JPWO2008016088A1 - 光拡散層形成用塗布液および光拡散板 - Google Patents

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Abstract

ガラス基板と光拡散層との密着性、特に、長期の密着性が良好となる光拡散板およびこの光拡散板の製造に用いられる光拡散層形成用塗布液ならびにこの光拡散板を設けた透過型スクリーン、背面投射型プロジェクションテレビおよび液晶ディスプレイ用バックライトユニットの提供。結合剤と、光拡散材と、反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物と、を含有する光拡散層形成用塗布液。

Description

本発明は、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ならびに主として透過型スクリーンに設けられる光拡散板および光拡散板の製造に用いられる光拡散層形成用塗布液に関する。
近年、プロジェクションテレビ（ＰＴＶ）、特に、光学エンジン（プロジェクタ）１１からの投射光を表面鏡１２を介してスクリーン１３の背面側に投射して、拡大画像を透過させる方式である背面投射型（リア型）のＰＴＶ１０（図５参照）が、ホームシアターなどの大画面を安価に実現しうるものとして注目されている。図５は、背面投射型プロジェクションテレビの説明図である。
また、この透過型のスクリーン１３は、図６に示されるように、表面鏡からの投射光を略平行光として出射するフレネルレンズシート２、および、フレネルレンズシート２からの略平行光を水平方向に拡げて出射するレンチキュラーレンズシート３の少なくとも２枚のレンズから構成されるのが一般的である。図６は、従来の透過型スクリーンを模式的に示す斜視図である。
更に、必要に応じて、レンズの保護、外光の映り込みを低減するための低反射・アンチグレア、指紋除去などの機能を備えたプロテクター４をレンチキュラーレンズシート３の出射側に配置して構成されるのも一般的である。ここで、図６中、５は遮光層であり、矢印は光学エンジン（図示せず）からの投射光の進行方向を表す。
また、粒径１〜３０μｍ程度の微粒子などの光拡散材を光拡散のために使用する光拡散板が知られており、例えば、光拡散材を練り込んだ樹脂シートや、結合剤と多孔質粒子とを含有する光拡散層を設けた基板が知られている（例えば、特許文献１および２参照。）。
特開２００３−１３１３２５号公報 特開２００６−１１９３１８号公報
このような光拡散板としては、ＰＴＶの大画面化を考慮すれば、平坦性が高くかつ剛性が高い等の観点から、ガラス基板上に光拡散層を設けた光拡散板が望ましいものである。
しかしながら、本発明者が更に研究を重ねた結果、ガラス基板上に光拡散層を設けた光拡散板を用いた場合は、ガラス基板と光拡散層との密着性、特に、長期の密着性が不十分となることが明らかとなった。これは、ガラスに密着する結合剤（バインダー樹脂）が少なく、光拡散層中の微粒子の存在により、結合剤とガラスとの接触面積が少なくなるためであると考えられる。
そこで、本発明は、ガラス基板と光拡散層との密着性、特に、長期の密着性が良好となる光拡散板およびこの光拡散板の製造に用いられる光拡散層形成用塗布液ならびにこの光拡散板を設けた透過型スクリーン、背面投射型プロジェクションテレビおよび液晶ディスプレイ用バックライトユニットを提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物を含有する特定の光拡散層形成用塗布液を用いることにより、ガラス基板と光拡散層との密着性、特に、長期の密着性が良好となる光拡散板を製造できることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、以下の（１）〜（１１）を提供する。
（１）結合剤と、光拡散材と、反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物と、を含有する光拡散層形成用塗布液。
（２）上記結合剤が、少なくともポリエステル樹脂を含有する上記（１）に記載の光拡散層形成用塗布液。
（３）上記結合剤の含有量が、２０〜６０質量％である上記（１）または（２）に記載の光拡散層形成用塗布液。
（４）上記光拡散材の含有量が、３〜５０質量％である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液。
（５）上記光拡散材の含有量が、上記結合剤１００質量部に対し、１０〜２００質量部である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液。
（６）上記反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物の含有量が、０．１〜２．５質量％である上記（１）〜（５）のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液。
