KR20130069712A - 렌티큘라 렌즈 제조 방법, 렌티큘라 렌즈, 광학 소자 및 입체 표시 디스플레이 - Google Patents

렌티큘라 렌즈 제조 방법, 렌티큘라 렌즈, 광학 소자 및 입체 표시 디스플레이 Download PDF

Info

Publication number
KR20130069712A
KR20130069712A KR1020137000144A KR20137000144A KR20130069712A KR 20130069712 A KR20130069712 A KR 20130069712A KR 1020137000144 A KR1020137000144 A KR 1020137000144A KR 20137000144 A KR20137000144 A KR 20137000144A KR 20130069712 A KR20130069712 A KR 20130069712A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lenticular lens
resin composition
transparent resin
lens
ultraviolet
Prior art date
Application number
KR1020137000144A
Other languages
English (en)
Inventor
코이치 후지시로
토시히데 이타하라
토루 사이토
타카히로 요시오카
신스케 이구치
켄타로 쿠미타
토모하루 타키타
Original Assignee
신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 filed Critical 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20130069712A publication Critical patent/KR20130069712A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/06—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031—Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/06—Simple or compound lenses with non-spherical faces with cylindrical or toric faces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

입체 디스플레이, 투사 스크린 등에 사용되는 렌티큘라 렌즈 시트에 대해 금형을 사용하지 않고 저렴하게 제조할 수 있는 방법을 제공한다.　지지 기판 위에 복수 개의 렌티큘라 렌즈를 갖는 렌티큘라 렌즈 시트 제조 방법으로서, (1) 잉크젯 방식에 의해 짝수열의 렌즈 영역에 대해 자외선 경화 성분을 90 중량% 이상 함유하고, 자외선 경화 후에 표면 발잉크성을 갖는 투명 수지 조성물 잉크를 부여하는 공정과, (2) 자외선에 의해 (1)의 투명 수지 조성물 잉크를 경화하는 공정과, (3) 잉크젯 방식에 의해 홀수열의 렌즈 영역에 대해 자외선 경화 성분을 90 중량% 이상 함유하고, 자외선에 의해 경화하는 투명 수지 조성물 잉크를 부여하는 공정과, (4) 자외선에 의해 (1) 및 (3)의 투명 수지 조성물 잉크를 경화시켜 짝수열 및 홀수열의 렌즈 영역에 렌티큘라 렌즈를 형성시키는 공정을 가진 방법이다.

Description

렌티큘라 렌즈 제조 방법, 렌티큘라 렌즈, 광학 소자 및 입체 표시 디스플레이{METHOD FOR PRODUCING LENTICULAR LENS, LENTICULAR LENS, OPTICAL ELEMENT AND THREE-DIMENSIONAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 잉크젯 인쇄법을 이용하여 렌티큘라 렌즈 시트를 제조하는 방법, 및 이에 의해 얻어진 렌티큘라 렌즈에 관한 것으로서, 또한 이 렌티큘라 렌즈를 이용하여 형성한 광학 소자 및 입체 표시 디스플레이에 관한 것이다.
렌티큘라 렌즈 시트는 액정 디스플레이의 백 라이트 유닛, 리어 프로젝션 디스플레이, 투사 스크린, 입체 표시 디스플레이 등에 사용되는 소자이다. 통상적으로 유리, 플라스틱 시트 등의 투명 기판의 표면에 스트라이프 형태로 오목 렌즈가 형성되어 있다.
특히 차세대 디스플레이 시스템으로서 주목받고 있는 것 중 하나에 3차원 디스플레이가 있으며, 그 중에서도 특히 특수한 안경을 필요로 하지 않는 3차원 디스플레이 방식으로서 대표적인 것으로 렌티큘라 방식을 들 수 있다(비특허 문헌 1 참조). 이 방식은 최근에는 액정 디스플레이(LCD) 등의 플랫 패널 디스플레이와 조합한 다양한 3차원 디스플레이가 제안된 바 있으며, 가장 실용 레벨에 가까운 것이라고 생각된다. 그러나, 종래의 렌티큘라 방식에서는 화상 해상도가 렌즈나 배리어의 피치로 결정되기 때문에 고해상도 디스플레이를 구현하려면 그 만큼 정밀한 렌즈를 필요로 하며, 또한 플랫 패널 디스플레이와 렌즈 및 배리어와의 정확한 위치 맞춤이 필요해진다.
한편, 최근 새로운 3차원 표시 방식으로서 시분할 광방향 제어 백 라이트를 이용한 3차원 디스플레이가 제안된 바 있다(특허 문헌 1 참조). 이 방식의 원리는 디스플레이의 백 라이트를 상기 백 라이트로부터 나오는 빛의 방향(LD)을 시분할로 고속으로 변화시킬 수 있는 시분할 광방향 제어 백 라이트(1)로 하고, 그 빛의 방향에 따른 화상을 투과형 디스플레이(2)에 표시시키는 것이다. 이를 이용하여 좌우 각각의 눈(LE, RE)의 방향으로 양안 시차를 준 화상을 제시하고, 이 방향의 전환을 눈에 보이지 않는 속도로 수행함으로써 관찰자에게 3차원 화상을 제공할 수 있다. 이 방식에서는 화상 해상도가 LCD와 동일하므로 LCD의 고해상도를 그대로 이용할 수 있어 제조 및 고해상도화가 용이해진다.
