JP2005037924A - 光拡散積層板及び透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、スクリーンの周辺部が暗くならず、明るさが均一であり、シェーディング現象が改善され、且つシンチレーションやホットバンド等が発生しにくく、十分な輝度が得られる透過型スクリーンを提供すること、及び前記透過型スクリーンに用いる光拡散積層板を提供することを課題とする。
【解決手段】 透明型光拡散剤が分散した透明拡散層２と、不透明型光拡散剤が分散した不透明拡散層３とが積層されて光拡散積層板が形成されており、該光拡散積層板の縦方向又は横方向の断面において、該透明光拡散層が中央部から両端部に向かって徐々に厚くなっていると共に該不透明光拡散層が中央部から両端部に向かって徐々に薄くなっている光拡散積層板４の表面に垂直拡散用レンチキュラーレンズ５が形成され、他方の表面にフレネルレンズ６と水平拡散用レンチキュラーレンズ７を配置して透過型スクリーン１を構成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は背面投射型のプロジェクションテレビ等に使用される透過型スクリーン及び該透過型スクリーン等に用いられる光拡散板に関するものである。

従来より、背面投射型プロジェクションテレビが知られている。該背面投射型プロジェクションテレビには、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、及び光拡散材を含有してなる光拡散板等の各要素を組合わせた透過型スクリーンが用いられている。ここで、フレネルレンズは光源から出た投射光を観察者の方向に集光させるものであり、レンチキュラーレンズは光量を有効に利用するために観察者の見る範囲に光を分配するものであり、光拡散板は投射光を散乱させ画像を形成し観察者に画像が見え易くする機能を有するものである。

一般的に、上記プロジェクションテレビでは、垂直方向よりも水平方向に対し、より広い角度から画像が見えることが要求される。そのため該プロジェクションテレビを構成する透過型スクリーンにおいては、例えば、光拡散板の映像源側にフレネルレンズを積層し、光拡散板の観察者側にブラックストライプを設けた水平拡散用レンチキュラーレンズを
積層したもの等により構成されている。

この透過型スクリーンの水平方向の視野角は、主として水平拡散用レンチキュラーレンズの性能に依存する。一方この透過型スクリーンの垂直方向の視野角は光拡散板に添加されている光拡散材に依存する。ところが、光拡散材による垂直方向の視野角は、水平拡散用レンチキュラーレンズによる水平方向の視野角に比べるとかなり狭い。従って、図７により説明される以下の理由により輝度ユニフォーミティが不十分となりシェーディング現象を起こすという問題があった。

図７（ａ）〜（ｃ）はシェーディング現象を説明するための説明図である。図７（ａ）に示すスクリーン７１上に映像源７２からの光を投射して観察者甲及び乙がスクリーン７１上を見た場合、観察者甲に対するスクリーン７１上の輝度分布は図７（ｂ）に示す通りであり、観察者乙に対するスクリーン７１上の輝度分布は同図（ｃ）に示す通りである。

上記の現象を詳しく説明すると、図７（ｂ）に示すように、スクリーン７１を正面位置の観察者甲が見た場合、スクリーン７１の明るさは、中央部Ｂよりも下端部Ａ及び上端部Ｃの距離が遠くなるので、輝度が低下して観察者甲は下端部Ａ及び上端部Ｃが暗く感じる。一方スクリーン７１を正面からはずれた位置の観察者乙が見た場合、図２（ｃ）に示すように、観察者乙に最も近い上端部Ｃが最も輝度が高く明るく見えるが、中央部Ｂ、下端部Ａへと距離が遠くなるに従い輝度が順次低下して、観察者には暗く見える。特に、スクリーンの垂直方向はスクリーンの光拡散角が狭くなっているため、シェーディング現象が非常に起こりやすく、輝度ユニフォーミティが不十分となり易い。

上記シェーディング現象による不都合に対し、光拡散板のレンチキュラーレンズ上下端部の光拡散効果を中央部よりも高めることにより、スクリーンのシェーデング現象を改善する提案がなされている（特許文献１〜３参照）。例えば、特許文献１には、水平拡散用レンチキュラーレンズ及び／又は垂直拡散用レンチキュラーレンズを使用してスクリーンを構成し、レンチキュラーレンズの周辺部のレンズ単位の光拡散角を中央部のレンズ単位の光拡散角より大きくする手段が記載されている。また特許文献２には、スクリーンの中央部に比べて上下端部の光拡散性が大きくなるように、垂直拡散用レンチキュラーレンズを直接形成した光拡散板を使用してスクリーンを構成し、該レンチキュラーレンズのレンズ単位の凹凸の山高さや間隔を調整する手段が記載されている。また、特許文献３には、上下端部の光拡散層の厚みを中央部の厚みよりも厚くした光拡散板を使用してスクリーンを構成し、中央部の光拡散角よりも上下端部の光拡散角を大きくする手段が記載されている。

