JP2005338439A - 光拡散性シート、その光拡散性シートを具備するレンズアレイシートおよび透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、透過型液晶プロジェクションテレビで、液晶プロジェクターからの投影光を結像（および、光拡散させて透過）させて機能する、シンチレーションが実質上発生せず、高輝度、高解像度、高品位な映像を得ることの可能な光拡散性シート、その光拡散性シートを備えたレンズアレイシートおよび透過型スクリーンを提供することを目的とする。
【解決手段】第１の樹脂で被覆された光拡散性微粒子を、第２の樹脂に分散してなる光拡散性シートであって、前記光拡散性微粒子と、第１の樹脂と、第２の樹脂とのそれぞれの屈折率が互いに異なることを特徴とする光拡散性シート、その光拡散性シートを備えたレンズアレイシートおよび透過型スクリーンである。
である。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレネルレンズシートとレンズアレイシートの組み合わせから構成される透過型スクリーンに用いられる光拡散性シートに関し、特に、透過型液晶プロジェクションテレビで、液晶プロジェクターからの投影光を結像（および、光拡散させて透過）させて機能する、シンチレーションが実質上発生せず、高輝度、高解像度、高品位な映像を得ることの可能な光拡散性シート、その光拡散性シートを備えたレンズアレイシートおよび透過型スクリーンに関するものである。

光拡散性微粒子を含有した光拡散層を有する透過型又は・反射型の光拡散性スクリーンは、ＣＲＴ等の光源光を光拡散性微粒子で拡散光に変えることで、結像面の空中像を広範囲の角度で可視化する。従って、スクリーンの出射光（拡散光）の輝度は完全に均一でなく、光拡散性微粒子による微少なむらを有する。

従来、ＣＲＴを光源とする透過型又は反射型テレビは、一般に光源としてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの投射管を用いており、更に、その光源サイズは５インチ以上と大きく（投射レンズの瞳径：大）、そのため、プロジェクションスクリーン中に混入されている光拡散性微粒子で光源光が拡散しても、出射光の微小な輝度むら（以下、シンチレーションという）の現象は生じにくく、特にスクリーンでの検討を必要としなかった。

しかし、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）等の透過型又は反射型テレビは、メタルハライドランプ等の単管の光源を用いており、またその光源が１〜３インチ程度とＣＲＴ光源よりも小さく（投射レンズ瞳径：小）、そのためスクリーン中に混入されている光拡散性微粒子で光源光が拡散しても、出射光の輝度むらが緩和されにくく、シンチレーションが発生しやすい。

このため、従来この現象を弱くするために、（１）様々な光拡散性微粒子を大量にスクリーン中に混入させたり、（２）光拡散性微粒子の混入している層（光拡散層）を２層に局在化させたりして、擬似的に瞳径を大きくする事により輝度むら（シンチレーション）を抑える方法がとられていた。

しかし、前記（１）による方法は、様々な屈折率、粒子径等の光拡散性微粒子を大量にスクリーンに混入する結果、スクリーン輝度の低下をまねくという問題点を有する。又、前記（２）による方法は、間隔のあいた２層の光拡散層で光源光が拡散する結果、スクリーンの解像度の低下をまねくという問題点を有する。

本発明は、透過型液晶プロジェクションテレビで、液晶プロジェクターからの投影光を結像（および、光拡散させて透過）させて機能する、シンチレーションが実質上発生せず、高輝度、高解像度、高品位な映像を得ることの可能な光拡散性シート、その光拡散性シートを備えたレンズアレイシートおよび透過型スクリーンを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、
請求項１に係る発明は、第１の樹脂で被覆された光拡散性微粒子を、第２の樹脂に分散
してなる光拡散性シートであって、
前記光拡散性微粒子と、第１の樹脂と、第２の樹脂とのそれぞれの屈折率が互いに異なることを特徴とする光拡散性シートである。

