(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材と、
この透明基材の光入射側の面に形成された着色ホットメルト接着剤層と、
この着色ホットメルト接着剤層に埋設固着された一層からなる多数の微小球体状透明ビーズとを有し、
上記着色ホットメルト接着剤層は、上記透明基材側に配置された透明層と、この上の光入射側に形成された着色層とより構成され、上記微小球体状透明ビーズをその上記光入射側で深さ方向の直径の５０％以上上記着色ホットメルト接着剤層から露出させて埋設する構成とすることを特徴とする平面型レンズ。
【請求項２】
上記透明基材がフィルム状基材よりなり、該透明基材の光出射側の面に透明接着剤を介して剛性の透明基板が接合されてなることを特徴とする請求項１に記載の平面型レンズ。
【請求項３】
上記着色ホットメルト接着剤の着色層は、黒色ないしは灰色に着色されたことを特徴とする請求項１または２に記載の平面型レンズ。
【請求項４】
上記微小球体状透明ビーズは、屈折率が１．４以上であり、直径が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の平面型レンズ。
【請求項５】
上記微小球体状透明ビーズが、ガラスビーズよりなることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の平面型レンズ。
【請求項６】
上記透明基材もしくは上記剛性の透明基板の光出射側の面が反射防止面もしくはアンチグレア面とされたことを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の平面型レンズ。
【請求項７】
上記微小球体状透明ビーズの、上記着色ホットメルト接着剤層から光入射側に露出した露出面に、上記入射光の反射を抑制する反射防止膜が形成されてなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載の平面型レンズ。
【請求項８】
上記透明基材もしくは上記剛性の透明基板の光出射側の面に、偏光部材が設けられたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の平面型レンズ。
【請求項９】
透明基材上に、透明層と、着色層とを順次積層被着形成する着色ホットメルト接着剤層を形成する工程と、
該着色ホットメルト接着剤層上に微小球体状透明ビーズを分散配置する工程と、
上記微小球体状透明ビーズの分散層を上記基材に向かって所要の押圧力をもって押圧し、上記着色ホットメルト接着剤層を所要温度に昇温軟化させて上記微小球体状透明ビーズを上記着色ホットメルト接着剤層に上記微小球体状透明ビーズの上記光入射側が深さ方向の直径の５０％以上上記着色ホットメルト接着剤層から露出させた状態で埋設する工程と、
上記着色ホットメルト接着剤層の降温によってこの着色ホットメルト接着剤層を固化して上記微小球体状透明ビーズを固着する工程とを経ることを特徴とする平面型レンズの製造方法。」
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、背面投射型表示装置の透過型スクリーン、あるいは液晶表示装置、プラズマ表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置等の視野角拡大板、あるいは液晶用バックライト、各種照明光源等の光を拡散する光拡散板等に用いる平面型レンズに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、偏光特性を有する光束を出射する、例えば液晶パネル等のライトバルブを用いた投射型表示装置が開発されている。この液晶を用いた投射型表示装置では、液晶パネルで空間変調された画像光を投射レンズによりスクリーンに拡大して投射するようになっている。この投射型表示装置には前面投射型と背面投射型がある。
【０００３】
図１５は、そのスクリーン背面から投射された画像を、スクリーン前方から観察する背面投射型表示装置の概略構成図を示すものである。図１５に示すように、この背面投射型表示装置は、光を出射するための投射光学系１と、透過型スクリーン２と、投射光学系１から出射された光Ｌを反射して透過型スクリーン２導くミラー３とを有して成る。
この透過型スクリーン２は、通常図１６にその要部の概略断面図を示すように、フレネルレンズ４とレンチキュラーレンズ５によって構成される。
【０００４】
上述の構成による背面投射型表示装置においては、投射光学系１から投射された光Ｌは、フレネルレンズ４によってほぼ平行光となり、さらにレンチキュラーレンズ５によって左右に拡散される。
このように、この従来通常の背面型投射表示装置では、投射光学系１から出射された画像光は透過型スクリーン２に拡大投射されるようになっている。すなわち、観察者は投射光学系１の反対側から透過型スクリーン２の透過光として投射画像の観察を行う。
【０００５】
