TWI385468B - A light diffusion member, a transmissive type screen, a rear projection type display device, and a light absorbing portion forming resin composition - Google Patents

A light diffusion member, a transmissive type screen, a rear projection type display device, and a light absorbing portion forming resin composition Download PDF

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TWI385468B
TWI385468B TW095106467A TW95106467A TWI385468B TW I385468 B TWI385468 B TW I385468B TW 095106467 A TW095106467 A TW 095106467A TW 95106467 A TW95106467 A TW 95106467A TW I385468 B TWI385468 B TW I385468B
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Description

光擴散構件，透過型螢幕，背投影型顯示裝置及光吸收部形成用樹脂組成物
本發明係關於具備可吸收迷光等之光吸收部的光擴散構件、具備此類光擴散構件的透過型螢幕、具備此類透過型螢幕之背投影型顯示裝置、及形成光吸收部所用之光吸收部形成用樹脂組成物，尤其，係關於條紋不勻為不明顯的光擴散構件、條紋不勻為不明顯的透過型螢幕、條紋不勻為不明顯的背投影型顯示裝置、及可抑制發生覆蓋不良之光吸收部形成用樹脂組成物。
背投影型顯示裝置等之大畫面顯示裝置為多令人群察見螢幕所映出的影像，要求比小型顯示裝置的視野角廣。例如，背投影型顯示裝置的背投式電視，具有令光源所發出的映像光投影的透過型螢幕。此透過型螢幕一般為具有令光源所投射之映像光往觀察者側以平行光或略平行光(以下，將其稱為略平行光)偏向之透鏡構件的菲湼耳透鏡片、與令此略平行光擴散且擴展視野角的光擴散構件。
然而，上述光擴散構件已知有在光擴散構件之薄片面以平行之一方向(例如，於顯示裝置中組裝時的上下方向)上延伸的柱透鏡，係在該一方向之略垂直的其他方向(例如，於顯示裝置中組裝時的左右方向)並列設置所構成之折射型的凹凸透鏡構件。又，其他之光擴散構件亦已知具有在光擴散構件之薄片面以平行之一方向延伸的溝為沿著該一方向之略垂直的其他方向形成多數溝的擴散部基部，與在該溝內充填含有黑色系著色粒子之低折射率材料的光吸收部之全反射型的凹凸透鏡構件。於全反射型之凹凸構件中，擴散部基部為具有位於溝間略呈台型形狀之剖面的單位透鏡部，於單位透鏡部與光吸收部的界面將入射光的至少一部分全反射而令透過光被擴散。
例如，如特開2004－4148號之公報記載般，上述全反射型的凹凸透鏡構件為具備具有略台型形狀剖面的單位透鏡部(透鏡要素)、和位於各單位透鏡部間之水平剖面為略楔形之光吸收部的光擴散部。各單位透鏡部的上底側變成光擴散部的射出側面，又，於光擴散部察見到來自射出側之黑色條紋狀之因為吸收迷光和外來光等形成之圖型(BS圖型)，而光吸收部變成黑色條紋圖型的黑色部分。
於沿著光擴散構件之薄片面方向的視野中，在單位透鏡部之上底與下底以平視重疊的區域，垂直光擴散構件之薄片面的光為就其原樣透過並由射出面射出，但於此以外的區域，垂直光擴散構件之薄片面的光為在單位透鏡部與光吸收部的界面全反射，並且在單位透鏡部之上底與此底上所設置之介質層的界面折射射出。又，於此全反射型之凹凸透鏡構件中，光吸收部為以含有黑色系著色粒子之紫外線硬化型樹脂組成物所形成，故此光吸收部作為BS圖型之機能，且令透過型螢幕所映出之映像的對比度提高。
圖10為示出全反射型之凹凸透鏡構件之一例的概略剖面圖，圖8為示出其製造方法之一例的步驟圖。全反射型之凹凸透鏡構件101為如圖10所示般，具有基材102與光擴散部103與接黏層104與支撐板105。又，光擴散部103為具有朝向基材側形成前端變細之V字形狀之多數溝106的擴散部基部103a、和於擴散部基部103a之溝106內，充填含有著色粒子之紫外線硬化型樹脂組成物所構成的光吸收部103b。其中，經由相當於擴散部基部103a之光吸收部間103b，103b之部分，形成上述之單位透鏡部108。此全反射型之凹凸透鏡構件101為如圖8所示般，一邊令周面形成略V字形狀溝之略台型形狀凹部的型輥11迴轉，一邊於型輥111與被供給此型輥111之基材112之間，供給形成擴散部基部用之紫外線硬化型樹脂組成物113。其後，以UV燈114照射紫外線，由紫外線硬化型樹脂組成物113形成具有溝之擴散部基部103a，取具有擴散部基部103a和基材112的中間構件115。其後，將中間構件115由型輥111剝離，並且於溝中充填含有著色粒子的紫外線硬化型樹脂組成物116。其次，以UV燈117對紫外線硬化型樹脂組成物116照射紫外線形成光吸收部103b，取得具有擴散部基部103a和光吸收部103b的光擴散部103。其後以未圖示之步驟，於光擴散部103上透過接黏劑貼合支撐板105，取得光擴散構件101。於此製造方法中，由型輥111剝離之中間構件115的溝內之紫外線硬化型樹脂組成物116的充填，為使用刮刀118將單位透鏡部108之上底109上的樹脂組成物刮落至溝內則可進行。
