TWI297036B - - Google Patents

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1297036 五、發明說明 案號 90132544 (1) 年 月 日_修正 技術領域 本發明係關於用以形成菲涅耳（F r e s n e 1)透鏡鏡片等之 透鏡鏡片之電離放射線硬化型樹脂，使用該樹脂形成透鏡 部之透鏡鏡片及具有該透鏡鏡片之投影螢幕。 習知之技術 現今，投影螢幕通常係由凸透鏡（lenticular lens)與 菲涅耳透鏡（Fresnel lens)所組合之2片構造者。於此構 成中’為使兩鏡片能夠密合，如圖1所示般將預先彎曲之 凸透鏡壓合於平面狀的菲涅耳透鏡鏡片進行組合。因而， 於組合之兩透鏡鏡片的接觸 6所示般，於圓形（circular 以鏡片隆起為依垂直方向形 的情況，於螢幕的左右部分 幕的上下端部，主要係發生 涅耳透鏡之朝向凸透鏡的之 形的尖端部分係排列成同心 朝向菲涅耳透鏡鏡片的面， 狀。因而，構成接觸部處有 面之材料（樹脂），必須對擠 理由在於，於上述壓力下， 壞，則於作為投影螢幕使用 對於上述問題，於日本專 中，揭示將用於透鏡鏡片的 彈性係數設定成在_20〜+ 40 °( 部處會產生壓力。例如，如圖 )的非〉圼耳透鏡的透鏡面上， 成之凸透鏡的鏡面疊合之螢幕 ’主要為發生線接觸，而於螢 點接觸。於此投影螢幕中，菲 一侧’截面形狀係為大致三角 圓狀。另一方面，凸透鏡片之 係形成為半圓柱狀之截面形 尖端之菲淫耳透鏡鏡片的鏡片 壓有既定值以上的機械特性。 透鏡面若容易受到擠壓而損 之時’無法得到良好的影像。 利特開平1 〇 - 1 0 6 4 7號說明書 透鏡部之活化能線硬化樹脂的 :的溫度範圍^為80〜2〇〇〇〇kg

案號 90132544 1297036 五、發明說明（2) /cm2的範圍，期於寬廣的溫度範圍内之形狀安定性優異， 並可維持其光學特性。 ~ 又，於日本專利特願2〇〇0 — 03643 5號說明書中，揭示 出，對於透鏡鏡片施加動態的力之情況，藉由將構成透鏡 之電離放射線硬化型樹脂的硬化後之動態黏彈性的散逸率 tan (5設定於既定範圍中，提供不會蓄積變形之柔軟且復 元性優異之透鏡鏡片用樹脂組成物。 發明所欲解決之誤韻

然則，上述之日本專利特開平1〇-1〇647號說明書中，係 採用J I S K-7 11 3中所規定之彈性係數。此彈性係數，係用 以求出平坦的薄膜之拉伸彈性係數的值，難以說是可將實 際的電離放射線硬化型樹脂所處之狀況（承受壓縮力）忠實 地再現者。 ^ 又’貫際上，於作為投影螢幕使用之際，在兩透鏡間所 f生之壓力，係持續著長時間者。亦即，一部份的透鏡用 樹脂’欲使其對於所承受的壓力有緩緩還原回去之復元 力，於透鏡用樹脂的設計與選定之際，於樹脂的機械特性 方面，必須加入時間的因素考慮。 於此，本發明之目的在於，提供一種透鏡鏡片用樹脂、 透鏡鏡片及投影螢幕；其係藉由實際上考慮電離放射線硬 化型樹脂所承受之壓力及時間的因素而訂定之機械特性， 即使對透鏡鏡面施加壓力透鏡形狀亦不會壓損而可得 好的影像者。 1以解決課題之丰科

