KR20070043015A

KR20070043015A - 스크린

Info

Publication number: KR20070043015A
Application number: KR1020077004121A
Authority: KR
Inventors: 다카시 구시다
Original assignee: 데이진 가부시키가이샤
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-04-24
Also published as: JP4191223B2; TW200606571A; US20080088961A1; WO2006009293A1; CN1989451A; TWI372308B; EP1775631A4; JPWO2006009293A1; HK1102449A1; EP1775631B1; CN1989451B; KR101175082B1; EP1775631A1; US7715097B2; HK1106299A1

Abstract

본 발명의 스크린은, 직선 편광에 대해서 산란이 가장 커지는 방향 (산란축) 과 산란이 가장 작아지는 방향 (투과축) 을 가지고, 고분자로 이루어지는 매트릭스 중에 고분자 미립자를 함유하는 배향 필름을 포함하여 이루어지고, 그 고분자 미립자의 굴절률이 특정 범위에 있고, 그리고 당해 매트릭스와 고분자 미립자가 특정한 관계를 만족하는 것이다. 이러한 스크린은, 투영되는 화상이 밝고 고품위이며, 무아레 (moire) 나 번쩍임이 거의 없어, 투과형이나 반사형 프로젝터 스크린으로서 매우 유용하다.

스크린, 고분자 미립자, 배향 필름

Description

스크린{SCREEN}

기술분야

본 발명은 스크린에 관한 것이다. 특히, 편광 방향에 의해 산란성이 상이한 배향 필름을 이용함으로써, 표시 품위가 우수하고, 프로젝터를 위한 스크린 (프로젝터 스크린) 으로서 유용한 스크린에 관한 것이다.

배경기술

투사형 표시 장치는, 직시형 표시 장치에 비하여 비교적 용이하게 소형이고 저비용으로 대화면 표시를 실현할 수 있기 때문에, 수요가 증대되고 있다. 특히, 2 차원 광학 스위치 소자로서 액정 표시 소자를 이용한 투사 장치를 가지는 투사형 표시 장치는, CRT 투사관을 이용한 투사형 표시 장치와 상이하고, 도트 매트릭스 표시에 의해 화면의 주변부까지 흐릿함이 없는 고정밀 표시된 화상을 얻는 것이 가능하다. 그 때문에, 고해상도 디지털 텔레비젼으로서 가장 유력하게 기대되고 있다.

이들 화상은 스크린에 투영된다. 스크린에는 크게 나누어 프로젝터 측에서 관찰하는 반사형 스크린과, 스크린을 사이에 두고 프로젝터와 반대 측에서 관찰하는 투과형 스크린이 있다.

투과형 스크린은 통상 프레넬 (frenel) 렌즈 시트와 렌티큘러 (lenticular) 렌즈 시트로 구성되어 있다. 렌티큘러 렌즈는 직선적인 형상의 렌즈를 규칙적 으로 배치하고 있기 때문에, 화상에 무아레 (moire) 현상이 발생되기 쉽다.

일본 공개특허공보 평2-77736호에는, 투명 기재 상에 구상 렌즈를 전면에 깔고, 투명 수지에 의해 이 렌즈를 고정시킨 구성의 투과형 스크린이 개시되어 있다. 이 구성의 스크린은 제조시 금형을 사용하지 않기 때문에 제조상의 크기에 제한이 없다. 따라서, 이음매가 없는 대화면의 투과형 스크린을 실현할 수 있다. 또한 구상 렌즈측으로부터 입사되는 광은 렌즈 효과에 의해 수속되고, 등방적으로 발산되기 때문에, 수평, 수직 모두 광시야각인 표시 화면이 얻어진다. 그러나 각도에 따라 번쩍임이 발생되기 쉬워, 표시 품위를 저하시키는 경우가 있었다.

쇼윈도 등에 부착하고, 동화상 또는 정지화상에 의한 광고 등을 비추는 투명 스크린도 알려져 있다. 상기 투명 스크린에는 통상 홀로그램 소자가 이용되고, 관찰자에 대해 홀로그램 소자와 반대에 설치된 투사 장치로부터 투영광을 홀로그램 소자에 투사하여 영상을 결상시키고, 홀로그램 소자에 의해 이 투영광을 전방에 회절, 산란시킴으로써 관찰자에게 영상을 인식시키는 것이다 (일본 공개특허공보 평11-202417호).

그러나 홀로그램 소자는 매우 고가이며, 또 회절, 산란 각도에 제한이 있기 때문에, 시야각이 제한된다는 문제점이 있다. 또한, 홀로그램 소자는 프로젝터와 스크린 및 관찰자의 위치를 엄밀하게 설정할 필요성이 있기 때문에, 설치의 자유도가 매우 낮다는 문제도 있다.

한편 반사형 스크린으로서, 어느 특정한 편광만을 선택 반사함으로써, 콘트라스트를 향상시키려는 시도가 이루어지고 있다.

예를 들어 일본 공개특허공보 평5-107660호 및 일본 공개특허공보 2005-17751호에는 콜레스테릭 액정을 이용한 원편광 반사형의 반사형 스크린이 개시되어 있다. 이들은 특정한 원편광을 반사하고, 그것과 반대의 원편광을 흡수함으로써 콘트라스트를 향상시키고 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2005-17751호에 기재된 발명은, 반사 특성을 제어함으로써, 경면 반사에 의한 번쩍임을 저감시키고 있다.

