JPH09318801A

JPH09318801A - 平面型レンズとその製造方法

Info

Publication number: JPH09318801A
Application number: JP8136633A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Watanabe; 英俊渡辺; Koji Ashizaki; 浩二芦崎; Takeshi Matsui; 健松井; Koji Suzuki; 広次鈴木; Kazunori Kawamura; 和典河村; Toshiaki Iwamoto; 登志明岩元; Reiji Hirata; 麗司平太
Original assignee: Nitto Denko Corp; Sony Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp; Sony Corp
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1997-12-12
Anticipated expiration: 2016-05-30
Also published as: JP3829358B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モアレ干渉縞の発生を改善でき、水平および
垂直の両方向に関する拡散を良好に行って水平および垂
直の両視野角の拡大をはかることができ、またコントラ
ストの高い、画像品位が高い平面型レンズを提供する。【解決手段】透明基材１１と、この透明基材１１の光
入射側の面に形成された着色ホットメルト接着剤層１２
と、この着色ホットメルト接着剤層１２に固着された一
層からなる多数の微小球体状透明ビーズ１３とによって
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、背面投射型表示装
置の透過型スクリーン、あるいは液晶表示装置、プラズ
マ表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置等の視
野角拡大板、あるいは液晶用バックライト、各種照明光
源等の光を拡散する光拡散板等に用いる平面型レンズに
係わる。

【０００２】

【従来の技術】近年、偏光特性を有する光束を出射す
る、例えば液晶パネル等のライトバルブを用いた投射型
表示装置が開発されている。この液晶を用いた投射型表
示装置では、液晶パネルで空間変調された画像光を投射
レンズによりスクリーンに拡大して投射するようになっ
ている。この投射型表示装置には前面投射型と背面投射
型がある。

【０００３】図１５は、そのスクリーン背面から投射さ
れた画像を、スクリーン前方から観察する背面投射型表
示装置の概略構成図を示すものである。図１５に示すよ
うに、この背面投射型表示装置は、光を出射するための
投射光学系１と、透過型スクリーン２と、投射光学系１
から出射された光Ｌを反射して透過型スクリーン２導く
ミラー３とを有して成る。この透過型スクリーン２は、
通常図１６にその要部の概略断面図を示すように、フレ
ネルレンズ４とレンチキュラーレンズ５によって構成さ
れる。

【０００４】上述の構成による背面投射型表示装置にお
いては、投射光学系１から投射された光Ｌは、フレネル
レンズ４によってほぼ平行光となり、さらにレンチキュ
ラーレンズ５によって左右に拡散される。このように、
この従来通常の背面型投射表示装置では、投射光学系１
から出射された画像光は透過型スクリーン２に拡大投射
されるようになっている。すなわち、観察者は投射光学
系１の反対側から透過型スクリーン２の透過光として投
射画像の観察を行う。

【０００５】ところで、一般に背面投射型表示装置は、
明るい部屋で用いられることが多く、この場合室内照明
等の外乱光がレンチキュラーレンズ５の表面で反射さ
れ、これが画像光と共に透過型スクリーンを出射して画
像のコントラストが低下してしまう問題が生じていた。
従来では、この対策としてレンチキュラーレンズ５の前
面に別途、スモーク板（図示せず）を設け、外乱光の一
部を吸収させることが行われ、これによりコントラスト
の低下を抑制する方法が採られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うにスモーク板を設けた場合、このスモーク板を通過す
る際に画像光の一部も同様に吸収され画像の輝度が低下
するため、より消費電力の大きい光源を使用しなけれ
ば、充分な輝度が得られないという問題がある。また、
このように消費電力を増大させた場合、より厳しい熱対
策が必要であり、コストの増大を招くという新たな問題
が生じる。

【０００７】また、レンチキュラーレンズは、前述した
ように画像光を主として左右（水平）方向に広く拡散さ
せるので、斜めから見た場合でも像を観察することがで
きるものの、これと直交する上下（垂直）方向には殆ど
拡散させることができないために、視点を上下させた場
合、鮮明な画像を観察できる範囲は、極めて狭いという
欠点がある。

【０００８】また、レンチキュラーレンズは、直線的な
形状のレンズが上下方向に延びて規則的に配列されてい
るので、画像にモアレ干渉縞が発生し、著しく画像品位
を低下させるという問題もある。

【０００９】さらに、レンチキュラーレンズには精密な
レンズ形状が全面に渡って形成されており、一部に僅か
な欠陥が生じた場合でも、全体が使用不能となることか
ら、このスクリーンの取扱には細心の注意を払う必要が
ある。さらに、昨今の画像の投射面積のより増大化に伴
い、スクリーンの取扱がより問題となり、コスト高が避
けられないとういう状況下にある。

【００１０】本発明においては、上述した諸問題の解決
をはかり、モアレ干渉縞の発生を改善でき、水平および
垂直の両方向に関する拡散を良好に行って水平および垂
直の両視野角の拡大をはかることができ、またコントラ
ストの高い、画像品位が高い平面型レンズとその製造方
法を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による平面型レン
ズは、透明基材と、この透明基材の光入射側の面に形成
された着色ホットメルト接着剤層と、この着色ホットメ
ルト接着剤層に固着された一層からなる多数の微小球体
状透明ビーズによって構成される。

