JP2008262208A - 光拡散シート、及びプロジェクションスクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】迷光により表面輝度が低下したりコントラストが低下したりすることがなく、角度依存性が少なく、外光の散乱反射の少ない光拡散シート、及びこの光拡散シート用いたプロジェクションスクリーンを提供する。
【解決手段】複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、単位レンズはその断面形状が略台形であり、台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて形成されており、隣接する単位レンズの間の断面形状三角形の部分には、Ｎ１より低い屈折率Ｎ２を有する材料が充填され、該屈折率Ｎ２を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又はＮ１より低い屈折率Ｎ２を有し着色された材料、により形成されていて、台形斜辺が出光部の法線となす角度をθとした場合、
ｓｉｎ(９０°−θ)＞Ｎ２／Ｎ１
かつ
Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
なる関係を有し、入光部の面はエンボス加工が施されていることを特徴とする。
【選択図】図１２

Description

本発明は、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒ ｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）等のようなセル構造を有する画像光源からの画像を斜めに投射して観察するのに適した光拡散シート又はフィルム、この光拡散シート又はフィルムを用いたプロジェクションスクリーンに関する。

従来より画像光源として、赤、緑、青の３本のＣＲＴを用い、プロジェクションスクリーンとして、透過型プロジェクションスクリーンを用いる背面投射型プロジェクションディスプレイ装置が知られている。一般的にはプロジェクションスクリーンはフレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシートより構成されており、そのプロジェクションスクリーン上にプロジェクタからの映像光により画像を結像させ、指向性をもった拡散面を得るためのプロジェクションスクリーンである。そして、図２４に示すように、プロジェクションスクリーン８０は出光側にサーキュラータイプのフレネルレンズ８１ｂが形成されたフレネルレンズシート８１と、このフレネルレンズシート８１のさらに観察側に配置され、入光側に水平拡散用のレンチキュラーレンズが形成され、出光側にブラックストライプが形成されたレンチキュラーレンズシート８２を備えている。

そして、フレネルレンズはアクリル材に所定の角度を持つ溝を所定のピッチで形成し、映像光から放射線状に拡散された光を正面へ集光させる機能を有する。

また、レンチキュラーレンズは主に水平方向に指向性を持たせた拡散光を得るためのレンズであって、シリンドリカルレンズ状のレンズが一つの平面上に規則正しく縦方向に形成され配光特性を水平方向に拡げる機能を有する。

これらに使用されているプロジェクションスクリーンは通常、投射方法においても平行方向にのみに適したものである。プロジェクションスクリーンへの映像光の投射は反射ミラーを使用して焦点距離をかせぐ方法が一般的であるが、近年、プロジェクションスクリーンを用いた映像を見せるための種々の用途への拡がりがみられる。これに伴い、投影方法においても、ＬＣＤ、ＤＭＤ等のようなセル構造を有する画像光源より映像を直にプロジェクションスクリーン上に投射して、映像を観察するプロジェクションディスプレイ装置などのニーズが高まっていた。

上記のように、従来システムで映像光源より映像をプロジェクションスクリーンに斜めに投射すると、投影されたプロジェクションスクリーン上の画像の文字の大きさ、形状等に上下の差が生じるため観察者には非常に見にくいなどの基本的な問題を抱えていた。そこで、プロジェクションディスプレイ装置の一つとして、画像の品位を損なわずに、プロジェクションスクリーン上に映像を斜めに投射して観察することが出来るプロジェクションスクリーン及びシステムについて多方面より試みがなされてきた。このような状況のもと、本願発明者は、特開２０００−１８０９６７号公報の明細書において、背面投射型プロジェクションディスプレイにおいて、映像光源より映像をプロジェクションスクリーンへ平行方向に投射する映像画質と同等のレベルを維持しつつ、映像光源からプロジェクションスクリーンへ上方あるいは下方へ画像を投射する投射系であって、該プロジェクションスクリーンの入光面側に全反射プリズムを設けたプロジェクションスクリーン及びプロジェクションディスプレイ装置を開示した。
特開２０００−１８０９６７号公報

プロジェクションディスプレイ装置等においては、観察者の視認性を高めるためスクリーンに光拡散シート又はフィルムを用いたものが知られている。この光拡散シート又はフィルムは、例えば、透光性フィルムの表面を凹凸処理したもの、樹脂フィルムの内部に光拡散性微粒子を含有させたもの、円柱状のレンズが一つの平面上に並列配置されたレンチキュラーレンズシート等がある。また、これらのシートを二、三枚組み合わせて用いることも行なわれている。これらは、フィルム、大気、微粒子等の各屈折率の差を利用してこれらの境界において映像光を多方向に屈折させ、映像光を広範囲に拡散して観察者側に出射することで視認性の向上を図ろうとするものである。

しかし、光拡散性微粒子や凹凸が形成されたシート表面によって、映像光が乱反射して多くの迷光を生じさせることになり、ディスプレイの表面輝度、コントラストの低下等を招いていた。また、表面の凹凸処理により拡散性を有するものは、その拡散性及び透明性に角度依存性があるため、ディスプレイを見る角度によって視認性が変化するという問題があった。一方、光拡散シート又はフィルムの光拡散性は、外光の散乱反射を増加させることにもつながり、コントラストが著しく低下して映像がボケやすいという問題点もあった。そこで本発明は、迷光により表面輝度が低下したりコントラストが低下したりすることがなく、角度依存性が少なく、外光の散乱反射の少ない光拡散シート又はフィルム、及びこの光拡散シート又はフィルムを用いたプロジェクションスクリーンを提供することを第一の課題とする。

さらに、上記のような構成では、出光面側から入射した外光がシート入光面にて反射され、コントラストの低下を招くという問題点があった。また、上記のようなランダム拡散と片面レンズの拡散の拡散のみで特性を出そうとするとゲインの上限は３程度であり、それ以上のゲインを得ることは不可能であった。そこで本発明は、出光面から入射した外光の反射を防止し、高いゲインを得ることができる光拡散シート又はフィルム、及びこの光拡散シート又はフィルムを用いたプロジェクションスクリーンを提供することを第二の課題とする。

一方、液晶ディスプレイ装置等においては、観察者の視認性を高めるため液晶パネルの観察者側に光拡散シートを用いたものが知られている。この光拡散シートは、例えば、透光性フィルムの表面を凹凸処理したもの、樹脂フィルムの内部に光拡散性微粒子を含有させたもの、円柱状のレンズが一つの平面上に並列配置されたレンチキュラーレンズシート等がある。また、これらのシートを二、三枚組合わせて用いることも行なわれている。これらは、フィルム、大気、微粒子等の各屈折率の差を利用してこれらの境界において映像光を多方向に屈折させ、映像光を広範囲に拡散して観察者側に出射することで視認性の向上を図ろうとするものである。

しかし、光拡散性微粒子や凹凸が形成されたシート表面によって、映像光が乱反射して多くの迷光を生じさせることになり、ディスプレイの表面輝度、コントラストの低下等を招いていた。また、表面の凹凸処理により拡散性を有するものは、その拡散性および透明性に角度依存性があるため、ディスプレイを見る角度によって視認性が変化するという問題があった。一方、光拡散シートの光拡散性は、外光の散乱反射を増加させることにもつながり、コントラストが著しく低下して映像がボケやすいという問題点もあった。一枚の光拡散シート単独で使用した場合、水平または垂直いずれかの方向の視野角の拡大が不十分となるという問題もあった。

そこで本発明は、迷光により表面輝度が低下したりコントラストが低下することがなく、角度依存性が少なく、かつ外光の散乱反射の少ない二次元視野角拡大部材、およびこの二次元視野角拡大部材を用いた表示装置を提供することを第三の課題とする。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明の第一態様の光拡散シート（Ｓ３）は、複数の単位レンズ（２０２）を一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、単位レンズはその断面形状が略台形であり台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて形成されており、隣接する単位レンズの間の断面形状三角形の部分（２０７）には、Ｎ１より低い屈折率Ｎ２を有する材料（２０６）が充填され、該屈折率Ｎ２を有する材料中には光吸収粒子（２０５）が分散されており、又はＮ１より低い屈折率Ｎ２を有し着色された材料、により形成されていて、台形斜辺が出光部の法線となす角度をθとした場合、
ｓｉｎ(９０°−θ)＞Ｎ２／Ｎ１
かつ
Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
なる関係を有し、入光部の面はエンボス（Ｅ）加工が施されていることを特徴とする。

また本発明の第二態様の光拡散シートは、複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、単位レンズはその断面形状が略台形であり台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて形成されており、台形斜辺の部分にはＮ１より低い屈折率Ｎ２を有する透明低屈折率層（２０４）が形成され、隣接する単位レンズの間の断面形状三角形の部分にはＮ２より高い屈折率を有する材料が充填され、該Ｎ２より高い屈折率を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又は、Ｎ２より高い屈折率を有し着色された材料により形成されていて、台形斜辺が出光部の法線となす角度をθとした場合、
ｓｉｎ(９０°−θ)＞Ｎ２／Ｎ１
かつ
Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
なる関係を有し、入光部の面はエンボス加工が施されていることを特徴とする。ここに単位レンズの断面形状は略台形なので、θは一定、すなわち斜辺は直線状であることを基本とするが、本発明は曲線状の斜辺や、浅い角度をなす複数の直線の組み合わせである場合をも含むものである。この場合にθは、変化するが、斜辺をなす各部分におけるθの９０％以上が上記関係を満たせば下記の効果を奏することができるので、本発明の技術的思想に包含されると解されるべきものである（θに関して以下同じ。）。

この第一態様及び第二態様の光拡散シートによれば、入光部の面はエンボス加工が施されているので、シート出光部側から入射した外光のうち、シート入光面まで達して反射される光は拡散されて、斜辺部へ大きな角度をもって入射するので、斜辺部にて全反射されることなく断面形状三角形の部分に入光し、光吸収粒子又は着色された材料により吸収される。したがって光拡散シートのコントラストを向上させることができる。さらに、光拡散シート内にて出光面法線に平行な入射光は断面形状台形斜辺の表面にて全反射され、出光面においては反射を起こすことなく観察者側に出光される。また、シート内の迷光や観察者側から入射した光は光吸収粒子又は着色材料により吸収される。したがって輝度とコントラストが高い光拡散シートを得ることができる。

本発明のスクリーンは主に単光源プロジェクタ用であり、フレネルレンズを使用することで本シートへの入射角度を垂直にすることが可能である。なお、斜辺への入射角は、一般には、０°±１０°の範囲にあることが知られている。

本発明の第三態様の光拡散シートは、複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、単位レンズはその断面形状が略台形であり台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、隣接する単位レンズの間の断面形状三角形の部分には単位レンズの屈折率より低い屈折率を有する材料が充填され、該低い屈折率を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又は、前記単位レンズの屈折率より低い屈折率を有し着色された材料、により形成されていて、台形の上底の長さをＴ、高さをＨ、台形斜辺が出光部の法線となす角度をθ、とした場合、
０＜Ｈ＜Ｔ／(ｔａｎ(２θ＋１０°)−ｔａｎθ)
なる関係を有し、入光部の面はエンボス加工が施されていることを特徴とする。