일본 공표특허공보 2002-540445호에는 다층 구성에 의해, 특정한 직선 편광을 반사하는 타입의 반사형 스크린이 개시되어 있다. 이 스크린은 표면이 경면으로 되어 번쩍임의 원인이 되기 때문에, 실용화되어 있지 않다. 또한, 국제 공개공보 제WO03/098346호에는, 상기 반사 편광판과 확산 편광판을 조합함으로써 번쩍임을 저감시키는 발명이 기재되어 있다.

발명의 개시

본 발명의 주된 목적은, 신규 스크린을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 표시 품위가 높은 스크린을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 무아레나 번쩍임이 적고, 광시야각인 프로젝터 스크린을 저가로 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 이하의 설명에서 알게 될 것이다.

본 발명에 의하면, 본 발명의 목적 및 이점은, 직선 편광에 대해서 산란이 가장 커지는 방향 (산란축) 과 산란이 가장 작아지는 방향 (투과축) 을 가지고, 고분자로 이루어지는 매트릭스 중에 고분자 미립자를 함유하는 배향 필름을 포함하여 이루어지고, 그 고분자 미립자의 굴절률이 특정 범위에 있고, 그리고 당해 매트릭스와 고분자 미립자가 특정한 관계를 만족시키는 스크린에 의해 달성된다.

본 발명자들은, 편광에 대한 선택적인 산란 특성에 착안하였다. 즉, 스크린을 구성하는 재료로서 투명성이 높은 고분자 필름을 이용하고, 이 고분자 필름에 직선 편광을 조사한 경우, 그 직선 편광의 편광축 방향에 의해 산란 특성이 상이한 것이 중요하다는 것을 알아내었다. 특히 이러한 산란 특성으로서 산란은 전방 산란이고, 또한 산란축 방향의 산란광의 확산 투과율이 높음에 따라, 특히 배면 투사형의 투명 스크린으로서 유용하다는 것을 알 수 있었다. 그리고, 본 발명자들은 검토를 추가로 진행한 결과, 놀랍게도, 그러한 산란 특성을 가지는 필름은, 매트릭스 중에 특정한 굴절률의 고분자 미립자를 분산시키고, 또한 그 고분자 미립자는 그 매트릭스와의 특정한 관계의 굴절률을 만족시킴으로써 얻어지는 것을 찾아내어, 본 발명에 도달한 것이다.

도면의 간단한 설명

도 1 은, 실시예 1 에서 제작한 스크린의 화상의 밝기 및 시인성의 평가 방법을 나타내는 개략도이다.

도 2 는, 실시예 6 에서 제작한 스크린의 화상의 밝기 및 시인성의 평가 방법을 나타내는 개략도이다.

도 3 은, 실시예 7 에서 제작한 스크린의 화상의 밝기 및 시인성의 평가 방법을 나타내는 개략도이다.

부호의 설명

1 : 배향 필름

2 : 편광판

3 : 액정 프로젝터

4 : 점착제

5 : 유리

6 : 관찰자

본 발명의 바람직한 실시형태

본 발명의 스크린은, 편광에 대한 선택 산란성을 가지고, 직선 편광의 진동 방향에 의해 산란 특성이 크게 바뀌는 것을 특징으로 한다. 구체적으로는, 본 발명의 스크린은, 직선 편광을 입사한 경우, 가장 산란이 커지는 방향 (산란축) 과 가장 산란이 작아지는 방향 (투과축) 을 스크린 면내에 가지고 있다. 편광을 산란축에 일치시킨 경우에는, 반대측 (스크린 맞은편측) 을 꿰뚫어보기 어려워, 투과축과 일치시킨 경우에는 반대측을 관측할 수 있다.

반사형 스크린이란, 화상을 투사하는 프로젝터 측에서 화상을 보는 타입의 스크린이다. 배면 투사형 스크린이란 화상을 투사하는 프로젝터와 스크린을 사이에 두고 반대측에서 화상을 보는 타입의 스크린이다.

본 발명의 스크린은, 기본적으로 투명하다. 여기에서 투명이란, 일반적인 비편광광의 투과율이 50% 이상이다.

본 발명의 스크린은, 고분자로 이루어지는 매트릭스 중에 고분자 미립자를 함유하는 배향 필름을 구성 요소 중 하나로 한다. 고분자 미립자는, 하기 식 (1) 의 관계를 만족시키는 굴절률 (n) 을 가진다.

1.51≤n≤1.58 (1)

그리고, 고분자 미립자는, 배향 필름의 매트릭스를 구성하는 고분자와, 하기 식 (2) 및 (3) 을 만족시키는 굴절률의 관계가 있다.

0≤│Ntrans-ntrans│≤0.03 (2)

0.03≤│Nscat-nscat│≤0.2 (3)

여기에서, Ntrans, Nscat 는, 각각, 매트릭스의 투과축 방향 및 산란축 방향의 굴절률을 나타내고, ntrans, nscat 는 각각 고분자 미립자의 투과축 방향 및 산란축 방향의 굴절률을 나타낸다.

여기에서 굴절률이라는 것은 평균 굴절률이며, 고분자 미립자가 2 층 이상의 다층 구조를 갖는 것 (예를 들어 코어-쉘형) 의 경우에는 그 전체의 평균 굴절률이다. 굴절률이 1.51 보다 작은 경우, 혹은 1.58 보다 큰 경우에는, 투과축 방향의 굴절률의 매트릭스와의 일치가 불충분해지고, 편광에 대한 산란 이방성이 작아진다. 바람직하게는 1.53≤n≤1.58 이다.

상기 식 (2) 에 있어서, │Ntrans-ntrans│>0.03 의 경우에는, 매트릭스와 고분자 미립자에 있어서의 투과축의 굴절률 차가 커진다. 따라서 투과축 방향의 산란이 커지고, 투과 광량이 감소되어 어두워진다.