1297036 mi 90132544 五、發明說明（3) 以下，就本發明加以說明。本發明的態樣之一，係藉由 一種電離放射線硬化型樹脂來解決上述課題，其係用^形 成透鏡鏡片的透鏡部者；其特徵在於，壓縮彈性係數，為 大於OMPa且840MPa以下’潛變（creep)率為〇%以上且μ%二 下。此處，「壓縮彈性係數」、及「潛變率」係為藉由後 述之「微小硬度試驗裝置」測定之值（以下同）。 本發明之另一態樣，係藉由電離放射線硬化型樹脂來解 決上述課題，其係用以形成透鏡鏡片的透鏡部者；其特徵 在於’壓縮彈性係數，為大於84〇^&且35〇(^1^以下，潛 變率為-1 〇 %以上且2 〇 %以下。 再者本發明之其他的態樣之一，係藉由一種電離放射 線硬化型樹脂來解決上述課題，其係用以形成透鏡鏡片的 透鏡部者；其特徵在於，當壓縮彈性係數作為£ (Μρ&)、 潛變率作為C(%)時，其具有之壓縮彈性係數與潛變率之間 成立C<-2x 10_2E + 63，及〇-2·6χ 101 + 3之關係。 士依據本發明之此等態樣，可得到一種電離放射線硬化型 ；^月曰1其係在使用於透鏡面成形之情況，即使對透鏡鏡面 施加壓力’透鏡形狀亦不會壓損而可得到良好的影像者。 ▲本發明之其他的態樣中，菲涅耳透鏡鏡片，亦可由上述 態樣中任一者之電離放射線硬化型樹脂形成透鏡面者所構 成0 f者’作為本發明之其他的態樣，亦可由具備上述態樣 之菲淫耳透鏡鏡片之一種投影螢幕所構成。。 本發明之此般的作用及好處，可由如後說明之實施形態

1297036 案號 90132544 五、發明說明（4)

明白。 發明之膏施形態 本申請案之發明者，就個中的方法加以檢討之結果，& 現欲對電離放射線硬化型樹脂之加入時間因素者二發 特性加以測定，以微小硬度計最為適當。又發現作為藉 上述微小硬度計之測定值，經由採用壓縮彈性係數（E ) 9與& 潛變率（c )，可用以選定菲涅耳透鏡鏡片用電離放射線^更 化型樹脂，其於用於投影螢幕之時對於承受之塵力可

Ml · J ^ 問 通地使用者。以下，就微小硬度試驗裝置、試驗用試料％ 製方法、測定條件、測定項目、使用於上述試驗之電離3 射線硬化型樹脂所成形之菲涅耳透鏡之壓損情形之評^ 及其等試驗的測定結果以及其解析結果之詳細情开彡仿皮 以說明。 、7依序加 實施例 〇_)微小硬度試驗裝詈 於本發明之實施例中所使用之微小硬度試驗襞置， 用硬度（universal hardness)試驗裝置的一種， ’、 取得者有費雪公司製之「費雪史扣普H_1〇〇v」。 ^

置’原來係將壓錘壓擠到試料自，讀取其於施加 重之狀態下凹陷的壓擠深度’以求出通㈣度者。= 案發明者將此試驗裝置中之壓錘承受之荷重於— Ϊ以試料(樹脂)的各種特性作敎：用本Ϊ: Μ σ⑨疋各種的機械特性（通用硬度HU、塑性硬户… MPLAST、^動行為、潛變行為及彈性回復行為等之^性

1297036

。作為本試驗裝置之壓錘，係使用尺寸精度特佳的維 線。> ί壓鐘’可測定如圖7所示般的荷重/侵入深度曲 图測疋數據藉由附屬於試驗機之電腦作處理，可得到以 ^ ，虛線所示般的「彈性變形直線」、與由此所推定之 /驗荷重下的侵入深度的塑性變形量hr，。進而，不僅是 通=硬度與侵入深度間的關係，其他的關係亦可簡單地圖 =灸L有關此等試驗值的理論上的相互關係之詳細情形， :月多照「材料試驗技術」雜誌Vo 1. 43，No· 2， I"8年4月 唬:冊:藉由通用硬度試驗之材料特性的評價」（科内利 耳又狄特丹格（Cornelia Heermant，Dieter Dengel ) /片山繁雄、佐藤茂夫（譯））。 又’此試驗方法係作為德國試驗規格（D丨N規格） ^3/9 — 1、「金屬材料的試驗方法」登錄在案。又，亦曾被 提礅作為ISO規格，於1 999年以委員會草案（(：〇賴 draft)刊出。 66 料調劁方法 +將作為試料之電離放射線硬化型樹脂塗佈2 〇 〇 V厚度於 f涅耳透鏡成型用模具上。此時的模具溫度為4〇~42 t， 樹f溫度保持於42 t。然後，對此塗佈之電離放射線硬化 f树脂’藉由成型燈（金屬鹵素燈：日本電池製）以累積光 ^2 0 0 0mj/cm2、高峰（peak)照度25〇mW/cm2之照射條件進疒 紫外線照射，使其硬化。然後自模具將其剝離，作為試2 _(3 )測定條件

