JP2006178092A - 光拡散部材及び透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】 コントラストを向上させると共に筋不良を低減した光拡散部材及びこの光拡散部材を有する透過型スクリーンを提供する。
【解決手段】 基材１１と、基材上に設けられてその基材側からの入射光を全反射により拡散させる光拡散部１２と、光拡散部上に設けられた着色層１３とを少なくとも有する光拡散部材１０であって、光拡散部１２が、基材側に向かって先細る略Ｖ字形状の多数の溝１５内に光吸収材を含有する樹脂が充填された光吸収部１６を有し、着色層１３が、光拡散部１２上に直に又は薄い接着層を介して形成されている光拡散部材１０により、上記課題を解決した。着色層１３の屈折率が、光吸収部１６を構成する樹脂の屈折率と同一又は略同一であることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光拡散部材及び透過型スクリーンに関し、更に詳しくは、コントラストを向上させると共に筋不良を低減した光拡散部材及びこの光拡散部材を有する透過型スクリーンに関する。

背面投射型表示装置等の大画面の表示装置は、スクリーンに映し出される映像を複数人で見る場合が多く、小型の表示装置に比べて広い視野角が求められる。例えば、背面投射型表示装置であるプロジェクションテレビジョンには、光源から発せられた映像光を投影する透過型スクリーンが備えられている。この透過型スクリーンは、一般に、光源から投射される映像光を観察者側へ略平行光（平行光も含む）に偏向させるためのレンズ部材であるフレネルレンズシートと、その略平行光を拡散させて画像の視野角を広くするための光拡散部材であるレンチキュラーレンズシートとを有している。

ところで、上記光拡散部材については、その光拡散部材を平面視したときに、（１）上下方向に延びるシリンドリカルレンズが左右方向に並設された屈折タイプのレンチキュラーレンズ部材や、（２）上下方向に延びると共に水平断面が略台形の単位レンズ部と、各単位レンズ部間に位置し、略Ｖ字形状の溝内に光吸収材を含有する低屈折率材料が充填された光吸収部とを左右方向に並設し、且つその斜面が入射光を全反射して拡散させる全反射タイプのレンチキュラーレンズ部材、等が知られている。

上記レンチキュラーレンズ部材のうち、全反射タイプのレンチキュラーレンズ部材は、下記特許文献１に記載のように、水平断面が略台形の単位レンズ部と、各単位レンズ部間に位置する水平断面が楔形の光吸収部とで構成されている。各単位レンズ部の上底側は出光面となり、その出光面側の光吸収部はブラックストライプパターン（ＢＳパターン）となる。単位レンズ部において、上底と下底とが平面視で重なる領域では、光軸に平行な光はそのまま透過して出光面から出射するが、それ以外の領域では、光軸に平行な光は単位レンズ部と光吸収部との界面で全反射し、単位レンズ部の上底とその上底上に設けられた媒質層との界面で屈折して出射する。この全反射タイプのレンチキュラーレンズ部材においては、光吸収部が光吸収材を含む樹脂材料で形成されているので、その光吸収部はＢＳパターンとして機能し、透過型スクリーンに映し出される映像のコントラストを向上させるように作用する。

図１０は全反射タイプのレンチキュラーレンズ部材の一例を示す概略断面図であり、図１１はその製造方法の一例を示す工程図である。全反射タイプのレンチキュラーレンズ部材１０１は、図１０に示すように、基材１０２と光拡散部１０３と接着層１０４と支持板１０５とをその順に有し、その光拡散部１０３は、基材側に向かって先細る略Ｖ字形状の多数の溝１０６に光吸収材を含有する樹脂が充填された光吸収部１０７を有している。この全反射タイプのレンチキュラーレンズ部材１０１は、図１１に示すように、その溝を形成するための突起（凸部）が周面に形成された型ロール１１１を回転させながら、型ロール１１１とその型ロール１１１に供給される基材１１２との間に単位レンズ部形成用の紫外線硬化型樹脂１１３を供給した後、ＵＶランプ１１４で紫外線を照射して単位レンズ部を形成し、その後、型ロール１１１から剥がされた中間部材１１５に形成されている溝に光吸収材を含む樹脂材料１１６を充填し、さらにその樹脂材料１１６が紫外線硬化型樹脂である場合にはＵＶランプ１１７で紫外線を照射して硬化させて光吸収部を形成し、その後の工程（図示しない）において、さらにその上に接着剤を介して支持板を貼り合わせて製造される。この製造方法において、型ロール１１１から剥がされた中間部材１１５の溝への樹脂材料１１６の充填は、ドクター１１８を用いて余分な樹脂材料を掻き落とすことにより行われている。
特開２００４−４１４８号公報

近年、背面投射型表示装置においては、デジタル化、高精細化、コンパクト化の要求につれ、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)やＤＬＰ(Digital Light Processing)を用いた単管方式の光源（以下、本願では「単光源」という。）が使用されてきている。この単光源を用いた場合には、その特徴である画素表示により、静止画や文字表示がより一層鮮明になるという利点がある反面、こうした利点により、従来はさほど問題にならなかったコントラスト不足が問題になっている。そこで、コントラストをより向上させて、引き締まった映像を映し出すことができる透過型スクリーンが要求されている。

