1及び第2の硬化用光源の照射位置で前記電離放射線硬化樹脂をフィルムによって覆う遮蔽手段を備えたことを特徴とするフィルムスクリーンの製造装置である。
【0016】
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載されたフィルムスクリーンの製造装置において、前記ベースフィルムは、その粘着面を保護するマスキング部材が設けられていることを特徴とするフィルムスクリーンの製造装置である。
【0017】
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載されたフィルムスクリーンの製造装置において、前記ベースフィルムに粘着面を形成するコーティング手段を備えたことを特徴とするフィルムスクリーンの製造装置である。
【0020】
請求項5の発明は、第1及び第2の成形ロールに、電離放射線硬化樹脂を塗布し、電離放射線を照射して硬化させることにより、第1及び第2の光学要素をベースフィルムの第1及び第2の面に成形するフィルムスクリーンの製造方法において、前記ベースフィルムは、一方側に粘着面を備え、前記第1の光学要素は、前記ベースフィルムの他方側の面に接合されるように、前記第1の成形ロール内で成形され、前記第2の光学要素は、前記第2の成形ロール内で成形され、前記第1及び第2の光学要素が前記第1及び第2の成形ロールから離型される地点で、前記第2の光学要素が前記ベースフィルムの粘着面に接合されることを特徴とするフィルムスクリーンの製造方法である。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態を挙げて、さらに、詳しく説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明によるフィルムスクリーンの製造装置の実施形態を示す模式図である。
以下に説明する各実施形態では、前述の従来例と同様な機能を果たす部分には、末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【0022】
この実施形態の製造装置10では、第1,第2金型ロール11,12は、水平にA点で接するように配置されており、レンチキュラーレンズ形状などの入光側レンズ部102の型形状、出光側レンズ部103の型形状(図1(B)参照)がそれぞれ形成されている。なお、各金型ロール11,12は、レンチキュラーレンズ形状の他に、フレネルレンズ、ハエの目レンズなど他のレンズ形状であってもよい。
【0023】
ベースフィルム101は、一方の面に粘着加工を施した粘着面101−1a,101−2aを有する第1,第2ベースフィルム101−1,101−2を接合して使用するようにしたものである。第1,第2ベースフィルム101−1,101−2は、第1及び第2金型ロール11,12に、それぞれ粘着面101−1a,101−2aを外側にして巻き付けられ、ニップロールR11,R12によって、挟まれている。
粘着面101−1a,101−2aは、セパレータ(マスキングフィルム)によって、カバーされており、各ベースフィルム101−1,101−2の合流点の手前で、セパレータ巻取り部18によって、巻き取られる。
【0024】
なお、ベースフィルム101−1,101−2は、あらかじめ粘着加工を施された場合を例にしているが、インラインによって、粘着(接着)加工するようにしてもよい。
【0025】
次に、第1実施形態に係るフィルムスクリーンの製造方法の動作を、製造装置の細部の構成と共に説明する。
第1,第2ベースフィルム101−1,101−2は、それぞれ入光側レンズ部102用、出光側レンズ部103用であって、左右からそれぞれ別々に供給されてくる。
第1及び第2紫外線硬化樹脂(以下、単にUV樹脂という)102A,103Aは、第1及び第2塗工部13,14によって、第1及び第2金型ロール11,12にそれぞれ供給される。
各UV樹脂102A,103Aは、それぞれの金型ロール11,12の回転方向に沿って、各金型ロール11,12に接するニップロールR11,R12において、余剰分が除去される。
【0026】
各UV樹脂102A,103Aは、第1及び第2の金型ロール11,12の凹凸形状のレンズ型に充填されたのちに、ニップロールR11,R12によって、各金型ロール11,12と、ベースフィルム101−1,101−2とが合わされることになる。ついで、各UV樹脂102A,103Aは、ベースフィルム側から紫外線ランプ(以下、UVランプという)15,16によって紫外線(以下、UVという)が照射されることにより、硬化する。
【0027】
そして、各UV樹脂102A,103Aは、ベースフィルム101−1,101−2に密着して硬化し、その上に所定のレンズ形状が形成される。
ベースフィルム101−1,101−2は、その裏面が粘着(接着)処理されており、UV硬化後に、その粘着(接着)面を保護するセパレータ(マスキングフィルム)が巻き取られ、各金型ロール11,12の接する面において、ラミネート加工される。
【0028】
