JP2008032956A - 光拡散シート、透過型スクリーン及び背面投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透過型スクリーンに光拡散シートとして装着された際に、黒味をアップしてコントラストを向上させることができる光拡散シートを提供する。
【解決手段】上記課題を解決する光拡散シートは、厚さ方向の一方の面（入射面１ａ）から入射する映像光の一部を全反射により拡散させて他方の面（出射面１ｂ）側から出射させる光拡散部１２を少なくとも有し、その光拡散部１２は、出射面１ｂから入射面１ａに向かって先細る溝１５に光吸収性粒子５を含む樹脂が充填された断面略楔形状の光吸収部２と、光吸収部２，２間に設けられて映像光を透過させる断面略台形形状の光透過部４とが交互に並設されている。光吸収部２は、溝１５に充填された樹脂の屈折率が、光透過部４の屈折率よりも低く、光吸収部２の溝１５を形成する対向面が、入射面１ａ側に位置して映像光を全反射させる角度からなる第１側面３ａと、第１側面３ａと出射面１ｂとを繋ぐように位置して当該光拡散シートの法線と平行に形成された第２側面３ｂとを含む側面３によって形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光拡散シート、透過型スクリーン及び背面投射型表示装置に関し、更に詳しくは、透過型スクリーンに光拡散シートとして装着された際に、黒味をアップしてコントラストを向上させることができる光拡散シート、その光拡散シートを備えた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。

背面投射型表示装置等の大画面の表示装置は、透過型スクリーン（以下、単に「スクリーン」ということがある。）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シートとを有している。

ところで、上記光拡散シートについては、その光拡散シート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光拡散シートや、（２）観察者側の面から光源側の面に向かって先細る溝に光吸収性粒子を含む樹脂が充填された断面略楔形状の光吸収部と、その光吸収部間に設けられて映像光を透過させる断面略台形形状の光透過部とが交互に並設されてなり、且つ光吸収部を形成する斜面で入射光が全反射する全反射タイプの光拡散シート、等が知られている。

図１３は、上記光拡散シートのうち、全反射タイプの光拡散シートの一例を示す概略断面図である（例えば、特許文献１を参照。）。全反射タイプの光拡散シート２０１は、図１３に示すように、通常、基材２１１と光拡散部２１２と接着層２１３と支持板２１４とをその順に有し、その光拡散部２１２は、基材側に向かって先細る断面略Ｖ字形状の多数の溝２１５に光吸収性粒子２０５を含有する樹脂が充填された光吸収部２０２と、その光吸収部間に設けられて映像光を透過させる断面略台形形状の光透過部２０４とで構成されている。

各光透過部２０４の上底２１６側は出射面となり、その出射面側の光吸収部２０２は光吸収性を兼ね備えたブラックストライプパターン（ＢＳパターン）となっている。光透過部２０４において、上底２１６と下底２１７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面から出射するが、それ以外の領域Ｂでは、光軸に平行な光は光透過部２０４と光吸収部２０２との界面（斜面２０３）で全反射し、光透過部２０４の上底２１６とその上底上に設けられた媒質層（図１３においては接着層２１３や支持板２１４）との界面で屈折して出射する。この全反射タイプの光拡散シート２０１においては、通常、光吸収部２０２が光吸収性粒子を含む樹脂材料で形成されているので、その光吸収部２０２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。
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。

しかしながら、図１４に示すように、上述した従来の全反射タイプの光拡散シートは、断面略Ｖ字形状の溝２１５が一定の傾きを持つ斜面２０３で形成されているので、当該シートを平面視したとき、出射面近傍の溝内に存在する光吸収性粒子２０５によって光吸収性を確保する幅Ｗ１が、設計上光吸収性を確保しようとする溝幅Ｗ２よりも狭くなって、いわゆる黒味が低下してコントラストの向上が図れないという問題が生じた。

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、透過型スクリーンに光拡散シートとして装着された際に、黒味をアップしてコントラストを向上させることができる光拡散シート、その光拡散シートを備えた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にある。