また、従来の全反射タイプのレンチキュラーレンズ部材には、ＢＳパターンを構成する光吸収部に白い筋状の欠陥が観察されることがある。具体的には、図１１に示す全反射タイプのレンチキュラーレンズ部材の製造工程において、ドクター１１８を用いて余分な樹脂材料を掻き落とす際に、図８に示すように、製造ライン中に存在する異物１０９がドクター１１８の先端部に引っ掛かったまま図中の矢印方向に掻き落としが行われると、本来は光吸収部を形成する樹脂が充填される箇所にその樹脂が充填されず、溝１０６の長手方向に筋状の欠陥部１１０が生じることがある。

こうした筋状の欠陥部１１０が発生したレンチキュラーレンズ部材において、その欠陥部１１０を埋めることになる接着層１０４の屈折率が光吸収部１０７を構成する樹脂の屈折率に近い場合には、図９（Ａ）に示すように、ある角度で入射した光９１がその欠陥部１１０で反射し、その反射光９２が白い筋として認識されることがある。一方、その欠陥部１１０を埋めることになる接着層１０４の屈折率が単位レンズ部１０８を構成する樹脂の屈折率に近い場合には、図９（Ｂ）に示すように、光軸に平行に入射した光９３が略Ｖ字形状の斜面で全反射せずに通過してしまい、通過した光９４が光漏れのような現象となって白い筋として認識されることがある。したがって、いずれの場合においても、白い筋が観察されるという不具合発生の可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、コントラストを向上させると共に筋不良を低減した光拡散部材及びこの光拡散部材を有する透過型スクリーンを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の光拡散部材は、基材と、当該基材上に設けられて該基材側からの入射光を全反射により拡散させる光拡散部と、当該光拡散部上に設けられた着色層とを少なくとも有する光拡散部材であって、前記光拡散部が、前記基材側に向かって先細る略Ｖ字形状の多数の溝内に光吸収材を含有する樹脂が充填された光吸収部を有し、前記着色層が、前記光拡散部上に直に又は薄い接着層を介して形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、着色層が光拡散部上に形成されているので、この光拡散部材を透過型スクリーンの構成部材とした場合、コントラストをより向上させることができ、引き締まった映像を映し出すことができる透過型スクリーンを提供できる。また、その光拡散部上には着色層が直に又は薄い接着層を介して形成されているので、例えば溝内に充填する光吸収部形成用の樹脂をドクターで掻き落とす際に筋状の欠陥部が生じた場合であっても、その欠陥部には着色層が直に又は薄い接着層を介して充填されることになる。その結果、この光拡散部材を透過型スクリーンの構成部材とした場合、その欠陥部で反射する光やその欠陥部で屈折する光を減衰させることができるので、観察者に白い筋として認識させる光の出射を防ぐことができる。

本発明の光拡散部材は、上記本発明の光拡散部材において、前記着色層の可視光域での透過率が、３５〜８５％の範囲内であることが好ましい。この発明によれば、着色層の透過率が上記範囲内であるので、この光拡散部材を透過型スクリーンの構成部材とした場合、コントラストをより向上させることができると共に、欠陥部で反射する光や欠陥部で屈折する光を減衰させることができる。

本発明の光拡散部材は、上記本発明の光拡散部材において、前記着色層の屈折率が、前記光吸収部を構成する樹脂の屈折率と同一又は略同一であることが好ましい。この発明によれば、着色層の屈折率が光吸収部を構成する樹脂の屈折率と同一又は略同一であるので、発生した欠陥部では屈折が起こらず、且つ欠陥部で反射する光を減衰させることができる。その結果、観察者に白い筋として認識させる光の出射を防ぐことができる。

本発明の光拡散部材は、上記本発明の光拡散部材において、前記着色層が、着色剤を含有する放射線硬化型樹脂であることが好ましく、更にその着色剤が、カーボンブラック、黒色系顔料又は黒色系染料であることが好ましい。

本発明の光拡散部材は、上記本発明の光拡散部材において、前記着色層上に支持板が設けられていることが好ましい。なお、その支持板は、着色剤を含有していてもよいし含有していなくてもよい。

上記目的を達成する本発明の透過型スクリーンは、上記本発明の光拡散部材を有することを特徴とする。この発明によれば、上記の光拡散部材を透過型スクリーンの構成部材としたので、コントラストをより向上させることができ、引き締まった映像を映し出すことができると共に、観察者に白い筋として認識させる光の出射を防ぐことができる。

本発明の透過型スクリーンは、上記本発明の透過型スクリーンにおいて、前記基材に対向配置された屈折型のフレネルレンズ部材を有する態様であってもよいし、前記基材面に接合され又は前記基材に対向配置された全反射型のフレネルレンズ部材を有する態様であってもよい。