또한, 상기 식 (3) 에 있어서, 0.03≥│Nscat-nscat│ 의 경우에는, 산란축 방향에 있어서의 매트릭스와 고분자 미립자의 굴절률 차가 지나치게 작아 산란성이 낮아진다. 한편 │Nscat-nscat│>0.2 인 경우에는, 굴절률 차가 지나치게 커지 기 때문에, 후방 산란이 지배적으로 되어, 투과율이 낮아진다.

상기 배향 필름은, 하기 식 (4)

Hscat/Htrans≥2 (4)

를 만족시키는 것이 바람직하다. 여기에서, Hscat 는 산란축 방향의 헤이즈값을 나타내고, Htrans 는 투과축 방향의 헤이즈값을 나타낸다.

상기 식 (4) 에 있어서, Hscat/Htrans 의 값은, 배향 필름에 있어서의 편광의 진동 방향에 대한 헤이즈의 이방성을 나타내고 있다. 이 값이 2 미만인 경우에는, 편광의 진동 방향에 대한 헤이즈의 이방성이 불충분하고, 편광에 대해서 충분한 선택 산란성을 갖는다고는 할 수 없다. Hscat/Htrans 의 값은 보다 바람직하게는 5 이상이며, 더욱 바람직하게는 8 이상, 더욱더 바람직하게는 10 이상이다. 상기 배향 필름은, 하기 식 (5)

1≤TTtrans/TTscat≤2 (5)

를 만족하는 것이 바람직하다. 여기에서, TTtrans 는 투과축 방향의 전체 광선 투과율을 나타내고, TTscat 는 산란축 방향의 전체 광선 투과율을 나타낸다.

상기 식 (5) 에 있어서 TTtrans/TTscat>2 인 경우에는, 통상은 산란축 방향의 광선 투과율 (TTscat) 이 매우 작아지고, 전방 산란이 아닌 후방 산란이 지배적으로 일어나고 있다. 따라서 산란축 방향의 광선 투과율이 작아지고, 산란축 방향의 광을 이용하는 용도에 있어서는, 광의 이용 효율이 현저하게 낮아져 바람직하지 않다. 바람직하게는 1≤TTtrans/TTscat≤1.5 이고, 보다 바람직하게는 1 ≤TTtrans/TTscat≤1.25 이며, 이상적으로는 1=TTtrans/TTscat 이다.

상기 배향 필름은, 하기 식 (6)

TT≥60% (6)

를 만족하면 투명성이 높고, 특히 배면 투사형의 스크린으로서 바람직하다. 여기에서, TT 는 전체 광선 투과율을 나타낸다.

상기 식 (6) 에 있어서, TTscat 의 값이 60% 미만인 경우에는, 예를 들어 배면 투사형의 프로젝터 스크린 등에 이용했을 경우, 프로젝터로부터 스크린을 투과하는 광이 적어지기 때문에, 화상이 어두워진다. 보다 바람직하게는 TTscat 의 값은 70% 이상, 더욱 바람직하게는 75% 이상, 더욱더 바람직하게는 80% 이상이다. 상기 배향 필름은, 하기 식 (7)

PTtrans=TTtrans-DFtrans≥50% (7)

을 만족시키는 것이 바람직하다. 여기에서, TTtrans 는 투과축 방향의 평행광 투과율을 나타내고, DFtrans 는 투과축 방향의 확산광 투과율을 나타낸다.

상기 식 (7) 에 있어서 PTtrans 의 값이 50% 미만인 경우에는, 투과축 방향의 헤이즈값이 높아지기 때문에, 필름을 통하여 반대측의 모양을 확인하는 것이 어려워진다. 보다 바람직하게는 PTtrans 의 값은 60% 이상, 더욱 바람직하게는 70% 이상이다.

상기 배향 필름은, 하기 식 (8)

PTscat=TTscat-DFscat≤40% (8)

를 만족시키는 것이 바람직하다. 여기에서, TTscat 는 산란축 방향의 평 행광 투과율을 나타내고, DFscat 는 산란축 방향의 확산광 투과율을 나타낸다.

상기 식 (8) 에 있어서 PTscat 의 값이 40% 를 초과하는 경우에는, 산란축 방향의 산란능이 불충분해지고, 광원광이 직접 눈에 닿을 가능성이 커진다. 그 때문에 번쩍임 등의 원인이 되고, 특히 화상 등을 투사한 경우에 문제가 발생되는 경우가 있다. 보다 바람직하게는 PTscat 의 값은 30% 이하, 더욱 바람직하게는20% 이하, 이상적으로는 PTscat=0% 이다.

상기 배향 필름은, 상기 식 (5)∼(8) 중, 적어도 2 개의 식을 만족시키는 것이 바람직하고, 어느 3 개의 식을 만족시키는 것이 보다 바람직하고, 4 개의 식을 동시에 만족시키는 것이 특히 바람직하다. 예를 들어 후방 산란성을 높게 하고 TTscat 를 작게 함으로써 상기 식 (8) 을 만족시키는 것은 가능하지만, 동시에 상기 식 (6) 을 만족시키는 것은 어렵다. 따라서 이들 상기 식 (5)∼(8) 을 동시에 만족시키는 조건은 특이적이고, 본 발명에 있어서의 배향 필름은 그 점이 매우 특징적이다. 상기 식 (5)∼(8) 을 동시에 만족시킴으로써, 편광 방향에 따라 산란 특성에 큰 차가 있지만, 그 투과율에 관해서는, 고투과율을 유지하면서 편광 의존성이 작다는 특징을 갖는 것이 가능해진다.