上記課題を解決するための本発明の光拡散シートは、厚さ方向の一方の面から入射する映像光の一部を全反射により拡散させて他方の面側から出射させる光拡散部を少なくとも有し、当該光拡散部は、前記他方の面から前記一方の面に向かって先細る溝に光吸収性粒子を含む樹脂が充填された断面略楔形状の光吸収部と、当該光吸収部間に設けられて前記映像光を透過させる断面略台形形状の光透過部とが交互に並設されてなる光拡散シートにおいて、前記溝に充填された樹脂の屈折率が、前記光透過部の屈折率よりも低く、前記光吸収部の溝を形成する対向面が、前記一方の面側に位置して前記映像光を全反射させる角度からなる第１側面と、当該第１側面と前記他方の面とを繋ぐように位置して当該光拡散シートの法線と平行に形成された第２側面とを含む側面によって形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、光吸収部の溝を形成する対向面が、一方の面（以下、入射面ともいう。）側に位置して映像光を全反射させる角度からなる第１側面と、その第１側面と他方の面（以下、出射面ともいう。）とを繋ぐように位置して光拡散シートの法線と平行に形成された第２側面とを含む側面によって形成されているので、光拡散シートを平面視したとき、出射面近傍の溝内に存在する光吸収性粒子によって光吸収性を確保する幅Ｗ１と、設計上光吸収性を確保しようとする溝幅Ｗ２とが同じになる。すなわち、第２側面が光拡散シートの法線と平行に形成されているので、光吸収性粒子はその第２側面に接触する態様で存在している。その結果、光拡散シートを平面視したとき、光吸収性粒子が存在する領域と第２側面で囲まれた光吸収部の領域とが一致するので、従来のような黒味の低下が起こらず、コントラストの向上が図れないという問題を解消できる。

本発明の光拡散シートにおいては、前記他方の面から、前記第１側面と第２側面との交点までの高さが、前記光吸収性粒子の平均粒径の１／２以上、１００μｍ以下であることを特徴とする。

この発明によれば、他方の面（出射面）から、第１側面と第２側面との交点までの高さが、光吸収性粒子の平均粒径の１／２以上、１００μｍ以下であるので、光拡散シートを平面視したとき、光吸収性粒子が存在する領域と第２側面で囲まれた光吸収部の領域とがよく一致するので、従来のような黒味の低下が起こらず、コントラストの向上が図れないという問題を解消できる。

上記課題を解決するための本発明の透過型スクリーンは、上記本発明の光拡散シートを有することを特徴とする。この発明によれば、上記本発明の光拡散シートを有するので、黒味がアップしたコントラストのよい透過型スクリーンとすることができる。

本発明の透過型スクリーンにおいては、映像光が入射する側に、フレネルレンズシートが配置され、又はフレネルレンズ部が接合されていることが好ましい。さらに、前記フレネルレンズシート又は前記フレネルレンズ部が、全反射フレネルレンズを有することが好ましい。

本発明の透過型スクリーンにおいては、映像光が出射する側に、支持板が配置又は接合されていてもよい。

上記課題を解決するための本発明の背面投射型表示装置は、透過型スクリーンが装着された背面投射型表示装置において、当該透過型スクリーンの構成部材として、上記本発明の光拡散シートを有することを特徴とする。この発明によれば、コントラストが良好で、視野角の広い背面投射型表示装置を提供できる。

本発明の光拡散シートによれば、光拡散シートの法線と平行に形成された第２側面に、光吸収性粒子が接触する態様で存在しているので、光拡散シートを平面視したとき、出射面近傍の溝内に存在する光吸収性粒子によって光吸収性を確保する幅と、設計上光吸収性を確保しようとする溝幅とが同じになる。その結果、従来のような黒味の低下が起こらず、コントラストの向上が図れないという問題を解消できる。

また、本発明の透過型スクリーン及び背面投射型表示装置によれば、本発明の光拡散シートを有するので、黒味がアップしたコントラストのよい画像を形成することができる。

以下、本発明の光拡散シート、透過型スクリーン及び背面投射型表示装置について、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。