本発明の光拡散部材によれば、着色層が光拡散部上に形成されているので、この光拡散部材を透過型スクリーンの構成部材とした場合、コントラストをより向上させることができ、引き締まった映像を映し出すことができる透過型スクリーンとすることができる。また、その光拡散部上には着色層が直に又は薄い接着層を介して形成されているので、例えば溝内に充填する光吸収部形成用の樹脂をドクターで掻き落とす際に筋状の欠陥部が生じた場合であっても、その欠陥部には着色層が充填されている。その結果、この光拡散部材を透過型スクリーンの構成部材とした場合、その欠陥部で反射する光やその欠陥部で屈折する光を減衰させることができるので、観察者に白い筋として認識させる光の出射を防いで筋不良をなくすことができる。

以下、本発明の光拡散部材及び透過型スクリーンについて図面を参照しつつ説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下の実施形態に限定解釈されるものではない。

（光拡散部材）
図１は、本発明の光拡散部材の一例を示す模式断面図である。本発明の光拡散部材１０は、基材１１と、基材１１上に設けられてその基材側からの入射光を全反射により拡散させる光拡散部１２と、光拡散部１２上に設けられた着色層１３とを少なくとも有している。着色層１３上には支持板１４が設けられ、光拡散部１２は、基材側に向かって先細る略Ｖ字形状の多数の溝１５内に光吸収材を含有する樹脂が充填された光吸収部１６を有している。そして、本発明の特徴とするところは、着色層１３が、光拡散部１２上に直に又は薄い接着層を介して形成されていることにある。

こうした構成からなる本発明の光拡散部材１０は、図１に示すように、水平断面が略台形の部分（本願においては「単位レンズ部１７」という）と、各単位レンズ部１７，１７間に位置する水平断面が楔形の光吸収部１６とを有している。この光拡散部材１０において、略台形の単位レンズ部１７の上底側が出光面となり、出光面側にある光吸収部１６がＢＳパターンとなる。単位レンズ部１７の上底１８と下底１９とが平面視で重なる領域Ａでは、光軸に平行な光はそのまま透過して出射するが、それ以外の領域Ｂでは、光軸に平行な光は単位レンズ部１７と光吸収部１６との界面で全反射し、単位レンズ部１７の上底１８とその上底上に設けられた着色層１３との界面で屈折して出射する。この光拡散部材１０においては、光吸収部１６が光吸収材を含む樹脂で形成されているので、その光吸収部１６がＢＳパターンとして機能し、透過型スクリーンに映し出される映像のコントラストを向上させることができるという効果がある。

以下、本発明の光拡散部材の各構成要素について詳しく説明する。なお、本願を説明する図１〜３の断面図においては、着色層１３と光吸収部１６のみにハッチング（斜線）を付し、その他の構成についてはハッチングを省略している。

基材１１は、フィルム状又はシート状の透明部材であり、例えばポリエチレンテレフタレートフィルムやポリカーボネートフィルム等が用いられる。

光拡散部１２は、基材１１上に設けられる部材であり、低屈折率の光吸収部１６を有している。低屈折率の光吸収部１６は、図１に示すように、出光面となる観察者側の面に、平面視で縦方向に延びる略Ｖ字形状の多数の溝１５が横方向に一定のピッチで配列されており、且つその溝１５内に、光吸収材を含有する低屈折率の樹脂が充填されることにより形成される。

この光拡散部１２では、光吸収部１６以外の部分からなる略台形の単位レンズ部１７が、高屈折率の樹脂材料で形成されており、楔形の光吸収部１６の輪郭を形成する斜面が、低屈折率の光吸収部１６と高屈折率の単位レンズ部１７との界面をなす第１斜面２１と第２斜面２２とで構成されている。それらの斜面２１，２２は、例えばフレネルレンズ部材（後述する図４、図５を参照）で偏向された略平行光のうち、斜面２１，２２に到達した光を全反射させるライトガイドとして機能する。また、光吸収部１６は、光吸収材を含有する低屈折率の樹脂で構成され、光拡散部材１０に入った迷光又は光拡散部材１０内で生じた迷光を吸収すると共に、光拡散部材１０に入った外光を吸収してコントラストを向上させるように作用する。

光拡散部１２を構成する楔形の光吸収部１６と略台形の単位レンズ部１７は、近年の単光源に対応するようにファインピッチで形成される傾向がある。そのため、単位レンズ部１７の形成材料としては、ファインピッチでの形成が可能な放射線硬化型樹脂、具体的には、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系等のアクリレート系樹脂が好ましく用いられる。なお、単位レンズ部１７を形成する樹脂は、光吸収部１６を構成する樹脂に比べて高い屈折率のものが選定される。例えば屈折率１．５５に調整されたウレタンアクリレート系又はエポキシアクリレート系の放射線硬化型樹脂が好ましく用いられる。

