JP2012159646A - 透過型曲面スクリーンの製造方法、及び表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】映像光源からの光を制御して観察者側に透過可能な積層体とフレネルレンズ層とを含む三次元曲面をなすように曲げられたスクリーンの製造方法であって、積層体を平板状に作製する積層体作製工程と、積層体作製工程において作製された平板状の積層体を予備成型する工程と、フレネルレンズに対応した形状の溝を有する射出成型金型を用いて、予備成型工程において成型された積層体の一方の面側にフレネルレンズ層を形成するとともに、積層体及びフレネルレンズ層を三次元曲面をなすように曲げる射出成型工程とを含む、透過型曲面スクリーン及び表示装置の製造方法。
【選択図】図1
Description
図1は一つの実施形態にかかる本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法によって製造された透過型曲面スクリーン10(以下、単に「スクリーン10」と表記する。)の外観を模式的に表した斜視図である。図1では、スクリーン10を表示装置に備えさせた場合に映像光源からの映像光が投射される側(以下、単に「映像光源側」と表記する。)が紙面奥側であり、スクリーン10を表示装置に備えさせた場合に観察者が観察する側(以下、単に「観察者側」と表記する。)が紙面手前側である。また、図1中に示した「水平方向」は、スクリーン10を表示装置に備えさせた場合に、水平となる方向であって、「鉛直方向」は、スクリーン10を表示装置に備えさせた場合に、鉛直となる方向である。図2は、スクリーン10の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。図2では紙面右が映像光源側、紙面左が観察者側である。また、図2は、単にスクリーン10の層構成を模式的に表す図であり、スクリーン10を実際の形状とは異なる平板状にして示している。図3は、透過型曲面スクリーン10を備えた表示装置1の鉛直方向断面を模式的に表した図である。
フレネルレンズ層32は、後に説明するようにして、基部23と基部23上に形成されたフレネルレンズ24とが一体となって樹脂で形成される層である。フレネルレンズ層32を構成する樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂を挙げることができる。
第1基材層11は、後で詳しく説明する光学機能層12を形成するための基材となる層であり、積層体31の変形を抑えてスクリーン10によって表示される映像の歪みの発生を防止できる程度の剛性が付与されている。また、上述したように、フレネルレンズ層32の基部23は、その厚みを厚くすると、ゴースト(二重像)が発生する等の不具合を起こす虞があるため、第1基材層11は、積層体31に十分な剛性を付与するだけでなく、スクリーン10全体に十分な剛性を付与すべく、その材質及び厚みを設計することが好ましい。
光学機能層12は、映像光源側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。光学機能層12は、図2に示した断面を有して紙面奥/手前側に延在する形状を備える。図7は、図2に示した光学機能層12の一部を拡大して示した図である。図2、図7及び適宜示す図を参照しつつ光学機能層12についてさらに説明する。
光拡散層20は、映像光源側から入射した光を等方拡散して観察者側に出射する層である。具体的には、光拡散層20は、透明樹脂からなるベース部と、該ベース部中に分散された拡散成分とを有している。そして、光拡散層20は、例えば、ベース部と拡散成分との間の屈折率差に起因して、或いは、拡散成分自体が有する反射性に起因して、光を等方的に拡散する機能を発現する。ただし、本発明において、光拡散層20は光を等方拡散する層に限定されず、透過型曲面スクリーンの用途に応じて、光を異方拡散する層であってもよい。例えば、ベース部中における拡散成分の分布や拡散成分の形状を調整することによって、光を異方拡散することができる。光拡散層20のこのような光拡散能によって、光学機能層12を透過した映像光が拡散され、観察者は、光拡散層20の光拡散能に応じた視野角の範囲内で映像を観察することができる。
ハードコート層21は、スクリーン10の最も観察者側に配置されており、スクリーン10の映像表示面を構成する。したがって、ハードコート層21は、外部との接触に起因した擦傷に対する耐性が付与されている。このようなハードコート層21は、例えば、電離放射線硬化型樹脂を硬化させることによって形成できる。当該電離放射線硬化型樹脂の具体例としては、アクリルウレタン系の電離放射線硬化型樹脂を挙げることができる。
これまでに説明した各層は、融着、又は粘着剤層を介することによって互いに固定されている。当該粘着剤層に用いられる粘着剤は、光を透過させるとともに、適切な粘着性を有すればその材質は特に限定されるものではない。これには、例えばアクリル系粘着剤を挙げることができる。その粘着力は、例えば、数N/25mm〜20N/25mm程度である。
本発明の透過型曲面スクリーンの製造方法は、映像光源から入射した光を観察者側に拡散して出射可能な光拡散層を有する積層体と、該積層体の映像光源側に形成された基材層とを含む、三次元曲面をなすように曲げられた透過型曲面スクリーンを製造する方法である。
工程S1は、積層体31を平板状に作製する工程である。