上記特許文献１又は２に記載の手段は、いずれもレンチキュラーレンズ周辺部の表面形状を中央部に比べて変化させ、光拡散効果を高めるものである。しかし、このように部分的に表面形状を変化させ、正確に表面形状をコントロールしてスクリーンなどの各種サイズに対応させたレンチキュラーレンズは、該レンズ成形用の彫刻ロールや成形型の設計および製造が難しく、安定的に該レンズを製造するのは困難である。

上記特許文献３に記載されているように、スクリーンの上下端部の光拡散効果を向上させて垂直方向の視野角を大きくする為に光拡散層の上下端部の厚みを厚く形成する技術において、光拡散層を形成するために光線透過率の低い光拡散材を用いて上下端部の光拡散性能が所望の値となるように構成した場合には、光拡散層が厚い上下端部の光線透過率が低下して輝度が小さくなりシェーディング現象を起こす問題がある。一方、該上下端部の厚みを厚く形成する技術において光拡散層を形成するために光線透過率の高い光拡散材を用いた場合には、スクリーンの上下端部の光拡散性能が所望の値となるように構成すると、光拡散層中央部の厚みが薄い状態に形成されるものであるため、スクリーンの中央部は輝度が必要以上に大きくなってしまい、シンチレーション現象（画面のギラツキ）やホットバンド現象（画面中央部に特に明るい部分が発生）等の問題が生じる。

従って、従来技術では光拡散板において光拡散性能と光線透過性能の双方の特性を満足するものを得ることができなかった。

特開平７−１３４３３８号公報（請求項１、段落番号０００５） 特開平８−３３４８３７号公報（請求項１、段落番号００１４） 特開２００１−２２８５４８号公報（請求項２、図２）

本発明は上記従来技術の欠点を解消するためになされたものであり、透過型スクリーンの両端部が暗くならず、シェーディング現象が解消され、且つシンチレーション現象やホットバンド現象等が発生しにくく、十分な輝度ユニフォーミティが得られる透過型スクリーンを提供すること、及び該透過型スクリーンに好適に用いられる光拡散積層板を提供することを目的とする。

本発明によれば、以下に示す光拡散積層板及び透過型スクリーンが提供される。
（１）透明型光拡散材が分散した透明光拡散層と不透明型光拡散材が分散した不透明光拡散層とが積層されて光拡散積層板が形成されており、該光拡散積層板の縦方向又は横方向の垂直断面において、該透明光拡散層の厚みが中央部から両端部に向かって徐々に厚くなっていると共に該不透明光拡散層の厚みが中央部から両端部に向かって徐々に薄くなっていることを特徴とする光拡散積層板。
（２）透明型光拡散材がガラス、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂から選択される１種又は２種以上の粒子であり、不透明型光拡散材が硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、水酸化アルミニウムから選択される１種又は２種以上の粒子であることを特徴とする上記（１）に記載の光拡散積層板。
（３）光拡散積層板の少なくとも一方の表面にレンチキュラーレンズが形成されていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の光拡散積層板。
（４）光拡散積層板の一方の表面にフレネルレンズが形成されていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の光拡散積層板。
（５）上記（１）〜（４）の何れかに記載の光拡散積層板を含むことを特徴とする透過型スクリーン。

本発明の請求項１に係わる発明によれば、透明型光拡散材と不透明型光拡散材とに区別して用い、これらの異なる材料により、厚みの異なる透明光拡散層と不透明光拡散層を形成し、光拡散性能の改善と光線透過性能の低下抑制を両立させることにより、該積層板の縦方向または横方向の端部における光線透過性能が低下すること無く光拡散性能が大きい光拡散積層板を提供することができる。
本発明の請求項２〜４に係わる発明によれば、本発明の請求項１に係わる発明の効果がより確実なものとなる。
本発明の請求項５に係わる発明の透過型スクリーンにおいては、本発明の請求項１〜４に係わる光拡散積層板を用いていることから、縦方向または横方向の端部が暗くなるシェーデング現象が改善され、ＣＲＴ光源やＬＣＤ光源のテレビの透過型スクリーンに見られるシンチレーション現象や、ＣＲＴ光源のテレビの透過型スクリーンに見られる中央部のホットバンド現象を改善することができ、優れた輝度ユニフォーミティが得られる。その結果、本発明の透過型スクリーンを用いた背面投射プロジェクションテレビ等は、視野角が広く画像再現性に優れた良好なものが得られる。

