专利名称：透射型屏幕用光漫射部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种透射型投影电视等中使用的透射型屏幕用光漫射部件，以及使用该光漫射部件的光学部件和透射型屏幕。
背景技术：
透射型投影电视是将来自CRT、液晶投影机、DLP等光源的图像放大投影在透射型屏幕上的显示设备。在这样的显示设备中，为了降低在目视屏幕时的晃眼，在屏幕的表面上设置用于使出射光漫射的光漫射板等。另外，为了降低外部光映入在屏幕表面上所引起的投影图像的视觉辨认度的恶化，有时在屏幕表面上设置防反射膜。这样的光漫射板、防反射膜，如特开平11-295818号公报、特开平7-28169号公报所公开的那样，通过在构成这些光漫射板等的树脂中含有有机填料等的透明性微粒来制备。另外，已经研制成一种，通过使透明性微粒在树脂表面上形成突出，在光漫射板的表面形成凹凸状，使得同时具有防反射效果的制品。
然而，如果为了保护屏幕表面而在上述光漫射板的表面上设置保护层(也称为硬涂层)，则存在下述问题，即，光漫射板表面的凹凸形状消失，不能获得防反射效果。
另一方面，当试图以实现防反射效果的程度来设置保护层时，存在下述问题，即，保护层的厚度必须比光漫射板表面的凹凸程度，也就是比透明性微粒的粒径还要薄，因而不能获得充分的表面保护效果。
发明内容
本发明者们这次发现了，在光漫射板上设置硬涂层时，通过调整基体材料中含有的微粒的粒径和含量以及形成硬涂层的树脂的厚度，可以控制硬涂层的表面硬度和表面光泽度，实现了在维持防反射效果的同时、还具有充分的表面保护效果的光漫射部件。本发明是基于该发现而实现的。
因此，本发明的目的是，提供一种在维持防反射效果的同时、还具有优良的表面保护效果的用于透射型屏幕的光漫射部件。
另外，本发明的透射型屏幕用光漫射部件，是在至少一层以上构成的基体材料的表面上设置硬涂层而成的透射型屏幕用光漫射部件，并且上述基体材料中含有微粒，上述硬涂层的表面光泽度在入射角60°/反射角60°的测定条件下，在设标准光泽板的表面光泽度为100的情况下，为60～80。另外，作为优选的状态，上述硬涂层的表面硬度，在根据JIS K5600-5-4铅笔硬度试验中，为3H以上。通过将具有上述那样的表面硬度的硬涂层设置在观察者侧(最表面)，可以在维持防反射效果的同时、实现充分的表面保护效果。
是显示本发明的另一形态的光漫射部件的截面模式图。
是显示使用本发明的光漫射部件的光学部件的一个例子的模式截面图。
是显示使用本发明的光漫射部件的光学部件的一个例子的模式截面图。
是显示使用本发明的光漫射部件的光学部件的一个例子的模式截面图。
是显示使用本发明的光漫射部件的光学部件的一个例子的模式截面图。
是显示使用本发明的光漫射部件的光学部件的一个例子的模式截面图。
是显示使用本发明的光漫射部件的光学部件的一个例子的模式截面图。
是显示本发明的透射型屏幕的一个例子的模式截面图。
是显示本发明的透射型屏幕的一个例子的模式截面图。
是显示本发明的透射型屏幕的一个例子的模式截面图。
具体实施例方式
下面，对本发明的光漫射部件进行说明。
本发明的光漫射部件，如图1所示，具有在含有微粒2的基体材料1的表面上设置有硬涂层3的构造，硬涂层设置在观察者侧的最前面。这里，所谓观察者侧的最前面，是指在该光漫射部件组合到透射型屏幕中的情况下，位于观察透射光一侧的最表面。
本发明的光漫射部件，基体材料上所设置的硬涂层的表面光泽度，在入射角60°/反射角60°的测定条件下，为60～80。这里，所谓表面光泽度是指，将根据HS K5600-4-7测定出的折射率为1.567的玻璃板作为标准光泽板，设标准光泽板的表面光泽度为100的情况下的相对值。如果构成本发明的光漫射部件的硬涂层的表面光泽度为60～80，则可以得到作为透射型屏幕用途优良的防反射效果。当表面光泽度低于60时，由于硬涂层表面的光漫射变得显著，浊度增大，作为屏幕的透光率降低。另一方面，当超过80时，由于硬涂层表面上的光的镜面反射变为主要，导致屏幕出现外来光的映入。另外，表面光泽度可以利用一般的光泽度计(例如便携式光泽度计GLOSS CHECKER IG-330、三和研磨制)。为了使硬涂层具有如上所述的表面硬度和表面光泽度，基体材料中所含微粒的粒径和含有量以及形成硬涂层的树脂的厚度，都必须在下述说明的范围内。
