(57)【要約】【課題】本発明は、背面投射型ディスプレイに用いる高解像度の透過型スクリーンとレンズ部とＢＳのアライメント精度に優れ、構成部材が少なくかつ材料の選定に自由度のある透過型スクリーンの表裏両面成型法を提供することを課題とする。【解決手段】入射面側にシリンドリカルレンズの構造を持ち、前記シリンドリカルレンズの各々の焦点位置近傍にストライプ状の開口を有し、黒色顔料を含有する放射線硬化性樹脂からなる体積的に遮光機能を発揮する遮光層とから構成されたレンチキュラー部と、光拡散板とを接合してなることを特徴とする透過型スクリーンである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面側にシリンドリカルレンズの構造を持ち、前記シリンドリカルレンズの各々の焦点位置近傍にストライプ状の開口を有し、黒色顔料を含有する放射線硬化性樹脂からなる体積的に遮光機能を発揮する遮光層とから構成されたレンチキュラー部と、光拡散板とを接合してなることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
前記遮光層の厚みを、２μ以上、１０μ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の透過型スクリーン。
【請求項３】
請求項１または２記載の透過型スクリーンにおいて、
レンチキュラーレンズ中の光拡散部分に光拡散材を含まず、透明材から構成されることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、
レンチキュラーレンズを、遮光層の成型を先に行い、レンズ部分の成型を後に行うことを特徴とする透過型スクリーンの成型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクションテレビ、ディスプレイなどの背面投射型ディスプレイに用いる透過型スクリーンおよびその成型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背面投射方式におけるスクリーンには、レンチキュラーレンズやプリズムシートを基本構造とし拡散板等と一体構造とした光拡散板（以下透過型スクリーンと呼ぶ）を用いる方式が一般的である。実際の使用形態は明るさや光利用効率の向上の為、フレネルレンズと対にした構成が一般的に用いられている。
【０００３】
透過型スクリーンは、拡散材を含有したレンチキュラーレンズシート一枚構成とする方式やレンチキュラーレンズと拡散板の２層構造として接合、一体化するなどの方式がある。一枚構成とする場合には、射出面側（映像観察側）にもレンズ構造を持つ両面レンチ方式を採用したり、含有する拡散材の層内分布に偏りを持たせてスクリーン特性を調整する手法が公知である。
【０００４】
また、入射側レンズによる集光位置近傍に開口を持つ遮光層を設置することでスクリーンのコントラストを向上させる事が可能であり、その遮光層は射出レンズ近傍に設置する事が一般的である。
【０００５】
片面のみにレンチキュラーレンズ構造を持つスクリーンでは、射出側レンズの配置に制約されること無く入射した光線を集光させる事が出来るため、入射面のレンズ形状を適切に設計して、シャープな集光を得る事が可能である。このため、射出面近傍に開口を持つ遮光層の面積比率を向上させる事が可能であり、コントラストの良いスクリーンを得やすい。以上の理由により、現時点では後者構成のスクリーンが広く用いられている。
【０００６】
スクリーンを構成するレンチキュラーレンズシートの代表的な構成は、レンチキュラー層、感光性樹脂層、遮光層、粘着剤層および板状の拡散層とが積層された概略構成となっており、レンチキュラー層が入射側に配され、拡散層が観者側に配される。なお、拡散層の観者側の面には表面保護のために必要に応じてハードコート層が設けられている。
【０００７】
レンチキュラー層は、板状の拡散層（以下、拡散板と呼ぶ）と、その片面に設けられたレンズ層により構成されている。レンズ層は、例えば半円柱状のシリンドリカルレンズを複数本、その長さ方向が平行になるように配列し構成される。このレンズ層にフィルム状の粘着剤層を積層し、さらに板状の拡散層を積層し、強固に一体化することによりレンチキュラーシートが得られる。なお、拡散層は、例えばアクリル系などのプラスチックからなるマトリックス中に複数のシリカビーズなどからなる拡散材を混合したものが一般的である。そして、必要に応じて拡散層の表面にハードコード層を積層し、一体化する。
【０００８】
