JP4064125B2

JP4064125B2 - Fresnel lens sheet and manufacturing method thereof

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Publication number: JP4064125B2
Application number: JP2002046514A
Authority: JP
Inventors: 敦長澤; 高広北野; 克也藤澤; 淳一田中; 達文渡邉
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: JP2003240916A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクションテレビ用透過型スクリーンに必要なフレネルレンズシートおよびその製造方法に関する。特に、迷光を低減することによりコントラストを飛躍的に向上することができる、遮光層のフレネルレンズへの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクションテレビに使用される透過型スクリーンは、一般にフレネルレンズシートとレンチキュラレンズシートとの組み合わせからなる。フレネルレンズシートはCRTや液晶ディスプレイパネルなどのライトエンジンから出射される映像光をレンチキュラレンズシートの方向に向け、レンチキュラレンズシートにほぼ垂直に映像光を入射させる機能を有する。また、レンチキュラレンズシートはフレネルレンズシートから垂直に入射してきた映像光を観察者に向けて視野角を拡大する機能を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１（ａ）に示すように、一般的なフレネルレンズシート１は映像光の入射面２側は平坦であり、出射面３側はフレネルレンズ面４およびライズ面５からなる。図１（ｂ）に示すように、ライトエンジン６からの映像光７は広がりを持ってフレネルレンズシート１に入射する。したがって、映像光７のうちの大部分はフレネルレンズ面４から出射されレンチキュラレンズシート１に入射させることができる。しかし、図１（ｃ）に示すように、入射する映像光７のうちのごくわずかは、フレネルレンズ面４ではなくライズ面５に到達してしまう。ライズ面５に到達した映像光はそのままレンチキュラレンズ側に出射したり、ライズ面５で反射した後、フレネルレンズ面４から出射してしまう。これらの映像光はレンチキュラレンズシートに垂直に入射しないために迷光と呼ばれる。迷光はレンチキュラレンズシートから出射される正規の映像光にノイズを混入してしまい、プロジェクションテレビのコントラストを低下させてしまう。
【０００４】
本発明は、フレネルレンズシートから出射される迷光を低減することにより、プロジェクションテレビのコントラストを飛躍的に向上することができる遮光層付きフレネルレンズシートおよびその簡便な製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、凸レンズのレンズ面を多数の同心円状に分割してなるフレネルレンズ面と各フレネルレンズ面の境界をなすライズ面とからなるフレネルレンズシートにおいて、該各ライズ面に遮光層が形成されており、該遮光層が光硬化性組成物（Ａ）の硬化物よりなる層上に設けられており、該遮光層が光硬化性組成物（Ａ）の硬化物よりなる層上に設けられており、該光硬化性組成物（Ａ）が、表面自由エネルギーが30mN/m以上である光硬化性樹脂組成物（ａ）100質量部および表面自由エネルギーが25mN/m以下である化合物（ｂ）0.01〜10質量部からなる組成物であり、かつ、該光硬化性組成物（Ａ）の硬化物よりなる層のフレネルレンズ面に、前記化合物（ｂ）が存在して表面自由エネルギーが 25mN/m 以下であり、かつ、該ライズ面における該光硬化性組成物（Ａ）の硬化物の該遮光層との界面に前記化合物（ｂ）が存在しないことを特徴とするフレネルレンズシートである。
【０００６】
また、本発明は、凸レンズのレンズ面を多数の同心円状に分割してなるフレネルレンズ面と各フレネルレンズ面の境界をなすライズ面とからなり、該各ライズ面に遮光層が形成されたフレネルレンズシートの製造方法において、ライズ面およびレンズ面に、表面自由エネルギーが30mN/m以上である光硬化性樹脂組成物（ａ）100質量部および表面自由エネルギーが25mN/m以下である化合物（ｂ）0.01〜10質量部からなる光硬化性組成物（Ａ）を塗布して、該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層を形成させる工程；該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層が化合物（ｂ）の表面自由エネルギーより低い表面自由エネルギーを有する媒質と接触した状態で、該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層の反対面から光を照射してフレネルレンズ面に塗布された該光硬化性組成物（Ａ）のみを選択的に硬化させる工程；該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層が光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーより高い表面自由エネルギーを有する媒質と接触した状態で、該光硬化性組成物（Ａ）側から光を照射して該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層の未硬化部分を硬化させる工程；前記工程の後に該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層上に着色塗料を塗布してライズ面に遮光層を形成させる工程；を含むことを特徴とするフレネルレンズシートの製造方法である。
【０００７】
さらに、本発明は、上記のフレネルレンズシートの製造方法において、ライズ面に遮光層を形成させる工程が、着色塗料を塗布する工程およびフレネルレンズ面に塗布された該着色塗料がはじかれてフレネルレンズ面の光硬化性組成物（Ａ）層が略完全に露出するだけの時間が経過した後に、該着色塗料を乾燥させる工程を含むフレネルレンズシートの製造方法である。
【０００８】
また、本発明は、上記のフレネルレンズシートの製造方法において、ライズ面に遮光層を形成させる工程が、着色塗料を塗布する工程、該着色塗料を乾燥させる工程およびフレネルレンズ面上の着色塗料を除去する工程を含むフレネルレンズシートの製造方法である。
【００１０】
ここで、本発明における表面自由エネルギーの値は温度20℃、相対湿度50％における値であり、下記方法により測定される。
液体の表面自由エネルギーの測定方法としては種々の方法があるが、本明細書ではウィルヘルミー法による温度20℃、相対湿度50％における測定値を表面自由エネルギーとして用いている。ウィルヘルミー法の測定原理は以下の通りである。図６に示すように、天秤６１の一方に板６２を吊るしてその一端が測定液体６３に浸るようにし、他方に適当な荷重６４をのせて天秤６１をつりあわせる。この時板６２は重力と浮力以外に下向きに測定液体６３からの力を受け、平衡状態では下記式（１）が成り立つ。
【００１１】
【数１】
[荷重64]＝[板62の重力]−[板62の浮力]＋[液体表面から受ける力] （１）
【００１２】
液体表面から受ける力は表面張力（＝液体の表面自由エネルギー）に相当するため、液体表面から受ける力を測定することで、液体の表面自由エネルギーが得られる。なお、板６２の材質として白金、ガラスなどが使用されるが、表面自由エネルギーは不変であるので、測定液体６３に浸蝕されない材質であれば良く、本明細書の測定においては、板６２として白金を用いている。
【００１３】
固体の表面自由エネルギーは直接測定することができないが、表面自由エネルギーが既知である数種類の液体を用いて求めることができる。固体表面上の液滴は図７に示すような断面形状を有しており、図中接触角は、固体７１表面上の液体７２の表面と固体７１表面との交点において、液体７２に引いた接線と固体７１表面との液体７２を含む側のなす角であり、その値をθとする。このとき、交点における平衡条件により下記式（２）（Youngの式）が成り立っている。