일반적으로, 렌티큘라 렌즈의 표면 형상은 구면이며, 그 가공 수단으로는 (1) 용융 혹은 반 용융 열가소성 수지를 사출 성형하는 방법, (2) 시트를 가열하면서 엠보싱 가공 하는 방법(특허 문헌 2 참조), (3) 자외선 경화 수지를 주형에 넣어 자외선 경화하는 방법(특허 문헌 3 참조), (4) 자외선 경화 수지를 스크린 인쇄하고, 자외선 경화하는 방법(특허 문헌 4 참조) 등이 알려져 있다. 그런데, 이들은 모두 높은 가공 정밀도를 갖는 금형을 필요로 하거나, 혹은 인쇄용 판을 필요로 하는 것이며, 또한 틀이나 판과 렌즈면이 반드시 접촉하므로 렌즈에 이물질이 혼입되거나 금형의 흠집에 민감한 제조 방법이다.
한편, 잉크젯법에 의한 컬러 필터의 제조 방법으로서 빨강, 파랑, 초록의 잉크를 각각 필요한 화소에만 동시에 분사 도포하고, 경화시켜 화소 형성하는 방법이 알려져 있으며, 이는 미리 포토 공정으로 격벽을 형성하고, 그 격벽에 의해 형성된 화소부에 잉크를 토출하는 방법이다. 이 방법에서는, 각 색 영역의 번짐이나 서로 이웃하는 영역간의 혼색을 피하기 위해, 예를 들면, 특허 문헌 5에는 잉크와 격벽 표면과의 정적 접촉각이 30 내지 55°이면 혼색을 피할 수 있는 예시가 있다. 덧붙여, 이 때의 격벽 높이에 대해 잉크젯법으로 충전되는 잉크의 높이는 4배 내지 6배 정도이다.
그리고, 이러한 목적의 격벽을 부여하는 수단으로서 이하의 2가지 방법이 제안된 바 있다. 즉, (1) 불소 함유 플라즈마 가스에 의한 격벽 표면층의 처리(특허 문헌 6 참조)나, (2) 포토레지스트 조성물의 발잉크성을 부여하는 성분으로서 불소계 혹은 실리콘계의 화합물을 혼합하는 방법(전술한 특허 문헌 5 참조) 등이다.
그런데, 잉크젯법을 이용한 컬러 필터의 제조에 관해 현재까지 액정 표시 장치(LCD) 레벨에서의 해상도, 정밀도는 이미 확립되어 있는데, 잉크젯법을 이용하여 구면 도트 형태의 렌즈를 형성하는 예는 볼 수 있지만(특허 문헌 7 참조), 잉크젯법에 의해 렌티큘라 렌즈를 제조하는 시도는 본 발명자들이 아는 한 아직 이루어지지 않았다.
일본 특허 공개 2004-20684호 공보 일본 특허 공개 평9-114024호 공보 일본 특허 공개 2002-365405호 공보 일본 특허 공개 2000-155380호 공보 일본 특허 공개 평11-281815호 공보 일본 특허 공개 평6-65408호 공보 일본 특허 공개 2005-249882호 공보
오코시 다카노리 "3차원 화상 공학" 아사쿠라 서점(1991)
본 발명은 렌티큘라 렌즈의 제조에 있어서 종래의 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 즉, 종래의 성형법이 금형이나 판을 이용하여 렌즈면과 접촉하는 것을 피할 수 없고, 이물질의 혼입이나 금형 등의 흠집에 기인하여 제품 수율을 저하시키고 있었으며, 또한 고가의 금형을 사용함으로써 저렴하게 다품종의 렌티큘라 렌즈를 제조하는 데에는 적합하지 않았다는 문제를 해소하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 잉크젯법에 의한 렌티큘라 렌즈 형성이 금형이나 인쇄용 판을 필요로 하지 않는 비접촉의 인쇄 방법인 것에 착안하여 LCD 레벨의 충분한 정밀도를 달성할 수 있으므로 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.
지지 기판 위에 복수 개의 렌티큘라 렌즈를 갖는 렌티큘라 렌즈 시트 제조 방법으로서,
(1) 잉크젯 방식에 의해 n번째 열, (n+2)번째 열, (n+4)번째 열과 같은 짝수열의 렌즈 영역에 대해 자외선 경화 성분을 90 중량% 이상 함유하고, 자외선 경화 후에 표면 발잉크성을 갖는 투명 수지 조성물 잉크를 부여하는 공정과,
(2) 자외선에 의해 (1)에 기재된 투명 수지 조성물 잉크를 경화하는 공정(도 1(A) 참조)과,
(3) 잉크젯 방식에 의해 (n+1)번째 열, (n+3)번째 열, (n+5)번째 열과 같은 홀수열의 렌즈 영역에 대해 자외선 경화 성분을 90 중량% 이상 함유하고, 자외선에 의해 경화하는 투명 수지 조성물 잉크를 부여하는 공정(도 1(B) 참조)과,
(4) 자외선에 의해 (1) 및 (3)에 기재된 투명 수지 조성물 잉크를 경화시켜 짝수열 및 홀수열의 렌즈 영역에 렌티큘라 렌즈를 형성시키는 공정(도 1(C) 참조)
을 갖는 것을 특징으로 하는 렌티큘라 렌즈 시트 제조 방법이다.
