JP2007271645A - 透過型スクリーン及び背面投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コントラスト及び視野角を向上でき、かつ、耐環境性に優れ、自重による撓み等を防ぎ、平面性が高く、高画質な画像を表示可能な透過型スクリーン及び背面投射型表示装置を提供する。
【解決手段】第１のガラス基板１１２と同一部材となるように積層されたフレネルレンズ層１１３を有するフレネルレンズシート１１０と、第２のガラス基板１２４と同一部材となるように積層され、透過型スクリーン１０−１の画面水平方向に光を拡散する横方向拡散光学層１２１と、第２のガラス基板１２４と同一部材となるように積層され、透過型スクリーン１０−１の画面の垂直方向に光を拡散する縦方向拡散光学層１２２とを有し、フレネルレンズシート１１０よりも観察側に設けられる拡散光学シート１２０Ａとを備えることにより実現した。
【選択図】図２

Description

本発明は、映像光を投射して観察可能にする透過型スクリーン及び背面投射型表示装置に関するものである。

映像光をスクリーンの背面側から投射して表示するリアプロジェクションテレビ等の背面投射型表示装置では、映像光を投影するスクリーンとして、透過型スクリーンが用いられている。透過型スクリーンでは、観察者が映像光を視認しやすいように視野角の向上やコントラストの向上等を図るための様々な手段が用いられている。その一例として、特許文献１が挙げられる。

特許文献１では、コントラストが高く、指向性にも優れたコントラスト向上シート及び透過型スクリーンが開示されている。
しかし、近年、リアプロジェクションテレビは、より大画面化、より薄型化する傾向にあり、高い平面性が要求されている。
透過型スクリーンを大画面化した場合に、特許文献１に示されるコントラスト向上シートを用いた透過型スクリーンは、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック製であるため、温度や湿度等の環境の変化による反りや自重等による撓み等が生じて、画質の劣化を招くという問題があった。

また、特許文献２では、断面形状が略台形の複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した２枚の光拡散シートを略９０°位相をずらして重ねることにより、コントラストの向上を図る二次元視野角拡大部材及び表示装置が示されている。しかし、特許文献２に記載の二次元視野角拡大部材及び表示装置は、液晶ディスプレイの液晶パネルに積層して用いることを前提としており、大型の透過型スクリーンとして用いた場合は、自重による撓みが生じて平面性が保てないという問題や、また、温度や湿度の変化による反り等が生じるという問題があった。

一方、温度や湿度等の変化に対する耐環境性の向上や、自重による撓みの防止を図るために、透過型スクリーンにガラス製の基板を用いたものが特許文献３に示されている。
特許文献３では、ガラス基板の一方の平面に直接フレネルレンズを形成し、レンチキュラーレンズが形成されたプラスチックシートをもう一方の平面に一体的に積層することにより、スクリーンを形成する例を開示している。

しかし、ガラス基板に直接フレネルレンズを形成することは、技術的に容易ではなく、生産コストがかかるという問題があった。また、ガラス基板の片面のみがプラスチックシートにより保護され、フレネルレンズが形成された側の面は保護されておらず、事故等によりガラス基板が割れる等した場合に、その破片が飛散するという問題や、レンズに傷や汚れが付着するという問題があった。さらに、フレネルレンズ形状の谷の部分は、応力が集中しやすく、割れやすいという問題があった。
特開２００４−１５１５９２号公報 特開２００３−６６２０６号公報 特開平２−１８３２４１号公報

