JP4244889B2 - 反射型スクリーン用光拡散フィルム及びその製造方法、反射型スクリーン用スクリーン - Google Patents
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Description
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フィルムが設けられており、この光拡散フィルム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。
また、異方性光拡散フィルムは、その保管時や取り扱い時にも表面がダメージを受けて、画像欠陥が発生するときもあった。
また、本発明の反射型スクリーン用光拡散フィルムによれば、金型からの引き剥がし時に、光拡散フィルムの表面のダメージを防ぐことができ、金型の微細彫刻面が転写された凹凸を有し、拡散角に異方性のある反射型スクリーン用光拡散フィルムを提供することができる。
また本発明の反射型スクリーンによれば、画像欠陥のない、適切に光拡散された映像を提供することが可能となる。
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の動的粘弾性から求められる損失正接tanδの極大値が0℃以上、60℃以下の温度範囲内にあることを特徴とする。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
nd=λ(α±1/4) ・・・(1)
(ただし、αは自然数である。)
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。
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材料A:紫外線硬化型アクリル系樹脂
(S21)透光性樹脂層複製用金型の微細彫刻面に樹脂材料Aを塗布する。
(S22)前記金型の樹脂材料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。
実施例1において、樹脂材料としてそれぞれガラス転移温度の異なる紫外線硬化型アクリル系樹脂(樹脂材料B,C,D,E)を用い、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。
実施例2において、サンドブラスト条件としてブラストガンと金型母材との角度を変えて透光性樹脂層複製用金型を作製し、それ以外は実施例2と同じ条件で光拡散フィルムを作製した。
実施例1において、樹脂材料としてそれぞれガラス転移温度の異なる紫外線硬化型アクリル系樹脂(樹脂材料F,G,H)を用い、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。
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(実施例2で使用の構成材料B) 93wt%
(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。
(i)損失正接tanδの極大温度
光拡散フィルムを5mm×50mmのサンプルに切り出し、アイティー計測制御(株)製DVA220を用いて、光拡散フィルムサンプルについて引っ張りモードで一定ひずみ・周波数5Hzのもと、昇温速度2℃毎分で−50℃から200℃まで粘弾性を測定することにより、引っ張り動的粘弾性を求めた。ついで、この動的粘弾性から温度と損失正接tanδとの関係を算出し、損失正接tanδが極大値を示す温度(損失正接tanδの極大温度)を求めた。
なお、透光性支持体であるPETフィルムのみの測定も行ったところ、損失正接tanδの極大温度は115℃であり、光拡散フィルムに認められる損失正接tanδの極大温度115℃は透光性支持体に由来するものであることが分かった。
光拡散フィルム作製手順のうち、ステップS24の金型から剥離させたときの光拡散フィルムの状態を目視評価した。
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。
60℃にて、光拡散フィルムの透光性樹脂層側の面上にガラス平板を置き、その上から1000g/cm2の加重を加えて72時間保持した後、室温に戻して光拡散フィルム表面を目視観察した。評価として、加重跡が目視で確認できるものをNG(不良)とし、加重跡が確認できないものをOK(良好)とした。
光拡散フィルムの取り扱い時に、透光性樹脂層が急角度で折り曲げられることに対応する試験をつぎのように行った。すなわち、室温にて直径1mmの鉄棒に光拡散フィルムのPETフィルム面(透光性樹脂層形成面とは反対面)を接し、光拡散フィルム−棒−光拡散フィルムの角度が30°となるように20回折り曲げた後、光拡散フィルムの表面状態を目視観察した。評価として、折り曲げ跡があるものをNG(不良)とし、跡が残らないものをOK(良好)とした。
