JPH04314522A - 異方的光散乱材料、その製法およびプロジェクションテレビのスクリーン用レンチキュラーレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過光の異方的散乱機
能を有する異方的光散乱材料およびその製法に関する。 また、本発明は透過光の異方的散乱機能を有する上記異
方的光散乱材料から構成されるプロジェクションテレビ
のスクリーン用レンチキュラーレンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクションテレビのスクリーン用
レンチキュラーレンズは、スクリーン観察者側における
水平方向と垂直方向で異なった透過光の散乱が要求され
ている。水平方向では高度の散乱性を持ち、広い範囲で
画像が観察されるように、一方、垂直方向では、通常観
察者が座位または立位で観察するものであるから、中程
度の散乱性を持つように設計される。

【０００３】従来、レンチキュラーレンズにあっては、
前記の散乱の異方性は次のようにして実現されていた。 すなわち、シリンドリカルレンズを縦方向に並列したレ
ンチキュラーレンズを用い、水平方向の高度な散乱性を
持たせ、また、フィラー類を添加することにより、垂直
方向に中程度の散乱性を賦与していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、レンチキュラー
レンズ作製にあたっては、シリンドリカルレンズ形状を
押し出し加工時にダイス吐出口の形状を調整する等して
賦与していた。また、その形状は高度な光学的散乱性能
を発現させるために非常に精密な曲率を持ったものであ
り、生産時の加工条件は、高度に制御される必要があり
、生産安定性の点で工業面からは必ずしも最良のもので
はなく、性能と容易な生産の両立した材料が強く求めら
れていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる事情に鑑み、本発
明者らはレンチキュラーレンズのような異方的光散乱材
料をより安定的に、しかも容易に製造できるように鋭意
検討した結果、要求する性能を有し、安定的に、しかも
容易に製造することができる材料を見出し、さらに種々
の検討を加えて本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明は、透明マトリックス中
に、異方的形状を有し、かつ、透明マトリックスと異な
る屈折率の透明物質が、秩序よく互いに平行移動した位
置関係で均質に分散していることを特徴とする異方的光
散乱材料を提供するものである。

【０００７】また、本発明は、互いに屈折率が異なり、
かつマトリックスと異方的形状の分散物質とを形成する
相分離型の２種以上の透明樹脂の組成物を延伸加工する
ことを特徴とする上記の異方的光散乱材料の製法を提供
するものである。

【０００８】さらに、本発明は、透明マトリックス中に
、異方的形状を有し、かつ、該透明マトリックスと異な
る屈折率の透明物質が、０．５〜７０μｍの粒子径を有
し、その最大径と最小径の比を１０より大きい値とする
ものであり、かつ秩序よく互いに平行移動した位置関係
で、均質に分散している異方的光散乱材料から構成され
てなるプロジェクションテレビのスクリーン用レンチキ
ュラーレンズを提供するものである。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
用いる透明マトリックスとしては、透明な素材であれば
必ずしも限定されず、巾広い材料の中から選択すること
ができる。

【００１０】例えば、ポリエチレン、エチレン−プロピ
レン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びその
部分又は全部ケン化物、エチレン−アクリル酸エチル共
重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル−メタクリル酸メチル共重合体、ポリ
プロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体等の
オレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等の塩化ビニル
系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体等のアク
リロニトリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−メタク
リル酸メチル共重合体等のスチレン系樹脂、ポリアクリ
ル酸エチル等のアクリル酸エステル重合体、ポリメタク
リル酸メチル等のメタクリル酸エステル重合体、それら
の共重合体や他の共重合成分を加えた（メタ）アクリル
酸エステル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポ
リエステル樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、エチルセルロース、アセチルセルロー
ス等のセルロース樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコン
系樹脂等が挙げられる。

【００１１】次に本発明にて用いる異方的形状を有する
透明物質及びそれを透明マトリックス中に分散させる方
法について説明する。

【００１２】透明マトリックスと異方的形状を有する透
明物質とは、その屈折率が互いに異なるものであって、
互いに相溶しないものである。透明マトリックスと異方
的形状を有する透明物質の屈折率の差は、少なくとも０
．００１であり、好ましくは０．０１以上である。

【００１３】異方的形状とは、回転楕円体、直方体、ま
たはこの両者の中間の形状、円柱状等が例示されるが、
好ましくは回転楕円体、直方体またはこの両者の中間の
形状をもつものが挙げられる。