本発明の課題は、コントラスト及び視野角を向上でき、かつ、耐環境性に優れ、自重による撓み等を防ぎ、平面性が高く、高画質な画像を表示可能な透過型スクリーン及び背面投射型表示装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、光源部から投射された映像光を観察側へ出射させる透過型スクリーンであって、光透過性を有し、剛性の高い第１の高剛性基板層（１１２，１３２）と、前記第１の高剛性基板層と同一部材となるように積層され、映像光を観察側へ向ける偏向光学層（１１３，１３１）と、を有する偏向光学シート（１１０，１３０）と、光透過性を有し、剛性の高い第２の高剛性基板層（１２４）と、前記第２の高剛性基板層と同一部材となるように積層され、一次元方向に光を拡散する第１の拡散光学層（１２１）と、前記第２の高剛性基板層と同一部材となるように積層され、前記第１の拡散光学層が光を拡散する方向と直交する方向に光を拡散する第２の拡散光学層（１２２）と、を有し、前記偏向光学シートよりも観察側に設けられる拡散光学シート（１２０）と、を備えた透過型スクリーン（１０−１，１０−２，１０−３）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の透過型スクリーンにおいて、前記第１の高剛性基板層（１１２，１３２）及び前記第２の高剛性基板層（１２４）は、ガラス又は透光性セラミックスにより形成されていること、を特徴とする透過型スクリーン（１０−１，１０−２，１０−３）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の透過型スクリーンにおいて、前記第１の拡散光学層（１２１）及び／又は前記第２の拡散光学層（１２２）は、入射した光の少なくとも一部を全反射する全反射面（１２１ｃ−１）を有する単位光学形状（１２１ｃ，１２２ｃ）が複数配列されていること、を特徴とする透過型スクリーン（１０−１，１０−２，１０−３）である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の透過型スクリーンにおいて、前記単位光学形状（１２１ｃ，１２２ｃ）の間には、光を吸収する光吸収部（１２１ｄ，１２２ｄ）が形成されていること、を特徴とする透過型スクリーン（１０−１，１０−２，１０−３）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、前記偏向光学層（１１３）は、フレネルレンズ部（１１３ａ）を有すること、を特徴とする透過型スクリーン（１０−１，１０−２）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、前記偏向光学層（１３１）は、光が入射する入射面（１３１ｃ−１）と、前記入射面から入射した光の少なくとも一部を所定の方向に全反射する全反射面（１３１ｃ−２）とを有する単位プリズム形状（１３１ｃ）が複数配列されていること、を特徴とする透過型スクリーン（１０−３）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、前記第１の高剛性基板層（１１２，１３２）及び前記第２の高剛性基板層（１２４）は、その表面が直接露出しない位置に積層されていること、を特徴とする透過型スクリーン（１０−１，１０−２，１０−３）である。
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、前記第１の拡散光学層（１２１）及び前記第２の拡散光学層（１２２）よりも観察側に、指向性を持たない拡散作用を有する無指向性拡散層（１２３，１２７）が少なくとも１層設けられていること、を特徴とする透過型スクリーン（１０−１，１０−２，１０−３）である。
請求項９の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、最も観察側に設けられた層（１２５，１２７）は、拡散、防眩、反射防止、防汚、ハードコート、紫外線吸収、減光、着色、帯電防止、センサの少なくとも１つの機能を有すること、を特徴とする透過型スクリーン（１０−１，１０−２，１０−３）である。
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の透過型スクリーン（１０−１，１０−２，１０−３）と、映像光を投射する光源部（２１，２２）と、を備えた背面投射型表示装置（１，２）である。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）透過型スクリーンは、光透過性を有し、剛性の高い第１の高剛性基板層と、第１の高剛性基板層と同一部材となるように積層され、映像光を観察側へ向ける偏向光学層とを有する偏向光学シートと、光透過性を有し、剛性の高い第２の高剛性基板層と、第２の高剛性基板層と同一部材となるように積層され、一次元方向に光を拡散する第１の拡散光学層と、第２の高剛性基板層と同一部材となるように積層され、第１の拡散光学層が光を拡散する方向と直交する方向に光を拡散する第２の拡散光学層とを有し、前記偏向光学シートよりも観察側に設けられる拡散光学シートとを備えているので、直交する２方向で視野角を向上させることができ、かつ、温度や湿度等の環境の変化による反りや自重による撓み等によって生じる画質の劣化を低減できる。従って、透過型スクリーンは、平面性が高く、高画質、高品位の画像を表示することができる。
（２）第１の高剛性基板層及び第２の高剛性基板層は、ガラス又は透光性セラミックスにより形成されているので、温度や湿度等の環境の変化に対する耐環境性に優れ、自重による撓み等の少ない、平面性の高い透過型スクリーンとすることができる。
（３）第１の拡散光学層及び／又は第２の拡散光学層は、入射した光の少なくとも一部を全反射する全反射面を有する単位光学形状が複数配列されているので、視野角の調節、拡大等が容易であり、透過型スクリーンの画質の向上を図ることができる。また、第１の拡散光学層及び／又は第２の拡散光学層は、ファインピッチ化が可能であり、製造が容易であるので、低コストで高精細の画質を実現できる。
（４）単位光学形状の間には、光を吸収する光吸収部が形成されているので、外光や迷光を吸収し、二重像の低減やコントラストの向上等を図ることができる。
（５）偏向光学層は、フレネルレンズ部を有するので、光源部から投射された映像光を観察側へ向けることができる。
（６）偏向光学層は、光が入射する入射面と、入射面から入射した光の少なくとも一部を所定の方向に全反射する全反射面とを有する単位プリズム形状が複数配列されているので、偏向光学層に対する映像光の入射角度が大きい場合にも、観察側へ略平行光として出射することができる。従って、リアプロジェクションテレビの大画面化、薄型化が可能である。
（７）第１の高剛性基板層及び第２の高剛性基板層は、その表面が直接露出しない位置に積層されているので、第１の高剛性基板層及び第２の高剛性基板層が事故等により割れたり、欠けたりした場合にも、その破片が飛散することなく安全である。
（８）第１の拡散光学層及び第２の拡散光学層よりも観察側に、指向性を持たない拡散作用を有する無指向性拡散層が少なくとも１層設けられているので、シンチレーション（画面のぎらつき）の低減、視野角の拡大、拡散の均一性の向上等を図ることができる。
（９）最も観察側に設けられた層は、拡散、防眩、反射防止、防汚、ハードコート、紫外線吸収、減光、着色、帯電防止、センサの少なくとも１つの機能を有するので、画質の向上、スクリーンの保護、機能性の向上等を図ることができる。

