JP4412182B2 - 光拡散フィルムと光学部材 - Google Patents

Description

本発明は、光拡散フィルム及び該拡散フィルムを用いた片面レンチキュラーシートからなる透過型スクリーン用の光学部材に係わり、特に液晶プロジェクションテレビ用透過型スクリーン使用される光学部材に関する。

プロジェクションスクリーンの一般的な形態としては、フレネルレンズとレンチキュラーシートとの組み合わせからなり、プロジェクターからの投影光を結像（および、光拡散させて透過）させて機能する光拡散層が、スクリーンの何れかの場所に存在する。

レンチキュラーシートは、シリンドリカルレンズの並設方向（一般には、水平方向）である所定の角度範囲には投影光を広げられるが、それと垂直な方向には投影光をほとんど広げられない。水平方向へ光を広げる補助的な役割、及び垂直方向に光を広げる主役的な役割を果たすために光拡散層が必要である。また、光拡散層には、画面の明るさが均一になるように、プロジェクターからの入射光の中心点の輝度が局所的に高くなり、シリンドリカルレンズの並設方向に縞状に見える現象であるホットスポットをなくす役割もある。

光拡散機能を付与するために、光透過性樹脂に屈折率の異なる光拡散性微粒子を分散配合するのは公知であり、光拡散特性を得るために以下に例示される様な手法がある。
（１）レンチキュラーシートの成形品の内部に光拡散性を有する微粒子を１種又は２種以上練り込み、色温度特性を改善することを目的とする特開平４−１３４４４０号公報，特開平４−１３４４４１号公報や、垂直方向に於ける視野特性の改善を目的とする特開平２−１５７７３５号公報が提案されている。
（２）レンチキュラーシートの成形品の出射面側に、微細な凹凸を形成（マット処理）し、光利用効率を改善したり、ギラツキ防止と視野特性の改善を目的とする特開平３−４３７２４号公報、特開平５−６１１２０号公報，特開平７−２７０９１８号公報が提案されている。
（３）レンチキュラーシートの成形品の前後、特に出射面側に光拡散性を有する微粒子を分散配合させた樹脂を塗布形成するか、前記樹脂をフィルム化したものをラミネートし、高輝度化，コントラスト改善を目的とする特開昭６３−２６６４４２号公報、特開平１−１６６１３２８号公報、特開平４−３２２２４０号公報があり、光拡散シートを用いて、簡単に光拡散層を積層させることを目的とする特開平８−４３６０８号公報が提案されている。
（４）フレネルレンズやレンチキュラーシート自体に光拡散機能を付与するのではなく、最も観察者側に位置する前面板の内部に光拡散性を有する微粒子を１種又は２種以上練り込むか、入射面側・出射面側の表面に光拡散性を有する微粒子を分散配合させた樹脂を塗布形成し、外光吸収機能の改善、高解像度化、コントラスト改善、視野特性の改善などを目的とする提案として、下記の特許文献がある。
特開平６−２７３８５２号公報 特開平７−２４８５３７号公報

（１）は、入射する投影光を、レンチキュラーシート内部の微粒子によって光拡散させる手法であるが、以下に挙げる問題を有している。
前記微粒子を多用することにより入射光の迷光が発生し、解像度の低下を招くと共に、視覚される映像光（出射光）の光量低下によるコントラストを下げる要因ともなる。
前記微粒子を分散配合させることにより、レンズシートの外観不良や、成型精度の低下、強度不足などの問題も生じることになる。

（２）は、入射する投影光を、レンチキュラーシート出射面側に微細な凹凸を形成（マット処理）することによって光拡散させる手法であるが、以下に挙げる問題を有している。
微細な凹凸を成形品に形成するにあたり、成形用金型のレンズ成形面である内壁に微細な凹凸を形成するのは難しく、成形用金型の精度の問題、成形品のレンズシートの外観不良や、成形精度の低下などの問題が生じることになる。

（３）は、入射する投影光を、微粒子によって光拡散させる手法であり、成形されたレンズシートの出射面側に、光拡散層を塗布形成するか、フィルム化したものをラミネートし、光拡散させる手法であるが、以下に挙げる問題を有している。
両面レンチキュラーシートへの塗布成形の場合は、出射面側の非レンズ面に形成されるブラックストライプ部を避けて行う為、マスキングなどしなければならず製造工程で手間がかかり、塗布精度の問題が生じることになる。
フィルム化したものをラミネートする場合は、フィルム化への精度は出やすく、簡便ではあるが、両面レンチキュラーシートへのラミネートは、出射面側のレンズ面と非レンズ面にあたるブラックストライプ部の高低差（通常７０〜１５０μｍ）によって、均一で正確なラミネートはできず、いずれ剥離してしまうなどの問題も生じることになる。