【００１４】
【数２】
γ_S=γ_SL＋γ_L・cosθ （２）
ここで、γ_Sは固体の表面自由エネルギー、γ_Lは液体の表面自由エネルギー、γ_SLは固体／液体の界面自由エネルギーを表す。
【００１５】
表面自由エネルギーγは分散力成分γ^a、極性力成分γ^bおよび水素結合成分γ^cの和で表され、固体／液体の界面自由エネルギーγ_SLには下記式（３）の仮定が成り立つとされている。
【００１６】
【数３】
γ_SL=γ_S＋γ_L−２（γ_S ^aγ_L ^a）^1/2−２（γ_S ^bγ_L ^b）^1/2−２（γ_S ^cγ_L ^c）^1/2 （３）
【００１７】
したがって、温度20℃、相対湿度50％の条件下において、異なる表面自由エネルギーを持つ３種類以上の液体の固体表面上での接触角の値θを求めれば、式（２）および式（３）よりなる３元の方程式を解くことによりγ_S ^a、γ_S ^bおよびγ_S ^cが算出でき、その和として固体の表面自由エネルギーγ_Ｓが求められる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図２に本発明のフレネルレンズシート１の概略図を示す。本発明のフレネルレンズシート１は、入射面２側は平坦であり該入射面２の反対の出射面３にはフレネルレンズ面４およびライズ面５が形成されている。該フレネルレンズ面４上および該ライズ面５上には、光硬化性組成物（Ａ）の硬化物よりなる層８を有しており、該ライズ面５上の該光硬化性組成物（Ａ）の硬化物よりなる層８上には遮光層９を有する。さらに、該遮光層９の開口部すなわち該フレネルレンズ面４上の光硬化性組成物（Ａ）の硬化物よりなる層８の表面自由エネルギーが25mN/m以下である。なお、該フレネルレンズシート１は、透明熱可塑性樹脂のプレス成形や光硬化性樹脂を用いた２Ｐ成形法などにより容易に成形可能である。
【００１９】
本発明においては上記の光硬化性組成物（Ａ）として、後述する光硬化性樹脂組成物（ａ）および後述する表面自由エネルギーが低い化合物（ｂ）からなる組成物が用いられる。本願の課題を解決するために用いる光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーは30mN/m以上であり、好ましくは40mN/m以上である。また、化合物（ｂ）の表面自由エネルギーは25mN/m以下であり、好ましくは20mN/m以下である。また、本願の課題を解決するためには、光硬化性樹脂組成物（ａ）100質量部に対し、化合物（ｂ）0.01〜10質量部を混合することが必要であり、化合物（ｂ）0.1〜1質量部を混合することが好ましい。
【００２０】
本発明者らは、上述した光硬化性樹脂組成物（ａ）および化合物（ｂ）よりなる光硬化性組成物（Ａ）を表面自由エネルギーが低い媒質中で光を照射して硬化することにより、表面自由エネルギーが低い表面を得ることができ、表面自由エネルギーが高い媒質中で光を照射して硬化することにより、表面自由エネルギーが高い表面を得ることができる現象を見出した。また、未硬化の状態においては、光硬化性組成物（Ａ）の表面自由エネルギーは接触している媒質に依存することを見出した。ここで照射する光としては、可視光、紫外線等が挙げられるが、光硬化性組成物（Ａ）の硬化に有利な高いエネルギーを持つ紫外線が好ましい。
【００２１】
上記表面改質現象は、以下の機構により発現しているものと推測される。光硬化性樹脂組成物（ａ）および化合物（ｂ）からなる組成物と媒質との界面がエネルギー的に安定となるのは両者の表面自由エネルギーの差が最小となる時であり、該光硬化性組成物（Ａ）中の化合物（ｂ）は光硬化性樹脂組成物（ａ）よりも表面自由エネルギーが低いため、表面自由エネルギーが低い媒質に接触した状態では化合物（ｂ）が界面に存在することにより安定状態となる。それに対して、表面自由エネルギーが高い媒質に接触した状態では化合物（ｂ）が界面に存在するよりも光硬化性樹脂組成物（ａ）が界面に存在した方がエネルギー的に安定であるため、化合物（ｂ）は界面に存在しなくなる。つまり、光硬化性樹脂組成物（ａ）が未硬化状態であれば、媒質の違いにより相転移を起こすことになる。したがって、表面自由エネルギーの異なる媒質中で光硬化性組成物（Ａ）に光を照射し、界面での状態を固定化することにより表面自由エネルギーの異なる表面を得ることができる。
【００２２】
さらに、該光硬化性組成物（Ａ）が未硬化状態では、上記の相転移は可逆であるため、該光硬化性組成物（Ａ）を表面自由エネルギーの高い領域と低い領域とに表面改質する場合、選択的に表面自由エネルギーの高い領域に改質した後、残りを表面自由エネルギーの低い領域に改質することも可能であるし、逆に、選択的に表面自由エネルギーの低い領域に改質した後、残りを表面自由エネルギーの高い領域に改質することも可能である。
【００２３】
また、該光硬化性組成物（Ａ）の主成分は光硬化性樹脂組成物（ａ）であるため、一定量以上の光（以下、臨界露光量と呼ぶ）が照射されなければ、該光硬化性組成物（Ａ）の硬化は進行しない。したがって、該光硬化性組成物（Ａ）に臨界露光量以下の光が照射される場合は、上記表面改質現象は発現しないという特徴がある。
【００２４】
さらに、該光硬化性組成物（Ａ）は塗料として扱えるため、フレネルレンズシートのような凹凸面を有する物品の表面改質に適している。
【００２５】
表面自由エネルギーが高い媒質としては、水；グリセリン等の高級アルコール類などが挙げられる。また、表面自由エネルギーが低い媒質としては、大気；ヘリウムガス、アルゴンガス等の不活性ガスなどが挙げられるが、それぞれこれらに限定されるものではない。特に本発明では、表面自由エネルギーが高い媒質として水を、表面自由エネルギーが低い媒質として大気を用いることが可能であるため、本発明は、コスト面や環境面から有意である。
【００２６】
本発明において用いられる表面自由エネルギーが25mN/m以下である化合物（ｂ）としては、ポリジメチルシロキサン等のシリコーンオイル、該シリコーンオイルの側鎖または末端がアミノ基、エポキシ基等で変性された変性シリコーンオイル、テトラメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン類等の含けい素（高分子）化合物；フルオロアルキルシラン類、フルオロアルキル基等を有する高分子化合物等の含フッ素（高分子）化合物；上記化合物を成分として含有するブロック共重合体、グラフト共重合体、ランダム共重合体などが挙げられるが、上記化合物に限定されるものではない。
【００２７】
本発明に用いられる光硬化性樹脂組成物（ａ）は、重合性の単量体および所望に応じて光重合開始剤等の他の成分（ただし、上記の表面自由エネルギーが25mN/m以下である化合物（ｂ）は除く）を含む。該重合性の単量体は光重合可能な化合物であり、表面自由エネルギーが30mN/m以上であり、かつ分子内に少なくとも1個のエチレン系二重結合を有する光重合可能なエチレン系不飽和化合物を一般的に使用することができるが、必要に応じて、さらに、光カチオン重合可能なエポキシ系またはオキセタン系の化合物等を加えてもよい。
【００２８】