但是，於上述全反射型之凹凸透鏡構件，於單位透鏡部之上底BS圖型間的光透過部，觀察到引起覆蓋不良的條紋不勻。具體而言，於圖8所示之全反射型之凹凸透鏡構件的製造步驟中，使用刮刀118將單位透鏡部108之上底109上的紫外線硬化型樹脂組成物刮落至溝內之時，如圖9所示般，於光吸收部103b、103b間之光透過部上(單位透鏡部108之上底109)與刮刀118之間的間隙擠出之含有著色粒子的樹脂110為於光透過部上殘留發生所謂的「走光」。
以產生走光之凹凸透鏡構件構成透過型螢幕時，於單位透鏡部108之上底109殘留的著色粒子為妨礙光的透過，故於觀察者，辨識到成為BS圖型之單位透鏡部108之上底109的寬度為不均勻察見的「條紋不均」。因此，發生走光的凹凸透鏡構件成為引起條紋不均的覆蓋不良，具有令凹凸透鏡構件之製品產率降低的問題。
特別近年的背投影型顯示裝置中，對於數位化、高精細化、壓縮化之要求，使用利用LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示)和DLP(Digital Light Processing，數位光處理)的單管方式光源(以下，本案中稱為「單光源」)。使用此類單光源的背投影型顯示裝置為經由其特徵之畫素顯示，具有靜止畫和文字顯示為更加鮮明的優點，但反面則具有先前未如此明顯之上述的條紋不均為更加明顯的問題。
本發明為解決上述課題而完成者，其第一目的為在於提供條紋不勻為不明顯之光擴散構件。又，本發明之第二目的為在於提供條紋不均為不明顯之透過型螢幕。又，本發明之第三目的為在於提供條紋不勻為不明顯之背投影型顯示裝置。又，本發明之第四目的為在於提供可抑制成為條紋不勻原因之覆蓋不良的光吸收部形成用樹脂組成物。
達成上述第一目的之本發明的光擴散構件為令透過光之至少一部分全反射且擴散的光擴散構件，具備具有朝向入射側前端變細之複數溝於射出側形成的擴散部基部、與該擴散部基部之溝內所形成之光吸收部且含有著色粒子之放射線硬化型樹脂組成物所構成之光吸收部的光擴散部，且該著色粒子之平均粒徑為3.5μm以上20μm以下為其特徵。
若根據此類本發明之光擴散構件，使用平均粒徑為3.5μm以上之著色粒子作為著色粒子，故將含有此著色粒子之放射線硬化型樹脂組成物以刮刀刮落時，著色粒子難於刮刀與光擴散部間之間隙抽出，可極力減少走光之發生。其結果，將此光擴散構件作為透過型螢幕之構成構件時，可格外減低條紋不勻。特別，於靜止畫和文字顯示為使用鮮明之單光源的背投影型顯示裝置中可較佳使用。
於本發明之光擴散構件中，相對於前述放射線硬化型樹脂組成物，該放射線硬化型樹脂組成物中所含之粒徑3.0μm以下的著色粒子比例為7.0重量%以下為佳。若根據此類本發明之光擴散構件，將含有著色粒子之放射線硬化型樹脂組成物以刮刀刮落時，著色粒子易於刮刀與光擴散構件之間的間隙抽出之粒徑3.0μm以下之小著色粒子的含有比例為全組成物總重量之7.0重量%以下，故可格外減少走光的發生。
又，於本發明之光擴散構件中，前述著色粒子為含有碳黑之丙烯酸系交聯微粒子或胺基甲酸酯系交聯微粒子為佳。
更且，於本發明之光擴散構件中，前述放射線硬化型樹脂組成物於25℃之黏度為500mPa．s以上100,000mPa．s以下之範圍內為佳。
更且，本發明之光擴散構件為再具備於前述光擴散部之入射側設置的基材為佳。
更且，本發明之光擴散構件為再具備貼合至前述光擴散部的支撐板為佳。
又，達成上述第二目的之本發明的透過型螢幕其特徵為具備上述本發明之任一者的光擴散構件。
若根據此類本發明之透過型螢幕，則因以可格外抑制走光發生之上述光擴散構件作為構成構件，故可減低條紋不勻，特別於靜止畫和文字顯示為使用鮮明之單光源的背投影型顯示裝置中可較佳使用。
本發明之透過型螢幕亦可再具備對向前述光擴散構件之前述基材配置之折射型的菲湼耳透鏡構件。或者，本發明之透過型螢幕為亦可再具備對向前述光擴散構件之前述基材配置之全反射型的菲湼耳透鏡構件，或，接合至前述基材之全反射型的菲湼耳透鏡構件。
又，達成上述第三目的之本發明的背投影型顯示裝置其特徵為具備上述本發明之任一者的透過型螢幕。
若根據此類本發明之背投影型顯示裝置，則因具備可格外抑制走光發生之上述光擴散構件作為構成構件的透過型螢幕，故可減低條紋不勻，特別於靜止畫和文字顯示為使用鮮明之單光源亦可適合使用。
又，達成上述第四目的之本發明的光吸收部形成用樹脂組成物，為於形成複數溝之片狀溝件上塗佈，且以刮刀刮取於前述溝內充填形成光吸收部的放射線硬化型樹脂組成物，其特徵為含有平均粒徑為3.5μm以上20μm以下之著色粒子。
若根據此類本發明之光吸收部形成用樹脂組成物，則因使用平均粒徑為3.5μm以上的著色粒子，故於刮刀與片狀構件之間的間隙難抽出，可極力減少於片狀構件上發生走光。