ところで、一般に背面投射型表示装置は、明るい部屋で用いられることが多く、この場合室内照明等の外乱光がレンチキュラーレンズ５の表面で反射され、これが画像光と共に透過型スクリーンを出射して画像のコントラストが低下してしまう問題が生じていた。従来では、この対策としてレンチキュラーレンズ５の前面に別途、スモーク板（図示せず）を設け、外乱光の一部を吸収させることが行われ、これによりコントラストの低下を抑制する方法が採られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようにスモーク板を設けた場合、このスモーク板を通過する際に画像光の一部も同様に吸収され画像の輝度が低下するため、より消費電力の大きい光源を使用しなければ、充分な輝度が得られないという問題がある。また、このように消費電力を増大させた場合、より厳しい熱対策が必要であり、コストの増大を招くという新たな問題が生じる。
【０００７】
また、レンチキュラーレンズは、前述したように画像光を主として左右（水平）方向に広く拡散させるので、斜めから見た場合でも像を観察することができるものの、これと直交する上下（垂直）方向には殆ど拡散させることができないために、視点を上下させた場合、鮮明な画像を観察できる範囲は、極めて狭いという欠点がある。
【０００８】
また、レンチキュラーレンズは、直線的な形状のレンズが上下方向に延びて規則的に配列されているので、画像にモアレ干渉縞が発生し、著しく画像品位を低下させるという問題もある。
【０００９】
さらに、レンチキュラーレンズには精密なレンズ形状が全面に渡って形成されており、一部に僅かな欠陥が生じた場合でも、全体が使用不能となることから、このスクリーンの取扱には細心の注意を払う必要がある。さらに、昨今の画像の投射面積のより増大化に伴い、スクリーンの取扱がより問題となり、コスト高が避けられないとういう状況下にある。
【００１０】
本発明においては、上述した諸問題の解決をはかり、モアレ干渉縞の発生を改善でき、水平および垂直の両方向に関する拡散を良好に行って水平および垂直の両視野角の拡大をはかることができ、またコントラストの高い、画像品位が高い平面型レンズとその製造方法を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による平面型レンズは、透明基材と、この透明基材の光入射側の面に形成された着色ホットメルト接着剤層と、この着色ホットメルト接着剤層に埋設固着された一層からなる多数の微小球体状透明ビーズとを有し、上記着色ホットメルト接着剤層は、上記透明基材側に配置された透明層と、この上の光入射側に形成された着色層とより構成され、上記微小球体状透明ビーズがその上記光入射側で深さ方向の直径の５０％以上上記着色ホットメルト接着剤層から露出するように埋設されたて成ることを特徴とする。
【００１２】
透明基材は、これ自体が剛性を有する基板によって構成することもできるが、この透明基材がフィルム状基材よりなり、この透明基材の光出射側の面に透明接着剤を介して剛性の透明基板を接合することができる。
【００１３】
尚、本明細書において透明とは、目的とする光すなわちレンズを透過させるべき光に対してこれを透過し得るものであることを指称し、いわゆる半透明をも含めて指称するものである。
【００１５】
微小球体状透明ビーズは、その直径の３０％以上の部分を着色ホットメルト接着剤層から光入射側に露出させた状態で配設されている。これは、露出度合がこの範囲にあると、ビーズの露出面積が大きくなり、入射光量が増大することによって、画像光の輝度が高くなるからである。従って、透明ビーズはその直径の４０％以上を露出させるのがより好ましく、さらには５０％以上を露出させるのがより好ましい。
【００１６】
また着色ホットメルト接着剤層、またはこの着色ホットメルト接着剤層を構成する上記着色層は、黒色又は灰色の顔料あるいは染料により着色されたものであることが好ましい。ただし、赤、緑、青あるいはその混色としてもよい。
【００１７】
さらに、微小球体状透明ビーズは、例えばガラスビーズ、プラスチックビーズ等によって構成することができる。この透明ビーズは、屈折率が１．４以上、直径が１００μｍ以下であることが好ましい。屈折率が１．４以上が好ましいのは、屈折率がこの範囲にあると、入射した光が充分集光し、着色接着剤層に吸収されにくく、画像光の輝度がより高くすることができるためである。さらに、透明ビーズの屈折率は１．５５〜１．９５とするのがより好ましく、１．６０〜１．９０とするのがさらに好ましい。
【００１８】
また、微小球体状透明ビーズの直径を１００μｍ以下とすることが好ましい。これは、微小球体状透明ビーズを透明基材上に密な状態で配設したときに、透明ビーズ間の間隔面積が小さくなり、光の利用効率が向上し、解像度が高まることによる。また、この透明ビーズの直径は９０μｍ以下とするのがより好ましく、さらに、７０μｍ以下とするのがより好ましい。なお、透明ビーズの直径の下限値は、透明ビーズと透明基材を固着するのに用いるホットメルト接着剤層が配設可能な厚みによって規制され、さらには透明ビーズの直径が、光の波長領域に近づくと透過する画像光束の散乱要素が大きくなり、正面輝度を低下させる傾向になるので、おのずと規定されたものとなる。
【００１９】
さらにまた、上記透明基材の光出射側の面に、光の反射を抑制または制御するための反射防止層またはアンチグレア層が形成されていることが好ましい。