また本発明の第四態様の光拡散シートは、複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、単位レンズはその断面形状が略台形であり台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、台形斜辺の部分には単位レンズの屈折率より低い屈折率を有する透明低屈折率層が形成され、隣接する単位レンズの間の断面形状三角形の部分には透明低屈折率層の屈折率より高い屈折率を有する材料が充填され、該透明低屈折率層の屈折率より高い屈折率を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又は、透明低屈折率層の屈折率より高い屈折率を有し着色された材料により形成されていて、台形の上底の長さをＴ、高さをＨ、台形斜辺が出光部の法線となす角度をθとした場合、
０＜Ｈ＜Ｔ／(ｔａｎ(２θ＋１０°)−ｔａｎθ)
なる関係を有し、入光部の面はエンボス加工が施されていることを特徴とする。

この第三態様及び第四態様の光拡散シートによれば、入光部の面はエンボス加工が施されているので、シート出光部側から入射した外光のうち、シート入光面まで達して反射される光は拡散されて、斜辺部へ大きな角度をもって入射するので、斜辺部にて全反射されることなく断面形状三角形の部分に入光し、光吸収粒子又は着色された材料により吸収される。したがって光拡散シートのコントラストを向上させることができる。さらに、光拡散シート内にて出光面法線に対して最大１０°の傾きをもって入射し、単位レンズ断面が形成する台形斜辺の透明低屈折率層表面にて反射された光でも、隣接する単位レンズ断面が形成する台形斜辺の透明低屈折率層にいたることなくの出光面から観察者側に出光される。また、シート内の迷光や観察者側から入射した光は光吸収粒子又は着色された材料により吸収される。

本発明の第五態様の光拡散シートは、複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、単位レンズはその断面形状が略台形であり台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて形成されており、隣接する単位レンズの間の断面形状三角形の部分にはＮ１より低い屈折率Ｎ２を有する材料が充填され、該屈折率Ｎ２を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又は、Ｎ１より低い屈折率Ｎ２を有し着色された材料、により形成されていて、台形の上底の長さをＴ、高さをＨ、台形斜辺が出光部の法線となす角度をθとした場合、
ｓｉｎ(９０°−θ)＞Ｎ２／Ｎ１
Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
かつ
０＜Ｈ＜Ｔ／(ｔａｎ(２θ＋１０°)−ｔａｎθ)
なる関係を有し、入光部の面はエンボス加工が施されていることを特徴とする。

また本発明の第六態様の光拡散シートは、複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、単位レンズはその断面形状が略台形であり台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて形成されており、台形斜辺の部分にはＮ１より低い屈折率Ｎ２を有する透明低屈折率層が形成され、隣接する単位レンズの間の断面形状三角形の部分にはＮ２より高い屈折率を有する材料が充填され、該屈折率Ｎ２より高い屈折率を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又は、Ｎ２より高い屈折率を有し着色された材料、により形成されていて、台形の上底の長さをＴ、高さをＨ台形斜辺が出光部の法線となす角度を
θとした場合、
ｓｉｎ(９０°−θ)＞Ｎ２／Ｎ１
Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
かつ
０＜Ｈ＜Ｔ／(ｔａｎ(２θ＋１０°)−ｔａｎθ)
なる関係を有し、入光部の面はエンボス加工が施されていることを特徴とする。

この第五態様及び第六態様の光拡散シートは、それぞれ第一態様と第三態様、第二態様と第四態様の長所を兼ね備えている。これらの光拡散シートによれば、入光部の面はエンボス加工が施されているので、シート出光部側から入射した外光のうち、シート入光面まで達して反射される光は拡散されて、斜辺部へ大きな角度をもって入射するので、斜辺部にて全反射されることなく断面形状三角形の部分に入光し、光吸収粒子又は着色された材料により吸収される。したがって光拡散シートのコントラストを向上させることができる。さらに、光拡散シート内にて出光面法線に平行な入射光は、斜辺の透明低屈折率層表面にて全反射され、出光面においては反射を起こすことなく観察者側に出光される。また、光拡散シート内にて出光面法線に対して最大１０°の傾きをもって入射し、単位レンズ断面が形成する台形斜辺の透明低屈折率層表面にて反射された光は、隣接する単位レンズ断面が形成する台形斜辺の透明低屈折率層にいたることなくの出光面から観察者側に出光される。したがって輝度とコントラストが高く、迷光の少ない光拡散シート又はフィルムを得ることができる。

上記第五態様の光拡散シートにおいて、所定の屈折率Ｎ１及びＮ２、並びに台形の上底の長さＴ及び高さＨが、
１＜Ｎ１＜５．７６
０．２３＜Ｎ２／Ｎ１＜０．９９６
かつ
Ｈ＜Ｔ／０．５７
なる関係を満たすように構成してもよい。またかかる変形は、単独で又は他の変形と組み合わせて、適宜、第一態様以降に記載される他の態様の光拡散シートに対しても適用が可能である。このように構成した場合には、第一態様の光拡散シートで、θが５〜１５°の範囲において、光拡散シート内にて出光面法線に平行な入射光を斜辺にて全反射し、出光面においては反射を起こすことなく観察者側に出光することができる。また、シート内において一度斜辺にて反射された光は、再び他の斜辺に到達することなく出光面から出光される。ここにθの範囲を５〜１５°としたのは、このような単位レンズのテーパー角を５〜１５°とすることで、好適な視野角特性を得ることができるからである。

上記第二態様の光拡散シートにおいて、透明低屈折率層の層厚を０．１μｍ以上としてもよい。またかかる変形は、単独で又は他の変形と組み合わせて、適宜、第一態様以降に記載される他の態様の光拡散シートに対しても適用が可能である。

このようにすれば、透明低屈折率層による全反射を確実なものとすることができる。

また、上記第一態様の光拡散シートにおいて、断面形状三角形の部分を形成する材料に添加される光吸収粒子の添加量を、１０〜６０質量％とすることもできる。光吸収粒子の添加量はさらに好ましくは、３０〜５０質量％であることが望ましい。かかる変形は、単独で又は他の変形と組み合わせて、適宜、第一態様以降に記載される他の態様の光拡散シートに対しても適用が可能である。

このように構成した場合には、光吸収粒子の添加効果を最大とすることができる。これより添加量が少ないと断面形状三角形部への充填量が不足して、いわゆるブラックストライプの幅が狭くなり、コントラストの悪化を招く。またこれ以上の添加を行うと、出光面（台形の上底部）に光吸収粒子が残留してしまうからである。

また、上記第一態様の光拡散シートにおいて、光吸収粒子の平均粒径を、断面形状台形の上底を形成する出光部の高さ又は開口幅の１／３０〜２／３、好ましくは１／２０〜１／３であることが望ましい。かかる変形は、単独で又は他の変形と組み合わせて、適宜、第一態様以降に記載される他の態様の光拡散シートに対しても適用が可能である。

このようにすれば、光吸収効果を効率よいものとすることができる。また製造時に問題なく断面形状三角形部へと充填することができる。粒径を必要以上に大きくした場合、三角形部に粒子が埋まりきらずにはみだしてしまい、さらに隙間が発生しやすくなる。逆に粒径が必要以上に小さすぎると、三角形部への充填は簡単になるが、製造時に光吸収粒子を出光面から掻き落とすことが困難となって、レンズ出光面に光吸収粒子が残留してしまう傾向が強くなるからである。

また、上記第一態様の光拡散シートにおいて、出光部は観察者側に凸に形成されていることとしてもよい。かかる変形は、単独で又は他の変形と組み合わせて、適宜、第一態様以降に記載される他の態様の光拡散シートに対しても適用が可能である。

このようにすれば、製造時に出光部に光吸収粒子が取り残されることを防止できるので好都合である。

また、上記第一態様の光拡散シートにおいて、単位レンズを板状又は膜状の透明基材（２０３）上に形成するようにしてもよい。かかる変形は、単独で又は他の変形と組み合わせて、適宜、第一態様以降に記載される他の態様の光拡散シートに対しても適用が可能である。

このようにした場合には、型ロールを使用して、配列された単位レンズを連続的に生産することができる。

また、上記第一態様の光拡散シートにおいて、観察者側に拡散剤を混入したシート（１）を張り合わせてもよい。かかる変形は、単独で又は他の変形と組み合わせて、適宜、第一態様以降に記載される他の態様の光拡散シートに対しても適用が可能である。このようにした場合には、観察者側の面を平面とすることができるので、表面への加工が容易なものとなる。また、拡散剤の光学的作用により、出光側のゲインを均一にならすことができる。この拡散剤を混入したシートを張り合わせるための接着層又は粘着層の屈折率は単位レンズの屈折率と同程度でよい。光学的に大きな影響は出ないと考えられるからである。

上記のように構成した場合には、拡散剤を混入したシートのさらに観察者側に、反射防止層、ハードコート層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層、タッチセンサ層のうち少なくとも一つを設けるように構成してもよい。本発明においてはこれらの機能のうち一つだけを持たせてもよく、また複数の機能を併せ持たせてもよい。

このように構成した場合には、光拡散シートに多様な機能を持たせることができる。

また、上記第一態様の光拡散シートにおいて、エンボス加工が施された入光面の、出光面に直交する面による断面形状を楕円の切片又は多角形の切片形状としてもよい。かかる変形は、単独で又は他の変形と組み合わせて、適宜、第一態様以降に記載される他の態様の光拡散シートに対しても適用が可能である。

このように構成した場合には、出光面側から入射した光を楕円又は多角形の切片部で反射させて、十分な角度をもたせて斜辺部へ入光させることができる。したがって斜辺部内部の光吸収粒子により吸収することができるので、コントラストの高い光拡散シートを得ることができる。

上記のように構成した場合にはさらに、入光面に施されたエンボス形状により、３°以上拡散される光の成分が２０％以上であることとしてもよい。

このように構成した場合には、多くの光を光吸収粒子により吸収できるので、コントラストの高い光拡散シートを実現することができる。

またさらに、上記第一態様の光拡散シートにおいて、エンボス加工が施された部分の斜面が入光面とのなす角のθと同方向の成分をφ、エンボス部を形成する材料の屈折率をＮ３とするとき、
ｓｉｎ(９０°−(ｓｉｎ^−１(Ｎ３ ＊ ｓｉｎ(２φ)／Ｎ１)＋θ))＜Ｎ２／Ｎ１
なる関係を満たすエンボス加工が施された部分の面積が、入光面全体の面積の２０％以上であるように構成してもよい。ここに上記不等式において、「＊」（アスタリスクマーク）は、その前後に示される項を乗ずることを示す。たとえば、「Ａ＊Ｂ」は、ＡとＢとの積を示す（以下同じ。）。

