KR20060041714A

KR20060041714A - 광확산 시트 복제용 금형의 제조 방법, 광확산 시트 및 그제조 방법 및 스크린

Info

Publication number: KR20060041714A
Application number: KR1020050010448A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 기소; 다까오 구도; 히로까즈 오다기리; 쯔또무 나가하마
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-05-12
Also published as: US20080151556A1; US7710644B2; TW200538856A; JP4843952B2; EP1564587A1; US7359118B2; TWI274227B; US20050184412A1; JP2005250459A

Abstract

본 발명의 과제는 광투과시 혹은 반사시에 종방향과 횡방향에서 다른 확산각을 갖거나, 혹은 종횡 방향에서 확산 특성에 이방성을 갖는 광확산 시트를 저렴하게 제조 가능하게 하는 광확산 시트 복제용 금형의 제조 방법 및 광확산 시트의 제조 방법을 제공하는 것이며, 그 방법에 의해 제조된 광확산 시트 및 그 광확산 시트를 이용한 스크린을 제공하는 것이다.

금형 모재(1) 표면에 블래스트 건(2)으로부터 연삭재(3)를 송풍하여 금형 모재(1) 표면에 요철을 형성하는 샌드 블래스트 가공을 행하는 것으로 이루어지고, 금형 모재(1)면에 대한 연삭재(3)의 송풍 각도가 모두 90 °미만이 되도록 한다.

금형 모재, 블래스트 건, 연삭재, 광확산 시트, 투과형 스크린

Description

광확산 시트 복제용 금형의 제조 방법, 광확산 시트 및 그 제조 방법 및 스크린 {METHOD FOR MANUFACTURING OF MOLD FOR COPYING OPTICAL DIFFUSING SHEET, OPTICAL DIFFUSING SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND SCREEN}

도1은 본 발명에 관한 광확산 시트 복제용 금형의 제조 방법에 있어서의 금형 모재에 대한 샌드 블래스트 가공의 상태를 도시한 제1 개략도.

도2는 본 발명의 광확산 시트 복제용 금형의 표면 형상을 도시한 개략도.

도3은 본 발명에 관한 광확산 시트 복제용 금형의 제조 방법에 있어서의 금형 모재에 대한 샌드 블래스트 가공의 상태를 도시한 제2 개략도.

도4는 본 발명에 관한 광확산 시트 복제용 금형의 제조 방법에 있어서의 블래스트 건의 스캔 상태를 도시한 개략도.

도5는 본 발명에 관한 반사형 스크린의 구성을 도시한 단면도.

도6은 본 발명에 관한 투과형 스크린의 구성을 도시한 단면도.

도7은 제1 실시예의 광확산 시트 복제용 금형의 표면 상태를 도시한 도면.

도8은 제1 실시예의 광확산 시트 복제용 금형의 표면 거칠기를 나타낸 도면.

도9는 제2 실시예의 광확산 시트의 확산각을 나타낸 도면.

도10은 제3 실시예의 블래스트 각도와 광확산 시트의 확산 특성의 이방성(축 어긋남 각도)과의 관계를 나타낸 도면.

도11은 제5 실시예의 광확산 시트 복제용 금형의 표면 상태를 도시한 도면.

도12는 제5 실시예의 광확산 시트 복제용 금형의 표면 거칠기를 나타낸 도면.

도13은 제5 실시예의 광확산 시트 복제용 금형의 미소 표면 요소의 경사 각도에 관한 도수 분포를 나타낸 도면.

도14는 제5 실시예의 광확산 시트의 휘도 분포를 나타낸 도면.

도15는 제7 실시예의 광확산 시트의 휘도 분포를 나타낸 도면.

도16은 제8 실시예의 광확산 시트의 휘도 분포를 나타낸 도면.

도17은 종래의 반사형 스크린에 있어서의 휘도 분포에 관한 설명도.

도18은 종래의 투과형 스크린에 있어서의 휘도 분포에 관한 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 금형 모재

2 : 블래스트 건

3 : 연삭재

10 : 반사형 스크린

11, 101 : 지지 부재

12 : 선택 반사층

12H, 12L : 광학막

13 : 광흡수층

14, 102 : 광확산 시트

100 : 투과형 스크린

본 발명은, 광확산 시트 복제용 금형의 제조 방법, 광확산 시트 및 그 제조 방법 및 스크린에 관한 것이다.

최근, 회의 등에 있어서 발언자가 자료를 제시하는 방법으로서 오버 헤드 프로젝터나 슬라이드 프로젝터가 널리 이용되고 있다. 또한, 일반 가정에 있어서도 액정을 이용한 비디오 프로젝터나 동화상 필름 프로젝터가 보급되고 있다. 이들 프로젝터의 영사 방법은 광원으로부터 출력된 빛을, 예를 들어 투과형의 액정 패널 등에 의해 광변조하여 화상광을 형성하고, 이 화상광을 렌즈 등의 광학계를 통해 출사하여 스크린 상에 영사하는 것이다.

예를 들어, 스크린 상에 컬러 화상을 형성할 수 있는 프로젝터 장치는 광원으로부터 출사된 광선을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 색으로 분리하여 소정의 광로에 수렴시키는 조명 광학계와, 이 조명 광학계에 의해 분리된 RGB 각 색의 광속을 각각 광변조하는 액정 패널(라이트 밸브)과, 액정 패널에 의해 광변조된 RGB 각 색의 광속을 합성하는 광합성부를 구비하여 광합성부에 의해 합성한 컬러 화상을 투사 렌즈에 의해 스크린에 확대 투영하도록 되어 있다.

또한, 최근에는 광원으로서 좁은 띠 영역 3원색 광원을 사용하여 액정 패널 대신에 그레이팅 라이트 밸브(GLV : Grating Light Valve)를 이용하여 RGB 각 색의 광속을 공간 변조하는 타입의 프로젝터 장치도 개발되어 있다.

상술한 프로젝터 장치에 있어서는 투영상을 보기 위해 프로젝터용 스크린이 이용된다. 이 프로젝터용 스크린에는 크게 구별하여 스크린의 표면측으로부터 투영광을 조사하여 해당 투영광의 스크린에서의 반사광을 보는 전방 프로젝터용 스크린과, 스크린의 이면측으로부터 투영광을 조사하여 스크린을 투과한 빛을 스크린의 표면측으로부터 보는 후방 프로젝터용 스크린이 있다. 어느 한 쪽의 방식의 스크린에 있어서도 눈으로 확인하는 것이 양호한 광시야각의 스크린인 것이 요구된다.

그로 인해, 어느 한 쪽의 방식에 있어서도 일반적으로 스크린 표면에 빛을 산란시키는 광확산 시트가 설치되어 있고, 이 광확산 시트에 의해 화상광이 균일하게, 게다가 화면의 유효 영역 전체로 확산 사출되게 된다.

이 광확산 시트의 제법으로서는 종래부터 코히어런트 광속을 거친면에 조사하였을 때에 생성되는 스펙클 패턴을 감광성 수지에 형성하는 방법(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조), 마스크를 작성하여 감광성 수지에 소부하는 방법, 혹은 금속, 수지 등의 금형 모재 표면을 직접 기계 가공에 의해 절삭하여 미소한 요철을 형성한 금형으로 하고, 이 금형으로부터 자외선 경화 수지 등을 이용하여 형상 전사하는 방법 등이 있었다.

또한, 수지 입자를 수지 바인더에 분산시킨 것을 투명 기판에 도포함으로써 제조하는 방법, 혹은 샌드 블래스트 가공에 의해 금형 모재 표면에 요철을 형성한 금형을 제작하고, 이 금형으로부터 자외선 경화 수지 등을 이용하여 형상 전사하는 방법 등이 있었다(예를 들어, 특허문헌 3 참조).

그런데, 광확산 시트에는 빛의 출사광이 목적의 범위 내로 억제되도록 하는 특성, 즉 확산각이 종방향과 횡방향에서 다른 것이 요구되는 경우가 있다. 이 광확산 시트를 제조하기 위해, 지금까지 스펙클 간섭광이나 마스크 형상을 감광성 수지에 전사하는 방법이 취해지고 있었다.

[특허문헌 1]

일본 특허 공개 소53-51755호 공보

[특허문헌 2]

일본 특허 공개 제2001-100621호 공보

[특허문헌 3]

일본 특허 공개 제2000-284106호 공보

그러나, 스펙클 간섭광이나 마스크 형상을 감광성 수지에 소부하는 방법에 있어서는 복수의 광확산 시트를 작성하고자 하는 경우, 그 감광성 수지를 바탕으로 한 복제용 금형을 작성하게 되지만, 감광성 수지의 노광이 1 ㎡당 수시간 내지 수일로 막대한 노광 시간을 필요로 하고 있었다. 또한, 노광 후의 공정으로서 감광성 수지의 수지에 의한 복제 작성, 도전화 처리, 전기 주조 등의 공정이 필요해져 광확산 시트용 금형 제조의 시간과 비용이 많이 들고 있었다.

또한, 금형 모재의 표면을 기계적으로 절삭하여 제조하는 방법에 있어서는 그 절삭 정밀도가 아직 확립되어 있지 않아, 절삭 도중에서의 공구의 파손, 막대한 절삭 시간, 가공 설비가 커져 버리는 것 등이 문제였다.

한편, 샌드 블래스트 가공에 의해 제작한 금형으로 광확산 시트를 제조하는 방법에 따르면 금형 제조의 시간이나 비용은 들지 않지만, 이 방법에 의해 제조된 광확산 시트의 출사광은, 통상 종방향과 횡방향에서 등방적이고, 종횡 방향의 확산각을 조정하여 출사광의 범위를 가로로 긴 직사각형이나 타원형으로 하는 것이 곤란하였다. 이는 수지 입자를 수지 바인더에 분산시킨 것을 투명 기판에 도포함으로써 제조하는 방법이라도 마찬가지였다.

또한, 종래의 전방 프로젝터용 스크린에서는 스크린의 확산 특성이 스크린 전체면에 있어서 균일하기 때문에, 스크린 게인이 높을수록 스크린의 중앙부와 주변부와의 휘도의 차가 커져 스크린 중앙부는 밝게 보이지만, 주변부는 어두운 영상으로 되어 있었다. 이 경향은 후방 프로젝터용 스크린에 있어서도 마찬가지였다.

예를 들어, 전방 프로젝터용 스크린에 있어서, 통상 전방 프로젝터(투사 장치)는 천정에 설치하여 경사 하부 전방으로 투사하거나, 탁상 또는 바닥으로부터 경사 상부 전방으로 투사하는 방법에 의해 화상의 표시가 행해지고 있다. 이 경우, 전방 프로젝터용 스크린을 종래의 등방성 확산 시트 또는 이방성 확산 시트에 의해 구성한 경우, 도17에 도시한 바와 같이 영상광의 최대 휘도 방향이 관찰자측이 되지 않는다는 문제가 있었다.

또한, 후방 프로젝터(배면 투사 장치)와 투과형 스크린으로 구성되는 표시 장치의 경우, 앉은 상태에서 관찰하면 화면의 최상 부분과 관찰자의 시선이 동일한 높이가 되어 버리므로, 도18에 도시한 바와 같이 화면의 하측이 어둡다는 문제가 있었다.

