JP2016048357A - 曲面スクリーンを構成する積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】長期に高温高湿環境に対する高い耐久性を有し、曲率が小さい屈曲部においても泡噛みが生じにくい透過型の曲面スクリーンを構成する積層体の製造方法を提供することにある。【解決手段】曲面スクリーン10を構成する積層体11の製造方法であって、積層体11は、光透過性を有する支持体12、及び、光学シート14を備えており、少なくとも一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する支持体12、および支持体12と同様の湾曲形状を有する光学シート14を用意する工程と、支持体12の光学シート14が重ねられる側の面、又は、光学シート14の支持体12が重ねられる側の面から選ばれた1つ以上の面に接着層13を形成する工程と、光学シート14及び支持体12を、接着層13を介して貼り合せる工程と、を備えることを特徴とする曲面スクリーン10を構成する積層体11の製造方法とする。【選択図】図3
Description
本発明は、表示面が曲面となる曲面スクリーンを構成する積層体の製造方法、特に、三次元曲面をなすように形成され、一方の面側から投射された映像光を他方の面側に透過させる透過型曲面スクリーンを構成する積層体の製造に好適な製造方法に関するものである。
映像や画像を表示する表示装置の1つとして、リアプロジェクション表示装置がある。このリアプロジェクション表示装置は、背面投射型表示装置とも呼ばれ、透過型スクリーンの背面側の映像光源から映像光を投射し、スクリーンの前面側(観察者側)に映像を出射する表示装置である。リアプロジェクション表示装置に具備される透過型スクリーンには映像光源からの映像光を前面側に出射するに際して観察者が適切で良質な映像として観察できるように、フレネルレンズシートや光拡散層等が備えられている。
特許文献1には、平面の高剛性基板層(ガラス、透光性セラミック)への光学シートの貼り合せた透過型スクリーンが記載されている。
また、車載用などを中心に意匠的な観点から映像の表示面が湾曲した曲面スクリーンが望まれている。特許文献2には、このような透過型スクリーンが3次元曲面を有することにより優れた外観となる技術が開示されている。これにより例えば自動車のコンソール部位の湾曲に沿った曲面で透過型スクリーンを形成し、表示装置と自動車の内装との一体感を演出することができる。
さらに、特許文献3には、光学シートが支持体に強固に貼り付けられた積層体を有する曲面スクリーンを提供することを課題として一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する積層体を備えた曲面スクリーンであって、積層体は光透過性を有する支持体、および光学シートを備えており、光学シートと支持体との間に、ヒートシール剤を含む接着剤組成物を含む接着層が備えられる、曲面スクリーンが記載されている。
透過型スクリーンは、光拡散層等を備えた光学シート等の複数の部材が形状を維持するための支持体に積層された積層体構造を備えている。特許文献1に記載されているように、透過型スクリーンが平面状の場合は、このような積層体を作製することは容易である。
しかしながら、表示面が曲面となる積層体を作製する場合、特に、車載用途に代表される高温高湿環境に対する高い耐久性が求められる場合には、曲面スクリーンの作成は困難を伴うものであった。たとえば、特許文献2に記載された発明では、光学シートを予備成形し、樹脂を射出成形して形成している。従って、成形時に光学シートにダメージを与えない樹脂材料に限られ、高い耐久性が得られるガラスやセラミック材料に適用することはできない。
また、特許文献3に記載された発明では、湾曲した部分を有する支持体と光学シートを、ヒートシール剤を含む接着剤組成物を含む接着層を介して貼り合せる際に、光学シートを軟化点以上の温度で加熱し、軟化変形させながら貼合わせている。このような製造法に於いては、光学シートを瞬時に(曲面ガラスに沿うように)変形させながらの貼合となるため、光学シートに大きな残留応力が残る。従って、長期の使用に際して端部に剥がれが生じるという問題が生じる。また、曲率が小さい屈曲部においては、泡噛みが生じやすいという問題点がある。
本発明で解決しようとする課題は、長期に高温高湿環境に対する高い耐久性を有し、曲率が小さい屈曲部においても泡噛みが生じにくい透過型の曲面スクリーンを構成する積層体の製造方法を提供することにある。なお、泡噛みとは構成され層や部材に、空気などの気体が混入して均一な状態でなくなることであり、気体の混入部に目視による外観不良を生じ、接着強度の低下を招く現象である。
本発明は、以下の解決手段により、前記課題を解決する。なお理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これらに限定されるものではない。
請求項1の発明は、少なくとも一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する積層体11を備えた曲面スクリーン10を構成する積層体11の製造方法であって、前記積層体11は、光透過性を有する支持体12、及び、光学シート14を備えており、少なくとも一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する前記支持体12、および前記支持体12と同様の湾曲形状を有する前記光学シート14を用意する工程と、前記支持体12の前記光学シート14が重ねられる側の面、又は、前記光学シート14の前記支持体12が重ねられる側の面から選ばれた1つ以上の面に前記支持体12と前記光学シート14の接着層13を形成する工程と、前記光学シート14及び前記支持体12を、前記支持体12と前記光学シート14の前記接着層13を介して貼り合せる工程と、を備えることを特徴とする、曲面スクリーン10を構成する積層体11の製造方法である。
加えて本発明の請求項2は、前記支持体12と前記光学シート14の前記接着層13がヒートシール剤を含み、前記光学シート14及び前記支持体12を、前記支持体12と前記光学シート14の前記接着層13を介して貼り合せる工程が加熱圧着工程であることを特徴とする請求項1に記載の曲面スクリーン10を構成する積層体11の製造方法である。
加えて本発明の請求項3は、前記光学シート14は、少なくとも一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する前記支持体12の形成に用いた金型と同型の成型用治具103を用いて真空成形加工する工程を経ることによって、前記支持体12と同様の湾曲形状とされることを特徴とする請求項1又は2に記載の曲面スクリーン10を構成する積層体11の製造方法である。
加えて本発明の請求項4は、前記光学シート14及び前記支持体12を、前記支持体12と前記光学シート14の前記接着層13を介して貼り合せる工程は、下側の容器210と上側の容器220を備えた真空ラミネート装置200を用い、前記真空ラミネート装置200の下側の容器内210の貼合用治具201上に前記支持体12を置き、前記光学シート14を所定の位置に配置する工程、前記真空ラミネート装置200の前記下側の容器210の上部にラバーシート203をセッティングする工程、前記真空ラミネート装置200の前記下側の容器210の底を突き上げるとともに前記上側の容器220内を常圧または加圧とすることによって、前記ラバーシート203を介して、前記下側の容器210内と前記上側の容器内220との差圧によって、前記支持体12に前記光学シート14を貼り合せる工程、よりなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の曲面スクリーン10を構成する積層体11の製造方法である。
