(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光面側から入射した映像光を出光面側に透過可能であり、三次元曲面をなすように曲げられた積層体、を備える透過型曲面スクリーンの製造方法であって、
前記積層体を平板状に作製する、積層体作製工程と、
前記積層体作製工程において作製された平板状の前記積層体を、平面視において楕円形又は円形の凸部又は凹部からなる成型部を備えた型の該成型部を用いて三次元曲面をなすように曲げる、第１曲面形成工程と、を含み、
前記型は、前記成型部を複数並べた列を少なくとも１列備えており、平面視において、前記列内で隣接する前記成型部は互いの一部が重なるように形成されており、
前記積層体が、前記映像光を拡散して出光可能な光拡散層を備える、透過型曲面スクリーンの製造方法。
【請求項２】
前記積層体作製工程が、光を透過可能にシート面に沿って並列された光透過部と、前記光透過部間に光を吸収可能に並列された光吸収部と、を有する光学機能層を形成する工程を含む、請求項１に記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。
【請求項３】
前記第１曲面形成工程において、前記積層体を加熱し、真空成型、圧空成型、又は真空圧空成型を行う、請求項１又は２に記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。
【請求項４】
前記積層体作製工程が、前記積層体の最も入光面側にフレネルレンズ層を形成する工程を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。
【請求項５】
フレネルレンズ層を有するフレネルレンズシートを作製する、フレネルレンズシート作製工程と、
三次元曲面をなすように前記フレネルレンズシートを曲げる、第２曲面形成工程と、
前記第１曲面形成工程で作製した、三次元曲面をなすように曲げられた前記積層体の前記入光面側に、前記第２曲面形成工程で作製した、三次元曲面をなすように曲げられた前記フレネルレンズシートを積層する、積層工程と、
を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。
【請求項６】
前記第２曲面形成工程において、前記フレネルレンズシートを加熱し、真空成型、圧空成型、又は真空圧空成型を行う、請求項５に記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。
【請求項７】
前記第２曲面形成工程が、平面視において楕円形又は円形の凸部又は凹部からなる成型部を備えた型の該成型部を用いて、三次元曲面をなすように前記フレネルレンズシートを曲げる工程である、請求項５又は６に記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。
【請求項８】
前記第２曲面形成工程で用いる前記型が、
前記成型部を複数並べた列を少なくとも１列備えており、
平面視において、前記列内で隣接する前記成型部は互いの一部が重なるように形成されている、請求項７に記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。
【請求項９】
入光面側から入射した映像光を出光面側に透過可能であり、三次元曲面をなすように曲げられた積層体、を備える透過型曲面スクリーンと、前記映像光を出射する映像光源と、前記透過型曲面スクリーンを支持するとともに前記映像光源を収容する筐体と、を備える映像表示装置の製造方法であって、
請求項１〜８のいずれかに記載の透過型曲面スクリーンの製造方法によって、前記透過型曲面スクリーンを作製する工程と、
前記映像光源及び前記透過型曲面スクリーンを前記筐体に組み込む工程と、
を有する表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元曲面をなすように形成され、一方の面側から投射された映像光を他方の面側に透過させる透過型曲面スクリーンの製造方法、及び該透過型曲面スクリーンの製造方法を用いた表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多様な映像を表示可能な表示装置が種々のシステムに組み込まれてきた。昨今では、表示装置が適用されるシステムの分野がさらに広がり、広く生活に関連するシステムにも表示装置が組み込まれるようになってきている。例えば自動車やアミューズメント機器といった、意匠性が非常に重要視される分野にも、表示装置が適用されるようになってきた。このような分野に適用される表示装置には、単に映像を表示する機能が期待されるだけでなく、システム全体との意匠性の観点からの調和も要求される。
【０００３】
特許文献１では、近年において表示装置の主流となりつつある液晶表示装置の映像表示面を湾曲させることが検討されている。しかしながら、特許文献１の段落０００４にも記載されているように、液晶表示装置の液晶表示パネルは、通常、ガラスを含んで構成されており、わずかに湾曲させるだけでも相当の工夫が必要となる。このような実情から、実際の使用に供される表示装置については、専ら、その映像表示面を取り囲む枠体又は筐体に特徴を付与することによって、意匠性の向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６３７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、枠体や筐体を工夫するだけで表示装置に十分な意匠性を付与することは困難である。
【０００６】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、三次元曲面をなすように形成することで意匠性が向上された透過型曲面スクリーンを容易に製造することができる、透過型曲面スクリーンの製造方法、及び三次元曲面をなすように形成することで意匠性が向上された透過型曲面スクリーンを備えた表示装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、入光面側から入射した映像光を出光面側に透過可能であり、三次元曲面をなすように曲げられた積層体（１０）、を備える透過型曲面スクリーン（１００）の製造方法であって、積層体を平板状に作製する、積層体作製工程（Ｓ１１）と、積層体作製工程において作製された平板状の積層体を、平面視において楕円形又は円形の凸部又は凹部からなる成型部（１５１、１６１）を備えた型（１５０、１６０）の該成型部を用いて三次元曲面をなすように曲げる、第１曲面形成工程（Ｓ１２）と、を含み、型は、成型部を複数並べた列を少なくとも１列備えており、平面視において、列内で隣接する成型部は互いの一部が重なるように形成されており、積層体が、映像光を拡散して出光可能な光拡散層（２１）を備える、透過型曲面スクリーンの製造方法である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の透過型曲面スクリーン（１００）の製造方法において、積層体作製工程（Ｓ１１）が、光を透過可能にシート面に沿って並列された光透過部（１３）と、光透過部間に光を吸収可能に並列された光吸収部（１４）と、を有する光学機能層（１２）を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の透過型曲面スクリーン（１００）の製造方法の第１曲面形成工程（Ｓ１１）において、積層体（１０）を加熱し、真空成型、圧空成型、又は真空圧空成型を行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明において「真空成型」とは、成型対象物と型との間の雰囲気を減圧し、成型対象物を型に密着させることによって、成型対象物を成型する方法を意味する。また、本発明において「圧空成型」とは、気体圧力を用いた加圧によって成型対象物を型に押し付け、成型対象物を型に密着させることによって、成型対象物を成型する方法を意味する。さらに、本発明において「真空圧空成型」とは、成型対象物と型との間の雰囲気を減圧しつつ、気体圧力を用いた加圧によって成型対象物を型に押し付けて、成型対象物を成型する方法を意味する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の透過型曲面スクリーン（１００）の製造方法において、積層体作製工程（Ｓ１１）が、積層体の最も入光面側にフレネルレンズ層（２５）を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明において「フレネルレンズ層」とは、フレネルレンズとして機能させることが可能な層を意味する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の透過型曲面スクリーン（１００）の製造方法において、フレネルレンズ層を有するフレネルレンズシートを作製する、フレネルレンズシート作製工程（Ｓ２１）と、三次元曲面をなすようにフレネルレンズシートを曲げる、第２曲面形成工程（Ｓ２２）と、第１曲面形成工程（Ｓ１２）で作製した、三次元曲面をなすように曲げられた積層体の入光面側に、第２曲面形成工程（Ｓ２２）で作製した、三次元曲面をなすように曲げられたフレネルレンズシートを積層する、積層工程（Ｓ２３）と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の透過型曲面スクリーン（