專利名稱：光擴散片及透射型屏幕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透過圖像光的透射型屏幕中采用的光擴散片及具有該光擴散片的透射型屏幕，更詳細地說，涉及具有光澤感且對比度佳的光擴散片及具有該光擴散片的透射型屏幕。
背景技術(shù)：
背面投射型顯示裝置即投影電視至少具備光源和將該光源發(fā)出的圖像光擴大投影的透射型屏幕。透射型屏幕一般具有使光源投射的圖像光向觀察者側(cè)偏轉(zhuǎn)為平行光或近似平行光(以下，稱為近似平行光。)的菲涅耳透鏡片；使該近似平行光擴散以擴展圖象的視角的光擴散片。光擴散片已知有，將入射的近似平行光通過雙凸透鏡的折射作用沿水平方向擴散的雙凸透鏡片(例如參照專利文獻1及2)，和將入射的近似平行光通過全反射面的導光功能沿水平方向擴散的光擴散片等(例如參照專利文獻3)。
這樣的透射型屏幕中，為了降低對從觀察者側(cè)看的屏幕表面的外光的映入，研究在屏幕表面形成低反射層，或在屏幕表面形成微細的凹凸形狀(即，進行柵網(wǎng)加工)。另外，作為光源，以往一般采用三原色從各個管投射的3管方式的CRT光源，但是近年為了應(yīng)付高精細圖像的要求，也使用采用LCD或DLP等的單管方式的光源。
專利文獻1專利第3507082號公報(圖3)專利文獻2特開2004-47329號公報(圖1)專利文獻3特開2004-4148號公報(圖1、圖11)

發(fā)明內(nèi)容
為了應(yīng)付近年的高精細圖像的要求，光源采用LCD或DLP等的場合，象傳統(tǒng)的透射型屏幕一樣，在其表面形成低反射層或形成微細的凹凸形狀時，屏幕表面看起來象用細網(wǎng)孔的網(wǎng)覆蓋一樣，確認會產(chǎn)生圖像劣化的問題。另外，對比度低，特別是在強外光下圖象感覺發(fā)白，也有圖像的清晰感不足的難點。
傳統(tǒng)的透射型屏幕中，對于上述問題采用特別指定光擴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，也有可以解決上述問題的情況和無法解決上述問題的情況，可明白光靠表面粗糙度無法充分解決光澤感和對比度等的問題。
本發(fā)明為解決上述課題而提出，其目的是提供具有光澤感且對比度佳的光擴散片及具有該光擴散片的透射型屏幕。
本發(fā)明者根據(jù)各種各樣觀點對上述課題反復進行研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使是具有相同表面粗糙度的透射型屏幕，表面的凹凸間距的差異也會導致屏幕的外觀顯著不同。即，本發(fā)明的光擴散片是透射型屏幕用的光擴散片，其特征在于，對該光擴散片的兩面中觀察者側(cè)的面的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下。
根據(jù)本發(fā)明，將對測定觀察者側(cè)的面的表面粗糙度所獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值滿足上述要求的光擴散片，具有光澤感且對比度佳的效果。
上述本發(fā)明的光擴散片的特征在于上述觀察者側(cè)的面的算術(shù)平均高度Ra在0.50μm以下。本發(fā)明的光擴散片具有抑制外光的映入的效果。
上述本發(fā)明的光擴散片的特征在于，在觀察者側(cè)具有透明層，上述粗糙度曲線數(shù)據(jù)通過測定該透明層的表面粗糙度而獲得。根據(jù)本發(fā)明，即使是在觀察者側(cè)具有透明層的場合，由于上述的粗糙度曲線數(shù)據(jù)可通過測定該透明層的表面粗糙度而獲得，因此也具有光澤感且對比度佳的效果。
上述本發(fā)明的光擴散片的特征在于，包含上述觀察者側(cè)的面的層及與該層連接的層中至少一方包含光擴散劑。該場合，最好上述觀察者側(cè)的面的表面粗糙度通過包含上述光擴散劑而形成。
上述本發(fā)明的光擴散片的特征在于，具備包含上述觀察者側(cè)的面的支持部件和在該支持部件的另一面設(shè)置的光擴散部件。該光擴散片中，上述光擴散部件的形態(tài)可以是，(i)在與上述支持部件的貼合的面上交互形成條紋狀的光透射部和遮光圖案，在上述貼合面的相反側(cè)的面上形成單位透鏡，用于將該光擴散部件的法線方向入射的近似平行光會聚到上述光透射部的附近，也可以是(ii)第1斜面和第2斜面組成的近似V字形狀的光吸收部形成為從與上述支持部件貼合的面朝相對的其他面逐漸變細的形狀，該光吸收部以外的部分具有比該光吸收部高的折射率，該第1斜面和該第2斜面成為將從上述其他面入射的近似平行光全反射的導光部。
實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的透射型屏幕，其特征在于具備上述本發(fā)明的光擴散片。本發(fā)明的透射型屏幕中，對觀察者側(cè)的面的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下，因此也具有光澤感且對比度佳的效果。