본 발명에 이용하는 배향 필름은, 고분자를 매트릭스로 하고, 그 매트릭스 중에 고분자 미립자가 분산되어 있는 투명성이 우수한 필름이다. 여기에서 이러한 고분자로는, 광학적으로 투명한 고분자가 좋다. 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등과 같은 결정성의 방향족 폴리에스테르를 들 수 있다. 결정성 고분자는 투과축과 산란축의 굴절률 차가 생기기 쉽기 때 문에 바람직하게 이용할 수 있다. 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트이다.

상기 고분자 미립자로는 상기 고분자와 실질적으로 상용하지 않는 것을 선택할 수 있다. 예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트수지, MS 수지, AS 수지 등의 아크릴류, 신디오택틱 스티렌 수지 등의 폴리스티렌류, 폴리부타디엔류 등의 열가소성 고분자를 들 수 있다. 또한, 가교 아크릴 수지, 가교 폴리스티렌 수지 등에 의해 형성된 미립자를 들 수 있다.

그 고분자 미립자의 형상으로는, 구상, 방추상 (럭비볼형), 원형, 타원형, 직사각형 등을 들 수 있다.

그 고분자 미립자로는, 코어-쉘형의 구조를 갖는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 코어-쉘 구조란, 미립자가 중심층 (코어) 과 표층 (쉘) 을 갖는 2 층 구조인 것을 말하지만, 코어와 쉘은 그 경계가 반드시 명확할 필요는 없다. 예를 들어 코어의 중심부를 형성하는 고분자 성분과 쉘의 최표층을 형성하는 고분자 성분이라는 적어도 2 종류의 고분자로 이루어지는 것을 포함한다. 예를 들어, 코어는 모노머 A 로 이루어지는 호모폴리머로 형성되고, 코어의 최외부로부터 쉘의 최외부까지는, 모노머 A 와 모노머 B 의 공중합체로 이루어지고, 그 공중합 비가 코어의 중심에서 멀어질수록 모노머 A 의 비율이 감소되는 구조를 들 수 있다. 또 코어부와 쉘부는 모두 기본 골격이 전혀 상이한 고분자로 구성되어 있어도 된다.

상기 고분자 미립자의 입경으로는, 바람직하게는 0.01∼10㎛ 의 범위이고, 보다 바람직하게는, 0.05∼1㎛ 의 범위이다. 또한, 여기에서 말하는 입경이란, 평균 입경을 말한다. 미립자의 입경이 0.01㎛ 보다 작은 경우, 산란 효율이 불충분해지는 경우가 있다. 한편 10㎛ 보다 큰 경우에는, 연신 등의 필름 제조시의 응력에 의해 미립자 주변에 보이드가 발생되는 경우가 있고, 광학 특성을 현저하게 손상시킬 우려가 있다. 고분자 미립자의 함유량으로는, 고분자 100 중량부에 대해서 바람직하게는 0.01∼40 중량부이다. 0.01 중량부보다 적으면, 산란축의 평행광 투과율 (PTscat) 이 커지는 경향이 된다. 한편 40 중량부를 초과하면, 투과축의 전체 광선 투과율 (TTtrans) 이 작아져, 배향 필름의 광선 투과율이 낮아질 우려가 있다. 보다 바람직하게는, 고분자 100 중량부에 대해서, 고분자 미립자가 0.1∼20 중량부, 더욱더 바람직하게는 0.2∼15 중량부이다.

이러한 상기 배향 필름은, 고분자 미립자가 고분자매트릭스 중에 분산된 필름이다. 분산의 형태로는, 고분자 미립자가 고분자의 분자쇄의 배향 방향에 대해서 기본적으로 나란한 형상을 취하는 것이 바람직하다. 배향 전의 통상 고분자 미립자는 그 표면 에너지의 영향으로 2 차 응집체로서 고분자 매트릭스 중에 분산되어 있다. 이것을 예를 들어 1 축 방향으로 연신함으로써, 고분자 미립자가 연신 방향으로 나란한 형상이 된다. 이에 따라 고분자 미립자가 연결된 가늘고 긴 형상의 광산란자가 형성되고, 굴절률 이방성에 추가하여 형상 이방성이 추가되어, 광학 특성의 편광 선택성이 증폭되는 것으로 추정된다.

본 발명에 있어서의 배향 필름의 두께로는, 0.1∼500㎜, 바람직하게는 5∼100㎛ 의 범위의 것을 적절하게 선택하여 이용하면 된다.

상기 배향 필름의 제조 방법으로는, 예를 들어, 고분자 및 고분자 미립자의 소정량을 취하고, 이들을 용융 혼련에 의해 혼합한 후, 얻어진 혼합물을 용융 압출 등의 종래의 방법을 이용하여 필름화한다. 이어서, 한 방향, 예를 들어 MD 혹은 TD 방향으로 1 축 연신하는 방법을 들 수 있다.

연신 방법으로는, 생산성의 관점에서 연속 세로 1 축 연신, 혹은 연속 가로 1 축 연신이 바람직하다. 연신 조건은 이용하는 고분자에 의해 적절하게 선택하면 된다. 예를 들어 고분자로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 를 이용하는 경우, PET 를 고분자 미립자와 용융 혼련하고, 이어서 용융 압출에 의해 필름을 얻고, 또한 통상 80∼110℃ 의 온도에서 연신하면 된다. 연신 배율로는, 예를 들어 통상 3∼5 배의 범위로 선정할 수 있다. 그 필름은 연신 후 120∼180℃ 에서 열고정 처리를 실시하는 것도 가능하다. 본 발명의 필름은 1 축으로 강하게 배향하고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 통상의 1 축 연신 필름 혹은 폭 고정의 1 축 연신 필름이어도 관계없고, 2 축연신 필름이어도, 어느 한 방향으로 강하게 배향시키고 있는 것이면 이용할 수 있다.