（７）上記反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物の含有量が、上記光拡散材１００質量部に対し、１〜２０質量部である上記（１）〜（６）のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液。
（８）ガラス基板と、該ガラス基板上に形成される光拡散層とを有する光拡散板であって、
上記ガラス基板上に上記（１）〜（７）のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液を塗布し、塗膜を形成する塗布工程と、上記塗膜を乾燥し、硬化させることによって光拡散層を形成する形成工程とを有する方法により得られる、光拡散板。
（９）上記（８）に記載の光拡散板を設けた透過型スクリーン。
（１０）上記（９）に記載の透過型スクリーンを用いた背面投射型プロジェクションテレビ。
（１１）上記（８）に記載の光拡散板を設けた液晶ディスプレイ用バックライトユニット。
以下に示すように、本発明によれば、ガラス基板と光拡散層との密着性、特に、長期の密着性が良好となり、かつ透明性にも優れた光拡散板およびこの光拡散板の製造に用いられる光拡散層形成用塗布液ならびにこの光拡散板を設けた透過型スクリーンおよび液晶ディスプレイ用バックライトユニットを提供することができる。
また、本発明の光拡散板は、耐擦傷性および耐候性などの耐久性にも優れ、レンズの設計変更の影響を受けにくく、汎用性が高い。そのため、この光拡散板を設けた本発明の透過型スクリーンは、背面投射型ＰＴＶ用スクリーンに好適に用いることができる。
図１は、本発明の光拡散板の一例を模式的に示す側断面図である。 図２は、本発明の透過型スクリーンの好適な実施態様の一例を模式的に示す斜視図である。 図３は、本発明の透過型スクリーンの好適な実施態様の他の例を模式的に示す斜視図である。 図４は、図２の模式図に示された透過型スクリーンの各部材を接着した状態の拡大上面図である。 図５は、背面投射型プロジェクションテレビの説明図である。 図６は、従来の透過型スクリーンを模式的に示す斜視図である。
符号の説明
１，１ａ，１ｂ 光拡散板
２ フレネルレンズシート
３ レンチキュラーレンズシート
４ プロテクター
５ 遮光層
６ アンチグレア層
７ ガラス基板
８ 拡散層
９ 粘着層
１０ プロジェクションテレビ（ＰＴＶ）
１１ 光学エンジン（プロジェクタ）
１２ 表面鏡
１３ スクリーン
１００ ガラス基板
１００ａ，１００ｂ ガラス基板表面
１１０ 光拡散層
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の光拡散層形成用塗布液は、結合剤と、光拡散材と、反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物と、を含有する光拡散層形成用塗布液である。この光拡散層形成用塗布液をガラス基板上に塗布することで光拡散層を形成することができる。
次に、本発明の光拡散層形成用塗布液に用いる結合剤、光拡散材ならびに反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物について詳述する。
＜結合剤＞
上記結合剤は、光拡散層のマトリックスを構成する成分であって、後述する光拡散材を光拡散層中に保持する働きをするものである。
本発明においては、上記結合剤は、光拡散層を形成すると共に、基板と光拡散層とを接着させる働きを有する材料であり、また透明であるのが好ましい。
また、本発明においては、上記結合剤は、光拡散層の形成を塗布により可能にする材料であり、熱、紫外線等により硬化する架橋塗膜材料であるのが好ましい。
このような結合剤としては、具体的には、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂、エポキシ系樹脂、オレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂などの樹脂材料；金属アルコキシドの加水分解物から得られる架橋物；低融点ガラスなどの無機材料；これらの混合物；等が挙げられる。
これらのうち、結合剤として、少なくともポリエステル系樹脂を含有するのが、後述するイソシアネート系硬化剤と反応することにより、耐水性や高温高湿耐性などの耐久性が高い光拡散層を形成できるため好ましい。なお、ポリエステル系樹脂は特にＯＨ基をもつポリエステルポリオールであることが好ましい。
上記結合剤の屈折率は、有機材料では１．４２〜１．６６であり、無機材料では１．４５〜２．７であるのが好ましい。
なお、本発明においては、上記結合剤は、後述する光拡散材との屈折率差が望ましい範囲となるように選択されるのが好ましい。
また、上記結合剤は、光拡散層形成用塗布液中に、２０〜６０質量％含有することが、一回の塗布で所望の膜厚が得られ、かつ、組成が均一な膜が得られる点で好ましい。より好ましくは２０〜５０質量％含有することが好ましい。
＜光拡散材＞
上記光拡散材は、光拡散層において、入射光を特定の方向に散乱させる働きをする粒子であり、本発明においては、可視光域において吸収が殆どない透明な微粒子であって微粒子径が数ミクロン程度の微粒子であれば、その材質は特に制限されない。