硬涂层3，其厚度优选为3～15μm。硬度层的厚度如果是这个程度，则不论基体材料的材质，硬涂层的表面硬度在根据JIS K5600-5-4的铅笔硬度试验中，都可以为3H以上。在硬涂层的厚度不到3μm时，会受到下面的基体材料的材质的硬度的影响，不能实现充分的表面硬度，得不到防防止屏幕损伤效果。另一方面，当超过15μm时，硬涂层的厚度过厚，在硬涂层表面不能呈现由基体材料表面的微粒形成的凹凸形状，其结果不能期望防反射效果。硬涂层的厚度更优选为5～10μm。
另外，基体材料1中含有的微粒2，其平均粒径优选为5～15μm。当小于5μm时，在设置硬涂层的情况下，硬涂层表面变得过于平滑，得不到防反射效果。另一方面，当微粒的平均粒径超过15μm时，硬涂层表面变得粗糙，防反射效果降低。
进而，上述微粒相对于基体材料优选含有10～20重量％。如果超过20重量％，则由于微粒产生的光漫射效果过大，作为透射型屏幕的浊度增加，得不到充分的透射率。另一方面，如果小于10重量％，则得不到充分的光漫射效果，而且导致硬涂层的表面光泽度超过80。
作为本发明中使用的基体材料，可以使用透明树脂薄膜、透明树脂板、透明树脂片、透明玻璃。作为透明树脂薄膜，可以适当使用三乙酸纤维素(TAC)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、二乙酸纤维素薄膜、乙酸丁酸纤维素薄膜、聚醚砜薄膜、聚丙烯酸类树脂薄膜、聚氨酯类树脂薄膜、聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚砜薄膜、聚醚薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚醚酮薄膜、(甲基)丙烯腈薄膜等。基体材料的厚度通常为0.025mm～2mm左右。
作为本发明使用的基体材料1中含有的微粒2，可以为塑料珠等有机填料，特别地，优选透明度高的、与后述的硬涂层的折射率差为0.05左右的微粒。
作为塑料珠，优选使用由三聚氰胺珠(折射率1.57)、丙烯酸珠(折射率1.49)、聚碳酸酯珠、聚乙烯珠、聚苯乙烯珠(1.60)、氯乙烯珠等，丙烯酸-苯乙烯珠等的由共聚物树脂构成的珠子。这些由共聚物树脂构成的珠子，可以通过各单体的含有率来改变折射率。其中优选丙烯酸珠子，或者甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物(MS)珠子。就塑料珠的粒径而言，如前所述使用5～15μm的塑料珠。
在本发明中，如图1所示，可以将基体材料1作为一层设置硬涂层3，也可如图2所示，形成基体材料1a和基体材料1b的两层的构成。基体材料1a中含有的微粒的含量，必须处于上述的说明范围内，基体材料1b中含有的微粒的含量，优选比基体材料1a中的微粒含量少。通过减少基体材料中的1b的微粒含量，在与后述的水平方向视角放大部件等光学部件组合时，其接合面变得平滑，因此光漫射部件4与光学部件的粘结性高。
构成本发明的光漫射部件的硬涂层可以使用经紫外线·电子束固化的树脂，即，电离幅射线固化型树脂、在电离幅射线固化型树脂中混合热塑性树脂和溶剂而成的混合物、以及热固化型树脂。其中，特别优选电离幅射线固化型树脂。
电离辐射线固化型树脂组合物的被膜形成成分，优选使用具有丙烯酸酯类官能团的成分，例如可以使用含有较多下列物质的成分，所述物质为比较低分子量的聚酯树脂、聚醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、螺缩醛树脂(spiroacetal resin)、聚丁二烯树脂、多硫醇-多烯树脂、多元醇等的多官能团化合物的(甲基)丙烯酸酯等的低聚物或预聚物，以及作为活性稀释剂的(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、苯乙烯、甲基苯乙烯和N-乙烯基吡咯烷酮等的单官能团单体以及多官能团单体，例如，多羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯。
