背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法
【課題】ハードコート層にクラックが生じず、異物の噛み込みもなく、生産性良く、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンを製造する。
【解決手段】入光面側からの映像光を出光面側に透過させる三次元曲面をなす積層体を備える背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００の製造方法は、平板状の積層体１０を準備する積層体準備工程と、積層体を三次元曲面をなすように成形して曲げる第１の曲面成形工程と、第１の曲面成形工程で曲げられた積層体に半硬化のハードコート層２１Ａが剥離性支持体２２上に形成された転写箔２０を接着する転写箔接着工程と、を含み、転写箔接着工程の後にハードコート層の硬化を進める硬化進行工程と、硬化進行工程の後に剥離性支持体を剥離する支持体剥離工程と、を含む。積層体は光吸収部と光透過部とが交互に配列した光学制御層２０、フレネルレンズシート４０が積層されていてもよい。
【解決手段】入光面側からの映像光を出光面側に透過させる三次元曲面をなす積層体を備える背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００の製造方法は、平板状の積層体１０を準備する積層体準備工程と、積層体を三次元曲面をなすように成形して曲げる第１の曲面成形工程と、第１の曲面成形工程で曲げられた積層体に半硬化のハードコート層２１Ａが剥離性支持体２２上に形成された転写箔２０を接着する転写箔接着工程と、を含み、転写箔接着工程の後にハードコート層の硬化を進める硬化進行工程と、硬化進行工程の後に剥離性支持体を剥離する支持体剥離工程と、を含む。積層体は光吸収部と光透過部とが交互に配列した光学制御層２０、フレネルレンズシート４０が積層されていてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背面側から投射された映像光を前面側に透過させる曲面形状の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置の普及に伴い、様々な分野にディスプレイ装置が組み込まれる様になってきている。例えば、テレビジョンやそのプロジェクタなどに止まらず、アミューズメント機器、自動車などの分野である。こうした分野では、単に映像を写す機能以外に、全体と調和した意匠性が極めて重要視される。このため、ディスプレイの表示面を平面ではなく曲面状としたものを要求されることがある。
そこで、例えば、特許文献１では、液晶表示パネルの表示面自体を曲面化したものを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６３７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で開示されたような、液晶表示パネル自体を曲面化するのでは、液晶表示パネルは通常一対のガラス基板を含んでいる為に、ガラス基板が０．７ｍｍや０．５ｍｍ等と薄いとは言え、曲面化の程度には自ずと限界がある。
また、アミューズメント機器や自動車分野などでは、人間がスクリーンに直接触れることがある為に、表面の傷付きを防止する為に、表面層としてハードコート層が必要である。
【０００５】
ハードコート層の樹脂としては、熱硬化性樹脂を使うよりは電離放射線硬化性樹脂を使うのが、表面の傷付き防止性の点では優れる。ただ、ハードコート層を設けた積層体を、成形型を用いて曲げるときに、塵などの異物を噛み込むと歩留まりが低下する。そこで、歩留まりを上げるためには、電離放射線硬化性樹脂のハードコート層は硬すぎて異物除去作業が容易ではない。この点では、ハードコート層の樹脂として、電離放射線硬化性樹脂に比べて熱硬化性樹脂の方が適用性があるが、電離放射線硬化性樹脂に比べて表面の傷付き防止性が劣るという問題がある。
また、ハードコート層として表面の傷付き防止性に優れる電離放射線硬化性樹脂を用いた硬質塗膜をスプレー塗装した平板状のスクリーンを曲面に成形すると、ハードコート層に微小なクラックが生じ品質を低下させることがあるという問題が判明した。一方、ハードコート層を、平板状のスクリーンを曲面に成形した後にスプレー塗装すれば、クラックは解消する。
ただ、いずれにしろ、スプレー塗装は、塵が付着し易い上、乾燥時間が必要であり、生産性が悪いという問題があった。
【０００６】
すなわち、本発明の課題は、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンとしてハードコート層を設けた場合でも、生産性よく製造できる製造方法を提供することである。また、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンとしてハードコート層を設けた場合でも、ハードコート層にクラックを生じさせずに、異物の噛み込みも防いで、生産性よく製造できる製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法は、以下の構成とした。
（１）入光面側から入射した映像光を出光面側に透過させ曲面形状を成す積層体を備えた、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンを製造する方法であって、
前記積層体として、平板状の積層体を準備する、積層体準備工程と、
前記積層体準備工程において準備された前記平板状の積層体を、三次元曲面をなすように成形して曲げる、第１の曲面成形工程と、を含み、
前記第１の曲面成形工程の後、三次元曲面をなすように曲げられた積層体の出光面側に、ハードコート層が剥離性支持体上に形成された転写箔を接着する、転写箔接着工程と、を含み、
前記転写箔接着工程におけいて、ハードコート層を構成する電離放射線硬化性樹脂が半硬化状態であり、
前記転写箔接着工程の後、前記ハードコート層の電離放射線硬化性樹脂の硬化を進める、硬化進行工程と、
前記硬化進行工程の後、前記転写箔の剥離性支持体を剥離する、支持体剥離工程と、
を含む、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【０００８】
（２）前記積層体が、光を吸収可能に層面に沿って配列された光吸収部と、前記光吸収部間に光を透過可能に配列された光透過部と、を有する光線制御層を含む、前記（１）の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
（３）前記積層体が、前記積層体の最も入光面側にフレネルレンズ層を含む、前記（１）又は（２）の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【０００９】
（４）フレネルレンズ層を有するフレネルレンズシートを準備する、フレネルレンズシート準備工程と、
三次元曲面をなすように前記フレネルレンズシートを成形して曲げる、第２の曲面成形工程と、
前記転写箔接着工程の後に、三次元曲面をなすように曲げられ転写箔が接着された前記積層体の入光面側に、前記第２の曲面成形工程で作製した、三次元曲面をなすように曲げられた前記フレネルレンズシートを積層する、積層工程と、
を含み、
前記積層工程の前または後に、前記ハードコート層の硬化進行工程を含む、
前記積層工程の後に、前記支持体剥離工程を含む、
前記（１）または（２）の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、曲面成形の後に、ハードコート層は塗装ではく転写箔から形成されるので、生産性に優れる上、塵の噛み込みを防止できる。また、ハードコート層は転写箔を曲面に接着し積層する時は、樹脂の硬化を半硬化状態に留めてあり、後から残りの硬化を進めるので、ハードコート層のクラック発生を防げる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法の第１の実施形態を説明する説明図。
【図２】積層体準備工程で準備する積層体の層構成を示す断面図（Ａ）及び（Ｂ）と製造される背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの断面図（Ｃ） 。
【図３】転写箔接着工程で用いる転写箔の層構成を示す断面図。
【図４】成形法を説明する断面図。
【図５】本発明による背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法の第２の実施形態を説明する説明図。
【図６】第２の実施形態にて積層体準備工程で準備する積層体の層構成を示す断面図。
【図７】第２の実施形態にて得られる背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの層構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は概念図であり、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。
【００１３】
《Ａ》第１の実施形態
先ず、図１を参照して、本発明の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法の第１の実施形態を説明する。
本実施形態では、入光面側から入射した映像光を出光面側に透過させ曲面形状を成すと共に出光面側にハードコート層を有する積層体を備えた、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンを製造する。
そこで、本実施形態では、光拡散層、光線制御層、及びフレネルレンズ層等を有する平板状の積層体を、三次元曲面に成形したのち、ハードコート層を転写箔から転写により形成して、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンを製造する。
【００１４】
以下、工程順に、積層体準備工程から説明する。
【００１５】
《積層体準備工程》
図１（Ａ）に示すように、積層体準備工程では、平板状の積層体１０として、光線制御層３０及びフレネルレンズシート４０が積層されたものを準備する。図１（Ａ）では図示は省略してあるが、この積層体１０には、光拡散層１１等も積層されている。
【００１６】
図２（Ａ）の断面図は、本実施形態で準備する積層体１０の層構成の詳細である。積層体１０は、出光面側Ｌｏｕｔから順に、光拡散層１１、光学制御層３０、補強層１４、フレネルレンズシート４０が、それぞれ間に接合層１３を介して積層された構成である。フレネルレンズシート４０が備えるフレネルレンズ層４１が最外層であり、入光面側Ｌｉｎとなる。
【００１７】
以下、本積層体１０の各層について更に説明する。
【００１８】
〔光拡散層１１〕
光拡散層１１は、入光面側Ｌｉｎから入射した映像光を、等方拡散して出光面側Ｌｏｕｔから出射させて観察者に届ける層である。光拡散層１１は公知の材料及び形成法によるものを用いることができる。例えば、光拡散層１１は、透明樹脂からなる母材と、この母材中に分散された拡散成分とから構成される。光拡散層１１は、母材と拡散成分間の屈折率差、或いは、拡散成分自体が有する反射性、によって、光を等方的に拡散する。
本発明においては、光拡散層１１は、光を等方拡散する態様以外に、光を異方拡散する態様もあり得る。例えば、拡散成分の形状や母材中での分布を調整して異方拡散にする。
本発明においては、半硬化のハードコート層２１Ａが積層された後の状態で、積層体１０は、少なくともこの光拡散層１１と半硬化のハードコート層２１Ａ及び剥離性支持体２２が積層されたものであることが好ましい。
