JP4080573B2

JP4080573B2 - Planar lens, method of manufacturing the same, and screen for rear projection projector

Info

Publication number: JP4080573B2
Application number: JP20797897A
Authority: JP
Inventors: 英俊渡辺; 寛隆伊藤; 士行蟹澤
Original assignee: Sony Corp; Sony Chemical and Information Device Corp
Current assignee: Dexerials Corp; Sony Corp
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2017-08-01
Also published as: JPH1152107A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型レンズ及びその製造方法並びにその平面型レンズを用いた背面投射型プロジェクタ用スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば、ＨＤＴＶ（ハイビジョン）用やシアター用等の大画面ディスプレイとして、液晶ライトバルブやＣＲＴを用いた背面投射型プロジェクタの開発が活発化している。
【０００３】
図３２に、従来の背面投射型プロジェクタの概略構成を示す。
【０００４】
図示の例はボックスタイプのプロジェクタで、映像投射部１０１からの投射映像光Ｌは、例えば、反射ミラー１０２で反射されて透過型スクリーン１０５に導かれる。透過型スクリーン１０５は、フレネルレンズ１０３と、通常、垂直方向に延びるレンチキュラーレンズ１０４とで構成されている。そして、透過型スクリーン１０５の背面から入射した投射映像光Ｌは、フレネルレンズ１０３でほぼ平行光となった後、レンチキュラーレンズ１０４により主として水平方向に拡散される。
【０００５】
図３３（ａ）及び（ｂ）に示すように、レンチキュラーレンズ１０４には、その背面側（光出射側）に垂直方向に延びる突条部１０４ａが設けられ、この突条部１０４ａに、外光を吸収して画面コントラストを向上させるためのブラックストライプ１０４ｂが設けられている。例えば、押し出し成形により、アクリル樹脂を、突条部１０４ａを含むレンチキュラーレンズ１０４の形状に成形した後、突条部１０４ａのみに黒色印刷を施し、ブラックストライプ１０４ｂを形成する。
【０００６】
図３３（ｂ）に示すように、ブラックストライプ１０４ｂの幅ｗは、通常、レンチキュラーレンズ１０４のピッチｐの０．３〜０．４倍である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなレンチキュラーレンズを用いた透過型スクリーンでは、例えば、水平方向では光が広く拡散するために広い視野角が得られるが、垂直方向では狭い範囲にしか光が拡散しないため、垂直方向での視野角が狭いという欠点が有った。この欠点を克服するために、垂直方向に延びるレンチキュラーレンズと水平方向に延びるレンチキュラーレンズを組み合わせた構造のものも有るが、部品点数が増えるために部品コスト及び製造コストが高くなるという問題が有り、また、スクリーンの積層数が増えるためにスクリーンの厚みが大きくなり、更に、各層間での多重反射の影響も増えるという問題が有った。
【０００８】
また、上述した如く、コントラスト向上のためにブラックストライプを設ける場合、レンチキュラーレンズの光出射側に黒色印刷のための突条部を形成する必要が有り、且つ、その突条部を出射光の邪魔にならない幅に形成する必要が有るため、ブラックストライプによる外光吸収部の面積率が、通常、３０〜４０％程度に留まっていた。このため、コントラスト向上の効果が比較的悪かった。
【０００９】
そこで、レンチキュラーレンズの代わりに、透明微小球体を２次元配列して構成した平面型レンズによる透過型スクリーンが注目され（例えば、米国特許第２，３７８，２５２号、同第３，５５２，８２２号、日本国実用新案登録第２５１３５０８号公報参照）、大画面高精細ディスプレイでの実用化に向けた研究開発が行われている。
【００１０】
例えば、本出願人が先に特願平９−１００５９０号（平成９年４月１７日出願）として提案した構成を図３４〜図３６を参照して説明する。
【００１１】
図３４は、オープンタイプの背面投射型プロジェクタの主要構成を示すもので、映像投射部２１からの投射映像光Ｌは、フレネルレンズ２２と平面型レンズ２３とからなる透過型スクリーン１０を介して前方に拡散される。平面型レンズ２３は、図示の如く、ガラスビーズのような透明微小球体２を２次元的に最密充填配列して構成している。従って、１層の透明微小球体２により、投射映像光Ｌを水平方向及び垂直方向の夫々広い範囲に拡散させることができる。
【００１２】
図３５は、ボックスタイプの背面投射型プロジェクタで、筐体２５内に配された映像投射部２１からの投射映像光Ｌは、反射ミラー２４で反射されて、やはり、フレネルレンズ２２と、透明微小球体２により構成された平面型レンズ２３とからなる透過型スクリーン１０を介し前方に拡散される。
【００１３】
図３６に、平面型レンズ２３の構成の一例を示す。
【００１４】
この平面型レンズ２３では、例えば、ガラスビーズのような多数の透明微小球体２が、光入射側の透明基板４上に形成された透明粘着層５に、各透明微小球体２の直径の５０％程度が埋め込まれて保持されている。各透明微小球体２間の間隙には、例えば、カーボントナー等からなる光吸収層３が形成され、各透明微小球体２の光出射側の頂部近傍領域が、その光吸収層３から露出している。また、透明微小球体２の光出射側には、透明粘着層６を介して透明基板１が積層され、これにより、透明微小球体２と光吸収層３が外部から保護されている。
【００１５】
図示省略したフレネルレンズを経て入射した入射光Ｌ_inは、図示の如く、入射側の透明基板４及び透明粘着層５を透過して、各透明微小球体２により収斂され、その収斂光が、各透明微小球体２の光出射側の頂部近傍領域を透過して、出射側の透明粘着層６及び透明基板１を透過し、出射光Ｌ_outとして拡散、出射される。一方、透明基板１側から入射した外光Ｌ_exは、その殆どが光吸収層３により吸収され、従って、外光Ｌ_exの反射によるコントラストの低下が低減される。
【００１６】
この時、この平面型レンズ２３では、光出射側での光吸収層３の面積率を、例えば、８０％程度以上にすることができ、従って、外光Ｌ_exの反射によるコントラストの低下を大幅に低減することができて、外光の影響を受け難いコントラストの高いスクリーンを実現することができる。
【００１７】
この平面型レンズ２３は、例えば、次のようにして製造される。
【００１８】
まず、光入射側の透明基板４上に透明粘着層５を形成し、その上に多数の透明微小球体２を散布する。しかる後、透明微小球体２を上から加圧して、その直径の半分程度まで透明粘着層５内に埋め込む。次に、各透明微小球体２間の間隙にカーボントナー等の光吸収材料を充填して光吸収層３を形成する。次に、各透明微小球体２の光出射側の頂部近傍領域上の光吸収材料を除去して、各透明微小球体２に光出射部を形成する。しかる後、光出射側に、透明粘着層６を介して透明基板１を積層する。
【００１９】
この時、透明微小球体２が埋め込まれてそれらを保持する透明粘着層５として、比較的軟らかいタイプの粘着剤を用いた場合には、透明微小球体２の埋め込みは容易であるが、例えば、図３７に示すように、光出射側の透明基板１を貼り合わせる際に透明微小球体２が動き易く、また、貼り合わせ後も、剥がれやずれ等が生じ易くて、貼り合わせの長期信頼性が確保できないという問題が有った。なお、図３７中、符号３７は、貼り合わせのための加圧ロールである。
【００２０】
逆に、硬いタイプの粘着剤を用いると、透明微小球体２の埋め込みに高い圧力が必要となり、また、例えば、図３８に示すように、一旦押し込んだ透明微小球体２が、透明粘着層５に押し戻されて、その埋め込み深さが不均一になり易いという問題も有った。
【００２１】
更に、例えば、上述した実用新案登録第２５１３５０８号公報に記載されている酢酸ビニル系の接着剤のような溶剤系の液状又はエマルジョンの接着剤を用いた場合には、透明微小球体２の埋め込み後、比較的高温に加熱して溶剤を除去する工程が必要であり、そのプロセス温度の制御が非常に厄介であった。例えば、過剰に温度が上昇した場合には、基板の反りを招く等の問題が有った。また、溶剤等による臭気の問題も有った。
【００２２】
そこで、本発明の目的は、硬化前には比較的軟らかいために透明微小球体の埋め込みが容易で、且つ、硬化後は、充分な強度を示す紫外線硬化型の樹脂を透明粘着層に用いることにより、透明微小球体の固定や基板の貼り合わせ等に信頼性の高い平面型レンズ及びその製造方法並びにその平面型レンズを用いた背面投射型プロジェクタ用スクリーンを提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決すべく、本発明の平面型レンズでは、平面状又は曲面状に分布した複数の透明微小球体と、前記複数の透明微小球体を保持する透明粘着層と、前記各透明微小球体の光出射側の所定箇所を露出させるように前記複数の透明微小球体間の間隙に配された光吸収層とを有する平面型レンズであって、前記透明粘着層が、側鎖に二重結合を持った下記のアクリル系樹脂（以下、同様）と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有する紫外線硬化性樹脂組成物からなっていて、前記アクリル系樹脂の熱架橋及び紫外線架橋により硬化している。
アクリル系樹脂：
アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも１種を主成分とする単量体１００重量部に対し、少なくとも、水酸基を含有した単量体、カルボキシル基を含有した単量体並びに水酸基及びカルボキシル基を含有した単量体からなる群より選ばれた少なくとも１種を０．１〜２０重量部共重合させて得られた樹脂１００重量部に対し、
イソシアネート基を含有したアクリル酸エステル及びイソシアネート基を含有したメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも１種を０．１〜２０重量部配合し、反応させて得られたもの。
【００２４】
また、本発明の平面型レンズの製造方法は、透明基板の上に、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂、光重合開始剤及び熱架橋剤を少なくとも含有する透明な紫外線硬化性樹脂組成物を形成する工程と、前記紫外線硬化性樹脂組成物の前記アクリル系樹脂を熱架橋させる工程と、前記紫外線硬化性樹脂組成物の上に複数の透明微小球体を供給し、所定深さまで前記紫外線硬化性樹脂組成物に埋め込む工程と、前記紫外線硬化性樹脂組成物に埋め込まれた状態の前記複数の透明微小球体間の間隙に光吸収材料を供給する工程と、前記各透明微小球体の前記透明基板とは反対側の頂部近傍領域の前記光吸収材料を除去する工程と、紫外線を照射して前記紫外線硬化性樹脂組成物の前記アクリル系樹脂を紫外線架橋して前記紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させる工程と、を有する。
【００２５】
更に、本発明の背面投射型プロジェクタ用スクリーンでは、平面状又は曲面状に分布した複数の透明微小球体と、前記複数の透明微小球体を保持する透明粘着層と、前記各透明微小球体の光出射側の所定箇所を露出させるように、前記複数の透明微小球体間の間隙に配された光吸収層とを有する平面型レンズであって、前記透明粘着層が、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有する紫外線硬化性樹脂組成物からなっていて、前記アクリル系樹脂の熱架橋及び紫外線架橋により硬化している平面型レンズを用いる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好ましい実施の形態に従い説明する。
【００２７】
なお、以下の実施の形態において、図３４〜図３６に示した構成と対応する部位には、図３４〜図３６と同一の符号を付す。
【００２８】
図１に、本発明の一実施の形態による平面型レンズの構成を示す。
【００２９】
この平面型レンズ２３は、光入射側の透明基板４と、その透明基板４の上に形成された透明粘着層５と、その透明粘着層５に埋め込まれて保持された多数の透明微小球体２と、それら各透明微小球体２間の間隙に充填された光吸収層３と、透明微小球体２の光出射側に形成された透明粘着層６と、その透明粘着層６の上に配された透明基板１とを有している。