以上の様に構成された透過型スクリーンを、プロジェクタを備えた液晶プロジェクタなどに取り付け、プロジェクタから光線を照射すると、この光線がフレネルレンズを介して略平行な光線となる。そして、この光線がレンチキュラー層を透過することによって所定の配光角度が付与され、画面の左右方向（水平方向）に適度に広がり、この方向における視野角の制御が行われる。なお、レンチキュラー層を透過した光線は、シリンドリカルレンズの長さ方向と平行なストライプ状の光線となり遮光層の開口部を通過する。次に、拡散層の作用により、画面の上下方向（垂直方向）にも適度に光線が拡散し、スクリーンの視野角の制御が行われる。加えて、遮光層の黒濃度調整や、面積比の拡大により、映像の
Ｓ／Ｎ比を向上、コントラストの良好な画像を提供することができる。
【０００９】
更に、特許文献１で提案されている「遮光層を有するレンチキュラーレンズシート及びその製造方法」において、レンチキュラーレンズの光線射出面側に凸条部を設け、その凸条部上に遮光層を有するスクリーンであるが、透明凸条部が必須であり、製造工程が複雑である上、遮光層手前に透明体の層構造を有するものである。
【特許文献１】特開２００２−２５８４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の構成のスクリーンでは、レンチキュラーレンズを構成すると同時に、裏面側の構造、すなわち、射出側レンズや遮光層などを表面側との位置不整合によりモアレなどが生じ、スクリーンとして機能しない。このため、表裏面のアライメントを正確に取る必要があり、課題がある。
【００１１】
この条件を解決するため、レンチキュラーレンズを用いた露光等によるセルフアライメントによるＢＳ法や、表裏面の同時成型などにより位置合わせを施す必要があるが、部材や工程の増加を伴うため、歩留まりやひいてはコストの上昇要因となっている。特に、表裏面にレンズなどの形状成型を放射線硬化性樹脂を金型法にて成型する場合、熱硬化性樹脂成型において表裏それぞれを成型する２つの金型でサンドイッチする方法がある。これは樹脂の硬化／成型を行う為に放射線の照射が必須である為、採用する事が出来ない。
【００１２】
このため、表裏面の形状成型を別フィルムに施し、その後に貼合を行うことにより一体化する方式も考案されているが、構成部材が増える上、アライメント精度の維持に問題が生じる。
【００１３】
また、成型が出来た場合においても、遮光層を別途成型する必要があり、工数の増加と遮光層の転写条件により、主に材料に対しての制限があり好ましくない。
同一のフィルム上に表面側、裏面側で順次形状を成型放射線照射する方法もあるが、最初の形状成型時の樹脂の硬化収縮、あるいは熱収縮などによる形状のズレ、特にストライプ幅方向のズレが顕著となり、表裏面のアライメントに悪影響が生じ、現実的には製造困難である。
【００１４】
本発明は、上記の技術的背景に鑑みてなされたもので、背面投射型ディスプレイに用いる高解像度の透過型スクリーンとレンズ部とＢＳのアライメント精度に優れ、構成部材が少なくかつ材料の選定に自由度のある透過型スクリーンの表裏両面成型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】
【００１５】
上記の課題の解決手段として、
請求項１に係る発明は、入射面側にシリンドリカルレンズの構造を持ち、前記シリンドリカルレンズの各々の焦点位置近傍にストライプ状の開口を有し、黒色顔料を含有する放射線硬化性樹脂からなる体積的に遮光機能を発揮する遮光層とから構成されたレンチキュラー部と、光拡散板とを接合してなることを特徴とする透過型スクリーンである。
【００１６】
請求項２に係る発明は、前記遮光層の厚みを、２μ以上、１０μ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の透過型スクリーンである。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の透過型スクリーンにおいて、
レンチキュラーレンズ中の光拡散部分に光拡散材を含まず、透明材から構成されること
を特徴とする透過型スクリーンである。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、
レンチキュラーレンズを、遮光層の成型を先に行い、レンズ部分の成型を後に行うことを特徴とする透過型スクリーンの成型方法である。
【発明の効果】
【００１９】