上記光拡散材としては、具体的には、例えば、シリカ、アルミナなどの透明な無機酸化物微粒子；ガラスビーズなどの無機系微粒子；透明なポリマービーズなどの有機系微粒子；これらの混合物；等が挙げられる。
これらのうち、有機系微粒子であるのが、粒子径が均一な微粒子が得やすいという理由から好ましい。
有機系微粒子としては、例えば、ポリマービーズ等が挙げられる。
ポリマービーズとしては、具体的には、アクリル系、スチレン系、シリコーン系樹脂等からなるものが例示される。より具体的には、耐薬品性に優れる観点から、アクリル（ＰＭＭＡ）樹脂、ＭＳ（アクリルースチレン共重合）樹脂等の架橋樹脂からなるポリマービーズが好適に例示される。
また、ポリマービーズの形状は、光拡散層中に均一に分散できるという理由から真球状であるのが好ましい。
本発明においては、上記光拡散材の平均粒子径は、１〜２０μｍであるのが好ましい。平均粒子径がこの範囲であると、光の屈折率に波長分散が生じにくく、面内の輝度分布が密な膜になりやすい。
また、本発明においては、上記光拡散材の屈折率は、その材料によって値は異なるが、１．４２〜１．６６であるのが好ましい。
後述する本発明の光拡散板が、上記光拡散材と上記結合剤との屈折率差を利用して光を拡散させる場合は、上記結合剤と上記光拡散材との屈折率差が異なる光拡散材を用いることが好ましい。
また、後述する本発明の光拡散板が、膜表面の凹凸を利用して光を拡散させる場合は、上記結合剤と上記光拡散材との屈折率は同じであっても、異なっていてもよい。
更に、後述する本発明の光拡散板が、ガラス基板上に光拡散層を２層設ける構成となっている場合は、ガラス基板に近い方の光拡散層（第１層）については、上記結合剤と上記光拡散材との屈折率差が異なる光拡散材を用いることが好ましい。第１層については、第１層の上に第２層が直接形成されているため膜の表面凹凸によって光を拡散できず、光拡散のためには膜中に存在する微粒子が有する光拡散性を利用する必要があるからである。一方、ガラス基板から遠い方の光拡散層（第２層）については、上記結合剤と上記光拡散材との屈折率差が同じであっても異なっていてもよい。
本発明においては、上記光拡散材は、光拡散層形成用塗布液中に、３〜５０質量％含有することが好ましい。３質量％以上であると、光拡散材の量が十分となり、所望の光拡散を得ることができ、５０質量％以下であると、相対的に結合剤の量が十分となり、ガラス基板と光拡散層との密着性がより良好となる。特に１０〜４０質量％含有することが好ましい。
また、上記結合材と比較すると、上記光拡散材は、上記結合剤１００質量部に対し、好ましくは１０〜２００質量部含有することが、ガラス基板と光拡散層との密着性および拡散性を両立できる点で好ましい。
ここで、無機酸化物微粒子、無機系微粒子無機系の光拡散材の場合は、光拡散層形成用塗布液中に、３〜７０質量％含有することが好ましい。特に、５０超から７０質量％がより好ましい。そして、上記結合剤と比較すると、無機酸化物微粒子もしくは無機系微粒子無機系の光拡散材は、上記結合剤１００質量部に対し、１０〜５００質量部含有することが、ガラス基板と光拡散層との密着性および拡散性を両立できる点で好ましく、さらに、２００超から５００質量部含有することがより好ましい。
＜反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物＞
上記反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物（以下、「反応性シリル基含有エポキシ化合物」ともいう。）は、（１）加水分解により架橋しうる反応性シリル基と、（２）エポキシ基と、を分子内に少なくとも１つずつ有する化合物である。
ここで、（１）加水分解により架橋しうる反応性シリル基とは、シラノール基や加水分解性シリル基のように、湿分や硬化触媒等により縮合反応を起こし、架橋によって高分子量化を促進しうるものである。
上記（１）および（２）を有する反応性シリル基含有エポキシ化合物は、下記式（１）で表されるものが好適に例示される。
Ｒ−ＳｉＸaＲ1 3-a・・・（１）
上記式（１）中、Ｒはエポキシ基を有する有機基を表し、Ｒ1は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０の１価の炭化水素基を表し、Ｘは水酸基または加水分解性基を表し、ａは１〜３の整数を表す。また、ａが２または３であるときは、複数のＸはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。同様に、ａが１であるときは、複数のＲ1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０の１価の炭化水素基Ｒ1としては、例えば、アルキル基、ビニル基などの１価の脂肪族炭化水素基；シクロへキシル基などの１価の脂環式炭化水素基；フェニル基などの１価の芳香族炭化水素基；等が例示される。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基が好適に挙げられる。
