CN108292090B - 反射型透明屏幕和具有该反射型透明屏幕的图像投影装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种通过使从光源射出的投影光各向异性地扩散反射而能够兼具投影光的可视性和透过光的可视性的反射型透明屏幕。本发明涉及的反射型透明屏幕是具有包含粘合剂和微粒的光扩散层的透明屏幕,其特征在于:上述反射型透明屏幕的全光线透过率为60%以上,平行光线透过率为50%以上,上述透明屏幕的由变角分光光度计测定的扩散反射光亮度图谱满足下列条件A和B,A:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向135度的亮度为100时,90度的扩散反射光的相对亮度为0.001以上;B:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向135度的亮度为100时,120度的扩散反射光的相对亮度为0.01以上。
Description
技术领域
本发明涉及通过使从光源射出的投影光各向异性地扩散反射而能够兼具投影光的可视性和透过光的可视性的反射型透明屏幕。另外,还涉及具有该反射型透明屏幕和投射装置的图像投影装置。
背景技术
以往,作为投影仪用屏幕,使用组合菲涅耳透镜片和双凸透镜片而得到的屏幕。近年来,在维持其透明性的状态下将商品信息、广告等投影显示在百货商店等的橱窗、活动空间的透明隔板等上的要求越发提高。另外,据说将来用于平视显示器、穿戴式显示器等的透明性高的投射型影像显示屏幕的需求也会越发提高。
但是,现有的投影仪用屏幕的透明性低,因此,存在无法适用于透明隔板等的技术课题。因此,作为投影仪用屏幕,提出了在表面具有凹部的屏幕(参见专利文献1)。此外,提出了高透明反射型屏幕用膜,该高透明反射型屏幕用膜包含高分子膜,该高分子膜由包含热塑性树脂的基质相及分散相形成(参见专利文献2)。
另外,提出了为了防止映入透过型屏幕、反射型屏幕等各种屏幕的表面而将具有包含黑色微粒和透明粘合剂的防眩层的防眩性部件配置于屏幕的表面的内容(参见专利文献3)。此外,提出了提供一种为了防止对比度降低而设置有聚光透镜的透过型屏幕的内容(专利文献4)。另外,还提出了提供一种依次设置有基板、光吸收层、光学多层膜以及光扩散层的反射型屏幕的内容(参见专利文献5)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-146019号公报
专利文献2:日本特开2008-112040号公报
专利文献3:日本特许第4571691号公报
专利文献4:日本特开2007-240686号公报
专利文献5:日本特开2005-99675号公报
发明内容
但是,本发明的发明人发现:在专利文献1~5中存在以下的技术课题。专利文献1中记载的屏幕存在如下的技术课题:应用于橱窗、活动空间的透明隔板等的情况下,随着使用,该凹凸部会被磨薄,因此,无法长期维持性能。另外,由于光扩散粒径为1~20μm的大小,所以还存在膜发生白浊而导致透明性受损的技术课题。对于专利文献2中记载的屏幕,为了使其表现出折射率的各向异性,可通过在至少1个方向上进行拉伸而得到。但是,用于得到折射率的各向异性的拉伸中,存在有时与拉伸方向垂直的方向的特性不均匀的技术课题,希望进一步进行改进。专利文献3中记载的屏幕具备包含平均粒径1~6μm的炭黑等黑色微粒的防眩性部件,因此,存在透明性差、屏幕受炭黑的影响而带有灰色的技术课题。专利文献4中记载的透过型屏幕具备聚光透镜,因此,存在透明性受损明显的技术课题。专利文献5中记载的反射型屏幕存在以下技术课题:其具备将包含氟系树脂的低折射率层和包含金属氧化物的高折射率层层叠而得到的光学多层膜,光在这些层的层界面进行反射,导致透明性受损。
本发明是鉴于上述技术课题而做出的,其目的在于提供一种通过使从光源射出的投影光各向异性地扩散反射而能够兼具投影光的可视性和透过光的可视性的反射型透明屏幕。另外,本发明的目的在于提供一种具备该反射型透明屏幕的图像投影装置。
一般情况下,为了使投射影像鲜明地呈现于屏幕,希望相对于来自投射装置(光源)的投影光,正反射方向(反射光向与投影光的入射角相同的角度反射的射出方向)的亮度较低。这是因为:在正反射方向的亮度高的情况下,投影光的正反射直接进入观察者的眼睛,比较刺眼。这是俗称热斑的现象。扩散反射光的正反射方向的亮度过高的情况下,屏幕上将产生强的热斑,因此,无法使用亮度高的投射装置,难以显示鲜明的影像。另外,使用屏幕的环境大多存在投射装置以外的光、例如照明等投影装置以外的光源,因此来自投影装置以外的光源的光也会映入屏幕,使得投影影像更加难以看到。另一方面,在正反射方向以外的亮度较高的情况下,投影影像较为鲜明。这是因为:来自投射装置的射出光的扩散反射(=正反射以外)进入观察者的眼睛,从而能够将正反射以外的扩散反射光识别为影像。
本发明的发明人为了解决上述的技术课题进行了潜心研究,结果发现:通过反射型透明屏幕的全光线透过率、平行光线透过率和扩散反射光亮度图谱满足特定的条件,能够解决上述的技术课题。特别发现:对于扩散反射光亮度图谱,以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光时,相对于屏幕面的平行方向成90度~120度的角度扩散反射的光的亮度越高,越能够鲜明地观察到影像。本发明是基于该发现而完成的。
即,根据本发明的一个方案,提供一种反射型透明屏幕,该反射型透明屏幕具有包含粘合剂和微粒的光扩散层,其特征在于:
上述反射型透明屏幕的由变角分光光度计测定的扩散反射光亮度图谱满足下列条件A和B:
A:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向135度的亮度为100时,90度的扩散反射光的相对亮度在0.001以上;
B:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向135度的亮度为100时,120度的扩散反射光的相对亮度在0.01以上。
在本发明的方案中,优选,设上述光扩散层的厚度为t(μm)、上述微粒相对于上述粘合剂的浓度为c(质量%)时,t和c满足下述数学式(I):
0.04≤(t×c)≤30…(I)。
在本发明的方案中,优选,上述微粒是光反射性微粒。
在本发明的方案中,优选,上述光反射性微粒的形状为大致球状,一次粒子的中值粒径为0.1~2500nm。
在本发明的方案中,优选,上述光反射性微粒的形状为薄片状,一次粒子的平均直径为0.01~100μm,平均纵横尺寸比为3~800。
在本发明的方案中,优选,上述光反射性微粒的正反射率为12~100。
在本发明的方案中,优选,上述光反射性微粒为:从由铝、银、铜、铂、金、钛、镍、锡、锡-钴合金、铟、铬、氧化钛、氧化铝和硫化锌组成的组中选出的金属系微粒;在玻璃上被覆金属或金属氧化物而得到的光辉性材料、或在天然云母或者合成云母上被覆金属或金属氧化物而得到的光辉性材料。
在本发明的方案中,优选,视感反射率Y为1%~6.5%。
在本发明的方案中,优选,鲜映性为65%以上。
根据本发明的另一方案,提供一种具备上述透明屏幕的车辆用部件。
根据本发明的另一方案,提供一种具备上述透明屏幕的住宅用部件。
在本发明的另一方案中,提供一种具备上述反射型透明屏幕、以及将图像投影于上述反射型透明屏幕的投射装置的图像投影装置。
根据本发明,能够提供一种通过使从光源射出的投影光各向异性地扩散反射而能够兼具投影光的可视性和透过光的可视性的反射型透明屏幕。此外,这样的透明屏幕具有以下特点:热斑较弱,难以映入投影仪以外的光,视场角大且影像鲜明。
附图说明
图1是本发明的透明屏幕的一个实施方式的厚度方向的截面图。
图2是本发明的透明屏幕的一个实施方式的厚度方向的截面图。
图3是表示本发明涉及的图像投影装置的一个实施方式的示意图。
图4是扩散反射光亮度图谱的测定条件的概略图。
图5是表示实施例1~8和比较例1~4的扩散反射光亮度图谱的图。
