WO1989012845A1 - Ecran translucide et production de cet ecran - Google Patents

Description

明 細 書

発明の名称 透過型スク リ ー ン及びその製造方法

技術分野

本発明は、 例えばビデォプロ ジェ ク タ 用いる透過型ス ク リ ー ン及びその製造方法に関する。

背景技術

ビデォプロ ジュ ク タ 一用の透過型スク リ ー ンは、 一般にフ レネ ル レ ンズと レ ンチキュ ラ 一 レ ンズよ り成り 、 また拡散作用を持た せるために、 例えば S i 0₂よ り成る拡散剤が舍有されている。 フ レ ネルレンズは、 投写レンズからの発散光を観察者側に屈折させる 機能を持ち、 メ タ ク リ ル樹脂板の片側に同心円状の多数の V字形 溝より成る レ ンズ面と非レ ンズ面を有している。 通常フ レネ ル レ ンズス ク リ 一 ンの製造にはホッ ト プレス成形法が採用されている, このホ ッ ト プレス法によれば、 厚さ ] 〜 3 mmの銅板にフ レネルレ ンズ形状と反対の V字形溝が同心円状に切削された金型と鏡面金 属板との間に厚さ 3 〜 5 mmのメ タ ク リ ル榭脂板を挟み、 過熱後加 圧成 W:する こ とにより製造されている。 レ ンチキュ ラ ー レ ンズス ク リ 一 ンの製造についても同梯である。

上述した従来の製造方法によれば、 フ レネ ル レ ンズの一面を形 成するためには、 切削された金型も一面を必要と し、 量産するに は多数の金型を必要と していた。 金型は、 1 面当り 150~ 250 万 円と高価である上に、 多数面を必要とするため金型代が製品コ ト スを押し上げていた。 そ して、 金型寿命は、 約 800〜 1000回プレ スであり、 1 面当りは、 15()0〜2500円の型代となっていた。 また 成 w. nにお '、、て材料 0メ タ ク ij ル m脂板を過熱幸欠化させて hi形 nj 能な状態にする必要があるが、 この成形温度と して 1 40〜 17(TC の ' を要し、 成形時 il t 1 面当り 1. 5〜 2時間要していた： に、 ホ つ 卜 ブ レス成形さ れたフ レ ネ 儿' レ ンズ ス ク リ ー ン 、 8 G〜 100 °cの高温時に金型から剝離しないと、 脱型が困難となり、 ま た脱型むらによる不良発生の原因となっていた。 更に、 金型が高 温にさらされる為に金型の寿命が短く、 一層の製品のコス ト.高を 招いていた。 加えて、 従来のフ レネルレンズスク リ ーンによれば、 厚さが厚いことによる多重像発生の問題点もあった。

本発明は、 上記問題点を解決することができる透過型スク リ 一 ン及びその製造方法を提供するものである。

発明の開示

本発明に係る透過型スク リ 一ンの製造方法においては、 バッ ク フ ィ ルム （13)の片面もしく は反対形のレンズ面が形成された型

(10)に紫外線硬化性樹脂（12)を塗布する工程と、 バッ ク フ ィ ルム (13)と型（10)で紫外線硬化性樹脂（12)に紫外線 (7)を照射する工程 と、 作製された透過型スク リ ーン （11)を型（10)から剝離する工程 を有する。 紫外線 (7)の光源 (8)としては、 メ タルハライ ドラ ンプ、 高圧水銀ラ ンプ、 X e ラ ンプ等を使用することができる。

この工程を経て本発明に係る透過型スク リ 一ン（11 )が得られる。 また、 本発明に係る透過型スク リ ー ン （11 )は、 紫外線硬化性樹 脂（ 12)からなり一方の面にレンズ面（15)が形成されたレンズと、 このレンズの他方の面に被着されたバッ クフィルム（13)を有して 成る。

本発明では、 上記透過型スク リ ー ン （11 )を備えた透過型プロジ ェクターを構成する。

かかる本発明によれば、 スク リ ーンの母材として紫外線硬化性 樹脂を使用することにより、 成形時間が短くて済み、 連続的な量 産が可能になるため、 従来のホッ トプレス方式で使用していたプ レス装- 、 過熱装置等が不要となり、 製造設備のコ ス 卜を大幅に 削減することができる _c: また、 スク リ ーンの厚さを所望の厚さに 調整することができるため、 透過型スク リ ーンの軽量薄型化が実 現できる。

