JP4839526B2 - プロジェクションスクリーン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばＬＣＤ（液晶表示装置）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ−Ｄｅｖｉｃｅ）等のようなセル構造を有する光学エンジンからの画像を投影するプロジェクションテレビ用のスクリーンに関するものである。なお、上記のほかに光学要素を有する光学物品にも使用できる。
【０００２】
【従来の技術】
上記スクリーンは、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートを組み合わせた構成が一般的である。
このフレネルレンズシートの製造方法として、熱プレス成形法、キャスティング法、インジェクション法等がある。ところがこれらの方法により、大型の製品を成型する場合には、加熱−冷却に要する時間が長くかかり、生産性が上げられない。そこで、最近ではレンズ型と透明樹脂基材との間に紫外線硬化型樹脂を介在させ、紫外線を照射して短時間で硬化させるフォトポリマー法（２Ｐ法）が、製造サイクルの短さや形状転写性の点から主流となっている（特開昭６１−１７７２１５号公報参照）。
【０００３】
一方、レンチキュラーレンズシートの製造方法としては、熱プレス成形法、押し出し成形法などがあり、生産性の点から押し出し成型法が主流である。
近年、液晶やＤＭＤ等の光学素子を用いたプロジェクタを搭載したプロジェクションテレビが普及し、その映像を観察するためのプロジェクションスクリーンが要求されているが、映像画質の高精細化に伴い、プロジェクターの画素数も増大していることから、レンチキュラーレンズのファインピッチ化が要求されている。
具体的には、現状の０．７ｍｍ前後から０．３ｍｍ以下、さらに０．２ｍｍ以下のファインピッチ化が要求されている。
また、液晶プロジェクター用のスクリーンとしては、視野が明るいことやコントラストを向上させるためファインピッチレンチキュラーレンズに対応したブラックストライプ（ＢＳ）を付けることが必要となってきている。
しかし、前述した熱プロセスを利用した成型法ではＢＳ付きファインピッチレンチキュラレンズシートの製造は困難である。そこで、最近では光学プロセスによりＢＳ付きのレンチキュラーレンズを製造し、さらに透光性樹脂基板と組み合わせることでＢＳ付きファインピッチレンチキュラーレンズシートとする方法が、提案されている。（特開平１０−８３０２９号公報参照）
【０００４】
上述のように紫外線硬化型樹脂によってフレネルレンズ及びレンチキュラーレンズ部を形成する方法においては、紫外線硬化型樹脂を反応硬化させる際に、その反応を開始させるための光重合開始剤が含まれている。
この光重合開始剤は、反応硬化後も一部残存するため、外光に含まれる紫外光による反応あるいは変性を伴い、フレネルレンズおよび／またはレンチキュラーレンズが劣化し、耐候性が悪いという問題点がある。
前記劣化としては、脆弱化や黄変などが例示される。
また、この点を改善する為に、以下に例示されるような提案がなされている。
【０００５】
（特許第２５９９９４５号）
紫外線硬化型樹脂により成型されたフレネルレンズ基板と光拡散性基板とを組み合わせたプロジェクションスクリーンにおいて、観察側に配置されている光拡散性基板に紫外線吸収作用のある樹脂を用いたり、基板中への紫外線吸収剤の混練あるいは紫外線吸収インキを塗布するなどして紫外線吸収作用を持たせ、フレネルレンズ基板の劣化を防止する。
【０００６】
上記方法においては、いくつかの課題がある。
第一に、紫外線吸収作用のある樹脂を用いる場合には、樹脂自体が比較的高価なものが多く、また物性面から種類が限定される。
第二に、紫外線吸収インキを塗布する場合には、汎用の樹脂を比較的制限なく使用できるが、インキの塗布装置が必要なことや塗布工程が増えるためコストアップとなる。
第三に、基板中へ紫外線吸収剤を混練する方法は、上記のような問題がなく比較的生産性よく実施可能である。しかしながら、紫外線吸収剤の種類や含有量によっては、経時によって製品表面にブリードしたり、紫外線吸収剤の吸収能力を超えるような紫外線量を照射された場合には、一定期間以降は紫外線吸収作用が低下するなどの不具合が生ずるなど、紫外線吸収剤の選定には充分な注意を払う必要がある。また、紫外線吸収剤は低分子有機化合物が多く、樹脂への混練時に一部昇華し、押し出しロール表面の汚染を招いて、製品外観を損ねるおそれがあり、この点からも注意が必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、紫外線吸収作用のある樹脂の使用、紫外線吸収インキの塗布あるいは基板樹脂への紫外線吸収剤の混練などの手段を用いずに、紫外線硬化型樹脂により成型されたフレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシートの外光による黄変・劣化を防止し、耐光性を改善し、さらに、前記透光性樹脂基材・透光性拡散板・透光性樹脂基板を適宜選択し、積層することで最適化されたフレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシートの光学的性能を改善することで、プロジェクションテレビに好適なプロジェクションスクリーンを提供することが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する第１の手段として、透光性樹脂基材上に、光重合開始剤として、１−ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、または２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル-プロパン−１−オンを含む紫外線硬化型樹脂の硬化物からなるフレネルレンズ部を重合接着させて形成したフレネルレンズシートを用いたことを特徴とするプロジェクションスクリーンである。
このように、上記の光重合開始剤を用いることにより、光による劣化や黄変がなく好ましい。この光重合開始剤の使用量は、２〜５重量％の範囲が好ましい。
【０００９】
また、前記紫外線硬化型樹脂として、２官能性のウレタンアクリレートオリゴマーを用いるのが好ましい。
特に、２官能性のウレタンアクリレートオリゴマーは、各種ポリオール類とイソシアネート類を反応させて得ることができるが、イソシアネート成分として、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）またはヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）の少なくともいずれかを使用することが、黄変の低減の上で好ましい。
【００１０】
また、前記紫外線硬化型樹脂として、単官能性アクリレートとにおいて、前記紫外線硬化型樹脂が
（Ａ）２官能性のウレタンアクリレートオリゴマー
（Ｂ）単官能性のアクリレートモノマー
（Ｃ）２官能性のアクリレートモノマー
（Ｄ）光重合開始剤
上記（Ａ）〜（Ｄ）を必須成分として含有し、
（Ａ）成分中のイソシアネート成分として、少なくともトリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）またはヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）のいずれかを含み、
（Ｂ）成分として、少なくともｐ−クミルフェノキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレートまたはｏ−フェニルフェノキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレートまたはｏ−フェニルフェノキシエチルアクリレートのいずれかを含み、
（Ｃ）成分として、少なくともビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートまたは１，６−ヘキサンジオールジアクリレートまたは１，６−ペンタンジールジアクリレートのいずれかを含み、
（Ｄ）成分の含有量が２〜５重量％の範囲内にあり、液の粘度が２５℃において１５００〜３０００ｍＰａ・ｓ、４０℃以上において１０００ｍＰａ・ｓ以下の範囲内にあり、さらに前記紫外線硬化型樹脂の反応硬化物の屈折率が波長６５６〜４８６ｎｍにおいて１．５４〜１．５８の範囲内にあることを特徴とする。
【００１１】
第２の手段として、第１の手段において、２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーを２種類含むことを特徴とする。
【００１２】