【００１２】透明基材は、これ自体が剛性を有する基板
によって構成することもできるが、この透明基材がフィ
ルム状基材よりなり、この透明基材の光出射側の面に透
明接着剤を介して剛性の透明基板を接合することができ
る。

【００１３】尚、本明細書において透明とは、目的とす
る光すなわちレンズを透過させるべき光に対してこれを
透過し得るものであることを指称し、いわゆる半透明を
も含めて指称するものである。

【００１４】着色ホットメルト接着剤層は、その全体が
着色層による構成とすることもできるし、透明層と、こ
の上の光入射側に形成された着色層とより構成すること
もできる。

【００１５】微小球体状透明ビーズは、その直径の３０
％以上の部分を着色ホットメルト接着剤層から光入射側
に露出させた状態で配設されている。これは、露出度合
がこの範囲にあると、ビーズの露出面積が大きくなり、
入射光量が増大することによって、画像光の輝度が高く
なるからである。従って、透明ビーズはその直径の４０
％以上を露出させるのがより好ましく、さらには５０％
以上を露出させるのがより好ましい。

【００１６】また着色ホットメルト接着剤層、またはこ
の着色ホットメルト接着剤層を構成する上記着色層は、
黒色又は灰色の顔料あるいは染料により着色されたもの
であることが好ましい。ただし、赤、緑、青あるいはそ
の混色としてもよい。

【００１７】さらに、微小球体状透明ビーズは、例えば
ガラスビーズ、プラスチックビーズ等によって構成する
ことができる。この透明ビーズは、屈折率が１．４以
上、直径が１００μｍ以下であることが好ましい。屈折
率が１．４以上が好ましいのは、屈折率がこの範囲にあ
ると、入射した光が充分集光し、着色接着剤層に吸収さ
れにくく、画像光の輝度がより高くすることができるた
めである。さらに、透明ビーズの屈折率は１．５５〜
１．９５とするのがより好ましく、１．６０〜１．９０
とするのがさらに好ましい。

【００１８】また、微小球体状透明ビーズの直径を１０
０μｍ以下とすることが好ましい。これは、微小球体状
透明ビーズを透明基材上に密な状態で配設したときに、
透明ビーズ間の間隔面積が小さくなり、光の利用効率が
向上し、解像度が高まることによる。また、この透明ビ
ーズの直径は９０μｍ以下とするのがより好ましく、さ
らに、７０μｍ以下とするのがより好ましい。なお、透
明ビーズの直径の下限値は、透明ビーズと透明基材を固
着するのに用いるホットメルト接着剤層が配設可能な厚
みによって規制され、さらには透明ビーズの直径が、光
の波長領域に近づくと透過する画像光束の散乱要素が大
きくなり、正面輝度を低下させる傾向になるので、おの
ずと規定されたものとなる。

【００１９】さらにまた、上記透明基材の光出射側の面
に、光の反射を抑制または制御するための反射防止層ま
たはアンチグレア層が形成されていることが好ましい。

【００２０】また、本発明による平面型レンズの製造方
法においては、透明基材上に、着色ホットメルト接着剤
層を形成する工程と、この着色ホットメルト接着剤層上
に微小球体状透明ビーズを分散配置する工程と、微小球
体状透明ビーズの分散層を上記基材に向かって押圧し上
記着色ホットメルト接着剤層を昇温軟化させて上記微小
球体状透明ビーズを上記着色ホットメルト接着剤層に、
各一部を埋込む工程と、上記着色ホットメルト接着剤層
の降温によって該着色ホットメルト接着剤層を固化して
上記微小球体状透明ビーズを固着する工程とを経て目的
とする平面型レンズを作製する。

【００２１】上述の本発明構成の平面型レンズによれ
ば、コントラストの高い平面型レンズを構成することが
できる。すなわち、この構成においては、微小球体状透
明ビーズが多数個、着色ホットメルト接着剤層に固着さ
れた構成とされるものであり、かつこれら微小球体状透
明ビーズは、その光入射側において着色ホットメルト接
着剤層から露出させた構成とされていることから、入射
光は、多数配列されたすなわち密な微小球体状透明ビー
ズに効率良く入射され、この微小球体状透明ビーズに入
射した光束は、微小球体状透明ビーズのレンズ作用によ
って一旦収束されて拡散される。

【００２２】一方、この平面型レンズへの入射光のう
ち、この微小球体状透明ビーズに入射されなかった光、
すなわちこれら透明ビーズによるレンズ作用を受けるこ
とがない光は、着色ホットメルト接着剤層によって殆ど
吸収されて、平面型レンズの前方へと透過することが阻
止される。

【００２３】また、本発明による平面型レンズの前方す
なわち本来の光出射側から入射する外光に関しても、そ
の多くは着色ホットメルト接着剤層によって吸収される
ことからこれが迷光となって前方から観察されることが
効果的に回避される。