以上、説明したように、本発明の請求項１に係る発明においては、体積的に即ち所定の厚さにより必要な遮光機能を発揮する遮光層を、黒色顔料を含有した放射線硬化性樹脂により成型するので、黒味が薄い材料においても充分な黒色濃度を得ることが可能となる。このため、材料選定の幅を広げる事が出来きるばかりでなく、従来材料においても顔料密度を低く出来ることから、濃さ以外の要素、例えば顔料の均一性や硬化特性などでも選定の幅を広げる事が出来ることからメリットを得やすい。
【００２０】
請求項２に係る発明においては、遮光層厚みを２μｍ以上とすることで充分な黒濃度を得やすくなり、また、１０μ以下の厚みとする事で成型時膜圧の制御性と両立を図る事が可能となる。
【００２１】
請求項３に係る発明においては、レンチキュラーレンズ中に光拡散材を含まず、透明材から構成する事によりレンチキュラーレンズのレンズの作用を十分に引き出し、特に解像度に対するメリットを得られる。
【００２２】
請求項４に係る発明においては、遮光層の成型を先に行い、レンズ部分の成型を後に行う事で、成型時における樹脂の硬化収縮などによる位置ズレの防止が可能となる。
つまり、樹脂体積の大きなレンズ側から先に成型すると、その体積に見合う大きな収縮を伴う為、結果として大きな位置ズレとなりやすい。収縮の絶対値を小さくする為には樹脂体積を小さくする事が重要であり、遮光層側から成型を行うことでより十分な効果を得る事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照して説明する。図１は本発明における、スクリーンの概略を示したものである。本発明におけるスクリーンは、（２）透明基材フィルム上に黒色顔料を含有した放射線硬化性樹脂からなる（３）遮光層を、型押し法により成型／形成し、そのストライプ構造の開口部分近傍に集光が来るようにレンチキュラーレンズを（１）放射線硬化性樹脂により、位置合わせて成型／形成し得られるレンチキュラーレンズシートと、拡散機能を有する拡散板あるいは拡散フィルムなど（図面省略）と貼合や接着により一体化して得る事が出来る。
【００２４】
拡散機能を有する透明基材フィルムの材料としては映像光波長に対し透明な材料であって、光学用部材に使用するものを特に制限なく用いることができ、生産効率などを考慮するとプラスチックフィルムを用いる事が好ましい。
【００２５】
プラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いる事が経験上取扱が容易で好ましいが、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル系樹脂、ポリカーボネート、アクリル−スチレン共重合体、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニルなども例示することができる。
【００２６】
また、特に微細な加工が必要なレンズ層の材料としては、紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂などの放射線硬化型樹脂を用いる事が好ましい。
【００２７】
放射線硬化型樹脂としては、例えばウレタン（メタ）アクリレートおよび／またはエポキシ（メタ）アクリレートオリゴマーに反応希釈剤、光重合開始剤、光増感剤などが添加された組成物などを用いることができる。
【００２８】
ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、特に限定するものではないが、例えばエチレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリオール類と、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシレンイソシアネートなどのポリイソシアネート類とを反応させて得ることができる。
【００２９】
エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、特に限定するものではないが、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型プロピレンオキサイド付加物の末端グリシジルエーテル、フルオレンエポキシ樹脂などのエポキシ樹脂類と、（メタ）アクリル酸とを反応させて得ることができる。
【００３０】
レンチキュラーフィルムと一体化する拡散機能材に板材（拡散板）を使用する場合、その材料には、投射する映像の再現に実用上差し支えない透過率と、機械的強度が有れば使用が可能であり、主なプラスチック材料としては、メタクリルスチレン樹脂を始めアクリル、ポリカーボネイトなど、広範に使用する事ができる。また、プラスチック以外にもガラス系の材料（フロートガラスや青板ガラス、ＢＫ７など）を使用することも可能である。