以下、本発明の光拡散積層板、及び該光拡散積層板を用いた透過型スクリーンについて図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の光拡散積層板を用いた透過型スクリーンの一態様を示す要部斜視図であり、図２は図１のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。

図１に示す態様の本発明の透過型スクリーン１は、透明光拡散層２と不透明光拡散層３とが積層され、映像源側表面に垂直拡散用レンチキュラーレンズ５が形成された光拡散積層板４の観察者側表面にフレネルレンズ６が積層され、更にレンズ６が積層された光拡散板の観察者側に水平拡散用レンチキュラーレンズ７が配置されて構成されている。本発明の透過型スクリーン１の特徴は、上記光拡散積層板４にある。次に、光拡散積層板４について説明する。

本発明の光拡散積層板は、透明光拡散層と不透明光拡散層が積層された積層板である。該光拡散積層板は、該光拡散積層板の縦方向の垂直断面において(図２)、透明光拡散層２が中央部から両端部に向かって徐々に厚くなっていると共に不透明光拡散層３は逆に中央部から両端部に向かって徐々に薄くなっており、光拡散積層板４自体の厚みは一定に形成され、透明光拡散層２及び不透明光拡散層３の内部の光拡散材は均一に分散している。従って、厚み方向における両端部の透明型光拡散材の存在量は、中央部に比べて多くなり、一方、厚み方向における中央部の不透明型光拡散材の存在量は、両端部に比べて多くなる。このように、本発明の光拡散積層板においては、透明型光拡散材と不透明型光拡散材とに区別して用い、これらの異なる材料により、厚みの異なる透明光拡散層と不透明光拡散層が形成されているので、光拡散性能の改善と光線透過性能の低下抑制を両立させることができる。

なお、従来の光拡散積層板は、透明型光拡散材と不透明型光拡散材とを区別せずに同じ材料を使用していたことから、光拡散性能の改善と光線透過性能の低下抑制を両立させることができるものではなかった。透明型光拡散材と不透明型光拡散材とに異なる材料を用いて、厚みの異なる透明光拡散層と不透明光拡散層することが、本発明の画期的な特徴である。

次に、透明型光拡散材と不透明型光拡散材との相違について、図１３、図１４を用いて説明する。
光拡散材として透明型光拡散材Ｓを使用する場合、図１３に示すように、平行光成分からなる入射光Ｉは透明型光拡散材Ｓを透過しながら散乱する。一方、光拡散材として不透明型光拡散材Ｕを使用する場合、図１４に示すように、入射光Ｉは不透明型光拡散材Ｕの表面で屈折して散乱する。従って、不透明型光拡散材Ｕを使用した場合の全光線透過率は、透明型光拡散材Ｓを使用した場合の全光線透過率と比較してより大きく低下する。

透明型光拡散材は全光線透過率を低下させずに光拡散効果を発揮できる。しかし、全光線透過率の低下が少ないためシンチレーション現象やホットバンド現象が発生し易い。それに対し、不透明型光拡散材は、透明型光拡散材と比較して少量の添加でシンチレーション現象やホットバンド現象を防止する効果が得られ、光拡散効果が高いという特徴がある。しかし同時に全光線透過率も大きく低下させる為に、シェーディング現象が発生するという欠点がある。そのため、透明型光拡散材ほど添加量を多くできない。

本発明光拡散積層板においては、透明型光拡散材及び不透明型光拡散材の利点を有効に活用することにより、縦方向または横方向において中央部に比べ両端部の光拡散性能が高くすると共に該両端部の光線透過性能を大きく低下させない優れた光拡散積層板が得られる。

本発明の光拡散積層板は、図２に示す態様のものに限られない。次に、本発明の光拡散積層板の種々の態様について、図８〜図１０を用いて説明する。図８〜図１０は本発明光拡散積層板の縦方向又は横方向の垂直断面図である。
図８の光拡散積層板４は、不透明光拡散層３の両面に透明光拡散層２、２が積層されてなるものである。図９の光拡散積層板４は、透明光拡散層２の片面に不透明光拡散層３が積層されてなるものである。図１０は、透明光拡散層２の片面に不透明光拡散層３が積層された光拡散積層板４において、透明光拡散層２の他方の面にレンズ１４が積層されて構成されているものである。上記のレンズ１４としては、フレネルレンズや水平拡散用レンチキュラーレンズや垂直拡散用レンチキュラーレンズ等が挙げられる。光拡散積層板４には、図１０に示すようにレンズ１４を積層することもできる。