【００１９】
前記母材には、例えば、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート−スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）などのアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を用いることができる。
【００２０】
前記拡散成分には、樹脂ビーズ、気泡が挙げられ、なかでも樹脂ビーズが好適で、特に透明度が高いものが好ましい。こうした樹脂ビーズは、例えば、アクリルビーズ、メラミンビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ等があり、中でもアクリルビーズが好ましい。
【００２１】
光拡散層１１の形成は、例えば、上記母材中に上記拡散成分を分散させた樹脂組成物を、押し出し成形して形成することができる。
光拡散層１１の厚みは、０．１〜２ｍｍ、より好ましくは０．２〜１．５ｍｍである。厚みがこの範囲未満では、光拡散層１１の光拡散能が不足することがあり、厚みがこの範囲を超えると、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンが表示する映像の解像性が低下しぼやけることがある。
【００２２】
〔接合層１３〕
接合層１３は、その両側の層を接合するための層である。接合層１３は接合層１３の必要性に応じて設けられる。
本実施形態では、接合層１３は、転写箔２０を接着時の半硬化のハードコート層２１Ａと光拡散層１１との接合、光拡散層１１と光学制御層３０との接合、光学制御層３０と補強層１４との接合、補強層１４とフレネルレンズシート４０との接合に、使われている。
接合層１３は、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、電離放射線硬化性樹脂等の硬化性樹脂を用いることができる。
接合層１３は、粘着剤層、接着剤層等として用いられ得る。
【００２３】
〔光学制御層３０〕
光学制御層３０は、入光面側Ｌｉｎから入射した映像光の光路を制御するとともに、迷光や外光を適切に吸収する機能を有する層である。光学制御層３０によって、映像のコントラストを向上させることができる。光学制御層３０は、光学制御の必要性に応じて設けられる。光学制御層３０は、は公知の材料及び形成法によるものを用いることができる。
光学制御層３０は、光を吸収可能に層面に沿って配列された多数の光吸収部３１と、前記光吸収部３１同士の間に光を透過可能に配列された光透過部３２と、を有する。図２の断面図では、光吸収部３１は紙面に垂直な方向に延在し、紙面左右方向に一定の周期で配列されている。本実施形態での光吸収部３１の断面形状は、同図のように二等辺三角形形状であり、その底面側を出光面側Ｌｏｕｔに向けて形成される。また、本実施形態では、同図のように、光吸収部３１同士の間のそれぞれの光透過部３２は、二等辺三角形形状の光吸収部３１の頂点側で相互に連結して形成される。
本発明において、光吸収部３１の断面形状及び、光透過部３２の断面形状は、これ以外にも、例えば、光線制御仕様に応じて、台形形状など各種形状をとり得る。
また、光吸収部３１の屈折率Ｎｂと、光透過部３２の屈折率Ｎｐとの関係は、要求される光学制御仕様に応じて決定される。通常、屈折率Ｎｂと光透過部３２の屈折率Ｎｐとの屈折率差は、０より大きく０．０６以下である。
【００２４】
［光吸収部３１］
光吸収部３１は、光吸収粒子と、光吸収粒子を分散させたバインダーから構成されている。光吸収粒子が迷光や外光を吸収するように作用する。光吸収部３１は、光吸収粒子をバインダー中に分散させた光吸収部形成組成物によって形成することができる。
【００２５】
光吸収粒子としては、カーボンブラック等の光吸収性の着色粒子が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではなく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する着色粒子を使用してもよい。
こうした光吸収粒子としては、具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。特に、着色した有機微粒子が、コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点から好ましい。より具体的には、カーボンブラックを含有したアクリル架橋微粒子や、カーボンブラックを含有したウレタン架橋微粒子等が好ましい。
こうした着色粒子は、通常、上記の光吸収部形成組成物中に３〜３０質量％含有させる。着色粒子の平均粒子径は１．０〜２０μｍが好ましい。
【００２６】
なお、本発明においては、光吸収部３１は、光吸収作用を付与する為に、光吸収粒子の他、染料により光吸収部全体を光吸収性にしても良い。
【００２７】
バインダーとしては、紫外線などの光によって硬化される樹脂が好ましく、例えば、アクリレート系などの電離放射線硬化性樹脂を用いることができる。電離放射線硬化性樹脂としては、モノマー、プレポリマー、光重合開始剤などを含む組成物が好ましく用いられる。
【００２８】
［光透過部３２］
光透過部３２は、前記した光吸収部３１を構成する光吸収部形成組成物から、光吸収粒子を除いた成分のバインダーによって、構成することができる。用いるバインダーは光吸収部３１と同じでよい。
【００２９】
［光吸収部３１及び光透過部３２の形成方法］
光吸収部３１を形成するは、いわゆるワイピング法によって、着色粒子を含有する光吸収部形成組成物を光透過部３２の表面に形成された溝に充填しつつ、ドクターブレードを用いて余剰分の光吸収部形成組成物を掻き取って形成することができる。
光透過部３２の溝は、電離放射線硬化性樹脂と成形型を用いたフォトポリマー法（２Ｐ法とも言う）によって形成することができる。この時、成形型として円筒形状の型を用い、電離放射線硬化性樹脂を型と基材層１２とで挟んだ状態で電離放射線硬化性樹脂を硬化させることによって、基材層１２上に連続的に光透過部３２を形成することができる。
【００３０】
〔基材層１２〕
基材層１２は、各種の層を形成するときに基材として利用された層である。本実施形態では、基材層１２は、上記光学制御層３０に対してと、後述するフレネルレンズ層４１に対して使われている。
こうした基材層１２は、例えば、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、シクロオレフィン系樹脂等の透明樹脂を用いることができる。なかでも、ポリカーボネート系樹脂は、入手の容易性、コスト、密着性等の点で好ましい樹脂の一種である。ここで、ポリカーボネート系樹脂は、ポリカーボネートを主ポリマーとする樹脂であり、劣化防止剤、可塑剤、軟化剤等の充填剤を含み得る他、アクリル系樹脂等との複合体でも良い。
【００３１】
基材層１２と隣接する層との密着性を強化する目的で、基材層１２の表面は、プライマー層の形成などの公知の密着強化処理を施したものとしてもよい。
基材層１２の厚みは、対象とする層に応じて設定され、例えば、２５〜２００μｍである。
【００３２】
〔補強層１４〕
補強層１４は、製造する背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００としての機械的強度が不足して、所定の曲面形状を維持できず映像に歪みがでる場合、或いは、製造工程中に積層体１０が不本意に変形し取り扱いや品質に支障を来たす場合などにおいて、剛性を増してこれらを解消する為に設ける層である。
補強層１４は、こうした剛性が得られる様に、材料及び厚みを設定する。
補強層１４の材料としては、透明な樹脂、例えば、ポリカーボネート系樹脂、或いは、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート−スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）等のアクリル系樹脂を用いることができ、なかでも、耐熱性等の観点からは、ポリカーボネート系樹脂は好ましい樹脂の一種である。
補強層１４の厚みは、例えば、３〜５ｍｍとすることができる。厚みが厚過ぎると、映像光の透過率が低下したり、ゴースト（二重像）が発生したり、光学性能が低下することがある。
【００３３】
〔フレネルレンズシート４０〕
フレネルレンズシート４０は、フレネルレンズ層４１を基材層１２上に形成したシートである。
【００３４】
［基材層１２］
基材層１２は、フレネルレンズ層４１を形成するための基材となる層である。基材層１２については、既に述べたので説明は省略する。
【００３５】
ただ、本発明においては、フレネルレンズ層４１に対して基材層１２は必須ではない。フレネルレンズ層４１に隣接する基材層１２が省略されフレネルレンズ層４１のみを、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００として備えた構成でもよい。例えば、図２（Ｂ）に示す積層体１０は、フレネルレンズ層４１が補強層１４に直接、隣接して積層された構成である。図２（Ｂ）に示す積層体１０の他の層部分は図２（Ａ）と同じである。こうした構成は、例えば、補強層１４を、フレネルレンズ層４１形成時の基材１２の代わりに用いることによって形成される。
【００３６】
［フレネルレンズ層４１］
フレネルレンズ層４１は、複数の単位レンズを備えることによってフレネルレンズを構成する層である。フレネルレンズ層４１は、映像光源から発散光束として入光面側Ｌｉｎから入射した映像光を、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００の観察者側である出光面側Ｌｏｕｔに向けて進む平行光束に変換する。映像光をスクリーン面に略垂直な
光束に変換することにより、映像の明るさのムラが抑制される。
フレネルレンズ層４１は、単位レンズが同心円状又は円弧状に配列するサーキュラーフレネルレンズでもよいし、直線状に伸びる単位レンズが平行に配列するリニアフレネルレンズでもよい。
【００３７】
フレネルレンズ層４１は公知の材料及び形成法によるものを用いることができる。
フレネルレンズ層４１は、透明樹脂から構成される。透明樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等を用いることができる。
【００３８】
フレネルレンズ層４１の形成方法は特に限定されない。例えば、上述した光透過部３２と同様にして基材層１２上に単位レンズをフォトポリマー法（２Ｐ法）によって形成することによって、フレネルレンズ層４１を形成することができる。例えば、アクリレート系の電離放射線硬化性樹脂を用いてフォトポリマー法で形成すれば、アクリル系樹脂からなるフレネルレンズ層４１が形成される。
【００３９】
〔その他の層〕
本発明においては、積層体１０は上記した層以外に、適宜、従来公知の背面透過型スクリーンにおける、その他の層を含むことができる。例えば、反射防止層、帯電防止層、着色層などである。
【００４０】
《第１の曲面成形工程》
図１（Ｂ）に示すように、第１の曲面成形工程は、前記積層体準備工程で準備した平板状の積層体１０を、成形して三次元曲面をなすように曲げる工程である。
本実施形態では、積層体１０は、光拡散層１１側（図面上方）が観察者側に向く出光面側Ｌｏｕｔであり、この出光面側Ｌｏｕｔが凸となる様に三次元曲面に成形する。
【００４１】