具体实施方式
<反射型透明屏幕>
本发明涉及的透明屏幕具有包含粘合剂和微粒的光扩散层。该透明屏幕可以为仅由光扩散层形成的单层构成,也可以为还具备保护层、基材层、粘结层及防反射层等其它层的多层构成的层叠体。另外,该透明屏幕可以具备玻璃、透明隔板等支撑体。该透明屏幕通过使从光源射出的投影光各向异性地扩散反射而能够兼具有投影光的可视性和透过光的可视性。
该透明屏幕优选用作反射型屏幕(前方投射型屏幕)。反射型屏幕是从投影仪所在的一侧观察投影于屏幕的影像的屏幕。在具有本发明涉及的透明屏幕的图像投影装置中,投射装置(光源)的位置相对于屏幕位于观察者侧。特别是,通过配置从相对于屏幕面的法线方向成±10°以上的角度对图像进行投影的投射装置,能够提供可以同时观察到屏幕的背景图像和投影图像的图像投影装置。
该透明屏幕可以为平面,也可以为曲面。例如、该透明屏幕可以优选用于玻璃窗、平视显示器及穿戴式显示器等,特别是可以优选用作短焦型投影仪用透明屏幕。此外,本发明的透明膜还可以优选用于车辆用部件、住宅用部件。应予说明,本发明中,所谓“透明”,只要具有能够实现与用途相对应的透过可视性的程度的透明性即可,也包括半透明。
该透明屏幕的由变角分光光度计测定的扩散反射光亮度图谱满足下列条件A和B:
A:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向135度的亮度为100时,90度的扩散反射光的相对亮度为0.001以上,优选0.002~1,更优选0.004~0.5;
B:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向135度的亮度为100时,120度的扩散反射光的相对亮度为0.01以上,优选0.02~2,更优选0.03~1.5。通过满足条件A和B,以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光时,以90度和120度的角度扩散反射的光的亮度处于优选的范围内,因此,屏幕的热斑较弱,投影仪以外的光难以映入,能够显示视场角大且鲜明的影像。
该透明屏幕的由变角分光光度计测定的扩散反射光亮度图谱满足下列条件C:
C:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,在以正反射方向135度的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.0001以上,优选0.0002~0.15,更优选0.0003~0.1。通过满足条件C,在以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光时,以60度的角度扩散反射的光的亮度处于优选的范围内,因此,能够获得视场角更大的屏幕。
该透明屏幕的全光线透过率优选为60%~98%,更优选65%~96%,进一步优选70%~94%,更进一步优选75%~92%。此外,该透明屏幕的平行光线透过率优选为50%~95%,更优选55%~92%,进一步优选60%~90%,更进一步优选65%~88%。如果全光线透过率和平行光线透过率在上述范围内,则透明性较高,能够进一步提高透过可视性。此外,在本发明中,透明屏幕的全光线透过率和平行光线透过率可以使用浊度计(日本电色工业(株)制、型号:NDH-5000)并依据JIS-K-7361和JIS-K-7136进行测定。
该透明屏幕的鲜映性优选为65%以上,更优选为70%~98%,进一步优选为75%~96%,更进一步优选为80%~94%。如果该透明屏幕的鲜映性在上述范围内,则透过透明屏幕而能够看到的图像极其鲜明。应予说明,本发明中,所谓鲜映性,是依据JIS K7374以光梳宽度0.125mm测定时的图像鲜明度(%)的值。
该透明屏幕的视感反射率Y优选为1%~6.5%,更优选为1.5%~6.2%,进一步优选为2%~6%,更进一步优选为2.5%~5.7%。如果该透明屏幕的视感反射率Y在上述范围内,则能够鲜明地映出所投射的影像。此外,本发明中,所谓视感反射率Y,是指针对基于JISZ8720的CIE标准光源D65而基于JIS Z8701得到的视感反射率,例如,可以利用分光测色计(柯尼卡美能达(株)制、型号:CM-3600A、光源:D65),以除去了正反射光的SCE(SpecularComponent Exclude(排除正反射光))这样的测定方式测定。
图1中示出本发明的透明屏幕的一个实施方式的厚度方向的示意图。透明屏幕10具备包含粘合剂12和分散在粘合剂12中的微粒13的光扩散层11。另外,图2中示出多层结构的透明屏幕的一个实施方式的厚度方向的截面图。透明屏幕20在基材层23的一面层叠有光扩散层21,在光扩散层21上进一步层叠有保护层22。另外,在基材层23的另一面(与光扩散层21相反一侧的面)层叠有粘结层24。以下,对透明屏幕的各构成部分进行详细说明。
(光扩散层)
光扩散层包含粘合剂和微粒。作为微粒,可以优选使用下述光反射性微粒。通过使用这样的微粒,能够使光在光扩散层内各向异性地扩散反射,提高光的利用效率。
在设光扩散层的厚度为t(μm)、上述微粒相对于上述粘合剂的浓度为c(质量%)时,t和c优选满足下述数学式(I):
0.04≤(t×c)≤30···(I),
更优选满足:
0.08≤(t×c)≤25···(I-2),
进一步优选满足:
0.12≤(t×c)≤20···(I-3),
更进一步优选满足:
0.2≤(t×c)≤15···(I-4)。
在光扩散层的厚度t和浓度c满足上述的数学式(I)的情况下,屏幕的光扩散层的粘合剂中的微粒的分散状态稀疏(粘合剂中的微粒的浓度较低),因此,增加笔直透过的光的比例(增加不与微粒冲突的光的比例),结果,能够无损透过光的可视性地在屏幕上显示鲜明的影像。
光扩散层的雾度优选为50%以下,更优选为1%~40%,进一步优选为1.3%~30%,更进一步优选为1.5%~20%。如果雾度值在上述范围内,则透明性较高,能够进一步提高背景图像的可视性。此外,本发明中,光扩散层的雾度可以使用浊度计(日本电色工业(株)制、型号:NDH-5000)并依据JIS-K-7136进行测定。
光扩散层的厚度没有特别限定,但是,从用途、生产率、处理性及搬运性的观点考虑,优选为0.1μm~20mm,更优选为0.2μm~15mm,进一步优选为1μm~10mm。如果光扩散层的厚度在上述范围内,则容易保持作为屏幕的强度。光扩散层可以为使用下述的有机系粘合剂或无机系粘合剂而得到的成型体,也可以为在由玻璃或树脂等构成的基板上形成的涂膜。光扩散层可以为单层结构,也可以为通过涂布等而使2种以上的层进行层叠、或者将2种以上的光扩散层用粘结剂等贴合而得到的多层结构。
光扩散层优选使用透明性高的粘合剂,以便得到透明性高的膜。作为粘合剂,有有机系粘合剂、无机系粘合剂,作为有机系粘合剂,可以使用热塑性树脂、热固性树脂、自交联性树脂以及电离射线固化型树脂等,例如可以举出:丙烯酸系树脂、丙烯酸聚氨酯系树脂、聚酯丙烯酸酯系树脂、聚氨酯丙烯酸酯系树脂、环氧丙烯酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚氨酯系树脂、环氧系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂、缩醛系树脂、乙烯基系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、三聚氰胺系树脂、酚醛系树脂、硅酮系树脂、以及氟系树脂等。
作为热塑性树脂,可以列举出:丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、纤维素系树脂、乙烯基系树脂、聚碳酸酯系树脂及聚苯乙烯系树脂。其中,更优选使用聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚丙烯树脂、环烯烃聚合物树脂、乙酸-丙酸纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚碳酸酯树脂、以及聚苯乙烯树脂。这些树脂可以单独使用1种,或者可以组合2种以上来使用。
