专利名称：光扩散片及透射型屏幕的制作方法
技术领域：
本发明涉及透过图像光的透射型屏幕中采用的光扩散片及具有该光扩散片的透射型屏幕，更详细地说，涉及具有光泽感且对比度佳的光扩散片及具有该光扩散片的透射型屏幕。
背景技术：
背面投射型显示装置即投影电视至少具备光源和将该光源发出的图像光扩大投影的透射型屏幕。透射型屏幕一般具有使光源投射的图像光向观察者侧偏转为平行光或近似平行光(以下，称为近似平行光。)的菲涅耳透镜片；使该近似平行光扩散以扩展图象的视角的光扩散片。光扩散片已知有，将入射的近似平行光通过双凸透镜的折射作用沿水平方向扩散的双凸透镜片(例如参照专利文献1及2)，和将入射的近似平行光通过全反射面的导光功能沿水平方向扩散的光扩散片等(例如参照专利文献3)。
这样的透射型屏幕中，为了降低对从观察者侧看的屏幕表面的外光的映入，研究在屏幕表面形成低反射层，或在屏幕表面形成微细的凹凸形状(即，进行栅网加工)。另外，作为光源，以往一般采用三原色从各个管投射的3管方式的CRT光源，但是近年为了应付高精细图像的要求，也使用采用LCD或DLP等的单管方式的光源。
专利文献1专利第3507082号公报(图3)专利文献2特开2004-47329号公报(图1)专利文献3特开2004-4148号公报(图1、图11)
发明内容
为了应付近年的高精细图像的要求，光源采用LCD或DLP等的场合，象传统的透射型屏幕一样，在其表面形成低反射层或形成微细的凹凸形状时，屏幕表面看起来象用细网孔的网覆盖一样，确认会产生图像劣化的问题。另外，对比度低，特别是在强外光下图象感觉发白，也有图像的清晰感不足的难点。
传统的透射型屏幕中，对于上述问题采用特别指定光扩散片表面的微小凹凸的表面粗糙度Ra的方法，但是即使表面粗糙度相同，也有可以解决上述问题的情况和无法解决上述问题的情况，可明白光靠表面粗糙度无法充分解决光泽感和对比度等的问题。
本发明为解决上述课题而提出，其目的是提供具有光泽感且对比度佳的光扩散片及具有该光扩散片的透射型屏幕。
本发明者根据各种各样观点对上述课题反复进行研究的结果发现，即使是具有相同表面粗糙度的透射型屏幕，表面的凹凸间距的差异也会导致屏幕的外观显著不同。即，本发明的光扩散片是透射型屏幕用的光扩散片，其特征在于，对该光扩散片的两面中观察者侧的面的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下。
根据本发明，将对测定观察者侧的面的表面粗糙度所获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值满足上述要求的光扩散片，具有光泽感且对比度佳的效果。
上述本发明的光扩散片的特征在于上述观察者侧的面的算术平均高度Ra在0.50μm以下。本发明的光扩散片具有抑制外光的映入的效果。
上述本发明的光扩散片的特征在于，在观察者侧具有透明层，上述粗糙度曲线数据通过测定该透明层的表面粗糙度而获得。根据本发明，即使是在观察者侧具有透明层的场合，由于上述的粗糙度曲线数据可通过测定该透明层的表面粗糙度而获得，因此也具有光泽感且对比度佳的效果。
上述本发明的光扩散片的特征在于，包含上述观察者侧的面的层及与该层连接的层中至少一方包含光扩散剂。该场合，最好上述观察者侧的面的表面粗糙度通过包含上述光扩散剂而形成。
上述本发明的光扩散片的特征在于，具备包含上述观察者侧的面的支持部件和在该支持部件的另一面设置的光扩散部件。该光扩散片中，上述光扩散部件的形态可以是，(i)在与上述支持部件的贴合的面上交互形成条纹状的光透射部和遮光图案，在上述贴合面的相反侧的面上形成单位透镜，用于将该光扩散部件的法线方向入射的近似平行光会聚到上述光透射部的附近，也可以是(ii)第1斜面和第2斜面组成的近似V字形状的光吸收部形成为从与上述支持部件贴合的面朝相对的其他面逐渐变细的形状，该光吸收部以外的部分具有比该光吸收部高的折射率，该第1斜面和该第2斜面成为将从上述其他面入射的近似平行光全反射的导光部。
实现上述目的的本发明的透射型屏幕，其特征在于具备上述本发明的光扩散片。本发明的透射型屏幕中，对观察者侧的面的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下，因此也具有光泽感且对比度佳的效果。
如以上说明，根据本发明的光扩散片及透射型屏幕，对观察者侧的面的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下，因此也具有光泽感且对比度佳的效果。背面投射型显示装置通过具备这样的光扩散片，可以欣赏到在外光的映入少、有光泽感且对比度佳的状态下投射到屏幕的图象。