本発明に係る製造方法によって、長期に高温高湿環境に対する高い耐久性を有し、曲率が小さい屈曲部においても泡噛みが生じにくい透過型の曲面スクリーンを構成する積層体11を製造することができる。
以下、本願発明の実施形態について、図面を用いて以下に詳しく説明する。なお、本願発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本願発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、図面は概念図であり、説明上の都合に応じて適宜、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。
本実施形態において、便宜的に図面に示したX軸方向を左右方向(特に矢印の方向を右)、Y軸方向を上下(特に矢印方向を上)、Z軸方向を前後(特に矢印の方向が後)と呼ぶこととする。曲面スクリーン10を基準として、Z軸の矢印方向を映像源側、若しくは、背面側と称し、Z軸の矢印方向と反対方向を観察者側と称する。
また、正面図とは、映像源側(観察者側)から、XY平面に平行な面,若しくは、シート状の曲面スクリーン10を全体的かつ大局的に見た場合において、その平面方向と一致する面(XY平面に平行な面)を観察した際に得られる図面であり、言い換えれば、XY平面に平行な曲面スクリーン10に立てた法線方向(Z軸方向)から見た形状を示す図面である。
図1は、1つの実施形態を説明する図であり、リアプロジェクション表示装置1(以下、「表示装置1」と記載することがある。)の内部構造の一部を概念的に表した図ある。
表示装置1は、曲面スクリーン10を有しており、映像光源3から出射された映像光Iが曲面スクリーン10を通じて観察者側に提供される。例えば表示装置1は、自動車のダッシュボード部に内蔵され、曲面スクリーン10の観察者側面が車内に露出して配置され、観察者に映像を提供する。図1からわかるように、表示装置1は、筐体2、映像光源3、及び曲面スクリーン10を備えている。その他、図示は省略するが、表示装置1には表示装置として機能するための各種構成部材が備えられている。
筐体2は表示装置1の外殻を形成し、表示装置1を構成する部材の大部分をその内側に収める部材である。また筐体2は曲面スクリーン10を支持可能な開口を有しており、該開口に曲面スクリーン10が嵌め込まれて取り付けられている。
映像光源3は、筐体2内に配置されており、照射領域が次第に広がっていく発散光として曲面スクリーン10の入光面のほぼ全域に映像光を照射する。このような映像光源3としては従来公知な光源、例えばDMDを用いた単管方式の光源を用いることができる。なお、本実施形態において、映像光源3は、曲面スクリーン10の背面側(観察者側とは反対側)で、該曲面スクリーン10の中央より下方に配置されている。ここで、曲面スクリーン10の入光面とは、曲面スクリーン10の面のうち、映像光源3が配置された側の面を意味する。一方、曲面スクリーン10の出光面とは、観察者側に向けられた面を意味する。
[曲面スクリーン]
次に曲面スクリーン10について説明する。図2は曲面スクリーン10の斜視図であり、図3は図2のA−Aで示した線に沿った鉛直方向における曲面スクリーン10の厚さ方向断面の一部を拡大した断面図である。図3は、本実施形態における曲面スクリーンの層構成の一例を模式的に表した図である。図1乃至図3からわかるように、曲面スクリーン10は全体として板状であるが、その中央が観察者側に突出するような凸状の曲面に形成されている。これにより外観に優れたスクリーン、及びこれを備える表示装置を提供することができる。
次に曲面スクリーン10について説明する。図2は曲面スクリーン10の斜視図であり、図3は図2のA−Aで示した線に沿った鉛直方向における曲面スクリーン10の厚さ方向断面の一部を拡大した断面図である。図3は、本実施形態における曲面スクリーンの層構成の一例を模式的に表した図である。図1乃至図3からわかるように、曲面スクリーン10は全体として板状であるが、その中央が観察者側に突出するような凸状の曲面に形成されている。これにより外観に優れたスクリーン、及びこれを備える表示装置を提供することができる。
図1乃至図3には、中央部が観察者側に凸となる曲面を有する曲面スクリーン10を例示している。ただし、凸となる位置や数は特に限定されない。また、凸となる向きも限定されることなく映像光源側(背面側)に凸(すなわち観察者側からみると凹)であってもよい。さらに、1つの曲面スクリーンで部位により凹凸の向きが変わるように構成されていてもよい。
曲面スクリーン10は入光面側(映像光源側)から入射した映像光を出光面側(観察者側)に透過させる透過型スクリーンである。曲面スクリーン10は、図3からわかるように積層体11を備えている。さらに、高効率に入光面側(映像光源側)に入射した映像光の向きを制御する目的でフレネルレンズシート21などを備えることが好ましい。
曲面スクリーン10を構成する積層体11は一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有している。また、図3からわかるように、積層体11は複数の層が積層された構造を有しており、出光面側(観察者側)から、支持体12、支持体と光学シートの接着層13および光学シート14を備えている。さらに光学シート14は、光拡散層15、及び、ルーバー層20等の映像光の向きを制御する機能を有する単層、もしくは、これらを複数組み合わせて構成されていてもよい。以下詳しく説明する。
<支持体>
支持体12は透光性を有する板状の部材である。支持体12は、曲面スクリーン10の形状維持に十分な強度を与えるために、積層体11に所定のコシを付与するシート状の部材であり、透光性を有するとともに、当該コシを付与することができる材料により形成されている。このような材料としては特に限定されることはないが、ガラスや、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体(MBS)、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂等を用いることができる。特に、長期間に渡る高温高湿環境に対する高い耐久性を維持する点でガラスの使用が好適である。
支持体12は透光性を有する板状の部材である。支持体12は、曲面スクリーン10の形状維持に十分な強度を与えるために、積層体11に所定のコシを付与するシート状の部材であり、透光性を有するとともに、当該コシを付与することができる材料により形成されている。このような材料としては特に限定されることはないが、ガラスや、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体(MBS)、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂等を用いることができる。特に、長期間に渡る高温高湿環境に対する高い耐久性を維持する点でガラスの使用が好適である。
<支持体と光学シートの接着層>
支持体と光学シートの接着層13は、光学シート14と支持体12との間において、両者を固着する機能を有する接着剤組成物によって形成される層である。接着機能もしくは粘着機能を有する組成物であれば特に限定されるものではない。支持体と光学シートの接着層13は、適度の厚みで形成でき、光学シート14と支持体12の間に、浮きや泡噛みを生じにくい点で、ヒートシール剤を含む熱圧着型の接着剤組成物が好ましい。さらに、支持体と光学シートの接着層13は、長期間に渡る高温高湿環境に対する高い耐久性を維持する目的で硬化型の接着剤組成物を使用することができる。後述するように、支持体12と光学シート14とを貼合する際、両者は湾曲している。このように湾曲したもの同士の貼合をさせる場合、接着剤組成物を塗工した後、貼合するまでの間、接着剤組成物が固化した状態になっていることが好ましい。さらに、硬化型の接着剤組成物を使用する際には、接着プロセスへの適合性の観点から、熱硬化型または紫外線硬化型の接着剤組成物からなることが好ましい。