作为电离射线固化型树脂,可以举出:丙烯酸系或聚氨酯系、丙烯酸聚氨酯系或环氧系、硅酮系树脂等。这些树脂中,优选具有丙烯酸酯系官能团的树脂、例如较低分子量的聚酯树脂、聚醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、螺缩醛树脂、聚丁二烯树脂、多硫醇多烯树脂、多元醇等多官能化合物的(甲基)丙烯酸酯等的低聚物或预聚物,以及含有较多量的作为反应性稀释剂的(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮等单官能单体及多官能单体的树脂,该多官能单体例如为聚羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。另外,电离射线固化型树脂可以是与热塑性树脂及溶剂混合得到的物质。
作为热固性树脂,可以举出:酚醛系树脂、环氧系树脂、硅酮系树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯系树脂、尿素树脂等。这些树脂中,优选环氧系树脂、硅酮系树脂。作为自交联性树脂,可以列举出:聚硅氧烷系树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂等。
作为透明性高的无机系粘合剂,例如可以举出:水玻璃、具有低软化点的玻璃材料、或溶胶凝胶材料。所谓水玻璃,是指碱金属硅酸盐的浓水溶液,作为碱金属,通常包含钠。典型的水玻璃可以由Na2O·nSiO2(n:任意正数)表示,作为市售产品,可以使用富士化学(株)社制硅酸钠。
具有低软化点的玻璃材料为:软化温度优选在150~620℃的范围内的玻璃,更优选软化温度在200~600℃的范围内,最优选软化温度在250~550℃的范围内。作为该玻璃材料,可以举出通过对包含PbO-B2O3系、PbO-B2O3-SiO2系、PbO-ZnO-B2O3系、酸成分及金属氯化物的混合物进行热处理而得到的无铅低软化点玻璃等。低软化点玻璃材料中可以混合溶剂及高沸点有机溶剂等,以便提高微粒的分散性及成型性。
溶胶凝胶材料为利用热、光、催化剂等的作用而进行水解缩聚、固化的化合物组。例如为金属醇盐(烷氧基金属)、金属螯合物、金属卤化物、液体玻璃、旋涂玻璃或这些物质的反应物,还可以包含促进这些物质固化的催化剂。另外,可以在金属醇盐官能团的一部分具有丙烯酸基等光反应性官能团。这些物质可以根据所要求的物性单独使用,也可以组合多个种类来使用。所谓溶胶凝胶材料的固化体,是指充分进行了溶胶凝胶材料的聚合反应的状态。溶胶凝胶材料在聚合反应的过程中与无机基板的表面化学结合而强力接合。因此,通过使用溶胶凝胶材料的固化体作为固化物层,能够形成稳定的固化物层。
金属醇盐为通过水解催化剂等使任意的金属种与水、有机溶剂发生反应而得到的化合物组,且为任意的金属种与羟基、甲氧基、乙氧基、丙基、异丙基等官能团结合得到的化合物组。作为金属醇盐的金属种,可以举出:硅、钛、铝、锗、硼、锆、钨、钠、钾、锂、镁、锡等。
例如,作为金属种为硅的金属醇盐,可以举出:二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、乙烯基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三乙氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、三乙氧基硅烷、二苯基硅烷二醇、二甲基硅烷二醇等、以及这些化合物组的乙氧基置换为甲氧基、丙基、异丙基、羟基等而得到的化合物组等。在这些金属醇盐中,特别优选将三乙氧基硅烷(TEOS)的乙氧基置换为甲氧基而得到的四甲氧基硅烷(TMOS)、TEOS。这些金属醇盐,可以单独使用,也可以组合多个种类来使用。
(溶剂)
这些有机系粘合剂、无机系粘合剂可以根据需要进一步包含溶剂。作为溶剂,不限定于有机溶剂,可以使用通常的涂料组合物中使用的溶剂。例如,还可以使用以水为代表的亲水性溶剂。另外,本发明的粘合剂为液体的情况下,可以不含有溶剂。
作为本发明的溶剂的具体例,例如可以举出:甲醇、乙醇、异丙醇(IPA)、正丙醇、丁醇、2-丁醇、乙二醇、丙二醇等醇类;己烷、庚烷、辛烷、癸烷、环己烷等脂肪族烃类;苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、四甲基苯等芳香族烃类;二乙醚、四氢呋喃、二噁烷等醚类;丙酮、甲基乙基酮、异佛尔酮、环己酮、环戊酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等酮类;丁氧基乙基醚、己氧基乙基醇、甲氧基-2-丙醇、苄氧基乙醇等醚醇类;乙二醇、丙二醇等二醇类;乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、溶纤剂、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚等二醇醚类;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯等酯类;苯酚、氯酚等酚类;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类;氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷、单氯苯、二氯苯等卤素系溶剂;二硫化碳等含杂元素化合物;水、以及这些溶剂的混合溶剂。可以根据粘合剂、微粒的种类以及后述的制造工序中优选的粘度范围等来适当调节溶剂的添加量。
(光反射性微粒)
光反射性微粒的形状可以为大致球状,也可以为薄片状。光反射性微粒的形状为大致球状的情况下,一次粒子的中值粒径优选为0.1~2500nm,更优选为0.2~1500nm,进一步优选为0.5~500nm。如果光反射性微粒的一次粒子的中值粒径在上述范围内,则能够无损透过可视性地获得投影光的充分扩散效果,由此,能够在透明屏幕上投影出鲜明的影像。此外,本发明中,光反射性微粒的一次粒子的中值粒径(D50)可以利用动态光散射法,根据使用粒度分布测定装置(大塚电子(株)制、商品名:DLS-8000)而测定的粒度分布来求出。
光反射性微粒的形状为薄片状的情况下,一次粒子的平均直径优选为0.01~100μm,更优选为0.05~80μm,进一步优选为0.1~50μm、更进一步优选为0.5~30μm,最优选为1~10μm。此外,光反射性微粒的平均纵横尺寸比(=光反射性微粒的平均直径/平均厚度)优选为3~800,更优选为4~700,进一步优选为5~600,更进一步优选为10~500。如果光反射性微粒的平均直径和平均纵横尺寸比在上述范围内,则能够无损透过可视性地获得投影光的充分的散射效果,由此,能够在透明屏幕上投影出鲜明的影像。此外,本发明中,光反射性微粒的平均直径使用激光衍射式粒径分布测定装置((株)岛津制作所制、型号:SALD-2300)来测定。根据SEM((株)日立高新技术制、商品名:SU-1500)图像计算出平均纵横尺寸比。
作为薄片状的光反射性微粒,可以优选使用能够加工成薄片状的光辉性材料。光反射性微粒的正反射率优选为12.0%以上,更优选为15.0%以上,进一步优选为20.0%~80.0%。此外,本发明中,光反射性微粒的正反射率为如下测定的值。
(正反射率)
使用分光测色计(柯尼卡美能达(株)制、型号:CM-3500d)进行测定。将分散在适当溶剂(水或甲基乙基酮)中的粉体材料按膜厚为0.5mm以上的方式涂布到玻璃载片上并进行干燥。对得到的附带有涂膜的玻璃板测定来自玻璃面的涂膜部的正反射率。