1297036 -一^ 90132544_.年月曰 條 π： 五、發明說明（6) ' " ------ 如f述般，於通用硬度試驗中，係將壓錘壓擠到試料 面二讀取其於施加一定的荷重之狀態下凹陷的壓擠深度， 以，出硬度，而本申請案之發明者，藉由使壓錘擠壓之荷 重徐徐增加或減少至既定值以測定試料樹脂的各種物性。 ^，此處，係使用〇· 4mm 0之碳化鎢製的球體壓錘來作為 壓錘。以下，一邊參照圖2就具體的測定條件加以說明。 ◊，2中，A點係表示試驗開始前的狀態。此處，由於未承 文何重（縱座標）故為零，壓錘的侵入深度（橫座標）亦同樣 地為零。於A點，壓錘的下端部先端，係與試料表面微微 地相接之狀態。壓錘的下端部先端位置，係於顯微鏡之確 認下使其成為自試料菲違耳透鏡的中心起2〜3随附近的透 鏡的中心位置之方式而設定（參照圖3 )。 由此狀態開始，以〇· 1秒間隔，分i 〇〇階段徐徐增加施加 於壓錘之荷重，使荷重成為20mN(圖2中之A點〜B點）。圖2 中之B點一，係表示最大荷重Fmax(此處為2〇mN)之負荷時， 亦即表示最大變形之時。以此荷重保持6〇秒，即所謂之給 =潛變點〜C點）。圖2中之侵入深度（C — B) 表示潛變 篁。接著，以0 · 1秒間隔，分4 〇階段將壓錘取走，使成為 試驗機最低荷重（〇.4mN)(C點〜D點）。再於此試驗機&的最低 荷重（0.4mN)的狀態下保持6〇秒（1)〜£)。圖2中之侵入深度 (D-E)//m表示最低荷重時的潛變量，又侵入深度（E — 表示殘遠麦形畺，又侵入深度（h m a χ — £ ) # m表示回復變形 ο 使用球體壓錘對試料樹脂施加荷重的理由在於，由於在

1297036 修正一

---- 案號· 90132544 五、發明說明（7) 圼耳透鏡之組合，壓損的 ，相 =狀”的，在菲淫耳透鏡形狀係為橫的，之點= ;:最；tb:P使點荷重的實際現象良好地再現之故 鏡間的接觸壓力相當低，實測上有困難，故以參考在兩透 2eieierce)樹脂變形之移位之最大變形量為1 〇 程声之 最ΐ荷重而設定。而將最大變形量作為ι〇二 不之由於透鏡的變形量，於外周部，通常變形迄〇 Ϊ】揭 以内’來自光源的光不會通過，故為可容許的。」之咖 解。 尼 (4 )測定頊目 本申請案之發明中之樹脂的機械特性以的 壓縮彈性係數⑻、及潛變率（C)來表現，3因可由=即 荷重移位曲線（圖2)進行解析之故。於此，係反覆施行L的 面項目之程序3次，將所得之測定項目之壓縮彈性係： (E)、及潛變率⑹相加作平均’將其作為測定值記錄 來。 壓縮彈性係數（E)、及潛變率（c)可如下述地表示。

(a )壓縮弹性係數：E E=l/(2(hr(2R-hr))- · (hinax) Ah/ Δρ_〇_ ^w)/Ew) = 1/(5· 58 6 · hr · (hmax) Ah/ Δρ'7· 813 χ l〇-7) 此處，hr為試驗荷重為最大時（荷重降低區域，為圖2中 之C點、D點及hmax所圍成之區域）的荷重移位曲線的切線

