(57)【要約】【課題】金型からの離型性を改善した立体型遮光層の製造方法を提供する。【解決手段】金型４に黒色樹脂溶液を塗布するときには、黒色樹脂溶液中に、黒色樹脂溶液相溶性かつ透明基材１の溶解性を有する化合物８を含有させて塗布し、金型４に塗布された黒色樹脂溶液３に透明基材１を積層し、金型４に塗布された黒色樹脂溶液３を硬化させて黒色樹脂硬化物３Ａとし、金型４から離型させて立体型遮光層７を透明基材１の上に形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒色樹脂溶液を金型に塗布し、前記金型に塗布された黒色樹脂溶液に透光性基材を積層し、前記金型に塗布された黒色樹脂溶液を硬化させて黒色樹脂硬化物とし、前記黒色樹脂硬化物と透光性基材の積層体を前記金型から離型させて立体型遮光層を形成するに際し、
金型に黒色樹脂溶液を塗布するときには、前記黒色樹脂溶液中に、黒色樹脂溶液相溶性かつ前記透光性基材の溶解性を有する化合物を含有させて塗布する
立体型遮光層の製造方法。
【請求項２】
前記化合物がキシレンであることを特徴とする
請求項１に記載の立体型遮光層の製造方法。
【請求項３】
前記透光性基材が、ポリカーボネートおよびその誘導体であることを特徴とする
請求項１に記載の立体型遮光層の製造方法。
【請求項４】
前記黒色樹脂硬化物が、ウレタン樹脂に黒色の顔料を分散配合したものであることを特徴とする
請求項１に記載の立体型遮光層の製造方法。
【請求項５】
前記黒色樹脂溶液がポリウレタン溶液、前記透光性基材がポリカーボネートおよびその誘導体の場合に、前記化合物がキシレンであることを特徴とする
請求項１に記載の立体型遮光層の製造方法。
【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の透過型スクリーン等に用いられる立体型遮光層の製造方法に関する。
【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。このプロジェクションテレビは、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。
【０００３】
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。
【０００４】
図６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の上に一定ピッチで平面型遮光層１０が配置され、さらにその上に、映像光を集光拡散させるレンズ１１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。
【０００５】
図７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の上に立体型遮光層７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、遮光層の上に、映像光を集光拡散させるレンズ１１が形成されている。この立体型遮光層７は、製造が平面型に比べ難しいものの、図８に示すように結像に有害な光である迷光１２、外光１３をカットし、映像光１４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。
【０００６】
この立体型遮光層の製造法として、黒色に着色した電離放射線（紫外線もしくは電子線）硬化樹脂と金型を用い、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および特許文献２参照）。
【０００７】
図９は特許文献１に記載の方法を示す。
まず、黒色に着色した電離放射線硬化樹脂１５Ａを、遮光層パターンが形成されたロール金型１６Ａに対して塗布する。ロール金型１６Ａには、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。
【０００８】
次に、押圧ロール２を介して、電離放射線硬化樹脂１５Ａをロール金型１６Ａの金型遮光層パターン内に充填しつつ透明基材１を電離放射線硬化樹脂１５Ａが充填されたロール金型１６Ａの上に積層する。
【０００９】
積層後、電離放射線源１７から電離放射線１８（紫外線もしくは電子線）を照射し、電離放射線硬化樹脂１５Ａを硬化させた後、リリースロール１９を経由して透明基材１と硬化した電離放射線樹脂１５Ａの積層体をロール金型１６Ａから離型している。
【００１０】
図１０は特許文献２に記載の方法を示す。
まず、黒色粒子を添加した高屈折率電離放射線硬化樹脂１５Ｂを、遮光層パターンが形成されたロール金型１６Ｂにインクフィーダー２１Ａによって塗布する。
【００１１】
次に、ロール金型１６Ｂに塗布された高屈折率電離放射線硬化樹脂１５Ｂの余剰分をドクターブレード２０によって掻き落とし、電離放射線（紫外線もしくは電子線）１８Ａを電離放射線源１７Ａから照射して高屈折率電離放射線硬化樹脂１５Ｂを硬化させる。
【００１２】
さらにその上に、接着層として機能する透明樹脂２２をインクフィーダー２１Ｂによって塗布しつつ、押圧ロール２を介して透明基材１を積層する。積層後、電離放射線源１７Ｂから電離放射線（紫外線もしくは電子線）１８Ｂを照射して透明樹脂２２を硬化させた後、リリースロール１９を経由して透明基材１と硬化した黒色粒子添加電離放射線樹脂１５Ｂの積層体をロール金型１６Ｂから離型している。
【特許文献１】特開平４−３０４４４３号公報（図４）
