(57)【要約】【課題】透過型スクリーンの遮光層残渣を低減し、該スクリーンの光線透過率を向上させることが可能である透過型スクリーンの遮光層の製造方法を提供する。【解決手段】金型上、透明基材上もしくはその両方に黒色樹脂溶液を塗布する工程と、前記金型と前記透明基材を圧着し、前記黒色樹脂溶液を硬化させて前記金型パターンを前記透明基材上に転写する工程からなる透過型スクリーンの遮光層製造方法において、前記透明基材の温度をＴｓ、前記透明基材のガラス転移温度をＴｇ、前記金型の温度をＴｍとするとき、前記透明基材を、Ｔｇ>Ｔｓ>Ｔｍの温度範囲で加熱することにより透過型スクリーンの遮光層を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型スクリーンの遮光層製造方法において、
金型又は透明基材の少なくとも一方側に黒色樹脂溶液を塗布する工程と、
前記塗布工程後、前記金型と前記透明基材を圧着し前記黒色樹脂溶液を硬化させて前記金型パターンを前記透明基材上に転写する工程と、
を備え、
前記透明基材の温度をＴｓ、前記透明基材のガラス転移温度をＴｇ、前記金型の温度をＴｍとするとき、
前記転写工程において前記透明基材が、Ｔｍ<Ｔｓ<Ｔｇの温度範囲で加熱されることを特徴とする透過型スクリーンの遮光層製造方法。
【請求項２】
前記金型は、当該金型のリブの先端形状が、湾曲形状であることを特徴とする請求項1記載の透過型スクリーンにおける遮光層製造方法。
【請求項３】
前記黒色樹脂溶液は、黒色顔料を分散させたポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリウレア、電離放射線硬化樹脂、ホットメルト樹脂の何れかの一の樹脂又はこれらの混合物からなることを特徴とする請求項1記載の透過型スクリーンの遮光層製造方法。
【請求項４】
前記金型の温度Ｔｍは、６０度Ｃ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の遮光層製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法で製造された遮光層を有する透過型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクションテレビ等に用いる透過型スクリーンの遮光層製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクションテレビは、光学エンジンにより形成された画像を投射レンズで拡大し、背面ミラーにて反射させ、プロジェクションテレビ前面に配置された透過型スクリーンに画像を映し出すという非常にシンプルな構造からなる。大画面化が容易であり、低消費電力という特徴を有するため、近年、大画面薄型テレビの一つとして注目されている。しかしながら、液晶テレビ、プラズマテレビ等、他の大画面薄型テレビとの競争が非常に激しくなっており、更なる高画質化、高輝度化が求められている。プロジェクションテレビの高画質化を左右するキーパーツの一つとして、テレビ最表面に位置し、画像を映し出す役割を果たす透過型スクリーンが挙げられる。透過型スクリーンは、レンズ部と遮光層から構成され、レンズ部は光を集光拡散させテレビの視野角を拡大させる役割、遮光層は黒色材料からなり画像に対してコントラストを与える役割を有する。この透過型スクリーンの遮光層は、平面型遮光層と立体型遮光層とに分類される。
【０００３】
図１０は平面型遮光層を用いた透過型スクリーンを示す模式図であり、透明基材１上に一定ピッチで平面型遮光層１３が配置され、さらに遮光層上部に、映像光を集光、拡散させるレンズ１２が形成されている。平面型は立体型に比べ画質で劣るものの、製造が容易であり、現在、透過型スクリーンにおいて主流となっている。図１１は、立体型遮光層を用いた透過型スクリーンを示す模式図であり、透明基材１上に立体型遮光層４が一定ピッチで配置され、平面型遮光層を用いたスクリーン同様、遮光層上部に、映像光を集光、拡散させるレンズ１２が形成されている。この立体型遮光層は、製造が平面型に比べ難しいものの、図１２に示すように結像に有害な光である迷光１４、外光１５をカットし、映像光１６のみ透過できるという特徴を有し、投射画像の黒レベルを向上させることができるため、プロジェクションテレビの高画質化に大きく寄与することが期待されている。
【０００４】
このような立体型遮光層の製造法として、金型と黒色樹脂溶液を用い、立体型遮光層を透明基材上に転写する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、黒色樹脂溶液を、透明基材もしくは遮光層パターンが形成された金型（遮光層パターンに対応する微細な溝が形成されており、溝部が遮光層パターンの黒色材、リブ部が遮光層パターンの開口部に対応する）に対して塗布し、金型と透明基材を圧着した状態で黒色樹脂溶液を硬化させ、樹脂硬化後金型を離型し、透明基材上に立体型遮光層を形成する方法である。