このような条件を満たす場合、出光側から出光面に対して垂直に入射した外光は、エンボス面にて反射され、光吸収粒子に吸収される。したがってこのような条件を満たすエンボス面を入光面全体の２０％以上設けることにより、コントラストの高い光拡散シートを構成することができる。

また、入光面に施されたエンボス形状により、２０°以上拡散される光の成分が２０％以下であることとすることもできる。

このようにした場合には、光拡散シートに入光した映像光の多くが、レンズ間部分の光吸収粒子に吸収されることなく観察者側に達することができる。したがって、透過率の高い光拡散シートを実現することができる。

また、さらに上記において、
ｓｉｎ(９０°−(ｓｉｎ^−１(Ｎ３／Ｎ１)＊ ｓｉｎ(φ−ｓｉｎ^−１(ｓｉｎφ／Ｎ３)))＋θ)＜Ｎ２／Ｎ１
なる関係を満たすエンボス加工が施された部分の面積が、入光面全体の面積の２０％以下であるように構成してもよい。

このような関係を満たす場合には、入光面に垂直に入射した映像光が光吸収粒子に吸収される。したがって、このような条件を満たすエンボス加工が施された部分の面積が、入光面全体の面積の２０％以下にコントロールすることにより、透過率の高い光拡散シートを提供することができる。

また、上記第一態様の光拡散シートにおいて、エンボス加工のピッチは、出光面側単位レンズピッチの１／１５〜１／１．５倍となるよう構成してもよい。かかる変形は、単独で又は他の変形と組み合わせて、適宜、第一態様以降に記載される他の態様の光拡散シート又はフィルムに対しても適用が可能である。

このように構成することで、入光面側にエンボスを形成した効果を最大限引き出すことができる。またエンボスのピッチを細かくしたことによる利点として、拡散特性がいびつになることを防止することができること、および出光レンズと入光レンズ（エンボス）との間のモアレ発生が防止できることがあげられる。この表裏のレンズは同方向にできているので、モアレが発生しやすいからである。

さらに本発明では、上記したいずれかの光拡散シートの映像光源側にフレネルレンズを配置したプロジェクションスクリーンを提供して前記した課題を解決する。

この発明によれば、上記光拡散性シートの諸特性をプロジェクションスクリーンにおいて実現することができる。

また、上記プロジェクションスクリーンにおいて、複数の単位レンズの断面形状台形の斜辺は、上下方向に伸びて形成されていることとしてもよい。

このように形成した場合、水平方向に光を拡散することができる。

複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シート又はフィルムであって、単位レンズはその断面形状が略台形であり台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて形成されており、隣接する単位レンズの間の断面形状三角形の部分にはＮ１より低い屈折率Ｎ２を有するとともに光吸収粒子が添加された材料により形成されていて、台形の上底の長さをＴ、高さをＨ、台形斜辺が出光部の法線となす角度をθとした場合、
ｓｉｎ（９０°−θ）＞Ｎ２／Ｎ１
Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
０＜Ｈ＜Ｔ／（ｔａｎ（２θ＋１０°）−ｔａｎθ）
なる関係を有することを特徴とする光拡散シート又はフィルムによれば、出光面法線に平行な入射光は、斜辺の透明低屈折率層表面にて全反射され、出光面においては反射を起こすことなく観察者側に出光される。また、出光面法線に対して最大１０°の傾きをもって入射し、単位レンズ断面が形成する台形斜辺の透明低屈折率層表面にて反射された光は、隣接する単位レンズ断面が形成する台形斜辺の透明低屈折率層にいたることなくの出光面から観察者側に出光される。また、本発明では、断面形状三角形の部分全体を光吸収性の材料とはせず、透明材料に光吸収粒子を分散させる構成をとったので、斜辺部での全反射が効率よく行われる。したがって輝度とコントラストが高く、迷光の少ない光拡散シート又はフィルムを得ることができる。

また、単位レンズを板状又は膜状の透明基材上に形成した場合には、ロール状の型を使用して、配列された単位レンズを連続的に生産することができる。

また、観察者側に拡散剤を混入したシートを張り合わせた場合には、観察者側の面を平面とすることができるので、表面への加工が容易になる。また、拡散剤の光学的作用により、出光側のゲインを均一にならすことができる。

以上のように、複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シート又はフィルムであって、単位レンズはその断面形状が略台形であり台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて形成されており、隣接する単位レンズの間の断面形状三角形の部分にはＮ１より低い屈折率Ｎ２を有する材料が充填され、該屈折率Ｎ２を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、台形の上底の長さをＴ、高さをＨ、台形斜辺が出光部の法線となす角度をθとした場合、
ｓｉｎ(９０°−θ)＞Ｎ２／Ｎ１
Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
０＜Ｈ＜Ｔ／(ｔａｎ(２θ＋１０°)−ｔａｎθ)
なる関係を有し、入光部の面はエンボス加工が施されていることを特徴とする光拡散シート又はフィルムによれば、入光部の面はエンボス加工が施されているので、シート出光部側から入射した外光のうち、シート入光面まで達して反射される光は拡散されて、斜辺部へ大きな角度をもって入射するので、斜辺部にて全反射されることなく断面形状三角形の部分に入光し、光吸収粒子により吸収される。したがって光拡散シート又はフィルムのコントラストを向上させることができる。さらに、光拡散シート又はフィルム内にて出光面法線に平行な入射光は断面形状台形斜辺の表面にて全反射され、出光面においては反射を起こすことなく観察者側に出光される。また、シート内の迷光や観察者側から入射した光は光吸収粒子又は着色された材料により吸収される。したがって輝度とコントラストが高い光拡散シート又はフィルムを得ることができる。

また、エンボス加工が施された部分の斜面が入光面とのなす角のθと同方向の成分をφ、エンボス部を形成する材料の屈折率をＮ３とするとき、
ｓｉｎ(９０°−(ｓｉｎ^−１(Ｎ３ ＊ ｓｉｎ(２φ)／Ｎ１)＋θ))＜Ｎ２／Ｎ１
なる関係を満たすエンボス加工が施された部分の面積が、入光面全体の面積の２０％以上であるように構成した場合、上記不等式を満たす条件のもとでは、出光側から出光面に対して垂直に入射した外光は、エンボス面にて反射され、光吸収粒子に吸収される。したがってこのような条件を満たすエンボス面を入光面全体の２０％以上設けることにより、コントラストの高い光拡散シート又はフィルムを構成することができる。

また、入光面に施されたエンボス形状により、２０°以上拡散される光の成分が２０％以下であることとした場合には、光拡散シート又はフィルムに入光した映像光の多くが、レンズ間部分の光吸収粒子に吸収されることなく観察者側に達することができる。したがって、透過率の高い光拡散粒子を実現することができる。

また、さらに上記において、
ｓｉｎ（９０°−（ｓｉｎ^−１（Ｎ３／Ｎ１）＊ ｓｉｎ（φ−ｓｉｎ^−１（ｓｉｎφ／Ｎ３）））＋θ）＜Ｎ２／Ｎ１
なる関係を満たす条件下においては入光面に垂直に入射した映像光が光吸収粒子に吸収される。したがって、このような条件を満たすエンボス加工が施された部分の面積が、入光面全体の面積の２０％以下にコントロールすることにより、透過率の高い光拡散シート又はフィルムを提供することができる。また、単位レンズを板状又は膜状の透明基材上に形成した場合には、ロール状の型を使用して、配列された単位レンズを連続的に生産することができる。

また、観察者側に拡散剤を混入したシートを張り合わせた場合には、観察者側の面を平面とすることができるので、表面への加工が容易になる。また、拡散剤の光学的作用により、出光側のゲインを均一にならすことができる。

本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する実施の形態から明らかにされる。

（第一実施形態及び第二実施形態）
図１及び図２は、本発明の第一及び第二実施形態の光拡散シート又はフィルムＳ１及びＳ２の水平断面を示す図である。これらの図においては、図面右側に映像光源が配置され、図面の左側に観察者が位置している。

図１は、本発明の第一実施形態の光拡散シートＳ１を示している。この光拡散シートＳ１は、観察者側から映像光源方向に順に、拡散剤入りシート１０１、単位レンズ１０２、ベースシート１０３が張り合わされて配置されている。単位レンズ１０２は高屈折率Ｎ１を有する物質により形成されている。さらに、隣接する単位レンズ１０２、１０２にはさまれた断面形状三角形の部分（以下において「レンズ間部分１０７」という。）には、Ｎ１より小さな屈折率Ｎ２を備えた透明な物質（以下において「透明低屈折率物質１０６」という。）中に光吸収粒子１０５が添加された材料で埋められている。

本実施形態においては、単位レンズ（高屈折率部）１０２の屈折率Ｎ１と、透明低屈折率物質１０６の屈折率Ｎ２との比は、光拡散シートＳ１の光学特性を得るために所定の範囲に設定されている。また、レンズ間部分１０７と単位レンズ（高屈折率部）１０２とが接する斜辺が、出光面の法線（当該光拡散シートＳ１に対する垂直入射光に平行である。）となす角度は所定の角度θに形成されている。

単位レンズ（高屈折率部）１０２は通常、電離放射線硬化性を有するエポキシアクリレートなどの材料にて構成されている。また、透明低屈折率物質１０６として通常、電離放射線硬化性を有するウレタンアクリレートなどの材料が使用されている。光吸収粒子１０５は市販の着色樹脂微粒子が使用可能である。また、拡散剤入りシート１０１、及びベースシート１０３は、単位レンズ（高屈折率部）１０２と略同一の屈折率を有する材料にて構成されている。拡散剤入りシート１０１の観察者側には、反射防止層、ハードコート層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層、タッチセンサ層などの機能層が適宜設けられている。

次に光拡散シートＳ１の単位レンズ１０２内に入光した光の光路について、図１を参照しつつ簡単に説明する。なお、図１において、光Ｌ１１〜Ｌ１４の光路は模式的に示されたものである。いま、図１において、映像光源側から単位レンズ１０２の中央部付近に入射した垂直光Ｌ１１は、そのまま光拡散シートＳ１の内部を直進して通過し、観察者に至る。映像光源側から単位レンズ１０２の端部付近に入射した垂直光Ｌ１２は、単位レンズ（高屈折率部）１０２と透明低屈折率物質１０６との屈折率差により斜辺にて全反射され、所定の角度をもって観察者側に出光される。映像光源側から単位レンズ１０２の端部付近に角度をもって入射した光Ｌ１３は、斜辺にて全反射され、入射時とは反対方向にさらに大きな角度をもって観察者側に出光される。斜辺に所定以上の大きな角度をもって入射する迷光Ｌ１４ａは、単位レンズ（高屈折率部）１０２と低屈折率物質１０６との屈折率差によっても反射されることなくレンズ間部分１０７の内部に入光して、光吸収粒子１０５に吸収され、観察者側に至ることはない。また、観察者側からレンズ間部分１０７に入光した迷光Ｌ１４ｂは、光吸収粒子に吸収されるので、観察者側に反射光となって、出光されることがない。このようにして水平方向に広い視野角をもち、コントラスト、輝度の高い光拡散シートＳ１を得ることができる。

