JP4305090B2 - レンズシートおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクションＴＶ用スクリーンやオーバーヘッドプロジェクター用フレネルレンズなどに代表されるレンズシートに関するものであり、特に基材上に感光性樹脂を硬化させることで成形されるレンズシートの製造方法に関するものである。

フレネルレンズやレンチキュラーレンズに代表される、表面にレンズ形状を有するレンズシートを製造する方法としては、プレス法やキャスティング法が挙げられる。

しかしながら、これらの製法は、成形サイクルに長時間を要し、生産性が低いことや、製造コストが高価であるといった問題を持つ。

このような問題の解決方法としてフォトポリマープロセス法（以下２Ｐ法）が提案される。

この２Ｐ法とは、紫外線硬化型樹脂組成物を成形型内に注入した後、紫外線を照射し、該樹脂組成物を硬化させることにより樹脂成形物を成形する方法である。（特許文献１参照）
２Ｐ法では、成形時において成形される樹脂の溶融温度から冷却されて常温に至るまでの温度幅が狭いため、熱収縮が小さく成形寸法の再現性が良好である。そのため、２Ｐ法ではプレス法やキャスティング法と比較して、高精細なレンズ部を必要とするレンズシートの製造に好適である。

また、２Ｐ法は紫外線（UV）および紫外線硬化型樹脂を利用する成形が代表的であるが、電子線を用いた成形も可能である。以降、本明細書では、紫外線硬化型樹脂を用いた例で説明を行う。

ここで、２Ｐ法において生産性の向上を考慮した場合、成形型内に注入する際の気泡混入を防止することが重要である。
特開平１１−０８４５３６号公報。

本発明は、上記２Ｐ法を用いる際に発生する問題点を解決しようとするものである。

すなわち
（１）光学紫外線硬化型樹脂への気泡混入防止、
（２）的あるいは外観上悪影響を及ぼすレンズシート中への気泡混入防止。

上記の点が解決しようとする課題であり、上記の点を解消した製造方法を提供することによって、微細なフレネルレンズ、マイクロレンズ、レンチキュラーレンズ形状などの光学要素を有するレンズシートを高品質にしかも安価に提供することを目的とする。

請求項１の発明によるレンズシートの製造方法は、
レンズ部を構成する微細凹凸形状を反転した形状を有する成形型を用いて、透光性基材上に形成した紫外線硬化型樹脂層の表面に、微細凹凸形状を転写形成する工程を含むレンズシートの製造方法において、以下の工程を有することを特徴とする。
（１）成形型に紫外線硬化型樹脂を塗布した後に、ロールでスムージングを行ない平面化する工程。
（２）成形型上で平面化した前記樹脂上に透光性基材を積層する工程。
（３）透光性基材と成形型の積層体を、透光性基材側から加圧ロールによりしごいて前記樹脂と前記基材を密着させる工程。
（４）透光性基材側より紫外線を照射することにより、成形型の微細凹凸形状が転写形成された前記樹脂を硬化させると共に、前記樹脂の硬化物と前記基材とを重合接着させる工程。
（５）前記樹脂の硬化物と前記基材とを重合接着したものを成形型より剥離する工程。

上記（１）の工程において、使用するロールは、中央部に最大直径、両端部に最小直径を持ち、中央部から両端部にかけてなだらかな曲線を有するロールであることが好ましい。

レンズシートとしては、フレネルレンズ，マイクロレンズ，レンチキュラーレンズなどが挙げられる。

（１）の工程で、塗布した上記樹脂中に存在する気泡を、成形型の有効面積外へ出すことができる。また前記（１）の工程で、前記樹脂を平面化した後に、（２）工程を行うことで、前記（１）工程１で抜けきれなかった気泡を、成形型の有効面積外へ押し出すことが容易となる。

また、請求項２の発明では、中央部に最大直径、両端部に最小直径を持ち、中央部から両端部にかけてなだらかな曲線を有するロールを使用することによって、上記樹脂内にある気泡を成形型の有効面積から周辺部へと押し出すことが容易になる。

本発明において使用する紫外線硬化型樹脂は、予め３００Ｐａ以下の減圧下において脱泡しておくことが望ましい。

本発明では、透光性基材として、透光性ガラス板、透光性を有する樹脂製のシートもしくはフィルム、透光性および可撓性を有する樹脂製のシートもしくはフィルムなどから少なくとも１種類が選択される。

あるいは透光性基材として、少なくとも片面に、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズアレイ、フレネルレンズなどから選択される少なくとも１種類の形状が成形されたレンズシートの使用も可能である。

本発明では、光学物品を構成する微細凹凸形状が、フレネルレンズ、リニアフレネルレンズ、レンチキュラーレンズなどから選択することができる。

本発明による脱泡工程を施すことで、気泡混入が限りなく少なく外観、光学性能の両面において高品質なレンズシートを提供することが可能となる。

以下、発明の形態を説明する。本発明で用いる材料は、透光性基材としては、たとえばアクリル樹脂，MS樹脂，ポリカーボネート樹脂，ポリエステル樹脂，ポリスチレン樹脂，ポリオレフィン樹脂，塩化ビニル樹脂，ポリイミド樹脂、または上記樹脂の混合物からなるシート、フィルム、およびガラス板などから適宜選択して使用することができる。

