KR100733758B1 - 렌티큘러 렌즈 시트, 배면 투사형 스크린 및 배면 투사형프로젝션 장치, 그리고 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법 - Google Patents

렌티큘러 렌즈 시트, 배면 투사형 스크린 및 배면 투사형프로젝션 장치, 그리고 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 관한 배면 투사형 스크린은 렌티큘러 렌즈 시트 (1) 를 갖는다. 이 렌티큘러 렌즈 시트 (1) 의 입사면에는 제 1 렌즈 (1) 의 렌즈층 (14) 상에 제 1 렌즈열 (12) 이 형성되어 있다. 제 1 렌즈층 (14) 과 제 2 렌즈층 (15) 의 계면에 제 1 렌즈열 (12) 과 거의 직교하는 제 2 렌즈열 (13) 이 형성되어 있다. 제 2 렌즈층 (15) 은 제 1 렌즈층 (14) 과 다른 굴절률을 갖는다. 이 제 2 렌즈층 (15) 상의 광의 비통과 위치에 격자형 또는 스트라이프형의 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성된다.
렌티큘러 렌즈 시트, 배면 투사형 스크린, 배면 투사형 프로젝션 장치

Description

렌티큘러 렌즈 시트, 배면 투사형 스크린 및 배면 투사형 프로젝션 장치, 그리고 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법{LENTICULAR LENS SHEET, REAR PROJECTION TYPE SCREEN, AND REAR PROJECTION TYPE PROJECTOR, AND LENTICULAR LENS SHEET PRODUCING METHOD}
본 발명은 렌티큘러 렌즈 시트, 배면 투사형 스크린 및 배면 투사형 프로젝션 장치, 그리고 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법에 관한 것이다.
배면 투사형 프로젝션 장치 등에 사용되는 배면 투사형 스크린은, 일반적으로 2장의 렌즈 시트가 겹쳐진 구성으로 되어 있다. 즉, 광원측에는 배면 투사형 프로젝터에서 나온 영상광을 일정한 각도의 범위 내가 되도록 좁히는 프레넬 렌즈 시트가 배치되고, 관찰자측에는 프레넬 렌즈 시트를 투과한 영상광을 적절한 각도의 범위로 확대하는 기능을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트가 배치된다.
특히, 고 정세·고화질의 배면 투사형 액정 프로젝션 TV 에서는, 0.3㎜ 이하의 파인 피치를 갖는 렌즈 시트가 요구된다. 이러한 렌즈 시트의 구조는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평9-120101호에 개시되어 있다. 도 16 에 그 공보에 개시된 렌즈 시트의 구조를 나타낸다.
도 16 에 있어서 부호 1 은 렌티큘러 렌즈 시트이고, 이 예에서는 투명지지 체 (3) 와 렌즈부 (2) 로 구성된다. 이 렌티큘러 렌즈 시트 (1) 의 출사면측에는 렌티큘러 렌즈의 비집광 위치, 즉 광의 비통과 위치에 외광흡수층 (4) 이 형성되어 있다. 외광흡수층 (4) 을 형성함으로써, 렌티큘러 렌즈 시트 (1) 에 그 출사면측으로부터, 즉 관찰자측으로부터 입사된 외광이 렌티큘러 렌즈 시트 (1) 에서 반사되어 관찰자측으로 되돌아가는 광을 감소시켜, 영상 콘트라스트의 향상이 도모된다.
그리고 이 렌티큘러 렌즈 시트 (1) 에는, 확산층 (5) 을 사이에 두고 투명수지필름 (6) 이 형성되어 있다. 이 투명수지필름 (6) 에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평8-22077호, 일본 공개특허공보 평7-307912호에 개시되어 있다. 투명수지필름 (6) 은 렌티큘러 렌즈 시트를 보호하는 일반적인 브라운관 방식 TV 와 비슷한 표면 광택을 얻거나 하는 목적을 위해 형성된다.
그 외에, 도 16 에는 나타나 있지 않지만, 렌티큘러 렌즈 시트 (1) 의 입사면측에 프레넬 렌즈 시트가 형성되는 것이 일반적이다. 이 프레넬 렌즈 시트는, 등간격으로 동심원형의 미세 피치 렌즈로 이루어지는 프레넬 렌즈가 광출사면에 형성된 시트로 구성되어 있다.
이러한 구성의 렌즈 시트에서는, 수평방향의 시야각 성능은 주로 입사렌즈에 의한 확산으로 얻을 수 있지만, 수직방향의 확산 성능은 확산층 (5) 에 의해서만 달성할 수 있다. 따라서, 필요한 수직 시야각을 얻기 위해 투입된 확산재에 의한 입사광의 반사 손실이 생겨 원리적으로 고휘도인 스크린을 얻는 것에 한계가 있는 동시에, 화상이 희미해지기 쉽다. 또 확산층 (5) 이 외광흡수층 (4) 을 덮 기 때문에 외광흡수 효율이 내려가 콘트라스트가 열화된다. 그리고, 외광흡수층 (4) 은 원리적으로 평행 스트라이프형으로밖에 형성할 수 없어, 얻어지는 블랙면적 비율에 한계가 있었다.
한편, 입사면에 볼록형 3차원 렌즈가 병설되고, 다른 면에는 각 렌즈의 비집광부에 상당하는 위치에 격자형 차광 패턴이 형성되며, 이 패턴 상에 투명 지지체 또는 확산층이 형성된 지지체가 형성된 투사형 스크린용 3차원 렌즈 어레이 시트도 제안되어 있다.
만약 이것을 실현할 수 있었다고 한다면 차광 패턴을 격자형으로 형성할 수 있고, 확산층도 불필요하거나 또는 최소한으로 억제할 수 있기 때문에, 콘트라스트를 현저하게 개선할 수 있다. 그러나, 미세한 3차원 렌즈 어레이 시트를 제조하기 위해서는 정밀도가 높고 사이즈가 큰 금형이 필요해지는데, 이 금형 자체의 제작이 매우 곤란하기 때문에, 아직 실현된 예는 없다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 렌티큘러 렌즈 시트의 입사면과 출사면 각각에 렌티큘러 렌즈를 형성하여 그들 렌즈배열을 서로 직교시키는 구조가 제안되어 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 소50-10134호). 이러한 구성에서도 콘트라스트의 향상을 위하여 외광흡수층, 즉 차광 패턴이 형성되지만, 종래 기술에서는 외광흡수층을 렌티큘러 렌즈 시트와는 독립된 별도의 시트로 형성하고 있었다.
그러나, 렌티큘러 렌즈 시트와는 독립된 별도의 시트로 외광흡수층을 형성하면, 시트의 면을 따른 방향의 상대위치가 어긋나는 일이 있기 때문에, 외광흡수층을 렌티큘러 렌즈의 비통과 위치에 정확히 배치하는 것이 매우 곤란하였다. 또 한 시트상호의 간격이 온도변화, 습도변화에 따라 변화하고, 렌즈의 초점위치가 어긋나기 때문에 외광흡수층의 면적이 줄어 콘트라스트의 향상이 방해되거나, 외광흡수층의 불균일이 발생한다는 문제점이 있었다. 또한 렌즈 시트를 TV 세트 프레임에 고정하여 수송하거나 한 경우, 시트끼리 부딪혀 흠이 생긴다는 문제도 있었다. 따라서 실용화에 성공한 예는 전혀 없었다.
(발명의 개시)
본 발명의 목적은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 콘트라스트의 향상을 꾀하여 외광흡수층의 불균일이 적고, 또한 시트끼리의 접촉에 의해 흠이 생기는 것을 억제할 수 있는 렌티큘러 렌즈 시트, 배면 투사형 스크린, 배면 투사형 프로젝션 장치를 제공하는 것이다. 다른 목적은, 본 발명에 의한 고성능 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 해결하기 위하여, 본 발명에 관한 렌티큘러 렌즈 시트는, 입사면에 형성된 제 1 렌즈열, 상기 제 1 렌즈열보다 광출사측에 형성되며, 상기 제 1 렌즈열과 거의 직교하는 제 2 렌즈열로서, 당해 제 2 렌즈열의 렌즈 계면의 입사측과 출사측이 서로 굴절률이 다른 광투과성 재질에 의해 구성되어 있는 제 2 렌즈열, 및 상기 제 1 렌즈열 및 상기 제 2 렌즈열을 통과한 광의 비통과 위치에 형성된 자기정렬식 외광흡수층을 구비하고, 상기 제 1 렌즈열로부터 상기 자기정렬식 외광흡수층까지가 광투과성 재질에 의한 중실 구조이다.
바람직하게는, 상기 자기정렬식 외광흡수층의 출사측에 광투과성을 갖는 전면판이 적층 형성되어 있다. 또, 상기 제 2 렌즈열은, 복수의 입사측에 오목한 렌즈에 의해 구성되고, 상기 제 2 렌즈열의 렌즈 계면 출사측의 광투과성 재질은, 입사측의 광투과성 재질보다도 낮은 굴절률을 갖는다. 또는 상기 제 2 렌즈열은, 복수의 입사측에 볼록한 렌즈에 의해 구성되고, 상기 제 2 렌즈열의 렌즈 계면 출사측의 광투과성 재질은, 입사측의 광투과성 재질보다도 높은 굴절률을 갖는다.
특히, 상기 제 1 렌즈열의 렌즈 피치는, 상기 제 2 렌즈열의 렌즈 피치의 2배 이상 10배 이하인 것이 바람직하다. 상기 자기정렬식 외광흡수층은, 격자형 또는 스트라이프형으로 형성되어 있다.
배면 투사형 프로젝터에서 출사된 광을 일정한 각도의 범위 내가 되도록 좁히는 프레넬 렌즈 시트, 상기 서술한 렌티큘러 렌즈 시트, 및 상기 렌티큘러 렌즈 시트의 출사면측에 형성된 전면판을 구비함으로써 배면 투사형 스크린이 구성된다. 그리고, 영상광을 생성하여 출사하는 배면 투사형 프로젝터, 및 상기 배면 투사형 프로젝터에서 출사된 영상광을 입사시키는 배면 투사형 스크린을 구비함으로써 배면 투사형 프로젝션 장치가 구성된다.
본 발명에 관한 다른 구성을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트는, 입사면에 제 1 렌즈열을 갖는 제 1 렌즈층, 상기 제 1 렌즈층의 출사측 계면에 상기 제 1 렌즈열과는 거의 직교하는 제 2 렌즈열을 갖고, 상기 제 1 렌즈층과 다른 굴절률을 갖는 제 2 렌즈층, 및 상기 제 2 렌즈층의 출사면 상이며 상기 제 1 렌즈층 및 상기 제 2 렌즈층을 통과한 광의 비통과 위치에 형성된 자기정렬식 외광흡수층을 구비한 것이다.
