KR100909715B1 - 렌즈 어레이 시트 및 투과형 스크린 및 배면투사형 디스플레이 - Google Patents

Abstract

광확산제(미립자)를 과잉으로 이용하는 것에 기인하는 광흡수에 의한 이득(휘도)의 저하나, 백색산란의 증가에 의한 S/N비의 저하를 동반하는 문제도 초래하지 않고 화면의 수평방향 및 수직방향의 시야각 제어를 할 수 있는 렌즈 어레이 시트 및 이것을 이용한 투과형 스크린 및 배면투사형 표시장치를 제공한다.

반원주상의 실린드리컬 렌즈(17,19)가 복수 개 평행하게 배열되어 이루어지는 제1 렌즈 어레이(18)와 제2 렌즈 어레이(20)가 상기 실린드리컬 렌즈(17,19)의 길이방향이 상호 직교하도록 동일평면상(기재층(13a)의 한쪽면상)에 배치되고, 일체화된 렌즈 어레이층(13b)과 그 결상면쪽에 광선이 투과하지 않는 부분이 차광된 차광층(16)을 형성하여 렌즈 어레이 시트로 하고, 또 프레넬 렌즈를 조합하여 투과형 스크린으로 한다.

Description

렌즈 어레이 시트 및 투과형 스크린 및 배면투사형 디스플레이{Lens array sheet and transmission screen and rear projection type display}

본 발명은 프로젝션 TV, 디스플레이 등의 투사형 디스플레이에 관한 것으로, 특히, 그 용도에 적합한 렌즈 어레이 시트 및 그것을 이용한 프로젝션 스크린에 관한 것이다.

상기 디스플레이로는, CRT, LCD(액정표시장치), DMD(Digital Micro-mirror Device, 텍사스 인스트루먼트사의 상표) 등의 각종 광학 엔진을 구비하는 프로젝터로부터의 화상을 투영하는 프로젝션 TV가 대표적이고, 특히, 투과형(이하, 투사형, 배면투사형, 리어형 등으로 부른다.) 프로젝션 TV가 대표적이다.

이하, 주로 투과형 프로젝션 TV용 스크린에 관해 본 발명의 설명을 한다.

종래의 프로젝션 TV용 스크린의 하나로서, 도 10에 예시된 구성의 CRT 프로젝터를 구비하는 투사형 TV용으로 사용되는 스크린이 공지되어 있다.

상기 스크린은 통상적으로 관찰자쪽으로부터 순서대로 양면에 렌즈부를 구성하는 요철을 갖는 렌티큘러 시트(320), 프레넬 렌즈 시트(310)의 2장의 렌즈 시트 부재로 구성된다.

또, 관찰자쪽의 가장 바깥 위치에 평탄한 보호판(미도시)이 배치되는 경우도 있다.

렌티큘러 시트(320)는, 수직방향을 길이방향으로 하는 세로로 긴 실린드리컬 렌즈를 수평방향으로 연속하여 복수배치한 렌즈부(322, 328)를 양면에 형성하여 이루어지는 구성이고, R, G, B의 3관식 프로젝터에서 투사되는 영상광을 수평방향으로 굴절확산시키는 작용을 갖는 투사쪽 렌즈부(322)와 수평방향으로 굴절확산시키는 작용과 함께 투사쪽 렌즈부(322)와의 상승작용에 의해 컬러 시프트를 수정하는 작용을 갖는 관찰쪽 렌즈부(328)를 갖는다.(이하, 양면 렌티큘러 시트라 하는 경우도 있다.)

양면 렌티큘러 시트(320)는 일반적으로 압출법에 의해 성형되는 것이 일반적이고, 이때, 양면 렌즈부의 광축이 맞지 않으면 안된다.

한편, 프로젝션 스크린에서는 상기와 같은 렌즈부(수평방향으로 실린드리컬 렌즈군이 병렬설치됨으로써 영상광이 수평방향으로 퍼진다.)에 의한 수평방향으로의 굴절확산작용뿐 아니라, 표시영상을 수직방향으로도 시역을 넓히는 작용(수직시야각의 확대화)이 요구된다.

광시역에 걸친 수직시야각의 확대화의 구체예로서, 수직반치각(정면에서 수직방향으로 시점을 이동했을 때에 정면에서 표시영상광의 휘도가 1/2로 저하하는 경우의 정면=스크린에 수직에서 변위하는 각도)으로 10°이상이 요구되고 있다.

또, 프로젝션 스크린에서는 표시영상광을 높은 콘트라스트로 보는 것도 요구되고, 표시영상광 이외의 주변광을 스크린표면에서 반사시켜서 관찰에 기여하게 하지 못하는 것과 콘트라스트(=화면의 명휘도/암휘도)의 수치를 높이기 위해 상기 식 의 분자를 작게 할 목적으로 실린드리컬 렌즈의 비집광부(즉, 영상광의 비투과부에 해당)에 대응하는 블랙 스트라이프(BS)로 이루어지는 차광층(325)을 형성하는 것도 필요하다.

양면 렌티큘러 시트(320)는 상기와 같이 복수대(일반적으로, R, G, B의 3대)의 CRT프로젝터를 구비하는 타입의 투사형 프로젝션 TV에 이용되고 있다.

한편, 프로젝터가 1대(즉, 하나의 렌즈로부터 풀 컬러표시영상이 투사된다)뿐인 타입의 투사형 프로젝션 TV도 있고, 프로젝터 내의 광학엔진부로서 LCD나 DMD 등이 채용되는 방식이다.

프로젝터가 1대(단관식)인 투사형 프로젝션 TV용 스크린에서는 R, G, B의 영상광의 색번짐(컬러 시프트)을 보정할 필요가 없고, 단순히 영상광의 사출범위(시야각)를 넓히는 것만으로 충분하기 때문에 실린드리컬 렌즈군으로 이루어지는 렌즈부는 렌즈 시트의 한쪽 면에만 갖는 구성(편면 렌티큘러 시트라 함)으로 충분하다.

도 11은 단관식 프로젝션 TV에 사용되는 투과형 스크린의 구성예를 도시한 설명도이다.

투과형 스크린은 기본적으로 렌티큘러 시트(370)와 프레넬 렌즈 시트(360)의 2개의 부재로 구성되어 있다.

렌티큘러 시트(370)는 렌즈부(71)를 한쪽 면에만 형성하고, 또 렌즈부(371)를 형성하지 않는 평탄면에는 차광층(375)이 형성되어 있다.

편면 렌티큘러 시트를 구비하는 스크린의 경우도 앞에서 서술한 양면 렌티큘러 시트와 같이 수직방향의 시야각 확대화도 요구되고 있다.

도 5는 액정 프로젝션 TV 등에 사용하는 종래의 투과형 스크린 구성의 일례를 상세하게 도시한 것이다. 도면 중, 부호 1은 프레넬 렌즈이고, 이 프레넬 렌즈(1)는 판상의 기재층(1a)의 한쪽 면에 동심원상의 요철이 형성된 렌즈층(1b)이 설치되어 구성되어 있다. 일반적으로 액정 프로젝션 TV내에서 프로젝터는 기재층(1a)쪽에 배치된다.

그리고, 프레넬 렌즈(1)의 렌즈층(1b)쪽에 렌티큘러 시트(2)가 배치되어서 이들 프레넬 렌즈(1)와 렌티큘러 시트(2)로 이루어지는 투과형 스크린이 구성되어 있다.

이 렌티큘러 시트(2)의 일례로서, 순차적층된 렌티큘러층(3), 감광성 수지층(5), 차광층(6), 점착제층(7) 및 확산층(8)으로 개략적으로 구성되어 있고, 렌티큘러층(3)이 프레넬 렌즈(1)쪽으로 배치되며, 확산층(8)이 관찰자쪽으로 배치된다. 또한 확산층(8)의 관찰자쪽 면에는 표면보호를 위해 필요에 따라 하드코트층(9)이 설치되어 있다.

렌티큘러층(3)은 판상의 기재층(3a)과 그 한쪽 면에 설치된 렌즈층(3b)으로 구성되어 있다. 렌즈층(3b)은, 예를 들면 반원주상의 실린드리컬 렌즈(4)를 복수 개, 그 길이방향이 평행해지도록 배열하여 구성되어 있고, 그 원통면(4a)이 프레넬 렌즈(1)쪽으로 배치되어 있다.

이하, 이 렌티큘러 시트(2)의 구성에 관해 그 제조조작의 일례를 설명한다.

렌티큘러층(3)의 제조에 있어서는 기재층(3a)의 한쪽 면과 렌즈층(3b)의 역형상을 갖는 성형형(스탬퍼) 사이에 방사선 경화형 수지를 미경화상태로 개재시키 고 기재층(3a)의 다른쪽 면에서 소정 방사선을 조사하여 상기 수지를 경화시킴으로써 소정 형상의 렌즈층(3b)을 형성하고 상기 렌즈층(3b)을 기재층(3a)에 중합접착시켜서 렌티큘러층(3)을 얻는다.

이어서, 렌티큘러층(3)의 기재층(3a)쪽 면에 감광성 수지층(5)을 도포한다.

감광성 수지층(5)으로는 노광하지 않은 상태에서는 점착성이 있고 노광되면 변성하여 점착성이 거의 소실되는 특성을 갖는 것이 예시된다.

그리고, 실제로 투과형 스크린으로 사용하는 경우와 같이 렌즈층(3b)쪽에서 프레넬 렌즈(1)를 통해 광을 조사하면 렌티큘러층(3)을 통해 집광한 스트라이프상의 광선이 감광성 수지층(5)에 조사된다. 그리고, 노광된 부분의 감광성 수지층(5)이 변성되고 점착성이 소실된다. 그리고 이 감광성 수지층(5)에 블랙 카본 등을 포함하는 흑색의 전사층을 구비한 전사필름을 붙이면 점착성이 있는 노광되지 않은 부분에 선택적으로 전사층이 전이되고, 흑색 라인이 복수 병렬된 스트라이프상의 차광층(6)이 형성된다.