その結果、本発明に係る光拡散フィルムは、拡散角度の異方性を持ちつつ(後述)、成膜時の金型剥離性、鉛筆硬度、荷重試験、折り曲げ試験で良好な結果が得られることが分かった。すなわち、動的粘弾性から求められる損失正接tanδの極大温度が本発明の範囲(0℃以上、60℃以下)にあることで、透光性樹脂層が適度な強度と柔軟性を持った状態にあり、透光性樹脂層の強度が影響する鉛筆試験、荷重試験と、やわらかさが影響する折り曲げ試験、金型離型性とを同時に満足するものとすることができる。ここで、損失正接tanδの極大温度が本発明の温度範囲よりも低いと、透光性樹脂層が柔軟すぎるため金型に固着しやすく、また荷重試験での変形、あるいは鉛筆硬度の低下をもたらす。一方、損失正接tanδの極大温度が本発明の温度範囲よりも高いと透光性樹脂層は硬くもろくなるため、金型離型時あるいは折り曲げ試験での膜割れが生じる。また、もろいために鉛筆硬度も低下する。
つぎに、実施例1〜6、比較例1〜4の光拡散フィルムを用いて、それぞれの光拡散フィルムのPETフィルム面(透光性樹脂層形成面とは反対面)にアルミ蒸着により反射層を設けて、100インチ4:3サイズの反射型のスクリーンを作製した。
(イ)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。
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。
実施例A〜Fにおいて、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、実施例A〜E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。
Claims (3)
- 研削材の吹き付け角度がすべて90°未満であるようにサンドブラスト処理されて表面に縦方向と横方向で異なる凹凸形状を有する微細彫刻面が形成されたアルミニウムからなる金型上に、硬化後に動的粘弾性から求められる損失正接tanδの極大値が0℃以上、60℃以下の温度範囲内となる紫外線硬化型アクリル樹脂からなる樹脂材料を塗布し、
その上に透光性支持体を載せた後に前記樹脂材料を硬化させて前記金型から引き剥がし、
透光性支持体と、該透光性支持体上に設けられた表面に前記微細彫刻面が転写された凹凸を有し室温の鉛筆硬度(JIS5600-5-4)が3H〜6Hである厚み20〜200μmの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を得ることからなり、
前記透光性支持体の透光性樹脂層が形成された面とは反対面側に反射層が設けられ、該透光性樹脂層が表面となる反射型スクリーンに用いられる反射型スクリーン用光拡散フィルムの製造方法。 - 請求項1に記載の反射型スクリーン用光拡散フィルムの製造方法で製造されてなり、透光性支持体と、該透光性支持体上に設けられた表面に前記金型の微細彫刻面が転写された凹凸を有する透光性樹脂層とを有し、拡散角に異方性のある、前記透光性支持体の透光性樹脂層が形成された面とは反対面側に反射層が設けられ、該透光性樹脂層が表面となる反射型スクリーンに用いられる反射型スクリーン用光拡散フィルム。
- 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を有する透光性樹脂層とを有し、拡散角に異方性のある反射型スクリーン用光拡散フィルムと、前記透光性支持体の透光性樹脂層が形成された面とは反対面側に設けられた反射層とを備え、前記透光性樹脂層が表面となる反射型スクリーンであって、
前記反射型スクリーン用光拡散フィルムは、研削材の吹き付け角度がすべて90°未満であるようにサンドブラスト処理されて表面に縦方向と横方向で異なる凹凸形状を有する微細彫刻面が形成されたアルミニウムからなる金型上に、硬化後に動的粘弾性から求められる損失正接tanδの極大値が0℃以上、60℃以下の温度範囲内となる紫外線硬化型アクリル樹脂からなる樹脂材料を塗布し、
その上に透光性支持体を載せた後に前記樹脂材料を硬化させて前記金型から引き剥がし、
透光性支持体と、該透光性支持体上に設けられた表面に前記微細彫刻面が転写された凹凸を有し室温の鉛筆硬度(JIS5600-5-4)が3H〜6Hである厚み20〜200μmの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を得る光拡散フィルムの製造方法で製造されてなる反射型スクリーン。
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