【００２４】したがって、本発明による平面型レンズに
よれば、目的とする光を効果的に導出することができ、
コントラストの向上をはかることができる。

【００２５】また、上述の本発明製造方法によれば、微
小球体状透明ビーズの固定を、着色ホットメルト接着剤
層上に微小球体状透明ビーズの分散配列がなされた微小
球体状透明ビーズの分散層を形成し、その後この微小球
体状透明ビーズの分散層を、着色ホットメルト接着剤層
を昇温軟化させて行って微小球体状透明ビーズの一部を
着色ホットメルト接着剤層に埋込んで、着色ホットメル
ト接着剤層を固化して固定するという方法をとるので、
微小球体状透明ビーズを確実に所定の密度に分散させた
状態でしかも所定の深さに埋込むことができるので光学
的に均一に、かつ量産的に目的とする平面型レンズを作
製することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について説明する。図１乃至図５は、
それぞれ本発明の平面型レンズの実施の形態を示す概略
断面図である。

【００２７】まず、図１に示す平面型レンズ１０は、透
明基材１１と、この透明基材１１の光入射側の面に形成
された着色ホットメルト接着剤層１２と、この着色ホッ
トメルト接着剤層１２に固着された一層からなる多数の
微小球体状透明ビーズ１３とによって構成される。

【００２８】この平面型レンズ１０を得る製造方法は、
透明基材１１上に、着色ホットメルト接着剤層１２を形
成すなわちコーティングし、例えば一旦自然冷却もしく
は強制冷却によって降温させて固化ないしは半固化の状
態となし、これの上に微小球体状透明ビーズ１３を、１
層、すなわち単粒子層配列をもって分散配置する。これ
を、例えば図１１にその概略断面図を示す対の加熱加圧
板２１および２２を有するプレス装置を用いて、その一
方の加熱加圧板２２上に載置して、加熱加圧板２１およ
び２２によって着色ホットメルト接着剤層１２を溶融な
いしは軟化させつつ所定の圧力をもって微小球体状透明
ビーズ１３を着色ホットメルト接着剤層１２に向かって
押圧し、微小球体状透明ビーズ１３を、その直径の一部
すなわち所定の深さだけ着色ホットメルト接着剤層１２
中に埋込む。そして、加熱加圧板２１および２２による
加熱および加圧を排除し、着色ホットメルト接着剤層１
２を室温まで自然冷却もしくは強制冷却して、着色ホッ
トメルト接着剤層１２を固化する。

【００２９】この方法によると、基材１１上に塗布さ
れ、固化された状態にある着色ホットメルト接着剤層１
２上に、微小球体状透明ビーズ１３を配置することか
ら、この配置を密にすなわち最大充填密度をもって単層
に配列することを容易に行うことができ、この状態で再
び着色ホットメルト接着剤層１２を軟化させて、この着
色ホットメルト接着剤層１２中に、透明ビーズ１３を、
押圧埋設するので、透明ビーズは均一な配置密度をもっ
てかつ均一の深さすなわち一定の直径に相当する部分を
埋設することができる。

【００３０】また、平面型レンズの他の実施形態を図２
に示す。この構成は、図１に示す構造と同様であるが、
着色ホットメルト接着剤層１２が、透明基材１１の光入
射側の面に形成された透明層１４と、この透明層１４上
に形成された着色層１５とからなるものである。

【００３１】さらに、他の実施形態として図３に示す平
面型レンズがある。この構成は図１あるいは図２に示す
構造と同様であるが、着色ホットメルト接着剤層１２か
ら露出した微小球体状透明ビーズ１３の露出面に反射防
止膜１６が形成されたものとなっている。この反射防止
膜１６は、真空蒸着によって、例えばＳｉＯ₂，ＴｉＯ
₂，ＭｇＦ₂等の薄膜が単層あるいは多層形成されたも
のである。この反射防止膜１６は、真空蒸着の他、コー
ティング等の公知の技術を用いて成膜される。この反射
防止膜１６の構成により、透明ビーズ１３からの入射光
の反射は抑制され、透過率は向上する。

【００３２】さらに、他の実施形態として図４に示す平
面型レンズがある。この構成は、図１あるいは図２に示
す構造と同様であるが、透明基材１１の光出射側の面が
反射防止面ないしはアンチグレア面１７とされている点
に特徴がある。この反射防止ないしはアンチグレア面１
７の形成により、透明基材１１の光出射側の面に外部か
ら入射する外乱光の透明基材１１表面における正反射を
抑制し、結果的に画像のコントラスト低下を回避するこ
とができる。

【００３３】さらに、他の実施形態として図５に示す平
面型レンズがある。この構成は、図１あるいは図２に示
す構造と同様であるが、透明基材１１の光出射側の面に
偏光部材、すなわち偏光層１８を形成したものである。
この偏光層１８の形成により、外乱光２０が平面型レン
ズを透過する光量を約１／２に低減でき、結果的に画像
のコントラストを高めることができる。

【００３４】図２〜図５において、図１と対応する部分
には同一符号を付して重複説明を省略する。

【００３５】また、さらに、他の実施形態として図６〜
図１０に示す平面型レンズがある。これら図６〜図１０
に示す平面型レンズ１０は、それぞれ図１〜図５の構成
において、その透明基材１１をフィルム状基材によって
構成し、このフィルム状透明基材１１の光出射側の面に
透明接着剤層４２を介して剛性の透明基板４１が接合さ
れた構成としたものである。

【００３６】図６〜図１０において、図１〜図５のそれ
ぞれと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省
略する。

【００３７】上述の各構成において、微小球体状透明ビ
ーズ１３は、屈折率が１．４以上、直径が１００μｍ以
下であり、着色ホットメルト接着剤層１２中に、透明ビ
ーズ１３の直径の３０％以上を露出して埋設されてい
る。