本発明光拡散積層板４においては、図２、図８〜図１０に示すように透明型光拡散材が分散した透明光拡散層２と不透明型光拡散材が分散した不透明光拡散層３とが積層されて光拡散積層板４が形成されている。更に、該光拡散積層板４の縦方向又は横方向の垂直断面において、透明光拡散層の厚みが中央部から両端部に向かって徐々に厚くなっており、同時に、上記光拡散積層板４の前記の縦方向又は横方向の同方向の垂直断面において、不透明型光拡散材が分散した不透明光拡散層３の厚みが中央部から両端部に向かって徐々に薄くなっている。透明光拡散層２の厚みが中央部から両端部に向かって徐々に厚くなっている態様は限定されないが、例えば、図２、図８〜図１０に示すように透明光拡散層２の表面を凹曲面状に形成することが好ましい。また、不透明光拡散層３の厚みが中央部から両端部に向かって徐々に薄くなっている態様も限定されないが、例えば、図２、図８〜図１０に示すように上記透明光拡散層２の表面の凹曲面状に対応させた凸曲面状に形成することが好ましい。

上記の通り、光拡散積層板４においては、透明光拡散層２及び不透明光拡散層３の厚み変化が、縦方向又は横方向の垂直断面の両光拡散層の積層界面において凹曲線状或いは凸曲線状となるように形成されていることが好ましい。また、本発明光拡散積層板４は、基本的に全体が同じ厚みの積層板として形成されている。なお、本発明の光拡散積層板の表面にレンチキュラーレンズ或いはフレネルレンズが直接形成されている場合には、該レンズの凹凸の分だけ厳密には光拡散積層板の厚みは異なるが、該レンズの厚みの凹凸の分を差し引くと全体として同じ厚さに形成されている。

本発明光拡散積層板４は、少なくとも透明光拡散層２と不透明光拡散層３とを１層ずつ有していれば良く、図８に示すような３層構造であっても、図９に示すように２層構造であっても、また特に図示しないが４層以上の構造でもよい。また、各光拡散層の厚みが変化する方向が縦方向となっている光拡散積層板と、各光拡散層の厚みが変化する方向が横方向となっている光拡散積層板とを積層して、光拡散積層板がスクリーン四隅部分のシェーディング現象を改善する効果を有するものとすることもできる。

光拡散積層板４の厚さは、通常０．５〜４ｍｍに形成され、好ましくは１〜３ｍｍである。なお、上記光拡散積層板の厚さには、レンズが積層されているものについては該レンズの厚みは含まれず、レンズが直接形成されているものについては該レンズ凹凸部分の厚みは含まれない。また、透明光拡散層２の最も厚い部分の厚みは光拡散積層板４の厚さの１５〜８０％、更に２０〜５０％の厚みであることが好ましく、最も薄い部分の厚みは光拡散積層板４の厚さの２〜３０％、更に４〜１５％の厚みであることが好ましい。また、不透明光拡散層３の最も厚い部分の厚みは光拡散積層板４の厚さの７０〜９８％、更に８５〜９６％の厚みであることが好ましく、最も薄い部分の厚みは光拡散積層板４の厚さの２０〜８５％、更に５０〜８０％の厚みであることが好ましい。尚、透明光拡散層或いは不透明光拡散層の厚みは、透明光拡散層または不透明光拡散層を着色し光拡散層の厚みが変化している縦方向または横方向の垂直断面を光学顕微鏡にて観察して測定することができる。

また、本発明本発明光拡散積層板を構成する透明光拡散層と不透明光拡散層において、透明光拡散層には透明型光拡散材が０．５〜１０重量％含有されることが好ましく、不透明光拡散層には不透明型光拡散材が０．０１〜１重量％含有されることが好ましい。なお、透明光拡散層２及び不透明光拡散層３の内部において、各光拡散材は一様に分散している。

本発明光拡散積層板において、全光線透過率が高い方が画面の明るさが明るく好ましい。全光線透過率の好ましい範囲は該シートの中央部、端部等、全面において９０％以上である。また、本発明光拡散積層板において、シェーディング現象を改善するうえで、透明光拡散層の厚みが最も薄い中央部のヘイズ（Ｈｃ）を１５〜５０％、透明光拡散層の厚みが最も厚い両端部のヘイズ（Ｈｅ）を３０〜７０％，且つＨｅ／Ｈｃが１．２〜３．５となるように調整することが好ましい。