第３の手段として、２官能性アクリレートモノマー２種類以上含み、かつアクリレートモノマーを４〜６種類含むことを特徴とする。
【００１３】
第４の手段として、光重合開始剤として、少なくとも１−ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトンまたは２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル-プロパン−１−オンを用いることを特徴とする。
【００１４】
第５の手段として、透光性樹脂基材として、曇り度Ｈ、平行光線透過率ＰＴが下記条件を満たし、
３０％＜Ｈ＜７５％
３０％＜ＰＴ＜６５％
かつ、最大輝度の１／２（α角）、１／３（β角）、１／１０（γ角）、１／２０（δ角）になる角度が下記条件を満たすような
０．７゜＜α角＜１．２゜
０．７゜＜β角＜１．２゜
１．２゜＜γ角＜５．０゜
２．０゜＜δ角＜５．０゜
透光性拡散板を用いることを特徴とする。
【００１５】
第６の手段として、すなわち、透光性樹脂基材上の一方の面に前記紫外線硬化型樹脂によりレンチキュラーレンズ部を形成し、さらに他方の面のレンチキュラーレンズ非集光部にブラックストライプを形成したレンチキュラーレンズシートにおいて、前記紫外線硬化型樹脂が、
（ａ）２官能性ウレタンアクリレートオリゴマー
（ｂ）単官能性アクリレートモノマー
（ｃ）２官能性アクリレートモノマー
（ｄ）光重合開始剤
上記（ａ）成分中のポリオール成分がネオペンチルグリコールとアジピン酸とからなるポリエステルジオールであり、
（ｂ）成分として、少なくともジシクロペンタニルオキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレートを含み、
（ｃ）成分として少なくともビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートまたは１，６−ヘキサンジオールジアクリレートまたはノナンジオールジアクリレートのいずれかを含み、
（ｄ）成分の含有量が２〜５重量％の範囲内にあり、液の粘度が２５℃において１５００〜３０００ｍＰａ・ｓ、４０℃以上において１０００ｍＰａ・ｓ以下の範囲内とする。
さらに前記紫外線硬化型樹脂液の反応硬化物の屈折率が波長６５６〜４８６ｎｍにおいて１．４９〜１．５２の範囲内にあり、なおかつ透光性樹脂基材の紫外光領域での平均透過率が３５０〜４００ｎｍで６０％以上、３００〜３５０で８０％以下であることを特徴とする。
【００１６】
第７の手段として、さらに２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーを２種類含むことを特徴とする。
【００１７】
第８の手段として、さらに２官能性アクリレートモノマーを２種類以上含み、かつアクリレートモノマーを４〜６種類含むことを特徴とする。
【００１８】
第９の手段として、光重合開始剤として、少なくとも１−ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトンまたは２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル-プロパン−１−オンを用いることを特徴とする。
【００１９】
第１０の手段として、透光性樹脂基材として、厚さ０．０５〜０．２ｍｍのポリエステルフィルム及びポリカーボネートフィルムを用いることを特徴とする。
【００２０】
第１１の手段として、レンチキュラーレンズシートを厚さ０．７ｍｍ以上の透光性樹脂基板上に、粘着剤を介して積層したことを特徴とする。
【００２１】
第１２の手段として、レンチキュラーレンズシートを構成する透光性樹脂基板の反レンズ部側に透光性拡散基板を積層した構成として、前記透光性拡散基板の曇り度Ｈ、平行光線透過率ＰＴが下記条件を満たし、
７５％＜Ｈ＜８５％
１１％＜ＰＴ＜２５％
かつ、最大輝度の１／２（α角）、１／３（β角）、１／１０（γ角）、１／２０（δ角）になる角度が下記条件を満たすような
３゜＜α角＜６゜
５゜＜β角＜８゜
１０゜＜γ角＜１５゜
１４゜＜δ角＜２０゜
透光性拡散板を用いることを特徴とする。
【００２２】
第１３の手段として、第１〜５の手段によるフレネルレンズシートのいずれかと、第６〜１２の手段によるレンチキュラーレンズシートのいずれかとを組み合わせてプロジェクションスクリーンとすることを特徴とする。
【００２３】
第１４の手段として、画像投影スクリーン及び画像投影表示装置中に、少なくとも、第１〜５の手段によるフレネルレンズシート、第６〜１２の手段によるレンチキュラーレンズシート及び第１３の手段によるプロジェクションスクリーンのいずれかを備えていることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施形態】
本発明のプロジェクションスクリーン、およびこのスクリーンに用いるフレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシート実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明のプロジェクションスクリーンに用いるフレネルレンズシートの一例を示す断面図である。
フレネルレンズシート１０に使用できる透光性樹脂基板１１としては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、または上記の樹脂のブレンド物または共重合体からなるシート及びフィルム等が使用可能である。
さらに、透光性拡散板１１として使用する場合には、拡散剤として珪素、アルミニウム、カルシウムあるいはこれらの酸化物を含む無機質粉末やガラスビーズあるいは、樹脂を架橋させたポリマービーズ等を前記樹脂中に溶融混練あるいは透光性樹脂基材上にコーティングして使用される。
【００２５】
このフレネルレンズシート１０のフレネルレンズ部１２に使用できる紫外線硬化型樹脂としては、２官能性ウレタンアクリレートオリゴマー、単官能性アクリレートモノマー、２官能性アクリレートモノマー、光重合開始剤の成分を含む組成物である。
【００２６】
２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーは、各種ポリオール類とイソシアネート類とを反応させて得ることができるが、イソシアネート成分として少なくともＴＭＤＩまたはＨＤＩのいずれかを使用するか、あるいは組み合わせて使用する。これらの成分は、芳香環を含まない構造なので耐光性が向上し、黄変が少ないので好適である。
【００２７】
また、単官能性アクリレートモノマーとしては種々使用可能であるが、本発明にあるような成分、すなわち、ｐ−クミルフェノキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレート、ｏ−フェニルフェノキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレート、ｏ−フェニルフェノキシエチルアクリレートのいずれか、もしくは組み合わせて使用すると高屈折率にすることができる点で好適である。
【００２８】
２官能性アクリレートモノマーについても種々使用可能であるが、本発明にあるような成分、すなわち、少なくともビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートまたは１，６−ヘキサンジオールジアクリレートまたは１，５−ペンタンジーリジアクリレートのいずれかを使用するか、もしくは組み合わせて使用することで、耐光性良好で高屈折率にすることができる点で好適である。
特に、ビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートは屈折率が高く、剛直な構造を有しているため硬化物に強靭性をもたせ、耐光性を付与しやすい点で好適である。
【００２９】
上述のように、２種類以上の２官能性アクリレートモノマーと前述のような単官能性アクリレートモノマーとを組み合わせて、４〜６種類のアクリレートモノマーを使用することで透光性樹脂基材への密着性、硬化物の硬さや柔軟性、屈折率を適宜調整する。
【００３０】
光重合開始剤として、１−ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトンまたは２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル-プロパン−１−オンのいずれかもしくは組み合わせて使用することで、耐光性を向上することができる。
また、その使用量を２〜５重量％とすることで、硬化速度と耐光性のバランスをとることが可能である。すなわち、２重量％未満であると紫外線照射時の硬化が不充分であり、５重量％を超える場合は、硬化は充分に行われるが、硬化物中に残存する光重合開始剤に紫外線が照射されることで、分子鎖の切断等を招き、光による劣化や黄変が著しくなるので、本発明の範囲内がプロジェクションスクリーンとしての機能を維持するためには必須となる。