このように本発明に係る透過型スク リ ー ンにおいては、 スク リ ー ンの厚さが薄くできるので、 多重像の発生を解消することがで ョる。

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明に係る製造装置の断面図、 第 2図は本発明に係 る製法例の断面図、 第 3図は本発明に係るスク リ ー ンの断面図、 第 4図〜第 6図は紫外線硬化性樹脂の分光透過特性を示すグラ フ、 第 7図は多重像の説明に供する図、 第 8図は本発明に係る透過型 ブ σ ジュ クタ一の例を示す構成図である。

発明を実施するための最良の形態

図面を参照して本発明の 1実施例を說明する。

第 1 図は、 フ レネルレ ンズスク リ 一ンの連続製造装置（1)を示す。 この装置（】）は、 基台 (2〉と この上に配設されたコ ンペャ（3)、 榭脂フ ィ 一ダ (4)、 ドクタブレー ド (5)、 加圧用口―ル (6)、 紫外線 (7)を照射 するためのメ タルハラ イ ドラ ンプ (8)、 脱型用ロール (9)を有して成 る。 （1 0 )は、 形成すべきフ レネルレ ンズの反対形のレ ン ズ面が形 成された樹脂型であり、 コ ンペャ (3)上に所定間隔を置いて載置さ れている。 なお、 この樹脂型（1 0 )は、 一面に切削成形されたマス ター金型を元にして多数作製して使用するため、 樹脂型（1 0 )のコ ス ト 下げることが可能になる。 また樹脂型（1 0 )の代わりに金型 を使用するこ ともできる。 この場合、 従来のホッ トプレスによる 製造方法のように金型が高温にさ らされることが無いので金型の 寿命が長く なり、 製品のコ ス トを下げることができる。

この装 : U)を使用して、 次のプロセ スでフ レネルレ ンズス ク リ 一 ン （Π .)を作製する _ί;

先す-、 榭 13 フ ィ ーダ (4)から溶融状態の紫外線硬化性樹脂 Π 2 '> (例えは Α Ρ Κ 樹脂 （商品名、 旭化成 （梡） 製:' 、 グラ ンディ ッ ク 榭脂 （商品名、 大日本イ ンク （株） 製等） をコ ンペャ (3)で移送さ れている樹脂型（10)上に供給し、 ドクタ一ブレー ド (5)で塗布厚を 均一にする。 この樹脂（12)の塗布厚は、 0. 10〜2 50匪が適当であ る。 薄い場合には厚さの均一性が劣り、 厚い場合には必要な紫外 線 (7)の照射時間が長くなる。 なお、 この塗布の際、 スク リ ーン中 のピンホール発生の原因とならないように、 榭脂（12)中に空気の 気泡が混入しないように注意する必要がある。 この対策としては、 紫外線硬化性樹脂（12)の粘度を使用時に 500cps~ 2000cp_S の低粘 度に調整した後、 塗布前に真空脱泡を行い、 榭脂（12)中に含まれ ている気泡を除いてから使用する。 次に、 上から送られてきた厚 さ 50〜 300 m のバッ クフ イ ルム （例えばポ リ エステルフ ィ ルム、 了セテー トフィ ルム等） （13)を加圧□ール (6)を通して樹脂（12)の 塗布面（14)に被着する。 そのバッ クフ ィ ルム （13)の被着は、 樹脂 (12)を空気 （特に酸素） から遮断するためである。