支持体と光学シートの接着層13は、光学シート14と支持体12との間において、両者を固着する機能を有する接着剤組成物によって形成される層である。接着機能もしくは粘着機能を有する組成物であれば特に限定されるものではない。支持体と光学シートの接着層13は、適度の厚みで形成でき、光学シート14と支持体12の間に、浮きや泡噛みを生じにくい点で、ヒートシール剤を含む熱圧着型の接着剤組成物が好ましい。さらに、支持体と光学シートの接着層13は、長期間に渡る高温高湿環境に対する高い耐久性を維持する目的で硬化型の接着剤組成物を使用することができる。後述するように、支持体12と光学シート14とを貼合する際、両者は湾曲している。このように湾曲したもの同士の貼合をさせる場合、接着剤組成物を塗工した後、貼合するまでの間、接着剤組成物が固化した状態になっていることが好ましい。さらに、硬化型の接着剤組成物を使用する際には、接着プロセスへの適合性の観点から、熱硬化型または紫外線硬化型の接着剤組成物からなることが好ましい。
支持体と光学シートの接着層13に用いるヒートシール剤を含む接着剤組成物としては、ウレタンアクリレートなどのウレタン系樹脂を挙げられる。一般に入手可能なものとしては、DIC株式会社製のタイフォース(登録商標)やユニチカ株式会社製のアローベース(登録商標)が挙げられる。
このようなヒートシール剤を含む接着剤組成物によって支持体と光学シートの接着層13を形成する方法としては、溶剤で希釈したヒートシール剤を含む接着剤組成物を、湾曲形状を有する支持体12と光学シート14の何れか、または両方に乾燥膜厚で5μm以上30μm以下の厚みでスプレーコートし、支持体12と光学シート14のガラス転移点以下の温度で熱風乾燥後に熱圧着することで実現できる。
本実施形態の曲面スクリーン10を構成する積層体11では、支持体と光学シートの接着層13にヒートシール剤を含む接着剤組成物を用いることによって、支持体12と光学シート14とが強固に貼り合され、高温高湿に対する耐久性を向上させることができる。
<光学シート>
次に光学シート14について説明する。ヒートシール剤を含む接着剤組成物で形成される支持体と光学シートの接着層13を介して湾曲した支持体12に貼り合わされる光学シート14の形態(層構成)は特に限定されないが、図3に例示した光学シート14は、出光面側(観察者側)から、光拡散層15、光学シート中の接着層16、ルーバー層20およびルーバー用基材25を備えている。
次に光学シート14について説明する。ヒートシール剤を含む接着剤組成物で形成される支持体と光学シートの接着層13を介して湾曲した支持体12に貼り合わされる光学シート14の形態(層構成)は特に限定されないが、図3に例示した光学シート14は、出光面側(観察者側)から、光拡散層15、光学シート中の接着層16、ルーバー層20およびルーバー用基材25を備えている。
光拡散層15、ルーバー層20の両層の厚みが薄く、光学シート14と支持体12の貼り合せる工程時にしわが生じ等、加工性に難がある場合には、さらに厚みが0.5mm程度のポリカーボネート基材等、剛性を持つ基材を貼り合せて支持板としてもよい。その際の光学シート14の層構成は、たとえば、ポリカーボネート基材/紫外線硬化型接着層/光拡散層/紫外線硬化型接着層/ルーバー層20/ルーバー用基材25としてもよい。
以下にこれらの層について説明する。
以下にこれらの層について説明する。
<光拡散層>
光拡散層15は透過した光を拡散させる機能を有する層である。具体的には、光拡散層15は、透明樹脂からなるベース部と該ベース部に分散された拡散成分とを有している。そして光拡散層15は、ベース部と拡散成分との間の屈折率差に起因して、又は拡散成分自体が有する反射性に起因して光を拡散させることができる。光拡散層15のこの機能により映像光が拡散され所定の視野角を得ることができる。
光拡散層15は透過した光を拡散させる機能を有する層である。具体的には、光拡散層15は、透明樹脂からなるベース部と該ベース部に分散された拡散成分とを有している。そして光拡散層15は、ベース部と拡散成分との間の屈折率差に起因して、又は拡散成分自体が有する反射性に起因して光を拡散させることができる。光拡散層15のこの機能により映像光が拡散され所定の視野角を得ることができる。
光拡散層15のベース部を形成する透明樹脂としては例えば、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体(MBS)、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等を用いることができる。一方、拡散成分としては、プラスチックビーズ等の有機フィラーが好適であり、特に透明度が高いものが好ましい。プラスチックビーズとしては、メラミンビーズ、アクリルビーズ、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、塩化ビニルビーズ等を挙げることができる。この中でもアクリルビーズが好ましい。また、拡散成分を気泡で構成することもできる。
光拡散層15の厚さは0.1mm以上2.0mm以下であることが好ましく、0.2mm以上1.5mm以下であることがより好ましい。光拡散層15の厚さが0.1mmより薄くなると光の拡散効果を十分に得られない虞がある。一方、光拡散層15の厚さが2.0mmを超えると映像がぼやけてしまう可能性がある。
<光学シート中の接着層>
光学シート中の接着層16は、光学機能層17と光拡散層15とを貼り合せるための接着剤を含む層である。光学シート中の接着層16に用いられる接着剤は光を透過させるとともに、光学機能層17を他に貼り合せることができればその材質は特に限定されるものではない。光学シート中の接着層16には、例えば、紫外線硬化樹脂などを用いることができる。紫外線硬化樹脂は接着力に優れ、扱いやすいという利点を有する。ただし、光学シート中の接着層16には、支持体と光学シートの接着層13と同様にヒートシール剤を含む接着剤組成物を用いることも可能である。
光学シート中の接着層16は、光学機能層17と光拡散層15とを貼り合せるための接着剤を含む層である。光学シート中の接着層16に用いられる接着剤は光を透過させるとともに、光学機能層17を他に貼り合せることができればその材質は特に限定されるものではない。光学シート中の接着層16には、例えば、紫外線硬化樹脂などを用いることができる。紫外線硬化樹脂は接着力に優れ、扱いやすいという利点を有する。ただし、光学シート中の接着層16には、支持体と光学シートの接着層13と同様にヒートシール剤を含む接着剤組成物を用いることも可能である。
<光学機能層>
光学機能層17は、映像光を透過するとともに、映像光を観察者が適切に観察できるように屈折させることにより映像光の進行方向を変え、また不要な光の少なくとも一部を吸収する機能を有している。本実施形態では、光学機能層は、不要な光の少なくとも一部を吸収する機能を有しているルーバー層20と、映像光を観察者が適切に観察できるように屈折するフレネルレンズシート21よりなっている。
光学機能層17は、映像光を透過するとともに、映像光を観察者が適切に観察できるように屈折させることにより映像光の進行方向を変え、また不要な光の少なくとも一部を吸収する機能を有している。本実施形態では、光学機能層は、不要な光の少なくとも一部を吸収する機能を有しているルーバー層20と、映像光を観察者が適切に観察できるように屈折するフレネルレンズシート21よりなっている。