본 발명에 관한 다른 구성을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트는, 제 1 렌즈열을 갖는 제 1 렌즈층, 상기 제 1 렌즈열과 거의 직교하는 제 2 렌즈열을 갖는 제 2 렌즈층, 상기 제 1 렌즈층과 상기 제 2 렌즈층 사이에 충전(充塡)되며 적어도 상기 제 2 렌즈층과 다른 굴절률을 갖는 충전층, 및 상기 제 1 렌즈열 및 상기 제 2 렌즈열을 통과한 광의 비통과 위치에 형성된 자기정렬식 외광흡수층을 구비하고 있다.
본 발명에 관한 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법은, 입사면에 제 1 렌즈열을 갖는 제 1 렌즈층, 상기 제 1 렌즈층의 출사측 계면에 상기 제 1 렌즈열과 거의 직교하는 제 2 렌즈열을 갖고, 상기 제 1 렌즈층과 다른 굴절률을 갖는 제 2 렌즈층, 및 상기 제 2 렌즈층의 출사면 상이며 상기 제 1 렌즈층 및 상기 제 2 렌즈층을 통과한 광의 비통과 위치에 형성된 자기정렬식 외광흡수층을 구비한 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법으로서, 상기 제 2 렌즈층을 형성하는 단계, 및 상기 제 2 렌즈층을 형성한 후에 당해 제 2 렌즈층 상에 상기 제 1 렌즈층을 형성하는 단계를 포함한 것이다.
여기에서, 상기 자기정렬식 외광흡수층을 형성하는 단계를 추가로 포함하며, 그 자기정렬식 외광흡수층을 형성하는 단계는, 상기 렌티큘러 렌즈 시트의 광출사면측에 감광성 재질층을 형성하는 단계, 및 상기 렌티큘러 렌즈 시트의 입사면측에서 광을 조사하여 상기 감광성 재질층에 렌즈 패턴에 대응하는 감광부 및 비감광부를 형성하는 단계를 가지며, 상기 비감광부에 대응하는 차광 패턴을 상기 자기정렬식 외광흡수층으로 하는 것이 바람직하다. 또, 감광부는 비교적 고밀도인 감광부를 말하고, 비감광부는 비교적 저밀도인 감광부를 말한다. 따라서, 비감광부는 전혀 감광되지 않은 것에만 한정되는 것은 아니다. 바람직한 실시형태에서의 감광성 재질층은 감광성 점착층이다.
그리고, 상기 감광성 재질층이, 제 1 조성물과 상기 제 1 조성물보다도 표면 자유 에너지가 낮은 제 2 조성물로 이루어지는 광경화성 조성물층이고, 상기 광경화성 조성물층이 상기 제 2 조성물보다도 표면 자유 에너지가 낮은 매질에 접촉한 상태로 상기 렌티큘러 렌즈 시트의 입사면측에서 상기 광경화성 조성물층으로 광을 조사하여, 상기 렌티큘러 렌즈 패턴에 의한 집광 부분에 있는 상기 광경화성 조성물층을 경화하는 단계, 상기 광경화성 조성물층이 상기 제 1 조성물보다도 표면 자유 에너지가 높은 매질에 접촉한 상태로 상기 광경화성 조성물층측에서 상기 광경화성 조성물층으로 광을 조사하여, 상기 집광 부분 이외의 비집광 부분에 있는 상기 광경화성 조성물을 경화하는 단계, 및 상기 광경화성 조성물층 상에 착색재료를 배치하여 상기 비집광 부분에 대응하는 차광 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 다른 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법은, 입사면에 제 1 렌즈열을 갖는 제 1 렌즈층, 상기 제 1 렌즈층의 출사측 계면에 상기 제 1 렌즈열과 거의 직교하는 제 2 렌즈열을 갖고, 상기 제 1 렌즈층과 다른 굴절률을 갖는 제 2 렌즈층, 및 상기 제 2 렌즈층의 출사면 상이며 상기 제 1 렌즈층 및 상기 제 2 렌즈층을 통과한 광의 비통과 위치에 형성된 자기정렬식 외광흡수층을 구비한 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법으로서, 상기 제 1 렌즈층에 상기 제 1 렌즈열과 상기 제 2 렌즈열에 대응하는 형상을 형성하는 단계, 및 당해 제 1 렌즈층 상에 상기 제 2 렌즈층을 형성하는 단계를 포함하는 것이다.
여기에서, 상기 제 1 렌즈층에 상기 제 1 렌즈열과 상기 제 2 렌즈열에 대응하는 형상을 형성하는 단계는, 상기 제 1 렌즈층에 상기 제 1 렌즈열을 형성하는 단계, 및 상기 제 1 렌즈층에 상기 제 2 렌즈열을 형성하는 단계를 포함하도록 해도 된다.
본 발명에 관한 다른 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법은, 제 1 렌즈열을 갖는 제 1 렌즈층을 형성하는 단계, 상기 제 1 렌즈열과 거의 직교하는 제 2 렌즈열을 갖는 제 2 렌즈층을 형성하는 단계, 상기 제 1 렌즈층과 상기 제 2 렌즈층 사이에 상기 제 1 렌즈층과 다른 굴절률을 갖는 충전층을 형성하는 단계, 및 상기 제 1 렌즈열 및 상기 제 2 렌즈열을 통과한 광의 비통과 위치에 형성된 자기정렬식 외광흡수층을 형성하는 단계를 포함한 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시형태 1 에 관한 배면 투사형 스크린의 구성의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시형태 1 에 관한 배면 투사형 스크린의 상단면 및 횡단면을 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시형태 2 에 관한 배면 투사형 스크린의 구성의 일부를 나타내는 사시도 및 자기정렬식 외광흡수층의 형상을 나타내는 일부 확대도이다.
도 4 는 본 발명의 실시형태 2 에 관한 배면 투사형 스크린의 상단면 및 횡단면을 나타내는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시형태 3 에 관한 배면 투사형 스크린의 구성의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 6 은 본 발명의 실시형태 3 에 관한 배면 투사형 스크린의 상단면 및 횡단면을 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시형태 4 에 관한 배면 투사형 스크린의 구성의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 8 은 본 발명의 실시형태 5 에 관한 배면 투사형 스크린의 구성의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 9 는 본 발명의 실시형태 5 에 관한 배면 투사형 스크린의 상단면 및 횡단면을 나타내는 도면이다.
도 10 은 본 발명의 실시형태 6 에 관한 배면 투사형 스크린의 구성의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 11 은 본 발명의 실시형태 7 에 관한 배면 투사형 스크린의 구성의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 12 는 본 발명의 실시형태 8 에 관한 배면 투사형 스크린의 구성의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 13 은 본 발명의 실시형태 9 에 관한 배면 투사형 스크린의 구성의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 14 는 본 발명의 실시형태 10 에 관한 배면 투사형 스크린의 구성의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 15 는 그 밖의 실시형태에 관한 배면 투사형 스크린의 구성의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 16 은 종래의 배면 투사형 스크린의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 17 은 배면 투사형 프로젝션 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 18 은 실시예에서의 렌즈 단위 요소의 상단면도 및 횡단면도이다.
도 19 및 도 20 은 실시예에 관한 구체적인 렌즈 단위 요소의 굴절률의 조합과, 렌즈형상의 치수 제원을 나타내는 표이다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
이하에, 본 발명의 실시형태에 관해 도면을 참조하여 설명한다.
발명의 실시형태 1
도 1 은 본 발명의 실시형태 1 에 관한 렌티큘러 렌즈 시트의 주요부 구성을 나타내는 사시도이다. 이하, 렌티큘러 렌즈 시트에 대하여, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 포함하지 않는 구성을 렌티큘러 렌즈 시트 A (도면 중 부호 10) 및 렌티큘러 렌즈 시트 A 에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 부여한 시트를 렌티큘러 렌즈 시트 B (도면 중 부호 11) 라 한다.
렌티큘러 렌즈 시트 A 는, 제 2 렌즈열 (13) 을 경계면으로 하여 서로 굴절률이 다른 제 1 렌즈층 (14) 과 제 2 렌즈층 (15) 이 일체화된 렌티큘러 렌즈 시트이며, 본 발명의 실시형태 1 에서는 제 1 렌즈층 (14) 의 굴절률이 제 2 렌즈층 (15) 의 굴절률보다 낮은 구성으로 되어 있다.
렌티큘러 렌즈 시트 A 의 광입사면, 즉 제 1 렌즈층 (14) 의 입사면에는 제 1 렌즈열 (12) 이 형성되고, 상기 제 1 렌즈층 (14) 과 상기 제 2 렌즈층 (15) 의 계면에는 제 2 렌즈열 (13) 이 거의 직교하는 형태로 배열되어 있다.
제 1 렌즈열 (12) 은, 입사한 투사광을 렌즈 매질 내에서 집광시키는 측으로 작용하는 광입사면측에서 보아 앞측 (입사측) 에 볼록 렌즈로 이루어지는 복수의 렌즈열로 구성되어 있고, 각 렌즈는 수직방향을 길이방향으로 하는 실린드리컬 렌즈이며 서로 평행하게 배열되어 있다. 따라서, 제 1 렌즈열 (12) 은 입사광을 렌즈 매질 내에서 집광시킨 후, 출사면에서 수평방향으로 확산시킬 수 있다. 또한 제 2 렌즈열 (13) 은, 상기 제 1 렌즈열 (12) 과 동일하게 광입사면에서 보아 앞측 (입사측) 에 볼록한 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈열을 구성하고 있다. 제 2 렌즈열 (13) 에서의 각 렌즈는, 수평방향을 길이방향으로 하는 실린드리컬 렌즈이며, 서로 평행하게 배열되어 있다. 즉, 제 2 렌즈열 (13) 은 제 1 렌즈열 (12) 과 거의 직교하여 형성되어 있다. 따라서, 제 2 렌즈열 (13) 은 각 렌즈층의 굴절률과 렌즈형상의 관계로 인해, 입사광을 렌즈 매질 내에서 집광시킨 후, 출사면에서 수직방향으로 확산시킬 수 있다.
여기에서, 제 1 렌즈열 (12) 의 렌즈 피치 P1 은 제 2 렌즈열 (13) 의 렌즈 피치 P2 의 2∼10배이고, 더욱 바람직하게는 3∼5배이다. 이렇게 함으로써 제 1 렌즈열 (12) 의 골짜기부와 제 2 렌즈열 렌즈 (13) 의 정점부끼리 연결되거나 또는 근접시키지 않고 양 렌즈의 초점위치 근방으로 하는 것이 가능해진다. 이 예에서는, 추가로 양 렌즈의 초점위치 근방에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성하고 있어 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 면적을 넓게 할 수 있기 때문에, 콘트라 스트가 더 향상된다.
또 상기 제 2 렌즈열의 렌즈 피치 P2 가 0.02㎜ 이하인 매우 미세한 렌티큘러 렌즈 시트의 경우에는, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 형성에서 투사광을 통과시키는 개공부가 과도하게 미세해져 도트 결함이 발생하기 쉬워지는 점과, 금형 자체의 제작이 곤란해지는 점 양면에서 P1 의 P2 에 대한 확대 배율 상한은 10배 정도가 바람직하다.
또한 제 2 렌즈층 (15) 은, 예를 들어 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, MS 계 수지 (메틸메타크릴레이트, 스티렌 공중합 수지), 폴리스티렌, PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 등에 의해 구성되어 있다.
