JP2007225972A - 光拡散フィルム、光学部材、背面投射型スクリーン及び背面投射型ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被着体に光拡散層を形成する際に、被着体に光拡散接着層を重ね合わせて紫外線などの照射により接着性が発現する、簡略化、薄型化を図ることが可能な層構成からなり、取扱い性に優れる安価な光拡散フィルム、およびその拡散フィルムを備えることで解像度の低下を抑制した光学部材、背面投射型スクリーン及び背面投射型ディスプレイ装置を提供すること。
【解決手段】透明基材フィルム５２の少なくとも一方の面に、活性エネルギー線硬化性樹脂中に光拡散剤が混入分散されてなり、活性エネルギー線照射により硬化して接着性を発現する粘着性を有する光拡散接着層５１を設けてなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光拡散フィルム、光学部材、例えば、リアプロジェクションテレビ等の背面投射型スクリーン及び背面投射型ディスプレイ装置に関するものである。

従来より、背面投射型スクリーンを備えた背面投射型ディスプレイ装置として知られるリアプロジェクションテレビは、光源としてのプロジェクタから投射される映像光を、反射鏡によって反射させて略長方形平板状をなす背面投射型スクリーンの背面に入射させることにより、この背面投射型スクリーンの前面側に位置する観察者が、背面投射型スクリーンを透過して出射する映像光を観察することができるように構成されたものである。

背面投射型スクリーンは、入射光の方向を整えて出射光とするフレネルレンズシートと、このフレネルレンズシートからの出射光を拡散させるレンチキュラーレンズアレイシート（拡散レンズアレイシート）とを備えている。このような背面投射型スクリーンにおけるレンチキュラーレンズアレイシートは、そのレンチキュラーレンズアレイ（拡散レンズアレイ）によってスクリーンの左右方向（水平方向）に拡散させた光をスクリーンの上下方向（垂直方向）に拡散させるための光拡散層を備えている。

背面投射型スクリーンに使用される光拡散フィルムとしては、例えば、光拡散剤が混入された光拡散層とこの光拡散層が接着された透明フィルムとを備えたものが一般的に用いられている。このような光拡散フィルムの製造方法の一例として、光拡散剤が混入された樹脂を含んだ溶剤を透明フィルムに塗布し、該光拡散層を有する面と異なる面に粘着層を設け接着可能とする方法（例えば特許文献１参照）や、透明フィルムに熱可塑性樹脂からなる光拡散層を設け、熱溶融させて接着可能とする方法（例えば特許文献２参照）などが知られている。
特開平１１−３１６３０５号公報 特開平８−４３６０８号公報

しかしながら、前者の方法は、透明フィルムと光拡散層以外に、接着可能とさせるために粘着層を設ける必要があり、製造コストの増大を招くという問題があり、また、光拡散層が最外層となるため光拡散層が外的作用によって傷ついたり劣化する恐れがある。後者の方法としては、射出成型方法や熱ラミネート方法により光拡散層を基材と接着させる方法が提案されているが、被着体となる基材を熱溶融させて光拡散層と接着する材料とプロセスに限定されることから、拡散機能を持たせたい被着体が限定される、また加熱により被着体がダメージを受け、反りや浮きが発生するという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、被着体に光拡散層を形成する際に、被着体に光拡散接着層を重ね合わせて紫外線などの照射により接着性が発現する、簡略化、薄型化を図ることが可能な層構成からなり、取扱い性に優れる安価な光拡散フィルム、およびその拡散フィルムを備えることで解像度の低下を抑制した光学部材、背面投射型スクリーン及び背面投射型ディスプレイ装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、すなわち、請求項１に記載の発明は、透明基材フィルム
の少なくとも一方の面に、活性エネルギー線硬化性樹脂中に光拡散剤が混入分散されてなり、活性エネルギー線照射により硬化して接着性を発現する粘着性を有する光拡散接着層を設けてなることを特徴とする光拡散フィルムである。