【００３１】
そして、それぞれの含有量としては、２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーを２０〜５０重量％、単官能性及び２官能性アクリレートモノマーあわせて４０〜７０重量％、光重合開始剤を２〜５重量％が適当である。
この範囲内で適宜選定することで、紫外線硬化型樹脂の液粘度を常温（２５℃）付近で１５００〜３０００ｍＰａ・ｓの範囲内、４０℃近辺での粘度を１０００ｍＰａ・ｓ以下になるように調整できる。
上述のような液の粘度範囲内に調整することで後述するようにレンズ成形を容易にし、フレネルレンズシート用の紫外線硬化型樹脂として好適である。
また、硬化物の屈折率調整も配合量を前述のような範囲内で適宜選択することで可能であり、本発明に示されるような化合物を使用することで１．５４〜１．５８の範囲内とすることができる。化合物中にさらに芳香環やハロゲン基を導入することで光屈折率化することもできるが、これらを使用した場合耐光性の低下を招き、プロジェクションスクリーンとしては不適であるため、屈折率の範囲は前述の範囲内に留めても実用的には問題無く使用可能であるし、黄変が少ない点から、画像投影するには好適である。
【００３２】
次に、フレネルレンズシートの製造についてであるが、先ずフレネルレンズと逆形状の金型を別途作製し、紫外線硬化型樹脂を金型上に塗布し、透光性樹脂基板もしくは透光性拡散板を塗布面に積層・加圧した後、透光性樹脂基板もしくは透光性拡散板を介して紫外線を照射し、硬化後に脱型することで透光性樹脂基板もしくは透光性拡散板上に紫外線硬化型樹脂の硬化物からなるフレネルレンズ部を有するフレネルレンズシートを得ることができる。
この際に、紫外線硬化型樹脂の塗布方法は、特に限定されるものではないが、ナイフコート、ダイコート、カーテンコートなどの塗布方法が望ましい。また、その塗布厚は形成するフレネルレンズの形状によっても異なるが、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍが適当である。なお、塗布厚は、樹脂の粘度や塗布速度によって調整することができる。
ここで、液を塗布する前に予備脱泡しておくと製品への微少な気泡混入が無く良好である。予備脱泡する場合に４０℃程度に加熱し、粘度を１０００ｍＰａ・ｓ以下好ましくは８００ｍＰａ・ｓとすることで真空容器を使用せずとも自然に気泡除去できる点から、上記粘度範囲が適当である。
一方、金型への塗布時には液を加温せずに常温（２５℃）で行ない、その際の粘度を１５００〜３０００ｍＰａ・ｓの範囲内とすることが、塗布後の液ダレや膜厚の変化を少なく出来る点から望ましい。
【００３３】
図２は、本発明で用いるレンチキュラーレンズシート２０の一例を示す断面図である。
図中、透光性樹脂基板２１を積層した場合と積層しないを示した。以下では、透光性樹脂基板２１を積層した場合について説明する。
本発明で使用できる透光性樹脂基材２１としては、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂または上記の樹脂のブレンド物もしくは共重合体からなるシート、フィルム等が使用可能である。
特に、後述するような生産性の点から０．０５〜０．２ｍｍ厚の薄いポリエステル及びポリカーボネートフィルムを透光性樹脂基材として使用するのが望ましい。
このような薄いフィルムを使用した場合には、スクリーンとしての剛性に乏しいことから、厚さ０．７ｍｍ以上の透光性樹脂基板上に粘着材を介して積層し、強度を維持することが必要となる。
さらに、透光性樹脂基板を透光性拡散板として使用する場合には、拡散剤として珪素、アルミニウム、カルシウムあるいはこれらの酸化物を含む無機質粉末やガラスビーズあるいは、樹脂を架橋させたポリマービーズ等を前記樹脂中に溶融混練したり、透光性樹脂基材上にコーティングして使用される。
【００３４】
レンチキュラーレンズシート２０の透光性樹脂基材２１としては、紫外光領域での平均透過率が３５０〜４００ｎｍで６０％以上、３００〜３５０ｎｍで８０％以下の範囲内にあるものを使用する。この範疇にあるものとしては、ポリエステル樹脂、ポリーボネート樹脂、ＭＳ樹脂などのシートやフィルムが挙げられる。紫外光領域での平均透過率が３５０〜４００ｎｍで６０％未満であると、本発明による紫外線硬化型樹脂の硬化が不充分となり、硬化物中に残存する光重合開始剤の割合が増加し、耐光性低下の原因となるため好ましくない。また、３００〜３５０ｎｍで８０％以下好ましくは６０％以下とすることにより、硬化後に紫外線照射された場合、照射エネルギーの大きい短波長の紫外線をある程度カットする役目を果たす。以上の点から、前述の範囲内が好適となる。
【００３５】
本発明のスクリーンに用いるレンチキュラーレンズシート２０のレンチキュラーレンズ部２２に使用できる紫外線硬化型樹脂としては、２官能性ウレタンアクリレートオリゴマー、単官能性アクリレートモノマー、２官能性アクリレートモノマー、光重合開始剤の成分を含む組成物である。
【００３６】
この２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーは、各種イソシアネート類とポリオール類とを反応させて得ることができるが、ポリオール成分としてネオペンチルグリコールとアジピン酸とからなるポリエステルジールを含むものを使用する。前記成分は、芳香環を含まない構造なので耐光性が向上し、黄変が少ないので好適である。
【００３７】
また、単官能性アクリレートモノマーとしては種々使用可能であるが、本発明にあるような成分、すなわち、ジシクロペンタニルオキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレートを使用する。前記成分は、硬化物に柔軟性を付与することができ、さらにジシクロペンタニルオキシ基は脂環構造を含んでいるため、高屈折率にすることができる点で好適である。
【００３８】
２官能性アクリレートモノマーについても種々使用可能であるが、本発明にあるような成分、すなわち、少なくともビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートまたは１，６−ヘキサンジオールジアクリレートまたはノナンジオールジアクリレートのいずれかを使用するか、もしくは組み合わせて使用することで、耐光性良好にすることができる点で好適である。
特に、ビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートは屈折率が高く、剛直な構造を有しているため硬化物に強靭性をもたせ、耐光性を付与しやすい点で好適である。また、上記成分を適宜組み合わせて使用することで柔軟性を調整することができる。
【００３９】
２種類以上の２官能性アクリレートモノマーと前述のような単官能性アクリレートモノマーとを組み合わせて、４〜６種類のアクリレートモノマーを使用することで透光性樹脂基材への密着性、硬化物の硬さや柔軟性、屈折率を適宜調整する。
【００４０】
光重合開始剤として、１−ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトンまたは２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル-プロパン−１−オンのいずれかもしくは組み合わせて使用することで、耐光性を向上することができる。また、その使用量を２〜５重量％とすることで、硬化速度と耐光性のバランスをとることが可能である。すなわち、２重量％未満であると紫外線照射時の硬化が不充分であり、５重量％を超える場合は、硬化は充分に行われるが、硬化物中に残存する光重合開始剤に紫外線が照射されることで、分子鎖の切断等を招き、光による劣化や黄変が著しくなるので、本発明の範囲内がプロジェクションスクリーンとしての機能を維持するためには必須となる。
【００４１】