제 1 렌즈층 (14) 의 입사면측에는, 예를 들어 방사선 경화 수지가 충전됨으로써 형성되는 제 1 렌즈열 (12) 이 형성되어 있다. 상기 제 1 렌즈층 (14) 은 제 2 렌즈열 (13) 을 계면으로 하여 접촉하며, 제 2 렌즈층 (15) 을 덮도록 하여 형성되어 있다. 또한 제 2 렌즈층 (15) 의 출사면은 평탄하고, 제 1 렌즈열 (12) 의 주평면과 거의 평행하게 되도록 구성되어 있다. 제 1 렌즈열 (12) 의 주평면이란 제 1 렌즈열 (12) 의 가장 입사측에 볼록한 위치를 연결하여 얻어지는 평면이다. 여기에서 제 1 렌즈층 (14) 과 제 2 렌즈층 (15) 의 경계면을 이루는 제 2 렌즈열 (13) 은 제 1 렌즈층 (14) 에 형성되어 있다고도 볼 수 있다. 제 1 렌즈층 (14) 에 형성된 렌즈로 보면, 이 렌티큘러 렌즈는 광출사면측에서 보아 오목형이다.
제 1 렌즈층 (14) 은, 예를 들어 방사선 경화 수지로 구성된다. 방사선 경화 수지는, 예를 들어 아크릴계 자외선 경화 수지, 규소계 자외선 경화 수지 및 불소계 자외선 경화 수지 등에서 선택되어 사용된다. 여기에서 제 1 렌즈층 (14) 은, 제 2 렌즈층 (15) 의 굴절률보다도 낮게 할 필요가 있다. 본 형태예 1 의 경우는, 예를 들어 제 1 렌즈층에는 굴절률이 1.49 인 아크릴계 자외선 경화 수지를, 제 2 렌즈층에는 굴절률이 1.58 인 MS 계 수지를 사용한다. 제 1 렌즈층 (14) 과 제 2 렌즈층 (15) 의 굴절률차는 0.05 이상이 바람직하고, 0.1 이상이 더욱 바람직하다.
그리고, 제 2 렌즈층 (15) 의 출사면 상에는 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성되어 있다. 이 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 제 1 렌즈열 (12) 및 제 2 렌즈열 (13) 의 비집광부, 즉 광의 비통과부에 형성되어 있다. 이 예에서는, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 격자형으로 형성되어 있다. 이 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은, 예를 들어 차광성 광경화 수지에 의해 형성된다.
도 2 에, 전면판 (19) 과의 적층을 포함한 본 발명의 실시형태 1 에 관한 배면 투사형 스크린을 형성하는 렌티큘러 렌즈 시트의 상단면도 (도 2A) 및 횡단면도 (도 2B) 를 나타낸다. 여기에서 전면판 (19) 이란, 상기 렌티큘러 렌즈 시트 B 의 지지체를 겸한 광투과층이고, 확산층을 포함하거나 출사 최외표면 상에 HC (하드코트), AG (방현성), AR (반사방지), AS (대전방지) 등의 각종 기능성막을 부여해도 된다. 도 2 에서는, 추가로 배면 투사형 스크린에 입사한 광 (100) 의 통과경로도 나타나 있다. 도 2 에 나타낸 바와 같이, 이 배면 투사형 스크린의 전체 구성은 렌티큘러 렌즈 시트 B 에 더하여 전면판 (19) 및 기능성막 (20) 을 구 비하고 있다. 전면판 (19) 은 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 상면에 접착되어 일체화된 스크린이 된다. 단, 전면판 (19) 은 렌티큘러 렌즈 시트 B 에 접착되지 않고 독립된 구성으로 해도 된다. 이 전면판 (19) 은, 예를 들어 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, MS 수지 (메틸메타크릴레이트, 스티렌 공중합 수지), 폴리스티렌 등에 의해 구성된다. 전면판 (19) 은 단층 확산판 내지는 확산층을 형성한 다층 구조체로 해도 된다. 기능성막 (20) 은 전면판 (19) 상에 직접 코팅되거나 또는 기능성막 (20) 을 코팅한 필름을 라미네이트함으로써 형성한다. 기능성막 (20) 에는 HC (하드코트), AG (방현성), AR (반사방지), AS (대전방지) 등의 기능성막이 포함된다.
도 2A 의 상단면도에 나타낸 바와 같이, 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 입사면에 입사한 광 (100) 은 제 1 렌즈열 (12) 에 의해 수평방향으로 집광하는 형태로 굴절되고, 제 1 렌즈층 (14) 을 지나 제 2 렌즈층 (15) 의 각 렌즈 매질 내에서 집광된 후 출사한다. 도 2B 의 횡단면도에 나타낸 바와 같이, 수직방향에 대해서는 제 2 렌즈열 (13) 에 의해 굴절되고, 제 2 렌즈층 (14) 속에서 집광하여, 출사된다. 즉, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 제 1 렌즈열 (12) 및 제 2 렌즈열 (13) 쌍방의 초점위치 근방에 형성되어 있다. 이와 같이, 양 렌즈의 초점위치 근방에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성하면, 콘트라스트가 더 향상된다. 또한 제 1 렌즈열의 초점위치와 제 2 렌즈열의 초점위치를 다르게 하여 자기정렬식 광흡수층 (17) 을 스트라이프형으로 할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시형태 1 에 관한 배면 투사형 스크린 은, 서로 직교하는 제 1 렌즈열 (12) 과 제 2 렌즈열 (13) 을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 출사면측에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성하고, 제 1 렌즈열 (12) 로부터 자기정렬식 외광흡수층 (17) 까지를 광투과성 재질에 의한 중실 구조로 하였기 때문에, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 특히 이 예에서는, 제 1 렌즈열 (12) 및 제 2 렌즈열 (13) 쌍방의 초점위치가, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성된 위치 근방에 오도록 정밀도 좋게 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성할 수 있기 때문에, 콘트라스트 성능을 더 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시형태에 관한 배면 투사형 스크린에 의하면, 확산재를 줄일 수 있기 때문에 화상이 희미해지는 것을 방지할 수 있어, 해상도를 향상시킬 수 있다.
계속해서, 본 발명의 실시형태 1 에 관한 배면 투사형 스크린의 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저 렌티큘러 렌즈 시트 A 중 제 2 렌즈열 (13) 을 갖는 제 2 렌즈층 (15) 을 제작한다. 예를 들어, 제 2 렌즈층 (15) 의 기재 수지를 T 다이에 의해 용융 압출하고, 부형 롤로 실린드리컬 렌즈를 단면 성형한다. 이 경우, 제 2 렌즈층의 최대 두께는 전체 폭에 걸쳐 거의 균일하게 한다.
또, 부형 롤에 대한 실린드리컬 렌즈의 형상 전사방향은, 그 부형 롤의 회전축심에 대하여 오목홈열이 평행한 가로홈 방식이어도 되고, 반대로 회전축심에 대하여 오목홈열이 직각인 세로홈 방식이어도 된다. 또는 상기 용융 압출 성형 대신에 단면 오목홈 금형에 의해 기재 수지를 프레스 성형해도 되고, 사출 성형으로 단면 성형해도 된다.
그 후, 제 2 렌즈열 (13) 상에 제 2 렌즈층 (15) 보다 굴절률이 낮은 광투과성 재질로 제 1 렌즈열 (12) 을 갖는 제 1 렌즈층 (14) 을 성형한다. 이 경우도 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성하는 제 2 렌즈층 (15) 의 출사면에 대하여 제 1 렌즈열 (12) 의 주평면은 거의 평행해지도록 할 필요가 있지만, 제 2 렌즈층 (15) 의 원반(原反)의 장력 조정 및 방사선 경화형 투명수지의 점도를 조절함으로써 용이하게 달성된다. 한편, 제 1 렌즈층 (14) 의 형성은 내측에 자외선 조사 램프를 삽입한 중공 원통체의 투명유리관을 사용하여 평판 금형에 눌러 성형해도 된다. 또한 상기 성형 공정에서는, 예를 들어 제 2 렌즈열 (13) 의 표면을 플라즈마 처리하는 등, 이(易)접착 처리를 하는 것이 더 바람직하다.
그리고 상기 서술한 공정에서 일체화된 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 제 2 렌즈층 (15) 의 광출사면에 차광성 광경화형 수지를 도공한 필름을 부착한다. 그리고 렌티큘러 렌즈 시트 입사면측에서 자외선을 조사한다. 그렇게 하면 자외선 집광부의 차광성 광경화 수지는 경화된다. 그 후에 필름을 박리한다. 자외선 비집광부에서의 차광성 광경화 수지는, 제 2 렌즈층 (15) 의 출사면 상에 격자형으로 경화되지 않은 상태로 남는다. 또 자외선 집광부에서의 차광성 광경화 수지는 필름에 고착하여 박리된다.
다음으로 격자형으로 남은 비집광부의 미경화 차광성 광경화 수지를 렌티큘러 렌즈 시트의 출사면측에서 방사선 조사하여 경화시킨다. 이로써 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성된다. 그리고 이 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 형성은 상기 방법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 상기 제 2 렌즈층 (15) 의 광출사면에 감광성 점착층을 형성한 후, 입사면측에서 노광광선을 조사하고, 상기 감광성 점착층에 상기 렌즈부의 형상, 피치에 대응하는 노광부와 비노광부를 형성하고, 이어서 상기 감광성 점착층의 표면에 흑색층을 형성하여 라미네이트 수단에 의해 상기 감광성 점착층의 비노광부에만 흑색층을 전사하는 방법을 사용해도 된다. 여기에서, 노광부는 비교적 고밀도의 노광부를 말하고, 비노광부는 비교적 저밀도의 노광부를 말한다. 따라서, 비노광부는 전혀 노광되지 않은 것에 한정되지 않는다.
또한 노광부, 비노광부의 표면 자유 에너지의 차를 이용하여 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성해도 된다. 예를 들어, 상기 제 2 렌즈층 (15) 의 광출사면에 표면 자유 에너지가 30mN/m 이상인 광경화성 수지 조성물 (a) 100질량부 및 표면 자유 에너지가 25mN/m 이하인 화합물 (b) 0.01∼10질량부로 이루어지는 조성물의 층을 형성한다. 이어서 렌즈부측에서 화합물 (b) 보다도 표면 자유 에너지가 낮은 매질 (예를 들어 대기) 에 접촉한 상태로 노광 광선을 조사한다. 조사된 광은 렌즈에 의해 집광하여 집광부의 광경화성 조성물 (A) 만 선택적으로 경화한다. 이렇게 하여 집광부의 표면 에너지가 25mN/m 이하인 렌즈 시트를 얻을 수 있다. 얻어진 렌즈 시트를 광경화성 수지 조성물 (a) 보다도 표면 자유 에너지가 높은 매질 (예를 들어 물) 에 접촉한 상태로 렌즈 시트의 출사면측에서 광을 조사함으로써, 미경화 광경화성 조성물 (A) 만 경화한다. 표면 자유 에너지 가 다른 표면에서는 각종 액체의 젖음성도 다르고, 일반적으로 사용되는 용제, 도료의 경우는 표면 자유 에너지가 높은 표면이 표면 자유 에너지가 낮은 표면보다도 액체가 젖기 쉽다. 따라서, 표면 개질된 렌즈 시트는 집광부보다도 비집광부쪽이 각종 액체에 젖기 쉬워진다. 이 성질을 이용하여, 표면 개질된 렌즈 시트에 착색도료를 도공함으로써 비집광부에만 그 착색도료가 부착된 차광 패턴을 형성하는 것이 가능해진다.