【００２０】
また、本発明による平面型レンズの製造方法においては、透明基材上に、透明層と、着色層とを順次積層被着形成する着色ホットメルト接着剤層を形成する工程と、
この着色ホットメルト接着剤層上に微小球体状透明ビーズを分散配置する工程と、
上記微小球体状透明ビーズの分散層を上記基材に向かって所要の押圧力をもって押圧し、上記着色ホットメルト接着剤層を所要温度に昇温軟化させて上記微小球体状透明ビーズを、上記着色ホットメルト接着剤層に上記微小球体状透明ビーズの上記光入射側が深さ方向の直径の５０％以上上記着色ホットメルト接着剤層から露出させた状態で埋設する工程と、
上記着色ホットメルト接着剤層の降温によってこの着色ホットメルト接着剤層を固化して上記微小球体状透明ビーズを固着する工程とを経ることを特徴とする。
【００２１】
上述の本発明構成の平面型レンズによれば、コントラストの高い平面型レンズを構成することができる。すなわち、この構成においては、微小球体状透明ビーズが多数個、着色ホットメルト接着剤層に固着された構成とされるものであり、かつこれら微小球体状透明ビーズは、その光入射側において着色ホットメルト接着剤層から露出させた構成とされていることから、入射光は、多数配列されたすなわち密な微小球体状透明ビーズに効率良く入射され、この微小球体状透明ビーズに入射した光束は、微小球体状透明ビーズのレンズ作用によって一旦収束されて拡散される。
【００２２】
一方、この平面型レンズへの入射光のうち、この微小球体状透明ビーズに入射されなかった光、すなわちこれら透明ビーズによるレンズ作用を受けることがない光は、着色ホットメルト接着剤層によって殆ど吸収されて、平面型レンズの前方へと透過することが阻止される。
【００２３】
また、本発明による平面型レンズの前方すなわち本来の光出射側から入射する外光に関しても、その多くは着色ホットメルト接着剤層によって吸収されることからこれが迷光となって前方から観察されることが効果的に回避される。
【００２４】
したがって、本発明による平面型レンズによれば、目的とする光を効果的に導出することができ、コントラストの向上をはかることができる。
【００２５】
また、上述の本発明製造方法によれば、微小球体状透明ビーズの固定を、着色ホットメルト接着剤層上に微小球体状透明ビーズの分散配列がなされた微小球体状透明ビーズの分散層を形成し、その後この微小球体状透明ビーズの分散層を、着色ホットメルト接着剤層を昇温軟化させて行って微小球体状透明ビーズの一部を着色ホットメルト接着剤層に埋込んで、着色ホットメルト接着剤層を固化して固定するという方法をとるので、微小球体状透明ビーズを確実に所定の密度に分散させた状態でしかも所定の深さに埋込むことができるので光学的に均一に、かつ量産的に目的とする平面型レンズを作製することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１乃至図５は、それぞれ本発明の平面型レンズの実施の形態を示す概略断面図である。
【００２７】
まず、図１に示す平面型レンズ１０は、透明基材１１と、この透明基材１１の光入射側の面に形成された着色ホットメルト接着剤層１２と、この着色ホットメルト接着剤層１２に固着された一層からなる多数の微小球体状透明ビーズ１３とによって構成される。
【００２８】
この平面型レンズ１０を得る製造方法は、透明基材１１上に、着色ホットメルト接着剤層１２を形成すなわちコーティングし、例えば一旦自然冷却もしくは強制冷却によって降温させて固化ないしは半固化の状態となし、これの上に微小球体状透明ビーズ１３を、１層、すなわち単粒子層配列をもって分散配置する。これを、例えば図１１にその概略断面図を示す対の加熱加圧板２１および２２を有するプレス装置を用いて、その一方の加熱加圧板２２上に載置して、加熱加圧板２１および２２によって着色ホットメルト接着剤層１２を溶融ないしは軟化させつつ所定の圧力をもって微小球体状透明ビーズ１３を着色ホットメルト接着剤層１２に向かって押圧し、微小球体状透明ビーズ１３を、その直径の一部すなわち所定の深さだけ着色ホットメルト接着剤層１２中に埋込む。そして、加熱加圧板２１および２２による加熱および加圧を排除し、着色ホットメルト接着剤層１２を室温まで自然冷却もしくは強制冷却して、着色ホットメルト接着剤層１２を固化する。
【００２９】
この方法によると、基材１１上に塗布され、固化された状態にある着色ホットメルト接着剤層１２上に、微小球体状透明ビーズ１３を配置することから、この配置を密にすなわち最大充填密度をもって単層に配列することを容易に行うことができ、この状態で再び着色ホットメルト接着剤層１２を軟化させて、この着色ホットメルト接着剤層１２中に、透明ビーズ１３を、押圧埋設するので、透明ビーズは均一な配置密度をもってかつ均一の深さすなわち一定の直径に相当する部分を埋設することができる。
【００３０】
また、平面型レンズの他の実施形態を図２に示す。この構成は、図１に示す構造と同様であるが、着色ホットメルト接着剤層１２が、透明基材１１の光入射側の面に形成された透明層１４と、この透明層１４上に形成された着色層１５とからなるものである。
【００３１】