如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的光擴散片及透射型屏幕，對觀察者側(cè)的面的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下，因此也具有光澤感且對比度佳的效果。背面投射型顯示裝置通過具備這樣的光擴散片，可以欣賞到在外光的映入少、有光澤感且對比度佳的狀態(tài)下投射到屏幕的圖象。


圖1(A)是本發(fā)明的光擴散片的第1實施例的示意截面圖，(B)是光擴散部件的一例的示意透視圖。
圖2是測定光擴散片表面粗糙度獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)的示意圖。
圖3是獲得的粗糙度曲線的數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的曲線的示意圖。
圖4(A)是本發(fā)明的光擴散片的第2實施例的示意截面圖，(B)是光擴散部件的一例的示意透視圖。
圖5(A)是本發(fā)明的光擴散片的第3實施例的示意截面圖，(B)是(A)的變形例。
圖6是本發(fā)明的光擴散片的第4實施例的示意截面圖。
圖7是本發(fā)明的光擴散片的第5實施例的示意截面圖。
圖8是本發(fā)明的光擴散片的第6實施例的示意截面圖。
圖9是本發(fā)明的透射型屏幕91的例示說明圖，(A)是具備在片內(nèi)表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透鏡片的例，(B)是具備在片外表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透鏡片的例。
圖10是具有本發(fā)明的透射型屏幕的背面投射型顯示裝置的例示構(gòu)成圖，(A)是使用具備在片內(nèi)表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透鏡片的透射型屏幕的例，(B)是使用具備在片外表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透鏡片的透射型屏幕的例。
圖11是各實施例及各比較例的光擴散片的粗糙度曲線。
圖12是圖11所示的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的結(jié)果。
具體實施例方式
以下，參照圖面說明本發(fā)明的光擴散片及透射型屏幕。另外，只要沒有特別說明，以下的各圖表示截面圖時，用將光擴散片作為透射型屏幕用的構(gòu)成部件進行安裝的形態(tài)的厚度方向的橫截面來表示。另外，圖1(A)、圖4(A)、圖5～圖8中，支持部件表面的粗糙度形態(tài)和該支持部件中或透明層中所包含的光擴散劑的形態(tài)用與實際尺寸不同的比例非常夸張地進行表示。
本發(fā)明的光擴散片的特征在于，對片的兩面中觀察者側(cè)的面的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下。以下，說明在觀察者側(cè)具有這樣特征的面的光擴散片的各個形態(tài)。
(第1實施例的光擴散片)圖1是表示本發(fā)明的光擴散片的第1實施例的示意截面圖。如圖1(A)所示，第1實施例的光擴散片11具備包含觀察者側(cè)的面12的支持部件14；和在該支持部件14的另一面13(即，光源側(cè)的面)上設(shè)置的光擴散部件15。
支持部件14具有光透射性，并用于防止厚度較薄的光擴散部件15的彎曲和變形。該支持部件14是光透射性的透明或半透明的片狀部件，用顯示器等的具有光透射性的光學片中采用的樹脂材料或玻璃基板形成。作為具有光透射性的材料，例如有丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、氯乙烯系樹脂、苯乙烯系樹脂、纖維素系樹脂、環(huán)烯系樹脂等的熱可塑性樹脂等。材料選定時，除了考慮光透射性和剛性外，最好還考慮表面耐擦傷性和耐候性進行選擇。支持部件14通過將上述樹脂材料用例如押出成形機等進行押出成形而形成。支持部件14的厚度可考慮光透射性及剛性適當設(shè)定，通常在1mm～5mm的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的特征是在光擴散片11的兩面12、20中，對觀察者側(cè)的面12的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下。
本發(fā)明中，按照JIS B 0601-2001(ISO4282-1997規(guī)范)用觸針式表面粗糙度測定裝置測定表面粗糙度，對獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換。