다음으로, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 상에는 전면판 (19) 을 적층한다. 적층은 방사선 경화 수지에 의한 접착이나, 점착재에 의한 접착에 의해 실현한다.
그리고 전면판 (19) 의 표면에 기능성막 (20) 을 적층해도 된다. 구체적으로는, 기능성막 (20) 을 전면판 (19) 상에 직접 코팅하거나 또는 기능성막 (20)을 코팅한 필름을 라미네이트한다.
이러한 제조방법에 의해, 도 1 및 도 2 에 나타내는 구조의 배면 투사형 스크린을 제조할 수 있다.
발명의 실시형태 2
도 3A 는 본 발명의 실시형태 2 에 관한 배면 투사형 스크린의 주요부 구성을 나타내는 사시도이다. 본 발명의 실시형태 2 에 관한 배면 투사형 스크린은, 상기 제 1 렌즈층 (14) 의 굴절률과 상기 제 2 렌즈층 (15) 의 굴절률의 관계가 본 발명의 실시형태 1 과 다르다. 즉, 제 1 렌즈층 (14) 의 굴절률이 제 2 렌즈층 (15) 의 굴절률보다 높다고 하는 반대의 구성으로 되어 있다. 따라서, 제 2 렌즈열 (13) 을 통과한 출사광은 렌즈 매질 내에서 수직방향으로 집광하지 않 으며, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 스트라이프형이 된다. 도 3A 에 나타내는 예에서는, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 선폭이 균일하고, 외광흡수층과 광투과 부분의 경계가 직선형이다. 그러나, 렌즈형상 등의 광학설계에 따라서는 도 3B 에 나타내는 바와 같이 선폭이 주기적으로 변화하여, 외광흡수층과 광투과 부분의 경계가 파선형이 되는 경우도 있다. 본 명세서 상에서는 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 형상으로서 도 3A 에 나타내는 형상도 도 3B 에 나타내는 형상도 모두 스트라이프형으로 한다.
그러나, 종래 기술 (도 16) 에 대하여 수직방향의 주된 확산이 렌즈의 굴절작용에 의해 얻어지기 때문에, 전면판 (19) 에 부여하는 광확산재의 첨가량을 대폭 삭감할 수 있다. 이 때문에, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 면적 자체는 종래 기술 (도 16) 에 의한 렌티큘러 렌즈 시트와 동등하지만 콘트라스트 성능이 향상된다. 또 본 발명 실시형태 2 의 이점은, 제 2 렌즈열 (13) 의 곡률, 제 1 렌즈열 (12) 의 렌즈 피치 P1 에 대한 렌즈 피치 P2 등을 바꿈으로써 수평방향의 시야각 특성을 거의 바꾸지 않고 수직방향의 시야각을 자유롭게 변화시킬 수 있는 점이다. 그 밖의 구성에 대해서는 발명의 실시형태 1 과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
도 4 에, 본 발명의 실시형태 2 에 관한 배면 투사형 스크린의 상단면도 (도 4A) 및 횡단면도 (도 4B) 를 나타낸다. 도 4 에서는, 추가로 배면 투사형 스크린에 입사한 광 (100) 의 통과경로도 나타나 있다.
도 4 에 나타낸 바와 같이, 이 배면 투사형 스크린은 렌티큘러 렌즈 시트 B 에 더하여 전면판 (19) 및 기능성막 (20) 을 구비하고 있다. 도 4A 의 상단면도에 나타낸 바와 같이, 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 입사면에 입사한 광 (100) 은 제 1 렌즈열 (12) 에 의해 굴절되어 제 1, 2 의 각 렌즈층 내에서 집광한 후 출사된다. 도 4B 의 횡단면도에 나타낸 바와 같이, 입사광은 제 2 렌즈열 (13) 에 의해 수직방향으로 굴절하여 전면판 (19) 을 통과한 후 출사된다. 도 4 에서도, 제 1, 제 2 의 각 렌즈층을 통과하여 출사되는 광을 차단하지 않는 위치, 즉 비집광위치에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 즉, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 제 1 렌즈열 (12) 의 초점위치 근방에 형성되지만, 한편 수직방향은 제 2 렌즈열 (13) 에서 상하로 넓혀지기 때문에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 스트라이프형이 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 2 에 관한 배면 투사형 스크린은, 제 1 렌즈열 (12), 제 2 렌즈열 (13) 을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 출사면측에 정밀도 좋게 스트라이프형의 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성할 수 있다. 또한 본 발명의 실시형태 2 에 관한 배면 투사형 스크린에 의하면, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 면적 자체는 종래 기술에 의한 스크린과 다름없지만, 전면판 (19) 에 부여되는 확산재를 줄일 수 있기 때문에 화상이 흐려지는 것을 방지하는 것이 가능해져, 해상도를 향상시킬 수 있다. 또한 제 2 렌즈열 (13) 의 곡률, 제 1 렌즈열 (12) 에 대한 렌즈 피치 P2 등을 바꿈으로써 수직방향의 시야각 특성을 자유롭게 조정할 수 있다는 큰 이점이 있다.
또한 본 발명의 실시형태 2 에 관한 배면 투사형 스크린의 제조방법은, 렌티 큘러 렌즈 시트 A 를 구성하는 제 1 렌즈층 (14) 과 제 2 렌즈층 (15) 의 굴절률의 관계가, 발명의 실시형태 1 의 경우와 반대의 구성으로 되어 있는 것만 다르기 때문에 설명을 생략한다.
발명의 실시형태 3
도 5 는 본 발명의 실시형태 3 에 관한 배면 투사형 스크린의 주요부 구성을 나타내는 사시도이다. 본 발명의 실시형태 3 에 관한 배면 투사형 스크린은, 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 제 2 렌즈열 (13) 의 형상이 본 발명의 실시형태 1 과 다르다. 즉, 본 발명의 실시형태 3 에서는, 제 2 렌즈열 (13) 은 그 단면이 정현파형을 이루도록 형성되어 있다. 또한 본 발명의 실시형태 3 에 관한 배면 투사형 스크린은, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 형상이 발명의 실시형태 2 와 동일하게 스트라이프형으로 되어 있다. 또한 본 발명의 실시형태 3 은 형태 2 의 경우와 마찬가지로, 제 2 렌즈열 (13) 의 렌즈 피치 P2 는 제 1 렌즈열 (12) 의 렌즈 피치 P1 에 대하여 임의로 설정해도 된다. 게다가, 제 2 렌즈열 (13) 의 형상은 프리즘형이나 곡률이 다른 렌즈의 조합으로 이루어지는 복합렌즈열로 해도 된다. 그 밖의 구성에 대해서는, 발명의 실시형태 1, 2 와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
도 6A 에 본 발명의 실시형태 3 에 관한 배면 투사형 스크린의 상단면도 및 도 6B 에 그 횡단면도를 나타낸다. 도 6A, 도 6B 에서는, 배면 투사형 스크린에 입사한 광 (100) 의 통과경로도 나타내고 있다.
도 6A, 도 6B 에 나타낸 바와 같이, 이 배면 투사형 스크린은 렌티큘러 렌즈 시트 B 에 더하여 전면판 (19) 및 기능성막 (20) 을 구비하고 있다. 도 6A 의 상단면도에 나타낸 바와 같이, 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 입사면에 입사한 광 (100) 은 제 1 렌즈열 (12) 에 의해 굴절되어 제 1, 제 2 의 각 렌즈층 속에서 집광한 후 출사한다. 도 6B 의 횡단면도에 나타내 바와 같이, 광 (100) 은 제 2 렌즈열 (13) 에 의해 상하방향으로 굴절된 후, 출사한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 3 에 관한 배면 투사형 스크린은 제 1 렌즈열 (12), 제 2 렌즈열 (13) 을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 출사면측에 정밀도 좋게 스트라이프형 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성할 수 있다. 또한 본 발명의 실시형태 3 에 관한 배면 투사형 스크린에 의하면, 발명의 실시형태 2 와 마찬가지로 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 면적 자체는 종래 기술 (도 16) 에 의한 스크린과 다름없지만, 전면판 (19) 에 부여되는 확산재를 줄일 수 있기 때문에 화상이 흐려지는 것을 방지하는 것이 가능해져, 해상도를 향상시킬 수 있다. 또한 제 2 렌즈열 (13) 의 곡률, 제 1 렌즈열 (12) 에 대한 렌즈 피치 등을 바꿈으로써 수직방향의 시야각 특성을 자유롭게 조정할 수 있다는 큰 이점이 있다.
또한 본 발명의 실시형태 3 에 관한 배면 투사형 스크린의 제조방법은, 렌티큘러 렌즈 시트 A 를 구성하는 제 1 렌즈층 (14) 과 제 2 렌즈층 (15) 의 계면을 이루는 제 2 렌즈열 (13) 의 형상만이 발명의 실시형태 1 의 경우와 다르기 때문에 설명을 생략한다.
발명의 실시형태 4
도 7 은 본 발명의 실시형태 4 에 관한 렌티큘러 렌즈 시트의 주요부 구성을 나타내는 사시도이다.
렌티큘러 렌즈 시트 A 에서, 제 2 렌즈층 (15) 의 출사측에는 투명지지체 (21) 가 형성되고, 또 이 투명지지체 (21) 의 출사측 면 상에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성되어 있는 점에서 발명의 실시형태 1 에 나타내는 구성과 다르다. 그 밖의 구성에 대해서는 발명의 실시형태 1 과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
투명지지체 (21) 는 아크릴 수지계 필름, MS 수지계 필름 또는 PET 필름 등이 사용된다.
본 발명의 실시형태 4 에 관한 배면 투사형 스크린은, 서로 직교하는 제 1 렌즈열 (12) 및 제 2 렌즈열 (13) 을 갖는 투명지지체 (21) 의 출사면측에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성하였기 때문에, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 특히 이 예에서는, 제 1 렌즈열 (12) 및 제 2 렌즈열 (13) 쌍방의 초점위치가 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성된 위치 근방에 오도록 정밀도 좋게 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성할 수 있기 때문에, 콘트라스트 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시형태에 관한 배면 투사형 스크린에 의하면, 확산재를 줄일 수 있기 때문에 화상이 흐려지는 것을 방지할 수 있어, 해상도를 향상시킬 수 있다.