請求項２に記載の発明は、前記粘着性を有する光拡散接着層上に、離型可能な離型フィルムを備えていることを特徴とする請求項１記載の光拡散フィルムである。

請求項３に記載の発明は、前記透明基材フィルム上に、ハードコート、帯電防止、反射防止のいずれかの機能を付与した層を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の光拡散フィルムである。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光拡散フィルムの前記光拡散接着層を被着体に重ね合わせて貼り合わせ、前記透明基材フィルムを介して活性エネルギー線を照射し、前記被着体に接着してなる光拡散性を有することを特徴とする光学部材である。

請求項５に記載の発明は、前記被着体が、レンズアレイシートであることを特徴とする請求項４記載の光学部材である。

請求項６に記載の発明は、請求項５記載の光学部材とフレネルレンズシートとを組み合わせてなることを特徴とする背面投射型スクリーンである。

請求項７に記載の発明は、請求項６記載の背面投射型スクリーンを備えていることを特徴とする背面投射型ディスプレイ装置である。

本発明の光拡散フィルムによれば、被着体に光拡散層を形成する際に、被着体に光拡散接着層を重ね合わせて紫外線などの照射により接着性が発現する、簡略化、薄型化を図ることが可能な層構成からなり、取扱い性に優れる安価な光拡散フィルムを提供できる。

従来のような粘着剤を被着体と拡散層の間に設ける必要がないため、光拡散フィルムの製造コストを低減することができる。また、光拡散接着層は、光拡散剤が混入されるとともに粘着性を有し、かつ、活性エネルギー線が照射されたときに硬化して接着性を発現する材料を含んだ溶剤、例えば、粘着剤を含んだ溶剤を、透明基材フィルムに塗布して乾燥させることによって形成可能であるため、被着体に接着形成された光拡散接着層の薄型化を図って解像度の低下を抑制することができる。さらに、光拡散接着層は透明基材フィルムが最外層となり、透明基材フィルムが保護層としての役割をし、光拡散接着層が外的要因によって傷ついたり劣化したりするのを防止できる。また、さらには、光拡散接着層は活性エネルギー線が照射されたときに硬化して接着性を発現するため、接着プロセスに熱や溶剤を必要としないため、被着体へのダメージが少なく、多様な材料からなる被着体表面上への接着が可能となる。

ここで、前述のようにして製造された光拡散フィルムが、例えばレンチキュラーシートに備えられる場合には、前記透明基材フィルムの他方の面に、ハードコート、帯電防止、反射防止のいずれかの機能を付与した層を備えることができる。つまり、本発明の光拡散フィルムにおいて、拡散機能を持たせるとともに、最外層に保護層としての機能を付与させることが可能となる。このような光拡散フィルムの製造方法では、光拡散接着層に貼着されている側の透明基材フィルムの他方の面の表面性能を適宜付与することができる。

また、本発明の光拡散フィルムは、光拡散接着層の面に貼着されて、光拡散接着層が硬
化する前に、この光拡散フィルムから離型可能な離型フィルムを備えていてもよく、この場合、この光拡散接着層を被着体に貼着する工程の前に、離型フィルムを光拡散接着層から離型させて使用することができる。このような光拡散フィルムは、その取扱い性が向上する。

以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。本実施形態による背面投射型ディスプレイ装置としてのリアプロジェクションテレビ（全体構成は図示を省略する）は、筐体と、前面側（図１中の右側）を筐体の外部へ露出させるとともに背面側（図１中の左側）を筐体の内部へ露出させた略長方形平板状をなす背面投射型スクリーン１０（図１参照）と、筐体内に配置され、背面投射型スクリーンの背面に対して映像光Ｌを投射する光源としてのプロジェクタと、同じく筐体内に配置され、プロジェクタから投射される映像光Ｌの光路を偏向させる少なくとも１枚の反射鏡とを備えている。

