JP2006259028A - Transmission screen and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、背面からプロジェクタで投写した際に画面のぎらつきが少なくて視野角が広い透過型スクリーンに関し、投写像が鮮明で比較的軽量の透過型スクリーンを従来よりも遙かに安価に製造する方法に関する。 The present invention relates to a transmissive screen with less screen glare and a wide viewing angle when projected from the rear by a projector, and produces a transmissive screen with a clear projected image and a relatively light weight at a much lower cost than before. On how to do.
近年の小中学校は、文部科学省の指導によって視聴覚教育が推進され、テレビ受像機、ビデオデッキ、テープレコーダ、オーバーヘッドプロジェクタ(OHP)、映写機、ラジオなどを用いるAV教育が盛んである。現在、日々のAV教育に活用するテレビ受像機は、操作が比較的簡単である反面、画面が小さいうえに表面が湾曲して外光を反射しやすくて教室の座席が斜めや後方の児童では画像が視にくく、教室内における占有面積が大きすぎて邪魔である。鮮明で大きい画像を映し出す点では画面の大きいOHPが明らかに有利であり、座席が後方の児童でも画像が容易に視認できる。 In recent elementary and junior high schools, audiovisual education has been promoted under the guidance of the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, and AV education using television receivers, video decks, tape recorders, overhead projectors (OHP), projectors, radios, etc. is thriving. Currently, TV receivers used for daily AV education are relatively easy to operate, but the screen is small and the surface is curved to easily reflect outside light. The image is difficult to see, and the occupied area in the classroom is too large. An OHP with a large screen is clearly advantageous in that it displays a clear and large image, and even a child with a seat behind can easily see the image.
市販のOHPでは、児童が幻灯機のようなイメージを受ける前面投写型だけでなく、イメージが映画に近い背面投写の透過型スクリーンを使用することが多くなり、この種の透過型スクリーンはプロジェクションテレビにも利用できる。透過型スクリーンは、特開昭55−137513号、特開昭63−199338号、特公平5−16002号,特開2000−330210号、特開2001−242546号、登録実用新案第3010871号などに示すように、透明プラスチック基板の片面に光拡散層を形成し、該光拡散層は一般に厚さが1mm未満であり、透明樹脂の中にシリカ(酸化ケイ素),酸化チタン,アクリル樹脂,ポリスチレン樹脂,シリコン樹脂などの微粒子を混入して一体化する。この透明プラスチック基板は、無色透明であっても、特開昭63−273850号、特開2000−330210号、特開2003−228305号などに示すように、カーボンブラックのような顔料や染料を添加して有色透明であってもよい。また、特開平6−67308号や特開2000−330210号のように、スクリーンの片面または両面に偏光シートを貼り合わせたり、黒インキで光吸収層を設けてもよい。 Commercially available OHPs often use not only front projection type images where children receive an image like a phantom lamp, but also rear-type transmission type screens whose images are similar to movies. Can also be used. Transmission type screens are disclosed in JP-A-55-137513, JP-A-63-199338, JP-B-5-16002, JP-A-2000-330210, JP-A-2001-242546, and registered utility model No. 3010871. As shown, a light diffusion layer is formed on one side of a transparent plastic substrate, and the light diffusion layer is generally less than 1 mm in thickness. Silica (silicon oxide), titanium oxide, acrylic resin, polystyrene resin in the transparent resin Integrate by mixing fine particles such as silicon resin. Even if this transparent plastic substrate is colorless and transparent, as shown in JP-A-63-273850, JP-A-2000-330210, JP-A-2003-228305, etc., a pigment or dye such as carbon black is added. And it may be colored and transparent. Further, as in JP-A-6-67308 and JP-A-2000-330210, a polarizing sheet may be bonded to one or both sides of the screen, or a light absorbing layer may be provided with black ink.
透過型スクリーンは、特開昭55−137513号の第1頁右欄5〜17行において開示するように、透明基材の片面に光拡散層を形成するだけであると、光の拡散が不十分になりやすく、光源に近い中央部では十分な明るさを保っても画面周辺部は暗くなってしまうことが多い。このため、特開昭55−137513号、特開昭56−24339号、実公昭63−4208号は、光拡散層を設けた基材シートの反対面にレンズ面を形成し、このレンズ面は光拡散作用を有するレンチキュラーレンズやフレネルレンズなどである。この種の光拡散シートとしては、特公平5−16002号,特開2002−323608号、特開2003−107219号なども存在する。
基材シートの片面または両面にレンチキュラーレンズまたは該レンズとフレネルレンズを設けた透過型スクリーンは、通常のCRTとしてだけでなく、液晶(LCD)プロジェクタから画像を投写する場合、投写画素とレンズとの周期的構造による干渉で発生するモアレ現象を解消し、SXGA、SXGA+、UXGAなどの高画素数の画像を鮮明に解像することを要する。モアレ現象の解消は、投写画素ピッチとレンズの周期的構造を最適化することによって可能であっても、高画素数の場合にはスクリーンに投写される画素ピッチが非常に小さくなってしまう。このため、レンチキュラーレンズのピッチを0.1mm未満のように非常に細かくすることが必要となり、レンズ金型の製造に高いコストが掛かり、しかもレンズ形状の精確な転写のために生産効率がかなり低下する。 A transmissive screen provided with a lenticular lens or a lens and a Fresnel lens on one or both sides of a base sheet is not only used as a normal CRT, but also when projecting an image from a liquid crystal (LCD) projector. It is necessary to eliminate the moire phenomenon caused by the interference due to the periodic structure and to clearly resolve an image having a high pixel number such as SXGA, SXGA +, UXGA. Even if the moiré phenomenon can be eliminated by optimizing the projection pixel pitch and the periodic structure of the lens, the pixel pitch projected on the screen becomes very small when the number of pixels is high. For this reason, it is necessary to make the pitch of the lenticular lens very fine so as to be less than 0.1 mm, which requires a high cost for manufacturing the lens mold, and the production efficiency is considerably lowered due to accurate transfer of the lens shape. To do.