１００）の製造方法の第２曲面形成工程（Ｓ２２）において、フレネルレンズシートを加熱し、真空成型、圧空成型、又は真空圧空成型を行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の透過型曲面スクリーン（１００）の製造方法において、第２曲面形成工程（Ｓ２２）が、平面視において楕円形又は円形の凸部又は凹部からなる成型部（１５１、１６１）を備えた型（１５０、１６０）の該成型部を用いて、三次元曲面をなすようにフレネルレンズシートを曲げる工程であることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の透過型曲面スクリーン（１００）の製造方法において、第２曲面形成工程（Ｓ２２）で用いる型が、成型部（１５１、１６１）を複数並べた列を少なくとも１列備えており、平面視において、該列内で隣接する成型部は互いの一部が重なるように形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、入光面側から入射した映像光を出光面側に透過可能であり、三次元曲面をなすように曲げられた積層体（１０）、を備える透過型曲面スクリーン（１００）と、映像光（Ｌ、Ｌ’）を出射する映像光源（３）と、透過型曲面スクリーンを支持するとともに映像光源を収容する筐体（２、２’）と、を備える映像表示装置（１、１’）の製造方法であって、請求項１〜８のいずれかに記載の透過型曲面スクリーンの製造方法によって、透過型曲面スクリーンを作製する工程と、映像光源及び透過型曲面スクリーンを筐体に組み込む工程と、を有する表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法によれば、三次元曲面をなすように形成することで意匠性が向上された透過型曲面スクリーンを容易に製造することができる。また、本発明の表示装置の製造方法によれば、三次元曲面をなすように形成することで意匠性が向上された透過型曲面スクリーンを備えた表示装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態にかかる本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法に含まれる工程を示したフローチャートである。
【図２】積層体作製工程で作製した積層体の一例について、断面の一部を模式的に示した図である。
【図３】図２に示した光学機能層の一部を拡大して示した図である。
【図４】光透過部を形成する工程の一例を模式的に示した断面図である。
【図５】光吸収部を形成する工程の一例を模式的に示した斜視図である。
【図６】フレネルレンズ層に入射した映像光の光路を模式的に示した図である。
【図７】フレネルレンズ層の一例を模式的に示した平面図である。
【図８】フレネルレンズ層の他の例を模式的に示した平面図である。
【図９】フレネルレンズ層の他の例を模式的に示した平面図である。
【図１０】積層体作製工程で作製した積層体の他の例について、断面の一部を模式的に示した図である。
【図１１】第１曲面形成工程において三次元曲面をなすように曲げられた積層体の外観を模式的に示した斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）は第１曲面形成工程の一例について、一部の工程を模式的に表した断面図である。図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示した工程の次工程を模式的に表した断面図である。図１２（ｃ）は図１２（ｂ）に示した工程の次工程を模式的に表した断面図である。
【図１３】図１３（ａ）第１曲面形成工程の他の例について、一部の工程を模式的に表した断面図である。図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示した工程の次工程を模式的に表した断面図である。図１３（ｃ）は図１３（ｂ）に示した工程の次工程を模式的に表した断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、第１曲面形成工程に用いる型の一例を概略的に示す斜視図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示したＸＩＶｂ−ＸＩＶｂでの型の断面を概略的に示す図である。図１４（ｃ）は、図１４（ａ）に示したＸＩＶｃ−ＸＩＶｃでの型の断面を概略的に示す図である。
【図１５】図１５（ａ）は、第１曲面形成工程に用いる型の他の例を概略的に示す斜視図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示したＸＶｂ−ＸＶｂでの型の断面を概略的に示す図である。図１５（ｃ）は、図１５（ａ）に示したＸＶｃ−ＸＶｃでの型の断面を概略的に示す図である。
【図１６】図１６（ａ）は、第１曲面形成工程に用いる型の他の例を概略的に示す斜視図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示したＸＶＩｂ−ＸＶＩｂでの型の断面を概略的に示す図である。図１６（ｃ）は、図１６（ａ）に示したＸＶＩｃ−ＸＶＩｃでの型の断面を概略的に示す図である。
【図１７】第２実施形態にかかる本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法に含まれる工程を示したフローチャートである。
【図１８】本発明の表示装置の製造方法によって製造された表示装置の一例について、断面を模式的に示した図である。
【図１９】本発明の表示装置の製造方法によって製造された表示装置の他の例について、断面を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。なお、図面は、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を実物のそれから変更し、誇張している。また、各図面において、見易さのために符号を省略している場合がある。
【００２４】
１．透過型曲面スクリーンの製造方法
本発明は、入光面側から入射した映像光を出光面側に透過可能であり、三次元曲面をなすように曲げられた積層体、を備える透過型曲面スクリーンの製造方法である。
【００２５】
１．１．第１実施形態
図１は、第１実施形態にかかる本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法に含まれる工程を示したフローチャートである。図１に示した本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法は、積層体を平板状に作製する、積層体作製工程Ｓ１１と、積層体作製工程Ｓ１１において作製された平板状の積層体を、三次元曲面をなすように曲げる、第１曲面形成工程Ｓ１２と、を有している。以下、図１に示した工程について説明する。
【００２６】
＜積層体作製工程Ｓ１１＞
積層体作製工程Ｓ１１（以下、単に「工程Ｓ１１」と表記する場合がある。）は、映像光を拡散して出光可能な光拡散層を備える積層体を、平板状に作製する工程である。図２は、工程Ｓ１１で作製した積層体の一例について、断面の一部を模式的に示した図である。図２において、紙面左側は出光面側であって、積層体１０を備えた透過型曲面スクリーンを表示装置に組み込んだ際に、観察者が観察する側（以下、「観察者側」と表記する。）である。また、図２において、紙面右側は入光面側であって、映像光源が備えられる側（以下、「映像光源側」と表記する。）である。
【００２７】
図２に示した積層体１０は、ハードコート層２０、光拡散層２１、粘着剤層２２ａ、光学機能層１２、基材層１１、粘着剤層２２ｂ、補強層２３、粘着剤層２２ｃ、基材層２４、及びフレネルレンズ層２５を有している。積層体１０は、これらの層を構成するシートを積層した後に適切な大きさに裁断することによって、又はこれらの層を構成するシートを適切な大きさに裁断した後に積層することによって、作製することができる。各層の積層方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
【００２８】
（ハードコート層２０）
ハードコート層２０は、積層体１０の最も観察者側に配置されており、積層体１０を備えた透過型曲面スクリーンの映像表示面を構成する。したがって、ハードコート層２０は、外部との接触に起因した擦傷に対する耐性が付与されている。このようなハードコート層２０は、例えば、電離放射線硬化型樹脂を硬化させることによって形成できる。当該電離放射線硬化型樹脂の具体例としては、アクリルウレタン系の電離放射線硬化型樹脂を挙げることができる。
【００２９】
また、ハードコート層２０は、積層体１０を備えた透過型曲面スクリーンの映像表示面を構成するため、防眩機能を有していることが好ましい。防眩機能を有するハードコート層２０によれば、透過型曲面スクリーンの表示面での外光の反射や外部像の写りこみを防止して、透過型曲面スクリーンの表示面に表示される映像の視認性を向上させることができる。
【００３０】
このようなハードコート層２０は、例えば、上述したハードコート層２０を構成する樹脂を、光拡散層２１の一方の面側に連続的に供給し、賦型成形することによって光拡散層２１上に積層することができる。このとき、ハードコート層２０に上述した防眩機能を備えさせる場合は、例えば、表面がマット面である金型ロールを用いて賦型成形すれば良い。
【００３１】