於本發明之光吸收部形成用樹脂組成物中，全組成物中之粒徑3.0μm之著色粒子的比例為7.0重量%以下為佳。若根據此類本發明之光吸收部形成用樹脂組成物，則因減小粒徑小之著色粒子的含有比例，故此著色粒子難於刮刀與片狀構件之間的間隙抽出，可極力減少於片狀構件上發生走光。
又，於本發明之光吸收部形成用樹脂組成物中，前述著色粒子為含有碳黑之丙烯酸系交聯微粒子或胺基甲酸酯系交聯微粒子為佳。
更且，於本發明之光吸收部形成用樹脂組成物中，於25℃之黏度為500mPa．s以上100,000mPa．s以下之範圍內為佳。
以下，一邊參照圖面一邊說明關於本發明之光擴散構件、透過型螢幕、背投影型顯示裝置、及光吸收部形成用樹脂組成物之一實施形態。另外，本發明之技術性範圍並非被以下之實施形態所定解釋。
(光擴散構件)
圖1為示出本發明之光擴散構件之一實施形態的模式剖面圖，圖2為示出光擴散構件之光擴散部及基材的斜視圖。
本實施形態之光擴散構件10為具備基材11、和基材11上所設置且令來自此基材側之入射光的至少一部分經由全反射而擴散的光擴散部12。於本實施形態中，如圖1所示般，於光擴散部12上透過接黏層13將支撐板14層合。如圖2所示般，光擴散部12為具有在光擴散構件10之薄片面以平行的一方向(例如，於顯示裝置中組裝時的上下(垂直)方向)沿伸的溝15為沿著前述一方向略垂直之另一方向(例如，於顯示裝置中組裝時的左右(水平)方向)形成多數溝的擴散部基部12a，與前述溝15內所形成的光吸收部12b。如圖2所示般，於本實施形態中，溝15為具有朝向基材11側前端變細之略V字形狀的剖面。又，光吸收部12b為由含有著色粒子26的放射線硬化型樹脂組成物所構成。本發明之特徵係在於著色粒子26的平均粒徑為3.5μm以上20μm以下。另外，於圖1以外之圖面中，省略著色粒子。
由此類構成所形成之本發明之光擴散部12的擴散部基部12a，為如圖1及圖2所示般，於垂直溝15之長軸方向的剖面中包含略台型形狀的部分(於本案中稱為「單位透鏡部17」)。於此光擴散部12中，略台型形狀之單位透鏡部17的上底18為變成射出側(出光側)的面，光吸收部12b變成BS圖型23。由光擴散部12之薄片面垂直方向來看，在單位透鏡部17之上底18與下底19重疊的區域A，垂直光擴散部12之薄片面的光為就其原樣透過射出，但於其以外的區域B，則垂直光擴散部12之薄片面的光為在單位透鏡部17與光吸收部12b的界面全反射，並在單位透鏡部17之上底18與此上底18上所設置之接黏層13的界面折射射出。於此光擴散構件10中，光吸收部12b為以含有著色粒子26之放射線硬化型樹脂組成物所形成，故此光吸收部12具有作為BS圖型23之機能，具有提高透過型螢幕所映出之映像對比度的效果。以下，詳細說明本發明之光擴散構件的各構成要素。
(基材)
基材11為薄膜狀或薄片狀之透明構件，例如使用聚對苯二甲酸乙二酯薄膜和聚碳酸酯薄膜等。
(光擴散部)
光擴散部12為於基材11上所設置之構件，如圖1所示般，具有朝向入射側前端變細之複數溝於射出側並列設置形成的擴散部基部12a、與溝15內所充填之含有著色粒子26之低折射率的放射線硬化型樹脂組成物所構成之低折射率的光吸收部12b。
此光擴散部12的擴散部基部12a為以高折射率之樹脂組成物所形成。擴散部基部12a為被配置於光吸收部12b、12b間，且包含具有略台型形狀剖面的單位透鏡部17。如圖2所示般，單位透鏡部17為與光吸收部12b的長軸方向平行延伸，又，沿著與此長軸方向垂直之方向並列設置複數的單位透鏡部17。
如圖1所示般，形成楔形光吸收部12b輪廓的斜面，為以成為低折射率之光吸收部12b與高折射率之單位透鏡部17之界面的第一斜面21與第二斜面22所構成。此等斜面21、22為例如於菲湼耳透鏡構件(參照圖4及圖5)所偏向的略平行光中，具有作為令到達斜面21、22之光全反射導光機能。又，光吸收部12b為以含有著色粒子26之低折射率的放射線硬化型樹脂組成物所構成，將進入光擴散構件10的迷光或光擴散構件10內所產生的迷光予以吸收，並且將進入光擴散構件10的外光予以吸收並且提高對比度般作用。
構成光擴散部12之楔形的光吸收部12b與略台型之單位透鏡部17，具有對應近年之單光源般以精細間距形成之傾向。因此，單位透鏡部17的形成材料，為使用可形成精細間距的放射線硬化型樹脂組成物。具體而言，於放射線硬化型預聚物中，適當，配合作為反應性稀釋性之放射線硬化型單位及光聚合引發劑的放射線硬化型樹脂組成物為較佳使用。放射線硬化型預聚物以胺基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、或、環氧(甲基)丙烯酸酯為較佳使用。另外，形成單位透鏡部17的放射線硬化型樹脂組成物，為選定比構成光吸收部12b之放射線硬化型樹脂組成物更高折射率者。例如，以折射率1.56之環氧丙烯酸酯系的放射線硬化型樹脂組成物為較佳使用。
光吸收部12b為以含有著色粒子26的放射線硬化型樹脂組成物所形成。此形成光吸收部12b的放射線硬化型樹脂組成物，為選定調整至比構成單位透鏡部17之樹脂組成物更低折射率(例如1.49)者。
