JP2007293173A - マイクロレンズシートおよび背面投射型テレビ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高いコントラスト、広視野角の双方を満足するマイクロレンズシートおよびそのマイクロレンズシートを用いた透過型スクリーンを備えた背面投射型テレビを提供することを目的とする。
【解決手段】フィルム基材上に、単位凸レンズが２次元配列してなるマイクロレンズ群が形成され、そのマイクロレンズ群の反対側のフィルム基材平坦面に遮光パターン層を有するマイクロレンズシートにおいて、前記遮光パターン層の開口率が２０％以下であって、かつ、マイクロレンズ群が形成されるフィルム基材面が微細な凹凸形状を有することを特徴とするマイクロレンズシートおよびそのマイクロレンズシートを用いた透過型スクリーンを備えた背面投射型テレビである。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロレンズシートおよびそのマイクロレンズシートを用いた透過型スクリーンを備えた背面投射型テレビに関する。

従来、背面投射型テレビにおいて視野を拡げるために、レンチキュラーレンズや拡散材、若しくはそれらの組み合わせによっていた。ここでレンチキュラーレンズは主に画面水平方向の視野を拡げる役割を果たし、一方拡散材は全方位の視野を拡げ、結果として特に垂直方向の視野を拡げる役割を果たしている。

近年では、上記レンチキュラーレンズシートの代わりにクロスレンチキュラーレンズシートを用いて水平方向と垂直方向に映像光を拡げる方法、さらにはマイクロレンズアレイシートを用いて全方位に映像光を拡げる方法が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

特に、上記マイクロレンズアレイシートは全方位に視野を拡げることができる理想的なレンズシートであり、さらにセルフアライメント方式で遮光層を設けることにより、高いコントラスト性能を付与することができる（例えば、特許文献５、６参照）。

しかし、セルフアライメント方式により遮光層を設けた場合、視野を拡げようとすれば遮光層の面積比が落ちコントラストの低下を招いてしまう。またコントラストを上げようと遮光層の面積比を上げると視野が狭まってしまう。このように視野とコントラストを高いレベルで両立したレンズスクリーンを実現するのは従来の構造では困難であった。
特開２００３−１６７２９８号公報 特開２００４−０７８０４９号公報 特開平１１−１７４２０７号公報 特開２００２−３５７８６９号公報 特開平９−１２０１０１号公報 特開平９−１２０１０２号公報

本発明は、上記の技術的背景を考慮してなされたものであり、高いコントラスト、広視野角の双方を満足するマイクロレンズシートおよびそのマイクロレンズシートを用いた透過型スクリーンを備えた背面投射型テレビを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、フィルム基材上に、単位凸レンズが２次元配列してなるマイクロレンズ群が形成され、そのマイクロレンズ群の反対側のフィルム基材平坦面に遮光パターン層を有するマイクロレンズシートにおいて、
前記遮光パターン層の開口率が２０％以下であって、かつ、マイクロレンズ群が形成されるフィルム基材面が微細な凹凸形状を有することを特徴とするマイクロレンズシートである。

請求項２に係る発明は、前記微細な凹凸形状が光異方拡散性を有することを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズシートである。

請求項３に係る発明は、前記微細な凹凸形状が略半球形状を有することを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズシートである。

請求項４に係る発明は、前記フィルム基材の内部または表層に不定形の無機系光拡散材料が含まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロレンズシートである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロレンズシートからなる透過型スクリーンを備えたことを特徴とする背面投射型テレビである。

本発明により、高いコントラスト、広視野角の双方を満足するマイクロレンズシートおよびそのマイクロレンズシートを用いた透過型スクリーンを備えた背面投射型テレビを提供できる。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のマイクロレンズシートを用いた透過型スクリーンの一例を示す縦断面図である。図２は、本発明のマイクロレンズシートにおける光拡散性およびコントラストの差を説明する説明図である。

図１で示すように、本発明のマイクロレンズシートを用いた透過型スクリーンを備える背面投射型テレビにおいては、光源からの画像光はフレネルレンズ（１）によって略平行光となった後に、マイクロレンズシート（２）によって所定の方位に拡散され観察者に届けられる。マイクロレンズシート（２）は、フィルム基材（２１ｂ）の片面にマイクロレンズ群（２１ａ）が形成され、反対面に遮光パターン層（２１ｄ）が形成されて、基板（２２）に貼り合わされた構造となっている。

