JP2006337906A - Light diffusion film and screen - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フロントプロジェクタ用スクリーン、リアプロジェクタ用スクリーン、液晶ディスプレイ用バックライト等に用いられる光拡散フィルム、及び該光拡散フィルムを用いたスクリーンに関するものである。 The present invention relates to a light diffusing film used for a front projector screen, a rear projector screen, a liquid crystal display backlight, and the like, and a screen using the light diffusing film.
近年、会議等において発言者が資料を提示する方法としてオーバヘッドプロジェクタやスライドプロジェクタが広く用いられている。また、一般家庭においても液晶を用いたビデオプロジェクタや動画フィルムプロジェクタが普及しつつある。これらのプロジェクタの映写方法は光源から出力された光を、例えば透過形の液晶パネル等によって光変調して画像光を形成し、この画像光をレンズ等の光学系を通して出射するものである。 In recent years, overhead projectors and slide projectors have been widely used as methods for presenting materials by a speaker in a conference or the like. In general households, video projectors and moving picture film projectors using liquid crystals are becoming popular. In these projector projection methods, light output from a light source is modulated by, for example, a transmissive liquid crystal panel to form image light, and the image light is emitted through an optical system such as a lens.
上述したプロジェクタ装置においては、投影像を見るためにプロジェクタ用スクリーンが用いられる。このプロジェクタ用スクリーンには大別して、スクリーンの表側から投影光を照射して当該投影光のスクリーンでの反射光を見るフロントプロジェクタ用スクリーンと、スクリーンの裏側から投影光を照射してスクリーンを透過した光をスクリーンの表側から見るリアプロジェクタ用スクリーンとがある。いずれの方式のスクリーンにおいても視認性の良好な広視野角のスクリーンであることが要求される。 In the projector apparatus described above, a projector screen is used to view a projected image. This projector screen is roughly divided into a front projector screen for irradiating projection light from the front side of the screen and viewing the reflected light on the screen, and a projection light from the back side of the screen for transmission through the screen. There is a rear projector screen for viewing light from the front side of the screen. Any type of screen is required to have a wide viewing angle with good visibility.
そのため、いずれの方式においても一般にスクリーン表面に光を散乱させる光拡散シートが設けられており、この光拡散シートにより画像光が均一にしかも画面の有効領域全体へ拡散射出されるようになる。 For this reason, a light diffusing sheet that scatters light is generally provided on the screen surface in any of the methods, and image light is diffused and emitted to the entire effective area of the screen by the light diffusing sheet.
光拡散フィルムとしては、大別すると等方性光拡散フィルムと異方性光拡散フィルムとが知られているが、入射光量は一定であるため、必要な方向にのみ光を拡散することで輝度を向上することが可能な異方性光拡散フィルムが注目されている。特に映写スクリーンとして使用される場合には、垂直方向の視野より水平方向の視野が重要であるため、水平方向に強い拡散能を有する異方性光拡散フィルムの開発が進められている。 Isotropic light diffusing film and anisotropic light diffusing film are known as light diffusing film roughly, but since the amount of incident light is constant, improving the brightness by diffusing light only in the necessary direction An anisotropic light diffusing film that can be used has attracted attention. In particular, when used as a projection screen, a horizontal visual field is more important than a vertical visual field. Therefore, development of an anisotropic light diffusion film having a strong diffusing ability in the horizontal direction has been underway.
この異方性光拡散シートの製法としては、従来からコヒーレント光束を粗面に照射した際に生成されるスペックルパターンを感光性樹脂に形成する方法(例えば、特許文献1,2参照。)、マスクを作成し感光性樹脂に焼き付ける方法、あるいは金属、樹脂などの金型母材表面を直接機械加工により切削して微小な凹凸を形成した金型とし、この金型から紫外線硬化樹脂などを用いて形状転写する方法などがあった。
As a method for producing this anisotropic light diffusing sheet, conventionally, a speckle pattern generated when a rough surface is irradiated with a coherent light beam is formed on a photosensitive resin (for example, see
また、樹脂粒子を樹脂バインダーに分散させたものを透明基板に塗布することにより製造する方法、あるいはサンドブラスト加工により金型母材表面に凹凸を形成した金型を作製し、この金型から紫外線硬化樹脂などを用いて形状転写する方法などがあった(例えば、特許文献3参照。)。 Also, a method in which resin particles are dispersed in a resin binder is applied to a transparent substrate, or a mold in which irregularities are formed on the surface of a mold base material by sandblasting, and UV curing is performed from this mold. There has been a method of shape transfer using a resin or the like (see, for example, Patent Document 3).
しかしながら、従来の異方性光拡散フィルムでは構成材料の樹脂がダメージを受けて表示される画像の劣化が発生するという問題があった。また、経時的に拡散角の異方性が失われていくという問題があった。 However, the conventional anisotropic light diffusing film has a problem in that the displayed resin is deteriorated due to damage of the constituent resin. There is also a problem that the anisotropy of the diffusion angle is lost over time.
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、縦横方向で光拡散特性に異方性を持ち、かつ製造時の光拡散フィルム、金型へのごみ付きを防ぎ、またユーザーにおける長期の使用においても拡散角異方性の低下の少ない光拡散フィルムを提供し、該光拡散フィルムを用いたスクリーンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, has anisotropy in light diffusion characteristics in the vertical and horizontal directions, and prevents dust from adhering to the light diffusion film and mold during production. An object of the present invention is to provide a light diffusing film with little decrease in the diffusion angle anisotropy even for long-term use by a user, and to provide a screen using the light diffusing film.
発明者らが上記問題を調査したところ、前記光拡散フィルム表面に微細なごみや埃が付着しやすいことに起因していることを突き止めた。すなわち、このごみなどの付着により構成材料の樹脂がダメージを受けて画像劣化が発生していた。また、前記ごみや埃による光拡散は異方性はほとんどない等方性のものであり、該ごみ等が経時的に光拡散フィルム表面に堆積していくことにより、当初所期の拡散角異方性が次第に失われていることも判明した。さらに、前記ごみ等の付着により光拡散フィルム表面が傷付きやすくなるという欠点もあった。発明者らは、前記ごみ等の付着を防止する観点から鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。 The inventors investigated the above problem and found out that it was caused by the fact that fine dust and dust were likely to adhere to the surface of the light diffusion film. In other words, the resin of the constituent material is damaged by the adhesion of the dust and the like, causing image degradation. In addition, the light diffusion due to the dust and dust is isotropic with almost no anisotropy, and the dust is deposited on the surface of the light diffusion film over time, so that the initial diffusion angle is different. It was also found that the directionality was gradually lost. Further, there is a drawback that the surface of the light diffusion film is easily damaged due to adhesion of the dust and the like. The inventors have intensively studied from the viewpoint of preventing the adhesion of dust and the like, and have come to achieve the present invention.
すなわち、前記課題を解決するために提供する本発明は、透光性支持体と、該透光性支持体上に設けられた表面に凹凸形状の光拡散面を有する透光性樹脂層とからなり、拡散角に異方性のある光拡散フィルムにおいて、前記透光性樹脂層の表面抵抗が1×1011Ω以下であり、鉛筆硬度がH以上であることを特徴とする光拡散フィルムである(請求項1)。 That is, the present invention provided to solve the above problems includes a translucent support, and a translucent resin layer having an uneven light diffusing surface on the surface provided on the translucent support. A light diffusing film having an anisotropic diffusion angle, wherein the translucent resin layer has a surface resistance of 1 × 10 11 Ω or less and a pencil hardness of H or more. (Claim 1).
ここで、前記透光性樹脂層は、当該樹脂中に界面活性剤を含有してなることが好ましい。
また、前記光拡散面の凹凸形状は、研削材の吹き付け角度をすべて90°未満であるようにしたサンドブラスト処理により形成された金型表面の形状が転写されたものであることが好ましい。
Here, it is preferable that the translucent resin layer contains a surfactant in the resin.
Moreover, it is preferable that the uneven | corrugated shape of the said light-diffusion surface is what the shape of the metal mold | die surface formed by the sandblasting process made so that the spraying angle of an abrasive material was less than 90 degrees was transferred.
また、前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項1〜3のいずれか一に記載の光拡散フィルムと、該光拡散フィルムの光拡散面とは反対面側に設けられた反射層とを備えたことを特徴とするスクリーンである(請求項4)。 Moreover, this invention provided in order to solve the said subject is the reflection provided in the light-diffusion film as described in any one of Claims 1-3, and the surface opposite to the light-diffusion surface of this light-diffusion film. A screen comprising a layer (claim 4).