作为光反射性微粒,还可以根据其所分散的粘合剂的种类,使用例如、由铝、银、铜、铂、金、钛、镍、锡、锡-钴合金、铟、铬、氧化钛、氧化铝、以及硫化锌组成的金属系微粒、在玻璃上被覆金属或金属氧化物而得到的光辉性材料、或在天然云母、合成云母上被覆金属氧化物而得到的光辉性材料。光反射性微粒可以使用市售产品,例如、可以优选使用大和金属粉工业(株)制铝粉。
用于金属系微粒的金属材料可以使用投影光的反射性优良的金属材料。具体而言,金属材料在测定波长550nm下的反射率R优选为50%以上,更优选为55%以上,进一步优选为60%以上,更进一步优选为70%以上。以下,本发明中,所谓“反射率R”,是指使光相对于金属材料而言从垂直方向入射时的反射率。反射率R可以使用作为金属材料固有值的折射率n和消光系数k的值利用下式(1)算出。n和k例如记载在Handbook of OpticalConstants of Solids:Volume 1(Edward D.Palik著)、P.B.Johnson and R.W Christy,PHYSICAL REVIEW B,Vol.6,No.12,4370-4379(1972)等中。
R={(1-n)2+k2}/{(1+n)2+k2}式(1)
即,可以利用以波长550nm测定时的n及k计算出测定波长550nm下的反射率R(550)。金属材料的、测定波长450nm下的反射率R(450)与测定波长650nm下的反射率R(650)的差值的绝对值相对于测定波长550nm下的反射率R(650)而言在25%以内,优选在20%以内,更优选在15%以内,进一步优选在10%以内。通过使用这样的金属材料,在用作反射型透明屏幕的情况下,投影光的反射性及色彩再现性优异,作为屏幕的性能优异。
用于金属系微粒的金属材料的、介电常数的实数项ε’优选为-60~0,更优选为-50~-10。应予说明,介电常数的实数项ε’可以使用折射率n和消光系数k的值利用下式(2)算出。
ε’=n2-k2式(2)
本发明不受任何理论约束,不过,认为:通过金属材料的介电常数的实数项ε’满足上述数值范围,产生以下的作用,能够优选用作反射型透明屏幕。即、当光进入金属系微粒中时,在金属系微粒中因光而产生振动电场,但是,同时,因金属系微粒的自由电子而发生相反方向的电极化,屏蔽了电场。在介电常数的实数项ε’为0以下时,如果假定为光被完全屏蔽、光无法进入到金属系微粒中、即没有光因表面凹凸而扩散或者被金属系微粒吸收的理想状态,则光全部在金属系微粒表面被反射,因此,光的反射性强。在ε’大于0时,金属系微粒的自由电子的振动无法追随光的振动,因此,无法完全消除因光而产生的振动电场,光进入金属系微粒中或者透过。结果,在金属系微粒表面被反射的仅为一部分光,光的反射性降低。
作为金属材料,只要使用满足上述的反射率R、优选还满足介电常数的金属材料即可,还可以使用纯金属、合金。作为纯金属,优选从由铝、银、铂、钛、镍及铬构成的组中选择。对于各种金属材料,将各测定波长下的折射率n和消光系数k列于表1,将使用该值算出的反射率R和ε’列于表2。
[表1]
[表2]
光扩散层中的光反射性微粒的含量可以根据光反射性微粒的形状、正反射率等适当调节。例如,光反射性微粒的含量相对于粘合剂,优选为0.0001~5.0质量%,更优选为0.0005~3.0质量%,进一步优选为0.001~2.0质量%,更进一步优选为0.001~0.5质量%。通过使光反射性微粒如上述范围那样以低浓度分散于粘合剂中来形成光扩散层,使得从光源射出的投影光各向异性地扩散反射,由此,能够提高投影光的可视性和透过光的可视性。
在光扩散层中,除了加入微粒以外,还可以根据用途加入现有公知的添加剂。作为添加剂,例如可以举出:抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、脱模剂、阻燃剂、增塑剂、润滑剂及色料等。作为色料,可以使用炭黑、偶氮系色素、蒽醌系色素、紫环酮系色素等色素或染料。另外,可以混合液晶性化合物等。
(基材层)
基材层为用于对上述的光扩散层进行支撑的层,可以使透明屏幕的强度得到提高。优选使用无损透明屏幕的透过可视性、期望的光学特性的透明性高的材料、例如玻璃或树脂来形成基材层。作为这样的树脂,例如可以使用与上述光扩散层同样的透明性高的树脂。另外,可以使用将上述的树脂2种以上层叠而得到的复合膜或片材。应予说明,可以根据材料来适当变更基材层的厚度以使其强度适当,例如可以为10~1000μm的范围。
(保护层)
保护层为层叠在透明屏幕的表面侧(观察者侧)、且用于赋予耐光性、耐划伤性及防污性等功能的层。优选使用无损透明屏幕的透过可视性、期望的光学特性的树脂来形成保护层。作为这样的树脂,例如,可以使用利用紫外线、电子束而固化的树脂、即电离射线固化型树脂,在电离射线固化型树脂中混入热塑性树脂和溶剂得到的树脂,以及热固型树脂,在这些树脂中,特别优选电离射线固化型树脂。
电离射线固化型树脂组合物的被膜形成成分可以优选使用具有丙烯酸酯系的官能团的树脂、例如较低分子量的聚酯树脂、聚醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、螺缩醛树脂、聚丁二烯树脂、多硫醇多烯树脂、多元醇等多官能化合物的(甲基)丙烯酸酯等的低聚物或预聚物,以及含有较多量的作为反应性稀释剂的(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮等单官能单体以及多官能单体的树脂,该多官能单体例如为聚羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
为了将上述电离射线固化型树脂组合物制成紫外线固化型树脂组合物,可以在其中混入作为光聚合引发剂的苯乙酮类、二苯甲酮类、米氏苯甲酰基苯甲酸酯(ミヒラーベンゾイルベンゾエート)、α-偕胺肟酯、四甲基秋兰姆一硫化物、噻吨酮类、以及作为光敏剂的正丁基胺、三乙基胺、聚正丁基膦等而使用。特别是本发明中,优选混入作为低聚物的聚氨酯丙烯酸酯、作为单体的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
作为电离射线固化型树脂组合物的固化方法,上述电离射线固化型树脂组合物的固化方法可以通过通常的固化方法、即电子束或紫外线的照射来进行固化。例如,电子束固化的情况下,使用由科克罗夫特-沃尔顿型、范德格拉夫型、共振变压型、绝缘线芯变压器型、直线型、地那米(ダイナミトロン)型、高频型等各种电子束加速机释放的具有50~1000KeV、优选100~300KeV的能量的电子束等,紫外线固化的情况下,可以利用由超高压水银灯、高压水银灯、低压水银灯、碳弧、氙弧、金属卤化物灯等的光线发出的紫外线等。
可以通过在上述的光扩散层上将上述电离射线(紫外线)固化型树脂组合物的涂布液利用旋涂、模涂、浸涂、棒涂、流涂、辊涂、凹版涂布等方法涂布在光扩散层的表面、以如上所述的方法使涂布液固化来形成保护层。另外,还可以根据目的对保护层的表面赋予凹凸结构、棱镜结构、微透镜结构等微细结构。
(粘结层)
粘结层为用于将膜贴附于透明屏幕的层。优选使用无损透明屏幕的透过可视性、期望的光学特性的粘结剂组合物来形成粘结层。作为粘结剂组合物,例如可以举出:天然橡胶系、合成橡胶系、丙烯酸树脂系、聚乙烯基醚树脂系、聚氨酯树脂系、硅酮树脂系等。作为合成橡胶系的具体例,可以举出:苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、聚异丁烯橡胶、异丁烯-异戊二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物。作为硅酮树脂系的具体例,可以举出二甲基聚硅氧烷等。这些粘结剂可以单独使用1种,或可以组合2种以上来使用。这些粘结剂中,优选丙烯酸系粘结剂。