계속해서, 본 발명의 실시형태 4 에 관한 배면 투사형 스크린의 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저, 투명지지체 (21) 의 광입사측 표면 상에 제 2 렌즈열 (13) 을 갖는 제 2 렌즈층 (15) 을 성형한다. 예를 들어, 투명성의 방사선 경화 수지를, 상기 투명지지체 (21) 의 표면에 직접 도공하거나 또는 부형 롤에 도공 또는 양쪽 면에 도공한 후 방사선을 조사하여 경화시킨 다음 꺼낸다.
또, 부형 롤에서의 실린드리컬 렌즈의 형상 전사방향은 그 부형 롤의 회전축심에 대하여 오목홈열이 평행한 가로홈 방식이어도 되고, 반대로 회전축심에 대하여 오목홈열이 직각인 세로홈 방식이어도 된다.
또는 부형 롤 대신에 단면 오목홈의 평판 금형을 사용해도 된다.
다음으로 상기 서술한 공정에서 얻어진, 상기 투명지지체 (21) 와 일체화된 제 2 렌즈층 (15) 의 광입사면인 제 2 렌즈열 (13) 의 표면 상에, 상기 제 2 렌즈층 (15) 의 굴절률보다 낮은 굴절률의 투명성 방사선 경화형 수지에 의해 제 1 렌즈층 (14) 을 성형한다. 이 경우, 제 1 렌즈열 (12) 은 상기 제 2 렌즈열 (13) 과 거의 직교하는 형태로 제 1 렌즈층 (14) 을 성형한다. 그 제 1 렌즈열 (12) 의 주평면은, 상기 제 2 렌즈열 (13) 의 주평면과 거의 평행해지도록 할 필요가 있지만, 제 2 렌즈층 (15) 과 일체화한 투명지지체 (21) 의 원반에 부여하는 장력 조정과, 제 1 렌즈층용 방사선 경화형 투명 수지의 점도 적정화를 도모함으로써 정밀도 좋고 균일하게 성형할 수 있다. 한편, 제 1 렌즈층 (14) 의 형성은 내측에 자외선 조사 램프를 삽입한 중공 원통체의 투명유리관을 사용하여 평판 금형에 눌러 성형해도 된다. 또한 상기 성형 공정에서는, 예를 들어 제 2 렌즈열 (13) 의 표면을 플라즈마 처리하는 등, 이접착 처리를 하는 것이 더 바람직하다.
그리고 상기 서술한 공정에서 일체화된 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 출사면인 투명지지체 (21) 의 표면에 차광성 광경화형 수지를 도공한 필름을 부착하고, 발명의 실시형태 1 에서 설명한 방법에 의해 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성한다.
이러한 제조방법에 의해, 도 7 에 나타내는 구조의 배면 투사형 스크린을 제조할 수 있다.
또, 도 7 에 나타내는 구성을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트 A 에서, 제 1 렌즈층 (14) 의 굴절률을 제 2 렌즈층 (15) 의 굴절률보다 높게 해도 된다. 이 경우에 있어서, 제 2 렌즈열 (13) 을 통과한 출사광은 렌즈 매질 내에서 수직방향으로 집광하지 않으며, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 스트라이프형이 된다.
또 도 7 에 나타내는 렌티큘러 렌즈 시트 A 에서, 제 2 렌즈열 (13) 을 그 단면이 정현파형을 이루도록 형성해도 된다. 이 경우에는, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 형상이 발명의 실시형태 3 과 동일하게 스트라이프형이 된다.
발명의 실시형태 5
도 8 은 본 발명의 실시형태 5 에 관한 렌티큘러 렌즈 시트의 주요부 구성을 나타내는 사시도이다. 이 예에서는, 제 1 렌즈층 (14) 과 제 2 렌즈층 (15) 으로 이루어지는 렌티큘러 렌즈 시트 부분을 렌티큘러 렌즈 시트 A (도면 중 부호 10), 여기에 충전층 (16) 및 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 포함한 렌티큘러 렌즈 시트를 렌티큘러 렌즈 시트 B (도면 중 부호 11) 라 한다. 렌티큘러 렌즈 시트 A 는, 입사면에 제 1 렌즈열 (12) 이 형성되고, 출사면에는 제 1 렌즈열 (12) 과 거의 직교하는 형태로 제 2 렌즈열 (13) 이 형성되어 있다. 또한 본 발명의 실 시형태 5 에서는, 렌티큘러 렌즈 A 를 구성하는 렌즈층의 굴절률이 상기 충전층 (16) 의 굴절률보다 높은 조합으로 되어 있다.
상기 제 1 렌즈열 (12) 은 발명의 실시형태 1 과 마찬가지이며, 설명을 생략한다.
또한 제 2 렌즈열 (13) 은, 광출사면에서 보아 앞측 (출사측) 에 볼록한 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈열을 구성하고 있다. 각 렌즈는 수평방향을 길이방향으로 하는 실린드리컬 렌즈이며, 서로 평행하게 배열되어 있다. 즉, 제 2 렌즈열 (13) 은 제 1 렌즈열 (12) 과 거의 직교하여 형성되어 있다. 따라서, 제 2 렌즈열 (13) 은 굴절률과 렌즈형상의 관계로 인해, 입사광을 렌즈 매질 내에서 집광시킨 후, 출사면에서 수직방향으로 확산시킬 수 있다.
여기에서, 발명의 실시형태 1 과 마찬가지로 제 1 렌즈열 (12) 의 렌즈 피치 P1 은 제 2 렌즈열 (13) 의 렌즈 피치 P2 의 2∼10배이고, 더욱 바람직하게는 3∼5배이다.
렌티큘러 렌즈 시트 A 의 출사면측에는, 수지가 충전됨으로써 형성되는 충전층 (16) 이 형성되어 있다. 충전층 (16) 은 제 2 렌즈열 (13) 의 렌즈 계면과 접촉하고, 이것을 덮도록 하여 형성되어 있다. 또 이 충전층 (16) 의 제 2 렌즈열 (13) 과 접촉하는 면과 반대측의 면은 평탄하고, 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 주평면과 평행해지도록 구성되어 있다.
렌티큘러 렌즈 시트 A 의 출사면이 되는 제 2 렌즈열 (13) 은 충전층 (16) 과의 계면에 형성되어 있기 때문에, 이 렌즈열은 충전층(16) 에 형성되어 있다고도 볼 수 있다. 충전층 (16) 에 형성된 렌즈로 보면, 이 렌티큘러 렌즈는 광입사면측에서 보아 오목한 렌즈이다.
충전층 (16) 은 제 2 렌즈층과 다른 굴절률을 가질 필요가 있으며, 예를 들어 방사선 경화 수지를 사용한다. 도 8 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시형태 5 의 경우는 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 출사면에 형성된 제 2 렌즈열 (13) 이 광을 집광시키는 기능을 하게 하는 볼록 렌즈로서 기능하기 위해서는, 충전층 (16) 의 굴절률을 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 굴절률보다도 낮게 할 필요가 있다. 예를 들어 충전층 (16) 에는 굴절률이 1.49 인 아크릴계 자외선 경화 수지를, 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 제 1 렌즈층 (14) 에는 굴절률이 1.58 인 MS 계 수지를 사용하고, 제 2 렌즈층 (15) 에는 거의 동등한 굴절률의 MS 계 자외선 경화 수지를 사용한다.
그리고, 충전층 (16) 의 평탄한 출사면 상에는 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성되어 있다. 이 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 제 1 렌즈열 (12) 및 제 2 렌즈열 (13) 의 비집광부, 즉 광의 비통과부에 형성되어 있다. 이 예에서는, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 격자형으로 형성되어 있다. 이 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은, 예를 들어 차광성 광경화 수지에 의해 형성된다.
도 9A 에 전면판 (19) 과의 적층을 포함한 본 발명의 실시형태 5 에 관한 배면 투사형 스크린의 상단면도, 도 9B 에 횡단면도를 나타낸다. 도 9 에서는, 추가로 배면 투사형 스크린에 입사한 광 (100) 의 통과경로도 나타내고 있다.
도 9A 의 상단면도에 나타낸 바와 같이, 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 입사면에 입사한 광 (100) 은 제 2 렌즈열 (13) 에 의해 굴절되어 렌티큘러 렌즈 시트 A 나 충전층 (16) 의 각 렌즈 매질 내에서 집광한 후, 출사한다. 도 9B 의 횡단면도에 나타낸 바와 같이, 수직방향에 대해서는 제 2 렌즈열 (13) 에 의해 굴절되어 충전층 (16) 속에서 집광한 후, 출사한다. 즉, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 제 1 렌즈열 (12) 및 제 2 렌즈열 (13) 쌍방의 초점위치 근방에 형성되어 있다. 이와 같이, 양 렌즈의 초점위치 근방에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성하면 콘트라스트가 더 향상된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시형태 5 에 관한 배면 투사형 스크린은, 서로 직교하는 각 렌즈열 (12, 13) 을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 출사면측에 충전층 (16) 을 형성하고, 그 충전층 (16) 상에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성하고, 제 1 렌즈열 (12) 로부터 자기정렬식 외광흡수층 (17) 까지를 광투과성 재질에 의한 중실 구조로 하였기 때문에, 각 렌즈열 (12, 13) 과 충전층 (16) 의 위치관계에서 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 특히 이 예에서는, 제 1 렌즈열 (12) 및 제 2 렌즈열 (13) 쌍방의 초점위치가 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성된 위치 근방에 오도록 정밀도 좋게 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성할 수 있기 때문에, 콘트라스트 성능을 더 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명의 실시형태에 관한 배면 투사형 스크린에 의하면, 확산재를 줄일 수 있기 때문에 화상이 희미해지는 것을 방지할 수 있어, 해상도를 향상시킬 수 있다.
계속해서, 본 발명의 실시형태 5 에 관한 배면 투사형 스크린의 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저, 렌티큘러 렌즈 시트 A 중 제 1 렌즈열 (12) 을 갖는 제 1 렌즈층 (14) 을 제작한다. 예를 들어, 제 1 렌즈층 (14) 의 기재 수지를 T 다이에 의해 용융 압출하고, 부형 롤로 실린드리컬 렌즈를 단면 성형한다. 이 경우, 부형 롤에 대한 실린드리컬 렌즈의 형상 전사방향은 그 부형 롤의 회전축심에 대하여 오목홈열이 평행한 가로홈 방식이어도 되고, 반대로 회전축심에 대하여 오목홈열이 직각인 세로홈 방식이어도 된다.
또는 상기 용융 압출 성형 대신에 단면 오목홈 금형에 의해 기재 수지를 프레스 성형해도 되고, 사출 성형으로 단면 성형해도 된다.
다음으로 상기 공정에서 얻어진 제 1 렌즈층 (14) 의 원반의 광출사면측에 상기 제 1 렌즈층 (14) 의 기재 수지와 거의 동등한 굴절률의 방사선 경화형 투명 수지에 의해 제 2 렌즈열 (13) 을 갖는 제 2 렌즈층 (15) 을 성형한다. 이 경우, 제 2 렌즈열 (13) 은 상기 제 1 렌즈열 (12) 과 거의 직교하는 형태로 제 2 렌즈층 (15) 을 성형한다. 그 제 2 렌즈층 (15) 은 상기 제 1 렌즈층 (14) 의 주평면과 거의 평행해지도록 할 필요가 있는데, 제 1 렌즈층 (14) 의 원반에 부여하는 장력 조정과, 제 2 렌즈층 (15) 용 방사선 경화형 투명 수지의 점도 적정화를 도모함으로써, 각 렌즈열의 렌즈 간 거리는 정밀도 좋고 균일하게 성형할 수 있다.