この種の透過型スクリーンでは、光拡散層やレンズ内に含まれる微細な拡散用粒子が、投写光と干渉して画面のぎらつく現象(以下、スペックル現象という)も発生しやすい。スペックル現象の解消には、光拡散層を分割したり、板厚方向に拡散用粒子の濃度勾配を設けると多少の効果があるけれども、これらの措置によって透過型スクリーンの製造コストが相当にアップしてしまう。しかも、スペックル現象と高画素数の画像解像は二律背反の関係になることが多く、スペックル現象を低減させると解像度が低下し、解像度を上げるとスペックル現象が高くなりやすい。 In this type of transmissive screen, a fine diffusing particle contained in the light diffusing layer or the lens is likely to interfere with the projection light and cause a glare of the screen (hereinafter referred to as a speckle phenomenon). To eliminate the speckle phenomenon, dividing the light diffusing layer or providing a concentration gradient of diffusing particles in the thickness direction has some effects, but these measures significantly increase the manufacturing cost of the transmission screen. Resulting in. In addition, the speckle phenomenon and image resolution with a high number of pixels often have a trade-off relationship, and the resolution decreases when the speckle phenomenon is reduced, and the speckle phenomenon tends to increase when the resolution is increased.
本発明は、従来の透過型スクリーンに関する前記の問題点を改善するために提案されたものであり、投写像のコントラストが高くて鮮明であり、しかも構造が単純で安価な透過型スクリーンを提供することを目的としている。本発明の他の目的は、レンチキュラーレンズ加工などの精密な型付け加工を必要としない透過型スクリーンの製造方法を提供することである。 The present invention has been proposed in order to improve the above-mentioned problems associated with a conventional transmission screen, and provides a transmission screen having a high contrast of a projected image, a clear image, a simple structure, and a low cost. The purpose is that. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a transmission screen that does not require precise molding such as lenticular lens processing.
本発明に係る透過型スクリーンは、有色透明のプラスチック基材と、該基材の裏面において形成する微細な凹凸面を有する乳白色の光拡散層とからなる。この光拡散層は、透明樹脂の中に混入した平均粒径1.0〜5.0μmのシリカ粉末と、シリカ粒径よりも小さい平均粒径0.5〜5.0μmのプラスチックビーズとによって構成する。この際に、シリカ粉末の添加量はプラスチックビーズの添加量の4倍以上であり、シリカ粉末およびプラスチックビーズの合計添加量は透明樹脂量の0.4〜1.5倍である。 The transmissive screen according to the present invention includes a colored transparent plastic substrate and a milky white light diffusion layer having fine uneven surfaces formed on the back surface of the substrate. This light diffusion layer is composed of silica powder having an average particle diameter of 1.0 to 5.0 μm mixed in a transparent resin and plastic beads having an average particle diameter of 0.5 to 5.0 μm smaller than the silica particle diameter. To do. At this time, the addition amount of silica powder is 4 times or more of the addition amount of plastic beads, and the total addition amount of silica powder and plastic beads is 0.4 to 1.5 times the amount of transparent resin.
本発明の透過型スクリーンは、有色透明のプラスチック基材と、該基材の少なくとも片面に塗布して硬化させた帯電防止性の表面処理層と、プラスチック基材の裏面において該基材または表面処理層の上に形成する微細な凹凸面を有する乳白色の光拡散層とからなっていてもよい。この光拡散層は、透明樹脂の中に混入した平均粒径1.0〜5.0μmのシリカ粉末と、シリカ粒径よりも小さい平均粒径0.5〜5.0μmのプラスチックビーズとによって構成し、この際に、シリカ粉末およびプラスチックビーズの合計添加量は透明樹脂量の0.4〜1.5倍である。 The transmission type screen of the present invention comprises a colored transparent plastic substrate, an antistatic surface treatment layer coated and cured on at least one surface of the substrate, and the substrate or surface treatment on the back surface of the plastic substrate. You may consist of the milky-white light-diffusion layer which has the fine uneven surface formed on a layer. This light diffusion layer is composed of silica powder having an average particle diameter of 1.0 to 5.0 μm mixed in a transparent resin and plastic beads having an average particle diameter of 0.5 to 5.0 μm smaller than the silica particle diameter. At this time, the total amount of silica powder and plastic beads added is 0.4 to 1.5 times the amount of transparent resin.
本発明に係る透過型スクリーンにおいて、シリカ粉末は、平均粒径が1.0〜3.0μmであるゲルタイプの合成シリカであると好ましい。また、プラスチックビーズは、平均粒径が0.5〜2.0μmである架橋ポリスチレン、アクリルまたはポリウレタンビーズであると好ましい。 In the transmission screen according to the present invention, the silica powder is preferably a gel type synthetic silica having an average particle diameter of 1.0 to 3.0 μm. The plastic beads are preferably crosslinked polystyrene, acrylic or polyurethane beads having an average particle size of 0.5 to 2.0 μm.
本発明に係る透過型スクリーンの製造法では、ティント処理した有色透明のプラスチック基材の表面に、蒸着,コーティングまたは転写によって表面処理層を薄く層状に設けて硬化させてから、スクリーン印刷法によって乳白色の光拡散層を表面処理層の上に5〜50μmの厚さに印刷する。この光拡散層の塗布溶液の組成は、シリカ粉末およびプラスチックビーズ5〜40重量%、透明樹脂20〜40重量%、溶剤40〜60重量%、所定の添加剤1〜10重量%である。シリカ粉末の添加量は、光拡散層において透明樹脂量の0.4〜1.5倍というように非常に多く、光拡散層の表面に微細な凹凸面が一面に形成される。 In the method for producing a transmission screen according to the present invention, a surface treatment layer is thinly formed on the surface of a tinted colored transparent plastic substrate by vapor deposition, coating or transfer, and then cured, and then milky white by screen printing. The light diffusion layer is printed on the surface treatment layer to a thickness of 5 to 50 μm. The composition of the coating solution for the light diffusion layer is 5 to 40% by weight of silica powder and plastic beads, 20 to 40% by weight of a transparent resin, 40 to 60% by weight of a solvent, and 1 to 10% by weight of a predetermined additive. The amount of silica powder added is very large, such as 0.4 to 1.5 times the amount of transparent resin in the light diffusion layer, and a fine irregular surface is formed on the entire surface of the light diffusion layer.