背面投射型スクリーン１０は、図１に示すように、フレネルレンズシート２０と、レンチキュラーレンズアレイシート（拡散レンズアレイシート）３０とを備えている。フレネルレンズシート２０は、レンチキュラーレンズアレイシート３０の拡散作用を補うための光拡散板２１と、入射光の方向を整えて出射光とするフレネルレンズ２２とを有している。レンチキュラーレンズアレイシート３０は、フレネルレンズシート２０からの出射光をスクリーンの左右方向（水平方向）に拡散させるレンチキュラーレンズアレイ（拡散レンズアレイ）４０と、このレンチキュラーレンズアレイ４０からの出射光をスクリーンの上下方向（垂直方向）に拡散させる光拡散フィルム５０とを有している。これらフレネルレンズシート２０、レンチキュラーレンズアレイシート３０は、背面投射型スクリーン１０の背面側（入射側、図１中の左側）から前面側（出射側、図１中の右側）にかけて順次配置されているとともに、互いに略平行となるように配置されている。

レンチキュラーレンズアレイシート３０は、その入射側にレンチキュラーレンズアレイ４０が配置されるとともに、その出射側に光拡散フィルム５０が配置されるように構成されており、レンチキュラーレンズアレイ４０と光拡散フィルム５０は光拡散接着層５１によって互いに接着されている。レンチキュラーレンズアレイ４０は、その入射側に略半円柱状をなす複数のシリンドリカルレンズ（単位レンズ）が互いに略平行となるように配列されてなるレンズアレイ４１が設けられ、その出射側に複数のシリンドリカルレンズによるストライプ状の非集光部を遮光する遮光層（ブラック・ストライプ）４３が設けられて構成されている。光拡散フィルム５０は、詳細については後述するが、光拡散剤が混入された光拡散接着層５１と、この５１が接着された透明基材フィルム５２とを備えたものであり、その入射側に光拡散接着層５１が配置されるとともに、その出射側に透明基材フィルム５２が配置されるように構成されている。

以下、上述のような構成とされた背面投射型スクリーン１０のレンチキュラーレンズアレイシート３０の製造方法について説明する。まず、レンチキュラーレンズアレイ４０は、その入射側に略半円柱状をなす複数のシリンドリカルレンズ（単位レンズ）が互いに略平行となるように配列されてなるレンズアレイ４１が設けられているが、一般にレンズシートを成型する方法として、活性エネルギー線（例えば紫外線）が照射されたときに硬化する活性エネルギー線硬化型樹脂を使用してレンズシートを成型する金型成型法が用いられている。その出射側に複数のシリンドリカルレンズによるストライプ状の非集光部を遮光する遮光層（ブラック・ストライプ）４３は、一例としてレンズアレイ４１の平坦面に、活性エネルギー線によって粘着性が消失する特性を有する粘着性の活性エネルギー線硬化型樹脂層４２を形成し、レンズアレイ４１のレンズ面から活性エネルギー線（例えば紫外線）を照射して、各レンズアレイによって集光して硬化した部分以外の粘性を有する未硬化部分にのみ、転写可能な黒色剤層を有する転写紙を用いて形成させることによりレン
チキュラーレンズアレイ４０を得ることができる。

次に、図２に示すように、光拡散剤が混入された光拡散接着層５１と、光拡散接着層５１の一方の面５１Ａに貼着された透明基材フィルム５２と、光拡散接着層５１の他方の面５１Ｂに貼着された離型フィルム５４とを備えた光拡散フィルム５０を用意する。

光拡散接着層５１は、粘着性を有するとともに活性エネルギー線（例えば紫外線）が照射されたときに硬化して接着性を発揮する活性エネルギー線硬化型樹脂に、光拡散剤が混入されたものである。この光拡散接着層５１の厚みは、小さすぎると光拡散接着層５１の接着性が低下し、大きすぎると後述する溶剤の塗布が困難になることから、５〜１００μｍに設定されている。光拡散剤としては、例えば樹脂ビーズやガラスビーズ等が用いられる。ここで、光拡散剤の平均粒径は、小さすぎると光の散乱成分が大きくなり、逆に大きすぎると光の散乱ムラが大きくなってしまうことから、平均粒径が５〜３０μｍに設定されており、また、光拡散剤の添加量は、少なすぎると拡散特性が小さくなり、多すぎると光拡散接着層５１が硬化したときの接着性が低下してしまうことから、活性エネルギー線硬化型樹脂に対して１〜３０重量％に設定されている。