さらに、他の実施形態として図３に示す平面型レンズがある。この構成は図１あるいは図２に示す構造と同様であるが、着色ホットメルト接着剤層１２から露出した微小球体状透明ビーズ１３の露出面に反射防止膜１６が形成されたものとなっている。この反射防止膜１６は、真空蒸着によって、例えばＳｉＯ2 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＦ2 等の薄膜が単層あるいは多層形成されたものである。この反射防止膜１６は、真空蒸着の他、コーティング等の公知の技術を用いて成膜される。この反射防止膜１６の構成により、透明ビーズ１３からの入射光の反射は抑制され、透過率は向上する。
【００３２】
さらに、他の実施形態として図４に示す平面型レンズがある。この構成は、図１あるいは図２に示す構造と同様であるが、透明基材１１の光出射側の面が反射防止面ないしはアンチグレア面１７とされている点に特徴がある。この反射防止ないしはアンチグレア面１７の形成により、透明基材１１の光出射側の面に外部から入射する外乱光の透明基材１１表面における正反射を抑制し、結果的に画像のコントラスト低下を回避することができる。
【００３３】
さらに、他の実施形態として図５に示す平面型レンズがある。この構成は、図１あるいは図２に示す構造と同様であるが、透明基材１１の光出射側の面に偏光部材、すなわち偏光層１８を形成したものである。この偏光層１８の形成により、外乱光２０が平面型レンズを透過する光量を約１／２に低減でき、結果的に画像のコントラストを高めることができる。
【００３４】
図２〜図５において、図１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３５】
また、さらに、他の実施形態として図６〜図１０に示す平面型レンズがある。これら図６〜図１０に示す平面型レンズ１０は、それぞれ図１〜図５の構成において、その透明基材１１をフィルム状基材によって構成し、このフィルム状透明基材１１の光出射側の面に透明接着剤層４２を介して剛性の透明基板４１が接合された構成としたものである。
【００３６】
図６〜図１０において、図１〜図５のそれぞれと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３７】
上述の各構成において、微小球体状透明ビーズ１３は、屈折率が１．４以上、直径が１００μｍ以下であり、着色ホットメルト接着剤層１２中に、透明ビーズ１３の直径の３０％以上を露出して埋設されている。
【００３８】
また、各実施の形態で適用される透明基材１１および４１は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂等の透明性を有する樹脂が用いられる。
【００３９】
さらに、この透明基材１１の光出射面に施される反射防止面ないしはアンチグレア面は、特に限定するものではないが、これらの例としては、反射防止面においては、透明基材の上にシリカ、アルミナ等の公知の反射防止膜１６をコーティングあるいは真空蒸着等によって所定の厚みに形成する方法がある。また、アンチグレア面においては、樹脂にシリカ、プラスチックビーズ等を混入してコーティングする方法や、サンドブラスト処理あるいはエンボス賦形処理等によって凹凸を形成する方法がある。
【００４０】
また、各実施の形態に適用される着色ホットメルト接着剤層１２もしくはその着色層１５は、透明ビーズ１３および透明基材１１に対して充分な接着力を有している。その材質としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂等からなるホットメルト接着剤が用いられる。これらの接着剤をベース樹脂とし、そこへ顔料を分散するか、あるいは染料により染色することにより、着色ホットメルト接着剤層１２もしくはその着色層１５が形成される。
【００４１】
この着色ホットメルト接着剤層１２のコーティングは、例えば図１２にその概略構成を示す、ナイフコータによってコーティングすることができる。このナイフコータは、槽３１内に収容された、加熱溶融状態の着色ホットメルト接着剤３２に浸漬されて回転するアプリケータロール３３と、透明基材１１を挟み込んで転動するバックアップロール３４と、アプリケータロール３３に対する接着剤３２の付着量を規制するスキージ３５と、アプリケータロール３３によって基材１１上に塗布された着色ホットメルト接着剤層を平滑化するドクタロール３６とを有してなる。
【００４２】
着色ホットメルト接着剤層１２のコーティングは、上述したナイフコートの他に、例えばロールコート、グラビアコート、キスコート、スプレーコート、ブレードコート、ロッドコート等によることができる。また、着色ホットメルト接着剤を、その溶剤中に溶解、希釈した溶液を用い、これをコーティングし、その後乾燥させることによって着色ホットメルト接着剤層１２の形成を行うこともできる。
【００４３】
そして、着色ホットメルト接着剤層１２が、透明層１４と着色層１５との２層構造によるときは、透明のホットメルト接着剤を上述した各コーティング法によって塗布し、続いて着色ホットメルト接着剤を同様の方法によってコーティングする。
【００４４】