즉, 차광층(6)에 의해 광선이 투과되지 않는 부분이 차광된다.

그 후, 필름상의 점착제층(7)을 개재하고 판상의 확산층(8)을 더 적층하여 견고하게 일체화함으로써 렌티큘러 시트(2)를 얻을 수 있다. 또한 확산층(8)은 예를 들면 아크릴계 등의 플라스틱 등으로 이루어지는 매트릭스 중에 복수의 유리구슬(glass beads) 등으로 이루어지는 확산재를 혼합한 것이다.

그리고, 필요에 따라 확산층(8)의 표면에 하드코트층(9)을 적층하여 일체화한다.

그리고, 이 투과형 스크린을 도 5에 도시한 것과 같이 프로젝터를 구비한 액정 프로젝터 등에 설치하고 프로젝터에서 광선을 조사하면 이 광선이 프레넬 렌즈(1)를 통해 대략 평행한 광선이 된다. 그리고, 이 광선이 렌티큘러층(3)을 투과함으로써 소정의 배광각도가 부여되고 화면의 좌우방향(수평방향)으로 적당한 각도로 퍼지고 이 방향에서 시야각의 제어가 이루어진다. 또, 렌티큘러층(3)을 투과한 광선은 실린드리컬 렌즈의 길이방향과 평행한 스트라이프상의 광선이 되어 차광층(6)을 거쳐서 이윽고 확산층(8)의 작용에 의해 화면의 상하방향(수직방향)으로 적당한 각도로 광선이 확산되고 이 방향에서 시야각의 제어가 이루어진다. 또한, 차광층(6)에 의해 S/N비를 향상시켜서 콘트라스트가 양호한 화상을 제공할 수 있다.

위에서 서술한 것과 같이, 종래의 렌티큘러 시트 및 투과형 스크린에 있어서는 화면의 수평방향 및 수직방향의 시야각의 제어를 하기 위해 렌티큘러층과 확산층을 조합하여 이용했다. 그러나, 확산층은 광흡수에 의한 이득(휘도)의 저하, 백색산란의 증가에 따른 S/N비의 저하를 동반하는 문제점이 있었다.

또, 2장의 렌티큘러 시트를 각각의 실린드리컬 렌즈의 길이방향이 직교하도록 겹쳐서 이용하거나 1장의 기재층 양면에 실린드리컬 렌즈를 각각 복수배열할 때에 표리 각각의 실린드리컬 렌즈의 길이방향이 직교하도록 설치함으로써 수평방향 및 수직방향의 시야각 제어를 하는 방법도 생각할 수 있다.

그러나, 전자의 경우는, 2장의 렌티큘러 시트 각각에 의한 광학특성을 유지하기 위해 양자의 배치관계를 엄밀히 제어할 필요가 있으며 실린드리컬 렌즈를 구성하는 재료가 실질적으로 2배가 되며 또 미세한 렌즈의 가공도 2회 할 필요가 있기 때문에 재료비, 가공비 등이 높아지는 문제점이 있다.

후자의 경우는 각각 병렬방향이 다른 실린드리컬 렌즈군을 1장의 기재층 표리에 형성하기 위해 역시 동일하게 렌즈부의 가공공정을 2회에 걸쳐 행할 필요가 있다.

또한, 마이크로 렌즈 어레이와 같이 수직방향과 수평방향의 양쪽에 배광각도를 부여할 수 있는 각각의 독립된 복수의 렌즈나 프리즘을 기재층의 한쪽 면상에 촘촘하게 배치하는 방법도 생각할 수 있지만, 복잡한 가공이 필요하고 면적확대나 미세화가 곤란하며 생산성도 낮으므로 역시 비용상승은 피할 수 없다.

또한, 일본 특허공개 평9-311203호 공보에는 입광면에 렌티큘러 렌즈형상을 갖는 복수의 렌티큘러 렌즈소자(실린드리컬 렌즈)가 평면상으로 평행하게 배열되어 이루어지는 렌즈판을 구성하고 각각의 실린드리컬 렌즈의 표면을 따라 미세 렌티큘러 렌즈형상이 직교하여 부형 형성되어 있는 구성의 렌티큘러 렌즈 시트가 개시되어 있다.

위에서 서술한 것과 같이, 투과형 프로젝션 TV에서는 수직방향의 시야각 확대화와 콘트라스트 향상에 관한 해결과제를 갖고 있다.

종래의 렌티큘러 시트 및 투과형 스크린에서는 화면의 수평방향 및 수직방향의 시야각 제어를 하기 위해 일반적으로 광확산성 미립자를 분산하여 이루어지는 광확산층을 렌티큘러 시트와 조합하여 이용하고 있다.

그러나, 상기한 광확산층에서는 광확산제(미립자)를 과잉으로 이용하면 광흡수에 의한 이득(휘도)의 저하나 백색산란의 증가에 따른 S/N비의 저하를 동반하는 문제점도 초래되었다.

또, 액정 프로젝터를 구비한 투과형 프로젝션 TV에서는 투영렌즈의 투사동의 지름이 작기 때문에 CRT투과형 프로젝션 TV에 비교해서 프로젝터로부터의 입사광 휘도가 국소적으로 높아지는 현상(핫 스팟), 실린드리컬 렌즈의 병설방향으로 줄무늬상으로 밝게 보이는 현상(핫 바), 투영화상 내에 시각되는 불필요한 아른거리는 현상(신틸레이션)이 발생하기 쉬운 등 고유한 과제를 갖고 있다.

또한, 수직방향의 시야각 확대화나 핫 스팟, 핫 바, 신틸레이션을 해소하는 등의 과제를 해결하는 데에는 광확산제(미립자)의 사용에 따른 광확산성을 높이는 것만으로는 충분한 해결이 어렵고, 또, 렌즈기능에 따른 배광각도의 부여가 새롭게 요구된다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로 광흡수가 적고 이득(휘도)저하가 적으며 백색산란을 억제할 수 있는 투과형 스크린을 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 재료비, 가공비 등이 저렴한 투과형 스크린을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 실시예에 관한 발명은 반원주상의 실린드리컬 렌즈가 복수 개 평행하게 배열되어 이루어지는 제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이가 상기 실린드리컬 렌즈의 길이방향이 상호 직교하도록 동일평면상에 배치되고 일체화된 렌즈층을 갖는 렌즈 어레이층을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트이다.

본 발명의 제2 실시예에 관한 발명은 제1 렌즈 어레이의 높이가 제2 렌즈 어레이의 높이와 동일한 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트이다.

본 발명의 제3 실시예에 관한 발명은 제1 렌즈 어레이의 높이가 제2 렌즈 어레이의 높이와 다른 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트이다.

본 발명의 제4 실시예에 관한 발명은 렌즈 어레이층의 결상면쪽에 광선이 투과하지 않는 부분이 차광된 차광층을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트이다.

본 발명의 제5 실시예에 관한 발명은 상기 실린드리컬 렌즈의 단면이 비구면 형상인 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제2항의 렌즈 어레이 시트이다.

본 발명의 제6 실시예에 관한 본 발명은 렌즈 어레이층이 기재층과 그 한쪽면에 설치된 렌즈층으로 이루어지고 상기 렌즈층이 방사선 경화형 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트이다.

본 발명의 제7 실시예에 관한 발명은 제1 ~ 4 중 어느 하나의 실시예의 렌즈 어레이 시트와, 프레넬 렌즈를 갖는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린이다.

본 발명의 제8 실시예에 관한 발명은 상기 프레넬 렌즈가 기재층과 그 한쪽면에 설치된 렌즈층으로 이루어지고 상기 렌즈층이 방사선 경화형 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제5 실시예의 투과형 스크린이다.

본 발명의 제9 실시예에 관한 발명은 제7 또는 제8 실시예의 투과형 스크린을 구비한 배면투사형 표시장치이다.

본 발명의 제10 실시예로서 반원주상의 실린드리컬 렌즈가 평행하게 배열되어 이루어지는 제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이가 상기 실린드리컬 렌즈의 길이방향이 상호 직교하도록 동일평면상에 배치되고, 일체화된 렌즈층을 갖는 렌즈 어레이층을 구비하며 제1 렌즈 어레이 또는 제2 렌즈 어레이의 한쪽은 복수 개의 실린드리컬 렌즈가 간극을 두고 평행하게 배열되어 있는 렌즈 어레이 시트를 제공한다.

본 발명의 제11 실시예에 관한 본 발명의 렌즈 어레이 시트에서 상기 제1 렌즈 어레이의 곡부와 상기 제2 렌즈 어레이의 곡부를 일치시켜서 배치해도 좋다.

또, 본 발명의 제12 실시예로서 렌즈 어레이의 결상면쪽에 광선이 투과한 부분이 차광된 차광층을 구비한 구성으로 해도 좋다.

또, 본 발명의 제13 실시예로서 복수 개의 실린드리컬 렌즈가 간극을 두고 평행하게 배열되어 있지 않은 쪽의 제1 또는 제2의 렌즈 어레이는 복수 개의 실린드리컬 렌즈가 간극 없이 평행하게 배열되어 있는 제10 ~ 제12 중 어느 하나의 실시예의 렌즈 어레이 시트를 제공한다.

또한 본 발명의 제14 실시예에 관한 본 발명의 렌즈 어레이 시트에 있어서 적어도 상기 제 1 렌즈 어레이의 실린드리컬 렌즈의 단면이 비구면 형상으로 구성해도 좋다.

또, 본 발명의 제15 실시예로서 상기 렌즈 어레이층이 기재층의 한쪽 면쪽에 설치되고, 또 상기 렌즈 어레이층이 방사선 경화형 수지로 이루어지는 구성으로 해도 좋다.

또, 본 발명의 제16 실시예로서 상기의 실시예의 투과형 스크린을 구비한 배 면투사형 표시장치를 제공한다.