1297036 _案號 90132544 年 月 日 修正 五、發明說明（8) 與侵入深度之軸的交點（單位：_)。 又’ △ hmax/ △ F表示試驗荷重為最大時（荷重降低區 域’為圖2中之C點、D點及h m a X所圍成之區域）的荷重移位 曲線的切線之反上昇，單位為_1。 再者’ w w為碳化鶴之泊松比（p 〇 i s s 〇 n ’ s r a t i 〇 ) ( = 0· 22)、Ew為碳牝鎢的彈性係數（5· 3 x 1〇5N/mm2)，R為 球形壓錘的半徑（〇· 4_)。 於使用維卡氏壓錘（鑽石）之情況的壓縮彈性係數£可由 E = l/(4tan(2/ a)hr · (hmax) Ah/ AF/ ττ1/2-（1- Mia)/

Ed 1 a )表不，供參考。此處，α為維卡氏壓錘的頂角丨36。 ，^dia為鑽石的泊松比（ = 0·25)，EdU為鑽石之彈性 (1 · 2 X 1 06N/mm2 ) 〇

(b )潛轡率：C 重（此處為20mN)時（圖2中 該試驗荷重經過既定時間 ’單位為mnr。 數（E)、及潛變率（c)之電 /圼耳透鏡鏡片與既定的凸 ’嵌入電視機尺寸的木框 眼觀察。經過1小時後菲 」’未觀察到有壓損者記 C=(h2-hl) · 100/hl 此處之h 1為達到一定的試驗荷 之B點）之侵入深度，h2為保持於 (6 0秒）後（圖2之C點）的侵入深度 (5 )壓損愔形評價： 將由測定過上述之壓縮彈性係 離放射線硬化型樹脂所成形之菲 透鏡片併合，將4邊用膠帶固定 中組裝起來，於空白畫面下以肉 淫耳透鏡鏡片有壓損者記為「X 為「〇」作成記錄（參照圖4 )。

1297036 ____案號90132M4 年 方 五、發明說明（9) 曰 修正 (6 )試驗結果 彙整各電離放射線硬化型樹脂的壓縮彈性係數、潛變率 (C )、及由各該電離放射線硬化型樹脂所成形之菲涅耳透 鏡鏡片的壓損情形評價結果示於表1。又，以壓縮彈性係 數（E )為橫座標，以潛變率（c )為縱座標，並將壓損情形之 评價結果如上述般以「〇」及「χ」表示示於圖4中。

C:\專利案件總檔案\90\90132544\90132544(替換)-l.ptc 第 14 頁 1297036 _案號90132544_年 月 日 修正 五、發明說明（10) 表1 試料編號 屈折率 (2 3〇C，D 線） 壓縮彈性係數 (MPa ) 潛變率（％) 歷損情形評價 1 1.553 7 59.3 43.87 〇 2 1.553 1290 16.98 〇 3 1.553 814.5 19.75 〇 4 1.553 1729 12.11 〇 5 1.552 2186 0.77 〇 6 1.553 1618 13.55 〇 7 1.551 4 58.6 58.68 X 8 1.551 7 4 5.5 40.51 〇 9 1.551 8 8 5.9 19.79 〇 10 1 .551 1126 19.65 〇 11 1.551 7 25.6 60.79 X 12 1.551 8 3 0.4 33.84 〇 13 1.552 134 7 12.00 〇 14 1.553 2733 -1.000 〇 15 1.553 1788.4 17.10 〇 1 6 1 .553 33 65 -5.654 〇 17 1.551 28 6.5 65.31 X 18 1.551 216.9 57.56 〇 19 1.551 251.8 66.25 X 20 1.551 307.4 64.31 X 21 1.551 1100 57.85 X 22 1.550 922.5 47.24 X 23 1.552 691.3 72.27 X 24 1.552 64 7.2 60.37 X 25 1.552 817 · 5 63.65 X 26 1.552 321.6 59.38 X 2 7 1.552 5 38.0 72.16 X 28 1.553 5 8 5.2 73.27 X 2 9 1.551 8 37.4 '76.4 8 X 30 1.552 411.85 31.531 〇 31 1.550 132.2 2 6.81 .〇 32 1.553 79.58 23.25 〇 33 1.552 190.0 21.30 〇 34 1.551 95.29 8.859 〇 35 1.550 128.0 130.89 X 3 6 1.550 37 . 8 3.03 〇 3 7 1.552 118.36 14.56 〇 38 1.552 392.2 55.0 〇 39 1.551 183.4 33.83 〇