しかしながら、ハードコート層２０を硬化させた後に該ハードコート層２０を含む積層体１０を後述するようにして曲げると、ハードコート層２０にクラックが入る虞がある。これは、ハードコート層２０を構成する樹脂を完全に硬化させると、ハードコート層２０が延び難くなり、曲げに追従できなくなるためである。
【００３２】
よって、光拡散層２１の一方の面側にハードコート層２０を付与する好ましい方法として、以下の方法を例示することができる。１つ目の方法は、工程Ｓ１１ではハードコート層２０を構成する樹脂を完全には硬化させずに次工程に進み、第１曲面形成工程Ｓ１２で積層体１０を曲げると同時に、若しくは積層体１０を曲げた後に、ハードコート層２０を硬化させる方法である。２つ目の方法は、積層体１０を曲げた後に、スプレー塗工、スピン塗工、ディップ塗工などで、ハードコート層２１を構成する樹脂を光拡散層２１の表面に塗工し、その後、該樹脂を硬化させる方法である。
【００３３】
（光拡散層２１）
光拡散層２１は、映像光源側から入射した光を等方拡散して観察者側に出射する層である。具体的には、光拡散層２１は、透明樹脂からなるベース部と、該ベース部中に分散された拡散成分とを有している。そして、光拡散層２１は、例えば、ベース部と拡散成分との間の屈折率差に起因して、或いは、拡散成分自体が有する反射性に起因して、光を等方的に拡散する機能を発現する。ただし、本発明において、光拡散層２１は光を等方拡散する層に限定されず、透過型曲面スクリーンの用途に応じて、光を異方拡散する層であってもよい。例えば、ベース部中における拡散成分の分布や拡散成分の形状を調整することによって、光を異方拡散することができる。光拡散層２１のこのような光拡散能によって、光学機能層１２を透過した映像光が拡散され、観察者は、光拡散層２１の光拡散能に応じた視野角の範囲内で映像を観察することができる。
【００３４】
光拡散層２１のベース部を構成する透明樹脂としては、例えば、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート・スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。
【００３５】
また、光拡散層２１の拡散成分を構成するものとしては、プラスチックビーズ等の有機フィラーが好適であり、特に透明度が高いものが好ましい。当該プラスチックビーズをとしては、例えば、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩ビビーズ等が挙げられる。これらの中でもアクリルビーズが好ましい。或いは、拡散成分は気泡であっても良い。
【００３６】
光拡散層２１の厚みは、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることがより好ましい。光拡散層２１の厚みが０．１ｍｍ未満であれば、光拡散層２１の光拡散能が不十分となる虞がある。一方、光拡散層２１の厚みが２ｍｍを超えると、積層体１０を備えた透過型曲面スクリーンに表示される映像の解像性が劣化し、映像がぼやける虞がある。
【００３７】
このような光拡散層２１は、例えば、上記拡散成分を上記透明樹脂に分散させた熱可塑性樹脂を調整し、押し出し成形によって該熱可塑性樹脂を板状にした拡散フィルムを作製し、該拡散フィルムを他の層に積層することによって形成することができる。光拡散層２１と他の層とを積層する方法は特に限定されない。例えば、ハードコート層２０は上述したようにして光拡散層２１と積層することが可能である。また、図１に示したように、光学機能層１２と光拡散層２１とは、粘着剤層２２ａを用いて貼合することによって、積層することができる。
【００３８】
（光学機能層１２）
光学機能層１２は、映像光源側から入射した映像光の光路を制御するとともに、迷光や外光を適切に吸収する機能を有する層である。光学機能層１２は、図２に示した断面を有して紙面奥／手前側に延在する形状を備える。図３は、図２に示した光学機能層１２の一部を拡大して示した図である。図２、図３及び適宜示す図を参照しつつ光学機能層１２についてさらに説明する。
【００３９】
光学機能層１２は、光を透過可能に層面に沿って並列された光透過部１３、１３、…と、光透過部１３、１３、…間に光を吸収可能に並列された光吸収部１４、１４、…とを備えており、光透過部１３、１３、…及び光吸収部１４、１４、…は、図２に示した断面を有して紙面奥／手前側に延在する形状を備えている。光学機能層１２は、このような光透過部１３、１３、…及び光吸収部１４、１４、…を備えることによって、表示装置に備えられた際に、映像光源側から入射した映像光の光路を制御するとともに、迷光や外光を適切に吸収する機能を有することができる。
【００４０】
光透過部１３、１３、…は、映像光を透過する機能を有する部位で、図２及び図３に表れる断面において、略台形の断面を有する要素である。当該略台形断面における上底及び該上底より長い下底が光学機能層１２の層面に沿う方向に配置されている。また、光透過部１３、１３、…は、屈折率がＮｐであり、光透過性を有する。このような光透過部１３、１３、…は、以下に説明する光透過部構成組成物を硬化させることによって構成することができる。なお、屈折率Ｎｐの値は特に限定されることはないが、適用する材料の入手性の観点等から１．４９〜１．５６であることが好ましい。
【００４１】
光透過部構成組成物としては、紫外線などの光で硬化させられるものが好ましく、例えば、以下に挙げる光硬化型プレポリマー（Ｐ１）、反応性希釈モノマー（Ｍ１）および光重合開始剤（Ｓ１）を配合した光硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。
【００４２】
上記光硬化型プレポリマー（Ｐ１）としては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等のプレポリマーを挙げることができる。
【００４３】
また、上記反応性希釈モノマー（Ｍ１）としては、例えば、ビニルピロリドン、２−エチルヘキシルアクリレート、β−ヒドロキシアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等を挙げることができる。
【００４４】
また、上記光重合開始剤（Ｓ１）としては、例えば、ヒドロキシベンゾイル化合物（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインアルキルエーテル等）、ベンゾイルホルメート化合物（メチルベンゾイルホルメート等）、チオキサントン化合物（イソプロピルチオキサントン等）、ベンゾフェノン（ベンゾフェノン等）、リン酸エステル化合物（１，３，５−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド等）、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。これらのうち光透過部１３、１３、…の着色防止の観点から好ましいのは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンおよびビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシドである。なお、上記光重合開始剤（Ｓ１）は、光透過部構成組成物全量を基準（１００質量％）として、０．５質量％以上５．０質量％以下含まれていることが好ましい。
【００４５】
これらの光硬化型プレポリマー（Ｐ１）、反応性希釈モノマー（Ｍ１）および光重合開始剤（Ｓ１）は、それぞれ、１種あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。また必要に応じて、光透過部構成組成物中に、塗膜の改質や塗布適性、金型からの離型性を改善させるため、種々の添加剤としてシリコーン系添加剤、レオロジーコントロール剤、脱泡剤、離型剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤等を添加することも可能である。だたし、光透過部構成組成物には、以下に説明するように、架橋間分子量が３０００以上４０００以下の紫外線硬化型樹脂を用いることが好ましい。
【００４６】
紫外線硬化型樹脂は、架橋間分子量が多くなると柔らかく（伸びやすく）なり、柔らかい紫外線硬化型樹脂は、成型した際に形状が変化しやすくなる。本発明者らは、本実施形態においては適度な柔らかさの紫外線硬化型樹脂を用いることが好ましいと考えて実験を行った結果、架橋間分子量が３０００以上４０００以下の紫外線硬化型樹脂を用いることが好ましいことを見出した。以下に、発明者が行った実験の一例について説明する。
【００４７】