本発明を実施するに際して用い得る光重合可能なエチレン系不飽和化合物としては（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、グリシジル（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、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の単官能性（メタ）アクリレート系モノマー；Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルカプロラクタム、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、酢酸アリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニルなどのビニル系モノマー、および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、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）アクリレート等の２官能性（メタ）アクリレートモノマー；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）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリ（メタ）アクリロイルシアヌレート、トリ（メタ）アクリロイルイソシヌアレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、１，３，５−トリ（メタ）アクリロイルヘキサヒドロ−ｓ−ヒドラジン等の多官能性（メタ）アクリレートモノマーなどが挙げられ、これらの内の１種以上が用いられる。なお、上記化合物の名称中、「（メタ）アクリル酸」は「アクリル酸」と「メタクリル酸」の総称であり、「（メタ）アクリレート」は「アクリレート」と「メタクリレート」の総称であり、「（メタ）アクリロイル」は「アクリロイル」と「メタクリロイル」の総称である。
【００２９】
また、必要に応じて光重合開始剤を加えても良い。光重合開始剤の具体例としては、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、キサントフルオレノン、ベンズアルデヒド、アントラキノン、１−(４−イソプロピルフェニル)−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２，４−ジエチルチオキサントン、カンファーキノン、２−メチル−１−［４−(メチルチオ)フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン等が挙げられる。
【００３０】
また、場合によっては、光硬化性組成物（Ａ）の希釈剤として、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、ヘキサン、酢酸エチル、クロロホルム、四塩化炭素、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、メチルエチルケトン、トルエン、ベンゼンなどの有機溶剤を使用しても良い。
【００３１】
本発明のフレネルレンズシートは、図２に示すような構成であり、透過型スクリーンなどに適用される。該フレネルレンズシートは後述する方法によって製造することができる。まず、図３に示すように、フレネルレンズシート１の出射面３に上述した光硬化性組成物（Ａ）をスピンコートやディップコートなどにより塗工し、化合物（ｂ）よりも表面自由エネルギーが低い媒質(例えば大気)に接触した状態で入射面２側から光を照射する。このとき照射する光は略点光源１０と見なせる光源から出射した光であることが好ましい。そうすることにより、プロジェクションテレビに使用される場合の画像の投射光と略等価である光をフレネルレンズシートに照射することが可能となる。したがって、光の大部分はフレネルレンズ面４に照射され、ごくわずかの光のみがライズ面５に照射されるため、光の照射量を調整することにより、該フレネルレンズ面４への光の照射量を臨界露光量以上とし、該ライズ面５への光の照射量を臨界露光量未満とすることが容易にできる。つまり、該フレネルレンズ面４上の光硬化性組成物（Ａ）のみが選択的に硬化し（図３中の点線で示す）、該ライズ面５上の光硬化性組成物（Ａ）が未硬化状態となる。
【００３２】
次に、図４に示すように、得られたフレネルレンズシート１を光硬化性樹脂組成物（a）よりも表面自由エネルギーが高い媒質（例えば水）に接触した状態で、フレネルレンズシート１の出射面３側から光を照射することにより、未硬化状態の光硬化性組成物（Ａ）のみが硬化する（図４中の灰色線で示す）。
【００３３】
上述の工程により、フレネルレンズシート１の出射面３側のフレネルレンズ面４とライズ面５をそれぞれ表面自由エネルギーの低い領域と表面自由エネルギーの高い領域に表面改質できたことになる。このときライズ面５の表面自由エネルギーをフレネルレンズ面４の表面自由エネルギーよりも5mN/m以上高くすることが遮光層９の形成性の点で好ましい。
【００３４】
表面自由エネルギーの異なる表面では各種液体の濡れ性も異なり、一般的に用いられる溶剤、塗料の場合は表面自由エネルギーの高い表面の方が表面自由エネルギーの低い表面よりも液体が濡れ易い。したがって、表面改質したフレネルレンズシート１はフレネルレンズ面４よりもライズ面５の方が各種液体に濡れ易いことになる。この性質を利用して、表面改質したフレネルレンズシート１に着色塗料を塗工することにより、ライズ面５のみに該着色塗料が付着した遮光層９を形成することが可能となる。
【００３５】
また、フレネルレンズシート１の出射面３に上述した光硬化性組成物（Ａ）を塗工し、入射面２側から化合物（ｂ）よりも表面自由エネルギーが低い媒質(例えば大気)に接触した状態で光を照射し、フレネルレンズ面４の光硬化性組成物（Ａ）のみを選択的に硬化させた後、着色塗料を塗工し遮光層９を形成しても良い。着色塗料の塗工後に該着色塗料を硬化させ、更に着色塗料側から光を照射して未硬化の光硬化性組成物（Ａ）を硬化させても良い。
【００３６】
上記の場合においては、フレネルレンズ面４の表面自由エネルギーが低い（25mN/m以下である）光硬化性組成物（Ａ）よりなる層８上に塗工された着色塗料がはじかれて、該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層８が略完全に露出した後に、該着色塗料を硬化させることで、遮光層９を形成することができる。ここで、光硬化性組成物（Ａ）よりなる層８が略完全に露出した状態とは、得られるフレネルレンズシート１の目的が充分に達成される程度に、該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層８上から着色塗料が排除された状態のことである。また、遮光層９の下となる未硬化状態の該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層８は、該着色塗料を硬化させると同時または後に硬化される。
【００３７】
また、高粘度の着色塗料を使用する場合、上記のようにフレネルレンズ面４の着色塗料がはじくことを利用しても良いが、高粘度の着色塗料は流動性が低いために完全にはじくには時間を要する。この場合、図５（ａ）に示すように、高粘度の着色塗料１３を前記光硬化性組成物（Ａ）よりなる層８の硬化表面に塗工後、該着色塗料１３との密着性が良好な基材１２を着色塗料に密着した後、該着色塗料１３を硬化し、図５（ｂ）に示すように、フレネルレンズ面４の着色塗料１３のみを除去することにより遮光層９を形成することができる。また、気流、水流、ブラスト等の物理的な方法でフレネルレンズ面４の着色塗料１３のみを除去してもよい。これら場合は、着色塗料１３を除去する工程を省略することにはならないが、フレネルレンズ面４の着色塗料１３の付着強度が低いため、硬化後においても着色塗料１３を容易に除去することができ、作業性を改善することができる。
【００３８】
本発明に用いる着色塗料としては、グラビアインキ、フレキソインキ、スクリーンインキ、オフセットインキ、凸版インキなどが挙げられる。コントラスト向上の点から、着色塗料は黒色塗料であるのが好ましい。該着色塗料は、乾性油、不乾性油等の油脂成分；合成樹脂、天然樹脂等の樹脂成分；炭化水素、ケトン、アルコール等の溶剤成分などから選ばれる少なくとも１種、もしくは光重合可能な単量体と光重合開始剤の混合物、および着色剤よりなり、上記着色剤としては、アニリンブラック等の黒色染料；カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、ミネラルブラック等の黒色顔料などが含まれる。
【００３９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
（参考例）
ピッチ0.1mm、レンズ高さ0.1mmのフレネルレンズの逆形状が形成されたフレネルレンズ成形用金型を用いて２Ｐ成形法によりフレネルレンズシートを得た。この時、基材フィルムとして東洋紡績株式会社製の厚さ0.25mmポリエチレンテレフタレートフィルム（コスモシャインA4300）、２Ｐ成形用樹脂として東亞合成株式会社製アクリレート系紫外線硬化性樹脂（アロニックス）を用いた。