本発明は、コントラスト及び視野角を向上でき、かつ、耐環境性に優れ、自重による撓み等を防ぎ、平面性が高く、高画質な画像を表示可能な透過型スクリーン及び背面投射型表示装置を提供するという目的を、第１のガラス基板と同一部材となるように積層されたフレネルレンズ層を有するフレネルレンズシートと、第２のガラス基板と同一部材となるように積層され、透過型スクリーンの画面水平方向に光を拡散する横方向拡散光学層と、第２のガラス基板と同一部材となるように積層され、透過型スクリーンの画面の垂直方向に光を拡散する縦方向拡散光学層とを有し、フレネルレンズシートよりも観察側に設けられる拡散光学シートとを備えることにより実現した。

図１は、本発明によるリアプロジェクションテレビの実施例１の断面図である。
本実施例のリアプロジェクションテレビ１は、透過型スクリーン１０−１、光源装置２１、ミラー３１等を備えた背面投射型表示装置である。
このリアプロジェクションテレビ１は、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた単管方式の光源である光源装置２１から投射された映像光Ｌを、ミラー３１により透過型スクリーン１０−１に投射して表示する。

図２は、本発明による透過型スクリーンの実施例１の各層の並び方を示す図である。なお、簡便のため、接合層は省略されている。
図３は、本発明による透過型スクリーンの実施例１の層構成を示す図である。
本実施例の透過型スクリーン１０−１は、映像光Ｌの入射側（光源側）に設けられたフレネルレンズシート１１０と、出射側（観察側）に設けられた拡散光学シート１２０Ａとを有している。

まず、フレネルレンズシート１１０について説明する。
フレネルレンズシート１１０は、偏向光学シートであり、図２に示すように、映像光Ｌの入射側から、背面層１１１、第１のガラス基板１１２、フレネルレンズ層１１３の順に出射側へ配置され、図３に示すように、各層の間に設けられた接合層１１４により、一部品となるように一体に積層されている。

背面層１１１は、透過型スクリーン１０−１（フレネルレンズシート１１０）の最も入射側（光源側）に設けられた層であり、アクリル樹脂により形成された厚さ８０μｍの反射防止シートを積層して形成されている。この背面層１１１は、映像光Ｌが透過型スクリーン１０−１に入射するときに、透過型スクリーン１０−１の最入射側の界面で反射することにより生じる迷光を低減する。従って、そのようにして生じた迷光が、再びミラー３１で反射して透過型スクリーン１０−１に入射することにより生じる二重像（ゴースト）を低減し、画質の向上を図ることができる。

第１のガラス基板１１２は、光透過性を有し、剛性の高い第１の高剛性基板層である。この第１のガラス基板１１２は、ケイ酸塩ガラスにより形成された厚さ２ｍｍのガラス板であり、波長帯域４００〜７００ｎｍの光の透過率が９０％以上である。本実施例では、第１のガラス基板１１２の厚さを２ｍｍとしたが、これに限らず、その厚さは１〜５ｍｍの範囲内が望ましい。

フレネルレンズ層１１３は、光源装置２１からの映像光Ｌを観察側へ向ける偏向光学層である。このフレネルレンズ層１１３は、フレネル基材部１１３ｂ、フレネルレンズ部１１３ａを有し、第１のガラス基板１１２と同一部材となるように積層されている。
フレネル基材部１１３ｂは、フレネルレンズ層１１３のベースとなる厚さ２００μｍのシート状の部材である。

フレネルレンズ部１１３ａは、紫外線硬化型樹脂により、フレネル基材部１１３ｂの出射側に一体的に形成されており、映像光Ｌを屈折させ、観察側へ略平行光として出射するフレネルレンズとして機能する。
このフレネルレンズ部１１３ａは、例えば、以下のような工程で形成される。まず、フレネルレンズ部１１３ａの逆型形状を有する不図示のフレネルレンズ成型用金型を加温して、紫外線硬化型樹脂を金型面に塗布し、その温度を保ちながら金型に充填された紫外線硬化型樹脂の上にフレネル基材部１１３ｂを加圧積層する。次に、紫外線を照射して、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、金型から剥離することにより、フレネル基材部１１３ｂにフレネルレンズ部１１３ａが一体に形成される。
フレネルレンズ部１１３ａを形成する紫外線硬化型樹脂は、特に限定しないが、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等が好ましい。

接合層１１４は、上述したフレネルレンズシート１１０の各層を接合し、同一の部材となるように一体に積層するための層である。この接合層１１４は、感圧粘着型のアクリル樹脂により形成され、その厚さは２０μｍである。なお、本実施例では、接合層１１４は、感圧粘着型のアクリル樹脂としたが、例えば、アクリル酸エステル樹脂や、フェノール系樹脂等を用いてもよく、特に限定しない。また、接合方法も、熱硬化型、紫外線硬化型、電子線硬化型、熱可塑型等でもよく、さらに、その厚さは、５〜２００μｍの範囲内が望ましい。