三次元曲面とは、互いに傾斜した複数の軸をそれぞれ中心として、部分的または全体的に曲がっている面を意味する。一方、二次元曲面とは、単一の軸を中心に二次元的に曲がっている面を意味する。
本実施形態では、三次元曲面として球体の球面の一部の面の形状に成形する。ただ、本発明においては、三次元曲面とは、球面に限らず、楕円球、断面が放物線を成す曲面など、任意である。三次元曲面の曲面形状は、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンを適用する用途に応じたものとなる。
本発明における背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００は、曲率半径が２００ｃｍ以下、好ましくは２５〜１５０ｃｍの曲面を有するものとすることができる。
【００４２】
本発明においては、出光面側Ｌｏｕｔを凹曲面となる様に曲面成形してもよい。出光面側Ｌｏｕｔを、凸曲面とするか凹曲面とするかは、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００が組み込まれる機器による。
【００４３】
曲面成形は、積層体１０が加熱された状態で、真空成形、圧空成形、真空圧空成形などの空気圧を利用する成形法によることができる。
成形型Ｍは、図４（Ａ）で示す型面が凸曲面（オス）のもの、図４（Ｂ）で示す凹曲面（メス型）のものどちらでもよい。
ただ、本実施形態の様に、積層体１０がフレネルレンズ層４１を有する形態では、フレネルレンズ層４１が曲面成形時に型面に接触してレンズが変形しない様に、フレネルレンズ層４１側の入光面側Ｌｉｎとなる面は型面に接触させない形式で成形するのが好ましい。
したがって、本実施形態では、出光面側Ｌｏｕｔを型面に接触させる形態で行う。よって、型面が凹曲面の型を用いる。
本発明においては、積層体１０がフレネルレンズ層４１を含まないときは、図４（Ｂ）で示す凹曲面（メス型）の成形型Ｍ、あるいは、図４（Ｃ）で示す、機械的圧力を利用して積層体１０の両側面に型面を接触させて加圧するプレス成形を利用することもできる。
【００４４】
積層体１０の加熱温度は、積層体１０を構成する層のうち、最もガラス転移温度Ｔｇが高い層のガラス転移温度Ｔｇ以上、例えば、１２０℃以上１８０℃以下であることが好ましい。
【００４５】
こうして第１の曲面成形工程によって、ハードコート層を転写箔２０によって形成する前に、積層体１０を三次元曲面をなすように成形して曲げておく。
【００４６】
《転写箔接着工程》
図１（Ｃ）に示すように、転写箔接着工程は、前記第１の曲面成形工程の後、三次元曲面をなすように曲げられた積層体１０の出光面側Ｌｏｕｔに、ハードコート層が剥離性支持体２２上に形成された転写箔２０を接着する工程である。
【００４７】
〔転写箔２０〕
転写箔２０は、図３に示すように、ハードコート層として半硬化のハードコート層２１Ａと、この半硬化のハードコート層２１Ａが積層された剥離性支持体２２とから少なくとも構成される。半硬化のハードコート層２１Ａを構成する主要な樹脂は電離放射線硬化性樹脂である。
転写箔接着工程におけるハードコート層を半硬化のハードコート層２１Ａとすることによって、三次元曲面に転写箔が追従して成形されるときに、ハードコート層２１Ａにクラックが発生するのが防止される。
【００４８】
［半硬化のハードコート層２１Ａ、乃至はハードコート層２１］
半硬化のハードコート層２１Ａは、その硬化を進行させた後にハードコート層２１となって、図２（Ｃ）に示す如く、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００の出光面側Ｌｏｕｔの表面層となり、表面の傷付きを防止する層である。
本発明において、「ハードコート」とは、ＪＩＳＫ５６００−５−４（１９９４）で規定される鉛筆硬度試験で「ＨＢ」以上の硬度を示すことを意味する。
半硬化のハードコート層２１Ａ乃至はハードコート層２１の厚みは、用途、要求仕様に応じるが、例えば、５〜５０μｍ程度とすることができる。
【００４９】
半硬化のハードコート層２１Ａは、後工程の硬化進行工程によって樹脂の硬化が進行して、最終的に充分に硬化したハードコート層２１となる。ハードコート層２１は、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００の映像表示面を構成する。このため、ハードコート層２１には、他の物との接触による傷付きに対する耐擦傷性を備えさせる為に、なお且つより優れた耐擦傷性を備えさせる為に、透明な硬化性樹脂で構成される。前記硬化性樹脂としては、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂に比べてより優れる電離放射線硬化性樹脂を主要な樹脂に用いる。電離放射線硬化型樹脂は紫外線や電子線などの電離放射線で硬化する樹脂であり、光硬化性樹脂とも呼ばれている。
【００５０】
上記電離放射線硬化型樹脂としては、各種用い得るが、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エポキシアクリレート、アクリルアクリレートなどのアクリレート系プレポリマー、多官能性アクリレート系モノマー、ビニル系モノマー等の重合性化合物の一種以上からなる樹脂組成物を用いることができる。
この樹脂組成物は、これらの重合性化合物に、更に紫外線で硬化させる場合は光重合開始剤を含む。また、この樹脂組成物は、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂などの熱可塑性樹脂、その他安定剤などの各種公知の添加剤を含むことができる。
【００５１】
電離放射線硬化性樹脂の半硬化は、電離放射線硬化性樹脂を硬化させるために照射する電離放射線の照射線量を完全硬化しない量に抑えて、硬化反応を半硬化状態に留めると良い。半硬化とは、硬化が半分の５０％進んだ状態に限定されず、半硬化のハードコート層２１Ａの表面がタックフリー（指触乾燥状態）なる硬化進行度合い以上で、硬化が残っている状態を意味する。
また、より安定した半硬化状態を成す為には、電離放射線硬化性樹脂中の硬化成分の硬化機構に、２種類の硬化機構を有する樹脂組成物を用いるのが好ましい。具体的には、例えば、ラジカル重合反応を利用した電離放射線による硬化機構と、イソシアネートの付加重合反応を利用した熱による硬化機構との組み合わせである。
こうした電離放射線硬化性樹脂は、ラジカル重合反応成分と付加重合反応成分とを有する樹脂組成物である。例えば、ラジカル重合反応成分として、前記した重合性化合物を用い、付加重合反応成分として、ポリイソシアネート、或いは、ポリイソシアネートと前記重合性化合物とを付加重合させたイソシアネート基含有のラジカル重合性化合物、或いは両方を用いる。
前記ポリイソシアネートは、例えば、トリレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、或いは、これらの３量体などである。
また、ポリイソシアネートと付加重合反応させる反応成分として、ヒドロキシル基、カルボキシル基などの対イソシアナート活性基を有する化合物、例えば、アクリルポリオール、ポリエステルポリオールなどのポリオール化合物、アクリルアクリレート、ウレタンアクリレート等のアクリレート化合物、などのイソシアナート活性化合物を併用することができる。
【００５２】
前記２種類の硬化機構を有する樹脂組成物を用いる場合、半硬化は何れか一方の硬化機構で行うことで、安定した半硬化が行える。半硬化を何れの硬化機構で行うかは任意であるが、熱重合可能な付加重合反応成分で行い、後工程の硬化進行工程でラジカル重合反応成分を硬化させるのが、半硬化後に付加重合反応成分を残すよりも硬化状態が安定的な点で、好ましい。
本実施形態では、このイソシアネートの付加重合反応で半硬化させ、曲面に成型後にラジカル重合反応で硬化進行させる。
【００５３】
［剥離性支持体２２］
剥離性支持体２２としては、熱可塑性樹脂フィルム（乃至シート）が用いられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂等である。半硬化のハードコート層２１Ａ側の面が、硬化を進行させたハードコート層２１とした後に剥離性支持体２２を剥離するときに離型性が不足して、剥離性支持体２２をハードコート層２１から容易に剥離し難い場合は、半硬化のハードコート層２１Ａ側の面に離型処理を施しておくのが好ましい。離型処理は、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂等の塗膜を形成する。
【００５４】
［転写箔の作成］
転写箔２０は、塗工機によって、剥離性支持体２２上に半硬化のハードコート層２１Ａと、さらに本実施形態においては、接合層１３を順次、ロールコートなどの塗工法で塗布した後、塗膜を加熱乾燥させることで、容易に生産性よく、また塵の付着もなく作製することができる。この際、加熱乾燥と同時に、半硬化のハードコート層２１Ａとして、層中の電離放射線硬化性樹脂中の熱重合可能な付加重合反応成分の硬化を進めることで半硬化状態に、容易にすることができる。
【００５５】
［転写箔の接着］
転写箔２０は接合層１３を介して光拡散層１１に接着される。転写箔２０の接着は、曲面への接着であるので、前記第１の曲面成形工程で説明した成形法、つまり、転写箔２０が加熱された状態で、真空成形、圧空成形、真空圧空成形などの空気圧を利用する成形法によることができる。接合層１３の材料等については、すでに述べたので、さらなる説明は省略する。
ただ、本発明においては、半硬化のハードコート層２１Ａを転写箔２０として光拡散層１１に接着し積層するには、半硬化のハードコート層２１Ａ自体が、加熱により接着性が発現する熱融着性を有する場合は、接合層１３は省略できる。
【００５６】
半硬化のハードコート層２１Ａと光拡散層１１との接合の為の接合層１３は、本実施形態では、転写箔２０の構成層として形成される。半硬化のハードコート層２１Ａに接する接合層１３は、転写時の加熱により容易に転写箔２０を熱接着させるためには、熱可塑性樹脂を用いるのが好ましいが、最終製品時の耐熱性など耐久性を考慮するときは、アクリル系樹脂などの接着時は熱融着可能な後硬化型の硬化性樹脂を用いるのが好ましい。ただ、本発明においては、半硬化のハードコート層２１Ａに対する接合層１３は、光拡散層１１側に施して接着しても良い。
【００５７】
《硬化進行工程》
図１（Ｄ）に示すように、硬化進行工程は、前記転写箔接着工程の後に、前記半硬化のハードコート層２１Ａ中の電離放射線硬化性樹脂の残りの硬化を進める工程である。
本実施形態では、硬化を進めるために電離放射線Ｅを用いる。ここでは電離放射線Ｅとして紫外線を用いる。電離放射線Ｅは、積層体１０に対して、半硬化のハードコート層２１Ａがより表面に近い出光面側Ｌｏｕｔから照射するのがエネルギーロスが少ない点で好ましい。
【００５８】
硬化進行工程で、半硬化のハードコート層２１Ａを構成する電離放射線硬化性樹脂の硬化を完了させることができる。なお、本発明では、硬化進行工程において、完全に硬化を完了させることは必須ではない。例えば４０〜６０℃程度の温度で１日〜７日程度の条件で、時間をかけて後硬化を進行させるいわゆるエージング処理を、さらに行ってもよい。
【００５９】
《支持体剥離工程》
図１（Ｅ）に示すように、支持体剥離工程は、前記硬化進行工程の後、前記転写箔２０中の剥離性支持体２２を剥離する工程である。支持体剥離工程によって、転写箔２０の転写が完了する。剥離性支持体２２を、硬化進行して形成されたハードコート層２１から剥離することによって、前記硬化進行したハードコート層２１が表面層となった、目的とする構成の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００が製造される。