さらに、透明基材１１に偏光層１８を形成するための偏光部材としては、例えば、一軸延伸したポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート等のフィルムにヨウ素、あるいは光２色性染料を吸着させた偏光子を、透明な基材に貼り合わせたものや、この偏光子を透明な基材で挟んだ状態で貼り合わせたものが好適に用いられる。ここで用いられる透明な基材としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂等の中から１種あるいは２種を選択的に組み合わせて用いられる。
【００４５】
また、図６〜図１０で示した透明基材１１をフィルム状として、これの光出射面側を透明接着剤層４２によって剛性を有する基板４１に接合する構成を採る場合において、その透明接着剤層４２は、溶液型、エマルジョン型、ホットメルト型、感圧（粘着）型等の透明接着剤によって構成することができ、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂等の接着剤を用いることができる。
【００４６】
次に、図１３および図１４を参照して本発明による平面型レンズの光学的作用を説明する。
図１３および図１４においては、それぞれ図２および図７に示した本発明による平面型レンズ１０の光入射側に、この平面型レンズ１０に画像光６をほぼ平行光として入射させるフレネルレンズ７が対向配置された構成とされている。図１３および図１４において、図２および図７と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。本発明による平面型レンズ１０によれば、光入射面側には微小球体状透明ビーズ１３が、１層すなわち単粒子層配列をもって、密に配列され、かつその一部分を着色ホットメルト接着剤層１２から光入射側に露出させた状態で着色ホットメルト接着剤層１２によって固定されているので、透明ビーズ１３に投射された入射光の大半は、この透明ビーズ１３の屈折率に基づいて屈折した後、この着色ホットメルト接着剤層１２が形成された透明基材１１、あるいは透明基材１１および基板４１を透過して、ほぼ全光束が等方的に拡散して出射する。一方、透明ビーズ１３に入射しなかった光８は着色ホットメルト接着剤層１２に吸収される。
【００４７】
また、着色ホットメルト接着剤層１２から光入射側に露出した透明ビーズ１１の露出面に、反射防止膜が形成されている場合は、入射光の反射を抑制することができるので、さらに透過率を上げることができる。
【００４８】
また、透明基材１１、あるいは基板１４から入射する外乱光９は、着色ホットメルト接着剤層１２へと達するが、大半がここで吸収されるために、透明ビーズ１３を通って例えば投射型表示装置の内部まで透過して迷光となることが少なく、映像のコントラストを高めることができる。
【００４９】
また、着色ホットメルト接着剤層１２が黒色あるいは灰色の顔料または染料によって着色されている場合は、コントラストのより高い画像とすることができる。
【００５０】
以上のことから、観視者はどの角度から見ても明るく、コントラストの高い映像を見ることができる。
【実施例】
本発明を、実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。
（実施例１）
この実施例１においては、図１の平面型レンズ１０を以下のように作製した。
まず、ポリエチレンテレフタレート樹脂からなる平坦な透明基材１１（厚さ０．２５ｍｍ）の一方の表面に、ポリエステル系ホットメルト接着剤（東洋紡績株式会社製、商品名バイロン３００）１００重量部に対し、黒色カーボンを３重量部配合した着色ホットメルト接着剤層１２を、乾燥後１０μｍの厚みになるように図１２で説明したナイフコーターにより塗布形成した。
次に、この着色ホットメルト接着剤層１２の上に、屈折率１．８０、平均直径５５μｍの微小球体状透明ビーズ１３（ガラスビーズを使用）を密に配設し、図１１で説明したプレス装置による熱プレスにより、温度１３０℃、圧力４ｋｇ／ｃｍ2 で１０分間保持した後、常温まで冷却することにより、ビーズを埋設した。透明ビーズ１３の埋設後の着色ホットメルト接着剤層１２の厚さは２０μｍであった。また、透明ビーズ１３は埋設深さ方向にその直径の６４％が露出していた。
【００５１】
図１５に示す背面投射表示装置に用いられている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレンチキュラレンズ５に替えて、本実施例１による平面型レンズ１０を装着して、投射画像を観察したところ、従来のレンチキュラレンズ５を用いたスクリーンに比較して水平方向で１．５倍、垂直方向で１０倍の視野角を得た。また、コントラストが高く、解像度も良好な品位の高い画像が観察できた。
【００５２】
（実施例２）
この実施例２においては、図２で示した平面型レンズ１０を以下のように作製した。