【００３０】
なお、上述した基板４、１や粘着層５、６、微小球体２等は、目的とする光の大部分を透過し得るものであれば、必ずしも完全な透明体でなくても良く、従って、本明細書においては、「透明」という用語を、いわゆる半透明程度までの透明度を含めた意味で用いる。
【００３１】
透明基板１、４としては、夫々、例えば、剛性を有するガラス基板や、剛性又は可撓性を有する、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のプラスチック基板を用いることができる。また、夫々の厚みは、例えば、透明基板１の厚みｔ₁＝０．５〜３〔ｍｍ〕、透明基板４の厚みｔ₂＝２５〜２００〔μｍ〕とする。
【００３２】
これらの透明基板１、４を構成し得る材料としては、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等を挙げることができる。
【００３３】
透明微小球体２は、例えば、ガラスビーズや、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等のプラスチックビーズにより構成することができる。また、その屈折率は、少なくとも、光入射側でそれらに接する透明粘着層５の屈折率よりも大きく、例えば、１．４以上とする。
【００３４】
この透明微小球体２の大きさは、例えば、直径ｄ＝５０〜１００〔μｍ〕とする。この透明微小球体２として、あまり大きいものを用いると、特に背面投射型プロジェクタ用スクリーンを構成した時に、透明微小球体２間の間隙が大きくなり過ぎて、解像度が低下する虞が有る。
【００３５】
また、透明微小球体２の大きさのばらつきは、例えば、その平均直径の１０％以下とする。このばらつきがあまり大き過ぎると、透明微小球体２を均一に分布させることが困難になる虞が有る。
【００３６】
なお、各透明微小球体２は、その表面に、例えば、反射防止処理、撥水処理等が施されても良い。
【００３７】
各透明微小球体２の透明粘着層５への埋め込み量は、その直径の３０％以上、より好ましくは５０％程度とする。これにより、透明粘着層５による各透明微小球体２の固定保持が確実になるとともに、各透明微小球体２への光の入射量が大きくなり、例えば、背面投射型プロジェクタ用スクリーンに用いた時に、その輝度が高くなる。
【００３８】
これらの透明微小球体２は、通常、２次元的に最密充填配列された平面状の単層に配置されるが、例えば、僅かに湾曲した透明基板に沿って曲面状に配置されても良い。
【００３９】
光吸収層３としては、例えば、カーボントナー等の黒色顔料を用いることができるが、特に、黒色に限定されるものではない。
【００４０】
透明微小球体２が埋め込まれてそれらを保持する透明粘着層５は、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有する紫外線硬化性樹脂組成物が、アクリル系樹脂の熱架橋及び紫外線架橋により硬化して構成されている。
【００４１】
この側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂は、例えば、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル（以下、「（メタ）アクリル酸エステル」と記載する場合が有る。）を主成分とする単量体１００重量部に対し、少なくとも、水酸基含有単量体、カルボキシル基含有単量体又は水酸基及びカルボキシル基含有単量体を０．１〜２０重量部共重合させて得られた、例えば、
ガラス転移点：０℃以下
重量平均分子量：５，０００〜１，０００，０００
の樹脂１００重量部に対し、更に、イソシアネート基含有アクリル酸エステル又はイソシアネート基含有メタクリル酸エステルを０．１〜２０重量部配合し、反応させることにより得ることができる。
【００４２】
例えば、図２に示すように、ブチルアクリレートに対し、水酸基含有単量体としてヒドロキシエチルメタクリレートを、カルボキシル基含有単量体としてアクリル酸を夫々共重合させた樹脂に、更に、メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを配合して反応させると、例えば、ヒドロキシエチルメタクリレートの水酸基とメタクリロイルオキシエチルイソシアネートのイソシアネート基とが反応して、ウレタン結合を形成し、図３に示すような、側鎖にＣＨ₂＝Ｃの二重結合を持ったアクリル系樹脂が得られる。なお、メタクリロイルオキシエチルイソシアネートのイソシアネート基は、アクリル酸のカルボキシル基と反応する場合も有る。
【００４３】
この時、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを主成分とする単量体と共重合させる水酸基含有単量体、カルボキシル基含有単量体又は水酸基及びカルボキシル基含有単量体の配合量を、前者１００重量部に対し、後者を０．１〜２０重量部とした理由は、この配合量が０．１重量部未満では、後の紫外線架橋による充分な強度が得られなくなる虞が有り、一方、配合量が２０重量部より多いと、紫外線硬化前の透明粘着層５が硬くなり過ぎて、透明微小球体２の埋め込みが困難になる虞が有るからである。
【００４４】
また、イソシアネート基を含有したアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの配合量を０．１〜２０重量部とした理由は、これらを、上述した水酸基又はカルボキシル基と充分に反応する量供給するためであり、また、あまり過剰に配合しても意味が無いためである。
【００４５】
なお、上述したアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを主成分とする単量体としては、上述したブチルアクリレート以外に、例えば、メタクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸ノニル等が挙げられる。
【００４６】
なお、これら（メタ）アクリル酸エステルに併用して、それと共重合することができるビニル系モノマーを用いても良いが、これには、アクリルアミド、スチレン、（メタ）アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、マレイン酸、ビニルカプロラクタム等を挙げることができる。
【００４７】
また、上述の（メタ）アクリル酸エステルと共重合させる水酸基含有単量体、カルボキシル基含有単量体又は水酸基及びカルボキシル基含有単量体としては、上述したヒドロキシエチルメタクリレートとアクリル酸の他に、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ブタンジオールモノアクリレート、フェノキシヒドロキシプロピルアクリレート、グリセロールジメタクリレート、ＥＣＨ変性プロピレングリコールジアクリレートを挙げることができる。
【００４８】
更に、イソシアネート基を含有したアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルとしては、上述したメタクリロイルオキシエチルイソシアネート以外に、例えば、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートやヒドロキシ（プロピル）メタクリレートのように水酸基を持ったモノマーに、トリレンジイソシアネートやキシリレンジイソシアネート等のポリイソシアネート化合物を反応させたものを使用しても良い。
【００４９】
上述のようにして得られた側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂に混合する光重合開始剤としては、例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンゾイン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、チオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、カンファーキノン、２−エチルアンスラキノン、３，３′，４，４′−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等を用いることができる。
【００５０】
この光重合開始剤の作用により、紫外線を照射した時に、例えば、図５に示すように、アクリル系樹脂の側鎖の二重結合が外れて、その結合手の余ったＣ原子が他の結合手の余ったＣ原子と結合し、この連鎖により、アクリル系樹脂が３次元的に次々に架橋して、その接着強度が高くなる。
【００５１】
この光重合開始剤の配合量は、アクリル系樹脂１００重量部に対し、例えば、０．１〜５重量部とする。この光重合開始剤の配合量が少な過ぎると、上述した紫外線架橋による接着強度が低くなり過ぎて、剥がれやずれ等が発生する虞が有る。一方、この光重合開始剤の配合量が多過ぎると、接着剤組成物が黄変したり、硬化後の臭気が強くなる等の問題を生じる虞が有る。
【００５２】
また、上述した光重合開始剤とともにアクリル系樹脂に混合する熱架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤（例えば、日本ポリウレタン工業社製“コロネートＬ”）、アジリジン化合物（例えば、相互薬品工業社製のトリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート）、メラミン樹脂（例えば、大日本インキ社製の“スーパーベッカミンＪ−８２０”）等を用いることができる。
【００５３】
この熱架橋剤を配合する理由は、上述したアクリル系樹脂と光重合開始剤だけで粘接着剤を構成すると、例えば、それをフィルム化した時に、フィルムが軟らか過ぎるために変形が起こり易く、その場合には、フィルムの平滑性が失われて光学特性の低下が生じる虞が有るからである。そこで、熱架橋剤を配合して、粘接着剤の塗布、乾燥時にアクリル系樹脂の一部を熱架橋により３次元化し、これにより、フィルムが揺らがない程度に強度を上げるのである。
【００５４】
例えば、図４に示すように、上述したコロネートＬのような３個のイソシアネート基を持った熱架橋剤を用いると、そのイソシアネート基が、アクリル系樹脂の、例えば、カルボキシル基と反応して、アクリル系樹脂を３次元的に熱架橋させ、その強度を向上させる。
【００５５】
この熱架橋剤の配合量は、アクリル系樹脂１００重量部に対し、例えば、０．１〜５重量部とする。この熱架橋剤の配合量が少な過ぎると、上述した強度向上の効果が得られない虞が有り、一方、配合量が多過ぎると、紫外線効果前の透明粘着層５が硬くなり過ぎて、透明微小球体２の埋め込みが困難になる虞が有る。
【００５６】
以上に説明した側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂、光重合開始剤及び熱架橋剤を必須成分とした紫外線硬化性樹脂組成物には、更に、以下に述べる成分を添加することが可能である。
【００５７】
光反応開始助剤として、例えば、トリエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ミヒラーケトン、２−ジメチルアミノ安息香酸エチル等。
【００５８】
光反応性のモノマー、オリゴマーとして、例えば、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスソトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等。この光反応性のモノマー、オリゴマーは、例えば、図５にＡで示すように、アクリル系樹脂の二重結合間に介在して、その紫外線架橋を助成する。
【００５９】
更に、カップリング剤として、例えば、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等。
【００６０】
熱重合禁止剤として、例えば、ハイドロキノン、メトキノン、ベンゾキノン、アンスラキノン等。
【００６１】
レベリング剤として、例えば、シリコーンオイル、ポリビニルブチラール等。
【００６２】
界面活性剤として、例えば、脂肪酸エステル類、リン酸エステル類、フッ素系誘導体等。
【００６３】
以上に説明した紫外線硬化性樹脂組成物は、例えば、予め剥離シート上に塗布形成したフィルム状のものを用いることができる。従って、その取り扱い性及び加工性に優れるとともに、液状の接着剤を使用する場合と比較して、局所排気が不要であるという利点も有る。
【００６４】
以上に説明した紫外線硬化性樹脂組成物の各種機械的特性を次表１に示す。