発明者は、それぞれ異なる樹脂によって形成された光透過部を備えた光学機能層を具備するシートを複数用意し、様々な型を用いてそれらのシートを三次元曲面を有するように成型する実験を行った。表１に、実験に用いた型の形状及び使用した樹脂等を示した。本実験に用いた樹脂は、架橋間分子量が１５００の樹脂（樹脂Ａ）及び架橋間分子量が３２５０の樹脂（樹脂Ｂ）である。また、本実験に用いた型は、図１４に示したような型である。図１４（ａ）は型１４０の斜視図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）に示したＸＩＶｂ−ＸＩＶｂでの断面であり、図１４（ｃ）は図１４（ａ）に示したＸＩＶｃ−ＸＩＶｃでの断面である。表１に示した「曲率半径」は、金型１４０の凹部（成型部）１４１の長手方向の曲率半径である。「深さ」は凹部１４１の深さＤ１である。「長手方向変化率」は凹部１４１の長手方向断面（図１４（ｂ）に示した断面）において底部を形成する孤１４４の長さＬ２と、平面視における凹部１４１の長手方向の長さＬ１とを用いて（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１で求められる値である。「面積変化率」は、長手方向変化率と同様にして短手方向についても変化率を計算し、その短手方向変化率と長手方向変化率とを掛け合わせた値である。「縦ストライプ」は、光透過部の長手方向（図２の紙面奥／手前方向）がＸＩＶｂ−ＸＩＶｂと平行になるようにして成型した場合にクラックが発生したかどうかを示しており、「横ストライプ」は光透過部の長手方向（図２の紙面奥／手前方向）がＸＩＶｃ−ＸＩＶｃと平行になるようにして成型した場合にクラックが発生したかどうかを示している。なお、クラックが発生した場合は「×」、クラックが発生しなかった場合は「○」としている。
【００４８】
【表１】
0005625961.tif 000002
【００４９】
表１に示したように、架橋間分子量が３２５０の紫外線硬化型樹脂を用いた場合は、面積変化率が１９．４％となるまで伸ばしてもクラックが発生しなかった。
【００５０】
次に、光吸収部１４、１４、…について説明する。光吸収部１４、１４、…は、光透過部１３、１３、…の間に配置され、図２及び図３表れる断面において略台形面を有する要素である。光吸収部１４、１４、…の略台形断面における上底及び該上底より長い下底が光学機能層１２の層面に沿う方向に配置されている。また、光吸収部１４、１４、…の略台形断面の下底に相当する面が光透過部１３、１３、…の上底間に並列されている。そして、光吸収部１４、１４、…の下底、及び光透過部１３、１３、…の上底により光学機能層１２の一方の面が形成されている。光吸収部１４、１４、…の略台形断面における斜辺は、光学機能層１２の層面の法線方向に対して０度以上１０度以下の角度をなしていることが好ましい。なお、斜辺の角度が０度に近い場合、光吸収部１４、１４、…の断面は略矩形となる。また、光吸収部１４、１４、…の上記斜辺の傾きは必ずしも一定である必要はなく、折れ線状であってもよいし、曲線状であってもよい。さらに、光吸収部１３、１３、…断面は、略三角形であってもよい。
【００５１】
また、光吸収部１４、１４、…は、光透過部１３、１３、…の屈折率Ｎｐより小さい屈折率Ｎｂを有する所定の材料により構成されている。このように光透過部１３、１３…の屈折率Ｎｐと光吸収部１４、１４、…の屈折率ＮｂとをＮｐ＞Ｎｂとすることにより、光透過部１３、１３、…に入射した映像光源からの映像光を、光吸収部１４、１４、…と光透過部１３、１３、…との界面でスネルの法則によって反射させ、観察者に明るい映像を提供することができる。ＮｐとＮｂとの屈折率の差は特に限定されるものではないが、０より大きく０．０６以下であることが好ましい。
【００５２】
また、本実施形態では上記のようにＮｐ＞Ｎｂの関係が好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではなく、光透過部の屈折率と光吸収部の屈折率とを同じにしてもよく、光透過部の屈折率を光吸収部の屈折率よりも小さくすることも可能である。
【００５３】
加えて、本実施形態における光吸収部１４、１４、…は、光吸収粒子１６、１６、…と光吸収粒子１６、１６、…を分散させたバインダー１５とを含む光吸収部構成組成物が光透過部１３、１３、…間の溝に充填されることにより構成されている。これにより、光透過部１３、１３、…と光吸収部１４、１４、…との界面でスネルの法則によって反射せずに光吸収部１４、１４、…の内側に入射した迷光を光吸収粒子１６、１６、…で吸収することができる。さらには所定の角度で入射した観察者側からの外光を光吸収粒子１６、１６、…で適切に吸収することができ、映像のコントラストを向上させることも可能となる。
【００５４】
このときバインダー１５が上記の屈折率Ｎｂである材料により構成される。当該バインダーとして用いられるものは特に限定されないが、紫外線などの光によって硬化されるものが好ましく、これには例えば、光硬化型プレポリマー（Ｐ２）に、反応性希釈モノマー（Ｍ２）および光重合開始剤（Ｓ２）を配合した光硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。
【００５５】
上記光硬化型プレポリマー（Ｐ２）としては、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、およびブタジエン（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００５６】
また、上記反応性希釈モノマー（Ｍ２）としては、例えば、単官能モノマーとして、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクトン、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、スチレン等のビニルモノマー、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、パラクミルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレ−ト、ベンジルメタクリレ−ト、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルホリン等の（メタ）アクリル酸エステルモノマー、（メタ）アクリルアミド誘導体が挙げられる。また、多官能モノマーとして、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、３−メチル−１，５−ペンタンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡポリプロポキシジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレ−ト、グリセリルトリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレ−ト、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレ−ト、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレ−ト、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレ−ト等が挙げられる。
【００５７】
また、上記光重合開始剤（Ｓ２）としては、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。これらの中から、光硬化型樹脂組成物を硬化させるための照射装置および光硬化型樹脂組成物の硬化性から任意に選択することができる。本発明において光硬化型樹脂組成物に含まれる光重合開始剤（Ｓ２）の量は、光硬化型樹脂組成物の硬化性およびコストの観点から、光硬化型樹脂組成物全量を基準（１００質量％）として、０．５質量％以上１０．０質量％以下含まれていることが好ましい。
【００５８】
これらの光硬化型プレポリマー（Ｐ２）、反応性希釈モノマー（Ｍ２）および光重合開始剤（Ｓ２）は、それぞれ、１種で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５９】
具体的には、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートおよびメトキシトリエチレングリコールアクリレートからなる重合性成分（詳しくは、光硬化型プレポリマー（Ｐ２）および反応性希釈モノマー（Ｍ２））の屈折率、粘度、あるいは光学機能層１２の性能への影響等を考慮して任意に配合して用いる。
【００６０】
また必要に応じて、添加剤として、シリコーン、消泡剤、レベリング剤および溶剤等を光吸収部構成組成物に添加してもよい。
【００６１】
光吸収粒子１６、１６、…は、光吸収部構成組成物中に含まれ、光吸収部１４、１４、…を構成したとき、迷光や外光を吸収するように作用する。
【００６２】
光吸収粒子１６、１６、…としては、カーボンブラック等の光吸収性の着色粒子が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではなく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する着色粒子を使用してもよい。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。特に、着色した有機微粒子が、コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点から好ましく用いられる。より具体的には、カーボンブラックを含有したアクリル架橋微粒子や、カーボンブラックを含有したウレタン架橋微粒子等が好ましく用いられる。こうした着色粒子は、通常、上記の光吸収部構成組成物中に３質量％以上３０質量％以下の範囲で含まれる。着色粒子の平均粒子径は１．０μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。光吸収部１４、１４、…を形成する際には、図５（光吸収部を形成する工程を模式的に表した断面図。）に示すように、着色粒子を含有する光吸収部構成組成物４６を光透過部１３、１３、…間の溝１３ａ、１３ａ、…に充填しつつ、ドクターブレード４７を用いて余剰分の光吸収部構成組成物４６を掻き落とす工程が含まれる。このとき、平均粒子径が１．０μｍ以上の着色粒子を用いることによって、着色粒子がドクターブレード４７と光透過部１３、１３、…との間の隙間を抜け難くなることを防止し、光透過部１３、１３、…上に着色粒子が残留することを防止できる。