이와 같이, 이러한 배향 필름은 고분자와 고분자 미립자를 용융 혼련법에 의해 혼합하고, 이어서 용융법에 의해 제막함으로써 제조할 수 있기 때문에, 생산성이 우수하다.

이러한 배향 필름은, 본 발명의 투명 스크린이 가지는 특성, 즉, 직선 편광의 편광 방향에 대해서 선택성을 가진다는 특별한 특성을 가진다. 즉, 직선 편광을 입사했을 경우, 산란이 가장 커지는 편광 방향 (산란축) 과 산란이 가장 작아 지는 방향 (투과축) 을 필름 면내에 가지고 있다. 편광을 산란축에 일치시켰을 경우에는, 반대측 (필름의 맞은편측) 을 꿰뚫어보기 어렵고, 투과축과 일치시켰을 경우에는 반대측을 관측할 수 있다.

이러한 편광에 대한 선택 산란성을 가지고, 직선 편광의 진동 방향에 의해 산란 특성이 크게 바뀌는 배향 필름은, 산란 특성에 관하여 큰 편광 선택성을 가지면서, 광선 투과율에 관해서는 편광 선택성이 작다는 특이한 특성을 갖는다. 따라서, 이러한 배향 필름은, 투과축을 이용하여 스크린의 뒷쪽으로부터 위치 검출 등을 실시하는, 특수 투사형 스크린으로서 이용할 수 있다.

이렇게 하여 얻어진 배향 필름은, 예를 들어, 투명한 기재와 조합하여 본 발명의 투명 스크린으로서 이용할 수 있다. 구체적으로는, 배향 필름은 투명한 기재에 접착제나 점착제 등을 이용하여 부착하여 이용할 수 있다. 그 기재로는 두께가 0.5∼10㎜ 인 유리판이나 아크릴판을 예시할 수 있다.

본 발명의 투명 스크린은 상기 배향 필름을 편광 소자와 적층하여 프로젝터 스크린으로서 이용할 수 있다. 편광 소자로는, 예를 들어 2색성 편광판을 들 수 있다. 또한, 이 2색성 편광판은 그 배향 필름의 투과축과 2색성 편광판의 흡수축이 일치하도록 적층하는 것이 바람직하다.

그 경우, 배향 필름의 산란축 방향을 액정 프로젝터로부터 출사되는 편광 방향과 일치시켜 설치한다. 이로써 화상에 기여하는 직선 편광을 효과적으로 산란하는 것이 가능해져, 밝은 표시를 얻을 수 있다. 또한, 화상과 관계없는 투과축 방향의 산란을 낮게 억제하는 것이 가능하고, 또한 그 편광을 2색성 편광판에 의해 흡수할 수 있다. 따라서 외광을 효과적으로 흡수하는 것이 가능해지고, 그 결과 표시 화상의 콘트라스트가 보다 향상된다.

액정 프로젝터의 편광 방향이 RGB 의 3 색으로 정돈되어 있지 않은 경우에는 그 방향을 정돈할 필요가 있다. 프로젝터의 직선 편광을 정돈하는 방법으로는, 예를 들어 컬러 링크사에서 제조한 컬러 셀렉트 필름 등을 이용할 수 있다.

본 발명의 투명 스크린은 상기 배향 필름 상에 투명 필러를 포함하는 산란층을 가지고 있어도 된다. 그 투명 필러는 산란층에 완전히 포매 (包埋) 되어 있거나, 또는 일부분이 산란층으로부터 노출되어 있어도 된다. 또한 산란층은, 배향 필름의 적어도 일방의 면에 있어도 양면에 있어도 된다.

투명 필러로는, 예를 들어 유리 필러 등의 무기 필러, 혹은 아크릴 필러 등의 고분자 필러를 들 수 있다.

상기 투명 필러의 입경으로는, 통상 1∼50㎛ 인 것을 사용할 수 있다.

산란층의 형성법으로는, 필러 지지체로서 열경화성 혹은 자외선 경화성의 수지를 이용하여 필름 표면에 도공 형성하는 방법, 혹은 그 투명 필러를 함유한 열가소성 수지를 필름으로 하고, 이것을 함께 압출하고, 혹은 이것을 배향 필름과 열압착 혹은 접착에 의해 배향 필름 상에 형성하는 방법, 그 투명 필러를 포함한 점착층을 배향 필름 상에 형성함으로써 점착층과 산란층을 겸하는 방법 등을 예시할 수 있다.

상기 산란층의 두께로는, 통상 1∼20㎛ 가 바람직하다.

산란층의 위치는, 배향 필름을 사이에 두고 투명 기재와 반대측이어도 되고, 배향 필름과 투명 기재의 사이에 있어도 된다.

본 발명의 스크린은, 전체면 반사형의 프로젝터 스크린으로서 이용하는 경우에는, 최배면(最背面)에 금속층 등의 반사층을 형성해도 된다. 전체면 반사형의 스크린의 경우, 프로젝터측 (후방) 에 후방 산란된 화상을 관찰하게 된다. 그러나 일부의 화상 이미지는 전방 산란되어 관측자와 반대측으로 빠져 버리고, 화상의 밝기가 저하되는 경우가 있다. 그것을 방지하기 위해, 프로젝터측에서 보아 최배면에 금속층 등으로 이루어지는 반사층을 가져도 된다. 이 반사층에 의해, 전방 산란된 이미지가 반사하여 후방으로 되돌아오기 때문에, 화상의 밝기를 높일 수 있다. 한편, 화상과 무관계한 편광은, 2 색성 편광판을 적층함으로써 흡수 가능하여, 콘트라스트의 저하나, 번쩍임의 우려가 없다.