請求項２に係る発明は、前記光拡散性微粒子と、第１の樹脂と、第２の樹脂とのそれぞれの屈折率差ｎが、０＜ｎ≦０．１の範囲を満たすことを特徴とする光拡散性シートである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の光拡散性シートに、樹脂で被覆されていない光拡散性微粒子を樹脂に分散してなる光拡散性シートを積層してなることを特徴とする光拡散性シートである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光拡散性シートを具備することを特徴とするレンズアレイシートである。

請求項５に係る発明は、請求項４記載のレンズアレイシートと、少なくともフレネルレンズシートとからなる透過型スクリーンである。

請求項６に係る発明は、請求項５記載のフレネルレンズシートが、透光性基材の片面にフレネルレンズ層を有し、そのレンズ層が紫外線硬化樹脂からなることを特徴とする透過型スクリーンである。

液晶プロジェクターのように向きのそろった明るい光源を投写源とする場合においても、シンチレーションが実質上発生せず、高輝度、高解像度、高品位な映像を得ることが可能な透過型スクリーン等に用いる光拡散性シート、その光拡散性シートを備えたレンズアレイシートおよび透過型スクリーンを提供することができる。特に、第１の樹脂で被覆された光拡散性微粒子を、第２の樹脂に分散してなる光拡散性シートの光拡散性微粒子と、第１の樹脂と、第２の樹脂とのそれぞれの屈折率が互いに異なり、上記光拡散性微粒子と、第１の樹脂と、第２の樹脂とのそれぞれの屈折率差ｎが、０＜ｎ≦０．１の範囲を満たすように構成することで、光拡散性シートに混入する光拡散性微粒子の量を減らすことができ、光拡散性シートを極力薄く構成することができると共に、ホットバーやシンチレーションを回避し、画面の明るさを均一にして垂直方向の視野角度を拡大するために十分な、ヘイズ値で６０〜８０％の範囲の拡散透過率を維持することが可能である。

以下、本発明の好ましい一実施例としての実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の光拡散性シートの一例を示す断面図である。図２は、本発明の光拡散性シートの他の例を示す断面図である。図３は、本発明の光拡散性シートを備えた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シートの垂直断面図である。図４は、本発明の光拡散性シートを備えた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シートとフレネルレンズシートとを組み合わせてなる透過型スクリーンである。

図１（ａ）に示すように、本発明の一実施例としての光拡散性シート１０は、第１の樹脂１２で被覆された光拡散性微粒子１１を、第２の樹脂１４に分散してなる光拡散性シートであって、前記光拡散性微粒子１１と、第１の樹脂１２と、第２の樹脂１４とのそれぞれの屈折率が互いに異なることを特徴とする光拡散性シートである。図１（ｂ）に、第１の樹脂で被覆された光拡散性微粒子を拡大して模式的に示すように、樹脂で被覆された光拡散性微粒子１３は、光拡散性微粒子１１の表面が第１の樹脂１２で被覆されている。樹脂で被覆された光拡散性微粒子１３である。そして、前記光拡散性微粒子粒子１１と、第
１の樹脂１２と、第２の樹脂１４とのそれぞれの屈折率差ｎが、０＜ｎ≦０．１の範囲を満たすことが好ましい。

また、図２に示すように、本発明の光拡散性シート１０に、樹脂で被覆されていない光拡散性微粒子２１を樹脂２２に分散してなる光拡散性シートを、例えば、透光性接着剤または粘着剤を用いて積層することもできる。

光拡散性微粒子１１としては、従来より使用されている公知のものを使用することができ、特に限定されず、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂微粒子、シリコーン系樹脂、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物などからなる有機系微粒子やガラスビーズ、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウムなどからなる無機系微粒子を用いることができる。これら微粒子としては、平均粒径が１〜３０μｍのものを用いる。また、これら光光拡散性微粒子の形状は球状のものでも不定形状のものでもよく、あるいは、球状と不定形状を併用してもよい。光光拡散性微粒子の混入量は、透過型スクリーンに要求されるスクリーンゲイン等によって、適宜設定することができる。