【００６３】
また、光透過部を構成する材料によっては、光吸収部の表面は光透過部の表面に対して、同一平面上（平滑）に充填される場合もあれば、凹部状に充填される場合もある。
【００６４】
なお、光を吸収させるための手段は本実施形態のように光吸収粒子による方法に限定されるものではない。他には例えば、顔料や染料により光吸収部全体を着色することを挙げることができる。
【００６５】
次に、光学機能層１２の製造方法について説明する。図４は、光透過部を形成する工程の一例を模式的に示した断面図である。図５は、光吸収部を形成する工程の一例を模式的に示した斜視図である。
【００６６】
光学機能層１２を作製する際、図４に示すように、基材層１１となる、又は基材層１１となる層を含む基材１１’の上に、光透過部１３、１３、…を形成する。光透過部１３、１３、…を形成するには、まず、光透過部１３、１３、…の形に対応した形の溝を所定のピッチで有する金型ロール４２を準備する。次に、当該金型ロール４２とニップロール４１との間に基材１１’を送り込む。図４に示した矢印ｘ１は、基材１１’を送り込む方向である。基材１１’の送り込みに合わせて、金型ロール４２と基材１１’との間に供給装置４５から光透過部構成組成物４０の液滴を供給し続ける。供給装置４５から基材１１’上に光透過部構成組成物４０を供給するとき、金型ロール４２と基材１１’との間に、光透過部構成組成物４０が溜まったバンクが形成されるようにする。このバンクにおいて、光透過部構成組成物４０が基材１１’の幅方向に広がる。
【００６７】
上記のようにして金型ロール４２と基材１１’との間に供給された光透過部構成組成物４０は、金型ロール４２およびニップロール４１間の押圧力により、基材１１’と金型ロール４２との間に充填される。その後、光照射装置４４によって光透過部構成組成物４０に紫外線等を照射し、光透過部構成組成物を硬化させることによって光透過部１３、１３、…を形成することができる。光透過部１３、１３、…が形成された後、基材１１’上に光透過部１３、１３、…が形成されたシートは、剥離ロール４３を介して引かれることによって、金型ロール４２から引き剥がされる。
【００６８】
次に、図４に示した工程を経て得られたシートの光透過部１３、１３、…間に、光吸収部１４、１４、…を形成する。具体的には、図５に示すように、光透過部１３、１３、…上に光吸収部構成組成物４６を供給し、ドクターブレード４７によって該光吸収部構成組成物４６を光透過部１３、１３、…間の溝１３ａ、１３ａ、…に充填しつつ、余剰分の光吸収部構成組成物４６を掻き落とし、光透過部１３、１３、…間の溝１３ａ、１３ａ、…に残った光吸収部構成組成物４６に紫外線等を照射して硬化させることにより、光吸収部１４、１４、…を形成することができる。このようにして、基材層１１上に光学機能層１２を形成する。なお、図５に示した矢印ｘ２は、図４に示した工程を経て得られたシートの送り方向である。
【００６９】
図５に示した工程において、光透過部１３、１３、…の弾性率は１０ＭＰａ以上２０００ＭＰａ未満であることが好ましい。光透過部１３、１３、…の弾性率が２０００ＭＰａ以上になると、硬くなり、ワレや欠けの不具合が発生したり、上記のようにして光吸収部１４、１４、…を形成する際に、光学機能層１２の表面に外観不良を生じたり、光学機能層１２の透過率が低下したりする虞がある。すなわち、光透過部１３、１３、…が硬すぎると、光透過部１３、１３、…上に供給した光吸収部構成組成物４６のうち余剰分をドクターブレード４７で掻き取る際、ドクターブレード４７を光透過部１３、１３、…に押し付けても光透過部１３、１３、…が変形しないため、余剰分の光吸収部構成組成物４６を掻き落としきれない虞がある。光透過部１３、１３、…の弾性率を上記範囲にすると、ドクターブレード４７を押し付けた際、光透過部１３、１３、…の変形により、余剰分の光吸部構成組成物４６の掻き取り不良をなくし、光学機能層１２の表面に外観不良を生じたり、光学機能層１２の透過率が低下したりすることを防止できる。なお、光透過部１３、１３、…の弾性率が１０ＭＰａ以下だと光透過部１３、１３、…が軟らか過ぎるため、図４に示した工程において、光透過部１３、１３、…が金型ロール４２から離型し難くなる虞がある。
【００７０】
（基材層１１）
基材層１１は、上述した光学機能層１２を形成するための基材となる層である。基材層１１には、透光性を有するものが用いられる。このようなものとしては、例えば、ポリカーボネートやシクロオレフィン、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ））などのフィルムを挙げることができる。これらの中で、入手の容易性、コスト、電離放射線硬化性樹脂（光学機能シート層１２）との密着性から、ポリカーボネートが好ましい。ここでいうポリカーボネートは、ポリカーボネートを主ポリマーとするもので、たとえば劣化防止剤、可塑剤、軟化剤等の充填剤を含む、あるいはメタアクリル樹脂等との複合体であっても良い。
【００７１】
また、基材層１１の光学機能層１２を形成する側の面には、プライマー処理をしておいても良い。当該プライマーは、透過型曲面スクリーンの製造過程及び透過型曲面スクリーンの使用時において、基材層１１と光学機能層１２との接着性を向上させる機能を有する。プライマーの塗付方法としては、グラビアコーティング法、スプレー法、ロールコーテイング法等公知の手段を用いることができる。なお、プライマーの塗付厚さは、基材層１１と光学機能層１２との間で十分な密着力が得られれば特に限定されることは無いが、１μｍ以上１０μｍ以下程度が望ましい。プライマーの材料としては公知のものが使用可能である。例えば、アクリル樹脂、ポリビニル樹脂、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリウレタン又はそれらの混合物からなり、それぞれ希釈溶剤に溶解、分散して塗布した後に希釈溶剤を蒸発させたもの、若しくは、熱硬化あるいは紫外線硬化等により硬化させたものをプライマーとして使用できる。また紫外線によって硬化させる場合は、希釈溶剤を含ませずに使用するものも可能である。
【００７２】
（補強層２３）
補強層２３は、積層体１０の変形を抑えて、積層体１０を備えた透過型曲面スクリーンによって表示される映像の歪みの発生を防止するために設けられる層である。したがって、補強層２３は、積層体１０を備えた透過型曲面スクリーン全体に十分な剛性を付与すべく、その材質及び厚みを設計することが好ましい。補強層２３の厚さは、例えば、３ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。補強層２３を厚くし過ぎると、積層体１０を備えた透過型曲面スクリーンの厚さが厚くなり過ぎる、映像光の透過率が低下する、ゴースト（二重像）が発生する等の不具合を生じる虞がある。
【００７３】
補強層２３には、透光性を有するものが用いられる。このようなものとしては、例えば、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート・スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。これらの中で、耐熱性等の観点からは、ポリカーボネート樹脂が好ましい。
【００７４】
（基材層２４）
基材層２４は、後述するフレネルレンズ層２５を形成するための基材となる層である。基材層２４としては、基材層１１と同様のものを用いることができる。
【００７５】
（フレネルレンズ層２５）
フレネルレンズ層２５は、複数の単位レンズを備えることによってフレネルレンズを構成する層である。フレネルレンズ層２５を構成する樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂を挙げることができる。
【００７６】
フレネルレンズ層２５は、映像光源から発散光束として透過型曲面スクリーンに投射される映像光の進行方向を偏向させる機能を有している。具体的には、フレネルレンズ層２５は、発散光束として入射した映像光を、映像光源側から観察者側に向けて進む平行光束に変換する。このように映像光を一旦平行光束にしておくことにより、観察者側から観察される映像の明るさのバラツキを緩和することができる。
【００７７】
フレネルレンズ層２５に入射した映像光の光路について、図６を参照しつつ説明する。図６は、フレネルレンズ層２５の一部を拡大するとともに、フレネルレンズ層２５に入射した映像光の光路を示した図である。
【００７８】
図６に示すように、フレネルレンズ層２５を構成する複数の単位レンズ２６は、映像光Ｌを屈折させて入射させる入射面２７と、入射面２７から入射した映像光Ｌを全反射させて観察者側に向ける全反射面２８とを有している。このように、映像光源から発光される映像光Ｌは、発散光束として透過型曲面スクリーンに投射されてフレネルレンズ層２５に入射し、フレネルレンズ層２５を構成する単位レンズ２６によって屈折及び反射されることによって、平行光束にされて光学機能層１２側に出射する。
【００７９】