ここで、成形型からの離型性を考慮すると、可撓性に富んだアクリル樹脂，MS樹脂，ポリカーボネート樹脂などが望ましい。

また、紫外線硬化型樹脂液としては、ウレタン(メタ)アクリレートおよび／またはエポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー，反応希釈剤，光重合開始剤，光増感剤の成分を含む組成物が挙げられる。

以下、図面参照のもとで本発明の製造方法を説明する。

図1は本発明によるレンズシートの製造方法を示すフローチャートである。

図1に示す実施形態では、紫外線硬化型樹脂を、レンズシートを構成する微細凹凸形状を反転した形状が設けられた成形型上に、任意に塗布する工程（ａ）と、成形型上に塗布した紫外線硬化型樹脂をロールでスムージングおよび脱泡する工程（ｂ）と、塗布成形した成形型上に透光性基材を積層し、透光性基材側より加圧ロールを用いてしごき基材と上記樹脂を密着させる工程（ｃ）と、透光性基材側より紫外線を照射し硬化させる工程（ｄ）と、硬化した紫外線硬化型樹脂と透光性基材とを一体化する重合接着工程（ｅ）と、硬化した紫外線硬化樹脂を成形型より離型する工程（ｆ）を含む製造方法である。

前記ロールによるスムージングおよび脱泡工程（ｂ）は、図２に示すように、成形型１上に任意に塗布した紫外線硬化型樹脂２を、ロール３を使用してスムージングすることにより、樹脂を平面化し、さらに紫外線硬化樹脂内に存在する気泡をレンズシートとして有効な面積の外側に押し出すことで脱泡する工程である。

また、使用するロール３は、図３に示すように、中央部に最大直径R、両端部に最小直径ｒを持ち、中央部から両端部にかけてなだらかな曲線を有するロールを用いるのが、本発明の脱泡のメカニズム上有効である。

なお、前記ロールを用いて完全には脱泡できずとも、樹脂を比較的薄く平面化しておくことで、わずかに残留する気泡も、図１の工程（ｃ）でほとんど脱泡できる。

加圧ロールによる基材と樹脂の密着工程（ｃ）は、図４に示すように、工程（ｂ）を経て、薄く平面化された紫外線硬化型樹脂２上に、透光性基材５を積層したあとに、透光性基材５側より加圧ロール６でしごくことで、透光性基材５と紫外線硬化型樹脂２とを密着させることができる。

さらに前記工程（ｂ）で残留した気泡の脱泡を行うことも可能である。この際、樹脂層の厚みは加圧ロールの移動速度および押し圧を適宜変化することにより調節が可能となる。

紫外線による樹脂液硬化工程（ｄ）および重合密着工程（ｅ）は、図５に示すように、透光性基材４側より紫外線を照射することにより、紫外線硬化型樹脂５を反応硬化させ、硬化した紫外線硬化樹脂２と透光性基材４を重合密着させる。

最後に成形型１からの基材剥離工程として、図６に示すように、透光性基材４と重合密着された紫外線硬化型樹脂５の硬化物を、成形型より剥離することで、透光性基板上に微細凹凸形状が転写された光学物品を得る。

本発明の製造工程の一例を示すフローチャート。 ロールによるスムージングおよび脱泡工程（ｂ）の一例を示す説明図。 工程（ｂ）に使用するロールの一例を示す説明図。 加圧ロールによる、基材と樹脂の密着工程（ｃ）を示す説明図。 紫外線照射による樹脂硬化工程（ｄ）および重合密着工程（ｅ）を示す説明図。 成形型からの基材離型工程（ｆ）を示す説明図。

Claims (2)

1. レンズ部を構成する微細凹凸形状を反転した形状を有する成形型を用いて、透光性基材上に形成した紫外線硬化型樹脂層の表面に、微細凹凸形状を転写形成する工程を含むレンズシートの製造方法において、以下の工程を有することを特徴とするレンズシートの製造方法。
   （１）成形型に紫外線硬化型樹脂を塗布した後に、中央部に最大直径、両端部に最小直径を持ち、中央部から両端部にかけてなだらかな曲線を有するロールでスムージングを行ない平面化する工程。
   （２）成形型上で平面化した前記樹脂上に透光性基材を積層する工程。
   （３）透光性基材と成形型の積層体を、透光性基材側から加圧ロールによりしごいて前記樹脂と前記基材を密着させる工程。
   （４）透光性基材側より紫外線を照射することにより、成形型の微細凹凸形状が転写形成された前記樹脂を硬化させると共に、前記樹脂の硬化物と前記基材とを重合接着させる工程。
   （５）前記樹脂の硬化物と前記基材とを重合接着したものを成形型より剥離する工程。
2. 前記レンズシートが、フレネルレンズ、マイクロレンズ、レンチキュラーレンズのいずれかのシートであることを特徴とする、請求項１に記載のレンズシートの製造方法。