图1(A)是本发明的光扩散片的第1实施例的示意截面图，(B)是光扩散部件的一例的示意透视图。
图2是测定光扩散片表面粗糙度获得的粗糙度曲线数据的示意图。
图3是获得的粗糙度曲线的数据进行离散傅立叶变换后的曲线的示意图。
图4(A)是本发明的光扩散片的第2实施例的示意截面图，(B)是光扩散部件的一例的示意透视图。
图5(A)是本发明的光扩散片的第3实施例的示意截面图，(B)是(A)的变形例。
图6是本发明的光扩散片的第4实施例的示意截面图。
图7是本发明的光扩散片的第5实施例的示意截面图。
图8是本发明的光扩散片的第6实施例的示意截面图。
图9是本发明的透射型屏幕91的例示说明图，(A)是具备在片内表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透镜片的例，(B)是具备在片外表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透镜片的例。
图10是具有本发明的透射型屏幕的背面投射型显示装置的例示构成图，(A)是使用具备在片内表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透镜片的透射型屏幕的例，(B)是使用具备在片外表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透镜片的透射型屏幕的例。
图11是各实施例及各比较例的光扩散片的粗糙度曲线。
图12是图11所示的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的结果。
具体实施例方式
以下，参照图面说明本发明的光扩散片及透射型屏幕。另外，只要没有特别说明，以下的各图表示截面图时，用将光扩散片作为透射型屏幕用的构成部件进行安装的形态的厚度方向的横截面来表示。另外，图1(A)、图4(A)、图5～图8中，支持部件表面的粗糙度形态和该支持部件中或透明层中所包含的光扩散剂的形态用与实际尺寸不同的比例非常夸张地进行表示。
本发明的光扩散片的特征在于，对片的两面中观察者侧的面的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下。以下，说明在观察者侧具有这样特征的面的光扩散片的各个形态。
(第1实施例的光扩散片)图1是表示本发明的光扩散片的第1实施例的示意截面图。如图1(A)所示，第1实施例的光扩散片11具备包含观察者侧的面12的支持部件14；和在该支持部件14的另一面13(即，光源侧的面)上设置的光扩散部件15。
支持部件14具有光透射性，并用于防止厚度较薄的光扩散部件15的弯曲和变形。该支持部件14是光透射性的透明或半透明的片状部件，用显示器等的具有光透射性的光学片中采用的树脂材料或玻璃基板形成。作为具有光透射性的材料，例如有丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、氯乙烯系树脂、苯乙烯系树脂、纤维素系树脂、环烯系树脂等的热可塑性树脂等。材料选定时，除了考虑光透射性和刚性外，最好还考虑表面耐擦伤性和耐候性进行选择。支持部件14通过将上述树脂材料用例如押出成形机等进行押出成形而形成。支持部件14的厚度可考虑光透射性及刚性适当设定，通常在1mm～5mm的范围内。
本发明的特征是在光扩散片11的两面12、20中，对观察者侧的面12的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下。
本发明中，按照JIS B 0601-2001(ISO4282-1997规范)用触针式表面粗糙度测定装置测定表面粗糙度，对获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换。
离散傅立叶变换通过下述的公知的离散傅立叶变换的公式进行。即，以周期Ts(采样周期)采样的N个数据系列如下述式1提供时，复数傅立叶级数X(i)(i＝0，1，2，...，N-1)通过下述式2计算。
式1x(n)=Δx(nTs)(n=0,1,2,...,N-1)···(1)]]>式2X(i)=Σn=0N-1x(n)e-j2πNin]]>=Σn=0N-1x(n)(cos2πNin-jsin2πNin)···(2)]]>反之，提供复素傅立叶级数X(i)时，原始的数据系列x(n)(n＝0，1，2，...，N-1)通过下述式3计算。