【００３８】また、各実施の形態で適用される透明基材
１１および４１は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂等の透明性を有
する樹脂が用いられる。

【００３９】さらに、この透明基材１１の光出射面に施
される反射防止面ないしはアンチグレア面は、特に限定
するものではないが、これらの例としては、反射防止面
においては、透明基材の上にシリカ、アルミナ等の公知
の反射防止膜１６をコーティングあるいは真空蒸着等に
よって所定の厚みに形成する方法がある。また、アンチ
グレア面においては、樹脂にシリカ、プラスチックビー
ズ等を混入してコーティングする方法や、サンドブラス
ト処理あるいはエンボス賦形処理等によって凹凸を形成
する方法がある。

【００４０】また、各実施の形態に適用される着色ホッ
トメルト接着剤層１２もしくはその着色層１５は、透明
ビーズ１３および透明基材１１に対して充分な接着力を
有している。その材質としては、アクリル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン
系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩
化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル・酢酸
ビニル共重合体、ポリアミド樹脂等からなるホットメル
ト接着剤が用いられる。これらの接着剤をベース樹脂と
し、そこへ顔料を分散するか、あるいは染料により染色
することにより、着色ホットメルト接着剤層１２もしく
はその着色層１５が形成される。

【００４１】この着色ホットメルト接着剤層１２のコー
ティングは、例えば図１２にその概略構成を示す、ナイ
フコータによってコーティングすることができる。この
ナイフコータは、槽３１内に収容された、加熱溶融状態
の着色ホットメルト接着剤３２に浸漬されて回転するア
プリケータロール３３と、透明基材１１を挟み込んで転
動するバックアップロール３４と、アプリケータロール
３３に対する接着剤３２の付着量を規制するスキージ３
５と、アプリケータロール３３によって基材１１上に塗
布された着色ホットメルト接着剤層を平滑化するドクタ
ロール３６とを有してなる。

【００４２】着色ホットメルト接着剤層１２のコーティ
ングは、上述したナイフコートの他に、例えばロールコ
ート、グラビアコート、キスコート、スプレーコート、
ブレードコート、ロッドコート等によることができる。
また、着色ホットメルト接着剤を、その溶剤中に溶解、
希釈した溶液を用い、これをコーティングし、その後乾
燥させることによって着色ホットメルト接着剤層１２の
形成を行うこともできる。

【００４３】そして、着色ホットメルト接着剤層１２
が、透明層１４と着色層１５との２層構造によるとき
は、透明のホットメルト接着剤を上述した各コーティン
グ法によって塗布し、続いて着色ホットメルト接着剤を
同様の方法によってコーティングする。

【００４４】さらに、透明基材１１に偏光層１８を形成
するための偏光部材としては、例えば、一軸延伸したポ
リビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート等の
フィルムにヨウ素、あるいは光２色性染料を吸着させた
偏光子を、透明な基材に貼り合わせたものや、この偏光
子を透明な基材で挟んだ状態で貼り合わせたものが好適
に用いられる。ここで用いられる透明な基材としては、
例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹
脂、セルロース系樹脂等の中から１種あるいは２種を選
択的に組み合わせて用いられる。

【００４５】また、図６〜図１０で示した透明基材１１
をフィルム状として、これの光出射面側を透明接着剤層
４２によって剛性を有する基板４１に接合する構成を採
る場合において、その透明接着剤層４２は、溶液型、エ
マルジョン型、ホットメルト型、感圧（粘着）型等の透
明接着剤によって構成することができ、例えばアクリル
樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂、
ポリスチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン
樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、ポリアミド樹脂等の接着剤を用いることができ
る。

【００４６】次に、図１３および図１４を参照して本発
明による平面型レンズの光学的作用を説明する。図１３
および図１４においては、それぞれ図２および図７に示
した本発明による平面型レンズ１０の光入射側に、この
平面型レンズ１０に画像光６をほぼ平行光として入射さ
せるフレネルレンズ７が対向配置された構成とされてい
る。図１３および図１４において、図２および図７と対
応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
本発明による平面型レンズ１０によれば、光入射面側に
は微小球体状透明ビーズ１３が、１層すなわち単粒子層
配列をもって、密に配列され、かつその一部分を着色ホ
ットメルト接着剤層１２から光入射側に露出させた状態
で着色ホットメルト接着剤層１２によって固定されてい
るので、透明ビーズ１３に投射された入射光の大半は、
この透明ビーズ１３の屈折率に基づいて屈折した後、こ
の着色ホットメルト接着剤層１２が形成された透明基材
１１、あるいは透明基材１１および基板４１を透過し
て、ほぼ全光束が等方的に拡散して出射する。一方、透
明ビーズ１３に入射しなかった光８は着色ホットメルト
接着剤層１２に吸収される。

【００４７】また、着色ホットメルト接着剤層１２から
光入射側に露出した透明ビーズ１１の露出面に、反射防
止膜が形成されている場合は、入射光の反射を抑制する
ことができるので、さらに透過率を上げることができ
る。

【００４８】また、透明基材１１、あるいは基板１４か
ら入射する外乱光９は、着色ホットメルト接着剤層１２
へと達するが、大半がここで吸収されるために、透明ビ
ーズ１３を通って例えば投射型表示装置の内部まで透過
して迷光となることが少なく、映像のコントラストを高
めることができる。