本発明方法において、プラスチック基材は、厚さ1〜5mmのアクリル樹脂板であると好ましく、該アクリル樹脂板の両面に表面処理層を薄く形成して硬化させることにより、アクリル樹脂板に歪みが発生しない。好ましくは、表面処理層は、厚さ0.5〜5μmであって、粒径0.2μm以下の超微粉末の酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イリジウムを含有することにより、該表面処理層は帯電防止性および耐擦傷性を有すると同時に高い光線透過率を保持する。 In the method of the present invention, the plastic substrate is preferably an acrylic resin plate having a thickness of 1 to 5 mm, and the acrylic resin plate is distorted by forming a thin surface treatment layer on both sides of the acrylic resin plate and curing it. Does not occur. Preferably, the surface treatment layer has a thickness of 0.5 to 5 μm and contains ultrafine powdered tin oxide, zinc oxide, and iridium oxide having a particle size of 0.2 μm or less. It has a high light transmittance as well as preventing property and scratch resistance.
本発明を図面によって説明すると、図1において、本発明に係る透過型スクリーン1を例示する。透過型スクリーン1には、ティント処理した有色透明のプラスチック基材2の裏面に薄い光拡散層3が形成されている。図1では、光拡散層3を形成する前にプラスチック基材2の両面に帯電防止性の表面処理層5をあらかじめ設け、図3では、プラスチック基材2の表面だけに表面処理層5をあらかじめ設け、図2のスクリーン6では、プラスチック基材2の裏面に光拡散層3を直接形成する。
The present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 illustrates a
図1から図3に示すプラスチック基材2は厚さ1〜5mmのように比較的厚く、その素材にはアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、メタクリル酸メチル/ビニル系モノマー共重合樹脂などを用いる。特に、メタクリル樹脂は、プロジェクタにおける液晶の偏光特性を低下させる複屈折率が小さく且つ耐衝撃性が高いので好ましく、このメタクリル樹脂として、メタクリル酸メチル単独重合体、メタクリル酸メチルと共重合可能なビニル系モノマーを50重量%以下含む共重合体が好適である。この共重合可能なビニル系モノマーとして、アクリル酸メチル,アクリル酸エチルやアクリル酸ブチルのようなアクリル酸エステル、メタクリル酸エチル,メタクリル酸ブチルやメタクリル酸シクロヘキシルのようなメタクリル酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、アクリロニトリルなどが例示できる。
The
プラスチック基材2は、熱可塑性樹脂中に染料や顔料を添加するティント処理によって有色透明であり、この染料または顔料は最大吸収波長範囲が460〜540nmである光吸収剤である。この光吸収剤において、顔料として微粉末のカーボンブラックやネオジウム化合物など、染料としてPlast Blue 8516(有本化学製)、Diaresin Red Z(三菱化学製)、Sumiplast Red 3B(住友化学工業製)、Sumiplast Yellow HLR(住友化学工業製)、Cromophtal Brown 5R(チバガイギー製)などが例示できる。
The
図1または図3では、プラスチック基材2の両面または表面に、帯電防止性を賦与するために表面処理層5を薄く層状に設け、次に該プラスチック基材の裏面に光拡散層3を形成している。表面処理層5は、粒径0.2μm以下の超微粉末の酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イリジウムなどを含有し、蒸着,コーティング,転写またはディッピング法などによって設けて硬化させる。
In FIG. 1 or FIG. 3, the
表面処理層5として、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレートなどの多官能アクリレートに超微粉末の酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イリジウムなどの導電性フィラーを添加した希釈コート液を用い、このコート液を表面付着させてから紫外線照射で硬化させてもよい。好適な表面処理層5は、表面抵抗率が高くて優れた帯電防止性を有し、温水浸漬しても帯電防止性を長期間維持する。この表面処理層5は、添加した酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イリジウムが超微粉末であり、光の波長よりも小さいので透明性が良く、プラスチック基材2の高い光線透過率をほぼ維持できる。
As the
表面処理層5は、超微粉末の酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イリジウムなどを添加した希釈コート液を用いる場合、厚さが0.5〜5μmであると好ましい。この場合に、厚さ0.5μm未満であると帯電防止性や耐擦傷性が不十分になり、5μmを超えると光線透過率が低くなる。また、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イリジウムの粒径は、粒径が0.2μm以下であると好ましい。この場合に、粒径が0.2μmより大きくなると、可視光線を散乱させるために、プラスチック基材2の透明性を低下させるおそれがある。
The
他の表面処理層として、例えば、ハードコート層を設け、該ハードコート層はクリーン環境においてメタクリル酸などの不飽和化合物やエポキシ樹脂をディッピング法、スクリーン印刷法、スプレー法、ロールコータ法、カーテンフロー法などで表面付着させ、溶剤乾燥の後に紫外線照射によって架橋重合して短時間で硬化させる。表面処理層5であるハードコート層は、図1に示すように、ディッピング法などによってプラスチック基材2の両面に設けると好ましい。この場合には、表面処理層5を厚さ1〜5mmのアクリル樹脂板などのプラスチック基材2の両面に薄く層状に塗布・硬化させると、該アクリル樹脂板に歪みが発生しない。
As another surface treatment layer, for example, a hard coat layer is provided, and the hard coat layer is a dipping method, a screen printing method, a spray method, a roll coater method, a curtain flow, an unsaturated compound such as methacrylic acid or an epoxy resin in a clean environment. The surface is attached by a method, etc., and after the solvent is dried, it is crosslinked and polymerized by ultraviolet irradiation and cured in a short time. As shown in FIG. 1, the hard coat layer as the
別のハードコート層には、クリーン環境でプライマ塗装してから乾燥・加熱硬化させ、ついでハードコート塗装した後に遠赤外線ヒータや熱風炉を用いて80〜130℃で乾燥・加熱硬化させて設けることも可能である。この場合に、良好な耐磨耗性を示すホスファゼン樹脂を被膜材料として用いてもよい。 The other hard coat layer is coated with a primer in a clean environment, dried and heat-cured, and then hard-coated and then dried and heat-cured at 80 to 130 ° C using a far infrared heater or hot air oven. Is also possible. In this case, a phosphazene resin exhibiting good abrasion resistance may be used as the coating material.