第1実施形態は、金型ロール11,12の接点(A)において、入光側レンズ部102,出光側レンズ部103がそれぞれ形成されたベースフィルム101−1,101−2がラミネートされる。
このときに、B1 点からA点及びB2 点からA点の間は、成形されたレンズ部102,103が各金型ロール11,12の型の中に入ったままであるから、各金型ロール11,12の位置を合わせるだけで、レンズ位置のずれのないフィルムスクリーンが得られる。
【0029】
ここで、ベースフィルム101は、PET,アクリル,PC(ポリカーボネート),PVCなどであって、厚さが15〜300μmのフィルムを用いることができ、透明であっても、半透明(拡散材入り)であってもよく、また、着色されていてもよい。
第1及び第2UV樹脂102A,103Aは、ウレタン系,アクリル系,ウレタンアクリレート系,エポキシ系等の放射線硬化性樹脂が用いられる。
【0030】
また、この製造方法によって製造されるフィルムスクリーンは、例えば、図6に示すように、ベースフィルム101の両側に、レンチキュラーレンズが入光側及び出光側レンズ部102,103として形成され、出光側の非出光部(突状部)に光吸収層BSが形成されたフィルムスクリーン100A、ベースフィルム101の入光側に、レンチキュラーレンズが入光側レンズ部102として形成され、出光側の非出光部(突状部)に光吸収層BSが形成されたフィルムスクリーン100B、ベースフィルム101の入光側に、レンチキュラーレンズが入光側レンズ部102として形成され、出光側に、全反射型の凸レンズが出光側レンズ部103として形成され、非出光部に光吸収層BSが形成されたフィルムスクリーン(ハイコントラストスクリーン)100Cなどが挙げられる。
また、その他にも、特開平8−122922号,特開平8−190149号に記載の入光側マイクロレンチキュラーレンズを有するリニアフレネルレンズのフィルムスクリーンなどが挙げられる。
【0031】
また、本実施形態のフィルムスクリーンが用いられるプロジェクションテレビとしては、図7に示すように、光源70側から、フレネルレンズシート61,本実施形態のフィルムスクリーンである水平拡散用のフィルムレンチキュラーレンズシート62と,垂直拡散用のレンチキュラーレンズシート63と,フラットなフロントパネル64を組み合わせたものとして使用できる。
なお、光源70がLCD,DMD等の単管式の場合には、フィルムレンチキュラーレンズシート62の出光側レンズ部は、なくてもよい。
【0032】
(第2実施形態)
図2は、本発明によるフィルムスクリーンの製造装置の第2実施形態を示した図である。
第2実施形態の製造装置20は、ベースフィルム201として、両面粘着フィルムを用いており、UV樹脂202A,203Bの硬化点B1 ,B2 では、各レンズ部202,203のみを成形し、ベースフィルム201の両面に形成された粘着材により、A点において、ベースフィルム201に各レンズ部202,203を転写する点が第1実施形態と相異する。
【0033】
硬化点B1 ,B2 では、UV樹脂202A,203Bの硬化阻害を防止するために、破線によって示したように、UV照射時のみ、カバーフィルムで覆うフィルム供給部29−1,29−2を設けてもよい。
【0034】
第2実施形態によれば、ベースフィルム201を1枚とすることによって、第1実施形態と比較して、フィルムスクリーン200の厚さを薄くすることができるという利点がある。
【0035】
(第3実施形態)
図3は、本発明によるフィルムスクリーンの製造装置の第3実施形態を示した図である。
第3実施形態の製造装置30は、第1実施形態と第2実施形態を合わせた形態であり、ベースフィルム301として、片面粘着フィルムを用いて、UV樹脂302Aの硬化点B1 では、入光側レンズ部202のみを成形し、マスキングフィルムを剥離する。一方、第2UV樹脂303Aは、第2金型ロール32の凹凸形状のレンズ型に充填されたのちに、UVランプ36で硬化され、ベースフィルム301の片面に形成された粘着材により、A点において、ベースフィルム301にレンズ部303が転写される。
第3実施形態は、第2実施形態と比較して、UV照射時のカバーフィルムを1枚少なくできるという利点がある。
【0036】
(第4実施形態)
図4は、本発明によるフィルムスクリーンの製造装置の第4実施形態を示した図である。
第4実施形態の製造装置40は、ベースフィルム401の片面に、コーティングユニット48によって、粘着(接着)処理をアフターコートする点が第1実施形態1と相異する。
第4実施形態によれば、マスキングレス化が図れるという利点がある。
【0037】
(第5実施形態)
図5は、本発明によるフィルムスクリーンの製造装置の第5実施形態を示した図である。
第5実施形態の製造装置50は、ベースフィルム501−1,501−2として、粘着(接着)フィルムを使用する代わりに、コーティングユニット58−1,58−2によって、アフターコーティングして、粘度(接着)加工を施す点が第1実施形態と相異する。
第5実施形態も、マスキングレス化が図れるという利点がある。
【0038】