덧붙여, n은 자연수를 나타낸다.
잉크젯법으로 충전되는 자외선으로 경화하는 투명 수지 조성물 잉크로는 (1) 공정에서 사용되는 것, (2) 공정에서 사용되는 것 모두 조성물로서 액상이고, 추가로 액상의 다작용 아크릴을 주체로 광개시제를 포함하는 잉크가 매우 적합하게 사용된다. 잉크젯법으로 안정적으로 토출 가능하도록 헤드 온도 20 내지 45℃에 있어서 점도 540mP·sec, 표면 장력 20 내지 35mN/m이 되도록 조제된다. 또한, 지지 기판 위에 착탄된 잉크는 액상인 관계로 그 표면 장력 및 기판과의 계면 장력에 의해 정적 접촉각(θL)으로 구면 형태로 유지된다. 나아가, 구면 형상을 재현성 있게 유지하기 위해서는 자외선 경화성 성분(이 경우, 경화성 수지 및 광개시제의 총량)을 90 중량% 이상 함유한다. 특히 UV 경화 전에 휘발하는 성분이 10 중량%를 초과하면 구형 형상을 유지하기에 바람직하지 않다. 또한, 자외선 경화 또는 그 후의 열처리에 의해 부피가 수축되는데, 목표로 하는 렌즈의 높이, 렌즈 형상으로 하려면 잔여 부피율을 70 부피% 이상, 바람직하게는 75 부피% 이상으로 하도록 자외선을 조사하는 것이 바람직하다. 70 부피%를 밑돌면, 렌티큘라 렌즈 시트의 면내 불균일이 현저해지고, 또한 표면에 주름이 발생하는 경우가 있다.
(1) 공정에서 필요한 바와 같이, 자외선 경화 후에 발잉크성을 발현시키는 수단으로는 상기 액상의 다작용 아크릴에 가용인 불소계 혹은 실리콘계의 화합물을 미리 잉크 중에 혼합한다. 특히 불소 함유 (메타)아크릴산 에스테르 단위를 함유하는 (메타)아크릴산 공중합체가 바람직하게 사용된다. 공중합되는 (메타)아크릴산 에스테르로는 공지의 것을 사용할 수 있다.
이상의 기본 성분을 혼합하고, 나아가서는 표면 장력 조정제, 저점도화를 목적으로 한 반응성 희석제를 혼합하여 잉크젯용 잉크로서 연속 토출 특성에 적합한 특성치로 조제한다. 통상적으로 사용되는 잉크젯 헤드는 피에조 소자에 의한 것이다. 예를 들면, 점도는 헤드 온도 20 내지 45℃에 있어서 5 내지 30mPa·sec가 되도록 표면 장력은 20 내지 40N/m이다.
균일한 렌티큘라 렌즈 시트를 제조하려면 투명한 지지 기판 위의 표면 처리를 수행하여 (1) 공정에서 사용되는 것, (2) 공정에서 사용되는 것 모두 투명 수지 조성물 잉크가 지지 기판에 대한 접촉각을 균일하게 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 지지 기판 위에 착탄된 잉크는 액상이며, 그 표면 장력에 의해 렌즈 형상에 가장 적합한 구면 형태를 유지함으로써 그 폭, 접촉각이 결정되기 때문이다. 경화 후에 얻어지는 원하는 렌티큘라 렌즈 형상으로서 폭(w0(μm)), 높이(h0(μm)), 지지 기판과의 접촉각(θ0(°))으로 한 경우, 먼저 투명 수지 조성물 잉크와 투명 지지 기판과의 접촉각(θL)은 θ0 이상 30도 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 θ0 이상 25도 이하인 것이 보다 바람직하다(도 2(a)). θL이 θ0 이하이면 그 후의 경화 수축에 의해 원하는 렌즈 접촉각에 이르지 않게 된다. 또한, θL이 30도를 초과하면 잉크젯 묘화시에 벌지(bulge)가 발생하기 쉽고, 직선성에 바람직하지 않다. 또한, θL은 바람직하게는 3도 이상이며, 이 때 착탄 후의 젖음 확산으로 인한 높이의 불균일을 억제하기에 적합하다. 여기서, θ0은 렌티큘라 렌즈의 표면과 지지 기판이 이루는 각이며, 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 지지 기판에 대해 경화한 렌즈의 상승 각도를 말하는 것이다.
지지 기판의 표면 처리법으로는 지지 기판의 종류에도 의존하지만, 공지의 수단을 이용할 수 있다. 예를 들면, 대기압 플라즈마법, 코로나 방전, 자외선 처리, 불소계 발잉크제를 미리 도포해 두거나 실란 커플링제를 이용한 처리 등을 들 수 있다.
(1) 공정에서 사용되는 것, (3) 공정에서 사용되는 것 모두 투명 수지 조성물 잉크의 도공량은 하기 (식 1)을 기준으로 설정된다. 즉, 렌티큘라 렌즈를 얻기 위해 필요한, 길이 방향의 단위 길이 당 잉크의 도공량(V(pl/μm))은 그 후의 경화 수축을 고려하여 렌티큘라 렌즈의 길이 방향의 단위 길이 당 부피량(V0(pl/μm))보다 많아지도록 1 액적량과 단위 길이 당 도공하는 액적수, 액적 타점 피치 등으로 조정한다. 여기서, r은 렌즈 단면의 곡률 반경을 나타낸다.