当使上述电离辐射固化型树脂组合物为紫外线固化型树脂组合物时，可以在其中混合作为光聚合引发剂的乙酰苯类、二苯甲酮类、米蚩苯甲酰苯甲酸酯(Michler’s benzoyl benzoate)、α-戊基肟酯、一硫化四甲基秋兰姆、噻吨酮类、以及作为光敏剂的正丁胺、三乙胺或者聚正丁基膦等。特别是，在本发明中，优选将作为低聚物的聚氨酯丙烯酸酯和作为单体的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等进行混合。
作为电离辐射线固化型树脂组合物的固化方法，上述电离辐射线固化型树脂组合物的固化方法可以采用常规的固化方法，即利用电子束或者紫外线的照射进行固化。
例如，在电子束固化的情况下，可以使用从高压倍加(Cockcroft-Walton)型、范德格喇夫(van der Graaff)型、谐振变压型、绝缘芯变压器型、直线型、地那米加速器(dynamitron)型、高频型等各种电子束加速器发射出来的，具有50～1000keV、优选100～300keV能量的电子束等，在紫外线固化的情况下，可以利用从例如超高压水银灯、高压水银灯、低压水银灯、碳弧、氙弧、金属卤灯等的光线发出的紫外线等。
构成本发明的光漫射部件的硬涂层可通过下述操作来形成，即，在基体材料上将上述电离辐射(紫外线)线固化型树脂组合物的涂覆液通过旋涂、模涂、浸涂、棒涂、流涂、辊涂、凹版涂布(gravure coat)等方法涂布到基体材料表面上，并通过如上所述的方法来使涂布液固化。
接下来，对使用本发明的光漫射部件的透射型屏幕进行说明。
本发明的光漫射部件4，如图3所示，可以与水平方向视角放大部件8组合使用。在本发明中，光漫射部件配置于光透射方向的最前面。图3中的光学部件9是在光透射方向的最前面配置光漫射部件4而成的。水平方向视角放大部件8，具有在通常的透镜基体材料7上设置有透镜6的构造。在本发明中，可以如图3所示，通过将透明树脂部6与光吸收部(遮光部)5的界面成为反射面的部位进行组合，来实现透镜功能，将这样的透明树脂部与光吸收部设置于透镜基体材料7上，形成水平方向视角放大部件8。在本发明中，通过如上所述那样将水平方向视角放大部件8与光漫射部件4组合，外来光线没有映入到屏幕上，视觉辨认度优异，实现了对比度良好、高清晰度的图像。
另外，在本发明中，可以将光漫射部件如图4所示那样，与圆柱形透镜部件11组合构成光学部件。在透镜基体材料10的一个面上设置有圆柱形透镜部件11，在另一个面上设置有光吸收部(遮光部)12。作为由圆柱形透镜部件和光吸收部组合而成的水平方向视角放大部件，如图5所示，可以使用双凸透镜部件13。
进而，使用上述的光漫射部件的光学部件，光漫射部件与透镜部件可以通过粘合层(未图示)粘结，另外，如图6～8所示，光漫射部件与水平方向视角放大部件或者透镜部件可以在非粘结状态下组合。
本发明的透射型屏幕，如图9～11所示，具有上述光学部件与菲涅耳透镜部件14组合的构造。在本发明中，通过将设置有表面硬度为3H以上的硬涂层的光漫射部件4配置于透射型屏幕的最表面(观察者侧)，可以实现外来光线等不被映入在屏幕上、而且屏幕表面不容易受损的透射型屏幕。
实施例以下，利用实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不局限于这些作为在光漫射部件的基体材料中使用的树脂，使用MS(甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物)树脂(折射率1.53)。作为在基体材料中使用的微粒，使用MS珠(折射率1.49，平均粒径10μm)，按照微粒相对于基体材料的添加量为15重量％那样进行添加。将这些混合物通过熔融挤出机进行挤出成型，制备了光漫射部件的基体材料。