放射線硬化型樹脂組成物為經由照射紫外線和電子射線等之電離放射線而進行聚合反應，其構成成分為以光聚合性預聚物(低聚物)和光聚合性稀釋劑(單體)和光聚合引發劑作為主成分，視需要，亦可配合用以促進聚合反應的增感劑、著色顏料、充填劑等。另外，令放射線硬化型樹脂組成物硬化的照射裝置，可列舉空冷或水冷型之高壓水銀燈、金屬鹵素燈、電子束照射裝置等。
光聚合性預聚物可列舉胺基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、及丁二烯(甲基)丙烯酸酯等。光聚合性稀釋劑可列舉例如作為單官能單體之N－乙烯基吡咯烷酮、N－乙烯基丁內酯、乙烯基咪唑、乙烯基吡啶、苯乙烯等之乙烯基單體、脲基(甲基)丙烯酸酯、硬脂基(甲基)丙烯酸酯、丁氧乙基(甲基)丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇(甲基)丙烯酸酯、對枯基苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、四氫糠基(甲基)丙烯酸酯、異冰片基(甲基)丙烯酸酯、環己基(甲基)丙烯酸酯、卡基甲基丙烯酸酯、N,N－二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N－二甲胺丙基(甲基)丙烯酸酯、丙烯醯嗎啉等之(甲基)丙烯酸酯單體、(甲基)丙烯醯胺衍生物，又，作為多官能單體之乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4－丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6－己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9－壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、3－甲基－1,5－戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二羥甲基－三環癸烷二(甲基)丙烯酸酯、羥基三甲基乙酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A聚丙氧基二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、甘油基三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化甘油基三(甲基)丙烯酸酯、三(2－羥乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基)丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。又，光聚合引發劑可列舉1－羥基環己基苯基酮、2－羥基－2－甲基－1－苯基丙烷－1－酮、2,2－二甲氧基－1,2－二苯基乙烷－1－酮、2,4,6－三甲基苯甲醯二苯基氧化膦、苯基雙(2,4,6－三甲基苯甲醯基)－氧化膦等。此等光聚合性預聚物、光聚合性稀釋劑及光聚合引發劑可分別單獨或組合使用二種以上。
具體而言，如後述之實施例所說明般，由胺基甲酸乙酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯及甲氧基三乙二醇丙烯酸酯所構成之光聚合性成分(詳言之，光合性預聚物及光聚合性稀釋劑)為考慮上述折射率、黏度、或膜物性等而任意配合使用。又，光聚合引發劑可列舉1－羥基環己基苯基酮、苯基雙(2,4,6－三甲基苯甲醯基)－氧化膦等，可由令放射線硬化型樹脂組成物硬化之照射裝置及放射線硬化型樹脂組成物之硬化性而任意選擇。光聚合性成分與光聚合引發劑為由硬化性及費用之觀點而言，以100：0.5~100：10之比例配合為佳。另外，亦可添加聚矽氧、消泡劑、勻塗劑及溶劑等作為添加劑。
著色粒子26為被合於構成光吸收部12b的放射線硬化型樹脂組成物中，作用以吸收迷光和外光。
著色粒子26為以碳黑等之光吸收性著色粒子為較佳使用，但並非限定於此，可配合映像光之特性使用選擇性吸收特定波長的著色粒子。具體而言，可列舉碳黑、石墨、黑色氧化鐵等之金屬鹽、染料、顏料等所著色的有機微粒子和已著色的玻璃珠粒等。特別，已著色的有機微粒子由費用面、品質面、取得容易度等觀點而言為較佳使用，更具體而言，以有碳黑之丙烯酸系交聯微粒子、和含有碳黑之胺基甲酸酯系交聯微粒子等為較佳使用。此著色粒子26通常於上述之放射線硬化型樹脂組成物中含有3重量%以上30重量%以下之範圍。此範圍內之最適值的設定為考慮後述黏度和所求濃度之關係而決定。
於本發明中，使用平均粒徑為3.5μm以上20μm以下的著色粒子26。經由使用平均粒徑為3.5μm以上的著色粒子26，則可令含有著色粒子26之放射線硬化型樹脂組成物，由擴散部基部12a之上底18上使用刮刀刮落至擴散部基部12a之溝15內之時，著色粒子26難於刮刀與擴散部基部12a之上底18之間的間隙抽出，可極力減少走光的發生。
另一方面，著色粒子之平均粒徑為未滿3.5μm之情形中，如圖9所示般，於光吸收部103b、103b間之光透過部上(單位透鏡部108之上底109)與刮刀118之間的間隙擠出之含有著色粒子的樹脂110為於光透過部上殘留發生所謂的「走光」。