【００６５】
ここで、引っ張り弾性率、引っ張り破断伸度及び降伏強さは、夫々、図３０に示すように、紫外線硬化性樹脂組成物からなる厚さ１ｍｍの粘接着剤フィルム（１０ｍｍ×５０ｍｍ）を引っ張り試験機に取り付け、引っ張り速度２００ｍｍ／分で測定した。
【００６６】
また、保持力は、図３１に示すように、剥離フィルム上に紫外線硬化性樹脂組成物を形成した粘接着剤フィルムの粘着面に厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを貼り、幅２５ｍｍに裁断した後、剥離フィルムを剥がして、厚さ２ｍｍのアクリル板（商品名：パラグラスＰ）に接着面積２５ｍｍ×２５ｍｍで貼り付け、４０℃、静荷重１ｋｇで、１時間後のずれ量を測定した。この時、ＰＥＴフィルムとアクリル板に夫々切り込みを入れ、そのずれ量を測定した。
【００６７】
また、接着力は、剥離フィルム上に紫外線硬化性樹脂組成物を形成した粘接着剤フィルムの粘着面に厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムを貼り、幅２０ｍｍに裁断した後、剥離フィルムを剥がして、アクリル板及びガラス板に夫々貼り付け、室温で１時間放置した後、１８０°剥離強度を測定した。この時、引っ張り速度は３００ｍｍ／分で行った。なお、得られた結果は、アクリル板、ガラス板とも同じであった。
【００６８】
なお、紫外線硬化性樹脂組成物の光硬化条件は、メタルハライドランプを用い、１．０Ｊ／ｃｍ²の紫外線が照射されるようにした。
【００６９】
この表１において、紫外線（ＵＶ）硬化前の引っ張り弾性率、引っ張り破断伸度及び降伏強さは、透明微小球体２の埋め込み易さを示しており、ＵＶ硬化後の保持力及び接着力は、透明微小球体２の固定保持の安定性及び光出射側の保護用透明基板１に対する貼り合わせの信頼性を示している。
【００７０】
図１に示す平面型レンズ２３において、光出射側の透明粘着層６には、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等を用いることができる。
【００７１】
次に、図６〜図８を参照して、平面型レンズ２３の製造方法の一例を説明する。
【００７２】
まず、図６（ａ）に示すように、光入射側の透明基板４の上に、上述した紫外線硬化性樹脂組成物からなる透明粘着層５を形成する。具体的には、例えば、剥離シート上に形成して、熱乾燥により予め一部を熱架橋させた紫外線硬化性樹脂組成物５を透明基板４に貼り付けた後、剥離シートを剥がす。なお、透明基板４が、熱により反り等を生じる虞が少ない場合には、透明基板４の上に紫外線硬化性樹脂組成物を形成した後で、その熱架橋を行わせることもできる。
【００７３】
次に、図６（ｂ）に示すように、透明粘着層５の上に多数の透明微小球体２を供給した後、例えば、掻き板３９によりスキージングを行って、透明微小球体２の高さを均一化する。
【００７４】
次に、図６（ｃ）に示すように、ゴムロール等の加圧ロール３１により透明微小球体２を上から押圧し、最下層の透明微小球体２（図では、その最下層の透明微小球体２のみを示す。）を、例えば、その直径の半分程度まで透明粘着層５内に埋め込む。
【００７５】
次に、図７（ａ）に示すように、メタルハライドランプ等の紫外線ランプ３２により紫外線を照射して、紫外線硬化性樹脂組成物からなる透明粘着層５を硬化させ、透明微小球体２を固定する。
【００７６】
なお、この時の紫外線の照射量は、０．１〜３．０Ｊ／ｃｍ²の範囲内であるのが好ましい。この紫外線の照射量が０．１Ｊ／ｃｍ²より少ないと、硬化が不充分になる虞が有り、一方、３．０Ｊ／ｃｍ²より多いと、透明粘着層５が黄変を引き起こす虞が有る。
【００７７】
しかる後、図示は省略するが、透明粘着層５に固定されなかった余剰の透明微小球体２を真空吸引等により除去する。
【００７８】
次に、図７（ｂ）に示すように、ホッパー３３により、全面に、例えば、微粉末状のカーボントナーを供給し、透明微小球体２を埋め込む厚さの光吸収層３を形成する。
【００７９】
次に、図７（ｃ）に示すように、例えば、粘着ロール３８により、光吸収層３の上層のカーボントナーを除去し、各透明微小球体２の頂部近傍の所定領域を光吸収層３から露出させて、各透明微小球体２に光出射部を形成する。
【００８０】
次に、図８（ａ）に示すように、剥離シート４０が付いた光出射側の透明粘着層６を、間に気泡が入らないように、例えば、加圧ロール３７により端から順次加圧して貼り付ける。
【００８１】
次に、図８（ｂ）に示すように、剥離シート４０を剥がし、透明粘着層６のみを透明微小球体２上及び光吸収層３上に残す。
【００８２】
次に、図８（ｃ）に示すように、透明粘着層６の上に光出射側の透明基板１を積層して貼り付ける。
【００８３】
なお、上述の例では、透明微小球体２上及び光吸収層３上に透明粘着層６を形成した後、その上に透明基板１を積層して貼り付けたが、例えば、図９に示すように、透明粘着層６を透明基板１側に形成した状態で、その透明基板１を貼り付けるようにしても良い。
【００８４】
図１０〜図２９に、平面型レンズ２３の種々の態様を示す。
【００８５】
図１０の例は、光入射側の透明基板４と透明粘着層５と透明微小球体２と光吸収層３とからなる最も基本的な構造の平面型レンズ２３である。光出射側における透明微小球体２及び光吸収層３の保護を特に必要としない場合には、このままの形でも充分に使用可能である。
【００８６】
図１１の例は、図１０に示した最も基本的な構造において、光出射側に透明粘着層６を設け、光出射側における透明微小球体２及び光吸収層３の保護を図ったものである。
【００８７】
図１２の例は、図１０に示した最も基本的な構造において、光出射側に透明基板１を設け、光出射側における透明微小球体２及び光吸収層３のより強固な保護を図ったものである。この構造は、光吸収層３として、それ自体に接着機能を有するもの、例えば、カーボントナーを熱硬化性接着剤に混合したようなものを用いた場合に可能である。
【００８８】
図１３の例は、図１０に示した最も基本的な構造において、光出射側に透明粘着層６を介して透明基板１を設けたものであり、図１に示した構造と実質的に同一である。
【００８９】
図１４の例は、図１２に示した構造において、光入射側の透明基板４を省略したものである。この構造は、例えば、光入射側の透明基板４の代わりに剥離可能な基板を用いて図１２の構造を製造し、その過程の適当な時期にその基板を剥離すれば、製造することができる。
【００９０】
図１５の例は、同様に、図１３に示した構造において、光入射側の透明基板４を省略したものである。
【００９１】
図１６の例は、図１４に示した構造を製造後、その平面型レンズ２３の光入射側にフレネルレンズ２２を接合して、一体型の透過型スクリーン１０を構成したものである。
【００９２】
図１７の例は、同様に、図１５に示した構造を製造後、その平面型レンズ２３の光入射側にフレネルレンズ２２を接合して、一体型の透過型スクリーン１０を構成したものである。
【００９３】
図１８の例は、図１０に示した構造において、透明基板４の代わりに剥離基板を用いて平面型レンズ２３を製造し、その光入射側にフレネルレンズ２２を接合して、一体型の透過型スクリーン１０を構成したものである。このように、平面型レンズ２３自体に基板を設けなくても、フレネルレンズ２２と接合することにより、その形状安定性を確保することが可能である。
【００９４】
図１９の例は、同様に、図１１に示した構造において、透明基板４の代わりに剥離基板を用いて平面型レンズ２３を製造し、その光入射側にフレネルレンズ２２を接合して、一体型の透過型スクリーン１０を構成したものである。
【００９５】
図２０の例は、図１４に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜等の反射防止膜７を設けたものである。
【００９６】
図２１の例は、同様に、図１５に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。
【００９７】
図２２の例は、同様に、図１０に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。
【００９８】
図２３の例は、同様に、図１１に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。
【００９９】
図２４の例は、同様に、図１２に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。
【０１００】
図２５の例は、同様に、図１３に示した構造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。
【０１０１】
図２６の例は、図１６に示した構造において、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型レンズ２３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。
【０１０２】
図２７の例は、同様に、図１７に示した構造において、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型レンズ２３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。
【０１０３】
図２８の例は、同様に、図１８に示した構造において、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型レンズ２３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。
【０１０４】
図２９の例は、同様に、図１９に示した構造において、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型レンズ２３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。
【０１０５】
以上に説明した平面型レンズ２３は、例えば、図３４又は図３５に示す背面投射型プロジェクタ用の透過型スクリーン１０に用いて特に好適なものである。
【０１０６】
なお、以上に説明した実施の形態では、紫外線硬化性樹脂組成物からなる透明粘着層５を平面型レンズ２３の光入射側に設けたが、この紫外線硬化性樹脂組成物からなる透明粘着層５は平面型レンズ２３の光出射側に設けられても良い。
【０１０７】
また、例えば、図７（ｃ）に示した、光吸収層３の上層のカーボントナーを除去して、各透明微小球体２に光出射部を形成する工程は、図示のような粘着ロール３８の代わりに、例えば、東レ社製“トレシー”や鐘紡社製“ザヴーナミニマックス”等の極微細繊維布や粘着テープを用いて行っても良い。
【０１０８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【０１０９】
実施例１
ブチルアクリレート２８．２重量部
アクリル酸１．５重量部
２−ヒドロキシエチルメタクリレート０．３重量部
アゾビスイソブチロニトリル０．０３重量部
酢酸エチル７０重量部
上記化合物を、８０℃で８時間加熱、還流し、重量平均分子量５００，０００、固形分３０％の水酸基及びカルボキシル基含有アクリル系樹脂溶液を得た。
【０１１０】
この得られたアクリル系樹脂溶液を室温まで冷却した後、このアクリル系樹脂溶液１００重量部に対し、メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを０．５重量部加え、１時間攪拌して、側鎖に二重結合を持つアクリル系樹脂溶液を得た。
【０１１１】
この樹脂溶液１００重量部に対し、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを２重量部、熱架橋剤としてイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン工業社製“コロネートＬ”）を１．０重量部加え、均一に混合して、粘接着剤溶液とした。
【０１１２】
この溶液を、シリコーン処理した３８μｍ厚のポリエステルフィルム上に１００μｍの厚さに塗布し、８０℃の電気オーブンで５分間乾燥して、３０μｍ厚の粘接着剤フィルムを得た。
【０１１３】
実施例２
実施例１で得た粘接着剤溶液１００重量部に対し、アクリルオリゴマー成分として１，６−ヘキサンジオールジアクリレートを２重量部添加した粘接着剤溶液を作製し、実施例１と同様の方法でフィルム化した。
【０１１４】
比較例１
実施例１と同様にして得た水酸基及びカルボキシル基含有アクリル系樹脂溶液を室温まで冷却した後、このアクリル系樹脂溶液１００重量部に対し、熱架橋剤としてイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン工業社製“コロネートＬ”）を０．３重量部加え、均一に混合して、粘接着剤溶液とした。
【０１１５】
この溶液を、実施例１と同様の方法でフィルム化し、３０μｍ厚の粘接着剤フィルムを得た。
【０１１６】
比較例２
実施例１と同様にして得た、側鎖に二重結合を持つアクリル系樹脂溶液１００重量部に対し、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを２重量部加え、均一に混合して、粘接着剤溶液とした。
【０１１７】
この溶液を、実施例１と同様の方法でフィルム化し、３０μｍ厚の粘接着剤フィルムを得た。
【０１１８】
以上に示した実施例１、２及び比較例１、２の違いを次表２にまとめた。