それぞれの含有量としては、２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーを２０〜５０重量％、単官能性及び２官能性アクリレートモノマーあわせて４０〜７０重量％、光重合開始剤を２〜５重量％が適当である。この範囲内で適宜選定することで、紫外線硬化型樹脂の液粘度を常温（２５℃）付近で１５００〜３０００ｍＰａ・ｓの範囲内、４０℃近辺での粘度を１０００ｍＰａ・ｓ以下になるように調整できる。上述のような液の粘度範囲内に調整することで後述するようにレンズ成形を容易にし、フレネルレンズシート用の紫外線硬化型樹脂として好適である。また、硬化物の屈折率調整も配合量を前述のような範囲内で適宜選択することで可能であり、本発明に示されるような化合物を使用することで１．４９〜１．５２の範囲内とすることができる。化合物中にさらに芳香環やハロゲン基を導入することで高屈折率化することもできるが、これらを使用した場合耐光性の低下を招き、プロジェクションスクリーンとしては不適であるため、屈折率の範囲は前述の範囲内に留めても実用的には問題無く使用可能であるし、黄変が少ない点から、画像投影するには好適である。レンチキュラーレンズシートはフレネルレンズシートよりも観察者側に配置されるため、フレネルレンズシートと比較して、耐光性が要求されることから、アクリレートモノマーには芳香環をなるべく少なくして屈折率をやや低くすることで、より耐光性を向上させ、前記のような屈折率範囲内にしても実用上問題ない。
【００４２】
透光性拡散板についてであるが、拡散特性が本発明の範囲内であればどれでも使用可能であるが、剛性や樹脂自体の透明性や色味の点からＭＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂製のシートで、厚みが０．７ｍｍ〜３ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍのものが好適である。
【００４３】
レンチキュラーレンズシート２０の製造についてであるが、先ずレンチキュラーレンズと逆形状の金型を別途作成し、フレネルレンズシートの製造と同様なプロセスで製造できる。しかしながら、レンチキュラーレンズの金型はロール状に切削可能であり、この点を利用して連続的に製造出来る点でフレネルレンズシートとは異なる。ロール状金型を使用して製造する場合には、ロール状で連続的に透光性樹脂基材を供給できる点から０．１〜０．２ｍｍ厚の薄いポリエステルフィルムやポリカーボネートを使用することが生産性向上の点で望ましい。
【００４４】
紫外線硬化型樹脂の塗布は、フレネルレンズシートの製造時と同様の方法で行なえ、またその液粘度についても同様である。ただし、塗布厚に関しては、形状によっても異なるが、０．０５〜０．１ｍｍが適当である。
【００４５】
上記のようにして得たレンチキュラーレンズシートの平坦面に、先ず、粘着性を有しかつ紫外線の照射によってその粘着性が消失する特性を持つ紫外線硬化型樹脂フィルムをラミネートする。次に、レンチキュラーレンズシートを介して紫外線を照射し、レンズ作用によって集光して硬化した部分以外の紫外線硬化樹脂フィルムの未硬化部分に前記フィルムの粘着性を利用して、黒色の粉末トナーまたは黒色の着色層を有する転写シートを着色層側で重ね合わせ、未硬化部分の前記樹脂の粘着性を利用して、前記黒色粉末トナーまたは前記黒色着色層を未硬化部分のみに付着させ、遮光パターン２４を形成することでファインピッチでも光学的な位置ずれの少ない遮光パターン付きレンチキュラーレンズシートを得ることができる。
【００４６】
ついで、図３に示すようにレンチキュラーレンズシートの遮光パターン面と厚さ０．７ｍｍ以上の透光性基板もしくは透光性拡散板２５を、粘着剤２６を介して、ラミネートし、レンチキュラーレンズシートを作製する。
【００４７】
粘着剤２６としては、アクリル系、エチレンビニルアセテート系などの粘着剤が使用されるが、その材質や構成等に特に限定されるものではなく汎用の粘着剤が使用可能である。また、粘着剤の代わりに紫外線硬化型接着剤を使用することも可能である。
【００４８】
以上のようなレンチキュラーレンズシート２０とフレネルレンズシート１０とを、図４に示すようレンズ面が接する状態で積層することでプロジェクションスクリーンとする。
【００４９】
以下の組み合わせで耐光性試験（ＪＩＳ Ｂ７７５１）を２００時間まで実施し、
▲１▼本発明によるフレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシート
▲２▼従来のフレネルレンズシートと紫外線吸収剤入りの従来のレンチキュラーレンズシート
▲３▼従来のフレネルレンズシートと紫外線吸収剤を含まない従来のレンチキュラーレンズシート
耐光性試験後にフレネルレンズシート中心部について、可視光領域（３８０〜８００ｎｍ）での分光透過率を測定した。
その結果を図５に示した。また、耐光性試験時前及び試験後の黄変度（ＪＩＳＫ７１０３に規定される）の経時変化を図６に示した。なお、耐光性が悪い場合は、以下のような結果となる。
・可視光領域での分光透過率の低下
・可視光領域のうち短波長側（黄色の補色にあたる波長領域）での著しい低下
・経時での黄変度の増加
上記のような現象が著しいと、透過で観察した場合に黄色味を帯びたり、白濁した様に見える。このような状態であると、プロジェクションスクリーンとしての本来の機能である「光学エンジンからの投射映像を忠実に再現する」ということできないため、品位にかける映像を映し出すことになる。また、経時で画像の色味が変化することにもなるため好ましくない。よって、分光透過率の変化や黄変度の変化が少ない方がプロジェクションスクリーンとしては良好である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような種々の効果がある。
第１に、光による劣化・黄変を防止するために、透光性基材への紫外線吸収剤の混練やコーティングの必要が無いため、経時によるブリードがなく、また、コーティング工程を必要としないため、製品外観を損ねる心配が無い。
【００５１】
第２に、紫外線硬化型樹脂として本発明にあるような成分を使用し、さらに耐光性悪化の原因である光重合開始剤の種類や含有量を最適化することで、フレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシートとしての機能を維持し、なおかつ光による劣化・黄変を防止できる。
【００５２】
第３に、紫外線硬化型樹脂の液粘度を本発明にあるような範囲内とすることにより２Ｐ法によるレンズ成形時の気泡除去が容易になり、製品中への気泡混入を防止できる。
【００５３】
第４に、レンチキュラーレンズシートに一定の厚み範囲内にある透光性樹脂基板及び透光性拡散板を使用することで充分な剛性を持たせることができ、スクリーンへの組み込みが容易になる。
【００５４】
第５に、フレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシートに用いる透光性拡散板の拡散特性を最適化することで、一定の視野角を維持しつつ、光量損失が少なくし、
・ＢＳでの光量損失が少ない
・画像のギラツキが少ない
・画面が明るい
など、プロジェクションスクリーンに適した特性を有する
【００５５】
上述のような種々の効果によって、紫外線硬化型樹脂によって製造する方法において、成形性良好で高品質かつ安価なプロジェクションスクリーンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いるフレネルレンズシートの一例を示す断面図である。
【図２】本発明に用いるレンチキュラーレンズシートの一例を示す断面図である。
【図３】図２に示したレンチキュラーレンズシートの使用状態の構成を示す断面図である。
【図４】本発明によるフレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートとを組合せたプロジェクションスクリーンの断面図である。
【図５】本発明によるプロジェクションスクリーンと従来のプロジェクションスクリーンとの耐光性試験後における分光透過率を示す図である。
【図６】本発明によるプロジェクションスクリーンと従来のプロジェクションスクリーンとの耐光性試験後の黄変度変化を示す図である。
【符号の説明】
１０…フレネルレンズシート
１１…樹脂基板
１２…レンズ部
２０…レンチキュラーレンズシート
２１…樹脂基材
２２…レンズ部
２３…紫外線硬化型樹脂フィルム
２４…遮光部パターン
２５…拡散板
２６…粘着剤
３０…プロジェクションスクリーン
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばＬＣＤ（液晶表示装置）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ−Ｄｅｖｉｃｅ）等のようなセル構造を有する光学エンジンからの画像を投影するプロジェクションテレビ用のスクリーンに関するものである。なお、上記のほかに光学要素を有する光学物品にも使用できる。
【０００２】
【従来の技術】
上記スクリーンは、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートを組み合わせた構成が一般的である。