また、前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項1〜3のいずれか一に記載の光拡散フィルムを備え、該光拡散フィルムは、前記光拡散面とは反対面側からの投射光を透過して該光拡散面から拡散して放射するものであることを特徴とするスクリーンである(請求項5)。 Moreover, this invention provided in order to solve the said subject is provided with the light-diffusion film as described in any one of Claims 1-3, and this light-diffusion film is from the surface opposite to the said light-diffusion surface. The screen is characterized in that the projection light is transmitted and diffused and emitted from the light diffusion surface.
本発明の光拡散フィルムによれば、縦横方向で光拡散特性に異方性を持ち、かつ製造時の光拡散フィルム、金型へのごみ付きを防ぐことができる。これは例えば、ロール型金型を用いて連続的に成膜して光拡散フィルムを製造する際にもこのごみ付き故障を抑制することが可能である。
また、本発明のスクリーンによれば、ユーザーにおける長期の使用においても拡散角異方性の低下を抑えることができる。
According to the light diffusing film of the present invention, the light diffusing property is anisotropic in the vertical and horizontal directions, and the light diffusing film and the mold can be prevented from being attached during production. For example, when a light diffusion film is manufactured by continuously forming a film using a roll mold, it is possible to suppress the failure with dust.
In addition, according to the screen of the present invention, it is possible to suppress a decrease in the diffusion angle anisotropy even during long-term use by the user.
以下に、本発明に係る光拡散フィルムの実施の形態について説明する。
図1は、本発明に係る光拡散フィルムの構成を示す断面図である。
図1に示すように、光拡散フィルム10は、透光性支持体11と、透光性支持体11上に設けられた表面に凹凸を有する透光性樹脂層12とからなり、拡散角に異方性のあるものである。また、光拡散フィルム10の表面抵抗が1×1011Ω以下であることを特徴とする。この表面抵抗は8×1010Ω以下であることがより好ましい。なお、本発明でいう表面抵抗値は、市販の表面抵抗測定器を用いて常温(25℃)、常湿(55%RH)で測定される値である。また、光拡散フィルム10の鉛筆硬度はH以上であることを特徴とする。
Below, embodiment of the light-diffusion film which concerns on this invention is described.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a light diffusion film according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the light
透光性支持体11には、特に限定はなく、例えばポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、ポリプロピレン等ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル樹脂のシートやフィルムが好ましい。透光性支持体11の厚みとして、20μmから300μmが好ましい。これより薄いと強度が不足し、これより厚いと製造取り扱い性が悪化する。透光性支持体11は透光性樹脂層12との接着性を改良するため、表面に易接着層を設けてもよく、あるいはコロナ放電処理、プラズマ処理を行っても良い。 The translucent support 11 is not particularly limited, and for example, a polyester resin such as polyethylene terephthalate, a polyolefin resin such as triacetyl cellulose or polypropylene, a polycarbonate resin, or a vinyl chloride resin sheet or film is preferable. The thickness of the translucent support 11 is preferably 20 μm to 300 μm. If it is thinner than this, the strength is insufficient, and if it is thicker than this, the production handleability deteriorates. In order to improve the adhesiveness with the translucent resin layer 12, the translucent support 11 may be provided with an easy adhesion layer on the surface, or may be subjected to corona discharge treatment or plasma treatment.
透光性樹脂層12は、その表面形状が、拡散角に異方性を示すように円形、矩形あるいは多角形等による凹凸状態によって制御された光学膜である。また、表面の凹凸は、金型に形成された微細な凹凸形状を光学材料表面に転写させることにより形成すればよく、例えば、このような金型をプレス加工により熱成形のプラスチックフィルムに型押しするなどして形成すればよい。
あるいは、この金型へ放射線硬化樹脂を塗布硬化して脱型することで所望の凹凸を有する透光性樹脂層を得ることができる。
The translucent resin layer 12 is an optical film whose surface shape is controlled by an uneven state such as a circle, a rectangle, or a polygon so as to exhibit anisotropy in the diffusion angle. Further, the surface irregularities may be formed by transferring the fine irregularities formed on the mold onto the surface of the optical material. For example, such a mold is pressed into a thermoformed plastic film by pressing. Or the like.
Alternatively, a translucent resin layer having desired irregularities can be obtained by applying and curing a radiation curable resin to the mold and removing the mold.
ここで使用する樹脂材料は、透光性でかつ所定の動的粘弾性を有するものであれば特に限定はないが、着色、ヘイズにより透過光の色相、透過光量が変化することは好ましくない。製造の容易性の点から紫外線、電子線、熱により硬化できる樹脂が好ましく、最も好ましくは紫外線で硬化できるものである。例えば、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、ポリオールアクリレート、ポリエーテルアクリレート、メラミンアクリレート等のアクリレート系樹脂を用いることができる。 The resin material used here is not particularly limited as long as it is translucent and has a predetermined dynamic viscoelasticity, but it is not preferable that the hue of transmitted light and the amount of transmitted light change due to coloring and haze. From the viewpoint of ease of production, resins that can be cured by ultraviolet rays, electron beams, and heat are preferred, and most preferably those that can be cured by ultraviolet rays. For example, acrylate resins such as urethane acrylate, epoxy acrylate, polyester acrylate, polyol acrylate, polyether acrylate, and melamine acrylate can be used.
また、透光性樹脂層12には、該透光性樹脂層12を構成する樹脂中にアニオンもしくはカチオンもしくはノニオン界面活性剤を含むことが好ましい。例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、ビスアルキルスルホンイミド、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタンモノ脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレンオキサイド、メトキシポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレートなどが挙げられる。 Further, the translucent resin layer 12 preferably contains an anion, a cation, or a nonionic surfactant in the resin constituting the translucent resin layer 12. For example, sodium alkylbenzenesulfonate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium alkylsulfonate, bisalkylsulfonimide, sodium dialkylsulfosuccinate, glycerin fatty acid ester, sorbitan monofatty acid ester, polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol, polypropylene oxide, methoxy Examples include polyethylene glycol, polyethylene glycol monolaurate, and polyethylene glycol monostearate.
界面活性剤の添加量は、アニオンもしくはカチオン界面活性剤の場合、0.1wt%以上、10wt%以下が好ましい。更に好ましくは0.2wt%以上、5wt%以下である。また、ノニオン界面活性剤の場合、1wt%以上、20wt%以下が好ましい。更に好ましくは、5wt%以上、20wt%である。また、各種界面活性剤を混合して用いる場合でも1wt%以上、20wt%以下が好ましい。界面活性剤の添加量が前記下限よりも少ないとごみ付着改良が見られず、上限よりも多いと、透光性樹脂層12として膜強度の低下が生じるとともに表面の粘着性が増加してごみが付着し易くなり不適である。
なお、界面活性剤の添加方法としては、透光性樹脂層12の成膜前の樹脂組成物の段階で添加して混合することが好ましい
In the case of an anionic or cationic surfactant, the addition amount of the surfactant is preferably 0.1 wt% or more and 10 wt% or less. More preferably, it is 0.2 wt% or more and 5 wt% or less. Moreover, in the case of a nonionic surfactant, 1 wt% or more and 20 wt% or less are preferable. More preferably, it is 5 wt% or more and 20 wt%. Moreover, even when mixing and using various surfactant, 1 wt% or more and 20 wt% or less are preferable. When the addition amount of the surfactant is less than the lower limit, no improvement in dust adhesion is observed. When the addition amount is more than the upper limit, the strength of the translucent resin layer 12 is reduced and the adhesiveness of the surface is increased. Is unsuitable because it tends to adhere.
In addition, as a method for adding the surfactant, it is preferable to add and mix in the stage of the resin composition before forming the translucent resin layer 12.
また、透光性樹脂層12には、必要に応じて光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、酸化防止剤等を適宜用いることができる。 In addition, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, an antistatic agent, a flame retardant, an antioxidant, and the like can be appropriately used for the translucent resin layer 12 as necessary.
透光性樹脂層12の厚みとしては特に限定はないが、20μm以上、200μm以下が好ましい。これより薄いと表面形状の欠落が生じやすく、これより厚いとフィルムのワレが生じやすく取り扱い性が低下する。
また、透光性樹脂層12形成のための硬化エネルギー源としては、電子線、紫外線、可視光線、ガンマ線などがあるが、生産設備の点から紫外線が好ましい。さらに、紫外線源としては特に限定はなく、高圧水銀灯ランプ、メタルハライドランプ等が適宜用いられる。積算照射量は用いる樹脂の硬化、及び樹脂と透光性支持体11への密着が十分に行われ、かつ樹脂、透光性支持体11の黄変がおきない程度の積算照射量を適宜選択できる。照射の雰囲気としては樹脂硬化の具合に応じて適宜選択でき、空気中もしくは窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中で行うことができる。
Although there is no limitation in particular as the thickness of the translucent resin layer 12, 20 micrometers or more and 200 micrometers or less are preferable. If it is thinner than this, the surface shape is likely to be lost, and if it is thicker than this, cracking of the film is likely to occur and the handleability is lowered.