【０１１９】
これらの実施例１、２及び比較例１、２で得られた粘接着剤フィルムに対し、既述した試験方法で、光硬化前と光硬化後の接着力（１８０°剥離強度）及び保持力を夫々調べた。なお、光硬化条件は、接着力、保持力測定とも、アクリル板又はガラス板に貼り付け後、直ちに光硬化させ、その１時間後に、夫々測定した。光硬化は、メタルハライドランプを使用し、粘接着面に１．０Ｊ／ｃｍ²の紫外線が照射されるようにした。結果を、次表３に示す。

なお、比較例１は、光重合開始剤及びアクリル系イソシアネートを含有していないため、光硬化せず、硬化後の剥離強度及び保持力の測定はできなかった。
【０１２０】
この比較例１の粘接着剤を、実際の平面型レンズに使用したところ、透明微小球体の固定保持が安定せず、また、弾性が有り過ぎて、透明微小球体の埋め込み時に、透明微小球体が押し戻される現象が生じた。
【０１２１】
また、実施例１、２及び比較例１、２によりフィルム化した粘接着剤に２５ｇ／ｃｍ²の荷重をかけ、７０℃で２０時間経過後の粘接着剤フィルムの外観を観察した。結果を、次表４に示す。

【０１２２】
また、次表５に、実施例１と比較例２の粘接着剤フィルムに対し、図３０に示した方法で、引っ張り破断伸度、引っ張り破断強度、引っ張り弾性率、及び、降伏強さを夫々測定した結果を示す。

【０１２３】
以上の結果から、実施例１のように、側鎖に二重結合を持つアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤の３成分を含んだものが良好であり、また、それにアクリルオリゴマー成分を付加した実施例２のようなものも良好であることが分かる。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明においては、平面状又は曲面状に分布した複数の透明微小球体と、前記複数の透明微小球体を保持する透明粘着層と、前記各透明微小球体の光出射側の所定箇所を露出させるように、前記複数の透明微小球体間の間隙に配された光吸収層とを有する平面型レンズにおいて、前記透明粘着層を、側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と光重合開始剤と熱架橋剤とを少なくとも含有する紫外線硬化性樹脂組成物で構成し、例えば、前記アクリル系樹脂を熱架橋した状態で前記透明微小球体の埋め込みを行った後、アクリル系樹脂の紫外線架橋により前記紫外線硬化性樹脂組成物を硬化する。
【０１２５】
従って、紫外線硬化性樹脂組成物の硬化前は、透明粘着層が比較的軟らかく、また、熱架橋を伴うために、透明微小球体の埋め込みを容易且つ安定に行うことができ、一方、紫外線硬化性樹脂組成物の硬化後は、透明粘着層が透明微小球体を確実に固定保持する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による平面型レンズの構成を示す概略断面図である。
【図２】水酸基及びカルボキシル基を含有したアクリル系樹脂とイソシアネート基を含有したメタクリル酸エステルとの反応を示す概念図である。
【図３】側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂の例を示す概念図である。
【図４】側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂と熱架橋剤との反応を示す概念図である。
【図５】側鎖に二重結合を持ったアクリル系樹脂の紫外線架橋の反応を示す概念図である。
【図６】本発明の一実施の形態による平面型レンズの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態による平面型レンズの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態による平面型レンズの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態による平面型レンズの別の製造方法を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す概略断面図である。
【図１７】本発明の背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す概略断面図である。
【図１８】本発明の背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す概略断面図である。
【図１９】本発明の背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す概略断面図である。
【図２０】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図２１】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図２２】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図２３】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図２４】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図２５】本発明の平面型レンズの一態様を示す概略断面図である。
【図２６】本発明の背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す概略断面図である。
【図２７】本発明の背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す概略断面図である。
【図２８】本発明の背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す概略断面図である。
【図２９】本発明の背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す概略断面図である。
【図３０】粘接着剤フィルムの引っ張り試験の方法を示す概略図である。
【図３１】粘接着剤フィルムの保持力の試験方法を示す概略図である。
【図３２】従来の背面投射型プロジェクタを示す概略図である。
【図３３】従来の背面投射型プロジェクタにおけるレンチキュラーレンズの構成を示す概略図及び断面図である。
【図３４】透明微小球体による平面型レンズを用いたオープンタイプの背面投射型プロジェクタを示す概略図である。
【図３５】透明微小球体による平面型レンズを用いたボックスタイプの背面投射型プロジェクタを示す概略図である。
【図３６】透明微小球体による平面型レンズの構成を示す概略断面図である。
【図３７】透明粘着層が軟らか過ぎる時の問題点を示す概略断面図である。
【図３８】透明粘着層が硬過ぎる時の問題点を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１、４…透明基板、２…透明微小球体、３…光吸収層、５、６…透明粘着層、７…反射防止膜、１０…透過型スクリーン、２１…映像投射部、２２…フレネルレンズ、２３…平面型レンズ、２４…反射ミラー、２５…筐体、３２…紫外線ランプ、Ｌ…投射映像光、Ｌ_in…入射光、Ｌ_out…出射光、Ｌ_ex…外光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a planar lens and a method for manufacturing the same.AndThe present invention relates to a rear projection type projector screen using the planar lens.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for example, development of rear projection projectors using liquid crystal light valves and CRTs has become active as large-screen displays for HDTV (high vision) and theaters.
[0003]
FIG. 32 shows a schematic configuration of a conventional rear projection type projector.
[0004]
The illustrated example is a box-type projector, and the projection video light L from the video projection unit 101 is reflected by, for example, the reflection mirror 102 and guided to the transmission screen 105. The transmissive screen 105 includes a Fresnel lens 103 and a lenticular lens 104 that normally extends in the vertical direction. Then, the projection video light L incident from the back surface of the transmission screen 105 becomes substantially parallel light by the Fresnel lens 103 and then diffused mainly in the horizontal direction by the lenticular lens 104.
[0005]
As shown in FIGS. 33 (a) and 33 (b), the lenticular lens 104 is provided with a protrusion 104a extending in the vertical direction on the back side (light emission side) thereof, and external light is provided on the protrusion 104a. Black stripes 104b are provided to absorb the light and improve the screen contrast. For example, after the acrylic resin is molded into the shape of the lenticular lens 104 including the protruding portion 104a by extrusion molding, black printing is performed only on the protruding portion 104a to form the black stripe 104b.
[0006]
As shown in FIG. 33B, the width w of the black stripe 104b is usually 0.3 to 0.4 times the pitch p of the lenticular lens 104.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the transmissive screen using the lenticular lens as described above, for example, a wide viewing angle is obtained because light is diffused widely in the horizontal direction, but light is diffused only in a narrow range in the vertical direction. There was a drawback that the viewing angle in the direction was narrow. In order to overcome this drawback, there is also a structure in which a lenticular lens extending in the vertical direction and a lenticular lens extending in the horizontal direction are combined, but there is a problem that the component cost and manufacturing cost increase due to the increase in the number of components, Further, since the number of laminated screens is increased, the thickness of the screen is increased, and further, there is a problem that the influence of multiple reflection between each layer is increased.
[0008]
Further, as described above, when black stripes are provided to improve contrast, it is necessary to form a ridge for black printing on the light emission side of the lenticular lens, and this ridge is used as an obstacle to the emitted light. Since it is necessary to form in the width | variety which does not become, the area ratio of the external light absorption part by a black stripe has usually stayed at about 30 to 40%. For this reason, the effect of improving contrast was relatively poor.
[0009]
Accordingly, attention has been paid to a transmissive screen using a planar lens formed by two-dimensionally arranging transparent microspheres instead of a lenticular lens (for example, U.S. Pat. Nos. 2,378,252 and 3,552,822). , Japanese Utility Model Registration No. 2513508), research and development for practical use in large-screen high-definition displays are being conducted.
[0010]
For example, the configuration previously proposed by the present applicant as Japanese Patent Application No. 9-100590 (filed on Apr. 17, 1997) will be described with reference to FIGS.
[0011]
FIG. 34 shows the main configuration of an open-type rear projection projector, and the projection video light L from the video projection unit 21 is forwarded through the transmission screen 10 including the Fresnel lens 22 and the flat lens 23. Is diffused. As shown in the figure, the planar lens 23 is configured by two-dimensionally packing and arranging transparent microspheres 2 such as glass beads. Accordingly, the projection image light L can be diffused in a wide range in the horizontal direction and the vertical direction by the single layer of the transparent microsphere 2.
[0012]
FIG. 35 is a box-type rear projection type projector, and the projection video light L from the video projection unit 21 arranged in the housing 25 is reflected by the reflection mirror 24, and again the Fresnel lens 22 and the transparent microlens. The light is diffused forward through a transmission screen 10 composed of a flat lens 23 constituted by a sphere 2.
[0013]
FIG. 36 shows an example of the configuration of the planar lens 23.
[0014]
In this flat lens 23, for example, a large number of transparent microspheres 2 such as glass beads are applied to the transparent adhesive layer 5 formed on the light incident side transparent substrate 4 by 50% of the diameter of each transparent microsphere 2. The degree is embedded and retained. For example, a light absorption layer 3 made of carbon toner or the like is formed in the gap between the transparent microspheres 2, and a region near the top of the light emission side of each transparent microsphere 2 is exposed from the light absorption layer 3. Yes. Further, the transparent substrate 1 is laminated on the light emitting side of the transparent microsphere 2 via the transparent adhesive layer 6, thereby protecting the transparent microsphere 2 and the light absorption layer 3 from the outside.