光吸収部１６は、光吸収材を含有する樹脂で形成される。樹脂材料としては、例えばアクリル系、エポキシ系、ウレタン系等の放射線硬化型樹脂が好ましく用いられる。光吸収部１６を形成する樹脂は、単位レンズ部１７を構成する樹脂に比べて低い屈折率のものが選定される。例えば屈折率１．４８に調整されたウレタンアクリレート系又はエポキシアクリレート系の放射線硬化型樹脂が好ましく用いられる。

光吸収材としては、カーボンブラック等の光吸収性粒子、黒色系顔料又は黒色系染料等の黒色や灰色等の無彩色材料が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではなく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する材料を使用してもよい。光吸収性粒子としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。また、光吸収性の染料としては、アシドレッド等のキサンテン系有機染料、カルボン酸ネオジム等の有機酸ネオジム等を挙げることができる。

本発明の特徴は、着色層１３が光拡散部１２の上に直に又は薄い接着層を介して形成されていることにある。すなわち、着色層１３は、着色剤を含有する樹脂を光拡散部１２上に直接塗布することにより形成されるか、光拡散部１２上に着色層の作用に実質的に影響しない程度の厚さの薄い接着層を予め設けた後、着色剤を含有する樹脂を塗布することにより形成される。

本発明においては、着色層１３を光拡散部１２上に直接形成するか、又は薄い接着層を介して実質的に直接形成したのと同様となるように形成することが好ましい。これにより、得られた光拡散部材１０を透過型スクリーンの構成部材とした場合、コントラストをより向上させることができ、引き締まった映像を映し出すことができるという特徴的な効果を発揮することができる。また、例えば溝１５内に充填する光吸収部形成用の樹脂をドクターで掻き落とす際に筋状の欠陥部２３が生じた場合であっても、光拡散部１２上に直に又は薄い接着層を介して形成される着色層形成用の樹脂が筋上の欠陥部２３にも充填される。その結果、得られた光拡散部材１０を透過型スクリーンの構成部材とした場合、図２及び図９からわかるように、その欠陥部２３で反射した光９２やその欠陥部２３で屈折する光を減衰させることができるので、観察者に白い筋として認識させる光の出射を防ぐことができる。

着色層１３は、可視光域での透過率が３５〜８５％の範囲内となっている。着色層１３の厚さは、通常３〜３００μｍ、好ましくは５０〜１００μｍとすることができるが、本発明においては、こうした範囲内の任意の厚さで形成された着色層１３の透過率が、可視光域で３５〜８５％の範囲内となっており、より好ましい透過率の範囲は、可視光域で７０〜８５％となっている。なお、可視光域とは、４００〜７００ｎｍの範囲をいい（以下同じ。）、上記の透過率は、この可視光域での平均の透過率で表されるものである。なお、上記範囲の透過率は、着色層１３の厚さに応じて着色剤の濃度を調整して設定される。

可視光域での着色層１３の透過率を上記範囲内とすることにより、光拡散部材１０を透過型スクリーンの構成部材とした場合、コントラストをより向上させることができると共に、欠陥部２３で反射する光９２や欠陥部で屈折する光を減衰させることができる。着色層１３の可視光域での透過率が３５％未満では、光の吸収が大きく、光拡散部材１０を通過する光が減衰してしまう。一方、着色層１３の可視光域での透過率が８５％を超えると、光の吸収が小さいのでコントラストの向上が図れず、さらに欠陥部２３で反射する光９２を減衰させることができない。

本発明に係る光拡散部材１０を構成する着色層１３の透過率については、相対的な測定によって特定することができる。例えば、先ず、着色層１３を有する光拡散部材の全光線透過率を、ヘイズメーター（例えば、村上色彩社製：ＨＲ１００）の透過率測定モードで測定し、可視光域の透過率で評価する。次に、着色層１３を溶剤等による化学的手段や機械的手段を用いて除去し、着色層１３を除去した状態での全光線透過率を同様に測定し、可視光域での透過率で評価する。こうして得られた２つの透過率の差から、着色層１３の透過率を間接的ではあるが特定することができる。

また、着色層１３が光拡散部１２と支持板１４との間に設けられた構成からなる光拡散部材の場合には、先ず、着色層１３を有する光拡散部材の全光線透過率を、ヘイズメーター（例えば、村上色彩社製：ＨＲ１００）の透過率測定モードで測定し、可視光域の透過率で評価する。次に、着色層１３を層間剥離するようにして光拡散部１２と支持板１４とを剥がし、光拡散部１２と支持板１４それぞれの表面に残った着色層を化学的手段や機械的手段を用いて除去し、着色層１３を除去した状態での全光線透過率を同様に測定し、可視光域での透過率で評価する。こうして得られた２つの透過率の差から、着色層１３の透過率を間接的ではあるが特定することができる。