光拡散層3は、プラスチック基材2の裏面に形成し、シリカ粉末7を多量に含むことで白色不透明であり、これによって水性マーカなどでスクリーン表面に筆記するとその文字が容易に視認できる。光拡散層3は、透明樹脂8と屈折率が異なる無機質のシリカ粉末7および有機質のプラスチックビーズ10を混入してプラスチック基材2上に塗布することによって形成し、これらの粒子形状は、球形、扁平形状、円柱形などである。光拡散層3は、スクリーン印刷法を用いて塗布すると好ましく、またはロールコータなどで塗布したり、フィルム状に成形して貼り合わせることも可能である。
The light diffusing layer 3 is formed on the back surface of the
光拡散層3に混入するシリカ粉末7は、透明樹脂8およびプラスチックビーズ10よりも光の屈折率が高く、薄い光拡散層3内を直進する光の通路に存在して効果的に散乱させて視野角を高くするために、平均粒径が1.0〜5.0μmであることを要する。好ましくは、シリカ粉末7は、平均粒径が1.0〜3.0μmであるゲルタイプの合成シリカである。この場合には、シリカ粉末7がゲルタイプであるから含水非結晶であるうえに形状がいっそう球形に近く、平均粒径が1.0〜3.0μmであるとプラスチック基材2に超微細な凹凸面を形成でき、光の拡散性がいっそう良好になる。
The silica powder 7 mixed in the light diffusion layer 3 has a higher refractive index of light than the
光拡散層3に混入するプラスチックビーズ10は、透明樹脂8との屈折率差が一般に0.05前後であり、平均粒径がシリカ粒径7よりも小さい0.5〜5.0μmであることを要する。プラスチックビーズ10の平均粒径が5.0μmを超え且つシリカ粒径7のそれよりも大きいならば、投写画面が全体的に暗くなってしまうので望ましくない。好ましくは、プラスチックビーズ10の平均粒径は0.5〜2.0μmである。プラスチックビーズ10が存在しない場合には、光源のホットスポットが投写画面に出やすく、且つ投写画面がぎらつくスペックル現象が発生しやすい。使用可能なプラスチックビーズ10は、架橋ポリスチレン、アクリル、ポリウレタンビーズなどであり、液晶の偏光特性を低下させることが少ない球形に近い架橋ポリスチレンビーズであると好ましく、例えば、架橋アクリルビーズではスクリーン1が若干黄色くなる。
The
光拡散層3は、スクリーン印刷法、ディッピング法、スプレー法、ロールコータ法、カーテンフロー法などによって形成でき、特にスクリーン印刷法であると、大面積のスクリーン表面に対して比較的均一且つ簡単に付着できるので好ましい。この光拡散層の塗布溶液の組成は、シリカ粉末およびプラスチックビーズ5〜40重量%、透明樹脂20〜40重量%、溶剤40〜60重量%、所定の添加剤1〜10重量%である。透明樹脂が20〜40重量%および溶剤が40〜60重量%であると、スクリーン印刷が可能な適度な粘性を付与することができる。光拡散剤5〜40重量%において、その内訳がシリカ粉末5〜15重量%およびプラスチックビーズ1.5〜3重量%であると好ましい。 The light diffusing layer 3 can be formed by a screen printing method, a dipping method, a spray method, a roll coater method, a curtain flow method, and the like. Particularly, when the screen printing method is used, the light diffusion layer 3 is relatively uniform and easy on a large area screen surface. Since it can adhere, it is preferable. The composition of the coating solution for the light diffusion layer is 5 to 40% by weight of silica powder and plastic beads, 20 to 40% by weight of a transparent resin, 40 to 60% by weight of a solvent, and 1 to 10% by weight of a predetermined additive. When the transparent resin is 20 to 40% by weight and the solvent is 40 to 60% by weight, an appropriate viscosity capable of screen printing can be imparted. In 5 to 40% by weight of the light diffusing agent, the breakdown is preferably 5 to 15% by weight of silica powder and 1.5 to 3% by weight of plastic beads.