또, 제 2 렌즈열 (13) 의 방사선 경화형 투명 수지에 의한 성형은, 압출 부형 성형한 제 1 렌즈층 (14) 의 원반을 금형 부형 롤에 감아 방사선 조사하여 경화시켜도 되고, 내측에 자외선 조사 램프를 삽입한 중공 원통체의 투명유리관을 사용하여 평판 금형에 눌러 성형해도 된다. 또, 상기 성형 공정에서 예를 들어 제 2 렌즈열 (13) 의 표면을 플라즈마 처리하는 등 이접착 처리를 하는 것이 더 바람직하다.
그 후 제 2 렌즈열 (13) 상에 제 2 렌즈층 (15) 보다 굴절률이 낮은 충전층 (16) 을 방사선 경화형 투명 수지로 성형한다. 이 경우에도 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성하는 충전층 (16) 의 주평면이 제 1, 2 의 각 렌즈층의 주평면과 거의 평행해지도록, 상기 공정에서 일체가 된 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 장력 조정 및 방사선 경화형 투명 수지의 점도를 조절함으로써 용이하게 달성된다.
또한, 충전층 (16) 의 상면에 차광성 광경화형 수지를 도공한 필름을 부착하고, 발명의 실시형태 1 에서 설명한 방법에 의해 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성한다.
이러한 제조방법에 의해, 도 8 에 나타내는 구조의 배면 투사형 스크린을 제조할 수 있다.
그리고, 도 8 에 나타내는 구성을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트 A 에서, 충전층 (16) 의 굴절률을 제 2 렌즈층 (15) 의 굴절률보다 높게 해도 된다. 이 경우에, 제 2 렌즈열 (13) 을 통과한 출사광은 렌즈 매질 내에서 수직방향으로 집광하지 않으며, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 스트라이프형이 된다.
또한 도 8 에 나타내는 렌티큘러 렌즈 시트 A 에서, 제 2 렌즈열 (13) 을 그 단면이 정현파형을 이루도록 형성해도 된다. 이 경우에는, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 형상이 발명의 실시형태 3 과 같이 스트라이프형이 된다.
발명의 실시형태 6
도 10 은 본 발명의 실시형태 6 에 관한 렌티큘러 렌즈 시트 주요부 구성을 나타내는 사시도이다. 본 발명의 실시형태 6 은, 발명의 실시형태 5 와 투명지지체 (21) 상에 제 1 렌즈층 (14) 및 제 2 렌즈층 (15) 이 형성되어 있는 구성에서 다르지만 그 밖의 구성은 같으며, 설명을 생략한다.
본 발명의 실시형태 6 에 관한 렌티큘러 렌즈 시트도 발명의 실시형태 5 에 관한 렌티큘러 렌즈 시트와 동일한 효과를 나타낸다.
계속해서, 본 발명의 실시형태 6 에 관한 배면 투사형 스크린의 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저, 투명지지체 (21) 의 표면 상에 제 1 렌즈열 (12) 을 갖는 제 1 렌즈층 (14) 을 단면 성형한다. 예를 들어, 방사선 경화형 투명 수지를 상기 투명지지체 (21) 또는 부형 롤 표면에 도공하여 부착하거나 또는 양자 표면에 함께 도공하여 부착한 다음 상기 투명지지체 (21) 면측에서 방사선을 조사하고 경화시켜 이것을 꺼낸다. 이 경우, 제 1 렌즈층 (14) 의 두께는 상기 투명지지체 (21) 의 원반에 부여하는 장력 조정과, 상기 방사선 경화형 투명 수지의 점도를 적정화함으로써 상기 제 1 렌즈층 (14) 의 두께는 정밀도 좋고 균일하게 성형할 수 있다.
또, 부형 롤에서의 실린드리컬 렌즈의 형상 전사방향은, 그 부형 롤의 회전축심에 대하여 오목홈열이 평행한 가로홈 방식이어도 되고, 반대로 회전축심에 대하여 오목홈열이 직각인 세로홈 방식이어도 된다.
다음으로, 제 1 렌즈층 (14) 과 일체화된 상기 투명층 (21) 의 반대측 면에 제 2 렌즈열을 갖는 제 2 렌즈층 (15) 을 투명성의 방사선 경화형 수지에 의해 성 형한다. 이 경우, 제 2 렌즈열 (13) 은 상기 제 1 렌즈열 (12) 과 거의 직교하는 형태로 제 2 렌즈층 (15) 을 성형한다. 또한 그 제 2 렌즈열 (13) 의 주평면은 상기 제 1 렌즈열 (12) 의 주평면과 거의 평행해지도록 형상을 부여할 필요가 있지만, 상기 서술한 전공정에서 제 1 렌즈층 (14) 이 부여되어 일체화된 상기 투명지지체 (21) 의 원반에 부여하는 장력 조정과, 제 2 렌즈층 (15) 용 방사선 경화형 투명 수지의 점도 적정화를 도모함으로써, 각 렌즈열의 렌즈 간 거리는 정밀도 좋고 균일하게 성형할 수 있다. 또한 상기 성형 공정에서는, 예를 들어 상기 투명지지체 (21) 의 표면을 플라즈마 처리하는 등, 이접착 처리를 하는 것이 더 바람직하다.
그 후, 제 2 렌즈열 (13) 상에 제 2 렌즈층 (15) 보다 굴절률이 낮은 충전층 (16) 을 방사선 경화형 투명 수지로 성형한다. 이 경우도, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성하는 충전층 (16) 의 주평면이 제 1, 2 의 각 렌즈열의 주평면과 거의 평행하고 두께가 균일해지도록, 앞의 각 렌즈층과 일체화된 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 장력 조정 및 방사선 경화형 투명 수지의 점도를 조절한다.
또, 투명지지체 (21) 표면에 대한 방사선 경화형 투명 수지에 의해 성형하는 순서는, 상기 서술한 설명순서에 상관없이 예를 들어 투명지지체 (21) 의 표면에 제 2 렌즈층 (15) 을 맨처음 부형해도 되고, 제 2 렌즈층 (15) 을 맨처음 부형하고 다음 공정에서 충전층 (16) 을 부형하고, 마지막에 제 1 렌즈층 (14) 을 부형하는 순서로 해도 된다.
또 투명지지체 (21) 를 연속적으로 부형 롤에 감아 방사선 조사하여 경화시 켜도 되고, 내측에 방사선원을 삽입한 중공 원통체의 투명유리관을 사용하여 평판 금형에 눌러 성형해도 된다. 또한 상기 성형 공정에서는, 예를 들어 제 2 렌즈열 (13) 의 표면을 플라즈마 처리하는 등, 이접착 처리를 하는 것이 더 바람직하다.
또, 충전층 (16) 의 상면에 차광성 광경화형 수지를 도공한 필름을 부착하고 발명의 실시형태 1 에서 설명한 방법에 의해 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성한다.
그리고, 도 10 에 나타내는 구성을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트 A 에서, 충전층 (16) 의 굴절률을 제 2 렌즈층 (15) 의 굴절률보다 높게 해도 된다. 이 경우에, 제 2 렌즈열 (13) 을 통과한 출사광은 렌즈 매질 내에서 수직방향으로 집광하지 않으며, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 스트라이프형이 된다.
또한 도 10 에 나타내는 렌티큘러 렌즈 시트 A 에서, 제 2 렌즈열 (13) 을 그 단면이 정현파형을 이루도록 형성해도 된다. 이 경우에는, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 형상이 스트라이프형이 된다.
발명의 실시형태 7
도 11 은 본 발명의 실시형태 7 에 관한 렌티큘러 렌즈 시트의 주요부 구성을 나타내는 사시도이다. 본 발명의 실시형태 7 에 관한 렌티큘러 렌즈 시트는, 도 9 에 나타내는 발명의 실시형태 5 에 관한 렌티큘러 렌즈 시트와 동일한 구성을 갖지만, 이하에 설명하는 것처럼 제조방법이 다르다.
먼저 렌티큘러 렌즈 시트 A 를 제작한다. 예를 들어, 렌즈 시트의 기재 수지를 T 다이에 의해 용융 압출하고, 부형 롤로 양면의 실린드리컬 렌즈열을 동시 성형한다. 이 경우, 부형 롤에 대한 실린드리컬 렌즈의 형상 전사는 그 부형 롤의 회전축심에 대하여 오목홈열이 평행한 가로홈 롤과, 회전축심에 대하여 오목홈열이 직각인 세로홈 롤의 조합으로 동시 성형한다.
또는 상기 용융 압출 성형 대신에 양면 금형에 의해 기재 수지를 프레스 성형해도 되고, 사출 성형으로 양면의 렌즈열을 동시에 성형해도 된다.
그 후, 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 렌즈층보다 굴절률이 낮은 충전층 (16) 을 방사선 경화형 투명 수지로 성형한다. 이 경우도, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성하는 충전층 (16) 의 주평면이 상기 양면 실린드리컬 렌즈 시트의 주평면과 거의 수평이 되도록 그 양면 실린드리컬 렌즈 시트의 장력 조정 및 방사선 경화형 투명 수지의 점도를 조절함으로써 용이하게 달성된다.
또, 상기 충전층 (16) 의 방사선 경화형 투명 수지에 의한 성형은, 압출 부형 성형한 렌티큘러 렌즈 시트 A 의 원반을 금형 부형 롤에 감아 방사선 조사하여 경화시켜도 되고, 내측에 UV 조사 램프를 삽입한 중공 원통체의 투명유리관을 사용하여 평판 금형에 눌러 성형해도 된다. 또한 상기 성형 공정에서, 예를 들어 제 2 렌즈열 (13) 의 표면을 플라즈마 처리하는 등, 이접착 처리하는 것이 더 바람직하다.
또한 충전층 (16) 의 상면에 차광성 광경화 수지를 도공한 필름을 접착하여 발명의 실시형태 1 에서 설명한 방법에 의해 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성한다.
그리고, 도 11 에 나타내는 구성의 렌티큘러 렌즈 시트 A 에서, 충전층 (16) 의 굴절률을 제 2 렌즈층 (15) 의 굴절률보다 높게 해도 된다. 이 경우에, 제 2 렌즈열 (13) 을 통과한 출사광은 렌즈 매질 내에서 수직방향으로 집광하지 않으며, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 스트라이프형이 된다.
또한 도 11 에 나타내는 렌티큘러 렌즈 시트 A 에서, 제 2 렌즈열 (13) 을 그 단면이 정현파형을 이루도록 형성해도 된다. 이 경우에는, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 형상이 스트라이프형이 된다.