[0015]
Incident light L incident through a Fresnel lens (not shown)_inAs shown in the figure, the light passes through the transparent substrate 4 and the transparent adhesive layer 5 on the incident side and is converged by the transparent microspheres 2, and the converged light passes through the region near the top of the light output side of each transparent microsphere 2. The light is transmitted through the transparent adhesive layer 6 and the transparent substrate 1 on the output side, and the output light L_outIs diffused and emitted. On the other hand, external light L incident from the transparent substrate 1 side_exMost of the light is absorbed by the light absorption layer 3, and therefore, the external light L_exThe reduction in contrast due to the reflection is reduced.
[0016]
At this time, in the planar lens 23, the area ratio of the light absorption layer 3 on the light emitting side can be set to, for example, about 80% or more._exThe reduction in contrast due to the reflection of light can be greatly reduced, and a high-contrast screen that is hardly affected by outside light can be realized.
[0017]
For example, the flat lens 23 is manufactured as follows.
[0018]
First, the transparent adhesive layer 5 is formed on the transparent substrate 4 on the light incident side, and a large number of transparent microspheres 2 are dispersed thereon. Thereafter, the transparent microspheres 2 are pressurized from above and embedded in the transparent adhesive layer 5 to about half the diameter thereof. Next, a light absorption layer 3 is formed by filling a gap between the transparent microspheres 2 with a light absorption material such as carbon toner. Next, the light-absorbing material on the area near the top on the light emission side of each transparent microsphere 2 is removed, and a light emission portion is formed on each transparent microsphere 2. Thereafter, the transparent substrate 1 is laminated on the light emitting side via the transparent adhesive layer 6.
[0019]
At this time, when a transparent soft adhesive is used as the transparent adhesive layer 5 in which the transparent microspheres 2 are embedded and held, the transparent microspheres 2 can be embedded easily. As shown in 37, the transparent microspheres 2 are easy to move when the transparent substrate 1 on the light emitting side is bonded, and after the bonding, it is easy to be peeled off or displaced, ensuring long-term reliability of the bonding. There was a problem that I could not. In addition, in FIG. 37, the code | symbol 37 is a pressure roll for bonding.
[0020]
On the other hand, when a hard adhesive is used, a high pressure is required for embedding the transparent microspheres 2. For example, as shown in FIG. 38, the transparent microspheres 2 that have been pressed once are applied to the transparent adhesive layer 5. There is also a problem that the embedding depth tends to be non-uniform when pushed back.
[0021]
Further, for example, when a solvent-based liquid or emulsion adhesive such as the vinyl acetate-based adhesive described in the above-mentioned utility model registration No. 2513508 is used, after the transparent microspheres 2 are embedded. However, a process for removing the solvent by heating to a relatively high temperature is necessary, and the control of the process temperature is very troublesome. For example, when the temperature rises excessively, there is a problem that the substrate is warped. There was also a problem of odor caused by solvents and the like.
[0022]
  Therefore, an object of the present invention is to embed transparent microspheres easily because it is relatively soft before curing, and after curing, by using an ultraviolet curable resin showing sufficient strength for the transparent adhesive layer. , A flat lens with high reliability for fixing transparent microspheres and bonding substrates, and a method of manufacturing the sameAndIt is an object of the present invention to provide a rear projection type projector screen using the planar lens.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problems, in the planar lens of the present invention, a plurality of transparent microspheres distributed in a planar shape or a curved surface, a transparent adhesive layer holding the plurality of transparent microspheres, and each transparent microsphere A planar lens having a light absorbing layer disposed in a gap between the plurality of transparent microspheres so as to expose a predetermined portion on the light emitting side of the transparent adhesive layer, wherein the transparent adhesive layer has a double bond to a side chain. WithbelowAcrylic resin(Hereinafter the same)And an ultraviolet curable resin composition containing at least a photopolymerization initiator and a thermal crosslinking agent, and cured by thermal crosslinking and ultraviolet crosslinking of the acrylic resin.
    Acrylic resin:
    At least one selected from the group consisting of acrylic esters and methacrylic esters  At least a monomer containing a hydroxyl group with respect to 100 parts by weight of the monomer having a seed as a main component,  Is it a monomer containing a carboxyl group or a monomer containing a hydroxyl group and a carboxyl group?  Resin obtained by copolymerizing 0.1 to 20 parts by weight of at least one selected from the group consisting of  For 100 parts by weight
    Acrylic esters containing isocyanate groups and  0.1-20 parts by weight of at least one selected from the group consisting of tacrylic acid esters  And obtained by reaction.
[0024]
Further, the method for producing a planar lens of the present invention includes a transparent ultraviolet curable resin containing at least an acrylic resin having a double bond in a side chain, a photopolymerization initiator, and a thermal crosslinking agent on a transparent substrate. Forming a composition; thermally crosslinking the acrylic resin of the ultraviolet curable resin composition; and supplying a plurality of transparent microspheres on the ultraviolet curable resin composition; A step of embedding in the ultraviolet curable resin composition, a step of supplying a light-absorbing material into the gap between the plurality of transparent microspheres embedded in the ultraviolet curable resin composition, and the step of each of the transparent microspheres Removing the light-absorbing material in the region near the top opposite to the transparent substrate; and irradiating ultraviolet rays to the acrylic resin of the ultraviolet-curable resin composition to form an ultraviolet-crosslinked resin. And a step of curing the.
[0025]
Further, in the rear projection projector screen of the present invention, a plurality of transparent microspheres distributed in a planar shape or a curved surface, a transparent adhesive layer holding the plurality of transparent microspheres, and light emission of each transparent microsphere. A planar lens having a light absorption layer disposed in a gap between the plurality of transparent microspheres so as to expose a predetermined portion on the side, wherein the transparent adhesive layer has a double bond in a side chain. Further, a planar lens is used which is made of an ultraviolet curable resin composition containing at least an acrylic resin, a photopolymerization initiator, and a thermal crosslinking agent, and is cured by thermal crosslinking and ultraviolet crosslinking of the acrylic resin.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described according to preferred embodiments.
[0027]
In the following embodiments, portions corresponding to those shown in FIGS. 34 to 36 are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 34 to 36.
[0028]
FIG. 1 shows a configuration of a planar lens according to an embodiment of the present invention.
[0029]
The planar lens 23 includes a transparent substrate 4 on the light incident side, a transparent adhesive layer 5 formed on the transparent substrate 4, and a large number of transparent microspheres 2 embedded and held in the transparent adhesive layer 5. And a light absorbing layer 3 filled in a gap between the transparent microspheres 2, a transparent adhesive layer 6 formed on the light emitting side of the transparent microsphere 2, and the transparent adhesive layer 6. And a transparent substrate 1.
[0030]
The above-described