光拡散層3において、透明樹脂8は、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ビニル系樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応性樹脂であり、光拡散層3の透視性を損なわない樹脂を使用する。酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イリジウムを含有する表面処理層5がプラスチック基材2に塗布されている場合には、透明樹脂8は、ポリエステル樹脂とイソシアネート樹脂との混合物である飽和ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂とイソシアネート樹脂との混合物、エポキシ樹脂とアミン樹脂との混合物、不飽和ポリエステル樹脂を用い、飽和ポリエステル樹脂は表面平滑性および耐候性などの点で好ましい。また、プラスチック基材2がハードコートなしのアクリル押出し板またはキャスト板であれば、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、メタクリレート樹脂、メチルメタクリレート樹脂、セルロース系樹脂、ウレタン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、環化ゴム系樹脂、ケトン系樹脂およびこれらの樹脂の変性品が使用可能である。
In the light diffusion layer 3, the
使用可能な溶剤として、ミネラルスピリットなどの脂肪族炭化水素類、ソルベントナフサ,ソルベッソ#100,ソルベット#150などの芳香族炭化水素類、エチレングリコール,プロピレングリコール,ジプロピレングリコールなどのグリコール類、ブチルセロソルブ,ブチルカルビトール,セロソルブアセテート,ブチルセロソルブアセテート,カルビトールアセテート,ブチルカルビトールアセテートなどのグリコール誘導体、メチルエチルケトン,シクロヘキサノン,イソホロン,ジアセトンアルコールなどのケトン類が例示できる。また、前記の添加剤として、消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、ブロッキング防止剤、沈降防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定化剤、帯電防止剤などが例示でき、これらを必要に応じて少量添加する。 Solvents that can be used include aliphatic hydrocarbons such as mineral spirits, aromatic hydrocarbons such as solvent naphtha, Solvesso # 100, and sorbet # 150, glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol, butyl cellosolve, Examples include glycol derivatives such as butyl carbitol, cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, and butyl carbitol acetate, and ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, isophorone, and diacetone alcohol. Examples of the additive include an antifoaming agent, a leveling agent, a pigment dispersant, an anti-blocking agent, an anti-settling agent, an ultraviolet absorber, an ultraviolet stabilizer, and an antistatic agent. Add a small amount.
光拡散層3において、シリカ粉末7の添加量はプラスチックビーズ10の添加量の4倍以上であり、シリカ粉末7およびプラスチックビーズ10の合計添加量は透明樹脂10の0.4〜1.5倍量であることを要する。シリカ粉末7が、プラスチックビーズ10に対して4倍未満の添加量であると、光の拡散性が低下して投写画面が暗くなりやすいので好ましくない。また、光拡散剤の総添加量が透明樹脂10の0.4倍量未満であると、光の拡散性が不十分になって投写画面が暗く、1.5倍量を超えると、投写画面がぎらつくスペックル現象が発生する。
In the light diffusion layer 3, the addition amount of the silica powder 7 is four times or more the addition amount of the
プラスチック基材2に関して、該基材がアクリル系樹脂であると、所望に応じて、紫外線吸収剤および赤外線吸収剤をさらに添加してもよく、紫外線吸収剤は最大吸収波長範囲が300〜400nmである。この紫外線吸収剤として、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、シアノアクリレート系、サリチレート系化合物などが例示でき、特にベンゾトリアゾール系化合物が好適である。ベンゾトリアゾール系化合物には、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(5−クロロ−2'−ヒドロキシ−3'−t−ブチル−5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3',5'−ジ−tー−ブチルフェニル)−ベンゾトリアゾールなどを包含し、好ましくは最大吸収波長が高波長側で400nm付近に光吸収がある2−(5−クロロ−2'−ヒドロキシ−3'−t−ブチル−5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールを用いる。また、赤外線吸収剤は最大吸収波長範囲が650〜900nmである。この赤外線吸収剤として、アントラキノン系化合物、フタロシアニン系化合物などが例示できる。具体的には、NQM(富士写真フィルム製)、IRF−700(富士写真フィルム製)、IR−750(日本化薬製)、スミソープ200(住友化学工業製)、スミソープ300(住友化学工業製)、近赤外線吸収剤SIR−114(三井東圧化学製)、イーエクスカラーIR−1(日本触媒製)、エクスカラー601W(日本触媒製)などを包含する。
With respect to the
紫外線吸収剤の添加量は、アクリル系樹脂100重量部に対して0.005〜2重量部であり、0.005重量部未満では波長400nm以下の吸収性能が不十分であり、2重量部を超えるとアクリル系樹脂からブリードが発生する。一方、赤外線吸収剤および染料や顔料の添加量は、ともにアクリル系樹脂100重量部に対して数千ppm以下であり、目的とするプラスチック基材2の性能および厚みに応じて添加量を調整すればよい。これらの吸収剤をアクリル系樹脂に配合するには、重合性モノマー類に所望の吸収剤を溶解させた後に公知のキャスト重合法を行っても、MFRが0.1以上のアクリル系樹脂に所望の吸収剤をスーパーミキサーなどで混合した後に、押出機を用いて溶融混練してペレット化してもよい。得たアクリル系樹脂組成物は、射出成形や押出成形のような公知の成形方法によってシートに成形できる。
The added amount of the ultraviolet absorber is 0.005 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin, and if it is less than 0.005 parts by weight, the absorption performance at a wavelength of 400 nm or less is insufficient, and 2 parts by weight is added. If exceeded, bleeding occurs from the acrylic resin. On the other hand, the addition amount of the infrared absorber and the dye or pigment is several thousand ppm or less with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin, and the addition amount can be adjusted according to the performance and thickness of the
透過型スクリーン1は、有色透明のプラスチック基材2、表面処理層5、光拡散層3について添加剤の種類や添加量を適宜に調整して光線透過率を75〜87%に定め、特に光線透過率を82±3%に定めると、投写画面の適度な明るさを保持しながら外光の反射をさらに低減化できるので好ましい。透過型スクリーン1には、偏光フィルタを貼着したり、特定の反射防止層を形成することも可能である。また、プラスチック基材2の片面をフレネルレンズ面または両面を該レンズ面とレンチキュラーレンズ面としたり、透過型スクリーン1をフレネルレンズと組み合わせて使用したり(図5参照)、該レンズとレンチキュラーレンズを組み合わせて使用することも可能である。