Figure pct00001
…(식 1)
이 때, 잉크젯 도공에 이어, 동일 도공 스테이지 위에서 투명 수지 조성물 잉크에 자외선 조사를 수행함으로써 잉크와 지지 기판간의 접촉선을 고정하고, 또한 렌티큘라 렌즈 폭을 보다 제어하기 쉬우며, 렌티큘라 렌즈의 직선성에 양호한 결과를 가져온다. 그 때의 자외선 노광량은 잉크 감도에도 의존하는데, 20 내지 500mJ/cm2인 것이 좋으며, 바람직하게는 30 내지 200mJ/cm2인 것이 좋다. 구체적으로, 렌티큘라 렌즈 피치(w0), 렌즈 높이(h0), 짝수열과 홀수열의 렌즈 폭이 모두 w0과 동일해지는 연속 형상을 한 렌티큘라 렌즈 시트를 제작하는 순서에 대하 이하에 설명한다. 짝수열의 묘화 후 자외선 조사에 의한 인쇄 접촉선을 고정했을 때의 폭을 렌즈 피치(w0)로 설정하고, 또한 렌즈 영역의 짝수열의 n번째 열과 (n+2)번째 열의 렌티큘라 렌즈 사이의 인쇄 피치를 목적으로 하는 렌티큘라 렌즈 피치(w0)의 2배가 되도록 잉크젯 노즐로부터 토출하는 1 액적량, 토출 주기, 타점 피치, 노즐 간격 등 공지의 잉크젯 도공 조건을 조정한다. 그 때, 렌티큘라 렌즈를 얻기 위해 필요한 단위 길이 당 잉크의 도공량(V(pl/μm))은 그 후의 경화 수축을 고려하여 식 (1)에 나타낸 렌티큘라 렌즈의 단위 길이 당 부피량(V0(pl/μm))보다 많아지도록 조정한다.
계속해서, 이와 같이 제작된 n번째 열, (n+2)번째 열과 같은 짝수열의 렌치큐라렌즈 사이, 즉 (n+1)번째 열과 같은 홀수열에 해당하는 영역에 대해 적어도 상기 투명 수지 조성물 잉크와 반응성 성분을 동일하게 하는 잉크, 바람직하게는 동일한 수지 조성물 잉크를 잉크젯으로 도공해 가는데, 이 때, 미리 형성된 n번째 열, (n+2)번째 열의 렌티큘라 렌즈가 (n+1)번째 열 상당의 잉크에 잠기지 않을 만큼의 자외선 노광량을 더 준다.
또한, n번째 열, (n+2)번째 열과 같은 짝수열의 렌티큘라 렌즈는 적어도 (2) 공정 후에는 표면 발잉크성이 부여되어 있으므로 (n+1)번째 열과 같은 홀수열의 투명 수지 조성물 잉크는 중첩되어 형성되지는 않는다. 이 중첩을 피하기 위한 n번째 열, (n+2)번째 열의 렌티큘라 렌즈 표면은 (3) 공정에서 사용하는 투명 수지 조성물 잉크의 정적 접촉각이 35°이상이 되도록 하는 것이 좋고, 바람직하게는 40°이상이 되도록 하는 것이 좋다. 이 정적 접촉각을 확인하는 방법으로서 이하와 같은 사전 시험으로 설정된 θk가 35° 이상, 바람직하게는 40° 이상이 되도록 하면 된다. 자외선 노광 방식은 잉크젯 도공 장치로부터 계속되는 공지의 자외선 노광기를 이용하면 되며, 또한 잉크젯 스테이지 위에서 계속 경화하려면 노광 조도가 높은 LED-UV 램프를 사용해도 좋다. 여기에 필요한 자외선 노광량은 1000mJ/cm2 이상이 매우 적합하다. 여기서, 사전 시험에 있어서 θk란 별도 유리 기판 위에 (1) 공정에서 사용하는 투명 수지 조성물 잉크를 25μm의 두께로 도공 후, (2) 공정과 동일한 조건으로 경화하고, 반경화 도막 기판을 제작하고, 이 반경화 도막 위에 (3) 공정에서 사용하는 투명 수지 조성물 잉크 0.5μl를 적하하고, 1초 후에 측정한 접촉각이다(도 3).
이와 같이 짝수열, 홀수열 모두 형성된 렌티큘라 렌즈 시트에 대해 추가로 충분한 자외선을 조사하도록 할 수도 있다. 최근, UV-LED 램프를 사용한 소형의 고조도 노광기가 시판되고 있어(예를 들면 오므론(OMRON Corporation), 니치아 화학 공업(Nichia Corporation))), 이들을 사용할 수 있다. 필요 노광량으로는 1000mJ/cm2 이상이 바람직한데, 투명 경화 수지 조성물 잉크의 종류나 노광기 조도/출력 파장에도 의존하므로, 일반적으로는 노광량의 잔여 부피율 의존성이 적어지는 노광량 이상이 바람직하다. 또한, 자외선 경화 후에 80℃ 내지 140℃의 열처리를 가하면 렌티큘라 렌즈 시트로서 내구성에 바람직한 결과를 준다. 자외선 경화 수지 조성물은 광 라디칼 중합만으로는 이중 결합의 반응이 완결되는 경우는 거의 없으며, 미반응 아크릴 모노머가 잔류하는 경우가 많다. 또한, 광경화에 의한 수축으로 잔류 응력이 남아, 렌즈 특성이나 밀착성이 시간이 경과함에 따라 변화하는 현상을 볼 수 있다. 열처리에 의해 잔류 모노머, 잔류 응력의 저감에 의해 렌즈 성능의 내구성이 향상된다.