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更は可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
紫外線硬化樹脂を例にあげたが、電子線硬化樹脂などの他の電離放射線硬化樹脂であってもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、電離放射線硬化樹脂の硬化点において、成形した第1及び第2の光学要素を、第1及び第2の成形ロール内に残したままにして同一点で合流させ、離型と同時に第1及び第2の光学要素を合わせる(第1及び第2の光学要素が設けられた第1及び第2のベースフィルムを接合する、又は、第1の光学要素が設けられたベースフィルムに第2の光学要素を接合する)ようにしたので、ベースフィルムの横移動及び/又は熱挙動(熱膨張・収縮)を防止でき、ベースフィルムの両面に成形される光学要素の位置精度を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるフィルムスクリーンの製造装置の第1実施形態を示した模式図である。
【図2】本発明によるフィルムスクリーンの製造装置の第2実施形態を示した模式図である。
【図3】本発明によるフィルムスクリーンの製造装置の第3実施形態を示した模式図である。
【図4】本発明によるフィルムスクリーンの製造装置の第4実施形態を示した模式図である。
【図5】本発明によるフィルムスクリーンの製造装置の第5実施形態を示した模式図である。
【図6】各実施形態に係る製造装置によって製造されるフィルムスクリーンの例を示した図である。
【図7】各実施形態に係る製造装置によって製造されるフィルムスクリーンを用いた透過型スクリーンの例を示した図である。
【図8】従来例に係るフィルムスクリーンの製造装置を示す図である。
【図9】従来例に係るフィルムスクリーンの問題点を説明する図である。
【符号の説明】
1,11,21,31,41,51 第1金型ロール
2,12,22,32,42,52 第2金型ロール
3,13,23,33,43,53 第1塗工部
4,14,24,34,44,54 第2塗工部
5,15,25,35,45,55 第1紫外線ランプ
6,16,26,36,46,56 第2紫外線ランプ
7,17 印刷部
101,201,301,401,501 ベースフィルム
102A,103A 紫外線硬化樹脂
102 入光側レンズ部
103 出光側レンズ部
BS 光吸収層(ブラックストライプ)
Claims (5)
- 第1及び第2の光学要素を成形する第1及び第2の成形ロールと、
前記第1及び第2の成形ロールに電離放射線硬化樹脂を塗布する第1及び第2の塗布手段と、
前記第1及び第2の塗布手段によって塗布された電離放射線硬化樹脂に電離放射線を照射して硬化させる第1及び第2の硬化用光源とを含み、
前記第1及び第2の光学要素をベースフィルムの第1及び第2の面に成形するフィルムスクリーンの製造装置において、
前記ベースフィルムは、一方側に粘着面を備え、
前記第1の光学要素は、前記ベースフィルムの他方側の面に接合されるように、前記第1の成形ロール内で成形され、
前記第2の光学要素は、前記第2の成形ロール内で成形され、
前記第1及び第2の光学要素が前記第1及び第2の成形ロールから離型される地点で、前記第2の光学要素が前記ベースフィルムの粘着面に接合されること
を特徴とするフィルムスクリーンの製造装置。 - 請求項1に記載されたフィルムスクリーンの製造装置において、
前記第1及び第2の硬化用光源の照射位置で前記電離放射線硬化樹脂をフィルムによって覆う遮蔽手段を備えたこと
を特徴とするフィルムスクリーンの製造装置。 - 請求項1又は請求項2に記載されたフィルムスクリーンの製造装置において、
前記ベースフィルムは、その粘着面を保護するマスキング部材が設けられていること
を特徴とするフィルムスクリーンの製造装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載されたフィルムスクリーンの製造装置において、
前記ベースフィルムに粘着面を形成するコーティング手段を備えたこと
を特徴とするフィルムスクリーンの製造装置。 - 第1及び第2の成形ロールに、電離放射線硬化樹脂を塗布し、電離放射線を照射して硬化させることにより、第1及び第2の光学要素をベースフィルムの第1及び第2の面に成形するフィルムスクリーンの製造方法において、
前記ベースフィルムは、一方側に粘着面を備え、
前記第1の光学要素は、前記ベースフィルムの他方側の面に接合されるように、前記第1の成形ロール内で成形され、
前記第2の光学要素は、前記第2の成形ロール内で成形され、
前記第1及び第2の光学要素が前記第1及び第2の成形ロールから離型される地点で、前記第2の光学要素が前記ベースフィルムの粘着面に接合されること
を特徴とするフィルムスクリーンの製造方法。
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