The
図1から図3の透過型スクリーンにおいて、裏側に位置する保護シート12は、厚さ1〜2mmの透明プラスチック材であり、その素材は基体のプラスチック基材2と同じまたは異なる無色透明板である。保護シート12は、薄い光拡散層3と隣接し、光拡散層3を変形や破損から保護する役目を有する。保護シート12における光源側の面14には、エンボス仕上げ加工などによってアンチグレア処理を施し、外光の映り込みを減らすことによってスクリーンの視認性をいっそう高めてもよい。
In the transmissive screens of FIGS. 1 to 3, the
透過型スクリーン1は、通常、表面寸法が60〜100インチ程度の大きさであり、プラスチック基材2と保護シート12を単独でパネル状に立設させるか、または金属フレームなどに取り付けて立設させる。透過型スクリーン1は、キャスタ付きの架台15(図4)などに取り付けて移動可能とすると好ましい。表面処理層5を設けてスクリーン表面に筆記可能とするならば、水性マーカなどで書き込む際に凹まないように、プラスチック基材2がある程度の厚みを有することが必要である。このため、プラスチック基材2の厚みは2mm以上に定め、通常は立設支持や搬送および重さなどの点を考慮して厚さ5mm程度のものを使用すると好ましい。
The
画像を投写するプロジェクタ16(図4)は、一般に液晶プロジェクタであり、例えば、60インチ画面で投映距離を約1.3mに短縮する短焦点レンズを搭載するプロジェクタ(商品名:LP−XU33、三洋電機製)などを用いる。また、非球面ミラーを採用したプロジェクタ(商品名:ミラープロジェクタWT600J、NEC製)であると、投映距離を60インチで26cmに短縮できるのでスクリーン装置の敷設面積が著しく小さくなり、該プロジェクタを透過型スクリーンに組み込むことも可能である。
The
図5は、透過型スクリーン1をプロジェクションテレビに組み込んだ例を示し、テレビ受像機34において、スクリーン1を受像機前面に垂直に取り付け、その後側にフレネルレンズ板36を重合するように配置する。テレビ受像機34内の下方上向きに設置したプロジェクタ38から出た投影光は、受像機後方の鏡40で全反射され、フレネルレンズ板36を通過してスクリーン1に画像が投写される。プロジェクタ38は任意の市販製品であればよく、保護シート12は不要である。プロジェクションテレビ受像機34は、60インチのような大型化がきわめて容易であり、通常のブラウン管または液晶テレビ受像機に比べて鮮明な画像を投写することができる。
FIG. 5 shows an example in which the
本発明に係る透過型スクリーンは、有色透明のプラスチック基材に薄い光拡散層を形成し、該光拡散層に微細なシリカ粉末を多量に混入することにより、背面からプロジェクタで投写すると投写像のコントラストが高くて鮮明であり、高い投写画素数であっても光の干渉によって生じるモアレ現象が発生しない。この光拡散層には、シリカ粉末よりも光の屈折率が低い微細なプラスチックビーズが少量添加されているので、投写画面がぎらつくスペックル現象が発生することがなく、光源のホットスポットが画面に投写されず、全面が均等な明るさの投写画面を表示できる。 The transmissive screen according to the present invention forms a thin light diffusion layer on a colored transparent plastic substrate, and a large amount of fine silica powder is mixed into the light diffusion layer, so that a projected image is projected when projected from the back by a projector. The contrast is high and clear, and even when the number of projection pixels is high, the moire phenomenon caused by light interference does not occur. A small amount of fine plastic beads with a light refractive index lower than that of silica powder is added to this light diffusion layer, so there is no speckle phenomenon that causes the projection screen to glaring, and the hot spot of the light source is the screen. Projection screens with uniform brightness can be displayed on the entire screen.
本発明の透過型スクリーンは、フレネルレンズやレンチキュラー加工などの型付け加工を必要とせず、構造が単純であって製造工程も少ないので安価である。本発明の透過型スクリーンは、投写光源が有する可視光線の波長以外の蛍光灯や太陽光線などがスクリーン表面から反射されることが少なく、その結果として投写画像のコントラストが向上している。また、この透過型スクリーンは、有色透明のプラスチック基材と乳白色の光拡散層によって投写光源としての3原色の光線透過率が高く、部屋を暗くしなくても投写像を容易に視認することが可能である。 The transmission type screen of the present invention does not require a shaping process such as a Fresnel lens or a lenticular process, is simple in structure and has few manufacturing processes, and is inexpensive. In the transmissive screen of the present invention, fluorescent lamps or sunlight other than the visible light wavelength of the projection light source are hardly reflected from the screen surface, and as a result, the contrast of the projected image is improved. In addition, this transmissive screen has a high light transmittance for the three primary colors as a projection light source due to the colored transparent plastic substrate and the milky white light diffusion layer, so that the projected image can be easily seen without darkening the room. Is possible.
本発明の透過型スクリーンが表面処理層を有する場合、この表面処理層は帯電防止性であるので使用時に埃やマーカ跡などが付着せず、さらにこの表面処理層によって筆記具などで筆記しても画面に傷が付かない。本発明の透過型スクリーンは、60インチ以上の大型パネル式のホワイトボードであり、比較的硬質で湾曲や変形を起こさないので架台に取り付けたままで移動でき、特別な保管場所を必要としないうえに、市販黒板並みの大型ボードであって画面に筆記しやすく、教育現場などでホワイトボードとの兼用も可能である。 When the transmissive screen of the present invention has a surface treatment layer, the surface treatment layer is antistatic, so dust and marker marks do not adhere during use, and even when writing with a writing instrument or the like using this surface treatment layer. The screen is not scratched. The transmission type screen of the present invention is a large-panel type whiteboard of 60 inches or more, is relatively hard and does not bend or deform, so it can be moved while attached to a frame, and does not require a special storage place. It is a large board similar to a commercial blackboard, it is easy to write on the screen, and it can also be used as a white board at educational sites.