렌티큘라 렌즈 시트를 얻을 때 사용하는 지지 기판으로는 렌티큘라 렌즈에서 사용되는 일반적인 투명 기판을 사용할 수 있다. 액정 디스플레이용 유리는 물론 아크릴, PET, PC, 폴리올레핀 등의 투과율 90% 이상의 투명한 플라스틱 시트 혹은 필름이 사용된다.
본 발명에서는 잉크젯법에 의해 짝수열의 렌즈 영역과 홀수열의 렌즈 영역을 공정을 나누어 형성함으로써 종래법과 같이 금형이나 판을 사용하지 않아도 렌티큘라 렌즈 시트를 얻을 수 있으므로 이물질의 혼입이나 금형의 흠집 등에 기인하여 제품 수율을 저하시키지 않는다. 또한, 금형이나 판을 사용하지 않기 때문에 임의의 사이즈로 다품종의 렌티큘라 렌즈 시트를 얻기에 매우 적합하다. 나아가, 얻어진 렌티큘라 렌즈 시트는 액정 소자, 프로젝터 소자, 촬상 소자와 함께 조합되어 3차원 화상으로서 도입하거나 또는 표시하기 위한 광학 소자를 비롯하여 입체 디스플레이, 리어 프로젝션 디스플레이, 투사 스크린 등에 매우 적합하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 렌티큘라 렌즈 시트의 제조 공정을 도시한 모식도이다.
도 2는 지지 기판에 대한 투명 수지 조성물 잉크의 접촉각(θL)과 지지 기판에 대한 렌티큘라 렌즈 표면이 이루는 각(θ0)을 도시한 모식도이다.
도 3은 (2) 공정의 자외선 경화 후의 도막 표면에 대해 (3) 공정에서 사용하는 투명 수지 조성물 잉크의 정적 접촉각을 구하기 위한 사전 시험을 설명하는 모식도이다.
도 4는 실시예에서 얻어진 렌티큘라 렌즈 시트의 단면 SEM 사진이다.
도 5는 렌티큘라 렌즈를 설명하는 모식도이다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 있어서 "부"는 모두 질량부를 나타낸다.
실시예
［자외선 경화 수지 잉크(A1)의 조제］
페닐에틸메타크릴레이트 말단 PDV(폴리디비닐벤젠)(신닛테쓰 가카구(Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) 제조)를 15부, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트를 5부, 2-히드록시에틸아크릴레이트를 10부, 1,4-부탄디올디아크릴레이트를 50부, 1,9-노난디올디아크릴레이트를 20부, 이가큐어(IRGACURE) 184(치바 스페셜티(Ciba Specialty Chemicals Inc.) 제조)를 30부, 아데카스탭(Adekastab) AO-60(아데카(Adeca Corporation) 제조)을 0.05부 및 계면 활성제 BYK378(빅케미(BYK-Chemie)사 제조) 10% 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 용액을 1.1부 혼합하고, 추가로 불소 함유 아크릴 올리고머(다이킨 화학 공업(DAIKIN INDUSTRIES, LTD.) 제조)를 0.5부 혼합하여 균일 용액으로 하고, 0.2μm 마이크로 필터에 의해 여과하여 자외선 경화 수지 잉크 A1을 조제했다. 점도 33mPa·sec(23℃), 표면 장력 25.1mN/m(23℃), 밀도 1060kg/m3였다.
［실시예 1］
5인치 사이즈의 무알칼리 유리 AN-100(아사히 글래스(Asahi Glass Co., Ltd.) 제조)를 이용하여 사전에 Deep UV 처리를 1분간 수행하고(기판 I-1), 기판 표면의 젖음성을 상기에서 얻어진 잉크 A1로 측정했더니, 접촉각(θL)=9.1°였다. 여기서, 접촉각의 측정 조건에 대해서는 데이터 피직스(Data Physics Corporation) 제조 OCH200을 이용하여, 상기무알칼리 유리 AN-100에 대해 잉크 A1을 0.5μl 적하하여 1초 후의 접촉각을 측정(측정 온도 23℃)했다.
［렌티큘라 렌즈 시트의 제작］
코니카 미놀타(Konica Minolta IJ Technologies, Inc.) 제조 잉크젯 헤드(KM512L, 42pl 사양)를 이용하여 구동 주파수 4.8kHz, 인가 전압 17.84V로 헤드 온도 35℃에서 상기에서 얻어진 자외선 경화 수지 잉크(A1)의 10분간 연속 토출 시험을 수행했다. 노즐 막힘은 전혀 없었고 양호한 토출 특성을 나타냈다.