【００４９】また、着色ホットメルト接着剤層１２が黒
色あるいは灰色の顔料または染料によって着色されてい
る場合は、コントラストのより高い画像とすることがで
きる。

【００５０】以上のことから、観視者はどの角度から見
ても明るく、コントラストの高い映像を見ることができ
る。

【実施例】本発明を、実施例に基づいて、さらに詳細に
説明する。（実施例１）この実施例１においては、図１の平面型レ
ンズ１０を以下のように作製した。まず、ポリエチレン
テレフタレート樹脂からなる平坦な透明基材１１（厚さ
０．２５ｍｍ）の一方の表面に、ポリエステル系ホット
メルト接着剤（東洋紡績株式会社製、商品名バイロン３
００）１００重量部に対し、黒色カーボンを３重量部配
合した着色ホットメルト接着剤層１２を、乾燥後１０μ
ｍの厚みになるように図１２で説明したナイフコーター
により塗布形成した。次に、この着色ホットメルト接着
剤層１２の上に、屈折率１．８０、平均直径５５μｍの
微小球体状透明ビーズ１３（ガラスビーズを使用）を密
に配設し、図１１で説明したプレス装置による熱プレス
により、温度１３０℃、圧力４ｋｇ／ｃｍ²で１０分間
保持した後、常温まで冷却することにより、ビーズを埋
設した。透明ビーズ１３の埋設後の着色ホットメルト接
着剤層１２の厚さは２０μｍであった。また、透明ビー
ズ１３は埋設深さ方向にその直径の６４％が露出してい
た。

【００５１】図１５に示す背面投射表示装置に用いられ
ている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレン
チキュラレンズ５に替えて、本実施例１による平面型レ
ンズ１０を装着して、投射画像を観察したところ、従来
のレンチキュラレンズ５を用いたスクリーンに比較して
水平方向で１．５倍、垂直方向で１０倍の視野角を得
た。また、コントラストが高く、解像度も良好な品位の
高い画像が観察できた。

【００５２】（実施例２）この実施例２においては、図
２で示した平面型レンズ１０を以下のように作製した。
まず、ポリエチレンテレフタレート樹脂からなる平坦な
透明基材１１（厚さ０．２５ｍｍ）の一方の表面に、ポ
リエステル系ホットメルト接着剤（東洋紡績株式会社
製、商品名バイロン５６０）からなる透明層１４を、乾
燥後１４μｍになるように図１２で説明したナイフコー
ターにより塗布し、更にポリエステル系ホットメルト接
着剤（東洋紡績株式会社製、商品名バイロン３００）１
００重量部に対し、黒色カーボンを３重量部配合した着
色層１５を、乾燥後１０μｍの厚みになるように同様の
ナイフコーターにより塗布して、透明層１４と着色層１
５とよりなる着色ホットメルト接着剤層１２を形成し
た。次に、この着色ホットメルト接着剤層１２の上に、
屈折率１．８０、平均直径５５μｍの微小球体状透明ビ
ーズ１３（ガラスビーズを使用）を密に配設し、図１１
の熱プレスにより、温度１３０℃、圧力４ｋｇ／ｃｍ²
で１０分間保持した後、常温まで冷却することにより、
ビーズ１３を埋設した。ビーズ埋設後の着色ホットメル
ト接着剤層１２の厚さは２０μｍであった。また、ビー
ズ１３は埋設深さ方向にその直径の６４％が露出してい
た。

【００５３】図１５に示す背面投射表示装置に用いられ
ている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレン
チキュラレンズ５に替えて、実施例２による平面型レン
ズ１０を装着して、投射画像を観察したところ、従来の
レンチキュラレンズ５を用いたスクリーンに比較して水
平方向で１．５倍、垂直方向で１０倍の視野角を得た。
また、コントラストが高く、解像度も良好な品位の高い
画像が観察できた。

【００５４】（実施例３）この実施例３においては、図
３で示した平面型レンズ１０を以下のように作製した。
まず、実施例２と同様にして得られた平面型レンズ１０
の微小球体状透明ビーズ１３の露出面に、真空蒸着を用
いてＳｉＯ₂からなる反射防止膜１６を膜厚１００ｎｍ
の厚みに成膜した。この反射防止膜１６の構成によりビ
ーズ１３は、埋設深さ方向にその直径の６４％が露出し
ていた。

【００５５】図１５に示す背面投射表示装置に用いられ
ている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレン
チキュラレンズ５に替えて、この実施例３による平面型
レンズ１０を装着して、投射画像を観察したところ、実
施例２と同様に、従来のレンチキュラレンズ５を用いた
スクリーンに比較して水平方向で１．５倍、垂直方向で
１０倍の視野角を得た。また、画像の輝度が実施例２に
比べて向上し、コントラスト、解像度共に良好な品位の
高い画像が観察できた。

【００５６】（実施例４）この実施例４においては、図
４で示した平面型レンズ１０を以下のように作製した。
まず、実施例２と同様にして得られた平面型レンズの透
明基材１１の画像光の出射側の面に、真空蒸着を用いて
ＳｉＯ₂からなる反射防止膜１７を膜厚１００ｎｍの厚
みに成膜した。この反射防止膜１７の構成によりビーズ
は、埋設深さ方向にその直径の６４％が露出していた。