なお、本発明では、剥離性支持体２２の剥離は、硬化進行工程の後に行うが、硬化進行工程の前であって第１の曲面成形工程の後に行うよりは、硬化を更にある程度進行させた後の方が、剥離性支持体２２の剥離が容易である点で好ましい。この点で、前記エージングを行う場合は、支持体剥離工程はエージングの後でも良い。
【００６０】
以上のような本実施形態によって、表面にハードコート層２１を有する背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００を、ハードコート層２１のクラック発生を抑制して、製造することができる。しかも、ハードコート層２１はスプレー塗装によらず転写箔で形成している為に、塵の噛み込みも防げ、乾燥時間も不要で生産性が良い。
【００６１】
《Ｂ》第２の実施形態
図５を参照して、本発明の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法の第２の実施形態を説明する。図５に示す本実施形態では、前述した図１に示した第１の実施形態に対して、特に異なる点は、積層体１０がフレネルレンズシート４０を含まないことと、この積層体１０とフレネルレンズシート４０とを別々に曲面成形した後で、両者を積層すること、及び、図７に示す背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００の如く、フレネルレンズシート４０のフレネルレンズ層４１が出光面側Ｌｏｕｔを向くこと、である。
【００６２】
《積層体準備工程》
図５（Ａ）で示す積層体準備工程で準備する積層体１０は、本実施形態では図６（Ａ）に示す様に、フレネルレンズシート４０及びこれを積層する為に隣接配置されている接合層１３がない点以外は、前記第１の実施形態と同じである。よって、積層体準備工程に関する更なる説明は省略する。
【００６３】
《第１の曲面成形工程》
図５（Ｂ）で示す第１の曲面成形工程は、本実施形態では積層体１０がフレネルレンズシート４０を含まないため、フレネルレンズ層４１が曲面成形時に型面に接触してレンズが変形しない様に、フレネルレンズ層４１側の入光面側Ｌｉｎとなる面は型面に接触させない形式で成形する工夫は必要がない。したがって、本実施形態では、積層体１０のどちらの面も型面に接触させてもよく、機械的な熱プレス成形を利用することもできる。
ただ、成形型Ｍは、図４（Ａ）で示す型面が凸曲面（オス）の方が、図４（Ｂ）で示す凹曲面（メス型）の方に比べて、好ましい。その理由は、凸曲面（オス）の場合、積層体１０の中央部が最初に凸曲面の頂部に接触するので、この部分の積層体１０は変形が他の部分に比べて少なく他の部分よりは薄くならないからである。積層体１０が背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００となったときに、このスクリーンの中心となる部分が薄くなると、映像の明度や視野角に大きな影響を与える虞があるためである。
【００６４】
《転写箔接着工程》
図５（Ｃ）で示す転写箔接着工程は、前記第１の実施形態と同じである。よって、更なる説明は省略する。
【００６５】
《硬化進行工程》
図５（Ｄ）で示す硬化進行工程は、前記第１の実施形態と同じである。よって、更なる説明は省略する。
【００６６】
《フレネルレンズシート準備工程》
図５（Ｅ）で示すフレネルレンズシート準備工程は、平板状のフレネルレンズシート４０を準備する工程である。本工程で準備するフレネルレンズシート４０は、第２の曲面成形工程で曲面成形する際の取り扱い性を勘案して、ある程度の剛性を有することが好ましい。
そこで、本実施形態では、フレネルレンズシート４０として、図６（Ｂ）で示す様に、基材層１２上にフレネルレンズ層４１が積層されたものに、更に接合層１３を介して補強層１４を積層して、剛性を増した構成のものを用いる。
本フレネルレンズシート４０を構成する各層については、既に述べたので更なる説明は省略する。
本発明においては、フレネルレンズシート準備工程で準備する平板状のフレネルレンズシート４０は、適度な剛性があり取り扱い性がよければ良く、基材層１２及び補強層１４は必須ではない。
【００６７】
《第２の曲面成形工程》
図５（Ｆ）で示す第２の曲面成形工程は、前記フレネルレンズシート準備工程で準備した平板状のフレネルレンズシート４０を、三次元曲面をなすように成形して曲げる工程である。
本実施形態では、フレネルレンズ層４１は出光面側Ｌｏｕｔとなる様に且つ凸側となる様に曲げられる。このため、補強層１４側が成形型の凸曲面の型面に接触する形式で成形される。このため、本実施形態では、本第２の実施形態での第１の曲面成形工程と同様に、中央部の伸び、変形を、凹凸が逆の場合に比べて少なくでき、製造される背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００中央部の映像の明度や視野角に大きな影響を与えることなく、成形できる。
【００６８】
《積層工程》
図５（Ｇ）で示す積層工程は、前記第１の曲面成形工程で三次元曲面をなすように曲げられた積層体１０と、前記第２の曲面成形工程で三次元曲面をなすように曲げられたフレネルレンズシート４０とを、積層する工程である。積層工程より、積層体１０とフレネルレンズシート４０が積層した三次元曲面をなす積層体１０ａが作製される。
本実施形態では、硬化進行工程の後に積層工程を実施する。ただ、本発明においては、積層工程の後に硬化進行工程を実施してもよい。
【００６９】
積層体１０とフレネルレンズシート４０とは、積層する前に、それぞれを適切な大きさ及び形状に裁断しておいてもよい。
なお、最終的に背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００となったときの、平面視形状は、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００が組み込まれる機器の組み込み部分に応じた形状となり、例えば、矩形、円形、楕円形など任意である。
【００７０】
本実施形態においては、フレネルレンズシート４０のフレネルレンズ層４１を積層体１０側にして、フレネルレンズシート４０と積層体１０とが積層される。
ただ、フレネルレンズ層４１が積層体１０と擦れて、積層体１０に傷を付ける虞があるため、積層体１０のフレネルレンズ層４１に接触する面にはシリコーンオイルなどのスリップ剤を塗布しておくことが好ましい。
また、フレネルレンズ層４１と積層体１０との間の隙間が大きくなると、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００において、ゴースト（二重像）が発生する虞があるため、積層体１０とフレネルレンズ層４１とは接触させておくことが好ましい。
こうした積層体１０とフレネルレンズシート４０との積層法は特に限定されないが、例えば、フレネルレンズシート４０と積層体１０とを重ね、それらの周辺部を金属製のクリップによって挟んで固定する方法が挙げられる。
【００７１】
《支持体剥離工程》
図５（Ｈ）で示す支持体剥離工程は、前記積層工程で得られた積層体１０ａから、転写箔２０として形成された部分のうち剥離性支持体２２を剥離する工程である。支持体剥離工程によって、転写箔２０の転写が完了する。剥離性支持体２２を、硬化進行して形成されたハードコート層２１から剥離することによって、既に硬化進行しているハードコート層２１が表面層となった、目的とする構成の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００が製造される。
【００７２】
以上のような本実施形態によって、表面にハードコート層２１を有する背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００を、ハードコート層２１のクラック発生を抑制して、製造することができる。しかも、ハードコート層２１はスプレー塗装によらず転写箔で形成している為に、塵の噛み込みも防げ、乾燥時間も不要で生産性が良い。また、積層体１０とフレネルレンズシート４０とを、それぞれ別々に成形しているので、フレネルレンズ層４１が成形型の型面に接触しない様にして成形する為の成形方式の制約が少ない。
【００７３】
《Ｃ》その他
以上、前記第１の実施形態、及び第２の実施形態により本発明を説明したが、曲面に転写箔が追従するように成形され接着する時に、ハードコート層のクラック発生が生じない程度の緩い曲面であれば、本発明には属さないが、転写箔接着工程のときにハードコート層は半硬化に留めておかなくてもよい。こうした製造方法としても、ハードコート層はスプレー塗装によらず転写箔で形成している為に、塵の噛み込みを防げ、乾燥時間も不要で生産性が良い。転写箔の採用により、この場合は、転写箔接着工程における転写箔には、ハードコート層が半硬化ではなく硬化完了した樹脂硬化物からなるハードコート層を用い、後工程の硬化進行工程は省略される。ハードコート層の樹脂には前記第１の実施形態で説明した樹脂を用いてもよい。
但し、本発明によれば、スクリーンが曲面であっても、ハードコート層のクラック発生を安定的に防いで製造できる。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 積層体
１０ａ 積層体
１１ 光拡散層
１２ 基材層
１３ 接合層（粘着剤層、接着剤層など）
１４ 補強層
２０ 転写箔
２１ ハードコート層
２１Ａ 半硬化のハードコート層
２２ 剥離性支持体
３０ 光線制御層
３１ 光吸収部
３２ 光透過部
４０ フレネルレンズシート
４１ フレネルレンズ層
１００ 背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン
Ｅ 電離放射線
Ｌｉｎ 入光面側
Ｌｏｕｔ 出光面側
Ｍ 成形型
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背面側から投射された映像光を前面側に透過させる曲面形状の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置の普及に伴い、様々な分野にディスプレイ装置が組み込まれる様になってきている。例えば、テレビジョンやそのプロジェクタなどに止まらず、アミューズメント機器、自動車などの分野である。こうした分野では、単に映像を写す機能以外に、全体と調和した意匠性が極めて重要視される。このため、ディスプレイの表示面を平面ではなく曲面状としたものを要求されることがある。
そこで、例えば、特許文献１では、液晶表示パネルの表示面自体を曲面化したものを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６３７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で開示されたような、液晶表示パネル自体を曲面化するのでは、液晶表示パネルは通常一対のガラス基板を含んでいる為に、ガラス基板が０．７ｍｍや０．５ｍｍ等と薄いとは言え、曲面化の程度には自ずと限界がある。
また、アミューズメント機器や自動車分野などでは、人間がスクリーンに直接触れることがある為に、表面の傷付きを防止する為に、表面層としてハードコート層が必要である。
【０００５】
ハードコート層の樹脂としては、熱硬化性樹脂を使うよりは電離放射線硬化性樹脂を使うのが、表面の傷付き防止性の点では優れる。ただ、ハードコート層を設けた積層体を、成形型を用いて曲げるときに、塵などの異物を噛み込むと歩留まりが低下する。そこで、歩留まりを上げるためには、電離放射線硬化性樹脂のハードコート層は硬すぎて異物除去作業が容易ではない。この点では、ハードコート層の樹脂として、電離放射線硬化性樹脂に比べて熱硬化性樹脂の方が適用性があるが、電離放射線硬化性樹脂に比べて表面の傷付き防止性が劣るという問題がある。