丙烯酸系树脂粘结剂是至少含有(甲基)丙烯酸烷基酯单体并使其聚合而得到的物质。通常为具有碳原子数1~18左右的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯单体和具有羧基的单体的共聚物。应予说明,所谓(甲基)丙烯酸,是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸。作为(甲基)丙烯酸烷基酯单体的例子,可以举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯以及(甲基)丙烯酸月桂酯等。另外,上述(甲基)丙烯酸烷基酯通常在丙烯酸系粘结剂中以30~99.5质量份的比例进行共聚。
粘结剂可以使用市场销售的粘结剂,例如可以优选使用SK Dyne 2094、SK Dyne2147、SK Dyne 1811L、SK Dyne 1442、SK Dyne 1435以及SK Dyne 1415(以上由综研化学(株)制)、ORIBAIN EG-655以及ORIBAIN BPS5896(以上由东洋油墨(株)制)等(以上为商品名)。
(防反射层)
防反射层为用于防止在透明屏幕的最外表面发生反射、外光映入的层。防反射层可以层叠在透明屏幕的表面侧(观察者侧),也可以层叠在两面。特别是在用作透明屏幕时,优选层叠在观察者侧。优选使用无损透明屏幕的透过可视性、期望的光学特性的树脂来形成防反射层。作为这样的树脂,例如,可以使用利用紫外线、电子束而固化的树脂、即电离射线固化型树脂,在电离射线固化型树脂中混入热塑性树脂和溶剂得到的树脂,以及热固型树脂,在这些树脂中,特别优选电离射线固化型树脂。另外,还可以在防反射层的表面根据目的而赋予凹凸结构、棱镜结构、微透镜结构等微细结构。
作为防反射层的形成方法,没有特别限定,可以使用涂覆膜的贴合、以直接蒸镀或溅射等干法涂布于膜基板的方式、凹版涂布、微凹版涂布、棒涂布、滑动模具涂布、槽型模具涂布、浸涂等湿式涂布处理等方式。
(功能性层)
本发明的透明屏幕除了具备上述的各层以外,还可以具备现有公知的各种功能性层。作为功能性层,可以举出:包含染料、着色剂等的光吸收层、棱镜片、微透镜片、菲涅耳透镜片及双凸透镜片等光扩散层、紫外线及红外线等光线切割层等。
<透明屏幕的制造方法>
本发明的透明屏幕的制造方法包括形成光扩散层的工序。对于形成光扩散层的工序,通过包括混炼工序和制膜工序的挤出成型法、流延成膜法、包含凹版涂布、微凹版涂布、棒涂布、滑动模具涂布、槽型模具涂布、浸涂、喷雾法等的涂布法、注射成型法、压延成型法、吹塑成型法、压缩成型法、浇注法等公知的方法进行成型加工,可以优选使用挤出成型法、注射成型法、涂布法。以下,作为透明屏幕的制造方法之一例,对挤出成型法的各工序进行详细说明。
(混炼工序)
混炼工序可以使用单轴混炼挤出机或双轴混炼挤出机来进行。在使用双轴混炼挤出机时,是以下工序:一边施加以在双轴混炼挤出机的螺杆总长度上的平均值计为3~1800KPa、优选为6~1400KPa的剪切应力,一边对作为有机系粘合剂的树脂和微粒进行混炼,得到树脂组合物。如果剪切应力在上述范围内,则能够使微粒充分地分散在树脂中。特别是如果剪切应力在3KPa以上,则能够进一步提高微粒的分散均匀性,如果剪切应力在1800KPa以下,则能够防止树脂分解,防止气泡混入膜内。可以通过调节双轴混炼挤出机而将剪切应力设定在期望的范围内。
混炼工序还可以如下:使用混合器将树脂和微粒充分混合均匀,得到附着有微粒的树脂组合物后,使用单轴或双轴混炼挤出机将该附着有微粒的树脂组合物和树脂混炼,得到分散有微粒的树脂组合物。作为混合器,可以使用(株)加藤理机制作所制的KRT系列等容器旋转式混合器、(株)德寿工作所制的带型混合器等旋转叶片式混合器。如果是利用这样的混合器进行充分混合后的树脂组合物,则能够抑制产生较大的微粒凝聚体,也可以使用单轴混炼挤出机。单轴混炼挤出机的螺杆形状和剪切应力没有特别限定,还可以使用被称为全螺纹的全长为搬运件的螺杆或还包含一部分混炼件的螺杆。本发明中,可以将预先添加了微粒的树脂(母料)和未添加微粒的树脂混合,使用单轴混炼挤出机对得到的混合物进行混炼,得到树脂组合物。另外,还可以使用通常使用的分散剂。应予说明,用于混炼工序的单轴混炼挤出机为在滚筒内插入有1根螺杆的装置,螺杆的形状没有特别限定。
在树脂组合物中,除树脂和微粒以外,还可以在不损伤透明屏幕的透过可视性、期望的光学性能的范围内加入现有公知的添加剂。作为添加剂,例如可以举出:抗氧化剂、润滑剂、紫外线吸收剂以及稳定剂等。应予说明,树脂和微粒如上所述。
用于混炼工序的双轴混炼挤出机是在滚筒内插入有2根螺杆的装置,组合螺杆件而构成。螺杆可以优选使用至少包括搬运件和混炼件的螺纹螺杆。混炼件优选包含从由捏合件、混合件以及旋转件构成的组中选择的至少1种。通过使用包含这样的混炼件的螺纹螺杆,能够施加期望的剪切应力,并且,使微粒充分地分散在树脂中。
(制膜工序)
制膜工序是对混炼工序中得到的树脂组合物进行制膜的工序。制膜方法没有特别限定,可以利用现有公知的方法制作由树脂组合物形成的膜。例如,将混炼工序中得到的树脂组合物供给到被加热至熔点以上的温度(Tm~Tm+70℃)的熔融挤出机中,对树脂组合物进行熔融。作为熔融挤出机,可以根据目的使用单轴挤出机、双轴挤出机、排气式挤出机、串联挤出机等。
接下来,将熔融的树脂组合物利用例如T型模具等模具挤出为片状,将挤出的片状物用旋转的冷却鼓等急冷固化,由此,能够成型膜。应予说明,与上述的混炼工序连续地进行制膜工序的情况下,也可以将混炼工序中得到的树脂组合物在熔融状态下直接利用模具挤出为片状,成型膜。
利用制膜工序得到的膜可以利用现有公知的方法进一步进行单轴拉伸或双轴拉伸。通过对膜进行拉伸,能够提高膜的强度。
(层叠工序)
层叠工序为在制膜工序中得到的树脂膜(光扩散层)上进一步层叠基材层、保护层及粘结层等的工序。各层的层叠方法没有特别限定,可以利用现有公知的方法来进行。将各层利用干式层压进行层叠的情况下,可以在不损伤透明屏幕的透过可视性、期望的光学特性的范围内使用接合剂等。
<车辆用部件>
本发明的车辆用部件具备上述的透明屏幕。作为车辆用部件,可以举出前挡风玻璃、侧玻璃等。车辆用部件具备上述的透明屏幕,由此,即便不另行设置屏幕,也能够使鲜明的图像显示在车辆用部件上。
<住宅用部件>
本发明涉及的住宅用部件,具有上述透明屏幕。作为住宅用部件,可以举出:住宅的窗玻璃、便利店、临街店铺的玻璃幕墙等。住宅用部件通过具有上述透明屏幕,即使不另外设置屏幕,也能够在住宅用部件上显示鲜明的图像。
<图像投影装置>
本发明的图像投影装置包括上述的透明屏幕和投射装置,该投射装置优选从相对于透明屏幕的屏幕面的法线方向成±10度以上、更优选±15~70度的角度将图像投影于透明屏幕。所谓投射装置,只要能够将影像投射在屏幕上即可,没有特别限定,例如可以使用市场上销售的背投式投影仪、前投式投影仪。
图3中给出了本发明的透明屏幕及图像投影装置的一个实施方式的示意图。透明屏幕31配置于透明隔板32的观察者33侧。透明屏幕31优选包含粘结层,以便贴附于透明隔板32。透明屏幕31为反射型(前面投射型),图像投影装置包括透明屏幕31和配置于相对于透明屏幕31而言与观察者33相同侧(前面侧)且相对于透明屏幕的法线方向成±10°的位置的投射装置34。从投射装置34射出的投影光35从透明屏幕31的前面侧入射,因透明屏幕31而各向异性地扩散,由此,观察者33能够看到扩散光36。
实施例
以下,举出实施例和比较例对本发明更具体地进行说明,本发明并不限定解释为下述实施例。
实施例及比较例中,各种物性及性能评价的测定方法如下。
(1)全光线透过率和雾度
使用浊度仪(日本电色工业(株)制、型号:NDH-5000),依据JIS K7136进行测定。
(2)平行光线透过率
使用浊度仪(日本电色工业(株)制、型号:NDH-5000),依据JIS K7361-1进行测定。
(3)扩散反射光亮度图谱
使用变角分光光度计((株)村上色彩技术研究所制、型号:GSP-2),以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,并使测定角从60度变化到170度来测定扩散反射光亮度,算出以正反射方向135度的亮度为100时的相对亮度。图4给出扩散反射光亮度图谱的测定方法的概略图。