着色層１３を構成する樹脂としては、各種の樹脂を用いることができるが、着色層１３の屈折率が光吸収部１６を構成する樹脂の屈折率と同一又は略同一となる樹脂を用いることが好ましい。具体的には、着色層１３の屈折率が、低屈折率の光吸収部１６と高屈折率の単位レンズ部１７のうち、光吸収部１６の屈折率により近い値であることが好ましく、同じ値であることがより好ましい。こうした樹脂で構成することによって、発生した欠陥部２３に光吸収部１６と同一又は略同一の屈折率材料が充填されるので、その欠陥部２３では、欠陥部が生じていない部位と同じ本来の全反射が起こる。その結果、その欠陥部２３で全反射せずに屈折透過する光の発生をなくすことができ、観察者に白い筋として認識させる光の出射を防ぐことができる。

着色層形成用の樹脂としては、放射線硬化型樹脂が好ましく用いられ、例えば、屈折率１．４８に調整されたウレタン系、アクリル系、エポキシ系等の放射線硬化型樹脂材料を挙げることができる。

着色層１３を構成する着色剤としては、上記の光吸収部形成用樹脂に含まれる光吸収材と同様のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、黒色系顔料又は黒色系染料等が好ましく用いられる。本発明においては、こうした着色剤を、上記透過率を達成できるように所定濃度含有させる。

着色剤を含有する着色層形成用樹脂組成物としては、具体的には、透過率９０％以上のガラス若しくは透明基板上に、実際に形成する厚さ又は形成された厚さの着色層を設けてサンプルを作製し、そのサンプルの可視光域（波長４００〜７００ｎｍ）での透過率を上記のヘイズメーターで測定して得られた値が、３５〜８５％の範囲内、好ましくは７０〜８５％の範囲内となる着色層形成用樹脂組成物を使用する。

着色層１３は、接着性を有して接着層として機能する層であることが好ましい。具体的には、上述した着色層形成用の樹脂材料が接着性を有するものであればよく、特にウレタン系、アクリル系、エポキシ系等の接着特性を有する放射線硬化型樹脂が好ましく用いられる。着色層１３に接着性を持たせることにより、後述の支持板１４をその着色層１３を介して貼り合わせることができる。

なお、着色層１３が十分な接着性を有していない場合には、光拡散部１２上に直に着色層１３を接着性良く形成できないので、光拡散部１２上に薄い接着層を介して着色層１３を形成する。このときの接着層は、本発明の特徴部分である着色層１３の作用に実質的に影響しない程度の厚さで設けられる。この場合においては、接着層は、光拡散部１２上に予め設けた後、着色剤を含有する樹脂を塗布することにより形成される。なお、十分な接着性を有しない着色層１３上には、さらに接着層を形成して後述の支持板１４を貼り合わせる。

支持板１４は、着色層１３上に設けられる板状部材であり、上記の光拡散部１２を支持するために好ましく設けられる。支持板１４には、通常、０．５〜５ｍｍの厚さ範囲のアクリル板、ＭＳ樹脂（メタクリル−スチレン共重合樹脂）板、ポリカーボネート板等を好ましく用いることができる。

支持板１４は、着色剤を含有したものであっても含有しないものであってもよい。支持板１４に着色剤を含有させる場合、その着色剤は、上述した着色層１３に含有させた着色剤と同じものを用いることができる。この場合には、この支持板１４と上記着色層１３との両方でコントラストの向上と筋不良を防ぐことができればよいので、着色層１３に含有させる着色剤の濃度と支持板１４に含有させる着色剤の濃度は、その観点から任意に調整される。

以上、本発明の光拡散部材１０の主要な構成について説明したが、本発明の光拡散部材は、以下のような構成をさらに付加したものであってもよい。

本発明の光拡散部材１０には、光拡散性をコントロールする光拡散剤を含有させることができる。具体的には、単位レンズ部１７、着色層１３及び支持板１４のうちの１又は２以上の中に含有させることができる。含有させることができる光拡散材としては、一般的に光学シートに用いられる光拡散性微粒子等の光拡散材であればよく、スチレン樹脂微粒子、シリコーン樹脂微粒子、アクリル樹脂微粒子、ＭＳ樹脂（メタクリル−スチレン共重合樹脂）微粒子等の有機系微粒子、硫酸バリウム微粒子、ガラス微粒子、水酸化アルミニウム微粒子、炭酸カルシウム微粒子、シリカ（二酸化珪素）微粒子、酸化チタン微粒子、ガラスビーズ等の無機系微粒子等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を樹脂中に含有させることができる。

また、本発明の光拡散部材１０の観察者側の面、すなわち支持板１４の観察者側の面に、反射防止層、低反射層、ハードコート層、帯電防止層、防眩層、汚染防止層、偏光フィルタ層、及び電磁波シールド層等を必要に応じて１層又は２層以上設けたものであってもよい。また、支持板１４の観察者側の面の表面粗さを調整して、反射防止機能や防眩機能を持たせてもよい。こうした機能層又は機能表面が設けられた支持板１４は、プロジェクションテレビジョンの観察者側の最前面に位置する前面板として作用する。