まず、ポリエチレンテレフタレート樹脂からなる平坦な透明基材１１（厚さ０．２５ｍｍ）の一方の表面に、ポリエステル系ホットメルト接着剤（東洋紡績株式会社製、商品名バイロン５６０）からなる透明層１４を、乾燥後１４μｍになるように図１２で説明したナイフコーターにより塗布し、更にポリエステル系ホットメルト接着剤（東洋紡績株式会社製、商品名バイロン３００）１００重量部に対し、黒色カーボンを３重量部配合した着色層１５を、乾燥後１０μｍの厚みになるように同様のナイフコーターにより塗布して、透明層１４と着色層１５とよりなる着色ホットメルト接着剤層１２を形成した。次に、この着色ホットメルト接着剤層１２の上に、屈折率１．８０、平均直径５５μｍの微小球体状透明ビーズ１３（ガラスビーズを使用）を密に配設し、図１１の熱プレスにより、温度１３０℃、圧力４ｋｇ／ｃｍ2 で１０分間保持した後、常温まで冷却することにより、ビーズ１３を埋設した。ビーズ埋設後の着色ホットメルト接着剤層１２の厚さは２０μｍであった。また、ビーズ１３は埋設深さ方向にその直径の６４％が露出していた。
【００５３】
図１５に示す背面投射表示装置に用いられている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレンチキュラレンズ５に替えて、実施例２による平面型レンズ１０を装着して、投射画像を観察したところ、従来のレンチキュラレンズ５を用いたスクリーンに比較して水平方向で１．５倍、垂直方向で１０倍の視野角を得た。また、コントラストが高く、解像度も良好な品位の高い画像が観察できた。
【００５４】
（実施例３）
この実施例３においては、図３で示した平面型レンズ１０を以下のように作製した。
まず、実施例２と同様にして得られた平面型レンズ１０の微小球体状透明ビーズ１３の露出面に、真空蒸着を用いてＳｉＯ2 からなる反射防止膜１６を膜厚１００ｎｍの厚みに成膜した。この反射防止膜１６の構成によりビーズ１３は、埋設深さ方向にその直径の６４％が露出していた。
【００５５】
図１５に示す背面投射表示装置に用いられている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレンチキュラレンズ５に替えて、この実施例３による平面型レンズ１０を装着して、投射画像を観察したところ、実施例２と同様に、従来のレンチキュラレンズ５を用いたスクリーンに比較して水平方向で１．５倍、垂直方向で１０倍の視野角を得た。また、画像の輝度が実施例２に比べて向上し、コントラスト、解像度共に良好な品位の高い画像が観察できた。
【００５６】
（実施例４）
この実施例４においては、図４で示した平面型レンズ１０を以下のように作製した。
まず、実施例２と同様にして得られた平面型レンズの透明基材１１の画像光の出射側の面に、真空蒸着を用いてＳｉＯ2 からなる反射防止膜１７を膜厚１００ｎｍの厚みに成膜した。この反射防止膜１７の構成によりビーズは、埋設深さ方向にその直径の６４％が露出していた。
【００５７】
図１５に示す背面投射表示装置に用いられている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレンチキュラレンズ５に替えて、この実施例４による平面型レンズ１０を装着して、投射画像を観察したところ、実施例２と同様に、従来のレンチキュラレンズ５を用いたスクリーンに比較して水平方向で１．５倍、垂直方向で１０倍の視野角を得た。また、実施例２に比べてコントラストがさらに向上し、また、外乱光による弊害もなく、解像度も良好な品位の高い画像が観察できた。
【００５８】
（実施例５）
この実施例５においては、図５で示した平面型レンズ１０を以下のように作製した。
まず、実施例２と同様にして得られた平面型レンズの透明基材１１の画像光の出射側の面に、偏光フィルム（日東電工株式会社製、商品名ＮＰＦ−Ｇ１２２５Ｄｕ）をアクリル系粘着剤を用いて貼着して偏光層１８を形成した。
【００５９】
図１５に示す背面投射表示装置に用いられている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレンチキュラレンズ５に替えて、この実施例５による平面型レンズ１０を、出射光の偏光方向と偏光フィルムの透過軸を略一致させて装着して、投射画像を観察したところ、実施例２と同様に、従来のレンチキュラレンズ３４を用いたスクリーンに比較して水平方向で１．５倍、垂直方向で１０倍の視野角を得た。また、実施例２に比べてコントラストがさらに向上し、また、外乱光による弊害も少なく、解像度も良好な品位の高い画像が観察できた。
【００６０】
（実施例６）
着色ホットメルト接着剤層１２の厚さを乾燥後で３０μｍにした以外は、実施例１と同様にして平面型レンズを作製した。完成後の着色ホットメルト接着剤層１２の厚さは４０μｍであった。また、微小球体状透明ビーズ１３はその直径の２７％が着色接着剤層１２から露出していた。
【００６１】
図１５に示す背面投射表示装置に用いられている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレンチキュラレンズ５に替えて、この実施例６による平面型レンズ１０を装着して、画像を観察したところ、従来のレンチキュラレンズ５を用いたスクリーンに比較して、水平方向で１．５倍、垂直方向で１０倍の視野角を得た。そして、コントラスト、解像度共に良好な品位の高い画像が観察できた。また、輝度も従来のレンチキュラレンズ５を用いたスクリーンに比較して高かった（ただし、実施例１と比較するとやや低かった）。