【００４０】
東亞合成株式会社製ペンタエリスリトールトリアクリレート（アロニックスM-305）100質量部、チバスペシャリティケミカルズ株式会社製１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン（イルガキュア184）3質量部の割合で混合して光硬化性樹脂組成物（ａ）を調製した。該光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーをウィルヘルミー法により測定したところ、46.8mN/mであった。該光硬化性樹脂組成物（ａ）に表面自由エネルギーの低い化合物（ｂ）としてウィルヘルミー法による表面自由エネルギーの測定値が18.6mN/mである日本油脂株式会社製フッ素系ブロックコポリマー（モディパーF200）を1質量部添加し光硬化性組成物（Ａ）とした。該光硬化性組成物（Ａ）は粘度が高く、塗工性の面を考慮すると取り扱いにくいため、該光硬化性組成物（Ａ）の濃度が10vol％となるようにメチルエチルケトンで希釈した。該硬化性の混合物を厚さ125μｍの東洋紡績(株)製PETフィルムにバーコーターで10μｍ塗工したのち、メチルエチルケトンを揮発させることによって、PETフィルム上に均一に厚さ1μｍの硬化性混合物が塗工されたフィルムを得ることができた。得られたフィルムを大気中および水中で紫外線を照射して硬化させ、協和界面科学(株)製接触角計で各種溶剤との接触角を測定して表面自由エネルギーを算出すると、大気中硬化では20.3mN/m、水中硬化では52.3mN/mであった。なお、使用した溶剤は、水、エチレングリコール、ジプロピレングリコールおよびトルエンである。
【００４１】
該フレネルレンズシートの出射面にメチルエチルケトンで希釈した該光硬化性組成物（Ａ）をスピンコーターによって厚さ0.03mmとなるよう塗工し、80℃で5分間の乾燥でメチルエチルケトンを揮発させ、光硬化性組成物（Ａ）の塗工厚さを0.003mmとした。上記フレネルレンズシートを大気中で入射面側から点光源と見なせる高圧水銀ランプにより紫外光を照射した。
【００４２】
得られたフレネルレンズシートの出射面側に帝国インキ株式会社製スクリーン印刷用UV硬化性インキ（UVPAL911）をスピンコーターによって厚さに0.01mm塗工した。フレネルレンズ面上の該スクリーン印刷用UV硬化性インキがはじいて光硬化性組成物（Ａ）よりなる層が露出し、ライズ面のみに該スクリーン印刷用UV硬化性インキが付着するのに十分な時間が経過した後、該スクリーン印刷用UV硬化性インキを高圧水銀ランプにより乾燥したところ、ライズ面のみに遮光層を形成することができた。得られたフレネルレンズシートをプロジェクションテレビに設置したところ、ノイズ光の少ない良好な映像を観察することが可能であった。
【００４３】
（実施例）
ピッチ0.1mm、レンズ高さ0.1mmのフレネルレンズの逆形状が形成されたフレネルレンズ成形用金型を用いて２Ｐ成形法によりフレネルレンズシートを得た。この時、基材フィルムとして東洋紡績株式会社製の厚さ0.25mmポリエチレンテレフタレートフィルム（コスモシャインA4300）、２Ｐ成形用樹脂として東亞合成株式会社製アクリレート系紫外線硬化性樹脂（アロニックス）を用いた。
【００４４】
日本化薬株式会社製ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（KAYARAD DPHA）50質量部、東亞合成株式会社製イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート（アロニックスM-315）50質量部、日本化薬株式会社製２，４−ジエチルチオキサントン1質量部、チバスペシャリティケミカルズ株式会社製２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン（イルガキュア907）3質量部の割合で混合して光硬化性樹脂組成物（ａ）を調製した。該光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーをウィルヘルミー法により測定したところ、42.6mN/mであった。該光硬化性樹脂組成物（ａ）に表面自由エネルギーの低い化合物（ｂ）としてウィルヘルミー法による表面自由エネルギーの測定値が20.7mN/mである信越化学工業株式会社製アミノ変性シリコーンオイル（KF857）を0.5質量部添加し光硬化性組成物（Ａ）とした。該光硬化性組成物（Ａ）は粘度が高く、塗工性の面を考慮すると取り扱いにくいため、該光硬化性組成物（Ａ）の濃度が5vol％となるようにトルエンで希釈した。該光硬化性樹脂組成物（Ａ）につき実施例１と同様にして、大気中で硬化した場合と水中で硬化した場合の表面自由エネルギーを算出するとそれぞれ、21.5mN/mおよび40.2mN/mであった。
【００４５】
該フレネルレンズシートの出射面にトルエンで希釈した該光硬化性組成物（Ａ）をスピンコーターによって厚さ0.02mmとなるよう塗工し、120℃で5分間の乾燥でトルエンを揮発させ、光硬化性組成物（Ａ）の塗工厚さを0.001mmとした。
【００４６】
上記フレネルレンズシートを窒素雰囲気下で入射面側から点光源と見なせる高圧水銀ランプにより紫外光を照射した。さらに、該フレネルレンズシートを水に浸漬した状態で該フレネルレンズシートの出射面側から高圧水銀ランプにより紫外光を照射した。
【００４７】
得られたフレネルレンズシートの出射面側に東洋インキ製造株式会社製PS版オフセット印刷用UV硬化性インキ（FDカルトン墨）をスピンコーターによって厚さ0.003mmに塗工した。フレネルレンズ面上の該スクリーン印刷用UV硬化性インキがはじいて光硬化性組成物（Ａ）よりなる層が露出し、ライズ面のみに該スクリーン印刷用UV硬化性インキが付着するのに十分な時間が経過した後、該スクリーン印刷用UV硬化性インキを高圧水銀ランプにより乾燥したところ、ライズ面のみに遮光層を形成することができた。得られたフレネルレンズシートをプロジェクションテレビに設置したところ、ノイズ光の少ない良好な映像を観察することが可能であった。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、プロジェクションテレビなどに使用されるフレネルレンズシートのライズ面にのみ遮光層を形成することができ、得られたフレネルレンズシートを用いることにより、迷光を低減でき、コントラストの向上した画像を観察することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のフレネルレンズシート及びその機能を示す図である。
【図２】本発明のフレネルレンズシートを表す図である。
【図３】本発明の実施形態のひとつを示す図である。
【図４】本発明の実施形態のひとつを示す図である。
【図５】本発明の実施形態のひとつを示す図である。
【図６】ウィルヘルミー法について説明する図である。
【図７】固体の表面自由エネルギー測定法について説明する図である。
【符号の説明】
１．フレネルレンズシート
２．入射面
３．出射面
４．フレネルレンズ面
５．ライズ面
６．ライトエンジン
７．映像光
８．光硬化性組成物（A）からなる層
９．遮光層
１０．点光源と見なせる紫外光
１１．紫外光
１２．基材フィルム
１３．着色塗料[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a Fresnel lens sheet necessary for a transmission screen for a projection television and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a method for forming a light shielding layer on a Fresnel lens, which can dramatically improve contrast by reducing stray light.