본 발명은 이상의 종래 기술에 있어서의 문제에 비추어 이루어진 것으로, 광 투과시 혹은 반사시에 종방향과 횡방향에서 다른 확산각을 갖거나, 혹은 종횡 방향에서 확산 특성에 이방성을 갖는 광확산 시트를 저렴하게 제조 가능하게 하는 광확산 시트 복제용 금형의 제조 방법, 광확산 시트의 제조 방법을 제공하는 것이고, 그 방법에 의해 제조된 광확산 시트 및 그 광확산 시트를 이용한 스크린을 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명자들은, 지금까지의 샌드 블래스트 가공을 이용한 광확산 시트 복제용 금형의 작성 방법에서는 높은 효율로 연삭하기 위해 금형 모재 표면에 대략 수직 방향으로부터 연삭재를 블래스트한 점에 문제가 있는 것을 파악하였다. 즉, 이에 의해 금형 모재 표면에는 종횡 방향에 등방적인 요철밖에 형성되지 않고 종방향과 횡방향에서 다른 확산각을 갖는 광확산 시트용 복제 금형의 제작은 할 수 없었다. 그래서, 샌드 블래스트 가공에 있어서 금형 모재 표면에의 연삭재를 송풍하는 방법에 대해 주목하여 예의 검토한 후, 본 발명을 이루는 것에 이르렀다.

또한, 스크린 중앙부와 주변부에서 휘도차가 생기는 문제는 스크린 중앙부에의 프로젝터광의 입사각이 0°이므로, 그 반사광 중 가장 광량이 많은 부분이 시청자측으로 되돌아 오는 데 반해, 스크린 주변부에서는 프로젝터광의 입사각이 O°가 아니어서, 반사광의 가장 광량이 많은 부분은 스크린의 외측을 향해 반사되어 정면의 시청자측에는 광량이 적은 부분밖에 반사되지 않기 때문인 것이 판명되었다. 발명자들은 상기 샌드 블래스트 가공에 있어서 금형 모재 표면에의 연삭재를 송풍 하는 방법으로 얻게 된 지견을 기초로 예의 검토를 행하여 이 문제를 해결하는 본 발명을 이루는 것에 이르렀다.

즉, 상기 과제를 해결하기 위해 제공하는 본 발명은 광확산 시트를 복제하는 데 이용되는 금형의 제조 방법에 있어서, 금형 모재 표면에 블래스트 건으로부터 연삭재를 송풍하여 상기 금형 모재 표면에 요철을 형성하는 샌드 블래스트 가공을 행하는 것으로 이루어지고, 상기 금형 모재면에 대한 연삭재의 송풍 각도가 전부 90°미만이 되도록 한 것을 특징으로 하는 광확산 시트 복제용 금형의 제조 방법이다(청구항 1).

여기서, 상기 금형 모재 표면과 상기 블래스트 건이 이루는 각을 0 내지 60°로 하여 샌드 블래스트 가공을 행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해 제공하는 본 발명은 금형을 직접 또는 간접적으로 이용하여 광확산 시트를 복제하는 것으로 이루어지는 광확산 시트의 제조 방법에 있어서, 금형 모재 표면에 블래스트 건으로부터 연삭재를 송풍하여 상기 금형 모재 표면에 요철을 형성하는 샌드 블래스트 가공을 행하고, 또한 금형 모재면에 대한 연삭재의 송풍 각도가 전부 90°미만이 되도록 한 것을 상기 금형으로서 이용하는 것을 특징으로 하는 광확산 시트의 제조 방법이다(청구항 3).

또한, 상기 과제를 해결하기 위해 제공하는 본 발명은 샌드 블래스트 처리 표면의 요철 형상을 전사한 광확산면을 구비한 광확산 시트이며, 상기 샌드 블래스 트 처리가 연삭재의 송풍 각도를 전부 90°미만이도록 한 처리인 것을 특징으로 하는 광확산 시트이다(청구항 5).

또한, 상기 과제를 해결하기 위해 제공하는 본 발명은 종방향과 횡방향에서 다른 확산 특성을 갖는 광확산면을 구비한 광확산 시트이며, 상기 종방향 및 상기 횡방향 중 어느 한 쪽 또는 양쪽에 있어서, 입사각 O°에서 확산면에 조사한 빛의 상기 확산면으로부터의 확산광 휘도의 각도 의존성을 측정하였을 때에 최대 휘도의 축어긋남을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 광확산 시트이다(청구항 6).

또한, 상기 과제를 해결하기 위해 제공하는 본 발명은 종방향과 횡방향에서 다른 확산 특성을 갖는 광확산면을 구비한 광확산 시트이며, 상기 종방향 및 상기 횡방향 중 어느 한 쪽 또는 양쪽에 있어서, 입사각 0°에서 확산면에 조사한 빛의 상기 확산면으로부터의 확산광 휘도의 각도 의존성을 측정하였을 때에 최대 휘도축이 광확산 시트 주요면의 법선 방향에 대해 기울어져 있고, 상기 최대 휘도축에 대해 상기 휘도 분포가 비대칭인 것을 특징으로 하는 광확산 시트이다(청구항 7).

또한, 상기 과제를 해결하기 위해 제공하는 본 발명은 종방향과 횡방향에서 다른 확산 특성을 갖는 광확산면을 구비한 광확산 시트이며, 상기 광확산면은 광확산 시트 주요면의 법선에 대해 비대칭인 볼록 또는 오목 형상의 미세 표면 요소를 갖는 것을 특징으로 하는 광확산 시트이다(청구항 8).

또한, 상기 광확산면의 요철 피치가 300 ㎛ 이하인 것이 적합하다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해 제공하는 본 발명은 종방향과 횡방향에서 다른 확산 특성을 갖는 광확산면을 구비하고, 상기 종방향 및 상기 횡방향 중 어느 한 쪽 또는 양쪽에 있어서, 입사각 0°에서 확산면에 조사한 빛의 상기 확산면으로부터의 확산광 휘도의 각도 의존성을 측정하였을 때에 최대 휘도의 축어긋남을 갖는 광확산 시트를 구비한 것을 특징으로 하는 스크린이다(청구항 10).

여기서, 상기 축어긋남이 해당 스크린의 중앙부 방향인 것이 바람직하다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해 제공하는 본 발명은 청구항 5 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 광확산 시트와, 상기 광확산 시트의 광확산면과는 반대면측에 설치된 반사층을 구비한 것을 특징으로 하는 스크린이다(청구항 12).

또한, 상기 과제를 해결하기 위해 제공하는 본 발명은 청구항 5 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 광확산 시트를 구비하고, 상기 광확산 시트는 상기 광확산면과는 반대면측으로부터의 투사광을 투과하여 상기 광확산면으로부터 확산하여 방사하는 것을 특징으로 하는 스크린이다(청구항 13).

이하에, 본 발명에 관한 광확산 시트의 제조 방법에 대해 설명한다.

광확산 시트의 제조 방법은 광확산 시트 복제용 금형의 제조 공정과 상기 금형에 의한 광확산 시트의 복제 공정으로 이루어진다.

(1) 광확산 시트 복제용 금형의 제조 공정

도1은 광확산 시트를 복제하는 데 이용되는 금형을 제조하는 모습을 나타내고 있고, 샌드 블래스트 가공에 의해 금형 모재(1)의 표면을 가공하여 광확산 시트 복제용 금형을 제조하고 있다.

샌드 블래스트 가공은 샌드 블래스트 장치(도시하지 않음)의 블래스트 건(2)으로부터 연삭재(3)를 사출시켜 금형 모재(1)의 표면으로 송풍하고, 연삭재(3)가 금형 모재(1)의 표면에 충돌함으로써 상기 금형 모재(1)의 표면에 요철이 형성되는 가공이다.

샌드 블래스트 장치는 블래스트 건(2)으로부터 연삭재(3)를 공기, 질소 등의 가압 가스로 사출시켜, 스테이지에 놓인 피가공재의 표면에 송풍하여 그 표면 가공을 행하는 장치이다. 본 발명에서는 스테이지 상에 금형 모재(1)를 배치하고, 이하에 나타내는 소정의 조건으로 샌드 블래스트 가공을 행한다.

연삭재(3)는 수지, 유리, 금속, 세라믹 등으로 이루어지는 구형 혹은 다각형 등의 뿔이 있는 입자가 바람직하고, 특히 뿔이 있는 입자가 바람직하다. 예를 들어, 글래스 비드, 지르코니아 입자, 스틸그리드, 알루미나 입자, 실리카 입자 등을 들 수 있다.

또한, 연삭재(3)의 평균 입경은 1 내지 1000 ㎛가 바람직하고, 5 내지 600 ㎛가 보다 바람직하다. 또한 5 내지 50 ㎛로 하면 더욱 바람직하다.

연삭재(3)의 입자 1개의 무게는 0.002 내지 8 ㎎이 바람직하다.

금형 모재(1)는 샌드 블래스트 가공을 행하는 데 적합한 재료로 이루어지는 시트이다. 이 재료는 수지 혹은 금속, 예를 들어 알루미늄, 구리, 스틸 등이 좋고, 특히 알루미늄이 적합하다. 또한, 금형 모재(1)는 스크린에 적용되는 광확산 시트의 크기에 1매로 대응할 수 있는 사이즈로 하면 된다. 또한, 금형 롤에 의한 연속 제조이면 광확산 시트의 폭에 대응할 수 있는 폭 사이즈의 금형 롤이면 된다.

연삭재(3)의 송풍 조건은, 도1에 있어서 금형 모재(1)의 주요면에 대해 연삭재(3)의 송풍 각도[부각(俯角)]가 모두 90°미만이 되도록 하면 된다. 상세하게 는, 금형 모재(1) 표면과 블래스트 건(2)이 이루는 각도(θ)를 0 내지 60°로 하면 좋고, 0 내지 20 ℃로 하면 더욱 좋다. 또한, 0 내지 10°으로 하는 것이 보다 바람직하다.

예를 들어, 본 발명에서는 각도(θ)를 10°로 송풍을 행함으로써 연삭재(3)의 송풍 방향과 그에 직각인 방향의 홈 피치를 바꿀 수 있고, 또한 송풍 방향의 표면 거칠기 프로파일을 광확산 시트의 주요면축(법선)에 대해 비대칭으로 하는 것이 가능하다.

금형 모재(1)에 충돌한 연삭재(3)는 그 에너지를 잃어버리면서 금형 모재(1)의 표면을 절삭, 혹은 변형시킨 후에 금형 모재(1)의 상방에 일정 각도를 갖고 비산하지만, 상기 송풍 조건으로 함으로써 연삭재(3)는 금형 모재(1)에 일정 각도를 갖고 충돌하므로, 그 충돌에 의해 발생한 변형 형상은 횡방향(X축 방향)과 종방향(Y축 방향)에서 다르다. 예를 들어, 도1의 조건에서는 X축 방향의 변형 형상(오목부) 쪽이 Y축 방향의 그보다도 길어진다. 바꾸어 말하면, X축 방향의 표면 거칠기 쪽이 Y축 방향의 표면 거칠기보다도 피치가 길어진다. 이 피치 등의 표면 거칠기의 변수는 금형 모재(1), 연삭재(3), 샌드 블래스트 가공 조건[연삭재(3)의 송풍 조건 등]의 각 변수에 의해 조정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 입경이 큰 연삭재를 이용한 경우에는 X, Y축 방향 모두 큰 피치의 거칠기를 실현할 수 있어, 보다 밀도가 큰 연삭재를 사용하면 홈이 깊은 형상을 실현할 수 있다.

또한, 금형 모재(1)에 있어서의 가공 형상으로서 연삭재(3)의 분사 방향의 가공 형상은 분사시의 에너지를 결정하는 블래스트 건(2)의 가압 공기의 압력, 블 래스트 건(2)의 각도, 블래스트 건(2)과 금형 모재(1)의 거리, 연삭재(3)의 형상, 밀도, 경도, 금형 모재의 재질 등으로 제어할 수 있다. 분사 방향과 수직 방향의 가공 형상에 대해서는, 연삭재의 형상, 경도에 따라 제어하는 것이 가능하다. 또한, 연삭재(3)가 에너지를 잃어버리면서 금형 모재(1)를 변형시키는 궤적과, 반발력에 의해 금형 모재(1)로부터 비산해 갈 때의 궤적은 대칭이 아니므로, 도2에 도시한 바와 같이 금형 모재(1)의 주요면축에 대해 비대칭의 표면 형상을 형성하는 것이 가능하다.