【特許文献１】特開平４−３０４４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の透過型スクリーンにおける遮光層の製造方法では、図１３に示すように金型２と透明基材１との接触性が充分ではなく、遮光層開口部に黒色樹脂残渣１８が残り、光線透過率が低下するという課題を有していた。特に、図１４に示すように金型のリブ部分１７に長短の寸法差がある場合などにおいては、金型と透明基材との接触性がより一層悪くなり、短いリブ部分は黒色樹脂残渣が多く残る。この場合、光線透過率が低下するばかりでなく、スクリーンのムラの原因ともなり著しくスクリーンの機能が劣化してしまう。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、透過型スクリーンの遮光層残渣を低減し、該スクリーンの光線透過率を向上させることが可能となる透過型スクリーンにおける遮光層の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の透過型スクリーンの遮光層製造方法は、透過型スクリーンの遮光層製造方法において、金型又は透明基材の少なくとも一方側に黒色樹脂溶液を塗布する工程と、前記塗布工程後、前記金型と前記透明基材を圧着し前記黒色樹脂溶液を硬化させて前記金型パターンを前記透明基材上に転写する工程と、を備え、
前記透明基材の温度をＴｓ、前記透明基材のガラス転移温度をＴｇ、前記金型の温度をＴｍとするとき、前記転写工程において前記透明基材が、Ｔｍ<Ｔｓ<Ｔｇの温度範囲で加熱されることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の透過型スクリーンにおける遮光層の製造方法によれば、透過型スクリーンの遮光層残渣を低減し、該スクリーンの光線透過率を向上させることができる。すなわち、本発明の製造方法により作製した透過型スクリーンを、リアプロジェクションテレビに採用した場合、リアプロジェクションテレビの大きな課題の一つである明るさ不足を改善し、画質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明である透過型スクリーンにおける遮光層の製造方法を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１に、本発明の透過型スクリーンの遮光層の製造方法の概略図を示す。
【００１１】
図１に示すように、本発明の遮光層の製造方法は、黒色樹脂溶液塗布工程と転写工程に分けられる。そして、黒色樹脂溶液塗布工程後、透明基材１に転写する転写工程において、透明基材１をＴｍ<Ｔｓ<Ｔｇの温度範囲で加熱しながら遮光層成形することを特徴とする。これにより金型２の離形性を確保しながら、立体型遮光層の残渣を低減し光線透過率を向上させることができる。以下に、各工程について、詳細に説明する。
【００１２】
最初の黒色樹脂溶液塗布工程は、金型１上に黒色樹脂溶液を塗布する。この塗布工程においては、金型２、透明基材１上若しくはその両方に黒色樹脂溶液を塗布してもよい。
【００１３】
黒色樹脂溶液は、ポリウレタン原料成分であるポリオール溶液に対し、黒色顔料ペーストを添加、分散させ、さらに、これに対しイソシアネート溶液を添加、攪拌し、ポリウレタン系黒色樹脂溶液を得た。この黒色樹脂溶液を、遮光層の金型２に、ベーカーアプリケーターを用い１００μの厚みで塗布した。樹脂の微細成形加工は、一般的にアンカー効果による離型不良が生じやすい。しかしながら、本実施例で黒色樹脂溶液として用いたポリウレタンは、金型２に対する離型性が良く、また、優れた柔軟性、耐久性、コストパフォーマンスも有するため微細樹脂成形において、非常に好適な材料である。しかしながら、これに限るものではなく、エポキシ樹脂、ポリウレア等の他の２液硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂や電子線硬化樹脂等の電離放射線硬化樹脂、ホットメルト樹脂、もしくはこれらの混合物等を用いることができる。
【００１４】
また、本実施例では、金型２に対して黒色樹脂溶液を塗布した。これは、黒色樹脂溶液を基材１側に塗布した場合よりも、金型２に対する樹脂の充填性が向上し、遮光層の欠陥を抑制できるためである。しかしながら、これに限るものではなく、透明基材１もしくは金型２と透明基材１の両方に対して塗布しても良い。また、本実施例では、ベーカーアプリケーターを用いて黒色樹脂溶液を塗布したが、これに限るものではなく、ロールコーター、ダイコーター、スプレーコーターもしくはディスペンサー等を用いることができる。
【００１５】
次に、転写工程を図２を用いて説明する。転写工程は、前述した黒色樹脂溶液塗布工程後、金型２と透明基材１を圧着し、黒色樹脂溶液を硬化させて前記金型パターンを該透明基材１上に転写するものである。