このようなフレネルレンズ層２５を構成する単位レンズ２６について、以下に例示する。図７〜図９は、フレネルレンズ層２５を模式的に示した平面図である。図７及び図８は、いわゆるサーキュラーフレネルレンズを表しており、図９は、いわゆるリニアフレネルレンズを表している。図７〜図９において、紙面奥が観察者側、紙面手前が映像光源側である。また、図７〜図９に示した「水平方向」は、積層体１０を表示装置に備えさせた場合に水平となる方向であって、「鉛直方向」は、積層体１０を表示装置に備えさせた場合に鉛直となる方向である。
【００８０】
図７に示したフレネルレンズ層２５ａを構成する単位レンズ２６ａ、２６ａ、…は、同心円をなす円の弧上に延びるように配列されている。そして、水平方向における単位レンズ２６ａ、２６ａ、…の構成は、水平方向における中心位置を通る鉛直方向と平行な軸Ａａを中心として、線対称となっている。このような単位レンズ２６ａ、２６ａ、…の構成は、透過型曲面スクリーンに対する映像光源等の配置に基づいて設計され得る。例えば、単位レンズ２６ａ、２６ａ、…の配置に関する同心円の中心Ｏが、透過型曲面スクリーンを備えた表示装置を正面から観察した場合において、映像光源の配置位置に重なる位置になるように設計する。この場合、中心Ｏは、フレネルレンズ層２５ａの光学中心と呼ばれることもある。このように中心Ｏをフレネルレンズ層２５ａの中心から鉛直方向下側に偏心させることにより、透過型曲面スクリーンの下方から映像光を投射したとしても、映像光源からの発散光束を平行光束にすることができる。透過型曲面スクリーンの下方から映像光を照射する構成とすることによって、透過型曲面スクリーンを備えた表示装置の厚さを薄くすることができる。
【００８１】
図８に示したフレネルレンズ層２５ｂは、フレネルレンズ層２５ｂを構成する単位レンズ２６ｂ、２６ｂ、…の配置に関する同心円の中心Ｏの位置が、図７に示したフレネルレンズ層２５ａと異なる。図８に示したフレネルレンズ層２５ｂのように、単位レンズ２６ｂ、２６ｂ、…の配置に関する同心円の中心Ｏを、フレネルレンズ層２６ｂの略中心とすることも可能である。
【００８２】
図９に示したフレネルレンズ層２５ｃを構成する単位レンズ２６ｃ、２６ｃ、…は、それぞれが水平方向に直線状に延び、且つ単位レンズ２６ｃ、２６ｃ、…が鉛直方向に配列されている。このように、単位レンズ２６ｃ、２６ｃ、…をいわゆるリニアフレネルレンズとすることも可能である。ただし、リニアフレネルレンズの場合、単位レンズの配列方向（図９に示した形態では紙面上下方向）には光を収束できるが、単位レンズが延在する方向（図９に示した形態では紙面左右方向）には光を収束できない。
【００８３】
このようなフレネルレンズ層の形成方法は特に限定されない。例えば、上述した光透過部１３、１３、…と同様にして基材層２４上に単位レンズ２６、２６、…、形成することによって、フレネルレンズ層２５の形成することができる。
【００８４】
なお、図２には、基材層２４上にフレネルレンズ層２５を形成し、粘着剤層２２ｃを介して基材層２４と補強層２３とを積層した形態を例示しているが、本発明はかかる形態に限定されない。図１０は、工程Ｓ１１で作製した積層体の他の例について、断面の一部を模式的に示した図である。図１０において、図２に示したものと同様の構成のものには同じ符号を付している。図１０に示した積層体１０’のように、フレネルレンズ層２５は、補強層２３の映像光源側に形成することもできる。この場合は、例えば、上述した光透過部１３、１３、…と同様にして補強層２３上に単位レンズ２６、２６、…、を形成することによって、フレネルレンズ層２５を形成することができる。
【００８５】
（粘着剤層２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）
工程Ｓ１１において、積層体を構成する各層は、融着、又は粘着剤層を介することによって互いに固定される。図２に示した形態では、光拡散層２１と光学機能層１２とが粘着剤層２２ａを介して積層されており、基材層１１と補強層２３とが粘着剤層２２ｂを介して積層されており、補強層２３と基材層２４とが粘着剤層２２ｃを介して積層されている。粘着剤層２２ａ、２２ｂ、２２ｃは粘着剤を含む層であり、該粘着剤は、光を透過させるとともに、適切な粘着性を有すればその材質は特に限定されるものではない。これには、例えばアクリル系粘着剤を挙げることができる。その粘着力は、例えば、数Ｎ／２５ｍｍ〜２０Ｎ／２５ｍｍ程度である。
【００８６】
（その他の層）
本発明において、工程Ｓ１１で作製する積層体１０は、少なくとも光拡散層２１を備えていればよく、これまでに説明した層の全てを必須とするわけではない。また、積層体１０には、これまでに例示した層以外に、従来の透過型スクリーンに備えられる層を適宜備えさせることができる。従来の透過型スクリーンに備えられる層としては、例えば、透明な基材上に透明な球体やレンズを複数配列することによって、光を拡散又は集光させることができる層等がある。
【００８７】
＜第１曲面形成工程Ｓ１２＞
第１曲面形成工程Ｓ１２（以下、単に「工程Ｓ１２」と表記する場合がある。）は、工程Ｓ１１において作製された平板状の積層体を、三次元曲面をなすように曲げる工程である。
【００８８】
図１１は、工程Ｓ１２において三次元曲面をなすように曲げられた積層体１０の外観を模式的に示した斜視図である。図１１では、紙面奥側が映像光源側（入光面側）であり、紙面手前側が観察者側（出光面側）である。また、図１１中に示した「水平方向」は、積層体１０を表示装置に備えさせた場合に、水平となる方向であって、「鉛直方向」は、積層体１０を表示装置に備えさせた場合に、鉛直となる方向である。
【００８９】
図１１に示すように、積層体１０は観察者側に凸となるような三次元曲面をなすように形成されている。ここで、「三次元曲面をなすように形成されている」とは、互いに対して傾斜した複数の軸をそれぞれ中心として、部分的又は全体的に曲がっていることを意味する。具体的には、積層体１０は、平板状にすると矩形となる形状を有しており、該矩形の一方の対角線と平行で積層体１０の映像光源側に位置する第１の軸Ａ１を中心とした方向ｄ１に曲がるとともに、他方の対角線と平行で積層体１０の映像光源側に位置するとともに第１の軸Ａ１と交わる第２の軸Ａ２を中心とした方向ｄ２にも曲がっている。この結果、積層体１０は、全体として、観察者側に凸となるような三次元曲面をなすように形成されている。また、積層体１０を平板状にした場合の矩形の一対の対角線が交わる中央位置Ｐａにおいて、積層体１０の表示面１０ａは観察者側に最も突出している。
【００９０】
ただし、本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法によって製造できる透過型曲面スクリーンの形状は、図１１に示したような形状に限定されない。成型に用いる型を適宜変更することによって、様々な三次元曲面をなすように透過型曲面スクリーンを製造することができる。また、透過型曲面スクリーンを平板状したときの形状は矩形に限定されず、成型前又は成型後に適宜裁断することによって、様々な形状にすることができる。
【００９１】
図１２、図１３及び適宜示す図を参照しつつ、積層体１０を用いる場合を例にして、工程Ｓ１２について説明する。図１２及び図１３は、それぞれ工程Ｓ１２の一例を模式的に示した断面図である。以下に説明するように、工程Ｓ１２は、積層体１０を加熱して、所望の形状が得られる型を用いて積層体１０を真空成型圧空成型、又は真空圧空成型する工程であることが好ましい。また、積層体１０がフレネルレンズ層を有していない場合は、積層体１０を加熱して、押圧部材を用いて型に積層体１０を密着させて成型しても良い。工程Ｓ１２において積層体１０を加熱する温度は、ガラス転移温度Ｔｇ（積層体１０を構成する層のうち、最もガラス転移温度が高い層のガラス転移温度）以上、例えば、１２０℃以上１８０℃以下であることが好ましい。
【００９２】
図１２は、碗状の凹部５５及びその周囲を囲む平坦部５２を有するメス型の型５０を用いる場合を例示している。型５０によって積層体１０を成型する場合、まず、図１２（ａ）に示すように、積層体１０を型５０上に配置する。このとき、積層体１０の映像光源側となる面を上側（型５０と反対側）にする。その後、図１２（ｂ）に示すように、型５０の平坦部５２と積層体１０とを接触させる。その後、積層体１０の上から空圧を付与する、及び／又は型５０に設けられた孔５１、５１、…から真空引きすることによって、図１２（ｃ）に示すように、積層体１０と型５０とを密着させる。このようにして、積層体１０を成型することができる。
【００９３】
図１３は、図１２に示した型５０の凹部５５に対応する形状の凸部６５及びその周囲を囲む平坦部６２を有する、オス型の型６０を用いる場合を例示している。型６０によって積層体１０を成型する場合、まず、図１３（ａ）に示すように、積層体１０を型６０上に配置する。このとき、積層体１０の映像光源側となる面を下側（型６０側）にする。その後、図１３（ｂ）に示すように、凸部６５の頂部６４と積層体１０とを接触させる。その後、積層体１０の上から空圧を付与する、及び／又は型６０に設けられた孔６１、６１、…から真空引きすることによって、図１３（ｃ）に示すように、積層体１０と型６０とを密着させる。このようにして、積層体１０を成型することができる。
【００９４】
図１２に示したようなメス型の金型を用いる場合と、図１３に示したようなオス型の型を用いる場合とでは、以下に説明するように、オス型の型を用いる場合の方が好ましい。