活性エネルギー線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型フォトポリマーが用いられ、具体的には、活性エネルギー線によって硬化する組成物として、官能基としてアクリロイル基を有するアクリレート、メタクリロイル基を有するメタクリレートなどのオリゴマーやモノマー、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートなどのオリゴマーやモノマー等が挙げられる。また、未硬化の状態で粘着性を保ち、低粘度化による流動性を抑えるためにアクリル樹脂やウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等の高粘度のポリマーや、官能基を有する反応性ポリマーを適量配合することが好ましい。このような活性エネルギー線硬化型樹脂の特性については、硬化する前の状態で、再剥離性を確保するために例えば１００ｇ／ｉｎｃｈ程度以下の粘着性を有し、硬化した後の状態で、接着性を確保するために例えば５００ｇ／ｉｎｃｈ程度以上の接着性を有することが要求される。

透明基材フィルム５２としては、例えば光拡散接着層５１に貼着される面５１Ａに対して塗布適正を有し、光拡散接着層５１が硬化後に接着性を有する基材が用いられ、ポリカーボネートフィルムやアクリルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等が挙げられるが、特に表面処理（易接着処理）が施されているＰＥＴフィルムが好ましい。この透明基材フィルム５２は、光拡散接着層５１が硬化した後の状態において光拡散接着層５１と強固に接着可能とされている。

透明基材フィルム５２の厚みについては特に制限はないが、コーティング適正や、レンチキュラーレンズアレイシートの平坦性を保持させるという点から５０〜５００μｍが望ましい。

離型フィルム５４としては、例えば光拡散接着層５１に貼着される面に対してフッ素処理、シリコン処理等の表面処理（離型処理）が施されたＰＥＴフィルム等が用いられ、この離型フィルム５４は、光拡散接着層５１が硬化する前の状態において光拡散接着層５１から容易に離型可能とされている。つまり、透明基材フィルム５２は、離型フィルム５４よりも、光拡散接着層５１に対する離型性が低くなっていることが取り扱いの容易さの点で必要となる。

このような光拡散接着層５１の両面５１Ａ，５１Ｂに透明基材フィルム５２と離型フィルム５４とがそれぞれ貼着されてなる光拡散フィルム５０は、まず、透明基材フィルム５２に対し、光拡散剤が混入された活性エネルギー線硬化型樹脂を含んだ溶剤を塗布して乾燥させて、光拡散接着層５１の一方の面５１Ａに透明基材フィルム５２が貼着された状態
とし、次いで、光拡散接着層５１の他方の面５１Ｂに対し、離型フィルム５４を貼着することによって得ることができる。

さらに、光拡散フィルム５０の透明基材フィルム５２の一方の面には、傷つき防止のためのハードコート、及びホコリの付着を防止するために帯電防止性、更には外光からの反射防止性を付与した表面保護層５３を設けることができる。具体的には、透明基材フィルム５２に光拡散接着層５１を塗布する前の工程において、帯電防止剤とマット剤が混入された活性エネルギー線硬化型樹脂を含んだ溶剤を透明基材フィルム５２に塗布して乾燥させ、活性エネルギー線を照射させることによって実現できる。

このような構成とされた光拡散フィルム５０を用いてレンチキュラーレンズアレイシート３０を製造するには、まず、図３（ａ）に示すように、光拡散フィルム５０の離型フィルム５４を光拡散接着層５１から離型させて、光拡散接着層５１の他方の面５１Ｂを露出させる。