【００１６】
先の工程で説明した黒色樹脂溶液を塗布した金型２に対し、透明基材１として厚み５０μｍのポリエチレンテレフタラートフィルムを貼り合せ、ジグで挟持した後、面圧５０ｋｇｆ/ｃｍ2でプレス機にてプレスした。ポリウレタン黒色樹脂溶液が反応硬化した後、プレスを解除し、金型２を離型することにより透過型スクリーン用遮光層を得た。
【００１７】
図３は、挟持用ジグを示す模式図であり、ジグには、通水孔５およびヒーター６が設けられており、透明基材１および金型２の温度制御を行うことが可能になっている。また、任意により、ジグと金型２の間に弾性体７を導入することでプレス時における面圧分布精度を向上させることができる。弾性体７としては、シリコンゴム、フッ素樹脂等の低弾性率の材料が考えられる。
【００１８】
ここで、樹脂転写工程における透明基材１の温度および金型２の温度と遮光層の光線透過率の関係について記す。なお、光線透過率の測定は、株式会社島津製作所製の分光光度計（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｐｅｃ−３７００）を用い、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの光を透明基材１側から入射させ、遮光層側から検出することにより行った。
【００１９】
はじめに、金型２の温度を１５℃に固定、透明基材１の温度を種々変化させ、遮光層転写時における基材１の温度と光線透過率の関係を調べた。測定結果を図４に示す（基材温度が２３℃の場合の光線透過率を１００に規格化）。図４より、基材温度(Ｔｓ）が高くなるにつれ光線透過率が向上し、例えば、基材温度が６０℃のときには、基材温度が２３℃（室温）の時に比べ８．２％光線透過率が向上することがわかる。この理由を図５を用いて説明する。図５において、透明基材１を透明基材のガラス転移温度（Ｔｇ）以下で加熱すると（Ｓ１）、基材の弾性率が低下し基材が柔軟化するとともに（Ｓ２）、基材近傍の黒色樹脂溶液粘度が低下するため（Ｓ３）、プレス時において金型リブ部分１７と透明基材１の接触性が向上し（Ｓ４）、開口部の残渣が低減するためであると考えられる（Ｓ５）。また、基材温度を８０℃にした場合には、光線透過率は１２．４％改善したが、基材１がカーリング、塑性変形した。これは、基材１であるＰＥＴフィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃近傍であり、それを超えて成形する場合には、光線透過率は向上するものの、基材の塑性変形を伴うことを示している。したがって、遮光層成形時の基材１の温度は、該基材のガラス転移温度以下であることがより好ましい。すなわち、Ｔｓ<Ｔｇの条件で、遮光層を成形することが好ましい。
【００２０】
次に、透明基材１の温度をＴｓ<Ｔｇの温度範囲である６０℃に固定し、金型２の温度を種々変化させ、成形時の金型温度と光線透過率の関係を調べた。図６（金型温度が１５℃の場合の光線透過率を１００に規格化）に示すように、金型温度を高くした場合においても、僅かながらではあるが光線透過率は改善する。例えば、金型温度が４５℃の時には、金型温度が２３℃（室温）である場合に比べ、光線透過率は１．６％向上した。しかしながら、金型温度を高くした場合には、金型１と遮光層の離型性が悪化する。特に、金型２の温度が基材１の温度（６０℃）以上では、離型時に遮光層が基材側に残らず、金型側に接着、破損し、遮光層は得られなかった。
【００２１】
金型温度が基材温度より低い場合において離型性が確保される理由を図５を用いて説明する。図５において、金型２の温度Ｔｍを透明基材１の温度Ｔｓ以下に冷却することにより（Ｓ６）、金型２近傍の黒色樹脂重合反応が基材１近傍の重合反応に比べ抑制され（Ｓ７）、金型２と遮光層のアンカー効果による接着が低減されることによるものと考えられる（Ｓ８）。したがって、遮光層成形時の金型温度は、透明基材１の温度より低いことが好ましい。すなわち、Ｔｍ＜Ｔｓの条件で、遮光層を成形することが好ましい。以上より、透過型スクリーンの遮光層製造において、透明基材１をＴｍ<Ｔｓ<Ｔｇの温度範囲で加熱しながら該遮光層成形することにより、金型２の離型性を確保しながら、透過型スクリーンの光線透過率を向上させることができることがわかる。ここで、本実施例では、透明基材１としてポリエチレンテレフタラートフィルムを用いたが、これに限るものではなく、ポリメタクリル酸メチル、メタクリルスチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー等の透明樹脂基材を用いることができる。また、これら透明基材１の遮光層形成面側にプライマー処理あるいはコロナ放電処理等を施しておくことで、遮光層の密着力を向上させることができる。
【００２２】