このフレネルレンズシートの製造方法として、熱プレス成形法、キャスティング法、インジェクション法等がある。ところがこれらの方法により、大型の製品を成型する場合には、加熱−冷却に要する時間が長くかかり、生産性が上げられない。そこで、最近ではレンズ型と透明樹脂基材との間に紫外線硬化型樹脂を介在させ、紫外線を照射して短時間で硬化させるフォトポリマー法（２Ｐ法）が、製造サイクルの短さや形状転写性の点から主流となっている（特開昭６１−１７７２１５号公報参照）。
【０００３】
一方、レンチキュラーレンズシートの製造方法としては、熱プレス成形法、押し出し成形法などがあり、生産性の点から押し出し成型法が主流である。
近年、液晶やＤＭＤ等の光学素子を用いたプロジェクタを搭載したプロジェクションテレビが普及し、その映像を観察するためのプロジェクションスクリーンが要求されているが、映像画質の高精細化に伴い、プロジェクターの画素数も増大していることから、レンチキュラーレンズのファインピッチ化が要求されている。
具体的には、現状の０．７ｍｍ前後から０．３ｍｍ以下、さらに０．２ｍｍ以下のファインピッチ化が要求されている。
また、液晶プロジェクター用のスクリーンとしては、視野が明るいことやコントラストを向上させるためファインピッチレンチキュラーレンズに対応したブラックストライプ（ＢＳ）を付けることが必要となってきている。
しかし、前述した熱プロセスを利用した成型法ではＢＳ付きファインピッチレンチキュラレンズシートの製造は困難である。そこで、最近では光学プロセスによりＢＳ付きのレンチキュラーレンズを製造し、さらに透光性樹脂基板と組み合わせることでＢＳ付きファインピッチレンチキュラーレンズシートとする方法が、提案されている。（特開平１０−８３０２９号公報参照）
【０００４】
上述のように紫外線硬化型樹脂によってフレネルレンズ及びレンチキュラーレンズ部を形成する方法においては、紫外線硬化型樹脂を反応硬化させる際に、その反応を開始させるための光重合開始剤が含まれている。
この光重合開始剤は、反応硬化後も一部残存するため、外光に含まれる紫外光による反応あるいは変性を伴い、フレネルレンズおよび／またはレンチキュラーレンズが劣化し、耐候性が悪いという問題点がある。
前記劣化としては、脆弱化や黄変などが例示される。
また、この点を改善する為に、以下に例示されるような提案がなされている。
【０００５】
（特許第２５９９９４５号）
紫外線硬化型樹脂により成型されたフレネルレンズ基板と光拡散性基板とを組み合わせたプロジェクションスクリーンにおいて、観察側に配置されている光拡散性基板に紫外線吸収作用のある樹脂を用いたり、基板中への紫外線吸収剤の混練あるいは紫外線吸収インキを塗布するなどして紫外線吸収作用を持たせ、フレネルレンズ基板の劣化を防止する。
【０００６】
上記方法においては、いくつかの課題がある。
第一に、紫外線吸収作用のある樹脂を用いる場合には、樹脂自体が比較的高価なものが多く、また物性面から種類が限定される。
第二に、紫外線吸収インキを塗布する場合には、汎用の樹脂を比較的制限なく使用できるが、インキの塗布装置が必要なことや塗布工程が増えるためコストアップとなる。
第三に、基板中へ紫外線吸収剤を混練する方法は、上記のような問題がなく比較的生産性よく実施可能である。しかしながら、紫外線吸収剤の種類や含有量によっては、経時によって製品表面にブリードしたり、紫外線吸収剤の吸収能力を超えるような紫外線量を照射された場合には、一定期間以降は紫外線吸収作用が低下するなどの不具合が生ずるなど、紫外線吸収剤の選定には充分な注意を払う必要がある。また、紫外線吸収剤は低分子有機化合物が多く、樹脂への混練時に一部昇華し、押し出しロール表面の汚染を招いて、製品外観を損ねるおそれがあり、この点からも注意が必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、紫外線吸収作用のある樹脂の使用、紫外線吸収インキの塗布あるいは基板樹脂への紫外線吸収剤の混練などの手段を用いずに、紫外線硬化型樹脂により成型されたフレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシートの外光による黄変・劣化を防止し、耐光性を改善し、さらに、前記透光性樹脂基材・透光性拡散板・透光性樹脂基板を適宜選択し、積層することで最適化されたフレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシートの光学的性能を改善することで、プロジェクションテレビに好適なプロジェクションスクリーンを提供することが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する第１の手段として、透光性樹脂基材上に、光重合開始剤として、１−ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、または２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル-プロパン−１−オンを含む紫外線硬化型樹脂の硬化物からなるフレネルレンズ部を重合接着させて形成したフレネルレンズシートを用いたことを特徴とするプロジェクションスクリーンである。
このように、上記の光重合開始剤を用いることにより、光による劣化や黄変がなく好ましい。この光重合開始剤の使用量は、２〜５重量％の範囲が好ましい。
【０００９】
また、前記紫外線硬化型樹脂として、２官能性のウレタンアクリレートオリゴマーを用いるのが好ましい。
特に、２官能性のウレタンアクリレートオリゴマーは、各種ポリオール類とイソシアネート類を反応させて得ることができるが、イソシアネート成分として、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）またはヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）の少なくともいずれかを使用することが、黄変の低減の上で好ましい。
【００１０】
また、前記紫外線硬化型樹脂として、単官能性アクリレートとにおいて、前記紫外線硬化型樹脂が
（Ａ）２官能性のウレタンアクリレートオリゴマー
（Ｂ）単官能性のアクリレートモノマー
（Ｃ）２官能性のアクリレートモノマー
（Ｄ）光重合開始剤
上記（Ａ）〜（Ｄ）を必須成分として含有し、
（Ａ）成分中のイソシアネート成分として、少なくともトリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）またはヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）のいずれかを含み、
（Ｂ）成分として、少なくともｐ−クミルフェノキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレートまたはｏ−フェニルフェノキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレートまたはｏ−フェニルフェノキシエチルアクリレートのいずれかを含み、
（Ｃ）成分として、少なくともビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートまたは１，６−ヘキサンジオールジアクリレートまたは１，６−ペンタンジールジアクリレートのいずれかを含み、
（Ｄ）成分の含有量が２〜５重量％の範囲内にあり、液の粘度が２５℃において１５００〜３０００ｍＰａ・ｓ、４０℃以上において１０００ｍＰａ・ｓ以下の範囲内にあり、さらに前記紫外線硬化型樹脂の反応硬化物の屈折率が波長６５６〜４８６ｎｍにおいて１．５４〜１．５８の範囲内にあることを特徴とする。
【００１１】
第２の手段として、第１の手段において、２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーを２種類含むことを特徴とする。
【００１２】
第３の手段として、２官能性アクリレートモノマー２種類以上含み、かつアクリレートモノマーを４〜６種類含むことを特徴とする。
【００１３】
第４の手段として、光重合開始剤として、少なくとも１−ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトンまたは２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル-プロパン−１−オンを用いることを特徴とする。
【００１４】
第５の手段として、透光性樹脂基材として、曇り度Ｈ、平行光線透過率ＰＴが下記条件を満たし、
３０％＜Ｈ＜７５％
３０％＜ＰＴ＜６５％
かつ、最大輝度の１／２（α角）、１／３（β角）、１／１０（γ角）、１／２０（δ角）になる角度が下記条件を満たすような
０．７゜＜α角＜１．２゜
０．７゜＜β角＜１．２゜
１．２゜＜γ角＜５．０゜