また、ハードコート層として表面の傷付き防止性に優れる電離放射線硬化性樹脂を用いた硬質塗膜をスプレー塗装した平板状のスクリーンを曲面に成形すると、ハードコート層に微小なクラックが生じ品質を低下させることがあるという問題が判明した。一方、ハードコート層を、平板状のスクリーンを曲面に成形した後にスプレー塗装すれば、クラックは解消する。
ただ、いずれにしろ、スプレー塗装は、塵が付着し易い上、乾燥時間が必要であり、生産性が悪いという問題があった。
【０００６】
すなわち、本発明の課題は、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンとしてハードコート層を設けた場合でも、生産性よく製造できる製造方法を提供することである。また、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンとしてハードコート層を設けた場合でも、ハードコート層にクラックを生じさせずに、異物の噛み込みも防いで、生産性よく製造できる製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法は、以下の構成とした。
（１）入光面側から入射した映像光を出光面側に透過させ曲面形状を成す積層体を備えた、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンを製造する方法であって、
前記積層体として、平板状の積層体を準備する、積層体準備工程と、
前記積層体準備工程において準備された前記平板状の積層体を、三次元曲面をなすように成形して曲げる、第１の曲面成形工程と、を含み、
前記第１の曲面成形工程の後、三次元曲面をなすように曲げられた積層体の出光面側に、ハードコート層が剥離性支持体上に形成された転写箔を接着する、転写箔接着工程と、を含み、
前記転写箔接着工程におけいて、ハードコート層を構成する電離放射線硬化性樹脂が半硬化状態であり、
前記転写箔接着工程の後、前記ハードコート層の電離放射線硬化性樹脂の硬化を進める、硬化進行工程と、
前記硬化進行工程の後、前記転写箔の剥離性支持体を剥離する、支持体剥離工程と、
を含む、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【０００８】
（２）前記積層体が、光を吸収可能に層面に沿って配列された光吸収部と、前記光吸収部間に光を透過可能に配列された光透過部と、を有する光線制御層を含む、前記（１）の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
（３）前記積層体が、前記積層体の最も入光面側にフレネルレンズ層を含む、前記（１）又は（２）の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【０００９】
（４）フレネルレンズ層を有するフレネルレンズシートを準備する、フレネルレンズシート準備工程と、
三次元曲面をなすように前記フレネルレンズシートを成形して曲げる、第２の曲面成形工程と、
前記転写箔接着工程の後に、三次元曲面をなすように曲げられ転写箔が接着された前記積層体の入光面側に、前記第２の曲面成形工程で作製した、三次元曲面をなすように曲げられた前記フレネルレンズシートを積層する、積層工程と、
を含み、
前記積層工程の前または後に、前記ハードコート層の硬化進行工程を含む、
前記積層工程の後に、前記支持体剥離工程を含む、
前記（１）または（２）の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、曲面成形の後に、ハードコート層は塗装ではく転写箔から形成されるので、生産性に優れる上、塵の噛み込みを防止できる。また、ハードコート層は転写箔を曲面に接着し積層する時は、樹脂の硬化を半硬化状態に留めてあり、後から残りの硬化を進めるので、ハードコート層のクラック発生を防げる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法の第１の実施形態を説明する説明図。
【図２】積層体準備工程で準備する積層体の層構成を示す断面図（Ａ）及び（Ｂ）と製造される背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの断面図（Ｃ） 。
【図３】転写箔接着工程で用いる転写箔の層構成を示す断面図。
【図４】成形法を説明する断面図。
【図５】本発明による背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法の第２の実施形態を説明する説明図。
【図６】第２の実施形態にて積層体準備工程で準備する積層体の層構成を示す断面図。
【図７】第２の実施形態にて得られる背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの層構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は概念図であり、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。
【００１３】
《Ａ》第１の実施形態
先ず、図１を参照して、本発明の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法の第１の実施形態を説明する。
本実施形態では、入光面側から入射した映像光を出光面側に透過させ曲面形状を成すと共に出光面側にハードコート層を有する積層体を備えた、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンを製造する。
そこで、本実施形態では、光拡散層、光線制御層、及びフレネルレンズ層等を有する平板状の積層体を、三次元曲面に成形したのち、ハードコート層を転写箔から転写により形成して、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンを製造する。
【００１４】
以下、工程順に、積層体準備工程から説明する。
【００１５】
《積層体準備工程》
図１（Ａ）に示すように、積層体準備工程では、平板状の積層体１０として、光線制御層３０及びフレネルレンズシート４０が積層されたものを準備する。図１（Ａ）では図示は省略してあるが、この積層体１０には、光拡散層１１等も積層されている。
【００１６】
図２（Ａ）の断面図は、本実施形態で準備する積層体１０の層構成の詳細である。積層体１０は、出光面側Ｌｏｕｔから順に、光拡散層１１、光学制御層３０、補強層１４、フレネルレンズシート４０が、それぞれ間に接合層１３を介して積層された構成である。フレネルレンズシート４０が備えるフレネルレンズ層４１が最外層であり、入光面側Ｌｉｎとなる。
【００１７】
以下、本積層体１０の各層について更に説明する。
【００１８】
〔光拡散層１１〕
光拡散層１１は、入光面側Ｌｉｎから入射した映像光を、等方拡散して出光面側Ｌｏｕｔから出射させて観察者に届ける層である。光拡散層１１は公知の材料及び形成法によるものを用いることができる。例えば、光拡散層１１は、透明樹脂からなる母材と、この母材中に分散された拡散成分とから構成される。光拡散層１１は、母材と拡散成分間の屈折率差、或いは、拡散成分自体が有する反射性、によって、光を等方的に拡散する。
本発明においては、光拡散層１１は、光を等方拡散する態様以外に、光を異方拡散する態様もあり得る。例えば、拡散成分の形状や母材中での分布を調整して異方拡散にする。
本発明においては、半硬化のハードコート層２１Ａが積層された後の状態で、積層体１０は、少なくともこの光拡散層１１と半硬化のハードコート層２１Ａ及び剥離性支持体２２が積層されたものであることが好ましい。
【００１９】
前記母材には、例えば、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート−スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）などのアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を用いることができる。
【００２０】
前記拡散成分には、樹脂ビーズ、気泡が挙げられ、なかでも樹脂ビーズが好適で、特に透明度が高いものが好ましい。こうした樹脂ビーズは、例えば、アクリルビーズ、メラミンビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ等があり、中でもアクリルビーズが好ましい。
【００２１】
光拡散層１１の形成は、例えば、上記母材中に上記拡散成分を分散させた樹脂組成物を、押し出し成形して形成することができる。
光拡散層１１の厚みは、０．１〜２ｍｍ、より好ましくは０．２〜１．５ｍｍである。厚みがこの範囲未満では、光拡散層１１の光拡散能が不足することがあり、厚みがこの範囲を超えると、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンが表示する映像の解像性が低下しぼやけることがある。
【００２２】
〔接合層１３〕
接合層１３は、その両側の層を接合するための層である。接合層１３は接合層１３の必要性に応じて設けられる。
本実施形態では、接合層１３は、転写箔２０を接着時の半硬化のハードコート層２１Ａと光拡散層１１との接合、光拡散層１１と光学制御層３０との接合、光学制御層３０と補強層１４との接合、補強層１４とフレネルレンズシート４０との接合に、使われている。
接合層１３は、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、電離放射線硬化性樹脂等の硬化性樹脂を用いることができる。
接合層１３は、粘着剤層、接着剤層等として用いられ得る。
【００２３】
〔光学制御層３０〕
光学制御層３０は、入光面側Ｌｉｎから入射した映像光の光路を制御するとともに、迷光や外光を適切に吸収する機能を有する層である。光学制御層３０によって、映像のコントラストを向上させることができる。光学制御層３０は、光学制御の必要性に応じて設けられる。光学制御層３０は、は公知の材料及び形成法によるものを用いることができる。
光学制御層３０は、光を吸収可能に層面に沿って配列された多数の光吸収部３１と、前記光吸収部３１同士の間に光を透過可能に配列された光透過部３２と、を有する。図２の断面図では、光吸収部３１は紙面に垂直な方向に延在し、紙面左右方向に一定の周期で配列されている。本実施形態での光吸収部３１の断面形状は、同図のように二等辺三角形形状であり、その底面側を出光面側Ｌｏｕｔに向けて形成される。また、本実施形態では、同図のように、光吸収部３１同士の間のそれぞれの光透過部３２は、二等辺三角形形状の光吸収部３１の頂点側で相互に連結して形成される。
本発明において、光吸収部３１の断面形状及び、光透過部３２の断面形状は、これ以外にも、例えば、光線制御仕様に応じて、台形形状など各種形状をとり得る。
また、光吸収部３１の屈折率Ｎｂと、光透過部３２の屈折率Ｎｐとの関係は、要求される光学制御仕様に応じて決定される。通常、屈折率Ｎｂと光透過部３２の屈折率Ｎｐとの屈折率差は、０より大きく０．０６以下である。
【００２４】
［光吸収部３１］
光吸収部３１は、光吸収粒子と、光吸収粒子を分散させたバインダーから構成されている。光吸収粒子が迷光や外光を吸収するように作用する。光吸収部３１は、光吸収粒子をバインダー中に分散させた光吸収部形成組成物によって形成することができる。