図２は、本発明の第二実施形態の光拡散シートＳ２を示している。この光拡散シートＳ２も、観察者側から映像光源方向に順に、拡散剤入りシート１０１、単位レンズ１０２、ベースシート１０３が張り合わされて配置されている。単位レンズ１０２は高屈折率Ｎ１を有する物質により形成されている。さらに、隣接する単位レンズ１０２、の斜辺には、Ｎ１より小さな屈折率Ｎ２を備え透明な物質により形成された層１０４（以下「透明低屈折率層１０４」という。）が形成されている。また隣接する単位レンズ１０２の間に挟まれた断面形状三角形の部分は、Ｎ２より高い屈折率を有する物質１０８中に光吸収粒子１０５が添加された材料で埋められている。以後の説明においてはこの断面形状三角形の部分を「レンズ間部分１０９」という。

単位レンズ（高屈折率部）１０２の屈折率Ｎ１と、透明低屈折率層１０４の屈折率Ｎ２との比は、光拡散シートＳ２の光学特性を得るために所定の範囲に設定されている。また、透明低屈折率層１０４と単位レンズ（高屈折率部）１０２とが接する斜辺が、出光面の法線（当該光拡散シートＳ２に対する垂直入射光に平行である。）となす角度は所定の角度θに形成されている。これらについては後に詳述する。

単位レンズ（高屈折率部）１０２は通常、電離放射線硬化性を有するエポキシアクリレートなどの材料にて構成されている。また、透明低屈折率層１０４は、シリカ等透明樹脂の屈折率より低い屈折率を有する材料にて形成されている。光吸収粒子１０５は市販の着色樹脂微粒子が使用可能である。また、拡散剤入りシート１０１、及びベースシート１０３は、単位レンズ（高屈折率部）１０２と略同一の屈折率を有する材料にて構成されている。拡散剤入りシート１０１の観察者側には、反射防止層、ハードコート層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層、タッチセンサ層などの機能層が適宜設けられている。

次に光拡散シートＳ２の単位レンズ１０２内に入光した光の光路について、図２を参照しつつ簡単に説明する。なお、図２においても、光Ｌ１１〜Ｌ１４の光路は模式的に示されたものである。図２において、映像光源側から単位レンズ１０２の中央部付近に入射した垂直光Ｌ１１は、そのまま光拡散シートＳ２の内部を直進して通過し、観察者に至る。

映像光源側から単位レンズ１０２の端部付近に入射した垂直光Ｌ１２は、単位レンズ（高屈折率部）１０２と透明低屈折率層１０４との屈折率差により斜辺にて全反射され、所定の角度をもって観察者側に出光される。映像光源側から単位レンズ１０２の端部付近に角度をもって入射した光Ｌ１３は、斜辺にて全反射され、入射時とは反対方向にさらに大きな角度をもって観察者側に出光される。斜辺に所定以上の大きな角度をもって入射する迷光Ｌ１４ａは、単位レンズ（高屈折率部）１０２と低屈折率部１０４との屈折率差によっても反射されることなく透明低屈折率層１０４の内部に入光する。迷光Ｌ１４ａはレンズ間部分１０９の光吸収粒子１０５に吸収され、観察者側に至ることはない。また、観察者側からレンズ間部分１０９に入光した迷光Ｌ１４ｂも、光吸収粒子１０５に吸収され、観察者側に反射光となって、出光されることがない。このようにして水平方向に広い視野角をもち、コントラスト、輝度の高い光拡散シートＳ２を得ることができる。

次に、図３及び図４を参照しつつ光拡散シートの単位レンズ部に入射した光拡散シート内の光が斜辺にて全反射され、かつ出光面においては、全反射されずに観察者側に透過する条件について説明する。

図３は、光拡散シート内において第七実施形態の光拡散シートＳ２の斜辺に垂直光Ｌ１５が入射した場合の光路を示す図である。図３においては、映像光源は図面上方に、観察者は図面下方に位置しているものとする。また拡散剤入りシート１０１、及びベースシート１０３は説明の簡略化のため省略している（以下図４及び５において同じ。）。

図３において、斜辺に入射した垂直光Ｌ１５が、斜辺のＡ点において全反射され始める条件（臨界条件）は、スネルの法則により、
ｓｉｎ（９０°−θ）＝Ｎ２／Ｎ１
であるから、垂直光Ｌ１５が常に全反射されるためには、
（式１） ｓｉｎ（９０°−θ）＞Ｎ２／Ｎ１
なる条件を満たす必要がある。

また、斜辺のＡ点にて反射された光Ｌ１５が、出光面のＢ点において全反射され始める条件（臨界条件）は、大気の屈折率を１とした場合、スネルの法則により、ｓｉｎ２θ＝１／Ｎ１
であるから、光Ｌ１５がＢ点から観察者側に確実に出光されるためには、
（式２） ｓｉｎ２θ＜１／Ｎ１
なる条件を満たす必要がある。

なお参考のために図４を参照しつつ、光拡散シートＳ２の斜辺に１０°の傾きを持った光Ｌ１６が入射した場合の光路について以下に簡単に説明する。

図４において、斜辺に入射した１０°の傾きを持つ光Ｌ１６が、斜辺のＡ点において全反射され始める条件（臨界条件）は、スネルの法則により、
ｓｉｎ（８０°−θ）＝Ｎ２／Ｎ１
であるから、１０°の傾きを持った光Ｌ１６が常に全反射されるためには、
（式３） ｓｉｎ（８０°−θ）＞Ｎ２／Ｎ１
なる条件を満たす必要がある。

また、斜辺のＡ点にて反射された光Ｌ１６が、出光面のＢ点において全反射され始める条件（臨界条件）は、大気の屈折率を１とした場合、スネルの法則により、ｓｉｎ（２θ＋１０°）＝１／Ｎ１
であるから、光Ｌ１６がＢ点から観察者側に確実に出光されるためには、
ｓｉｎ（２θ＋１０°）＜１／Ｎ１
すなわち
（式４） Ｎ１＜１／ｓｉｎ（２θ＋１０°）
なる条件を満たす必要がある。

次に、図５を参照しつつ光拡散シートＳ２の斜辺にて反射された光が、隣接する斜辺に到達しない条件について説明する。この条件を見出すためには、出光面法線に対して最も大きな角度（現実的には１０°）を持つ入射光Ｌ１７が、低屈折率部１０４がなす三角形の頂点付近の斜辺上の点Ｃにて全反射された場合に、その反射光が隣接する斜辺に到達しないように、三角形の高さＨと単位レンズの上底の長さＴとの関係を定めればよい。

図５において、三角形の底辺の長さを２Ｓとすれば、
ｔａｎθ＝Ｓ／Ｈ
ｔａｎ（２θ+１０°）＝（Ｓ＋Ｔ）／Ｈ
したがって、
Ｈ＝Ｔ／（ｔａｎ（２θ+１０°）−ｔａｎθ）
Ｈが上記値より小であれば、反射光が隣接する斜辺に到達しない。したがってその条件は、
（式５） Ｈ＜Ｔ／（ｔａｎ（２θ+１０°）−ｔａｎθ）
で表される。

次にθが５°〜１５°であるとして、その範囲においてさらに具体的にＮ１とＮ２の値を考察する。５°＜θ＜１５°の範囲においては、
ｓｉｎ（９０°−θ）＜０．９９６
であり、式１により、Ｎ２／Ｎ１の値はこれより小さいから
（式６） Ｎ２／Ｎ１＜０．９９６
一方、５°＜θ＜１５°の範囲では、
１／ｓｉｎ２θ＜５．７６
であるから、式２より、
（式７） Ｎ１＜５．７６
さらに、入手しうる現実の材料を考慮した場合、Ｎ２の最小値は１．３０なので、
Ｎ２／Ｎ１＞１．３０／５．７６＝０．２３
したがって上式と式６から
（式８） ０．２３＜Ｎ２／Ｎ１＜０．９９６
上記式７及び式８が５°＜θ＜１５°の範囲での、Ｎ１及びＮ２の値がとりうる条件である。

また、式５においては、θ＝１５°の時にＨに対する条件が決定され、
Ｈ＜Ｔ／０．５７
となる。

図６は、レンズ間部分１０７又は１０９の形状の諸態様を示す図である。このレンズ間部分１０７又は１０９は、隣接する二つの単位レンズ１０２、１０２の斜辺により形成される略三角形の形状を基礎としている。図６（ａ）は、斜辺が直線にて形成されている場合を表している。この場合には、斜辺と出光面法線とがなす角度θ１は斜辺上のどの点においても一定である。図６（ｂ）は、斜辺が滑らかな曲線で形成されている場合を表している。また図６（ｃ）は、斜辺が２本の直線にて構成されている場合を示している。これらの場合、斜辺と出光面法線とがなす角度θ２、又はθ３若しくはθ４は、斜辺上の位置により異なる。本発明において図６（ｂ）や図６（ｃ）の場合のように斜辺と出光面法線のなす角度が一定でないときは、斜辺の長さの９０％以上において、以上に説明してきた式１〜８の各条件を満たせば本発明の効果を得ることができる。

図７及び図８は、第二実施形態の光拡散シートＳ２の構成の一例を示す図である。図７に示される光拡散シートは水平断面形状が垂直方向に一定な単位レンズ１０２を備えている。隣接する単位レンズ１０２、１０２の間には、透明低屈折率層１０４を介して、レンズ間部分１０９に光吸収粒子１０５が添加された樹脂材料１０８が充填されている。出光面側には拡散剤入りシート１０１が、入光面側にはベースシート１０３が配置されている。図面では理解のためにこれら三者が離れて表されているが、実際にはこれらは貼り合わされている。

一方、図８に示されている光拡散シートにおいては、半載円錐状の単位レンズが垂直平面上に二次元状に配列されている。各単位レンズの半載円錐の頂部平面は同一面上に形成されており、この平面に拡散剤入りシート１０１が貼り合わされている。隣接する単位レンズ１０２、１０２との間の空隙は透明低屈折率層１０４を介してレンズ間部分１０９に光吸収粒子１０５が添加された樹脂材料１０８が充填されている。図７及び図８のいずれに示されている光拡散シートの構成によっても本発明による効果を得ることができる。

図８では上下左右の２方向へレンズによって拡散させることができる。さらに、一次元の光拡散シート又はフィルムを２枚直交させて配置しても図８と同様な効果のある二次元の光拡散シート又はフィルムとすることができる。

図９は、第二実施形態の光拡散シートＳ２において、単位レンズ１０２の出光面（断面形状台形の上底に相当する部分）が観者側に凸に形成されている例を示す図である。このような構成をとることにより製造工程において、先に単位レンズ１０２の部分を形成して、その後レンズ間部分１０７に光吸収粒子１０５を添加した材料１０８を充填する工程をとる場合、充填後にブレードにて出光面に残った光吸収粒子１０５を完全に取り去ることができる。