<ルーバー層>
ルーバー層20は、ルーバー用基材25の観察者側に積層されており、ルーバー用基材25の一方の面(スクリーン面)に沿って光を透過可能に並列された複数の光透過部18と、隣接する2つの光透過部18の間に並列された複数の光吸収部19と、を備えている。そして、本実施形態では光透過部18及び光吸収部19は、図3に示した断面を有して一方向(本形態では水平方向)に延び、当該延びる方向とは異なる方向(本形態では鉛直方向)に複数の光透過部18及び光吸収部19が交互に並列されている
ルーバー層20は、ルーバー用基材25の観察者側に積層されており、ルーバー用基材25の一方の面(スクリーン面)に沿って光を透過可能に並列された複数の光透過部18と、隣接する2つの光透過部18の間に並列された複数の光吸収部19と、を備えている。そして、本実施形態では光透過部18及び光吸収部19は、図3に示した断面を有して一方向(本形態では水平方向)に延び、当該延びる方向とは異なる方向(本形態では鉛直方向)に複数の光透過部18及び光吸収部19が交互に並列されている
光透過部18は、映像光を透過する機能を有する部位で、図3に表れる断面において、略台形の断面を有する要素である。当該略台形断面における上底が観察者側、該上底より長い下底がフレネルレンズシート21側にそれぞれ配置されている。本形態では隣り合う光透過部18の下底側(フレネルレンズシート21側)が連結されている。
光透過部18は、光透過性を有する材料により形成されている。このような材料は特に
限定されることはないが、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレ
ンテレフタレート、アクリロニトリル等の1つ以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシ
アクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)を用い
ることができる。ここで光透過部18の屈折率は特に限定されることはないが、適用する
材料の入手性の観点等から1.49〜1.56であることが好ましい。
限定されることはないが、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレ
ンテレフタレート、アクリロニトリル等の1つ以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシ
アクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)を用い
ることができる。ここで光透過部18の屈折率は特に限定されることはないが、適用する
材料の入手性の観点等から1.49〜1.56であることが好ましい。
光吸収部19は、隣り合う光透過部18間に形成される光を吸収する機能を有する部位であり、本形態では略台形を有する。光吸収部19には光を吸収する材料が含有されており、この略台形断面における上底がフレネルレンズシート21側、該上底より長い下底がその反対側である観察者側に向けられている。ここで、光吸収部19の略台形断面における斜辺(脚部)は、光吸収部19の高さ方向に対して0度以上10度以下の角度をなしていることが好ましい。本形態では、光吸収部19は断面が略台形である例を示したが、これに限らず正方形、長方形、平行四辺形であってもよい。また、上記斜辺の傾きは必ずしも一定である必要はなく、曲面スクリーン10の厚さ方向位置によって変化した折れ線状であってもよいし、曲線状であってもよい。さらに、光吸収部19の上底の長さを小さくして断面を略三角形とすることもできる。
このような光吸収部19は例えば透明樹脂中に光吸収性を有する材料を含有することにより形成することができる。透明樹脂としては例えば電離放射線硬化型樹脂等を用いることができ、特に限定されることはないが、例えば電子線、紫外線等の電離放射線により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系等のアクリレート系樹脂を用いることができる。
一方、光吸収性を有する材料としては、可視光である迷光や外光等の不要光を吸収する機能を有すればよく、例えばカーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等、顔料、染料を挙げることができる。
また、赤外線により曲面スクリーン10への接触を検知する機能を有する場合には、曲面スクリーン10内を赤外光が効率よく透過することが好ましい。従って、このときには光吸収性を有する材料として可視光を吸収する一方で赤外光を透過するものであることが好ましい。赤外光を透過し得る光吸収剤として、顔料又は染料を混ぜたインキからなるものを用いることができる。顔料としては、ペリレンブラック顔料、アニリンブラック顔料、フォーマット墨(イエロー、マゼンダ、シアン顔料の混合顔料)、フタロシアニンブルー、ブリリアントカーミン等が挙げられる。さらに、光吸収剤が顔料又は染料で着色された樹脂粒子である場合、樹脂粒子の具体例として、メラミンビーズ、アクリルビーズ、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のプラスチックビーズが挙げられるが、これらの中でもアクリルビーズが好適に用いられる。
ルーバー層20を備えたシートは例えば次のように製造される。まず、ルーバー用基材25の上に光透過部18を形成する。光透過部18を形成するには、光透過部18の形に対応した表面形状を有する金型ロールを準備する。次に、当該金型ロールとニップロールとの間にルーバー用基材25を送り込む。ルーバー用基材25の送り込みに合わせて、金型ロールとルーバー用基材25との間に光透過部18を構成する組成物の液滴を供給し続ける。ルーバー用基材25上に当該組成物を供給するとき、金型ロールとルーバー用基材25との間に、組成物が溜まったバンクが形成されるようにする。このバンクにおいて、組成物が基材の幅方向に広がる。
上記のようにして金型ロールとルーバー用基材25との間に供給された組成物は、金型ロールおよびニップロール間の押圧力により、ルーバー用基材25と金型ロールとの間に充填される。その後、光照射装置によって組成物に紫外線等を照射し、組成物を硬化させることによって光透過部18を形成することができる。光透過部18が形成された後、ルーバー用基材25上に光透過部18が形成されたシートは、金型ロールから引き剥がされる。そして所定の大きさに切断される。これによりルーバー層20が積層されたルーバー用基材25を得る。
上記のようにして得られたルーバー層20が積層されたルーバー用基材25に対して硬化する前の光吸収部19を構成する組成物を過剰に供給し、ブレードで押圧して掻き取るように移動させる。これにより余分な組成物を除去するとともに、隣り合う光透過部18間に組成物が充填される。その後、当該組成物を適切な方法で硬化させる。これにより、光透過部18間に光吸収部19が形成される。以上によりルーバー用基材25上にルーバー層20が積層されたシートを得る。
次に、フレネルレンズシート21について説明する。本実施形態においてフレネルレンズシート21は、積層体11の入光面側に配置されており、積層体11と同じ方向に凸となるように湾曲していることが好ましい。また、フレネルレンズシート21はフレネルレンズ用基材22、およびフレネルレンズ用基材22の表面に形成されたフレネルレンズ部23を備えている。図4にはフレネルレンズ部23を説明するために曲面スクリーン10を観察者側から見た形態を模式的に示した。