【００２５】
光吸収粒子としては、カーボンブラック等の光吸収性の着色粒子が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではなく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する着色粒子を使用してもよい。
こうした光吸収粒子としては、具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。特に、着色した有機微粒子が、コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点から好ましい。より具体的には、カーボンブラックを含有したアクリル架橋微粒子や、カーボンブラックを含有したウレタン架橋微粒子等が好ましい。
こうした着色粒子は、通常、上記の光吸収部形成組成物中に３〜３０質量％含有させる。着色粒子の平均粒子径は１．０〜２０μｍが好ましい。
【００２６】
なお、本発明においては、光吸収部３１は、光吸収作用を付与する為に、光吸収粒子の他、染料により光吸収部全体を光吸収性にしても良い。
【００２７】
バインダーとしては、紫外線などの光によって硬化される樹脂が好ましく、例えば、アクリレート系などの電離放射線硬化性樹脂を用いることができる。電離放射線硬化性樹脂としては、モノマー、プレポリマー、光重合開始剤などを含む組成物が好ましく用いられる。
【００２８】
［光透過部３２］
光透過部３２は、前記した光吸収部３１を構成する光吸収部形成組成物から、光吸収粒子を除いた成分のバインダーによって、構成することができる。用いるバインダーは光吸収部３１と同じでよい。
【００２９】
［光吸収部３１及び光透過部３２の形成方法］
光吸収部３１を形成するは、いわゆるワイピング法によって、着色粒子を含有する光吸収部形成組成物を光透過部３２の表面に形成された溝に充填しつつ、ドクターブレードを用いて余剰分の光吸収部形成組成物を掻き取って形成することができる。
光透過部３２の溝は、電離放射線硬化性樹脂と成形型を用いたフォトポリマー法（２Ｐ法とも言う）によって形成することができる。この時、成形型として円筒形状の型を用い、電離放射線硬化性樹脂を型と基材層１２とで挟んだ状態で電離放射線硬化性樹脂を硬化させることによって、基材層１２上に連続的に光透過部３２を形成することができる。
【００３０】
〔基材層１２〕
基材層１２は、各種の層を形成するときに基材として利用された層である。本実施形態では、基材層１２は、上記光学制御層３０に対してと、後述するフレネルレンズ層４１に対して使われている。
こうした基材層１２は、例えば、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、シクロオレフィン系樹脂等の透明樹脂を用いることができる。なかでも、ポリカーボネート系樹脂は、入手の容易性、コスト、密着性等の点で好ましい樹脂の一種である。ここで、ポリカーボネート系樹脂は、ポリカーボネートを主ポリマーとする樹脂であり、劣化防止剤、可塑剤、軟化剤等の充填剤を含み得る他、アクリル系樹脂等との複合体でも良い。
【００３１】
基材層１２と隣接する層との密着性を強化する目的で、基材層１２の表面は、プライマー層の形成などの公知の密着強化処理を施したものとしてもよい。
基材層１２の厚みは、対象とする層に応じて設定され、例えば、２５〜２００μｍである。
【００３２】
〔補強層１４〕
補強層１４は、製造する背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００としての機械的強度が不足して、所定の曲面形状を維持できず映像に歪みがでる場合、或いは、製造工程中に積層体１０が不本意に変形し取り扱いや品質に支障を来たす場合などにおいて、剛性を増してこれらを解消する為に設ける層である。
補強層１４は、こうした剛性が得られる様に、材料及び厚みを設定する。
補強層１４の材料としては、透明な樹脂、例えば、ポリカーボネート系樹脂、或いは、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート−スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）等のアクリル系樹脂を用いることができ、なかでも、耐熱性等の観点からは、ポリカーボネート系樹脂は好ましい樹脂の一種である。
補強層１４の厚みは、例えば、３〜５ｍｍとすることができる。厚みが厚過ぎると、映像光の透過率が低下したり、ゴースト（二重像）が発生したり、光学性能が低下することがある。
【００３３】
〔フレネルレンズシート４０〕
フレネルレンズシート４０は、フレネルレンズ層４１を基材層１２上に形成したシートである。
【００３４】
［基材層１２］
基材層１２は、フレネルレンズ層４１を形成するための基材となる層である。基材層１２については、既に述べたので説明は省略する。
【００３５】
ただ、本発明においては、フレネルレンズ層４１に対して基材層１２は必須ではない。フレネルレンズ層４１に隣接する基材層１２が省略されフレネルレンズ層４１のみを、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００として備えた構成でもよい。例えば、図２（Ｂ）に示す積層体１０は、フレネルレンズ層４１が補強層１４に直接、隣接して積層された構成である。図２（Ｂ）に示す積層体１０の他の層部分は図２（Ａ）と同じである。こうした構成は、例えば、補強層１４を、フレネルレンズ層４１形成時の基材１２の代わりに用いることによって形成される。
【００３６】
［フレネルレンズ層４１］
フレネルレンズ層４１は、複数の単位レンズを備えることによってフレネルレンズを構成する層である。フレネルレンズ層４１は、映像光源から発散光束として入光面側Ｌｉｎから入射した映像光を、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００の観察者側である出光面側Ｌｏｕｔに向けて進む平行光束に変換する。映像光をスクリーン面に略垂直な
光束に変換することにより、映像の明るさのムラが抑制される。
フレネルレンズ層４１は、単位レンズが同心円状又は円弧状に配列するサーキュラーフレネルレンズでもよいし、直線状に伸びる単位レンズが平行に配列するリニアフレネルレンズでもよい。
【００３７】
フレネルレンズ層４１は公知の材料及び形成法によるものを用いることができる。
フレネルレンズ層４１は、透明樹脂から構成される。透明樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等を用いることができる。
【００３８】
フレネルレンズ層４１の形成方法は特に限定されない。例えば、上述した光透過部３２と同様にして基材層１２上に単位レンズをフォトポリマー法（２Ｐ法）によって形成することによって、フレネルレンズ層４１を形成することができる。例えば、アクリレート系の電離放射線硬化性樹脂を用いてフォトポリマー法で形成すれば、アクリル系樹脂からなるフレネルレンズ層４１が形成される。
【００３９】
〔その他の層〕
本発明においては、積層体１０は上記した層以外に、適宜、従来公知の背面透過型スクリーンにおける、その他の層を含むことができる。例えば、反射防止層、帯電防止層、着色層などである。
【００４０】
《第１の曲面成形工程》
図１（Ｂ）に示すように、第１の曲面成形工程は、前記積層体準備工程で準備した平板状の積層体１０を、成形して三次元曲面をなすように曲げる工程である。
本実施形態では、積層体１０は、光拡散層１１側（図面上方）が観察者側に向く出光面側Ｌｏｕｔであり、この出光面側Ｌｏｕｔが凸となる様に三次元曲面に成形する。
【００４１】
三次元曲面とは、互いに傾斜した複数の軸をそれぞれ中心として、部分的または全体的に曲がっている面を意味する。一方、二次元曲面とは、単一の軸を中心に二次元的に曲がっている面を意味する。
本実施形態では、三次元曲面として球体の球面の一部の面の形状に成形する。ただ、本発明においては、三次元曲面とは、球面に限らず、楕円球、断面が放物線を成す曲面など、任意である。三次元曲面の曲面形状は、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンを適用する用途に応じたものとなる。
本発明における背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００は、曲率半径が２００ｃｍ以下、好ましくは２５〜１５０ｃｍの曲面を有するものとすることができる。
【００４２】
本発明においては、出光面側Ｌｏｕｔを凹曲面となる様に曲面成形してもよい。出光面側Ｌｏｕｔを、凸曲面とするか凹曲面とするかは、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００が組み込まれる機器による。
【００４３】
曲面成形は、積層体１０が加熱された状態で、真空成形、圧空成形、真空圧空成形などの空気圧を利用する成形法によることができる。
成形型Ｍは、図４（Ａ）で示す型面が凸曲面（オス）のもの、図４（Ｂ）で示す凹曲面（メス型）のものどちらでもよい。
ただ、本実施形態の様に、積層体１０がフレネルレンズ層４１を有する形態では、フレネルレンズ層４１が曲面成形時に型面に接触してレンズが変形しない様に、フレネルレンズ層４１側の入光面側Ｌｉｎとなる面は型面に接触させない形式で成形するのが好ましい。
したがって、本実施形態では、出光面側Ｌｏｕｔを型面に接触させる形態で行う。よって、型面が凹曲面の型を用いる。
本発明においては、積層体１０がフレネルレンズ層４１を含まないときは、図４（Ｂ）で示す凹曲面（メス型）の成形型Ｍ、あるいは、図４（Ｃ）で示す、機械的圧力を利用して積層体１０の両側面に型面を接触させて加圧するプレス成形を利用することもできる。
【００４４】
積層体１０の加熱温度は、積層体１０を構成する層のうち、最もガラス転移温度Ｔｇが高い層のガラス転移温度Ｔｇ以上、例えば、１２０℃以上１８０℃以下であることが好ましい。
【００４５】
こうして第１の曲面成形工程によって、ハードコート層を転写箔２０によって形成する前に、積層体１０を三次元曲面をなすように成形して曲げておく。
【００４６】
《転写箔接着工程》
図１（Ｃ）に示すように、転写箔接着工程は、前記第１の曲面成形工程の後、三次元曲面をなすように曲げられた積層体１０の出光面側Ｌｏｕｔに、ハードコート層が剥離性支持体２２上に形成された転写箔２０を接着する工程である。
【００４７】
〔転写箔２０〕
転写箔２０は、図３に示すように、ハードコート層として半硬化のハードコート層２１Ａと、この半硬化のハードコート層２１Ａが積層された剥離性支持体２２とから少なくとも構成される。半硬化のハードコート層２１Ａを構成する主要な樹脂は電離放射線硬化性樹脂である。
転写箔接着工程におけるハードコート層を半硬化のハードコート層２１Ａとすることによって、三次元曲面に転写箔が追従して成形されるときに、ハードコート層２１Ａにクラックが発生するのが防止される。
【００４８】
［半硬化のハードコート層２１Ａ、乃至はハードコート層２１］
半硬化のハードコート層２１Ａは、その硬化を進行させた後にハードコート層２１となって、図２（Ｃ）に示す如く、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００の出光面側Ｌｏｕｔの表面層となり、表面の傷付きを防止する層である。
本発明において、「ハードコート」とは、ＪＩＳＫ５６００−５−４（１９９４）で規定される鉛筆硬度試験で「ＨＢ」以上の硬度を示すことを意味する。