substrates

4 and 1, the

adhesive layers

5 and 6, the microspheres 2, and the like do not necessarily have to be completely transparent as long as they can transmit most of the target light. In the present specification, the term “transparent” is used in a sense including transparency to a so-called translucent level.
[0031]
As the

transparent substrates

1 and 4, for example, a glass substrate having rigidity, or a plastic substrate having rigidity or flexibility, such as polymethyl methacrylate (PMMA), can be used. Each thickness is, for example, the thickness t of the transparent substrate 1.₁= 0.5-3 [mm], thickness t of transparent substrate 4₂= 25-200 [μm].
[0032]
Examples of materials that can constitute these

transparent substrates

1 and 4 include glass, acrylic resin, polycarbonate resin, polyolefin resin, vinyl chloride resin, polystyrene resin, polyethylene resin, epoxy resin, polyarylate resin, polyethersulfone resin, A silicone resin, a polyethylene terephthalate resin, etc. can be mentioned.
[0033]
The transparent microsphere 2 can be composed of, for example, glass beads, plastic beads such as acrylic resin and polystyrene resin. The refractive index is at least larger than the refractive index of the transparent adhesive layer 5 in contact with them on the light incident side, for example, 1.4 or more.
[0034]
The size of the transparent microsphere 2 is, for example, a diameter d = 50 to 100 [μm]. If the transparent microsphere 2 is too large, the gap between the transparent microspheres 2 becomes too large, particularly when a rear projection projector screen is constructed, and the resolution may be lowered.
[0035]
The variation in the size of the transparent microsphere 2 is, for example, 10% or less of the average diameter. If this variation is too large, it may be difficult to uniformly distribute the transparent microspheres 2.
[0036]
Each transparent microsphere 2 may be subjected to, for example, an antireflection treatment, a water repellent treatment, or the like on the surface thereof.
[0037]
The amount of each transparent microsphere 2 embedded in the transparent adhesive layer 5 is 30% or more of the diameter, more preferably about 50%. This ensures that each transparent microsphere 2 is fixed and held by the transparent adhesive layer 5 and the amount of light incident on each transparent microsphere 2 is increased. For example, when used for a rear projection projector screen, The brightness increases.
[0038]
These transparent microspheres 2 are usually arranged in a planar single layer that is two-dimensionally closely packed and arranged, but may be arranged in a curved shape along a slightly curved transparent substrate, for example. .
[0039]
As the light absorbing layer 3, for example, a black pigment such as carbon toner can be used, but it is not particularly limited to black.
[0040]
The transparent adhesive layer 5 in which the transparent microspheres 2 are embedded and held therein is an ultraviolet curable resin composition containing at least an acrylic resin having a double bond in the side chain, a photopolymerization initiator, and a thermal crosslinking agent. However, the resin is cured by thermal crosslinking and ultraviolet crosslinking of an acrylic resin.
[0041]
The acrylic resin having a double bond in the side chain is, for example, a single amount mainly composed of acrylic acid ester or methacrylic acid ester (hereinafter sometimes referred to as “(meth) acrylic acid ester”). Obtained by copolymerizing 0.1 to 20 parts by weight of at least a hydroxyl group-containing monomer, a carboxyl group-containing monomer, or a hydroxyl group and a carboxyl group-containing monomer with respect to 100 parts by weight of the body,
Glass transition point: 0 ° C or less
Weight average molecular weight: 5,000 to 1,000,000
Further, 0.1 to 20 parts by weight of an isocyanate group-containing acrylic acid ester or an isocyanate group-containing methacrylic acid ester is blended with 100 parts by weight of the resin and reacted.
[0042]
For example, as shown in FIG. 2, a methacryloyloxyethyl isocyanate is further added to a resin obtained by copolymerizing hydroxyethyl methacrylate as a hydroxyl group-containing monomer and acrylic acid as a carboxyl group-containing monomer with respect to butyl acrylate. When mixed and reacted, for example, the hydroxyl group of hydroxyethyl methacrylate reacts with the isocyanate group of methacryloyloxyethyl isocyanate to form a urethane bond, and as shown in FIG.₂An acrylic resin having a double bond of = C is obtained. In addition, the isocyanate group of methacryloyloxyethyl isocyanate may react with the carboxyl group of acrylic acid.
[0043]
At this time, the compounding amount of the hydroxyl group-containing monomer, carboxyl group-containing monomer or hydroxyl group and carboxyl group-containing monomer to be copolymerized with a monomer mainly composed of acrylic acid ester or methacrylic acid ester is determined by the former 100. The reason why the latter is 0.1 to 20 parts by weight with respect to parts by weight is that if the amount is less than 0.1 parts by weight, there is a possibility that sufficient strength due to the subsequent UV crosslinking may not be obtained, This is because if the amount is more than 20 parts by weight, the transparent adhesive layer 5 before UV curing becomes too hard and it may be difficult to embed the transparent microspheres 2.
[0044]
The reason why the amount of the acrylic acid ester or methacrylic acid ester containing an isocyanate group is 0.1 to 20 parts by weight is to supply these in an amount that sufficiently reacts with the hydroxyl group or carboxyl group described above. Moreover, it is because there is no meaning to mix too much.
[0045]
In addition, as a monomer which has acrylic acid ester or methacrylic acid ester as a main component described above, for example, butyl methacrylate, (meth) acrylic acid-2-ethylhexyl, (meth) acrylic acid other than butyl acrylate described above Examples include methyl, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, and nonyl (meth) acrylate.
[0046]
In addition, in combination with these (meth) acrylic acid esters, vinyl monomers that can be copolymerized therewith may be used. For this purpose, acrylamide, styrene, (meth) acrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, malein An acid, vinyl caprolactam, etc. can be mentioned.
[0047]
In addition to the above-mentioned hydroxyethyl methacrylate and acrylic acid, the hydroxyl group-containing monomer, carboxyl group-containing monomer or hydroxyl group and carboxyl group-containing monomer to be copolymerized with the above (meth) acrylic acid ester, Examples thereof include hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, butanediol monoacrylate, phenoxyhydroxypropyl acrylate, glycerol dimethacrylate, and ECH-modified propylene glycol diacrylate.
[0048]
Furthermore, as an acrylic ester or methacrylic ester containing an isocyanate group, in addition to the methacryloyloxyethyl isocyanate described above, for example, a monomer having a hydroxyl group such as hydroxyethyl (meth) acrylate or hydroxy (propyl) methacrylate, You may use what reacted polyisocyanate compounds, such as tolylene diisocyanate and xylylene diisocyanate.
[0049]
Examples of the photopolymerization initiator mixed with the acrylic resin having a double bond in the side chain obtained as described above include 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl. -1-phenylpropan-1-one, benzoin, benzyldimethyl ketal, benzophenone, hydroxybenzophenone, thioxanthone, isopropylthioxanthone, methylphenylglyoxylate, benzyl, camphorquinone, 2-ethylanthraquinone, 3,3 ', 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone or the like can be used.
[0050]
Due to the action of this photopolymerization initiator, when irradiated with ultraviolet rays, for example, as shown in FIG. 5, the double bond in the side chain of the acrylic resin is released, and the remaining C atom in the bond is replaced with another bond. Bonding with surplus C atoms, this chain causes the acrylic resin to crosslink three-dimensionally one after another, increasing the adhesive strength.
[0051]
The blending amount of the photopolymerization initiator is, for example, 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin. When the blending amount of the photopolymerization initiator is too small, the adhesive strength due to the ultraviolet crosslinking described above becomes too low, and there is a possibility that peeling or deviation occurs. On the other hand, when the blending amount of the photopolymerization initiator is too large, there is a possibility that problems such as yellowing of the adhesive composition and an increase in odor after curing may occur.
[0052]
Moreover, as a thermal crosslinking agent mixed with acrylic resin with the photoinitiator mentioned above, for example, an isocyanate type crosslinking agent (for example, “Coronate L” manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), an aziridine compound (for example, Mutual Pharmaceutical Industries, Ltd.) Trimethylolpropane-tri-β-aziridinylpropionate), a melamine resin (for example, “Super Becamine J-820” manufactured by Dainippon Ink, Inc.) and the like can be used.
[0053]
The reason for blending this thermal cross-linking agent is that if the adhesive is composed of only the acrylic resin and the photopolymerization initiator described above, for example, when it is made into a film, the film is too soft, and deformation is likely to occur. In such a case, the smoothness of the film is lost, and there is a risk that the optical characteristics may be deteriorated. Therefore, a thermal cross-linking agent is blended so that a part of the acrylic resin is three-dimensionalized by thermal cross-linking when the adhesive is applied and dried, thereby increasing the strength so that the film does not shake.
[0054]
For example, as shown in FIG. 4, when a thermal crosslinking agent having three isocyanate groups such as the above-mentioned coronate L is used, the isocyanate group reacts with, for example, a carboxyl group of an acrylic resin, Acrylic resin is three-dimensionally thermally crosslinked to improve its strength.
[0055]
The blending amount of the thermal crosslinking agent is, for example, 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin. If the blending amount of the thermal crosslinking agent is too small, the above-described effect of improving the strength may not be obtained. On the other hand, if the blending amount is too large, the transparent adhesive layer 5 before the ultraviolet effect becomes too hard and transparent. There is a possibility that embedding of the microsphere 2 may be difficult.
[0056]
The following components may be further added to the ultraviolet curable resin composition containing the acrylic resin having a double bond in the side chain described above, a photopolymerization initiator, and a thermal crosslinking agent as essential components. Is possible.
[0057]
Examples of photoreaction initiation aids include triethanolamine, diethylethanolamine, Michler's ketone, and ethyl 2-dimethylaminobenzoate.
[0058]
As photoreactive monomers and oligomers, for example, 1,6-hexanediol diacrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, bisphenol A di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) ) Acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and the like. These photoreactive monomers and oligomers intervene between the double bonds of the acrylic resin, for example, as shown by A in FIG.
[0059]
Furthermore, as a coupling agent, for example, vinyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and the like.
[0060]
Examples of the thermal polymerization inhibitor include hydroquinone, methoquinone, benzoquinone, anthraquinone and the like.
[0061]
Examples of leveling agents include silicone oil and polyvinyl butyral.
[0062]
Examples of the surfactant include fatty acid esters, phosphate esters, and fluorine derivatives.
[0063]
The ultraviolet curable resin composition demonstrated above can use the film-form thing apply | coated and formed previously on the peeling sheet, for example. Therefore, it is excellent in the handleability and processability, and has the advantage that local exhaust is not required as compared with the case of using a liquid adhesive.
[0064]
Various mechanical properties of the ultraviolet curable resin composition described above are shown in Table 1 below.