（光拡散シート）
図１は、本発明の光拡散シートの一例を示す模式断面図である。本発明の光拡散シート１０は、厚さ方向の一方の面（以下、入射面１ａという。）から入射する映像光の一部を全反射により拡散させて他方の面（以下、出射面１ｂという。）側から出射させる光拡散部１２を少なくとも有している。その具体例としては、図１に示すように、光源側から、基材１１と、基材１１上に設けられてその基材側からの映像光の一部を全反射により拡散させる光拡散部１２と、光拡散部１２上に設けられた接着層１３を介して貼り合わされた支持板１４とからなる光拡散シート１０を例示することができるが、必ずしも基材１１や支持板１４が貼り合わされている必要はなく、それらは任意に設けられる。

本発明は、図１に示すように、光吸収部２と光透過部４とが交互に並設されてなる光拡散部１２の構造に特徴がある。光吸収部２は、出射面１ｂから入射面１ａに向かって先細る溝１５に光吸収性粒子を含む樹脂が充填された断面略楔形状からなるものであり、光透過部４は、光吸収部２，２間に設けられて映像光を透過させる断面略台形形状からなるものである。そして、本発明の特徴は、光吸収部２の溝１５を形成する対向面が、入射面１ａ側に位置して映像光を全反射させる角度からなる第１側面３ａと、第１側面３ａと出射面１ｂとを繋ぐように位置して当該光拡散シートの法線と平行に形成された第２側面３ｂとを含む側面３によって形成されていることにある。なお、光透過部４の断面略台形形状は、図１に示すように、溝１５の先端を繋ぐ出射面１ｂ側の上底１６と、入射面１ａ側の下底１７とで表される形状である。

この光拡散シート１０を観察者側又は光源側から見た（以下、平面視という。）場合、光透過部４の上底１６と下底１７とが平面視で重なる領域Ａでは、光軸ＯＡに平行な光はそのまま透過して出射面１ｂから出射する。一方、第１側面３ａを有する光吸収部２に相当する領域Ｂでは、光軸ＯＡに平行な光は第１側面３ａで全反射し、光透過部４を通って出射面１ｂから出射する。本発明の光拡散シート１０は、入射した映像光を上記のように全反射させて拡散させることができるので、光拡散特性（特に水平拡散の光拡散特性）を向上させることができる。本発明において、「映像光の一部を全反射により拡散させて」というのは、光拡散シートに入射した光のうち、第１側面３ａを有する光吸収部２に相当する領域Ｂで全反射する光を含んでいることによる。

以下、本発明の光拡散シートの各構成要素について詳しく説明する。なお、本願を説明する各図においては、断面を表すハッチング（斜線）を適宜省略して説明している。

（基材）
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。基材１１の厚さは特に限定されないが、通常、０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度である。

（光拡散部）
光拡散部１２は、光吸収部２と光透過部４とが交互に並設されてなるものであり、通常は、図１に示すように基材１１上に設けられている。光吸収部２は、出射面１ｂとなる観察者側の面に、幅方向に一定のピッチで配列されていると共に平面視で縦方向に延びる断面略Ｖ字形状の多数の溝１５内に、光吸収性粒子５を含む樹脂であって光透過部４の屈折率よりも低い屈折率の樹脂が充填されることにより形成され、全体として、断面略楔形状を呈している。光吸収部２は、例えば５０〜１５０μｍの範囲内のピッチで幅方向に配列されている。一方、光透過部４は、光吸収部２の屈折率よりも高い屈折率の樹脂で形成され、断面略台形形状を呈している。

図２は、光吸収部の形状についての詳細な説明図である。なお、図２においては、光吸収部２内に含まれる光吸収性粒子５の図示を省略している。光吸収部２は、図２に示すように、溝１５を形成する対向面が、入射面１ａ側に位置して映像光を全反射させる角度θ_１からなる第１側面３ａと、第１側面３ａと出射面１ｂとを繋ぐように位置して当該光拡散シートの法線ＣＬ_２と平行に形成された、角度θ_２（９０°）からなる第２側面３ｂとを含む側面３によって形成されている。