Further, examples of the curing energy source for forming the translucent resin layer 12 include an electron beam, ultraviolet rays, visible rays, and gamma rays, and ultraviolet rays are preferable from the viewpoint of production equipment. Further, the ultraviolet ray source is not particularly limited, and a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or the like is appropriately used. The integrated irradiation dose is appropriately selected so that the resin used is sufficiently cured and the resin and the transparent support 11 are sufficiently adhered, and the resin and the transparent support 11 are not yellowed. it can. The irradiation atmosphere can be appropriately selected according to the degree of resin curing, and can be performed in air or in an inert atmosphere such as nitrogen or argon.
また、光拡散フィルム10は、光学素子として用いられるため、光源からの光を効率よく利用する必要があり、高い透過率を有すること好ましく、全光透過率は80%以上であることが好ましい。
Moreover, since the light-
以上の構成により、光拡散フィルム10において、縦横方向で光拡散特性に異方性を持ち、かつ製造時の光拡散フィルム、金型へのごみ付きを防ぎ、またユーザーにおける長期の使用においても拡散角異方性の低下を抑制することが可能になる。
With the above configuration, the
つぎに、本発明の光拡散フィルムの製造方法について説明する。
本発明に係る光拡散フィルムの製造方法は、透光性支持体11上に、表面に所定の凹凸形状を有する微細彫刻面が形成された透光性樹脂層複製用金型を用いて、該金型表面の凹凸形状を転写させて表面に凹凸を有する透光性樹脂層を形成して、光拡散フィルム10とすることを特徴とする。
Below, the manufacturing method of the light-diffusion film of this invention is demonstrated.
The method for producing a light diffusing film according to the present invention uses a translucent resin layer replication mold in which a fine engraving surface having a predetermined concavo-convex shape is formed on a translucent support 11. The
ここで、この金型の微細彫刻面から透光性樹脂層を製造する方法であれば、どのような製造方法にも本発明の適用が可能である。ここで、使用する金型は、円筒形状で円筒表面に微細彫刻面が形成されたロール金型であってもよいし、平面表面に微細彫刻面が形成された平板金型であってもよい。
例えば、この金型をプレス加工により熱成形のプラスチックフィルムに型押しするなどして透光性樹脂層を形成すればよい。
あるいは、この金型へ紫外線硬化樹脂を塗布硬化して脱型することで所望の透光性樹脂層を得ることができる。
Here, the present invention can be applied to any manufacturing method as long as it is a method for manufacturing a translucent resin layer from the fine engraving surface of the mold. Here, the mold to be used may be a roll mold having a cylindrical shape and a fine engraving surface formed on a cylindrical surface, or a flat plate mold having a fine engraving surface formed on a flat surface. .
For example, the light-transmitting resin layer may be formed by pressing the mold onto a thermoformed plastic film by pressing.
Alternatively, a desired light-transmitting resin layer can be obtained by applying and curing an ultraviolet curable resin to the mold and removing the mold.
以下、透光性樹脂層を構成する光学膜用材料として紫外線硬化樹脂を用いる場合を例にとり、図1に示した光拡散フィルム10を製造する手順を説明する。
(S11)表面に所定の凹凸形状を有する微細彫刻面が形成された透光性樹脂層複製用金型の該微細彫刻面に透光性樹脂材料を流し込む。なお、金型の四辺はシール材が貼り付けられ、透光性樹脂材料が漏れないようになっている。
(S12)前記金型の透光性樹脂材料の塗膜の上にフィルム状で透光性支持体11を載せる。
(S13)透光性支持体11側から紫外線を照射し、透光性樹脂材料を硬化させ、透光性樹脂層12を形成する。
(S14)透光性樹脂層12から金型を外し、透光性樹脂層12/透光性支持体11からなる光拡散フィルム10を得る。
Hereinafter, the procedure for manufacturing the
(S11) A translucent resin material is poured into the fine engraving surface of the translucent resin layer replication mold having a fine engraving surface having a predetermined uneven shape on the surface. Note that a sealing material is attached to the four sides of the mold so that the translucent resin material does not leak.
(S12) The translucent support 11 is placed in the form of a film on the coating film of the translucent resin material of the mold.
(S13) Ultraviolet rays are irradiated from the translucent support 11 side, the translucent resin material is cured, and the translucent resin layer 12 is formed.
(S14) The mold is removed from the translucent resin layer 12, and the
なお、透光性樹脂材料は、作製した光拡散フィルム10の表面抵抗が目標の値になるように、上記で示した透光性樹脂材料の中から適宜選択し、界面活性剤を適宜添加すればよい。
The translucent resin material is appropriately selected from the translucent resin materials shown above so that the surface resistance of the produced
ここで、光拡散フィルム10の拡散角を設定するためには、透光性樹脂層複製用金型の微細彫刻面の凹凸形状やサイズ、あるいは透光性樹脂層12の屈折率を調整すればよい。
Here, in order to set the diffusion angle of the
ここで使用する透光性樹脂層複製用金型は、例えば以下に示すようなサンドブラスト加工による方法で製造すればよい。
図2は、光拡散フィルムを複製するのに用いられる金型を製造する様子を示しており、サンドブラスト加工により金型母材1の表面を加工し、透光性樹脂層複製用金型を製造する。この時金型母材の形状は平版に限定されるものではなく、ロール状やコンベア状など連続成膜に適した形状でも良い。
What is necessary is just to manufacture the translucent resin layer replication metal mold | die used here by the method by sandblasting as shown, for example.
FIG. 2 shows a state where a mold used for replicating a light diffusion film is manufactured. The surface of the
サンドブラスト加工は、サンドブラスト装置(図示せず)のブラストガン2から加圧空気で研削材3を射出させて、金型母材1の表面に吹き付け、研削材3が金型母材1の表面に衝突することにより、該金型母材1の表面に凹凸が形成される加工である。
Sand blasting is performed by injecting abrasive 3 from a
研削材3としては粒径1μm〜50μmの多角形状セラミックスを用いるが、これに限定されるものではなく、平均粒径が1〜1000μmで樹脂、ガラス、金属、セラミックなどからなる球形あるいは多角形などの角のある粒子が好ましい。例えば、ガラスビーズ、ジルコニア粒子、スチールグリッド、アルミナ粒子、シリカ粒子などが挙げられる。 As the abrasive 3, a polygonal ceramic having a particle size of 1 μm to 50 μm is used. However, the present invention is not limited to this, and a spherical or polygonal shape made of resin, glass, metal, ceramics, etc. Are preferred. Examples thereof include glass beads, zirconia particles, steel grids, alumina particles, silica particles, and the like.
金型母材1は、サンドブラスト加工を行うのに適した材料からなるシートである。この材料は樹脂あるいは金属、例えば、アルミニウム、銅、スチールなどがよく、とくにアルミニウムが好適である。また、金型母材1は、バッチ式製造であればスクリーンに適用される光拡散フィルムの大きさに1枚で対応できるサイズとすればよく、連続製造であれば光拡散フィルムの幅に対応できるサイズであれば良い。
The
また、金型母材1の主面に対して研削材3の吹き付け角度(俯角)がすべて90°未満となるようにすると良く、本発明では10°にて吹き付けを行う事で吹き付け方向とそれに直角な方向の溝のピッチを変えることができる。これは研削材3が金型母材1に角度をもって衝突するため、その衝突によって生じた変形形状は横方向(X軸方向)と縦方向(Y軸方向)とで異なるためである。このピッチなどの表面粗さパラメータはサンドブラスト条件を変更することで調整することができ、粒径の大きい研削材を用いた場合はX,Y軸方向共に大きなピッチの粗さが実現でき、より密度の大きい研削材を使用すれば溝の深い形状を実現することができる。
Moreover, it is preferable that the spraying angle (the depression angle) of the grinding
上記吹き付け条件により製造した透光性樹脂層複製用金型を使用することにより、透光性樹脂層12を縦方向と横方向とで拡散角の異なる、あるいは縦横方向に拡散特性に異方性のあるものとすることができる。例えば、図2の研削材3の吹き付け条件では、反射光または透過光の拡散角はX方向に狭く、Y方向に広くなる。
また、ブラストガン2を金型母材1に対して寝かせるほど、すなわち角度θを小さくするほど、後述する光拡散フィルムの拡散角の縦横比率を大きくすることができ、拡散特性の異方性の効果も大きい。
By using the translucent resin layer replication mold manufactured under the above spraying conditions, the translucent resin layer 12 has different diffusion angles in the vertical and horizontal directions, or is anisotropic in diffusion characteristics in the vertical and horizontal directions. There can be. For example, under the spraying condition of the abrasive 3 in FIG. 2, the diffusion angle of reflected light or transmitted light is narrow in the X direction and wide in the Y direction.