【特許文献２】特開２００４−４１４８号公報（図２０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来の製造方法では、立体型遮光層に用いている樹脂の硬化収縮、樹脂と金型構成材料の分子間相互作用や金型のピッチの緻密さに由来するアンカー効果などのために、立体型遮光層と金型の間に強力な接着力が働き、金型からの離型性が非常に悪いという課題がある。
【００１４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、金型を用いた立体型遮光層の製造方法に関し、特に金型からの離型性を改善した立体型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】
【００１５】
本発明の立体型遮光層の製造方法は、黒色樹脂溶液を金型に塗布し、前記金型に塗布された黒色樹脂溶液に透光性基材を積層し、前記金型に塗布された黒色樹脂溶液を硬化させて黒色樹脂硬化物とし、前記黒色樹脂硬化物と透光性基材の積層体を前記金型から離型させて立体型遮光層を形成するに際し、金型に黒色樹脂溶液を塗布するときには、前記黒色樹脂溶液中に、黒色樹脂溶液相溶性かつ前記透光性基材の溶解性を有する化合物を含有させて塗布することを特徴とする。
【００１６】
また、前記化合物がキシレンであることを特徴とする。
また、前記透光性基材が、ポリカーボネートおよびその誘導体であることを特徴とする。
【００１７】
また、前記黒色樹脂硬化物が、ウレタン樹脂に黒色の顔料を分散配合したものであることを特徴とする。
また、前記黒色樹脂溶液がポリウレタン溶液、前記透光性基材がポリカーボネートおよびその誘導体の場合に、前記化合物がキシレンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この構成によれば、金型を用いた立体型遮光層の製造において、金型からの離型性を改善させることが可能となるため、離型不良による遮光層の欠け、浮き等の欠陥を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明である透過型スクリーンにおける立体型遮光層の製造方法を図面と共に詳細に説明する。なお、本実施例では平金型を用いて本発明の実証を行っているが、これに限るものではなく、ロール金型を使用したロールトゥーロールの連続プロセスにも本発明が適用できる。
【００２０】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｅ）は本発明の製造工程を示す。
先ず、図１（ａ）では金型面に多数の突起４ａからなる金型遮光層パターンが形成された金型４に、ディスペンサーを用いて黒色樹脂溶液３を１００μｍの厚みで塗布した。
【００２１】
金型４に使用する素材としては、樹脂の微細成形加工は、アンカー効果による離型不良が生じやすいため、表面エネルギーの低いニッケルが好適である。また、金型７に対して事前にフッ素コーティング、クロムメッキ等の表面処理を施しても良い。
【００２２】
金型遮光層パターンは、金型面に縦方向が３０μｍピッチ、横方向が６０μｍピッチである楕円形状のパターン溝が刻まれている。
ここで使用した黒色樹脂溶液３とは、ポリウレタン原料成分であるポリオール溶液に対し、カーボンブラックからなる黒色顔料ペーストを添加、分散させ、さらに、これに対しもう一方のポリウレタン原料成分である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調整した。ここでは黒色樹脂溶液３に対し、キシレン溶液を０％〜５％の割合で添加した。このキシレン溶液は、黒色樹脂溶液相溶性かつ透光性基材の溶解性を有する。つまり、黒色樹脂溶液３であるポリウレタン溶液と相溶、混ざり合い、また、後に説明する透光性基材としての透明基材１として使用するポリカーボネートを溶解、侵食する能力がある。
【００２３】
次に図１（ｂ）では、透明基材１として厚み１ｍｍのポリカーボネートシートを使用し、この透明基材１を押圧ロール（線圧１ｋｇ/ｃｍ）２を介しながら、黒色樹脂溶液３を塗布した金型４に積層した。２３はこの塗布積層工程における押圧ロール２の進行方向を表している。これによって黒色樹脂溶液３が、図１（ｂ）（ｃ）に示すように押圧ロール２の圧力により金型４の金型遮光層パターン内に充填されるとともに、過剰な前記樹脂は金型４から排斥される。
【００２４】
図１（ｄ）では、先の工程で説明した金型／黒色樹脂溶液／透明基材の積層体を、挟持ジグ５で挟持した後、面圧５０ｋｇｆ/ｃｍ２でプレス機にてプレスした。
なお、ジグで挟持する挟持ジグ５中にシリコンゴムのような弾性体６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６の配置位置は、金型４と挟持ジグ５の間に挿入することが好ましく、また、弾性体６としては、シリコンゴムの他に、フッ素樹脂などの低弾性率の材料が考えられる。未硬化のポリウレタン黒色樹脂溶液３が前記電離放射線の照射によって反応硬化して黒色樹脂硬化物３Ａとなった３０分後に、前記プレスを解除し、挟持ジグ５からワークを取り出し、透明基材１と黒色樹脂硬化物の積層体を金型２から離型することにより、図１（ｅ）に示すように立体型遮光層７を得た。
【００２５】
このとき、図２（ａ）に示すように、キシレン未添加のサンプルにおいては、ほとんどの領域に立体型遮光層の浮きや欠損などの成形不良が観察された。これは、立体型遮光層７に用いている黒色樹脂の硬化収縮、黒色樹脂材料であるポリウレタンと金型構成材料であるニッケル間の分子―原子間相互作用や金型のピッチの緻密さに由来するアンカー効果等のために、立体型遮光層と金型の間に強力な接着力が働いたことによるものと推察される。
【００２６】