第１側面３ａは、低屈折率材料からなる光吸収部２と、高屈折率材料からなる光透過部４との界面を構成する斜面であり、光軸ＯＡと平行又は略平行に入射した映像光を全反射させるように、第１側面３ａの法線ＣＬ_１に対して臨界角を超える角度θ_１’（単位は「度（°）」）で形成されている。

第１側面３ａの、出射面１ｂを含む平面（光軸ＯＡに直交する平面のこと。）に対する傾斜角θ_１は、第１側面３ａの延長線Ｌ_１が上記平面と交わる点を点Ｐ、光軸ＯＡに平行な映像光ＶＲ_１の第１側面３ａへの入射点を点Ｑ、上記平面に対する垂線のうちで点Ｑを通る垂線Ｌ_２と上記平面との交点を点Ｒとすると、角ＱＰＲで表される。このとき、角ＰＱＲの値は（９０−θ_１）°であるので、第１側面３ａの傾斜角θ_１は、点Ｑでの映像光ＶＲ_１の入射角θ_１’と同じ値である。したがって、第１側面３ａへの映像光ＶＲ_１の入射角θ_１’が臨界角を超えるように、第１側面３ａの傾斜角θ_１は上記臨界角を超える角度で形成されている。

第２側面３ｂも上記第１側面３ａと同様、低屈折率材料からなる光吸収部２と、高屈折率材料からなる光透過部４との界面を構成する側面であるが、この第２側面３ｂは、当該光拡散シートの法線ＣＬ_２と平行に形成されており、その角度θ_２は９０°である。

第１側面３ａの傾斜角θ_１は、高屈折率材料からなる光透過部４と低屈折率材料からなる光吸収部２との屈折率差に応じて、５３°〜９０°程度の範囲内で適宜選定可能である。この範囲の第１側面３ａの傾斜角θ_１は、後述のように、光透過部４を構成する高屈折率材料の屈折率が、光吸収部２を構成する低屈折率材料の屈折率よりも、１．０２〜１．２５倍である場合に好ましく適用される。こうした屈折率差を有する界面において、第１側面３ａを５３°〜９０°程度の範囲内とすることにより第１側面３ａに入射した映像光を全反射させることができる。

光透過部４を構成する樹脂材料としては、例えば、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。この樹脂材料は、光吸収部２を構成する樹脂材料よりも、１．０２〜１．２５倍程度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。

一方、光吸収部２を構成する低屈折率の樹脂材料としては、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。この樹脂材料は、光透過部４を構成する樹脂材料に比べて上記範囲の比率を満たす１．４６〜１．５０程度の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。

光吸収部２には、光吸収性粒子（図２では図示を省略している。）が含まれる。光吸収性粒子を含む光吸収部２は、光拡散シート１０に入った迷光又は光拡散シート１０内で生じた迷光を吸収すると共に、光拡散シート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し、いわゆるブラックストライプパターン（ＢＳパターン）として機能する。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。

図３は、入射した平行光が光拡散部１２で拡散する様子を示す模式的な光線経路図である。なお、図３においても、光吸収部２内に含まれる光吸収性粒子５の図示を省略している。図３には、光拡散部１２の入射面１ａに入射角０°で入射する４つの平行光ＰＲ_１〜ＰＲ_４が記載されているが、そのうち、光透過部４の上底と下底とが平面視で重なる領域Ａ（図１を参照）に入射した平行光ＰＲ_１、ＰＲ_２は、光透過部４をそのまま透過して出射面１ｂから出射する。

第１側面３ａを有する光吸収部２に相当する領域Ｂに入射した平行光ＰＲ_３、ＰＲ_４は、第１側面３ａへの入射角θ_１が臨界角を超えるので、その第１側面３ａで全反射して出射面１ｂから出射する。このとき、出射面１ｂに図１に示すような接着層１３や支持板１４が設けられている場合には、その接着層１３や支持板１４で屈折して観察者側に出射する。