また、Ｘの加水分解性基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミド基、アミノ基、アミノオキシ基、ケトキシメート基、ヒドリド基等が挙げられる。中でも、炭素原子を有する加水分解性基の炭素数は６以下であるのが好ましく、４以下であるのがより好ましい。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が好適に例示される。
また、ａは、２または３であるのが好ましい。
反応性シリル基含有エポキシ化合物としては、上述した（１）反応性シリル基と（２）エポキシ基を有する化合物が挙げられ、具体的には、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
また、反応性シリル基含有エポキシ化合物は、光拡散層形成用塗布液中に、好ましくは０．１〜２．５質量％、特に好ましくは０．５〜２質量を含有することが、拡散特性と密着性を両立できる点で好適である。また、上記光拡散散材と比較すると、反応性シリル基含有エポキシ化合物は、上記光拡散材１００質量部に対し、好ましくは１〜２０質量部、特に好ましくは１〜１０質量部含有することが、ガラス基板と光拡散層との密着性および拡散性を両立できる点で好ましい。
（溶剤）
本発明の光拡散層形成用塗布液は、ガラス基板への塗布性を向上させるため、必要に応じて溶剤を含有していてもよい。
溶剤としては、具体的には、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノールなどのアルコール類；エチレングリコールなどの多価アルコール類；エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールメチルエーテルなどのエーテル類；メチルエチルケトン、２，４−ペンタンジオン、ジアセトンアルコールなどのケトン類；乳酸エチル、乳酸メチルなどのエステル類；等が挙げられる。
上記溶剤は、光拡散層形成用塗布液中に、好ましくは２０〜６０質量％、特に好ましくは２０〜４０質量％含まれる。
（硬化剤）
本発明の光拡散層形成用塗布液は、上記結合剤の硬化性を向上させるため、必要に応じて硬化剤を含有していてもよい。
硬化剤としては、具体的には、例えば、イソシアネート系硬化剤、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等が挙げられる。
これらのうち、イソシアネート系硬化剤であるのが、透明かつポリエステル系樹脂と反応し、強固なウレタン結合を形成する理由から好ましい。
硬化剤は、光拡散層形成用塗布液中に、３０質量％以下含まれるのが好ましく、２０質量％以下であるのがより好ましく、１５質量％以下であるのが特に好ましい。硬化剤の含有量が３０質量％以下であると拡散板としての特性を損ねない点で好ましい。
（その他添加剤）
本発明の光拡散層形成用塗布液は、必要に応じて、上記光拡散材の分散安定性を固める分散剤や、ガラス基板に対する濡れ性を高める界面活性剤、消泡剤、レベリング剤等の各種添加剤を含有していてもよい。
このような本発明の光拡散層形成用塗布液を用いることにより、ガラス基板と光拡散層との密着性、特に、長期の密着性が良好となる光拡散板を製造することができる。これは、光拡散層形成用塗布液中に、上記反応性シリル基含有エポキシ化合物を含有することによるものと考えられる。具体的には、（１）加水分解により架橋しうる反応性シリル基を含むことでガラスと化学的に結合し、強固な密着性が得られるという効果が得られ、（２）エポキシ基を含むことでエポキシ基の開環重合によって高い架橋性が得られるという効果が得られるためと考えられる。これらの効果は、メタクリロイル基やアミノ基を有する化合物では奏しない効果である。また、反応性シリル基含有エポキシ化合物は、アミノ基を有しないことが、膜の黄変を防止できる点で好ましい。
本発明の光拡散板は、ガラス基板と、該ガラス基板上に形成される光拡散層とを有する光拡散板であって、該ガラス基板上に上述した本発明の光拡散層形成用塗布液を塗布し、塗膜を形成する塗布工程と、該塗膜を乾燥し、硬化させることによって光拡散層を形成する形成工程とを具備する方法により得られる、光拡散板である。
次に、上記塗布工程および上記形成工程ならびにこれらの工程を具備する方法により得られる本発明の光拡散板について詳述する。
（塗布工程）
上記塗布工程は、ガラス基板上に本発明の光拡散層形成用塗布液を塗布し、塗膜を形成する工程である。
上記ガラス基板は特に限定されず、例えば、無色透明なソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、ボレートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、その他の各種ガラスからなる透明ガラス板等を使用することができる。
これらのうち、本発明の光拡散板を透過型スクリーンに用いる観点から、ソーダライムシリケートガラスを使用するのが好ましい。
また、上記ガラス基板の厚さは、本発明の光拡散板を用いる透過型スクリーンの大きさなどによっても異なるが、１．５〜４．５ｍｍであることが好ましい。