Further, as the
なお、研削材3は金型母材1に対して角度θを中心として角度幅αをもってブラストガン2から射出される。言いかえると研削材3は金型母材に角度β1〜β2の範囲内で入射し衝突する。角度幅αは通常、10°程度である。
The abrasive 3 is injected from the
金型母材1のより小さい領域を加工する場合には角度幅αをより小さくするか、あるいはブラストガン2と金型母材1との距離Lを小さくすればよい。より広い領域を加工するためには、ブラストガン2または金型母材1をなめらかに移動させながらサンドブラスト加工を行えばよく、本発明では、ブラストガン2を金型母材1上で縦横にスキャンさせて、金型母材1の主面全面に対してサンドブラスト加工を行うとよい。
When processing a smaller region of the
ブラストガン2のスキャン例を図3に示す。ブラストガン2から研削材3を出射しながら、ブラストガン2を金型母材1上のY軸の一方向に一定速度で移動させ、研削材3の衝突領域が金型母材1の端面付近に到達すると、一定ピッチでX軸方向に移動させ、今度はY軸の逆方向にブラストガン2を一定速度で移動させる。以降、研削材3の衝突領域が金型母材1の端面付近に到達するたびにブラストガン2を一定ピッチでX軸方向に移動させた後、Y軸方向の移動を反転させてサンドブラスト加工を連続して行い、金型母材1の表面全面に所望の凹凸を形成する。
A scan example of the
X軸方向の移動ピッチは、隣接する研削材3の衝突領域がある程度重なり、金型母材1表面全体として一様な凹凸形状を有するように調整すれことが好ましい。また、研削材3の衝突領域にマスクをかけ、その衝突領域の中心領域だけ金型母材1に衝突するようにしてもよい。
The movement pitch in the X-axis direction is preferably adjusted so that the collision areas of
なお、スキャン方法に関して、金型母材1は固定で、ブラストガン2を移動させるようにしてもよく、あるいは金型母材1を載せたステージをX軸方向に移動させ、ブラストガン2をY軸方向に移動するようにしてもよい。
Regarding the scanning method, the
上記サンドブラスト加工により、金型母材1の表面に凹凸形状の微細彫刻面が形成される。この凹凸形状が最終製品である透光性樹脂層12の表面形状の原型となり、この微細彫刻面を利用して透光性樹脂層12を形成すればよい。
By the sand blasting process, a concave and convex fine engraving surface is formed on the surface of the
なお本発明では、上記微細彫刻面から透光性樹脂層12を形成する方法であれば、どのような製造方法にも本発明の適用が可能である。例えば、微細彫刻面が形成された基板を用いて該微細彫刻面が転写された電鋳金型を製造し、次いで該電鋳金型を用いて直接または間接に透光性樹脂層12を形成する方法でよい。 In the present invention, the present invention can be applied to any manufacturing method as long as the translucent resin layer 12 is formed from the fine engraving surface. For example, a method of manufacturing an electroformed mold having the fine engraved surface transferred thereon using a substrate on which the fine engraved surface is formed, and then directly or indirectly forming the translucent resin layer 12 using the electroformed mold It's okay.
以上は透光性樹脂層複製用金型の製造工程としてサンドブラストの例を挙げたが、製造方法はこれに限定されるものではなく、コヒーレント光束を粗面に照射した際に生成されるスペックルパターンを感光性樹脂に形成し型を形成する方法、マスクを作成し感光性樹脂に焼き付ける方法、あるいは金属、樹脂などの金型母材表面を直接機械加工により切削して微小な凹凸を形成する方法など、表面に微細な凹凸を形成する事が出来る工程であれば良い。 The above is an example of sandblasting as a manufacturing process of a translucent resin layer replication mold, but the manufacturing method is not limited to this, and speckles generated when a rough surface is irradiated with a coherent light beam are used. Forming a pattern by forming a pattern on a photosensitive resin, creating a mask and baking it on the photosensitive resin, or cutting a metal base material such as metal or resin directly by machining to form minute irregularities Any method may be used as long as it can form fine irregularities on the surface.
つぎに、本発明に係るスクリーンの構成について説明する。
図4に本発明のスクリーンの第1の実施の形態の構成を示す断面図を示す。
スクリーン100は、反射シート50と、光拡散フィルム10とを有する構成の反射型のスクリーンである。光拡散フィルム10は反射シート50上に直接形成してもよいし、あるいは反射シート50と貼り合わせてもよい。
Next, the configuration of the screen according to the present invention will be described.
FIG. 4 is a sectional view showing the configuration of the screen according to the first embodiment of the present invention.
The
反射シート50は、画像光であるプロジェクタ光に対応する複数の特定波長領域の光に対して反射特性を有し、この複数の特定波長領域を除く可視波長領域の光に対して吸収特性を有する。ここで、特定波長領域として、プロジェクタ光源で画像光として使用されるRGB三原色の各色の光の波長領域を含むことが好ましい。
The
図5に、反射シート50の構成として、金属酸化物膜52Dと透過性を有する光吸収薄膜52Mからなる光学多層膜52と、反射層51とを備えた例を示す。
FIG. 5 shows an example in which the
ここで、反射層51は基板51Bに金属膜51Mが形成され、光学多層膜52の透過光を反射するものである。
Here, the
基板51Bは、反射シート50の支持体となるものであり、例えばポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリオレフィン(PO)等の可撓性を有するポリマーが挙げられる。
The
金属膜51Mは、可視光を高い反射率で反射する金属材料であればよい。例えば、Al,Au又はAgからなり、膜厚50nm以上が好ましい。基板51B上への金属膜51Mの形成方法としては、蒸着、めっき、塗布などいずれの方法によってもよい。
また、反射層51として、図5の基板51Bに金属膜51Mが形成されたものに代えて、金属膜51Mと同じ材料からなる金属基板を使用してもよい。
The
As the
光学多層膜52は、金属酸化物膜52Dと透過性を有する光吸収薄膜52Mからなる少なくとも2層以上の選択反射特性をもつ膜である。この場合、金属酸化物膜52Dと透過性を有する光吸収薄膜52Mとが交互に積層された構造でもよく、複数種類の金属酸化物膜52Dが連続して積層された構造であってもよい。
The
金属酸化物膜52Dは、少なくとも可視波長領域で透明な材料からなり、例えばNb2O5(五酸化ニオブ)、TiO2(二酸化チタン)、Ta2O5(五酸化タンタル)、Al2O3(酸化アルミニウム)又はSiO2(二酸化シリコン)などの透明な誘電体膜、あるいはIn2O3(酸化インジウム)、SnO2(酸化錫)、ZnO(酸化亜鉛)、In2O3−SnO2化合物(ITO)、またはこれらのいずれかに金属がドープされた材料(例えば、ZnO:Al、ZnO:Gaなど)からなる透明な導電膜が用いられる。なお、金属酸化物膜22Dの屈折率が大きいほど三原色波長領域の各色光の波長領域における反射ピークの半値幅が大きくなり、屈折率が小さいほど当該半値幅が小さくなる傾向を有することから、必要とされる選択反射特性に応じて金属酸化物材料を適宜選択すればよい。
The
透過性を有する光吸収薄膜52Mは、屈折率1以上、吸収係数0.5以上の材料により、好ましくは5〜20nmの膜厚に形成された薄膜である。このような材料としては、例えば、Nb,Nb系合金,C,Cr,Fe,Ge,Ni,Pd,Pt,Rh,Ti,TiN,TiNxWy,Mn,Ru又はPbTe等が挙げられる。このような光学多層膜52の各膜は、例えばスパッタリング法などのドライプロセスにより成膜すればよい。
The light-absorbing
光学多層膜52の各膜厚は、例えば赤色、緑色及び青色の各色の波長領域の光からなる三原色波長域光に対して、例えば反射率が50%以上の高反射特性を有するとともに、この三原色波長域光以外の波長域の光に対しては、例えば吸収率が80%以上の高吸収特性を有するように設計されている。ここで、光学多層膜52の各膜厚は、その各膜の厚さをd、その各膜の屈折率をn、この光学多層膜に入射する光の波長をλとすると、各膜の光学的厚さndが入射光の波長λに対して次式(1)を満足するように設計されるとよい。
nd=λ(α±1/4) ・・・(1)
(ただし、αは自然数である。)
Each film thickness of the
nd = λ (α ± 1/4) (1)
(However, α is a natural number.)