그 반사층으로는, 알루미늄, 은 등의 금속의 박막, 금속박, 금속판 등을 바람직하게 예시할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 상기 배향 필름을 이용함으로써, 배면 투사형 스크린 (투광형 스크린), 반사형 스크린에 바람직하게 이용할 수 있다.

실시예

이하에 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 기술한다. 단, 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되는 것은 아니다.

1. 광투과율 (전체 광선 투과율, 산란광 투과율 및 평행광 투과율) 은, 닛폰덴쇼크 공업 (주) 제조의 디지털 탁도계 NDH-2000 (Degital Haze Meter NDH-2000) 을 이용하여 측정하였다.

2. 굴절률은 (주) 아타고 (ATAGO C0., LTD) 제조의 아베 굴절률계 2-T (ATAGO Abbe refractmeter 2-T) 를 이용하여 측정하였다.

3. 화상의 밝기는, 도 1∼도 3 에 나타내는 바와 같이 하여 평가하였다. 즉 스크린에 프로젝터로 투영한 상태에서, 미놀타카메라 제조의 휘도계 LS-110 을 이용하여 측정하고, 비교예 1 의 경우를 100 으로 하여 상대 평가하였다.

4. 시인성은, 도 1∼도 3 에 나타내는 바와 같이 하여 평가하였다. 즉 스크린에 프로젝터로 투영한 상태에서, 스크린의 맞은편측이 보이는 정도를 판정하였다. 구체적으로는, 스크린의 투과축 방향의 편광을 스크린에 쏘인 경우의 시인성을 육안으로 확인하였다. 표 중 ○ 는 스크린의 반대측이 확실하게 보이는 경우, △ 는 무엇인가 보이는 경우, × 는 시인할 수 없는 경우로 하였다.

[실시예 1]

매트릭스를 구성하는 고분자로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 수지 (테이진 화이버 (주) 제조) 를 이용하였다. 이 PET 수지 70 중량부에, 고분자 미립자 (미츠비시 레이욘 (주) 제조의 코어-쉘형 미립자 W-300A (평균 굴절률 1.5304, 평균 입경 0.15㎛)) 30 중량부를 추가하고, 2 축 혼련 압출기에 의해 280℃ 에서 혼련하여, 마스터배치를 제조하였다. 이어서, 마스터배치 10 중량부와 PET 수지 90 중량부를 1 축 혼련 압출기에 투입하고, 280℃ 에서 용융 압출법에 의해 혼합물을 압출하고, 압출된 필름을 그대로 연속하여 필름 폭 방향 (TD 방향) 으로 80℃ 에서 4.5 배로 가로 1 축 연신하였다. 이 연신 필름을 150℃ 에서 열고정 처리를 실시하여, 두께 100㎛ 의 배향 필름을 얻었다. 이 배향 필름의 광 투과율과 굴절률을 측정하였다.

이 배향 필름을 일반적인 광학 용도의 점착제를 이용하여 두께 2㎜ 의 유리판에 부착하고, 도 1 에 나타내는 바와 같은 배면 투사형 스크린을 작성하였다. 화상의 밝기, 스크린 반대측의 시인성은 매우 양호하였다.

[실시예 2]

고분자 미립자로서, 미츠비시 레이욘 (주) 제조의 코어-쉘형 미립자 C132 (평균 굴절률 1.535, 평균 입경 0.095㎛) 를 이용하고, 최종적으로 PET 수지와 그 고분자 미립자의 필름 중에서의 혼합 비율이 97.2 대 2.5 (중량 비) 가 되도록 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하여, 배향 필름을 얻었다.

이 배향 필름을 일반적인 광학 용도의 점착제를 이용하여 두께 2㎜ 의 유리판에 부착하고, 배면 투사형 스크린을 작성하였다. 화상의 밝기, 스크린 반대측의 시인성은 매우 양호하였다.

[실시예 3]

고분자 미립자로서, 쿠레하 화학 제조의 코어-쉘 미립자 「파라로이드」BTA712 (평균 굴절률 1.54, 평균 입경 0.1㎛) 를 이용한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 조작을 실시하여, 배향 필름을 얻었다.

[실시예 4]

고분자 미립자로서 쿠레하 화학 (주) 제조의 코어-쉘 미립자 「파라로이드」BTA731 (평균 굴절률 1.54, 평균 입경 0.19㎛) 를 이용한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 조작을 실시하고, 배향 필름을 얻었다.

[비교예 1]

폴리에틸렌나프탈레이트 수지 (테이진 화이버 (주) 제조) 92.5 중량부에 대해서 신디오택틱 폴리스티렌 (이데미츠 석화 (주) 「더 렉」141AC) 7.5 중량부를 300℃ 에서 혼련 압출 제막한 후, 여열 120℃, 연신 온도 135℃ 에서 TD 방향으로 4.5 배 텐터 연신하고, 170℃ 에서 열고정 처리를 실시하여, 70㎛ 의 필름을 얻었다.

이 필름을 일반적인 광학 용도의 점착제를 이용하여 두께 2㎜ 의 유리판에 부착하고, 배면 투사형 스크린을 작성하였다. 화상의 밝기는 낮아, 스크린 반대측의 시인성은 좋다고는 할 수 없었다.

[비교예 2]

폴리에틸렌나프탈레이트 수지 (테이진 화이버 (주) 제조) 90 중량부에 대해서 신디오택틱 폴리스티렌 (이데미츠 석화 (주) 「더 렉」141AC) 10 중량부를 300℃ 에서 혼련 압출 제막한 후, 여열 120℃, 연신 온도 135℃ 에서 TD 방향으로 4.5 배 텐터 연신하고, 170℃ 에서 열고정 처리를 실시하여, 100㎛ 의 필름을 얻었다.