[0065]
Here, the tensile modulus, tensile elongation at break, and yield strength are as shown in FIG. 30 when a 1 mm thick adhesive film (10 mm × 50 mm) made of an ultraviolet curable resin composition is pulled. It was attached to a testing machine and measured at a pulling speed of 200 mm / min.
[0066]
In addition, as shown in FIG. 31, the holding force was obtained by attaching a 25 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film to the adhesive surface of an adhesive film in which an ultraviolet curable resin composition was formed on a release film, and having a width of 25 mm. After peeling, the release film is peeled off and attached to a 2 mm thick acrylic plate (trade name: Paragrass P) with an adhesive area of 25 mm × 25 mm, and the amount of deviation after 1 hour is measured at 40 ° C. with a static load of 1 kg. did. At this time, the PET film and the acrylic plate were cut, and the amount of deviation was measured.
[0067]
In addition, the adhesive strength is such that a 25 μm thick PET film is applied to the adhesive surface of the adhesive film in which the ultraviolet curable resin composition is formed on the release film, and after cutting to a width of 20 mm, the release film is peeled off, Affixed to an acrylic plate and a glass plate, respectively, and allowed to stand at room temperature for 1 hour, then 180 ° peel strength was measured. At this time, the pulling speed was 300 mm / min. The obtained results were the same for both the acrylic plate and the glass plate.
[0068]
In addition, the light curing conditions of the ultraviolet curable resin composition were 1.0 J / cm using a metal halide lamp.²Of UV light.
[0069]
In Table 1, the tensile elastic modulus, tensile elongation at break and yield strength before ultraviolet (UV) curing indicate the ease of embedding the transparent microspheres 2, and the holding power and adhesive strength after UV curing are It shows the stability of fixing and holding the transparent microspheres 2 and the reliability of bonding to the protective transparent substrate 1 on the light emitting side.
[0070]
In the planar lens 23 shown in FIG. 1, the transparent adhesive layer 6 on the light emitting side includes, for example, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polyolefin resin, a vinyl chloride resin, a polystyrene resin, a polyethylene resin, an epoxy resin, a polyarylate resin, a poly Ether sulfone resin, silicone resin, polyethylene terephthalate resin, or the like can be used.
[0071]
Next, an example of a method for manufacturing the planar lens 23 will be described with reference to FIGS.
[0072]
First, as shown in FIG. 6A, the transparent adhesive layer 5 made of the above-described ultraviolet curable resin composition is formed on the transparent substrate 4 on the light incident side. Specifically, for example, an ultraviolet curable resin composition formed on a release sheet and partially thermally crosslinked in advance by heat drying5TransparentSubstrate 4After sticking to, peel off the release sheet. In addition, when there is little possibility that the transparent substrate 4 will warp etc. by heat, after forming an ultraviolet curable resin composition on the transparent substrate 4, the thermal crosslinking can also be performed.
[0073]
Next, as shown in FIG. 6 (b), after supplying a large number of transparent microspheres 2 onto the transparent adhesive layer 5, for example, squeezing is performed with a scraper 39, so that the height of the transparent microspheres 2 is increased. Homogenize.
[0074]
Next, as shown in FIG. 6C, the transparent microsphere 2 is pressed from above with a pressure roll 31 such as a rubber roll, and the lowermost transparent microsphere 2 (in the figure, the lowermost transparent microsphere 2 is shown). For example, is embedded in the transparent adhesive layer 5 up to about half of its diameter.
[0075]
Next, as shown in FIG. 7A, ultraviolet rays are irradiated by an ultraviolet lamp 32 such as a metal halide lamp, the transparent adhesive layer 5 made of the ultraviolet curable resin composition is cured, and the transparent microspheres 2 are fixed. .
[0076]
In addition, the irradiation amount of the ultraviolet rays at this time is 0.1 to 3.0 J / cm.²It is preferable to be within the range. The irradiation amount of this ultraviolet ray is 0.1 J / cm²If it is less, curing may be insufficient, while 3.0 J / cm²If it is more, the transparent adhesive layer 5 may cause yellowing.
[0077]
Thereafter, although not shown in the figure, the excess transparent microspheres 2 not fixed to the transparent adhesive layer 5 are removed by vacuum suction or the like.
[0078]
Next, as shown in FIG. 7B, for example, fine powdery carbon toner is supplied to the entire surface by the hopper 33 to form the light absorption layer 3 having a thickness for embedding the transparent microspheres 2.
[0079]
Next, as shown in FIG. 7C, for example, the carbon toner in the upper layer of the light absorption layer 3 is removed by the adhesive roll 38, and a predetermined region near the top of each transparent microsphere 2 is removed from the light absorption layer 3. The light emission part is formed in each transparent microsphere 2 by exposing.
[0080]
Next, as shown in FIG. 8A, the transparent adhesive layer 6 on the light emitting side with the release sheet 40 is sequentially pressed from the end by, for example, a pressure roll 37 so that air bubbles do not enter between them. And paste.
[0081]
Next, as shown in FIG. 8B, the release sheet 40 is peeled off, leaving only the transparent adhesive layer 6 on the transparent microspheres 2 and the light absorption layer 3.
[0082]
Next, as shown in FIG. 8C, the transparent substrate 1 on the light emitting side is laminated and pasted on the transparent adhesive layer 6.
[0083]
In the above example, the transparent adhesive layer 6 is formed on the transparent microspheres 2 and the light absorption layer 3, and then the transparent substrate 1 is laminated and pasted thereon. For example, as shown in FIG. Alternatively, the transparent substrate 1 may be attached in a state where the transparent adhesive layer 6 is formed on the transparent substrate 1 side.
[0084]
10 to 29 show various aspects of the planar lens 23.
[0085]
The example of FIG. 10 is a planar lens 23 having the most basic structure including the transparent substrate 4 on the light incident side, the transparent adhesive layer 5, the transparent microsphere 2, and the light absorption layer 3. If it is not particularly necessary to protect the transparent microspheres 2 and the light absorption layer 3 on the light emitting side, this form can be used as it is.
[0086]
In the example of FIG. 11, in the most basic structure shown in FIG. 10, the transparent adhesive layer 6 is provided on the light emitting side, and the transparent microsphere 2 and the light absorbing layer 3 are protected on the light emitting side. .
[0087]
In the example of FIG. 12, the transparent substrate 1 is provided on the light emitting side in the most basic structure shown in FIG. 10, and the transparent microspheres 2 and the light absorbing layer 3 on the light emitting side are further protected. It is. This structure is possible when the light-absorbing layer 3 has an adhesive function, for example, a carbon toner mixed with a thermosetting adhesive.
[0088]
The example of FIG. 13 is the most basic structure shown in FIG. 10 in which the transparent substrate 1 is provided on the light emitting side via the transparent adhesive layer 6 and is substantially the same as the structure shown in FIG. It is.
[0089]
The example of FIG. 14 is obtained by omitting the light incident side transparent substrate 4 in the structure shown in FIG. This structure can be manufactured, for example, by manufacturing the structure of FIG. 12 using a peelable substrate instead of the transparent substrate 4 on the light incident side, and peeling the substrate at an appropriate time in the process. .
[0090]
Similarly, the example of FIG. 15 is obtained by omitting the transparent substrate 4 on the light incident side in the structure shown in FIG.
[0091]
In the example of FIG. 16, after the structure shown in FIG. 14 is manufactured, the Fresnel lens 22 is joined to the light incident side of the planar lens 23 to constitute the integral transmission screen 10.
[0092]
In the example of FIG. 17, similarly, after manufacturing the structure shown in FIG. 15, the Fresnel lens 22 is joined to the light incident side of the planar lens 23 to constitute the integral transmission screen 10. .
[0093]
In the example of FIG. 18, in the structure shown in FIG. 10, a planar lens 23 is manufactured using a release substrate instead of the transparent substrate 4, and a Fresnel lens 22 is bonded to the light incident side to integrate the transmission. A mold screen 10 is configured. As described above, it is possible to ensure the shape stability of the planar lens 23 itself by bonding it to the Fresnel lens 22 without providing a substrate.
[0094]
In the example of FIG. 19, similarly, in the structure shown in FIG. 11, a planar lens 23 is manufactured using a release substrate instead of the transparent substrate 4, and a Fresnel lens 22 is bonded to the light incident side. A body-type transmissive screen 10 is configured.
[0095]
In the example of FIG. 20, silicon oxide (SiO 2) is formed on the light incident side and the light output side of the planar lens 23 having the structure shown in FIG.₂) An antireflection film 7 such as a film is provided.
[0096]
In the example of FIG. 21, similarly, the antireflection film 7 is provided on the light incident side and the light emitting side of the planar lens 23 having the structure shown in FIG.
[0097]
In the example of FIG. 22, similarly, the antireflection film 7 is provided on the light incident side and the light emission side of the planar lens 23 having the structure shown in FIG.
[0098]
In the example of FIG. 23, similarly, the antireflection film 7 is provided on the light incident side and the light emission side of the planar lens 23 having the structure shown in FIG.
[0099]
Similarly, in the example of FIG. 24, the antireflection film 7 is provided on each of the light incident side and the light emitting side of the planar lens 23 having the structure shown in FIG.
[0100]
In the example of FIG. 25, similarly, the antireflection film 7 is provided on each of the light incident side and the light emitting side of the planar lens 23 having the structure shown in FIG.
[0101]
In the example of FIG. 26, the antireflection film 7 is provided on the light incident side of the Fresnel lens 22 and the light emission side of the planar lens 23 in the structure shown in FIG.
[0102]
Similarly, in the example of FIG. 27, the antireflection film 7 is provided on the light incident side of the Fresnel lens 22 and the light emission side of the planar lens 23 in the structure shown in FIG.
[0103]
Similarly, in the example of FIG. 28, the antireflection film 7 is provided on the light incident side of the Fresnel lens 22 and the light emission side of the planar lens 23 in the structure shown in FIG.
[0104]
Similarly, in the example of FIG. 29, the antireflection film 7 is provided on the light incident side of the Fresnel lens 22 and the light emission side of the planar lens 23 in the structure shown in FIG.
[0105]
The planar lens 23 described above is particularly suitable for use in the transmissive screen 10 for a rear projection projector shown in FIG. 34 or 35, for example.
[0106]
In the embodiment described above, the transparent adhesive layer 5 made of an ultraviolet curable resin composition is provided on the light incident side of the flat lens 23, but the transparent adhesive layer 5 made of this ultraviolet curable resin composition is used. May be provided on the light exit side of the planar lens 23.
[0107]
Further, for example, the step of removing the carbon toner in the upper layer of the light absorbing layer 3 and forming the light emitting portion on each transparent microsphere 2 shown in FIG. Instead, for example, ultra-fine fiber cloth or adhesive tape such as “Toraysee” manufactured by Toray Industries, Inc. or “Zavuna Minimax” manufactured by Kanebo Co., Ltd. may be used.
[0108]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0109]
Example 1
Butyl acrylate 28.2 parts by weight
Acrylic acid 1.5 parts by weight
2-hydroxyethyl methacrylate 0.3 parts by weight
Azobisisobutyronitrile 0.03 parts by weight
70 parts by weight of ethyl acetate
The above compound was heated and refluxed at 80 ° C. for 8 hours to obtain a hydroxyl group- and carboxyl group-containing acrylic resin solution having a weight average molecular weight of 500,000 and a solid content of 30%.
[0110]
After the obtained acrylic resin solution was cooled to room temperature, 0.5 part by weight of methacryloyloxyethyl isocyanate was added to 100 parts by weight of this acrylic resin solution, and the mixture was stirred for 1 hour to double bond to the side chain. Acrylic resin solution having was obtained.
[0111]
For 100 parts by weight of this resin solution, 2 parts by weight of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone as a photopolymerization initiator and 1.0 part by weight of an isocyanate-based crosslinking agent (“Coronate L” manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) as a thermal crosslinking agent In addition, the mixture was uniformly mixed to obtain an adhesive solution.
[0112]
This solution was applied to a silicone-treated 38 μm-thick polyester film to a thickness of 100 μm and dried in an electric oven at 80 ° C. for 5 minutes to obtain a 30 μm-thick adhesive film.
[0113]
Example 2
An adhesive solution was prepared by adding 2 parts by weight of 1,6-hexanediol diacrylate as an acrylic oligomer component to 100 parts by weight of the adhesive agent solution obtained in Example 1, and the same as in Example 1 Filmed by the method.
[0114]
Comparative Example 1
After the hydroxyl group- and carboxyl group-containing acrylic resin solution obtained in the same manner as in Example 1 was cooled to room temperature, an isocyanate crosslinking agent (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) was used as a thermal crosslinking agent with respect to 100 parts by weight of this acrylic resin solution. 0.3 part by weight of “Coronate L”) was added and mixed uniformly to obtain an adhesive solution.
[0115]
This solution was formed into a film in the same manner as in Example 1 to obtain a 30 μm thick adhesive film.
[0116]
Comparative Example 2
2 parts by weight of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone as a photopolymerization initiator was added to 100 parts by weight of an acrylic resin solution having a double bond in the side chain obtained in the same manner as in Example 1, and mixed uniformly. An adhesive solution was obtained.
[0117]
This solution was formed into a film in the same manner as in Example 1 to obtain a 30 μm thick adhesive film.
[0118]
The differences between Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 shown above are summarized in Table 2 below.

[0119]
For the adhesive films obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the adhesive strength (180 ° peel strength) before and after photocuring and holding by the test method described above. I investigated the strength of each. In addition, as for photocuring conditions, both adhesive force and holding power measurement were immediately cured after being attached to an acrylic plate or a glass plate, and measured one hour after that. Light curing uses a metal halide lamp and is 1.0 J / cm on the adhesive surface.²Of UV light. The results are shown in Table 3 below.

In addition, since the comparative example 1 did not contain a photoinitiator and acrylic isocyanate, it was not photocured and the peel strength and retention strength after curing could not be measured.
[0120]
When the adhesive of Comparative Example 1 was used for an actual planar lens, the transparent microspheres were not fixed and held stably, and there was too much elasticity, and when the transparent microspheres were embedded, the transparent microspheres The phenomenon that was pushed back occurred.
[0121]
In addition, the adhesive formed into a film by Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was 25 g / cm.²The appearance of the adhesive film after 20 hours at 70 ° C. was observed. The results are shown in Table 4 below.