光拡散性微粒子表面を被覆する第１の樹脂１２および第１の樹脂で被覆された光拡散性微粒子を分散する第２の樹脂１４としては、前記光拡散性微粒子粒子１１と、第１の樹脂１２と、第２の樹脂１４とのそれぞれの屈折率差ｎが、０＜ｎ≦０．１の範囲を満たすように下記に例示する樹脂を選択して使用する。樹脂として、例えば、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル系樹脂、ポリカーボネート、アクリル−スチレン共重合体、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどを例示することができる。また、光拡散性微粒子の形状加工などのためには紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂などの放射線硬化型樹脂を用いると好ましい。放射線硬化型樹脂としては、例えばウレタン（メタ）アクリレートおよび／またはエポキシ（メタ）アクリレートオリゴマーに反応希釈剤、光重合開始剤、光増感剤などが添加された組成物などを用いることができる。ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、特に限定するものではないが、例えばエチレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリオール類と、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシレンイソシアネートなどのポリイソシアネート類とを反応させて得ることができる。エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、特に限定するものではないが、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型プロピレンオキサイド付加物の末端グリシジルエーテル、フルオレンエポキシ樹脂などのエポキシ樹脂類と、（メタ）アクリル酸とを反応させて得ることができる。

光拡散性微粒子表面を第１の樹脂で被覆する方法としては、スプレーコーティング法や、真空蒸着法などの気体雰囲気もしくは真空雰囲気中で、光拡散性微粒子表面に形成する方法や、第１の樹脂もしくはその前駆体となるものが、溶解もしくは分散されている溶液を光拡散性微粒子表面に付着させ、その後、溶媒を蒸発させ、あるいは必要に応じて光照射や、加熱することによって、光拡散性微粒子と第１の樹脂との界面で化学反応させて被覆する方法が好適に用いられる。さらに、容易な方法として、光拡散性微粒子と第１の樹脂を混合攪拌して被覆させる方法がある。

次に、本発明の光拡散性シートを備えた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シートについて図３を参照して説明する。

本発明の光拡散性シートを備えた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シートは、透光性基材４１にシリンドリカルレンズ４２が並設されており、平坦な基
材面にレンズの集光領域以外の非集光領域にストライプ状の遮光層４３を設けてなるレンチキュラーレンズシート４０の遮光層４３全面に本発明の光拡散性シート１０を積層した本発明の光拡散性シートを備えたレンチキュラーレンズシート３０である。

上記のシリンドリカルレンズ４２部は、例えば、紫外線などの活性エネルギー線硬化性樹脂硬化物からなり、紫外線などの活性エネルギー線硬化性樹脂をエンボスロール金型の成型面に塗布し、透光性基材４１をエンボスロール金型に供給し、透光性基材４１を介して紫外線などの活性エネルギー線を照射し、前記樹脂を硬化させると同時に樹脂成型物であるシリンドリカルレンズ４２を透光性基材４１に重合接着せしめるか、または、透光性基材４１に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗布し、エンボスロール金型に供給し、透光性基材４１を介して活性エネルギー線照射し、前記樹脂を硬化させると同時に樹脂成型物であるシリンドリカルレンズ４２を透光性基材４１に重合接着せしめる方法等によって成形されるが、特にこれらの方法に限定されるものではない。また、シリンドリカルレンズ４２の形状は円形状あるいは非球面形状であっても良く、特に、形状は限定されない。これらのレンチキュラーレンズの形状及び寸法は、透過型スクリーンの要求性能に応じて適宜設定することができる。

上記の透光性基材４１としては、シリンドリカルレンズ部を支持するための透明支持体であり、透光性を有する材料であれば、特に限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボート（ＰＣ）フィルム基材が好ましい。