次に図１０及び図１１を参照しつつ第一及び第二実施形態の光拡散シートの製造方法について説明する。図１０は第一実施形態の光拡散シートＳ１、図１１は第二実施形態の光拡散シートＳ２の製造方法をそれぞれ示すものである。

この製造方法に使用される製造装置は、型ロール１１０と、ミラーロール１２０と、ベースフィルム供給ロール１１６と、補助ロール群１１９、１２２、１２４と、電離放射線硬化型樹脂を供給するフィーダー１１２、１１５、１２１と、電離放射線照射機１１４、１１８、１２３とを備えている。さらに第二実施形態にかかる製造装置は透明低屈折率層を形成する物質の蒸着装置１２５を備えている。

図１０の第一実施形態にかかる光拡散シートＳ１の製造装置において、所定の速度で回転する型ロール１１０の表面にはレンズ間部分１０７を構成する断面形状三角形の部分に対応する雌型が彫られている。黒色粒子（光吸収粒子）が添加され、所定温度に加温された低屈折率樹脂が樹脂フィーダー１１２から型ロール１１０上に供給され、三角形の凹部に充填される。余剰の樹脂をドクターブレード１１３にて掻き落とした後、電離放射線照射機１１４にて電離放射線をロール表面に照射して、黒色粒子入り低屈折率樹脂を硬化させる。次いでフィーダー１１５から透明樹脂をロール幅のほぼ全長にわたって供給し型ロール１１０の表面に透明樹脂層を形成する。さらにその上面にベースフィルム１１７を、供給ロール１１６から巻き出して形成したのち、再び電離放射線照射機１１８にて電離放射線を照射して、透明樹脂を硬化させる。そして補助ロール１１９により折り返してミラーロール１２０へと供給する。この折り返しの工程により、型ロール１１０の表面凹部に形成されていた断面形状三角形の黒色粒子入り低屈折率部は、ロール表面から剥離される。この時点では、Ｅ点拡大図で示されるように、ベースフィルム上に透明樹脂層が形成され、さらに透明樹脂層の上面に黒色粒子入り低屈折率樹脂が断面三角形に形成されている。

ミラーロール１２０側では、あらかじめロール表面に単位レンズを構成する高屈折率樹脂がフィーダー１２１から供給されて、硬化前のやわらかい状態で高屈折率樹脂層が形成されている。この高屈折率樹脂層と型ロール１１０から供給されてきた中間製品とがミラーロール１２０と補助ロール１２２とにより圧着される。柔らかな高屈折率樹脂は圧着されることにより透明低屈折率層が形成する断面形状台形の谷間に隙間なく入り込む。さらにミラーロール１２０の表面に電離放射線照射機２３にて電離放射線を照射して、高屈折率樹脂を硬化させる。そして補助ロール１２４により反対方向に折り返して、硬化した高屈折率樹脂をミラーロール１２０から剥離する。この時点では、Ｆ点拡大図に示されるように、断面形状三角形の透明低屈折率層の上面に断面形状が台形の高屈折率樹脂層にて形成された単位レンズ群が形成されている。その後このシートは巻き取り機へと送られロール状に巻き取られる。

図１１の第二実施形態にかかる光拡散シートＳ２の製造装置においては、樹脂フィーダー１１２から供給されるのは黒色粒子が混入された透明高屈折率樹脂（単位レンズ部と同程度の屈折率）である。またこの製造工程においてはＥ点通過後のライン状に蒸着装置１２５が設けられている。蒸着装置１２５においては、黒色粒子入り透明高屈折率樹脂の上方から、透明低屈折率物質を蒸着して、透明低屈折率層１０４を形成する（Ｆ点拡大図参照）。その他の構成は図１０に示されている光拡散シートＳ１の製造装置と同様である。

なお、上記工程は、型ロール１１０にて断面形状三角形のレンズ間部分１０７又は１０９を形成するものであるが、型ロール１１０により断面形状台形の単位レンズ（高屈折率部）１０２を先に形成して、ミラーロール１２０側のフィーダー１２１からレンズ間部分１０７又は１０９を形成する黒色粒子入り高屈折率樹脂、又は黒色粒子入り透明低屈折率樹脂を供給するように構成してもよい。

単位レンズを構成する単位レンズ（高屈折率部）１０２（台形部分）の材料としてエポキシアクリレート、レンズ間部分１０７の透明低屈折率樹脂としてウレタンアクリレート、光吸収粒子として、大日精化工業（株）製「ラブコロール」（登録商標）を使用した。「ラブコロール」の平均粒径は８μｍで、添加量を５０質量％とした。

単位レンズ（高屈折率部）１０２の屈折率は１．５７、レンズ間部分１０７の屈折率は１．４８であった。このように構成したシートの入光側にフレネルレンズシートを、観察者側には拡散板を配置した。拡散板は、アクリル製三層構造で、中間層に拡散剤を混入したものを使用した。単位レンズ（高屈折率部）１０２のレンズピッチは５０μｍとした。また、単位レンズ（高屈折率部）１０２の台形部分の上底長さと、低屈折率部の三角形底辺の長さを等しくなるようにし、いわゆるブラックストライプ率が５０％となるようにした。さらに頂角θを１０°に設定した。

このように構成した光拡散シートは、透過率が８０％、反射率が５％、ゲインが４であった。また、垂直視野角(半値角：ある方向から観視したときの輝度が正面から観視したときの半分になる角度)は１２゜、水平視野角(半値角)は２５゜であった。

（第三実施形態及び第四実施形態）
図１２及び図１３は、本発明の第三及び第四実施形態の光拡散シートＳ３及びＳ４の水平断面を示す図である。これらの図においては、図面右側に映像光源が配置され、図面の左側に観察者が位置している。

図１２は、本発明の第三実施形態の光拡散シートＳ３を示している。この光拡散シートＳ３は、観察者側から映像光源方向に順に、拡散剤入りシート２０１、単位レンズ２０２、ベースシート２０３が張り合わされて配置され、さらにベースシート２０３の映像光源側の面にはエンボス加工が施され、エンボス部Ｅが形成されている。単位レンズ２０２は高屈折率Ｎ１を有する物質により形成されている。さらに、隣接する単位レンズ２０２、２０２にはさまれた断面形状三角形の部分（以下において「レンズ間部分２０７」という。）には、Ｎ１より小さな屈折率Ｎ２を備えた透明な物質（以下において「透明低屈折率物質２０６」という。）中に光吸収粒子２０５が添加された材料で埋められている。またエンボス部Ｅは屈折率Ｎ３を有する物質にて形成されている。

本実施形態においては、単位レンズ（高屈折率部）２０２の屈折率Ｎ１と、透明低屈折率物質２０６の屈折率Ｎ２と、エンボス部Ｅの形状及び屈折率Ｎ３は、光拡散シートＳ３の光学特性を得るために所定の関係を有するように設定されている。また、レンズ間部分２０７と単位レンズ（高屈折率部）２０２とが接する斜辺が、出光面の法線（当該光拡散シートＳ３に対する垂直入射光に平行である。）となす角度は所定の角度θに形成されている。

単位レンズ（高屈折率部）２０２は通常、電離放射線硬化性を有するエポキシアクリレートなどの材料にて構成されている。また、透明低屈折率物質２０６として通常、電離放射線硬化性を有するウレタンアクリレートなどの材料が使用されている。光吸収粒子２０５は市販の着色樹脂微粒子が使用可能である。また、拡散剤入りシート２０１、及びベースシート２０３は、単位レンズ（高屈折率部）２０２と略同一の屈折率を有する材料にて構成されている。拡散剤入りシート２０１の観察者側には、反射防止層、ハードコート層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層、タッチセンサ層などの機能層が適宜設けられている。

次に光拡散シートＳ３の単位レンズ２０２内に入光した光の光路について、図１２を参照しつつ簡単に説明する。なお、図１２において、光Ｌ２１〜Ｌ２４の光路は模式的に示されたものである。いま、図１２において、映像光源側から単位レンズ２０２の中央部付近に入射した垂直映像光Ｌ２１は、そのまま光拡散シートＳ３の内部を直進して通過し、観察者に至る。映像光源側から単位レンズ２０２の端部付近に入射した垂直映像光Ｌ２２は、単位レンズ（高屈折率部）２０２と透明低屈折率物質２０６との屈折率差により斜辺にて全反射され、所定の角度をもって観察者側に出光される。映像光源側から単位レンズ２０２の端部付近に角度をもって入射した映像光Ｌ２３は、斜辺にて全反射され、入射時とは反対方向にさらに大きな角度をもって観察者側に出光される。斜辺に所定以上の大きな角度をもって入射する迷光Ｌ２４ａは、単位レンズ（高屈折率部）２０２と低屈折率物質２０６との屈折率差によっても反射されることなくレンズ間部分２０７の内部に入光して、光吸収粒子２０５に吸収され、観察者側に至ることはない。また、観察者側（出光面側）からレンズ間部分２０７に入光した迷光Ｌ２４ｂは、光吸収粒子に吸収されるので、観察者側に反射光となって、出光されることがない。さらに観察者側から垂直に単位レンズ２０２の出光面開口方向に入射した光Ｌ２４ｃは拡散剤入りシート２０１、単位レンズ２０２、及びベースシート２０３を透過後、エンボス部Ｅの映像光源側内面にて反射され、比較的大きな角度を持って、レンズ間部分２０７に達する。したがってこの光はレンズ間部分２０７表面では反射されることなく、レンズ間部分２０７に入光し、光吸収粒子２０５により吸収される。このようにして水平方向に広い視野角をもち、コントラスト、輝度の高い光拡散シートＳ３を得ることができる。

図１３は、本発明の第四実施形態の光拡散シートＳ４を示している。この光拡散シートＳ４も、観察者側から映像光源方向に順に、拡散剤入りシート２０１、単位レンズ２０２、ベースシート２０３が張り合わされて配置され、さらにベースシート２０３の映像光源側の面にはエンボス加工が施され、エンボス部Ｅが形成されている。単位レンズ２０２は高屈折率Ｎ１を有する物質により形成されている。さらに、隣接する単位レンズ２０２、２０２、の斜辺には、Ｎ１より小さな屈折率Ｎ２を備え透明な物質により形成された層２０４（以下「透明低屈折率層２０４」という。）が形成されている。また隣接する単位レンズ２０２の間に挟まれた断面形状三角形の部分は、Ｎ２より高い屈折率を有する物質２０８中に光吸収粒子２０５が添加された材料で埋められている。以後の説明においてはこの断面形状三角形の部分を「レンズ間部分２０９」という。エンボス部Ｅは屈折率Ｎ３を有する物質にて形成されている。