また、本発明の光拡散部材の光源側の面、すなわち基材１１の光源側の面に、凹凸形状が設けられたものであってもよい。その凹凸形状としては、例えば図３に示すような、光学要素２４を挙げることができる。この光学要素２４は、基材１１の光源側の面に山型の傾斜面を備えたものであり、この光学要素２４により、基材１１の光源側から入射した入射光２５が屈折し、その屈折光が平行光とは異なる角度で単位レンズ部１７を通過し、その一部は全反射面で全反射して出光面から出射する。そのため、図３に示す光拡散部材２０は、光学要素２４を有さない場合に比べて、観察者側に出光する出射光２６の角度分布が広がるので、視野角の広い透過型スクリーンの構成部材として好ましく用いられる。なお、こうした光学要素２４は、図３の態様のものに限られず、同様の作用効果を奏する従来公知のものを適用することができる。

以上説明したように、本発明の光拡散部材によれば、着色層が光拡散部上に形成されているので、この光拡散部材を透過型スクリーンの構成部材とした場合、コントラストをより向上させることができ、引き締まった映像を映し出すことができる透過型スクリーンとすることができる。また、その光拡散部上には着色層が直に又は薄い接着層を介して形成されているので、例えば溝内に充填する樹脂をドクターで掻き落とす際に筋状の欠陥部が生じた場合であっても、その欠陥部には着色層が充填されることになる。その結果、この光拡散部材を透過型スクリーンの構成部材とした場合、その欠陥部で反射する光やその欠陥部で屈折する光を減衰させることができるので、観察者に白い筋として認識させる光の出射を防ぐことができる。

（光拡散部材の製造方法）
次に、光拡散部材の製造方法について説明する。図１１は、本発明の光拡散部材の製造方法の一例を示す工程図である。

本発明の光拡散部材は、先ず、溝を形成するための突起（凸部）が周面に形成された型ロール１１１を回転させながら、型ロール１１１とその型ロール１１１の周面に沿って進む基材１１２との間に単位レンズ部形成用の放射線硬化型樹脂１１３を供給装置１２３から供給した後、放射線源である例えばＵＶランプ１１４で紫外線を照射して単位レンズ部を形成し、その後、型ロール１１１から剥がして中間部材１１５を形成する。次いで、光吸収材を含む樹脂材料１１６を供給装置１２４から供給して中間部材１１５の溝に充填し、さらにその樹脂材料１１６が放射線硬化型樹脂である場合には放射線源である例えばＵＶランプ１１７で紫外線を照射して光吸収部を形成する。このとき、中間部材１１５の溝への光吸収材を含む樹脂材料１１６の充填は、ドクター１１８を用いて余分な樹脂材料を掻き落とすことにより行われる。図１１中には示さないが、さらにその上に、本発明の特徴部分である接着性を有する着色層を介して支持板を貼り合わせ、所定の大きさに切断して本発明の光拡散部材が製造される。なお、符号１１９はロール状に巻き上げられたフィルム状又はシート状の基材であり、符号１２０は単位レンズ部形成用の放射線硬化型樹脂１１３を型ロール面に押しつけるためのニップロールであり、符号１２１は硬化した単位レンズ部を備えた中間部材１１５を剥離するための剥離ロールであり、符号１２２はドクター１１８で余分な樹脂剤材料を効率よく除去するためのバックアップロールである。

（透過型スクリーン）
図４及び図５は、本発明の透過型スクリーンの例を示す概略斜視図である。本発明の透過型スクリーンは、上述した本発明の光拡散部材を有している。具体的には、単光源からの光を略平行光に偏向するフレネルレンズ部材を映像光源側に備え、偏向された略平行光を拡散させて視野角を調整する光拡散部材を観察者側に備えるものである。

より詳細には、図４に示す透過型スクリーン４０は、フレネル中心をシート面内に有する屈折タイプのサーキュラー型フレネルレンズ部材３０と、片面に略Ｖ字形状の多数の溝を有し且つその溝内に光吸収材を含有した樹脂からなる低屈折率の光吸収部を有する本発明の光拡散部材１０とを備えるものである。また、図５に示す透過型スクリーン５０は、フレネル中心をシート面内に有さない全反射タイプのサーキュラー型フレネルレンズ部材３１と、片面に略Ｖ字形状の多数の溝を有し且つその溝内に光吸収材を含有した樹脂からなる低屈折率の光吸収部を有する本発明の光拡散部材１０とが接着層３２を介して貼り合わされてなるものである。

なお、本発明の透過型スクリーンに用いられるフレネルレンズ部材は、近年の単光源に対応したファインピッチで形成されており、その形成材料としては、上記の光拡散部材で説明したのと同様の放射線硬化型樹脂、具体的にはウレタン系、アクリル系、エポキシ系等の放射線硬化型樹脂材料が用いられる。そうしたフレネルレンズ部材の形成は、上記放射線硬化型樹脂をフレネルレンズの賦形型に塗布し、その上に載せた基材フィルム上から放射線（例えば紫外線や電子線等）を照射して放射線硬化型樹脂を硬化させて行うことができる。その後、賦形型からシートを剥離してシート状のフレネルレンズ部材が作製される。