발명의 실시형태 8
상기 서술한 발명의 실시형태 1 내지 7 에 관한 렌티큘러 렌즈 시트에서는, 제 1 렌즈열에서 수평방향의 확산을 제어하고, 제 2 렌즈열에서 수직방향의 제어를 하는 렌즈형상과 굴절률의 조합으로 구성되어 있지만, 이것을 역전시킨 구성이어도 상관없다. 즉, 도 12 에 나타낸 바와 같이 제 1 렌즈열을 수평방향을 길이방향으로 하는 실린드리컬 렌즈열로 하고, 제 2 렌즈열을 연직방향을 길이방향으로 하는 실린드리컬 렌즈열로 하는 구성도 가능하다.
발명의 실시형태 9
도 13 에 본 발명의 실시형태 9 에 관한 배면 투사형 스크린의 단면을 나타낸다. 본 발명의 실시형태 9 에서는 2세트의 렌티큘러 렌즈 시트 (1a, 1b) 가 형성되어 있다. 렌티큘러 렌즈 시트 (1a) 는 입사면에 대하여 수직방향으로 배열된 제 1 렌즈열 (12) 을 구비하고 있다. 렌티큘러 렌즈 시트 (1a) 의 출사면은 평면형으로 구성되어 있으며, 자기정렬식 외광흡수층은 형성되어 있지 않다. 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 는 입사면에 대하여 수평방향으로 배열된 제 2 렌즈열 (13) 을 구비하고 있다. 즉, 제 1 렌즈열 (12) 과 제 2 렌즈열 (13) 은 대략 직교하고 있다. 제 1 렌즈열 (12) 의 렌즈 피치 P1 은 제 2 렌즈열 (13) 의 렌즈 피치 P2 보다도 길어 예를 들어 2∼10배이고, 보다 바람직하게는 3∼5배이다. 이렇게 함으로써 양 렌즈의 초점위치를 근방으로 하는 것이 가능해진다.
렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 의 출사면에는 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성되어 있다. 이 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 제 1 렌즈열 (12) 과 제 2 렌즈열 (13) 쌍방의 초점위치 근방이고, 비집광부에 형성되어 있다. 이 예에서는, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 격자형으로 형성된다.
렌티큘러 렌즈 시트 (1a) 와 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 사이에는 충전층 (22) 이 형성되어 있다. 이러한 충전층 (22) 이 형성됨으로써, 렌티큘러 렌즈 시트 (1a) 와 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 는 서로 정확한 위치에 배치할 수 있다. 특히 렌티큘러 렌즈 시트 (1a) 에 형성된 제 1 렌즈열 (12) 은 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 의 출사면에 형성된 자기정렬식 외광흡수층 (17) 의 근방에서 초점을 갖도록 배치할 필요가 있기 때문에, 이 점에서도 렌티큘러 렌즈 시트 (1a) 와 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 를 정확하게 배치할 수 있는 효과는 높다.
충전층 (22) 은, 예를 들어 2P 수지로 구성된다. 여기에서 2P 수지는 자외선 경화 수지이고, 예를 들어 불소계 자외선 경화 수지가 사용된다. 충전층 (2) 은 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 와 굴절률이 달라야 한다. 도 13 에 나타낸 바와 같이, 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 의 입사면에 형성된 제 2 렌즈열 (13) 이 입 사측에 볼록한 렌즈인 경우에는, 충전층 (22) 의 굴절률은 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 의 굴절률보다도 낮게 할 필요가 있다. 반대로, 제 2 렌즈열 (13) 이 입사측에 오목한 렌즈인 경우에는, 충전층 (22) 의 굴절률은 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 의 굴절률보다도 높게 할 필요가 있다.
렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 의 출사면에는 투명시트 (18) 및 기능성막 (19) 이 형성된다. 이들 투명시트 (18) 및 기능성막 (19) 에 대하여 발명의 실시형태 1 과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 9 에서의 배면 투사형 스크린은, 제 1 렌즈열 (12) 을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트 (1a) 와 제 2 렌즈열 (13) 을 갖는 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 사이에 충전층 (22) 을 형성하고, 그 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 의 출사면에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성하고, 제 1 렌즈열 (12) 로부터 자기정렬식 외광흡수층 (17) 까지를 광투과성 재질에 의한 중실 구조로 하였기 때문에, 렌즈열 (12, 13) 과의 위치관계에서 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 특히 이 예에서는, 제 1 렌즈열 (12) 및 제 2 렌즈열 (13) 쌍방의 초점위치가 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성된 위치 근방에 오도록 정밀도 좋게 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성할 수 있기 때문에, 콘트라스트 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
그리고 이 예에서는, 자기정렬식 외광흡수층 (17) 은 격자형으로 형성하였지만 이것에 한정되지 않으며, 스트라이프형으로 형성해도 된다. 또 렌티큘러 렌즈 시트 (1a) 에서 렌티큘러 렌즈 (11) 는 출사면에 형성해도 된다.
다음으로, 본 발명의 실시형태 9 에 관한 배면 투사형 스크린의 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저 렌티큘러 렌즈 시트 (1a 및 1b) 를 제작한다. 예를 들어, 렌즈 시트의 기재 수지를 T 다이에 의해 용융 압출하고, 부형 롤로 양면의 실린드리컬 렌즈를 동시 성형한다. 기재를 T 다이에 의해 용융 압출하여 부형 롤로 입사면측의 실린드리컬 렌즈를 성형하고, 출사측 실린드리컬 렌즈는 별도의 금형을 사용하여 2P 로 형성하도록 해도 된다. 또는 상하의 양면 금형에 의해 기재 수지를 프레스 성형하도록 해도 된다. 렌티큘러 렌즈 시트 (1a 와 1b) 의 기재 수지 및 성형 방법은 동일해도 되고 서로 달라도 된다.
다음으로 렌티큘러 렌즈 시트 (1a) 의 출사면에 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 의 기재 수지와는 다른 굴절률의 2P 수지를 충전함으로써 충전층 (22) 을 형성한다.
그리고, 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 를 충전층 (22) 상에 배치한다. 그 후 충전층 (22) 에 UV 광을 조사하여 충전층 (22) 을 경화시킨다.
그 후, 충전층 (22) 의 상면에 차광성 2P 수지를 도공한 필름을 부착하고, 발명의 실시형태 1 에서 설명한 방법에 의해 자기정렬식 외광흡수층 (17) 을 형성한다.
자기정렬식 외광흡수층 (17) 위에 렌티큘러 렌즈 시트 (1) 와 동등한 굴절률을 갖는 투명시트 (18) 를 적층한다. 적층은 저굴절률의 2P 수지에 의한 접착이나, 저굴절률의 점착재에 의한 접착에 의해 실현된다.
그리고 투명시트 (18) 의 표면에 기능성막 (19) 을 적층한다. 구체적으 로는, 기능성막 (19) 을 투명시트 (18) 상에 직접 코팅하거나 또는 기능성막 (19) 을 코팅한 필름을 라미네이트한다.
이러한 제조방법에 의해 도 13 에 나타내는 구조의 배면 투사형 스크린을 제조할 수 있다.
발명의 실시형태 10
도 14 에 본 발명의 실시형태 10 에 관한 배면 투사형 스크린의 단면을 나타낸다. 본 발명의 실시형태 10 에 관한 배면 투사형 스크린은, 기본적으로 발명의 실시형태 9 에 관한 배면 투사형 스크린의 구성과 동일하며, 렌티큘러 렌즈 시트 (1b) 의 출사면에 추가로 투명시트 (23) 가 형성되고, 이 투명시트 (23) 의 출사면에 자기정렬식 외광흡수층 (17) 이 형성되어 있는 점에서만 다르다. 이러한 구성에서도 발명의 실시형태 9 와 동일한 효과를 나타낼 수 있다. 그리고 본 발명의 실시형태 10 에 관한 배면 투사형 스크린의 제조방법은 발명의 실시형태 9 와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
그 밖의 발명의 실시형태
도 15 의 단면도에 나타낸 바와 같이, 충전층은 2층 이상의 충전층 (24, 25) 에 의해 구성되어도 된다.
상기 서술한 예에서의 렌티큘러 렌즈 시트 (1) 는 1장 구성이지만, 2장 각각에 렌즈열 (12, 13) 을 형성하여 양자를 부착함으로써 구성할 수도 있다.
본 발명에 관한 렌티큘러 렌즈 시트는, 예를 들어 배면 투사형 프로젝션 TV 나 모니터 등의 배면 투사형 프로젝션 장치에서 사용된다. 도 17 에 그 배면 투사형 프로젝션 장치의 구성예를 나타낸다. 도면에 있어서, 배면 투사형 프로젝터 (51) 에서 생성되어 출사된 영상광은, 미러 (52) 에서 반사되어 배면 투사형 스크린 (53) 에 입사된다. 이 배면 투사형 스크린 (53) 은, 프레넬 렌즈 시트 (531), 렌티큘러 렌즈 시트 (532) 및 전면판 (533) 에 의해 구성된다. 배면 투사형 스크린 (53) 에 입사된 광은, 프레넬 렌즈 시트 (531) 에서 일정한 각도의 범위 내가 되도록 좁아진 후, 렌티큘러 렌즈 시트 (532) 에 입사된다. 렌티큘러 렌즈 시트 (532) 에서 광은 확산된 다음, 전면판 (533) 을 통해 출사면에서 출사된다. 관찰자는 전면판 (533) 에서 출사된 광을 관찰하게 된다.
상기 서술한 각 발명의 실시형태에 관한 렌티큘러 렌즈 시트에 있어서, 렌즈를 설계하였다.
도 19, 도 20 에 예 1∼7 에 관한 구체적인 렌즈 단위 요소의 굴절률의 조합과, 렌즈 형상의 치수 제원을 나타낸다. 예 1, 예 2 및 예 3 은 발명의 실시형태 1, 예 4 는 발명의 실시형태 4, 예 5 는 발명의 실시형태 5, 예 6 은 발명의 실시형태 6, 예 7 은 발명의 실시형태 7 에 나타내는 구성에 각각 상당한다.
도 19, 도 20 에 나타내는 각 부호를 설명하기 위해, 도 18A 에 렌즈 단위 요소의 상단면도를, 도 18B 에 그 횡단면도를 나타낸다. 도 18∼도 20 에서, 부호 1 은 제 1 렌즈열 부위를 나타내는 첨자, 2 는 제 2 렌즈열 부위를 나타내는 첨자, n 은 렌즈열의 출사측 재질의 굴절률, f 는 평행 입사광에 대한 렌즈의 초점거리 [㎜], C 는 렌즈의 곡률, K 는 렌즈의 원추상수, P 는 렌즈의 피치 [㎜], S 는 렌즈의 깊이 (SAG)[㎜] 를 나타낸다. 여기에서 S 는, 다음 식에서 렌즈 정점으로부터의 거리 X 의 값을 X＝±P/2 로 한 경우의 최대깊이를 나타낸다.