[0002]
[Prior art]
A transmission screen used in a projection television is generally composed of a combination of a Fresnel lens sheet and a lenticular lens sheet. The Fresnel lens sheet has a function of directing image light emitted from a light engine such as a CRT or a liquid crystal display panel in the direction of the lenticular lens sheet and entering the lenticular lens sheet substantially perpendicularly. In addition, the lenticular lens sheet has a function of enlarging the viewing angle by directing the image light incident perpendicularly from the Fresnel lens sheet to the observer.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 1A, a general Fresnel lens sheet 1 is flat on the incident surface 2 side of image light, and is composed of a Fresnel lens surface 4 and a rise surface 5 on the exit surface 3 side. As shown in FIG. 1B, the image light 7 from the light engine 6 is incident on the Fresnel lens sheet 1 with a spread. Therefore, most of the image light 7 can be emitted from the Fresnel lens surface 4 and incident on the lenticular lens sheet 1. However, as shown in FIG. 1C, very little of the incident video light 7 reaches the rise surface 5 instead of the Fresnel lens surface 4. The image light that has reached the rise surface 5 is emitted as it is to the lenticular lens side, or after being reflected by the rise surface 5, is emitted from the Fresnel lens surface 4. These image lights are called stray light because they do not enter the lenticular lens sheet perpendicularly. The stray light mixes the normal image light emitted from the lenticular lens sheet and reduces the contrast of the projection television.
[0004]
It is an object of the present invention to provide a Fresnel lens sheet with a light-shielding layer that can dramatically improve the contrast of a projection television by reducing stray light emitted from the Fresnel lens sheet and a simple manufacturing method thereof. To do .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for solving the above problems is a Fresnel lens sheet comprising a Fresnel lens surface obtained by dividing a lens surface of a convex lens into a number of concentric circles and a rise surface that forms a boundary between the Fresnel lens surfaces. A light shielding layer is formed, the light shielding layer is provided on a layer made of a cured product of the photocurable composition (A), and the light shielding layer is made of a cured product of the photocurable composition (A). The photocurable composition (A) is provided on a layer, and the photocurable composition (A) has a surface free energy of 30 mN / m or more, and 100 parts by mass of the photocurable resin composition (a) and the surface free energy is 25 mN / m or less. The compound (b) is a composition comprising 0.01 to 10 parts by mass, and the compound (b) is present on the surface of the Fresnel lens of the cured product of the photocurable composition (A). surface free energy is below 25 mN / m, and the line A Fresnel lens sheet, wherein the compound in the interface between the light-shielding layer of the cured product of the photocurable composition (A) (b) does not exist in the plane.
[0006]
The present invention also includes a Fresnel lens surface obtained by dividing a lens surface of a convex lens into a number of concentric circles and a rise surface that forms a boundary between the Fresnel lens surfaces, and a light-shielding layer is formed on each rise surface. In the method for producing a lens sheet, a compound (b) having 100 parts by mass of a photocurable resin composition (a) having a surface free energy of 30 mN / m or more and a surface free energy of 25 mN / m or less is provided on the rise surface and the lens surface. ) A step of applying a photocurable composition (A) comprising 0.01 to 10 parts by mass to form a layer comprising the photocurable composition (A); a layer comprising the photocurable composition (A) Is applied to the surface of the Fresnel lens by irradiating light from the opposite surface of the layer made of the photocurable composition (A) in contact with a medium having a surface free energy lower than that of the compound (b). The photo-curing property Contacting the medium having a surface free energy higher surface free energy of the photocurable composition (A) from layer serving photocurable resin composition (a); Narubutsu (A) only selectively curing In this state, the step of irradiating light from the photocurable composition (A) side to cure the uncured portion of the layer made of the photocurable composition (A); after the step, the photocurable composition A method for producing a Fresnel lens sheet, comprising: applying a colored paint on a layer made of the product (A) to form a light-shielding layer on a rise surface.
[0007]
Furthermore, the present invention provides a method for producing a Fresnel lens sheet, wherein the step of forming a light-shielding layer on the rise surface is a step of applying a colored paint and the colored paint applied to the Fresnel lens surface is repelled. This is a method for producing a Fresnel lens sheet, which includes a step of drying the colored paint after a time sufficient for the surface photocurable composition (A) layer to be almost completely exposed.
[0008]
Further, the present invention provides a method for producing a Fresnel lens sheet, wherein the step of forming a light-shielding layer on the rise surface includes a step of applying a colored paint, a step of drying the colored paint, and a colored paint on the Fresnel lens surface. It is a manufacturing method of a Fresnel lens sheet including the process of removing.
[0010]
Here, the value of the surface free energy in the present invention is a value at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50%, and is measured by the following method.
There are various methods for measuring the surface free energy of a liquid. In this specification, the measured value at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50% by the Wilhelmy method is used as the surface free energy. The measurement principle of the Wilhelmy method is as follows. As shown in FIG. 6, a plate 62 is suspended on one side of a balance 61 so that one end of the plate 62 is immersed in the measurement liquid 63, and an appropriate load 64 is placed on the other to balance the balance 61. At this time, the plate 62 receives a force from the measurement liquid 63 downward in addition to gravity and buoyancy, and the following formula (1) is established in an equilibrium state.
[0011]
[Expression 1]
[Load 64] = [gravity of plate 62] − [buoyancy of plate 62] + [force received from liquid surface] (1)
[0012]
Since the force received from the liquid surface corresponds to the surface tension (= surface free energy of the liquid), the surface free energy of the liquid can be obtained by measuring the force received from the liquid surface. In addition, although platinum, glass, etc. are used as the material of the plate 62, since the surface free energy is not changed, any material that is not eroded by the measurement liquid 63 may be used. In the measurement of this specification, platinum is used as the plate 62. Is used.
[0013]
The surface free energy of a solid cannot be measured directly, but can be determined using several types of liquids whose surface free energy is known. The droplet on the solid surface has a cross-sectional shape as shown in FIG. 7, and the contact angle in the drawing is drawn to the liquid 72 at the intersection of the surface of the liquid 72 on the surface of the solid 71 and the surface of the solid 71. The angle formed between the tangent and the surface of the solid 71 on the side including the liquid 72, and its value is θ. At this time, the following equation (2) (Young's equation) is established according to the equilibrium condition at the intersection.
[0014]
[Expression 2]
γ _S = γ _SL + γ _L・ cosθ (2)
Here, γ _S represents the surface free energy of the solid, γ _L represents the surface free energy of the liquid, and γ _SL represents the solid / liquid interface free energy.
[0015]
The surface free energy γ is expressed as the sum of the dispersion force component γ ^a , the polar force component γ ^b and the hydrogen bond component γ ^c , and the assumption of the following formula (3) holds for the solid / liquid interface free energy γ _SL. ing.
[0016]
[Equation 3]
γ _SL = γ _S + γ _L -2 (γ _S ^a γ _L ^a ) ^1/2 -2 (γ _S ^b γ _L ^b ) ^1/2 -2 (γ _S ^c γ _L ^c ) ^1/2 (3)
[0017]
Therefore, if the contact angle value θ on the solid surface of three or more kinds of liquids having different surface free energies under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50%, the equations (2) and (3) Γ _S ^a , γ _S ^b, and γ _S ^c can be calculated by solving a ternary equation consisting of the above, and the surface free energy γ _S of the solid is obtained as the sum.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 shows a schematic view of the Fresnel lens sheet 1 of the present invention. The Fresnel lens sheet 1 of the present invention is flat on the incident surface 2 side, and a Fresnel lens surface 4 and a rise surface 5 are formed on the exit surface 3 opposite to the incident surface 2. The Fresnel lens surface 4 and the rise surface 5 have a layer 8 made of a cured product of the photocurable composition (A), and the photocurable composition (A The light shielding layer 9 is provided on the layer 8 made of the cured product. Furthermore, the surface free energy of the layer 8 made of a cured product of the photocurable composition (A) on the opening of the light shielding layer 9, that is, the Fresnel lens surface 4, is 25 mN / m or less. The Fresnel lens sheet 1 can be easily molded by press molding of a transparent thermoplastic resin or 2P molding method using a photocurable resin.