また、上記の黒色遮光層４３は、シリンドリカルレンズ４２の反対側の透光性基材４１の平坦面に、粘着性を有するもので、紫外線の照射によって、その粘着性が消失する特性を持つ紫外線硬化性樹脂層を塗布またはフィルム状の紫外線硬化型樹脂をラミネートし形成する。次に、シリンドリカルレンズ４３を介して紫外線を照射し、レンズ作用によって集光して硬化した部分以外の紫外線硬化性樹脂層の未硬化部分に前記樹脂の粘性を利用して、黒色の粉体トナーを未硬化部分のみに付着させ、黒色遮光層４３を形成する。黒色粉体トナーとしては、黒色の色素、顔料、カーボン、金属塩あるいは黒色に着色したアクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物等が挙げられるが、特に限定されるものではない。必要に応じて、２種類以上の黒色粉体トナーを組み合わせて使用してもよい。

または、シリンドリカルレンズ４２を介して紫外線を照射し、レンズ作用によって集光して硬化した部分以外の紫外線硬化性樹脂層の未硬化部分に前記樹脂の粘性を利用して、黒色の着色層を有する転写シートを着色層側で重ね合わせ、未硬化部分の前記樹脂の粘性を利用して、前記着色層を未硬化部分にのみ付着させた後、硬化部分の着色層をレンズシートから剥離することにより、黒色遮光層４３を形成してもよい。前記転写シートは、黒色の着色層を有する転写シートであれば、転写シートの材質、構成等に特に限定されるものではなく汎用の転写シートが使用できる。

上記で得られたレンチキュラーレンズシート４０と光拡散性シート１０とを、透光性の接着剤もしくは粘着剤等からなる接着層を介して接着することにより、透過型クリーンに用いる、本発明の光拡散性シート１０を備えた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。

また、必要に応じて、レンチキュラーレンズシート４０を着色したり、光拡散性シートを備えたレンチキュラーレンズシート１の出射側表面（光拡散性シート出射側表面）に、外光の写り込みを防止して画像品位の低下を防ぐ反射防止膜を形成したり、あるいはこれら表面を梨地面としたり、出射側表面のキズ付き等を防止するための耐擦傷性を付与する目的でハードコート層を形成したりすることができる。さらに、必要に応じて、低反射層
、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層等も形成することができる。

上記のレンチキュラーレンズシート４０の着色は、染料や微細な顔料を用いてレンチキュラーレンズシートを構成する透光性基材４１などのプラスチック材料に混合分散させて行う。着色する色は、グレーのような無彩色や、光源の分光特性における３原色（赤、緑、青）のバランスを制御するような特定の色を選択的に吸収または透過するようなものを用いることができる。例えば、レンチキュラーレンズシートの透光性基材４１を着色することにより、外光を光源からの投写光より多く吸収するので、画像のコントラストを向上させることができる。

上記の反射防止膜としては、例えば、蒸着またはコーティングして光拡散性シートを備えたレンチキュラーレンズシート１の出射側表面（光拡散性シート出射側表面）に形成することができる。蒸着の場合は、ＭｇＦ₂、ＳｉＯ₂等の誘電体を、コーティングの場合はフッ素系樹脂等を使用できる。

上記のハードコート層としては、例えば、光拡散性シートを備えたレンチキュラーレンズシート１の出射側表面（光拡散性シート出射側表面）に紫外線硬化型塗料から形成することができる。紫外線硬化型塗料は、一般的には皮膜形成成分としてその構造の中にラジカル重合性の２重結合又はエポキシ基を有する高分子樹脂、オリゴマー、モノマー等を主成分とするものであり、その他光重合開始剤や増感剤を含有する。本発明に好ましいものは、皮膜形成成分がアクリレート系の官能基を有する多官能（メタ）アクリレート系の紫外線硬化型塗料を使用することによって、表面硬度、透明性、耐摩擦性、耐擦傷性等に優れたハードコート層を形成することができる。