次に、図３（ｂ）に示すように、ロールＲを用いて、光拡散フィルム５０の光拡散接着層５１を、その他方の面５１Ｂがレンチキュラーレンズアレイ４０の活性エネルギー線によって粘着性が消失する特性を有する粘着性の活性エネルギー線硬化型樹脂層４２と複数のシリンドリカルレンズによるストライプ状の非集光部を遮光する遮光層（ブラック・ストライプ）４３の表面に密着するようにして、レンチキュラーシート４０に貼着する。

そして、図３（ｃ）に示すように、光拡散フィルム５０側（図３（ｃ）中の上側）に配置した活性エネルギー線発生手段Ｕから、透明基材フィルム５２を透過させるようにして、活性エネルギー線を光拡散接着層５１に照射する。これにより、光拡散接着層５１を硬化させてレンチキュラーレンズアレイ４０に接着させる。このとき、透明基材フィルム５２もしくは表面保護層５３が活性エネルギー線を透過させない特性を有しているならば、活性エネルギー線発生手段Ｕをレンチキュラーレンズアレイ４０側（図３（ｃ）中の下側）に配置し、レンチキュラーレンズアレイ４０を透過させるようにして、活性エネルギー線を光拡散接着層５１に照射すればよい。これにより、光拡散フィルム５０が光拡散接着層５１によって接着されたレンチキュラーレンズアレイシート３０を製造することができる。

ここで、上述のようにして製造されたレンチキュラーレンズアレイシート３０に備えられる光拡散接着層５１のヘイズ度は７０〜９０％に設定される。

なお、本実施形態による光拡散フィルム５０は、拡散レンズアレイシートの一例としてのレンチキュラーレンズアレイシート３０に備えられるものとして説明されているが、これに限定されることはない。

例えば、本実施形態による光拡散フィルム５０が備えられる拡散レンズアレイシートは、その拡散レンズアレイの入射側に、複数の単位レンズがマトリックス状に配列されてなるレンズアレイが設けられたマイクロレンズアレイシートであってもよい。また例えば、本実施形態による光拡散接着フィルム５０が備えられる拡散レンズアレイシートは、その拡散レンズアレイの入射側に、複数のシリンドリカルレンズ（単位レンズ）が略平行に配列された第１のレンズアレイと複数のシリンドリカルレンズ（単位レンズ）が略平行に配列された第２のレンズアレイとがそれらのシリンドリカルレンズの長さ方向を互いに交差させるように同一平面上に配置されてなるレンズアレイが設けられたクロスレンチレンズシートであってもよい。さらに例えば、その拡散レンズアレイの入射側に、映像光を反射して拡散させる複数の単位レンズが配列されてなるレンズアレイが設けられたプリズムレンズアレイシートであってもよい。

以上、説明したような本実施形態の光拡散フィルム５０によれば、その光拡散接着層
５１自体が粘着性を有しているため、この光拡散接着層５１をレンチキュラーレンズアレイ４０に直接貼着してから硬化させるだけで、光拡散機能を有するレンチキュラーレンズシート３０を容易に製造することができる。

このようなレンチキュラーレンズシート３０の製造工程は、従来のような粘着剤を被着体と拡散層の間に設ける必要がないため、レンチキュラーレンズシート３０の製造コストを低減することができる。また、光拡散接着層５１は、光拡散剤が混入されるとともに粘着性を有し、かつ、活性エネルギー線が照射されたときに硬化して接着性を発揮する材料を含んだ溶剤、例えば粘接着剤を含んだ溶剤を、透明基材フィルム５２に塗布して乾燥させることによって形成可能であるため、レンチキュラーレンズアレイ４０に接着形成された光拡散接着層５１の薄型化を図って解像度の低下を抑制することができる。さらに、光拡散接着層５１は透明基材フィルム５２が最外層となり、透明基材フィルムが保護層としての役割を成し、光拡散接着層５１が外的要因によって傷ついたり劣化したりするのを防止できる。また、さらには、光拡散接着層５１は活性エネルギー線が照射されたときに硬化して接着性を発揮するため、接着プロセスに熱や溶剤を必要としないため、レンチキュラーレンズアレイ４０へのダメージが少なく、紫外線の照射によって粘着性が消失する特性を有する粘着性の紫外線硬化型樹脂層４２や、出射側に複数のシリンドリカルレンズによるストライプ状の非集光部を遮光する遮光層（ブラック・ストライプ）４３の表面上への接着が可能となる。