２．０゜＜δ角＜５．０゜
透光性拡散板を用いることを特徴とする。
【００１５】
第６の手段として、すなわち、透光性樹脂基材上の一方の面に前記紫外線硬化型樹脂によりレンチキュラーレンズ部を形成し、さらに他方の面のレンチキュラーレンズ非集光部にブラックストライプを形成したレンチキュラーレンズシートにおいて、前記紫外線硬化型樹脂が、
（ａ）２官能性ウレタンアクリレートオリゴマー
（ｂ）単官能性アクリレートモノマー
（ｃ）２官能性アクリレートモノマー
（ｄ）光重合開始剤
上記（ａ）成分中のポリオール成分がネオペンチルグリコールとアジピン酸とからなるポリエステルジオールであり、
（ｂ）成分として、少なくともジシクロペンタニルオキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレートを含み、
（ｃ）成分として少なくともビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートまたは１，６−ヘキサンジオールジアクリレートまたはノナンジオールジアクリレートのいずれかを含み、
（ｄ）成分の含有量が２〜５重量％の範囲内にあり、液の粘度が２５℃において１５００〜３０００ｍＰａ・ｓ、４０℃以上において１０００ｍＰａ・ｓ以下の範囲内とする。
さらに前記紫外線硬化型樹脂液の反応硬化物の屈折率が波長６５６〜４８６ｎｍにおいて１．４９〜１．５２の範囲内にあり、なおかつ透光性樹脂基材の紫外光領域での平均透過率が３５０〜４００ｎｍで６０％以上、３００〜３５０で８０％以下であることを特徴とする。
【００１６】
第７の手段として、さらに２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーを２種類含むことを特徴とする。
【００１７】
第８の手段として、さらに２官能性アクリレートモノマーを２種類以上含み、かつアクリレートモノマーを４〜６種類含むことを特徴とする。
【００１８】
第９の手段として、光重合開始剤として、少なくとも１−ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトンまたは２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル-プロパン−１−オンを用いることを特徴とする。
【００１９】
第１０の手段として、透光性樹脂基材として、厚さ０．０５〜０．２ｍｍのポリエステルフィルム及びポリカーボネートフィルムを用いることを特徴とする。
【００２０】
第１１の手段として、レンチキュラーレンズシートを厚さ０．７ｍｍ以上の透光性樹脂基板上に、粘着剤を介して積層したことを特徴とする。
【００２１】
第１２の手段として、レンチキュラーレンズシートを構成する透光性樹脂基板の反レンズ部側に透光性拡散基板を積層した構成として、前記透光性拡散基板の曇り度Ｈ、平行光線透過率ＰＴが下記条件を満たし、
７５％＜Ｈ＜８５％
１１％＜ＰＴ＜２５％
かつ、最大輝度の１／２（α角）、１／３（β角）、１／１０（γ角）、１／２０（δ角）になる角度が下記条件を満たすような
３゜＜α角＜６゜
５゜＜β角＜８゜
１０゜＜γ角＜１５゜
１４゜＜δ角＜２０゜
透光性拡散板を用いることを特徴とする。
【００２２】
第１３の手段として、第１〜５の手段によるフレネルレンズシートのいずれかと、第６〜１２の手段によるレンチキュラーレンズシートのいずれかとを組み合わせてプロジェクションスクリーンとすることを特徴とする。
【００２３】
第１４の手段として、画像投影スクリーン及び画像投影表示装置中に、少なくとも、第１〜５の手段によるフレネルレンズシート、第６〜１２の手段によるレンチキュラーレンズシート及び第１３の手段によるプロジェクションスクリーンのいずれかを備えていることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施形態】
本発明のプロジェクションスクリーン、およびこのスクリーンに用いるフレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシート実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明のプロジェクションスクリーンに用いるフレネルレンズシートの一例を示す断面図である。
フレネルレンズシート１０に使用できる透光性樹脂基板１１としては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、または上記の樹脂のブレンド物または共重合体からなるシート及びフィルム等が使用可能である。
さらに、透光性拡散板１１として使用する場合には、拡散剤として珪素、アルミニウム、カルシウムあるいはこれらの酸化物を含む無機質粉末やガラスビーズあるいは、樹脂を架橋させたポリマービーズ等を前記樹脂中に溶融混練あるいは透光性樹脂基材上にコーティングして使用される。
【００２５】
このフレネルレンズシート１０のフレネルレンズ部１２に使用できる紫外線硬化型樹脂としては、２官能性ウレタンアクリレートオリゴマー、単官能性アクリレートモノマー、２官能性アクリレートモノマー、光重合開始剤の成分を含む組成物である。
【００２６】
２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーは、各種ポリオール類とイソシアネート類とを反応させて得ることができるが、イソシアネート成分として少なくともＴＭＤＩまたはＨＤＩのいずれかを使用するか、あるいは組み合わせて使用する。これらの成分は、芳香環を含まない構造なので耐光性が向上し、黄変が少ないので好適である。
【００２７】
また、単官能性アクリレートモノマーとしては種々使用可能であるが、本発明にあるような成分、すなわち、ｐ−クミルフェノキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレート、ｏ−フェニルフェノキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレート、ｏ−フェニルフェノキシエチルアクリレートのいずれか、もしくは組み合わせて使用すると高屈折率にすることができる点で好適である。
【００２８】
２官能性アクリレートモノマーについても種々使用可能であるが、本発明にあるような成分、すなわち、少なくともビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートまたは１，６−ヘキサンジオールジアクリレートまたは１，５−ペンタンジーリジアクリレートのいずれかを使用するか、もしくは組み合わせて使用することで、耐光性良好で高屈折率にすることができる点で好適である。
特に、ビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートは屈折率が高く、剛直な構造を有しているため硬化物に強靭性をもたせ、耐光性を付与しやすい点で好適である。
【００２９】
上述のように、２種類以上の２官能性アクリレートモノマーと前述のような単官能性アクリレートモノマーとを組み合わせて、４〜６種類のアクリレートモノマーを使用することで透光性樹脂基材への密着性、硬化物の硬さや柔軟性、屈折率を適宜調整する。
【００３０】
光重合開始剤として、１−ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトンまたは２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル-プロパン−１−オンのいずれかもしくは組み合わせて使用することで、耐光性を向上することができる。
また、その使用量を２〜５重量％とすることで、硬化速度と耐光性のバランスをとることが可能である。すなわち、２重量％未満であると紫外線照射時の硬化が不充分であり、５重量％を超える場合は、硬化は充分に行われるが、硬化物中に残存する光重合開始剤に紫外線が照射されることで、分子鎖の切断等を招き、光による劣化や黄変が著しくなるので、本発明の範囲内がプロジェクションスクリーンとしての機能を維持するためには必須となる。
【００３１】
そして、それぞれの含有量としては、２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーを２０〜５０重量％、単官能性及び２官能性アクリレートモノマーあわせて４０〜７０重量％、光重合開始剤を２〜５重量％が適当である。
この範囲内で適宜選定することで、紫外線硬化型樹脂の液粘度を常温（２５℃）付近で１５００〜３０００ｍＰａ・ｓの範囲内、４０℃近辺での粘度を１０００ｍＰａ・ｓ以下になるように調整できる。
上述のような液の粘度範囲内に調整することで後述するようにレンズ成形を容易にし、フレネルレンズシート用の紫外線硬化型樹脂として好適である。