（４）は、入射する投影光を前面板にて微粒子によって光拡散させる手法であるが、以下に挙げる問題を有している。
前記微粒子を内部分散配合させることにより、前面板の外観不良や、成型精度の低下、強度不足などの問題が生じることになる。
前記微粒子を前面板に印刷する場合には、高解像度が得られるμｍオーダーでの拡散層厚みの制御が難しいため、拡散層膜厚の精度が出ず、塗布安定性に欠けるなどの問題も生じることになる。

上述した光拡散層をスクリーン部材の何れかの場所に形成する方法において、上記（３）に記載されているように両面レンチキュラーシートの出射面側に光拡散フィルムを積層する方法が提案されている。しかし、従来両面レンチキュラーシートからなるスクリーン光学部材は、特に出射面側は複雑な微細の凹凸形状を有しており、光拡散フィルムを凹凸形状に追従した状態で積層することができず、出射面側の微細の凹凸形状が変形してしまい、従ってスクリーンとしての光学特性が劣化し、実用性がなかった。

また、上記（４）に記載されているように、透明な前面樹脂板に光拡散フィルムを積層して、スクリーンの出射面の最外面に配設する方法が記載されている。従来、光拡散フィルムを透明な前面樹脂板に熱プレスまたは共押し出し等の方法で積層していたが、反りが生じたり、表面にうねりが生じたり、外観不良等の問題があった。

本発明は、以上のような技術的背景を考慮してなされたものであり、液晶プロジェクションテレビ用透過型スクリーンに使用される光拡散性微粒子を含まない透明な材料で形成された片面レンチキュラーシートのレンズを有する面と異なる面である出射面や透明樹脂板等の被接着面に容易に接着積層できる光拡散フィルムを提供することを目的とする。また、特に液晶プロジェクションテレビ用透過型スクリーンに使用される該拡散フィルムを用いた上記の片面レンチキュラーシートからなる光学部材を提供することを目的とする。これによって、外観性に優れた、高精細、高解像度の透過型スクリーンを提供できる。

本発明は、下記手段により上記課題の目的を達成できる。請求項１記載に係わる発明は、光拡散性微粒子が光透過性樹脂に分散されてなる光拡散インキが、透明樹脂フィルム基材の表面に形成された光拡散フィルムおいて、光拡散インキを基材の表面に塗布によって光拡散層を形成し、該光拡散層を有する面と異なる面に粘着層を設け接着可能であることを特徴とする光拡散フィルムである。

請求項２記載に係わる発明は、前記光拡散フィルムを、透明樹脂板の少なくとも一方の面に接着積層したことを特徴とする光学部材である。

請求項３記載に係わる発明は、前記光拡散フィルムを、片面にシリンドリカルレンズを有する片面レンチキュラーシートのレンズを有する面と異なる面に、該光拡散フィルムの光拡散層と反対面の基材側を重ね合わせて、接着積層したことを特徴とする透過型スクリーン用の光学部材である。

請求項４記載に係わる発明は、片面にシリンドリカルレンズを有する片面レンチキュラーシートのレンズを有する面と異なる面に、請求項２記載の光学部材の光拡散層の面を重ね合わせるように配設してなること特徴とする透過型スクリーン用の光学部材である。

＜作用＞
本発明により、光拡散性微粒子を含まないほぼ透明な材料で形成された片面レンチキュラーシートのレンズを有する面と異なる面に光拡散フィルムを粘着剤層を介して接着積層する際に、光拡散フィルムを片面レンチキュラーシートの被接着面の表面状態に追従して精度良く平面性を保持した状態で、容易に接着積層でき、特に液晶プロジェクションテレビ等の透過型スクリーンに使用される外観性に優れた、かつ塗布によって形成された光拡散層が薄く形成できることから高精細、高解像度の透過型スクリーンを提供できる。

本発明により、他の基材または成形品に接着可能な光拡散フィルムを得ることができる。
本発明の液晶プロジェクションテレビ等に使用される透過型スクリーンとして使用される片面レンチキュラーシートのレンズを有する面と異なる面である出射面側に、該光拡散フィルムの光拡散層と反対面の基材側を重ね合わせて、直接、接着積層することによって、または本発明の光拡散フィルムを透明樹脂板に接着積層した光学部材を片面レンチキュラーシートの出射面側に光拡散層を重ね合わせるように配設することによって、外観に優れた、かつ光拡散層が薄いことより迷光がなくなり、解像度が改善され、鮮明感が得られ、特に液晶プロジェクションテレビに使用される透過型スクリーン用の光学部材を提供できる。

以下、図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明に係る光拡散フィルムの一例を示す断面図である。本発明の光拡散フィルム１は、フィルム基材２に、光拡散インキからなる光拡散層３を塗布形成し、かつ光拡散層を有する面と異なる面に粘着層４を形成し、さらに剥離可能な剥離紙５を設け、剥離紙を除去すれば、被接着面に接着可能であることを特徴とする。