また、図７に示すように、金型リブ部分の先端形状１９においては、湾曲状であることがより好ましい。金型リブ部分の先端形状が湾曲状であることにより、透明基材とリブ部分の接触面積が、リブ部分が平坦である場合に比べ小さくなり、同一荷重で圧着した場合でもより圧力が大きくなるため、透明基材と金型の接触性が改善し、残渣が低減する。また、リブ部分が湾曲状であることにより、黒色樹脂溶液の排斥が、リブ部分が平坦である場合に比べ、より円滑にもなるため、遮光層開口部の残渣を低減させることができる。また、本実施例では金型２と透明基材１の圧着方法として、プレス機を使ったプレスを行ったが、これに限るものではなく、ロール金型と圧胴によるロールプレス等を用いることができる。
【００２３】
図８は、ロールプレスを用いた立体型遮光層製造装置を示す模式図であり、基材フィルムの巻き出し８と基材フィルムの巻き取り９の間にロール金型１０が設けられ、黒色樹脂溶液３が、ロールコーター等によりロール金型１０に塗布された後、圧胴１１でロール金型とフィルムがプレスされ遮光層が製造される。この方法は、ロールトゥーロールの連続プロセスで立体型遮光層を製造できるため、生産性の飛躍的な向上が期待できるとともに、圧胴を用いた線状での加圧であるため、面状の加圧に比べプレス時の圧力バラツキを抑制できるという優れた特徴を有する。また、本プロセスにおける透明基材の温度制御は、圧胴１１等の温度調節によりなされる。
（比較例１）
【００２４】
透明基材１、金型２ともに温度制御を行わず、室温（２３℃）にて透過型スクリーンの遮光層を作製した。なお、温度以外の遮光層作製条件は、実施例１と同様である。本比較例および温度制御を行った場合における遮光層の光線透過率を図９に示す（比較例の光線透過率を１００に規格化）。
【００２５】
図９より、基材温度が４０℃、金型温度が１５℃の場合には３．９％、基材温度が５０℃、金型温度が１５℃の場合には４．５％、基材温度が６０℃、金型温度が１５℃の場合には７．５％光線透過率が比較例に比べ向上することがわかる。すなわち、転写工程において透明基材をＴｍ<Ｔｓ<Ｔｇの温度範囲で加熱しながら遮光層を成形することにより、金型の離形性を確保しながら、遮光層開口部の残渣を低減し光線透過率を向上させることができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明にかかる透過型スクリーンにおける遮光層の製造方法は、リアプロジェクションテレビのスクリーンの製造方法として有用である。
【００２７】
本発明にかかる透過型スクリーンの遮光層の製造方法は、高アスペクト比の構造体作製に有効であり、マイクロ、ナノインプリント等の精密樹脂成形技術等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の透過型スクリーンの製造方法の概略工程図
【図２】本発明の透過型スクリーンの製造方法における立体型遮光層の製造を説明するための図
【図３】本発明の透過型スクリーンの製造方法における立体型遮光層の他の製造を説明するための図
【図４】本発明の透過型スクリーンの製造方法における基材温度と光線透過率の関係を示す図
【図５】本発明の透過型スクリーンの製造方法における光線透過率の向上の機構を説明するための図
【図６】本発明の透過型スクリーンの製造方法における金型温度と光線透過率の関係を示す図
【図７】本発明の透過型スクリーンの製造方法における立体型遮光層の他の製造方法を説明するための図
【図８】本発明の透過型スクリーンの製造方法における立体型遮光層の更に他の製造方法を説明するための図
【図９】本発明の透過型スクリーンと比較例の光線透過率を示す図
【図１０】平面型遮光層を有する透過型スクリーンの模式図
【図１１】立体型遮光層を有する透過型スクリーンの模式図
【図１２】迷光、外光カットの機構を示す模式図
【図１３】従来の透過型スクリーンの立体型遮光層の製造方法を示す図
【図１４】従来の透過型スクリーンの立体型遮光層の他の製造方法を示す図
【符号の説明】
【００２９】
１  透明基材
２  金型
３  黒色樹脂溶液
４  立体型遮光層
５  通水孔
６  ヒーター
７  弾性体
８  フィルム巻き出し
９  フィルム巻取り
１０  ロール金型
１１  圧胴
１２  レンズ
１３  平面型遮光層
１４  迷光
１５  外光
１６  映像光
１７  金型リブ部
１８  残渣
１９  湾曲状金型リブ
Ｓ１  基材の加熱（Ｔｇ以下）
Ｓ２  基材の軟化（弾性率低下）
Ｓ３  樹脂溶液の粘度低下
Ｓ４  基材と金型との接触性向上
Ｓ５  残渣の低減
Ｓ６  金型の冷却
Ｓ７  金型近傍の重合反応の抑制
Ｓ８  離型性の確保
Ｓ９  離型性を確保しながら、光線透過率を向上
【図１】
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【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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