式3x(n)=1NΣi=0N-1X(i)ej2πNin]]>=1NΣi=0N-1X(i)(cos2πNin+jsin2πNin)···(3)]]>通过下述式4及式5，从复素傅立叶级数X(i)计算傅立叶频谱|X(i)|(i＝0，1，2，...，N-1)。其中，傅立叶频谱中独立的分量约为半数，只是包含直流分量且频率为i/(N·Ts)(i＝0，1，2，...，N/2)的分量。这里的频率是指|x(i)|中的i/测定长度(数据采样长度)。
式4|X(i)|=αi2+βi2···(4)]]>
式5αi2=(Σn=0N-1x(n)cos2πNin)2,...(5)]]>βi2=(Σn=0N-1x(n)sin2πNin)2,]]>本发明将通过上述的离散傅立叶变换的公式所获得的粗糙度曲线的数据(离散的数列)设为x(n)(n＝0，1，2，...，N-1)后，将该数列用上述式4及式5变换。
该变换表示将粗糙度数据乘以sin函数及cos函数，获得的绝对值的数据的排列成为变换后的数列。
图2是测定光扩散片的表面粗糙度获得的粗糙度曲线数据的示意图。图2中，纵轴的x(n)表示测定表面粗糙度获得的第n个点中的高度方向的距离。图3是将获得的粗糙度曲线的数据进行离散傅立叶变换后的曲线的示意图。图3中，横轴的i表示“采样范围中的凹凸的个数”。该i到频率的换算通过将i除以采样长度进行，表示为[频率(mm-1)]＝[i/采样长度(mm)]。另一方面，纵轴的|X(i)|/N是“傅立叶变换后的强度(|X(i)|)/数据个数(N)”(单位μm)，表示凹凸的大小。从而，(1)频率小的区域中的强度/数据个数的值小时，表示几乎不存在间距大的凹凸，(2)频率小的区域中的强度/数据个数的值大时，表示存在很多间距大的凹凸，(3)频率大的区域中的强度/数据个数的值小时，表示几乎不存在间距小的凹凸，(4)频率大的区域中的强度/数据个数的值大时，表示存在很多间距大的凹凸。
如上所述，本发明的光扩散片11，对观察者侧的面12的任意各部的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下，因此，至少在频率大的区域，强度/数据个数的值小。因此，表示几乎不存在间距小的细微凹凸。具有这样的表面的本发明的光扩散片11具有光泽感且对比度佳的效果。本发明中、上述强度/数据个数的值在频率80mm-1以上的范围内为0.04μm以下，因此，几乎不影响观察者侧的面12的算术平均高度Ra的大小，特别是光扩散片若在现实的算术平均高度Ra的范围内(0μm≤Ra≤1μm)、则获得的光扩散片具有光泽感且对比度佳。
上述的值，即，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值，只要在频率80mm-1以上的范围内为0.04μm以下就可发挥本发明的效果，例如也可以是零。
另外，背景技术部分说明的各专利文献等的先有技术中，将表面粗糙度的一个指标即算术平均高度Ra特定在规定的范围，以提高透射型屏幕的对比度，该算术平均高度Ra是仅字面上特定表面的凹凸高度而完全不考虑该凹凸的周期(频率的倒数)的参数。因此，即使是相同值的算术平均高度Ra，由于凹凸的周期不同，观察者观看时的透射型屏幕的外观也完全不一样。即，观察者侧的面中的凹凸的周期的概况是，在几乎不存在周期小的凹凸且存在周期大的凹凸的光扩散片中，屏幕的外观接近平面，光泽感上升。该形态中，如图1(A)所示，在支持部件14的观察者侧的反对面13(入射侧的面)若贴合具有遮光图案17的双凸透镜片(光扩散部件15)，则成为泛黑严重的外观。另一方面，存在周期小的凹凸的光扩散片中，成为网孔细的栅网状的外观，光泽感消失，成为消光状的外观。
光扩散部件15是光透射性的透明或半透明的片状部件组成的构成部件，如图1(A)所示，条纹状的光透射部16和遮光图案(以下，称为BS图案17。)交互形成在与支持部件14贴合的面19上，用于将从该光扩散部件15的法线方向入射的近似平行光会聚到光透射部16的附近的单位透镜18形成在贴合面19的相反侧的面20。
光扩散部件15如图1(B)所示，光透射部16是用条纹状的BS图案17区分形成的双凸透镜片。另外，单位透镜18是将光源的入射光会聚到光透射部16的附近的所谓双凸透镜，通常，是入射光侧的表面具有凸状的曲面的沿纵向延伸的圆柱形透镜。在光扩散部件15的入射光侧，沿纵向延长的单位透镜18形成沿与该纵向延长的方向Y正交的方向(例如宽度方向X)排列的形态。