単位レンズ（高屈折率部）２０２の屈折率Ｎ１と、透明低屈折率層２０４の屈折率Ｎ２と、エンボス部Ｅの形状及び屈折率Ｎ３は、光拡散シートＳ４の光学特性を得るために所定の関係を有するように設定されている。また、透明低屈折率層２０４と単位レンズ（高屈折率部）２０２とが接する斜辺が、出光面の法線（当該光拡散シートＳ４に対する垂直入射光に平行である。）となす角度は所定の角度θに形成されている。これらについては後に詳述する。

単位レンズ（高屈折率部）２０２は通常、電離放射線硬化性を有するエポキシアクリレートなどの材料にて構成されている。また、透明低屈折率層２０４は、シリカ等透明樹脂の屈折率より低い屈折率を有する材料にて形成されている。光吸収粒子２０５は市販の着色樹脂微粒子が使用可能である。また、拡散剤入りシート２０１、及びベースシート２０３は、単位レンズ（高屈折率部）２０２と略同一の屈折率を有する材料にて構成されている。拡散剤入りシート２０１の観察者側には、反射防止層、ハードコート層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層、タッチセンサ層などの機能層が適宜設けられている。

次に光拡散シートＳ４の単位レンズ２０２内に入光した光の光路について、図１３を参照しつつ簡単に説明する。なお、図１３においても、光Ｌ２１〜Ｌ２４の光路は模式的に示されたものである。図１３において、映像光源側から単位レンズ２０２の中央部付近に入射した垂直映像光Ｌ２１は、そのまま光拡散シートＳ４の内部を直進して通過し、観察者に至る。

映像光源側から単位レンズ２０２の端部付近に入射した垂直映像光Ｌ２２は、単位レンズ（高屈折率部）２０２と透明低屈折率層２０４との屈折率差により斜辺にて全反射され、所定の角度をもって観察者側に出光される。映像光源側から単位レンズ２０２の端部付近に角度をもって入射した映像光Ｌ２３は、斜辺にて全反射され、入射時とは反対方向にさらに大きな角度をもって観察者側に出光される。斜辺に所定以上の大きな角度をもって入射する迷光Ｌ２４ａは、単位レンズ（高屈折率部）２０２と低屈折率部２０４との屈折率差によっても反射されることなく透明低屈折率層２０４の内部に入光する。迷光Ｌ２４ａはレンズ間部分２０９の光吸収粒子２０５に吸収され、観察者側に至ることはない。また、観察者側からレンズ間部分２０９に入光した迷光Ｌ２４ｂも、光吸収粒子２０５に吸収され、観察者側に反射光となって、出光されることがない。さらに観察者側から垂直に単位レンズの出光面開口方向入射した光Ｌ２４ｃは拡散剤入りシート２０１、単位レンズ２０２、及びベースシート２０３を透過後エンボス部Ｅの映像光源側内面にて反射され、比較的大きな角度を持って、レンズ間部分２０７に達する。したがってこの光はレンズ間部分２０７表面では反射されることなく、レンズ間部分２０７に入光し、光吸収粒子２０５により吸収される。このようにして水平方向に広い視野角をもち、コントラスト、輝度の高い光拡散シートＳ４を得ることができる。

なお、図１２及び図１３においては、光拡散シ−トＳ３、Ｓ４の入光面側にベースシート２０３が配置されている構成を示したが、これを取り除いても同様な光学的効果を得ることができる。

また、図１２において、光拡散シ−トＳ３、のレンズ間部分２０７には低屈折率透明物質に光吸収粒子が添加された例を示したが、これに代えてレンズ間部分２０７に着色した低屈折率物質を充填する構成をとっても同様の効果を得ることができる。

同様に、図１３において、光拡散シ−トＳ４、のレンズ間部分２０９には高屈折率透明物質に光吸収粒子が添加された例を示したが、これに代えてレンズ間部分２０９に着色した高屈折率物質を充填する構成をとっても同様の効果を得ることができる。

なお、第一実施形態及び第二実施形態において、図３〜図５についてした説明は、第三実施形態及び第四実施形態にも適用される。

次に図１４を参照しつつ、出光面側から光拡散シートに垂直に入射しエンボス部Ｅにて反射された光Ｌ２８が、レンズ間部分２０７により吸収される条件について説明する。図１４においては、図面左側が観察者側、図面右側が映像光源側として表されている。なお、説明のためにエンボス部Ｅが誇張して描かれており、拡散剤入りシート２０1及びベースシート２０３は省略されている。

出光面側から光拡散シートＳ３内に入射した垂直光Ｌ２８は、エンボス部Ｅの映像光源側内面のＡ点にて反射され、エンボス部Ｅと単位レンズ２０２との界面を点Ｂで横切り、点Ｃでレンズ間部分２０７に達している。ここにエンボス部断面が単位レンズ２０２との界面となす角度をφ、反射された光Ｌ２８が光拡散シート内にて出光面法線となす角度をαとする。Ａ点において反射された光Ｌ２８がエンボス部内Ｂ点において出光面法線となす角度は２φであるから、スネルの法則により、
(式９) Ｎ１ｓｉｎα＝Ｎ３ｓｉｎ２φ
が成り立つ。また、Ｃ点において、光Ｌ２８がレンズ間部分２０７の斜面の法線となす角度βは
(９０°−α−θ)であるから、Ｃ点において、臨界条件下におけるスネルの法則は、Ｎ２ｓｉｎ９０°＝Ｎ１ｓｉｎβ
にて表される。すなわち
（式１０） Ｎ２＝Ｎ１ｓｉｎ(９０°−α−θ)
式９及び１０から
（式１１） ｓｉｎ（９０°−（ｓｉｎ^−１（Ｎ３ ＊ ｓｉｎ（２φ）／Ｎ１＋θ）））＝Ｎ２／Ｎ１
したがって、光Ｌ２８がレンズ間部分２０７に入射し得る条件は、
（式１２） ｓｉｎ（９０°−（ｓｉｎ^−１（Ｎ３ ＊ ｓｉｎ（２φ）／Ｎ１＋θ）））＜Ｎ２／Ｎ１
にて表される。

式１２の条件を満たすエンボス部Ｅの面積が多いほど、出光面側から入射した外光がレンズ間部分２０７の光吸収粒子２０５により吸収される割合が多くなる。この結果、光拡散シートのコントラストを高くすることができる。本願発明者の知見によれば、このような条件を満たすエンボス部Ｅの面積を、入光面全体の面積の２０％以上とすれば、良好なコントラストを備えた光拡散シートを得ることができることが判明している。

次に図１５を参照しつつ、映像光源側から光拡散シートに対して垂直な角度をもってエンボス部Ｅに入射した光Ｌ２９（映像光）が、レンズ間部分２０７により吸収される条件について説明する。図１５においても、図面左側が観察者側、図面右側が映像光源側として表されている。なお、ここではエンボス部Ｅはランダムなマット形状に誇張さて描かれており、拡散剤入りシート２０１及びベースシート２０３は省略されている。なお、参考までに、映像光源側から垂直な角度をもってエンボス部Ｅに入射し、レンズ間部分２０７により完全に反射される光Ｌ２９Ｒも点線にて示されている。

映像光源側からエンボス部Ｅに入射した垂直光Ｌ２９は、エンボス部Ｅの映像光源側のＰ点にて屈折され、エンボス部Ｅと単位レンズ２０２との界面を点Ｑで横切る。さらに点Ｑにおいて屈折されて単位レンズ２０２に入射し、点Ｒでレンズ間部分２０７に達している。ここに垂直光Ｌ２９が侵入する位置におけるエンボス部断面の接線が単位レンズ２０２との界面となす角度をφ、エンボス部Ｅ内において、光Ｌ２９がエンボス斜面の法線となす角度をγ、単位レンズ２０２との界面の法線となす角度をδ、単位レンズ２０２内で光Ｌ２９がレンズ間部分２０７の斜面の法線となす角度をμとする。また、Ｐ、Ｑ、Ｒの各点を通過する３つの法線の交点をそれぞれＳ、Ｕとし、エンボス部断面斜面とレンズ間部分との界面との交点をＴとする。

いま四角形ＰＳＱＴにおいて、
∠ＰＳＱ＝３６０°−９０°＊２−φ＝１８０°−φ
したがって
(式１３) δ＝１８０°−γ−∠ＰＳＱ＝φ−γ
Ｐ点においてスネルの法則が成り立つので
(式１４) ｓｉｎφ＝Ｎ３ｓｉｎγ
Ｑ点においてもスネルの法則が成り立つので
(式１５) Ｎ３ｓｉｎδ＝Ｎ１ｓｉｎλ
一方、三角形ＲＵＱにおいて、
∠ＲＵＱ＝９０°＋θ
だから、
（式１６） μ＝９０°−λ−θ
さらにＲ点において、臨界条件におけるスネルの法則により、
(式１７) Ｎ２＝Ｎ１ｓｉｎμ
したがって式１３〜１７から、
ｓｉｎ（９０°−（ｓｉｎ^−１（Ｎ３／Ｎ１） ＊ ｓｉｎ（φ−ｓｉｎ^−１（ｓｉｎφ／Ｎ３）））＋θ）＝Ｎ２／Ｎ１
よって、光Ｌ２９がレンズ間部分２０７の光吸収粒子に吸収される条件は、
(式１８) ｓｉｎ（９０°−（ｓｉｎ^−１（Ｎ３／Ｎ１） ＊ ｓｉｎ（φ−ｓｉｎ^−１（ｓｉｎφ／Ｎ３））)＋θ）＜Ｎ２／Ｎ１
にて表される。

式１８の条件を満たすエンボス部Ｅの面積が少ないほど、映像光はレンズ間部分２０７の光吸収粒子２０５に吸収されることなく観察者側に達する割合が多くなる。この結果、透過率の高い光拡散シートを得ることができる。本願発明者の知見によれば、式１８の条件を満たすエンボス部Ｅの面積が入光面全体の面積の２０％以下であれば良好な透過率が得られることが判明している。

なお、第一実施形態及び第二実施形態に関して図６についてした説明は、第三実施形態及び第四実施形態にも適用される。

なお、本願発明者の知見によれば、エンボス部のピッチは、出光面側単位レンズのピッチの１／１．５以下であること、さらに好ましくは１／４．５以下であることが望ましい。エンボス部のピッチをこのように設定することにより、上記した光学的特性を十分に発揮させることができ、さらにモアレの発生を回避することもできる。

図１６及び図１７は、第四実施形態にかかる光拡散シートＳ４の構成の一例を示す図である。図１６に示される光拡散シートは水平断面形状が垂直方向に一定な単位レンズ２０２を備えている。隣接する単位レンズ２０２、２０２の間には、透明低屈折率層２０４を介して、レンズ間部分２０９に光吸収粒子２０５が添加された樹脂材料２０８が充填されている。出光面側には拡散剤入りシート２０１が、入光面側にはベースシート２０３が配置され、ベースシート２０３の映像光源側にはエンボス部Ｅが形成されている。図面では理解のためにこれら三者が離れて表されているが、実際にはこれらは貼り合わされている。