【００１４】形状的に要求される条件としては、等方的
な形状であってはいけないが、また全くの不定形でも効
果的でない。形状の異方性が大きいほど、つまり回転楕
円体であればその長軸と短軸の比が大きいほど、直方体
であれば、長辺と短辺の比が大きいほど、透過光の散乱
の異方性もより高度なものとなる。

【００１５】異方的形状を有する透明物質の粒子径は、
０．１〜１００μｍであり、好ましくは０．５〜７０μ
ｍ程度であり、最大径と最小径の比の値が１より大きい
ものである。

【００１６】異方的光散乱材料から構成されるプロジェ
クションテレビのスクリーン用レンチキュラーレンズと
しては、上記異方的形状を有する透明物質の粒子径は、
全透過散乱光量を増加させる点で０．５〜７０μｍ程度
であり、より好ましくは１〜７０μｍである。また異方
的散乱性の点では、該物質の最大径と最小径の比の値が
１０より大きいものであり、より好ましくは１５〜３０
のものである。

【００１７】異方的形状を有する透明物質としては、前
記したマトリックスと同様透明な材料であり、前記した
樹脂類等の有機物質が挙げられるが、無機物質も選択す
ることができる。無機物質としては、例えば、各種フィ
ラー類、顔料類又はファイバー類を用いることができる
。これら物質の中では、前記した樹脂類がより好ましい
。

【００１８】これらの異方的形状を有する透明物質は、
透明マトリックス中に、秩序よく互いに平行移動した位
置関係で分散されていることが必須要件である。すなわ
ち、例えば回転楕円体の場合にはその長軸の方向を一定
に揃えること、また直方体の場合は、その直方体の個々
の対応する辺の方向を一致させることである。

【００１９】異方的形状の透明物質を前記のように秩序
よく配列させる方法は、例えば、透明の高分子化合物に
既に異方的な形状をした透明物質を配合し、これをフィ
ルム又はシート状に成形し、一軸方向に延伸を行なう方
法等も考えられる。しかしながら、この方法は生産の安
定性に劣り、工業面からは必ずしも好ましいものではな
い。

【００２０】本発明においては、工業的に有用な方法に
ついて検討し、次のような新規な製造方法を見い出した
。すなわち、本発明の製造法は互いに屈折率が異なり、
かつマトリックスと異方的形状とを形成する相分離型の
２種以上の透明樹脂を混練して得られる組成物を押出し
成形し、ついで一軸方向に延伸加工を行なう方法である
。この方法によれば混練段階では、島部である分散粒子
は等方的形状（球状）をとるものであるが、延伸加工を
施す際に島部である分散粒子は、延伸方向に長軸を持つ
回転楕円体型の異方的形状に変形され、秩序よく互いに
平行移動した位置関係でマトリックス中に均質に分散さ
せられる。

【００２１】異方的形状物の異方性は延伸時の吐出量、
引取速度によく依存し、換言すれば、これらの加工条件
を適切に設定することにより、形状の異方性は任意に変
化させることができる。

【００２２】このような延伸加工としては、インフレー
ション加工、Ｔ−ダイ加工等が挙げられ、Ｔ−ダイ加工
が加工条件の設定等の面で好ましい。

【００２３】また、本発明の製法に用いる樹脂組成物と
しては、透明性が高く、屈折率が互いに異なり、かつ相
分離型の２種以上の樹脂の組成物が挙げられる。

【００２４】例えば、ポリエチレン、エチレン−プロピ
レン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びその
部分又は全部ケン化物、エチレン−アクリル酸エチル共
重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル−メタクリル酸メチル共重合体、ポリ
プロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体等の
オレフィン系樹脂に対して、塩化ビニル樹脂等の塩化ビ
ニル系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体等の
アクリロニトリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−メ
タクリル酸メチル共重合体等のスチレン系樹脂、ポリア
クリル酸エチル等のアクリル酸エステル重合体、ポリメ
タクリル酸メチル等のメタクリル酸エステル重合体、そ
れらの共重合体や他の共重合成分を加えた（メタ）アク
リル酸エステル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等
のポリエステル樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、エチルセルロース、アセチルセル
ロース等のセルロース樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリ
コン系樹脂等を混練することが好ましい。