또, 본 발명의 제17 실시예로서 복수 개의 실린드리컬 렌즈가 병렬한 조(組)가 간극을 두고 평행하게 배열되어 이루어지는 제1 렌즈 어레이와 복수 개의 실린드리컬 렌즈가 상기 제1 렌즈 어레이의 길이방향과 교차하는 방향으로 길이방향을 구비한 상기 간극에 배열되어 이루어지는 제2 렌즈 어레이가 동일면상에 설치된 렌즈 어레이층을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트를 제공한다.

또, 본 발명의 제18 실시예로서 상기 렌즈 어레이 시트를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린을 제공한다.

또한, 본 발명의 제19 실시예로서 본 발명의 투과형 스크린은 상기 렌즈 어레이 시트와 프레넬 렌즈를 갖는 구조로 할 수 있다.

본 발명의 제20 실시예에서는 2장의 렌티큘러 시트를 각각의 실린드리컬 렌즈의 길이방향이 직교하도록 적층하여 이용하거나, 기재층의 양면에 실린드리컬 렌즈를 표리 각각에 길이방향이 직교하도록 설치하는 등의 것을 하지 않고, 1장의 렌즈 시트의 한쪽만에만 반원주상의 실린드리컬 렌즈가 복수 개 평행하게 배열되어 이루어지는 제 1 렌즈 어레이와 제 2 렌즈 어레이가 상기 실린드리컬 렌즈의 길이방향이 상호 대략 직교하도록 동일평면상에 배치되며, 일체화된 렌즈층을 갖는 렌즈 어레이층(이하, 직교렌즈부라 부른다)을 구비하는 렌즈 어레이 시트를 채용한다.

본 발명의 제21 실시예에서는, 반원주상의 실린드리컬 렌즈가 복수 개 평행하게 배열되어 이루어지는 제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이가 각각의 실린드리컬 렌즈의 길이방향이 상호 대략 직교하도록 동일 평면상에 배치되고, 일체화된 렌즈층을 갖는 렌즈 어레이층을 구비하는 구성의 렌즈 어레이 시트에 있어서, 제1 렌즈 어레이는 단위렌즈의 정점부가 길이방향에 걸쳐서 연속하고 있고 제1 렌즈 어레이의 인접하는 단위렌즈의 정점과 정점 사이에 단위렌즈의 정점부가 길이방향에 걸쳐 연속하지 않고 단위렌즈가 형성되어 이루어짐으로써 제2 렌즈 어레이가 배치된 구성인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제22 실시예에서는 제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이의 적어도 한쪽은 단위렌즈간에 평탄부를 통해 병설된 구성이어도, 단위렌즈가 간극 없이 병설된 구성이어도 좋다.

본 발명의 제23 실시예에서는 제2 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이에서는 각각의 단위렌즈에 따른 배광특성(확산특성)이 다르게 설계해도 좋다.

본 발명의 제24 실시예에서는 스크린으로서의 최적의 설계에 관한 본 발명은,

제1 렌즈 어레이는 수평방향으로 실린드리컬 렌즈군이 병설하여 이루어지고 수평방향으로 확산(배광)특성을 갖는 렌티큘러(수평 렌티큘러)이고, 제2 렌즈 어레이는 수직방향으로 실린드리컬 렌즈군이 병설하여 이루어지며, 수직확산(배광)특성을 갖는 렌티큘러(수직 렌티큘러)이고, 제1 렌즈 어레이에 의한 배광특성 > 제2 렌즈 어레이에 의한 배광특성이며, 제2 렌즈 어레이에 의한 수직방향의 반치각도(αV; 정면에서 렌즈 어레이 시트에 대해 수직으로 측정한 사출광의 휘도가 수직방향에서 벗어난 각도에서 측정했을 때에 1/2가 되는 측정각도)가 10°이상이고 제2 렌즈 어레이에 의한 수직방향의 시야각 δV(정면에서 렌즈 어레이 시트에 대해 수직으로 측정한 사출광의 휘도가 수직방향에서 벗어난 각도에서 측정했을 때에 1/20이 되는 측정각도)가 35°이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제25 실시예에서는 렌즈 어레이 시트의 렌즈층과 반대측은 평탄면이고 렌즈층에 의한 비집광부에 해당하는 상기 평탄면에는 차광층이 형성된 구성으로 하는 것이 콘트라스트 향상에 있어서 투과형 프로젝션 스크린으로서는 한층 더 바람직하다.

본 발명의 제26 실시예에서는 본 발명의 렌즈 어레이 시트에서는 차광층의 구성은 제1 렌즈 어레이에 따라 스트라이프상으로 연속한 개구부와 제2 렌즈 어레이에 따라 대략 스팟상(각각의 스팟은 실린드리컬 렌즈의 집광부에 따른 스트라이프상이 된다)에 비연속적인 개구부를 갖는 구성이 된다.

상기 평탄면에서의 차광층이 차지하는 비율로는 30 ~ 90%의 범위가 바람직하다.

또, 본 발명의 제27 실시예에서는 렌즈 어레이의 미세화(파인 피치화)에 있어서는 방사선 투과성 기재로 이루어지는 평탄한 기재의 한쪽 면에 방사선 경화성 수지의 경화물로 이루어지는 렌즈층이 형성되어 이루어진 구성인 것이 바람직하다.

본 발명의 제28 실시예에서는 상기의 렌즈 어레이 시트를 프로젝터로부터의 투사광을 대략 평행광으로 출사하는 작용을 갖는 프레넬 렌즈 시트와 조합하여 투과형 프로젝션 스크린이 구성된다.

본 발명의 제29 실시예에서는 투과형 프로젝션 스크린으로서의 범용적인 사용형태로서 광확산성 미립자를 분산하여 이루어지는 광확산층이 프레넬 렌즈 시트와 렌즈 어레이 시트 중 적어도 어느 한쪽에 형성된다.

본 발명의 제30 실시예에서는 렌즈 자체의 집광특성에 따라 집광부/비집광부를 개구부/차광부로 하는 「셀프 얼라이먼트 수법」에 의해 차광패턴(블랙 매트릭스=BM)을 형성하는 경우, 높은 차광율이 실현되고 콘트라스트의 향상에 유리하다.

도 1은 본 발명의 렌즈 어레이 시트의 일례를 구성하는 렌즈 어레이층과 차광층을 도시하는 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시한 렌즈 어레이층을 도시한 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시한 렌즈 어레이층에서 일부를 절단한 단면을 도시한 사시도이다.

도 4는 도1 내지 도 3에 도시하는 렌즈 어레이 시트의 결상패턴의 일례를 도시한 평면도이다.

도 5는 종래의 투과형 스크린의 일례를 도시한 개략 구성도이다.

도 6은 본 발명에 관한 렌즈 어레이 시트의 일실시예를 도시하는 사시도이다.

도 7은 렌즈 어레이 시트의 개략 단면도이다.

도 8은 렌즈 어레이 시트의 요부확대 단면도이다.

도 9는 본 발명에 관한 렌즈 어레이 시트의 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.

도 10은 종래의 프로젝션 스크린의 일례를 도시하는 설명도이다.

도 11은 종래의 프로젝션 스크린의 일례를 도시하는 설명도이다.

도 12는 본 발명의 프로젝션 스크린의 일례를 도시하는 설명도이다.

도 13A 및 13B는 직교렌즈부의 구성예를 도시하는 설명도이다.

도 14는 차광층의 구성예를 도시하는 설명도이다.

도 15는 본 발명의 실시예와 비교예에 관해 광학특성(시야각 특성)을 비교하여 나타내는 표이다.

도 16은 본 발명의 실시예와 비교예에 관해 광학특성(콘트라스트)을 비교하여 나타내는 표이다.

도 17은 본 발명의 렌즈 어레이 시트를 이용한 투과형 스크린을 구비한 배면투사형 표시장치이다.

제1 실시예

도 1은 본 발명의 렌즈 어레이 시트의 일례를 구성하는 렌즈 어레이층과 차광층을 도시한 단면도이고, 도 2는 이 렌즈 어레이층을 도시하는 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시한 렌즈 어레이층에서 일부를 절단한 단면을 도시한 사시도이다. 또, 도 1 내지 도 3에 도시한 렌즈 어레이 시트는 실제로 렌즈형상의 설계를 하고 이에 기초하여 작성한 형상도이다.

이 렌즈 어레이 시트의 주된 특징은 렌즈 어레이층(13)이다. 이 렌즈 어레이층(13)은 판상의 기재층(13a)과 그 한쪽 면에 설치된 렌즈층(13b)으로 구성되어 있다.

렌즈층(13b)은 렌즈의 한쪽면에 원통면(17a), 다른쪽 면에 평면(17b)을 구비한 반원주상의 실린드리컬 렌즈(17)를 복수 개, 그 길이방향이 평행하게 되도록 배열한 제1 렌즈 어레이(18)와, 동일하게 원통면(19a)과 평면(19b)을 구비한 실린드리컬 렌즈(19)를 복수 개, 그 길이방향이 평행해지도록 배열한 제2 렌즈 어레이(20)로 이루어진다.

또, 실린드리컬 렌즈(17, 19)는 단면형상이 완전한 반원형(구면렌즈)이 아니고, 반타원형(타원면 렌즈), 포물선형(포물면 렌즈) 등의 공지의 소위 비반원형(소위 2차의 비구면 형상)의 것, 또는 2차 이후의 항을 갖는 고차 비구면 형상의 것 등을 이용할 수 있다. 이렇게 비구면 형상의 렌즈를 이용하면 결상시의 수차가 작아질 수 있고, 입사하는 광선을 세밀화할 수 있다.

제1 렌즈 어레이(18)와 제2 렌즈 어레이(20)는 이들을 구성하는 실린드리컬 렌즈(17)의 길이방향과 실린드리컬 렌즈(19)의 길이방향이 직교하도록 그 평면(17b…, 19b…)이 모두 동일평면(기재층(13a)의 한쪽면)상에 배열되고, 일체화되어 하나의 렌즈층(13a)을 구성하고 있다. 실린드리컬 렌즈(17)와 실린드리컬 렌즈(19)가 십자로 교차하는 교차부(21)는 서로 교합한 형상이 되어 있다. 또, 실제는 실린드리컬 렌즈(17, 17…)와 실린드리컬 렌즈(19, 19…)는 일체로 성형되고, 렌즈 어레이층(13)은 하나의 부재로 구성되어 있다.