光扩散部件15由显示器等的具有光透射性的光学片中采用的树脂材料形成。这样的树脂材料例如可以是热可塑性树脂等，最好是可使电子束(EB)等的电子线或紫外线(UV)等的电磁波透过的热可塑性树脂等。其中，尤其是往往采用丙烯酸树脂、甲基丙酸烯树脂及甲基丙酸烯树脂和苯乙烯树脂的共聚树脂(MS树脂)。
另外，光扩散部件15可以是1层构造或2层构造。厚度可根据单位透镜18的透镜节距、焦点距离及期望的视角范围适当设定。
BS图案17是在光扩散部件15的支持部件14侧的面即平坦面上未形成从单位透镜18侧入射的入射光的光路的区域形成的条纹状的遮光膜。该BS图案17遮断或吸收来自双凸透镜片的出射面侧的外光，起提高双凸透镜片面成像的图象的对比度的作用。BS图案17可用传统公知的各种方法形成，其宽度和厚度可任意设定。
光透射部16是位于形成有BS图案17的侧的面上的BS图案间的部分，形成与各个单位透镜18对应的条纹状。即，光透射部16包含对应的单位透镜18的光轴，并形成为当来自光扩散部件15的近似法线方向的近似平行光从单位透镜侧入射时，与成为该近似平行光的光路的区域对应。因此，外观上形成BS图案17和光透射部16在水平方向上交互排列的形态。
另外，上述的支持部件14和光扩散部件15例如用粘接剂33等贴合。
如以上说明，图1所示的第1实施例的光扩散片11，对观察者侧的面的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下，因此也具有光泽感且对比度佳的效果。
(第2实施例的光扩散片)
图4是本发明的光扩散片的第2实施例的示意截面图。该第2实施例的光扩散片21如图4(A)所示，用具有导光功能的光扩散部件22取代构成上述第1实施例的光扩散片11的光扩散部件15。
该光扩散部件22如图4(B)所示，第1斜面23和第2斜面24组成的近似V字形状的光吸收部25形成为从与支持部件14贴合的面19朝向相向的其他面20逐渐变细的形状。光吸收部25以外的部分26具有比光吸收部25高的折射率，第1斜面23和第2斜面24形成将上述的其他面20入射的近似平行光全反射的导光部。这样的光扩散部件22例如可采样上述的专利文献3(特愿2004-4148)等记载的部件。
该光扩散部件22可采用加热冲压法、热聚合法、放射线固化法等的周知方法，通过成形模具的复制形成为具有近似V字形状的沟并在在该近似V字形状的沟以擦拭等的方法填充包含光吸收性粒子的树脂材料而形成。形成光扩散部件22的材料可采用与上述第1实施例中的光扩散部件15同样的材料，最好是放射线固化型树脂。作为放射线固化型树脂可选择该领域通常使用的物质，例如，可适当采用丙烯酸系、环氧树脂系、尿烷系等的紫外线固化型树脂或电子线固化型树脂等。另外，光扩散部件22也可以采样2层构造，该场合，可在聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜等的透明薄膜或片上用上述的放射线固化型树脂形成近似V字形状的沟，并在该沟中填充包含光吸收性粒子的树脂材料而形成。
近似V字形状的光吸收部25最好是黑色或灰色等的非彩色，但是也不限于此，也可配合图像光的特性使用选择性吸收特定波长的树脂材料。光吸收部25含有的光吸收性粒子可以是碳黑、石墨、黑色氧化铁等的金属盐，还可以是着色的有机微粒子、着色的玻璃珠等，另外，着色染料可以是酸性红等的呫吨系有机染料、碳酸钕等的有机酸钕等。
如以上说明，图4所示第2实施例的光扩散片21与第1实施例的光扩散片11同样，对观察者侧的面的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下，因此也具有光泽感且对比度佳的效果。
(第3实施例的光扩散片)图5(A)是本发明的光扩散片的第3实施例的示意截面图。该第3实施例的光扩散片31是在上述第1或第2实施例的光扩散片11、21中的观察者侧具有透明层32，对该透明层的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下。透明层32的表面粗糙度的测定和离散傅立叶变换等与上述第1或第2实施例的光扩散片的场合相同。另外，图5(B)是图5(A)的变形例，在支持部件14中包含光扩散剂42。
透明层32最好通过涂敷放射线固化型树脂形成。放射线固化型树脂可从该领域一般使用的可形成光透射性的透明层的材料中选出，例如，可适当采用丙烯酸系、环氧树脂系、尿烷系等的紫外线固化型树脂和电子线固化型树脂等。该透明层32的厚度通常最好为5～20μm。