また、本実施形態では、光拡散フィルム５０は、その光拡散転写層５１の一方の
面５１Ｂ側に離型フィルム５４がが貼着されていることから、光拡散フィルム５０の取扱い性を向上させることができる。

なお、光拡散フィルム５０における光拡散接着層５１の他方の面５１Ｂには、必ず
しも離型フィルム５４が貼着されている必要はない。例えば、光拡散接着層５１とこの光拡散接着層５１の一方の面５１Ａに貼着された透明基材フィルム５２とからなる光拡散フィルム５０を積層構造（例えば粘着テープ状）とし、光拡散転写層５１の他方の面５１Ｂを透明基材フィルム５２に貼着するようにすれば、取扱い性の著しい低下を招くことはない。この場合、光拡散接着層５１の一方の面５１Ａと透明基材フィルム５２との貼着面が、光拡散転写層５１の他方の面５１Ｂと透明基材フィルム５２との貼着面よりも先に離型することがないように、透明基材フィルム５２もしくは表面保護層５３において光拡散接着層５１の他方の面５１Ｂに貼着される面に対してフッ素処理、シリコン処理等の表面処理（離型処理）を施しておく必要がある。

また、本実施形態による背面投射型スクリーン１０は、本実施形態による光拡散フィルム５０を有するレンチキュラーレンズアレイシート（拡散レンズアレイシート）３０に用いられるものとして説明されているが、これに限定されることはない。

例えば、本実施形態による背面投射型スクリーン１０は、本実施形態による光拡散フィルム５０を有するフレネルレンズシート２０に用いられるものであってもよい。

また、本実施形態による拡散接着シート５０は、背面投射型スクリーン１０に用いられるものとして説明されているが、これに限定されることはなく、例えば、液晶パネルに対してその背面側から光を照射するバックライトユニットに用いられるものであってもよい。

本発明の実施形態による背面投射型スクリーンの一例を示す概略断面図である。 本発明の実施形態による光拡散フィルムの一例を示す概略断面図である。 本発明の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１０ 背面投射型スクリーン
２０ フレネルレンズシート
２１ 光拡散板
２２ フレネルレンズ
３０ レンチキュラーレンズアレイシート（拡散レンズアレイシート）
４０ レンチキュラーレンズアレイ（拡散レンズアレイ）
４１ レンズアレイ
４２ 活性エネルギー線硬化型樹脂層
４３ 遮光層
５０ 光拡散フィルム
５１ 光拡散接着層（光拡散層）
５２ 透明基材フィルム
５３ 表面保護層
５４ 離型フィルム

Claims (7)

1. 透明基材フィルムの少なくとも一方の面に、活性エネルギー線硬化性樹脂中に光拡散剤が混入分散されてなり、活性エネルギー線照射により硬化して接着性を発現する粘着性を有する光拡散接着層を設けてなることを特徴とする光拡散フィルム。
2. 前記粘着性を有する光拡散接着層上に、離型可能な離型フィルムを備えていることを特徴とする請求項１記載の光拡散フィルム。
3. 前記透明基材フィルム上に、ハードコート、帯電防止、反射防止のいずれかの機能を付与した層を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の光拡散フィルム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光拡散フィルムの前記光拡散接着層を被着体に重ね合わせて貼り合わせ、前記透明基材フィルムを介して活性エネルギー線を照射し、前記被着体に接着してなる光拡散性を有することを特徴とする光学部材。
5. 前記光被着体が、レンズアレイシートであることを特徴とする請求項４記載の光学部材。
6. 請求項５記載の光学部材とフレネルレンズシートとを組み合わせてなることを特徴とする背面投射型スクリーン。
7. 請求項６記載の背面投射型スクリーンを備えていることを特徴とする背面投射型ディスプレイ装置。

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