렌즈 어레이층(13)의 재료는, 유리, 플라스틱 등의 투명한 재료이고, 광학용 부재에 사용하는 것을 특별히 제한 없이 이용할 수 있으며, 생산효율 등을 고려하면 플라스틱을 이용하면 바람직하다. 플라스틱으로는, 예를 들면, 폴리메타크릴산메틸 등의 아크릴계 수지, 폴리카보네이트, 아크릴스틸렌공중합체, 스틸렌계 수지, 폴리염화비닐 등을 예시할 수 있다. 또, 파인 피치의 미세한 가공을 할 수 있기 때문에 렌즈층(13b)의 재료로는 자외선 경화형 수지나 전자선 경화형 수지 등의 방사선 경화형 수지를 이용하면 바람직하다. 방사선 경화형 수지로는, 예를 들면, 우레탄(메타)아크릴레이트 및/또는 에폭시(메타)아크릴레이트올리고머에 반응희석제, 광중합개시제, 광증감제 등이 첨가된 조성물 등을 이용할 수 있다. 우레탄(메타)아크릴레이트올리고머로는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1,4부탄디올, 네오펜틸글리콜, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리에스텔폴리올, 폴리카보네이트디올, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리올류와, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소홀론디이소시아네이트, 트릴렌디이소시아네이트, 크실렌이소시아네이트 등의 폴리이소시아네이트류를 반응시켜서 얻을 수 있다. 에폭시(메타)아크릴레이트올리고머로는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면, 비스페놀A형 에폭시수지, 비스페놀F형에폭시수지, 페놀노보락형 에폭시수지, 비스페놀A형프로필렌옥사이드부가물의 말단글리시딜에테르, 플루오렌에폭시수지 등의 에폭시수지류와, (메타)아크릴산을 반응시켜서 얻을 수 있다.

렌즈 어레이층(13)은 예를 들면 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 즉, 바람직하게는 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐 등의 플라스틱으로 이루어지는 기재층(13a)상에 방사선 경화형 수지를 미경화상태로 도포하고, 그 표면에 성형용 스탬퍼를 눌러서 틀에 밀어넣고 소정의 방사선을 조사하여 경화시킴으로써 렌즈층(13b)을 형성한다.

상기 성형용 스탬퍼는 예를 들면 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 즉, 종래의 렌티큘러용 성형용 스탬퍼의 제조에서는, 예를 들면 표면이 구리 등으로 이루어지는 원통상의 실린더 표면에 칼끝 형상이 제조할 단위렌즈 형상에 대응하는 절삭바이트를 이용하여 이 실린더의 원주방향을 따라 칼집을 형성한다. 이 칼집을 평행하게 복수 개 형성하면 렌티큘러용 스탬퍼를 얻을 수 있다. 또한, 이 원주방향의 칼집과 직교방향으로, 동일하게 칼집을 복수 개 평행하게 형성하면 본 발명의 렌즈 어레이층(13)의 제조에 이용하는 성형용 스탬퍼를 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명의 렌즈 어레이층(13)의 제조용 성형용 스탬퍼는 종래의 기술을 이용하여 용이하게 제조할 수 있으며, 생산성이 양호한 것이다.

이렇게 렌즈 어레이층(13)은 종래의 렌티큘러의 제조 등에 이용되고 있는 방법과 동일한 방법에 의해 제조할 수 있다.

또, 도 1에 도시한 것과 같이 상기 기재층(13a)의 다른쪽 면(결상면쪽)에는 감광성 수지층(15)이 설치되고, 또한 차광층(16)이 설치되어 있다.

감광성 수지층(15)과 차광층(16)은 아래와 같이 하여 제조한 것이다. 즉, 도 5에 도시한 것과 같이, 실제로 투과형 스크린으로 하여 사용하는 상태와 동일하게 하여 프레넬 렌즈(1)를 평행하게 배치하고, 이 프레넬 렌즈(1)를 통해 렌즈층(13b)쪽에서 광선을 조사하면, 도 1에 도시한 것과 같이 렌즈 어레이층(13)을 투과하여 노광된 부분의 감광성수지층(15)이 변성하여 점착성이 소실한다. 그리고, 이 감광성 수지층(15)에 블랙 카본 등을 포함하는 흑색의 전사층을 구비한 전사필름을 밀면 점착성이 있는 미노광 부분에 선택적으로 전사층이 전이하여 차광층(16)이 형성된다.

또, 본 발명에서의 차광층은 상기의 구성에 한정되는 것은 아니고,

(1) 상기 감광성 수지층(15)의 점착성이 유지된 곳에 전사층을 대신하여 흑색의 토너를 부착한 구성,

(2) 기재층(13a)의 결상면쪽에 흑색의 감광성 수지층을 전면에 형성(배치)한 후, 렌즈 어레이층(13)을 투과하여 노광된 부분의 상기 감광성 수지층을 제거한 구성.

(3) 기재층(13a)의 결상면쪽에 은염층을 전면에 형성하고, 렌즈 어레이층(13)을 투과하여 노광된 부분의 상기 층을 현상처리에 의해 투명화한 구성.

또, 렌즈 자체의 집광특성에 따라 개구부/차광부가 규정되는, 소위 셀프 얼라이먼트법을 이용하여 형성된 구성이 바람직하다.

이 경우, 실린드리컬 렌즈(17, 17…)(제1 렌즈 어레이(18))에 의해 광선이 집광하는 것에 의한 스트라이프상의 제1 결상패턴과 실린드리컬 렌즈(19, 19…)(제2 렌즈 어레이(20))에 의해 광선이 집광하는 것에 의한, 이 제1 결상패턴과 직교하는 스트라이프상의 제2 결상패턴에서 격자상의 결상패턴이 형성된다. 즉, 렌즈층(13b)쪽에서 조사된 광선은 제1 렌즈 어레이(18)와 제2 렌즈 어레이(20)에 의해 수직방향과 수평방향의 양쪽 시야각이 한번에 제어된다.

도 4는 이 결상패턴의 일례를 도시한 것이다.

차광층(16)은 프레넬 렌즈(1)를 통해 렌즈 어레이층(13)을 통과해온 광선이 투과하지 않은 부분을 차광하기 위해 설치되어 있는 것이다. 따라서, 이 결상패턴에 따라 복수 개의 대략 정사각형의 차광부(16a…)가 소정간격으로 수직 및 수평방향으로 각각 배열된 형상이 된다.

그리고, 이 차광층(16)위에, 도 5에 도시한 것과 같이 필요에 따라 점착제층(7), 확산층(8), 및 하드코트층(9) 등을 설치함으로써 렌즈 어레이 시트로 할 수 있다.

이렇게 이 렌즈 어레이 시트에 있어서는 제1 렌즈 어레이(18)와 제2 렌즈 어레이(20)에 의해 렌즈 어레이층(13)을 투과하는 광선에 관해 수직방향과 수평방향의 양쪽 배광특성(시야각)을 제어할 수 있다.

따라서, 2층의 렌즈 어레이층을 이용하거나, 기재층의 양면에 렌즈층을 형성하는 경우와 비교하여 재료비용, 가공비용을 낮게 억제할 수 있다.

또, 확산층(8)을 생략 혹은 간략화하여 확산층(8)에서의 광흡수나 이득의 저하를 적게 할 수 있다. 그 결과, 확산층(8)에 의해 발생되는 백색산란현상을 억제하고, 높은 S/N비를 실현할 수 있다.

또, 확산층(8)을 설치하지 않은 구성으로 하는 경우는 차광층(6) 위에 직접 하드코트층(9)을 설치하여 렌즈 어레이 시트로 하면 바람직하다.

또, 본 발명의 렌즈 어레이 시트의 각 층 두께, 렌즈층(3b)의 피치 등은 특별히 한정되지 않고 용도 등에 따라 적당히 변경가능하다.

그리고, 도 5에 도시한 것과 같이 렌티큘러 시트(2)를 대신해서 본 발명의 렌즈 어레이 시트를 배치하고 프레넬 렌즈(1)를 배치하여 투과형 스크린을 구성할 수 있다.

또, 프레넬 렌즈(1)의 구성은 특별히 한정되지 않고, 공지의 것을 이용할 수 있지만, 미세한 가공이 가능해지고 파인 피치의 것을 얻을 수 있기 때문에 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐 등 플라스틱으로 이루어지는 기재층(1a) 위에 방사선 경화형 수지를 미경화 상태로 도포하고, 그 위에 성형용 스탬퍼를 눌러서 틀에 밀어넣고 소정의 방사선을 조사하여 경화시킴으로써 렌즈층(1b)을 형성한 것이 바람직하다.

제1 실험예

이하, 본원발명의 제1 실험예를 도시하여 본 발명의 효과를 명확하게 한다.

위에서 서술한 것 같이, 도 1 ~ 도 3에 도시한 렌즈 어레이 시트는 실제로 렌즈형상의 설계를 하고 이에 기초하여 작성한 형상도이다.

본 실험예에서 설계 파라미터는 이하와 같이 결정하고 그 효과의 검증실험을 했다.

(설계 파라미터)

(1) 렌즈 어레이층의 기재층에서 재료는 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 두께는 0.188mm로 했다.

(2) 렌즈 어레이층의 렌즈층에서 재료는 UV감광성 수지, 렌즈의 형상은 피치 182μm로 타원면을 기준면으로 한 고차항을 더한 비구면 형상으로 했다.

(3) 감광성 수지층에는 두께 20μm의 크로마린필름(상품명 : 듀퐁사 제품)을 이용했다.

즉, 이 설계에 기초하여 30mm×30mm의 테스트피스를 시험제작하고, 그 배광특성을 확인한 바, 상하방향(수직방향), 좌우방향(수평방향) 전부에 약 30°의 시야각(반치각)을 얻을 수 있고, 소정의 광학특성을 얻을 수 있었다. 또, 여기에서의 시야각(반치각)이란 렌즈 어레이 시트의 정면에서의 휘도에 대해 1/2이 되는 각도이다.