マイクロレンズ群（２１ａ）は、プレス法、キャスティング法、または平面スタンパ、ロールスタンパの凹凸形成面に紫外線硬化型樹脂（ＵＶ樹脂）や電子線硬化型樹脂等の電離放射線樹脂を塗布または注入し、その上にフィルム基材（２１ｂ）を配置し、硬化処理後、スタンパから離型するという方法で得ることができる。基材厚は、後述の遮光層形成時を考慮すると０．０５〜０．２０ｍｍの範囲とすることが好ましい。上記電離放射線樹脂には、光硬化時に成形型との離型性がよく、また、レンズとした時の耐光性に優れ、レンズ硬さの硬いものが好適である。

次に、遮光パターン層（２１ｄ）を形成する方法であるが、ここでは、セルフアライメント方式を例示してある。この方式は、レンチキュラーレンズシートを作製する際に遮光層を形成する方法として既に提案されており、原理上そのままマイクロレンズアレイシート（２）の場合にも適用されるものである。上記で作製したマイクロレンズ群（２１ａ）と反対側のフィルム基材平坦面に粘着性感光層（２１ｃ）を形成し、レンズ側から紫外平行光を露光すると、露光部は粘着性を失う。粘着性の残存している未露光部分にカーボンブラックなどを含有する黒色遮光パターン層を転写により形成した後、基板２２に貼り合わされてマイクロレンズシート（２）を得ることができる。

基板（２２）の厚さは、０．１〜４．０ｍｍの範囲が好ましく、また、マイクロレンズシート単体として平面性を保持する場合には、厚さを１．０〜４．０ｍｍの範囲とすればよく、マイクロレンズシートを他の光学物品、もしくは筐体等に搭載されて平面性を確保する場合は、厚さを０．１〜１．０ｍｍの範囲とすることができる。

ここで、単位凸レンズが２次元配列してなるマイクロレンズ群のレンズ形状と遮光パタ
ーン層の関係について図２を参照して説明する。

上述のようにセルフアライメント方式で遮光パターン層を設けた場合、映像光も上記紫外平行光と基本的に同じようにレンズで集光され、開口部（非遮光部）を透過することとなる。最終的な透過型スクリーンとして広い視野角を得ようとすると、各レンズにおける光拡散が大きくなることになり、遮光部の小さい、すなわちコントラストの低いマイクロレンズシートとなる（図２（ａ）参照）。一方、高いコントラストを得ようとすると、各レンズにおける光拡散を小さくすることになり、すなわち視野角の狭いマイクロレンズシートとなってしまう（図２（ｂ）参照）。

そこで、広視野角かつ高コントラストなマイクロレンズシートを実現するために、本発明では、レンズによる光拡散を比較的小さくして高コントラストとし、開口部を透過した光がその後で再度光拡散されるように、遮光パターンの開口率を２０％以下、すなわち遮光率を８０％以上とする。

図２（ｃ）には、マイクロレンズシートの貼り合わせ面側に、不定形の無機系光拡散材料を含む拡散層（３１）を有する基板を用いた例を示している。上述のとおり、高コントラストとするために広視野域の光拡散を抑えているため、広視野域への高い拡散性を与えることができる不定形の硫酸バリウムなどを光拡散剤として用いるものである。

本発明によれば、を用いた際に、より高いコントラストと視野特性を同時に有するマイクロレンズアレイシートを用いた透過型スクリーン、および、そのマイクロレンズアレイシートを用いた透過型スクリーンを具備する背面投射型テレビを提供することができる。

本発明のマイクロレンズシートを用いた透過型スクリーンの一例を示す縦断面図である。 本発明のマイクロレンズシートにおける光拡散性およびコントラストの差を説明する説明図である。

符号の説明

１：フレネルレンズ
２、３０：マイクロレンズシート
２１ａ：マイクロレンズ群
２１ｂ：フィルム基材
２１ｃ：粘着性感光層
２１ｄ：遮光パターン層
２２：基板
３１：拡散層

Claims (5)

1. フィルム基材上に、単位凸レンズが２次元配列してなるマイクロレンズ群が形成され、そのマイクロレンズ群の反対側のフィルム基材平坦面に遮光パターン層を有するマイクロレンズシートにおいて、
   前記遮光パターン層の開口率が２０％以下であって、かつ、マイクロレンズ群が形成されるフィルム基材面が微細な凹凸形状を有することを特徴とするマイクロレンズシート。
2. 前記微細な凹凸形状が光異方拡散性を有することを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズシート。
3. 前記微細な凹凸形状が略半球形状を有することを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズシート。
4. 前記フィルム基材の内部または表層に不定形の無機系光拡散材料が含まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロレンズシート。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロレンズシートからなる透過型スクリーンを備えたことを特徴とする背面投射型テレビ。