[0019]
In the present invention, as the photocurable composition (A), a composition comprising a photocurable resin composition (a) described later and a compound (b) having a low surface free energy described later is used. The surface free energy of the photocurable resin composition (a) used for solving the problems of the present application is 30 mN / m or more, preferably 40 mN / m or more. The surface free energy of the compound (b) is 25 mN / m or less, preferably 20 mN / m or less. Moreover, in order to solve the subject of this application, it is necessary to mix 0.01-10 mass parts of compounds (b) with respect to 100 mass parts of photocurable resin compositions (a), and compound (b) 0.1 It is preferable to mix ˜1 part by mass.
[0020]
The present inventors cured the photocurable composition (A) comprising the above-described photocurable resin composition (a) and compound (b) by irradiating light in a medium having a low surface free energy. The inventors have found a phenomenon that a surface having a low surface free energy can be obtained, and a surface having a high surface free energy can be obtained by curing by irradiating light in a medium having a high surface free energy. Moreover, in the uncured state, it discovered that the surface free energy of the photocurable composition (A) was dependent on the medium which has contacted. Examples of the light to be irradiated include visible light and ultraviolet light, and ultraviolet light having high energy advantageous for curing the photocurable composition (A) is preferable.
[0021]
The surface modification phenomenon is presumed to be expressed by the following mechanism. The interface between the photocurable resin composition (a) and the composition comprising the compound (b) and the medium is stable in terms of energy when the difference in surface free energy between the two is minimized. Since the compound (b) in the curable composition (A) has a lower surface free energy than the photocurable resin composition (a), the compound (b) is present at the interface when in contact with a medium having a lower surface free energy. By doing so, it becomes a stable state. On the other hand, in the state where the surface free energy is in contact with the medium, the compound (b) is more energetically stable when the photocurable resin composition (a) is present at the interface than when the compound (b) is present at the interface. Compound (b) does not exist at the interface. That is, if the photocurable resin composition (a) is in an uncured state, phase transition occurs due to the difference in the medium. Therefore, it is possible to obtain surfaces having different surface free energies by irradiating the photocurable composition (A) with light in a medium having different surface free energies and fixing the state at the interface.
[0022]
Furthermore, when the photocurable composition (A) is in an uncured state, the above-described phase transition is reversible. Therefore, the photocurable composition (A) is surface-modified into a region having a high surface free energy and a region having a low surface free energy. It is also possible to selectively modify the region with a high surface free energy and then modify the rest to a region with a low surface free energy. After the modification, the remainder can be modified into a region having a high surface free energy.
[0023]
In addition, since the main component of the photocurable composition (A) is the photocurable resin composition (a), the light is not irradiated with a certain amount or more of light (hereinafter referred to as critical exposure amount). Curing of the curable composition (A) does not proceed. Therefore, when the photocurable composition (A) is irradiated with light having a critical exposure amount or less, the surface modification phenomenon does not occur.
[0024]
Furthermore, since the photocurable composition (A) can be handled as a paint, it is suitable for surface modification of an article having an uneven surface such as a Fresnel lens sheet.
[0025]
Examples of the medium having a high surface free energy include water; higher alcohols such as glycerin. In addition, examples of the medium having a low surface free energy include air; inert gases such as helium gas and argon gas, but are not limited thereto. In particular, in the present invention, water can be used as a medium having a high surface free energy, and air can be used as a medium having a low surface free energy. Therefore, the present invention is significant in terms of cost and environment.
[0026]
As the compound (b) having a surface free energy of 25 mN / m or less used in the present invention, a silicone oil such as polydimethylsiloxane, a modified side chain or terminal of the silicone oil modified with an amino group, an epoxy group or the like Silicone (polymer) compounds such as alkoxy oils such as silicone oil, tetramethoxysilane and phenyltrimethoxysilane; Fluorine (polymer) compounds such as fluoroalkylsilanes and polymer compounds having a fluoroalkyl group A block copolymer, a graft copolymer, a random copolymer and the like containing the above compound as a component may be mentioned, but the invention is not limited to the above compound.
[0027]
The photocurable resin composition (a) used in the present invention comprises a polymerizable monomer and other components such as a photopolymerization initiator as desired (provided that the surface free energy is 25 mN / m or less). Some compounds (b) are excluded). The polymerizable monomer is a photopolymerizable compound, has a surface free energy of 30 mN / m or more, and has at least one ethylene double bond in the molecule. Although a compound can generally be used, if necessary, an epoxy-based or oxetane-based compound capable of photocationic polymerization may be further added.
[0028]
Examples of photopolymerizable ethylenically unsaturated compounds that can be used in the practice of the present invention include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and n-butyl (meth) acrylate. , T-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, etc. (Meth) acrylate monomers; vinyl monomers such as N-vinylpyrrolidone, N-vinylimidazole, N-vinylcaprolactam, styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, allyl acetate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate And 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di Bifunctional (meth) acrylate monomers such as (meth) acrylate; trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol penta (meth) acrylate, dipenta Erythritol hexa (meth) acrylate, tri (meth) acryloyl cyanurate, tri (meth) acryloyl isocyanurate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, 1,3,5-to Examples include polyfunctional (meth) acrylate monomers such as li (meth) acryloylhexahydro-s-hydrazine, and one or more of these are used. In the names of the above compounds, “(meth) acrylic acid” is a generic term for “acrylic acid” and “methacrylic acid”, “(meth) acrylate” is a generic term for “acrylate” and “methacrylate”, “ “(Meth) acryloyl” is a general term for “acryloyl” and “methacryloyl”.
[0029]
Moreover, you may add a photoinitiator as needed. Specific examples of the photopolymerization initiator include 2,2-dimethoxy-2-phenylacetone, acetophenone, benzophenone, xanthofluorenone, benzaldehyde, anthraquinone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropane -1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2,4-diethylthioxanthone, camphorquinone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, etc. Can be mentioned.
[0030]
In some cases, as a diluent for the photocurable composition (A), acetone, ethanol, methanol, isopropyl alcohol, hexane, ethyl acetate, chloroform, carbon tetrachloride, tetrahydrofuran, diethyl ether, methyl ethyl ketone, toluene, benzene, etc. The organic solvent may be used.
[0031]
The Fresnel lens sheet of the present invention has a configuration as shown in FIG. 2 and is applied to a transmission screen or the like. The Fresnel lens sheet can be manufactured by a method described later. First, as shown in FIG. 3, the above-mentioned photocurable composition (A) is applied to the emission surface 3 of the Fresnel lens sheet 1 by spin coating or dip coating, and the surface free energy is higher than that of the compound (b). Light is irradiated from the incident surface 2 side in contact with a low medium (for example, the atmosphere). The light irradiated at this time is preferably light emitted from a light source that can be regarded as a substantially point light source 10. By doing so, it is possible to irradiate the Fresnel lens sheet with light that is substantially equivalent to the projection light of an image when used in a projection television. Therefore, since most of the light is irradiated on the Fresnel lens surface 4 and only a very small amount of light is irradiated on the rise surface 5, the light irradiation to the Fresnel lens surface 4 is adjusted by adjusting the amount of light irradiation. The amount can be set to be equal to or greater than the critical exposure amount, and the amount of light irradiated to the rise surface 5 can be easily set to be less than the critical exposure amount. That is, only the photocurable composition (A) on the Fresnel lens surface 4 is selectively cured (indicated by a dotted line in FIG. 3), and the photocurable composition (A) on the rise surface 5 is not yet formed. It becomes a cured state.