다음, 목표 렌티큘라 렌즈 시트로서 렌즈 피치(w0)=135μm, 렌즈 높이(h0)=4.82μm, 렌즈 접촉각(θ0)=8.2°로 하고, 기판 I-1을 이용하여 렌티큘라 렌즈 시트의 제작을 수행했다. 먼저, 잉크젯 헤드로서 KM512L을 이용하고, 추가로 잉크젯 헤드 후방 50mm에 상기 UV-LED 인라인 노광 헤드를 장전했다. KM512L1 노즐을 이용하여 스테이지 속도 125mm/초, 타점 피치 75μm/drop으로 묘화하고, 묘화 직후에 스테이지 위에서 UV-LED 인라인 노광을 수행했다. 이 때의 적산 노광량은 40mJ/cm2가 된다. 인라인 노광 직후의 상태를 광학 현미경으로, 또한 형상을 광학 간섭식 표면 형상 측정기 WYCO NT 1100(닛폰 비코(Nihon Veeco K.K.)사 제조)을 이용하여 측정했더니, 폭(w)=135μm, 높이(h)=5.4μm, 접촉각 9.1°의 직선성 양호한 라인이 형성되어 있음을 확인했다. 나아가, 얻어진 렌티큘라 렌즈 직선에 대해 270μm의 간격을 두고 동일하게 묘화하여 총계 10개의 렌티큘라 렌즈를 제작했다.(반복 피치는 270μm).
계속해서, 일괄 노광기(다이닛폰 가켄(Japan Science Engineering Co.,Ltd.) 제조, 조도 50mW/cm2)로 3000mJ/cm2 노광을 수행했다. 이어서, 얻어진 10개의 라인 사이에 대해 전술한 방법과 동일한 방법으로 KM512L을 이용하여 하나의 노즐로 자외선 경화 수지 잉크 A1을 묘화하고, 계속해서 UV-LED 인라인 노광을 수행했다. 직후에 현미경 관찰을 수행한 결과, n번째 열과 (n+1)번째 열의 경계면은 중첩되지 않고 양호한 직선성을 나타내고 있음을 확인했다. 추가로 일괄 노광기(조도 50mJ/cm2)로 7000mJ 노광을 수행하고, 추가로 80℃에서 열처리를 15분 수행했다. 7000mJ 노광 후 및 열처리 후에도 표면 형상도 매끄러운 구면이었으며, 또한 서로 중첩되지 않고 연속된 렌티큘라 렌즈 형상을 가지고 있음을 SEM 관찰로 확인했다(도 4 참조). 또한, 폭(w)=135μm은 노광 후, 열처리 후에도 변하지 않았으며, 노광 후 열처리 후에도 h=4.83μm±0.1, 접촉각 8.2°로 목표로 하는 형상을 나타내고 있음을 확인했다.
덧붙여, θk(도 3 참조) 측정을 목적으로 5인치 유리 기판 위에 잉크 A1을 스핀 코팅하고, 일괄 노광기(조도 50mJ/cm2)로 3000mJ 노광을 수행하여 투명 도막 기판을 제작했다. 이 기판 위에 잉크 A1을 0.5μl 적하하여 정적 접촉각을 측정했더니(23℃), 50°를 나타내는 것을 확인했다.
［실시예 2］
상기 잉크젯 헤드 KM512L을 스테이지 주행 방향에 대해 틸트시켜 잉크젯 노즐 간의 타점 피치를 67.75μm가 되도록 조정했다. 추가로 잉크젯 헤드 후방 50mm에 상기 UV-LED 인라인 노광 헤드를 장전했다. 기판 I-1을 스테이지에 고정하고, 노즐 개구를 3개 간격으로(피치 270μm) 여섯 노즐을 개방하고, 스테이지 속도 125mm/초로 하나의 노즐의 토출 타점 피치 75μm가 되도록 6라인을 묘화하고, 동시에 노광을 수행했다. 묘화 직후의 상태를 광학 현미경으로 관찰했더니, 직선성 양호한 라인 6개가 형성되어 있음을 확인했다.
추가로 상기 6라인 사이의 영역에 잉크 A1을 동일하게 묘화하고, 동시에 노광을 수행했다. 추가로, 일괄 노광기(조도 50mJ/cm2)로 7000mJ 노광을 수행하고, 추가로 80℃에서 열처리를 15분 수행했다. 열처리 후에도 표면 형상은 매끄러운 구면으로서, 서로 중첩되지 않고 폭(w)=135μm, 높이(h)=4.81μm, 접촉각 8.2°로 목표로 하는 형상의 렌티큘라 렌즈로 되어 있음을 확인했다.
［실시예 3］
실시예 1에 있어서 최종 노광량을 2000mJ/cm2로 한 것 이외에는 동일한 방법으로 렌티큘라 렌즈 시트를 제작했다. 노광 후 및 열처리 후에도 표면 형상도 매끄러운 구면을 나타내고 있음을 SEM 관찰로 확인했다. 또한, 폭(w)=135μm는 노광 후, 열처리 후에도 변하지 않고, 노광 후, 열처리 후에도 h=4.83μm±0.1, 접촉각 8.2°로 목표로 하는 형상을 나타내고 있음을 확인했다.