【００９５】
型５０を用いる場合、真空引きを効率良く行う観点から、孔５１、５１、…は、平坦部５２及び凹部５５の底部５４に設けられる。また、上述したように、積層体１０と金型５０とを密着させるとき、積層体１０はまず平坦部５２に接触した後、圧力を加えられる。このとき、凹部５５の端部、すなわち、凹部５５と平坦部５２との境目５３に接触している積層体１０の部分は変形し難い。一方、底部５４に密着する積層体１０の部分は、最も変形し易く、薄くなる。底部５４に密着する積層体１０の部分は、スクリーン１０の中心となる部分であって、変形は少ないことが好ましい。当該部分が薄くなると、映像の明度や視野角に大きな影響を与える虞があるためである。
【００９６】
一方、型６０を用いる場合、真空引きを効率良く行う観点から、孔６１、６１、…は、平坦部６２に設けられる。また、上述したように、積層体１０と型６０とを密着させるとき、積層体１０はまず頂部６４に接触した後、圧力を加えられる。このとき、頂部６４に接触している積層体１０の部分は変形し難い。上述したように当該部分は変形が少ないことが好ましい。このように、オス型の型を用いた成型は、積層体１０を透過型曲面スクリーンに用いた場合に該スクリーンの中心となる部分が他の部分に比べて薄くなることを抑制することができるため好ましい。
【００９７】
なお、これまでの工程Ｓ１２の説明では、積層体１０を加熱して、真空成型、圧空成型、又は真空圧空成型によって積層体１０を成型する方法について説明したが、本発明はかかる形態に限定されない。工程Ｓ１２は、例えば、積層体１０を加熱して、プレス成型によって積層体１０を成型する工程であってもよい。
【００９８】
ただし、積層体１０がフレネルレンズ層２５を備えている場合は、メス型を用いて真空成型、圧空成型、又は真空圧空成型することが好ましい。上述したように、型６０を用いて積層体１０を成形する場合は、映像光源側となる面が下側（型６０側）になるように積層体１０を配置して成型する。フレネルレンズ層２５は積層体１０の映像光源側に備えられるため、オス型を用いた場合は、成型する際に、フレネルレンズ層２５が型に押されることによって潰れる虞がある。プレス成型を行う場合も、フレネルレンズ層２５が型に押されることによって潰れる虞がある。
【００９９】
また、これまでの工程Ｓ１２の説明では、型の断面図を参照しながら説明したが、型を三次元的に見た場合、以下に説明するような型を用いることが好ましい。
【０１００】
図１４（ａ）は型１４０の斜視図である。図１４（ａ）において斜線で示した部分は、成型する際に、積層体１０のうち最終的に透過型曲面スクリーンに用いられる部分が配置される場所である。図１４（ｂ）は図１４（ａ）に示したＸＩＶｂ−ＸＩＶｂでの断面である。図１４に示した型１４０は、積層体１０のうち最終的に透過型曲面スクリーンに用いられる部分に合わせて凹部１４１が形成されている。そのため、図１４（ｂ）に示したように、凹部１４１の長手方向については段差がないが、図１４（ｃ）に示したように、凹部１４１の短手方向については、平坦部１４２と凹部１４１との間で段差１４３、１４３が形成されている。このような段差があると、積層体１０を成型する際に、その段差の部分で積層体１０が他の部分より伸ばされるため、積層体１０にクラックが発生しやすくなる。そこで、このようなクラックの発生を防ぐ型として、図１５に示した型１５０や図１６に示した型１６０を用いることが好ましい。
【０１０１】
図１５（ａ）は型１５０の斜視図である。図１５（ａ）において斜線で示した部分は、成型する際に、積層体１０のうち最終的に透過型曲面スクリーンに用いられる部分が配置される場所である。図１５（ｂ）は図１５（ａ）に示したＸＶｂ−ＸＶｂでの断面である。図１５（ｂ）においてＬ３は、成型する際に、積層体１０のうち最終的に透過型曲面スクリーンに用いられる部分の幅を示している。Ｌ４は、Ｌ３、Ｌ３で示した部分の間の部分、すなわち、最終的には透過型曲面スクリーンに用いられず、破棄される部分の幅を示している。図１５（ｃ）は図１５（ａ）に示したＸＶｃ−ＸＶｃでの断面である。図１５（ｃ）においてＬ５は、成型する際に、積層体１０のうち最終的に透過型曲面スクリーンに用いられる部分の幅を示している。Ｌ６は、Ｌ５、Ｌ５で示した部分の間の部分、すなわち、最終的には透過型曲面スクリーンに用いられず、破棄される部分の幅を示している。
【０１０２】
型１５０は、平面視において楕円形又は円形の凹部からなる成型部１５１を備えており、成型部１５１は積層体１０の成型に供される。平面視において楕円形又は円形である凹部によって成型部１５１を形成することによって、成型部１５１と平坦部１５２との間の段差をなくすことができる。すなわち、型１５０の厚さ方向のどの断面視においても、成型部１５１は角を有さない１つの曲線で形成されるとともに、成型部１５１と平坦部１５２とが鈍角をなす。よって、型１５０を用いれば、積層体１０を成型する際に、上述したようなクラックが発生することを防止することができる。また、型１５０は、成型部１５１を複数有しており、工程Ｓ１１の後、積層体１０を適切な大きさに裁断しておくことによって、多面付けが可能となる。なお、型１５０に備えられる成型部１５１の数は特に限定されない。また、型１５０は成型部１５１が凹部で構成される、いわゆるメス型であるが、成型部１５１に対応する形状の凸部を成型部とする、いわゆるオス型を用いても同様に積層体１０にクラックが発生することを防止できる。
【０１０３】
このように、工程Ｓ１２において積層体１０にクラックが発生することを防止するという観点からは、平面視において楕円形又は円形の凸部又は凹部からなる成型部を備えた型を用いることが好ましい。
【０１０４】
しかしながら、スクリーンは通常は平面視において長方形であるため、型１５０のような型では、積層体１０の無駄が多くなる。すなわち、図１５（ｃ）に示したように、透過型曲面スクリーンの長手方向となる側では無駄な部分Ｌ６を最小限にすることが可能であるが、透過型曲面スクリーンは平面視において長方形であるため、図１５（ｂ）に示したように、透過型曲面スクリーンの短手方向となる側では無駄な部分Ｌ４が多くなる。このような無駄を削減する観点からは、図１６に示した型１６０のような型を用いることが好ましい。
【０１０５】
図１６（ａ）は型１６０の斜視図である。図１６（ａ）において斜線で示した部分は、成型する際に、積層体１０のうち、最終的に透過型曲面スクリーンに用いられる部分が配置される場所である。図１６（ｂ）は図１６（ａ）に示したＸＶＩｂ−ＸＶＩｂでの断面である。図１６（ｂ）においてＬ７は、成型する際に、積層体１０のうち、最終的に透過型曲面スクリーンに用いられる部分の幅を示している。Ｌ８は、Ｌ７、Ｌ７で示した部分の間の部分、すなわち、最終的には透過型曲面スクリーンに用いられず、破棄される部分の幅を示している。
【０１０６】
型１６０は、平面視において楕円形又は円形の凹部からなる成型部１６１を備えており、成型部１６１が積層体１０の成型に供される。また、型１６０は、成型部１６１を複数並べた列を少なくとも１列備えており（図１６に示した形態では２列備えている。）、平面視において、列内で隣接する成型部１６１は互いの一部が重なるように形成されている。すなわち、列内で隣接する一方の成型部１６１の中心Ｐと他方の成型部１６１の中心Ｐとを結ぶ線分の長さＬ９の半分が、列内で最も端に位置する成型部１６１の中心Ｐから他の成型部１６１が存在しない側の端までの距離Ｌ１０より短くなっている。なお、中心Ｐとは成型部１６１の最も深い位置を意味する。
【０１０７】
このように、透過型曲面スクリーンの短手方向に相当する方向が短くなるように成型部１６１を設けることによって、図１６（ｂ）に示したように、無駄になる部分Ｌ８を少なくすることができる。なお、型１６０に備えられる成型部１６１の数は特に限定されない。また、型１６０は成型部１６１が凹部で構成される、いわゆるメス型であるが、成型部１６１に対応する形状の凸部を成型部とする、いわゆるオス型を用いても同様に積層体１０にクラックが発生することを防止し、かつ積層体１０の無駄になる部分を少なくすることができる。
【０１０８】
工程Ｓ１２で用いる型の深さ（メス型を用いる場合）又は高さ（オス型を用いる場合）は、積層体１０を備えた透過型曲面スクリーンの用途に応じて適宜変更可能である。
【０１０９】
上述したようにして工程Ｓ１２で積層体１０を成型した後、該積層体１０を適切な形状にするために適宜断裁する等して得られる構造物を、透過型曲面スクリーンに供することができる。
【０１１０】
１．２．第２実施形態
次に、第２実施形態にかかる本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法について説明する。図１７は、第２実施形態にかかる本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法に含まれる工程を示すフローチャートである。図２に示した本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法は、工程Ｓ１１、工程Ｓ１２、フレネルレンズシート作製工程Ｓ２１、第２曲面形成工程Ｓ２２、及び積層工程Ｓ２３を有している。以下、図１７に示した工程について説明する。なお、工程Ｓ１１及び工程Ｓ１２については、上述した通りであるので、説明を省略する。
【０１１１】
＜フレネルレンズシート作製工程Ｓ２１＞