또한, 상기 송풍 조건에 의해 제조한 광확산 시트 복제용 금형을 사용함으로써, 광확산 시트를 종방향과 횡방향에서 확산각이 다른, 혹은 종횡 방향에 확산 특성에 이방성이 있는 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 도1의 연삭재(3)의 송풍 조건에서는, 반사광 또는 투과광의 확산각은 X 방향으로 좁아지고, Y 방향으로 넓어져, 확산 특성으로서 X 방향의 X₁측에 휘도 피크가 축 어긋난 것이 된다.

혹은 반사광 또는 투과광의 확산각은 X 방향으로 좁아지고, Y 방향으로 넓어지고, 또한 입사각 0°에서 확산면에 조사한 빛의 상기 확산면으로부터의 확산광 휘도의 각도 의존성을 측정하였을 때에 최대 휘도축이 광확산 시트 주요면의 법선 방향에 대해 X₁측으로 기울어져 있고, 상기 최대 휘도축에 대해 상기 휘도 분포가 비대칭인 것이 된다.

또한, 블래스트 건(2)을 금형 모재(1)에 대해 눕힐수록, 즉 각도(θ)를 작게 할수록 후술하는 광확산 시트의 확산각의 종횡 비율을 크게 할 수 있어, 확산 특성 의 이방성의 효과도 크다.

또한, 연삭재(3)는 금형 모재(1)에 대해 각도(θ)를 중심으로 하여 각도 폭(α)을 갖고 블래스트 건(2)으로부터 사출된다. 바꾸어 말하면, 연삭재(3)는 금형 모재에 각도(β₁ 내지 β₂)의 범위 내에서 입사하여 충돌한다. 각도 폭(α)은 통상 10°정도이다.

금형 모재(1)의 보다 작은 영역을 가공하는 경우에는 각도 폭(α)을 보다 작게 하거나, 혹은 블래스트 건(2)과 금형 모재(1)와의 거리(L)를 작게 하면 된다. 보다 넓은 영역을 가공하기 위해서는, 블래스트 건(2) 또는 금형 모재(1)를 매끈하게 이동시키면서 샌드 블래스트 가공을 행하면 된다.

상기에서는 금형 모재(1)의 주요면에 대한 연삭재(3)의 송풍 각도를 부각으로서 모두 90°미만으로 하고, 연삭재(3)를 금형 모재(1)의 긴 변 방향[도1의 (b)에 있어서 X축 방향]의 한 방향으로 송풍하는 경우였지만, 금형 모재(1)의 주요면에 대한 연삭재(3)의 송풍 각도로서 상기와 같은 부각을 갖게 하는 동시에, 금형 모재(1)의 주요면(XY2축 평면) 상에서도 주축에 대해 각도를 갖게 해도 좋다.

예를 들어 도3에 도시한 바와 같이 금형 모재(1)의 주요면에 대한 연삭재(3)의 송풍 각도로서 부각(θ₁)을 갖게 하는[도3의 (a)] 동시에, X축에 대해 각도(θ₂)만큼 기울어지게 하여 블래스트 건(2)을 배치한다. 이에 의해, 반대광 또는 투과광의 확산 특성으로서 X축 방향의 X₁측이면서 또한 Y축 방향의 Y₁측에 휘도 피크가 축 어긋남된 것이 된다.

본 발명에서는 블래스트 건(2)으로부터 연삭재(3)를 출사하면서 블래스트 건(2)을 금형 모재(1) 상에서 스캔시켜, 금형 모재(1)의 주요면 전체면에 대해 샌드 블래스트 가공을 행한다.

블래스트 건(2)의 스캔 예를 도4에 나타낸다. 블래스트 건(2)으로부터 연삭재(3)를 출사하면서 블래스트 건(2)을 금형 모재(1) 상을 Y축의 일방향으로 일정 속도로 이동시키고, 연삭재(3)의 충돌 영역이 금형 모재(1)의 단부면 부근에 도달하면, 일정 피치로 X축 방향으로 이동시키고, 이번에는 Y축의 역방향으로 블래스트 건(2)을 일정 속도로 이동시킨다. 이후, 연삭재(3)의 충돌 영역이 금형 모재(1)의 단부면 부근에 도달할 때마다 블래스트 건(2)을 일정 피치로 X축 방향으로 이동시킨 후, Y축 방향의 이동을 반전시켜 샌드 블래스트 가공을 연속해서 행하여, 금형 모재(1)의 표면 전체면에 원하는 요철을 형성한다.

X축 방향의 이동 피치는 인접하는 연삭재(3)의 충돌 영역이 어느 정도 포개어져, 금형 모재(1) 표면 전체적으로 똑같은 요철 형상을 갖도록 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 연삭재(3)의 충돌 영역에 마스크를 걸어 그 충돌 영역의 중심 영역만큼 금형 모재(1)에 충돌하도록 해도 좋다.

또한, 스캔 방법에 관하여, 금형 모재(1)는 고정하고, 블래스트 건(2)을 이동시키도록 해도 좋고, 혹은 금형 모재(1)를 적재한 스테이지를 X축 방향으로 이동시켜 블래스트 건(2)을 Y축 방향으로 이동하도록 해도 좋다.

또, 연삭재(3)의 송풍 조건으로서, 도1과 같이 금형 모재(1) 표면과 블래스트 건(2)이 이루는 각도(θ)를 일정하게 스캔해도 좋지만, 금형 모재(1)의 XY축 좌 표 상의 위치에 의해 상기 각도(θ)를 변화시켜도 좋다.

(2) 광확산 시트의 복제 공정

상기 광확산 시트 복제용 금형의 제조 공정에 의해 제작된 광확산 시트 복제용 금형의 표면에는 소정의 요철 형상을 갖는 미세 조각면이 형성되어 있다. 이 미세 조각면을 이용하여 광확산 시트를 제조하면 된다. 또한, 상기 광확산 시트 복제용 금형을 직접 또는 간접적으로 이용하여, 이 미세 조각면으로부터 광확산 시트를 제조하는 방법이면 어떠한 제조 방법에도 본 발명의 적용이 가능하다.

예를 들어, 광확산 시트 복제용 금형을 직접적으로 이용하는 방법으로서는, 이 금형을 프레스 가공에 의해 열성형의 플라스틱 필름에 형 압박하는 등하여 광확산 시트를 제조하는 방법을 예로 들 수 있다. 혹은, 금형 상에 자외선 경화형 수지를 도포, 투명 지지 부재를 씌워 자외선 조사하여 경화하고, 금형으로부터 이형(離型)함으로써 원하는 광확산 시트를 얻을 수 있다. 또한, 이와 같은 금형 상에의 수지의 도포 및 경화의 처리를 투명 지지 부재 상에서 반복해서 행하고, 수지 경화층을 적층시킨 광확산 시트를 제작해도 좋다. 또, 상기 금형으로부터의 성형재 이형성을 향상시키기 위해, 금형 표면에 미리 니켈 증착이나 불소계 재료, 실리콘계 재료 코팅 등의 이형 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.

광확산 시트 복제용 금형을 간접적으로 이용하는 방법으로서는, 상기 광확산 시트 복제용 금형의 제조 공정에서 제작된 광확산 시트 복제용 금형을 마스터로 하고, 전기 주조 형태를 취함으로써 동일 금형을 복제하고, 이 복제한 금형을 이용하여 상기 광확산 시트 복제용 금형을 직접적으로 이용하는 방법과 마찬가지로 광확 산 시트를 제조하는 방법을 예로 들 수 있다. 또한, 반전 형상 전기 주조형을 한 번 취한 후에 무알칼리 글라스 등의 자외선 영역에 흡수가 적은 투명 재질로 전사 복제한 형을 작성해도 좋다. 이 투명한 형을 이용함으로써, 광확산 시트를 자외선 경화 수지로 복제할 때에 형측으로부터 자외선을 조사하여 수지 경화시킬 수 있게 된다.

여기서 사용하는 자외선 경화형 수지는 광학적 투명성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 아크릴계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 실리콘 수지 등 각종 수지를 이용하면 되지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 자외선에 의한 경화 수지의 열화를 억제하기 위해 자외선 흡수제를 미량 첨가하거나, 착색이 필요해지는 용도에 있어서는 광흡수제를 첨가하는 것도 가능하다.

또한, 광확산 시트를 구성하는 재료로서, 이 밖에 굴절률을 조정하기 위해 미립자를 포함한 열성형성 플라스틱이나 방사선 경화형 수지를 이용할 수도 있고, 첨가되는 미립자는 Ti, Zr, Al, Ce, Sn, La, In, Y, Sb, 등의 산화물, 또는 In-Sn 등의 합금 산화물을 예로 들 수 있다. 또한, 광촉매를 억제할 목적으로 Ti 산화물에 Al, Zr 등의 산화물이 적당량 함유되었다 해도 본 발명의 효과를 방해하는 것은 아니다.

또한, 미립자의 비표면적은 55 내지 85 ㎡/g이 바람직하고, 75 내지 85 ㎡/g인 것이 보다 바람직하다. 비표면적이 이 범위에 있으면, 미립자의 분산 처리에 의해 광학막용 재료 중에 있어서의 미립자의 입도가 100 ㎚ 이하로 억제하는 것이 가능해지고, 불투명도가 상당히 작은 광학막을 얻는 것이 가능하다.

상기 미립자를 분산시키는 분산제는 그 함유량이 미립자에 대해 3.2 내지 9.6 × 10¹¹ ㏖/㎡이지만, 이보다 함유량이 적으면 광확산 시트에 충분한 분산성을 얻을 수 없다. 반대로, 함유량이 많으면, 도포막 중에 있어서의 분산제 부피 비율이 상승하므로 막 굴절률이 저하되어 굴절률의 조정 범위가 좁아지므로 설계가 곤란해진다.

상기한 분산제에 포함되는 친수기의 극성 관능기의 양은 10^-3 내지 10^-1 ㏖/g이다. 관능기가 이보다 적거나, 혹은 많은 경우에는 미립자의 분산에 대한 효과가 발현되지 않고, 분산성 저하 등으로 이어진다.

극성 관능기로서, 이하에 나타내는 바와 같은 관능기로도 응집 상태가 되지 않으므로 유용하다.

ㆍ-SO₃M, -OSO₃M, -COOM, P ＝ O(OM)₂(여기서, 식 중 M은 수소 원자 혹은 리튬, 칼륨, 나트륨 등의 알칼리 금속임), 3급 아민, 4급 암모늄염

ㆍR1(R2)(R3)NHX(여기서, 식 중 R₁, R₂, R₃은 수소 원자 혹은 탄화수소기이고, X^-는 염소, 브롬. 요소 등의 할로겐 원소 이온 혹은 무기 및 유기 이온임)

ㆍ-OH, -SH, -CN, 에폭시기 등

극성 관능기의 도입 부위는 특별히 규정은 없다. 이들 분산제는 1종류 단독으로 이용되는 것이 가능하지만, 2종류 이상을 병용하는 것도 가능하다.

또한, 도포막에 있어서의 본 발명의 분산제는 총량으로 상기 강자성 분말 100 중량부에 대해 20 내지 60 중량부가 바람직하고, 38 내지 55 중량부가 보다 바람직하다. 극성 관능기의 도입 부위는 특별히 규정은 없다.

또한, 분산제 친유기의 중량 평균 분자량은 110 내지 3000이 바람직하다. 분자량이 이 범위보다도 낮으면, 유기 용매에 대해 충분히 용해되지 않는 등의 폐해가 발생한다. 반대로 너무 높은 경우에는 광학막에 충분한 분산성을 얻을 수 없다. 또한, 분산제의 분자량의 측정은 겔퍼매이션 크로마토 그래프(GPC)법에 의해 행하면 된다.