另外，该透明层32也可以是具有各种功能的层，例如，可以是防止反射层、硬壳层、防止带电层、防眩层、防止污染层、偏光过滤层及电磁波屏蔽层。
该第3实施例的光扩散片31与第1或第2实施例的光扩散片11、21同样，对观察者侧的透明层32的表面12的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下，因此也具有光泽感且对比度佳的效果。
(第4实施例的光扩散片)图6是本发明的光扩散片的第4实施例的示意截面图。该第4实施例的光扩散片41的特征是在上述第1或第2实施例的光扩散片11、21中，使支持部件14包含光扩散剂42。观察者侧的面12的表面粗糙度的测定和离散傅立叶变换等与上述第1或第2实施例的光扩散片的场合相同。
光扩散剂42的光扩散部件15例如控制水平方向的视角时，也起控制垂直方向的视角的作用。光扩散剂42只要是光学片中一般采用的光扩散剂即可，例如，可以是苯乙烯树脂微粒子、硅树脂微粒子、丙烯酸树脂微粒子、MS树脂(异丁烯-苯乙烯共聚树脂)微粒子等的有机系微粒子以及硫酸钡微粒子、玻璃微粒子、氢氧化铝微粒子、碳酸钙微粒子、硅石(二氧化硅)微粒子、氧化钛微粒子、玻璃珠等的无机系微粒子等，可在树脂中含有这些中的1种或2种以上。
光扩散剂42的折射率和支持部件14的构成树脂的折射率的差最好在0.1以内，且最好在0.03以内。通过令光扩散剂42和支持部件14的构成树脂的折射率差在该范围内，不会损害对比度。在这样的范围内选定光扩散剂42和支持部件14的构成树脂，作为一例，可以是作为支持部件14的构成树脂的MS树脂(异丁烯-苯乙烯共聚树脂，折射率1.51)和作为光扩散剂8的丙烯酸树脂(折射率1.49)的组合。
光扩散剂42的形状没有特别限定，但是通常采用球状或近似球状，由于容易买到，因而是有利的。光扩散剂42的平均粒径最好在5～30μm的范围内。
该第4实施例的光扩散片41与第1或第2实施例的光扩散片11、21同样，对观察者侧的面12的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下，因此也具有光泽感且对比度佳的效果。
(第5及第6实施例的光扩散片)图7是本发明的光扩散片的第5实施例的示意截面图，图8是本发明的光扩散片的第6实施例的示意截面图。
第5及第6实施例的光扩散片51、61是在上述第1或第2实施例的光扩散片11、21中，至少在观察者侧的面12及其附近包含光扩散剂42。另外，第5实施例的光扩散片51是支持部件14由1层的树脂层62形成的形态，第6实施例的光扩散片61是支持部件14由2层的树脂层63、64形成的形态。
这些光扩散片51、61中，在包含观察者侧的面的层及与该层连接的层的至少一方包含光扩散剂42即可，可以不必在光扩散部件51的全部中包含光扩散剂42。这些形态的光扩散片的观察者侧的面12的表面粗糙度最好通过包含光扩散剂42而形成。即，满足本发明的特征的表面粗糙度可通过在包含观察者侧的面的层及与该层连接的层的至少一方所包含的光扩散剂42来实现。从而，在表面的至少凸部存在光扩散剂42的微粒子。
另外，观察者侧的面12的表面粗糙度的测定和离散傅立叶变换等与上述第1或第2实施例的光扩散片的情况相同。
该第5及第6实施例的光扩散片51、61与第1或第2实施例的光扩散片11、21同样，对观察者侧的面12的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下，因此也具有光泽感且对比度佳的效果。
(光扩散片的制造方法)上述的本发明的光扩散片可用各种方法制造。例如，可通过押出成形、射出成形、冲压成形等的方法制造形成支持部件14用的树脂材料。此时，为了使观察者侧的面12的表面粗糙度具有上述的本发明的特征，可在该树脂材料中以规定量含有规定粒径的光扩散剂来制造，或者，例如形成可实现本发明期望的表面粗糙度的押出罗拉的表面、射出成形模具的表面或冲压成形模具的表面，作为赋形模具，用该赋形模具将树脂材料通过押出成形、射出成形或冲压成形来制造。尤其是后者，在形成可实现本发明的期望的表面粗糙度的赋形模具的表面时，可通过对模具罗拉进行喷砂处理、研磨处理、镀铬处理等的方法来控制支持部件14的表面粗糙度。从而，被控制的赋形模具的表面，对该表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下。