例えば、金属膜51MをAl膜(膜厚50nm)とし、光学多層膜52をNb2O5/Nb/Nb2O5(各膜厚:560nm/19nm/550nm(Al膜側))の3層構造とすることで、プロジェクタ光(上記レーザー発振器を用いたプロジェクタ光源からの光)について、三原色波長域光に対しては50%以上の高い反射率を有し、三原色波長域の前後の波長域光(迷光)に対しては80%以上の高い吸収率を有する反射シート50とすることができる。
For example, the
あるいは、外光がハロゲンランプの光のような場合には、吸収特性を有する波長領域を、予定光源の赤色成分の輝線ピークの波長と緑色成分の輝線ピークの波長との間、及び緑色成分の輝線ピークの波長と青色成分の輝線ピークの波長との間に配置するように光学多層膜22を設計することが好ましい。 Alternatively, in the case where the external light is light of a halogen lamp, the wavelength region having an absorption characteristic is set between the wavelength of the bright line peak of the red component and the wavelength of the green line of the planned light source, and the wavelength of the green component. It is preferable to design the optical multilayer film 22 so as to be disposed between the wavelength of the emission line peak and the wavelength of the emission line peak of the blue component.
例えば、金属膜51MをAl膜(膜厚100nm)とし、光学多層膜52をNb2O5/Nb/Nb2O5(各膜厚:330nm/3nm/450nm(Al膜側))の3層構造とすることで、光源(例えばUHPランプ)の輝線スペクトルのうち、波長440nmの輝線ピークと550nmの輝線ピークとの間、及び550nmの輝線ピークと610nmの輝線ピークとの間に、より詳しくは波長570nmと600nmとの間、500nmと530nmとの間に、反射シート50の吸収特性を有する波長領域(吸収ピーク)がくるようにすることができる。
For example, the
図6に、反射シート50のその他の構成として、基板51B上にプロジェクタ光の波長領域のうち、RGB三原色の各色の光の波長領域の光に対して反射特性を有し、前記波長領域以外の光に対しては透過特性を有する光学多層膜53と、基板51Bの裏面に光吸収層54とを備えた例を示す。ここで、基板51Bは図5で示した基板と同じものでよい。
In FIG. 6, as another configuration of the
光学多層膜53は、屈折率の異なる複数種類の光学膜が積層されたものであり、例えば高屈折率膜53Hと該高屈折率膜53Hより低い屈折率を有する低屈折率膜53Lとを交互に積層した選択反射特性を有する膜である。
The
高屈折率膜53H、低屈折率膜53Lは、それぞれスパッタリング法などのドライプロセス、あるいはスピンコート、ディップコートなどのウェットプロセスのいずれの方法によっても形成することができる。
The high
ドライプロセスにより形成する場合には、高屈折率膜53Hの構成材料は、屈折率が2.0〜2.6程度のものであれば種々のものを用いることができる。同様に、低屈折率膜53Lの構成材料は、屈折率が1.3〜1.5程度のもので種々のものを用いることができる。例えば、高屈折率膜53Hは、TiO2,Nb2O5又はTa2O5からなり、低屈折率膜53Lは、SiO2又はMgF2からなるとすればよい。
In the case of forming by a dry process, various materials can be used as the constituent material of the high
ドライプロセスにより形成する場合、光学多層膜53の各膜厚は、マトリクス法に基づいたシミュレーションにより光学薄膜が特定波長帯の光に対して高反射特性を有し、少なくとも該波長域光以外の可視波長域光に対しては高透過特性を有するように膜厚設計するとよい。ここでいうマトリクス法に基づいたシミュレーションとは、特開2003−270725号公報に示されている手法であり、複数の異なる材料で構成され各層の境界で多重反射が生じる多層光学薄膜系に角度θ0で光が入射した場合、用いる光源の種類及び波長と、各層の光学膜厚(屈折率と幾何学的膜厚との積)に依存して位相が揃い、反射光速は可干渉性を示す場合が生じ、互いに干渉しあうようになる原理に基づいた方程式を利用してシミュレーションを行い、所望の特性を有する光学膜の膜厚設計を行うものである。
When formed by a dry process, the thickness of each
本発明においては、特定の波長領域として、プロジェクタ光源で画像光として使用されるRGB三原色の各色の光の波長領域を選択して、マトリクス法に基づいたシミュレーションによりこれらの波長領域の光のみを反射させるとともにこれらの波長領域以外の波長領域の光を透過させるように膜厚設計すればよい。このような厚みの高屈折率膜53H及び低屈折率膜53Lを重ね合わせることにより三原色波長帯域フィルターとして良好に機能する光学多層膜53を確実に実現することができる。
In the present invention, as the specific wavelength region, the wavelength region of each of the RGB three primary colors used as image light by the projector light source is selected, and only light in these wavelength regions is reflected by a simulation based on the matrix method. The film thickness may be designed so as to transmit light in a wavelength region other than these wavelength regions. By superposing the high-
また、ドライプロセスにより形成される光学多層膜53を構成する光学膜の層数は、特に限定されるものではなく、所望の層数とすることができるが、光入射側及びその反対側の最外層が高屈折率膜53Hとされる奇数層により構成されることが好ましい。
Further, the number of layers of the optical film constituting the
ウェットプロセスにより光学多層膜53を形成する場合には、高屈折率膜用溶剤系塗料を塗布・硬化して得られる高屈折率膜53Hと、該高屈折率膜53Hよりも低屈折率の光学膜となる低屈折率膜用溶剤系塗料を塗布・硬化して得られる低屈折率膜53Lとを交互に積層した奇数層とするとよい。また、それぞれの光学膜は、加熱や紫外線照射などにより付与されるエネルギーを吸収して硬化反応を起こす樹脂を含む塗料を塗布して形成するとよい。例えば、高屈折率膜53Hは、熱硬化型樹脂JSR製オプスター(JN7102、屈折率1.68)により形成され、低屈折率膜53Lは熱硬化型樹脂JSR製オプスター(JN7215、屈折率1.41)により形成されるとよい。これにより光学多層膜53は可撓性を有する。
When the
ここで、高屈折率膜53Hは、上記熱硬化型樹脂に限定されるものではなく、1.6〜2.1程度の屈折率が確保できる溶剤系塗料、例えば上記光拡散フィルムで示した高屈折率の光学膜用材料であればよい。また、低屈折率用膜13Lは、上記熱硬化型樹脂に限定されるものではなく、1.3〜1.59程度の屈折率が確保できる溶剤系塗料、例えば上記光拡散フィルムで示した低屈折率の光学膜用材料であればよい。なお、高屈折率膜53Hと低屈折率膜53Lとの屈折率の差が大きいほど、積層数が少なくすることができる。
Here, the high
ウェットプロセスにより形成する場合、光学多層膜53の各膜厚は、例えば赤色、緑色及び青色の各色の波長領域の光からなる三原色波長域光に対して、例えば反射率が50%以上の高反射特性を有するとともに、この三原色波長域光以外の波長域の光に対しては、例えば透過率が80%以上の高透過特性を有するように設計されている。ここで、光学多層膜53の各膜厚は、上式(1)を満足するように設計されるとよい。
When formed by a wet process, each film thickness of the
例えば、高屈折率膜53H(屈折率1.68)の膜厚を1023nm、低屈折率膜53L(屈折率1.41)の膜厚を780nmとし、高屈折率膜53H、低屈折率膜53Lが交互に9層ずつ積層され、その積層されたものの上に高屈折率膜53Hが積層された19層構造の光学多層膜53とすることで、プロジェクタ光(上記レーザー発振器を用いたプロジェクタ光源からの光)について、三原色波長域光に対しては80%以上の高い反射率を有し、三原色波長域の前後の波長域光(迷光)に対しては反射率が20%以下の高い透過特性を有する膜とすることができる。
For example, the film thickness of the high
吸収層54は、基板51Bの裏面に黒色の塗料を塗布して形成された黒色塗装膜、あるいは黒色フィルムが貼りつけられたものであり、光を吸収する機能を有する。これにより、光学多層層53を透過した光を吸収層54が吸収し、透過光の反射を防ぐことができ、反射シート50は、より確実に三原色波長域光のみを反射光として得ることが可能となる。また、基板51Bに黒色塗料等を含有させて基板51Bの色を黒色とすることにより、基板51B自体が吸収層として機能させてもよい。
The
なお、反射シート50のその他の構成として、基板51Bの両面それぞれに上記と同じ構成の光学多層膜53が形成され、そのうち一方の光学多層膜53の最外層表面に吸収層54が形成された構成としてもよい。
As another configuration of the
以上のいずれの構成の反射シート50においても、プロジェクタ光源から投射される光に対応した、特定の波長領域(三原色波長領域)の光を光反射率で反射し、その特定波長領域以外の光(外光)を吸収することが可能である。
In the
スクリーン100は、反射シート50を備えることにより三原色波長域の光を反射するため、観察者は、このスクリーンに映写された画像の反射画像を観視することになり、すなわち、反射型スクリーンに映写された画像の反射光のみを見ることになる。しかし、スクリーンでの反射光が反射スペキュラー成分のみである場合には、良好な画像を視認することが難しく、視野が限られる等、観察者にとって不利となり、自然な画像を視認することができない。
Since the
そこで、スクリーン100では光拡散フィルム10を備えることにより、該スクリーン100からの散乱反射光を観視できるように構成されている。すなわち、反射シート50上に光拡散フィルム10を設けた構成とすることにより、光拡散フィルム10を通過して入射してきた光は、反射シート50において特定波長領域の光が選択的に反射されるが、このとき、該反射光は光拡散フィルム10を通過する際に拡散され、反射スペキュラー成分以外の散乱反射光を得ることができる。そして、反射型スクリーン100からの反射光としては、反射スペキュラー成分と散乱反射光とが存在することになるため、観察者は反射スペキュラー成分以外にも散乱反射光を観察することが可能となり、視野特性が大幅に改善される。その結果、観察者は自然な画像を視認することが可能になる。