상기 분산제에는 결합제와 경화 반응을 일으키기 위한 관능기를 갖고 있어도 좋다. 또한, 본 발명의 분산제 이외의 결합제를 포함하는 경우에는 결합기를 많이 갖는 다관능 폴리머, 또는 모노머가 바람직하다.

또한, 광확산 시트의 막 두께를 조정하기 위해 유기 용매로 희석하는 것도 가능하고, 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 이소부틸 알코올 등의 알코올계 용매, 초산메틸, 초산에틸, 초산부틸, 초산프로필, 유산에틸, 에틸렌글리콜아세테이트 등의 에스테르계 용매 등이 이용된다. 이들 유기 용매는 반드시 100 ％ 순수할 필요는 없고, 이성체, 미반응물, 분해물, 산화물, 수분 등의 불순 성분이 20 ％ 이하이면 포함되어 있어도 상관없다. 또한, 낮은 표면 에너지를 갖는 지지 부재 상에 도포하기 위해서는, 보다 낮은 표면 장력을 갖는 용매를 선택하는 것이 바람직하고, 예를 들어 메틸이소부틸케톤, 메탄올, 에탄올 등을 예로 들 수 있다.

분산제와 경화 반응하는 결합제는 열경화성 수지, 자외선(UV) 경화형 수지, 전자선(EB) 경화형 수지 등을 예로 들 수 있다. 열경화성 수지, UV 경화형 수지, EB 경화형 수지의 예로서는 폴리스틸렌 수지, 스틸렌 공중합체, 폴리카보네이트, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 폴리아민 수지, 요소 포름알데히드 수지 등을 예로 들 수 있다. 그 밖의 환형(방향족, 복소환식, 지환식 등) 기(基)를 갖는 폴리머라도 좋다. 또한, 탄소쇄(鎖) 중에 불소, 실라놀기가 들어간 수지라도 상관없다.

상기 수지를 경화 반응시키는 방법은 방사선 또는 열 모두 좋지만, 자외선 조사에 의해 수지의 경화 반응을 행하는 경우에는 중합 개시제의 존재하에서 행하는 것이 바람직하다. 래디컬 중합 개시제로서는, 예를 들어 2, 2'-아조비스이소부틸로니트릴, 2, 2'-아조비스(2, 4-디메틸바레로니트릴) 등의 아조계 개시제 ; 벤조일퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드, t-브틸퍼옥토에이트 등의 퍼옥시드계 개시제를 예로 들 수 있다.

이들 개시제의 사용량은 중합성 단일량체 합계 100 중량 ％당 0.2 내지 10 중량 ％, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5 중량 ％로 한다.

투명 지지 부재는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 폴리올레핀(PO) 등의 폴리머에 의해 구성된 투명 필름, 유리판, 아크릴판, 메타크릴스틸렌판, 폴리카보네이트판 및 불소 수지 등 원하는 광학 특성을 만족하는 것이면 좋다. 광학 특성으로서, 상기 투명 지지 부재를 구성하는 재료의 굴절률은 1.3 내지 1.6, 불투명도는 8 ％ 이하, 투과율은 80 ％ 이상이 바람직하다. 또한, 투명 지지 부재에 안티 글레어 기능을 갖게 해도 좋다.

본 발명의 광확산 시트는, 상기 방법으로 제작된 금형의 표면 형상이 전사된 것이며, 종방향과 횡방향에서 다른 확산 특성을 갖는 광확산면을 구비하고, 종방향 및 상기 횡방향 중 어느 한 쪽 또는 양쪽에 있어서, 입사각 0°로 확산면에 조사한 빛의 상기 확산면으로부터의 확산광 휘도의 각도 의존성을 측정하였을 때에 최대 휘도의 축 어긋남을 갖고 있다.

혹은, 본 발명의 광확산 시트는 상기 방법으로 제작된 금형의 표면 형상이 전사된 것이며, 종방향과 횡방향에서 다른 확산 특성을 갖는 광확산면을 구비하고, 종방향 및 상기 횡방향 중 어느 한 쪽 또는 양쪽에 있어서, 입사각 0°로 확산면에 조사한 빛의 상기 확산면으로부터의 확산광 휘도의 각도 의존성을 측정하였을 때에 최대 휘도축이 광확산 시트 주요면의 법선 방향에 대해 기울어져 있고, 상기 최대 휘도축에 대해 상기 휘도 분포가 비대칭이다.

또한, 본 발명의 광확산 시트는 복수의 볼록 또는 오목 형상의 미세 표면 요소로 이루어지고 종방향과 횡방향에서 다른 확산 특성을 갖는 광확산면을 구비하고, 상기 광확산면은 광확산 시트 주요면의 법선에 대해 비대칭인 볼록 또는 오목 형상의 미세 표면 요소를 갖는다.

본 발명에 관한 스크린의 실시 형태로서, 반사형 스크린에 대해 설명한다.

도5는 본 발명에 관한 반사형 스크린의 구성을 도시하는 단면도이다.

본 발명의 반사형 스크린은 상기 본 발명의 광확산 시트(14)와, 광확산 시트(14)의 광확산면과는 반대면측에 설치된 반사층을 구비한 것이고, 예를 들어 도5에 도시한 바와 같이 지지 부재(11) 상에 광학 다층막(12)과, 광흡수층(13)과, 광확산 시트(14)가 설치된 구성이다.

지지 부재(11)는 투명 필름, 유리판, 아크릴판, 메타크릴스틸렌판, 폴리카보네이트판, 렌즈 및 불소 수지 등 원하는 광학 특성을 만족하는 것이면 좋다. 광학 특성으로서, 상기 지지 부재(11)를 구성하는 재료의 굴절률은 1.3 내지 1.6, 불투명도는 8 ％ 이하, 투과율은 80 ％ 이상이 바람직하다. 또한, 지지 부재(11)에 안티 글레어 기능을 갖게 해도 좋다.

광학 다층막(12)은, 후술하는 광학막용 도료(H)를 도포ㆍ경화하여 얻어지는 고굴절률의 광학막(12H)과, 후술하는 광학막용 도료(L)를 도포ㆍ경화하여 얻어지는 저굴절률의 광학막(12L)이 교대로 적층된 구성이다. 상세하게는, 지지 부재 상에서, 우선 광학막(12H)이 설치되고, 이어서 광학막(12L)이 설치되고, 이후 광학막(12H)과 광학막(12L)이 교대로 설치되고, 마지막으로 광학막(12H)이 설치된 구성이며, 2n + 1층(n은 1 이상의 정수임)으로 이루어지는 적층막인 것이 바람직하다.

광학막(12H)은 지지 부재(11), 또는 광학막(12L) 상에 광학막용 도료(H)를 도포한 후에 경화 반응에 의해 형성되는 광학막이다.

이 광학막의 막 두께는, 80 ㎚ 내지 15 ㎛, 보다 바람직하게는 600 내지 1000 ㎚로 한다. 15 ㎛보다 두껍게 하면, 완전히 분산할 수 없었던 미립자에 의한 불투명도 성분이 증대되어 광학막으로서의 기능을 얻을 수 없기 때문이다.

이 광학막의 굴절률은 1.6 내지 2.1로 하는 것이 바람직하다. 굴절률을 2.1보다도 높게 하면, 미립자의 분산성이 불충분해져 광학막으로서의 기능이 손상되 고, 굴절률을 1.6보다도 낮은 경우에는 필요하게 되는 광학 특성을 얻을 수 없는 경우가 있다.

광학막(12L)은 광학막(12H) 상에 광학막용 도료(L)를 도포한 후에 경화 반응에 의해 형성되는 불소 함유막 혹은 실리카, 공중 미립자 함유막 등이다.

굴절률은 1.45 이하의 굴절률을 갖는 막이 특히 바람직하다. 광학막(12L)의 굴절률은 도료에 포함되는 수지의 종류, 경우에 따라서는 미립자의 종류 및 첨가량 등에 의해 결정된다.

또한, 이 광학막의 막 두께는 80 ㎚ 내지 15 ㎛, 보다 바람직하게는 600 내지 1000 ㎚로 한다.

이상의 구성에 있어서, 광학 다층막은 적색, 녹색, 청색의 3파장대의 빛에 대해 높은 반사 특성을 갖고, 적어도 이들 파장 영역 이외의 가시 파장 영역의 빛에 대해서는 고투과 특성을 갖게 된다. 또, 광학막(12H), 광학막(12L) 각각의 굴절률이나 두께를 조정함으로써, 광학 다층막으로서 반사하는 3파장대의 파장 위치를 시프트시켜 조정하는 것이 가능하고, 이에 의해 프로젝터로부터 투사되는 빛의 파장에 대응시킨 광학 다층막으로 할 수 있다.

또, 광학 다층막을 구성하는 광학막(12H) 및 광학막(12L)의 층수는 특별히 한정되는 것이 아니라, 원하는 층수로 할 수 있다. 또한, 광학 다층막은 프로젝터광의 입사측 및 그 반대측의 최외층이 광학막(12H)이 되는 홀수층에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 광학 다층막을 홀수층의 구성으로 함으로써, 짝수층으로 한 구성인 경우보다도 3원색 파장 대역 필터로서 기능이 우수한 것이 된다.

광학 다층막의 구체적인 층수는 3 내지 7층의 홀수층으로 하는 것이 바람직하다. 층수가 2 이하인 경우에는 반사층으로서의 기능이 충분하지 않기 때문이다. 한편, 층수가 많을수록 반사율은 증가되지만, 층수 8 이상에서는 반사율의 증가율이 작아지고, 광학 다층막의 형성 소요 시간을 더할수록 반사율의 개선 효과를 얻을 수 없게 되기 때문이다.

광흡수층(13)은 광학 다층막(12)을 투과한 빛을 흡수시키기 위한 것으로, 예를 들어 도5에서는 지지 부재(11)의 광학 다층막(12)이 설치된 면과는 반대면에 흑색 도료를 도포하여 형성한다. 혹은, 흑색 필름을 접합해도 좋다.

광확산 시트(14)는, 상기 광확산 시트의 제조 방법에 의해 얻어지는 것이고, 광학 다층막(12) 상에 접합하여 형성된다.

또, 여기서는 반사층으로서 파장 선택형의 반사층인 광학 다층막(12)의 예를 나타내었지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 반사층은 영상광을 반사할 수 있는 것이면 좋다. 예를 들어 알루미늄이나 은 등의 가시광이 넓은 파장 범위에 걸쳐 반사율이 높은 재료를 사용한 반사층을 들 수 있다.

상기 반사형 스크린(10)에 의해, 스크린의 어떤 장소에 있어서도 방출되는 빛이 원하는 시야 내에 지향하게 하도록 제어되기 때문에, 높고 균일한 휘도나 게인을 얻을 수 있어 눈으로 확인 가능한 스크린을 제공할 수 있다.

또한, 상기 스크린에의 입사광의 표면 산란을 억제하여 프로젝터로부터의 특정 파장의 빛을 반사하고, 외광 등의 그 이외의 파장 영역의 입사광을 투과 및 흡수하는 선택 반사가 가능해지고, 반사형 스크린(10) 상의 영상의 흑색 레벨을 내려 고콘트라스트를 달성하는 것이며, 방이 밝은 상태라도 콘트라스트가 높은 영상을 표시하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 그레이팅ㆍ라이트ㆍ밸브(GLV)를 이용한 회절 격자형 프로젝터와 같은 RGB 광원으로부터의 빛을 투사한 경우에 스크린(10) 상에서 광시야 각으로, 또한 콘트라스트가 높고, 외광의 투영이 없는 양호한 영상을 감상할 수 있게 된다.