然后，在该基体材料的表面上，利用浸涂法涂布以聚氨酯丙烯酸酯为主要成分的紫外线固化性树脂组合物，照射紫外线以使树脂组合物固化，在基体材料上形成硬涂层，得到了光漫射部件。硬涂层的厚度，是通过在利用浸涂法形成硬涂层时，调节从涂布液层中牵引基体材料的速度来调节的。用相同的方法，制作硬涂层的厚度变化的光漫射部件。硬涂层的各膜厚度如表1所示。
然后，对得到的光漫射部件，利用表面光泽度计(便携式光泽度计GLOSS CHECKER IG-330三和研磨制)，在入射角60°/反射角60°的测定条件下，对设置有硬涂层的一侧的面的表面光泽度进行测定。
另外，对光漫射部件的设置有硬涂层的一侧的面，根据JIS K 5600-5-4的方法进行铅笔刮擦测试。
进而，组合双凸透镜片和菲涅耳透镜片，在该双凸透镜的一侧组装所获得的光漫射部件，制备透射型屏幕。对制作的屏幕的画质，进行感觉评价。另外，在将图像投影到所得到的透射型屏幕上的状态下，将外部光线施加到屏幕表面(光漫射部件侧)上，对外部光线在屏幕表面上的映入进行评价。
评价标准如下。
1.画质的评价○屏幕的画面明亮，图像的轮廓清楚△屏幕的画面稍稍发白，图像的轮廓有点模糊×屏幕的画面发白，图像的轮廓模糊2.外部光线在屏幕表面上的映入的评价○映入弱，图像的视觉辨认度良好△有映入，图像的视觉辨认度一般×映入非常强，图像的视觉辨认度差表1
权利要求
1.一种光漫射部件，是在由至少一层以上构成的基体材料的表面上设置硬涂层而成的透射型屏幕用光漫射部件，上述基体材料中含有微粒，并且上述硬涂层的表面光泽度在入射角60°/反射角60°的测定条件下，在设标准光泽板的表面光泽度为100的情况下，为60～80。
2.如权利要求1所述的光漫射部件，其中所述硬涂层的表面硬度，在根据JIS K5600-5-4的铅笔硬度试验中，为3H以上。
3.如权利要求1所述的光漫射部件，是所述硬涂层设置在观察者侧的最前面而成的。
4.如权利要求1～3的任一项所述的光漫射部件，其中所述硬涂层的厚度为3～15μm。
5.如权利要求1～4的任一项所述的光漫射部件，其中所述微粒的平均粒径为5～15μm。
6.如权利要求1～5的任一项所述的光漫射部件，是在上述基体材料中含有10～20重量％的所述微粒而成的。
7.如权利要求1～6的任一项所述的光漫射部件，其中所述硬涂层由电离辐射线固化性树脂形成。
8.如权利要求1～7的任一项所述的光漫射部件，其中所述微粒由丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂形成。
9.一种透射型屏幕用光学部件，是由权利要求1～8的任一项所述的光漫射部件与水平方向视角放大部件组合而成的光学部件，是所述光漫射部件配置于光透射方向的最前面而成的。
10.一种透射型屏幕用光学部件，是由权利要求1～8的任一项所述的光漫射部件和透镜部件组合而成的光学部件，是所述光漫射部件配置于光透射方向的最前面而成的。
11.如权利要求10所述的透射型屏幕用光学部件，是上述透镜部件包括双凸透镜部件而成的。
12.一种透射型屏幕，是权利要求9～11的任一项所述的光学部件与菲涅耳透镜部件组合而成的。
全文摘要
本发明的课题在于提供一种在维持防反射效果的同时、具有优良的表面保护效果、在透射型屏幕中使用的光漫射部件。本发明通过提供下述透射型屏幕用光漫射部件而解决了上述课题，即，一种透射型屏幕用光漫射部件，其是在由至少一层以上构成的基体材料的表面上设置硬涂层而成的透射型屏幕用光漫射部件，上述基体材料中含有微粒，上述硬涂层的表面光泽度在入射角60°/反射角60°的测定条件下，在设标准光泽板的表面光泽度为100的情况下，为60～80。
文档编号G02B1/10GK1930498SQ20058000764
公开日2007年3月14日 申请日期2005年3月11日 优先权日2004年3月12日
发明者马场重树, 大高规彦, 鱼谷幸史, 中野公一, 桥本浩二 申请人:大日本印刷株式会社