本発明においては、このようなガラス基板上に本発明の光拡散層形成用塗布液を塗布する塗布方法は特に限定されず、例えば、ローラー塗布、手塗り、刷毛塗り、ディッピング、スピンコート、ディップコート、スクリーン印刷、カーテンフロー、バーコート、ダイコート、グラビアコート、マイクログラビアコート、リバースコート、ロールコート、フローコート、スプレーコート、ディップコート等の方法を用いることができる。
これらのうち、スクリーン印刷であるのが大面積塗布が容易であり、１回の塗布で厚膜が得られる理由から好ましい。
（形成工程）
上記形成工程は、上記塗布工程により形成された塗膜を乾燥し、硬化させることによって光拡散層を形成する工程である。
本発明においては、上記塗布工程により形成された塗膜を乾燥し、硬化させる方法は特に限定されず、例えば、本発明の光拡散層形成用塗布液が塗布されたガラス基板をオーブンにて加熱する方法、ＵＶ照射する方法等を用いることができる。
加熱により塗膜を乾燥し、硬化させる場合、加熱は、あまり高くない温度で行うことが好ましく、大気中において８０〜２００℃の低温で、５〜６０分間の加熱であるのが好ましい。
このような塗布工程および乾燥工程を繰り返し２回行うことにより、上記ガラス基板上に２層の光拡散層を設けることができる。
＜光拡散板＞
本発明の光拡散板は、上記塗布工程および上記形成工程を具備する方法により得られる、ガラス基板と該ガラス基板上に形成される光拡散層とを有する光拡散板である。
また、本発明の光拡散板は、複数種類の拡散を組み合わせることで、より均一な光拡散が得られる観点から、ガラス基板上に２層の光拡散層を有するのが好ましい。
以下、本発明の光拡散板を図を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明の光拡散板の一例を模式的に示す側断面図である。
図１に示すように、光拡散板１は、ガラス基板１００と、その表面１００ａ上に形成された、結合剤中に光拡散材が分散された光拡散層１１０を有する。なお、光拡散層１１０は、ガラス基板１００の片面に形成されていてもよく、両面に形成されていてもよい。
また、図１中の矢印は、光拡散板１をＰＴＶ用の透過スクリーンなどに適用した場合における光投射方向を示す。
本発明においては、光拡散層は、機能によっても異なるが、１０％以上のヘイズ値を有することが好ましい。ヘイズ値が１０％以上だと、光を十分に拡散し、光拡散層として十分に機能するためである。
また、本発明においては、光拡散層の厚さは、５〜２００μｍであるのが好ましく、１０〜１００μｍであるのが好ましい。光拡散層の厚さがこの範囲であると、光拡散層を透過する透過光が十分に拡散するため、垂直水平方向の視野角を十分に大きくすることができ、また、光拡散層の厚さも均一になるため、表示される映像にムラが生じにくくなり、表示される映像の画質が低下しにくくなる。
なお、光拡散層を２層設ける場合は、同様の理由から、第１の光拡散層および第２の光拡散層の層厚の合計が、５〜２００μｍであるのが好ましく、１０〜１００μｍであるのがより好ましい。
また、本発明においては、光拡散板１の可視光透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１:1997年）は、光源からの光をロスなく利用する観点から８５％以上であることが好ましい。
更に、本発明においては、光拡散板１は、本発明の目的を損なわない範囲であれば、ガラス基板１００および光拡散層１１０に加え、他の膜や基板を含む構成であってもよい。
例えば、外光の映り込みを防止するための低反射層やアンチグレア処理が施されたフィルム（いずれも図示せず）を表面１００ｂに積層してもよく、表面１００ｂにアンチグレア処理を施してもよい。
本発明の光拡散板は、本発明の光拡散層形成用塗布液を用いて光拡散層が形成されるため、ガラス基板と光拡散層との密着性、特に、長期の密着性が良好となる。
また、本発明の光拡散板は、耐擦傷性および耐候性などの耐久性にも優れ、レンズの設計変更の影響を受けにくく、汎用性が高い。
このような密着性を有する本発明の光拡散板は、上述した塗布工程と形成工程を具備する方法により得ることができる。
本発明の透過型スクリーンは、本発明の光拡散板を設けた透過型スクリーンである。
具体的な態様としては、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、および、本発明の光拡散板をこの順で設け、該光拡散板の光拡散層が該レンチキュラーレンズ側に配置されるように該光拡散板を設けた態様；この態様のフレネルレンズの光学エンジン側に更に光拡散板を設けた態様；等が好適に例示される。
以下、本発明の透過型スクリーンを図を参照しながら具体的に説明する。図２は、本発明の透過型スクリーンの好適な実施態様の一例を模式的に示す斜視図である。図３は、本発明の透過型スクリーンの好適な実施態様の他の例を模式的に示す斜視図である。図４は、図２の模式図に示された透過型スクリーンの各部材を接着した状態の拡大上面図である。
図２および図３に示すように、透過型スクリーン１３は、光拡散板１ａ、フレネルレンズシート２、レンチキュラーレンズシート３および光拡散板１ｂの順に配置され、拡散板１ａは、光拡散層側が光学エンジン（図示せず）側に配置され、拡散板１ｂは、光拡散層側がレンチキュラーレンズ３側に配置されている。各図中、矢印は、光学エンジンからの投射光の進行方向を示す。