本発明のフィルム基材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）等のフィルム基材で、基材の種類は特に限定されない。

光拡散インキを構成する光拡散性微粒子としては、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化ルミニウム、アクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物を例示することができるが、このうちから１種類以上を選べば良く、特に限定されるわけではない。

光拡散性微粒子が分散配合されてなる光拡散インキのバインダーとなる光透過性樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂の単体あるいは混合体が好適であるが、特に限定されない。光透過性樹脂と光拡散性微粒子との屈折率差は、一般的に０．０２程度以上であると良好である。また、光透過性樹脂のＴｇ（ガラス転移点）としては、５０℃以上が望ましく、Ｔｇが５０℃未満であると、光拡散層８と他の部材が接触した場合、ブロッキングにより保存性に問題が生じたりするため好ましくない。

これらのうち、フィルム基材として使用されるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）などに対して接着性および塗布適性に優れると共に、光拡散性微粒子の分散適性（濡れ性）や屈折率差の制御適性なども優れたものとして、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂の単体あるいは混合体が良好である。

上記光拡散インキをフルム基材に塗布する方法としては、光透過性樹脂と１種類以上の光拡散性微粒子を適当な有機溶剤（または、水）に溶解または分散させたものを一般的な塗布方式、例えばロールコート法、ナイフコート法等が採用できるが、光拡散インキ組成物の粘度、目的とする皮膜厚さ等を考慮して適宜選択すれば良い。光拡散性微粒子の添加量としては、光透過性樹脂に対して各々１〜２０％重量部が望ましく、要求特性のに合わせて分散配合すれば良い。光拡散層の塗布膜厚は、一般的に５〜３０μｍ程度が望ましいが、それに限られたものでもない。

粘着層の材質は、一般に用いられている汎用の粘着型接着剤が使用できる。当然、接着前の光拡散フィルムの粘着層の面には、離型処理を施された剥離フィルムまたは剥離紙が存在する。

図２は、本発明に係る光学部材の一例を示す断面図である。
光拡散フィルム１を透明樹脂板１０の少なくとも一方の面に粘着層４を介して圧着し、必要に応じて加熱して積層したことを特徴とする。

本発明で使用される透明樹脂板として、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂からなる透明樹脂板が好適であるが、特に限定されない。

図３は、前記光拡散フィルムを、プロジェクションスクリーン用の片面にシリンドリカルレンズを有する片面レンチキュラーシートのレンズを有する面とは異なる面に、該光拡散フィルムの光拡散層と反対面の基材側を重ね合わせて、直接、接着積層したことを特徴とする光学部材の一例を示す断面図である。
片面にシリンドリカルレンズ２１を有する片面レンチキュラーシート２０の平坦面に設けた黒色遮光層２２の面に光拡散フィルム１の粘着層４をを介して圧着し、必要に応じて加熱して積層したことを特徴とする透過型スクリーン用の光学部材である。

本発明で用いられるレンチキュラーシートは、一般にレンズシートを成型する手法として、熱可塑性樹脂を加熱軟化し、スタンパを用いて押圧し、レンズ面を成形するプレス法。硬化性の液状樹脂を、スタンパの凹凸形成面に塗布、注入し固化させてレンズ面を成形するキャスティング法。また、近年ではこのような熱可塑性樹脂ではなく、電離放射線（紫外線や電子線）硬化型樹脂を使用してレンズシートを成形する手法等が適宜選択して採用できるが、電離放射線（紫外線や電子線）硬化型樹脂を使用して成形する方法が、生産性効率の点から望ましい。

黒色遮光層は、一例として、レンチキュラーシートの平坦面に、紫外線の照射によって粘着性が消失する特性を有する粘着性の紫外線硬化型樹脂（図示せず）を形成し、レンチキュラーレンズシートのシリンドリカルレンズ面側から紫外線を照射して、各シリンドリカルレンズによって集光して硬化した部分以外の粘性を有する未硬化部分にのみ、カーボンブラック、黒色の顔料、金属塩、あるいは黒色に着色したアクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物等の黒色微粉体を、必要に応じて２種類以上組み合わせた黒色微粉体を付着させ遮光層パターンを形成することが可能であるが、特に限定されるものではない。転写可能な黒色剤層を有する転写紙を用いても良い。

図４は、本発明の他例の光学部材の断面図である。光拡散フィルム１を透明樹脂板１０の少なくとも一方の面に粘着層４を介して圧着し、必要に応じて加熱して積層した光学部材（図２）を透過型スクリーン用の片面にシリンドリカルレンズを有する片面レンチキュラーシート２０のレンズを有する面と異なる面の出射面側に、前記光学部材の拡散層３を重ね合わせるように配設した２枚構成としたことを特徴とする。液晶プロジェクションテレビ用透過型スクリーンとして、テレビに搭載する場合は、本発明の２枚構成の光学部材を、一例として部材の４辺に、ある有限幅の両面粘着テープを介して２枚の部材を張り合わせてテレビに搭載すれば良い。