Therefore, the
また、スクリーン100は、光拡散フィルムとして本発明の光拡散フィルム10を使用しているため、金型からの引き剥がし時、保管時、取り扱い時に表面にダメージを受けることが防止されており、正常な反射画像を見ることができる。さらに、画像光を投影して、スクリーン正面付近から観察すると、特定の場所で均一で高い輝度の画像を見ることができ、反射画像光が特定の視野内に指向せしめるように制御されていることが確認できる。またユーザーにおける長期の使用においても拡散角異方性の低下を抑制することが可能になる。
Further, since the
なお、ここでは反射シート50として波長選択型の反射層を有するものを示したが、これに限定されるものではなく、例えばアルミニウムや銀などの可視光の広い波長範囲に渡って反射率の高い材料を使用した反射層としてもよく、映像光を反射出来るものであれば良い。
Here, the
つぎに、図7に本発明のスクリーンの第2の実施の形態の構成を示す断面図を示す。
図7に示すように、スクリーン200は、支持体60上に光拡散フィルム10を備えた構成からなる透過型のスクリーンである。
Next, FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the second embodiment of the screen of the present invention.
As shown in FIG. 7, the
支持体60は、スクリーン200の支持体となるものであり、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリオレフィン(PO)等のポリマーにより構成することができる。
The
スクリーン200は、支持体60の光拡散フィルム10が設けられた面とは反対面側から投射光を受けて、支持体60を透過させ、光拡散フィルム10から散乱させて放射する。視聴者はこの散乱反射光を観察することで自然な画像を視認することができるようになる。
The
ここで、スクリーン200は、光拡散フィルムとして本発明の光拡散フィルム10を使用しているため、金型からの引き剥がし時、保管時、取り扱い時に表面にダメージを受けることが防止されており、正常な透過画像を見ることができる。またユーザーにおける長期の使用においても拡散角異方性の低下を抑制することが可能になる。
Here, since the
上記本発明に係るスクリーン200は、例えば、PETフィルムからなる支持体60の一方の表面に上記光拡散フィルム10を貼り付けることによって作製される。
The
なお、スクリーン200のバリエーションとして、上記支持体60上に透光性樹脂層12を形成した構成であってもよい。
In addition, as a variation of the
また、上記スクリーン100、200のいずれにおいても、光拡散フィルム10における表面形状をスクリーンの位置ごとに調整することにより拡散特性を調整し、視聴者から見たスクリーン全体の輝度分布を均一にするとよい。そのためには、例えば、輝度ピークの軸ずれが、当該スクリーンの中央部方向とするとよい。すなわち、スクリーン全体の拡散特性について見た場合、スクリーンの上下左右すべての周辺部における拡散特性として透過光の輝度のピークがスクリーン中央部の方向に傾くような特徴を有しており、スクリーン中央部から周辺部にずれるほどその傾きが連続的に変化して大きくなる傾向とすればよい。
Moreover, in any of the
また、本発明の光拡散フィルムの適用範囲としては、上記に示した投射型表示装置に限られるものではなく、液晶ディスプレイ用バックライトのような視野角を制御する必要のある表示装置、照明装置など多様な分野に応用されることが可能である。 In addition, the application range of the light diffusion film of the present invention is not limited to the projection display device described above, and a display device and an illumination device that need to control the viewing angle, such as a backlight for a liquid crystal display. It can be applied to various fields.
本発明の実施例を以下に説明する。なお、以下に示すものは例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below. In addition, what is shown below is an illustration and this invention is not limited to this.
(実施例1)
以下の条件で光拡散シートを作製した。
(1)透光性樹脂層複製用金型:
以下の条件で透光性樹脂層複製用金型をサンドブラスト法により作製した。
(a)金型母材:アルミ板
(b)サンドブラスト条件
・サンドブラスト装置(不二製作所製)
・研削材:アルミナ(番手#180、平均粒径:76μm)
・ブラストガンと金型母材との距離:50mm
・ブラストガンと金型母材との角度:9°
・圧縮空気圧:0.6MPa
・金型母材表面への研削材吹き付け状態:図2の状態
・ブラストガンスキャン条件:図3の状態でX方向、Y方向にピッチ5mmでスキャンした。
なお、得られた金型表面は縦方向と横方向とでその表面の凹凸形状が異なっていた。表面形状パラメータとして、触針式形状測定機ET4000A(小坂研究所社製)を用いてSm(凹凸の平均間隔)について測定したところ、平均凹凸間隔Smとして、X軸方向ではS=0.13、Y軸方向でS=0.07となっていた。
(2)透光性支持体:ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(日本マグファン製A4300、厚み100μm)
(3)透光性樹脂層の樹脂組成物A:紫外線硬化型アクリル系樹脂A+ラウリルスルホン酸ナトリウム1wt%の混合物
Example 1
A light diffusion sheet was produced under the following conditions.
(1) Translucent resin layer replication mold:
A mold for translucent resin layer replication was produced by the sandblast method under the following conditions.
(A) Mold base material: Aluminum plate (b) Sand blasting conditions and sand blasting equipment (Fuji Seisakusho)
・ Grinding material: Alumina (count # 180, average particle size: 76 μm)
・ Distance between blast gun and mold base: 50mm
・ Angle between blast gun and mold base: 9 °
・ Compressed air pressure: 0.6 MPa
-State of spraying abrasive on the mold base surface: State of Fig. 2-Blast gun scanning condition: Scanning was performed at a pitch of 5 mm in the X direction and Y direction in the state of Fig. 3.
In addition, the uneven | corrugated shape of the surface differed in the vertical direction and the horizontal direction on the surface of the obtained mold. As a surface shape parameter, Sm (average unevenness interval) was measured using a stylus shape measuring machine ET4000A (manufactured by Kosaka Laboratory), and as an average unevenness interval Sm, S = 0.13 in the X-axis direction, S = 0.07 in the Y-axis direction.
(2) Translucent support: polyethylene terephthalate (PET) film (Nippon Magfan A4300,
(3) Resin composition A for translucent resin layer: Mixture of ultraviolet curable acrylic resin A +
(光拡散フィルム作製手順)
(S21)透光性樹脂層複製用金型の微細彫刻面に樹脂組成物Aを塗布する。
(S22)前記金型の樹脂組成物A塗膜の上にPETフィルムを気泡が入らないように被覆した。このとき、樹脂塗膜の厚みが50μmとなるように、ゴムローラで圧力を調節しながら加圧した。
(S23)PETフィルム側から樹脂が重合硬化するのに十分な量の紫外線として積算照射量1000mJ/cm2を照射し、樹脂材料Aを硬化させた。
(S24)室温にて透光性樹脂層から金型を外し、透光性樹脂層/PETフィルムからなる光拡散フィルムを得た。
(Light diffusion film production procedure)
(S21) The resin composition A is applied to the fine engraving surface of the translucent resin layer replication mold.
(S22) A PET film was coated on the resin composition A coating film of the mold so that air bubbles would not enter. At this time, pressure was applied while adjusting the pressure with a rubber roller so that the thickness of the resin coating film was 50 μm.
(S23) The resin material A was cured by irradiating a cumulative irradiation amount of 1000 mJ / cm 2 from the PET film side as a sufficient amount of ultraviolet light for polymerizing and curing the resin.