[0122]
Further, in the following Table 5, with respect to the adhesive film of Example 1 and Comparative Example 2, the tensile breaking elongation, tensile breaking strength, tensile elastic modulus, and yield strength are shown by the method shown in FIG. The measurement results are shown.

[0123]
From the above results, as shown in Example 1, those containing three components of an acrylic resin having a double bond in the side chain, a photopolymerization initiator, and a thermal crosslinking agent are good, and the acrylic oligomer component It can be seen that the product of Example 2 to which is added is also good.
[0124]
【The invention's effect】
In the present invention, a plurality of transparent microspheres distributed in a planar shape or a curved surface, a transparent adhesive layer holding the plurality of transparent microspheres, and a predetermined portion on the light emission side of each transparent microsphere are exposed. In addition, in a planar lens having a light absorption layer disposed in a gap between the plurality of transparent microspheres, the transparent adhesive layer is made of an acrylic resin having a double bond in a side chain, and a photopolymerization initiator. It is composed of an ultraviolet curable resin composition containing at least a thermal crosslinking agent. For example, the transparent microspheres are embedded in a state where the acrylic resin is thermally crosslinked, and then the ultraviolet rays are crosslinked by ultraviolet curing of the acrylic resin. The curable resin composition is cured.
[0125]
Therefore, before the ultraviolet curable resin composition is cured, the transparent adhesive layer is relatively soft and is accompanied by thermal crosslinking, so that the transparent microspheres can be embedded easily and stably. After the resin composition is cured, the transparent adhesive layer securely holds the transparent microspheres.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a planar lens according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a reaction between an acrylic resin containing a hydroxyl group and a carboxyl group and a methacrylate ester containing an isocyanate group.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of an acrylic resin having a double bond in a side chain.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a reaction between an acrylic resin having a double bond in a side chain and a thermal crosslinking agent.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing an ultraviolet crosslinking reaction of an acrylic resin having a double bond in a side chain.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing a planar lens according to one embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing a planar lens according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing a planar lens according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing another method for manufacturing a planar lens according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the planar lens of the present invention.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the planar lens of the present invention.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the planar lens of the present invention.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the planar lens of the present invention.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the planar lens of the present invention.
FIG. 15 is a schematic sectional view showing an aspect of the planar lens of the present invention.
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing an aspect of a screen for a rear projection projector according to the present invention.
FIG. 17 is a schematic sectional view showing an aspect of a screen for a rear projection projector according to the present invention.
FIG. 18 is a schematic sectional view showing an aspect of a screen for a rear projection projector according to the present invention.
FIG. 19 is a schematic sectional view showing an aspect of a screen for a rear projection projector according to the present invention.
FIG. 20 is a schematic sectional view showing an aspect of the planar lens of the present invention.
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing an aspect of the planar lens of the present invention.
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing an aspect of the planar lens of the present invention.
FIG. 23 is a schematic sectional view showing one embodiment of a planar lens of the present invention.
FIG. 24 is a schematic sectional view showing one embodiment of a planar lens of the present invention.
FIG. 25 is a schematic cross-sectional view showing an aspect of the planar lens of the present invention.
FIG. 26 is a schematic sectional view showing an aspect of a screen for a rear projection projector according to the present invention.
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view showing an aspect of a screen for a rear projection projector according to the present invention.
FIG. 28 is a schematic sectional view showing an aspect of a screen for a rear projection projector according to the present invention.
FIG. 29 is a schematic sectional view showing an aspect of a screen for a rear projection projector according to the present invention.
FIG. 30 is a schematic view showing a method for a tensile test of an adhesive film.
FIG. 31 is a schematic view showing a method for testing the holding power of an adhesive film.
FIG. 32 is a schematic view showing a conventional rear projection type projector.
FIGS. 33A and 33B are a schematic view and a cross-sectional view showing a configuration of a lenticular lens in a conventional rear projection projector.
FIG. 34 is a schematic diagram showing an open-type rear projection projector using a planar lens made of transparent microspheres.
FIG. 35 is a schematic diagram showing a box-type rear projection projector using a planar lens made of transparent microspheres.
FIG. 36 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a planar lens made of transparent microspheres.
FIG. 37 is a schematic cross-sectional view showing a problem when the transparent adhesive layer is too soft.
FIG. 38 is a schematic cross-sectional view showing a problem when the transparent adhesive layer is too hard.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF

SYMBOLS

1, 4 ... Transparent substrate, 2 ... Transparent microsphere, 3 ... Light absorption layer, 5, 6 ... Transparent adhesion layer, 7 ... Antireflection film, 10 ... Transmission type screen, 21 ... Image projection part, 22 ... Fresnel lens, 23 ... Planar lens, 24 ... Reflection mirror, 25 ... Housing, 32 ... Ultraviolet lamp, L ... Projection image light, L_in... incident light, L_out... emitted light, L_ex... light

Claims

A plurality of transparent microspheres distributed in a planar or curved surface; and
A transparent adhesive layer holding the plurality of transparent microspheres;
A planar lens having a light absorbing layer disposed in a gap between the plurality of transparent microspheres so as to expose a predetermined portion on the light emitting side of each transparent microsphere,
The transparent adhesive layer is composed of an ultraviolet curable resin composition containing at least an acrylic resin having a double bond in a side chain, a photopolymerization initiator, and a thermal crosslinking agent, and the heat of the acrylic resin. Cured by crosslinking and UV crosslinking ,
The acrylic resin is
At least a monomer containing a hydroxyl group, a monomer containing a carboxyl group, and 100 parts by weight of a monomer mainly composed of at least one selected from the group consisting of acrylic acid esters and methacrylic acid esters , and relative to 100 parts by weight of resin obtained by at least one selected from monomers or Ranaru group containing a hydroxyl group and a carboxyl group is 0.1 to 20 parts by weight of copolymer,
It at least one selected from the group consisting of main methacrylic acid ester containing an acrylic acid ester and an isocyanate group containing isocyanate groups incorporated 0.1 to 20 parts by weight, is obtained by reacting < A planar lens characterized by the following:

The planar type according to claim 1, wherein the plurality of transparent microspheres are arranged in a single layer, and on the light incident side, 30% or more of the diameter of each transparent microsphere is embedded in the transparent adhesive layer. lens.

The ultraviolet curable resin composition contains 0.1 to 5 parts by weight of the photopolymerization initiator and 0.1 to 5 parts by weight of the thermal crosslinking agent with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin. The planar lens according to claim 1, wherein:

The planar lens according to claim 2, wherein a transparent substrate is provided on a light incident side of the transparent adhesive layer.

The planar lens according to claim 4 , wherein a second transparent substrate is provided on a light emitting side of the plurality of transparent microspheres via a second transparent adhesive layer.

On a transparent substrate, an acrylic resin having a double bond in a side chain, transparent at least contain vital the acrylic resin photopolymerization open initiator and a thermal crosslinking agent Ru der those obtained by the following reaction Forming an ultraviolet curable resin composition,
Reaction to obtain acrylic resin:
To monomer 100 parts by weight of the main component least one member selected from the group consisting of acrylic acid esters and methacrylic acid esters, at least, monomer containing a hydroxyl group, a monomer containing a carboxyl group In addition, with respect to 100 parts by weight of a resin obtained by copolymerizing 0.1 to 20 parts by weight of at least one selected from the group consisting of monomers containing a hydroxyl group and a carboxyl group ,
0.1 to 20 parts by weight of at least one selected from the group consisting of an acrylic ester containing an isocyanate group and a methacrylic ester containing an isocyanate group is blended and reacted.
Thermally crosslinking the acrylic resin of the ultraviolet curable resin composition;
Supplying a plurality of transparent microspheres on the ultraviolet curable resin composition, and embedding in the ultraviolet curable resin composition to a predetermined depth;
Supplying a light-absorbing material into gaps between the plurality of transparent microspheres embedded in the ultraviolet curable resin composition;
Removing the light-absorbing material in a region near the top of each transparent microsphere opposite to the transparent substrate;
And a step of curing the ultraviolet curable resin composition by irradiating ultraviolet rays to UV-crosslink the acrylic resin of the ultraviolet curable resin composition.

The manufacturing method of the planar lens of Claim 6 which performs the process of hardening the said ultraviolet curable resin composition before the process of supplying the said light absorption material.

After the step of removing the light-absorbing material in the region near the top of each transparent microsphere, a second adhesive layer is formed on the plurality of transparent microspheres on the top side from which the light-absorbing material has been removed via a transparent adhesive layer. The method for producing a planar lens according to claim 6 , further comprising a step of laminating the transparent substrate.

A plurality of transparent microspheres distributed in a planar shape or a curved surface, a transparent adhesive layer holding the plurality of transparent microspheres, and the plurality of transparent so as to expose a predetermined portion on the light emitting side of each transparent microsphere A planar lens having a light absorption layer disposed in a gap between microspheres, wherein the transparent adhesive layer includes an acrylic resin having a double bond in a side chain, a photopolymerization initiator, and a thermal crosslinking agent. An ultraviolet curable resin composition containing at least
The acrylic resin is
At least a monomer containing a hydroxyl group, a monomer containing a carboxyl group, and 100 parts by weight of a monomer mainly composed of at least one selected from the group consisting of acrylic acid esters and methacrylic acid esters , and at least one selected from the group consisting of a monomer containing a hydroxyl group and a carboxyl group is 0.1 to 20 parts by weight of copolymer with respect to resulting et resin 100 parts by weight,
It is obtained by blending 0.1-20 parts by weight of at least one selected from the group consisting of an acrylic ester containing an isocyanate group and a methacrylic ester containing an isocyanate group ,
A rear projection type projector screen using a planar lens cured by thermal crosslinking and ultraviolet crosslinking of the acrylic resin.

10. The rear projection according to claim 9 , wherein the plurality of transparent microspheres are arranged in a single layer, and 30% or more of the diameter of each transparent microsphere is embedded in the transparent adhesive layer on a light incident side. Type projector screen.

The ultraviolet curable resin composition contains 0.1 to 5 parts by weight of the photopolymerization initiator and 0.1 to 5 parts by weight of the thermal crosslinking agent with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin. The screen for a rear projection type projector according to claim 9 .

The rear projection projector screen according to claim 10 , wherein a transparent substrate is provided on a light incident side of the transparent adhesive layer.

The rear projection type projector screen according to claim 12 , wherein a second transparent substrate is provided on a light emitting side of the plurality of transparent microspheres via a second transparent adhesive layer.