【００２５】オレフィン系樹脂としては、例えば、低密
度ポリエチレンであり、より好ましくは超低密度ポリエ
チレンを挙げることができる。

【００２６】オレフィン系樹脂に対して、混練する樹脂
としては、例えば、スチレン系樹脂が好ましい。スチレ
ン系樹脂としては、ポリスチレンを挙げることができ、
より好ましくは、分子量が１４万以下のポリスチレンを
挙げることができる。

【００２７】このような樹脂の配合は、重量比で９５／
５〜５／９５、好ましくは７０／３０〜３０／７０であ
る。

【００２８】また、プロジェクションテレビのスクリー
ン用レンチキュラーレンズとしては、例えば、マトリッ
クス樹脂が超低密度ポリエチレンであり、異方的形状を
有する透明物質がポリスチレン、より好ましくは分子量
が１４万以下のポリスチレンからなる異方的光散乱材料
から構成されるものが好ましい。樹脂の配合割合は上記
と同様である。

【００２９】

【発明の効果】本発明の異方的光散乱材料は、異方的形
状を有する透明物質の長軸（又は長辺）に垂直な面にお
いては高度な散乱性を示すので、例えばプロジェクショ
ンテレビのスクリーン用レンチキュラーレンズ代替品や
照明光の効果的な散乱を必要とする照明カバー等に用い
て効果がある。また、本発明の製造方法は、生産が容易
で、かつ安定しており、工業上好ましい方法である。

【００３０】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００３１】実施例１ 屈折率１．５４の超低密度ポリエチレン（密度０．９０
）６０重量部と、屈折率１．５９のポリスチレン（分子
量９５０００）４０重量部を混練し、ポリエチレンをマ
トリックスとし、ポリスチレンを球状分散物（海島構造
の島部分）とする相分離型樹脂組成物を調製した。この
相分離型樹脂組成物を吐出口クリアランス０．７ｍｍの
Ｔ−ダイ式押出加工機に供給して溶融温度２４０℃にて
押出加工を行なった。押出されたシート状の溶融樹脂を
１５ｍ／分で押出し方向に強く引取り延伸をかけながら
冷却して、本発明の異方的光散乱材料である厚さ５０μ
ｍのフィルムを得た。

【００３２】その際、海島構造の島部分であるポリスチ
レンの球状分散物は延伸方向に長軸を持つ回転楕円体型
の異方的形状に変形され、秩序良く互いに平行移動した
位置関係に均質に分散されていた。

【００３３】異方的形状は、その長軸が約２０μｍ、短
軸が約１μｍであった。得られたフィルム及び分散粒子
の異方的形状について図１に示した。図１は、マトリッ
クス樹脂１中に回転楕円体型の異方的形状の分散粒子２
が分散している異方的光散乱材料８を表わす概略図であ
る。分散粒子２の長軸は、延伸加工時のＭＤ方向３と平
行となっている。

【００３４】このフィルムに入射した光の散乱する様子
を図２に示した。図２は、垂直入射光４が異方的光散乱
材料８に入射し、散乱透過光５が長軸に平行な平面６及
び垂直な平面７の範囲で散乱している様子を表わす図で
ある。

【００３５】分散粒子の長軸に垂直な平面における透過
光の散乱の様子を図３に、平行な平面における様子を図
４にそれぞれ示した。なお、図３、図４において縦軸は
散乱透過光強度（相対値）、横軸は角度（θ°）を表わ
す。分散粒子の長軸に垂直な平面においては透過光は高
い散乱性を、平行な平面においては低い（狭い）散乱性
を示し、高度な散乱の異方性が観察された。

【００３６】実施例２ 実施例１における組成物の溶融温度２４０℃を１９０℃
とし、Ｔ−ダイ式押出加工機の吐出口クリアランス０．
７ｍｍを０．９ｍｍとし、また引取り延伸速度１５ｍ／
分を２０ｍ／分とする以外は、実施例１と同様の組成物
および方法により異方的光散乱材料である厚さ５０μｍ
のフィルムを得た。

【００３７】マトリックス中の異方的形状は、その長軸
が約５０μｍ、短軸が約２μｍの回転楕円体であった。 この異方的光散乱材料は、実施例１と同様の散乱の異方
性が観察された。