(4)鲜映性
将使用鲜映性测定器(Suga试验机(株)制、型号:ICM-1T),依据JIS K7374,以光梳宽度0.125mm测定时的图像鲜明度(%)的值作为鲜映性。图像鲜明度的值越大,说明透过鲜映性越高。
(5)视感反射率Y
使用分光测色计(柯尼卡美能达(株)制、型号:CM-3600A、光源:D65),以除去正反射光的SCE(Specular Component Exclude(排除正反射光))这样的测定方式进行测定。
(6)投影图像可视性
从相对于透明屏幕的法线方向在下侧成45度的角度偏离50cm的位置,使用超短焦型投影仪(精工爱普生(株)制、EB-535W)来投影图像。接下来,调整投影仪的对焦旋钮,使得在屏幕的表面上聚焦,然后,从屏幕的前方1m处(夹着屏幕且处于投影仪所在一侧),利用下列评价基准对屏幕上的投影图像的可视性进行评价。
[评价基准]
◎:能够极其鲜明地观察到投影图像。
○:能够观察到鲜明的投影图像。
△:与评价为○的屏幕相比鲜明度差,但是,能够观察到投影图像,可以作为屏幕使用。
×:投影图像不鲜明,不适于用作屏幕。
(7)背景图像和投影图像的同时可视性评价
从相对于透明屏幕的法线方向在下侧成45度的角度偏离50cm的位置,使用超短焦型投影仪(精工爱普生(株)制、EB-535W)来投影图像。接下来,调整投影仪的对焦旋钮,使得在屏幕的表面上聚焦,然后,从屏幕的前方1m处(夹着屏幕且处于投影仪所在一侧),利用下列评价基准同时评价屏幕上的投影图像的可视性和透过屏幕看到的背景图像的可视性。
[评价基准]
◎:能够极其鲜明地同时观察到背景图像和投影图像。
○:能够同时观察到鲜明的背景图像和鲜明的投影图像。
△:与评价为○的屏幕相比鲜明度差,但是,能够同时观察到背景图像和投影图像,可以作为反射型透明屏幕使用。
×:背景图像不鲜明,或者投影图像不鲜明,不适于用作反射型透明屏幕。
<透明屏幕的制作>
[实施例1]
将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)颗粒((株)Bell polyester公司制、品牌IFG8L)和相对于PET颗粒而言为0.012质量%的薄片状铝微粒A(光反射性微粒、一次粒子的平均直径1μm、纵横尺寸比300、正反射率62.8%)用滚筒混合器混合30分钟,得到在表面均匀附着有薄片状铝的PET颗粒。将得到的颗粒供应到具备拉丝模具的双轴混炼挤出机的料斗,于挤出温度250℃得到混有薄片状铝的母料。将得到的母料和PET颗粒(品牌IFG8L)按1:2的比例均匀混合后,投入到具备T型模具的单轴挤出机的料斗,于挤出温度250℃挤出,制作出厚度75μm的膜。由于膜中的薄片状铝微粒的浓度为0.004质量%,因此,设膜(光扩散层)的厚度为t(μm)、薄片状铝微粒相对于PET树脂的浓度为c(质量%)时,t×c=0.3,雾度为4.3%。将得到的膜使用胶粘膜(PANAC Corporation制、Panaclean PD-S1厚度25μm)贴合于厚度2mm的透明玻璃板,由此得到透明屏幕。
得到的透明屏幕的全光线透过率为87.1%,平行光线透过率为83.9%,视感反射率Y为2.3%、鲜映性为95%。
另外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.0014,90度的扩散反射光的相对亮度为0.0044,120度的扩散反射光的相对亮度为0.041。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:能够观察到极其鲜明的投影图像,同时能够观察到极其鲜明的背景图像。
[实施例2]
在由实施例1得到的透明屏幕的膜(光扩散层)侧贴合市场上销售的低反射膜(日油(株)制、ReaLook2702UV/NP-50)而得到透明屏幕。
得到的透明屏幕的全光线透过率为90.2%,平行光线透过率为85.9%,视感反射率Y为2.5%,鲜映性为96%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.005,90度的扩散反射光的相对亮度为0.014,120度的扩散反射光的相对亮度为0.083。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:能够观察到极其鲜明的投影图像,同时能够观察到极其鲜明的背景图像。
[实施例3]
将PET颗粒((株)Bell polyester制、品牌IFG8L)和相对于PET颗粒而言为0.005质量%的薄片状铝微粒A用滚筒混合器混合30分钟,得到在表面均匀附着有薄片状铝的PET颗粒。将得到的颗粒供应到具备拉丝模具的双轴混炼挤出机的料斗,于挤出温度250℃挤出,得到混有薄片状铝的母料。将得到的母料和PET颗粒(品牌IFG8L)按1:4的比例均匀混合,投入到具备T型模具的单轴挤出机的料斗后,于挤出温度250℃挤出,制作出厚度50μm的膜。由于膜中的薄片状铝微粒的浓度为0.001质量%,因此,设膜(光扩散层)的厚度为t(μm)、薄片状铝微粒相对于PET树脂的浓度为c(质量%)时,t×c=0.05,雾度为1.2%。将得到的膜利用胶粘膜(PANAC Corporation制、Panaclean PD-S1厚度25μm)贴合于厚度2mm的透明玻璃板,由此得到透明屏幕。
得到的透明屏幕的全光线透过率为90.1%、平行光线透过率为88.9%、视感反射率Y为1.1%、鲜映性为98%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.00038,90度的扩散反射光的相对亮度为0.0011,120度的扩散反射光的相对亮度为0.012。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:能够观察到鲜明的投影图像,同时能够观察到鲜明的背景图像。
[实施例4]
将PET颗粒((株)Bell polyester制、品牌IFG8L)和相对于PET颗粒而言为0.012质量%的薄片状铝微粒A用滚筒混合器混合30分钟,得到在表面均匀附着有薄片状铝的PET颗粒。将得到的颗粒供应到具备拉丝模具的双轴混炼挤出机的料斗,于挤出温度250℃得到混有薄片状铝的母料。使用得到的母料,通过注塑成型机(日精树脂工业(株)制、商品名:FNX-III)制作厚度2000μm的平板,将其直接作为透明屏幕。设平板(光扩散层)的厚度为t(μm)、薄片状铝相对于PET树脂的浓度为c(质量%)时,t×c=24,雾度为35.4%。
得到的透明屏幕的全光线透过率为71.0%、平行光线透过率为62.2%、视感反射率Y为5.9%、鲜映性为88%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.028,90度的扩散反射光的相对亮度为0.077,120度的扩散反射光的相对亮度为0.42。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:虽然能够观察到极其鲜明的投影图像,但是屏幕的透明性稍稍降低,因此,虽然能够观察到背景图像,但是并不十分鲜明。
[实施例5]
在由实施例4制作得到的平板的两面贴合市场上销售的低反射膜(日油(株)制、ReaLook2702UV/NP-50)而得到透明屏幕。
得到的透明屏幕的全光线透过率为75.0%、平行光线透过率为65.0%、视感反射率Y为6.2%、鲜映性为86%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.081,90度的扩散反射光的相对亮度为0.22,120度的扩散反射光的相对亮度为1.2。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:虽然能够观察到极其鲜明的投影图像,但是,屏幕的透明性稍稍降低,因此,虽然能够观察到背景图像,但是并不十分鲜明。