ここで、光拡散板１ａは、表面鏡からの投射光が、フレネルレンズシート２表面で反射し、再び表面鏡によって反射されることによって生じる２重像を防止するためのアンチグレア層が形成されたものであり、光拡散板１ｂは、レンチキュラーレンズシート３からの光を主に垂直方向に拡げて出射する拡散板であり、いずれも本発明の光拡散板に含まれるものである。
図４に示すように、透過型スクリーン１３は、光拡散板１ａとフルネルレンズ２とが粘着層９を介して接着され、光拡散板１ｂとレンチキュラーレンズ３とが粘着層９を介して接着されている。また、上述したように、光拡散板１ａにおいては、ガラス基板７上に形成されたアンチグレア層６が光学エンジン（図示せず）側に配置され、光拡散板１ｂにおいては、ガラス基板７上に形成された拡散層８がレンチキュラーレンズ３側に配置されている。図４中、矢印は、光学エンジンからの投射光の進行方向を示す。
フルネルレンズ（フレネルシート）は、光学エンジンからの画像光を略平行光として出射し（観察者方向に向け）、画面全体を均一に明るくするためのレンズシートである。
レンチキュラーレンズ（レンチキュラーシート）は、フレネルシートからの略平行光を水平方向に屈折させる凸状のシリンドルカルレンズ群を水平方向に並列に配列したレンズシートであり、観察者の左右方向に画像光を屈折拡散させ、水平方向の視野角（観察領域）を拡げて出射する。
また、各レンズシートの光透過面には、上記のレンズが形成されているが、これらレンズの形状は、光学エンジンによっても異なる。
例えば、ＣＲＴタイプのＰＴＶに用いられる透過型スクリーンの場合には、図２に示すような両面にレンズが形成されたレンチキュラーレンズ３が用いられることが多く、投影レンズの投射瞳径が小さい液晶などの高精細ＭＤタイプのＰＴＶに用いられる透過型スクリーンの場合には、図３に示すような片面だけにレンズが形成されたレンチキュラーレンズ３が用いられることが多い。
更に、レンチキュラーレンズ３の出射面には、コントラスト向上のために、画像光の通過しない非集光部領域に外光を吸収するストライプ状の遮光層５が形成されていることが好ましい。
本発明の透過型スクリーンは、背面投射型ＰＴＶ用のスクリーンとして好適に用いることができる。これは、耐擦傷性および耐候性などの耐久性にも優れ、レンズの設計変更の影響を受けにくく、汎用性が高い光拡散板を用いているためである。
本発明の背面投射型ＰＴＶは、本発明の透過型スクリーンを用いたＰＴＶである。
具体的には、背景技術において図５を参照して説明したように、光学エンジンからの投射光を表面鏡を介してスクリーンの背面側に投射して、拡大画像を透過させる方式である背面投射型のＰＴＶであって、スクリーンに本発明の透過型スクリーンを用いるものである。
本発明の液晶ディスプレイ用バックライトユニットは、本発明の光拡散板を設けたものである。
具体的には、バックライト、本発明の光拡散板、プリズムシートおよび輝度向上フィルムをこの順に設けた態様が好適に例示される。
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
＜塗布液Ａの調製＞
ポリエステル樹脂（バイロン２２０、比重１．２６、東洋紡績社製）５０ｇ、および、希釈溶剤（Ｇ−００４溶剤、帝国インキ製造社製）５０ｇを混合、撹拌し、結合剤として、固形分５０質量％のポリエステル樹脂溶液ａを調製した。
上記ポリエステル樹脂溶液ａを１００ｇ、硬化剤としてイソシアネート系硬化剤（２１０硬化剤、帝国インキ製造社製）を８．１ｇ、反応性シリル基含有エポキシ化合物としてグリシドキシプロピルトリメトキシシランを有するエポキシ系シランカップリング剤（ＫＢＭ−４０３、信越化学工業社製）を１．１ｇ、消泡剤（ＳＭ２５７、帝国インキ製造社製）を１ｇ、硬化触媒としてジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）を０．１１ｇ、および、光拡散材としてアクリル樹脂微粒子〔積水化成品工業社製：ＭＢＸ−８（架橋ＰＭＭＡの真球状微粒子）、比重１．２、平均粒子径８μｍ、屈折率１．４９〕を１７．５ｇ混合、撹拌し、塗布液Ａを得た。
＜光拡散板Ａの作製＞
３０ｃｍ角のガラス板〔無強化ガラス、厚み３ｍｍ、可視光透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１:1997）９１％〕の表面に、塗布液Ａをスクリーン印刷（メッシュ材質：ポリエステル、メッシュ数：１２０メッシュ）で塗布して塗膜を形成した後、１８０℃の乾燥機で１０分間、大気中で乾燥し、塗膜を硬化させて光拡散層を形成することにより光拡散板Ａを作製した。光拡散板Ａの光拡散層の厚さは２０μｍであった。
（実施例２）
光拡散材として、アクリル樹脂微粒子１７．５ｇの代わりに、ＭＳ樹脂微粒子〔積水化成品工業社製：ＳＭＸ−８Ｍ（ＰＭＭＡ／ＰＳの真球状微粒子）、比重１．１、平均粒子径８μｍ、屈折率１．５６〕を４１ｇ用いた以外は、実施例１と同様の方法により、塗布液Ｂを調製し、光拡散板Ｂを作製した。光拡散板Ｂの光拡散層の厚さは２５μｍであった。
（実施例３）