(S24) The mold was removed from the translucent resin layer at room temperature to obtain a light diffusion film composed of translucent resin layer / PET film.
(実施例2〜4)
実施例1において、透光性樹脂層の樹脂組成物A中のラウリルスルホン酸ナトリウムの添加量をそれぞれ3wt%(実施例2)、4wt%(実施例3)、20wt%(実施例4)と変化させ、それ以外は実施例1と同じ条件で光拡散フィルムを作製した。
(Examples 2 to 4)
In Example 1, the addition amount of sodium lauryl sulfonate in the resin composition A of the translucent resin layer was 3 wt% (Example 2), 4 wt% (Example 3), and 20 wt% (Example 4), respectively. A light diffusing film was produced under the same conditions as in Example 1 except for the above.
(実施例5,6)
実施例1において、透光性樹脂層の樹脂組成物A中の界面活性剤を、それぞれドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2wt%+ポリオキシエチレンラウリルエーテル8wt%(実施例5)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1wt%+ポリオキシエチレンオレイルエーテル8wt%(実施例6)に変更し、それ以外は実施例1と同じ条件で光拡散フィルムを作製した。
(Examples 5 and 6)
In Example 1, the surfactants in the resin composition A of the translucent resin layer were respectively sodium dodecylbenzenesulfonate 2 wt% + polyoxyethylene lauryl ether 8 wt% (Example 5), sodium dodecylbenzenesulfonate 1 wt%. % + Polyoxyethylene oleyl ether 8 wt% (Example 6), and a light diffusion film was produced under the same conditions as in Example 1 except that.
(比較例1)
実施例1において、透光性樹脂層の樹脂組成物A中の界面活性剤を省き(界面活性剤なし)、それ以外は実施例1と同じ条件で光拡散フィルムを作製した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a light diffusing film was produced under the same conditions as in Example 1 except that the surfactant in the resin composition A of the translucent resin layer was omitted (no surfactant).
(比較例2,3)
実施例1において、透光性樹脂層の樹脂組成物A中のラウリルスルホン酸ナトリウムの添加量をそれぞれ0.5wt%(比較例2)、30wt%(比較例3)と変化させ、それ以外は実施例1と同じ条件で光拡散フィルムを作製した。
(Comparative Examples 2 and 3)
In Example 1, the addition amount of sodium lauryl sulfonate in the resin composition A of the translucent resin layer was changed to 0.5 wt% (Comparative Example 2) and 30 wt% (Comparative Example 3), respectively. A light diffusion film was produced under the same conditions as in Example 1.
(比較例4)
透光性樹脂層をつぎの条件で形成した。なお、透光性支持体は実施例1と同じものを使用した。
(1)樹脂材料I:以下の組成物を混合して得た。
・スチレンビーズ
(積水化成品工業製、スチレンビーズSBX6、粒子径6μm) 7wt%
・紫外線硬化型アクリル系樹脂B(樹脂材料として実施例1で使用のものとはガラス転移温度の異なるもの) 93wt%
(Comparative Example 4)
A translucent resin layer was formed under the following conditions. The same translucent support as in Example 1 was used.
(1) Resin material I: obtained by mixing the following compositions.
・ Styrene beads (made by Sekisui Plastics, Styrene beads SBX6, particle size 6 μm) 7 wt%
UV curable acrylic resin B (resin material having a glass transition temperature different from that used in Example 1) 93 wt%
(光拡散フィルム作製手順)
(S31)透光性支持体上に樹脂材料Iを均一に塗布する。
(S32)金型を使わずに紫外線を積算照射量1500mJ/cm2を照射し、樹脂材料Iを硬化させ、透光性樹脂層(ビーズ層)/PETフィルムからなる光拡散フィルムを得た。
(Light diffusion film production procedure)
(S31) The resin material I is uniformly applied on the translucent support.
(S32) The resin material I was cured by irradiating ultraviolet rays with an integrated irradiation amount of 1500 mJ / cm 2 without using a mold to obtain a light diffusion film composed of a translucent resin layer (bead layer) / PET film.
このように作製した光拡散フィルムについて、つぎの評価を行った。
(i)表面抵抗の測定
メガレスタ表面抵抗計(シシド静電気株式会社製)を用いて、環境条件25℃、55%RHにて表面抵抗値の測定を行った。
The following evaluation was performed about the light-diffusion film produced in this way.
(I) Measurement of surface resistance The surface resistance value was measured at 25 ° C. and 55% RH in an environmental condition using a Megaresta surface resistance meter (manufactured by SHISIDO ELECTRIC CO., LTD.).
(ii)鉛筆硬度
耐傷付き性の評価として、室温にて光拡散フィルムの透光性樹脂層側の鉛筆硬度測定をJIS5600−5−4に記載の方法で実施した。
(Ii) Pencil Hardness As an evaluation of scratch resistance, pencil hardness measurement on the light transmissive resin layer side of the light diffusion film was performed at room temperature by the method described in JIS 5600-5-4.
評価結果を表1に示す。
その結果、表面抵抗値に関しては、実施例1〜6、比較例3は1×1011Ω以下であり、比較例1,2,4は1×1012Ωより大となった。また、鉛筆硬度に関しては、比較例3以外のものがH以上であった。
The evaluation results are shown in Table 1.
As a result, regarding the surface resistance values, Examples 1 to 6 and Comparative Example 3 were 1 × 10 11 Ω or less, and Comparative Examples 1, 2, and 4 were larger than 1 × 10 12 Ω. Moreover, regarding pencil hardness, the things other than the comparative example 3 were H or more.
(実施例例A〜F、比較例a〜d)
つぎに、以下の光学膜用塗料H,光学膜用塗料Lを使用して反射型スクリーンを製造した。
(1)光学膜用塗料H
・微粒子:TiO2微粒子
(石原産業社製、平均粒径約20nm、屈折率2.48) 100重量部(2.02 wt%)
・分散剤:SO3Na基含有分子
(重量平均分子量:1000、SO3Na基濃度:2×10−3 mol/g)
20重量部(0.40 wt%)
・結合剤:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物
(日本化薬社製UV硬化性樹脂、商品名DPHA) 30重量部(0.61 wt%)
・有機溶媒:メチルイソブチルケトン(MIBK) 4800重量部(96.97 wt%)
まず微粒子、分散剤、有機溶媒を所定量混合し、ペイントシェーカーで分散処理を行いTiO2微粒子分散液を得た。ついで、該分散液に結合剤を添加し、攪拌機にて攪拌処理を行い、塗料Hとした。
(2)光学膜用塗料L
・末端カルボキシル基をもつパーフルオロブテニルビニルエーテルの重合体
(旭硝子社製、商品名サイトップ)
(Examples A to F, Comparative examples a to d)
Next, a reflective screen was manufactured using the following optical film paint H and optical film paint L.
(1) Optical film paint H
Fine particles: TiO 2 fine particles (Ishihara Sangyo Co., Ltd., average particle size of about 20 nm, refractive index of 2.48) 100 parts by weight (2.02 wt%)
Dispersant: SO 3 Na group-containing molecule (weight average molecular weight: 1000, SO 3 Na group concentration: 2 × 10 −3 mol / g)
20 parts by weight (0.40 wt%)
-Binder: Mixture of dipentaerythritol hexaacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate (Nippon Kayaku Co., Ltd., UV curable resin, trade name DPHA) 30 parts by weight (0.61 wt%)
Organic solvent: methyl isobutyl ketone (MIBK) 4800 parts by weight (96.97 wt%)
First, a predetermined amount of fine particles, a dispersant, and an organic solvent were mixed and dispersed with a paint shaker to obtain a TiO 2 fine particle dispersion. Next, a binder was added to the dispersion, and the mixture was stirred with a stirrer to obtain paint H.