这样获得的支持部件14与另外制作的光扩散部件15、22通过粘接剂33贴合。粘接剂33可采用紫外线固化型树脂、粘接树脂等的光学片粘接用的一般粘接剂。
(透射型屏幕及背面投射型显示装置)图9是本发明的透射型屏幕91的例的说明图，(A)是菲涅耳中心片面内有折射型的菲涅耳透镜片93′的透射型屏幕91′的例，(B)是菲涅耳中心片面外有全反射型的菲涅耳透镜片93″透射型屏幕91″的例。本发明的透射型屏幕91(91′，91″)具有本发明的光扩散片92和菲涅耳透镜片93(93′，93″)。光扩散片92可采用上述的本发明第1～第6实施例的光扩散片。
透射型屏幕91(91′，91″)在光扩散片92的图像光源侧具备菲涅耳透镜片93。菲涅耳透镜片93(93′，93″)，是将从图像光源投射的图像光向观察者侧配置的光扩散片92折射成近似平行光的透镜片。菲涅耳透镜片93(93′，93″)只要是具有这样功能的菲涅耳透镜片即可，例如，可以是在图10(A)的背面投射型显示装置101′适当设置的在片的内表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透镜片93′(参照图9(A))，也可以是在图10的背面投射型显示装置101″适当设置的在片的外表面具有菲涅耳中心的全反射菲涅耳透镜片93″(参照图9(B))。另外，全反射菲涅耳透镜片93″用具有将从折射面入射的图像光全反射的全反射面的菲涅耳透镜94构成。另外，也可以是具有全反射菲涅耳透镜的一部分的菲涅耳透镜片。
光扩散片92可采用上述第1～第6实施例的光扩散片，将从菲涅耳透镜片93入射的近似平行光扩散，扩展图象的视角。另外，图9(A)(B)所示的光扩散片92作为光扩散部件，说明了用第2实施例说明的具有导光功能的光扩散部件22构成的示例，从观察者侧按照支持部件14、粘接剂95、光扩散部件22的顺序构成。
通过使用这样的透射型屏幕91，可将来自图像光源的图像光在规定的角度范围扩散，因此，即使是从透射型屏幕91的正面沿水平方向(左右方向)偏移的位置进行观察，也可观察到良好图像。
本发明的透射型屏幕91，对观察者侧的面的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下，因此也具有光泽感且对比度佳的效果。结果，可适用于光源采用LCD或DLP等的单光源的背面投射型显示装置的透射型屏幕，作为具有光泽感且对比度佳的透射型屏幕。
图10是具备本发明的透射型屏幕的背面投射型显示装置101(101′，101″)的一例的构成图，(A)使用具备在片的内表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透镜片93′的透射型屏幕91′的例，(B)是使用具备在片的外表面具有菲涅耳中心的全反射型的菲涅耳透镜片93″的透射型屏幕91″的例。
背面投射型显示装置101(101′，101″)具备本发明的透射型屏幕91(91′，91″)。该背面投射型显示装置101在较薄型的框体106的底部配置图像光源102，并与框体106的后部壁内面接近地配置与画面的垂直方向平行的反射镜105。透射型屏幕91安装在框体106的前面侧的窗部。
图像光源102出射的图像光103由反射镜105反射到透射型屏幕91侧，入射透射型屏幕91后，由前述的菲涅耳透镜片偏转为近似平行光，而且用光扩散片偏转成期望的扩散光104，从透射型屏幕91向观察者侧出射。
实施例以下，通过实施例和比较例进一步详细说明本发明。
(实施例1)
制作将支持部件和光扩散部件贴合形成的透射型屏幕用的光扩散片。支持部件将MS(异丁烯-苯乙烯)树脂组成的树脂材料通过押出成形法成形。该支持部件采用以1～2重量份包含由MS系树脂组成的粒径约10～20μm的光扩散剂的成形树脂制作。而且，在制作的支持部件的一个面，用以约10重量份包含由丙烯酸系交联粒子组成的光扩散剂(粒径约10～20μm)的防止带电类型的丙烯酸系树脂涂敷形成厚度约10μm的硬壳层，制作厚度2mm的支持部件。这样获得的支持部件14的硬壳层表面，对表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下。
光扩散部件15是通过准备透镜节距为150μm、透镜节距方向上的透镜横半径为80μm、圆柱形透镜的凸方向上的透镜纵半径为40μm的近似半椭圆状组成的双凸透镜的赋形模具，在该赋形模具上涂敷紫外线固化型树脂并在其上贴合厚100μm的PET薄膜后用紫外线照射使该紫外线固化型树脂固化来进行制作的。在光扩散部件的双凸透镜透镜侧的相对面条状形成光透射部和BS图案。令光透射部为宽度100μm，BS图案为宽度50μm，两者的间距为与上述透镜节距相同的150μm。