半硬化のハードコート層２１Ａ乃至はハードコート層２１の厚みは、用途、要求仕様に応じるが、例えば、５〜５０μｍ程度とすることができる。
【００４９】
半硬化のハードコート層２１Ａは、後工程の硬化進行工程によって樹脂の硬化が進行して、最終的に充分に硬化したハードコート層２１となる。ハードコート層２１は、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００の映像表示面を構成する。このため、ハードコート層２１には、他の物との接触による傷付きに対する耐擦傷性を備えさせる為に、なお且つより優れた耐擦傷性を備えさせる為に、透明な硬化性樹脂で構成される。前記硬化性樹脂としては、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂に比べてより優れる電離放射線硬化性樹脂を主要な樹脂に用いる。電離放射線硬化型樹脂は紫外線や電子線などの電離放射線で硬化する樹脂であり、光硬化性樹脂とも呼ばれている。
【００５０】
上記電離放射線硬化型樹脂としては、各種用い得るが、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エポキシアクリレート、アクリルアクリレートなどのアクリレート系プレポリマー、多官能性アクリレート系モノマー、ビニル系モノマー等の重合性化合物の一種以上からなる樹脂組成物を用いることができる。
この樹脂組成物は、これらの重合性化合物に、更に紫外線で硬化させる場合は光重合開始剤を含む。また、この樹脂組成物は、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂などの熱可塑性樹脂、その他安定剤などの各種公知の添加剤を含むことができる。
【００５１】
電離放射線硬化性樹脂の半硬化は、電離放射線硬化性樹脂を硬化させるために照射する電離放射線の照射線量を完全硬化しない量に抑えて、硬化反応を半硬化状態に留めると良い。半硬化とは、硬化が半分の５０％進んだ状態に限定されず、半硬化のハードコート層２１Ａの表面がタックフリー（指触乾燥状態）なる硬化進行度合い以上で、硬化が残っている状態を意味する。
また、より安定した半硬化状態を成す為には、電離放射線硬化性樹脂中の硬化成分の硬化機構に、２種類の硬化機構を有する樹脂組成物を用いるのが好ましい。具体的には、例えば、ラジカル重合反応を利用した電離放射線による硬化機構と、イソシアネートの付加重合反応を利用した熱による硬化機構との組み合わせである。
こうした電離放射線硬化性樹脂は、ラジカル重合反応成分と付加重合反応成分とを有する樹脂組成物である。例えば、ラジカル重合反応成分として、前記した重合性化合物を用い、付加重合反応成分として、ポリイソシアネート、或いは、ポリイソシアネートと前記重合性化合物とを付加重合させたイソシアネート基含有のラジカル重合性化合物、或いは両方を用いる。
前記ポリイソシアネートは、例えば、トリレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、或いは、これらの３量体などである。
また、ポリイソシアネートと付加重合反応させる反応成分として、ヒドロキシル基、カルボキシル基などの対イソシアナート活性基を有する化合物、例えば、アクリルポリオール、ポリエステルポリオールなどのポリオール化合物、アクリルアクリレート、ウレタンアクリレート等のアクリレート化合物、などのイソシアナート活性化合物を併用することができる。
【００５２】
前記２種類の硬化機構を有する樹脂組成物を用いる場合、半硬化は何れか一方の硬化機構で行うことで、安定した半硬化が行える。半硬化を何れの硬化機構で行うかは任意であるが、熱重合可能な付加重合反応成分で行い、後工程の硬化進行工程でラジカル重合反応成分を硬化させるのが、半硬化後に付加重合反応成分を残すよりも硬化状態が安定的な点で、好ましい。
本実施形態では、このイソシアネートの付加重合反応で半硬化させ、曲面に成型後にラジカル重合反応で硬化進行させる。
【００５３】
［剥離性支持体２２］
剥離性支持体２２としては、熱可塑性樹脂フィルム（乃至シート）が用いられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂等である。半硬化のハードコート層２１Ａ側の面が、硬化を進行させたハードコート層２１とした後に剥離性支持体２２を剥離するときに離型性が不足して、剥離性支持体２２をハードコート層２１から容易に剥離し難い場合は、半硬化のハードコート層２１Ａ側の面に離型処理を施しておくのが好ましい。離型処理は、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂等の塗膜を形成する。
【００５４】
［転写箔の作成］
転写箔２０は、塗工機によって、剥離性支持体２２上に半硬化のハードコート層２１Ａと、さらに本実施形態においては、接合層１３を順次、ロールコートなどの塗工法で塗布した後、塗膜を加熱乾燥させることで、容易に生産性よく、また塵の付着もなく作製することができる。この際、加熱乾燥と同時に、半硬化のハードコート層２１Ａとして、層中の電離放射線硬化性樹脂中の熱重合可能な付加重合反応成分の硬化を進めることで半硬化状態に、容易にすることができる。
【００５５】
［転写箔の接着］
転写箔２０は接合層１３を介して光拡散層１１に接着される。転写箔２０の接着は、曲面への接着であるので、前記第１の曲面成形工程で説明した成形法、つまり、転写箔２０が加熱された状態で、真空成形、圧空成形、真空圧空成形などの空気圧を利用する成形法によることができる。接合層１３の材料等については、すでに述べたので、さらなる説明は省略する。
ただ、本発明においては、半硬化のハードコート層２１Ａを転写箔２０として光拡散層１１に接着し積層するには、半硬化のハードコート層２１Ａ自体が、加熱により接着性が発現する熱融着性を有する場合は、接合層１３は省略できる。
【００５６】
半硬化のハードコート層２１Ａと光拡散層１１との接合の為の接合層１３は、本実施形態では、転写箔２０の構成層として形成される。半硬化のハードコート層２１Ａに接する接合層１３は、転写時の加熱により容易に転写箔２０を熱接着させるためには、熱可塑性樹脂を用いるのが好ましいが、最終製品時の耐熱性など耐久性を考慮するときは、アクリル系樹脂などの接着時は熱融着可能な後硬化型の硬化性樹脂を用いるのが好ましい。ただ、本発明においては、半硬化のハードコート層２１Ａに対する接合層１３は、光拡散層１１側に施して接着しても良い。
【００５７】
《硬化進行工程》
図１（Ｄ）に示すように、硬化進行工程は、前記転写箔接着工程の後に、前記半硬化のハードコート層２１Ａ中の電離放射線硬化性樹脂の残りの硬化を進める工程である。
本実施形態では、硬化を進めるために電離放射線Ｅを用いる。ここでは電離放射線Ｅとして紫外線を用いる。電離放射線Ｅは、積層体１０に対して、半硬化のハードコート層２１Ａがより表面に近い出光面側Ｌｏｕｔから照射するのがエネルギーロスが少ない点で好ましい。
【００５８】
硬化進行工程で、半硬化のハードコート層２１Ａを構成する電離放射線硬化性樹脂の硬化を完了させることができる。なお、本発明では、硬化進行工程において、完全に硬化を完了させることは必須ではない。例えば４０〜６０℃程度の温度で１日〜７日程度の条件で、時間をかけて後硬化を進行させるいわゆるエージング処理を、さらに行ってもよい。
【００５９】
《支持体剥離工程》
図１（Ｅ）に示すように、支持体剥離工程は、前記硬化進行工程の後、前記転写箔２０中の剥離性支持体２２を剥離する工程である。支持体剥離工程によって、転写箔２０の転写が完了する。剥離性支持体２２を、硬化進行して形成されたハードコート層２１から剥離することによって、前記硬化進行したハードコート層２１が表面層となった、目的とする構成の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００が製造される。
なお、本発明では、剥離性支持体２２の剥離は、硬化進行工程の後に行うが、硬化進行工程の前であって第１の曲面成形工程の後に行うよりは、硬化を更にある程度進行させた後の方が、剥離性支持体２２の剥離が容易である点で好ましい。この点で、前記エージングを行う場合は、支持体剥離工程はエージングの後でも良い。
【００６０】
以上のような本実施形態によって、表面にハードコート層２１を有する背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００を、ハードコート層２１のクラック発生を抑制して、製造することができる。しかも、ハードコート層２１はスプレー塗装によらず転写箔で形成している為に、塵の噛み込みも防げ、乾燥時間も不要で生産性が良い。
【００６１】
《Ｂ》第２の実施形態
図５を参照して、本発明の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法の第２の実施形態を説明する。図５に示す本実施形態では、前述した図１に示した第１の実施形態に対して、特に異なる点は、積層体１０がフレネルレンズシート４０を含まないことと、この積層体１０とフレネルレンズシート４０とを別々に曲面成形した後で、両者を積層すること、及び、図７に示す背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００の如く、フレネルレンズシート４０のフレネルレンズ層４１が出光面側Ｌｏｕｔを向くこと、である。
【００６２】
《積層体準備工程》
図５（Ａ）で示す積層体準備工程で準備する積層体１０は、本実施形態では図６（Ａ）に示す様に、フレネルレンズシート４０及びこれを積層する為に隣接配置されている接合層１３がない点以外は、前記第１の実施形態と同じである。よって、積層体準備工程に関する更なる説明は省略する。
【００６３】
《第１の曲面成形工程》
図５（Ｂ）で示す第１の曲面成形工程は、本実施形態では積層体１０がフレネルレンズシート４０を含まないため、フレネルレンズ層４１が曲面成形時に型面に接触してレンズが変形しない様に、フレネルレンズ層４１側の入光面側Ｌｉｎとなる面は型面に接触させない形式で成形する工夫は必要がない。したがって、本実施形態では、積層体１０のどちらの面も型面に接触させてもよく、機械的な熱プレス成形を利用することもできる。
ただ、成形型Ｍは、図４（Ａ）で示す型面が凸曲面（オス）の方が、図４（Ｂ）で示す凹曲面（メス型）の方に比べて、好ましい。その理由は、凸曲面（オス）の場合、積層体１０の中央部が最初に凸曲面の頂部に接触するので、この部分の積層体１０は変形が他の部分に比べて少なく他の部分よりは薄くならないからである。積層体１０が背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００となったときに、このスクリーンの中心となる部分が薄くなると、映像の明度や視野角に大きな影響を与える虞があるためである。
【００６４】
《転写箔接着工程》
図５（Ｃ）で示す転写箔接着工程は、前記第１の実施形態と同じである。よって、更なる説明は省略する。
【００６５】
《硬化進行工程》
図５（Ｄ）で示す硬化進行工程は、前記第１の実施形態と同じである。よって、更なる説明は省略する。
【００６６】
《フレネルレンズシート準備工程》
図５（Ｅ）で示すフレネルレンズシート準備工程は、平板状のフレネルレンズシート４０を準備する工程である。本工程で準備するフレネルレンズシート４０は、第２の曲面成形工程で曲面成形する際の取り扱い性を勘案して、ある程度の剛性を有することが好ましい。