一方、図１７に示されている光拡散シートにおいては、半載円錐状の単位レンズが垂直平面上に二次元状に配列されている。各単位レンズの半載円錐の頂部平面は同一面上に形成されており、この平面に拡散剤入りシート２０１が貼り合わされている。隣接する単位レンズ２０２、２０２との間の空隙は透明低屈折率層２０４を介してレンズ間部分２０９に光吸収粒子２０５が添加された樹脂材料２０８が充填されている。図１６及び図１７のいずれに示されている光拡散シートの構成によっても本発明による効果を得ることができる。

図１８は、第四実施形態の光拡散シートＳ４において、単位レンズ２０２の出光面（断面形状台形の上底に相当する部分）が観者側に凸に形成されている例を示す図である。このような構成をとることにより製造工程において、先に単位レンズ２０２の部分を形成して、その後レンズ間部分２０９に光吸収粒子２０５を添加した材料２０８を充填する工程をとる場合、充填後にブレードにて出光面に残った光吸収粒子２０５を完全に取り去ることができる。

図１９は、エンボス部Ｅの断面形状の例を示すものである。これらの図からも明らかなようにエンボス部Ｅの断面形状は、三角形（図１９（ａ）のＥ１参照）でもよく、楕円形の一部（図１９（ｂ）のＥ２参照）であってもよく、また多角形の一部（図１９（ｃ）のＥ３参照）であってもよい。さらに図１９（ｄ）に示されるように、各エンボス部Ｅ４の断面形状は台形で、それぞれのエンボス部が離れて形成されていてもよい。

次に図２０及び図２１を参照しつつ第三及び第四実施形態の光拡散シートの製造方法について説明する。図２０は第三実施形態の光拡散シートＳ３、図２１は第四実施形態の光拡散シートＳ４の製造方法をそれぞれ示すものである。

この製造方法に使用される製造装置は、型ロール２１０と、エンボスロール２２０と、ベースフィルム供給ロール２１６と、補助ロール群２１９、２２２、２２４と、電離放射線硬化型樹脂を供給するフィーダー２１２、２１５、２２１と、電離放射線照射機２１４、２１８、２２３とを備えている。さらに第八実施形態にかかる製造装置は透明低屈折率層を形成する物質の蒸着装置２２５を備えている。

図２０の第三実施形態にかかる光拡散シートＳ３の製造装置において、所定の速度で回転する型ロール２１０の表面にはレンズ間部分２０７を構成する断面形状三角形の部分に対応する雌型が彫られている。黒色粒子（光吸収粒子）が添加され、所定温度に加温された低屈折率樹脂が樹脂フィーダー２１２から型ロール２１０上に供給され、三角形の凹部に充填される。余剰の樹脂をドクターブレード２１３にて掻き落とした後、電離放射線照射機２１４にて電離放射線をロール表面に照射して、黒色粒子入り低屈折率樹脂を硬化させる。次いでフィーダー２１５から透明樹脂をロール幅のほぼ全長にわたって供給し型ロール２１０の表面に透明樹脂層を形成する。さらにその上面にベースフィルム２１７を、供給ロール２１６から巻き出して形成したのち、再び電離放射線照射機２１８にて電離放射線を照射して、透明樹脂を硬化させる。そして補助ロール２１９により折り返してエンボスロール２２０へと供給する。この折り返しの工程により、型ロール２１０の表面凹部に形成されていた断面形状三角形の黒色粒子入り低屈折率部は、ロール表面から剥離される。この時点では、Ｅ点拡大図で示されるように、ベースフィルム上に透明樹脂層が形成され、さらに透明樹脂層の上面に黒色粒子入り低屈折率樹脂が断面三角形に形成されている。

エンボスロール２２０側では、あらかじめエンボスのメス型が形成されたロール表面に単位レンズを構成する高屈折率樹脂がフィーダー２２１から供給されて、硬化前のやわらかい状態で高屈折率樹脂層が形成されている。この高屈折率樹脂層と型ロール２１０から供給されてきた中間製品とがエンボスロール２２０と補助ロール２２２とにより圧着される。柔らかな高屈折率樹脂は圧着されることにより透明低屈折率層が形成する断面形状台形の谷間に隙間なく入り込む。さらにエンボスロール２２０の表面に電離放射線照射機２２３にて電離放射線を照射して、高屈折率樹脂を硬化させる。そして補助ロール２２４により反対方向に折り返して、硬化した高屈折率樹脂をエンボスロール２２０から剥離する。この時点では、Ｆ点拡大図に示されるように、断面形状三角形の透明低屈折率層の上面に断面形状が台形の高屈折率樹脂層にて形成された単位レンズ群が形成されている。また単位レンズの上面にはエンボス部が形成されている。その後このシートは巻き取り機へと送られロール状に巻き取られる。

図２１の第四実施形態にかかる光拡散シートＳ４の製造装置においては、樹脂フィーダー２１２から供給されるのは黒色粒子が混入された透明高屈折率樹脂（単位レンズ部と同程度の屈折率）である。またこの製造工程においてはＥ点通過後のライン状に蒸着装置２２５が設けられている。蒸着装置２２５においては、黒色粒子入り透明高屈折率樹脂の上方から、透明低屈折率物質を蒸着して、透明低屈折率層２０４を形成する（Ｆ点拡大図参照）。その他の構成は図２０に示されている光拡散シートＳ３の製造装置と同様である。

単位レンズを構成する単位レンズ（高屈折率部）２０２（台形部分）の材料としてエポキシアクリレート、レンズ間部分２０７の透明低屈折率樹脂としてウレタンアクリレート、光吸収粒子として、大日精化工業（株）製「ラブコロール」（登録商標）を使用した。「ラブコロール」の平均粒径は８μｍで、添加量を４１質量％とした。

単位レンズ（高屈折率部）２０２の屈折率は１．５５、レンズ間部分２０７の屈折率は１．４８であった。このように構成したシートの入光側にフレネルレンズシートを、観察者側には拡散板を配置した。拡散板は、アクリル製三層構造で、中間層に拡散剤を混入したものを使用した。単位レンズ（高屈折率部）２０２のレンズピッチは５０μｍとした。また、単位レンズ（高屈折率部）２０２の台形部分の上底長さと、低屈折率部の三角形底辺の長さを等しくなるようにし、いわゆるブラックストライプ率が５０％となるようにした。さらに頂角θを１０°に、エンボス部Ｅのピッチ６μｍ、断面形状を頂角１６０°の二等辺三角形に設定した（図１９（ａ）参照）。

このように構成した光拡散シートは、透過率が８５％、反射率が５％、ゲインが４であった。また、垂直視野角(半値角：ある方向から観視したときの輝度が正面から観視したときの半分になる角度)は１２゜、水平視野角(半値角)は３０゜であった。

また、エンボス部Ｅによって映像光は約５°の拡散角となり、シート内部では、約３°の角度となった。スクリーンに垂直に入射した外光のうち、エンボス部映像光源側内面での反射光は、約２０度の角度を持って反射され、ブラックストライプ部に到達して吸収された。

単位レンズを構成する単位レンズ（高屈折率部）２０２（台形部分）の材料としてエポキシアクリレート、レンズ間部分２０７の透明低屈折率樹脂としてウレタンアクリレート、光吸収粒子として、大日精化工業（株）製「ラブコロール」（登録商標）を使用した。「ラブコロール」の平均粒径は５μｍで、添加量を４１質量％とした。

単位レンズ（高屈折率部）２０２の屈折率は１．５５、レンズ間部分２０７の屈折率は１．４８であった。このように構成したシートの入光側にフレネルレンズシートを、観察者側には拡散板を配置した。拡散板は、アクリル製単層構造で、拡散剤を混入したものを使用した。単位レンズ（高屈折率部）２０２のレンズピッチは６０μｍとした。また、単位レンズ（高屈折率部）２０２の台形部分の上底長さと、低屈折率部の三角形底辺の長さをブラックストライプ率が４５％となるように調製した。さらにレンズ間部分２０７の斜辺が出光面法線となす角度を観察者側で１０°、映像光源側で８°に設定した。また、エンボス部Ｅは、底角１０°の等脚台形断面形状とし（図１９（ｄ）参照）、ピッチ７μｍ、頂部は１μｍ長さの平坦部とした。

このように構成した光拡散シートは、透過率が８３％、反射率が５．２％、ゲインが４．５であった。また、垂直視野角(半値角)は１２゜、水平視野角(半値角)は２５゜であった。
（比較例１）

実施例２の光拡散シートで、エンボス部Ｅを省略して評価した。このように構成した光拡散シートは、透過率が８４％、反射率が７．５％、ゲインが２．７であった。また、垂直視野角(半値角)は１５゜、水平視野角(半値角)は３０゜であった。

以上の結果から、エンボス部Ｅがない場合には、拡散剤入りシート２０１の拡散量を多くとるように構成しないと、水平拡散の特性が維持できないことが判明した。

図２２は、本発明にかかる二次元視野拡大部材を備えた表示装置の構成を示している。図２２において、紙面手前左下方向が観察者側であり、紙面奥側右上方向を映像光源側とする。本発明の表示装置は、観察者側から順に、反射防止、ハードコート、偏光フィルター、帯電防止、防眩処理、防汚処理、タッチセンサのうち少なくとも一つの機能を備えた機能性シート３０１と、単位レンズが垂直方向に配列された光拡散シート３０２と、単位レンズが水平方向に配列された光拡散シート３０３と、フレネルレンズ３０４と、液晶ディスプレーパネル３０５とを備えている。なお、光拡散シート３０２と、光拡散シート３０３の配置を入れ替えてもよい。図２２においてはこれらが互いに離れて表されているが、これは図面の理解のためであり、実際にはこれらは互いに接するか、または接着されている。

また本発明において、「二次元視野角拡大部材」とは、２枚の光拡散シート３０２、３０３の組み合わせを構成の中核とするが、図２２にあるように、これらの出光側に機能性シート３０１や、入光側にフレネルレンズ３０４などが配置されている場合には、これら機能性シート３０１やフレネルレンズ３０４をも含む概念である。

図２３は、プロジェクションスクリーンの概要を表した斜視図である。図２３において、プロジェクションスクリーン１は、ベースシート４の入光側に形成されたリニアフレネルレンズ２と、観察者側に形成された断面形状台形のレンチキュラーレンズ３とを備えている。さらにこれらの観察者側には拡散シート５が配置されている。レンチキュラーレンズ３の台形形状は、映像光の水平方向光軸が補正されるように、幅方向に異なる形状に形成されている。図１の紙面手前側下方に不図示の映像光源があり、ここから斜め上方に向けて投射された映像光は、リニアフレネルレンズ２のレンズ面に入光後反対側のレンズ面にて全反射されて略水平方向の光に変換され、レンチキュラーレンズ３を経て紙面左側奥の不図示の観察者に達する。本発明の拡散シートはレンチキュラーレンズ３の部位に用いられてもよい。