本発明において、透明型光拡散材と不透明型光拡散材とは、以下の方法にて区別される。
アクリル酸成分単位が６０モル％のスチレン−メタクリルメチル酸共重合体を基材樹脂として光拡散材を均一に配合することにより拡散透過率が８０％の厚み１ｍｍの平滑なシートを得る。このとき、該シートの拡散透過率を８０％とするためには光拡散材の配合量を調整する。次に得られた拡散透過率が８０％の厚み１ｍｍのシートの全光線透過率を測定し、該全光線透過率が８５％以上の場合、該シートに配合された光拡散材は透明型光拡散材に分類される。一方、該全光線透過率が８５％未満の場合、該シートに配合された光拡散材は不透明型光拡散材に分類される。

上記全光線透過率の測定はＪＩＳ Ｋ７３６１−１：１９９７、ヘイズおよび拡散透過率の測定はＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００に基づいて測定するものとする。

上記の透明型光拡散材と不透明型光拡散材の分類方法について更に具体的に説明する。
アクリル酸成分単位が６０モル％のスチレン−メタクリルメチル酸共重合体と光拡散材とを押出機にて混練しＴダイから押出すことにより光拡散材の濃度の異なる数種類の厚さ１ｍｍのシートを得る。得られた各々のシートについて全光線透過率及び拡散透過率を測定する。

上記各シートについての全光線透過率及び拡散透過率の測定結果に基づき、縦軸を全光線透過率、横軸を拡散透過率とした図１６に示すようなグラフを得る。該グラフ上の線から、拡散透過率が８０％に対応する全光線透過率の値を読み取り、読み取られた全光線透過率の値が８５％以上の場合は該シートに配合された光拡散材は透明型光拡散材に分類され、該全光線透過率の値が８５％未満の場合は該シートに配合された光拡散材は不透明型光拡散材に分類される。なお、図１６上の透明型光拡散材を示す曲線は、直径１２μのスチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂架橋物球状光拡散材のデータであり、不透明型光拡散材を示す曲線は、平均粒径２μの硫酸バリウム不定形光拡散材のデータである。

透明型光拡散材の具体例としては、ガラス、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂等の粒子が用いられる。上記アクリル系樹脂としては、アクリレート基［ＣＨ_２＝ＣＲ−ＣＯＯ−（但し、ＲはＨ又はＣＨ_３）］を有するもの及び／又はその誘導体を、重合したものである。このようなものとしては、例えば、メタクリル酸、メタクリル酸メチル等のメタクリル酸エステル、アクリル酸、アクリル酸メチル，アクリル酸エチル，アクリル酸ブチル等のアクリル酸エステルを原料単量体とする単独重合体、これら単量体を原料単量体の主成分とする共重合体およびそれらの変性物、架橋物等が挙げられる。また、スチレン系樹脂としては、スチレン単独重合体、スチレンを原料単量体の主成分とする共重合体およびそれらの変性物、架橋物等が挙げられる。上記透明型光拡散材としてスチレン単量体と上記アクリル系の原料単量体との共重合体樹脂が特に好ましく、更に該共重合体樹脂の架橋物が好ましい。上記透明型光拡散材の粒子形状は、球状、略球状、楕円球状、半球状、または略半球状であることが好ましい。また、この粒子の平均粒径は、通常１〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍである。

不透明型光拡散材の具体例としては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、水酸化アルミニウム等の粒子が用いられる。上記不透明型光拡散材の形状としては、球状、略球状、楕円球状、不定形のものが挙げられ、不定形のものが好まく使用される。また、この粒子の平均粒径は、通常１〜５０μｍ、好ましくは１〜１０μｍである。

なお、本明細書において透明型光拡散材および不透明型光拡散材の平均粒径は重量基準のメジアン径のことであり、島津製作所社製、島津遠心沈降式粒度分布測定装置ＳＡ−ＣＰ４Ｌ（Ｖ１．１）にて測定することができる。

光拡散積層板４の基材樹脂として用いられる光透過性樹脂は、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、オレフィンマレイミド共重合樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂等の所謂、透明樹脂が挙げられる。該透明樹脂の中でも、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂が好ましく、特に、スチレン単量体とアクリレート基［ＣＨ_２＝ＣＲ−ＣＯＯ−（但し、ＲはＨ又はＣＨ_３）］を有する単量体及び／又はその誘導体との共重合樹脂が好ましい。