【００５７】図１５に示す背面投射表示装置に用いられ
ている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレン
チキュラレンズ５に替えて、この実施例４による平面型
レンズ１０を装着して、投射画像を観察したところ、実
施例２と同様に、従来のレンチキュラレンズ５を用いた
スクリーンに比較して水平方向で１．５倍、垂直方向で
１０倍の視野角を得た。また、実施例２に比べてコント
ラストがさらに向上し、また、外乱光による弊害もな
く、解像度も良好な品位の高い画像が観察できた。

【００５８】（実施例５）この実施例５においては、図
５で示した平面型レンズ１０を以下のように作製した。
まず、実施例２と同様にして得られた平面型レンズの透
明基材１１の画像光の出射側の面に、偏光フィルム（日
東電工株式会社製、商品名ＮＰＦ−Ｇ１２２５Ｄｕ）を
アクリル系粘着剤を用いて貼着して偏光層１８を形成し
た。

【００５９】図１５に示す背面投射表示装置に用いられ
ている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレン
チキュラレンズ５に替えて、この実施例５による平面型
レンズ１０を、出射光の偏光方向と偏光フィルムの透過
軸を略一致させて装着して、投射画像を観察したとこ
ろ、実施例２と同様に、従来のレンチキュラレンズ３４
を用いたスクリーンに比較して水平方向で１．５倍、垂
直方向で１０倍の視野角を得た。また、実施例２に比べ
てコントラストがさらに向上し、また、外乱光による弊
害も少なく、解像度も良好な品位の高い画像が観察でき
た。

【００６０】（実施例６）着色ホットメルト接着剤層１
２の厚さを乾燥後で３０μｍにした以外は、実施例１と
同様にして平面型レンズを作製した。完成後の着色ホッ
トメルト接着剤層１２の厚さは４０μｍであった。ま
た、微小球体状透明ビーズ１３はその直径の２７％が着
色接着剤層１２から露出していた。

【００６１】図１５に示す背面投射表示装置に用いられ
ている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレン
チキュラレンズ５に替えて、この実施例６による平面型
レンズ１０を装着して、画像を観察したところ、従来の
レンチキュラレンズ５を用いたスクリーンに比較して、
水平方向で１．５倍、垂直方向で１０倍の視野角を得
た。そして、コントラスト、解像度共に良好な品位の高
い画像が観察できた。また、輝度も従来のレンチキュラ
レンズ５を用いたスクリーンに比較して高かった（ただ
し、実施例１と比較するとやや低かった）。

【００６２】（実施例７）微小球体状透明ビーズ１３と
して、ガラスビーズに替え、屈折率１．４９、直径５０
μｍのポリメタクリル酸メチルビーズを用いた以外は、
実施例１と同様にして平面型レンズ１０を作製した。

【００６３】完成後の着色ホットメルト接着剤層１２の
厚さは２０μｍであった。また、ビーズ１３は、その直
径の６０％が着色ホットメルト接着剤層１２から露出し
ていた。

【００６４】図１５に示す背面投射表示装置に用いられ
ている透過型スクリーン２を構成する図１６に示すレン
チキュラレンズ５に替えて、本実施例による平面型レン
ズ１０を装着して、画像を観察したところ、従来のレン
チキュラレンズ５を用いたスクリーンに比較して、水平
方向で１．２倍、垂直方向で８倍の視野角を得た。そし
て、コントラスト、解像度共に良好な品位の高い画像が
観察できた。

【００６５】（実施例８）実施例１と同様の方法および
構成によって、着色ホットメルト接着剤層１２によって
微小球体状透明ビーズ１３を密に配置固着したフィルム
状透明基材１１を、図６に示すように、厚さ５０μｍに
アクリル系接着剤層４２を塗布した厚さ２ｍｍのアクリ
ル樹脂よりなる剛性を有する基板４１に微小球体状透明
ビーズ１３を有する側とは反対側において接合した。こ
のようにして実用的強度を有する透過型スクリーンを作
製した。

【００６６】このようにして形成したスクリーンは、実
施例１で説明したと同様の光学的特性、すなわち水平、
および垂直の視野角およびコントラスト等を得ることが
できた。（実施例９）実施例２と同様の方法および構成によっ
て、透明層１４および着色層１５よりなる着色ホットメ
ルト接着剤層１２によって微小球体状透明ビーズ１３を
密に配置固着したフィルム状透明基材１１を、図７に示
すように、厚さ５０μｍにアクリル系接着剤層４２を塗
布した厚さ２ｍｍのアクリル樹脂よりなる剛性を有する
基板４１に微小球体状透明ビーズ１３を有する側とは反
対側において接合した。このようにして実用的強度を有
する透過型スクリーンを作製した。

【００６７】このようにして形成したスクリーンは、実
施例２で説明したと同様の光学的特性、すなわち水平、
および垂直の視野角およびコントラスト等を得ることが
できた。（実施例１０）実施例３と同様の方法および構成によっ
て、透明層１４および着色層１５よりなる着色ホットメ
ルト接着剤層１２によって微小球体状透明ビーズ１３を
密に配置固着し、透明ビーズ１３の、光入射側の露呈部
に反射防止膜１６を形成したフィルム状透明基材１１
を、図８に示すように、厚さ５０μｍにアクリル系接着
剤層４２を塗布した厚さ２ｍｍのアクリル樹脂よりなる
剛性を有する基板４１に微小球体状透明ビーズ１３を有
する側とは反対側において接合した。このようにして実
用的強度を有する透過型スクリーンを作製した。