将制作的支持部件和光扩散部件贴合，制作实施例1的光扩散片。贴合用的粘接剂采用紫外线固化型的丙烯酸系粘接剂，将未调节支持部件的表面粗糙度的侧的面和形成有光扩散部件的BS图案的侧的面贴合。
(实施例2)实施例2的光扩散片作为光扩散部件，除了采用以下所示的部件，也可用与上述的实施例1同样的方法制作。
实施例2采用的光扩散部件，是如图4所示类型的光扩散部件22，准备沟间距为70μm、从贴合面19到贴合面的相反面20的高度约150μm组成的光扩散部件的赋形模具，在该赋形模具涂敷紫外线固化型树脂，并在其上贴合厚度100μm的PET薄膜后用紫外线照射使该紫外线固化型树脂固化。固化物剥去后，在形成的近似V字形状的沟部填充以约20重量份含有光吸收性粒子(添加了碳的尿烷填料，粒径约3～10μm)的树脂材料，从而制作成光扩散部件22。此时，令光透过部的宽度为30μm，从出射面侧看的沟部的宽度为40μm，两者的间距为与上述透镜间距相同的70μm。
(实施例3)除了支持部件用以下的要领制作以外，与实施例1同样，制作实施例3的光扩散片。
支持部件将MS(异丁烯-苯乙烯)树脂组成的树脂材料通过押出成形法成形。该支持部件采用由MS系树脂组成的粒径约10～20μm的范围内的多种光扩散剂混合并且合计的光扩散剂含量为1～2重量份的成形树脂制作。而且，在制作的支持部件的表面，用以约10重量份包含光扩散剂(种类硅石填料，粒径约2～10μm)的紫外线固化型树脂涂敷并固化到厚度100μm的PET薄膜上，通过将该膜贴合到支持部件而制成厚约2mm的支持部件。这样获得的支持部件14的表面，对表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下。
(比较例1)除了支持部件用以下的要领制作以外，与实施例1同样，制作比较例1的光扩散片。
支持部件将MS(异丁烯-苯乙烯)树脂组成的树脂材料通过押出成形法成形。该支持部件采用由MS系树脂组成的粒径约10～20μm的范围内的多种光扩散剂混合并且合计的光扩散剂含量为1～2重量份的成形树脂制作。而且，在制作的支持部件的一个面贴合紫外线固化的薄膜，制成厚约2mm的支持部件。这里采用的薄膜是在#320喷砂处理的金属模具上涂敷紫外线固化型树脂后贴上厚度100μm的PET薄膜而制作的。这样获得的支持部件的表面，对表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，超过了0.04μm。
(比较例2)除了支持部件用以下的要领制作以外，与实施例1同样，制作比较例2的光扩散片。
支持部件将MS(异丁烯-苯乙烯)树脂组成的树脂材料通过押出成形法成形。该支持部件采用由MS系树脂组成的粒径约10～20μm的范围内的多种光扩散剂混合并且合计的光扩散剂含量为1～2重量份的成形树脂制作。而且，在制作的支持部件的一个面贴合紫外线固化的薄膜，制成厚约2mm的支持部件。这里采用的薄膜是在#100喷砂处理的金属模具上涂敷紫外线固化型树脂后贴上厚度100μm的PET薄膜而制作的。这样获得的支持部件的表面，对表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，超过了0.04μm。
(测定及结果)对实施例1～3及比较例1、2的光扩散片测定观察者侧的面的表面粗糙度。图11是实施例1～3及比较例1、2的光扩散片的4种粗糙度曲线(JIS B0601-2001，ISO4287-1997规范)。测定采用触针式表面粗糙度形状测定机(东京精密株式会社制，surfcom 130A)，以测定速度为0.3mm/min、截止为0.25mm、测定长度为10mm、测定数据个数为31207点(其中2000点用于离散傅立叶变换)进行测定。另外，同时也测定获得的算术平均高度Ra，如表1所示。
图12是将图11所示的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数后的结果。离散傅立叶变换是将2000个数据用上述的式4及式5计算的结果。
接着，实施例1～3及比较例1、2的各个光扩散片与菲涅耳透镜片组合，构成透射型屏幕(参照图9(A))。菲涅耳透镜片准备为在聚酯树脂薄膜上形成用环氧丙烯酸酯的紫外线固化型树脂组成的菲涅耳透镜的形态。将这样构成的透射型屏幕安装到图10(A)所示形态的背面投射型显示装置。采用投射透镜的瞳径为33mm的LCD光源，并采用投射距离为750mm，入射面照度为120Lx(勒克斯)的50英寸背面投射型的投影电视，对透射型屏幕表面的光泽感、对比度、外光的映入进行官能评价(目视)。