另外，著色粒子26之平均粒徑的上限並無特別限定，通常，於構成光吸收部12b之溝15的各角落充填著色粒子26般，為20μm以下、更佳為10μm以上。但，於光擴散部12為精細間距化，且光吸收部12b之三角形的底邊部分的寬度為變短的情形中，著色粒子26之平均粒徑的上限為其底邊長度的1/2以下為佳。
著色粒子26為令放射線硬化型樹脂組成物所含之粒徑3.0μm以下者的比例，相對於由前述著色粒子26、放射線硬化型樹脂組成物及光聚合引發劑等所構成之光吸收部12b的全組成物以7.0重量%以下為佳。此時，含有著色粒子26之放射線硬化型樹脂組成物，使用刮刀由擴散部基部12a之上底18上刮落至光擴散部12a之溝15內時，由於限制刮刀與擴散部基部12a之上底18之間的間隙較易擠出的粒徑3.0μm以下之小著色粒子26的份量，故能格外減低引起可辨識條紋不勻程度之走光的發生。
粒徑3.0μm以下之著色粒子26之重量相對於著色粒子26與放射線硬化型樹脂組成物之總重量比例為超過7.0%之情形中，因為刮刀與擴散部基部12a之上底18之間的間隙擠出的著色粒子變多，故發生引起條紋不勻程度的走光。另外，將著色粒子之粒徑規定為3.0μm，係根據本發明者發現3.0μm以下之著色粒子的比例為對於引起條紋不勻程度的走光造成大影響。另外，相對於成為光吸收部12之總組成物之粒徑3.0μm以下之著色粒子的比例下限並無特別限定，若為7.0重量%以下則即使完全未含有亦可。
另外，於本案中，著色粒子之平均粒徑及粒徑為以初級粒子之粒徑型式表示。初級粒子為以化學性方法和物理性方法無法再分離的粒子，與凝集的二級粒子不同。又，本案為使用堀場製作所股份有限公司製之雷射繞射/散亂方式粒度分佈計(型名：LA－910)所測定之體積平均粒徑視為平均粒徑。
含有此類著色粒子26之放射線硬化型樹脂組成物的黏度，於25℃中為500mPa．s以上100,000mPa．s以下之範圍內為佳。經由令黏度為此範圍內，則可於構成光吸收部12b的溝15中輕易充填樹脂組成物，形成光吸收部12b。於25℃之黏度為未滿500mPs．s，則黏度變得過低且無法充分充填至溝(谷部)15的上部，又，以刮刀刮取含有著色粒子之組成物時，於刮刀尖端停留的樹脂組成物坡面變成不安定，具有難以控制組成物供給量等之難點。另一方面，若25℃之黏度為超過100,000mPa．s，則黏度變得過高且無法充填至溝(谷部)15之下部(尖端變細側之部位)。又，由於含有著色粒子之組成物本身的流動性變差，故亦具有難以安定製造該含有著色粒子之組成物的問題。
更佳之範圍為於25℃之黏度為3000mPa．s以上15000mPa．s以下，更佳輕易充填至溝15。另外，於本案中，黏度為根據JIS K－5400之迴轉黏度計法測定。具體而言，使用股份有限公司東京計器製之BL型黏度計，No.4 Rotor，測定於25℃下12rpm、1分鐘後之黏度計的指示值，並且對測定之黏度計指示值乘以換算乘數(本條件為500)之值視為黏度。
(接黏層)
接黏層13為經由在光擴散部12上塗佈接黏層形成用樹脂組成物而形成，且作用為接黏光擴散部12和支撐板14。構成接黏層13之樹脂組成物可使用各種的樹脂組成物，具體而言，較佳使用放射線硬化型樹脂組成物，可列舉例如以胺基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯作為預聚物的樹脂組成物。
於接黏層13中亦可含有著色劑。含有著色劑之接黏層例如於稍微發生走光之情況，此走光亦不顯著，可減低條紋不勻。著色劑以碳黑、黑色系顏料或黑色系染料等為較佳使用。
(支撐板)
支撐板14為被設置於接黏層13上具有剛性之板狀構件，為了支撐上述光擴散部12而較佳設置。支撐板14通常較佳使用0.5~5.0mm厚度範圍之丙烯酸系樹脂板、MS(甲基丙烯基－苯乙烯共聚物)樹脂板、聚碳酸酯樹脂板等。
支撐板14亦可含有著色劑。著色劑可使用與上述接黏劑13所含有之著色劑相同者。令支撐板14含有著色劑之情形中，若以此支撐板14與上述接黏層13兩者可提高對比度即可，故接黏層13所含有之著色劑濃度與支撐板14所含有之著色劑濃度，可由此觀點而任意調整。
(其他構成)
以上，雖說明關於本發明之光擴散構件10的主要構成，但本發明之光擴散構件亦可進一步附加如下述之構成。
於本實施形態之光擴散構件10中，可含有控制光擴散性的光擴散材。具體而言，於單位透鏡部17、接黏層13及支撐板14中之一者或二者以上之中可含有光擴散材。可含有的光擴散材，若為一般光學片所用之光擴散性微粒子等之光擴散材即可，可列舉苯乙烯樹脂微粒子、聚矽氧樹脂微粒子、丙烯酸系樹脂微粒子、MS樹脂(甲基丙烯基－苯乙烯共聚樹脂)微粒子等之有機系微粒子、硫酸鋧微粒子、玻璃微粒子、氫氧化鋁微粒子、碳酸鈣微粒子、二氧化矽微粒子、氧化鈦微粒子、玻璃珠粒等之無機系微粒子，且於樹脂中可含有其中一種或二種以上。
又，於本實施形態之光擴散構件10的觀察者側(射出側)的面，即於支撐板14之觀察者側的面，亦可視需要設置一層或二層以上之防止反射層、低反射層、硬塗層、抗靜電層、防眩層、防污染層、偏光濾光層、及電磁波遮蔽層等之機能層。又，調整支撐板14之觀察者側之面的表面粗度，具有防止反射機能和防眩機能亦可。設置此類機能層或機能表面的支撐板14，作用為位於投影電視之觀察者側的最前面的前面板。