そこで、本実施形態では、フレネルレンズシート４０として、図６（Ｂ）で示す様に、基材層１２上にフレネルレンズ層４１が積層されたものに、更に接合層１３を介して補強層１４を積層して、剛性を増した構成のものを用いる。
本フレネルレンズシート４０を構成する各層については、既に述べたので更なる説明は省略する。
本発明においては、フレネルレンズシート準備工程で準備する平板状のフレネルレンズシート４０は、適度な剛性があり取り扱い性がよければ良く、基材層１２及び補強層１４は必須ではない。
【００６７】
《第２の曲面成形工程》
図５（Ｆ）で示す第２の曲面成形工程は、前記フレネルレンズシート準備工程で準備した平板状のフレネルレンズシート４０を、三次元曲面をなすように成形して曲げる工程である。
本実施形態では、フレネルレンズ層４１は出光面側Ｌｏｕｔとなる様に且つ凸側となる様に曲げられる。このため、補強層１４側が成形型の凸曲面の型面に接触する形式で成形される。このため、本実施形態では、本第２の実施形態での第１の曲面成形工程と同様に、中央部の伸び、変形を、凹凸が逆の場合に比べて少なくでき、製造される背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００中央部の映像の明度や視野角に大きな影響を与えることなく、成形できる。
【００６８】
《積層工程》
図５（Ｇ）で示す積層工程は、前記第１の曲面成形工程で三次元曲面をなすように曲げられた積層体１０と、前記第２の曲面成形工程で三次元曲面をなすように曲げられたフレネルレンズシート４０とを、積層する工程である。積層工程より、積層体１０とフレネルレンズシート４０が積層した三次元曲面をなす積層体１０ａが作製される。
本実施形態では、硬化進行工程の後に積層工程を実施する。ただ、本発明においては、積層工程の後に硬化進行工程を実施してもよい。
【００６９】
積層体１０とフレネルレンズシート４０とは、積層する前に、それぞれを適切な大きさ及び形状に裁断しておいてもよい。
なお、最終的に背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００となったときの、平面視形状は、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００が組み込まれる機器の組み込み部分に応じた形状となり、例えば、矩形、円形、楕円形など任意である。
【００７０】
本実施形態においては、フレネルレンズシート４０のフレネルレンズ層４１を積層体１０側にして、フレネルレンズシート４０と積層体１０とが積層される。
ただ、フレネルレンズ層４１が積層体１０と擦れて、積層体１０に傷を付ける虞があるため、積層体１０のフレネルレンズ層４１に接触する面にはシリコーンオイルなどのスリップ剤を塗布しておくことが好ましい。
また、フレネルレンズ層４１と積層体１０との間の隙間が大きくなると、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００において、ゴースト（二重像）が発生する虞があるため、積層体１０とフレネルレンズ層４１とは接触させておくことが好ましい。
こうした積層体１０とフレネルレンズシート４０との積層法は特に限定されないが、例えば、フレネルレンズシート４０と積層体１０とを重ね、それらの周辺部を金属製のクリップによって挟んで固定する方法が挙げられる。
【００７１】
《支持体剥離工程》
図５（Ｈ）で示す支持体剥離工程は、前記積層工程で得られた積層体１０ａから、転写箔２０として形成された部分のうち剥離性支持体２２を剥離する工程である。支持体剥離工程によって、転写箔２０の転写が完了する。剥離性支持体２２を、硬化進行して形成されたハードコート層２１から剥離することによって、既に硬化進行しているハードコート層２１が表面層となった、目的とする構成の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００が製造される。
【００７２】
以上のような本実施形態によって、表面にハードコート層２１を有する背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン１００を、ハードコート層２１のクラック発生を抑制して、製造することができる。しかも、ハードコート層２１はスプレー塗装によらず転写箔で形成している為に、塵の噛み込みも防げ、乾燥時間も不要で生産性が良い。また、積層体１０とフレネルレンズシート４０とを、それぞれ別々に成形しているので、フレネルレンズ層４１が成形型の型面に接触しない様にして成形する為の成形方式の制約が少ない。
【００７３】
《Ｃ》その他
以上、前記第１の実施形態、及び第２の実施形態により本発明を説明したが、曲面に転写箔が追従するように成形され接着する時に、ハードコート層のクラック発生が生じない程度の緩い曲面であれば、本発明には属さないが、転写箔接着工程のときにハードコート層は半硬化に留めておかなくてもよい。こうした製造方法としても、ハードコート層はスプレー塗装によらず転写箔で形成している為に、塵の噛み込みを防げ、乾燥時間も不要で生産性が良い。転写箔の採用により、この場合は、転写箔接着工程における転写箔には、ハードコート層が半硬化ではなく硬化完了した樹脂硬化物からなるハードコート層を用い、後工程の硬化進行工程は省略される。ハードコート層の樹脂には前記第１の実施形態で説明した樹脂を用いてもよい。
但し、本発明によれば、スクリーンが曲面であっても、ハードコート層のクラック発生を安定的に防いで製造できる。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 積層体
１０ａ 積層体
１１ 光拡散層
１２ 基材層
１３ 接合層（粘着剤層、接着剤層など）
１４ 補強層
２０ 転写箔
２１ ハードコート層
２１Ａ 半硬化のハードコート層
２２ 剥離性支持体
３０ 光線制御層
３１ 光吸収部
３２ 光透過部
４０ フレネルレンズシート
４１ フレネルレンズ層
１００ 背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーン
Ｅ 電離放射線
Ｌｉｎ 入光面側
Ｌｏｕｔ 出光面側
Ｍ 成形型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光面側から入射した映像光を出光面側に透過させ曲面形状を成す積層体を備えた、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンを製造する方法であって、
前記積層体として、平板状の積層体を準備する、積層体準備工程と、
前記積層体準備工程において準備された前記平板状の積層体を、三次元曲面をなすように成形して曲げる、第１の曲面成形工程と、を含み、
前記第１の曲面成形工程の後、三次元曲面をなすように曲げられた積層体の出光面側に、ハードコート層が剥離性支持体上に形成された転写箔を接着する、転写箔接着工程と、を含み、
前記転写箔接着工程において、ハードコート層を構成する電離放射線硬化性樹脂が半硬化状態であり、
前記転写箔接着工程の後、前記ハードコート層の電離放射線硬化性樹脂の硬化を進める、硬化進行工程と、
前記硬化進行工程の後、前記転写箔の剥離性支持体を剥離する、支持体剥離工程と、
を含む、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【請求項２】
前記積層体が、光を吸収可能に層面に沿って配列された光吸収部と、前記光吸収部間に光を透過可能に配列された光透過部と、を有する光線制御層を含む、請求項１に記載の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【請求項３】
前記積層体が、前記積層体の最も入光面側にフレネルレンズ層を含む、請求項１または２に記載の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【請求項４】
フレネルレンズ層を有するフレネルレンズシートを準備する、フレネルレンズシート準備工程と、
三次元曲面をなすように前記フレネルレンズシートを成形して曲げる、第２の曲面成形工程と、
前記転写箔接着工程の後に、三次元曲面をなすように曲げられ転写箔が接着された前記積層体の入光面側に、前記第２の曲面成形工程で作製した、三次元曲面をなすように曲げられた前記フレネルレンズシートを積層する、積層工程と、
を含み、
前記積層工程の前または後に、前記ハードコート層の硬化進行工程を含む、
前記積層工程の後に、前記転写箔の剥離性支持体を剥離する、支持体剥離工程を含む、
請求項１または２に記載の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【請求項１】
入光面側から入射した映像光を出光面側に透過させ曲面形状を成す積層体を備えた、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンを製造する方法であって、
前記積層体として、平板状の積層体を準備する、積層体準備工程と、
前記積層体準備工程において準備された前記平板状の積層体を、三次元曲面をなすように成形して曲げる、第１の曲面成形工程と、を含み、
前記第１の曲面成形工程の後、三次元曲面をなすように曲げられた積層体の出光面側に、ハードコート層が剥離性支持体上に形成された転写箔を接着する、転写箔接着工程と、を含み、
前記転写箔接着工程において、ハードコート層を構成する電離放射線硬化性樹脂が半硬化状態であり、
前記転写箔接着工程の後、前記ハードコート層の電離放射線硬化性樹脂の硬化を進める、硬化進行工程と、
前記硬化進行工程の後、前記転写箔の剥離性支持体を剥離する、支持体剥離工程と、
を含む、背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【請求項２】
前記積層体が、光を吸収可能に層面に沿って配列された光吸収部と、前記光吸収部間に光を透過可能に配列された光透過部と、を有する光線制御層を含む、請求項１に記載の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【請求項３】
前記積層体が、前記積層体の最も入光面側にフレネルレンズ層を含む、請求項１または２に記載の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【請求項４】
フレネルレンズ層を有するフレネルレンズシートを準備する、フレネルレンズシート準備工程と、
三次元曲面をなすように前記フレネルレンズシートを成形して曲げる、第２の曲面成形工程と、
前記転写箔接着工程の後に、三次元曲面をなすように曲げられ転写箔が接着された前記積層体の入光面側に、前記第２の曲面成形工程で作製した、三次元曲面をなすように曲げられた前記フレネルレンズシートを積層する、積層工程と、
を含み、
前記積層工程の前または後に、前記ハードコート層の硬化進行工程を含む、
前記積層工程の後に、前記転写箔の剥離性支持体を剥離する、支持体剥離工程を含む、
請求項１または２に記載の背面透過型ディスプレイ用曲面スクリーンの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−６８７７０（Ｐ２０１３−６８７７０Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７００９（Ｐ２０１１−２０７００９）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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