光泽感通过目视评价，有稳定品质的光泽感评价为○，无光泽感评价为×，通过基于JIS-Z-8741的测定进行评价。另外，这里，Gs(60°)是60°入射光在折射率1.567的玻璃表面反射时的强度为1时的反射光的强度比例，用此时的反射光的强度比例测定(％)的结果进行评价。对比度通过目视评价，为适用于电视的外观上的黑色电平时评价为○，否则评价为×。外光的映入通过目视评价，假定用于电视时外光的映入最适合的情况评价为◎，适合的情况评价为○。综合评价是从将具备本发明的光扩散片的透射型屏幕用于电视的观点来综合地进行评价，有使用价值评价为○，无使用价值评价为×。该结果如表1所示。
表1
*)傅立叶变换结果是傅立叶变换后的值除以数据个数后的值中在频率80mm-1以上的值。
从以上结果可明白，评价具备实施例1～3及比较例1、2的光扩散片的透射型屏幕的外观时，具备实施例1～3的光扩散片的透射型屏幕的光泽度高，外光的映入也变弱。另外，实施例1～3的光扩散片，对表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下。另外，实施例1和实施例2的光扩散片相同，因此表1所示的结果实质上也相同。
另一方面，具备比较例1及2的光扩散片的透射型屏幕几乎没有外光的映入，但是尽管表面粗糙度在实施例1～3的光扩散片的表面粗糙度的范围内，也没有光泽感且对比度差。另外，比较例1及2的光扩散片，对表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，存在超过0.04μm的部分。
从该结果可知，具备实施例1～3的光扩散片的透射型屏幕，在透射型屏幕的表面具有光泽感，虽然多少有点外光的映入，但是对比度佳。另一方面，具备比较例1、2的光扩散片的透射型屏幕，在透射型屏幕的表面产生消光感，形成「泛白」的外观，对比度降低。可明白这些基本上不受凹凸的算术平均高度Ra的影响。
对透射型屏幕的观察者侧的面的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下的范围时，细微的凹凸少，可抑制过度的光的漫反射并提高光泽感。
权利要求
1.一种透射型屏幕用的光扩散片，对该光扩散片的两面中观察者侧的面的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm-1以上的范围内，为0.04μm以下。
2.权利要求1所述的光扩散片，其特征在于，上述观察者侧的面的算术平均高度Ra为0.50μm以下。
3.权利要求1所述的光扩散片，其特征在于，在观察者侧具有透明层，上述粗糙度曲线数据是测定该透明层的表面粗糙度而获得的。
4.权利要求1所述的光扩散片，其特征在于，包含上述观察者侧的面的层及与该层连接的层中至少一个层包含光扩散剂。
5.权利要求4所述的光扩散片，其特征在于，上述观察者侧的面的表面粗糙度通过包含上述光扩散剂而形成。
6.权利要求1所述的光扩散片，其特征在于，具备包含上述观察者侧的面的支持部件；在该支持部件的另一面设置的光扩散部件。
7.权利要求6所述的光扩散片，其特征在于，上述光扩散部件，在与上述支持部件的贴合的面上交互形成条纹状的光透射部和遮光图案，在上述贴合面的相反侧的面上形成单位透镜，用于将该光扩散部件的法线方向入射的近似平行光会聚到上述光透射部的附近。
8.权利要求6所述的光扩散片，其特征在于，上述光扩散部件中，第1斜面和第2斜面组成的近似V字形状的光吸收部形成为从与上述支持部件贴合的面朝相对的其他面逐渐变细的形状，该光吸收部以外的部分具有比该光吸收部高的折射率，该第1斜面和该第2斜面成为将从上述其他面入射的近似平行光全反射的导光部。
9.一种透射型屏幕，其特征在于，具备权利要求1～8的任一项所述的光扩散片。
全文摘要
本发明提供有光泽感、对比度佳的光扩散片及具有该光扩散片的透射型屏幕。本发明的透射型屏幕用的光扩散片(11)，对其两面(12)、(13)中观察者侧的面(12)的表面粗糙度进行测定，将获得的粗糙度曲线数据进行离散傅立叶变换后的值除以数据个数所获得的值在频率80mm
文档编号G03B21/62GK1997918SQ20058001825
公开日2007年7月11日 申请日期2005年11月22日 优先权日2004年11月25日
发明者桂有希 申请人:大日本印刷株式会社