更且，於本實施形態之光擴散構件的光源側之面，即於基材11之光源側之面，亦可設置凹凸形狀。此凹凸形狀可列舉例如圖3所示之光學要素24。此光學要素24為具有於基材11之光源側之面設置之山型輪廓，經由此光學要素24，將基材11之光源側(即入射側)入射的入射光折射。此折射光為與沿著垂直光擴散構件10之薄片面前進之平行光不同的光路且通過單位透鏡部17，其一部分為以全反射面予以全反射並由射出面射出。因此，圖3所示之光擴散構件10為比不具有光學要素24之情況，於觀察者側(射出側)出光之射出光的角度分佈廣，故較佳使用作為視野角廣之透過型螢幕的構成構件。另外，此類光學要素24並不限於圖3所示之態樣，可適用於達成同樣作用效果之先前公知物質。
如以上所說明般，若根據本實施形態之光擴散構件10，使用平均粒徑為3.5μm以上之著色粒子26作為著色粒子26，故此含有著色粒子26之放射線硬化型樹脂組成物以刮刀由擴散部基部12a之上底18往擴散部基部12a之溝15內刮落時，著色粒子26為難於刮刀與擴散部基部12a之上底18之間的間隙擠出，可極力減少走光之發生。其結果，將此光擴散構件10作為透過型螢幕40的構成構件時，可格外減低條紋不勻。特別，於靜止畫和文字顯示為使用鮮明之單光源的背投影型顯示裝置60中為較佳使用。
又，若根據本實施形態之光吸收部形成用樹脂組成物，可格外抑制著色粒子26於支撐該光吸收部形成用樹脂組成物之片狀構件(例如，擴散部基部12a)、與刮取該光吸收部形成用樹脂組成物之刮刀間的間隙擠出。如此，可格外減低片狀構件上發生走光。
〈光擴散構件之製造方法〉
其次，說明關於上述本實施形態之光擴散構件10的製造方法。圖8為示出上述本實施形態之光擴散構件之製造方法之一例的步驟圖。
首先，一邊令周面形成賦予形狀之溝15的型輥111迴轉，一邊於型輥111中送入基材112。同時，單位透鏡部形成用之放射線硬化型樹脂組成物113為在型輥111與沿著此型輥111周面前進之基材112之間，由供給裝置123供給。其後，由放射線源，例如UV燈114照射紫外線，令放射線硬化型樹脂組成物113硬化形成單位透鏡部17。其後，已硬化之放射線硬化型樹脂組成物113為由型輥111剝離。如此，取得具有含有單位透鏡部17之擴散部基部12a、與支撐擴散部基部12a之基材112的中間構件115。其後，含有著色粒子26的放射線硬化型樹脂組成物116為由供給裝置124供給至中間構件115上，更且，該有著色粒子26的放射線硬化型樹脂組成物被充填至中間構件115之單位透鏡部17、17間所形成的溝15內。其次，由放射線源，例如UV燈照射紫外線，令放射線硬化型樹脂組成物116硬化形成光吸收部12b。此時，含有著色粒子26之放射線硬化型樹脂組成物116往中間構件115之溝15的充填，為使用刮刀118，將單位透鏡部17之上底18上的樹脂組成物往溝15內刮落則可進行。如此處理則於基材112上形成具有擴散部基部12a與光吸收部12b的片狀光擴散部12。又，於圖8中雖未示出，更且，於光擴散部12上透過接黏層13貼合支撐板14，並以指定之大小切斷製造本實施形態之光擴散構件10。
此處，圖8中之符號119為捲式輥狀之薄膜狀或片狀之基材。符號120為將單位透鏡部形成用之放射線硬化型樹脂組成物113於型輥面押壓用之牽引輥。符號121為將具備硬化之單位透鏡部的中間構件115剝離用之剝離輥。符號112為以刮刀118將多餘的樹脂組成物有效除去的承壓輥。
〈透過型螢幕〉
圖4及圖5為示出本發明之透過型螢幕的二個實施形態的概略斜視圖。圖4及圖5所示之透過型螢幕40、50均具有上述本實施形態中的光擴散構件10。具體而言，透過型螢幕40、50為於映像光源側具備將來自單光源的光於透過型螢幕40、50之薄片面以略垂直方向偏向用之菲湼耳透鏡構件30、31，更且，於觀察者側(射出側)具備令偏向之略平行光擴散且調整視野角用之光擴散構件10。
更詳言之，圖4所示之透過型螢幕40為具備於薄片面具有菲湼耳中心之折射型的圓型菲湼耳透鏡構件30、與朝向入射側前端變細之複數溝於射出側並列設置形成的擴散部基部12a與擴散部基部12a之溝15內所形成之光吸收部12b且含有著色粒子26之放射線硬化型樹脂組成物所構成之光吸收部12b所構成之片狀光擴散部12的光擴散構件10。
又，圖5所示之透過型螢幕50為具備於薄片面不具有菲湼耳中心之全反射型的圓型菲湼耳透鏡構件30、與朝向入射側前端變細之複數溝於射出側並列設置形成的擴散部基部12a與擴散部基部12a之溝15內所形成之光吸收部12b且含有著色粒子26之放射線硬化型樹脂組成物所構成之光吸收部12b所構成之片狀光擴散部12的光擴散構件10。於圖5所示之透過型螢幕50中，菲湼耳構件31與光擴散構件10為透過接黏層32而貼合。但，使用全反射型之圓型菲湼耳透鏡構件31時，菲湼耳透鏡構件31並非接黏至光擴散構件10(未透過接黏層)，且對向於光擴散構件10之基材11配置菲湼耳透鏡構件31亦可。