離散傅立葉變換通過下述的公知的離散傅立葉變換的公式進行。即，以周期Ts(采樣周期)采樣的N個數(shù)據(jù)系列如下述式1提供時，復數(shù)傅立葉級數(shù)X(i)(i＝0，1，2，...，N-1)通過下述式2計算。
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，提供復素傅立葉級數(shù)X(i)時，原始的數(shù)據(jù)系列x(n)(n＝0，1，2，...，N-1)通過下述式3計算。
式3x(n)=1NΣi=0N-1X(i)ej2πNin]]>=1NΣi=0N-1X(i)(cos2πNin+jsin2πNin)···(3)]]>通過下述式4及式5，從復素傅立葉級數(shù)X(i)計算傅立葉頻譜|X(i)|(i＝0，1，2，...，N-1)。其中，傅立葉頻譜中獨立的分量約為半數(shù)，只是包含直流分量且頻率為i/(N·Ts)(i＝0，1，2，...，N/2)的分量。這里的頻率是指|x(i)|中的i/測定長度(數(shù)據(jù)采樣長度)。
式4|X(i)|=αi2+βi2···(4)]]>
式5αi2=(Σn=0N-1x(n)cos2πNin)2,...(5)]]>βi2=(Σn=0N-1x(n)sin2πNin)2,]]>本發(fā)明將通過上述的離散傅立葉變換的公式所獲得的粗糙度曲線的數(shù)據(jù)(離散的數(shù)列)設(shè)為x(n)(n＝0，1，2，...，N-1)后，將該數(shù)列用上述式4及式5變換。
該變換表示將粗糙度數(shù)據(jù)乘以sin函數(shù)及cos函數(shù)，獲得的絕對值的數(shù)據(jù)的排列成為變換后的數(shù)列。
圖2是測定光擴散片的表面粗糙度獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)的示意圖。圖2中，縱軸的x(n)表示測定表面粗糙度獲得的第n個點中的高度方向的距離。圖3是將獲得的粗糙度曲線的數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的曲線的示意圖。圖3中，橫軸的i表示“采樣范圍中的凹凸的個數(shù)”。該i到頻率的換算通過將i除以采樣長度進行，表示為[頻率(mm-1)]＝[i/采樣長度(mm)]。另一方面，縱軸的|X(i)|/N是“傅立葉變換后的強度(|X(i)|)/數(shù)據(jù)個數(shù)(N)”(單位μm)，表示凹凸的大小。從而，(1)頻率小的區(qū)域中的強度/數(shù)據(jù)個數(shù)的值小時，表示幾乎不存在間距大的凹凸，(2)頻率小的區(qū)域中的強度/數(shù)據(jù)個數(shù)的值大時，表示存在很多間距大的凹凸，(3)頻率大的區(qū)域中的強度/數(shù)據(jù)個數(shù)的值小時，表示幾乎不存在間距小的凹凸，(4)頻率大的區(qū)域中的強度/數(shù)據(jù)個數(shù)的值大時，表示存在很多間距大的凹凸。
如上所述，本發(fā)明的光擴散片11，對觀察者側(cè)的面12的任意各部的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下，因此，至少在頻率大的區(qū)域，強度/數(shù)據(jù)個數(shù)的值小。因此，表示幾乎不存在間距小的細微凹凸。具有這樣的表面的本發(fā)明的光擴散片11具有光澤感且對比度佳的效果。本發(fā)明中、上述強度/數(shù)據(jù)個數(shù)的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)為0.04μm以下，因此，幾乎不影響觀察者側(cè)的面12的算術(shù)平均高度Ra的大小，特別是光擴散片若在現(xiàn)實的算術(shù)平均高度Ra的范圍內(nèi)(0μm≤Ra≤1μm)、則獲得的光擴散片具有光澤感且對比度佳。
上述的值，即，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值，只要在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)為0.04μm以下就可發(fā)揮本發(fā)明的效果，例如也可以是零。
另外，背景技術(shù)部分說明的各專利文獻等的先有技術(shù)中，將表面粗糙度的一個指標即算術(shù)平均高度Ra特定在規(guī)定的范圍，以提高透射型屏幕的對比度，該算術(shù)平均高度Ra是僅字面上特定表面的凹凸高度而完全不考慮該凹凸的周期(頻率的倒數(shù))的參數(shù)。因此，即使是相同值的算術(shù)平均高度Ra，由于凹凸的周期不同，觀察者觀看時的透射型屏幕的外觀也完全不一樣。即，觀察者側(cè)的面中的凹凸的周期的概況是，在幾乎不存在周期小的凹凸且存在周期大的凹凸的光擴散片中，屏幕的外觀接近平面，光澤感上升。該形態(tài)中，如圖1(A)所示，在支持部件14的觀察者側(cè)的反對面13(入射側(cè)的面)若貼合具有遮光圖案17的雙凸透鏡片(光擴散部件15)，則成為泛黑嚴重的外觀。另一方面，存在周期小的凹凸的光擴散片中，成為網(wǎng)孔細的柵網(wǎng)狀的外觀，光澤感消失，成為消光狀的外觀。