（背面投射型表示装置）
図６及び図７は、本発明の光拡散部材を構成部材として有する透過型スクリーンが装着された背面投写型表示装置の例を示す構成図である。図６は、フレネル中心がシート面内にあるサーキュラーフレネルレンズを有する透過型スクリーンが装着された背面投写型表示装置の例であり、図７は、フレネル中心がシート面外にある全反射型のサーキュラーフレネルレンズを有する透過型スクリーンが装着された背面投写型表示装置の例である。

背面投射型表示装置６０ａ，６０ｂは、本発明の光拡散部材を構成部材とした透過型スクリーン４０，５０を前面側の窓部に備えたものであり、比較的薄型の筐体６１ａ，６１ｂの底部に光源６２が配置され、筐体６１ａ，６１ｂの後部壁内面には光源６２からの光を透過型スクリーン４０，５０に向かって反射させるミラー６３ａ，６３ｂが配置されている。このときの光源６２は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)やＤＬＰ(Digital Light Processing)を用いた単管方式の単光源である。この透過型スクリーン４０，５０は、本発明の光拡散部材が構成部材として使用されているので、透過型スクリーン上に外観欠陥の無い鮮明な映像を映し出すことができる。

以下に実施例と比較例とを挙げて、本発明を更に詳しく説明する。

（実施例１）
ピッチが６５μｍで深さが１５０μｍの溝１５を形成するための突起（凸部）を有した賦形型ロールを準備し、その賦形型ロールに紫外線硬化型樹脂を供給装置から供給し、その樹脂を賦形型ロールとの間に挟むように厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルムをニップロールで押し当てながら貼り合わせた後、そのＰＥＴフィルム側から紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させて屈折率１．５５の単位レンズ部を形成した。硬化した中間部材を賦形型ロールから剥がした後、その中間部材上に光吸収性粒子（カーボンブラックを添加したウレタンフィラー、平均粒径６μｍ）を２０重量％含有する紫外線硬化型樹脂を供給装置から供給すると共にドクターで余分な樹脂を掻き落とすことにより、樹脂を略Ｖ字形状の溝１５に充填した。引き続いて、ＰＥＴフィルム側から紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させて屈折率１．４８の光吸収部を形成した。この実施例１及び後述の実施例２と比較例１、２においては、着色層の効果の検証を行うために、ドクターで余分な樹脂を掻き落とす際に筋状の欠陥部を故意に生じさせたものを用いている。

さらにその上に、接着特性を有する着色層形成用のアクリル系紫外線硬化型樹脂料を塗布し、その上に支持板を載せた後、支持板上から紫外線を照射し、厚さ７０μｍで屈折率１．４８の着色層を介して支持板を貼り合わせた。着色層が含む着色剤としては、平均粒径３μｍのウレタン系フィラー内部に５重量％のカーボンブラックを分散した黒着色ウレタン系フィラーを用い、着色層形成用樹脂としては、その黒着色ウレタン系フィラーの含有量を、屈折率１．４８のアクリル系紫外線硬化型樹脂中に全体の０．２重量％になるように含有させたものを用いた。着色層の厚さは、得られた光拡散部材の断面を顕微鏡観察することにより測定した。

なお、支持板は、ＭＳ（メタクリル−スチレン共重合体）樹脂からなる樹脂材料を押出成形法により成形した厚さ２ｍｍのものであり、このＭＳ樹脂材料とは異なる屈折率をもつＭＳ系樹脂からなる平均粒径が約１０μｍの光拡散剤を約１〜２重量％含む成形樹脂を用いて作製した。さらに、作製された支持板の観察者側になる側の面には、帯電防止機能も備えたアクリル系樹脂で厚さが約１０μｍのハードコート層を塗布形成した。

（実施例２）
実施例１の光拡散部材において、着色層が含む着色剤としては、平均粒径３μｍのウレタン系フィラー内部に５重量％のカーボンブラックを分散した黒着色ウレタン系フィラーを用い、着色層形成用樹脂としては、その黒着色ウレタン系フィラーの含有量を、屈折率１．４８のアクリル系紫外線硬化型樹脂中に全体の１．０重量％になるように含有させたものを用いた他は、実施例１と同様にして実施例２の光拡散部材を作製した。

（比較例１）
実施例１の光拡散部材において、着色層形成用樹脂から黒着色ウレタン系フィラーを除いたものを使用した他は、実施例１と同様にして比較例１の光拡散部材を作製した。

（比較例２）
実施例１の光拡散部材において、着色層が含む着色剤としては、平均粒径３μｍのウレタン系フィラー内部に５重量％のカーボンブラックを分散した黒着色ウレタン系フィラーを用い、着色層形成用樹脂としては、その黒着色ウレタン系フィラーの含有量を、屈折率１．４８のアクリル系紫外線硬化型樹脂中に全体の１．５重量％になるように含有させたものを用いた他は、実施例１と同様にして比較例２の光拡散部材を作製した。