本発明の光拡散積層板４は、共押出し積層板であることが好ましい。例えば、光透過性樹脂と透明型光拡散材とを押出機により混合して光拡散剤が均一混合された透明光拡散層形成用溶融樹脂を得る。また、光透過性樹脂と不透明型光拡散材とを他の押出機により混合して光拡散剤が均一混合された不透明光拡散層形成用溶融樹脂を得る。続いて各々の溶融樹脂を後述する構造の共押出ダイに導入して積層合流させた後、該ダイから押出すことにより、共押出し積層シートとし、続いて所定長さに切断することにより光拡散積層板４を得ることができる。

光拡散積層板４を共押出し積層板として製造するには、例えば、マルチマニホールドダイと呼ばれるＴダイが用いられる。これは複数のＴダイを重ね合わせた構造である。また他の方法としては、特開昭５５−１１７６３９号公報に記載されているような、各押出機とＴダイとの間に取り付けられ各押出機から押出された溶融樹脂を積層合流させて多層構造にするフィードブロックと呼ばれる装置を用いることもできる。

また、Ｔダイから押出される透明光拡散層及び不透明光拡散層の厚みを、中央部から端部に向かってそれぞれ徐々に変化するように押出すには、幅方向の各層の厚みをチョークバーと呼ばれる溶融樹脂流路間隔調整用のボルトを締める或いは緩めることにより溶融樹脂流路間隔をコントロール出来る幅方向厚み調節機構をマルチマニホールドダイまたはフィードブロックに取付ければ良い。

本発明の光拡散積層板を用いた透過型スクリーンの態様は、前記図１に示す態様に限られない。例えば、図３、図５に示す態様の透過型スクリーンが挙げられる。
図３は本発明透過型スクリーンの他の態様を示す要部斜視図であり、図４は図３のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。図３及び図４に示す態様の透過型スクリーン１は、透明型光拡散材が分散した透明光拡散層２と不透明型光拡散材が分散した不透明光拡散層３とが積層された光拡散積層板４と、該光拡散積層板４の映像源側に配置されたフレネルレンズ６と、該光拡散積層板４の観察者側に配置されたブラックストライプ８を備える水平拡散用レンチキュラーレンズ７とから構成されている。

図５は本発明透過型スクリーンの更に他の態様を示す要部斜視図であり、図６は図５のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。図５及び図６に示す態様の透過型スクリーン１は、透明型光拡散材が分散した透明光拡散層２と不透明型光拡散材が分散した不透明光拡散層３とが積層された光拡散積層板４が、ブラックストライプ８を備える水平拡散用レンチキュラーレンズ７に積層一体化され、更にレンズ７が積層された光拡散積層板４には、映像源側にはフレネルレンズ６が配置されて透過型スクリーン１が構成されている。

前述した通り、本発明光拡散積層板４は、そのままの状態で透過型スクリーン１の光拡散板として使用しても良いし、あるいは、表面にフレネルレンズやレンチキュラーレンズを直接形成したものであっても良い。

図１５に示すように、透過型スクリーンを用いてプロジェクションテレビを構成する場合、本発明光拡散積層板４を使用して透過型スクリーンを構成すると、光拡散積層板４の縦方向または横方向における両端部の厚み方向では透明型光拡散材の存在量が多くなるから、透明型光拡散材による光拡散効果が中央部に比べて高くなり、シェーデング現象が改善される。それと同時に、光拡散積層板４の中央部では、厚み方向の不透明型光拡散材の存在量が多くなるから、シンチレーション現象やホットバンド現象が発生し難くなる。

本発明透過型スクリーン１には、例えば図１〜６に示す態様のもの、更には図１〜６に示す態様以外にも上記光拡散積層板４を使用して構成されたものであれば全て包含される。なお、光拡散積層板４を使用し透過型スクリーン１を形成する場合、光拡散積層板４の光拡散層の厚みが変化する方向が上下方向となるように配置することが好ましい。