光擴散部件15是光透射性的透明或半透明的片狀部件組成的構(gòu)成部件，如圖1(A)所示，條紋狀的光透射部16和遮光圖案(以下，稱為BS圖案17。)交互形成在與支持部件14貼合的面19上，用于將從該光擴散部件15的法線方向入射的近似平行光會聚到光透射部16的附近的單位透鏡18形成在貼合面19的相反側(cè)的面20。
光擴散部件15如圖1(B)所示，光透射部16是用條紋狀的BS圖案17區(qū)分形成的雙凸透鏡片。另外，單位透鏡18是將光源的入射光會聚到光透射部16的附近的所謂雙凸透鏡，通常，是入射光側(cè)的表面具有凸狀的曲面的沿縱向延伸的圓柱形透鏡。在光擴散部件15的入射光側(cè)，沿縱向延長的單位透鏡18形成沿與該縱向延長的方向Y正交的方向(例如寬度方向X)排列的形態(tài)。
光擴散部件15由顯示器等的具有光透射性的光學片中采用的樹脂材料形成。這樣的樹脂材料例如可以是熱可塑性樹脂等，最好是可使電子束(EB)等的電子線或紫外線(UV)等的電磁波透過的熱可塑性樹脂等。其中，尤其是往往采用丙烯酸樹脂、甲基丙酸烯樹脂及甲基丙酸烯樹脂和苯乙烯樹脂的共聚樹脂(MS樹脂)。
另外，光擴散部件15可以是1層構(gòu)造或2層構(gòu)造。厚度可根據(jù)單位透鏡18的透鏡節(jié)距、焦點距離及期望的視角范圍適當設(shè)定。
BS圖案17是在光擴散部件15的支持部件14側(cè)的面即平坦面上未形成從單位透鏡18側(cè)入射的入射光的光路的區(qū)域形成的條紋狀的遮光膜。該BS圖案17遮斷或吸收來自雙凸透鏡片的出射面?zhèn)鹊耐夤?，起提高雙凸透鏡片面成像的圖象的對比度的作用。BS圖案17可用傳統(tǒng)公知的各種方法形成，其寬度和厚度可任意設(shè)定。
光透射部16是位于形成有BS圖案17的側(cè)的面上的BS圖案間的部分，形成與各個單位透鏡18對應(yīng)的條紋狀。即，光透射部16包含對應(yīng)的單位透鏡18的光軸，并形成為當來自光擴散部件15的近似法線方向的近似平行光從單位透鏡側(cè)入射時，與成為該近似平行光的光路的區(qū)域?qū)?yīng)。因此，外觀上形成BS圖案17和光透射部16在水平方向上交互排列的形態(tài)。
另外，上述的支持部件14和光擴散部件15例如用粘接劑33等貼合。
如以上說明，圖1所示的第1實施例的光擴散片11，對觀察者側(cè)的面的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下，因此也具有光澤感且對比度佳的效果。
(第2實施例的光擴散片)
圖4是本發(fā)明的光擴散片的第2實施例的示意截面圖。該第2實施例的光擴散片21如圖4(A)所示，用具有導光功能的光擴散部件22取代構(gòu)成上述第1實施例的光擴散片11的光擴散部件15。
該光擴散部件22如圖4(B)所示，第1斜面23和第2斜面24組成的近似V字形狀的光吸收部25形成為從與支持部件14貼合的面19朝向相向的其他面20逐漸變細的形狀。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形成將上述的其他面20入射的近似平行光全反射的導光部。這樣的光擴散部件22例如可采樣上述的專利文獻3(特愿2004-4148)等記載的部件。
該光擴散部件22可采用加熱沖壓法、熱聚合法、放射線固化法等的周知方法，通過成形模具的復制形成為具有近似V字形狀的溝并在在該近似V字形狀的溝以擦拭等的方法填充包含光吸收性粒子的樹脂材料而形成。形成光擴散部件22的材料可采用與上述第1實施例中的光擴散部件15同樣的材料，最好是放射線固化型樹脂。作為放射線固化型樹脂可選擇該領(lǐng)域通常使用的物質(zhì)，例如，可適當采用丙烯酸系、環(huán)氧樹脂系、尿烷系等的紫外線固化型樹脂或電子線固化型樹脂等。另外，光擴散部件22也可以采樣2層構(gòu)造，該場合，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線固化型樹脂形成近似V字形狀的溝，并在該溝中填充包含光吸收性粒子的樹脂材料而形成。
近似V字形狀的光吸收部25最好是黑色或灰色等的非彩色，但是也不限于此，也可配合圖像光的特性使用選擇性吸收特定波長的樹脂材料。光吸收部25含有的光吸收性粒子可以是碳黑、石墨、黑色氧化鐵等的金屬鹽，還可以是著色的有機微粒子、著色的玻璃珠等，另外，著色染料可以是酸性紅等的呫噸系有機染料、碳酸釹等的有機酸釹等。
如以上說明，圖4所示第2實施例的光擴散片21與第1實施例的光擴散片11同樣，對觀察者側(cè)的面的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下，因此也具有光澤感且對比度佳的效果。