（筋不良の評価）
実施例１、２及び比較例１、２の各光拡散部材の作製工程において、ドクターで余分な樹脂を掻き落とす際に発生する筋状の欠陥部に基づいた筋不良の有無について観察した。その結果を表１に示した。

（コントラストの評価）
実施例１、２及び比較例１、２の各光拡散部材のそれぞれと、下記のようにして得られたフレネルレンズシートとを、図４に示す態様で配置して透過型スクリーンを構成し、５０Ｗ−ＤＬＰ光源を備えた５０インチのプロジェクションテレビジョン（三星電子社製、ＨＬＭ５０６５Ｗ）のスクリーン固定枠にセッティングした。そのときの外観を目視により観察し、コントラストを評価した。コントラストが良好であったものを○、やや不十分であったものを△として評価し、その結果を表１に示した。

なお、評価に使用した透過型スクリーンを構成するフレネルレンズシートは、フレネルレンズ部を形成するための賦形型上に、上記同様のウレタンアクリレート硬化型樹脂を塗布し、その上に厚さ２ｍｍのアクリル板を載せ、ゴムニップロールで加圧した後、紫外線を照射して硬化させ、その後に型から剥離して作製した。このフレネルレンズシートは、フレネル中心がシート面内にある屈折型のサーキュラーフレネルレンズであり、そのレンズピッチは０．１ｍｍである。

（透過率の測定）
実施例１、２及び比較例１、２の各光拡散部材を構成する着色層の透過率は、次のようにして測定した。先ず、透過率９０％以上のガラス基板上に、各実施例や比較例で用いた着色層形成用樹脂で厚さ７０μｍの着色層を形成して透過率測定用サンプルを作製し、そのサンプルの可視光域（波長４００〜７００ｎｍ）での透過率をヘイズメーター（村上色彩社製：ＨＲ１００）の透過率測定モードで測定された全光線透過率データをもとにして求めた。その結果を表１に示した。

本発明の光拡散部材の一例を示す模式断面図である。 本発明の光拡散部材の作用を説明する模式断面図である。 本発明の光拡散部材の他の例を示す模式断面図である。 本発明の透過型スクリーンの一例を示す概略斜視図である。 本発明の透過型スクリーンの他の例を示す概略斜視図である。 本発明の透過型スクリーンが装着された背面投写型表示装置の一例を示す構成図である。 本発明の透過型スクリーンが装着された背面投写型表示装置の他の例を示す構成図である。 欠陥部の発生原理を説明する模式的な斜視図である。 欠陥部の存在により生じる筋不良の例を示す模式断面図である。 全反射タイプのレンチキュラーレンズ部材の一例を示す概略断面図である 全反射タイプのレンチキュラーレンズ部材（光拡散部材）の製造方法の一例を示す工程図である。

符号の説明

１０，２０，１０１ 光拡散部材
１１、１０２ 基材
１２、１０３ 光拡散部
１３ 着色層
１４、１０５ 支持板
１５、１０６ 溝
１６、１０７ 光吸収部
１７、１０８ 単位レンズ部
１８ 上底
１９ 下底
２１ 第１の斜面
２２ 第２の斜面
２３ 欠陥部
２４ 光学要素
２５ 入射光
２６ 出射光
３０，３１ フレネルレンズ部材
３２、１０４ 接着層
４０，５０ 透過型スクリーン
９１ 入射光
９２ 反射光
１０９ 異物
１１０ 欠陥部
１１８ ドクター

Claims (9)

1. 基材と、当該基材上に設けられて該基材側からの入射光を全反射により拡散させる光拡散部と、当該光拡散部上に設けられた着色層とを少なくとも有する光拡散部材であって、
   前記光拡散部は、前記着色層側の面から基材側に向かって先細る略Ｖ字形状の多数の溝内に、光吸収材を含有する樹脂が充填されてなる光吸収部を有し、
   前記着色層が、前記光拡散部上に直に又は薄い接着層を介して形成されていることを特徴とする光拡散部材。
2. 前記着色層の可視光域での透過率が、３５〜８５％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散部材。
3. 前記着色層の屈折率が、前記光吸収部を構成する樹脂の屈折率と同一又は略同一であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光拡散部材。
4. 前記着色層が、着色剤を含有する放射線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光拡散部材。
5. 前記着色剤が、カーボンブラック、黒色系顔料又は黒色系染料であることを特徴とする請求項４に記載の光拡散部材。
6. 前記着色層上に支持板が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光拡散部材。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光拡散部材を有することを特徴とする透過型スクリーン。
8. 前記基材に対向配置された屈折型のフレネルレンズ部材を有することを特徴とする請求項７に記載の透過型スクリーン。
9. 前記基材面に接合され又は前記基材に対向配置された全反射型のフレネルレンズ部材を有することを特徴とする請求項７に記載の透過型スクリーン。

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