【００６２】
（実施例７）
微小球体状透明ビーズ１３として、ガラスビーズに替え、屈折率１．４９、直径５０μｍのポリメタクリル酸メチルビーズを用いた以外は、実施例１と同様にして平面型レンズ１０を作製した。
【００６３】
完成後の着色ホットメルト接着剤層１２の厚さは２０μｍであった。また、ビーズ１３は、その直径の６０％が着色ホットメルト接着剤層１２から露出していた。
【００６４】
図１５に示す背面投射表示装置に用いられている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレンチキュラレンズ５に替えて、本実施例による平面型レンズ１０を装着して、画像を観察したところ、従来のレンチキュラレンズ５を用いたスクリーンに比較して、水平方向で１．２倍、垂直方向で８倍の視野角を得た。そして、コントラスト、解像度共に良好な品位の高い画像が観察できた。
【００６５】
（実施例８）
実施例１と同様の方法および構成によって、着色ホットメルト接着剤層１２によって微小球体状透明ビーズ１３を密に配置固着したフィルム状透明基材１１を、図６に示すように、厚さ５０μｍにアクリル系接着剤層４２を塗布した厚さ２ｍｍのアクリル樹脂よりなる剛性を有する基板４１に微小球体状透明ビーズ１３を有する側とは反対側において接合した。このようにして実用的強度を有する透過型スクリーンを作製した。
【００６６】
このようにして形成したスクリーンは、実施例１で説明したと同様の光学的特性、すなわち水平、および垂直の視野角およびコントラスト等を得ることができた。
（実施例９）
実施例２と同様の方法および構成によって、透明層１４および着色層１５よりなる着色ホットメルト接着剤層１２によって微小球体状透明ビーズ１３を密に配置固着したフィルム状透明基材１１を、図７に示すように、厚さ５０μｍにアクリル系接着剤層４２を塗布した厚さ２ｍｍのアクリル樹脂よりなる剛性を有する基板４１に微小球体状透明ビーズ１３を有する側とは反対側において接合した。このようにして実用的強度を有する透過型スクリーンを作製した。
【００６７】
このようにして形成したスクリーンは、実施例２で説明したと同様の光学的特性、すなわち水平、および垂直の視野角およびコントラスト等を得ることができた。
（実施例１０）
実施例３と同様の方法および構成によって、透明層１４および着色層１５よりなる着色ホットメルト接着剤層１２によって微小球体状透明ビーズ１３を密に配置固着し、透明ビーズ１３の、光入射側の露呈部に反射防止膜１６を形成したフィルム状透明基材１１を、図８に示すように、厚さ５０μｍにアクリル系接着剤層４２を塗布した厚さ２ｍｍのアクリル樹脂よりなる剛性を有する基板４１に微小球体状透明ビーズ１３を有する側とは反対側において接合した。このようにして実用的強度を有する透過型スクリーンを作製した。
【００６８】
このようにして形成したスクリーンは、実施例３で説明したと同様の光学的特性、すなわち水平、および垂直の視野角およびコントラスト等を得ることができた。
【００６９】
（実施例１１）
図９に示すように、実施例４におけると同様の反射防止膜１７が一方の面に形成され、他方の面に厚さ５０μｍにアクリル系透明接着剤層４２を塗布した厚さ２ｍｍのアクリル樹脂よりなる剛性を有する透明基板４１を用意した。そして、この透明基板４１の、透明接着剤層４２を有する側に、実施例４と同様の方法および構成によって、透明層１４および着色層１５よりなる着色ホットメルト接着剤層１２に微小球体状透明ビーズ１３が密に配置固着したフィルム状透明基材１１を、微小球体状透明ビーズ１３を有する側とは反対側において接合して、実用的強度を有する透過型スクリーンを作製した。
【００７０】
このようにして形成したスクリーンは、実施例４で説明したと同様の光学的特性、すなわち水平、および垂直の視野角およびコントラスト等を得ることができた。
【００７１】
（実施例１２）
図１０に示すように、実施例５におけると同様の偏光層１８が一方の面に形成され、他方の面に厚さ５０μｍにアクリル系透明接着剤層４２を塗布した厚さ２ｍｍのアクリル樹脂よりなる剛性を有する透明基板４１を用意した。そして、この透明基板４１の、透明接着剤層４２を有する側に、実施例５と同様の方法および構成によって、透明層１４および着色層１５よりなる着色ホットメルト接着剤層１２に微小球体状透明ビーズ１３が密に配置固着したフィルム状透明基材１１を、微小球体状透明ビーズ１３を有する側とは反対側において接合して、実用的強度を有する透過型スクリーンを作製した。
【００７２】
このようにして形成したスクリーンは、実施例５で説明したと同様の光学的特性、すなわち水平、および垂直の視野角およびコントラスト等を得ることができた。
【００７３】
上述したように、本発明による平面型レンズは、水平方向のみならず、垂直方向の視野角を高めることができると共に、例えば背面投射表示装置に用いられている透過型スクリーンに適用してコントラスト、解像度共に良好な品位の高い画像が観察できるものである。
【００７４】
また、本発明による平面型レンズにおいては、着色ホットメルト接着剤層１２によって微小球体状透明ビーズ１３の固着を行うようにしたことによって、透明ビーズ１３の均一な分散と、埋設量の設定を行うことができるので、安定して特性の均一な平面型レンズの作製を容易に行うことができる。