이 필름을 일반적인 광학 용도의 점착제를 이용하여 두께 2㎜ 의 유리판에 부착하여, 배면 투사형 스크린을 작성하였다. 화상의 밝기는 낮아, 스크린 반대측의 시인성은 좋다고는 할 수 없었다.

[비교예 3]

폴리에틸렌나프탈레이트 수지 (테이진 화이버 (주) 제조) 85 중량부와 신디오택틱 폴리스티렌 (이데미츠 석화 (주) 제조 「더 렉」81AC) 15 중량부를 300℃ 에서 혼련 압출 제막한 후, 여열 120℃, 연신 온도 135℃ 에서 TD 방향으로 4.5 배 텐터 연신하고, 170℃ 에서 열고정 처리를 실시하여, 100㎛ 의 필름을 얻었다.

[비교예 4]

폴리비닐부티랄 수지 (쿠라레 제조 포발 117) 10 중량부와 액정 (메르크 제조의 BLO07) 2 중량부를 80℃ 에서 물 90 중량부에 용해하고, 분산하여, 유리 상에 캐스트, 건조시켜 액정 분산 PVA 필름을 얻었다. 얻어진 필름을 실온에서 7 배로 1 축 연신하여, 70㎛ 의 필름을 얻었다.

[비교예 5]

매트릭스 고분자로서 PET 97.5 중량부와, 분산상을 구성하는 성분으로서 쿠레하 화학 제조의 코어-쉘 미립자 「파라로이드」EXL2311 (평균 굴절률 1.47, 평균 입경 0.4㎛) 2.5 중량부를 1 축 혼련 압출기를 이용하여 280℃ 에서 혼련하고, 용융 압출법에 의해 제막하고, 그대로 연속하여 TD 방향으로 80℃ 로 4.5 배로 1 축 연신하고, 115℃ 에서 열고정 처리를 실시하여, 두께 100㎛ 의 필름을 얻었다.

표 1

[실시예 5]

토아 합성 (주) 제조의 「아로닉스」M400 을 100 중량부와, 광중합 개시제로서 치바·스페셜리티·케미컬즈 (주) 제조의 「이루가큐어」184 5 중량부를 메틸이소부틸케톤에 용해하고, 이어서 세키스이 화성공업 (주) 제조의 MB20X-5 를 100 중량부를 추가하고 분산시켜 도공액을 제조하였다. 이 도공액을 바코드법에 의해, 실시예 1 에서 얻은 배향 필름의 일방의 표면 상에 코팅하여 도공막을 제조하였다. 이어서 이 도공막에 자외선을 조사하여 산란층을 형성하였다. 산란층의 두께는 4㎛ 이었다.

이 산란층이 형성된 배향 필름을 실시예 1 과 동일하게 하여 유리판에 부착하여, 배면 투사형 스크린을 작성하였다. 화상의 밝기, 스크린 반대측의 시인성은 매우 양호하였다.

[실시예 6]

실시예 1 에서 작성한 배향 필름을, 시판되는 2색성 편광판과, 배향 필름의 투과축과 2색성 편광판의 흡수축이 일치하도록 접착하였다. 또한, 이 필름을 유리판에 도 2 와 같이 부착하여, 투과형 스크린을 작성하였다.

도 2 에 나타내는 바와 같은 배치에 투과형 스크린을 두고, 프로젝터로부터 투영되는 화상의 밝기, 콘트라스트, 번쩍임을 그 투과형 스크린 맞은편측에서 보아 평가하였다. 화상은 밝고, 콘트라스트도 양호하고, 번쩍이는 느낌도 없어, 투과형 프로젝터 스크린으로서 유용함을 확인할 수 있었다.

[실시예 7]

고분자 미립자로서, 쿠레하 화학 제조의 코어-쉘 미립자 「파라로이드」 BTA712 (평균 굴절률 1.54) 를 이용하였다. 그리고 PET 수지와 그 고분자 미립자의 혼합 비율이 85 대 15 (중량비) 로 하고, 120℃ 에서 열고정 처리를 실시한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하여, 두께 100㎛ 의 배향 필름을 얻었다.

이어서 시판되는 2색성 편광판을, 상기 배향 필름의 투과축과 2색성 편광판의 흡수축이 일치하도록 접착하였다. 또한, 이 필름을 유리판에 도 3 과 같이 부착하여, 반사형 스크린을 작성하였다.

도 3 에 나타내는 바와 같은 배치에 반사형 스크린을 두고, 프로젝터로부터 투영되는 화상의 밝기, 콘트라스트, 번쩍임을 프로젝터측에서 보아 평가하였다. 화상은 밝고, 콘트라스트도 양호하고, 번쩍이는 느낌도 없어, 반사형 프로젝터 스크린으로서 유용함을 확인할 수 있었다.

산업상이용가능성

본 발명의 투명 스크린은, 투영되는 화상이 밝고 고품위이며, 무아레나 번쩍임이 거의 없다. 따라서, 투과형이나 반사형 프로젝터 스크린으로서 매우 유용하다.