즉, 반사형 스크린(10)에 입사하는 빛은, 광기능성 확산판(11)에서 표면 산란하는 일 없이 투과하여 광학 다층막(12)에 도달하고, 상기 광학 다층막(12)에서 입사광에 포함되는 외광 성분은 투과되어 광흡수층(14)으로 흡수되고, 영상에 관계되는 특정 파장 영역의 빛만 선택적으로 반사되고, 그 반사광은 광기능성 확산판(11)의 표면에서 확산되어 시야각이 넓은 화상광으로서 시청자에게 제공된다. 따라서, 상기 반사광인 화상광에의 외광의 영향을 높은 레벨로 배제할 수 있어, 종래에 없는 고콘트라스트화가 가능해진다.

여기서, 상기 광학막(12H) 및 광학막(12L)을 형성하기 위한 도료인 광학막용 재료(H 및 L)에 대해 설명한다.

(1) 광학막용 재료(H)

광학막용 도료(H)는 미립자와, 유기 용매와, 에너지를 흡수하여 경화 반응을 일으키는 결합제와 분산제를 함유한다.

미립자는 성막된 후의 광학막의 굴절률을 조정하기 위해 첨가되는 고굴절률 재료의 미립자이며, Ti, Zr, Al, Ce, Sn, La, In, Y, Sb, 등의 산화물, 또는 In-Sn 등의 합금 산화물을 예로 들 수 있다. 또, 광촉매를 억제할 목적으로 Ti 산화물에 Al, Zr 등의 산화물이 적당량 함유되었다고 해도, 본 발명의 효과를 방해하는 것은 아니다.

또한, 미립자의 비표면적은 55 내지 85 ㎡/g이 바람직하고, 75 내지 85 ㎡/g인 것이 보다 바람직하다. 비표면적이 이 범위에 있으면, 미립자의 분산 처리에 의해 광학막용 재료 중에 있어서의 미립자의 입도로 100 ㎚ 이하로 억제하는 것이 가능해지고, 불투명도가 매우 작은 광학막을 얻는 것이 가능하다.

상기 미립자를 분산시키는 분산제는, 그 함유량이 미립자에 대해 3.2 내지 9.6 × 10¹¹㏖/㎡이지만, 이보다 함유량이 적으면 광학막에 충분한 분산성을 얻을 수 없다. 반대로, 함유량이 많으면, 도포막 중에 있어서의 분산제 부피 비율이 상승하기 때문에, 막 굴절률이 저하되어 굴절률의 조정 범위가 좁아지므로 광학막 적층 설계가 곤란해진다.

상기 분산제에 포함되는 친수기의 극성 관능기의 양은, 10^-3 내지 10^-1㏖/g이다. 관능기가 이보다 적거나 혹은 많은 경우에는 미립자의 분산에 대한 효과가 드러나지 않고, 분산성 저하 등으로 이어진다.

극성 관능기로서, 이하에 나타낸 바와 같은 관능기라도 응집 상태가 되지 않기 때문에, 유용하다.

ㆍ -SO₃M, -OSO₃M, -COOM, P = O(OM)₂(여기서, 식 중 M은, 수소 원자 혹은 리튬, 칼륨, 나트륨 등의 알카리 금속이다), 3급 아민, 4급 암모늄염

ㆍ R1(R2)(R3) NHX(여기서, 식 중 R₁, R₂, R₃은 수소 원자 혹은 탄화수소기이고, X^-는 염소, 브롬, 요소 등의 할로겐 원소 이온 혹은 무기ㆍ유기 이온임)

ㆍ -OH, -SH, -CN, 에폭시기 등

극성 관능기의 도입 부위는 특별히 규정은 없다. 이들 분산제는 1 종류 단독으로 이용되는 것이 가능하지만, 2 종류 이상을 병용하는 것도 가능하다.

또한, 도포막에 있어서의 본 발명의 분산제는 총량으로 상기 강자성 분말 100 중량 ％에 대해, 20 내지 60 중량 ％가 바람직하고, 38 내지 55 중량 ％가 보다 바람직하다. 극성 관능기의 도입 부위는 특별히 규정은 없다.

또한, 분산제 친유기의 중량 평균 분자량은 110 내지 3000이 바람직하다. 분자량이 이 범위보다도 낮으면, 유기 용매에 대해 충분히 용해되지 않는 등의 폐해가 생긴다. 반대로 너무 높은 경우에는 광학막에 충분한 분산성을 얻을 수 없다. 또, 분산제의 분자량의 측정은 겔퍼미에이션크로마토그래프(GPC)법에 의해 행하면 좋다.

상기 분산제에는, 결합제와 경화 반응을 일으키기 위한 관능기를 갖고 있어도 좋다. 또한, 본 발명의 분산제 이외의 결합제를 포함하는 경우에는 결합기를 많이 갖는 다관능 폴리머, 또는 모노머가 바람직하다.

유기 용매는, 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 이소부틸 알코올 등의 알코올계 용매, 초산메틸, 초산에틸, 초산부틸, 초산프로필, 유산에틸, 에틸렌글리 콜아세테이트 등의 에스테르계 용매 등이 이용된다. 이들 유기 용매는 반드시 100 ％ 순수할 필요는 없고, 이성체, 미반응물, 분해물, 산화물, 수분 등의 불순 성분이 20 ％ 이하이면 포함되어 있어도 상관없다. 또한, 낮은 표면 에너지를 갖는 지지 부재나 광학막 상에 도포하기 위해서는, 보다 낮은 표면 장력을 갖는 용매를 선택하는 것이 바람직하고, 예를 들어 메틸이소부틸케톤, 메탄올, 에탄올 등을 들 수 있다.

분산제와 경화 반응하는 결합제는 열경화성 수지, 자외선(UV) 경화형 수지, 전자선(EB) 경화형 수지 등을 예로 들 수 있다. 열경화성 수지, UV 경화형 수지, EB 경화형 수지의 예로서는 폴리스틸렌 수지, 스틸렌 공중합체, 폴리카보네이트, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 폴리아민 수지, 요소 포름알데히드 수지 등을 예로 들 수 있다. 그 밖의 환형(방향족, 복소환식, 지환식 등)기를 갖는 폴리머라도 좋다. 또한, 탄소쇄(鎖) 중에 불소, 실라놀기가 들어 간 수지라도 상관없다.

상기 수지를 경화 반응시키는 방법은 방사선 또는 열 모두 좋지만, 자외선 조사에 의해 수지의 경화 반응을 행하는 경우에는, 중합 개시제의 존재 하에서 행하는 것이 바람직하다. 래디컬 중합 개시제로서는, 예를 들어 2, 2'-아조비스이소부틸로니트릴, 2, 2'-아조비스(2, 4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조계 개시제 ; 벤조일퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드, t-부틸퍼옥토에이트 등의 퍼옥시드계 개시제를 들 수 있다. 이들 개시제의 사용량은, 중합성 단일량체 합계 100 중량 ％당 0.2 내지 10 중량 ％, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5 중량 ％로 한다.

광학막용 재료(H)는 도포된 후에 건조에 의해 미경화 상태의 광학막(22H)이 되고, 이어서 경화 공정에 있어서 방사선 또는 열에 의해 경화 반응이 촉진되어 고굴절률 타입의 광학막(12H)이 된다.

(2) 광학막용 재료(L)

광학막용 도료(L)는 유기 용매와 결합제를 함유하는 것이다. 결합제는 유기 용매에 용해되어 있고, 필요에 따라서 그 속에 미립자가 첨가되고 분산되어 있어도 좋다.

결합제는 자외선 등의 방사선, 열로부터의 에너지에 의해 경화 반응을 일으키는 관능기를 분자 내에 갖는 수지이며, 상기 박리 필름과의 박리성을 고려하면, 특히 불소계 수지 등이 적합하다. 또한 주쇄가 불소 변성된 폴리머, 측쇄가 불소 변성된 폴리머, 불소를 갖는 모노머 등을 이용하는 것이 바람직하다.

주쇄가 불소 변성된 폴리머에는, 예를 들어 퍼플루오로 주쇄형 퍼플루오로폴리에테르, 퍼플루오로 측쇄형 퍼플루오로폴리에테르, 알코올 변성 퍼플루오로폴리에테르, 이소시아네이트 변성 퍼플루오로폴리에테르 등을 들 수 있고, 또한 불소를 갖는 모노머에는, 예를 들어 CF₂= CF₂, CH₂= CF₂, CF₂= CHF 등을 들 수 있다. 이들 모노머를 중합한 것, 이들을 블록 폴리머화한 것도 사용할 수 있다.

측쇄가 불소 변성된 폴리머에 대해서는, 용제 가용한 주쇄에 대해 그라프트폴리머화한 것을 들 수 있지만, 특히 용제를 사용할 수 있는 수지로서 그 취급이 용이하므로 폴리 불화비닐리덴이 바람직한 저굴절률 열가소성 폴리머의 예로서 들 수 있다. 저굴절률 열가소성 폴리머로서 이 폴리 불화비닐리덴을 이용한 경우에는, 저굴절률층의 굴절률은 약 1.4가 되지만, 또한 저굴절률층의 굴절률을 내리기 위해서는 트리플루오로에틸아크릴레이트와 같은 저굴절률 아크릴레이트를, 전리 방사선 경화형 수지 100 중량 ％에 대해 10 중량 ％로부터 300 중량 ％, 바람직하게는 100 중량 ％로부터 200 중량 ％ 첨가해도 좋다.

미립자는, 성막된 후의 광학막의 굴절률을 조정하기 위해 필요에 따라서 첨가되는 저굴절률 재료의 미립자이며, LiF(굴절률 1.4), MgF₂(굴절률 1.4), 3NaFㆍAlF₃(굴절률 1.4), AlF₃(굴절률 1.4), SiOx(1.5 ≤ x ≤ 2.0)(굴절률 1.35 내지 1.48) 등의 재료로 이루어지는 초미립자가 바람직하다. 혹은 중공 미립자를 포함하게 해도 좋다.

유기 용매는, 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 이소부틸알코올 등의 알코올계 용매, 초산메틸, 초산에틸, 초산부틸, 초산프로필, 유산에틸, 에틸렌글리콜아세테이트 등의 에스테르계 용매, 불소 함유 용매로서는 퍼플루오로벤젠, 펜타플루오로벤젠, 1, 3-비스(트리플루오로메틸)벤젠, 1, 4-비스(트리플루오로메틸)벤젠 등의 불소 함유 방향족 탄화수소류, 퍼플루오로트리부틸아민, 퍼플루오로트리프로필아민 등의 불소 함유 알킬아민류, 퍼플루오로헥산, 퍼플루오로옥탄, 퍼플루오로데칸, 퍼플루오로도데칸, 퍼플루오로-2, 7-디메틸옥탄, 1, 3-디클로로-1, 1, 2, 2, 3-펜타플루오로프로판, 1H-1, 1-디클로로퍼플오로프로판, 1H-1, 3-디클로로퍼플 오로프로판, 1H-퍼플루오로부탄, 2H, 3H-퍼플루오로펜탄, 3H, 4H-퍼플루오로-2-메틸펜탄, 2H, 3H-퍼플루오로-2-메틸펜탄, 퍼플루오로-1, 2-디메틸헥산, 퍼플루오로-1, 3-디메틸헥산, 1H-퍼플루오로헥산, 1H, 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로헥산, 1H, 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로옥탄, 1H-퍼플루오로옥탄, 1H-퍼플루오로데칸, 1H, 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로데칸 등의 불소 함유 지방족 탄화수소류, 퍼플루오로데카인, 퍼플루오로시클로헥산, 퍼플루오로-1, 3, 5-트리메틸시클로헥산 등의 불소 함유 지환족 탄화수소류, 퍼플루오로-2-부틸테트라히드로프란, 불소 함유 저분자량 폴리에테르 등의 불소 함유 불소에테르류를 단독 또는 혼합하여 이용하는 것이 가능하다. 또한, 이들 유기 용매는 반드시 100 ％ 순수할 필요는 없고, 이성체, 미반응물, 분해물, 산화물, 수분 등의 불순 성분이 20 ％ 이하이면 포함되어 있어도 상관없다.