次に第 1図及び第 2図の拡大図に示すように、 バッ クフ ィ ルム

Π : が被着された樹脂（12)を紫外線光源であるメ タルハラィ ドラ ンプ (8)の下に送り、 ここで紫外線 (7)を被照射面の強度で 2 mi',/crf、 照射時 Pti] 5分の条件で照射して樹脂（ 12 )を硬化させる。 紫外線 (7) による硬化処理を終えた後、 脱型用 π —ル (9)でフ レネルレンズス ク リ ー ン （11)を樹脂型（10)から剝離する。 この後、ノ ッ クフ ィ ル ム （13)を切断して分割することにより第 3図に示すフ レネルレン ズスク リ ー ン （11)を得る。 （15)がフ レネルレンズ面である _c 上記実施例においては、 樹脂型（10)上に樹脂（12)を塗布した後、 バッ クフ イ ルム （13)を被着する方法を説明したが、 バッ クフ ィ ル ' 上に樹脂（12)を任意の厚さに塗布した後、 これを樹脂型（10 i 上に重ね、 この後紫外線 (7)を照射する方法によってもフ レネルレ ンズスク り ー ン（i l )を作製することができ 。 また上記実施例に お てはレンズの型と して樹脂型を用いたが、 前述の如く金型 用いてもよい。 この場合金型と しては、 切削金型ゃ鐃造金型を用 いることができる。 また金型以外でも、 セラ ミ ツ ク製の型、 ガラ ス製の型、 石コ ゥの型を用いることも可能である。 なお、 本発明 は、 レンチキュ ラーレンズスク リ ーンの製造にも同様に適用する ことができる。

次に、 本発明によつて得られる透過型スク リ一ンの難燃性を向 上させるための実施例について説明する。 一般に、 ビデオプ ジ ヱ クタ一用のスク リ ーンには、 U L- 94 H B レベルの難燃性が要求さ れている。 このため、 本発明においては、 上記紫外線硬化性樹脂 ( 12)中に難燃剤を榭脂（12)に対して 5〜20w t %の割合で添加し て難燃性の向上を図る。 一般に市販されている難燃剤と しては、 例えば C R-720、 C -509. CLD (商品名、 （株） 大八化学工業所製） ， フ ア イャガー ド （商品名、 帝人化成 （株） 製） 、 フアイャ · D — ド A (商品名、 大阪有機化学工業 （株） 製） 、 アンフ ラーム （商 品名、 曰本油脂 （株） 製） 、 コ ピカ （商品名、 日本ュ ピカ （株） 製） 等がある。

難燃剤と して C R- 509 (商品名） を使用し、 紫外線硬化性樹脂 ( 12)中に含有比を変えて添加し、 均一に分散するように攪拌混合 した後、 厚さ 0. 4mm 、 幅 12. 7mm、 長さ 125mmの試験片を作製し、 燃焼試験を行った。 その結果を下記の表に示す。 U L- 2 · 2 · B の規格によれば、 0. 120イ ンチ （3. 05mm)以下の厚さの試料の場 合、 1 分間当り 3. 0イ ンチの燃焼速度 （76. 2mmZ分） を越えない ことが要求されている。 この試験結果によれば、 紫外線硬化性榭 脂（12 )に対して 5 wt %以上難燃剤を添加することにより、 この条 件に適合することがわかる。 なお、 実用上は安全度を見込んで 10

〜20w t %難燃剤を添加するのが望ま しい。 難燃剤の含量 3 イ ンチ間 燃 焼

( w t % ) の燃焼時間 ^ 度 外 観 硬化時間

(隱 /分)

0 57秒 80. 2

5 1分 27秒 52. 6 変化なし 変化なし

10 2分 36秒 29. 6 変化なし 変化なし

20 途中消火 変化なし 変化なし また、 表に示すように、 樹脂（12)中に難燃剤を添加しても、 硬 化時間に変化はなく、 難燃剤を添加していない場合と全く同じ露 光条件でスク リーンを作製することができる。 そして、 上記実施 例のように難燃剤を添加した樹脂（12)より成る試料について、 難 燃剤の添加量を変えて透過率の変化を測定した。 この結果を第 4 図〜第 6図に示す。 第 4図は難燃剤の添加量が 0、 第 5図は 5 wt %、 第 6図は 10w t %の場合をそれぞれ示す。 これらのグラフによ れば、 難燃剤を添加した場合 （第 5図と第 6図） であっても、 添 加しない場合 （第 4図） と比べて分光透過特性が殆ど変化してい ないことから、 難燃剤を添加してスク リ ーンを作製しても、 得ら れたスク リ 一ン中に着色と物理的変化が生じていないことがわか る。 また、 従来のス ク リ ーンによれば、 liL-94 HB の規格に合わせ るためにもスク リーンの厚さを厚くする必要があつたが、 本発明 により薄く形成しても難燃性の点で問題がなくなり、 併せて従来、 ス ク リ ーンの厚さが厚いため、 レンズ面での反射により発生して いた多重像の問題も解消できることになる。 即ち、 第 7図に示す ように、 同じ難撚性のレベルを得るために、 従来の難燃剤を添加 していないスク リ ー ン （18)によれば厚さ t ₂ を厚くする必要があ つたが、 本スク リー ン （1 1 )により厚さ t , を薄くできることによ り、 本スク リ ー ン（11 )の場合、 実際に実像とゴ一ス ト像とが識別 できない距離 ^ , が従来例の距離 ·β 2 と比べて小さ く なるため、 多重像の度合いが軽減される。 同図で、 （16)は光源、 （17)は光で 第 8図は前述の透過型スク リ ー ンを用いた本発明の透過型プロ ジュクタ一を示す。 第 8図において、 透過型プロジェ クター（19) は、 透過型スク リ ー ン （20)と、 映像源である赤、 緑、 青の陰極線 管（21 ) (図では一つだけ示してある） と、 陰極線管（21 )からの映 像光を透過型スク リ ー ンに反射する ミ ラー（22)と、 これらを収納 するキャ ビネッ 卜 （23)を有している。 ここで透過型スク リ ーン (20)は第 3図のものと同一の構成であり、 そのレ ンズ面（15)が視 聴者側に面し、 バッ ク フ ィ ルム （13)がキャビネッ ト （23)の内側に 面している。