또한 이 렌즈 어레이층의 결상패턴은 도 4에 도시한 것과 동일한 패턴이었다. 그리고, 이 결상패턴에 대응한 차광층을 설치한 렌즈 어레이 시트에 프로젝터에서 광선을 조사했더니 이 광선을 문제없이 투과시킬 수 있었다.

이렇게 본 실험예의 렌즈 어레이 시트에서는 수평방향 및 수직방향의 양쪽 시야각을 부여할 수 있었다. 또, 위에서 서술한 것과 같이 종래의 렌터큘러 시트에서는 일반적으로는 렌즈에 따라 수평방향만의 시야각을 부여하고 수직방향의 시야각을 부여할 수 없다. 따라서, 본 실험예에서는 종래보다도 확산층에 이용하는 확산재를 생략 혹은 감량해도 종래와 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이 확인되었다. 따라서, 본 발명에 의해 고화질과 저비용의 양립이 용이하게 실현할 수 있는 것을 확인되었다.

제2 실시예

아래에 본 발명의 제2 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6 내지 도 7은, 본 발명에 관한 렌즈 어레이 시트의 일실시예를 도시하는 것이고, 도 6은 렌즈 어레이 시트의 사시도, 도 7은 단면도, 도 8은 후술할 본 발명에 관한 실시예에서 시험제작한 렌즈 어레이 시트의 요부확대 단면도이다.

이 렌즈 어레이 시트(201)는 투광성 재료로 이루어지는 시트상의 기재층(202)과, 상기 기재층(202)의 한쪽면쪽에 설치된 렌즈 어레이층(203)으로 구성되어 있다. 본 발명의 특징은 이 렌즈 어레이층(203)의 구조에 있다.

상기 렌즈 어레이층(203)은 복수 개의 실린드리컬 렌즈(204)가 간극을 두고 평행하게 배열되어 이루어지는 제1 렌즈 어레이(205)와 복수 개의 실린드리컬 렌즈(206)가 상기 제1 렌즈 어레이(205)의 길이방향과 교차하는 방향으로, 바람직하게는 직교하는 방향으로 길이방향을 맞추어서 상기 간극에 배열되어 이루어지는 제2 렌즈 어레이(207)가 기재층(202)의 동일면상에 설치된 구성으로 되어있다.

이 렌즈 어레이층(203)이 형성된 기재층(2)의 반대쪽 면, 즉 렌즈 어레이의 결상면쪽에는 차광층(211)이 설치되어 있다. 이 차광층(211)은 입사광(212)이 렌즈 어레이층(203)을 투과하고, 결상면쪽에서 사출할 때에 사출광(213)을 통하기 위한 다수의 차광층개구부(210)와 그 주위에 설치된 차광재료, 예를 들면 카본 블랙의 박막 등으로 이루어지는 차광층차광부(209)로 이루어져 있다.

제1의 렌즈 어레이(205) 및 제2 렌즈 어레이(207)를 구성하는 2종류의 실린드리컬 렌즈(204, 206)는 단면형상이 구면일 뿐 아니라, 타원면, 포물면이나 고차항 곡면을 포함하는 이른바 비구면 형상(도 3의 실린드리컬 렌즈(4) 참조)의 것 등도 이용할 수 있다. 이렇게 비구면 형상의 렌즈를 이용하면 결상시의 수차를 작게 할 수 있고, 입사하는 광선을 세밀하게 할 수 있다.

렌즈 어레이층(203)의 재료로는, 유리, 플라스틱 등의 투명한 재료이고 광학용 부재에 사용하는 것을 특별히 제한없이 이용할 수 있으며 생산효율 등을 고려하면 플라스틱을 이용하는 것이 바람직하다.

플라스틱으로는, 예를 들면 폴리메타크릴산메틸 등의 아크릴계 수지, 폴리카보네이트, 아크릴-스틸렌공중합체, 스틸렌계 수지, 폴리염화비닐 등을 예시할 수 있다.

또, 파인 피치의 미세한 가공을 할 수 있으므로, 렌즈 어레이층(203)의 재료로는 자외선 경화형 수지나 전자선 경화형 수지 등의 방사선 경화형 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

방사선 경화형 수지로는, 예를 들면 우레탄(메타)아크릴레이트 및/또는 에폭시(메타)아크릴레이트올리고머에 반응희석액, 광중합개시제, 광증감제 등이 첨가된 조성물을 이용할 수 있다. 우레탄(메타)올리고머로는, 특별히 한정하는 것은 없지만, 예를 들면 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리에스텔폴리올, 폴리카보네이트디올, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리올류와, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소홀론디이소시아네이트, 트릴렌디이소시아네이트, 크실렌이소시아네이트 등의 폴리이소시아네이트류를 반응시켜서 얻을 수 있다. 에폭시(메타)아크릴레이트올리고머로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 비스페놀A형에폭시수지, 비스페놀F형에폭시수지, 페놀노보락형에폭시수지, 비스페놀A형프로필렌옥사이드부가물의 말단글리시딜에테르, 플루오렌에폭시수지 등의 에폭시수지류와, (메타)아크릴산을 반응시켜서 얻을 수 있다.

렌즈 어레이층(203)은 예를 들면 아래와 같이 하여 제조할 수 있다. 플라스틱으로 이루어지는 기재층(202) 위에 방사선 경화형 수지를 미경화상태로 도포하고 그 표면에 성형용 스탬퍼를 눌러서 틀에 밀어넣고 소정의 방사선을 조사하여 경화시킴으로써 렌즈 어레이층(203)을 성형한다.

상기 성형용 스탬퍼는 예를 들면 아래와 같이 하여 렌즈층을 형성할 수 있다. 즉, 종래의 렌티큘러용 성형용 스탬퍼의 제조에서는 예를 들면 표면이 구리 등으로 이루어지는 원통상의 실린더 표면에 칼끝형상이 원형으로 되어 있는 절삭바이트를 이용하여 이 실린더의 원주방향으로 따라 칼집을 형성한다. 이 칼집을 평행하게 복수 개 형성하면, 렌티큘러용 스탬퍼를 얻을 수 있다. 또, 이 원주방향의 칼집과 교차하는 방향으로, 바람직하게는 직교방향으로 동일하게 하여 칼집을 복수 개 평행하게 형성하면 본 발명의 특징부분인 렌즈 어레이층(3)의 제조에 사용하기 쉬운 성형용 스탬퍼를 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명의 특징부분인 렌즈 어레이층(203) 제조용 성형용 스탬퍼는 종래의 기술을 이용하여 용이하게 제조할 수 있고, 생산성이 양호하다. 이렇게 이 렌즈 어레이 시트(1)는 종래의 렌티큘러 렌즈 시트의 제조 등에 이용되고 있는 방법과 동일한 방법에 따라 제조할 수 있다.

렌즈 어레이층(203)이 되는 감광성 수지층과 차광층(211)은 아래와 같이 하여 제조할 수 있다. 실제로 투과형 스크린으로 사용하는 상태와 동일하게 하여 프레넬 렌즈를 평행하게 배치하고 이 프레넬 렌즈를 통해 렌즈 어레이 시트의 렌즈층쪽에서 광선을 조사하면 렌즈 어레이층(203)을 투과하여 노광된 부분의 감광성 수지층이 변성되고 점착성이 소실된다. 그리고 이 감광성 수지층에 블랙 카본 등을 포함하는 흑색의 전사층을 구비한 전사필름을 누르면 점착성이 있는 미노광의 부분에 선택적으로 전사층이 전이되고 차광층(21)이 형성된다.

이 경우, 실린드리컬 렌즈에 의해 광선이 집광하는 것에 의한 스트라이프상의 제1 결상패턴과, 이 제1 결상패턴과 직교하는 스트라이프상의 제2 결상패턴에서 사다리상의 결상패턴이 형성된다. 즉 렌즈층쪽에서 조사된 광선은 제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이에 의해 수직방향과 수평방향의 양쪽 시야각이 한번에 제어된다.

차광층(11)은 광선이 투과하지 않는 부분을 차광하기 위해 설치되어 있는 것이다. 따라서, 이 결상패턴에 따라 복수 개의 차광부가 규칙성을 갖고 수직, 및 수평방향으로 각각 배열된 형상이 된다.

그리고, 이 차광층 위에 필요에 따라 점착제층, 확산층, 및 하드코트층 등을 설치함으로써 렌즈 어레이 시트로 할 수 있다.

이렇게 이 렌즈 어레이 시트(201)에서는 제1 렌즈 어레이(205)와 제2 렌즈 어레이(207)에 의해 렌즈 어레이층(203)을 투과하는 광선에 관해 수직방향과 수평방향의 양쪽 배광특성(시야각)을 제어할 수 있다.

따라서, 2층의 렌즈 어레이층을 이용하거나, 기재층의 양면에 렌즈층을 형성하는 경우와 비교하여 재료비, 가공비를 낮게 억제할 수 있다.

또, 확산층을 생략 혹은 간략화하여 확산층에서의 광흡수나 이득의 저하를 작게 할 수 있다. 그 결과, 확산층에 의해 발생되는 백색산란현상을 억제하고 높은 S/N비를 실현할 수 있다.

또, 본 발명의 렌즈 어레이 시트(201)의 각 층두께, 렌즈 어레이층(203)의 피치 등은 특별히 한정되지 않고, 용도 등에 따라 적당히 변경가능하다.

도 9는 본 발명에 관한 렌즈 어레이 시트의 다른 실시예를 도시한 도이다. 본 실시예의 렌즈 어레이 시트는 복수 개의 실린드리컬 렌즈(204)가 병렬된 조(組)가 간극을 두고 평행하게 배열되어 이루어지는 제1 렌즈 어레이와 복수 개의 실린드리컬 렌즈(207)가 상기 제1 렌즈 어레이의 길이방향과 교차하는 방향으로 길이방향을 맞추어 상기 간극에 배열되어 이루어지는 제2 렌즈 어레이가 동일면상에 설치된 렌즈 어레이층을 구비하고 있다. 본 실시예에 의한 렌즈 어레이 시트는 위에서 서술한 일실시예에 의한 렌즈 어레이 시트와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이하, 제2 실험예에 의해 본 발명의 효과를 서술한다.