(第3實施例的光擴散片)圖5(A)是本發(fā)明的光擴散片的第3實施例的示意截面圖。該第3實施例的光擴散片31是在上述第1或第2實施例的光擴散片11、21中的觀察者側(cè)具有透明層32，對該透明層的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下。透明層32的表面粗糙度的測定和離散傅立葉變換等與上述第1或第2實施例的光擴散片的場合相同。另外，圖5(B)是圖5(A)的變形例，在支持部件14中包含光擴散劑42。
透明層32最好通過涂敷放射線固化型樹脂形成。放射線固化型樹脂可從該領(lǐng)域一般使用的可形成光透射性的透明層的材料中選出，例如，可適當采用丙烯酸系、環(huán)氧樹脂系、尿烷系等的紫外線固化型樹脂和電子線固化型樹脂等。該透明層32的厚度通常最好為5～20μm。
另外，該透明層32也可以是具有各種功能的層，例如，可以是防止反射層、硬殼層、防止帶電層、防眩層、防止污染層、偏光過濾層及電磁波屏蔽層。
該第3實施例的光擴散片31與第1或第2實施例的光擴散片11、21同樣，對觀察者側(cè)的透明層32的表面12的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下，因此也具有光澤感且對比度佳的效果。
(第4實施例的光擴散片)圖6是本發(fā)明的光擴散片的第4實施例的示意截面圖。該第4實施例的光擴散片41的特征是在上述第1或第2實施例的光擴散片11、21中，使支持部件14包含光擴散劑42。觀察者側(cè)的面12的表面粗糙度的測定和離散傅立葉變換等與上述第1或第2實施例的光擴散片的場合相同。
光擴散劑42的光擴散部件15例如控制水平方向的視角時，也起控制垂直方向的視角的作用。光擴散劑42只要是光學片中一般采用的光擴散劑即可，例如，可以是苯乙烯樹脂微粒子、硅樹脂微粒子、丙烯酸樹脂微粒子、MS樹脂(異丁烯-苯乙烯共聚樹脂)微粒子等的有機系微粒子以及硫酸鋇微粒子、玻璃微粒子、氫氧化鋁微粒子、碳酸鈣微粒子、硅石(二氧化硅)微粒子、氧化鈦微粒子、玻璃珠等的無機系微粒子等，可在樹脂中含有這些中的1種或2種以上。
光擴散劑42的折射率和支持部件14的構(gòu)成樹脂的折射率的差最好在0.1以內(nèi)，且最好在0.03以內(nèi)。通過令光擴散劑42和支持部件14的構(gòu)成樹脂的折射率差在該范圍內(nèi)，不會損害對比度。在這樣的范圍內(nèi)選定光擴散劑42和支持部件14的構(gòu)成樹脂，作為一例，可以是作為支持部件14的構(gòu)成樹脂的MS樹脂(異丁烯-苯乙烯共聚樹脂，折射率1.51)和作為光擴散劑8的丙烯酸樹脂(折射率1.49)的組合。
光擴散劑42的形狀沒有特別限定，但是通常采用球狀或近似球狀，由于容易買到，因而是有利的。光擴散劑42的平均粒徑最好在5～30μm的范圍內(nèi)。
該第4實施例的光擴散片41與第1或第2實施例的光擴散片11、21同樣，對觀察者側(cè)的面12的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下，因此也具有光澤感且對比度佳的效果。
(第5及第6實施例的光擴散片)圖7是本發(fā)明的光擴散片的第5實施例的示意截面圖，圖8是本發(fā)明的光擴散片的第6實施例的示意截面圖。
第5及第6實施例的光擴散片51、61是在上述第1或第2實施例的光擴散片11、21中，至少在觀察者側(cè)的面12及其附近包含光擴散劑42。另外，第5實施例的光擴散片51是支持部件14由1層的樹脂層62形成的形態(tài)，第6實施例的光擴散片61是支持部件14由2層的樹脂層63、64形成的形態(tài)。
這些光擴散片51、61中，在包含觀察者側(cè)的面的層及與該層連接的層的至少一方包含光擴散劑42即可，可以不必在光擴散部件51的全部中包含光擴散劑42。這些形態(tài)的光擴散片的觀察者側(cè)的面12的表面粗糙度最好通過包含光擴散劑42而形成。即，滿足本發(fā)明的特征的表面粗糙度可通過在包含觀察者側(cè)的面的層及與該層連接的層的至少一方所包含的光擴散劑42來實現(xiàn)。從而，在表面的至少凸部存在光擴散劑42的微粒子。
另外，觀察者側(cè)的面12的表面粗糙度的測定和離散傅立葉變換等與上述第1或第2實施例的光擴散片的情況相同。
該第5及第6實施例的光擴散片51、61與第1或第2實施例的光擴散片11、21同樣，對觀察者側(cè)的面12的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下，因此也具有光澤感且對比度佳的效果。
(光擴散片的制造方法)上述的本發(fā)明的光擴散片可用各種方法制造。例如，可通過押出成形、射出成形、沖壓成形等的方法制造形成支持部件14用的樹脂材料。此時，為了使觀察者側(cè)的面12的表面粗糙度具有上述的本發(fā)明的特征，可在該樹脂材料中以規(guī)定量含有規(guī)定粒徑的光擴散劑來制造，或者，例如形成可實現(xiàn)本發(fā)明期望的表面粗糙度的押出羅拉的表面、射出成形模具的表面或沖壓成形模具的表面，作為賦形模具，用該賦形模具將樹脂材料通過押出成形、射出成形或沖壓成形來制造。尤其是后者，在形成可實現(xiàn)本發(fā)明的期望的表面粗糙度的賦形模具的表面時，可通過對模具羅拉進行噴砂處理、研磨處理、鍍鉻處理等的方法來控制支持部件14的表面粗糙度。從而，被控制的賦形模具的表面，對該表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下。