【００３１】
図２に本方式を用いた場合の製造ラインの概略を示す。図面右手の巻き出し部よりＰＥＴフィルム原反を搬送する。このＰＥＴフィルムは樹脂の接着性を得るため易接着処理を施しても良く、通常５０μｍから２００μｍ程度の厚みのフィルムを使うことが出来る。この厚みはレンチキュラーレンズの集光位置近傍に厚さ位置が来るように設定すれば良く、一例を挙げると、９８μｍピッチのレンチキュラーレンズシートとするとき、７５μｍ厚のＰＥＴフィルム（東洋紡Ａ４３００）を使用すると良い。
【００３２】
巻きだし部から搬送されたＰＥＴフィルムはＢＳ成型部に入る。ここで、ＢＳ成型用金型を用いて放射線硬化性樹脂を所望の断面形状を持つストライプ状に成型して、遮光パターンを得る。
【００３３】
この放射線硬化性樹脂に黒色顔料などを適宜加えることで、金型により得られる厚みで必要な透過濃度を得る事が出来る。
【００３４】
樹脂塗工の条件を出す為に、スキージなどを適宜使用することで、より生産性を向上させることが出来る。
【００３５】
塗工した樹脂を、版とフィルムでサンドイッチした状態で紫外線などの放射線を照射し、樹脂を硬化させて形状を得るが、照射量を必要最低限とすることで収縮による歪みを最小限に抑える事が出来る。
【００３６】
また、必要に応じて、遮光層成型後に適宜ドライヤーなどを用いて樹脂の乾燥を行っても良い。
【００３７】
遮光層成型後のフィルムの裏面にレンズを成型するが、これもレンズ用の金型に樹脂を
供給した上でサンドイッチ状に挟み込み紫外線などの放射線を照射する。ここでの照射量は充分に行い、表裏面の樹脂硬化を充分に行う事により安定した生産が可能である。
【００３８】
表裏面の位置合わせはレンズ成型時に型とフィルムの相対位置を微調整ネジ等の手段により調整することが可能で、遮光層用の型と、レンズ用の型の、双方のピッチを合わせておき、なお且つ、遮光層成型時の硬化を必要最低限とする事により、表裏面のアライメントを得る事が出来る。
【００３９】
最終的に成型を行ったレンズフィルムは巻き取り部で巻き取っても良いし、そのまま拡散板との貼合／接着を行うラインと接続し、次工程へ進めても良い。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例を示して本発明の効果を説明する。図１に本発明におけるレンズシートの構成を示す。本発明におけるレンズシートは基材フィルムの両面に設けた立体的な構造を有しており、それぞれレンズ層と遮光層から構成される。遮光層は、スクリーンのコントラストを向上させるためにスクリーン面における所定の厚さにおいて透過率０．１％以下（ＯＤ値３．０以上）とする事が望ましい。
【００４１】
以下に構成の一例を示す。
（１）レンズアレイ層の基材層において、材料はポリエチレンテレフタレート、厚さは７５μｍとした。
（２）レンズアレイ層のレンズ層において、材料はＵＶ硬化性樹脂、レンズの形状はピッチ９８μｍで楕円面を基準面とし高次項により補正を加えた非球面形状とした。
（３）遮光層には、ＵＶ硬化性樹脂と黒色顔料を配合した樹脂を用いた。実験的には厚さ５〜２０μｍとすることで、透過率０．１％を得た。
【００４２】
図３に本方式で用いた遮光層成型版の一例を示す。
【００４３】
本金型は、ロール面の円周方向に台形断面の溝構造により構成されている。
版断面は、９８μｍピッチにおける版断面形状を示しており、凹部の幅を７０μｍとする事で、面積比で７０％強の遮光層を形成する事が可能であり、２０ミクロンの版深とすることにより、薄めの黒色樹脂でも問題なく黒濃度を得る事が出来る。また、５°程度の傾きを台形形状に付与する事により離型性を確保する事が出来る。この傾角は４５°程度まで与えても機能を失うことは無く、生産性との兼ね合いで適宜選定する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の透過型スクリーンの一例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の透過型スクリーンの製造プロセスを示す模式図である。
【図３】本発明の透過型スクリーンの遮光層成型用版の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
（１）・・・放射線硬化性樹脂
（２）・・・フィルム
（３）・・・遮光層
（４）・・・遮光層成型用金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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