본 실험예에서, 도 8에 도시하는 렌즈 어레이 시트(201)의 a ~ g의 각 설계파라미터를 아래와 같이 결정하고, 그 효과의 검정실험을 했다.

[설계 파라미터]

렌즈 어레이층(203)의 기재층에서 그 재료는 폴리에틸렌텔레프탈레이트로 하고, 그 두께(d)는 0.125mm로 했다.

렌즈 어레이층(203)의 실린드리컬 렌즈(4)에서 그 재료는 UV감광성 수지로 하고 렌즈간격(a)은 0.252mm, 돌출높이(b)는 0.08mm. 렌즈의 폭(c)은 0.168mm에서 타원면을 기준으로 하고, 고차항을 더한 비구면 형상으로 했다. 제2 렌즈 어레이의 실린드리컬 렌즈(6)는 렌즈간격(e)이 0.04079mm, 돌출높이(g)이 0.008mm. 곡률반경(f)이 0.03mm의 단면 반구면상으로 했다.

감광성 수지층에는 감광에 의해 점착성이 소실되는 포지티브형 감광성 점착층인 두께 20미크론의 크로마린필름(상품명 : 듀퐁사 제품)을 이용했다.

이 렌즈 어레이 시트(201)의 렌즈 형성면에 대해 1 ~ 5°정도로 콜리메이트된 평행광을 조사하여 감광층의 패터닝을 하고, 두께 2미크론의 흑박(카본 블랙의 전사박)을 전사하여 차광층(211)으로 했더니 렌즈 어레이를 구성하는 실린드리컬 렌즈에 대응한 개구를 갖는 차광층(211)을 얻을 수 있었다.

이렇게 해서 얻은 렌즈 어레이 시트(201)를, 그리고 제1 렌즈 어레이(205)를 수평방향의 광확산에 이용하여 제2 렌즈 어레이(207)에 따른 시야각을 개별로 얻을 수 있는 것이 확인되었다.

제3 실시예

본 발명의 제3 실시예에 관해 도면을 이용하여 설명한다.

도 12는, 본 발명의 일례에 관한 렌즈 어레이 시트를 이용하여 이루어지는 투과형 프로젝션 스크린의 구성의 일례를 도시하는 설명도이다.

동일한 도면에 도시한 프로젝션 스크린은 투사쪽에 기판(391)의 한쪽면(반투사쪽)에 렌즈부(392)를 설치한 프레넬 렌즈 시트(390)를 배치하고, 관찰쪽에 광확산제(미립자)를 분산하여 이루어지는 광확산성 기판(381)의 한쪽면(투사쪽)에 직교렌즈부(382)를 설치한 렌즈 어레이 시트(380)를 상호 렌즈부(392, 382)가 향하도록 배치되어 이루어지는 구성이다.

기판(391, 381)에 사용되는 투광성 수지로는, 예를 들면 아크릴수지, 폴리카보네이트수지, 폴리에스테르수지, 폴리에틸렌수지, 폴리올레핀수지, 염화비닐수지, 폴리이미드수지, 또는 상기의 수지의 블렌드물 또는 공중합체로 이루어지는 시트 혹은 필름 등이 사용가능하다.

렌즈부(392, 382)의 재료로는 유리, 플라스틱 등의 투명한 재료이고, 광학용 부재에 사용하는 것을 특별히 제한없이 이용할 수 있으며 생산효율 등을 고려하면 플라스틱을 이용하는 것이 바람직하다.

플라스틱으로는, 예를 들면, 폴리메타크릴산메틸 등의 아크릴계 수지, 폴리카보네이트, 아크릴-스틸렌공중합체, 스틸렌계수지, 폴리염화비닐 등을 예시할 수 있다.

또, 파인 피치의 미세한 가공을 할 수 있기 때문에, 렌즈부(392, 382)의 재료로는, 자외선 경화형 수지나 전자선 경화형 수지 등의 방사선 경화형 수지를 이용하면 바람직하다.

방사선 경화형 수지로는, 예를 들면 우레탄(메타)아크릴레이트 및/또는 에폭시(메타)아크릴레이트올리고머에 반응희석제, 광중합개시제, 광증감제 등이 첨가된 조성물 등을 이용할 수 있다.

우레탄(메타)아크릴레이트올리고머로는, 특별히 한정하는 것은 없지만, 예를 들면 에틸렌글리콜, 1,4부탄디올, 네오펜틸글리콜, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리에스텔폴리올, 폴리카보네이트디올, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리올류와, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소홀론디이소시아네이트, 트릴렌디이소시아네이트, 크실렌이소시아네이트 등의 폴리이소시아네이트류를 반응시켜서 얻을 수 있다.

에폭시(메타)아크릴레이트올리고머로는, 특별히 한정하는 것은 없지만, 예를 들면, 비스페놀A형에폭시수지, 비스페놀F형에폭시수지, 페놀노보락형 에폭시수지, 비스페놀A형프로필렌옥사이드부가물의 말단 글리시딜에테르, 플루오렌에폭시수지 등의 에폭시수지류와, (메타)아크릴산을 반응시켜서 얻을 수 있다.

직교렌즈부(382)는 예를 들면 아래와 같이 하여 제조할 수 있다.

상기의 투광성 수지를 주재료로 하는 광확산성 기판(381)상에 방사선 경화형 수지를 미경화상태로 도포하고 그 표면에 성형용 스탬퍼를 눌러서 틀로 밀어 넣으며 소정 방사선을 조사하여 경화시킴으로써 렌즈부(382)를 형성한다.

상기 성형용 스탬퍼는 예를 들면 아래와 같이 하여 제조할 수 있다.

즉, 종래의 렌티큘러용 성형용 스탬퍼의 제조에 있어서는 예를 들면 표면이 구리 등으로 이루어지는 원통상의 실린더 표면에 칼끝 형상이 원형인 절삭바이트를 이용하여 이 실린더의 원주방향을 따라 칼집을 형성한다. 이 칼집을 평행하게 복수 개 형성하면, 렌티큘러용 스탬퍼를 얻을 수 있다. 또한, 이 원주방향의 칼집과 직교방향으로, 동일하게 칼집을 복수 개 평행하게 형성하면 본 발명의 렌즈 어레이층(313)의 제조에 이용하는 성형용 스탬퍼를 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 렌즈부(382)의 제조용 성형용 스탬퍼는 종래의 기술을 이용하여 용이하게 제조할 수 있고, 생산성이 양호한 것이다.

이렇게 렌즈부(382)는 종래의 렌티큘러 제조 등에 이용되고 있는 방법과 동일한 방법에 의해 제조할 수 있다.

상기와 같은 직교렌즈부(382)를 사용하기 위해 종래에는 따로 수평용과 수직용 렌티큘러 시트를 성형하여 2장의 렌즈 어레이 시트를 이용했지만, 본 발명에서는 반원주상의 실린드리컬 렌즈가 복수 개 평행하게 배열되어 이루어지는 제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이가 각각의 실린드리컬 렌즈의 길이방향이 상호 대략 직교하도록 동일평면상에 배치되고 일체화된 렌즈층을 갖는 렌즈 어레이층을 구비하는 구성의 렌즈 어레이 시트이므로, 1장의 렌즈 어레이 시트에 의해 수평 및 수직방향의 시야각이 모두 확대된다.

직교렌즈 시트에서는 수평시야각과 수직시야각을 독립하여 광학특성을 임의로 바꿀 수 있지만, 범용적인 사용형태에서는 수평시야각의 렌즈 배광특성(반치각 등으로 표시되는 확산특성)이 커지도록 설계된다.

배광특성은 단위렌즈의 단면형상의 원호상이 갖는 곡률이나 단위렌즈의 칼집깊이 등에 의해 제어된다.

직교렌즈부(382)의 구성예를 도 13에 도시한다.

도 13A는 직교렌즈부(382)의 일례를 도시하는 평면도이다.

수평방향의 시야각을 확대하는 제1 렌즈 어레이를 구성하는 단위렌즈(수평시야각 확대렌즈)(382H)는 실린드리컬 렌즈형상으로 하고 있으며 단위렌즈의 정점부가 세로방향으로 연속하고 있다.

수직방향의 시야각을 확대하는 제2 렌즈 어레이를 구성하는 단위렌즈(수직시야각 확대렌즈, 382V)는 수평시야각 확대렌즈(82H)의 정점과 정점간에 단위렌즈의 정점부가 길이방향(수평방향)에 걸쳐서 연속하지 않으며 단위렌즈가 형성되어 이루어진다.

도 13A의 예에서는 제1 렌즈 어레이는 단위렌즈(382H)가 간극 없이 병설된 구성이고, 제2 렌즈 어레이는 단위렌즈(382V)가 이간되어 병설된 구성이지만, 본 발명은 그에 한정되는 것은 아니다.

도 13B는 직교렌즈부(382)의 다른 예를 도시하는 평면도이다.

도 13B에서는 제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이 모두 단위렌즈가 이간되어 병설된 구성이다.

단위렌즈(382H, 382V)의 양쪽은 단위렌즈간에 평탄부를 통해 병설된 구성이고, 동일한 도면에 도시하는 것과 같이 단위렌즈(82H)의 곡부를 규정하는 경계선이 비직선적으로 연속하여 오목부(단위렌즈폭이 좁아지고 있다.)가 되는 곳에 단위렌즈(382V)가 배치된 구성이다.

도 13A 및 도 13B 모두 단위렌즈(382H)의 정점부 높이는 단위렌즈(382V)의 정점부 높이보다 높은(반대의 형상인 성형용 스탬퍼의 경우에는 곡부가 깊은 위치가 된다) 위치관계가 되고 단위렌즈(382H)의 정점부는 실린드리컬 렌즈의 길이방향에 걸쳐 직선적으로 연속하게 된다.