次に、拡散光学シート１２０Ａについて説明する。
拡散光学シート１２０Ａは、図２に示すように、映像光Ｌの入射側から、横方向拡散光学層１２１、縦方向拡散光学層１２２、無指向性拡散層１２３、第２のガラス基板１２４、前面層１２５の順に出射側へ配置され、図３に示すように、各層の間に設けられた接合層１２６により、一部品となるように一体に積層されている。

図４は、横方向拡散光学層と縦方向拡散光学層とを説明する図である。図４（ａ）は、横方向拡散光学層を出射側から見た斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す矢印ＡＡで切断した断面図である。図４（ｃ）は、縦方向拡散光学層を出射側から見た斜視図であり、図４（ｄ）は、図４（ｃ）に示す矢印ＢＢで切断した断面図である。
横方向拡散光学層１２１は、透過型スクリーン１０−１の画面の水平方向に光を拡散する第１の拡散光学層である。この横方向拡散光学層１２１は、横方向拡散光学要素基材部１２１ｂと、その出射側に形成された横方向拡散光学要素部１２１ａとを有し、後述する第２のガラス基板１２４と同一部材となるように積層されている。
横方向拡散光学要素基材部１２１ｂは、アクリル樹脂により形成された厚さ２００μｍのシート状の部材である。
横方向拡散光学要素部１２１ａは、横方向拡散光学要素基材部１２１ｂの出射側の面に、複数の単位光学形状１２１ｃが、その長手方向が透過型スクリーン１０−１の画面の垂直方向と一致するようにして水平方向に多数並べて配列されている。この単位光学形状１２１ｃは、フレネルレンズ部１１３ａと同様に、紫外線硬化型樹脂により形成されている。

図５は、図４（ｂ）の一部を拡大した図である。
単位光学形状１２１ｃは、その断面が略台形状の出射側に突出した形状であり、隣接する単位光学形状との間の断面が略三角形となる部分には、光を吸収する光吸収部１２１ｄが形成されている。この光吸収部１２１ｄは、着色されており、単位光学形状１２１ｃよりも屈折率が小さい材料で形成されている。
横方向拡散光学要素部１２１ａは、図５に示すように単光学形状１２１ｃの下底部分から入射した映像光Ｌの少なくとも一部を、単位光学形状１２１ｃの斜辺部分である全反射面１２１ｃ−１で所定の方向に全反射して上底部分から出射させ、透過型スクリーン１０−１の画面の水平方向に拡散させる効果を有する。

図４に戻って、縦方向拡散光学層１２２は、透過型スクリーン１０−１の画面の垂直方向に光を拡散する第２の拡散光学層である。この縦方向拡散光学層１２２は、縦方向拡散光学要素基材部１２２ｂと、その出射側に形成された縦方向拡散光学要素部１２２ａとを有し、後述する第２のガラス基板１２４と同一部材となるように積層されている。
縦方向拡散光学要素基材部１２２ｂは、アクリル樹脂により形成された厚さ２００μｍのシート状の部材である。
縦方向拡散光学要素部１２２ａは、縦方向拡散光学要素基材部１２２ｂの出射側の面に、複数の単位光学形状１２２ｃが、その長手方向が透過型スクリーン１０−１の画面の水平方向と一致するようにして垂直方向に多数並べて配列されている。この単位光学形状１２２ａは、フレネルレンズ部１１３ａと同様に、紫外線硬化型樹脂により形成され、各単位光学形状１２２ｃの間には光吸収部１２２ｄが形成されている。
縦方向拡散光学要素部１２２ａの単位光学形状１２２ｃ及び光吸収部１２２ｄは、上述した横方向拡散光学要素部１２１ａの単位光学形状１２１ｃ及び光吸収部１２１ｄと略同形状である。

ただし、上述したように、横方向拡散光学層１２１、縦方向拡散光学層１２２は、略同一の部材であるが、単位光学形状１２１ｃ、１２２ｃの配列方向は、横方向拡散光学層１２１が透過型スクリーン１０−１の画面の水平方向であり、縦方向拡散光学層１２２が透過型スクリーン１０−１の画面の垂直方向である。
よって、横方向拡散光学層１２１と縦方向拡散光学層１２２との映像光を拡散する方向は、直交しており、横方向拡散光学層１２１と縦方向拡散光学層１２２とを組み合わせることにより、透過型スクリーン１０−１の画面の水平方向及び垂直方向への映像光Ｌの拡散が容易に行え、視野角の向上を図ることができる。
また、光吸収部１２１ｄ，１２２ｄにより、観察側から透過型スクリーン１０−１の内部に進入する外光や、透過型スクリーン１０−１の内部で生じる迷光を吸収し、コントラストの向上や、二重像の低減を図ることができる。