フレネルレンズ用基材22はフレネルレンズ部23を形成するためのベースとなる部分である。従って、フレネルレンズ用基材22は透光性を有し、フレネルレンズ部23を形成及び保持することができる程度に強度を有するように構成されている。フレネルレンズ用基材22を構成する材料の具体例としては、ポリカーボネートやシクロオレフィン、TAC(トリアセチルセルロース(TRIACETYLCELLULOSE))などのフィルムを挙げることができる。これらの中で、入手の容易性、コスト等の観点から、ポリカーボネートが好ましい。ここでいうポリカーボネートは、ポリカーボネートを主ポリマーとするもので、たとえば劣化防止剤、可塑剤、軟化等の充填剤を含む、あるいはメタアクリル樹脂等との複合体であっても良い。
フレネルレンズ用基材22の厚さ(フレネルレンズシート21のフレネルレンズ部23を除いた部分の厚さ。すなわちフレネルレンズシート21の最も薄い部分の厚さ。)は、1mm以上2mm以下であることが好ましい。フレネルレンズ用基材22の厚さを1mm以上とすることによって、フレネルレンズシート21に十分な剛性を付与しやすくなる。一方、フレネルレンズ用基材22の厚さを2mm以下とすることによって、曲面スクリーン10の厚さが厚くなり過ぎる、映像光の透過率が低下する、ゴースト(二重像)が発生する等の不具合を防止しやすくなる。
フレネルレンズ部23は、映像光源3から発散光束として曲面スクリーン10に投射される映像光の進行方向を変える機能を有している。具体的には、フレネルレンズ部23は、発散光束として入射した映像光を、映像光入射側から映像光出射側へ向けて進む略平行光束、例えばスクリーン面に対して略垂直な正面方向へ進む略平行光束に変換する。このようにフレネルレンズ部23を用いて映像光を一旦平行光束にしておくことにより、観察者に観察される映像、とりわけ、観察者によって斜め方向から観察される映像の明るさの内面ばらつきを効果的に緩和させることができる。
図4からわかるように、本実施形態のフレネルレンズ部23はいわゆるサーキュラーフレネルレンズである。図4は、フレネルレンズ部23を説明する曲面スクリーン10の正面図である。従って、複数の単位レンズ24のそれぞれの長手方向は、所定の半径を有した円弧状に延びており、隣接する単位レンズ24とは同心円をなすように配列されている。各単位レンズ24の断面形状はその目的に応じて適宜公知のものを用いることができる。
本実施形態では、単位レンズ24は水平方向に関しては該水平方向における中心位置を通る鉛直方向線Aに対して線対称となっている。一方、鉛直方向に関しては単位レンズ24が配列される同心円の光学中心Cが、鉛直方向線A上で曲面スクリーン10より下方となるような形態である。このように光学中心Cをフレネルレンズ部23のスクリーンの幾何学的中心から鉛直方向下方に偏心させることにより、曲面スクリーン10の下方から映像光を投射したとしても、映像光源3からの発散光束を効率よくスクリーン面に対して略垂直な略平行光束にすることができる。また、このように曲面スクリーンの下方から映像光を照射する構成によって、映像光源3を観察者側に近付けることができ、表示装置1を薄くすることができる。
ただし、これに限定されることはなく、単位レンズ24が配列される同心円の光学中心Cがフレネルレンズ部内に存在するサーキュラーフレネルレンズや、単位レンズが水平又は鉛直に直線状に延び、当該延びる方向とは異なる方向に複数の単位レンズが配列されるリニアフレネルレンズを適用することを妨げるものではない。
フレネルレンズ部23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。また、曲面スクリーン10のサイズが大きい場合には成形性の観点からエポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)を用いることができる。
フレネルレンズ用基材22は、フレネルレンズシート21を形成するための基材となる。フレネルレンズ用基材22を構成する材料の主成分は透光性を有していれば特に限定されることはない。「主成分」とは、基材を構成する材料全体に対して50質量%以上含有されている成分のことを意味する(以下同じ。)。フレネルレンズ用基材22を構成する材料の主成分としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、テレフタル酸−イソフタル酸−エチレングリコール共重合体、テレフタル酸−シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコール共重合体などのポリエステル系樹脂、ナイロン6等のポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン系樹脂、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、イミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。これらの中でも入手の容易性、コスト、電離放射線硬化型樹脂との密着性等の観点からは、ポリカーボネート樹脂が好ましい。フレネルレンズ用基材22を構成する樹脂中には、主成分以外に他の樹脂や各種添加剤を適宜添加してもよい。一般的な添加剤としては、フェノール系等の酸化防止剤、ラクトン系等の安定剤等を挙げることができる。また、これらの樹脂中には、必要に応じて適宜、紫外線吸収剤、充填剤、可塑剤、帯電防止剤等の公知の添加剤を加えても良い。
フレネルレンズシート21は、公知の方法により作製することができる。すなわち、上記したフレネルレンズ用基材22となるシート状部材と、フレネルレンズ部23を成形できる凹凸形状を有する金型との間に、フレネルレンズ部23となるべき硬化前の材料を充填する。そして当該硬化前の材料を適切な硬化手段を用いて硬化させる。これにより、フレネルレンズシートを得ることができる。
光学機能層17は、ルーバー層20単独であってもよい。また、フレネルレンズシート21とルーバー層20をそれぞれ別の基材上に形成したものを合わせることによっても形成することができる。本実施形態においては、支持体12と光学シート14を貼り合せて積層体11を形成した後に、積層体11と同様の湾曲形状としたフレネルレンズシート21とを合わせて曲面スクリーン10を形成すると、結果として、積層体11を構成するルーバー層20とフレネルレンズシート21が互いに作用して光学機能層17としての優れた作用を奏するものである。
以上説明した光学シート14を備える表示装置1によれば、例えば次のように観察者に映像光を提供することができる。光路例を示しつつ説明する。ただし、ここで示す光路例は概念的なものであり、反射角や屈折角等を厳密に表したものではない。
図1に示したように、映像光源3から出射した映像光L1は、曲面スクリーン10の入光面側に達する。このようにして曲面スクリーン10の入光面側に達した映像光は、図3に映像光L31、L32で示したように、フレネルレンズシート21のフレネルレンズ部23の作用によりスクリーン面に対して略垂直であり観察者側(正面方向)に略平行となるように屈折される。
フレネルレンズシート21内で偏向された映像光は、光透過部18、光学シート中の接着層16、光拡散層15、支持体と光学シートの接着層13および支持体12を透過し、観察者側に出射される。
一方、観察者側から曲面スクリーン10に斜め上方から入射する外光(太陽光や室内灯等による光)の少なくとも一部は、光吸収部19によって吸収され、観察者側に反射され
ない。したがって、曲面スクリーン10に表示される映像のコントラストを向上させることができる。
ない。したがって、曲面スクリーン10に表示される映像のコントラストを向上させることができる。
これまでの説明では、光透過部18および光吸収部19を備えたルーバー層20が光学機能層17としての役割の一部を担う形態を例示して説明したが、光学シート14の層構成は特に限定されない。従って、ルーバー層20に代えてビーズが敷き詰められたビーズシート層を用いたり、レンチキュラーレンズを備えた層を用いたり、その他の層が付加されていてもよい。また、支持体の表面(観察者側の面)には、ハードコート層等の各種公知の機能層が備えられていてもよい。