【００６８】このようにして形成したスクリーンは、実
施例３で説明したと同様の光学的特性、すなわち水平、
および垂直の視野角およびコントラスト等を得ることが
できた。

【００６９】（実施例１１）図９に示すように、実施例
４におけると同様の反射防止膜１７が一方の面に形成さ
れ、他方の面に厚さ５０μｍにアクリル系透明接着剤層
４２を塗布した厚さ２ｍｍのアクリル樹脂よりなる剛性
を有する透明基板４１を用意した。そして、この透明基
板４１の、透明接着剤層４２を有する側に、実施例４と
同様の方法および構成によって、透明層１４および着色
層１５よりなる着色ホットメルト接着剤層１２に微小球
体状透明ビーズ１３が密に配置固着したフィルム状透明
基材１１を、微小球体状透明ビーズ１３を有する側とは
反対側において接合して、実用的強度を有する透過型ス
クリーンを作製した。

【００７０】このようにして形成したスクリーンは、実
施例４で説明したと同様の光学的特性、すなわち水平、
および垂直の視野角およびコントラスト等を得ることが
できた。

【００７１】（実施例１２）図１０に示すように、実施
例５におけると同様の偏光層１８が一方の面に形成さ
れ、他方の面に厚さ５０μｍにアクリル系透明接着剤層
４２を塗布した厚さ２ｍｍのアクリル樹脂よりなる剛性
を有する透明基板４１を用意した。そして、この透明基
板４１の、透明接着剤層４２を有する側に、実施例５と
同様の方法および構成によって、透明層１４および着色
層１５よりなる着色ホットメルト接着剤層１２に微小球
体状透明ビーズ１３が密に配置固着したフィルム状透明
基材１１を、微小球体状透明ビーズ１３を有する側とは
反対側において接合して、実用的強度を有する透過型ス
クリーンを作製した。

【００７２】このようにして形成したスクリーンは、実
施例５で説明したと同様の光学的特性、すなわち水平、
および垂直の視野角およびコントラスト等を得ることが
できた。

【００７３】上述したように、本発明による平面型レン
ズは、水平方向のみならず、垂直方向の視野角を高める
ことができると共に、例えば背面投射表示装置に用いら
れている透過型スクリーンに適用してコントラスト、解
像度共に良好な品位の高い画像が観察できるものであ
る。

【００７４】また、本発明による平面型レンズにおいて
は、着色ホットメルト接着剤層１２によって微小球体状
透明ビーズ１３の固着を行うようにしたことによって、
透明ビーズ１３の均一な分散と、埋設量の設定を行うこ
とができるので、安定して特性の均一な平面型レンズの
作製を容易に行うことができる。

【００７５】尚、上述した例は主として本発明による平
面型レンズを透過型スクリーンに適用する場合について
説明したが、液晶表示装置、プラズマ表示装置、エレク
トロルミネッセンス表示装置等の視野角拡大板、あるい
は液晶用バックライト、各種照明光源等の光を拡散する
光拡散板等に用いることができる。

【００７６】

【発明の効果】上述したように、本発明構成の平面型レ
ンズによれば、モアレ干渉縞の発生を改善でき、またコ
ントラストの高い平面型レンズを構成することができ
る。すなわち、この構成においては、微小球体状透明ビ
ーズが多数個、着色ホットメルト接着剤層に固着された
構成とされるものであり、かつこれら微小球体状透明ビ
ーズは、その光入射側において着色ホットメルト接着剤
層から露出させた構成とされていることから、入射光
は、多数配列されたすなわち密な微小球体状透明ビーズ
に効率良く入射され、この微小球体状透明ビーズに入射
した光束は、微小球体状透明ビーズのレンズ作用によっ
て一旦収束されて水平および垂直方向にすなわち立体的
に拡散されることから、モアレ干渉縞の発生を改善で
き、水平および垂直両方向に関する視野角の拡大をはか
ることができる。

【００７７】一方、この平面型レンズへの入射光のう
ち、この微小球体状透明ビーズ１３に入射されずに透明
ビーズ１３によるレンズ作用を受けることがない光は、
着色ホットメルト接着剤層１２によって殆ど吸収され
て、平面型レンズの前方へと透過することが阻止され
る。

【００７８】また、本発明による平面型レンズ１０の前
方すなわち本来の光出射側から入射する外光に関して
も、その多くは着色ホットメルト接着剤層１２によって
吸収されることからこれが迷光となって前方から観察さ
れることが効果的に回避される。

【００７９】したがって、本発明による平面型レンズに
よれば、どの方向から見ても広い視野角を持ち、画像の
輝度を低下させることなく、コントラストを向上させる
ことができる。

【００８０】また、上述の本発明製造方法によれば、微
小球体状透明ビーズ１３の固定を、着色ホットメルト接
着剤層１２上に微小球体状透明ビーズの分散配列がなさ
れた微小球体状透明ビーズの分散層を形成し、その後こ
の微小球体状透明ビーズの分散層を、着色ホットメルト
接着剤層を昇温軟化させて行って微小球体状透明ビーズ
の一部を着色ホットメルト接着剤層に埋込んで、着色ホ
ットメルト接着剤層を固化して固定するという方法をと
るので、微小球体状透明ビーズを確実に所定の密度に分
散させた状態でしかも所定の深さに埋込むことができる
ので光学的に均一に、かつ量産的に目的とする平面型レ
ンズを作製することができる。