フレネルレンズシート作製工程Ｓ２１（以下、単に「工程Ｓ２１」と表記する場合がある。）は、フレネルレンズ層を有するフレネルレンズシートを作製する工程である。フレネルレンズ層の構成は、第１実施形態の説明において説明したフレネルレンズ層２５と同様にすることができる。フレネルレンズシートは当該フレネルレンズ層２５を基材層上に形成することによって作製することができる。当該基材層としては、例えば、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート・スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等からなる基材を用いることができる。
【０１１２】
フレネルレンズシートに用いる上記基材層の厚さは、例えば、１ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。当該基材層が薄過ぎれば、フレネルレンズシートに十分な強度を持たせ難くなり、当該基材層が厚過ぎれば、透過型曲面スクリーンに用いた際に、映像光の透過率が低下する、ゴースト（二重像）が発生する等の不具合を生じる虞がある。
【０１１３】
＜第２曲面形成工程Ｓ２２＞
第２曲面形成工程Ｓ２２（以下、単に「工程Ｓ２２」と表記する場合がある。）は、工程Ｓ２１で作製したフレネルレンズシートを、三次元曲面をなすように曲げる工程である。
【０１１４】
三次元曲面をなすようにフレネルレンズシートを曲げる方法としては、上述した工程Ｓ１２と同様の方法を用いることができる。ただし、工程Ｓ１２において曲げる積層体と、工程Ｓ２２で曲げるフレネルレンズシートとでは、厚みが異なるため、積層体とフレネルレンズシートとを曲げた後に積層したときに余計な隙間が生じることを防止するためは、積層体とフレネルレンズシートとの厚み差を考慮した型を用いてそれぞれ成型する必要がある。また、フレネルレンズシートに備えられるフレネルレンズ層が潰れることを防止するため、上述したように、オス型を用いた成型やプレス成型は工程Ｓ２２に不適である。
【０１１５】
第２実施形態にかかる本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法によれば、フレネルレンズシートと積層体とを別々に成型するため、積層体をオス型で成型することができる。上述したように、工程Ｓ１２ではオス型を用いることが好ましいが、積層体にフレネルレンズ層を備えさせる場合は、オス型を用いて該積層体を成型することができない。第２実施形態にかかる本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法によれば、工程Ｓ１２においてオス型で積層体を成型することができ、かつ透過型曲面スクリーンにフレネルレンズ層を備えさせることができる。
【０１１６】
＜積層工程Ｓ２３＞
積層工程Ｓ２３（以下、単に「工程Ｓ２３」と表記する場合がある。）は、工程Ｓ１２で作製した、三次元曲面をなすように曲げられた積層体の入光面側に、工程Ｓ２２で作製した、三次元曲面をなすように曲げられたフレネルレンズシートを積層する工程である。なお、積層体とフレネルレンズシートとを積層する前に、それぞれを適切な大きさに裁断しておいてもよい。
【０１１７】
積層体とフレネルレンズシートとを積層する方法は特に限定されない。例えば、フレネルレンズシートの基材層と積層体の入光面側の面とを、上述した粘着剤層と同様の層によって貼合して積層することができる。
【０１１８】
また、フレネルレンズシートのフレネルレンズ層を積層体側にして、フレネルレンズシートと積層体とを積層することも可能である。ただし、この場合は以下の点に留意する。すなわち、フレネルレンズ層が積層体に擦れて、積層体に疵を付ける虞があるため、積層体のフレネルレンズ層に接触する面にはシリコーンオイルなどを塗布しておくことが好ましい。また、フレネルレンズ層と積層体との間の隙間が大きくなると、透過型曲面スクリーンに用いた場合にゴースト（二重像）が発生する虞があるため、積層体とフレネルレンズ層とは接触させておくことが好ましい。このようにしてフレネルレンズシートと積層体とを積層する方法は特に限定されない。例えば、フレネルレンズシートと積層体とを重ね、それらの周辺部を金属製のクリップによって挟んで固定する方法が挙げられる。
【０１１９】
上述したようにして、工程Ｓ１２で作製した、三次元曲面をなすように曲げられた積層体と、工程Ｓ２２で作製した、三次元曲面をなすように曲げられたフレネルレンズシートを積層とを積層した後、適切な形状にするために適宜裁断する等して得られる構造物を、透過型曲面スクリーンに供することができる。
【０１２０】
これまでに説明したように、本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法によれば、三次元曲面をなすように形成することで意匠性が向上された透過型曲面スクリーンを容易に製造することができる。このような意匠性が向上された透過型曲面スクリーンは、自動車のダッシュボードやアミューズメント機器など、意匠性が非常に重要視される部分に好適に用いることができる。また、本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法によれば、例示したような方法で成型することによって、射出成型を行う場合に比べて型にかかる圧力が低くなるため、射出成型に比べて、用いる型を安価に製造することができる。すなわち、本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法によれば、木材、合成木材、石膏など構成された型を用いることも可能であり、金型を用いる場合も射出成型に用いる金型よりも強度が低いもので良いため、透過型曲面スクリーンの製造にかかる初期費用を抑えることができる。
【０１２１】
２．表示装置の製造方法
次に、本発明の表示装置の製造方法について説明する。
【０１２２】
本発明の表示装置の製造方法は、入光面側から入射した映像光を出光面側に透過可能であり、三次元曲面をなすように曲げられた積層体、を備える透過型曲面スクリーンと、映像光を出射する映像光源と、透過型曲面スクリーンを支持するとともに映像光源を収容する筐体と、を備える映像表示装置の製造方法である。図１８は、本発明の表示装置の製造方法によって製造された表示装置の一例について、断面を模式的に示した図である。
【０１２３】
図１８に示した表示装置１を例にして、本発明の表示装置の製造方法について説明する。表示装置１は、筐体２内に映像光源３などを配置した後、該筐体２の開口部に透過型曲面スクリーン１００を支持することによって、製造することができる。透過型曲面スクリーン１００は、上記本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法によって製造することができる。筐体２及び映像光源３としては、従来の透過型スクリーンを備えた表示装置に用いられるものを、特に限定することなく用いることができる。
【０１２４】
このように、本発明の表示装置の製造方法は、上記本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法によって、透過型曲面スクリーンを作製する工程と、映像光源及び該透過型曲面スクリーンを筐体に組み込む工程と、を有している。
【０１２５】
本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法によれば、三次元曲面をなすように形成することで意匠性が向上された透過型曲面スクリーンを容易に製造することができるので、本発明の表示装置の製造方法によれば、三次元曲面をなすように形成することで意匠性が向上された透過型曲面スクリーンを備えた表示装置を、容易に製造することができる。
【０１２６】
なお、図１８には、映像光源３からの映像光Ｌが透過型曲面スクリーン１００に直接照射される形態を例示しているが、本発明はかかる形態に限定されない。例えば、図１９に示した表示装置１’のように、映像光源３からの映像光Ｌを筐体２’内に備えられた鏡４に照射し、その反射光Ｌ’を透過型曲面スクリーン１００に照射する形態としてもよい。図１９には１枚の鏡４によって映像光Ｌを１回反射させる形態を例示したが、筐体内に備えられる鏡の数は特に限定されず、さらに複数の鏡を用いて複数回反射させた映像光を透過型曲面スクリーン１００に照射する形態とすることもできる。このように映像光を反射させて透過型曲面スクリーン１００に照射する形態とすれば、筐体の奥行きを小さくすることができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１、１’  表示装置
２、２’  筐体
３  映像光源
４  鏡
１０  積層体
１０ａ  表示面
１１  基材層
１２  光学機能層
１３  光透過部
１４  光吸収部
１５  バインダー
１６  光吸収粒子
２０  ハードコート層
２１  光拡散層
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  粘着剤層
２３  補強層
２４  基材層
２５  フレネルレンズ層
２６  単位レンズ
２７  入射面
２８  全反射面
５０  メス型
６０  オス型
１００  透過型曲面スクリーン
１５０、１６０  型
１５１、１６１  成型部
【図１】
0005625961.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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