광학막용 재료(L)는 도포된 후에 건조에 의해 미경화 상태의 광학막(22L)이 되고, 이어서 경화 공정에 있어서 방사선 또는 열에 의해 경화 반응이 촉진되어 저굴절률 타입의 광학막(12L)이 된다.

이어서, 본 발명에 관한 반사형 스크린(10)의 제조 방법에 대해 이하에 설명한다.

(s1) 지지 부재(11)로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 준비하고, 상기 지지 부재(11)의 주요면에 광학막용 도료(H)를 소정량 도포한다.

(s2) 광학막용 도료(H)의 도포막을 건조 후, 자외선을 조사하여 경화시켜 소정 막 두께의 광학막(12H)을 형성한다.

(s3) 이어서, 광학막(12H) 상에 광학막용 도료(L)를 소정량 도포한다.

(s4) 그 도포막을 건조 후, 열경화시켜 소정 막 두께의 광학막(12L)을 형성한다. 이에 의해, 광학막(12H)과 광학막(12L)과의 적층 구성이 된다.

(s5) 이어서, 지지 부재(11)의 최외층에 있는 광학막(12L) 상에 소정량의 광학막용 도료(H)를 도포한다.

(s6) 광학막용 도료(H)의 도포막을 건조 후, 자외선을 조사하여 경화시켜 소정 막 두께의 광학막(12H)을 형성한다. 이후, 스텝 s3 내지 s6까지의 처리를 소정 횟수 행하고, 지지 부재(11) 상에 광학 다층막(12)을 형성한다.

(s7) 광학 다층막(12)의 최외층 표면에 저굴절률의 투명 접착제(EPOXY TECHNOLOGY사제 EPOTEK396)를 도포하고, 그 위에 광확산 시트(14)의 요철이 있는 면과는 반대면을 접촉면으로서 탑재한 후에 상기 접착제를 경화시켜 광학 다층막(12)과 광확산 시트(14)를 접합하는 접착층으로 한다.

(s8) 지지 부재(11)의 이면에 흑색의 광흡수제를 함유한 수지를 도포하고, 광흡수층(13)을 형성하여 본 발명에 관한 반사형 스크린(10)으로 한다.

다음에, 본 발명의 스크린의 다른 실시 형태로서 투과형 스크린에 대해 설명한다.

도6은, 본 발명에 관한 투과형 스크린의 구성을 도시하는 단면도이다. 본 발명의 투과형 스크린은 상기 본 발명의 광확산 시트를 구비하고, 상기 광확산 시트는 상기 광확산면과는 반대면측으로부터의 투사광을 투과하여 상기 광확산면으로부터 확산하여 방사하는 것이며, 예를 들어 도6에 도시한 바와 같이 지지 부재(101) 상에 광확산 시트(102)를 구비한 구성으로 이루어진다.

지지 부재(101)는 투과형 스크린의 지지 부재가 되는 것이고, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에테르술폰(PES), 폴리올레핀(PO) 등의 폴리머에 의해 구성할 수 있다. 또, 투과형 스크린으로서 이용하는 경우에는 표시 장치에 설치한 경우에 자립할 필요가 있기 때문에, 지지 부재(101)로서는 0.2 ㎜ 이상의 두께로 강성이 있는 투명 기재인 것이 바람직하다.

광확산 시트(102)는, 상기 광확산 시트의 제조 방법에 의해 얻어지는 것이고, 지지 부재(101)를 투과한 빛을 산란하여 산란광을 얻는 것이다. 시청자는 이 산란 반사광을 관찰함으로써 자연스러운 화상을 확인할 수 있게 된다.

예를 들어, 본 발명에 관한 투과형 스크린과, 최대 휘도 방향이 면직 방향에서 확산 특성이 최대 휘도축에 대해 대칭인 종래의 광확산 시트를 이용한 투과형 스크린을 좌우로 나란히 배치하고, 화상광을 배면으로부터 투영하여 스크린 정면 부근으로부터 관찰하면, 종래의 투과형 스크린을 이용한 표시 장치에서는 화면의 상측이 밝고 하측이 어두운 데 반해, 본 발명의 투과형 스크린을 이용한 표시 장치는 화면 전체면의 휘도가 높고 밝은 영상을 얻을 수 있다.

이 광확산 시트(102)에 있어서의 표면 형상을 스크린의 위치마다 조정함으로써 확산 특성을 조정하고, 시청자측에서 본 스크린 전체의 휘도 분포를 균일하게 하면 좋다. 그를 위해서는, 예를 들어 휘도 피크의 축 어긋남이, 상기 스크린의 중앙부 방향으로 하면 좋다. 즉, 스크린 전체의 확산 특성에 대해 본 경우, 스크린의 상하 좌우 모든 주변부에 있어서의 확산 특성으로서 투과광의 휘도의 피크가 스크린 중앙부의 방향으로 기운 특징을 갖고 있고, 스크린 중앙부로부터 주변부로 어긋날수록 그 기울기가 연속적으로 변화하여 커지는 경향으로 하면 좋다.

상기 본 발명에 관한 투과형 스크린(100)은, 예를 들어 PET 필름으로 이루어지는 지지 부재(101)의 한 쪽 표면에 상기 광확산 시트(102)를 부착함으로써 제작된다.

또한, 본 발명의 광확산 시트의 적용 범위로서는 투사형 표시 장치에 한정되는 것은 아니며, 시야각을 제어할 필요가 있는 표시 장치, 조명 장치 등 다양한 분야에 응용되는 것이 가능하다. 예를 들어, 광원의 배치 위치에 제한이 있고 배면, 정면에 광원을 배치할 수 없는 경우, 본 발명에 의해 작성한 광확산 시트를 이용함으로써 원하는 방향으로 집광하는 것이 가능해진다. 기타, 조명 장치에 적용한 경우, 방의 구석에 본 발명에 의해 작성한 광확산 시트를 구비한 조명을 설치함으로써, 방의 중앙을 밝게 할 수 있어 조명 효과를 얻을 수 있다.

<실시예>

본 발명의 실시예를 이하에 설명한다. 또, 이하에 나타낸 것은 예시이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

<제1 실시예>

이하의 조건으로 광확산 시트 복제용 금형을 제작하였다.

(1) 금형 모재 : 알루미늄판(X200 ㎜ × Y100 ㎜)

(2) 샌드 블래스트 조건

ㆍ 샌드 블래스트 장치(후지세이사꾸쇼제, 모델명 : SGF-4(A))

ㆍ 연삭재 : 알루미나(제품 번호 #180, 평균 입경 : 76 ㎛)

ㆍ 블래스트 건과 금형 모재와의 거리 : 50 ㎜

ㆍ 블래스트 건과 금형 모재와의 각도 : 8°

ㆍ 압축 공기압 : 0.5 ㎫

ㆍ 금형 모재 표면에의 연삭재 송풍 상태 : 도1의 상태

ㆍ 블래스트 건 스캔 조건 : 도4의 상태에서 X 방향, Y 방향으로 피치 5 ㎜로 스캔하였다.

이렇게 얻어진 금형 표면 상태를 도7에 나타낸다. 종방향과 횡방향(X축 방향과 Y축 방향)에서 그 표면의 요철 형상이 다르고, X축 방향의 변형 형상(오목함) 쪽이 Y축 방향의 그 보다도 길어져 있는 상태가 관찰되었다.

이어서, 이 금형의 표면 거칠기를 측정한 결과를 도8에 나타낸다. X축 방향의 표면 거칠기의 피치(Px) 쪽이 Y축 방향의 표면 거칠기의 피치(Py)보다도 길어져 있었다. 또한, 평균 요철 간격(Sm)으로서, X축 방향에서는 S = 0.14, Y축 방향에서 S = 0.08로 되어 있었다.

<제2 실시예>

이어서, 투명 수지[미쯔비시 수지(가부시끼가이샤)제 PET-G 필름 디아픽스]를 사용하고, 제1 실시예의 금형으로 프레스 가공하여 광확산 시트를 제작하였다.

이렇게 얻어진 광확산 시트에 대해, 이면으로부터 평행광을 입사하여 투과시켜 표면으로부터의 출사광의 확산각을 측정하였다. 그 결과를 도9에 나타낸다.

광확산 시트는 횡방향(X축 방향)과 종방향(Y축 방향)에서 다른 확산각을 나 타내고, 휘도 절반값 폭으로서 X축 방향에서는 18°, Y축 방향에서는 45°로 되어 있었다.

또, X축 방향의 휘도 분포[도9의 (a)]에 있어서, 휘도 피크(A)는 광확산 시트의 수직 방향의 각도(0°)로부터 축이 어긋나 있다. 이것이 본 발명에서 말하는 확산 특성의 이방성(축 어긋남)이다.

<제3 실시예>

블래스트 건과 금형 모재와의 각도(블래스트 각도)와 확산 특성의 이방성(축 어긋남 각도)와의 관계를 조사하기 위해, 제1 실시예에 있어서 블래스트 건과 금형 모재와의 각도(블래스트 각도)를 2 내지 90 °까지 단계적으로 변화시키고, 그 이외의 조건은 제1 실시예와 동일한 조건으로 하여 광확산 시트 복제용 금형을 제작하였다. 계속해서, 각각의 금형을 이용하여 제2 실시예와 동일한 조건으로 광확산 시트를 제작하고, 이와 같이 하여 얻어진 광확산 시트에 대해 이면으로부터 평행광을 수직으로 입사하여 투과시켜, 표면으로부터의 출사광에 대해 X축 방향의 휘도 분포를 측정하였다.

이와 같이 하여 얻어진 휘도 분포로부터 블래스트 각도와 확산 특성의 이방성(축 어긋남 각도)과의 관계를 구하였다. 그 결과를 표 1 및 도10에 나타낸다. 블래스트 각도에 의해 블래스트 전방 방향(도1에 있어서의 X₁ 방향)에 소정의 각도에서의 축 어긋남을 실현할 수 있었다.

[표 1]

(제4 실시예)

계속해서, 이하의 광학막용 도료(H), 광학막용 도료(L)를 사용하여 반사형 스크린을 제조하였다.

(1) 광학막용 도료(H)

·미립자 : TiO₂ 미립자

(이시하라산교샤제, 평균 입경 약 20 ㎚, 굴절율 2.48) 100 중량 ％(2.02 wt)

·분산제 : SO₃Na기 함유 분자

(중량 평균 분자량 : 1000, SO₃Na기 농도 : 2 × 10^-3mol/g) 20 중량 ％(0.40 wt)

·결합제 : 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트와 디펜타에리트리톨펜타아크 릴레이트의 혼합물

(니혼가야꾸샤제 UV 경화성 수지, 상품명 DPHA) 30 중량 ％(0.61 wt)

·유기 용매 : 메틸이소부틸케톤(MIBK) 4800 중량 ％(96.97 wt)

우선 미립자, 분산제, 유기 용매를 소정량 혼합하고, 페인트 쉐이커로 분산 처리를 행하여 TiO₂ 미립자 분산액을 얻었다. 계속해서, 상기 분산액에 결합제를 첨가하고, 교반기로 교반 처리를 행하여 도료(H)로 하였다.

(2) 광학막용 도료(L)

·말단부 카르복실기를 갖는 퍼플루오로부테닐비닐에테르의 중합체

(아사히가라스샤제, 상품명 사이톱)

(3) 반사형 스크린의 제조 방법

(s11) 투명 지지 부재의 양면에 도료(H)를 디핑 방식으로 도포한다.