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。図1には透過型スクリーン1を分解して示している。
Next, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to the examples. FIG. 1 shows the
図1に示すプラスチック基材2は、メタクリル酸メチル単独重合体である厚さ5mmの有色透明のアクリル押出し板であり、その大きさは60インチである。このアクリル押出し板には、メタクリル樹脂100重量部に対して、顔料である超微粉末のカーボンブラックを数千ppm以下含有する。所望に応じて、さらに紫外線吸収剤であるベンゾトリアゾール系化合物を0.5重量部、赤外線吸収剤であるアントラキノン系化合物を数百ppm添加してもよい。
The
このアクリル押出し板の両面には、ディッピング法によって厚さ1μmの表面処理層5を層状に設ける。ハードコート液として、ウレタンアクリレートを主成分とする樹脂100重量部に、酸化スズおよび少量のアンチモンを含む導電性フィラー150重量部、分散剤10重量部、溶媒300重量部を加えて均一に分散させ、さらに希釈溶剤500重量部を加えた希釈コート液を用いる。この希釈コート液の中にアクリル押出し板をディッピングしてから引き上げ、室温乾燥の後に紫外線照射して硬化させる。
A
次に、光拡散層3を形成するために、下記の組成の塗布溶液を調整する。
透明樹脂: 飽和ポリエステル樹脂 31.2重量%
第1光拡散剤: 合成シリカ粉末 11.7重量%
第2光拡散剤: 架橋ポリスチレンビーズ 2.7重量%
第1溶剤: シクロヘキサノン 15.6重量%
第2溶剤: アセテート系 35.7重量%
添加剤: 消泡剤など 3.1重量%
Next, in order to form the light diffusion layer 3, a coating solution having the following composition is prepared.
Transparent resin: Saturated polyester resin 31.2% by weight
First light diffusing agent: Synthetic silica powder 11.7% by weight
Second light diffusing agent: 2.7% by weight of crosslinked polystyrene beads
First solvent: 15.6% by weight of cyclohexanone
Second solvent: Acetate type 35.7% by weight
Additives: Antifoaming agent, etc. 3.1% by weight
前記の飽和ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂とイソシアネート樹脂との混合物であり、その分子量は15000,Tgは65℃、水酸基価は6mgKOH/g、酸価は1mgKOH/gである。前記の合成シリカ粉末は、ゲルタイプの超微粉末含水非結晶二酸化ケイ素であり、その平均粒径は1.9μm(コールカウンター法、AP:30μ)、見掛け比重は0.15g/ml、BET比表面積は300m2/g、pHは7.01である。前記の架橋ポリスチレンビーズは、その粒径は1.3μm、真比重は10.5.屈折率は1.59である。 The saturated polyester resin is a mixture of a polyester resin and an isocyanate resin, and has a molecular weight of 15000, Tg of 65 ° C., a hydroxyl value of 6 mgKOH / g, and an acid value of 1 mgKOH / g. The synthetic silica powder is a gel-type ultrafine water-containing amorphous silicon dioxide, the average particle size is 1.9 μm (Cole counter method, AP: 30 μ), the apparent specific gravity is 0.15 g / ml, the BET ratio The surface area is 300 m 2 / g and the pH is 7.01. The crosslinked polystyrene beads have a particle size of 1.3 μm and a true specific gravity of 10.5. The refractive index is 1.59.
この塗布溶液は、250メッシュのスクリーンによって、両面に表面処理層5を設けたアクリル押出し板の裏面の上に2回印刷され、その都度70℃で30分間温風乾燥して硬化させる。2回のスクリーン印刷により、厚さ65μmの光拡散層3をスクリーン全面に形成し、該光拡散層は微細な凹凸面を有する。この光拡散層3は、クロスカット後のセロテープ(商標名)剥離試験で剥離が認められず、十分な密着性を有する。
This coating solution is printed twice by a 250 mesh screen on the back side of the acrylic extrusion plate provided with the
次に、光拡散層3を厚さ2mmの透明アクリルの保護シート12でカバーし、60インチの透過型スクリーン1を得る。透過型スクリーン1は、例えば、キャスタ18付きの架台15に取り付けて移動可能とする。架台15は、キャスタ18を回動自在に取り付けた水平板22から垂直に立設するポール24で構成する。透過型スクリーン1の後方に液晶プロジェクタ16を配置し、該プロジェクタから画像を投写すると、観察側26から鮮明で高コントラストの画像を見ることができる。透過型スクリーン1は、液晶プロジェクタ16の光源によってホットスポットが生じたり、スクリーン表面28がぎらつくことがない。
Next, the light diffusion layer 3 is covered with a 2 mm thick transparent acrylic
透過型スクリーン1は、市販黒板並みの大型ホワイトボードであり、該透過型スクリーンを教室や会議室などに配備すると、画像の非投写時または画像を投写しながら、水性マーカによってスクリーン表面28に文字や図を書き込むことができ、この文字や図は白色不透明の画面において容易に視認できる。透過型スクリーン1は、表面の表面処理層5によって水性マーカが画面に接触しても傷が付かず、該表面処理層は帯電防止性であるのでマーカで書いた文字などを容易に拭き取ることができる。透過型スクリーン1は、プラスチック基材2が比較的肉厚且つ硬質であるので画面に書き込む際に湾曲や変形を起こさず、教育現場などにおいてホワイトボードと兼用できる。
The
実施例1で用いたアクリル押出し板について、実施例1と同様に表面処理層5を設け、実施例1と同様の飽和ポリエステル樹脂、光拡散剤、溶剤、添加剤を用い、下記の組成範囲の塗布溶液を調整する。光拡散剤において、シリカ粉末7は平均粒径1.5μm、架橋ポリスチレンビーズ10は平均粒径1.3μmである。
About the acrylic extrusion board used in Example 1, the
光拡散剤 12.0重量%
飽和ポリエステル樹脂 30〜40重量%
シクロヘキサノン 10〜20重量%
アセテート系溶剤 30〜40重量%
添加剤: 1〜5重量%
Light diffusing agent 12.0% by weight
Saturated polyester resin 30-40% by weight
10-20% by weight of cyclohexanone