工程S2は、工程S1において作製された平板状の積層体を予備成型する工程である。なお、工程2では、積層体31を最終的な三次元曲面にまで変形する必要はない。後の工程S3において、加熱(例えば、200℃以上250℃以下)及び加圧(例えば、100kg/cm2以上1500kg/cm2以下)によって、積層体31を含むスクリーン10を最終的な三次元曲面にまで変形するからである。
工程S3は、工程S2において予備成型された積層体31を、フレネルレンズ24に対応した形状の溝73、73、…を有する射出成型金型70内に保持し、積層体31の一方の面側にフレネルレンズ層32を形成する工程である。図13を参照しつつ、工程S3について説明する。図13は、工程S3の一例を模式的に表した断面図である。
本発明の表示装置の製造方法は、三次元曲面をなすように曲げられた積層体を具備した透過型曲面スクリーンと、映像光を出射する映像光源と、透過型曲面スクリーンを支持するとともに映像光源を収容する筐体と、を備える映像表示装置の製造方法である。
2 筐体
3 映像光源
10 透過型曲面スクリーン
10a 映像表示面
11 基材層
12 光学機能層
13 光透過部
14 光吸収部
15 バインダー
16 光吸収粒子
20 光拡散層
21 ハードコート層
23 基部
24 フレネルレンズ
31 積層体
32 フレネルレンズ層
50 メス型の金型
60 オス型の金型
70 射出成型金型
73 フレネルレンズに対応した形状の溝
Claims (9)
- 映像光源から入射した光を観察者側に拡散して出射可能な光拡散層を有する積層体と、該積層体の前記映像光源側に形成された基材層とを含む、三次元曲面をなすように曲げられた透過型曲面スクリーンの製造方法であって、
前記積層体を平板状に作製する、積層体作製工程と、
前記積層体作製工程において作製された平板状の前記積層体を予備成型する、予備成型工程と、
射出成型金型を用いて、前記予備成型工程において予備成型された前記積層体の前記映像光源側の面に前記基材層を形成するとともに、前記積層体及び前記基材層を前記三次元曲面をなすように曲げる、射出成型工程と、
を含む、透過型曲面スクリーンの製造方法。 - 前記基材層が、前記観察者側にフレネルレンズを有しており、
前記射出成型工程において、前記フレネルレンズに対応した形状の溝を有する射出成型金型を用いて、前記予備成型工程において予備成型された前記積層体の前記映像光源側の面に、前記基材層を形成するとともに、前記積層体及び前記基材層を前記三次元曲面をなすように曲げる、請求項1に記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。 - 前記積層体が、光を透過可能にシート面に沿って並列された光透過部と、前記光透過部間に光を吸収可能に並列された光吸収部とを有する光学機能層を備えており、
前記積層体作製工程が、前記光学機能層を形成する工程を含む、請求項1又は2に記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。 - 前記予備成型工程が、前記積層体を加熱して、所望の形状が得られる金型を用いて前記積層体を成型する工程であり、該成型を、真空密着、圧空密着、又は真空圧空成型によって行うことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。
- 前記予備成型工程で用いる前記金型がオス型であることを特徴とする、請求項4に記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。
- 前記予備成型工程が、前記積層体を加熱して、所望の形状が得られる金型を用いて前記積層体をプレス成型する工程であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。
- 前記予備成型工程で用いる金型が、平面視において楕円形又は円形の凸部又は凹部からなる成型部を備えており、
前記成型部を用いて前記積層体を予備成型する、請求項1〜6のいずれかに記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。 - 前記予備成型工程で用いる前記金型が、
前記成型部を複数並べた列を少なくとも1列備えており、
平面視において、前記列内で隣接する前記成型部は互いの一部が重なるように形成されている、請求項7に記載の透過型曲面スクリーンの製造方法。 - 三次元曲面をなすように曲げられた透過型曲面スクリーンと、映像光を出射する映像光源と、前記透過型曲面スクリーンを支持するとともに前記映像光源を収容する筐体と、を備える映像表示装置の製造方法であって、
前記透過型曲面スクリーンが、前記映像光源から入射した光を観察者側に拡散して出射可能な光拡散層を有する積層体と、前記積層体の前記映像光源側に形成された基材層とを含んでおり、
前記積層体を平板状に作製する、積層体作製工程と、
前記積層体作製工程において作製された平板状の前記積層体を予備成型する、予備成型工程と、
射出成型金型を用いて、前記予備成型工程において予備成型された前記積層体の前記映像光源側の面に前記基材層を形成するとともに、前記積層体及び前記基材層を前記三次元曲面をなすように曲げる、射出成型工程と、を含む、前記透過型曲面スクリーンを製造する工程、並びに、
前記映像光源及び前記透過型曲面スクリーンを前記筐体に組み込む工程、
を有する表示装置の製造方法。
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