光拡散材として、アクリル樹脂微粒子１７．５ｇの代わりに、ＭＳ樹脂微粒子〔積水化成品工業社製：ＳＭＸ-８Ｖ（ＰＭＭＡ／ＰＳの真球状微粒子）、比重１．１、平均粒子径８μｍ、屈折率１．５５〕を４０ｇ用いた以外は、実施例１と同様の方法により、塗布液Ｃを調製し、光拡散板Ｃを作製した。光拡散板Ｃの光拡散層の厚さは２５μｍであった。
（実施例４）
光拡散材として、アクリル樹脂微粒子１７．５ｇの代わりに、アクリル樹脂微粒子〔積水化成品工業社製：ＭＢＸ−８（架橋ＰＭＭＡの真球状微粒子）、比重１．２、平均粒子径８μｍ、屈折率１．４９〕を１４ｇ、および、ＭＳ樹脂微粒子〔積水化成品工業社製：ＳＭＸ−８Ｍ（ＰＭＭＡ／ＰＳの真球状微粒子）、比重１．１、平均粒子径８μｍ、屈折率１．５６〕を２０ｇ用いた以外は、実施例１と同様の方法により、塗布液Ｄを調製し、光拡散板Ｄを作製した。光拡散板Ｄの光拡散層の厚さは２５μｍであった。
（実施例５）
実施例４において、スクリーン印刷による塗膜の形成および乾燥による光拡散層の形成を２回繰り返した以外は、実施例４と同様の方法により、光拡散板Ｅを作製した。光拡散板Ｅの光拡散層の厚さは２層の合計で５０μｍであった。
（実施例６）
３０ｃｍ角のガラス板〔無強化ガラス、厚み３ｍｍ、可視光透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１:1997）９１％〕の表面に、塗布液Ａをスクリーン印刷（メッシュ材質：ポリエステル、メッシュ数：１２０メッシュ）で塗布して塗膜を形成し、１８０℃の乾燥機で１０分間、大気中で乾燥した後、更に塗布液Ｂをスクリーン印刷（メッシュ材質：ポリエステル、メッシュ数：１２０メッシュ）で塗布して塗膜を形成し、１８０℃の乾燥機で１０分間、大気中で乾燥し、塗膜を硬化させて光拡散層を形成することにより光拡散板Ｆを作製した。光拡散板Ｆの光拡散層の厚さは２層の合計で４５μｍであった。
（実施例７）
実施例６における塗布液Ａおよび塗布液Ｂの塗布順序を逆にした以外は、実施例６と同様の方法により光拡散板Ｇを作製した。光拡散板Ｇの光拡散層の厚さは２層の合計で４５μｍであった。
（実施例８）
光拡散材として、アクリル樹脂微粒子１７．５ｇの代わりに、スチレン樹脂微粒子〔積水化成品工業社製：ＳＢＸ−８、比重１．０６、平均粒子径８μｍ、屈折率１．５９〕を１４．２ｇ用いた以外は、実施例１と同様の方法により、塗布液Ｅを調製した。
実施例６において、塗布液Ａの代わりに塗布液Ｅ、および塗布液Ｂの代わりに塗布液Ｄを用いた以外は、実施例６と同様の方法により光拡散板Ｈを作製した。光拡散板Ｈの光拡散層の厚さは２層の合計で４５μｍであった。
（実施例９）
光拡散材として、アクリル樹脂微粒子１７．５ｇの代わりに、アルミナ微粒子（ＣＢ-Ａ０５Ｓ、昭和電工株式会社製、比重３．９８、平均粒子径３μｍ、屈折率１．７６〕を２２２．２ｇ用い、反応性シリル基含有エポキシ化合物としてグリシドキシプロピルトリメトキシシランを有するエポキシ系シランカップリング剤（ＫＢＭ−４０３、信越化学工業社製）を３ｇ用いた以外は、実施例１と同様の方法により、塗布液Ｈを調製し、光拡散板Ｉを作製した。光拡散板Ｉの光拡散層の厚さは２５μｍであった。
（比較例１）
塗布液Ａにおけるエポキシ系シランカップリング剤（ＫＢＭ−４０３、信越化学工業社製）に代えて、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを有しないメタクリル系シランカップリング剤（ＫＢＭ−５０３、信越化学工業社製）を用いた以外は、実施例１と同様の方法により、塗布液Ｆを調製し、光拡散板Ｉを作製した。光拡散板Ｉの光拡散層の厚さは２０μｍであった。
（比較例２）
塗布液Ａにおけるエポキシ系シランカップリング剤（ＫＢＭ−４０３、信越化学工業社製）に代えて、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを有しないアミノ系シランカップリング剤（ＫＢＭ−６０３、信越化学工業社製）を用いた以外は、実施例１と同様の方法により、塗布液Ｇを調製し、光拡散板Ｊを作製した。光拡散板Ｊの光拡散層の厚さは２０μｍであった。
調製した各塗布液中の各成分の含有量（質量％）ならびに光拡散材の結合剤１００質量部に対する含有量および反応性シリル基含有エポキシ化合物の光拡散材１００質量部に対する含有量（質量部）を下記表１に示す。
また、作製した各光拡散板を以下に示す方法により評価した。この結果を下記表２に示す。
＜評価＞
（１）初期密着性
密着性は、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−６：1999で規定するクロスカット法に準じた碁盤目テープはく離試験により評価した。
具体的には、各光拡散板の光拡散層が形成された表面（３０ｃｍ×３０ｃｍ）に、１ｍｍの基盤目１００個（１０×１０）を作り、基盤目上にセロハンテープ（ＣＴ−１５、ニチバン社製）を完全に付着させた後、光拡散板に水平に保ちつつ、セロハンテープの一端を瞬間的に引き離し、完全に剥がれないで残った基盤目（マス）の数を調べた。
その結果、はく離したマスが０個であったものを「○」と評価し、はく離したマスが１〜１０個であったものを「△」と評価し、はく離したマスが１１個以上であったものを「×」と評価した。