図２、図３に戻って、無指向性拡散層１２３は、横方向拡散光学層１２１及び縦方向拡散光学層１２２よりも出射側であり、縦方向拡散光学層１２２と後述する第２のガラス基板１２４との間に設けられ、指向性を持たない拡散作用を有する層である。
この無指向性拡散層１２３は、ポリエチレンテレフタレート樹脂にガラスビーズを拡散材として略均一に混合して形成された厚さ１８８μｍの層である。ガラスビーズは、拡散が光の波長に依存しないように、その直径が１μｍ以上のものを用いている。

第２のガラス基板１２４は、光透過性を有し、剛性の高い第２の高剛性基板層であり、第１のガラス基板１１２と同様に、ケイ酸塩ガラスにより形成された厚さ２ｍｍのガラス板であり、波長帯域４００〜７００ｎｍの光の透過率が９０％以上である。

前面層１２５は、透過型スクリーン１０−１（拡散光学シート１２０Ａ）の最も出射側（最も観察側）に設けられた層である。この前面層１２５は、フッ素樹脂により形成された反射防止シートであり、透過型スクリーン１０−１の画面に外光が映りこむことを防止する機能を有する。
接合層１２６は、上述した拡散光学シート１２０Ａの各層を接合し、同一の部材となるように一体に積層するための層であり、接合層１１４と同様に、感圧粘着型のアクリル樹脂により形成され、その厚さは２０μｍである。

本実施例によれば、フレネルレンズシート１１０、拡散光学シート１２０Ａは、それぞれ、各層が第１のガラス基板１１２、第２のガラス基板１２４と同一部材となるように積層されているので、温度や湿度等の環境の変化による反りや自重による撓み等が生じ難く、平面性の高い、高画質の透過型スクリーンとすることができる。
また、拡散光学シート１２０Ａは、横方向拡散光学層１２１と縦方向拡散光学層１２２とが、その光を拡散させる方向が直交するように配置されているので、映像光Ｌの拡散する方向の調節も容易であり、視野角の向上を図ることができる。

さらに、本実施例では、縦方向拡散光学層１２２は、横方向拡散光学層１２１より、出射側（観察側）に配置されているので、透過型スクリーン１０−１の観察側から進入する照明光等の画面垂直方向からの外光を光吸収部１２２ｄによって効果的に吸収することができる。従って、二重像の低減や、黒色を鮮明にしてコントラストを向上させることができ、より高画質の画像を表示できる。
さらにまた、横方向拡散光学要素部１２１ａ、縦方向拡散光学要素部１２２ａを形成する単位光学形状１２１ｃ，１２２ｃは、ファインピッチ化が可能であり、また、成型も容易であることから、低コストで、高画質の透過型スクリーンとすることができる。

その上、第１のガラス基板１１２、第２のガラス基板１２４は、その入射側及び出射側の表面が、外部に露出しない位置に積層されているので、第１のガラス基板１１２、第２のガラス基板１２４が事故等により割れたり、欠けたりした場合にも、その破片等が飛散することなく安全である。
さらにその上、無指向性拡散層１２３は、横方向拡散光学層１２１及び縦方向拡散光学層１２２よりも出射側に設けられているので、シンチレーションの低減、拡散の均一性の向上、視野角の拡大等を図ることができる。

図６は、本発明による透過型スクリーンの実施例２の各層の並び方を示す図である。図６では、図２と同様に接合層は省略されている。
図７は、本発明による透過型スクリーンの実施例２の層構成を示す図である。
実施例２の透過型スクリーン１０−２は、拡散光学シート１２０Ｂの層構成が実施例１とは異なる他は、実施例１の透過型スクリーンと略同一形態である。よって、実施例１と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

実施例２の透過型スクリーン１０−２は、実施例１の透過型スクリーン１０−１と同様に、リアプロジェクションテレビ１（図１参照）に用いられ、映像光Ｌの入射側（光源側）に設けられたフレネルレンズシート１１０と、出射側（観察側）に設けられた拡散光学シート１２０Ｂとを有している。
拡散光学シート１２０Ｂは、図６に示すように、映像光Ｌの入射側から、横方向拡散光学層１２１、縦方向拡散光学層１２２、第２のガラス基板１２４、前面層１２７の順に出射側へ配置され、図７に示すように、各層の間に設けられた接合層１２６により、一部品となるように一体に積層されている。
前面層１２７は、ポリエチレンテレフタレート樹脂に、拡散材としてガラスビーズが略均一に混合され、形成されたシート状の部材であり、その厚さは１８８μｍである。この前面層１２７は、実施例１に示した無指向性拡散層１２３と同様に、指向性を持たない拡散作用を有する。

本実施例によれば、前面層１２７に拡散材を混合して拡散機能を付与したので、実施例１で設けていた無指向性拡散層１２３を省略することができ、透過型スクリーン１０−２を、実施例１に示した透過型スクリーン１０−１よりも薄くすることができ、また、安価で製造することができる。
また、拡散作用を有する前面層１２７と縦方向拡散光学層１２２及び横方向拡散光学層１２１との間には第２のガラス基板１２４が配置され、実施例１に示した透過型スクリーンに比べて拡散作用を有する層が離れて配置されているので、さらに画面のぎらつきを低減できる。