＜実施例１＞
両面に易接着処理を施した厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートのフィルム基材の片面に、以下に示す組成の光拡散インキを塗布、乾燥させて光拡散層を形成後、他面に粘着剤（東洋インキ製造（株）製ＢＰＳ３２３３Ｄ）を塗布、乾燥させて粘着層を形成して光拡散フィルムとした。光拡散フィルムの光拡散層の膜厚は乾燥後の膜厚で１５μｍ、粘着層の乾燥後の膜厚は２０μｍである。

光拡散インキ組成
アクリル樹脂（三菱レーヨン（株）製 ダイヤナールＢＲ−６０） ３０重量部
光拡散微粒子
不定形シリカ（富士シリシア化学（株）製 サイリシア−４４６） １４重量部
メチルエチルケトン ２８重量部
トルエン ２８重量部
ポリエステル樹脂（東洋紡績（株）製 バイロン２００） ３０重量部

＜実施例２＞
両面に易接着処理を施した厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートのフィルム基材の片面に、以下に示す組成の光拡散インキを塗布、乾燥させて光拡散層を形成後、他面に粘着剤（東洋インキ製造（株）製ＢＰＳ３２３３Ｄ）を塗布、乾燥させて粘着層を形成して光拡散フィルムとし、透明樹脂板にラミネートしてして光拡散層を有する光学部材した。光拡散フィルムの光拡散層の膜厚は乾燥後の膜厚で１５μｍ、粘着層の乾燥後の膜厚は２０μｍである。

光拡散インキ組成
アクリル樹脂（三菱レーヨン（株）製 ダイヤナールＢＲ−６０） ３０重量部
光拡散微粒子（Ａ）
シリコーン樹脂微粒子（東芝シリコーン（株）製 トスパール１２０） ７重量部
光拡散微粒子（Ｂ）
ポリスチレンビーズ（積水化成品工業（株）製 ＳＢＸ−６） ７重量部
メチルエチルケトン ２８重量部
トルエン ２８重量部

上記の＜実施例１＞及び＜実施例２＞に係る、光拡散フィルム及び該光拡散フィルムを透明樹脂板にラミネートして光拡散層を有する光学部材を、前者は片面レンチキュラーシートのレンズを有する面と異なる面である出射面側に、直接、接着積層した。また、後者の光学部材を片面レンチキュラーシートの出射面側に光拡散層を重ね合わせるように配設した。ゲインや視野角等のスクリーンに必要な性能の一部の機能を有した透過型スクリーン構造になっており、として外観に優れたスクリーンが得られた。また、本発明の拡散フィルムの光拡散層は、シリンドリカルレンズ部と黒色遮光層のブラックストライプの縦状の縞模様が観察者に見えなくする効果があり、画像が改善された。さらに、光拡散層はμｍオーダーの薄いことより迷光がなくなり、解像度が改善され、鮮明感が得られた。

本発明の光拡散フィルムの断面図。 本発明の透明樹脂板に光拡散フィルムを接着積層した光学部材の断面図。 本発明の光拡散フィルムを、片面レンチキュラーシートのレンズを有する面と異なる面である出射面側に、該光拡散フィルムの光拡散層と反対面の基材側を重ね合わせて、直接、接着積層した透過型スクリーン用の一例の光学部材の断面図。 本発明の透明樹脂板に光拡散フィルムを接着積層した光学部材を、片面レンチキュラーシートの出射面側に光拡散層を重ね合わせるように配設した透過型スクリーン用の一例の光学部材の断面図。

符号の説明

１…光拡散フィルム
２…フィルム基材
３…拡散層
４…粘着層
５…剥離紙
１０…透明樹脂板
２０…レンチキュラーシート
２１…シリンドリカルレンズ
２２…黒色遮光層

Claims (1)

1. Ｔｇが５０℃以上の光透過性樹脂と、前記光透過性樹脂に対して１〜２０％重量部含有されてなる光透過性粒子が分散されてなる膜厚５〜３０μｍの光拡散インキが透明樹脂フィルム基材の表面に形成された光拡散フィルムにおいて、光拡散インキを基材の表面に塗布によって光拡散層を形成し、該光拡散層を有する面と異なる面に粘着層を設け接着可能である透過型スクリーン用光拡散フィルムを、片面にシリンドリカルレンズを有する片面レンチキュラーシートのレンズを有する面と異なる面に、該光拡散フィルムの光拡散層と反対面の基材側を重ね合わせて、接着積層したことを特徴とする透過型スクリーン用光学部材。
   
   
   

Images