また、これまでの説明では、フレネルレンズシート21が備えられる形態を例示して説明したが、映像光源の投影距離が長い場合、曲面スクリーン10の表示面が小さい場合、性能よりコストを優先する場合、レンチキュラーレンズを用いたときに該レンチキュラーレンズとフレネルレンズによる擦れや潰れが想定される場合等は、フレネルレンズシート21を用いなくてもよい。
次に、曲面スクリーン10を構成する積層体11の製造方法について説明する。図5に図示したように、曲面スクリーン10を構成する積層体11の製造方法は、少なくとも一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する光学シート14、および、少なくとも一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する支持体12、を用意する工程(第一工程)と、支持体12の光学シート14が重ねられる側の面、又は、光学シート14の支持体12が重ねられる側の面から選ばれた1つ以上の面に支持体と光学シートの接着層13を形成する工程(第二工程)と、光学シート14及び支持体12を、支持体と光学シートの接着層を介して貼り合せる工程(第三工程)と、を備える。以下、図5乃至図9を参照しつつ、曲面スクリーン10を構成する積層体11の製造方法について説明する。
図5に曲面スクリーン10を構成する積層体11の製造方法の概略ブロック図で示す。ここで、(a)は光学シート14側に支持体と光学シートの接着層13を設けた場合を、(b)には支持体12側に支持体と光学シートの接着層13を設けた場合を示した。ブロック図には示さなかったが、支持体12と光学シート14の両方に支持体と光学シートの接着層13を設けてもよい。
(第一工程−1〜2)
第一工程−1〜2は、一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する光学シート14を用意する工程である。
第一工程−1〜2は、一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する光学シート14を用意する工程である。
(第一工程−1)
図5に記載した第一工程−1は、湾曲した部分を設ける前の光学シート14を準備する工程である。前述したように、光学シート14の製造方法は特に限定されず、公知の方法を適用できる。
図5に記載した第一工程−1は、湾曲した部分を設ける前の光学シート14を準備する工程である。前述したように、光学シート14の製造方法は特に限定されず、公知の方法を適用できる。
(第一工程−2)
また、図5に記載した第一工程−2は、第一工程−1で用意した湾曲した部分を設ける前のフラットな光学シート14に、第一工程−3で作製した支持体12と同様の湾曲を設ける工程である。一例として、第一工程−1で用意した光学シート14に、真空成形機にて支持体12と同様の湾曲を設ける工程すなわち真空成形加工の工程の概念図を図6に図示し、これに沿って、第一工程−1で用意したフラットな光学シート14に作製した支持体12と同様の湾曲を設ける工程を説明していく。
また、図5に記載した第一工程−2は、第一工程−1で用意した湾曲した部分を設ける前のフラットな光学シート14に、第一工程−3で作製した支持体12と同様の湾曲を設ける工程である。一例として、第一工程−1で用意した光学シート14に、真空成形機にて支持体12と同様の湾曲を設ける工程すなわち真空成形加工の工程の概念図を図6に図示し、これに沿って、第一工程−1で用意したフラットな光学シート14に作製した支持体12と同様の湾曲を設ける工程を説明していく。
湾曲した部分を設ける前の第一工程−1で用意したフラットな光学シート14は、図6の(a)に示したように、固定器具102で固定した上で、真空成形機の加熱器具101にて、光学シート14の軟化点以上の温度で、光学シート14が変形可能となる温度まで加熱される。
次に、真空成形機内に設置した成形用治具103(図示した形態では、下方に凸となるように湾曲した部分を有する。)上に光学シート14を置き、上記のようにして軟化した光学シート14を所定の位置に配置する。
この際、真空成形機内に設置した、成形用治具103は、支持体12と同様の湾曲を形成できるように光学シート14の成形専用に作成したものであってもよく、また、支持体12に湾曲を設ける際に用いた金型などを成形用治具103として流用してもよい。
また、図6の(c)に図示したように、真空成形機は、光学シート14を固定器具102で真空成形機内に固定した際に、光学シート14より上部、と光学シート14より下部が、独立して気密にできる構造となっており、真空弁104を解放することにより、光学シート14より下部を減圧することが可能となる構造を有している。真空弁104を解放することにより、真空成形機内の光学シート14より上部、と光学シート14より下部の間に生じる差圧によって、軟化している光学シート14は成形用治具103に押し当てられて、成形用治具103により規定された形状に変形する。
次に、図6の(d)に図示したように、軟化している光学シート14が成形用治具103に押し当てられて、成形用治具103により規定された形状に変形している状態で冷却することにより、光学シート14は、支持体12と同様の湾曲を保持するようになる。
図6の(e)に図示したように、光学シート14のガラス転移点以下まで冷却後、成形用治具103から、光学シート14を離形することにより、支持体と同様の湾曲形状を有する光学シート14を得ることができる。
支持体と同様の湾曲形状を有する光学シート14は、図6の(f)に図示したように、必要に応じて、不要なもしくは、後工程で邪魔となる部分をトリミング部105としてトリミング加工によって切除してもよい。
(第一工程−3)
まず、一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する支持体12を用意する。支持体12の製造方法は特に限定されず、公知の方法を適用できる。また、支持体12を湾曲させる方法も特に限定されない。たとえば、支持体12は、金型を用いて一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有するガラスの支持体12を射出成形にて作製してもよいし、板ガラスをガラス転移点以上に加熱して金型を用いて変形させてもよい。
まず、一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する支持体12を用意する。支持体12の製造方法は特に限定されず、公知の方法を適用できる。また、支持体12を湾曲させる方法も特に限定されない。たとえば、支持体12は、金型を用いて一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有するガラスの支持体12を射出成形にて作製してもよいし、板ガラスをガラス転移点以上に加熱して金型を用いて変形させてもよい。
(第二工程)
次に支持体12の光学シート14が重ねられる側の面、又は、光学シート14の支持体12が重ねられる側の面から選ばれた面、または、支持体12の光学シート14が重ねられる側の面と光学シート14の支持体12が重ねられる側の面から選ばれた面の両方の面に支持体と光学シートの接着層13を形成する.
次に支持体12の光学シート14が重ねられる側の面、又は、光学シート14の支持体12が重ねられる側の面から選ばれた面、または、支持体12の光学シート14が重ねられる側の面と光学シート14の支持体12が重ねられる側の面から選ばれた面の両方の面に支持体と光学シートの接着層13を形成する.