[实施例6]
将聚碳酸酯(PC)颗粒(Sumika Styron Polycarbonate Limited制、品牌SD2201W)和相对于PC颗粒而言为0.01质量%的薄片状镍微粒(光反射性微粒、一次粒子的平均直径9μm、纵横尺寸比90、正反射率16.8%)用滚筒混合器混合30分钟,得到表面均匀附着了薄片状镍的PC颗粒。将得到的颗粒和PC颗粒(品牌SD2201W)按1:4的比例均匀混合而得到原料,并将该原料供应到具备拉丝模具的双轴混炼挤出机的料斗,然后,于挤出温度250℃挤出,得到混有薄片状镍微粒的母料。分散在该母料中的薄片状镍微粒的浓度为0.002质量%。使用该母料,利用注塑成型机(日精树脂工业(株)制、商品名:FNX-III)制作出厚度2000μm的平板,并将其直接作为透明屏幕。设平板(光扩散层)的厚度为t(μm)、薄片状镍微粒相对于PC树脂的浓度为c(质量%)时,t×c=4,雾度为10.5%。
得到的透明屏幕的全光线透过率为82.1%、平行光线透过率为69.9%、视感反射率Y为4.2%、鲜映性为66%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.018,90度的扩散反射光的相对亮度为0.055,120度的扩散反射光的相对亮度为0.22。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:能够观察到极其鲜明的投影图像,同时能够观察到极其鲜明的背景图像。
[实施例7]
使聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒(MITSUBISHI RAYON CO.,LTD.制、品牌AcrypetVH)溶解于甲苯溶液,制作出PMMA浓度为15质量%的溶液。将薄片状铝微粒A添加于该溶液,充分搅拌,由此,得到分散了薄片状铝微粒的聚合物溶液。使用贝克式涂布机SA201(TESTERSANGYO CO,.LTD.制),将该聚合物溶液涂布于在一面实施了防反射涂布后的厚度2mm的玻璃板(SCHOTT Japan Corporation制、商标CONTURAN)的另一面后,以50℃干燥24小时而得到透明屏幕。干燥后的PMMA树脂层(光扩散层)的厚度为9μm,薄片状铝微粒相对于PMMA树脂的浓度为0.005质量%。设PMMA树脂层(光扩散层)的厚度为t(μm)、薄片状铝微粒相对于树脂的浓度为c(质量%)时,t×c=0.045,雾度为1.3%。
得到的透明屏幕的全光线透过率为95.8%、平行光线透过率为94.1%、视感反射率Y为1.1%、鲜映性为98%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.0026,90度的扩散反射光的相对亮度为0.0082,120度的扩散反射光的相对亮度为0.071。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:虽然能够观察到鲜明的投影图像,但是屏幕的透明性稍稍降低,因此,虽然能够观察到背景图像,但是并不十分鲜明。
[实施例8]
将PET颗粒((株)Bell polyester制、品牌IFG8L)和相对于PET颗粒而言为0.96质量%的薄片状银微粒(光反射性微粒、一次粒子的平均直径1μm、纵横尺寸比200、正反射率32.8%)用滚筒混合器混合30分钟,得到在表面均匀附着有薄片状银微粒的PET颗粒。将得到的颗粒供应到具备拉丝模具的双轴混炼挤出机的料斗,于挤出温度250℃得到混有薄片状银微粒的母料。将得到的母料和PET颗粒(品牌IFG8L)按1:2的比例均匀混合,投入到具备T型模具的单轴挤出机的料斗后,于挤出温度250℃挤出,制作出厚度75μm的膜。由于膜中的薄片状银微粒的浓度为0.32质量%,因此,设膜(光扩散层)的厚度为t(μm)、薄片状银微粒相对于PET树脂的浓度为c(质量%)时,t×c=24,雾度为35.6%。
另外,将聚乙烯醇缩丁醛(PVB)粉末(Kuraray(株)制、品牌Mowital B30H)利用具有T模的双轴混炼挤出机(TECHNOVEL Corporation制KZW20TW)以180℃制膜,得到膜厚50μm的膜。
使这些膜以以下结构熔接,得到透明屏幕。透明屏幕的结构为2mm厚玻璃板/PVB膜/微粒分散PET膜/PVB膜/2mm厚玻璃板,将以这样的结构层叠而得到的样品在80℃下加热而使它们熔接,由此得到透明屏幕。
得到的透明屏幕的全光线透过率为64.8%、平行光线透过率为52.1%、视感反射率Y为5.7%、鲜映性为77%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.036,90度的扩散反射光的相对亮度为0.099,120度的扩散反射光的相对亮度为0.63。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:能够观察到极其鲜明的投影图像,同时能够观察到鲜明的背景图像。
[实施例9]
将PET颗粒((株)Bell polyester制、品牌IFG8L)和相对于PET颗粒而言为0.014质量%的薄片状铝微粒A用滚筒混合器混合30分钟,得到在表面均匀附着有薄片状铝的PET颗粒。将得到的颗粒供应到具备拉丝模具的双轴混炼挤出机的料斗,于挤出温度250℃得到混有薄片状铝的母料。使用得到的母料,利用注塑成型机(日精树脂工业(株)制、商品名:FNX-III)制作出厚度2000μm的平板,并将其直接作为透明屏幕。设平板(光扩散层)的厚度为t(μm)、薄片状镍微粒相对于PET树脂的浓度为c(质量%)时,t×c=28,雾度为37.8%。
得到的透明屏幕的全光线透过率为59.5%、平行光线透过率为47.2%、视感反射率Y为6.6%、鲜映性为86%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.029,90度的扩散反射光的相对亮度为0.11,120度的扩散反射光的相对亮度为0.76。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:能够观察到极其鲜明的投影图像。另外,由于屏幕的透明性稍稍降低,因此,虽然能够观察到背景图像,但是并不十分鲜明。
[实施例10]
将PET颗粒((株)Bell polyester制、品牌IFG8L)和相对于PET颗粒而言为0.1质量%的薄片状铝微粒B(光反射性微粒、一次粒子的平均直径10μm、纵横尺寸比150、正反射率32.8%)用滚筒混合器混合30分钟,得到在表面均匀附着有薄片状铝的PET颗粒。将得到的颗粒供应到具备拉丝模具的双轴混炼挤出机的料斗,于挤出温度250℃得到混有薄片状铝的母料。使用得到的母料,利用双轴混炼挤出机制作出厚度10μm的膜(光扩散层),将其直接作为透明屏幕。设平板(光扩散层)的厚度为t(μm)、薄片状镍微粒相对于PET树脂的浓度为c(质量%)时,t×c=1,雾度为13.5%。
得到的透明屏幕的全光线透过率为64.4%、平行光线透过率为53.2%、视感反射率Y为2.7%、鲜映性为81%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.020,90度的扩散反射光的相对亮度为0.059,120度的扩散反射光的相对亮度为0.23。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:能够观察到极其鲜明的投影图像,同时能够观察到极其鲜明的背景图像。
[比较例1]