(s12) 도료(H)의 도포막을 80 ℃로 건조 후 자외선(UV) 경화(1000 mJ/㎠)시키고, 한 쪽면당 막 두께 780 ㎚, 굴절율 1.94인 광학막(H)을 형성한다.

(s13) 계속해서, 그 고굴절율의 광학막(H) 상에 도료(L)를 디핑 방식으로 도포한다.

(s14) 도료(L)의 도포막을 90 ℃로 건조시키고 막 두께 1240 ㎚, 굴절율 1.34인 광학막(L)을 형성한다.

(s15) 광학막(L) 상에 스텝 s11과 동일 조건으로 도료(H)를 도포한다.

(s16) 도료(H)의 도포막을 스텝 s12와 동일 조건으로 막 형성하고, 한 쪽면 당 막 두께 780 ㎚, 굴절율 1.94인 광학막(H)을 형성한다. 이에 의해, 투명 지지 부재 상에 한 쪽면당 광학막(H)/광학막(L)/광학막(H)의 3층, 합계 6층의 광학 다층막을 얻을 수 있었다.

(s17) 상기 광학 다층막의 한 쪽 표면에 점착층을 거쳐서 제3 실시예의 광확산 시트를 접합한다.

(s18) 상기 광학 다층막의 다른 쪽 표면에 흑색 도료를 스프레이법에 의해 도포하고, 흑색광 흡수층으로서 반사형 스크린으로 하였다.

이와 같이 하여 얻어진 반사형 스크린에 대해, 화상광을 투영하여 스크린 정면 부근으로부터 관찰한 바, 특정한 장소에서 균일하고 높은 휘도의 화상을 볼 수 있어, 반사 화상광이 특정한 시야 내에 지향하게 하도록 제어되어 있는 것이 확인되었다.

(제5 실시예)

이하의 조건으로 광확산 시트 복제용 금형을 제작하였다.

(1) 금형 모재 : 알루미늄판(X 200 mm × Y 100 mm)

(2) 샌드 블래스트 조건

·샌드 블래스트 장치[후지세이사꾸쇼제, 모델명 : SGF-4 (A)]

·연삭재 : 알루미나(제품 번호 # 220)

·블래스트 건과 금형 모재와의 거리 : 50 mm

·블래스트 건과 금형 모재와의 각도 : 10 °

·압축 공기압 : 0.5 MPa

·금형 모재 표면으로의 연삭재 송풍 상태 : 도1의 상태

·블래스트 건 스캔 조건 : 도4의 상태에서 X 방향 및 Y 방향으로 피치 5 ㎜로 스캔

이와 같이 하여 얻어진 금형 표면 상태를 도11에 나타낸다. 종방향과 횡방향(X축 방향과 Y축 방향)에서 그 표면의 요철 형상이 다르고, X축 방향의 변형 형상(오목부) 쪽이 Y축 방향의 그것보다도 길게 되어 있는 상태가 관찰되었다.

계속해서, 이 금형의 표면 거칠기를 촉침식 형상 측정기 ET 4000A(가부시끼가이샤고사카 겐뀨쇼샤제)를 이용하여 측정한 결과를 도12에 나타낸다. X축 방향의 표면 거칠기의 피치(Px) 쪽이 Y축 방향의 표면 거칠기의 피치(Py)보다도 길게 되어 있고, 평균 요철 간격(Sm)으로서 X축 방향에서는 S ＝ 90 ㎛, Y축 방향에서 S ＝ 45 ㎛로 되어 있었다. 또한, Y축 방향의 오목부 형상은 대칭이지만, X축 방향의 형상은 비대칭인 것을 알 수 있다. 도12의 단면 형상을 기초로 하여, 미세 표면 요소의 X, Y 방향의 경사 각도를 히스토그램으로서 표시한 것을 도13에 나타낸다. X 방향 단면 경사각 분포는 정규 분포에 가까운 대칭인 형상을 하고 있지만, Y 방향 단면의 경사각 분포는 플러스측과 마이너스측의 2개의 피크를 나타내고, 그 분포 형상도 비대칭인(정규 분포가 아님) 것을 알 수 있다.

다음에, 투과율이 높고 대형인 광확산 시트를 형성하기 위해 필요한 폭을 쉽게 입수할 수 있는 지지 부재로서 PET 필름(100 ㎛ 두께)을 준비하였다. 계속해서, 상기 금형 상에 굴절율이 1.53인 우레탄아크릴 수지를 도포하고, 100 ㎛ 두께의 PET 필름을 기포가 들어가지 않도록 덮고, 수지 두께가 균일하게 50 ㎛가 되도록 고무 롤러의 압력을 조절하면서 가압하여 수지를 훑기 시작하였다. 그 후, 수지가 중합 경화하는 데 충분한 양의 자외선으로서 적산 광량 1000 mJ를 PET 필름측으로부터 조사하여 지지 부재마다 금형으로부터 이형함으로써 표면 형상을 전사하여 광확산 시트로 하였다.

이와 같이 작성한 광확산 시트의 확산 성능을 조사하기 위해, 이와 같이 하여 얻어진 광확산 시트의 이면에 알루미늄의 반사판을 붙여서 반사형 스크린으로 하고, 고니오포토메터(가부시끼가이샤 오프텍샤제)를 이용하여 표면으로부터 평행광을 입사하여 X 방향 및 Y 방향으로 각도를 변화시키면서 반사광의 강도 프로파일을 측정하였다. 그 결과를 도14에 나타낸다.

반사 강도가 최대 강도의 절반의 값이 되는 각도(절반치 폭)는 X 방향에서는 25도, Y 방향에서는 37도였다. 또한, 도12 및 도13에 나타낸 금형의 표면 형상을 반영하여, Y 방향의 최대 휘도 각도는 0 °로 확산 특성도 대칭이지만, X 방향의 최대 휘도 각도는 2 °로 면직 방향(광확산 시트의 주요면에 대한 법선 방향)으로부터 경사져 있고, 확산광 강도가 절반이 되는 각의 비는 1 : 1 : 1로 최대 휘도축(원점으로부터 최대 휘도 피크로의 방향축)에 대해 비대칭이므로, 최대 휘도축의 방향에 의해 많은 빛이 확산되고 있는 것을 알 수 있다.

계속해서, 최대 휘도 방향이 면직 방향에서 확산 특성이 최대 휘도축에 대해 대칭인 종래의 광확산 시트의 이면에 알루미늄의 반사판을 붙여서 비교용 반사형 스크린을 작성하였다. 이 스크린과 본 실시예의 반사형 스크린을 좌우로 나란히 배치하고, 화상광을 투영하여 스크린 정면 부근으로부터 관찰한 바 비교한 스크린 에서는 스크린 중앙부는 밝게 보이지만 주변부는 어두운 영상으로 되어 있었다. 이에 반해, 본 실시예의 반사형 스크린은 휘도가 높아 밝은 영상을 얻을 수 있었다. 또한 이 때, 프로젝터를 천정에 설치하여 비스듬히 하부 전방에 투영할 때와, 탁상에 설치하여 비스듬히 상부 전방에 투사하는 경우에는, 반사형 스크린의 설치 방향을 상하 반대로 함으로써 어느 쪽의 설치 환경에도 적용하는 것이 가능하였다.

(제6 실시예)

제5 실시예와 동일한 광확산 시트 복제용 금형을 이용하여, 상기 금형 상에 굴절율이 1.53인 우레탄아크릴 수지를 도포한 후, 지지 부재로서 자외선 영역에서의 투과율이 높은 한 쪽면 이(易)접착 처리의 PET 필름(100 ㎛ 두께)을 이접착 처리가 이루어져 있지 않은 면을 금형측을 향해 기포가 들어가지 않도록 덮고, 수지 두께가 균일하게 100 ㎛가 되도록 고무 롤러의 압력을 조절하면서 가압하여 수지를 훑기 시작하였다. 그 후, 수지가 중합 경화하는 데 충분한 양의 자외선으로서 적산 광량 1000 mJ를 PET 필름측으로부터 조사하여 수지 시트로 하고, 계속해서 지지 부재(PET 필름)를 박리시킨 후에 상기 수지 시트를 금형으로부터 이형함으로써 금형의 표면 형상이 전사된 광확산 시트로 하였다.

이와 같이 작성한 광확산 시트의 확산 성능을 조사하기 위해, 이와 같이 하여 얻어진 광확산 시트의 이면에 알루미늄의 반사판을 붙여서 반사형 스크린으로 하고, 고니오포토메터(가부시끼가이샤오프텍샤제)를 이용하여 표면으로부터 평행광을 입사하여 X 방향 및 Y 방향으로 각도를 변화시키면서 반사광의 강도 프로파일을 측정하였다.

그 결과, 반사 강도가 최대 강도의 절반의 값이 되는 각도(절반치 폭)는 X 방향에서는 25도, Y 방향에서는 37도이며, X 방향의 최대 휘도 각도는 2 °로 면직 방향(광확산 시트의 주요면에 대한 법선 방향)으로부터 경사져 있어, 제5 실시예의 광확산 시트와 동등한 성능을 얻을 수 있었다. 또한, 이 스크린에 화상광을 투영하여 스크린 정면 부근으로부터 관찰한 바, 제5 실시예와 마찬가지로 휘도가 높아 밝은 영상을 얻을 수 있었다. 또한 이 때, 프로젝터를 천정에 설치하여 비스듬히 하부 전방에 투영할 때와, 탁상에 설치하여 비스듬히 상부 전방에 투사하는 경우에는 반사형 스크린의 설치 방향을 상하 반대로 함으로써, 어느 쪽의 설치 환경에도 적용하는 것이 가능하였다.

(제7 실시예)

다음 순서로 광확산 시트를 제작하였다.

(S21) 제5 실시예에 의해 작성한 금형을 이용하여, 상기 금형 표면에 굴절율이 1.53인 우레탄아크릴 수지를 도포하고, 100 ㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 기포가 들어가지 않도록 덮고, 수지 두께가 균일하게 50 ㎛가 되도록 고무 롤러의 압력을 조절하면서 가압하여 수지를 훑기 시작하였다. 그 후, 수지가 중합 경화하는 데 충분한 양의 자외선으로서 적산 광량 1000 mJ를 PET 필름측으로부터 조사하고, 지지 부재마다 금형으로부터 이형하고 표면 형상을 전사하여 광확산 시트(A)로 하였다.

(S22) 또한 동일한 금형 상에 굴절율이 1.38인 불소계 아크릴 수지를 도포하 고, 상기 수법에 의해 작성한 광확산 시트(A)를 덮어 수지 두께가 균일하게 30 ㎛가 되도록 고무 롤러의 압력을 조정하면서 가압하여 수지를 훑기 시작하였다. 그 후, 수지가 중합 경화하는 데 충분한 양의 자외선으로서 적산 광량 1000 mJ를 PET 필름측으로부터 조사하고 지지 부재마다 금형으로부터 이형하여 표면 형상을 전사하였다.

(S23) 또한 스텝 S21 및 스텝 S22의 공정을 반복하여, PET 필름측으로부터 굴절율 1.53, 1.38, 1.53, 1.38로 4층으로 이루어지는 광확산 시트를 작성하였다.

작성한 광확산 시트의 확산 성능을 조사하기 위해, 이와 같이 하여 얻어진 광확산 시트의 이면에 알루미늄의 반사판을 붙이고, 고니오포토메타(가부시끼가이샤 오프텍샤제)를 이용하여 표면으로부터 평행광을 입사하여 X 방향 및 Y 방향으로 각도를 변화시키면서 반사광의 강도 프로파일을 측정하였다. 그 결과를 도15에 나타낸다.

Y 방향의 최대 휘도 각도는 0 °로 확산 특성도 대칭이지만, X 방향의 최대 휘도 각도는 2.5 °로 면직 방향으로부터 경사져 있어, 확산광 강도가 절반이 되는 각의 비는 1.2 : 1로 최대 휘도축에 대해 비대칭이므로, 최대 휘도축의 방향에 의해 많은 빛이 확산되어 있는 것을 알 수 있다.