また、硬化物の屈折率調整も配合量を前述のような範囲内で適宜選択することで可能であり、本発明に示されるような化合物を使用することで１．５４〜１．５８の範囲内とすることができる。化合物中にさらに芳香環やハロゲン基を導入することで光屈折率化することもできるが、これらを使用した場合耐光性の低下を招き、プロジェクションスクリーンとしては不適であるため、屈折率の範囲は前述の範囲内に留めても実用的には問題無く使用可能であるし、黄変が少ない点から、画像投影するには好適である。
【００３２】
次に、フレネルレンズシートの製造についてであるが、先ずフレネルレンズと逆形状の金型を別途作製し、紫外線硬化型樹脂を金型上に塗布し、透光性樹脂基板もしくは透光性拡散板を塗布面に積層・加圧した後、透光性樹脂基板もしくは透光性拡散板を介して紫外線を照射し、硬化後に脱型することで透光性樹脂基板もしくは透光性拡散板上に紫外線硬化型樹脂の硬化物からなるフレネルレンズ部を有するフレネルレンズシートを得ることができる。
この際に、紫外線硬化型樹脂の塗布方法は、特に限定されるものではないが、ナイフコート、ダイコート、カーテンコートなどの塗布方法が望ましい。また、その塗布厚は形成するフレネルレンズの形状によっても異なるが、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍが適当である。なお、塗布厚は、樹脂の粘度や塗布速度によって調整することができる。
ここで、液を塗布する前に予備脱泡しておくと製品への微少な気泡混入が無く良好である。予備脱泡する場合に４０℃程度に加熱し、粘度を１０００ｍＰａ・ｓ以下好ましくは８００ｍＰａ・ｓとすることで真空容器を使用せずとも自然に気泡除去できる点から、上記粘度範囲が適当である。
一方、金型への塗布時には液を加温せずに常温（２５℃）で行ない、その際の粘度を１５００〜３０００ｍＰａ・ｓの範囲内とすることが、塗布後の液ダレや膜厚の変化を少なく出来る点から望ましい。
【００３３】
図２は、本発明で用いるレンチキュラーレンズシート２０の一例を示す断面図である。
図中、透光性樹脂基板２１を積層した場合と積層しないを示した。以下では、透光性樹脂基板２１を積層した場合について説明する。
本発明で使用できる透光性樹脂基材２１としては、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂または上記の樹脂のブレンド物もしくは共重合体からなるシート、フィルム等が使用可能である。
特に、後述するような生産性の点から０．０５〜０．２ｍｍ厚の薄いポリエステル及びポリカーボネートフィルムを透光性樹脂基材として使用するのが望ましい。
このような薄いフィルムを使用した場合には、スクリーンとしての剛性に乏しいことから、厚さ０．７ｍｍ以上の透光性樹脂基板上に粘着材を介して積層し、強度を維持することが必要となる。
さらに、透光性樹脂基板を透光性拡散板として使用する場合には、拡散剤として珪素、アルミニウム、カルシウムあるいはこれらの酸化物を含む無機質粉末やガラスビーズあるいは、樹脂を架橋させたポリマービーズ等を前記樹脂中に溶融混練したり、透光性樹脂基材上にコーティングして使用される。
【００３４】
レンチキュラーレンズシート２０の透光性樹脂基材２１としては、紫外光領域での平均透過率が３５０〜４００ｎｍで６０％以上、３００〜３５０ｎｍで８０％以下の範囲内にあるものを使用する。この範疇にあるものとしては、ポリエステル樹脂、ポリーボネート樹脂、ＭＳ樹脂などのシートやフィルムが挙げられる。紫外光領域での平均透過率が３５０〜４００ｎｍで６０％未満であると、本発明による紫外線硬化型樹脂の硬化が不充分となり、硬化物中に残存する光重合開始剤の割合が増加し、耐光性低下の原因となるため好ましくない。また、３００〜３５０ｎｍで８０％以下好ましくは６０％以下とすることにより、硬化後に紫外線照射された場合、照射エネルギーの大きい短波長の紫外線をある程度カットする役目を果たす。以上の点から、前述の範囲内が好適となる。
【００３５】
本発明のスクリーンに用いるレンチキュラーレンズシート２０のレンチキュラーレンズ部２２に使用できる紫外線硬化型樹脂としては、２官能性ウレタンアクリレートオリゴマー、単官能性アクリレートモノマー、２官能性アクリレートモノマー、光重合開始剤の成分を含む組成物である。
【００３６】
この２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーは、各種イソシアネート類とポリオール類とを反応させて得ることができるが、ポリオール成分としてネオペンチルグリコールとアジピン酸とからなるポリエステルジールを含むものを使用する。前記成分は、芳香環を含まない構造なので耐光性が向上し、黄変が少ないので好適である。
【００３７】
また、単官能性アクリレートモノマーとしては種々使用可能であるが、本発明にあるような成分、すなわち、ジシクロペンタニルオキシ基含有ポリ（ｎ＝１〜３）エトキシアクリレートを使用する。前記成分は、硬化物に柔軟性を付与することができ、さらにジシクロペンタニルオキシ基は脂環構造を含んでいるため、高屈折率にすることができる点で好適である。
【００３８】
２官能性アクリレートモノマーについても種々使用可能であるが、本発明にあるような成分、すなわち、少なくともビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートまたは１，６−ヘキサンジオールジアクリレートまたはノナンジオールジアクリレートのいずれかを使用するか、もしくは組み合わせて使用することで、耐光性良好にすることができる点で好適である。
特に、ビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１０）エトキシジアクリレートは屈折率が高く、剛直な構造を有しているため硬化物に強靭性をもたせ、耐光性を付与しやすい点で好適である。また、上記成分を適宜組み合わせて使用することで柔軟性を調整することができる。
【００３９】
２種類以上の２官能性アクリレートモノマーと前述のような単官能性アクリレートモノマーとを組み合わせて、４〜６種類のアクリレートモノマーを使用することで透光性樹脂基材への密着性、硬化物の硬さや柔軟性、屈折率を適宜調整する。
【００４０】
光重合開始剤として、１−ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトンまたは２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル-プロパン−１−オンのいずれかもしくは組み合わせて使用することで、耐光性を向上することができる。また、その使用量を２〜５重量％とすることで、硬化速度と耐光性のバランスをとることが可能である。すなわち、２重量％未満であると紫外線照射時の硬化が不充分であり、５重量％を超える場合は、硬化は充分に行われるが、硬化物中に残存する光重合開始剤に紫外線が照射されることで、分子鎖の切断等を招き、光による劣化や黄変が著しくなるので、本発明の範囲内がプロジェクションスクリーンとしての機能を維持するためには必須となる。
【００４１】
それぞれの含有量としては、２官能性ウレタンアクリレートオリゴマーを２０〜５０重量％、単官能性及び２官能性アクリレートモノマーあわせて４０〜７０重量％、光重合開始剤を２〜５重量％が適当である。この範囲内で適宜選定することで、紫外線硬化型樹脂の液粘度を常温（２５℃）付近で１５００〜３０００ｍＰａ・ｓの範囲内、４０℃近辺での粘度を１０００ｍＰａ・ｓ以下になるように調整できる。上述のような液の粘度範囲内に調整することで後述するようにレンズ成形を容易にし、フレネルレンズシート用の紫外線硬化型樹脂として好適である。また、硬化物の屈折率調整も配合量を前述のような範囲内で適宜選択することで可能であり、本発明に示されるような化合物を使用することで１．４９〜１．５２の範囲内とすることができる。化合物中にさらに芳香環やハロゲン基を導入することで高屈折率化することもできるが、これらを使用した場合耐光性の低下を招き、プロジェクションスクリーンとしては不適であるため、屈折率の範囲は前述の範囲内に留めても実用的には問題無く使用可能であるし、黄変が少ない点から、画像投影するには好適である。レンチキュラーレンズシートはフレネルレンズシートよりも観察者側に配置されるため、フレネルレンズシートと比較して、耐光性が要求されることから、アクリレートモノマーには芳香環をなるべく少なくして屈折率をやや低くすることで、より耐光性を向上させ、前記のような屈折率範囲内にしても実用上問題ない。
【００４２】