(2) Optical film paint L
・ Polyfluorobutenyl vinyl ether polymer with terminal carboxyl group (product name: Cytop, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
(3)反射型スクリーンの製造方法
(S31)透明支持体の両面に塗料Hをディッピング方式で塗布する。
(S32)塗料Hの塗膜を80℃で乾燥後、紫外線(UV)硬化(1000mJ/cm2)させ、片面当たり膜厚780nm、屈折率1.94の光学膜Hを形成する。
(S33)ついで、その高屈折率の光学膜H上に塗料Lをディッピング方式で塗布する。
(S34)塗料Lの塗膜を90℃で乾燥させ、膜厚1240nm、屈折率1.34の光学膜Lを形成する。
(S35)光学膜L上にステップS31と同一条件で塗料Hを塗布する。
(S36)塗料Hの塗膜をステップS32と同一条件で膜形成し、片面当たり膜厚780nm、屈折率1.94の光学膜Hを形成する。これにより透明支持体上に片面当り光学膜H/光学膜L/光学膜Hの3層、計6層の光学多層膜を得た。
(S37)上記光学多層膜の一方の表面に粘着層を介して実施例1〜6、比較例1〜4の光拡散シートをそれぞれ貼り合わせる。
(S38)上記光学多層膜の他方の表面に黒色塗料をスプレー法により塗布し、黒色光吸収層とし、反射型のスクリーンとした。ここで、実施例1〜6の光拡散フィルムを使用したものをそれぞれ実施例A〜Fとし、比較例1〜4の光拡散フィルムを使用したものをそれぞれ比較例a〜dとした。
(3) Manufacturing method of reflection type screen (S31) The coating material H is apply | coated by the dipping method on both surfaces of a transparent support body.
(S32) The coating film of paint H is dried at 80 ° C. and then cured by ultraviolet (UV) (1000 mJ / cm 2 ) to form an optical film H having a film thickness of 780 nm and a refractive index of 1.94 per side.
(S33) Next, the coating material L is applied on the optical film H having a high refractive index by a dipping method.
(S34) The coating film of the paint L is dried at 90 ° C. to form an optical film L having a thickness of 1240 nm and a refractive index of 1.34.
(S35) The coating material H is applied on the optical film L under the same conditions as in step S31.
(S36) A coating film of paint H is formed under the same conditions as in step S32, and an optical film H having a film thickness of 780 nm and a refractive index of 1.94 per side is formed. As a result, a total of six optical multilayer films were obtained on the transparent support, with three layers of optical film H / optical film L / optical film H per side.
(S37) The light diffusion sheets of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 are bonded to one surface of the optical multilayer film via an adhesive layer.
(S38) A black paint was applied to the other surface of the optical multilayer film by a spray method to form a black light absorbing layer, thereby obtaining a reflective screen. Here, what used the light-diffusion film of Examples 1-6 was made into Example AF respectively, and what used the light-diffusion film of Comparative Examples 1-4 was made into Comparative Example ad, respectively.
このように作製したスクリーンについて、つぎの評価を行った。
(イ)スクリーンゲイン・スクリーン輝度分布
スクリーンを貼り付けた面から水平方向2m離れた位置に光出力2000ANSIルーメンの液晶プロジェクター(SONY製VPL-CX5)を正面から対向させて配置して白画面を投影し、輝度計(トプコン社製BM−9)にてスクリーン中央部の輝度Sの測定を行った。さらに標準白板を同一位置に置いたときの輝度Wの測定を行い、輝度Sと輝度Wの比(S/W)を求め、スクリーンゲインとした。また、面内のスクリーン輝度分布を目視評価した。
The following evaluation was performed about the screen produced in this way.
(B) Screen gain / screen luminance distribution A white screen is projected by placing a liquid crystal projector with a light output of 2000 ANSI lumen (SONY VPL-CX5) facing from the front at a position 2 m away from the surface where the screen is pasted. The luminance S at the center of the screen was measured with a luminance meter (BM-9 manufactured by Topcon Corporation). Further, the luminance W was measured when the standard white plate was placed at the same position, and the ratio (S / W) between the luminance S and the luminance W was obtained and used as the screen gain. Further, the in-plane screen luminance distribution was visually evaluated.
(ロ)スクリーン作製時の拡散角
それぞれのスクリーンにおける、反射光の輝度分布の状態から求めた。すなわち、測定に当たって、スクリーンから2m離れた位置に光出力2000ANSIルーメンの液晶プロジェクタ(SONY製VPL-CX5)を対向配置して白画面を投影し、プロジェクタの投影レンズ位置を0度とし、スクリーンの光拡散フィルムを中心とした半径2mの円弧上で輝度計(トプコン社製BM−9)を走査させて輝度測定を行った。ここで輝度が最大輝度の半分になった時(半値幅)の角度を拡散角として、スクリーン垂直方向及び水平方向の拡散角を求めた。
(B) Diffusion angle at the time of screen production It was obtained from the state of the luminance distribution of reflected light on each screen. That is, in the measurement, a liquid crystal projector having a light output of 2000 ANSI lumen (VPL-CX5 manufactured by SONY) is placed opposite to a position 2 m away from the screen to project a white screen, and the projection lens position of the projector is set to 0 degree. Luminance measurement was performed by scanning a luminance meter (BM-9 manufactured by Topcon Corporation) on a circular arc with a radius of 2 m centering on the diffusion film. Here, the diffusion angle in the vertical direction and the horizontal direction of the screen was obtained with the angle when the luminance was half of the maximum luminance (half-value width) as the diffusion angle.
(ハ)放置試験後の拡散角
作製したスクリーンを25℃、50%RHの室内に2週間放置した後、拡散角について前記(ロ)と同様の方法で求めた。
(C) Diffusion angle after standing test After the produced screen was left in a room at 25 ° C. and 50% RH for 2 weeks, the diffusion angle was determined in the same manner as in (b) above.
(ニ)ごみ付着評価
作製したスクリーンを25℃、50%RHの室内に2ヶ月間放置した後、スクリーン表面(光拡散フィルム表面)を2ccのエタノール含浸させた紙製ワイパー(サイズ5cm×5cm)で拭き取った。ついで、ワイパー表面を目視観察し、ごみ付着が確認されないものを評価良(記号○)、ごみ付着が確認されるものを評価不良(記号×)とした。
(D) Evaluation of dust adhesion After the produced screen was left in a room at 25 ° C. and 50% RH for 2 months, a paper wiper (size 5 cm × 5 cm) in which the screen surface (light diffusion film surface) was impregnated with 2 cc of ethanol. Wiped with. Subsequently, the wiper surface was visually observed, and those in which dust adhesion was not confirmed were evaluated as good (symbol ○), and those in which dust adhesion was confirmed were rated poor (symbol x).
評価結果を表2に示す。
実施例A〜F、比較例a〜cについて、作製時に拡散角の異方性が付与されていることが確認された。また、2週間の放置試験後では実施例A〜Fにおいて、拡散角の異方性が保たれていることが確認された。一方、比較例a〜cはいずれも拡散角異方性が劣化していた。
また、実施例A〜Fでは、2ヶ月間の放置試験後でもごみ付着が認められなかったが、比較例a〜dではごみ付着が認められた。このうち、比較例cは光拡散フィルムの表面が軟らかく粘着性があることに因るものと考えられる。
また、実施例A〜Fでは、水平/垂直の拡散角が適切に制御されることにより、スクリーンゲインが高くすなわち明るく、かつ面内の輝度分布の良好なスクリーンが得られることがわかった。さらに、この特性は2週間の放置試験後でも保たれていることが分かった。
さらに実施例Fでは、スクリーンゲインが高く反射光の水平方向の指向性の強いスクリーンが得られることがわかった。
The evaluation results are shown in Table 2.
For Examples A to F and Comparative Examples a to c, it was confirmed that anisotropy of the diffusion angle was imparted at the time of production. In addition, it was confirmed that the diffusion angle anisotropy was maintained in Examples A to F after the two-week standing test. On the other hand, in all of Comparative Examples a to c, the diffusion angle anisotropy was degraded.
Moreover, in Examples A to F, no dust adhesion was observed even after the two-month standing test, but in Comparative Examples a to d, dust adhesion was observed. Among these, it is thought that the comparative example c originates in the surface of a light-diffusion film being soft and sticky.
Further, in Examples A to F, it was found that a screen having a high screen gain, that is, bright and having a good in-plane luminance distribution can be obtained by appropriately controlling the horizontal / vertical diffusion angles. Furthermore, it was found that this characteristic was maintained even after a 2-week standing test.
Furthermore, in Example F, it was found that a screen having a high screen gain and a high directivity in the horizontal direction of the reflected light can be obtained.
1…金型母材、2…ブラストガン、3…研削材、10…光拡散フィルム、11…透光性支持体、12…透光性樹脂層、50…反射シート、51B…基板、51M…金属膜、52,53…光学多層膜、52D…金属酸化物膜、52M…光吸収薄膜、53H…高屈折率膜、53L…低屈折率膜、54…吸収層、100,200…スクリーン
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記透光性樹脂層の表面抵抗が1×1011Ω以下であり、鉛筆硬度がH以上であることを特徴とする光拡散フィルム。 In a light diffusing film having a translucent support and a translucent resin layer having an uneven light diffusing surface on the surface provided on the translucent support, and having an anisotropic diffusion angle,
The light diffusing film, wherein the translucent resin layer has a surface resistance of 1 × 10 11 Ω or less and a pencil hardness of H or more.
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