図８は、本発明によるリアプロジェクションテレビの実施例３の断面図である。
本実施例のリアプロジェクションテレビ２は、透過型スクリーン１０−３、光源装置２２、ミラー３２等を備えた背面投射型表示装置である。
本実施例のリアプロジェクションテレビ２は、実施例１に示したリアプロジェクションテレビ１と同様に、ＤＭＤを用いた単管方式の光源である光源装置２２から投射された映像光Ｌを、ミラー３２により透過型スクリーン１０−３に投射して表示する。しかし、本実施例のリアプロジェクションテレビ２は、映像光Ｌを透過型スクリーン１０−３の下方から投射するために、光源装置２２からの投射距離の大きい透過型スクリーン１０−３の上方部等では、映像光Ｌが透過型スクリーン１０−３へ入射する入射角度が、実施例１に示したリアプロジェクションテレビ１に比べて大きい。

図９は、本発明による透過型スクリーンの実施例３の各層の並び方を示す図である。図９では、図２と同様に接合層は省略されている。
図１０は、本発明による透過型スクリーンの実施例３の層構成を示す図である。
実施例３の透過型スクリーン１０−３は、その入射側にフレネルレンズシート１１０ではなくプリズムシート１３０が設けられている他は、実施例２と略同一形態である。よって、実施例２と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

プリズムシート１３０は、偏向光学シートであり、図９に示すように、映像光Ｌの入射側から、プリズム層１３１、第１のガラス基板１３２、無指向性拡散層１３３の順に出射側へ配置され、図１０に示すように、各層の間に設けられた接合層１３４により、一部品となるように一体的に積層されている。
プリズム層１３１は、光源装置２２からの映像光Ｌを観察側へ向ける偏向光学層である。このプリズム層１３１は、プリズム基材部１３１ｂと、プリズム基材部１３１ｂの入射側に形成されたプリズム部１３１ａとを有し、後述する第１のガラス基板１３２と同一部材となるように積層されている。
プリズム基材部１３１ｂは、アクリル樹脂により形成された厚さ２００μｍのシート状の部材である。

図１１は、プリズム部の断面図である。
図１２は、プリズム層を映像光の入射側から見た図である。
プリズム部１３１ａは、実施例１に示したフレネルレンズ部１１３ａと同様に、紫外線硬化型樹脂により、プリズム基材部１３１ｂの入射側の面に形成されている。このプリズム部１３１ａは、図１１に示すように、映像光Ｌが入射する入射面１３１ｃ−１と、入射面１３１ｃ−１から入射した光の少なくとも一部を全反射する全反射面１３１ｃ−２とを有する複数の単位プリズム形状１３１ｃが、図１２に示すように、プリズム層１３１の外部にある中心Ｐから同心円状に配列され、形成されている。

第１のガラス基板１３２は、光透過性を有し、剛性の高い第１の高剛性基板層である。この第１のガラス基板１３２は、実施例１に示した第１のガラス基板１１２と同様に、ケイ酸塩ガラスによって形成された、厚さ２ｍｍのガラス板であり、波長帯域４００〜７００ｎｍの光の透過率は９０％以上である。

無指向性拡散層１３３は、指向性を持たない拡散作用を有し、プリズムシート１３０の最も出射側に設けられた層である。この無指向性拡散層１３３は、実施例１に示した無指向性拡散層１２３と同様に、ポリエチレンテレフタレート樹脂にガラスビーズを拡散材として略均一に混合して形成された厚さ１８８μｍの層である。
なお、本実施例では、プリズムシート１３０の最も出射側の層として、ガラスビーズを拡散材として略均一に混合することにより拡散機能を有する無指向性拡散層１３３を積層する例を示したが、これに限らず、例えば、その表面に微細な凹凸形状を施すことにより拡散機能を有するシート状の部材や、透過型スクリーン１０−３の垂直方向への拡散作用を有するレンチキュラーレンズが形成されたシート状の部材等を積層してもよい。また、プリズムシート１３０の最も出射側の層として、拡散機能に限らず、反射防止、紫外線吸収、着色、減光、帯電防止、防汚、ハードコート等の機能を有するシート状の部材等を積層してもよい。

本実施例の透過型スクリーン１０−３は、その入射側にプリズム層１３１を有するプリズムシート１３０が設けられているので、入射角度が４５°を超えるような大きな入射角度で映像光Ｌが透過型スクリーン１０−３へ入射する場合にも、映像光Ｌを観察側へ略平行光として出射でき、リアプロジェクションテレビ２の大画面化、薄型化を図ることができる。

図８に示した本実施例のリアプロジェクションテレビ２では、透過型スクリーンに反りや撓み等が生じたとすると、大画面であることや、薄型であるために映像光の入射角度が大きいことから、反りや撓み等がたとえ僅かであっても、透過型スクリーンの画質に大きな影響を与える。
しかし、本実施例によれば、プリズムシート１３０、拡散光学シート１２０Ｂは、それぞれ、各層が第１のガラス基板１３２、第２のガラス基板１２４と同一部材となるように積層されているので、温度や湿度等の環境の変化による反りや自重による撓み等が生じ難く、平面性の高い、高画質の透過型スクリーンとすることができる。