Figure 112005040098965-pct00001
여기에서 A2∼A10＝0
또한 φ는 렌즈 골짜기부의 접선 각도 [deg], θ는 렌즈의 굴절 각도 (출사광의 컷 오프 각도) [deg], ΔH 는 제 1 렌즈열 골짜부와 제 2 렌즈열 골짝부의 거리 [㎜], ΔV 는 제 1 렌즈열 정점부와 제 2 렌즈열 정점부의 거리 [㎜] 를 나타낸다.
실시예 1, 2 에서 제 1 렌즈층은 아크릴계 자외선 경화 수지에 의해, 제 2 렌즈층은 MS 수지에 의해 형성되어 있다. 실시예 3 에서는 제 1 렌즈층은 불소계 자외선 경화 수지에 의해, 제 2 렌즈층은 MS 수지에 의해 형성되는 것을 상정하여 계산기 시뮬레이션을 실시하였다.
실시예 4, 5, 6 에 있어서 제 1 렌즈층 및 제 2 렌즈층은 둘 다 아크릴계 자외선 경화 수지에 의해 형성되어 있다. 실시예 7 에 있어서 제 1 렌즈층은 MS 수지에 의해, 또한 제 2 렌즈층은 아크릴계 자외선 경화 수지에 의해 형성되어 있다.
본 발명에 관한 렌티큘러 렌즈 시트는, 예를 들어 배면 투사형 프로젝션 TV 에서 이용된다.

Claims (21)

  1. 입사면에 형성되는 제 1 렌즈열,
    상기 제 1 렌즈열보다 광출사측에 형성되며, 상기 제 1 렌즈열과 거의 직교하는 제 2 렌즈열로서, 상기 제 2 렌즈열의 렌즈 계면의 입사측과 출사측이 서로 굴절률이 다른 광투과성 재질에 의해 구성되어 있는, 상기 제 2 렌즈열, 및
    상기 제 1 렌즈열 및 상기 제 2 렌즈열을 통과한 광의 비통과 위치에 형성되는 자기정렬식 외광흡수층을 구비하며,
    상기 제 1 렌즈열로부터 상기 자기정렬식 외광흡수층까지가 광투과성 재질에 의한 중실 구조인 렌티큘러 렌즈 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기정렬식 외광흡수층의 출사측에 광투과성을 갖는 전면판이 적층 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈열은, 복수의 입사측에 오목한 렌즈에 의해 구성되며,
    상기 제 2 렌즈열의 렌즈 계면 출사측의 광투과성 재질은, 입사측의 광투과성 재질보다도 낮은 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈열은, 복수의 입사측에 볼록한 렌즈에 의해 구성되며,
    상기 제 2 렌즈열의 렌즈 계면 출사측의 광투과성 재질은, 입사측의 광투과성 재질보다도 높은 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈열의 렌즈 피치는, 상기 제 2 렌즈열의 렌즈 피치의 2배 이상 10배 이하인 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기정렬식 외광흡수층은, 격자형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기정렬식 외광흡수층은, 스트라이프형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트.
  8. 배면 투사형 프로젝터에서 출사된 광을 일정한 각도의 범위 내가 되도록 좁히는 프레넬 렌즈 시트,
    제 1 항에 기재된 렌티큘러 렌즈 시트, 및
    상기 렌티큘러 렌즈 시트의 출사면측에 형성되는 전면판을 구비한 배면 투사형 스크린.
  9. 영상광을 생성하여 출사하는 배면 투사형 프로젝터, 및
    상기 배면 투사형 프로젝터에서 출사된 영상광을 입사하는 제 8 항에 기재된 배면 투사형 스크린을 구비한 배면 투사형 프로젝션 장치.
  10. 입사면에 제 1 렌즈열을 갖는 제 1 렌즈층,
    상기 제 1 렌즈층의 출사측 계면에 상기 제 1 렌즈열과 거의 직교하는 제 2 렌즈열을 가지며, 상기 제 1 렌즈층과 다른 굴절률을 갖는 제 2 렌즈층, 및
    상기 제 2 렌즈층의 출사면 상이며 상기 제 1 렌즈층 및 상기 제 2 렌즈층을 통과한 광의 비통과 위치에 형성되는 자기정렬식 외광흡수층을 구비하고,
    상기 제 1 렌즈열의 렌즈 피치는, 상기 제 2 렌즈열의 렌즈 피치의 2배 이상 10배 이하인 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트.
  11. 제 1 렌즈열을 갖는 제 1 렌즈층,
    상기 제 1 렌즈열과 거의 직교하는 제 2 렌즈열을 갖는 제 2 렌즈층,
    상기 제 1 렌즈층과 상기 제 2 렌즈층 사이에 충전(充塡)되며 적어도 상기 제 2 렌즈층과 다른 굴절률을 갖는 충전층, 및
    상기 제 1 렌즈열 및 상기 제 2 렌즈열을 통과한 광의 비통과 위치에 형성되는 자기정렬식 외광흡수층을 구비하고,
    상기 제 1 렌즈열의 렌즈 피치는, 상기 제 2 렌즈열의 렌즈 피치의 2배 이상 10배 이하인 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트.
  12. 입사면에 제 1 렌즈열을 갖는 제 1 렌즈층, 상기 제 1 렌즈층의 출사측 계면에 상기 제 1 렌즈열과 거의 직교하는 제 2 렌즈열을 갖고, 상기 제 1 렌즈층과 다른 굴절률을 갖는 제 2 렌즈층, 및 상기 제 2 렌즈층의 출사면 상이며 상기 제 1 렌즈층 및 상기 제 2 렌즈층을 통과한 광의 비통과 위치에 형성되는 자기정렬식 외광흡수층을 구비한 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법으로서,
    상기 제 2 렌즈층을 형성하는 단계, 및
    상기 제 2 렌즈층을 형성한 후에 상기 제 2 렌즈층 상에 상기 제 1 렌즈층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 렌즈열의 렌즈 피치는, 상기 제 2 렌즈열의 렌즈 피치의 2배 이상 10배 이하인 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 자기정렬식 외광흡수층을 형성하는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 자기정렬식 외광흡수층을 형성하는 단계는,
    상기 렌티큘러 렌즈 시트의 광출사면측에 감광성 재질층을 형성하는 단계, 및
    상기 렌티큘러 렌즈 시트의 입사면측에서 광을 조사하여 상기 감광성 재질층에 렌즈 패턴에 대응하는 감광부 및 비감광부를 형성하는 단계를 가지며, 상기 비감광부에 대응하는 차광 패턴을 상기 자기정렬식 외광흡수층으로 하는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 감광성 재질층이 감광성 점착층인 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 감광성 재질층은, 제 1 조성물과 상기 제 1 조성물보다도 표면 자유 에너지가 낮은 제 2 조성물로 이루어지는 광경화성 조성물층이며,
    상기 광경화성 조성물층이 상기 제 2 조성물보다도 표면 자유 에너지가 낮은 매질에 접촉한 상태로 상기 렌티큘러 렌즈 시트의 입사면측에서 상기 광경화성 조성물층으로 광을 조사하여, 상기 렌티큘러 렌즈 패턴에 의한 집광 부분에 있는 상기 광경화성 조성물층을 경화하는 단계,
    상기 광경화성 조성물층이 상기 제 1 조성물보다도 표면 자유 에너지가 높은 매질에 접촉한 상태로 광경화성 조성물층측에서 상기 광경화성 조성물층으로 광을 조사하여, 상기 집광 부분 이외의 비집광 부분에 있는 상기 광경화성 조성물을 경화하는 단계, 및
    상기 광경화성 조성물층 상에 착색재료를 배치하여 상기 비집광 부분에 대응하는 차광 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법.
  16. 입사면에 제 1 렌즈열을 갖는 제 1 렌즈층, 상기 제 1 렌즈층의 출사측 계면에 상기 제 1 렌즈열과 거의 직교하는 제 2 렌즈열을 가지며 상기 제 1 렌즈층과 다른 굴절률을 갖는 제 2 렌즈층, 및 상기 제 2 렌즈층의 출사면 상이며 상기 제 1 렌즈층 및 상기 제 2 렌즈층을 통과한 광의 비통과 위치에 형성되는 자기정렬식 외광흡수층을 구비한 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법으로서,
    상기 제 1 렌즈층에 상기 제 1 렌즈열과 상기 제 2 렌즈열에 대응하는 형상을 형성하는 단계, 및
    상기 제 1 렌즈층 상에 상기 제 2 렌즈층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 렌즈열의 렌즈 피치는, 상기 제 2 렌즈열의 렌즈 피치의 2배 이상 10배 이하인 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈층에 상기 제 1 렌즈열과 상기 제 2 렌즈열에 대응하는 형상을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 렌즈층에 상기 제 1 렌즈열을 형성하는 단계, 및
    상기 제 1 렌즈층에 상기 제 2 렌즈열을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 자기정렬식 외광흡수층을 형성하는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 자기정렬식 외광흡수층을 형성하는 단계는,
    상기 렌티큘러 렌즈 시트의 광출사면측에 감광성 재질층을 형성하는 단계, 및
    상기 렌티큘러 렌즈 시트의 입사면측에서 광을 조사하여 상기 감광성 재질층에 렌즈 패턴에 대응하는 감광부 및 비감광부를 형성하는 단계를 가지며, 상기 비감광부에 대응하는 차광 패턴을 상기 자기정렬식 외광흡수층으로 하는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 감광성 재질층이 감광성 점착층인 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 감광성 재질층은, 제 1 조성물과 상기 제 1 조성물보다도 표면 자유 에너지가 낮은 제 2 조성물로 이루어지는 광경화성 조성물층이며,
    상기 광경화성 조성물층이 상기 제 2 조성물보다도 표면 자유 에너지가 낮은 매질에 접촉한 상태로 상기 렌티큘러 렌즈 시트의 입사면측에서 상기 광경화성 조성물층으로 광을 조사하여, 상기 렌티큘러 렌즈 패턴에 의한 집광 부분에 있는 상기 광경화성 조성물층을 경화하는 단계,
    상기 광경화성 조성물층이 상기 제 1 조성물보다도 표면 자유 에너지가 높은 매질에 접촉한 상태로 광경화성 조성물층측에서 상기 광경화성 조성물층으로 광을 조사하여, 상기 집광 부분 이외의 비집광 부분에 있는 상기 광경화성 조성물을 경 화하는 단계, 및
    상기 광경화성 조성물층 상에 착색재료를 배치하여 상기 비집광 부분에 대응하는 차광 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법.
  21. 제 1 렌즈열을 갖는 제 1 렌즈층을 형성하는 단계,
    상기 제 1 렌즈열과 거의 직교하는 제 2 렌즈열을 갖는 제 2 렌즈층을 형성하는 단계,
    상기 제 1 렌즈층과 상기 제 2 렌즈층 사이에 상기 제 1 렌즈층과 다른 굴절률을 갖는 충전층을 형성하는 단계, 및
    상기 제 1 렌즈열 및 상기 제 2 렌즈열을 통과한 광의 비통과 위치에 형성되는 자기정렬식 외광흡수층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 렌즈열의 렌즈 피치는, 상기 제 2 렌즈열의 렌즈 피치의 2배 이상 10배 이하인 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 시트의 제조방법.
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