【００３８】実施例３ 屈折率１．５４の超低密度ポリエチレン（密度０．９０
）６０部と屈折率１．５６のスチレン−アクリロニトリ
ル共重合体を用いる以外は実施例１と同様にして、海島
構造の島部であるスチレン−アクリロニトリル共重合体
が延伸方向に長軸を持つ回転楕円体型の異方的形状に変
形を受け、秩序良く互いに平行移動した位置関係で均質
に分散されている本発明の異方的光散乱材料である５０
μｍのフィルムを得た。

【００３９】異方的形状は、その長軸が約１０μｍ、短
軸が約１μｍであった。分散粒子の長軸に垂直な平面に
おける透過光の散乱の様子を図５に、平行な平面におけ
る様子を図６にそれぞれ示した。なお、図５、図６にお
いて縦軸は散乱透過光強度（相対値）、横軸は角度（θ
°）を表わす。図５は高い散乱性を、図６は中程度の散
乱性をそれぞれ示し、散乱の異方性が観察された。

【００４０】比較例１ 屈折率１．５４の超低密度ポリエチレン（密度０．９０
）１００重量部中に屈折率１．５９の架橋ポリスチレン
マイクロビーズ（球径１０μｍ）５０重量部を分散させ
、圧縮成形により約５０μｍのフィルムを作製した。

【００４１】マイクロビーズの球径（直径）は約１０μ
ｍであった。このフィルムを用いた場合、透過光はフィ
ルム平面と垂直な全ての平面において図７のような散乱
特性を表わし、全く異方性は示さなかった。なお、図７
において縦軸は散乱透過光強度（相対値）、横軸は角度
（θ°）を表わす。

【００４２】実施例４ 実施例１および２で作製した異方的光散乱材料を、東芝
社製４０インチプロジェクションテレビのスクリーン部
分と置き換えて評価した。評価結果を表１に示す。評価
項目は、画面の最高輝度、視野角（最高輝度の１／１０
以上の輝度を有する領域）とした。なお、輝度測定は、
輝度計（ミノルタ社製ＬＳ−１００）を使用し、ＪＩＳ
Ｃ−７６１４に準じて行なった。

【００４３】

【００４４】比較例２ 現行のレンチキュラーレンズ（東芝社製４０インチプロ
ジェクションテレビに使用した品）を使用して、実施例
４と同様の方法、条件により評価を行なった。評価結果
を表２に示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１にて作製した異方的光散乱材料を表わ
す概略図である。

【図２】実施例１にて作製した異方的光散乱材料及び透
過散乱光の測定平面を表わす概略図である。

【図３】実施例１にて作製した異方的光散乱材料中の分
散粒子の長軸に垂直な平面における透過光の散乱の様子
を表わす図である。

【図４】実施例１にて作製した異方的光散乱材料中の分
散粒子の長軸に平行な平面における透過光の散乱の様子
を表わす図である。

【図５】実施例３にて作製した異方的光散乱材料中の分
散粒子の長軸に垂直な平面における透過光の散乱の様子
を表わす図である。

【図６】実施例３にて作製した異方的光散乱材料中の分
散粒子の長軸に平行な平面における透過光の散乱の様子
を表わす図である。

【図７】比較例１にて作製した材料の透過光の散乱の様
子を表わす図である。

【符号の説明】

１　　マトリックス樹脂 ２　　異方的形状の分散粒子 ３　　長軸の配向方向（延伸加工時のＭＤ方向）４　　
垂直入射光 ５　　散乱透過光 ６　　長軸に平行な平面 ７　　長軸に垂直な平面 ８　　異方的光散乱材料

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明マトリックス中に、異方的形状を有し
   、かつ、該透明マトリックスと異なる屈折率の透明物質
   が、秩序よく互いに平行移動した位置関係で、均質に分
   散していることを特徴とする異方的光散乱材料。
2. 【請求項２】互いに屈折率が異なり、かつマトリックス
   と異方的形状の分散物質とを形成する相分離型の２種以
   上の透明樹脂の組成物を延伸加工することを特徴とする
   請求項１記載の異方的光散乱材料の製法。
3. 【請求項３】透明マトリックス中に、異方的形状を有し
   、かつ、該透明マトリックスと異なる屈折率の透明物質
   が、０．５〜７０μｍの粒子径を有し、その最大径と最
   小径の比を１０より大きい値とするものであり、かつ秩
   序よく互いに平行移動した位置関係で、均質に分散して
   いる異方的光散乱材料から構成されてなるプロジェクシ
   ョンテレビのスクリーン用レンチキュラーレンズ。