［비교예 1］
잉크 A1로부터 불소 함유 아크릴 올리고머를 제외한 것을 이용하여, 실시예 2와 동일한 방법으로 렌티큘라 렌즈 시트의 제작을 시도했다. 그러나, 나중에 충전한 (n+1)번째 열은 n번째 열 및 (n+2)번째 열과 합체하여 렌즈 형상으로는 부적합했다.
덧붙여, 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도막 기판을 제작하고, 이 위의 잉크 A1의 정적 접촉각(θk)을 측정했더니, 19°였다.
［비교예 2］
잉크 A1 및 기판 I-1을 이용하여 270μm의 간격으로 실시예 1과 동일한 방법으로 총계 10개의 렌티큘라 렌즈(폭 135μm)를 묘화하고, 일괄 노광기(다이닛폰 가켄(Japan Science Engineering Co.,Ltd.) 제조, 조도 50mW/cm2)로 300mJ/cm2 노광을 수행했다. 계속해서, 전술한 렌즈 사이에 잉크 A1을 실시예 1과 동일한 방법으로 충전하고, 경계면을 편광 현미경으로 관찰했다. 경계면의 일부에 팽윤된 직선성의 흐트러짐이 보였다.
1：지지 기판
2：렌티큘라 렌즈

Claims (7)

  1. 지지 기판 위에 복수 개의 렌티큘라 렌즈를 갖는 렌티큘라 렌즈 시트 제조 방법으로서,
    (1) 잉크젯 방식에 의해 n번째 열, (n+2)번째 열, (n+4)번째 열과 같은 짝수열의 렌즈 영역에 대해 자외선 경화 성분을 90 중량% 이상 함유하고, 자외선 경화 후에 표면 발잉크성을 갖는 투명 수지 조성물 잉크를 부여하는 공정과,
    (2) 자외선에 의해 (1)에 기재된 투명 수지 조성물 잉크를 경화하는 공정과,
    (3) 잉크젯 방식에 의해 (n+1)번째 열, (n+3)번째 열, (n+5)번째 열과 같은 홀수열의 렌즈 영역에 대해 자외선 경화 성분을 90 중량% 이상 함유하고, 자외선에 의해 경화하는 투명 수지 조성물 잉크를 부여하는 공정과,
    (4) 자외선에 의해 (1) 및 (3)에 기재된 투명 수지 조성물 잉크를 경화시켜 짝수열 및 홀수열의 렌즈 영역에 렌티큘라 렌즈를 형성시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 렌티큘라 렌즈 시트 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (2)에 기재된 자외선 경화 후의 도막 표면에 대해, (3)에 기재된 투명 수지 조성물 잉크의 정적 접촉각이 35°이상인 것을 특징으로 하는 렌티큘라 렌즈 시트 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (1) 및 (2)에 기재된 투명 수지 조성물 잉크를 도포하기 전에, 적어도 지지 기판의 세정 혹은 표면 처리를 수행하여 투명 수지 조성물 잉크와 지지 기판이 이루는 접촉각(θL)을 이하와 같이 한 렌티큘라 렌즈의 제조 방법.
    θ0≤θL≤30°
    (단, θ0은 렌티큘라 렌즈의 표면과 지지 기판이 이루는 각를 나타낸다.)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (1)에 기재된 잉크젯 도공에 이어, 동일 도공 스테이지 위에서 직후에 (2)에 기재된 자외선 노광이 수행되는 렌티큘라 렌즈 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 이용하여 얻어진 렌티큘라 렌즈 시트.
  6. 제5항에 기재된 렌티큘라 렌즈 시트를 이용한 광학 소자.
  7. 제5항에 기재된 렌티큘라 시트를 이용한 입체 표시 디스플레이.
KR1020137000144A 2010-06-07 2011-06-06 렌티큘라 렌즈 제조 방법, 렌티큘라 렌즈, 광학 소자 및 입체 표시 디스플레이 KR20130069712A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2010-130018 2010-06-07
JP2010130018 2010-06-07
PCT/JP2011/062940 WO2011155445A1 (ja) 2010-06-07 2011-06-06 レンチキュラレンズの製造方法、レンチキュラレンズ、光学素子、及び立体表示ディスプレイ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130069712A true KR20130069712A (ko) 2013-06-26

Family

ID=45098052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137000144A KR20130069712A (ko) 2010-06-07 2011-06-06 렌티큘라 렌즈 제조 방법, 렌티큘라 렌즈, 광학 소자 및 입체 표시 디스플레이

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130094079A1 (ko)
JP (1) JPWO2011155445A1 (ko)
KR (1) KR20130069712A (ko)
CN (1) CN102933987B (ko)
TW (1) TWI509291B (ko)
WO (1) WO2011155445A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150316777A1 (en) * 2012-11-29 2015-11-05 Agency For Science, Technology And Research Method of forming a film with a lenticular lens array
JP6060791B2 (ja) * 2013-04-17 2017-01-18 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用溶解液
CN104035201B (zh) * 2014-04-18 2016-03-02 江阴通利光电科技有限公司 一种低重影度的柱透镜式3d光学立体膜片及其制备方法
JP2015219422A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 光学部材及び表示装置
JP2019008865A (ja) * 2015-11-16 2019-01-17 Ａｇｃ株式会社 レンチキュラー構造体
CN109478010A (zh) * 2016-07-22 2019-03-15 富士胶片株式会社 立体造形物