図４は、光吸収性粒子の平均粒径と、出射面から第１側面と第２側面とが交わる交点までの高さとの関係の説明図である。本発明においては、出射面１ｂから、第１側面と第２側面との交点Ｓまでの高さｈが、光吸収性粒子５の平均粒径の１／２以上、１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、光吸収性粒子５の平均粒径の４倍以上、１００μｍ以下である。光吸収性粒子５の平均粒径をこの範囲内とすることにより、光拡散シート１０を観察者側又は光源側から平面視したとき、光吸収性粒子５が存在する領域と第２側面３ｂで囲まれた光吸収部２の領域とがよく一致するので、従来のような黒味の低下が起こらず、コントラストの向上が図れないという問題を解消できる。

一方、高さｈが光吸収性粒子５の平均粒径の１／２未満では、図１４に示す従来の形態と同様、光拡散シートを平面視したとき、光吸収性粒子５が存在する領域が、設計上光吸収性を確保しようとする溝幅よりも狭くなって、いわゆる黒味が低下してコントラストの向上が図れない。また、高さｈが１００μｍを超えると、型ロールの切削が困難になるという不具合が生じることがある。

（光拡散部の他の形態）
図５及び図６は、光拡散部の他の形態を示す模式断面図である。なお、図５及び図６においては、光吸収部２内に含まれる光吸収性粒子５の図示を省略している。図５に示す光拡散部１２ａは、入射面１ａに向かって先細る溝１５の先端１８が平らな形状となっている光吸収部２を有するものである。図６に示す光拡散部１２ｂは、溝１５に充填される樹脂が、出射面１ｂ上に薄い層１９として形成された形態からなるものである。この場合における層１９の厚さは、光吸収性粒子５の平均粒径の１／２以下で形成されていることが好ましい。

（接着層）
接着層１３は、接着層形成用樹脂組成物を光拡散部１２上に塗布等することにより形成され、光拡散部１２と支持板１４とを接着するように作用する。接着層１３を構成する樹脂組成物としては、各種の樹脂組成物を用いることができ、具体的には、放射線硬化型樹脂組成物が好ましく用いられ、例えば、ウレタン（メタ）アクリレートをプレポリマーとした樹脂組成物を挙げることができる。

（支持板）
支持板１４は、接着層１３上に設けられる剛性を有する板状部材であり、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、０．５〜５．０ｍｍの厚さ範囲のアクリル樹脂板、ＭＳ（メタクリル−スチレン共重合）樹脂板、ポリカーボネート樹脂板等を好ましく用いることができる。

（他の構成）
以上、本発明の光拡散シートの主要な構成について説明したが、本発明の光拡散シートは、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。

本発明の光拡散シート１０には、光拡散性をコントロールする光拡散材を含有させることができる。具体的には、基材１１、光透過部４、接着層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。こうした光拡散材を含有させることにより、光拡散特性を更に良好なものとすることができ、その結果、視野角を拡大させることができる。

また、本発明の光拡散シート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、本発明の光拡散シートの光源側の面、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７に示すような、光学要素２１を挙げることができる。この光学要素２１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２１により、基材１１の光源側から入射した入射光が屈折し、その屈折光が平行光とは異なる角度で光透過部４を通過し、その一部は第１側面３ａで全反射して出射面１ｂから出射する。そのため、図７に示す光拡散シートは、光学要素２１を有さない場合に比べて、観察者側に出射する出射光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２１は、図７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。なお、図７においても、光吸収部２内に含まれる光吸収性粒子５の図示を省略している。

以上説明したように、本発明の光拡散シートによれば、光拡散シートの法線ＣＬ_２と平行に形成された第２側面３ｂに、光吸収性粒子５が接触する態様で存在しているので、光拡散シート１０を平面視したとき、出射面１ｂ近傍の溝１５内に存在する光吸収性粒子５によって光吸収性を確保する幅Ｗ１と、設計上光吸収性を確保しようとする溝幅Ｗ２とが同じになる。その結果、従来のような黒味の低下が起こらず、コントラストの向上が図れないという問題を解消できる。特に、静止画や文字表示が鮮明な単光源使用の背面投射型表示装置において好ましく用いることができる。