透光性拡散板についてであるが、拡散特性が本発明の範囲内であればどれでも使用可能であるが、剛性や樹脂自体の透明性や色味の点からＭＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂製のシートで、厚みが０．７ｍｍ〜３ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍのものが好適である。
【００４３】
レンチキュラーレンズシート２０の製造についてであるが、先ずレンチキュラーレンズと逆形状の金型を別途作成し、フレネルレンズシートの製造と同様なプロセスで製造できる。しかしながら、レンチキュラーレンズの金型はロール状に切削可能であり、この点を利用して連続的に製造出来る点でフレネルレンズシートとは異なる。ロール状金型を使用して製造する場合には、ロール状で連続的に透光性樹脂基材を供給できる点から０．１〜０．２ｍｍ厚の薄いポリエステルフィルムやポリカーボネートを使用することが生産性向上の点で望ましい。
【００４４】
紫外線硬化型樹脂の塗布は、フレネルレンズシートの製造時と同様の方法で行なえ、またその液粘度についても同様である。ただし、塗布厚に関しては、形状によっても異なるが、０．０５〜０．１ｍｍが適当である。
【００４５】
上記のようにして得たレンチキュラーレンズシートの平坦面に、先ず、粘着性を有しかつ紫外線の照射によってその粘着性が消失する特性を持つ紫外線硬化型樹脂フィルムをラミネートする。次に、レンチキュラーレンズシートを介して紫外線を照射し、レンズ作用によって集光して硬化した部分以外の紫外線硬化樹脂フィルムの未硬化部分に前記フィルムの粘着性を利用して、黒色の粉末トナーまたは黒色の着色層を有する転写シートを着色層側で重ね合わせ、未硬化部分の前記樹脂の粘着性を利用して、前記黒色粉末トナーまたは前記黒色着色層を未硬化部分のみに付着させ、遮光パターン２４を形成することでファインピッチでも光学的な位置ずれの少ない遮光パターン付きレンチキュラーレンズシートを得ることができる。
【００４６】
ついで、図３に示すようにレンチキュラーレンズシートの遮光パターン面と厚さ０．７ｍｍ以上の透光性基板もしくは透光性拡散板２５を、粘着剤２６を介して、ラミネートし、レンチキュラーレンズシートを作製する。
【００４７】
粘着剤２６としては、アクリル系、エチレンビニルアセテート系などの粘着剤が使用されるが、その材質や構成等に特に限定されるものではなく汎用の粘着剤が使用可能である。また、粘着剤の代わりに紫外線硬化型接着剤を使用することも可能である。
【００４８】
以上のようなレンチキュラーレンズシート２０とフレネルレンズシート１０とを、図４に示すようレンズ面が接する状態で積層することでプロジェクションスクリーンとする。
【００４９】
以下の組み合わせで耐光性試験（ＪＩＳ Ｂ７７５１）を２００時間まで実施し、
▲１▼本発明によるフレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシート
▲２▼従来のフレネルレンズシートと紫外線吸収剤入りの従来のレンチキュラーレンズシート
▲３▼従来のフレネルレンズシートと紫外線吸収剤を含まない従来のレンチキュラーレンズシート
耐光性試験後にフレネルレンズシート中心部について、可視光領域（３８０〜８００ｎｍ）での分光透過率を測定した。
その結果を図５に示した。また、耐光性試験時前及び試験後の黄変度（ＪＩＳＫ７１０３に規定される）の経時変化を図６に示した。なお、耐光性が悪い場合は、以下のような結果となる。
・可視光領域での分光透過率の低下
・可視光領域のうち短波長側（黄色の補色にあたる波長領域）での著しい低下
・経時での黄変度の増加
上記のような現象が著しいと、透過で観察した場合に黄色味を帯びたり、白濁した様に見える。このような状態であると、プロジェクションスクリーンとしての本来の機能である「光学エンジンからの投射映像を忠実に再現する」ということできないため、品位にかける映像を映し出すことになる。また、経時で画像の色味が変化することにもなるため好ましくない。よって、分光透過率の変化や黄変度の変化が少ない方がプロジェクションスクリーンとしては良好である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような種々の効果がある。
第１に、光による劣化・黄変を防止するために、透光性基材への紫外線吸収剤の混練やコーティングの必要が無いため、経時によるブリードがなく、また、コーティング工程を必要としないため、製品外観を損ねる心配が無い。
【００５１】
第２に、紫外線硬化型樹脂として本発明にあるような成分を使用し、さらに耐光性悪化の原因である光重合開始剤の種類や含有量を最適化することで、フレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシートとしての機能を維持し、なおかつ光による劣化・黄変を防止できる。
【００５２】
第３に、紫外線硬化型樹脂の液粘度を本発明にあるような範囲内とすることにより２Ｐ法によるレンズ成形時の気泡除去が容易になり、製品中への気泡混入を防止できる。
【００５３】
第４に、レンチキュラーレンズシートに一定の厚み範囲内にある透光性樹脂基板及び透光性拡散板を使用することで充分な剛性を持たせることができ、スクリーンへの組み込みが容易になる。
【００５４】
第５に、フレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシートに用いる透光性拡散板の拡散特性を最適化することで、一定の視野角を維持しつつ、光量損失が少なくし、
・ＢＳでの光量損失が少ない
・画像のギラツキが少ない
・画面が明るい
など、プロジェクションスクリーンに適した特性を有する
【００５５】
上述のような種々の効果によって、紫外線硬化型樹脂によって製造する方法において、成形性良好で高品質かつ安価なプロジェクションスクリーンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いるフレネルレンズシートの一例を示す断面図である。
【図２】本発明に用いるレンチキュラーレンズシートの一例を示す断面図である。
【図３】図２に示したレンチキュラーレンズシートの使用状態の構成を示す断面図である。
【図４】本発明によるフレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートとを組合せたプロジェクションスクリーンの断面図である。
【図５】本発明によるプロジェクションスクリーンと従来のプロジェクションスクリーンとの耐光性試験後における分光透過率を示す図である。
【図６】本発明によるプロジェクションスクリーンと従来のプロジェクションスクリーンとの耐光性試験後の黄変度変化を示す図である。
【符号の説明】
１０…フレネルレンズシート
１１…樹脂基板
１２…レンズ部
２０…レンチキュラーレンズシート
２１…樹脂基材
２２…レンズ部
２３…紫外線硬化型樹脂フィルム
２４…遮光部パターン
２５…拡散板
２６…粘着剤
３０…プロジェクションスクリーン
Claims (3)
- 透光性樹脂基材上に、紫外線硬化型樹脂の反応硬化物からなるレンズ部が重合接着された構成であり、前記反応硬化物の屈折率が、波長６５６〜４８６ｎｍにおいて１．５４〜１．５８の範囲内にあるフレネルレンズシートを用いたプロジェクションスクリーンであって、
前記紫外線硬化型樹脂が、２官能性のウレタンアクリレートオリゴマーを含むものであって、
前記２官能性のウレタンアクリレートオリゴマー中のイソシアネート成分として、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートまたはヘキサメチレンジイソシアネートのいずれかを含むことを特徴とするプロジェクションスクリーン。 - 前記透光性樹脂基材は、曇り度Ｈ、平行光線透過率ＰＴが、
３０％＜Ｈ＜７５％
３０％＜ＰＴ＜６５％
であり、かつ、最大輝度の１／２（α角）、１／３（β角）、１／１０（γ角）
、１／２０（δ角）になる角度が、
０．７゜＜α角＜１．２゜
０．７゜＜β角＜１．２゜
１．２゜＜γ角＜５．０゜
２．０゜＜δ角＜５．０゜
それぞれ上記条件を満たす透光性拡散板であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクションスクリーン。 - 透光性樹脂基材上に、紫外線硬化型樹脂の反応硬化物からなるレンズ部が重合接着された構成であり、前記反応硬化物の屈折率が、波長６５６〜４８６ｎｍにおいて１．４９〜１．５２の範囲内にあるレンチキュラーレンズシートを用いたことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクションスクリーン。
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