這樣獲得的支持部件14與另外制作的光擴散部件15、22通過粘接劑33貼合。粘接劑33可采用紫外線固化型樹脂、粘接樹脂等的光學片粘接用的一般粘接劑。
(透射型屏幕及背面投射型顯示裝置)圖9是本發(fā)明的透射型屏幕91的例的說明圖，(A)是菲涅耳中心片面內(nèi)有折射型的菲涅耳透鏡片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鏡片93″透射型屏幕91″的例。本發(fā)明的透射型屏幕91(91′，91″)具有本發(fā)明的光擴散片92和菲涅耳透鏡片93(93′，93″)。光擴散片92可采用上述的本發(fā)明第1～第6實施例的光擴散片。
透射型屏幕91(91′，91″)在光擴散片92的圖像光源側(cè)具備菲涅耳透鏡片93。菲涅耳透鏡片93(93′，93″)，是將從圖像光源投射的圖像光向觀察者側(cè)配置的光擴散片92折射成近似平行光的透鏡片。菲涅耳透鏡片93(93′，93″)只要是具有這樣功能的菲涅耳透鏡片即可，例如，可以是在圖10(A)的背面投射型顯示裝置101′適當設(shè)置的在片的內(nèi)表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透鏡片93′(參照圖9(A))，也可以是在圖10的背面投射型顯示裝置101″適當設(shè)置的在片的外表面具有菲涅耳中心的全反射菲涅耳透鏡片93″(參照圖9(B))。另外，全反射菲涅耳透鏡片93″用具有將從折射面入射的圖像光全反射的全反射面的菲涅耳透鏡94構(gòu)成。另外，也可以是具有全反射菲涅耳透鏡的一部分的菲涅耳透鏡片。
光擴散片92可采用上述第1～第6實施例的光擴散片，將從菲涅耳透鏡片93入射的近似平行光擴散，擴展圖象的視角。另外，圖9(A)(B)所示的光擴散片92作為光擴散部件，說明了用第2實施例說明的具有導光功能的光擴散部件22構(gòu)成的示例，從觀察者側(cè)按照支持部件14、粘接劑95、光擴散部件22的順序構(gòu)成。
通過使用這樣的透射型屏幕91，可將來自圖像光源的圖像光在規(guī)定的角度范圍擴散，因此，即使是從透射型屏幕91的正面沿水平方向(左右方向)偏移的位置進行觀察，也可觀察到良好圖像。
本發(fā)明的透射型屏幕91，對觀察者側(cè)的面的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下，因此也具有光澤感且對比度佳的效果。結(jié)果，可適用于光源采用LCD或DLP等的單光源的背面投射型顯示裝置的透射型屏幕，作為具有光澤感且對比度佳的透射型屏幕。
圖10是具備本發(fā)明的透射型屏幕的背面投射型顯示裝置101(101′，101″)的一例的構(gòu)成圖，(A)使用具備在片的內(nèi)表面具有菲涅耳中心的折射型的菲涅耳透鏡片93′的透射型屏幕91′的例，(B)是使用具備在片的外表面具有菲涅耳中心的全反射型的菲涅耳透鏡片93″的透射型屏幕91″的例。
背面投射型顯示裝置101(101′，101″)具備本發(fā)明的透射型屏幕91(91′，91″)。該背面投射型顯示裝置101在較薄型的框體106的底部配置圖像光源102，并與框體106的后部壁內(nèi)面接近地配置與畫面的垂直方向平行的反射鏡105。透射型屏幕91安裝在框體106的前面?zhèn)鹊拇安俊?br> 圖像光源102出射的圖像光103由反射鏡105反射到透射型屏幕91側(cè)，入射透射型屏幕91后，由前述的菲涅耳透鏡片偏轉(zhuǎn)為近似平行光，而且用光擴散片偏轉(zhuǎn)成期望的擴散光104，從透射型屏幕91向觀察者側(cè)出射。
實施例以下，通過實施例和比較例進一步詳細說明本發(fā)明。
(實施例1)
制作將支持部件和光擴散部件貼合形成的透射型屏幕用的光擴散片。支持部件將MS(異丁烯-苯乙烯)樹脂組成的樹脂材料通過押出成形法成形。該支持部件采用以1～2重量份包含由MS系樹脂組成的粒徑約10～20μm的光擴散劑的成形樹脂制作。而且，在制作的支持部件的一個面，用以約10重量份包含由丙烯酸系交聯(lián)粒子組成的光擴散劑(粒徑約10～20μm)的防止帶電類型的丙烯酸系樹脂涂敷形成厚度約10μm的硬殼層，制作厚度2mm的支持部件。這樣獲得的支持部件14的硬殼層表面，對表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下。
光擴散部件15是通過準備透鏡節(jié)距為150μm、透鏡節(jié)距方向上的透鏡橫半徑為80μm、圓柱形透鏡的凸方向上的透鏡縱半徑為40μm的近似半橢圓狀組成的雙凸透鏡的賦形模具，在該賦形模具上涂敷紫外線固化型樹脂并在其上貼合厚100μm的PET薄膜后用紫外線照射使該紫外線固化型樹脂固化來進行制作的。在光擴散部件的雙凸透鏡透鏡側(cè)的相對面條狀形成光透射部和BS圖案。令光透射部為寬度100μm，BS圖案為寬度50μm，兩者的間距為與上述透鏡節(jié)距相同的150μm。