（光拡散シートの製造方法）
次に、光拡散シートの製造方法について説明する。図８は、本発明の光拡散シートの製造方法の一例を示す工程図である。

本発明の光拡散シートは、先ず、溝の賦形形状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との間に光透過部形成用の放射線硬化型樹脂組成物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光透過部を形成し、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、光吸収性粒子を含む放射線硬化型樹脂組成物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の溝への光吸収性粒子を含む放射線硬化型樹脂組成物１１６の充填は、ドクター１１８を用いて余分な樹脂組成物を掻き落とすことにより行われる。図８中には示さないが、さらにその上に接着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シートが製造される。

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は光透過部形成用の放射線硬化型樹脂組成物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は硬化した光透過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で余分な樹脂組成物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９及び図１０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シートを有している。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シートを観察者側に備えるものである。

より詳細には、図９に示す透過型スクリーン４０は、フレネル中心をシート面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、上述した本発明の光拡散シート１０とを備えるものである。また、図１０に示す透過型スクリーン５０は、フレネル中心をシート面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、上述した本発明の光拡散シート１０とが接着層を介して貼り合わされてなるものである。なお、透過型スクリーンは、光拡散シート１０の基材１１に対向するように（接着層を介さずに）全反射タイプのフレネルレンズ部材３１が配置された形態であってもよい（図示しない）。

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、上記の光拡散シートで説明したのと同様の放射線硬化型樹脂組成物、具体的にはウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレートあるいはエポキシ（メタ）アクリレート等の放射線硬化型プレポリマーに、適宜、反応性希釈剤として放射線硬化型モノマー及び光重合開始剤を配合した放射線硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。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組成物をフレネルレンズの賦形型にキャストし、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組成物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。

こうした本発明の透過型スクリーンによれば、上記本発明の光拡散シートを備えるので、黒味がアップしたコントラストのよい画像を形成することができる。

（背面投射型表示装置）
図１１及び図１２は、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例を示す構成図である。図１１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１２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、本発明の光拡散シート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６２ａ，６２ｂが配置され、筐体６１ａ，６１ｂの後部壁内面には光源６２ａ，６２ｂ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６２ａ，６２ｂ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、本発明の光拡散シート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黒味がアップしたコントラストのよい画像を形成することができる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

（実施例１）
ピッチが５０μｍで深さが１１７μｍ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エポキシアクリレート系の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（基材１１）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（波長５４０ｎｍで測定）の光透過部４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５（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８μｍ、粒径の標準偏差２μｍ）を２０重量％含有するウレタンアクリレート系の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（開口幅３０μｍ）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（波長５４０ｎｍで測定）の光吸収部２を形成した。

光吸収部２は、平均高さが１１７μｍ、出射面１ｂ側の溝幅Ｗ２が平均３０μｍであり、第１側面３ａの傾斜角θ_１は平均８０°、第２側面の角度θ_２は９０°、第１側面３ａと第２側面３ｂとの交点Ｓまでの高さｈは平均３２μｍである。また、光透過部４は、領域Ａ（図１参照）での厚さが１４７μｍで、光が透過する出射面１ｂの幅が２０μｍである。

この光拡散部１２の出射面１ｂ上に、接着特性を有する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１４を載せた後、支持板１４上から紫外線を照射し、厚さ７０μｍで屈折率１．４８の接着層１３を介して支持板１４を貼り合わせた。なお、支持板１４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のものを用いた。こうして、縦３００ｍｍ×幅２００ｍｍの光拡散シート１０を作製した。

（実施例２〜１０、比較例１〜４）
実施例１の光拡散シートにおいて、表１に示すように、第１側面３ａと第２側面３ｂとの交点Ｓまでの高さｈを変化させ、光吸収部２の平均高さと光吸収性粒子５の平均粒径を種々の値に変更した。その他は実施例１と同様にして、実施例２〜１０及び比較例１〜４の光拡散シートを作製した。