透過型螢幕40、50中所用之菲湼耳透鏡構件30、31為對應於近年使用單光源之傾向而以精細間距形成為佳，且其形成材料可與上述之光擴散構件10同樣之放射線硬化型樹脂組成物，具體而言以胺基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯或環氧(甲基)丙烯酸酯等之放射線硬化型預聚物中，適當，配合放射線硬化型單體及光聚合引發劑作為反應性稀釋劑的放射線硬化型樹脂組成物為較佳使用。
此類菲湼耳透鏡構件30、31可例如如下處理形成。首先，於菲湼耳透鏡的模型上澆鑄上述放射線硬化型樹脂組成物，並於被澆鑄的放射線硬化型樹脂組成物上載置基材薄膜。其次，透過基材薄膜照射放射線(例如紫外線和電子射線等)令放射線硬化型樹脂組成物硬化。其後，由模型中將硬化的放射線硬化型樹脂組成物剝出取得片狀之菲湼耳透鏡構件。
若根據此類本實施形態之透過型螢幕40、50，則因具備上述之光擴散構件10，故可減低條紋不勻，特別為靜止畫和文字顯示為使用鮮明之單光源的背投影型顯示裝置中較佳使用。
〈背投影型顯示裝置〉
圖6及圖7為示出本發明之背投影型顯示裝置60a、60b之二個實施形態的概略構成圖。圖6所示之背投影型映像顯示裝置60a為於菲湼耳中心具有位於薄片面內之圓型菲湼耳透鏡構件30的透過型螢幕40，即，具備上述圖4所示之透過型螢幕40。另一方面，圖7所示之背投影型顯示裝置60b為於菲湼耳中心具有位於薄片面外之全反射型圓型菲湼耳透鏡的透過型螢幕31，即，具備上述圖5所示之透過型螢幕50。
背投影型顯示裝置60a、60b為於前面側之窗部具備上述光擴散構件10作為構成構件的透過型螢幕40、50，於較薄型之框體61a、61b的底部配置光源62a、62b，且於框體61a、61b的後部壁內面，配置令來自光源62a、62b之光朝向透過型螢幕40、50反射的鏡63a、63b。此時之光源62a、62b為使用LCD(Liquid Crystal Display)和DLP(Digital Light Processing)等之單管方式的單光源。若根據此類背投影型顯示裝置60a、60b，則因使用上述之光擴散構件10作為構成構件，故於透過型螢幕40、50上可映出外觀無缺陷之鮮明的映像。
〔實施例〕
以下列舉實施例和比較例，進一步詳細說明本發明。
(實施例1)
準備可形成間距為70μm且開口寬為28μm且深度為120μm之溝15的模型輥。於此模型輥與牽引輥之間送入厚度188μm的PET薄膜。配合此PET薄膜的送入，由供給裝置於模型輥與PET薄膜之間供給環氧丙烯酸酯系紫外線硬化型樹脂組成物，並且經由模型輥及牽引輥間的押壓力，將該樹脂組成物於PET薄膜上貼合。其後，由此PET薄膜側照射紫外線令紫外線硬化型樹脂組成物硬化，並且經由已硬化的紫外線硬化型樹脂組成物形成含有單位透鏡部的擴散部基部。
其次，將已硬化之紫外線硬化型樹脂組成物與PET薄膜所構成之中間構件由模型輥剝離。其後，將下列記載組成之含有著色粒子的紫外線硬化型樹脂組成物由供給裝置供給至中間構件上。又，使用刮刀刮取中間構件上所供給的樹脂組成物，並將該樹脂組成物充填至中間構件所形成之略V字形狀的溝內。其後，由PET薄膜側照射紫外線令紫外線硬化型樹脂組成物硬化，且經由硬化之紫外線硬化型樹脂組成物形成光吸收部。如上處理，取得由擴散部基部和光吸收部所構成，於基材上支撐的光擴散部。
更且，於光擴散部上，塗佈接黏層形成用之紫外線硬化型樹脂組成物，並於該紫外線硬化型樹脂組成物上載置支撐板。其後，由支撐板上照射紫外線，透過厚度70μm之接黏層，貼合支撐板和光擴散部，製作實施例1之光擴散構件。
支撐板為將MS(甲基丙烯基－苯乙烯)樹脂所構成之樹脂組成物以押出成形法成形為厚度2mm者，使用含有約1~2重量%之樹脂組成物製作MS系樹脂所構成平均粒徑為約10μm的光擴散材。更且，於所製作之支撐板的觀察者側(射出側)之側面，塗佈形成具有抗靜電機能之丙烯酸系樹脂所構成厚度為約10μm的硬塗層。
〈含有著色粒子之紫外線硬化型樹脂組成物A〉；
光聚合性成分…胺基甲酸乙酯丙烯酸酯(33.6重量%)、環氧丙烯酸酯(14.4重量%)、三丙二醇二丙烯酸酯(28重量%)及甲氧基三乙二醇丙烯酸酯(4重量%)光聚合引發劑…Irugacure 184(4.0重量%)著色粒子A…含有碳黑之丙烯酸系交聯微粒子(Gatsu化成股份有限公司製、平均粒徑6.7μm、16重量%、3.0μm以下之比例為0.27重量%)25℃之黏度…9000mPa．s
(實施例2)
除了令實施例1之含有著色粒子之紫外線硬化型樹脂組成物中的著色粒子如下變更以外為同實施例1處理，製作實施例2之光擴散構件。
〈含有著色粒子之紫外線硬化型樹脂組成物B〉；
光聚合性成分與光聚合引發劑為與實施例1記載者相同著色粒子B…含有碳黑之丙烯酸系交聯微粒子(Gatsu化成股份有限公司製，平均粒徑4.0μm、16重量%、3.0μm以下之比例為4.7重量%)25℃之黏度…9000mPa．s
(實施例3)
除了令實施例1之含有著色粒子之紫外線硬化型樹脂組成物中的著色粒子如下變更以外為同實施例1處理，製作實施例3之光擴散構件。
〈含有著色粒子之紫外線硬化型樹脂組成物C〉；
光聚合性成分與光聚合引發劑為與實施例1記載者相同著色粒子C…含有碳黑之胺基甲酸乙酯交聯微粒子(根上工業股份有限公司製、平均粒徑5.3μm、16重量%、3.0μm以下之比例為1.79重量%)25℃之黏度…11000mPa．s
(比較例1)