C:\專利案件總檔案\90\90132544\90132544(替換)-l.ptc 第 15 頁 1297036 曰 —~^90132544 年 月 五、發明說明（U) 的發明f將上述2驗結果加以解析，得到下述 分為壓縮彈：传:將進，電離放射線硬化型樹脂區 的（硬的）群組，於柔軟的群組中，藉由將H無性係數高 作成為大於0MPa且84〇MPa以下作、= = >生係數E w以下，更佳者為η以上纖以；车= = 上且 3%且55%ίΪ ϊ3,8且⑴肝…，潛，率作成為大於 « 。下可侍到無壓損問題的透鏡。又，於硬的群 ，、，中，赭由將壓縮彈性係數作成為大於84〇M 3 以下，潛變率作成為-10%以上且2。%以 5』° Pa、 上且20%以下’可得到無壓損問題的透鏡。“者為’以 η現’就電離放射線硬化型樹脂的麼 潛變率C之兩者的關係來纟，成形時若使用具備著成數立L 10 2Ε + 63 ’ 及C>-2. 6χ 1〇-3Ε + 3 之關係（圖5 中直線^、 l 所f成的範圍）之電離放射線硬化型樹月旨，可得到 無屬如問題的透鏡。 透ΐν Γ i Ϊ:Γ透鏡組合使用於投影螢幕之菲淫耳 透鏡鏡月之成形所使用之電離放射線硬化型樹脂所作 明，惟，本發明之技術精神並非侷限於此，對於藉由1二 的樹脂所成形之光學透@ ’透鏡形狀的先端為尖的，2 端部於擠壓方向承受到壓力者，皆可適用。 〃无 又’本發明並不受限於上述之實施形態，在不違 專利範圍及說明書全文所龜含之發明精義或思想之範 _ c:\專利案件總檔案\90\90132544\90132544(替換).l.ptc 第 ϊ6 頁 1297036 案號 90132544 年月曰 修正 五、發明說明（12) 之適當的變更是屬可能的，依於此等變更之透鏡鏡片用樹 脂、透鏡鏡片及投影螢幕’皆屬本發明之技術範圍所涵蓋 者。 發明的效果 如上述所說明般，藉由實際上就承受之壓力及時間因素 加以考慮，而將電離放射線硬化型樹脂的壓縮彈性係數E 與潛變率C設定於既定值的範圍内，對由此電離放射線硬 化型樹脂所成形之透鏡鏡片施加壓力’透鏡形狀亦不會壓 損而可得到良好的影像。

C:\專利案件總檔案\90\90132544\90132544(替換)-l.ptc 第 17 頁 1297036 _案號90132544_年月曰 修正_ 圖式簡單說明 圖1為將凸透鏡組裝到菲涅耳透鏡鏡片上作成螢幕之示 意圖。 圖2為表示荷重/侵入深度曲線之圖。 圖3為表示對試料透鏡之壓錘的壓擠位置之圖。 圖4為表示壓縮彈性係數·潛變率與壓損情形評價之間 的關係之圖。 圖5於圖4中，為顯示僅著眼於壓縮彈性係數E與潛變率C 兩者之關係之情況下之可得到無壓損問題的透鏡的範圍之 圖。 圖6為顯示菲涅耳透鏡與凸透鏡重疊時產生之接觸部的 狀況之圖。 圖7為顯示於通用硬度試驗中之荷重/侵入曲線之圖。

C:\專利案件總檔案\90\90132544\90132544(替換)-l.ptc 第 18 頁

Claims (1)

1. 丄藉由厂 1縮彈性係數為大於_且 化型=成=;為°%以上且57%以下之電離放射線硬 3500MPaH鏡鏡片’其藉由壓縮彈性係、數為大於84GMPa且 更化i树月曰形成透鏡部。 纸3料农ί透鏡鏡片，其藉由當壓縮彈性係數作為以心）、 /曰广率作為cu)時，具有壓縮彈性係數與潛變率之間成立

   c〈-2 X 1〇-2Ε + 63，及 C>-2· 6 X ΙΟ^ε + 3 之關係之電離放射線硬化型樹脂形成透鏡部。 4·如申請專利範圍第}至3項中任一項之透鏡鏡片，其透 鏡部為菲淫耳透鏡。 5 · —種投影螢幕，其係具備申請專利範圍第1至4項中任 一項之透鏡鏡片。

   C:\專利案件總檔案\9〇\9〇132544\9〇132544(替換w.ptc第頁