しかしながら、キシレンを添加したサンプルにおいては、図２（ｂ）に示すように、前記のような離型不良はほとんど観察されず、完成度の高い立体型遮光層が得られた。
図３にキシレン添加量と剥離強度（キシレン未添加時の値を１００に規格化）の関係を示す。実線は立体型遮光層の構成素材であるポリウレタンと透明基材の構成素材であるポリカーボネートとの剥離強度を、破線は立体型遮光層の構成素材であるポリウレタンと金型の構成素材であるニッケルとの剥離強度を示す。
【００２７】
この図３に示すように、剥離強度は、ポリウレタン−ポリカーボネート間よりも、ポリウレタン−ニッケル間の方が大きく低下していることがわかる。例えば、キシレン添加量３％の場合では、ポリウレタン−ポリカーボネート間における剥離強度の低下が７％であるのに対し、ポリウレタン−ニッケル間では４４％の低下、添加量５％の場合では、ポリウレタン−ポリカーボネート間の剥離強度の低下が１５％であるのに対し、ポリウレタン−ニッケル間では６０％の低下とポリウレタン−ニッケル間の方がポリウレタン−ポリカーボネート間よりも大幅な剥離強度の低下を示した。これは、キシレンの添加により、選択的にポリウレタン−ニッケルの剥離強度、すなわち金型からの離型性が改善されていることを示す。
【００２８】
以下に、本効果の機構について推察する。
図４（ａ）に示すように、キシレン溶液８は、ポリウレタン溶液と相溶であり、金型―遮光層の剥離強度はその界面に存在するキシレン溶液８が内部離型剤として作用することにより低下、すなわち、離型性が改善する。一方、遮光層―透明基材間の剥離強度は、図４（ｂ）に示すように、金型―遮光層間と同様にキシレン溶液８が内部離型剤として作用するものの、キシレン溶液８が透明基材溶解性を有し透明基材を侵食するため、遮光層樹脂と透明基材が相互に入り組みアンカー効果が働くため、比較的に剥離強度、すなわち密着力の低下は抑えられる。
【００２９】
つまり、本実施例におけるキシレン溶液８のように、黒色樹脂溶液中に黒色樹脂溶液相溶性かつ透明基材溶解性を有する化合物を添加しておくことで、金型からの離型性を向上させることができる。ここで、例えばシリコンオイル系離型剤のような通常の内部離型剤９を添加した場合では、図５（ｂ）に示すように、ポリウレタン−ポリカーボネート間でアンカー効果は働かないため、立体型遮光層の透明基材に対する密着力が大きく低下してしまうばかりである。したがって、添加する化合物には、黒色樹脂溶液中に黒色樹脂溶液相溶性かつ透明基材の溶解性が求められる。
【００３０】
なお、本実施例で黒色樹脂溶液として用いたポリウレタンは、高い寸法安定性、優れた柔軟性、耐久性、コストパフォーマンスを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。
【００３１】
また、本実施例では、カーボンブラックからなる黒色顔料ペーストを用いて樹脂溶液を黒色に着色したが、これに限るものではなく、黒色染料等を使用しても良い。
また、本実施例では、ディスペンサーを用いて黒色樹脂溶液を金型に塗布したが、これに限るものではなく、ロールコーター、ベーカーアプリケーター、ダイコーター、コンマロール、スプレーコーターもしくはこれらを複合して塗布することも可能である。
【００３２】
本実施例では、透明基材１としてポリカーボネートシートを使用したが、本シートは透明性が高く、またキシレンに良く侵食されるため非常に好適である。しかしながら、これに限るものではなく、ポリカーボネートの誘導体、またはポリメタクリル酸メチル、メタクリルスチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー、これらの誘導体などの透明樹脂基材を用いることができる。
【００３３】
また、透明基材１の厚みは本実施例で使用した１ｍｍに限るものではないが、強度、防シワの観点から、３０μｍ〜１ｍｍが特に好適である。また、これら透明基材１の立体型遮光層の形成面の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、立体型遮光層の密着力を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかる立体型遮光層の製造方法は、立体型遮光層の金型からの離型性を改善させることができるため、リアプロジェクションテレビ等のスクリーンの製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の立体型遮光層の製造方法を説明する工程図
【図２】従来の立体型遮光層（ａ）および本発明のキシレンを添加した立体型遮光層（ｂ）を説明するそれぞれ離型前後の断面図
【図３】本発明のキシレン添加量と剥離強度の関係を説明する図
【図４】本発明のキシレンの作用機構について説明する図
【図５】従来の内部離型剤の作用機構について説明する図
【図６】平面型遮光層の説明図
【図７】立体型遮光層の説明図
【図８】立体型遮光層の光学的特性を説明する図
【図９】従来の立体型遮光層の製造方法を説明する図
【図１０】従来の他の立体型遮光層の製造方法を説明する図
【符号の説明】
【００３６】
１    透明基材（透光性基材）
２    押圧ロール
３    黒色樹脂溶液
４    金型
５    挟持ジグ
６    シリコンゴム
７    立体型遮光層
８    キシレン
９    通常の内部離型剤
１１    レンズ
１８    電離放射線
【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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