將制作的支持部件和光擴散部件貼合，制作實施例1的光擴散片。貼合用的粘接劑采用紫外線固化型的丙烯酸系粘接劑，將未調(diào)節(jié)支持部件的表面粗糙度的側(cè)的面和形成有光擴散部件的BS圖案的側(cè)的面貼合。
(實施例2)實施例2的光擴散片作為光擴散部件，除了采用以下所示的部件，也可用與上述的實施例1同樣的方法制作。
實施例2采用的光擴散部件，是如圖4所示類型的光擴散部件22，準備溝間距為70μm、從貼合面19到貼合面的相反面20的高度約150μm組成的光擴散部件的賦形模具，在該賦形模具涂敷紫外線固化型樹脂，并在其上貼合厚度100μm的PET薄膜后用紫外線照射使該紫外線固化型樹脂固化。固化物剝?nèi)ズ?，在形成的近似V字形狀的溝部填充以約20重量份含有光吸收性粒子(添加了碳的尿烷填料，粒徑約3～10μm)的樹脂材料，從而制作成光擴散部件22。此時，令光透過部的寬度為30μm，從出射面?zhèn)瓤吹臏喜康膶挾葹?0μm，兩者的間距為與上述透鏡間距相同的70μm。
(實施例3)除了支持部件用以下的要領(lǐng)制作以外，與實施例1同樣，制作實施例3的光擴散片。
支持部件將MS(異丁烯-苯乙烯)樹脂組成的樹脂材料通過押出成形法成形。該支持部件采用由MS系樹脂組成的粒徑約10～20μm的范圍內(nèi)的多種光擴散劑混合并且合計的光擴散劑含量為1～2重量份的成形樹脂制作。而且，在制作的支持部件的表面，用以約10重量份包含光擴散劑(種類硅石填料，粒徑約2～10μm)的紫外線固化型樹脂涂敷并固化到厚度100μm的PET薄膜上，通過將該膜貼合到支持部件而制成厚約2mm的支持部件。這樣獲得的支持部件14的表面，對表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下。
(比較例1)除了支持部件用以下的要領(lǐng)制作以外，與實施例1同樣，制作比較例1的光擴散片。
支持部件將MS(異丁烯-苯乙烯)樹脂組成的樹脂材料通過押出成形法成形。該支持部件采用由MS系樹脂組成的粒徑約10～20μm的范圍內(nèi)的多種光擴散劑混合并且合計的光擴散劑含量為1～2重量份的成形樹脂制作。而且，在制作的支持部件的一個面貼合紫外線固化的薄膜，制成厚約2mm的支持部件。這里采用的薄膜是在#320噴砂處理的金屬模具上涂敷紫外線固化型樹脂后貼上厚度100μm的PET薄膜而制作的。這樣獲得的支持部件的表面，對表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，超過了0.04μm。
(比較例2)除了支持部件用以下的要領(lǐng)制作以外，與實施例1同樣，制作比較例2的光擴散片。
支持部件將MS(異丁烯-苯乙烯)樹脂組成的樹脂材料通過押出成形法成形。該支持部件采用由MS系樹脂組成的粒徑約10～20μm的范圍內(nèi)的多種光擴散劑混合并且合計的光擴散劑含量為1～2重量份的成形樹脂制作。而且，在制作的支持部件的一個面貼合紫外線固化的薄膜，制成厚約2mm的支持部件。這里采用的薄膜是在#100噴砂處理的金屬模具上涂敷紫外線固化型樹脂后貼上厚度100μm的PET薄膜而制作的。這樣獲得的支持部件的表面，對表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，超過了0.04μm。
(測定及結(jié)果)對實施例1～3及比較例1、2的光擴散片測定觀察者側(cè)的面的表面粗糙度。圖11是實施例1～3及比較例1、2的光擴散片的4種粗糙度曲線(JIS B0601-2001，ISO4287-1997規(guī)范)。測定采用觸針式表面粗糙度形狀測定機(東京精密株式會社制，surfcom 130A)，以測定速度為0.3mm/min、截止為0.25mm、測定長度為10mm、測定數(shù)據(jù)個數(shù)為31207點(其中2000點用于離散傅立葉變換)進行測定。另外，同時也測定獲得的算術(shù)平均高度Ra，如表1所示。
圖12是將圖11所示的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)后的結(jié)果。離散傅立葉變換是將2000個數(shù)據(jù)用上述的式4及式5計算的結(jié)果。
接著，實施例1～3及比較例1、2的各個光擴散片與菲涅耳透鏡片組合，構(gòu)成透射型屏幕(參照圖9(A))。菲涅耳透鏡片準備為在聚酯樹脂薄膜上形成用環(huán)氧丙烯酸酯的紫外線固化型樹脂組成的菲涅耳透鏡的形態(tài)。將這樣構(gòu)成的透射型屏幕安裝到圖10(A)所示形態(tài)的背面投射型顯示裝置。采用投射透鏡的瞳徑為33mm的LCD光源，并采用投射距離為750mm，入射面照度為120Lx(勒克斯)的50英寸背面投射型的投影電視，對透射型屏幕表面的光澤感、對比度、外光的映入進行官能評價(目視)。