従来の透過型スク リ ー ンの製造方法によれば、 例えば 40〜45ィ ンチのフ レネルレ ンズス ク リ ー ンの場合、 厚く （ 3〜 5 mm) 且つ 重い（1. 5〜 2 kg ) という問題点があつたが、 本発明に係る製法に よれば厚さ 0. 6〜2. 0隱 、 重さ 200〜 300gのス ク リ ー ンが得られ るため、 従来品と比べて約 1 /5の薄型軽量化が可能になる。 この ように本発明に係る透過型スク リ ー ンにおいてはスク リ ー ンの厚 さを薄くできるため、 短焦点のフ レネルレ ンズの場合にレンズ面 での反射によって発生する多重像の問題を解消することができる, また、 ス ク リ ー ンを非常に薄くできるため、 巻き込み式の透過型 ス ク リ ー ンが得られる。 また、 本発明に係る製法によれば、 製造 時間を従来例と比べて大幅に短縮することが可能になるため、 量 産に最適の製法である。 また、 本発明に基づき、 無人化自動化ラ イ ンとすることが可能である。

Claims

請 求 の 範 囲

1. バックフ ィ ルムの片面もしく は反対形のレンズ面が形成され た型に紫外線硬化性樹脂を塗布する工程と、 上記バッフ ァ フィ ルムと上記型で上記紫外線硬化性樹脂を挟む工程と、 上記紫外 線硬化性榭脂に紫外線を照射する工程と、 作製された透過型ス ク リ ー ンを上記型から剝離する工程、 を有する透過型スク リ ー ンの製造方法。

2. バック フ ィ ルムの片面もしく は反対形のレンズ面が形成され た型に紫外線硬化性樹脂を塗布する工程と、 上記バッ クフ ィ ル ムと上記型で上記紫外線硬化性樹脂を挟む工程と、 上記紫外線 硬化性榭脂に紫外線を照射する工程と、 上記紫外線によって硬 化された上記紫外線硬化性樹脂を上記型から剝離する工程によ つて製造された透過型ス ク リ ーン。

3. 紫外線硬化性樹脂から成り一方の面にレンズ面が形成された レンズと、 該レンズの他方の面に被着されたバックフ イ ルムと を有する透過型スク リーン。

4. バッ ク フ ィ ルムの片面も しく は反対形のレンズ面が形成され た型に紫外線硬化性樹脂を塗布する工程と、 上記バッ クフ ィ ル ムと上記型で上記紫.外線硬化性樹脂を挟む工程と、 上記紫外線 硬化性樹脂に紫外線を照射する工程と、 上記紫外線によって硬 化された上記紫外線硬化性樹脂を上記型から剝離する工程によ つて製造された透過型スク リ一ンを備えた透過型プロジヱクタ

5. 紫外線硬化性樹脂から成り一方の面にレンズ面が形成された レ ンズと、 該レンズの他方の面に被着されたバッ クフ イ ルムと を冇する透過型スク リ ーンを備えた透過型プ ジニクタ一。