（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）各実施例において、第１のガラス基板１１２，１３２及び第２のガラス基板１２４は、ケイ酸塩ガラスにより形成された厚さ２ｍｍのガラス板である例を示したが、これに限らず、剛性が高く、光透過性を有する材料であるならば、例えば、無アルカリガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、石英ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、リン酸系ガラス等により形成されたガラス板を用いてもよいし、風冷強化や化学強化を施したガラス板を用いてもよい。また、光透過性を有する透光性セラミックス等により形成された板状の部材を用いてもよい。さらに、いずれの材料を用いた場合においても、その厚さは、１〜５ｍｍの範囲内が望ましい。

（２）各実施例において、光吸収部１２１ｄ，１２２ｄは、単位光学形状１２１ｃ，１２２ｃよりも屈折率が低く、着色された材料により形成される例を示したが、これに限らず、例えば、光吸収部１２１ｄ，１２２ｄは、単光学形状１２１ｃ，１２２ｃよりも屈折率が低く略透明である材料に、市販の着色樹脂微粒子を混合したものを充填して形成してもよいし、単位光学形状１２１ｃ，１２２ｃの全反射面に黒色のインク等を塗布することにより形成してもよい。

（３）各実施例において、接合層１１４，１２６，１３４は、その他の各層を接合して一体に積層する機能のみを有する例を示したが、これに限らず、各層を一体に積層する機能に加えて、例えば、接合層１１４，１２６，１３４のうちで最も観察側に設けられるものに、紫外線吸収剤を混合することにより、外光に含まれる紫外線によって生じる透過型スクリーンの黄変防止を図ってもよい。
また、接合層１１４，１２６，１３４のいずれかに、拡散材としてガラスビーズ等を略均一に混合して、拡散効果を付与し、拡散の均一性の向上、視野角の拡大、シンチレーションの低減等を図ってもよい。

（４）各実施例において、横方向拡散光学層１２１よりも縦方向拡散光学層１２２を観察側に配置する例を示したが、これに限らず、例えば、横方向拡散光学層１２１を縦方向拡散光学層１２２よりも観察側に配置してもよい。このような配置とすることにより、横方向拡散光学層１２１の光吸収部１２１ｄは、透過型スクリーンの観察側から進入する画面水平方向からの外光を、より効果的に吸収し、コントラストの向上や、二重像の低減等を図ることができる。
このように、リアプロジェクションテレビ１，２の置かれる空間の外光等の状況に応じて、横方向拡散光学層１２１と縦方向拡散光学層１２２の配置を適宜選択できる。

（５）各実施例において、光源装置２１，２２は、ＤＭＤを用いた単管方式の光源である例を示したが、これに限らず、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等を用いた単管方式の光源としてもよい。

（６）各実施例において、フレネル基材部１１３ｂ、横方向拡散光学要素基材部１２１ｂ、縦方向拡散光学要素基材部１２２ｂ、プリズム基材部１３１ｂは、アクリル樹脂により形成されるシート状の部材である例を示したが、これに限らず、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂等により形成してもよい。

（７）各実施例において、横方向拡散光学層１２１は、シート状の部材である横方向拡散光学要素基材部１２１ｂに、紫外線硬化型樹脂により横方向拡散光学要素部１２１ａが一体に形成される例を示したが、これに限らず、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化型樹脂等を用いて横方向拡散光学要素部１２２を形成してもよい。また、横方向拡散光学層１２１は、押し出し成型や射出成型等により一体成型してもよい。
各実施例において、縦方向拡散光学層１２２、フレネルレンズ層１１３、プリズム層１３１も、これと同様である。

（８）実施例１における無指向性拡散層１２３、実施例２及び実施例３における前面層１２７、実施例３における無指向性拡散層１３３には、拡散材としてガラスビーズを略均一に混合して拡散効果を付与する例を示したが、これに限らず、例えば、その表面にガラスビーズ等の拡散材をコーティングしたり、微細な凹凸形状を設けたりして拡散効果を付与してもよい。
また、拡散材は、拡散が光の波長に依存しない大きさであれば、ガラスビーズに限らず無機化合物の粒子やプラスチック等の有機化合物の粒子等を用いてもよく、特に限定しない。

（９）実施例１において、前面層１２５は、反射防止機能を有し、実施例２及び実施例３において、前面層１２７は、拡散機能を有する例を示したが、これに限らず、例えば、紫外線吸収、防眩、着色、減光、帯電防止、防汚、ハードコート、センサ等の機能を有してもよい。リアプロジェクションテレビ１，２、透過型スクリーン１０−１，１０−２，１０−３の置かれる状況などに応じて、適宜、これらの機能のうちの１つだけを有してもよいし、複数の機能を有してもよい。その場合、以下のような効果が期待できる。
紫外線吸収機能を有する場合は、外光に含まれる紫外線によるスクリーンの黄変を防止できる。防眩機能を有する場合は、画面のぎらつきを抑制することができる。着色，減光機能を有する場合は、コントラストを向上させ、画質の向上を図ることができる。帯電防止機能を有する場合は、透過型スクリーンに生じる静電気を除去し、埃等の付着を防止できる。防汚機能を有する場合は、透過型スクリーンの表面に、汚れが付着することを防止できる。ハードコート機能を有する場合は、透過型スクリーンに傷が付くことを防止し、強度を上げることができる。センサ機能を有する場合は、タッチセンサ等に利用することができる。