Claims

직선 편광에 대해서 산란이 가장 커지는 방향 (산란축) 과 산란이 가장 작아지는 방향 (투과축) 을 가지고, 고분자로 이루어지는 매트릭스 중에 고분자 미립자를 함유하는 배향 필름을 포함하여 이루어지는 스크린으로서,

상기 고분자 미립자의 굴절률 n 이 하기 식 (1)

1.51≤n≤1.58 (1)

을 만족시키고,

상기 매트릭스와 상기 고분자 미립자가 하기 식 (2) 및 (3)

0≤│Ntrans-ntrans│≤0.03 (2)

0.03≤│Nscat-nscat│≤0.2 (3)

(Ntrans 는 매트릭스의 투과축 방향의 굴절률을 나타내고, Nscat 는 매트릭스의 산란축 방향의 굴절률을 나타내고, ntrans 는 고분자 미립자의 투과축 방향의 굴절률을 나타내며, nscat 는 산란축 방향의 굴절률을 나타낸다)

의 관계를 만족하는 스크린.
제 1 항에 있어서,

상기 배향 필름이, 또한 하기 식 (4)

Hscat/Htrans≥2 (4)

(Hscat 는 산란축 방향의 헤이즈 (haze) 값을 나타내고, Htrans 는 투과축 방향의 헤이즈값을 나타낸다)

를 만족하는, 스크린.
제 1 항에 있어서,

상기 배향 필름이, 또한 하기 식 (5)

1≤TTtrans/TTscat≤2 (5)

(TTtrans 는 투과축의 전체 광선 투과율을 나타내고, TTscat 는 산란축의 전체 광선 투과율을 나타낸다)

를 만족하는, 스크린.
제 1 항에 있어서,

상기 배향 필름이, 또한 하기 식 (6)

TT≥60% (6)

(TT 는 전체 광선 투과율을 나타낸다)

를 만족하는, 스크린.
제 1 항에 있어서,

상기 배향 필름이, 또한 하기 식 (7)

PTtrans=TTtrans-DFtrans≥50% (7)

(TTtrans 는 투과축 방향의 평행광 투과율을 나타내고, DFtrans 는 투과축 방향의 확산광 투과율을 나타낸다)

를 만족하는, 스크린.
제 1 항에 있어서,

상기 배향 필름이, 또한 하기 식 (8)

PTscat=TTscat-DFscat≤40% (8)

(여기에서, TTscat 는 산란축 방향의 평행광 투과율을 나타내고, DFscat 는 산란축 방향의 확산광 투과율을 나타낸다)

를 만족하는, 스크린.
제 1 항에 있어서,

추가로 투명한 기재를 더 포함하고,

상기 배향 필름과 상기 기재는 접착되어 있는, 스크린.
제 1 항에 있어서,

상기 배향 필름 중의 고분자 미립자의 함유량이, 고분자 100 중량부에 대해 0.01 내지 40 중량부인, 스크린.
제 1 항에 있어서,

상기 고분자 미립자가 코어-쉘 구조를 갖는 미립자인, 스크린.
제 1 항에 있어서,

상기 고분자가 폴리에틸렌테레프탈레이트인, 스크린.
제 1 항에 있어서,

편광 소자를 더 포함하는, 스크린.
제 1 항에 있어서,

금속층을 더 포함하는, 스크린.
제 1 항에 있어서,

배면 투사형인, 스크린.
제 1 항에 있어서,

전체면 반사형인, 스크린.
직선 편광에 대해서 산란이 가장 커지는 방향 (산란축) 과 산란이 가장 작아지는 방향 (투과축) 을 가지고, 고분자로 이루어지는 매트릭스 중에 고분자 미립자를 함유하는 배향 필름을 포함하여 이루어지는 스크린으로서,

상기 고분자 미립자의 굴절률 n 이 하기 식 (1)

1.51≤n≤1.58 (1)

을 만족하고,

상기 매트릭스와 상기 고분자 미립자가 하기 식 (2) 및 (3)

0≤│Ntrans-ntrans│≤0.03 (2)

0.03≤│Nscat-nscat│≤0.2 (3)

(Ntrans 는 매트릭스의 투과축 방향의 굴절률을 나타내고, Nscat 는 매트릭스의 산란축 방향의 굴절률을 나타내고, ntrans 는 고분자 미립자의 투과축 방향의 굴절률을 나타내며, nscat 는 산란축 방향의 굴절률을 나타낸다.)

의 관계를 만족하고,

상기 배향 필름이, 하기 식 (4)∼(6)

Hscat/Htrans≥2 (4)

1≤TTtrans/TTscat≤2 (5)

TT≥60% (6)

(Hscat 는 산란축 방향의 헤이즈값을 나타내고, Htrans 는 투과축 방향의 헤이즈값을 나타내고, TTtrans 는 투과축의 전체 광선 투과율을 나타내고, TTscat 는 산란축의 전체 광선 투과율을 나타내며, TT 는 전체 광선 투과율을 나타낸다)

를 동시에 만족하는, 스크린.
직선 편광에 대해서 산란이 가장 커지는 방향의 축 (산란축) 과 산란이 가장 작아지는 방향의 축 (투과축) 을 가지고, 고분자로 이루어지는 매트릭스 중에 고분 자 미립자를 함유하는 배향 필름의 스크린에 대한 용도,

상기 고분자 미립자의 굴절률 n 은 하기 식 (1)

1.51≤n≤1.58 (1)

을 만족하고,

상기 매트릭스와 상기 고분자 미립자가 하기 식 (2) 및 (3)

0≤│Ntrans-ntrans│≤0.03 (2)

0.03≤│Nscat-nscat│≤0.2 (3)

(Ntrans 는 매트릭스의 투과축 방향의 굴절률을 나타내고, Nscat 는 매트릭스의 산란축 방향의 굴절률을 나타내고, ntrans 는 고분자 미립자의 투과축 방향의 굴절률을 나타내며, nscat 는 산란축 방향의 굴절률을 나타낸다)

를 만족한다.