（黒味とコントラストの評価）
実施例１〜１０と比較例１〜４の光拡散シートに関しては、ピッチ１２０μｍのフレネルレンズシートと組み合わせ、５０Ｗ−ＤＬＰ光源を備えた５０インチ（縦：約６５ｃｍ×横：約１１５ｃｍ×対角：約１２７ｃｍ）のプロジェクションテレビジョン（三星電子社製、ＨＬＭ５０６５Ｗ）に実装して、スクリーンから２．５ｍ離れた位置でスクリーン正面±２０°の範囲で観察した。

コントラストの評価は、比較例１の光拡散シートを用いたものを基準とし、目視により比較した結果でコントラストの良否を評価した。コントラストの良否の基準は、全てのサンプルの中で最も良好なものを「＋３」とし、最も悪いものを「０」とし、その範囲内で評価した。その結果を、表１に併せて示す。

本発明の光拡散シートの一例を示す模式断面図である。 光吸収部の形状についての詳細な説明図である。 入射した平行光が光拡散部で拡散する様子を示す模式的な光線経路図である。 光吸収性粒子の平均粒径と、出射面から第１側面と第２側面とが交わる交点までの高さとの関係の説明図である。 光拡散部の他の形態を示す模式断面図である。 光拡散部のさらに他の形態を示す模式断面図である。 本発明の光拡散シートの他の一例を示す模式断面図である。 本発明の光拡散シートの製造方法の一例を示す工程図である。 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一例を示す構成図である。 従来の全反射タイプの光拡散シートの一例を示す概略断面図である。 図１３に示した全反射タイプの光拡散シートの部分拡大図である。

符号の説明

１ａ 入射面
１ｂ 出射面
２ 光吸収部
３ 側面
３ａ 第１側面
３ｂ 第２側面
４ 光透過部
５ 光吸収性粒子
１０ 光拡散シート
１１ 基材
１２，１２ａ，１２ｂ 光拡散部
１３ 接着層
１４ 支持板
１５ 溝
１６ 上底
１７ 下底
１８ 溝の先端
１９ 出射面上の層
２０ 光吸収層
２１ 光学要素
３０，３１ フレネルレンズ部材
３２ 接着層
４０，５０ 透過型スクリーン
Ｓ 第１側面と第２側面との交点
ｈ 出射面から第１側面と第２側面との交点Ｓまでの高さ
Ｗ１ 出射面近傍の溝内に存在する光吸収性粒子によって光吸収性を確保する幅
Ｗ２ 設計上光吸収性を確保しようとする溝幅

Claims (7)

1. 厚さ方向の一方の面から入射する映像光の一部を全反射により拡散させて他方の面側から出射させる光拡散部を少なくとも有し、当該光拡散部は、前記他方の面から前記一方の面に向かって先細る溝に光吸収性粒子を含む樹脂が充填された断面略楔形状の光吸収部と、当該光吸収部間に設けられて前記映像光を透過させる断面略台形形状の光透過部とが交互に並設されてなる光拡散シートにおいて、
   前記溝に充填された樹脂の屈折率が、前記光透過部の屈折率よりも低く、
   前記光吸収部の溝を形成する対向面が、前記一方の面側に位置して前記映像光を全反射させる角度からなる第１側面と、当該第１側面と前記他方の面とを繋ぐように位置して当該光拡散シートの法線と平行に形成された第２側面とを含む側面によって形成されていることを特徴とする光拡散シート。
2. 前記他方の面から、前記第１側面と第２側面との交点までの高さが、前記光吸収性粒子の平均粒径の１／２以上、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散シート。
3. 請求項１又は２に記載の光拡散シートを有することを特徴とする透過型スクリーン。
4. 映像光が入射する側に、フレネルレンズシートが配置され、又はフレネルレンズ部が接合されていることを特徴とする請求項３に記載の透過型スクリーン。
5. 前記フレネルレンズシート又は前記フレネルレンズ部が、全反射フレネルレンズを有することを特徴とする請求項４に記載の透過型スクリーン。
6. 映像光が出射する側に、支持板が配置又は接合されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の透過型スクリーン。
7. 透過型スクリーンが装着された背面投射型表示装置において、当該透過型スクリーンの構成部材として、請求項１又は２に記載の光拡散シートを有することを特徴とする背面投射型表示装置。
   

Images