ハードコート層の形成方法、例えば、ブレードコーティング、ロッドコーティング、ナイフコーティング、リバースロールコーティング、スプレーコーティング、オフセットグラビアコーティング等の任意の塗布方法により塗布されるが、特に塗布厚の精度、塗布表面の平滑性等に優れたグラビアコーティング、グラビアリバースコーティング、リバースロールコーティング、オフセットグラビアコーティング方法等が好適である。また、ハードコート層を転写層とした転写シートを用いて転写によって形成することもできる
レンチキュラーレンズシート１の全体厚みは、適用する製品サイズにより適宜選択することができ、例えば１〜５ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍとすることができる。より高い解像度を要求される場合には、厚み３ｍｍ以下とするとよい。

図４に示すように、上記で得られる光拡散性シートを備えたレンチキュラーレンズシート３０とフレネルレンズシート５０とを組み合わせて透過型スクリーンとすることができる。

上記のフレネルレンズシート５０は、透光性基材の片面に紫外線硬化樹脂からなるフレネルレンズ層形成したフレネルレンズシートが好ましい。

上記の透過型スクリーンには、通常、最も出射面側の観察面に前面板（図示せず）等を組合せて使用することができる。この前面板は、スクリーンの表面に埃やゴミ等が付着したり、キズが付いたりするのを防止する目的で、耐久性のある透光性樹脂板が使用される。もちろん、この透光性樹脂板には、帯電防止層、反射防止膜、ハードコート層、防眩処理層を形成することができる。このような前面板を配置して使用する場合は、上述したレンチキュラー板の出射面に形成する上述した帯電防止層、反射防止膜、ハードコート層、防眩処理層等は除くことができる。

本発明の光拡散性シートの一例を示したもので、（ａ）は、その断面図である。（ｂ）は、（ａ）の光拡散性シートに分散含有する第１の樹脂で被覆された光拡散性美量子を拡大して模式的に示した説明図である。 本発明の光拡散性シートの他の例を示す断面図である。 本発明の光拡散性シートを備えたシリンドリカルレンズの一例としてのレンチキュラーレンズシートの例を示す垂直断面図である。 本発明の光拡散性シートを備えたレンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートとを組み合わせて構成した透過型スクリーンの一例を示す垂直断面である。

符号の説明

１０・・・光拡散性シート
１１、２１・・・光拡散性微粒子
１２・・・光拡散性微粒子表面を被覆する第１の樹脂層
１３・・・第１の樹脂で被覆された光拡散性微粒子
２０・・・樹脂で被覆されていない光拡散性微粒子を含有する光拡散性シート
２２・・・第２の樹脂
３０・・・光拡散性シートを備えたレンチキュラーレンズシート
４０・・・レンチキュラーレンズシート
４１、５１・・・透光性基材層
４２・・・シリンドリカルレンズ層
４３・・・遮光層
５０・・・フレネルレンズシート
５２・・・フレネルレンズ層

Claims (6)

1. 第１の樹脂で被覆された光拡散性微粒子を、第２の樹脂に分散してなる光拡散性シートであって、
   前記光拡散性微粒子と、第１の樹脂と、第２の樹脂とのそれぞれの屈折率が互いに異なることを特徴とする光拡散性シート。
2. 前記光拡散性微粒子と、第１の樹脂と、第２の樹脂とのそれぞれの屈折率差ｎが、０＜ｎ≦０．１の範囲を満たすことを特徴とする光拡散性シート。
3. 請求項１または２記載の光拡散性シートに、樹脂で被覆されていない光拡散性微粒子を樹脂に分散してなる光拡散性シートを積層してなることを特徴とする光拡散性シート。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光拡散性シートを具備することを特徴とするレンズアレイシート。
5. 請求項４記載のレンズアレイシートと、少なくともフレネルレンズシートとからなる透過型スクリーン。
6. 請求項５記載のフレネルレンズシートが、透光性基材の片面にフレネルレンズ層を有し、そのレンズ層が紫外線硬化樹脂からなることを特徴とする透過型スクリーン。

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