（１０）各実施例において、横方向拡散光学層１２１と縦方向拡散光学層１２２とは、入射した光の少なくとも一部を全反射する全反射面を有する単位光学形状１２１ｃ，１２２ｃが複数配列される例を示したが、これに限らず、例えば、光を拡散させる方向が互いに直交する方向となるならば、横方向拡散光学層１２１又は縦方向拡散光学層１２２として、レンチキュラーレンズ等の屈折を利用して光を拡散させる光学要素が形成されたシート状の部材を用いてもよい。

（１１）実施例１において、透過型スクリーン１０−１は、フレネルレンズシート１１０と、拡散光学シート１２０Ａとを組み合わせて１組のスクリーンとする例を示したが、これに限らず、例えば、実施例３に示したようなプリズムシート１３０と、拡散光学シート１２０Ａとを組み合わせて１組のスクリーンとしてもよい。

本発明によるリアプロジェクションテレビの実施例１の断面図である。 本発明による透過型スクリーンの実施例１の各層の並び方を示す図である。 本発明による透過型スクリーンの実施例１の層構成を示す図である。 横方向拡散光学層と縦方向拡散光学層とを説明する図である。 図４（ｂ）の一部を拡大した図である。 本発明による透過型スクリーンの実施例２の各層の並び方を示す図である。 本発明による透過型スクリーンの実施例２の層構成を示す図である。 本発明によるリアプロジェクションテレビの実施例３の断面図である。 本発明による透過型スクリーンの実施例３の各層の並び方を示す図である。 本発明による透過型スクリーンの実施例３の層構成を示す図である。 プリズム部の断面図である。 プリズム層を映像光の入射側から見た図である。

符号の説明

１，２ リアプロジェクションテレビ
１０−１，１０−２，１０−３ 透過型スクリーン
２１，２２ 光源装置
３１，３２ ミラー
１１０ フレネルレンズシート
１２０Ａ，１２０Ｂ 拡散光学シート
１３０ プリズムシート
１１１ 背面層
１１２，１３２ 第１のガラス基板
１１３ フレネルレンズ層
１２１ 横方向拡散光学層
１２２ 縦方向拡散光学層
１２３，１３３ 無指向性拡散層
１２４ 第２のガラス基板
１２５，１２７ 前面層
１３１ プリズム層
１１４，１２６，１３４ 接合層
Ｌ 映像光

Claims (10)

1. 光源部から投射された映像光を観察側へ出射させる透過型スクリーンであって、
   光透過性を有し、剛性の高い第１の高剛性基板層と、
   前記第１の高剛性基板層と同一部材となるように積層され、映像光を観察側へ向ける偏向光学層と、
   を有する偏向光学シートと、
   光透過性を有し、剛性の高い第２の高剛性基板層と、
   前記第２の高剛性基板層と同一部材となるように積層され、一次元方向に光を拡散する第１の拡散光学層と、
   前記第２の高剛性基板層と同一部材となるように積層され、前記第１の拡散光学層が光を拡散する方向と直交する方向に光を拡散する第２の拡散光学層と、
   を有し、前記偏向光学シートよりも観察側に設けられる拡散光学シートと、
   を備えた透過型スクリーン。
2. 請求項１に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記第１の高剛性基板層及び前記第２の高剛性基板層は、ガラス又は透光性セラミックスにより形成されていること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
3. 請求項１又は請求項２に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記第１の拡散光学層及び／又は前記第２の拡散光学層は、入射した光の少なくとも一部を全反射する全反射面を有する単位光学形状が複数配列されていること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
4. 請求項３に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記単位光学形状の間には、光を吸収する光吸収部が形成されていること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記偏向光学層は、フレネルレンズ部を有すること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
6. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記偏向光学層は、光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光の少なくとも一部を所定の方向に全反射する全反射面とを有する単位プリズム形状が複数配列されていること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記第１の高剛性基板層及び前記第２の高剛性基板層は、その表面が直接露出しない位置に積層されていること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記第１の拡散光学層及び前記第２の拡散光学層よりも観察側に、指向性を持たない拡散作用を有する無指向性拡散層が少なくとも１層設けられていること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、
   最も観察側に設けられた層は、拡散、防眩、反射防止、防汚、ハードコート、紫外線吸収、減光、着色、帯電防止、センサの少なくとも１つの機能を有すること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンと、
    映像光を投射する光源部と、
    を備えた背面投射型表示装置。
    
    

Images