第一実施形態の光拡散シートの断面を示す図である。 第二実施形態の光拡散シートの断面を示す図である。 光拡散シートに垂直光が入射した場合の光路を示す図である。 光拡散性シートに１０°の傾きを持った光が入射した場合の光路を示す図である。 光拡散性シートに１０°の傾きを持った光が、低屈折率部がなす三角形の頂点付近に入射した場合の光路を示す図である。 低屈折率部の形状の諸態様を示す図である。 光拡散シートの構成の一例を示す図である。 光拡散シートの構成の、他の一例を示す図である。 第二実施形態の光拡散シートの、一変形例の断面を示す図である。 第一実施形態の光拡散シートの、製造方法の一例を示す図である。 第二実施形態の光拡散シートの、製造方法の一例を示す図である。 第三実施形態の光拡散シートの断面を示す図である。 第四実施形態の光拡散シートの断面を示す図である。 出光面側から垂直に入射した光がエンボス部で反射され、さらにレンズ間部分に達して吸収される条件を示す図である。 入光面側から垂直に入射した映像光が、レンズ間部分において吸収される条件を示す図である。 光拡散シートの構成の一例を示す図である。 光拡散シートの構成の、他の一例を示す図である。 第四実施形態の光拡散シートの、一変形例の断面を示す図である。 エンボス部の断面形状の例を示す図である。 第三実施形態の光拡散シートの、製造方法の一例を示す図である。 第四実施形態の光拡散シートの、製造方法の一例を示す図である。 二次元視野角拡大部材の構成の一例を示す図である。 プロジェクションスクリーンの外観を示す図である。 一般的なプロジェクションスクリーンを説明する図である。

符号の説明

Ｓ１ 光拡散シート
Ｓ２ 光拡散シート
１０１ 拡散剤入りシート
１０３ ベースシート(透明基材)
１０４ 透明低屈折率層
１０５ 光吸収粒子
１０６ 低屈折率樹脂
１０７ レンズ間部分
１０８ 高屈折率樹脂
１０９ レンズ間部分
Ｓ３ 光拡散シート
Ｓ４ 光拡散シート
２０１ 拡散剤入りシート
２０３ ベースシート(透明基材)
２０４ 透明低屈折率層
２０５ 光吸収粒子
２０６ 低屈折率樹脂
２０７ レンズ間部分
２０８ 高屈折率樹脂
２０９ レンズ間部分

Claims (23)

1. 複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、
   前記単位レンズはその断面形状が略台形であり、前記台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて形成されており、
   隣接する前記単位レンズの間の断面形状三角形の部分には、Ｎ１より低い屈折率Ｎ２を有する材料が充填され、該屈折率Ｎ２を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又はＮ１より低い屈折率Ｎ２を有し着色された材料、により形成されていて、
   前記台形斜辺が前記出光部の法線となす角度をθとした場合、
   ｓｉｎ(９０°−θ)＞Ｎ２／Ｎ１
   かつ
   Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
   なる関係を有し、
   前記入光部の面はエンボス加工が施されている、
   ことを特徴とする光拡散シート。
2. 複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、
   前記単位レンズはその断面形状が略台形であり、前記台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、隣接する前記単位レンズの間の断面形状三角形の部分には、前記単位レンズの屈折率より低い屈折率を有する材料が充填され、該低い屈折率を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又は、前記単位レンズの屈折率より低い屈折率を有し着色された材料、により形成されていて、
   前記台形の上底の長さをＴ、高さをＨ、前記台形斜辺が前記出光部の法線となす角度をθ、とした場合、
   ０＜Ｈ＜Ｔ／(ｔａｎ(２θ＋１０°)−ｔａｎθ)
   なる関係を有し、
   前記入光部の面はエンボス加工が施されている、
   ことを特徴とする光拡散シート。
3. 複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、
   前記単位レンズはその断面形状が略台形であり、前記台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて形成されており、
   隣接する前記単位レンズの間の断面形状三角形の部分には、Ｎ１より低い屈折率Ｎ２を有する材料が充填され、屈折率Ｎ２を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又はＮ１より低い屈折率Ｎ２を有し着色された材料、により形成されていて、
   前記台形の上底の長さをＴ、高さをＨ、前記台形斜辺が前記出光部の法線となす角度をθ、とした場合、
   ｓｉｎ(９０°−θ)＞Ｎ２／Ｎ１
   Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
   かつ
   ０＜Ｈ＜Ｔ／(ｔａｎ(２θ＋１０°)−ｔａｎθ)
   なる関係を有し、
   前記入光部の面はエンボス加工が施されている、
   ことを特徴とする光拡散シート。
4. 前記所定の屈折率Ｎ１及びＮ２、並びに台形の上底の長さＴ及び高さＨが、
   １＜Ｎ１＜５．７６
   ０．２３＜Ｎ２／Ｎ１＜０．９９６
   かつ
   Ｈ＜Ｔ／０．５７
   なる関係を満たすことを特徴とする請求項１又は３に記載された光拡散シート。
5. 複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、
   前記単位レンズはその断面形状が略台形であり、前記台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて形成されており、
   前記台形斜辺の部分にはＮ１より低い屈折率Ｎ２を有する透明低屈折率層が形成され、
   隣接する前記単位レンズの間の断面形状三角形の部分には、Ｎ２より高い屈折率を有する材料が充填され、該Ｎ２より高い屈折率を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又は、Ｎ２より高い屈折率を有し着色された材料により形成されていて、
   前記台形斜辺が前記出光部の法線となす角度をθとした場合、
   ｓｉｎ(９０°−θ)＞Ｎ２／Ｎ１
   かつ
   Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
   なる関係を有し、
   前記入光部の面はエンボス加工が施されている、
   ことを特徴とする光拡散シート。
6. 複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、
   前記単位レンズはその断面形状が略台形であり、前記台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、前記台形斜辺の部分には前記単位レンズの屈折率より低い屈折率を有する透明低屈折率層が形成され、
   隣接する前記単位レンズの間の断面形状三角形の部分には、前記透明低屈折率層の屈折率より高い屈折率を有する材料が充填され、該透明低屈折率層の屈折率より高い屈折率を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又は前記透明低屈折率層の屈折率より高い屈折率を有し着色された材料、により形成されていて、
   前記台形の上底の長さをＴ、高さをＨ、前記台形斜辺が前記出光部の法線となす角度をθ、とした場合、
   ０＜Ｈ＜Ｔ／(ｔａｎ(２θ＋１０°)−ｔａｎθ)
   なる関係を有し、
   前記入光部の面はエンボス加工が施されている、
   ことを特徴とする光拡散シート。
7. 複数の単位レンズを一次元又は二次元方向に形成した光拡散シートであって、
   前記単位レンズはその断面形状が略台形であり、前記台形の下底を入光部、上底を出光部とするとともに、所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて形成されており、
   前記台形斜辺の部分にはＮ１より低い屈折率Ｎ２を有する透明低屈折率層が形成され、
   隣接する前記単位レンズの間の断面形状三角形の部分には、Ｎ２より高い屈折率を有する材料が充填され、該Ｎ２より高い屈折率を有する材料中には光吸収粒子が分散されており、又は、Ｎ２より高い屈折率を有するとともに着色された材料、により形成されていて、
   前記台形の上底の長さをＴ、高さをＨ、前記台形斜辺が前記出光部の法線となす角度をθ、とした場合、
   ｓｉｎ(９０°−θ)＞Ｎ２／Ｎ１
   Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
   かつ
   ０＜Ｈ＜Ｔ／(ｔａｎ(２θ＋１０°)−ｔａｎθ)
   なる関係を有し、
   前記入光部の面はエンボス加工が施されている、
   ことを特徴とする光拡散シート。
8. 前記所定の屈折率Ｎ１及びＮ２、並びに台形の上底の長さＴ及び高さＨが、
   １＜Ｎ１＜５．７６
   ０．２３＜Ｎ２／Ｎ１＜０．９９６
   かつ
   Ｈ＜Ｔ／０．５７
   なる関係を満たすことを特徴とする請求項５又は７に記載された光拡散シート。
9. 前記透明低屈折率層の層厚は、０．１μｍ以上であることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載された光拡散シート。
10. 前記断面形状三角形の部分を形成する材料に添加される光吸収粒子の添加量は、１０〜６０質量％であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載された光拡散シート。
11. 前記光吸収粒子の平均粒径は、前記断面形状台形の上底を形成する出光部の高さ又は溝の開口幅の１／３０〜２／３であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載された光拡散シート。
12. 前記出光部は観察者側に凸に形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載された光拡散シート。
13. 前記単位レンズは板状又は膜状の透明基材上に形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載された光拡散シート。
14. 観察者側には拡散剤を混入したシートが張り合わされていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載された光拡散シート。
15. 前記拡散剤を混入したシートのさらに観察者側に反射防止層、ハードコート層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層、タッチセンサ層のうち少なくとも一つが設けられていることを特徴とする請求項１４に記載された光拡散シート。
16. 前記エンボス加工が施された入光面の、前記出光面に直交する面による断面形状は楕円の切片又は／及び多角形の切片形状であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載された光拡散シート。
17. 前記入光面に施されたエンボス形状により、３°以上拡散される光の成分が２０％以上であることを特徴とする請求項１６に記載された光拡散シート。
18. 前記エンボス加工が施された部分の斜面が前記入光面とのなす角の前記θと同方向の成分をφ、前記エンボス部を形成する材料の屈折率をＮ３とするとき、
    ｓｉｎ(９０°−(ｓｉｎ^−１(Ｎ３ ＊ ｓｉｎ(２φ)／Ｎ１)＋θ))＜Ｎ２／Ｎ１
    なる関係を満たす前記エンボス加工が施された部分の面積が、前記入光面全体の面積の２０％以上であることを特徴とする請求項１、３〜５、７〜１７のいずれかに記載された光拡散シート。
19. 前記入光面に施されたエンボス形状により、２０°以上拡散される光の成分が２０％以下であることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載された光拡散シート。
20. ｓｉｎ(９０°−(ｓｉｎ^−１(Ｎ３／Ｎ１)＊ｓｉｎ(φ−ｓｉｎ^−１(ｓｉｎφ／Ｎ３)))＋θ)＜Ｎ２／Ｎ１
    なる関係を満たす前記エンボス加工が施された部分の面積が、前記入光面全体の面積の２０％以下であることを特徴とする請求項１８又は１９のいずれかに記載された光拡散シート。
21. 前記エンボス加工のピッチは、前記出光面側単位レンズピッチの１／１５〜１／１．５であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載された光拡散シート。
22. 請求項１〜２１のいずれかの光拡散シートの映像光源側にフレネルレンズが配置されたプロジェクションスクリーン。
23. 前記複数の単位レンズの断面形状台形の斜辺は、上下方向に伸びて形成されていることを特徴とする請求項２２のプロジェクションスクリーン。

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