将PET颗粒((株)Bell polyester制、品牌IFG8L)和相对于PET颗粒而言为0.003质量%的薄片状铝微粒A用滚筒混合器混合30分钟,得到在表面均匀附着有薄片状铝微粒的PET颗粒。将得到的颗粒供应到具备拉丝模具的双轴混炼挤出机的料斗,于挤出温度250℃得到混有薄片状铝的母料。将得到的母料和PET颗粒(品牌IFG8L)按1:5的比例均匀混合,投入到具备T型模具的单轴挤出机的料斗后,于挤出温度250℃挤出,制作出厚度75μm的膜。由于膜中的薄片状铝微粒的浓度为0.0005质量%,因此,设膜(光扩散层)的厚度为t(μm)、薄片状铝微粒相对于PET树脂的浓度为c(质量%)时,t×c=0.0375,雾度为0.8%。将得到的膜使用PANAC Corporation制的胶粘膜(Panaclean PD-S1厚度25μm)贴合于厚度2mm的透明玻璃板,由此得到透明屏幕。
得到的透明屏幕的全光线透过率为90.8%、平行光线透过率为88.9%、视感反射率Y为0.6%、鲜映性为98%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.000082,90度的扩散反射光的相对亮度为0.0003,120度的扩散反射光的相对亮度为0.0014。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:能够鲜明地观察到背景图像,但是,图像在屏幕上未充分成像,无法观察到鲜明的投影图像。
[比较例2]
将PET颗粒((株)Bell polyester制、品牌IFG8L)和相对于PET颗粒而言为2质量%的干式球状二氧化硅粒子(Tokuyama Corporation制、商品名:NHM-4N、疏水性、一次粒子的中值粒径90nm)用滚筒混合器混合30分钟,得到在表面均匀附着有二氧化硅粒子的PET颗粒。将得到的颗粒供应到具备拉丝模具的双轴混炼挤出机的料斗,于挤出温度250℃得到混有二氧化硅粒子的母料。将得到的母料和PET颗粒(品牌IFG8L)按1:1的比例均匀混合,投入到具备T型模具的单轴挤出机的料斗后,于挤出温度250℃挤出,制作出厚度75μm的膜。由于膜中的二氧化硅粒子的浓度为1质量%,因此,设膜(光扩散层)的厚度为t(μm)、二氧化硅粒子相对于PET树脂的浓度为c(质量%)时,t×c=75,雾度为25.3%。将得到的膜使用PANACCorporation制的胶粘膜(Panaclean PD-S1厚度25μm)贴合于厚度2mm的透明玻璃板,由此得到透明屏幕。
得到的透明屏幕的全光线透过率为88.7%、平行光线透过率为78.9%、视感反射率Y为0.9%、鲜映性为82%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.00017,90度的扩散反射光的相对亮度为0.00055,120度的扩散反射光的相对亮度为0.0041。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:能够鲜明地观察到背景图像,但是,图像在屏幕上未充分成像,无法观察到鲜明的投影图像。
[比较例3]
在由比较例1制作出的透明屏幕的PET膜侧的表面贴合市场上销售的低反射膜(日油(株)制ReaLook 2702UV/NP-50)而得到透明屏幕。
得到的透明屏幕的全光线透过率为93.2%、平行光线透过率为90.9%、视感反射率Y为0.6%、鲜映性为98%。
此外,利用变角分光光度计测定了透明屏幕的扩散反射光亮度图谱,结果:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以正反射方向(135度)的扩散反射光的亮度为100时,60度的扩散反射光的相对亮度为0.00031,90度的扩散反射光的相对亮度为0.00094,120度的扩散反射光的相对亮度为0.0082。将该扩散反射光亮度图谱示于图5。利用反射型投影仪以45度的角度投影影像,结果:能够鲜明地观察到背景图像,但是,图像在屏幕上未充分成像,无法观察到鲜明的投影图像。
将实施例及比较例中制作的透明屏幕的详细情况及评价结果示于表3。
[表3]
符号说明
10 透明屏幕
11 光扩散层
12 粘合剂
13 微粒
20 透明屏幕
21 光扩散层
22 保护层
23 基材层
24 粘结层
31 透明屏幕
32 透明隔板
33 观察者
34 投射装置
35 投影光
36 扩散光
Claims (10)
1.一种反射型透明屏幕,具有包含粘合剂和光反射性微粒的光扩散层,其特征在于,
所述光反射性微粒的形状为薄片状,所述光扩散层中的所述光反射性微粒的含量相对于所述粘合剂,为0.0001~3.0质量%,
所述反射型透明屏幕的由变角分光光度计测定的扩散反射光亮度图谱满足下述条件A和B:
A:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以作为正反射方向的135度的亮度为100时,90度的扩散反射光的相对亮度为0.001以上;
B:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以作为正反射方向的135度的亮度为100时,120度的扩散反射光的相对亮度为0.01以上,
设所述光扩散层的厚度为t、所述光反射性微粒相对于所述粘合剂的浓度为c时,t和c满足下述数学式(I):
0.04≤(t×c)≤30···(I),
其中,所述厚度的单位为μm,所述浓度的单位为质量%,
所述光反射性微粒的一次粒子的平均直径为0.01~100μm,平均纵横尺寸比为3~800,
所述光反射性微粒为:从由铝、银、铂、铜、金、钛、镍、锡、锡-钴合金、铟、铬、氧化钛、氧化铝、以及硫化锌组成的组中选出的金属系微粒;或者在玻璃上被覆了金属或金属氧化物而得到的光辉性材料;或者在天然云母或合成云母上被覆了金属或金属氧化物而得到的光辉性材料。
2.一种反射型透明屏幕,具有包含粘合剂和光反射性微粒的光扩散层,其特征在于,
所述光反射性微粒的形状为薄片状,所述光扩散层中的所述光反射性微粒的含量相对于所述粘合剂,为0.0001~3.0质量%,
所述反射型透明屏幕的由变角分光光度计测定的扩散反射光亮度图谱满足下述条件A和B:
A:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以作为正反射方向的135度的亮度为100时,90度的扩散反射光的相对亮度为0.001以上;
B:以相对于屏幕面的平行方向成45度的角度入射光,以作为正反射方向的135度的亮度为100时,120度的扩散反射光的相对亮度为0.01以上,
设所述光扩散层的厚度为t、所述光反射性微粒相对于所述粘合剂的浓度为c时,t和c满足下述数学式(I):
0.04≤(t×c)≤30···(I),
其中,所述厚度的单位为μm,所述浓度的单位为质量%,
所述光反射性微粒的一次粒子的平均直径为0.01~100μm,平均纵横尺寸比为3~800,
所述光反射性微粒为:从由铝、银、铂、铜、金、钛、镍、锡、锡-钴合金、铟、铬、氧化钛、氧化铝、以及硫化锌组成的组中选出的金属系微粒,
用于所述金属系微粒的金属材料的介电常数的实数项ε’为-60~0。
3.根据权利要求2所述的反射型透明屏幕,其特征在于,
用于所述金属系微粒的金属材料在测定波长550nm下的反射率R为50%以上。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的反射型透明屏幕,其特征在于,
所述光扩散层的雾度为1%~40%。
5.根据权利要求1~3中任意一项所述的反射型透明屏幕,其特征在于,
视感反射率Y为1%~6.5%。
6.根据权利要求1~3中任意一项所述的反射型透明屏幕,其特征在于,
鲜映性在65%以上。
7.根据权利要求1~3中任意一项所述的反射型透明屏幕,其特征在于,
全光线透过率为60%~98%。
8.一种车辆用部件,其特征在于,
具有权利要求1~7中任意一项所述的反射型透明屏幕。
9.一种住宅用部件,其特征在于,
具有权利要求1~7中任意一项所述的反射型透明屏幕。
10.一种图像投影装置,其特征在于,
具有:权利要求1~7中任意一项所述的反射型透明屏幕、以及将图像投影于所述反射型透明屏幕的投射装置。
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