[0032]
Next, as shown in FIG. 4, the obtained Fresnel lens sheet 1 is brought into contact with a medium (for example, water) having a surface free energy higher than that of the photocurable resin composition (a). By irradiating light from the exit surface 3 side, only the uncured photocurable composition (A) is cured (indicated by a gray line in FIG. 4).
[0033]
Through the above-described steps, the Fresnel lens surface 4 and the rise surface 5 on the exit surface 3 side of the Fresnel lens sheet 1 can be surface-modified into a region having a low surface free energy and a region having a high surface free energy, respectively. At this time, the surface free energy of the rise surface 5 is preferably 5 mN / m or more higher than the surface free energy of the Fresnel lens surface 4 in view of the formation of the light shielding layer 9.
[0034]
The wettability of various liquids is different on surfaces having different surface free energies, and in the case of commonly used solvents and paints, the surface having a higher surface free energy is more easily wetted than the surface having a lower surface free energy. Therefore, the surface-modified Fresnel lens sheet 1 is more easily wetted by various liquids on the rise surface 5 than on the Fresnel lens surface 4. By utilizing this property and applying a colored paint to the surface-modified Fresnel lens sheet 1, it becomes possible to form the light-shielding layer 9 having the colored paint attached only to the rise surface 5.
[0035]
Further, the above-described photocurable composition (A) was applied to the exit surface 3 of the Fresnel lens sheet 1, and contacted with a medium (for example, the atmosphere) having a lower surface free energy than the compound (b) from the entrance surface 2 side. The light shielding layer 9 may be formed by applying light in the state and selectively curing only the photocurable composition (A) on the Fresnel lens surface 4 and then applying a colored paint. After application of the colored paint, the colored paint may be cured, and light may be irradiated from the colored paint side to cure the uncured photocurable composition (A).
[0036]
In the above case, the colored paint applied on the layer 8 made of the photocurable composition (A) having a low surface free energy of the Fresnel lens surface 4 (25 mN / m or less) is repelled, The light shielding layer 9 can be formed by curing the colored paint after the layer 8 made of the photocurable composition (A) is almost completely exposed. Here, the state in which the layer 8 made of the photocurable composition (A) is almost completely exposed means that the photocurable composition (A) is sufficient to achieve the purpose of the obtained Fresnel lens sheet 1. ) Is a state in which the colored paint is excluded from the layer 8 made up of. The layer 8 made of the uncured photocurable composition (A) under the light shielding layer 9 is cured simultaneously with or after the colored coating is cured.
[0037]
In addition, when using a high-viscosity colored paint, the fact that the colored paint on the Fresnel lens surface 4 is repelled as described above may be used. However, since the high-viscosity colored paint has low fluidity, it is completely repelled. Takes time. In this case, as shown in FIG. 5A, after the high-viscosity colored paint 13 is applied to the cured surface of the layer 8 made of the photocurable composition (A), the adhesion with the colored paint 13 is improved. After adhering a good base material 12 to the colored paint, the colored paint 13 is cured, and as shown in FIG. 5B, only the colored paint 13 on the Fresnel lens surface 4 is removed to form the light shielding layer 9. can do. Alternatively, only the colored paint 13 on the Fresnel lens surface 4 may be removed by a physical method such as airflow, water flow, or blasting. In these cases, the step of removing the colored paint 13 is not omitted, but the colored paint 13 can be easily removed even after curing because the adhesion strength of the colored paint 13 on the Fresnel lens surface 4 is low. Workability can be improved.
[0038]
Examples of the colored paint used in the present invention include gravure ink, flexographic ink, screen ink, offset ink, letterpress ink and the like. From the viewpoint of improving contrast, the colored paint is preferably a black paint. The colored paint is composed of at least one selected from oil and fat components such as drying oil and non-drying oil; resin components such as synthetic resins and natural resins; solvent components such as hydrocarbons, ketones and alcohols, or a photopolymerizable single component. It consists of a mixture of a monomer and a photopolymerization initiator, and a colorant. Examples of the colorant include black dyes such as aniline black; black pigments such as carbon black, acetylene black, lamp black, and mineral black.
[0039]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
( Reference example )
A Fresnel lens sheet was obtained by a 2P molding method using a Fresnel lens molding die having a reverse shape of a Fresnel lens having a pitch of 0.1 mm and a lens height of 0.1 mm. At this time, a 0.25 mm-thick polyethylene terephthalate film (Cosmo Shine A4300) manufactured by Toyobo Co., Ltd. was used as the base film, and an acrylate ultraviolet curable resin (Aronix) manufactured by Toagosei Co., Ltd. was used as the 2P molding resin.
[0040]
Photocurable by mixing at a ratio of 100 parts by weight of pentaerythritol triacrylate (Aronix M-305) manufactured by Toagosei Co., Ltd. and 3 parts by weight of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (Irgacure 184) manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. A resin composition (a) was prepared. The surface free energy of the photocurable resin composition (a) was measured by the Wilhelmy method and found to be 46.8 mN / m. Fluorine-based block copolymer (Modiper F200) manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd., whose measured value of surface free energy by Wilhelmy method is 18.6 mN / m as compound (b) having low surface free energy in the photocurable resin composition (a) 1 part by mass was added to obtain a photocurable composition (A). Since the photocurable composition (A) has a high viscosity and is difficult to handle in consideration of coating properties, it was diluted with methyl ethyl ketone so that the concentration of the photocurable composition (A) was 10 vol%. The curable mixture was applied to a PET film made by Toyobo Co., Ltd. with a thickness of 125 μm with a bar coater, and then the ethyl ethyl ketone was volatilized to uniformly coat the curable mixture with a thickness of 1 μm on the PET film. A processed film could be obtained. The resulting film is cured by irradiating with ultraviolet rays in the air and water, and the surface free energy is calculated by measuring the contact angle with various solvents using a contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. 20.3 mN / m and 52.3 mN / m for underwater curing. In addition, the used solvent is water, ethylene glycol, dipropylene glycol, and toluene.
[0041]
The photocurable composition (A) diluted with methyl ethyl ketone is applied to the exit surface of the Fresnel lens sheet to a thickness of 0.03 mm by a spin coater, and the methyl ethyl ketone is volatilized by drying at 80 ° C. for 5 minutes. The coating thickness of the curable composition (A) was 0.003 mm. The Fresnel lens sheet was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp that can be regarded as a point light source from the incident surface side in the atmosphere.
[0042]
On the exit surface side of the obtained Fresnel lens sheet, a UV curable ink for screen printing (UVPAL911) manufactured by Teikoku Inc. was applied to a thickness of 0.01 mm with a spin coater. The screen-curable UV curable ink on the surface of the Fresnel lens is repelled to expose the layer of the photocurable composition (A), and the screen-curable UV curable ink is sufficient to adhere only to the rise surface. After a lapse of time, when the UV curable ink for screen printing was dried with a high-pressure mercury lamp, a light shielding layer could be formed only on the rise surface. When the obtained Fresnel lens sheet was installed on a projection television, it was possible to observe a good image with little noise light.