TWI621877B (zh) * 2016-11-04 2018-04-21 台達電子工業股份有限公司 立體顯示裝置
CN109799558B (zh) * 2019-01-04 2022-02-22 广东晟琪科技股份有限公司 喷印式柱镜光栅板件、喷印式柱镜光栅3d画及其制作方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0766155B2 (ja) * 1992-04-03 1995-07-19 グラパックジャパン株式会社 レンズ付印刷物の製造方法及びレンズ付印刷物
JP3038329B1 (ja) * 1998-11-24 2000-05-08 日清紡績株式会社 レンチキュラーレンズの製造方法及び該方法によるレンズを用いた立体又は可変印刷物の製造方法
KR100521731B1 (ko) * 2000-07-03 2005-10-17 세이코 엡슨 가부시키가이샤 투과형 스크린의 제조 방법 및 투과형 스크린
JP2002355826A (ja) * 2001-05-31 2002-12-10 Omron Corp 光通信用レンズ部品の製造方法
JP2003279709A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Seiko Epson Corp マイクロレンズとその製造方法、光学膜、プロジェクション用スクリーン、及びプロジェクターシステム
JP3959392B2 (ja) * 2003-01-23 2007-08-15 株式会社クラレ レンチキュラーレンズシート、背面投射型スクリーン及び背面投射型プロジェクション装置並びにレンチキュラーレンズシートの製造方法
JP4232541B2 (ja) * 2003-06-04 2009-03-04 セイコーエプソン株式会社 マイクロレンズ装置の製造方法
CN1265212C (zh) * 2003-07-16 2006-07-19 财团法人工业技术研究院 微透镜的制造方法
JP4228845B2 (ja) * 2003-09-03 2009-02-25 セイコーエプソン株式会社 マイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、光学膜、プロジェクション用スクリーンおよびプロジェクタシステム
JP2006208787A (ja) * 2005-01-28 2006-08-10 Sony Corp 透過型スクリーン用レンチキュラーシートおよびその製造方法
CN1710448A (zh) * 2005-06-09 2005-12-21 吴德明 印刷与涂布制造的光栅像片及生产工艺
JP2007144635A (ja) * 2005-11-24 2007-06-14 Konica Minolta Medical & Graphic Inc インクジェット記録装置
JP2010224201A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Fujifilm Corp レンチキュラープリント形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201232045A (en) 2012-08-01
CN102933987B (zh) 2014-12-24
JPWO2011155445A1 (ja) 2013-08-01
WO2011155445A1 (ja) 2011-12-15
US20130094079A1 (en) 2013-04-18
TWI509291B (zh) 2015-11-21
CN102933987A (zh) 2013-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130069712A (ko) 렌티큘라 렌즈 제조 방법, 렌티큘라 렌즈, 광학 소자 및 입체 표시 디스플레이
CN100561317C (zh) 液晶面板的基板及形成配向膜的方法
KR101479475B1 (ko) 컬러 필터 및 액정 표시장치의 제조 방법
KR20230115958A (ko) 광학 필름 및 그 제조 방법
JP4913750B2 (ja) 感光性転写材料、隔壁及びその形成方法、光学素子及びその製造方法、並びに表示装置
CN102971647B (zh) 双凸透镜片、其制造方法及光学元件
GB2444081A (en) Manufacture Of A Birefringent Liquid Crystal Cell
US8537304B2 (en) Liquid crystal display device and manufacturing method therefor
CN101918867A (zh) 光学膜及其制备方法
KR20090006798A (ko) 컬러필터용 잉크, 컬러필터, 컬러필터의 제조 방법,화상표시 장치, 및 전자기기
JP2007094368A (ja) マイクロレンズ基板、マイクロレンズ基板の製造方法、液晶パネルおよび投射型表示装置
JP2009069438A (ja) カラーフィルター用インク、カラーフィルター、カラーフィルターの製造方法、画像表示装置、および、電子機器
JP4887625B2 (ja) 液晶表示装置
JP2008231274A (ja) カラーフィルター用インクセット、カラーフィルター、画像表示装置、および、電子機器
US20120262810A1 (en) Flexible color filter and method for manufacturing the same
JP2008233696A (ja) カラーフィルター用インクセット、カラーフィルター、画像表示装置、および、電子機器
JP2008241810A (ja) カラーフィルター用インクセット、カラーフィルター、画像表示装置、および、電子機器
JP2008233431A (ja) カラーフィルター用インクセット、カラーフィルター、画像表示装置、および、電子機器
JP2008233433A (ja) カラーフィルター用インクセット、カラーフィルター、画像表示装置、および、電子機器
JP2009067885A (ja) カラーフィルター用インク、カラーフィルター、カラーフィルターの製造方法、画像表示装置、および、電子機器
JP2001154009A (ja) カラーフィルタ用インク、カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子
JP2009014952A (ja) カラーフィルターの製造方法、カラーフィルター、画像表示装置、および、電子機器
JPH10104607A (ja) カラーフィルター及びその製造方法、該カラーフィルターを用いた液晶素子
JP2008216786A (ja) カラーフィルター及びその製造方法、液晶表示素子並びに液晶表示装置
JP2009244817A (ja) カラーフィルタの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid