CN107077058A - 透射型透明屏幕、影像显示系统和影像显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在投影仪不投射影像光的状态下观察者一侧所观察的透明屏幕的另一侧的景象的透视性优良、在投影仪透射影像光的状态下观察者一侧所观察的透明屏幕上显示的影像的识别性优良的透射型透明屏幕,以及使用该屏幕的影像显示系统和影像显示方法。所述屏幕是具有第1面A和在其相反侧的第2面B、以及包含透明树脂32及光散射材料33的光散射层34的透射型透明屏幕1,光散射层34还含有光吸收材料,雾度为3~30%,总光线透射率为15~95%,漫反射率为0.1~2.4%。
Description
技术领域
本发明涉及将投影仪投射的影像光作为影像以能够识别的方式向处于投影仪的相反侧的观察者显示的透射型透明屏幕,以及使用该透射型透明屏幕的影像显示系统和影像显示方法。
背景技术
作为商品等的陈列柜,美术品等的展示柜,建筑物、展示厅和车辆等的窗,玻璃门,室内透明隔板等中使用的透明构件,提出了下述构件。
从观察者侧进行观察能够透视观察透明构件的另一侧的景象,且向观察者传达商品等的说明、各种机器的状态、目的地指引信息、传达事项等信息时,向观察者显示各种机器的操作画面等时,或者为了保护隐私和安全等使得观察者无法透视透明构件的另一侧的景象时,将投影仪所投射的影像光作为影像向观察者以能够识别的方式显示的影像显示透明构件(即透明屏幕)。
作为透明屏幕,有将投影仪所投射的影像光作为影像向处于投影仪同侧的观察者以能够识别的方式显示的反射型透明屏幕,还有将投影仪所投射的影像光作为影像向处于投影仪另一侧的观察者以能够识别的方式显示的透射型透明屏幕。
作为透射型透明屏幕,提出了例如图17所示的具有位于第1透明基材110和第二透明基材120之间的包含透明树脂132和光散射材料133(例如中空球)的光散射层134的透射型透明屏幕101(参照专利文献1)。
透射型透明屏幕101中,由投影仪200投射并从第1透明基材110侧的表面(第1面A)入射的影像光L通过在光散射层134中散射而成像,向处于与投影仪200相反侧的观察者X以能够识别的方式显示影像。
另外,透射型透明屏幕101中,第1面A侧的景象的光从第1面A入射至透射型透明屏幕101后,一部分在光散射层134中散射,剩余部分透射。藉此,在投影仪200不向透射型透明屏幕101投射影像光L的情况下,第2面B侧的观察者X可透视第1面A侧的景象。同样地,第2面B侧的景象的光从第2面B入射至透射型透明屏幕101后,一部分在光散射层134中散射,剩余部分透射。藉此,在投影仪200不向透射型透明屏幕101投射影像光L的情况下,第1面A侧的观察者可透视第2面B侧的景象。
但是,透射型透明屏幕101中,如图18所示,第1面A侧的景象的光L1、第2面B侧的由照明202(或太阳)照射的光L2等在光散射层134中散射,因此透射型透明屏幕101整体看上去呈现白色浑浊。因此,即便在投影仪200不向透射型透明屏幕101投射影像光L的状态下,也存在观察者X难以透视透射型透明屏幕101的另一侧的景象的问题。
另外,在投影仪200的影像光L投射至透射型透明屏幕101的状态下,光散射层134中也产生不必要的光散射,因此存在影像的对比度降低、观察者X难以识别影像的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特许第4847329号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明提供在投影仪不投射影像光的状态下观察者一侧所观察的透明屏幕的另一侧的景象的透视性优良、在投影仪透射影像光的状态下观察者一侧所观察的透明屏幕上显示的影像的识别性优良的透射型透明屏幕,以及使用该屏幕的影像显示系统和影像显示方法。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明具有以下构成。
[1]透射型透明屏幕,其中,所述屏幕是具有第1面和在其相反侧的第2面、以及包含透明树脂及光散射材料的光散射层的透射型透明屏幕,所述光散射层还含有光吸收材料,所述透射型透明屏幕的雾度为3~30%,总光线透射率为15~95%,漫反射率为0.1~2.4%。
[2]如[1]所述的透射型透明屏幕,其中,所述雾度为9~30%,所述总光线透射率为15~84%。
[3]如[1]或[2]所述的透射型透明屏幕,其中,所述光散射层的100质量%中所述光吸收材料的比例为0.01~5质量%。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的透射型透明屏幕,其中,所述透射型透明屏幕具备具有1层或2层的透明基材的层及所述光散射层的层叠结构,所述第1面和所述第2面的至少一方为所述透明基材的表面。
[5]透射型透明屏幕,该屏幕是具有第1面和在其相反侧的第2面、并具有包含透明树脂及光散射材料的光散射层的透射型透明屏幕,在相较于所述光散射层更靠近所述第2面侧的位置还具有包含透明材料和光吸收材料的光吸收层,所述透射型透明屏幕的针对从所述第1面侧入射并透射至所述第2面侧的光所测定的雾度为3~30%,针对从所述第1面侧入射并透射至所述第2面侧的光所测定的总光线透射率为15~95%,针对从所述第2面侧入射并在所述第2面侧反射的光所测定的漫反射率为0.1~2.4%。
[6]如[5]所述的透射型透明屏幕,其中,所述雾度为9~30%,所述总光线透射率为15~84%。
[7]如[5]或[6]所述的透射型透明屏幕,其中,所述透射型透明屏幕具备具有1层或2层的透明基材的层、所述光散射层及所述光吸收层的层叠结构,所述第1面和第2面的至少一方为所述透明基材的表面。
[8]如[1]~[7]中任一项所述的透射型透明屏幕,其中,所述第1面和所述第2面的算术平均粗糙度Ra在0.3μm以下。
[9]如[1]~[8]中任一项所述的透射型透明屏幕,其中,所述透明树脂的溶解度参数在18(J/cm3)1/2以上。
[10]如[1]~[9]中任一项所述的透射型透明屏幕,其中,所述光散射材料和所述光吸收材料是微粒,光吸收材料的平均一次粒径小于光散射材料的平均一次粒径。
[11]如[1]~[10]中任一项所述的透射型透明屏幕,其中,所述光散射材料的平均一次粒径在1μm以下,所述光吸收材料的平均一次粒径在200nm以下。
[12]如[1]~[11]中任一项所述的透射型透明屏幕,其中,所述光散射材料的平均一次粒径与所述光吸收材料的平均一次粒径之比(光吸收材料的平均一次粒径)/(光散射材料的平均一次粒径)=0.001~0.99。
[13]影像显示系统,其中,具备上述[1]~[12]中任一项所述的透射型透明屏幕和设置于所述透射型透明屏幕的第1面侧的投影仪。
[14]影像显示方法,其中,从设置于上述[1]~[12]中任一项所述的透射型透明屏幕的第1面侧的投影仪向所述透射型透明屏幕投射影像光而显示影像。
[15]膜或片材,所述膜或片材是具有由包含光散射材料和光吸收材料的透明树脂构成的光散射层的透明膜或片材,或者是具有由包含光散射材料的透明树脂构成的光散射层和由包含光吸收材料的透明树脂构成的光吸收层的透明膜或片材,用于与透明基材层叠而形成透射型透明屏幕。
发明效果
本发明的透射型透明屏幕在投影仪不投射影像光的状态下,观察者一侧所观察的透明屏幕的另一侧的景象的透视性优良,在投影仪透射影像光的状态下,观察者一侧所观察的透明屏幕上显示的影像的识别性优良。
利用本发明的本发明的影像显示系统和影像显示方法,则在投影仪不投射影像光的状态下,观察者一侧所观察的透明屏幕的另一侧的景象的透视性优良,在投影仪透射影像光的状态下,观察者一侧所观察的透明屏幕上显示的影像的识别性优良。
附图说明
图1是表示本发明的影像显示系统的第1方式的一例的结构示意图以及表示本发明的透射型透明屏幕的第1方式的一例的层结构图。
图2是表示图1的影像显示系统的投影仪不向透射型透明屏幕投射影像光的状态的图。
图3是表示本发明的透射型透明屏幕的第1方式的另一例的层结构图。
图4是表示本发明的透射型透明屏幕的第1方式的另一例的层结构图。
图5是表示本发明的透射型透明屏幕的第1方式的另一例的层结构图。
图6是表示本发明的透射型透明屏幕的第1方式的另一例的层结构图。
图7是表示本发明的透射型透明屏幕的第1方式中的光散射层的另一例的图。
图8是表示本发明的透射型透明屏幕的第1方式中的光散射层的另一例的图。
图9是表示本发明的影像显示系统的第2方式的一例的结构示意图以及表示本发明的透射型透明屏幕的第2方式的一例的层结构图。
图10是表示图9的影像显示系统的投影仪不向透射型透明屏幕投射影像光的状态的图。
图11是表示本发明的透射型透明屏幕的第2方式的另一例的层结构图。
图12是表示本发明的透射型透明屏幕的第2方式的另一例的层结构图。
图13是表示本发明的透射型透明屏幕的第2方式的另一例的层结构图。
图14是表示本发明的透射型透明屏幕的第2方式的另一例的层结构图。
图15是表示本发明的透射型透明屏幕的第2方式的另一例的层结构图。
图16是表示本发明的透射型透明屏幕的第2方式的另一例的层结构图。
图17是表示以往的影像显示系统的一例的结构示意图以及表示以往的透射型透明屏幕的一例的层结构图。
图18是表示图17的影像显示系统的投影仪不向透射型透明屏幕投射影像光的状态的图。
具体实施方式
以下术语的定义适用于本说明书和权利要求书。
“第1面”是指透射型透明屏幕的最表面,为投影仪的影像光所透射一侧的表面。
“第2面”是指透射型透明屏幕的最表面,为在第1面的相反侧的表面。
“第1面侧(第2面侧)的景象”是指,处于透射型透明屏幕的第2面侧(第1面侧)的观察者所观察的透射型透明屏幕的另一侧的像(主要对象物(商品、美术品、人物等)及其背景和风景等)。景象中不包含从投影仪透射的影像光在透射型透明屏幕上成像而显示的影像。
“接合层”是具有将两个面接合的功能的层,由粘接剂和粘合剂形成。被接合的两个面的至少一方是由热熔接性材料构成的面,在两个面通过热熔接被接合的情况下,所接合的两个面的至少一方是由固化性树脂材料的固化物形成的面,固化性树脂材料固化的同时两个面被接合等情况下,接合功能由所接合的面自身带来,不具有接合层。
“热熔接性树脂”是指通过热熔接呈现接合性、在相对较低的温度下软化的热塑性树脂。
“算术平均粗糙度(Ra)”是根据JIS B 0601:2013(ISO 4287:1997,Amd.1:2009)测定的算术平均粗糙度。粗糙度曲线用的基准长度lr(截断值λc)设定为0.8mm。
“雾度”是指,从透射型透明屏幕的第1面侧(或第2面侧)入射并透射至第2面侧(或第1面侧)的透射光中,由前方散射导致与入射光偏离了0.044rad(2.5°)以上的透射光的百分比。即,通过JIS K7136:2000(ISO14782:1999)中记载的方法进行测定的通常的雾度。雾度是按照所述方法,使用ISO/CIE10526中规定的CIE标准的D65光源在室温下测定时的值。
“总光线透射率”是指,从透射型透明屏幕的第1面侧(或第2面侧)以0°的入射角入射的入射光中,透射第2面侧(或第1面侧)的总透射光的比例(百分比)。即,通过JIS K7361:1997(ISO 13468-1:1996)中记载的方法进行测定的通常的总光线透射率,是通过D65光源测定的值。
“漫反射率”是指,从在第1面侧(或第2面侧)反射的镜面反射光偏离了0.044rad(2.5°)以上的反射光相对于在透射型透明屏幕的第1面侧(或第2面侧)以0°的入射角入射的入射光的比例(百分比)。测定漫反射率时,用暗帘覆盖相反侧面,使得光不从第1面侧(或第2面侧)相反侧的第2面侧(或第1面侧)入射至作为测定对象的透射型透明屏幕。另外,将与入射光的径同等程度的孔隙紧密贴合于测定对象,进行设定。
漫反射率和折射率是使用钠灯的d光(波长589nm)在室温下测定时的值。
“溶解度参数”(以下也记为SP值)是由通过Hildebrand导入的正规溶液理论定义的值。另外,透明树脂的SP在透明树脂为热塑性树脂时为该热塑性树脂的SP值,在透明树脂为固化性树脂的固化物时为固化前的固化性树脂的SP值。
[第1方式]
<影像显示系统>
图1是表示本发明的影像显示系统的第1方式的一例的结构示意图。
影像显示系统具备透射型透明屏幕1(以下也称作屏幕1)和设置于屏幕1的第1面A侧的空间的投影仪200。
<透射型透明屏幕>
本发明的透射型透明屏幕的第1方式是具有第1面以及在其相反侧的第2面、第1面侧的景象以第2面侧的观察者能够透视的方式透射、第2面侧的景象以第1面侧的观察者能够透视的方式透射且将从第1面侧投射的影像光作为影像向第2面侧的观察者以能够识别的方式显示的透射型透明屏幕,其具有包含透明树脂、光散射材料和光吸收材料的光散射层。
图1是表示本发明的透射型透明屏幕的第1方式的一例的层结构图。
屏幕1是第1透明基材10与第2透明基材20之间配置有光散射片30的屏幕。
第1透明基材10与光散射片30通过接合层12进行接合,第2透明基材20与光散射片30通过接合层22进行接合。
(透明基材)
作为第1透明基材10和第2透明基材20(以下统称为透明基材)的材料,可例举玻璃、透明树脂等。各透明基材的材料可相同或不同。
作为构成透明基材的玻璃,可例举钠钙玻璃、无碱玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃等。为了提高耐久性,可对由玻璃构成的透明基材实施化学强化、物理强化、硬涂层等。
作为构成透明基材的透明树脂,可例举固化性树脂的固化物和热塑性树脂,优选热塑性树脂。作为热塑性树脂,可例举聚碳酸酯、热塑性聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等)、三乙酰基纤维素、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等,从耐候性以及透明性的角度考虑,优选聚碳酸酯、热塑性聚酯、环烯烃聚合物。
作为透明基材,优选不发生双折射的基材。
透明基材的厚度为能够保持基材的耐久性的厚度即可。透明基材的厚度例如可以在0.01mm以上、0.05mm以上、0.1mm以上。另外,透明基材的厚度例如可以在10mm以下、5mm以下、0.5mm以下、0.3mm以下、0.15mm以下。
第1透明基材10的表面(第1面A)和第2透明基材20的表面(第2面B)的算术平均粗糙度Ra优选在0.3μm以下,更优选在0.05μm以下,在透明基材10的表面为最外层的情况下,进一步优选在0.01μm以下。算术平均粗糙度Ra如果在0.3μm以下,则第1面A和第2面B中由投影仪200投射的影像光L不易散射,从而不易在第1面A和第2面B上成像。其结果是,能够抑制重影的形成。第1透明基材10的表面(第1面A)和第2透明基材20的表面(第2面B)的算术平均粗糙度Ra越低则在检查和透明性方面越优选,从透明基材的制造难易度和成本的角度考虑,可优选在0.001μm以上。
另外,透射型透明屏幕的最外层不是透明基材的情况下(例如为透明膜、光散射层、光吸收层等的情况下),透射型透明屏幕的第1面和第2面的算术平均粗糙度Ra的优选范围也与最外层为透明基材的情况相同。藉此,具有抑制由接合层与基材的折射率不同导致的雾度升高的效果。
(接合层)
接合层12和接合层22(以下统称为接合层)是由粘接剂和粘合剂形成的层。粘接剂和粘合剂可以是含有溶剂的液状物。含有溶剂的液状物的情况下,在至少一方的接合面上涂布后将溶剂除去,再用于粘接或粘合。粘合剂或由热熔接性树脂构成的粘接剂的情况下,也可使用其片材或膜。
由固化性树脂构成的粘接剂的情况下,通过在透明基材10与透明膜31之间使固化性树脂固化来形成接合层12。由热熔接性树脂构成的粘接剂的情况下,通过在透明基材10与透明膜31之间将热熔接性树脂加热软化后冷却来形成接合层12。粘合剂的情况下,通过在透明基材10与透明膜31之间压接粘接剂的层来形成接合层12。
作为粘接剂的材料,可例举热熔接性树脂、光固化性树脂、热固化性树脂等,作为粘合剂可例举丙烯酸类粘合剂、有机硅类粘合剂等。各接合层的材料可相同或不同。
作为热熔接性树脂,可例举例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、增塑性聚乙烯醇缩醛、增塑性聚氯乙烯、增塑性热塑性聚酯、热塑性聚氨酯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等。
作为光固化性树脂,可例举丙烯酸类光固化性树脂、光固化性环氧树脂等,作为热塑性树脂可例举丙烯酸类热固化性树脂、热固化性环氧树脂、聚氨酯类固化性树脂等。
接合层的厚度是能够确保接合层的功能的厚度即可,例如优选为0.01~1.5mm,更优选0.05~1mm。
(光散射片)
光散射片30具有第1透明膜31、第2透明膜35、设置在第1透明膜31和第2透明膜35之间且透明树脂32内分散有光散射材料33和光吸收材料(符号省略)的光散射层34。
(透明膜)
第1透明膜31和第2透明膜35(以下统称为透明膜)可以是树脂膜,也可以是薄玻璃膜。各透明膜的材料可相同或不同。
作为构成透明膜的透明树脂,可例举聚碳酸酯、热塑性聚酯、三乙酰基纤维素、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等。
透明膜的厚度较好是能够适用于辊对辊(日文:ロールツーロール)工艺的厚度,例如优选0.01~0.5mm,更优选0.05~0.3mm,进一步优选在0.2mm以下。
(光散射层)
光散射层34含有透明树脂32、光散射材料33和光吸收材料。
作为透明树脂32,优选光固化性树脂(光固化性丙烯酸树脂、光固化性环氧树脂等)的固化物、热固化性树脂(热固化性丙烯酸树脂、热固化性环氧树脂等)的固化物、热塑性树脂(聚碳酸酯、热塑性聚酯、三乙酰基纤维素、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等。还可例举聚烯烃树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、热塑性氨基甲酸酯、离子聚合物树脂、乙烯·乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、ETFE、热塑性有机硅等。)。从在不损害屏幕1作为窗的功能的情况下维持透明感的角度考虑,透明树脂的黄色指数优选在10以下,更优选在5以下。
光固化性树脂是含有分子量相对较低的固化性化合物和光聚合引发剂或通过光来活化的固化剂的组合物,通过紫外线等光的照射而固化成固体状的固化树脂。热固化性树脂是含有分子量相对较低的固化性化合物和热聚合引发剂或固化剂的组合物,通过加热而固化成固体状的固化树脂。例如,固化性丙烯酸树脂是包含具有一个以上的丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的固化性化合物和由光或热产生自由基的聚合引发剂的组合物。
作为透明树脂32的固化性树脂的溶解度参数优选在18(J/cm3)1/2以上,更优选在20(J/cm3)1/2以上。作为透明树脂32的固化性树脂的溶解度参数如果在18(J/cm3)1/2以上,则在不对光散射材料33或光吸收材料实施表面处理的情况下,容易在透明树脂32内分散光散射材料33或光吸收材料。另外,由于不需要对光散射材料33或光吸收材料实施表面处理,能够将成本抑制在低水平。从高湿度下的保存性方面考虑,作为透明树脂32的固化性树脂的溶解度参数优选在40(J/cm3)1/2以下。
作为光散射材料33,可例举氧化钛(折射率:2.5~2.7)、氧化锆(折射率:2.4)、氧化铝(折射率:1.76)、氧化锌(折射率:2.0)、硫酸钡(折射率:1.64)、硫化锌(折射率:2.2)等高折射率材料的微粒;多孔二氧化硅(折射率:1.3以下)、中空二氧化硅(折射率:1.3以下)等低折射率材料的微粒;与透明树脂32的相容性低的折射率不同的树脂材料;结晶化的1μm以下的树脂材料等。光散射材料是因折射率与作为粘合剂的树脂材料不同而具有使光散射的功能的材料。多数树脂材料的折射率为1.45~1.65,因此优选与这些树脂材料的折射率差异在0.15以上,更优选在0.25以上,进一步优选在0.5以上。从而,光散射材料的折射率在1.6以上即可,优选在1.7以上,更优选在1.95以上。另外,光散射材料的折射率在1.5以下即可,优选在1.4以下,进一步优选光散射材料的一部分中包含折射率为1.1~1.0的1nm以上的孔隙。作为光散射材料,从高折射率的角度考虑,特别优选氧化钛、氧化锆。
光散射材料33在光散射层34的100质量%中的比例优选为0.01~5质量%,更优选为0.1~2质量%。为了将光散射层34的总光线透射率调整为高水平,光散射材料33在光散射层34的100质量%中的比例优选为0.01~0.1质量%。一次粒径相同时,存在光散射材料的量越多则雾度越高的倾向,如果在所述范围中,则容易将雾度调整至优选的范围。
光散射材料33为微粒时,微粒的平均一次粒径优选为0.021~1μm。另外,分散的微粒的粒径不论为一次粒子或二次粒子,粒径均优选为0.02~1μm,更优选为0.03~0.8μm,进一步优选为0.15~0.6μm。光散射材料33为分散状态时的平均粒径如果是与散射光的波长相同程度或略小的尺寸,则向前方散射的概率变大,使入射的光不折射而散射的功能变强。与散射光的波长相同程度或略小是指,与散射光的波长相同程度到具有十分之一左右的偏差的范围。其结果是,观察者侧观察到的屏幕1的另一侧的景象的失真(白色模糊)得到抑制,无急剧的光量变化,从而提高景象的透视性。在含量相同时,平均一次粒径越小则透射率越容易增加。另外,光散射材料33的平均一次粒径小,则透射型透明屏幕看上去呈浅蓝色(日文:青みがかり),或透明感高。
作为光吸收材料,可例举作为无机着色材料的碳黑类材料(碳黑、纳米金刚石、富勒烯、碳纳米管、碳纳米角、石墨等)、钛黑、黑色二氧化硅以及主要含银的微粒材料(例如银的碳化物、硫化物和氧化物)等。另外,作为有机着色材料,可例举有机颜料、有机染料等。可混合两种以上的光吸收材料以调整色调。从耐久性的角度考虑,使用无机着色材料或有机颜料作为光吸收材料即可。光吸收材料通过吸收由光散射材料而向基板面内方向散射并扩散的光,起到防止由未被投影仪等的光照射的区域放出光的效果。通过该效果,图像的对比度得到提高。另外,通过该作用,来自通常配置在上方的照明的光即便入射,也能够抑制由多重散射导致从透明屏幕构件放出的光,起到提高透明性的作用。另外,如果平均一次粒径小,则在相同材料的相同体积浓度的情况下,总光线透射率容易变低。无机着色材料和有机着色材料为通常的粒子。
光吸收材料在光散射层34的100质量%中的比例优选为0.01~5质量%,更优选为0.1~2质量%。另外,优选同时也调整透明树脂的膜厚,以使光学浓度在0.05~1之间。为了降低透射型透明屏幕的雾度并将总光线透射率调整为高水平,光吸收材料在光散射层34的100质量%中的比例优选为0.01~0.5质量%。
光吸收材料的粒径优选尽可能地小。具体而言,光吸收材料为微粒时,微粒的平均一次粒径优选为1~200nm,更优选为1~100nm,进一步优选为1~60nm。此外,光吸收材料的平均一次粒径优选在光散射材料的平均一次粒径以下。光吸收材料的平均一次粒径与光散射材料的平均一次粒径之比(光吸收材料的平均一次粒径/光散射材料的平均一次粒径)优选为0.001~1。光吸收材料的平均一次粒径/光散射材料的平均一次粒径如果在所述范围内,则能够高效地消除前方散射方向上的光,能够在维持透明感的同时提高屏幕增益(日文:スクリーンゲイン)。
从容易实现雾度、总光线透射率和透明感的平衡的角度考虑,作为光吸收材料,优选碳黑类的材料和钛黑,更优选碳黑和钛黑。
光散射层34的厚度优选1~200μm。光散射层34的厚度如果在1μm以上,则能够充分发挥光散射的效果。光散射层34的厚度如果在200μm以下,则容易通过辊对辊工艺形成光散射层34。另外,光散射层34的表面不是透射型透明屏幕的最外层的情况下,光散射层34的表面可以是平坦或具有凹凸,Ra在10μm以下即可。作为凹凸,较好是不具有周期性的无规律的凹凸。凹凸形状可以是相似的形状。具有凹凸时,可通过凹凸和光散射材料这两者控制光散射层34的散射特性。
(光散射片的制造方法)
光散射片30例如可通过以下步骤制造。
配制含有光固化性树脂、光散射材料33和光吸收材料的糊料。
在第1透明膜31的表面涂布糊料,在该糊料上重叠第2透明膜35。
从第1透明膜31侧或第2透明膜35侧向糊料照射光(紫外线等),使光固化性树脂固化,形成在透明树脂32内分散有光散射材料33和光吸收材料的光散射层34,藉此得到光散射片30。
光散射片30还可通过以下步骤制造。
配制含有溶剂、热熔接性树脂、光散射材料33和光吸收材料的溶液。
在第1透明膜31的表面涂布溶液并干燥,之后重叠第2透明膜35,然后将热熔接性树脂加热软化并冷却,藉此得到光散射片30。
光散射片30另外可通过以下步骤制造。
通过挤出成形热塑性树脂、光散射材料33和光吸收材料来形成光散射层34。例如,通过对用于形成透明膜31、35的热塑性树脂同时进行三层挤出成形,得到光散射片30。光散射层也可通过母料方式(日文:マスターバッチ方式)形成。即,预先熔融混炼热塑性树脂、光散射材料和光吸收材料来制作母料,挤出成形时,将该母料与热塑性树脂熔融混炼并挤出,可形成光散射层。
(透射型透明屏幕的制造方法)
通过隔着接合层12、22来层叠所述光散射片30与透明基材10、20来制造屏幕1。光散射片30与透明基材10的接合以及光散射片30与透明基材20的接合可同时进行,也可按顺序进行。例如,接合层由固化性树脂的固化物构成时,在作为光散射片30的接合面的透明膜31的表面与透明基材10的表面之间形成固化性树脂层,使该固化性树脂固化来进行接合。透明膜35的表面与透明基材20的表面的接合也可同样地进行。接合层由热熔接性树脂构成时,在光散射片的透明膜表面与透明基材的表面之间形成热熔接性树脂层,对该热熔接性树脂层进行加热加压,使之熔接并冷却,从而进行接合。接合层为粘合性树脂时,在光散射片的透明膜表面与透明基材的表面之间形成粘合剂层,对该粘合剂层进行加压而接合。
(透射型透明屏幕的光学特性)
屏幕1的雾度为3~30%,优选为9~30%,更优选为12~26%,进一步优选为15~26%。雾度如果在3%以上、更优选在9%以上,则能够确保屏幕增益和视野角度。如果雾度在30%以下,则能够抑制屏幕1整体呈现白色浑浊的现象。其结果是,观察者X侧观察到的屏幕1的另一侧的景象的对比度提高,从而提高景象的透视性。另外,屏幕1所显示的影像的对比度提高,影像的识别性也提高。对从第1面A侧入射并从第2面B侧透射的光进行测定,得到屏幕1的雾度。
通过调整光散射材料33的浓度、或调整含有光散射材料33的光散射层34的厚度、或者调整光吸收材料的种类,能够使屏幕1的雾度落入所述范围内。如果降低光散射材料33的浓度或降低光吸收材料的平均一次粒径,则容易降低雾度。
屏幕1的总光线透射率为15~95%,优选为15~84%,更优选为37~71%,进一步优选为40~65%。总光线透射率如果在15%以上,则观察者X侧观察到的屏幕1的另一侧的景象的透视性优良。如果总光线透射率在95%以下、优选在84%以下,则光吸收材料充分吸收不需要的散射光,能够抑制屏幕1整体呈现白色浑浊的现象。其结果是,观察者X侧观察到的屏幕1的另一侧的景象的对比度提高,从而提高景象的透视性。另外,屏幕1所显示的影像的对比度提高,影像的识别性也提高。对从第1面A侧入射并从第2面B侧透射的光进行测定,得到屏幕1的总光线透射率。
主要通过调整光吸收材料的浓度、或调整含有光吸收材料的层的层厚、或者调整光吸收材料的种类,能够使屏幕1的总光线透射率落入所述范围内。另外,通过调整光散射材料的种类、粒径以及凝集状态,也能够调整总光线透射率。
屏幕1的漫反射率为0.1~2.4%,优选为0.1~2.4%,更优选0.1~1.7%。如果漫反射率在0.1%以上,则能够确保屏幕增益和视野角度,如果在1.0%以上,则从屏幕增益和视野角度考虑更为优选。如果漫反射率在2.4%以下,则光吸收材料充分吸收不需要的散射光,能够抑制屏幕1整体呈现白色浑浊的现象。其结果是,观察者X侧观察到的屏幕1的另一侧的景象的对比度提高,从而提高景象的透视性。另外,屏幕1所显示的影像的对比度提高,影像的识别性也提高。对从第2面B侧入射并在第2面B侧反射的光进行测定,得到屏幕1的漫反射率。
通过调整光散射材料33的浓度、或调整含有光散射材料33的光散射层34的厚度、或者调整光吸收材料的种类、或调整含有光吸收材料的层的膜厚、或者形成防反射膜等,能够使屏幕1的漫反射率落入所述范围内。
对于屏幕1的光学特性,如果降低光散射材料33的浓度、选择平均一次粒径小的光吸收材料,则低雾度下识别性也良好,如果周围的亮度低,则识别性更为优良。具体而言,如果使光散射材料33的浓度在光散射层34的100质量%中为0.01~1质量%、光吸收材料的平均一次粒径为1~60nm,则能够得到雾度为3~15%、总光线透射率为70~95%的屏幕。所述光散射层34的光散射材料的平均一次粒径为0.02~1μm即可,所述光吸收材料的浓度在光散射层34的100质量%中为0.01~5质量%即可。这种屏幕例如能够在亮度高的时间带作为透明度高的窗起作用,在亮度低的时间带作为屏幕起作用。
在屏幕1中,从各层界面处的反射率抑制在0.5%以内的角度考虑,相邻各层间的折射率差优选在0.2以内,从各层界面处的反射率为0.1%左右的角度考虑,折射率差更优选在0.1以内。
<投影仪>
投影仪200是能向屏幕1投射影像光L的投影仪即可。作为投影仪200,可例举公知的投影仪等。作为投影仪,从能够从10~90cm的极近距离投射影像光L、实现影像显示系统的省空间化的角度考虑,以及从能够投射入射角大的影像光L、人不易挡在投影仪200和屏幕1之间的角度考虑,优选短焦距的投影仪。
<影像显示方法>
屏幕1中,如图1所示,由投影仪200投射并从屏幕1的第1面A入射的影像光L通过在光散射层34的散射而成像,向处于与投影仪200相反侧的观察者X以能够识别的方式显示影像。
第1面A侧的景象的光从第1面A入射至屏幕1后,一部分在光散射层34中散射,剩余部分透射。藉此,在投影仪200不向屏幕1投射影像光L的情况下,第2面B侧的观察者X可透视第1面A侧的景象。同样地,第2面B侧的景象的光从第2面B入射至屏幕1后,一部分在光散射层34中散射,剩余部分透射。藉此,在投影仪200不向屏幕1投射影像光L的情况下,第1面A侧的观察者可透视第2面B侧的景象。
另外,屏幕1中,如图2所示,第1面A侧的景象的光L1、第2面B侧的由照明202(或太阳)照射的光L2等在光散射层34中散射。但是,由于光散射层34含有光吸收材料,因此光吸收材料吸收不需要的散射光,抑制屏幕1整体呈现白色浑浊的现象。
因此,在投影仪200不向屏幕1投射影像光L的状态下,观察者X容易透视屏幕1的另一侧的景象。
另外,在投影仪200的影像光L投射至屏幕1的状态下,光吸收材料吸收不需要的散射光,因此影像对比度的降低得到抑制,观察者X容易识别影像。
<作用机理>
以上说明的屏幕1的光散射层34由于含有光吸收材料,因此光吸收材料吸收不需要的散射光,屏幕1整体呈现白色浑浊的现象得到抑制。具体而言,屏幕1的雾度为3~30%,总光线透射率为15~95%,漫反射率为0.1~2.4%。于是,通过使屏幕1的雾度、总光线透射率和漫反射率同时满足所述范围,在投影仪200不投射影像光L的状态下,观察者X所观察的屏幕1另一侧的景象的透视性优良,在投影仪200投射影像光L的状态下,观察者X所观察的屏幕1上显示的影像的识别性优良。特别是在由外部光产生的100勒克斯以上的环境存在于观察者X的视线中的情况下,容易得到所述效果。
<其他实施方式>
另外,本发明的屏幕的第1形式是具有第1面和在其相反侧的第2面、以及包含透明树脂及光散射材料的光散射层的屏幕,光散射层还含有光吸收材料,雾度为3~30%、总光线透射率为15~95%、漫反射率为0.1~2.4%即可,不限于图1的屏幕1。以下,屏幕中与图1的屏幕1相同的结构部分标以相同的符号,省略说明。
透射型透明屏幕的第1方式如图3所示,可以是在第2透明基材20的表面形成了光散射层34的屏幕1a。透明树脂32为固化性树脂的固化物的情况下,能够在第2透明基材20的单面形成作为光散射层34的未固化的固化性树脂组合物的层,使固化性树脂组合物在第2透明基材20的表面固化,从而进行制造。另外,在透明树脂32为热塑性树脂的情况下,通过对形成光散射层34的热塑性树脂组合物进行挤出成形等来制造作为光散射层34的膜、层叠该膜与第2透明基材20并使之热熔接的方法来进行制造,在透明树脂32与透明基材20为热塑性树脂的情况下,通过对形成光散射层34的热塑性树脂组合物与形成透明基材20的热塑性树脂进行双层挤出成形的方法等进行制造。
另外,如图4所示,也可以是在屏幕1a的光散射层34侧的表面隔着接合层12贴合第1透明基材10而得的屏幕1b。图4所示的屏幕1b例如可使用粘接剂或粘合剂接合图3所示的屏幕1a与第2透明基材10来制造。例如,可用图3所示的屏幕1a与第2透明基材10夹住热熔接性树脂膜进行层叠,对层叠体进行加热压接来形成接合层12,从而制造屏幕1b。
透射型透明屏幕的第1方式如图5所示,可以是隔着使用了作为透明树脂32的接合性材料的光散射层34贴合第1透明基材10和第2透明基材20而得的屏幕1c。
屏幕1c例如可通过在透明基材10与第2透明基材20之间填充形成光散射层34的未固化的固化性树脂组合物、然后使固化性树脂组合物固化来进行制造。另外,在透明树脂32为聚乙烯醇缩丁醛等热熔接性树脂的情况下,可通过对形成光散射层34的热塑性树脂组合物进行挤出成形来制造作为光散射层34的片材,在无热熔接性或低热熔接性的材料构成的透明基材(玻璃板等)所构成的透明基材10与第2透明基材20之间夹持所得的片材,进行加热加压来熔接,从而进行制造。
进一步,也可通过对形成透明基材10的热塑性树脂、形成第2透明基材20的热塑性树脂、形成光散射层34的热塑性树脂组合物进行3层挤出成形来制造。
透射型透明屏幕的第1方式如图6所示,也可以是省去了第1透明基材10和第2透明基材20的屏幕1d,即光散射片30其自身。这种情况下,第1透明膜31的表面为第1面,第2透明膜35的表面为第2面。进一步,虽未图示,也可将由光散射层34构成的膜或片材作为透射型透明屏幕。
光散射层34可如图7所示,光散射材料33集中在光散射层34的第1面附近,也可如图8所示,光散射材料33集中在光散射层34的第1面附近和第2面附近。光散射材料33集中在光散射层34的表面附近的光散射层34的影像的分辨率期待得到提高。光散射材料33集中在光散射层34的表面附近的光散射层34可通过例如选择容易相分离的材料作为光固化性树脂和光散射材料33,将含有光固化性树脂、光散射材料33和光吸收材料的糊料涂布于透明膜等时使光固化性树脂和光散射材料33产生相分离来形成。另外,产生相分离的材料也可以是光吸收材料。
透射型透明屏幕的第1方式中,也可将投影仪的影像光投射至第2透明基材侧(或第2透明膜侧)。此时,第2透明基材侧(或第2透明膜侧)的表面为第1面A。
能够使用粘接剂或粘合剂将仅由光散射层构成的膜或片材、在光散射层的单面或两面存在透明层的膜或片材(例如图6所示结构的片材)贴合于既存的玻璃窗等来形成透射型透明屏幕。另外,其中较薄者能够产生形变,适用于形成具有曲面的透射型透明屏幕。
另外,在具有2块玻璃板、和以在玻璃板间形成空隙的方式介于玻璃板的周缘部之间配置的框状的间隔物的复层玻璃中,可在一方的玻璃板的内面贴合仅由光散射层构成的膜或片材来形成透射型透明屏幕。
本发明还是用于形成这种透射型透明屏幕的具有光散射层的片材或膜。层叠该片材或膜与透明基材,可获得本发明的透射型透明屏幕。
例如,将图6所示结构的片材的透明膜31、35剥离除去来制造仅由光散射层34构成的膜,在该膜的两面隔着热熔接性树脂膜与2块透明基板重叠,制造结构为透明基板/热熔接性树脂层/光散射层34/热熔接性树脂层/透明基板的层叠体,对层叠体进行热压接,能够制造结构为透明基板10/接合层12/光散射层34/接合层22/透明基板20的本发明的透射型透明屏幕。
[第2方式]
<影像显示系统>
图2是表示本发明的影像显示系统的第2方式的一例的结构示意图。
影像显示系统具备透射型透明屏幕2(以下也称作屏幕2)和设置于屏幕2的第1面A侧的空间的投影仪200。
<透射型透明屏幕>
本发明的透射型透明屏幕的第2方式是具有第1面以及在其相反侧的第2面、第1面侧的景象以第2面侧的观察者能够透视的方式透射、第2面侧的景象以第1面侧的观察者能够透视的方式透射且将从第1面侧投射的影像光作为影像向第2面侧的观察者以能够识别的方式显示的透射型透明屏幕,其具有包含透明树脂和光散射材料的光散射层、以及设置在比光散射层更靠近第2面侧的位置的包含透明材料和光吸收材料的光吸收层。
图9是表示本发明的透射型透明屏幕的第2方式的一例的层结构图。以下,屏幕中与图1的屏幕1相同的结构部分标以相同的符号,省略说明。
屏幕2是第1透明基材10与第2透明基材20之间配置有光散射片40的屏幕。
第1透明基材10与光散射片40通过接合层12进行接合,第2透明基材20与光散射片40通过接合层22进行接合。
(光散射片)
光散射片40具有第1透明膜41、第2透明膜45、设置在第1透明膜41和第2透明膜45之间且透明树脂42内分散有光散射材料43的光散射层44、设置在光散射层44与第2透明膜45之间且透明树脂(符号略)内分散有光吸收材料(符号略)的光吸收层46。
(透明膜)
第1透明膜41和第2透明膜45(以下统称为透明膜)可以是树脂膜,也可以是薄玻璃膜。各透明膜的材料可相同或不同。
作为透明膜,使用与上述光散射片30的透明膜同样的膜即可。
(光散射层)
光散射层44含有透明树脂42和光散射材料43,不含光吸收材料。
作为透明树脂42,使用与上述光散射片30的透明树脂32同样的树脂即可。
作为光散射材料43,使用与上述光散射片30的光散射材料33同样的材料即可。
光散射材料43在光散射层44的100质量%中的比例优选为0.01~5.0质量%,更优选为0.1~1.0质量%。
光散射层44的厚度优选1~200μm。光散射层44的厚度如果在1μm以上,则能够充分发挥光散射的效果。光散射层44的厚度如果在200μm以下,则容易通过辊对辊工艺形成光散射层44。
(光吸收层)
光吸收层46含有透明树脂和光吸收材料,不含光散射材料43。
作为光吸收层46的透明树脂,使用与上述光散射片30的透明树脂32同样的树脂即可。另外,本发明的第2方式中,光吸收层的基质成分为透明材料即可,不限于透明树脂。作为透明材料,除了透明树脂,还可例举玻璃等。
作为光吸收材料,使用与上述光散射片30的光吸收材料同样的材料即可。
光吸收材料在光吸收层46的100质量%中的比例优选为0.01~5.0质量%,更优选为0.1~2.0质量%。
光吸收层46的厚度优选1~200μm。光吸收层46的厚度如果在1μm以上,则能够充分发挥光吸收的效果。光吸收层46的厚度如果在200μm以下,则容易通过辊对辊工艺形成光吸收层46。
另外,光吸收层46也可以是不含基质成分的无机薄膜、有机薄膜。作为无机薄膜的材料,可例举Cr、Mo、Ti、Ta、Ni、Cr、Zn等金属,Cr、Mo、Ta等的氧化物或氮化物,石墨等碳材料。
(光散射片的制造方法)
光散射片40例如可通过以下步骤制造。
配制含有光固化性树脂和光散射材料33的第1糊料。
配制含有光固化性树脂和光吸收材料的第2糊料。
在第1透明膜41的表面涂布第1糊料,向第1糊料照射光(紫外线等),使光固化性树脂固化,形成在透明树脂32内分散有光散射材料33的光散射层44。
在光散射层44的表面涂布第2糊料,在该第2糊料上重叠第2透明膜45。
从第1透明膜41侧或第2透明膜45侧向第2糊料照射光(紫外线等),使光固化性树脂固化,形成在透明树脂内分散有光吸收材料的光吸收层46。
通过用热固化性树脂替代光固化性树脂、用加热替代光照射来使热固化性树脂固化,能够与上述同样地制造光散射片40。另外,使用热塑性树脂替代光固化性树脂,通过挤出成形制造构成各层的膜并将所述膜层叠,能够制造光散射片40。进一步,通过使用了热塑性树脂的多层挤出成形也能够制造光散射片40。
(透射型透明屏幕的制造方法)
使用上述光散射片40替代所述第1方式中的光散射片30,通过与所述第1方式中的透射型透明屏幕的制造方法同样的方法能够制造屏幕2。
(透射型透明屏幕的光学特性)
屏幕2的雾度为3~30%,优选为9~30%,更优选为12~26%,进一步优选为15~26%。雾度如果在3%以上、更优选在9%以上,则能够确保屏幕增益和视野角度。如果雾度在30%以下,则能够抑制透射型透明屏幕2整体呈现白色浑浊的现象。其结果是,观察者X侧观察到的屏幕2的另一侧的景象的对比度提高,从而提高景象的透视性。另外,屏幕2所显示的影像的对比度提高,影像的识别性也提高。对从第1面A侧入射并从第2面B侧透射的光进行测定,得到屏幕2的雾度。
通过调整光散射材料43的浓度、或调整含有光散射材料43的光散射层44的厚度、或者调整光吸收层46所含的光吸收材料的种类,能够使屏幕2的雾度落入所述范围内。如果降低光散射材料43的浓度或降低光吸收材料的平均一次粒径,则容易降低雾度。
屏幕2的总光线透射率为15~95%,优选为15~84%,更优选为37~71%,进一步优选为40~65%。总光线透射率如果在15%以上,则观察者X侧观察到的屏幕2的另一侧的景象的透视性优良。如果总光线透射率在95%以下、优选在84%以下,则光吸收材料充分吸收不需要的散射光,能够抑制屏幕2整体呈现白色浑浊的现象。其结果是,观察者X侧观察到的屏幕2的另一侧的景象的对比度提高,从而提高景象的透视性。另外,屏幕2所显示的影像的对比度提高,影像的识别性也提高。对从第1面A侧入射并从第2面B侧透射的光进行测定,得到屏幕2的总光线透射率。主要通过调整光吸收材料的浓度、或调整含有光吸收材料的层的层厚、或者调整光吸收材料的种类,能够使屏幕2的总光线透射率落入所述范围内。另外,通过调整光散射材料的种类、粒径以及凝集状态,也能够调整总光线透射率。
屏幕2的漫反射率为0.1~2.4%,优选为0.1~2.4%,更优选0.1~1.7%。如果漫反射率在0.1%以上,则能够确保屏幕增益和视野角度,如果在1.0%以上,则从屏幕增益和视野角度方面考虑更为优选。如果漫反射率在2.4%以下,则光吸收材料充分吸收不需要的散射光,能够抑制屏幕2整体呈现白色浑浊的现象。其结果是,观察者X侧观察到的屏幕2的另一侧的景象的对比度提高,从而提高景象的透视性。另外,屏幕2所显示的影像的对比度提高,影像的识别性也提高。对从第2面B侧入射并在第2面B侧反射的光进行测定,得到屏幕2的漫反射率。
对于屏幕2的光学特性,如果降低光散射层44所含的光散射材料43的浓度、选择平均一次粒径小的光吸收层所含的光吸收材料,则低雾度下识别性也良好,如果周围的亮度低,则识别性更为优良。具体而言,如果使光散射材料43的浓度在光散射层44的100质量%中为0.01~0.5质量%、光吸收材料的平均一次粒径为1~100nm,则能够得到雾度为3~15%、总光线透射率为70~95%的屏幕。所述光散射层44的光散射材料的平均一次粒径为0.02~1μm即可,所述光吸收材料的浓度在光吸收层的100质量%中为0.01~5质量%即可。这种屏幕例如能够在亮度高的时间带作为透明度高的窗起作用,在亮度低的时间带作为屏幕起作用。
在屏幕2中,从各层界面处的反射率抑制在0.5%以内的角度考虑,相邻各层间的折射率差优选在0.2以内,从各层界面处的反射率为0.1%左右的角度考虑,折射率差更优选在0.1以内。
<影像显示方法>
屏幕2中,如图9所示,由投影仪200投射并从屏幕2的第1面A入射的影像光L通过在光散射层44的散射而成像,向处于与投影仪200相反侧的观察者X以能够识别的方式显示影像。
第1面A侧的景象的光从第1面A入射至屏幕2后,一部分在光散射层44中散射,剩余部分透射。藉此,在投影仪200不向屏幕2投射影像光L的情况下,第2面B侧的观察者X可透视第1面A侧的景象。同样地,第2面B侧的景象的光从第2面B入射至屏幕2后,一部分在光散射层44中散射,剩余部分透射。藉此,在投影仪200不向屏幕2投射影像光L的情况下,第1面A侧的观察者可透视第2面B侧的景象。
另外,屏幕2中,如图10所示,第1面A侧的景象的光L1、第2面B侧的由照明202(或太阳)照射的光L2等在光散射层44中散射。但是,由于设置在比光散射层44更靠近第2面B侧的位置的光吸收层46含有光吸收材料,因此光吸收材料吸收不需要的散射光,抑制屏幕2整体呈现白色浑浊的现象。
因此,在投影仪200不向屏幕2投射影像光L的状态下,观察者X容易透视屏幕2的另一侧的景象。
另外,在投影仪200的影像光L投射至屏幕2的状态下,光吸收材料吸收不需要的散射光,因此影像对比度的降低得到抑制,观察者X容易识别影像。
<作用机理>
以上说明的屏幕2中,由于设置在比光散射层44更靠近第2面B侧的位置的光吸收层46含有光吸收材料,因此光吸收材料吸收在光散射层44处产生的不需要的散射光,抑制屏幕2整体呈现白色浑浊的现象。具体而言,屏幕2的雾度为3~30%,总光线透射率为15~95%,漫反射率为0.1~2.4%。于是,通过使屏幕2的雾度、总光线透射率和漫反射率同时满足所述范围,在投影仪200不投射影像光L的状态下,观察者X所观察的屏幕2另一侧的景象的透视性优良,在投影仪200投射影像光L的状态下,观察者X所观察的屏幕2上显示的影像的识别性优良。特别是在由外部光产生的100勒克斯以上的环境存在于观察者X的视线中的情况下,容易得到所述效果。
<其他实施方式>
另外,本发明的透射型透明屏幕的第2方式是具有第1面和在其相反侧的第2面、并具有包含透明树脂及光散射材料的光散射层的透射型透明屏幕,在相较于光散射层更靠近第2面侧的位置还具有包含透明树脂和光吸收材料的光吸收层,针对从第1面侧入射并透射至第2面侧的光测定的雾度为3~30%,针对从第1面侧入射并透射至第2面侧的光测定的总光线透射率为15~95%,针对从第2面侧入射并在第2面侧反射的光测定的漫反射率为0.1~2.4%即可,不限于图9的屏幕2。以下,屏幕中与图9的屏幕2相同的结构部分标以相同的符号,省略说明。
透射型透明屏幕的第2方式如图11所示,可以是在第2透明基材20的表面依次形成了光吸收层46和光散射层44的屏幕2a。
另外,如图12所示,也可以是在屏幕2a的光散射层44侧的表面隔着接合层12贴合第1透明基材10而得的屏幕2b。
透射型透明屏幕的第2形式如图13所示,可以是隔着使用了作为透明树脂的接合性材料的光散射层44和光吸收层46贴合第1透明基材10和第2透明基材20而得的屏幕2c。
透射型透明屏幕的第2方式如图14所示,也可以是省去了第1透明基材10和第2透明基材20的屏幕2d,即光散射片40其自身。
透射型透明屏幕的第2方式如图15所示,可以是在隔着使用了作为透明树脂的接合性材料的光吸收层46贴合第1透明基材10和第2透明基材20而得的夹层玻璃的第1面侧形成了光散射层44而得的屏幕2e。如屏幕2e,光散射层44和光吸收层46之间即使存在其他层,如果比光散射层44更靠近第2面侧的位置存在光吸收层46,也能够发挥本发明的效果。
透射型透明屏幕的第2方式如图16所示,可以是隔着使用了作为透明树脂的接合性材料的光吸收层46贴合第1透明基材10和含有光吸收材料的第2透明基材24而得的屏幕2f。同样地,光散射片40中也可省去光吸收层46并使第2透明膜45含有光吸收材料。
另外,如上所示的方式中光吸收层与光散射层的位置关系、或光散射片与透明基材的位置关系可相互颠倒。另外,如图7和图8所示,光散射材料可集中在光散射层的表面附近。
除了追加光吸收层46以外,可通过与所述第1方式中的屏幕1a~2d的制造方法同样的方法制造屏幕2a~2f。
例如,光吸收层46和光散射层44的树脂材料为光固化性树脂或热固化性树脂的固化物的情况下,可通过在透明基材20表面依次形成光吸收层46和光散射层44来制造屏幕2a,进一步通过隔着接合层12在屏幕2a的光散射层44表面接合透明基材10,能够制造屏幕2a。此外,光吸收层46、光散射层44和透明基材20的树脂材料为热熔接性树脂的情况下,在制造了作为各层的膜后可通过层叠熔接来制造屏幕2a,或通过3层挤出成形来制造屏幕2a。
能够使用粘接剂或粘合剂将仅由光散射层和光吸收层构成的两层结构的膜或片材、进一步在其单面或双面上具有透明膜层的膜或片材(例如图14所示结构的片材)等贴合于既存的玻璃窗等来形成透射型透明屏幕。另外,其中较薄者能够产生形变,适用于形成具有曲面的透射型透明屏幕。
另外,在具有2块玻璃板、和以在玻璃板间形成空隙的方式介于玻璃板的周缘部而配置的框状的间隔物的复层玻璃中,可在一方的玻璃板的内面贴合上述膜或片材来形成透射型透明屏幕。
本发明还是用于形成这种透射型透明屏幕的具有光散射层和光吸收层的片材或膜。层叠该片材或膜与透明基材,可获得本发明的透射型透明屏幕。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不限定于这些实施例。
例2~8、12、16是实施例,例1、9、10、11、13~15、17、18是比较例。
(例1)
在紫外线固化性丙烯酸树脂单体(日立化成株式会社(日立化成社)制、ヒタロイド(注册商标)7981、SP值:24.0(J/cm3)1/2、折射率1.52)15g中加入光散射微粒(氧化钛微粒,平均一次粒径:0.2μm,折射率2.6)15g,脱气的同时混炼10分钟,得到了光散射材料。之后,向与光散射材料的配制中所用相同的紫外线固化性丙烯酸树脂单体26g中添加光散射材料1g,配制了例1的糊料。
在透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下记为PET)膜(东洋纺株式会社(東洋紡社)制,コスモシャイン(注册商标)A4300、厚度:75μm)的表面上涂布例1的糊料,在该糊料上层叠另一片PET膜。
向糊料照射紫外线,使紫外线固化性树脂固化,形成厚20μm的光散射层,得到了例1的光散射片。
依次层叠钠钙玻璃板(松浪硝子工业株式会社(松浪ガラス社)制,厚:3mm,Ra:0.005μm)、聚乙烯醇缩丁醛(以下记为PVB)膜(厚度:375μm)、例1的光散射片、PVB膜(厚:375μm)、钠钙玻璃板(厚:3mm),进行真空加热压接,得到了例1的透射型透明屏幕。例1的透射型透明屏幕的评价结果示于表1。
(例2)
在与例1所用相同的紫外线固化性树脂单体(日立化成株式会社制、ヒタロイド(注册商标)7981、SP值:24.0(J/cm3)1/2)26g中加入例1所得的光散射材料(含有氧化钛微粒,平均一次粒径:0.2μm,折射率2.6)0.12g和光吸收材料(碳黑的乙酸丁酯分散液,固体成分30质量%,碳黑的平均一次粒径:30nm)0.13g(固体成分:0.039g),脱气的同时混炼10分钟,配制了例2的糊料。
除了使用例2的糊料代替例1的糊料之外,与例1同样地得到了例2的透射型透明屏幕。例2的透射型透明屏幕的评价结果示于表1。
(例3~11、13~15)
除了将光散射材料和光吸收材料的量变更为表1所示的量以外,与例2同样地得到了例3~11、13~15的透射型透明屏幕。例3~11、13~15的透射型透明屏幕的评价结果示于表1。
(例12)
除了将光吸收材料变更为平均一次粒径为90nm的钛黑之外,与例8同样地得到了例12的透射型透明屏幕。例12的透射型透明屏幕的评价结果示于表1。
(例16)
在PVB(折射率1.49)的1-丁醇溶液(固体成分:10质量%,SP值:23.0(J/cm3)1/2)26g(固体成分:2.6g)中加入光散射材料(氧化钛微粒,平均一次粒径:0.2μm,折射率2.6)0.08g和光吸收材料(碳黑的乙酸丁酯分散液,固体成分:30质量%,平均一次粒径:30nm)0.08g(固体成分:0.027g),脱气的同时混炼10分钟,配制了例16的糊料。
在钠钙玻璃板(松浪硝子工业株式会社制,厚:3mm,Ra:0.005μm)的表面通过旋涂法(1000rpm、15秒)涂布了例16的糊料,在室温下将该糊料干燥30分钟,形成厚10μm的光散射层,得到了例16的透射型透明屏幕。例16的透射型透明屏幕的评价结果示于表1。
(例17)
除了使用市售的光散射片(株式会社KIMOTO(きもと社)制,“DILAD屏幕(DILADスクリーン)”(商品名)膜,含有光散射材料,不含光吸收材料)以外,与例1同样地得到了例17的透射型透明屏幕。例17的透射型透明屏幕的评价结果示于表1。
(例18)
除了使用市售的光散射片(三菱制纸株式会社(三菱製紙社)制,“彩美s<SaiVis>”(商品名)膜,含有光散射材料,不含光吸收材料)以外,与例1同样地得到了例18的透射型透明屏幕。例18的透射型透明屏幕的评价结果示于表1。
(例19、23)
除了将光散射材料和光吸收材料的量和粒径变更为表1所示的量和粒径以外,与例2同样地得到了例19和例23的透射型透明屏幕。例19和23的透射型透明屏幕的评价结果示于表1。
(例20、21)
除了将光吸收材料变更为碳黑的乙酸丁酯分散液(固体成分:30质量%,碳黑的平均一次粒径:24nm)、量变更为表1所示的量以外,与例2同样地得到了例20和21的透射型透明屏幕。例20和21的透射型透明屏幕的评价结果示于表1。
(例22)
除了将光吸收材料变更为平均一次粒径为75nm的碳黑、将光散射材料和光吸收材料的量变更为表1所示的量以外,与例2同样地得到了例22的透射型透明屏幕。例22的透射型透明屏幕的评价结果示于表1。
(例24)
除了将光吸收材料变更为粒径小的氧化钛(平均一次粒径:24nm)、将量变更为表1所示的量以外,与例2同样地得到了例24的透射型透明屏幕。例24的透射型透明屏幕的评价结果示于表1。从设置在离例24的透射型透明屏幕1m处的室内的投影仪向透射型透明屏幕投影影像光的状态下,透射型透明屏幕显示的影像的蓝色虽然强,但是识别性优良。
[表1]
表中的评价基准如下所述。
◎(优异):在照度300勒克斯的室内从相距1m的投影仪向透射型透明屏幕投射影像光的状态下,透射型透明屏幕显示的影像的识别性更优良,且投影仪不向透射型透明屏幕投射影像光的状态下,透射型透明屏幕的另一侧的景象的透视性更优良。
○(良好):在照度300勒克斯的室内从相距1m的投影仪向透射型透明屏幕投射影像光的状态下,透射型透明屏幕显示的影像的识别性良好,且投影仪不向透射型透明屏幕投射影像光的状态下,透射型透明屏幕的另一侧的景象的透视性良好。
△1(一般):在照度300勒克斯的室内从相距1m的投影仪向透射型透明屏幕投射影像光的状态下,透射型透明屏幕显示的影像的识别性差。
△2(尚可):在照度300勒克斯的室内投影仪不向透射型透明屏幕投射影像光的状态下,透射型透明屏幕的另一侧的景象的透视性差。
×1(不佳):在照度300勒克斯的室内从相距1m的投影仪向透射型透明屏幕投射影像光的状态下,透射型透明屏幕显示的影像无法识别。
×2(更差):在照度300勒克斯的室内,投影仪不向透射型透明屏幕投射影像光的状态下,透射型透明屏幕的另一侧的景象无法透视。
产业上利用的可能性
本发明的透射型透明屏幕可用作为商品等的陈列柜,美术品等的展示柜,建筑物、展示厅和车辆等的窗,玻璃门,室内透明隔板等中使用的透明构件。具体而言,可用作从观察者侧进行观察能够透视透明构件的另一侧的景象,且向观察者传达商品等的说明、各种机器的状态、目的地指引信息、传达事项等信息时,向观察者显示各种机器的操作画面等时,或者为了保护隐私和安全等使得观察者无法透视透明构件的另一侧的景象时,将投影仪所投射的影像光作为影像向观察者以能够识别的方式显示的透明屏幕。
另外,这里引用2014年10月27日提出申请的日本专利申请2014-218187号的说明书、权利要求书、附图和摘要的全部内容作为本发明的说明书的揭示。
符号说明
1透射型透明屏幕、1a透射型透明屏幕、1b透射型透明屏幕、1c透射型透明屏幕、1d透射型透明屏幕、2透射型透明屏幕、2a透射型透明屏幕、2b透射型透明屏幕、2c透射型透明屏幕、2d透射型透明屏幕、2e透射型透明屏幕、2f透射型透明屏幕、10第1透明基材、12接合层、20第2透明基材、22接合层、24第2透明基材、30光散射片、31第1透明膜、32透明树脂、33光散射材料、34光散射层、35第2透明膜、40光散射片、41第1透明膜、42透明树脂、43光散射材料、44光散射层、45第2透明膜、46光吸收层、101透射型透明屏幕、110第1透明基材、120第2透明基材、132透明树脂、133光散射材料、134光散射层、200投影仪、202照明、A第1面、B第2面、L影像光、L1光、L2光、X观察者。
Claims (15)
1.透射型透明屏幕,该屏幕是具有第1面和在其相反侧的第2面、
并具有包含透明树脂及光散射材料的光散射层的透射型透明屏幕,
其中,所述光散射层还含有光吸收材料,
所述透射型透明屏幕的雾度为3~30%,
总光线透射率为15~95%,
漫反射率为0.1~2.4%。
2.如权利要求1所述的透射型透明屏幕,其特征在于,所述雾度为9~30%,所述总光线透射率为15~84%。
3.如权利要求1或2所述的透射型透明屏幕,其特征在于,所述光散射层的100质量%中所述光吸收材料的比例为0.01~5质量%。
4.如权利要求1~3中任一项所述的透射型透明屏幕,其特征在于,所述透射型透明屏幕具备具有1层或2层的透明基材的层及所述光散射层的层叠结构,所述第1面和所述第2面的至少一方为所述透明基材的表面。
5.透射型透明屏幕,该屏幕是具有第1面和在其相反侧的第2面、
并具有包含透明树脂及光散射材料的光散射层的透射型透明屏幕,
其中,在相较于所述光散射层更靠近所述第2面侧的位置还具有包含透明材料和光吸收材料的光吸收层,
所述透射型透明屏幕的针对从所述第1面侧入射并透射至所述第2面侧的光所测定的雾度为3~30%,
针对从所述第1面侧入射并透射至所述第2面侧的光所测定的总光线透射率为15~95%,
针对从所述第2面侧入射并在所述第2面侧反射的光所测定的漫反射率为0.1~2.4%。
6.如权利要求5所述的透射型透明屏幕,其特征在于,所述雾度为9~30%,所述总光线透射率为15~84%。
7.如权利要求5或6所述的透射型透明玻璃,其特征在于,所述透射型透明屏幕具备具有1层或2层的透明基材的层、所述光散射层及所述光吸收层的层叠结构,所述第1面和所述第2面的至少一方为所述透明基材的表面。
8.如权利要求1~7中任一项所述的透射型透明屏幕,其特征在于,所述第1面和所述第2面的算术平均粗糙度Ra在0.3μm以下。
9.如权利要求1~8中任一项所述的透射型透明屏幕,其特征在于,所述透明树脂的溶解度参数在18(J/cm3)1/2以上。
10.如权利要求1~9中任一项所述的透射型透明屏幕,其特征在于,所述光散射材料和所述光吸收材料是微粒,光吸收材料的平均一次粒径小于光散射材料的平均一次粒径。
11.如权利要求1~10中任一项所述的透射型透明屏幕,其特征在于,所述光散射材料的平均一次粒径在1μm以下,所述光吸收材料的平均一次粒径在200nm以下。
12.如权利要求1~11中任一项所述的透射型透明屏幕,其特征在于,所述光散射材料的平均一次粒径与所述光吸收材料的平均一次粒径之比(光吸收材料的平均一次粒径)/(光散射材料的平均一次粒径)=0.001~0.99。
13.影像显示系统,其特征在于,具备权利要求1~12中任一项所述的透射型透明屏幕,和设置于所述透射型透明屏幕的第1面侧的投影仪。
14.影像显示方法,其特征在于,从设置于权利要求1~12中任一项所述的透射型透明屏幕的第1面侧的投影仪向所述透射型透明屏幕投射影像光而显示影像。
15.膜或片材,所述膜或片材是具有由包含光散射材料和光吸收材料的透明树脂构成的光散射层的透明膜或片材,或者是具有由包含光散射材料的透明树脂构成的光散射层和由包含光吸收材料的透明树脂构成的光吸收层的透明膜或片材,用于与透明基材层叠而形成透射型透明屏幕。
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