支持体と光学シートの接着層13は、接着機能もしくは粘着機能を有する組成物たとえば、ヒートシール剤を含む熱圧着型の接着剤組成物を塗布し、乾燥することで得られる。塗布手段は、限定されるものではないが、たとえばスプレー塗工することで均一な厚みの塗布が可能となる。
(第三工程)
次に支持体と光学シートの接着層13を形成した湾曲形状を有する支持体12と湾曲形状を有する光学シート14を貼り合わせる。図7乃至図9に貼り合せる工程の概念図を示す。ここでは、一例として、貼合装置が、熱圧着の一種である真空ラミネート方式を採用した、真空ラミネート装置200をもちいた場合について説明する。
次に支持体と光学シートの接着層13を形成した湾曲形状を有する支持体12と湾曲形状を有する光学シート14を貼り合わせる。図7乃至図9に貼り合せる工程の概念図を示す。ここでは、一例として、貼合装置が、熱圧着の一種である真空ラミネート方式を採用した、真空ラミネート装置200をもちいた場合について説明する。
図7に図示したように、真空ラミネート装置200の下側の容器210内、貼合用治具201上に、支持体と光学シートの接着層13を形成した湾曲形状を有する支持体12と湾曲形状を有する光学シート14を重ねてセットする、この際、真空ラミネート装置200の下側の容器210の上部に耐熱性ラバーシート203(たとえばシリコーンゴム製のシート)をセッティングする。
貼合用治具201は、支持体12と同様の湾曲を形成できるように貼合専用に作成したものであってもよく、また、支持体12に湾曲を設ける際に用いた金型などを成形用治具103や成形用治具103を貼合用治具201として流用してもよい。
続いて、図8に図示したように、ラバーシート203を真空ラミネート装置の加熱器具202で加熱した後、装置内を真空に引いて下側の容器210を突き上げると同時に、上側の容器220内を常圧(または2~3気圧)にすることで、ラバーシート203を介して、下側の容器210と上側の容器220の差圧が、支持体12と光学シート14にかかり熱圧着される。すなわち、支持体12に接着層13を介して光学シート14が加熱圧着工程にて貼合される。
この時、貼合用治具201に加熱機構を設けて支持体12を加熱することができれば、より安定して確実に貼り合せることが可能となり、さらに泡噛みの発生も抑えられるともに生産性も向上する点で望ましい。
真空ラミネート装置の加熱器具202にて加熱された際のラバーシート203の温度は、光学シート14と接触した際に、光学シート14が熱変形、ダメージを受けない温度、且つ、支持体と光学シートの接着層13に含まれるヒートシール剤が接着機能を果たす温度であることが望ましい。
このようにして、ヒートシール剤を含む接着層13を介して支持体12と光学シート14とを強固に貼り合せることにより、高温高湿に対する耐久性を向上させることができる。以上のようにして、湾曲した積層体11を作製することができる。
この後、使用した接着機能もしくは粘着機能を有する組成物の必要に応じて、紫外線を照射するなど支持体と光学シートの接着層13の硬化処理を行うこともできる。
さらに、図3に図示したような構成の曲面スクリーン10とする場合は、積層体11を積層体11と同様の湾曲形状としたフレネルレンズシート21とを組み合わせることによって形成することができる。その製造工程に応じてフレネルレンズシート21と組み合わせる前または後、もしくは前後の両方に必要に応じてトリミングを実施することにより適切な形状の曲面スクリーン10に加工してもよい。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。ただし、本発明は本実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
以下に説明する工程を経て、図3に示したような積層体を作製した。
以下に説明する工程を経て、図3に示したような積層体を作製した。
(第一工程―1)
光学シート14は、支持体に貼合される面側から、光拡散層15(主成分はMBS:メタクリル酸メチル、ブタジエン、スチレンの共重合体)、光学シート中の接着層16(紫外線硬化樹脂)、ルーバー層20、及びルーバー用基材25(ポリカーボネート樹脂)を備えた光学シート14を用いた。
光学シート14は、支持体に貼合される面側から、光拡散層15(主成分はMBS:メタクリル酸メチル、ブタジエン、スチレンの共重合体)、光学シート中の接着層16(紫外線硬化樹脂)、ルーバー層20、及びルーバー用基材25(ポリカーボネート樹脂)を備えた光学シート14を用いた。
(第一工程―2)
光学シート14は、ガラスよりなる支持体12と同型の金型を成形用治具103として真空成形機により支持体12と同様の湾曲形状に3次元的に湾曲させた。(図6参照)
光学シート14は、ガラスよりなる支持体12と同型の金型を成形用治具103として真空成形機により支持体12と同様の湾曲形状に3次元的に湾曲させた。(図6参照)
(第一工程―3)
支持体12としては、横240mm×縦380mm×厚み0.7mmのガラス板を、最も曲率半径が小さいが部分での曲率半径Rが15mm、最も曲率半径Rが大きい部分での曲率半径Rが200mmとなるように3次元的に湾曲させたものを用いた。
支持体12としては、横240mm×縦380mm×厚み0.7mmのガラス板を、最も曲率半径が小さいが部分での曲率半径Rが15mm、最も曲率半径Rが大きい部分での曲率半径Rが200mmとなるように3次元的に湾曲させたものを用いた。
(第二工程)
支持体と光学シートの接着層13を形成する接着剤組成物としては、市販品のユニチカ株式会社製 アローベース(登録商標) SB−1200を使用した。前述の3次元的に湾曲させた光学シート14に、乾燥膜厚が5μm〜30μmの厚みとなるようにスプレーコートした後、90℃で90秒間熱風乾燥器で乾燥し支持体と光学シートの接着層13を形成した。
支持体と光学シートの接着層13を形成する接着剤組成物としては、市販品のユニチカ株式会社製 アローベース(登録商標) SB−1200を使用した。前述の3次元的に湾曲させた光学シート14に、乾燥膜厚が5μm〜30μmの厚みとなるようにスプレーコートした後、90℃で90秒間熱風乾燥器で乾燥し支持体と光学シートの接着層13を形成した。
なお、本実施例では、支持体と光学シートの密着強度を増すためにガラスよりなる支持体の光学シートと貼り合せる面にもあらかじめ支持体と光学シートの接着層13を形成する接着剤組成物を塗布、乾燥した。
(第三工程)
図7に示したような真空ラミネート装置200の下側の容器210内の貼合用治具201上に上記のようにして得た支持体12を置き、上記のようにして得た、光学シート14を所定の位置に配置した。この際、真空ラミネート装置200の下側の容器210の上部に耐熱性ラバーシート203(たとえばシリコーンゴム製のシート)をセッティングする。
図7に示したような真空ラミネート装置200の下側の容器210内の貼合用治具201上に上記のようにして得た支持体12を置き、上記のようにして得た、光学シート14を所定の位置に配置した。この際、真空ラミネート装置200の下側の容器210の上部に耐熱性ラバーシート203(たとえばシリコーンゴム製のシート)をセッティングする。
その後、支持体12と光学シート14を固定して真空ラミネート装置内200を真空引きし、真空ラミネート装置の加熱器具202によって、耐熱性ラバーシート203を加熱した。真空ラミネート装置の加熱器具202の出力は、支持体と光学シートの接着層13が機能し、光学シート14が熱変形やダメージを生じない様にラバーシート203の温度が、110℃となるように制御した。また、貼合用治具201は、支持体12の温度が、110℃となるように制御した。
次に、図8に図示したように、真空ラミネート装置200の下側の容器210の底を突き上げるとともに上側の容器220内を常圧にする(または2気圧以上3気圧以下程度に加圧する)ことによって、ラバーシート203を介して、下側の容器210内と上側の容器220内との差圧によって、支持体12に光学シート14を貼り合せた。すなわち、ヒートシール剤を含む支持体と光学シートの接着層13を介して支持体12に光学シート14を貼り合せた。
上記のようにして支持体12と光学シート14とを貼り合わせ積層体11とした後、真空ラミネート装置200からこれらを取り出し、実施例1の曲面スクリーン10を構成する湾曲した積層体11を作製した。
曲面スクリーン10を構成する実施例1の湾曲した積層体11には、目視において泡噛みは見られなかった。
(比較例1)
比較例1においては、第一工程は、「第一工程―2」を実施せず「第一工程―1」及び「第一工程―3」は実施例1と同一とした。すなわち、実施例1と同様のガラスよりなる湾曲した支持体12と、実施例1と同じ材料、層構成よりなり、3次元的に湾曲させる工程を割愛した湾曲していないフラットな光学シート14を準備した。
比較例1においては、第一工程は、「第一工程―2」を実施せず「第一工程―1」及び「第一工程―3」は実施例1と同一とした。すなわち、実施例1と同様のガラスよりなる湾曲した支持体12と、実施例1と同じ材料、層構成よりなり、3次元的に湾曲させる工程を割愛した湾曲していないフラットな光学シート14を準備した。