なお、比較例２は、光拡散板が黄変しており、光拡散板として使用できないことが明白であるため、評価をしなかった。
（２）耐水密着性
各光拡散板を８０℃の温水に３時間浸漬させた後、上記と同様の碁盤目テープはく離試験を行い、密着性を評価した。
また、上記試験後の外観を目視により確認した。
なお、比較例２は、光拡散板が黄変しており、光拡散板として使用できないことが明白であるため、評価をしなかった。
（３）恒温恒湿密着性
各光拡散板を６０℃、９５％ＲＨの雰囲気中で２００時間放置した後、上記と同様の碁盤目テープはく離試験を行い、密着性を評価した。
また、上記試験後の外観を目視により確認した。
なお、比較例２は、光拡散板が黄変しており、光拡散板として使用できないことが明白であるため、評価をしなかった。
（４）拡散性評価
ヘイズメーター（ＨＺ−２、スガ試験機製）を用いて、各光拡散板のヘイズ値を測定した。実施例１〜８はどれもヘイズ値が１０％以上であり、拡散性は良好であった。
Figure 2008016088
Figure 2008016088
表２に示す結果から、実施例１〜８は、塗布液にエポキシ系シランカップリング剤（反応性シリル基含有エポキシ化合物）を含有しているため、得られた光拡散板におけるガラス基板と光拡散層との密着性が良好となり、耐水密着性および恒温恒湿密着性も良好となることから長期の密着性にも優れることが分かった。
これに対し、比較例１および２は、エポキシ基を有しないシランカップリング剤を用いているため、得られた光拡散板におけるガラス基板と光拡散層との密着性、特に、耐水密着性および恒温恒湿密着性が劣ることが分かった。特に、比較例２は、アミノ基を有するシランカップリング剤を用いているため、得られた光拡散板が黄変してしまうことが分かった。
本発明によれば、ガラス基板上に、ガラスとの密着性が良好で、かつ透明性にも優れた光拡散層を容易に形成することが出来る。この光拡散層を設けた光拡散板は、耐擦傷性および耐候性などの耐久性にも優れ、光拡散性能の調整も容易なため、透過型スクリーンおよび液晶ディスプレイ用バックライトユニット、あるいは一般照明用の拡散板としても好適に用いることが出来る。

なお、２００６年８月２日に出願された日本特許出願２００６−２１０８０８号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容を個々に引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (13)

  1. 結合剤と、光拡散材と、反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物と、を含有する光拡散層形成用塗布液。
  2. 前記結合剤が、少なくともポリエステル系樹脂を含有する請求項１に記載の光拡散層形成用塗布液。
  3. 前記結合剤の含有量が、２０〜６０質量％である請求項１または２に記載の光拡散層形成用塗布液。
  4. 前記光拡散材の含有量が、３〜５０質量％である請求項１〜３のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液。
  5. 前記光拡散材の含有量が、前記結合剤１００質量部に対し、１０〜２００質量部である請求項１〜４のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液。
  6. 前記反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物の含有量が、０．１〜２．５質量％である請求項１〜５のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液。
  7. 前記反応性シリル基およびエポキシ基を有する化合物の含有量が、前記光拡散材１００質量部に対し、１〜２０質量部である請求項１〜６のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液。
  8. ガラス基板と、該ガラス基板上に形成される光拡散層とを有する光拡散板であって、
    前記ガラス基板上に請求項１〜７のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液を塗布し、塗膜を形成する塗布工程と、前記塗膜を乾燥し、硬化させることによって光拡散層を形成する形成工程とを有する方法により得られる、光拡散板。
  9. 請求項８に記載の光拡散板を設けた透過型スクリーン。
  10. 請求項９に記載の透過型スクリーンを用いた背面投射型プロジェクションテレビ。
  11. 請求項８に記載の光拡散板を設けた液晶ディスプレイ用バックライトユニット。
  12. 前記光拡散材の含有量が、３〜７０質量％である請求項１〜３のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液。
  13. 前記光拡散材の含有量が、前記結合剤１００質量部に対し、１０〜５００質量部である請求項１〜４、および１２のいずれかに記載の光拡散層形成用塗布液。
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