実施例１
光透過性樹脂としてメタクリル酸成分単位を６０モル％含むスチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂を使用し、該光透過性樹脂と平均粒径１２μのスチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂架橋物球状粒子からなる透明型光拡散材とを内径６５ｍｍの押出機を使用して混練して２重量％の該透明型光拡散材を均一に含む透明光拡散層形成用溶融樹脂を得た。また、該光透過性樹脂と平均粒径２μの硫酸バリウムの不定形粒子からなる不透明型光拡散材とを内径１２０ｍｍの押出機を使用して混練して０．０５重量％の不透明型光拡散材を均一に含む不透明光拡散層形成用溶融樹脂を得た。得られた透明光拡散層形成用溶融樹脂と不透明光拡散層形成用溶融樹脂とを各々の押出機に連結された幅方向厚み調整機構付の多層樹脂シート形成用フィードブロックに供給し積層合流させて、該フィードブロックに連結されたＴダイから、厚さ１．５ｍｍ、幅９３０ｍｍの寸法で共押出し、更にポリッシングロールと垂直拡散用レンチキュラレンズ形成用彫刻ロールを通過させ片面に垂直拡散用レンチキュラレンズを形成し、次に幅方向両端部の余剰部分を押出方向に切断し、更に該押出シートを幅方向に切断することにより、光拡散積層板４を作成した。得られた光拡散積層板４は、幅８１０ｍｍ、長さ１０５０ｍｍ、厚み１．５ｍｍのものであった。尚、該光拡散積層板４は、断面構造として図２に示すような、中央部から両端部へ徐々に厚みが薄くなる不透明光拡散層３の両面に、中央部から両端部へ徐々に厚くなる透明光拡散層２、２が積層された３層構造を有するものであった。

上記光拡散積層板４を、映像源側に垂直拡散用レンチキュラーレンズが位置すると共に透明光拡散層２が上下端部において厚くなるように配置して、該光拡散積層板の観察者側に光拡散材を含まない透明なフレネルレンズを積層すると共にブラックストライプ８が設けられた水平拡散用レンチキュラーレンズ７とを組合わせて図１に示す構成の透過型スクリーン１を構成した。この透過型スクリーンを５７インチのＣＲＴプロジェクションテレビにセットして画面を観察した。その結果、シェーデング現象の改善され、輝度ユニフォーミティに優れると共に色調ユニフォーミティにおいても良好な画像が得られた。また、シンチレーション現象やホットバンド現象も無かった。

実施例２
実施例１と同様に調整して得られた透明光拡散層形成用溶融樹脂および不透明光拡散層形成用溶融樹脂を得た。得られた透明光拡散層形成用溶融樹脂と不透明光拡散層形成用溶融樹脂とを各々の押出機に連結された幅方向厚み調整機構付の多層樹脂シート形成用フィードブロックに供給し積層合流させて、該フィードブロックに連結されたＴダイから共押出し、更にポリッシングロールを通過させ表面が平滑な多層押出シートを形成し、次に幅方向両端部の余剰部分を押出方向に切断し、更に該押出シートを幅方向に切断することにより、光拡散積層板４を作成した。得られた光拡散積層板４は、幅８１０ｍｍ、長さ１０５０ｍｍ、厚み１．５ｍｍのものであった。尚、該光拡散積層板４は、垂直断面構造として図９に示すような、中央部から両端部に徐々に厚みが薄くなる不透明光拡散層３の片面に、中央部から両端部に徐々に厚くなる透明光拡散層２が積層された２層構造を有するものであった。この光拡散積層板４を用いて、該積層シート４の透明光拡散層２が上下端部において厚くなるように配置すると共に図３および図４に示す形態で透過型スクリーン１を構成した。なお、フレネルレンズ６として光拡散材を含まない透明なものを使用した。

この透過型スクリーンを５７インチのＣＲＴプロジェクションテレビにセットして画面を観察した。その結果、後述の比較例１、２と比較してシェーデング現象の改善され、輝度ユニフォーミティおよび色調ユニフォーミティに優れる良好な画像が得られた。また、シンチレーション現象やホットバンド現象も無かった。

比較例１
実施例２における光拡散積層板４の不透明光拡散層３をメタクリル酸成分単位を６０モル％含むスチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂のみからなる透明樹脂層１２に代えた以外は実施例２と同様にして、図１１に示すような透明光拡散層２と光拡散材の入らない光透過性樹脂のみからなる透明樹脂層１２とが積層された光拡散板２１を作成した。この光拡散板２１を用いて、該光拡散板２１の透明光拡散層２が上下端部において厚くなるように配置すると共に図３および図４に示す形態で透過型スクリーン１を構成した。なお、フレネルレンズ６として光拡散材を含まない透明なものを使用した。
この透過型スクリーンを５７インチのＣＲＴプロジェクションテレビにセットして画面を観察した。その結果、シェーデング現象は改善され中心部の輝度は確保できたが、中央部でホットバンド現象が見られた。

比較例２
比較例１における光拡散板２１の透明光拡散層２中に２重量％含有されているスチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂架橋物球状粒子からなる透明型光拡散材を、平均粒径２μの硫酸バリウムの不定形粒子からなる不透明型光拡散材１に変更して０．０５重量％含有させることにより、透明光拡散層２を不透明光拡散層３に代えた以外は比較例１と同様にして、図１２に示すような不透明光拡散層３と光拡散材の入らない光透過性樹脂のみからなる透明樹脂層１３とが積層された光拡散板２２を作成した。この光拡散板２２を用いて、該多層シート２２の不透明光拡散層３が上下端部において厚くなるように配置すると共に図３および図４に示す形態で透過型スクリーン１を構成した。なお、フレネルレンズ６として光拡散材を含まない透明なものを使用した。
この透過型スクリーンを５７インチのＣＲＴプロジェクションテレビにセットして画面を観察した。その結果、全面の輝度が低下し画面全体が暗く、上下端部においてシェーデング現象が見られた。

実施例３
透明光拡散層の厚みを表１に示した通りに変更し、垂直拡散用レンチキュラレンズを光拡散積層板に直接形成しなかった以外は、実施例１と同様にして図８に示す３層構造の光拡散積層板を作成した。この光拡散積層板４を用いて図３に示す形態の透過型スクリーン１を構成した。なお、フレネルレンズ６は光拡散材を含まない透明なものを使用した。この透過型スクリーンを６０インチのＬＣＤプロジェクションテレビにセットして画面を観察した。その結果、シンチレーション現象は見られず輝度ユニフォーミティに優れる良好な画像が得られた。

また実施例及び比較例にて作成した光拡散積層板の中央部、両端部（光拡散層の厚みが変化している方向を上下方向とした場合の上下方向両端部）、中間部（両端部から中央部側へ光拡散積層板上下方向長さの１／４分だけ内方の位置）から試料を切り出し、光拡散層の厚み、全光線透過率、拡散透過率、ヘイズを測定し結果を表１に示した。尚、試料の全光線透過率の測定はＪＩＳ Ｋ７３６１−１：１９９７、ヘイズおよび拡散透過率の測定はＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００に基づき日本電色工業社製の積分球付濁度計『ＮＤＨ２０００』を使用して測定した。

本発明透過型スクリーンの実施例を示す要部斜視図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。 本発明透過型スクリーンの他の実施例を示す要部斜視図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。 本発明透過型スクリーンの更に他の実施例を示す要部斜視図である。 図５のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。 （ａ）〜（ｃ）はシェーディング現象を説明するための説明図である。 本発明光拡散積層板の他の態様を示す断面図である。 本発明光拡散積層板の更に他の態様を示す断面図である。 本発明光拡散積層板にレンズが積層された態様を示す断面図である。 比較例の光拡散積層板を示す断面図である。 比較例の光拡散積層板を示す断面図である。 透明型光拡散材の入射光の散乱を示す模式図である。 不透明型光拡散材の入射光の散乱を示す模式図である。 プロジェクションテレビのスクリーン上の画像の明るさと光拡散特性との関係を示すグラフである。 透明型光拡散材を用いたシートの全光線透過率と拡散透過率の関係と、不透明型光拡散材を用いたシートの全光線透過率と拡散透過率との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 透過型スクリーン
２ 透明光拡散層
３ 不透明光拡散層
４ 光拡散積層板
５ 垂直拡散用レンチキュラーレンズ
６ フレネルレンズ
７ 水平拡散用レンチキュラーレンズ
８ ブラックストライプ

Claims (5)

1. 透明型光拡散材が分散した透明光拡散層と不透明型光拡散材が分散した不透明光拡散層とが積層されて光拡散積層板が形成されており、該光拡散積層板の縦方向又は横方向の垂直断面において、該透明光拡散層の厚みが中央部から両端部に向かって徐々に厚くなっていると共に該不透明光拡散層の厚みが中央部から両端部に向かって徐々に薄くなっていることを特徴とする光拡散積層板。
2. 透明型光拡散材がガラス、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂から選択される１種又は２種以上の粒子であり、不透明型光拡散材が硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、水酸化アルミニウムから選択される１種又は２種以上の粒子であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散積層板。
3. 光拡散積層板の少なくとも一方の表面にレンチキュラーレンズが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光拡散積層板。
4. 光拡散積層板の一方の表面にフレネルレンズが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光拡散積層板。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の光拡散積層板を含むことを特徴とする透過型スクリーン
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