【００８１】また、透明ビーズの露出面に、反射防止膜
が形成されている場合は、入射光の反射を抑制すること
ができるので、さらに透過率を上げることができる。

【００８２】また、透明基材の光出射側の面に、反射防
止処理またはアンチグレア処理されている場合には、外
乱光の鏡面反射を抑制し、この平面型レンズ１０に入射
させた映像を、光出射側からコントラストを低下させる
ことなく観察することができる。

【００８３】また、透明基材１１の光出射側の面もしく
はこの光出射側の面に接合した透明基板４１に、偏光層
１８を設けた場合には、外乱光の約１／２を吸収するの
で、映像のコントラストを低下させることはない。

【００８４】したがって、本発明によれば、品位の高い
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模
式的断面図である。

【図２】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模
式的断面図である。

【図３】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模
式的断面図である。

【図４】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模
式的断面図である。

【図５】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模
式的断面図である。

【図６】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模
式的断面図である。

【図７】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模
式的断面図である。

【図８】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模
式的断面図である。

【図９】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す模
式的断面図である。

【図１０】本発明の平面型レンズの一実施の形態を示す
模式的断面図である。

【図１１】本発明による平面型レンズの製造方法に用い
るプレス装置の一例の概略断面図である。

【図１２】本発明による平面型レンズの製造方法に用い
る着色ホットメルト接着剤層のコーティング装置の一例
の概略断面図である。

【図１３】本発明の平面型レンズの一実施の形態の光学
的作用を示す模式的断面図である。

【図１４】本発明の平面型レンズの一実施の形態の光学
的作用を示す模式的断面図である。

【図１５】平面型レンズが適用される一般的な背面投射
型表示装置の概略構成図である。

【図１６】従来の平面型レンズの構造を示す模式的断面
図である。

【符号の説明】

１投射光学系、２透過型スクリーン、３ミラー、
４，７フレネルレンズ、５レンチキュラレンズ、６
画像光、９外乱光、１０平面型レンズ、１１透
明基材、１２着色ホットメルト接着剤層、１３微小
球体状透明ビーズ、１４透明層、１５着色層、１
６，１７反射防止膜、１８偏光層、４１基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 67:00 509:10 (72)発明者松井健東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者鈴木広次東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者河村和典大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者岩元登志明大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者平太麗司大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基材と、この透明基材の光入射側の面に形成された着色ホットメ
ルト接着剤層と、この着色ホットメルト接着剤層に固着された一層からな
る多数の微小球体状透明ビーズとによって構成されてな
ることを特徴とする平面型レンズ。
【請求項２】上記透明基材がフィルム状基材よりな
り、該透明基材の光出射側の面に透明接着剤を介して剛
性の透明基板が接合されてなることを特徴とする請求項
１に記載の平面型レンズ。
【請求項３】上記着色ホットメルト接着剤層が、透明
層と、この上の光入射側に形成された着色層とよりなる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の平面型レン
ズ。
【請求項４】上記微小球体状透明ビーズは、その直径
の３０％以上の部分が、上記着色ホットメルト接着剤層
から光入射側に露出させた状態で配設されていることを
特徴とする請求項１、２または３に記載の平面型レン
ズ。
【請求項５】上記着色ホットメルト接着剤層は、黒色
ないしは灰色に着色されたことを特徴とする請求項１、
２、３または４に記載の平面型レンズ。
【請求項６】上記微小球体状透明ビーズは、屈折率が
１．４以上であり、直径が１００μｍ以下であることを
特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の平面
型レンズ。
【請求項７】上記微小球体状透明ビーズが、ガラスビ
ーズよりなることを特徴とする請求項１、２、３、４、
５または６に記載の平面型レンズ。
【請求項８】上記透明基材もしくは上記剛性の透明基
板の光出射側の面が反射防止面もしくはアンチグレア面
とされたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、
６または７に記載の平面型レンズ。
【請求項９】上記微小球体状透明ビーズの、上記着色
ホットメルト接着剤層から光入射側に露出した露出面
に、上記入射光の反射を抑制する反射防止膜が形成され
てなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、
６、７または８に記載の平面型レンズ。
【請求項１０】上記透明基材もしくは上記剛性の透明
基板の光出射側の面に、偏光部材が設けられたことを特
徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または
９に記載の平面型レンズ。
【請求項１１】透明基材上に、着色ホットメルト接着
剤層を形成する工程と、該着色ホットメルト接着剤層上
に微小球体状透明ビーズを分散配置する工程と、上記微
小球体状透明ビーズの分散層を上記基材に向かって押圧
し上記着色ホットメルト接着剤層を昇温軟化させて上記
微小球体状透明ビーズを上記着色ホットメルト接着剤層
に、各一部を埋込む工程と、上記着色ホットメルト接着
剤層の降温によって該着色ホットメルト接着剤層を固化
して上記微小球体状透明ビーズを固着する工程とを経る
ことを特徴とする平面型レンズの製造方法。