Acetate solvent 30-40% by weight
Additive: 1-5% by weight
光拡散剤について、シリカ粉末7と架橋ポリスチレンビーズ10の混合比を10:3、10:6、10:9、13:3、13:6または13:9に定め、それぞれ塗布溶液を調製する。各塗布溶液を250メッシュのスクリーンによってアクリル押出し板の裏面の上に2回印刷し、その都度70℃で30分間温風乾燥して硬化させる。2回のスクリーン印刷により、光拡散層3がスクリーン全面に形成され、該光拡散層は微細な凹凸面を有する。
For the light diffusing agent, the mixing ratio of the silica powder 7 and the
シリカ粉末7と架橋ポリスチレンビーズ10の混合比は、13:3が投写画面の明るさの点で最も好ましく、10:3では光の拡散性が若干低下し、10:6、10:9、13:6および13:9では、光の拡散性が低下して投写画面が暗くなるので好ましくない。また、形成した光拡散層は、いずれの混合比であってもクロスカット後のセロテープ(商標名)剥離試験で剥離が認められず、十分な密着性を有する。
The mixing ratio of the silica powder 7 and the
実施例1と同様に、シリカ粉末7と架橋ポリスチレンビーズ10の混合比が13:3である光拡散層3について、該光拡散層を透明アクリルの保護シート12でカバーして透過型スクリーン1を得る。得た透過型スクリーン1は、液晶プロジェクタの光源によってホットスポットが生じたり、スクリーン表面がぎらつくスペックル現象も発生しない。
In the same manner as in Example 1, for the light diffusion layer 3 in which the mixing ratio of the silica powder 7 and the
図2において、透過型スクリーン6では、実施例1と同様のアクリル押出し板のプラスチック基材2を用いるが、該アクリル押出し板には表面処理層を設けない。光拡散層3用の塗布溶液を製造するために、透明樹脂としてメタクリレート樹脂を用い、これ以外は実施例1と同様に処理して光拡散層3を形成する。この光拡散層3は、クロスカット後のセロテープ(商標名)剥離試験で剥離が認められず、十分な密着性を有する。
In FIG. 2, the
実施例1と同様に、光拡散層3を透明アクリルの保護シート12でカバーして、60インチの透過型スクリーン6を得る。得た透過型スクリーン6は、液晶プロジェクタの光源によってホットスポットが生じたり、スクリーン表面がぎらつくスペックル現象も発生しない。
As in Example 1, the light diffusion layer 3 is covered with a transparent acrylic
透過型スクリーン6は、プラスチック基材2が比較的肉厚且つ硬質であるので搬送して立設することが容易である。透過型スクリーン6には、表面に帯電防止性の表面処理層が存在しないため、埃や塵が若干付着しやすく、且つ使用にあたってスクリーン表面を傷付けないような注意が必要である。
The
図3において、透過型スクリーン30では、実施例1と同様のアクリル押出し板のプラスチック基材2を用い、該アクリル押出し板の表面に、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトール、2−ヒドロキシエチルアクリレート、ベンゾイソブチルエーテルを含むコート液をロールコータによって塗布し、紫外線を30分間照射して塗膜を硬化させる。得た表面処理層5は厚さ3μmである。
In FIG. 3, the
光拡散層3として、実施例2と同様に、シリカ粉末と架橋ポリスチレンビーズの混合比を13:3に定めて塗布溶液を調製する。この塗布溶液を250メッシュのスクリーンによってアクリル押出し板の裏面の上に2回印刷し、その都度70℃で30分間温風乾燥して硬化させる。2回のスクリーン印刷により、光拡散層3をスクリーン全面に形成し、該光拡散層は微細な凹凸面を有する。この光拡散層3は、クロスカット後のセロテープ(商標名)剥離試験で剥離が認められず、十分な密着性を有する。 As the light diffusion layer 3, a coating solution is prepared by setting the mixing ratio of silica powder and crosslinked polystyrene beads to 13: 3, as in Example 2. This coating solution is printed twice on the back surface of the acrylic extruded plate by a 250 mesh screen, and is dried by warm air at 70 ° C. for 30 minutes each time and cured. The light diffusion layer 3 is formed on the entire screen by screen printing twice, and the light diffusion layer has a fine uneven surface. This light diffusing layer 3 has sufficient adhesion without being recognized as being peeled off by a cello tape (trade name) peel test after cross-cutting.
実施例1と同様に、光拡散層3を透明アクリルの保護シート12でカバーして透過型スクリーン30を得る。得た透過型スクリーン30は、液晶プロジェクタの光源によってホットスポットが生じたり、スクリーン表面がぎらつくスペックル現象も発生しない。
Similar to Example 1, the light diffusing layer 3 is covered with a transparent acrylic
プラスチック基材として、アクリル押出し板の代わりにアクリルキャスト板を用いる以外は、実施例1と同様に加工処理して透過型スクリーンを製造する。アクリルキャスト板は、アクリル押出し板と比べて表面平滑性を多少欠くけれども、得た透過型スクリーンは、実施例1とほぼ同様に、液晶プロジェクタの光源によってホットスポットが生じたり、スクリーン表面がぎらつくスペックル現象が発生しない。 A transmissive screen is produced by processing in the same manner as in Example 1 except that an acrylic cast plate is used instead of the acrylic extruded plate as the plastic substrate. Although the acrylic cast plate lacks some surface smoothness compared to the acrylic extruded plate, the obtained transmissive screen has hot spots or glare on the screen surface due to the light source of the liquid crystal projector, as in Example 1. Speckle phenomenon does not occur.
1 透過型スクリーン
2 プラスチック基材
3 光拡散層
5 表面処理層
7 シリカ粉末
8 透明樹脂
10 プラスチックビーズ
DESCRIPTION OF
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