【００７５】
尚、上述した例は主として本発明による平面型レンズを透過型スクリーンに適用する場合について説明したが、液晶表示装置、プラズマ表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置等の視野角拡大板、あるいは液晶用バックライト、各種照明光源等の光を拡散する光拡散板等に用いることができる。
【００７６】
【発明の効果】
上述したように、本発明構成の平面型レンズによれば、モアレ干渉縞の発生を改善でき、またコントラストの高い平面型レンズを構成することができる。すなわち、この構成においては、微小球体状透明ビーズが多数個、着色ホットメルト接着剤層に固着された構成とされるものであり、かつこれら微小球体状透明ビーズは、その光入射側において着色ホットメルト接着剤層から露出させた構成とされていることから、入射光は、多数配列されたすなわち密な微小球体状透明ビーズに効率良く入射され、この微小球体状透明ビーズに入射した光束は、微小球体状透明ビーズのレンズ作用によって一旦収束されて水平および垂直方向にすなわち立体的に拡散されることから、モアレ干渉縞の発生を改善でき、水平および垂直両方向に関する視野角の拡大をはかることができる。
【００７７】
一方、この平面型レンズへの入射光のうち、この微小球体状透明ビーズ１３に入射されずに透明ビーズ１３によるレンズ作用を受けることがない光は、着色ホットメルト接着剤層１２によって殆ど吸収されて、平面型レンズの前方へと透過することが阻止される。
【００７８】
また、本発明による平面型レンズ１０の前方すなわち本来の光出射側から入射する外光に関しても、その多くは着色ホットメルト接着剤層１２によって吸収されることからこれが迷光となって前方から観察されることが効果的に回避される。
【００７９】
したがって、本発明による平面型レンズによれば、どの方向から見ても広い視野角を持ち、画像の輝度を低下させることなく、コントラストを向上させることができる。
【００８０】
また、上述の本発明製造方法によれば、微小球体状透明ビーズ１３の固定を、着色ホットメルト接着剤層１２上に微小球体状透明ビーズの分散配列がなされた微小球体状透明ビーズの分散層を形成し、その後この微小球体状透明ビーズの分散層を、着色ホットメルト接着剤層を昇温軟化させて行って微小球体状透明ビーズの一部を着色ホットメルト接着剤層に埋込んで、着色ホットメルト接着剤層を固化して固定するという方法をとるので、微小球体状透明ビーズを確実に所定の密度に分散させた状態でしかも所定の深さに埋込むことができるので光学的に均一に、かつ量産的に目的とする平面型レンズを作製することができる。
【００８１】
また、透明ビーズの露出面に、反射防止膜が形成されている場合は、入射光の反射を抑制することができるので、さらに透過率を上げることができる。
【００８２】
また、透明基材の光出射側の面に、反射防止処理またはアンチグレア処理されている場合には、外乱光の鏡面反射を抑制し、この平面型レンズ１０に入射させた映像を、光出射側からコントラストを低下させることなく観察することができる。
【００８３】
また、透明基材１１の光出射側の面もしくはこの光出射側の面に接合した透明基板４１に、偏光層１８を設けた場合には、外乱光の約１／２を吸収するので、映像のコントラストを低下させることはない。
【００８４】
したがって、本発明によれば、品位の高い画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図１０】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図１１】本発明による平面型レンズの製造方法に用いるプレス装置の一例の概略断面図である。
【図１２】本発明による平面型レンズの製造方法に用いる着色ホットメルト接着剤層のコーティング装置の一例の概略断面図である。
【図１３】本発明の平面型レンズの一実施の形態の光学的作用を示す模式的断面図である。
【図１４】本発明の平面型レンズの一実施の形態の光学的作用を示す模式的断面図である。
【図１５】平面型レンズが適用される一般的な背面投射型表示装置の概略構成図である。
【図１６】従来の平面型レンズの構造を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１  投射光学系、２  透過型スクリーン、３  ミラー、４，７  フレネルレンズ、５  レンチキュラレンズ、６  画像光、９  外乱光、１０  平面型レンズ、１１  透明基材、１２  着色ホットメルト接着剤層、１３  微小球体状透明ビーズ、１４  透明層、１５  着色層、１６，１７  反射防止膜、１８  偏光層、４１  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003829358.tif 000004
【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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