(57)【要約】【課題】  逆光や背後からの日射などがある場合でも、明確に表示することができ、光による発熱を拡散し冷却装置が必要ない光拡散材を提供する。【解決手段】  透明基材の少なくとも片面に複数の開口を有する金属パターン層を設けた光拡散材。複数の開口を有する金属パターン層が、メッシュ状又は楕円に配置されると好ましく、パターンめっき転写法により形成されることが好ましい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材の少なくとも片面に複数の開口を有する金属パターン層を設けた光拡散材。
【請求項２】
複数の開口を有する金属パターン層が、メッシュ状に配置される請求項１に記載の光拡散材。
【請求項３】
複数の開口を有する金属パターン層の開口形状が、楕円であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光拡散材。
【請求項４】
複数の開口を有する金属パターン層が、パターンめっき転写法により形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光拡散材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明な光拡散材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車における速度などの情報表示、拡張現実（ＡＲ、augmented reality）、プロジェクションマッピングなどの用途で、透明でありながら、可視光を拡散し、透過あるいは反射型のスクリーンとして使用できる材料、特にフィルム材が必要とされている。このような透明な光拡散材については、フィルム中の高屈折微粒子と透明物質の屈折率の差を利用したものが知られている。例えば、特許文献１においては、透明樹脂よりも屈折率が０．０１〜０．１小さく、かつ、平均粒子径が１〜１０μｍである透明物質粉末を分散させた光散乱性合成樹脂（光拡散性樹脂）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６０−２１６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光拡散材を、例えば、自動車用ヘッドアップディスプレイに用いる場合、逆光や背後からの日射などがある場合にも明確に表示できることが必要となる。しかしながら、従来の透明光拡散材では、拡散量が少なく、夜間や入射する太陽光が少ない場合には明確に表示されるが、逆光や背後からの日射などがある場合には不十分であった。その対策として、プロジェクタの光量を強くすることが考えられるが、フィルム自体の温度上昇、熱劣化、歪みの発生などが課題となっていた。フィルムの温度上昇を抑えるためには、ファンによる送風が必要であり、装置の大型化、騒音などが問題となっていた。
本発明は、逆光や背後からの日射などがある場合でも、明確に表示することができ、光による発熱を拡散し冷却装置が必要ない光拡散材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、[１]  透明基材の少なくとも片面に複数の開口を有する金属パターン層を設けた光拡散材に関する。
また、本発明は、[２]  複数の開口を有する金属パターン層が、メッシュ状に配置される上記［１］に記載の光拡散材に関する。
また、本発明は、[３]  複数の開口を有する金属パターン層の開口形状が楕円であることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の光拡散材に関する。
また、本発明は、[４]  複数の開口を有する金属パターン層が、パターンめっき転写法により形成されることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の光拡散材に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の光拡散材により、反射拡散量が多くなるため、逆光や背後からの日射などがある場合でも、明確に表示させることができる。また、光拡散材に金属メッシュを使用することで、透明性とスクリーンとしての性能を両立することができる。また、光による発熱も金属層を介して効率的に拡散することができるため、ファンなどの冷却装置が必要なくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の光拡散材の複数の開口を有する金属パターン層の開口形状を説明する上面概略図であり、（ａ）はメッシュ状に配置される形態、（ｂ）は蜂の巣（ハニカム）状に配置される形態、（ｃ）は異なる径の穴あき状（楕円状）に配置される形態を示した図。
【図２】本実施形態の光拡散材の断面模式図であり、金属パターン層を示した図。
【図３】本実施形態の光拡散材の断面模式図を示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本実施形態の光拡散材に用いる複数の開口を有する金属パターン層の金属としては、銅、銀、金、ニッケル、アルミ、すず、インジウム及びそれらの合金等が挙げられる。
熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であると熱伝導率に優れる、熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上であると、縦、横両方向に効率的に熱を放散できる点でさらに好ましい。金属パターン層の金属の厚さは３〜３０μｍであることが好ましく、光拡散材の薄型化が図れる点で厚さは３〜１５μｍであることがより好ましく、３〜１０μｍであることが更に好ましい。金属パターン層は、金属箔をパンチングする方法、電気鋳造法、パターンめっき法、金属箔の不要な部分をエッチングにて除去する方法等で作製できる。
【０００９】
このうち、パターンめっき転写法は、めっきを形成する金属板（版）に金属パターンが金属板から露出するように絶縁レジストを設けた版を用意し、その後、電解めっきで下地の金属パターンが露出する箇所に金属を形成し、更に、その金属パターンを、例えば、粘着層付透明基材の粘着層に重ね、これを剥がすことで粘着層付透明基材に金属パターン層を転写し、金属板（版）から剥離して所定形状の金属パターンを形成するものである。パターンめっき転写法は版を繰り返し使用でき、また、微細なパターンを安価に形成できる点で好ましい。
【００１０】
金属めっきは、銅、銀、金、ニッケル、アルミ、すず等の金属及び各種合金などが挙げられるが、安価で熱伝導率に優れる点で銅が好ましい。
【００１１】
金属パターン層を構成する金属層表面の金属は、概ね平坦であると光拡散材の平坦化が図れ、画像をゆがみなく表示できる点で好ましい。ここで概ね平坦とは使用する寸法の光拡散材サイズにおいて、金属層の１０箇所の厚さを測定し、その平均厚さＸ、薄い部分の厚さＹ、最も厚い部分の厚さＺとすると、（Ｚ−Ｙ）／Ｘが０．３以下であることである。金属繊維を編んだもの、織ったもの等の２次元金属繊維構造体は凹凸が大きい点で好ましくない。また、複数の開口を有する金属パターン層は、開口を全面積の５０〜９７％有する構造である必要がある。好ましくは８０〜９５％である。開口が少ないと透明性が低下するため、透明スクリーンとしては用いることはできず、また、透過型のスクリーン材としては非常に暗いものになる。さらに、反射型スクリーン材としては、光の反射が強く、非常に眩しく見にくいものになる。開口が９７％を超すと透明性は改善するが、光拡散性能が低下するため透過型、反射型スクリーンとしては非常に像が見えにくいものになる。また、放熱性が悪化し、変形しやすくなる。開口は、光拡散材にわたり均一な密度で多数あることが好ましい。開口の形状は円形、四角形、多角形、ギザギザ形状等いずれの形状でもよく、開口を有する光拡散材の金属パターン層の形状は、図１のように（ａ）格子状、（ｂ）蜂の巣（ハニカム）状、（ｃ）異なる径の穴あき状（楕円状）など多様な構造をとることができる。
前記のように金属パターン層（金属部）は、エッチング、めっき、パターンめっき転写法、パンチングなどのいずれの手法で作製しても良いが、効率よく連続的に製造できる点でパターンめっき転写法が好ましい。
光拡散材は、複数の開口を有する金属パターン層単体ではなく、透明基材の少なくとも片面に設け、透明基材と複数の開口を有する金属パターン層が接着された状態で使用される。このような透明基材としては、ガラス、プラスチック等からなる板、プラスチックフィルムなどがある。ガラスとしては、ソーダガラス、無アルカリガラス、強化ガラス等のガラスを使用することができる。プラスチックとしては、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。
なお、透明基材の透明は、光線に対して透過する意味で、無色透明が好ましいが、有色透明であってもよい。
【００１２】
本発明における透明基材は、プラスチックフィルムが好ましい。このプラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＥＶＡ等のポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂等のプラスチックからなるフィルムで全可視光透過率が７０％以上のものが好ましい。これらは単層で使うこともできるが、２層以上を組合せた多層フィルムとして使用してもよい。前記プラスチックフィルムのうち透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、価格の点からポリエチレンテレフタレートフィルムまたはポリカーボネートフィルムがより好ましい。
上記プラスチックフィルムの厚さは特に制限はないが、１ｍｍ以下のものが好ましく、厚すぎると可視光透過率が低下しやすくなる傾向がある。また、薄くなりすぎると取扱い性が悪くなることを勘案すると、上記プラスチックフィルムの厚さは５〜５００μｍが好ましく、５０〜２００μｍとすることがより好ましい。
【００１３】
上記の基材に複数の開口を有する金属パターン層を設ける面は、粘着性を有していることが好ましい。そのためには、基材自体が必要な粘着性を有していてもよいが、粘着層を積層しておくことが好ましい。
上記の粘着層は、複数の開口を有する金属パターン層を転写する時に、粘着性を有しているもの、又は加熱若しくは加圧下に粘着性を示すものが好ましい。粘着性を有しているものとしては、粘着層の主成分のガラス転移温度が２０℃以下の樹脂が好ましく、ガラス転移温度が０℃以下である樹脂を用いることがより好ましい。粘着層に用いる材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線の照射で硬化する樹脂等を使用することができる。加熱時に粘着性を示す場合、そのときの温度が高すぎると、透明基材にうねりやたるみ、カール等の変形が起こることがあるので、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線の照射で硬化する樹脂のガラス転移点は８０℃以下であることが好ましい。上記熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線の照射で硬化する樹脂の重量平均分子量は、５００以上のものを使用することが好ましい。分子量が５００未満では樹脂の凝集力が低すぎるために金属との密着性が低下するおそれがある。
【００１４】
粘着性を有しているもの又は粘着性を示すもの（以下、これらを、「粘着剤」という）には、必要に応じて、架橋剤、硬化剤、希釈剤、可塑剤、酸化防止剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤や粘着付与剤などの添加剤を配合してもよい。
【００１５】
粘着層の厚さは、薄すぎると十分な強度を得られないため、めっきで形成された金属パターン層を転写する際に、金属パターン層が粘着層に密着せず、転写不良が発生することがある。したがって、粘着層の厚みは、１μｍ以上であることが好ましく、量産時の転写信頼性を確保するためには３μｍ以上であることがより好ましい。また、粘着層の厚さが厚いと、粘着層の製造コストが高くなるとともに、ラミネートした際に、粘着層の変形量が多くなるため、粘着層の厚みは３０μｍ以下が好ましく、１５μｍ以下がより好ましい。別の基材フィルムに粘着剤を塗布して形成した粘着層付基材フィルムを、金属パターン層が形成されている面に貼り合わせる際には、粘着剤の特性に応じて、必要ならば加熱される。
なお、透明基材としてのフィルム、粘着剤などに光拡散性を改善するため、高屈折率のナノサイズの粒子を加えても良い。このようなものとして、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウムなどがある。
【実施例】
【００１６】
以下に実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
（実施例）
図１（ａ）に示したような複数の開口を有する金属パターン層として、パターン幅５μｍ、厚さ５μｍ、パターン間の距離７０μｍの格子状（メッシュ状）の銅パターンを形成した。その際のパターン厚さのばらつきは±１μｍであった。なお、パターンはパターンめっき法により形成した（ＳＵＳ板の格子状となる開口部分にダイヤモンドライクカーボンの絶縁レジストを設け、下地の金属板の格子が露出するようにした版を用意し、その後、銅電解めっきで下地の金属板が露出する箇所に金属厚さ３５μｍになるように形成した）。
【００１７】
この格子状銅パターンにポリエチレンテレフタレートフィルム（膜厚３８μｍ）に透明な粘着剤を１０μｍ塗布したものに貼り付け、ＳＵＳ板から格子状銅パターンを粘着剤層側に付くよう剥離し転写した。格子状パターンは粘着剤に埋め込まれ表面は平坦化された。そして、このフィルムの格子状銅パターンが転写された粘着剤層側をソーダガラスに貼り付け光拡散材を作製した（図３）。この光拡散材の透過率は８０％であった。この試料にプロジェクタにて画像を写し、反射方向で観察したところ、明確に画像が観察された。
比較として、ソーダガラスのみ、ポリエチレンテレフタレートフィルム（膜厚３８μｍ）に透明な粘着剤を１０μｍ塗布したものをソーダガラスに貼り付けたものについても同様にプロジェクタにて画像を写したところ、画像がほとんど観察されなかった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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