[0043]
( Example )
A Fresnel lens sheet was obtained by a 2P molding method using a Fresnel lens molding die having a reverse shape of a Fresnel lens having a pitch of 0.1 mm and a lens height of 0.1 mm. At this time, a 0.25 mm-thick polyethylene terephthalate film (Cosmo Shine A4300) manufactured by Toyobo Co., Ltd. was used as the base film, and an acrylate ultraviolet curable resin (Aronix) manufactured by Toagosei Co., Ltd. was used as the 2P molding resin.
[0044]
50 parts by mass of Nippon Kayaku Co., Ltd. dipentaerythritol hexaacrylate (KAYARAD DPHA), 50 parts by mass of isocyanurate ethylene oxide modified triacrylate (Aronix M-315) manufactured by Toagosei Co., Ltd. 4-diethylthioxanthone 1 part by mass, Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (Irgacure 907) 3 parts by mass A photocurable resin composition (a) was prepared. It was 42.6 mN / m when the surface free energy of this photocurable resin composition (a) was measured by the Wilhelmy method. Amino-modified silicone oil (KF857) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. having a surface free energy measured by the Wilhelmy method of 20.7 mN / m as the compound (b) having a low surface free energy in the photocurable resin composition (a) Was added in an amount of 0.5 parts by mass to obtain a photocurable composition (A). Since the photocurable composition (A) has a high viscosity and is difficult to handle in consideration of coating properties, the photocurable composition (A) was diluted with toluene so that the concentration of the photocurable composition (A) was 5 vol%. In the same manner as in Example 1 for the photocurable resin composition (A), the surface free energies when cured in air and cured in water were calculated to be 21.5 mN / m and 40.2 mN / m, respectively. there were.
[0045]
The photocurable composition (A) diluted with toluene is applied to the exit surface of the Fresnel lens sheet with a spin coater to a thickness of 0.02 mm, and the toluene is volatilized by drying at 120 ° C. for 5 minutes. The coating thickness of the curable composition (A) was 0.001 mm.
[0046]
The Fresnel lens sheet was irradiated with ultraviolet light from a high-pressure mercury lamp that can be regarded as a point light source from the incident surface side in a nitrogen atmosphere. Further, ultraviolet light was irradiated from a light exit surface side of the Fresnel lens sheet with a high-pressure mercury lamp while the Fresnel lens sheet was immersed in water.
[0047]
On the exit surface side of the obtained Fresnel lens sheet, PS curable UV curable ink (FD Carton ink) manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd. was applied to a thickness of 0.003 mm using a spin coater. The screen-curable UV curable ink on the surface of the Fresnel lens is repelled to expose the layer of the photocurable composition (A), and the screen-curable UV curable ink is sufficient to adhere only to the rise surface. After a lapse of time, when the UV curable ink for screen printing was dried with a high-pressure mercury lamp, a light shielding layer could be formed only on the rise surface. When the obtained Fresnel lens sheet was installed on a projection television, it was possible to observe a good image with little noise light.
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to form a light-shielding layer only on the rise surface of a Fresnel lens sheet used for projection televisions, etc., and by using the obtained Fresnel lens sheet, stray light can be reduced and contrast is improved. An image can be observed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a conventional Fresnel lens sheet and its function.
FIG. 2 is a diagram illustrating a Fresnel lens sheet according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a Wilhelmy method.
FIG. 7 is a diagram illustrating a method for measuring the surface free energy of a solid.
[Explanation of symbols]
1. 1. Fresnel lens sheet 2. Entrance surface Output surface 4. 4. Fresnel lens surface 5. Rise surface 6. Light engine Image light8. 8. Layer made of photocurable composition (A) Light shielding layer 10. 10. Ultraviolet light that can be regarded as a point light source Ultraviolet light12. Base film 13. Colored paint

Claims

In a Fresnel lens sheet composed of a Fresnel lens surface obtained by dividing a lens surface of a convex lens into a number of concentric circles and a rise surface that forms a boundary between the Fresnel lens surfaces, a light shielding layer is formed on each rise surface, The light-shielding layer is provided on a layer made of a cured product of the photocurable composition (A), and the photocurable composition (A) has a surface free energy of 30 mN / m or more. Compound (a) 100 parts by mass and a compound (b) having a surface free energy of 25 mN / m or less (b) 0.01 to 10 parts by mass, and comprising a cured product of the photocurable composition (A) the Fresnel lens surface of the layer, the compound (b) is surface free energy exist Ri der following 25 mN / m, and the light-shielding layer of the cured product of the photocurable composition in the rise surface (a) The compound (b) does not exist at the interface with Fresnel lens sheet characterized by

In a method of manufacturing a Fresnel lens sheet, which includes a Fresnel lens surface obtained by dividing a lens surface of a convex lens into a number of concentric circles and a rise surface that forms a boundary between the Fresnel lens surfaces, and a light-shielding layer is formed on each rise surface. 100 parts by mass of the photocurable resin composition (a) having a surface free energy of 30 mN / m or more and a compound (b) having a surface free energy of 25 mN / m or less on the rise surface and Fresnel lens surface of 0.01 to 10 masses A step of applying a photocurable composition (A) comprising a part to form a layer comprising the photocurable composition (A); a layer comprising the photocurable composition (A) being a compound (b) The photo-curing property applied to the surface of the Fresnel lens by irradiating light from the opposite surface of the layer made of the photo-curable composition (A) in contact with a medium having a surface free energy lower than the surface free energy of Composition( In a state that from the consisting layers photocurable composition (A) in contact with a medium having a high surface free energy than the surface free energy of the photocurable resin composition (a),;) only selectively curing A step of irradiating light from the photocurable composition (A) side to cure the uncured portion of the layer made of the photocurable composition (A); the photocurable composition (A) after the step; A method for producing a Fresnel lens sheet, comprising: applying a colored paint on the layer formed to form a light shielding layer on the rise surface.

The step of forming the light-shielding layer on the rise surface includes the step of applying a colored paint and the colored paint applied to the Fresnel lens surface is repelled to almost completely expose the photocurable composition (A) layer on the Fresnel lens surface. The method for producing a Fresnel lens sheet according to claim 2 , further comprising a step of drying the colored paint after a sufficient time has elapsed.

The manufacturing of the Fresnel lens sheet according to claim 2 , wherein the step of forming a light shielding layer on the rise surface includes a step of applying a colored paint, a step of drying the colored paint, and a step of removing the colored paint on the Fresnel lens surface. Method.

The method for producing a Fresnel lens sheet according to any one of claims 2 to 4 , wherein the medium having a surface free energy lower than that of the compound (b) is air.

The method for producing a Fresnel lens sheet according to any one of claims 2 to 4, wherein the medium having a surface free energy higher than that of the photocurable resin composition (a) is water.

The method for producing a Fresnel lens sheet according to any one of claims 2 to 6 , wherein light irradiated from the opposite surface of the layer made of the photocurable composition (A) is a substantially point light source.

The Fresnel lens sheet is a transmissive screen Fresnel lens sheet used in an image display device that projects and displays an image from the back, and the light irradiated from the opposite surface of the layer made of the photocurable composition (A). The method of manufacturing a Fresnel lens sheet according to any one of claims 2 to 6 , wherein the traveling direction is substantially equivalent to the projection light of the image.