実施例1における第二工程と同様に、支持体と光学シートの接着層13を形成する接着剤組成物としては、市販品のユニチカ株式会社製 アローベース(登録商標) SB−1200を使用した。前述湾曲していないフラットな光学シート14に、乾燥膜厚が5μm〜30μmの厚みとなるようにスプレーコートした後、90℃で90秒間熱風乾燥器で乾燥し支持体と光学シートの接着層13を形成した。
また、支持体と光学シートの密着強度を増すためにガラスよりなる支持体の光学シートと貼り合せる面にもあらかじめ支持体と光学シートの接着層13を形成する接着剤組成物を塗布、乾燥した。
湾曲していないフラットな光学シート14を用いるため、比較例1においては、実施例の「第三工程」に相当する工程として、真空ラミネート装置200の下側の容器210内の貼合用治具201上に支持体12を置き、真空ラミネート装置200の下側の容器210の上部(実施例において、ラバーシート203がセッティングされていた箇所)に湾曲していないフラットな光学シート14をセッティングする。
その後、真空ラミネート装置200内を真空引きし、真空ラミネート装置の真空ラミネート装置の加熱器具202によって、光学シート14が撓み始める温度(120℃)まで加熱した。このようにして光学シート14を加熱して撓ませた後、真空ラミネート装置200の下側の容器210の底を突き上げるとともに上側の容器220内を常圧にする(または2気圧以上3気圧以下程度に加圧する)ことによって、下側の容器210内と上側の容器220内との差圧によって、支持体12に光学シート14を貼合すると同時に光学シート14に3次元的に湾曲を付与した。すなわち、ヒートシール剤を含む支持体と光学シートの接着層13を介して支持体12に光学シート14を貼合したことによって比較例1の曲面スクリーン10を構成する湾曲した積層体を作製した。(図8参照)
曲面スクリーン10を構成する比較例1の湾曲した積層体では、曲率が小さい部位において目視で泡噛みが確認できた。
<評価>
(高温試験)
気温95℃の環境下に500時間、上述したようにして作製した各例に係る曲面スクリーン10を構成する積層体を置いた。その後、室温にて24時間放冷した。その結果、実施例1に係る曲面スクリーン10を構成する積層体11では、各層が剥離することはなかった。一方、比較例1に係る積層体は、高温試験を実施するまでもなく、室温で24時間放置した時点で支持体12と光学シート14との間で剥離した。このように、実施例1の曲面スクリーン10を構成する積層体は、強固に接着し、耐高温性が向上することを確認できた。
(高温試験)
気温95℃の環境下に500時間、上述したようにして作製した各例に係る曲面スクリーン10を構成する積層体を置いた。その後、室温にて24時間放冷した。その結果、実施例1に係る曲面スクリーン10を構成する積層体11では、各層が剥離することはなかった。一方、比較例1に係る積層体は、高温試験を実施するまでもなく、室温で24時間放置した時点で支持体12と光学シート14との間で剥離した。このように、実施例1の曲面スクリーン10を構成する積層体は、強固に接着し、耐高温性が向上することを確認できた。
(高湿試験)気温60℃、相対湿度90%の環境下に500時間、上述したようにして作製した実施例1および比較例1に係る曲面スクリーン10を構成する積層体を置いた。その後、室温にて24時間放冷した。その結果、実施例1に係る曲面スクリーン10を構成する積層体11では、各層が剥離することはなかった。一方、比較例1に係る曲面スクリーン10を構成する積層体は、高湿試験を実施するまでもなく、室内環境で24時間放置した時点で支持体12と光学シート14との間で剥離した。このように、実施例1の曲面スクリーン10を構成する積層体11は、強固に接着し、耐高湿性が向上することを確認できた。
1 表示装置
2 筐体
3 映像光源
10 曲面スクリーン
11 積層体
12 支持体
13 (支持体と光学シートの)接着層
14 光学シート
15 光拡散層
16 (光学シート中の)接着層
17 光学機能層
18 光透過部
19 光吸収部
20 ルーバー層
21 フレネルレンズシート
22 フレネルレンズ用基材
23 フレネルレンズ部
24 単位レンズ
25 ルーバー用基材
101 (真空成形機の)加熱器具
102 固定器具
103 成形用治具
104 真空弁
105 トリミング部
200 真空ラミネート装置
201 貼合用治具
202 (真空ラミネート装置の)加熱器具
203 ラバーシート
210 下側の容器
220 上側の容器
2 筐体
3 映像光源
10 曲面スクリーン
11 積層体
12 支持体
13 (支持体と光学シートの)接着層
14 光学シート
15 光拡散層
16 (光学シート中の)接着層
17 光学機能層
18 光透過部
19 光吸収部
20 ルーバー層
21 フレネルレンズシート
22 フレネルレンズ用基材
23 フレネルレンズ部
24 単位レンズ
25 ルーバー用基材
101 (真空成形機の)加熱器具
102 固定器具
103 成形用治具
104 真空弁
105 トリミング部
200 真空ラミネート装置
201 貼合用治具
202 (真空ラミネート装置の)加熱器具
203 ラバーシート
210 下側の容器
220 上側の容器
Claims (4)
- 少なくとも一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する積層体を備えた曲面スクリーンを構成する積層体の製造方法であって、
前記積層体は、光透過性を有する支持体、及び、光学シートを備えており、
少なくとも一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する前記支持体、および前記支持体と同様の湾曲形状を有する前記光学シートを用意する工程と、
前記支持体の前記光学シートが重ねられる側の面、又は、前記光学シートの前記支持体が重ねられる側の面から選ばれた1つ以上の面に接着層を形成する工程と、
前記光学シート及び前記支持体を、前記接着層を介して貼り合せる工程と、
を備えることを特徴とする曲面スクリーンを構成する積層体の製造方法。 - 前記接着層がヒートシール剤を含み、
前記光学シート及び前記支持体を、前記接着層を介して貼り合せる工程が加熱圧着工程であることを特徴とする請求項1に記載の曲面スクリーンを構成する積層体の製造方法。 - 前記光学シートは、少なくとも一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する前記支持体の形成に用いた金型と同型の成型用治具を用いて真空成形加工する工程を経ることによって、前記支持体と同様の湾曲形状とされることを特徴とする曲面スクリーンを構成する積層体の請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記光学シート及び前記支持体を、前記支持体と前記光学シートの前記接着層を介して貼り合せる工程は、
下側の容器と上側の容器を備えた真空ラミネート装置を用い、
前記真空ラミネート装置の下側の容器内の貼合用治具上に前記支持体を置き、前記光学シートを所定の位置に配置する工程、
前記真空ラミネート装置の前記下側の容器の上部にラバーシートをセッティングする工程、
前記真空ラミネート装置の前記下側の容器の底を突き上げるとともに前記上側の容器内を常圧または加圧とすることによって、前記ラバーシートを介して、前記下側の容器内と前記上側の容器内との差圧によって、前記支持体に前記光学シートを貼り合せる工程、
よりなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の曲面スクリーンを構成する積層体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014173924A JP2016048357A (ja) | 2014-08-28 | 2014-08-28 | 曲面スクリーンを構成する積層体の製造方法 |
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CN108116029A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-06-05 | 江苏冠达通电子科技有限公司 | 一种曲面玻璃屏贴合装置和贴合方法 |
CN112822879A (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-18 | 荣耀终端有限公司 | 电子设备 |
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- 2014-08-28 JP JP2014173924A patent/JP2016048357A/ja active Pending
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