除了令實施例1之含有著色粒子之紫外線硬化型樹脂組成物中的著色粒子如下變更以外為同實施例1處理，製作實施例3之光擴散構伴。
〈含有著色粒子之紫外線硬化型樹脂組成物D〉；
光聚合性成分與光聚合引發劑為與實施例1記載者相同著色粒子D…含有碳黑之丙烯酸系交聯微粒子(日本觸媒股份有限公司製、平均粒徑3.3μm、16重量%、3.0μm以下之比例為7.95重量%)25℃之黏度…14000mPa．s
(評價)
於實施例1~3及比較例1之各光擴散構件的製作步驟中，由模型輥剝離的中間構件上，由供給裝置供給含有著色粒子之紫外線硬化型樹脂組成物，並且以刮刀刮落多餘之樹脂組成物並於略V字形狀之溝(間距為70μm且開口寬為28μm且深度為120μm)中充填樹脂組成物時，觀察有無走光發生。未發生走光者評價為○，有發生走光者評價為×，且示於表1。
10．．．光擴散構件
12．．．光擴散部
13．．．接黏層
14．．．支撐板
17．．．單位透鏡部
24．．．光學要素
40．．．透過型螢幕
50．．．透過型螢幕
111．．．型輥
113．．．放射線硬化型樹脂組成物
圖1為示出本發明之光擴散構件之一實施形態的模式剖面圖。
圖2為示出圖1所示之光擴散構件之光擴散部及基材的斜視圖。
圖3為示出光擴散構件之一變形例的模式剖面圖。
圖4為本發明之透過型螢幕之一實施形態，示出使用圖1所示之光擴散構件之透過型螢幕的概略斜視圖。
圖5為示出圖4所示之透過型螢幕之一變形例的概略斜視圖。
圖6為本發明之背投影型顯示裝置之一實施形態，示出使用圖4所示之透過型螢幕之背投影型顯示裝置的構成圖。
圖7為圖6所示之背投影型顯示裝置之一變形例，示出使用圖5所示之透過型螢幕之背投影型顯示裝置的構成圖。
圖8為示出全反射型之凹凸透鏡構件(光擴散構件)之製造方法之一例的步驟圖。
圖9為說明走光不良的斜視圖。
圖10為示出全反射型之凹凸透鏡構件之一例的模式剖面圖。
10．．．光擴散構件
11．．．基材
12．．．光擴散部
12a．．．擴散部基部
12b．．．光吸收部
13．．．接黏層
14．．．支撐板
15．．．溝
17．．．單位透鏡部
18．．．上底
19．．．下底
21．．．第一斜面
22．．．第二斜面
26．．．著色粒子
A．．．區域
B．．．區域

Claims (16)

  1. 一種光擴散構件，其為使透過光的至少一部分全反射而擴散的光擴散構件，其特徵為具備含有將朝向入射側，且前端變細之複數溝形成於射出側的擴散部基部、與該擴散部基部之溝內所形成之光吸收部且含有著色粒子之放射線硬化型樹脂組成物所構成之光吸收部的光擴散部，該著色粒子之平均粒徑為3.5μm以上20μm以下，相對於該放射線硬化型樹脂組成物之該放射線硬化型樹脂組成物中所含之粒徑3.0μm以下的著色粒子比例為7.0重量%以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之光擴散構件，其中該著色粒子為含有碳黑之丙烯酸系交聯微粒子或胺基甲酸酯系交聯微粒子。
  3. 如申請專利範圍第1項之光擴散構件，其中該放射線硬化型樹脂組成物於25℃之黏度為500mPa．s以上100,000mPa．s以下之範圍內。
  4. 如申請專利範圍第1項之光擴散構件，其為進一步具備於該光擴散部之入射側所設置的基材。
  5. 如申請專利範圍第1項之光擴散構件，其為進一步具備貼合於該光擴散部的支撐板。
  6. 一種透過型螢幕，其特徵為具備如申請專利範圍 第1項之光擴散構件。
  7. 如申請專利範圍第6項之透過型螢幕，其中該著色粒子為含有碳黑之丙烯酸系交聯微粒子或胺基甲酸酯系交聯微粒子。
  8. 如申請專利範圍第6項之透過型螢幕，其中該放射線硬化型樹脂組成物於25℃之黏度為500mPa．s以上100,000mPa．s以下之範圍內。
  9. 如申請專利範圍第6項之透過型螢幕，其中該光擴散構件為進一步具有於該光擴散部之入射側所設置的基材。
  10. 如申請專利範圍第9項之透過型螢幕，其為進一步具備對向該光擴散構件之該基材所配置之折射型的菲湼耳透鏡構件。
  11. 如申請專利範圍第9項之透過型螢幕，其為進一步具備對向該光擴散構件之該基材所配置，或者，接合至該基材之全反射型的菲湼耳透鏡構件。
  12. 如申請專利範圍第6項之透過型螢幕，其中光擴散構件為進一步具有貼合於該光擴散部的支撐板。
  13. 一種背投影型顯示裝置，其特徵為具備如申請專利範圍第6項之透過型螢幕。
  14. 一種光吸收部形成用樹脂組成物，其為於形成複數溝之片狀構件上塗佈，且以刮刀刮取則可於該溝內充填形成光吸收部的放射線硬化型樹脂組成物，其特徵為含有平均粒徑為3.5μm以上20μm以下的著色粒子， 所含有之粒徑為3.0μm以下之著色粒子相對於全組成物的比例為7.0重量%以下。
  15. 如申請專利範圍第14項之光吸收部形成用樹脂組成物，其中該著色粒子為含有碳黑之丙烯酸系交聯微粒子或胺基甲酸酯系交聯微粒子。
  16. 如申請專利範圍第14項之光吸收部形成用樹脂組成物，其中於25℃之黏度為500mPa．s以上100,000mPa．s以下之範圍內。
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