또, 단위렌즈간에 평탄부를 구비하고, 상기 평탄부에 다른 단위렌즈가 배치되는 도 13B의 구성이 각각의 실린드리컬 렌즈의 본래의 형상이 손상되는 일이 적으므로 제1, 제2의 렌즈 어레이 각각에 따른 광학특성이 독립하여 유지될 기대가 높아진다.

또, 도 13B의 구성이 절삭공정이 적으므로 13A의 구성보다도 더 제조가 용이해진다.

본 발명에서는 도 13A 및 도 13B에 도시하는 구성예 이외에 아래의 변경도 포함한다.

제1 렌즈 어레이는 단위렌즈(382H)가 평탄부를 통해 이간되어 병설된 구성이고, 제2 렌즈 어레이는 단위렌즈(382V)가 간극 없이 병설된 구성으로 한다.

제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이 모두 단위렌즈가 간극 없이 병설된 구성으로 한다.

도 13A 및 도 13B에 도시하는 렌즈 어레이 시트의 반(反)렌즈 어레이쪽 평탄면에 렌즈 어레이에 의한 집광특성에 따른 비집광부에 해당하는 곳에 차광층을 형성하면, 도 14에 도시하는 상태가 된다.

즉, 렌즈 어레이의 정점부에 해당하는 곳이 집광부가 되고 투광부(개구)가 되기 때문에 제1 렌즈 어레이를 구성하는 단위렌즈(수평시야각 확대렌즈, 382H)의 정점부가 세로방향으로 연속하고 있음에 따라 스트라이프상의 개구(동일한 도면에서는 수평방향 투과부라 함)와,

제2 렌즈 어레이를 구성하는 단위렌즈(수직시야각 확대렌즈, 382V)는 수평시야각 확대렌즈(382H)의 정점과 정점간에 단위렌즈의 정점부가 길이방향(수평방향)에 걸쳐 연속하지 않고 단위렌즈가 형성됨에 따라 대략 스팟상의 개구(동일한 도면에서는 수평방향 투과부라 함. 각 스팟은 실린드리컬 렌즈의 집광부에 상당한 스트라이프상이다)가 형성되고 동일한 도면에 도시하는 것과 같은 차광패턴이 된다.

차광층이 차지하는 비율로는 표시영상을 높은 콘트라스트로 시각하는데 있어서 30~ 90%의 범위가 최적이고 렌즈 어레이의 집광특성(반렌즈 어레이쪽 평탄면에서의 포커스 상태)이나 단위렌즈의 배치에 따라 제어된다.

또, 차광층의 형성에 있어서는 파인 피치(고정밀)의 렌즈부를 갖는 렌즈 시트의 경우에는 렌즈 시트의 반렌즈면에 형성된 감광성 수지층에 대한 렌즈부 자체의 집광특성을 이용하여 정확하게 개별의 렌즈부 비집광부에 해당하는 위치를 규정하는 소위 셀프 얼라이먼트 방식의 채용이 바람직하다.

투과형 프로젝션 스크린으로 최적인 차광율(경험적으로 60% 이상의 범위가 화상의 콘트라스트상에서 좋다고 함)의 차광층을 형성하기 위해 렌즈부에 의한 집광(포커스)위치는 감광성 수지층의 출사면쪽이 아니라, 감광성 수지층의 내부에서 형성하는 패턴의 차광율에 따라 적당히 설정된다.

셀프 얼라이먼트방식에는 노광한 감광성 수지층에 현상처리를 한 다음 차광패턴을 형성하는 습식이나 노광한 감광성 수지층에 현상처리를 하지 않고 착색하여 차광패턴을 형성하는 건조식이 있다.

건조식에서는 감광/비감광에 따라 점착성 유무가 발생하는 특성을 갖는 감광성 점착제가 이용되고, 점착성 유무에 대응하여 착색이 이루어진다.

제3 실험예

도 15는 본 발명에 의한 렌즈 어레이 시트를 이용한 스크린(실험예 3-1 ~ 3-3)과 종래기술에 의한 1방향(수평방향)으로 실린드리컬 렌즈군이 병설되어 이루어지는 렌티큘러 시트를 이용한 스크린(비교예 1 ~ 2)을 각종 설계에 기초하여 시험제작한 샘플에 관해 광학특성을 비교하는 표이다.

비교예 1에 의한 스크린구성은 프로젝터쪽에서 프레넬 렌즈 시트(기재에 광확산제로 이루어지는 광확산층을 갖지 않고 헤이즈=0%), 렌티큘러 시트(수평방향으로만 실린드리컬 렌즈군이 병설되어 이루어지는 구성=이하, H렌즈라 하며 기재에 광확산층을 갖고 있고 헤이즈=80%)이다.

비교예 2에 의한 스크린구성은 프로젝터쪽에서 프레넬 렌즈 시트(기재에 광 확산제로 이루어지는 광확산층을 갖고 있고 헤이즈=60%), 렌티큘러시트(기재에 광확산층을 갖고 있으며 헤이즈=80%의 H렌즈)이다.

실험예 3-1의 스크린의 구성은 프로젝터쪽에서 프레넬 렌즈 시트(기재에 광확산제로 이루어지는 광확산층을 갖고 있지 않으며 헤이즈=0%), 렌즈 어레이 시트(수평/수직방향으로 실린드리컬 렌즈군이 병설되어 일체화되어 이루어지는 구성=직교렌즈이고 기재에 광확산층을 갖고 있으며 헤이즈=80%)이다.

직교렌즈 중, 수직방향으로 병설되는 실린드리컬 렌즈군의 구조를 H렌즈에 대해 V렌즈라 하기로 한다. 도 15, 16에서는 「렌티큘러 렌즈(V)」와 「렌티큘러 렌즈(H)」가 개별 항목으로 되어 있지만, 「크로스렌티큘러 렌즈 1 및 2」로 표기되는 일체화 구조이다. 여기에서는, 크로스렌티큘러 렌즈1은 αV의 수치가 10°각도가 되도록 설계되어 있다. 크로스렌티큘러 렌즈2는 αV의 수치가 20°의 각도가 되도록 설계되어 있다.

실험예 3-2에 의한 스크린은 프로젝터쪽에서 프레넬 렌즈 시트(기재에 광확산제로 이루어지는 광확산층을 갖고 있으며 헤이즈=60%), 렌즈 어레이 시트(실험예 3-1과 광학특성이 동일한 직교렌즈이고 기재에 광확산층을 갖고 있으며 헤이즈=80%)와 같이 구성되어 있다.

실시예 3-3에 의한 스크린은 프로젝터쪽에서 프레넬 렌즈 시트(기재에 광확산제로 이루어지는 광확산층을 갖고 있으며 그 헤이즈=60%), 렌즈 어레이 시트(실험예 3-1, 3-2와는 광학특성이 다른 직교렌즈이고 기재에 광확산층을 갖고 있으며 헤이즈=80%)와 같이 구성되어 있다.

동일한 도면에서 실시예에 관한 샘플쪽이 수직방향의 배광특성(시야각이 넓어지는 것을 말함)이 향상되고 있는 것이 명확하다.

실험예 3-1 ~ 3-3에서는 V렌즈에 의한 수직방향의 반치각도(αV;정면에서 렌즈 어레이 시트에 대해 수직으로 측정한 사출광의 휘도가 수직방향에서 벗어난 각도에서 측정했을 때에 1/2가 되는 측정각도)가 모두 10°이상이고(비교예에서는 8°와 10°이다.),

V렌즈에 의한 수직방향의 시야각δV(정면에서 렌즈 어레이 시트에 대해 수직으로 측정한 사출광의 휘도가 수직방향에서 벗어난 각도로 측정했을 때에 1/20이 되는 측정각도)가 모두 35°이상이다.

동일한 도면에 따르면 αV, δV뿐만 아니라 수직방향의 시야각 βV, γV(정면에서 렌즈 어레이 시트에 대해 수직으로 측정한 사출광의 휘도가 수직방향에서 벗어난 각도로 측정했을 때에 각각 1/3, 1/10이 되는 측정각도)에 관해서도 실시예에서는 특히 광확산층을 많이 갖는 비교예(하단)에 비해 수직방향의 배광특성이 V렌즈기능에 의해 향상되고 있는 것이 이해된다.

도 16은 상기의 실험예 3-1 ~ 3-3과 비교예 1 ~ 2에 관해 콘트라스트에 관한 광학특성을 비교하는 표이다.

200Lux, 0Lux의 환경하에서의 콘트라스트는 특히 밝은 방에서의 관찰조건에 상당하는 전자의 경우에 실시예(300~300)와 비교예(220, 250)의 차이가 현저하다.

비교예에서는 광확산층에 의해 수직시야각을 확대하기 위해 광확산제를 많이 이용할 필요가 있다. 따라서 시야각을 확대하면 콘트라스트의 저하가 커지고 화질 의 재현성이 나빠지는 현상을 초래하게 된다.

이상, 설명한 것과 같이 본 발명의 제1 실시예에서는 렌즈 어레이층을 투과하는 광선에 관해 수직방향과 수평방향의 양쪽 배광특성(시야각)을 제어할 수 있다. 따라서, 2층의 렌즈 어레이층을 이용하거나 기재층의 양면에 렌즈층을 형성하는 경우와 비교하여 재료비, 가공비를 낮게 억제할 수 있다. 또, 확산층을 생략 혹은 간략화하여 확산층에서의 광흡수나 이득의 저하를 적게 할 수 있다. 그 결과, 확산층에 의해 발생되는 백색산란현상을 억제하고 높은 S/N비를 실현할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에서는 차광층을 설치함으로써 S/N비를 더 향상시키고 콘트라스트가 양호한 화상을 제공할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에서는 실린드리컬 렌즈의 단면형상이 비구면 형상이므로, 결상시의 수차를 작게 할 수 있고, 입사하는 광선을 정밀화할 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에서는 렌즈 어레이층의 렌즈층이 방사선 경화형 수지로 이루어지므로 파인 피치의 가공을 실시할 수 있다.

본 발명의 제5 실시예에서는 제1 ~ 제4 중 어느 하나의 실시예에 기재된 렌즈 어레이 시트와 프레넬 렌즈를 조합하여 상기의 효과를 구비한 투과형 스크린을 제공할 수 있다.

본 발명의 제6 실시예에서는 프레넬 렌즈의 렌즈층이 방사선 경화형 수지로 이루어지므로 파인 피치의 가공을 실시할 수 있다.

또, 본 발명의 렌즈 어레이 시트는 렌즈 어레이층을 투과하는 광선에 관해 수직방향과 수평방향의 양쪽 배광특성(시야각)을 제1 및 제2 렌즈 각각의 렌즈형상을 적당히 바꿈으로써 서로 관련되는 일 없이 완전히 독립하여 콘트롤할 수 있다. 이것은 스크린의 광학특성을 능동적으로 제어가능한 것을 나타내고 있으며, 개발기간의 단축, 비용삭감에 큰 효과를 갖는다.

또, 한장의 렌즈 시트로 수직방향과 수평방향으로 독립된 시야각을 자유롭게 설정할 수 있으므로 1) 가공에 관한 비용을 현저히 절감시키고, 2) 확산재의 양(효과)을 기존의 갖고 있는 재료에 맞추어 설정할 수 있으므로, 재료의 개발/조합이 불필요하며, 3) 광선의 흡수(광량 손실)를 최저한도로 억제할 수 있으므로 용이하게 밝은 스크린을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또, 확산재를 종래의 스크린과 비교하여 절감할 수 있으므로 외광의 반사산란을 억제하고 투명도가 높아지기 위해 차광층의 광흡수작용을 증가시키게 되고 종래에 없는 S/N비의 향상을 도모할 수 있다.

이상에서 설명한 것과 같이 본 발명에서는 렌즈 어레이층을 투과하는 광선에 관해 수직방향과 수평방향의 양쪽 배광특성(시야각)을 제어할 수 있다. 따라서, 2층의 렌즈 어레이층을 이용하거나 기재층의 양면에 렌즈층을 형성하는 경우와 비교하여 재료비, 가공비를 낮게 억제할 수 있다.

특히, 관찰자쪽에 차광층을 형성한 수평 렌티큘러를 이용한 구성의 스크린에서 수직방향의 시야각 확대를 꾀하는 경우, 수평 렌티큘러를 영상광이 입사하기 이전에 영상광을 다른 렌즈소자(수직 렌티큘러)에 통과시키는 구성이면, 다른 렌즈소자로 시야각이 확대된 영상광을 수평 렌티큘러의 차광층에서 차단(흡수)함으로써, 영상광의 손실로 이어져 표시영상광의 휘도저하를 초래하게 되므로 시야각 확대는 1곳의 렌즈소자에서 이루어지는 것이 바람직하고, 본 발명이 유리하다.

또, 확산층을 생략 혹은 간략화하여 확산층에서의 광흡수나 이득 저하를 적게 할 수 있다. 그 결과, 확산층에 의해 발생되는 백색산란현상을 억제하고 높은 S/N비를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 도 13A 및 13B에서 단위렌즈(382H, 382V)가 각각의 실린드리컬 렌즈형상이 손상되지 않는 것으로 이해되도록 제1, 제2 렌즈 어레이 각각에 따른 광학특성을 따로 설계하여 형성한 후, 양자를 일체화해도 각각 고유한 광학 특성을 독립하여 유지할 수 있고, 수평/수직의 시야각 특성(배광 특성)의 제어가 용이하다.

본 발명에서는 렌즈 자체의 집광특성에 따라 집광부/비집광부를 개구부/차광부로 하는 「셀프 얼라이먼트 방식」에 의해 차광패턴(블랙 매트릭스=BM)을 형성하는 경우, 높은 차광율이 실현되고, 콘트라스트의 향상에 유리하다.

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10. 반원주상의 실린드리컬 렌즈가 평행하게 배열되어 이루어지는 제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이가, 상기 실린드리컬 렌즈의 길이방향이 상호 직교하도록 동일평면상에 배치되고, 일체화된 렌즈층을 갖는 렌즈 어레이층을 구비하고 있으며,

    제1 렌즈 어레이 또는 제2 렌즈 어레이의 한쪽은 복수 개의 실린드리컬 렌즈가 간극을 두고 평행하게 배열되어 있는 렌즈 어레이 시트.
11. 제10항에 있어서,

    상기 제1 렌즈 어레이의 곡부와 상기 제2 렌즈 어레이의 곡부를 일치시켜서 배치한 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트.
12. 제10항에 있어서,

    제1 렌즈 어레이 또는 제2 렌즈 어레이의 적어도 한쪽은 복수 개의 실린드리컬 렌즈들이 간극 없이 병렬된 조(組)를 갖고, 상기 조가 간극을 두고 평행하게 배열되어 있는 렌즈 어레이 시트.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    복수 개의 실린드리컬 렌즈가 간극을 두고 평행하게 배열되어 있지 않은 쪽의 제1 또는 제2의 렌즈 어레이는 복수 개의 실린드리컬 렌즈가 간극 없이 평행하게 배열되어 있는 렌즈 어레이 시트.
14. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 렌즈 어레이 시트를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
15. 제14항에 있어서,

    상기 렌즈 어레이 시트와, 프레넬 렌즈를 갖는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
16. 제14항 또는 제15항에 따른 투과형 스크린을 구비한 배면투사형 표시장치.
17. 반원주상의 실린드리컬 렌즈가 복수 개 평행하게 배열되어 이루어지는 제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이가 각각의 실린드리컬 렌즈의 길이방향이 상호 대략 직교하도록 동일평면상에 배치되고, 일체화된 렌즈층을 갖는 렌즈 어레이층을 구비하는 구성의 렌즈 어레이 시트에서,

    제1 렌즈 어레이는 단위렌즈의 정점부가 길이방향에 걸쳐 연속하고 있고,

    제1 렌즈 어레이의 인접하는 단위렌즈의 정점과 정점간에 단위렌즈의 정점부가 길이방향에 걸쳐 연속하지 않으며 단위렌즈가 형성되어 이루어짐으로써 제2 렌즈 어레이가 배치된 구성인 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트.
18. 제17항에 있어서,

    제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이의 적어도 한쪽은 단위렌즈간에 평탄부를 통해 병설된 구성인 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트.
19. 제17항에 있어서,

    제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이의 양쪽은 단위렌즈간에 평탄부를 통해 병설된 구성이고,

    제1 렌즈 어레이를 구성하는 단위렌즈의 곡부에 해당하는 경계선이 비직선적으로 연속하여 오목부가 되는 곳에 제2 렌즈 어레이의 단위렌즈가 배치된 구성인 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트.
20. 제17항에 있어서,

    단위렌즈의 높이가, 제1 렌즈 어레이의 정점부가 제2 렌즈 어레이의 정점부보다도 높은 위치가 되는 관계에 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트.
21. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,

    제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이에서는 각각의 단위렌즈에 의한 배광특성(확산특성)이 다른 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트.
22. 제17항에 있어서,

    제1 렌즈 어레이와 제2 렌즈 어레이가, 각각 수평방향으로 실린드리컬 렌즈군이 병설하여 이루어지는 수평 렌티큘러와 수직방향으로 실린드리컬 렌즈군이 병설하여 이루어지는 수직 렌티큘러이고,

    제1 렌즈 어레이에 의한 배광특성 > 제2 렌즈 어레이에 의한 배광특성이며,

    제2 렌즈 어레이에 의한 수직방향의 반치각도(αV;정면에서 렌즈 어레이 시트에 대해 수직으로 측정한 사출광의 휘도가 수직방향에서 벗어난 각도에서 측정했을 때에 1/2가 되는 측정각도)가 10°보다 크고,

    제2 렌즈 어레이에 의한 수직방향의 시야각 δV(정면에서 렌즈 어레이 시트에 대해 수직으로 측정한 사출광의 휘도가 수직방향에서 벗어난 각도로 측정했을 때에 1/20이 되는 측정각도)가 35°보다 큰 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트.
23. 제17항에 있어서,

    렌즈 어레이 시트의 렌즈층과 반대쪽은 평탄면이고, 렌즈층에 의한 비집광부에 해당하는 상기 평탄면에는 차광층이 형성된 구성인 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트.
24. 제17항에 있어서,

    상기 평탄면에서의 차광층이 차지하는 비율이 30 ~ 90%인 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트.
25. 제17항에 있어서,

    제1 렌즈 어레이에 따라 스트라이프상으로 연속한 개구부와, 제2 렌즈 어레이에 따라 대략 스팟상으로 비연속적인 개구부를 갖는 구성의 차광층인 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트.
26. 제17항에 있어서,

    방사선 투과성 기재로 이루어지는 평탄한 기재의 한쪽면에 방사선 경화성 수지의 경화물로 이루어지는 렌즈층이 형성되어 이루어지는 구성인 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 시트.
27. 프로젝터로부터의 투사광을 대략 평행광으로 하여 출사하는 작용을 갖는 프레넬 렌즈 시트와 제17항에 따른 렌즈 어레이 시트를 관찰자쪽으로 배치하여 조합하여 이루어지는 구성의 투과형 프로젝션 스크린.
28. 제17항에 있어서,

    광확산성 미립자를 분산하여 이루어지는 광확산층이 프레넬 렌즈 시트와 렌즈 어레이 시트의 적어도 어느 한쪽에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝션 스크린.
29. 제27항에 있어서,

    블랙 매트릭스의 차광율이 70% ~ 90%의 범위에 있는 프로젝션 스크린.
30. 제10항 또는 제17항에 있어서,

    제1 렌즈 어레이군과 제2 렌즈 어레이군에 의한 각각의 집광면(초점)이 렌즈부쪽 반대쪽의 평탄한 사출면 근방이고, 상기 사출면의 바깥쪽에 위치하고 있는 렌즈 어레이 시트.
31. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 투과형 스크린을 구비한 배면투사형 표시장치.

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