(제8 실시예)

제1 실시예와 동일한 조건으로 알루미늄 평판이 아닌 직경 20 cm의 알루미늄롤에 샌드 블래스트 처리를 행하고, 롤 : 롤 연속 성막기를 이용하여, 굴절율이 1.53인 우레탄아크릴 수지를 도포하면서 100 ㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 를 덮고, 경화에 충분한 양의 자외선으로서 적산 광량 1000 mJ를 폴리에틸렌테레프탈레이트측으로부터 조사 및 금형으로부터 이형하여 광확산 시트를 작성하였다.

작성한 광확산 시트의 확산 성능을 조사하기 위해, 이와 같이 하여 얻어진 광확산 시트의 이면에 알루미늄의 반사판을 붙여, 고니오포토메타(가부시끼가이샤 오프텍샤제)를 이용하여 표면으로부터 평행광을 입사하여 X 방향 및 Y 방향으로 각도를 변화시키면서 반사광의 강도 프로파일을 측정하였다. 그 결과를 도16에 나타낸다. Y 방향의 최대 휘도 각도는 0 °로 확산 특성도 대칭이지만, X 방향의 최대 휘도 각도는 3.8 °로 면직 방향으로부터 경사져 있어, 확산광 강도가 절반이 되는 각의 비는 1.3 : 1로 최대 휘도축에 대해 비대칭이므로, 최대 휘도축의 방향에 의해 많은 빛이 확산되고 있는 것을 알 수 있다.

계속해서, 최대 휘도 방향이 면직 방향에서 확산 특성이 최대 휘도축에 대해 대칭인 종래의 광확산 시트의 이면에 알루미늄의 반사판을 붙여 비교용 반사형 스크린을 작성하였다. 이 스크린과 본 실시예의 반사형 스크린을 좌우로 나란히 배치하고 화상광을 투영하여 스크린 정면 부근으로부터 관찰한 바, 비교한 스크린에서는 스크린 중앙부는 밝게 보이지만 주변부는 어두운 영상으로 되어 있었다. 이에 반해, 본 실시예의 반사형 스크린은 휘도가 높아 밝은 영상을 얻을 수 있었다. 또한 이 때, 프로젝터를 천정에 설치하여 비스듬히 하부 전방에 투영할 때와 탁상에 설치하여 비스듬히 상부 전방에 투사하는 경우에는 반사형 스크린의 설치 방향을 상하 반대로 함으로써 어느 쪽의 설치 환경에도 적용하는 것이 가능하였다.

(제9 실시예)

광확산 시트로서 제5 실시예 및 제8 실시예의 광확산 시트, 본 발명의 광확산 시트이며 최대 휘도축에 대한 비대칭도가 1.5 및 2.0인 것을 이용하여, 각각 이면에 알루미늄 반사판을 붙여 반사형 스크린을 작성하였다. 또한, 등방의 확산 특성을 갖는 광확산 시트(가부시끼가이샤 기모토제, 상품명 125 PW), 대칭성이고 이방성인 확산 특성을 갖는 광확산 시트(가부시끼가이샤 옵티컬솔루션제, 상품명 LSD 60*25)를 이용하여, 마찬가지로 이면에 알루미늄의 반사판을 붙여 비교용 반사형 스크린을 작성하였다.

이들 반사형 스크린을 이용하여, 프로젝터를 천정에 설치하여 비스듬히 하부 전방에 투영하였을 때의, 스크린 화면의 상하 및 중앙의 게인(완전 확산판을 이용하였을 때의 휘도에 대한 상대 휘도)을 측정한 결과를 표 2에 나타낸다. 이 때, 실시예인 비대칭 광확산 시트는 집광량이 큰 쪽을 상향으로 하여 배치하였다. 프로젝터는 스크린으로부터 5 m의 거리로부터 투사하여 화면 중앙이 정반사의 위치가 되는 장소에서 측정을 행하였다.

[표 2]

본 발명의 비대칭 광확산 시트를 이용함으로써 화면 중앙의 게인과 상부 및/또는 하부의 게인과의 차는 비교예 9-2보다도 작아져 균일성이 향상되어 있었다. 특히, 사이즈가 큰 스크린인 경우는 이 효과는 현저하였다.

또한, 본 실시예의 광확산 시트를 2 ㎜ 두께의 폴리메틸메타크릴레이트 투명 수지 기판에 접합하여 강성을 갖게 함으로써 투과형 스크린을 작성하였다. 이 투과형 스크린을 이용한 표시 장치에 있어서도, 상기 반사형 스크린에 적용한 경우와 마찬가지로 휘도의 균일성이 향상되는 것을 알 수 있었다.

(제1 실시예)

제1 실시예와 마찬가지로 알루미늄판의 표면을 샌드 블래스트 처리에 의해 가공하여 광확산 시트 복제용 금형을 작성하고, 자외선 경화형 수지를 이용하여 광확산 시트를 작성하였다. 또한 이 때, 금형 작성시의 샌드 블래스트 처리 조건으로서, 연삭재의 입경, 파워, 블래스트 각도를 바꿈으로써 금형의 X 방향의 표면 거칠기 피치를 90 내지 420 ㎛로 변화시켰다.

제작한 광확산 시트를 화상 표시 장치에 적용하여 영상광을 관찰하는 데 적절한 거리를 둔 후에, 영상을 관찰하여 시인성을 평가하였다. 시인성의 평가는, 선명하고 고운 영상을 얻을 수 있는지(기호 ○), 해상도는 신경쓰이지 않지만 변동은 느껴지는지(기호 △), 해상도가 거칠고 흐려진 느낌으로 더욱 변동이 신경쓰이는지(기호 ×)의 3 단계로 행하였다.

그 결과를 표 3에 나타낸다. 광확산 시트의 거칠기 피치를 시인할 수 있을 정도로 관찰 거리가 가까운 경우에는, 변동감이 강하고 영상도 선명하지 않았다. 특히 영상광의 휘도가 높은 경우에 변동이 현저하였다.

[표 3]

여기서, 사람의 시력과 해상력의 관계는 다음 식으로 나타낸다.

해상력(dpi) ＝ 2.54 × 3438 × 시력/관찰 거리(cm)

즉, 시력이 1.0인 사람이 60 cm의 거리에서 관찰하면 146 dpi(173 ㎛ 피치)를 인식할 수 있게 되고, 200 cm의 거리에서 관찰하면 44 dpi(577 ㎛ 피치)를 인식할 수 있다. 그로 인해, 사용되는 광확산 시트로부터의 관찰 거리나 상정되는 시력에도 관계가 있지만, 100 내지 200 cm 정도의 거리로부터 관찰하는 것을 생각하면 표면 거칠기(요철 피치)는 300 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 금형 모재 표면에 샌드 블래스트 가공에 의해 종횡 방향에 형상이 다른 요철을 간편하고, 정밀도 좋게 형성하는 것이 가능해지고, 1회의 샌드 블래스트 가공에서의 광확산 시트를 복제할 수 있는 금형을 제작할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 그 광확산 시트 복제용 금형을 이용하여 광투과시 혹은 반사시에 종방향과 횡방향에서 확산각이 다르거나, 혹은 종횡 방향에 확산 특 성에 이방성이 있는 광확산 시트를 간편하고 정밀도 좋게 제조할 수 있다.

또한, 그 광확산 시트를 이용함으로써 스크린의 어떤 장소에 있어서도 방출되는 빛이 목적의 시야 내로 지향하게 하도록 제어되므로, 높고 균일한 휘도나 게인을 얻을 수 있어 눈으로 확인하기 좋은 스크린을 제공할 수 있다.

Claims

광확산 시트를 복제하는 데 이용되는 금형의 제조 방법에 있어서,

금형 모재 표면에 블래스트 건으로부터 연삭재를 송풍하여 상기 금형 모재 표면에 요철을 형성하는 샌드 블래스트 가공을 행하는 것으로 이루어지고,

상기 금형 모재면에 대한 연삭재의 송풍 각도가 모두 90 °미만이 되도록 한 것을 특징으로 하는 광확산 시트 복제용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 금형 모재 표면과 상기 블래스트 건이 이루는 각을 0 내지 60 °로 하여 샌드 블래스트 가공을 행하는 것을 특징으로 하는 광확산 시트 복제용 금형의 제조 방법.
금형을 직접 또는 간접적으로 이용하여 광확산 시트를 복제하는 것으로 이루어지는 광확산 시트의 제조 방법에 있어서,

금형 모재 표면에 블래스트 건으로부터 연삭재를 송풍하여 상기 금형 모재 표면에 요철을 형성하는 샌드 블래스트 가공을 행하고, 또한 금형 모재면에 대한 연삭재의 송풍 각도가 모두 90 °미만이 되도록 한 것을 상기 금형으로서 이용하는 것을 특징으로 하는 광확산 시트의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 금형 모재 표면과 상기 블래스트 건이 이루는 각을 0 내지 60 °로 하여 샌드 블래스트 가공을 행하는 것을 특징으로 하는 광확산 시트의 제조 방법.
샌드 블래스트 처리 표면의 요철 형상을 전사한 광확산면을 구비한 광확산 시트이며, 상기 샌드 블래스트 처리가 연삭재의 송풍 각도를 모두 90 °미만이도록 한 처리인 것을 특징으로 하는 광확산 시트.
종방향과 횡방향에서 다른 확산 특성을 갖는 광확산면을 구비한 광확산 시트이며, 상기 종방향 및 상기 횡방향 중 어느 한 쪽 또는 양방에 있어서 입사각 0 °로 광확산면에 조사한 빛의 상기 확산면으로부터의 확산광 휘도의 각도 의존성을 측정하였을 때에 최대 휘도의 축 어긋남을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 광확산 시트.
종방향과 횡방향에서 다른 확산 특성을 갖는 광확산면을 구비한 광확산 시트이며, 상기 종방향 및 상기 횡방향 중 어느 한 쪽 또는 양방에 있어서 입사각 0 °로 확산면에 조사한 빛의 상기 확산면으로부터의 확산광 휘도의 각도 의존성을 측정하였을 때에 최대 휘도축이 광확산 시트 주요면의 법선 방향에 대해 기울어져 있고, 상기 최대 휘도축에 대해 상기 휘도 분포가 비대칭인 것을 특징으로 하는 광확산 시트.
종방향과 횡방향에서 다른 확산 특성을 갖는 광확산면을 구비한 광확산 시트이며, 상기 광확산면은 광확산 시트 주요면의 법선에 대해 비대칭인 볼록 또는 오목 형상의 미세 표면 요소를 갖는 것을 특징으로 하는 광확산 시트.
제8항에 있어서, 상기 광확산면의 요철 피치가 300 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광확산 시트.
종방향과 횡방향에서 다른 확산 특성을 갖는 광확산면을 구비하고, 상기 종방향 및 상기 횡방향 중 어느 한 쪽 또는 양방에 있어서, 입사각 0 °로 확산면에 조사한 빛의 상기 확산면으로부터의 확산광 휘도의 각도 의존성을 측정하였을 때에 최대 휘도의 축 어긋남을 갖는 광확산 시트를 구비한 것을 특징으로 하는 스크린.
제7항에 있어서, 상기 축 어긋남이 상기 스크린의 중앙부 방향인 것을 특징으로 하는 스크린.
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 광확산 시트와, 상기 광확산 시트의 광확산면과는 반대면측에 설치된 반사층을 구비한 것을 특징으로 하는 스크린.
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 광확산 시트를 구비하고, 상기 광확산 시트는 상기 광확산면과는 반대면측으로부터의 투사광을 투과하여 상기 광확 산면으로부터 확산하여 방사하는 것을 특징으로 하는 스크린.