光澤感通過目視評價，有穩(wěn)定品質(zhì)的光澤感評價為○，無光澤感評價為×，通過基于JIS-Z-8741的測定進行評價。另外，這里，Gs(60°)是60°入射光在折射率1.567的玻璃表面反射時的強度為1時的反射光的強度比例，用此時的反射光的強度比例測定(％)的結(jié)果進行評價。對比度通過目視評價，為適用于電視的外觀上的黑色電平時評價為○，否則評價為×。外光的映入通過目視評價，假定用于電視時外光的映入最適合的情況評價為◎，適合的情況評價為○。綜合評價是從將具備本發(fā)明的光擴散片的透射型屏幕用于電視的觀點來綜合地進行評價，有使用價值評價為○，無使用價值評價為×。該結(jié)果如表1所示。
表1


*)傅立葉變換結(jié)果是傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)后的值中在頻率80mm-1以上的值。
從以上結(jié)果可明白，評價具備實施例1～3及比較例1、2的光擴散片的透射型屏幕的外觀時，具備實施例1～3的光擴散片的透射型屏幕的光澤度高，外光的映入也變?nèi)?。另外，實施?～3的光擴散片，對表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下。另外，實施例1和實施例2的光擴散片相同，因此表1所示的結(jié)果實質(zhì)上也相同。
另一方面，具備比較例1及2的光擴散片的透射型屏幕幾乎沒有外光的映入，但是盡管表面粗糙度在實施例1～3的光擴散片的表面粗糙度的范圍內(nèi)，也沒有光澤感且對比度差。另外，比較例1及2的光擴散片，對表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，存在超過0.04μm的部分。
從該結(jié)果可知，具備實施例1～3的光擴散片的透射型屏幕，在透射型屏幕的表面具有光澤感，雖然多少有點外光的映入，但是對比度佳。另一方面，具備比較例1、2的光擴散片的透射型屏幕，在透射型屏幕的表面產(chǎn)生消光感，形成「泛白」的外觀，對比度降低。可明白這些基本上不受凹凸的算術(shù)平均高度Ra的影響。
對透射型屏幕的觀察者側(cè)的面的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下的范圍時，細微的凹凸少，可抑制過度的光的漫反射并提高光澤感。
權(quán)利要求
1.一種透射型屏幕用的光擴散片，對該光擴散片的兩面中觀察者側(cè)的面的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm-1以上的范圍內(nèi)，為0.04μm以下。
2.權(quán)利要求1所述的光擴散片，其特征在于，上述觀察者側(cè)的面的算術(shù)平均高度Ra為0.50μm以下。
3.權(quán)利要求1所述的光擴散片，其特征在于，在觀察者側(cè)具有透明層，上述粗糙度曲線數(shù)據(jù)是測定該透明層的表面粗糙度而獲得的。
4.權(quán)利要求1所述的光擴散片，其特征在于，包含上述觀察者側(cè)的面的層及與該層連接的層中至少一個層包含光擴散劑。
5.權(quán)利要求4所述的光擴散片，其特征在于，上述觀察者側(cè)的面的表面粗糙度通過包含上述光擴散劑而形成。
6.權(quán)利要求1所述的光擴散片，其特征在于，具備包含上述觀察者側(cè)的面的支持部件；在該支持部件的另一面設(shè)置的光擴散部件。
7.權(quán)利要求6所述的光擴散片，其特征在于，上述光擴散部件，在與上述支持部件的貼合的面上交互形成條紋狀的光透射部和遮光圖案，在上述貼合面的相反側(cè)的面上形成單位透鏡，用于將該光擴散部件的法線方向入射的近似平行光會聚到上述光透射部的附近。
8.權(quán)利要求6所述的光擴散片，其特征在于，上述光擴散部件中，第1斜面和第2斜面組成的近似V字形狀的光吸收部形成為從與上述支持部件貼合的面朝相對的其他面逐漸變細的形狀，該光吸收部以外的部分具有比該光吸收部高的折射率，該第1斜面和該第2斜面成為將從上述其他面入射的近似平行光全反射的導光部。
9.一種透射型屏幕，其特征在于，具備權(quán)利要求1～8的任一項所述的光擴散片。
全文摘要
本發(fā)明提供有光澤感、對比度佳的光擴散片及具有該光擴散片的透射型屏幕。本發(fā)明的透射型屏幕用的光擴散片(11)，對其兩面(12)、(13)中觀察者側(cè)的面(12)的表面粗糙度進行測定，將獲得的粗糙度曲線數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后的值除以數(shù)據(jù)個數(shù)所獲得的值在頻率80mm
文檔編號G03B21/62GK1997918SQ20058001825
公開日2007年7月11日 申請日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
發(fā)明者桂有希 申請人:大日本印刷株式會社