JP2014186249A - スクリーンユニット、マルチスクリーン、背面投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】つなぎ目が見えにくく、かつ、良好な映像を表示可能な透過型スクリーンユニット、これを備えるマルチスクリーン、背面投射型表示装置を提供する。
【解決手段】背面投射型表示装置１のマルチスクリーン１００に用いられるスクリーンユニット１０は、フレネルレンズシート３０と、出光側に設けられる拡散光学シート４０とを備える透過型のスクリーン２０と、スクリーン２０の外周側端面に沿って設けられ、フレネルレンズシート３０及び拡散光学シート４０の位置を決め、かつ、スクリーン２０の外周端を保持する保持部として接合部材２２及び枠部材２３とを備えるものとした。この拡散光学シート４０は、その厚み方向において、厚さの中点Ｍ１よりも出光側に、光を拡散する第１光制御層４２、第２光制御層４３、光拡散層４４が１つ以上偏在しているものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクリーンユニット、これを備えるマルチ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。

透過型スクリーンを複数配列して大画面を形成するマルチスクリーンや、マルチスクリーンを備える背面投射型表示装置が知られている。そして、マルチスクリーンを形成するための保持機構等が様々に開発されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平８−２９８７７号公報 特開平１０−２６０４７７号公報

一般的に、透過型スクリーンとしては、フレネルレンズシートと、レンチキュラーレンズシートとを組み合わせたものが広く知られている。また、これらのシート部材の端面をテープ材等で接合して枠材により保持して形成されたスクリーンユニットを形成し、これらを複数配列して形成されたマルチスクリーン等も知られている。
このようなスクリーンユニットを配列して形成されるマルチスクリーンでは、スクリーンユニット間のつなぎ目が目立つ場合があり、そのつなぎ目が観察者にとって視認されにくいように、枠体やテープ部材の形状や特性、枠体への取り付け部の構成等において、様々な開発が行われている。

また、このようなスクリーンユニットでは、隣接するスクリーンユニットに映像光が到達して映像が乱れないように、テープ部材や枠体に光反射性や光吸収性を有するものが使用されている場合が多い。
そのため、テープ部材や枠体等が光反射性を有している場合には、スクリーン周縁部において、一部の光がテープ部材や枠体に入射して不要な方向へ反射し、各スクリーンの画面の周縁部が明るくなったり、映像が乱れたりするという問題が生じることがあった。また、テープ部材や枠体が光吸収性を有している場合は、スクリーン周縁部において、一部の光がテープ部材や枠体に入射して吸収され、スクリーン画面の周縁部が暗くなる等の問題が生じることがあった。
上述の特許文献１，２には、このようなスクリーンユニット間のつなぎ目部分の表示不良への改善策は、なんら示されていない。

本発明の課題は、つなぎ目が見えにくく、かつ、良好な映像を表示可能な透過型スクリーンユニット、これを備えるマルチスクリーン、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、本発明の実施形態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、光の進む向きを偏向する偏向光学シート（３０）と、前記偏向光学シートよりも出光側に設けられる拡散光学シート（４０）とを備える透過型スクリーン（２０）と、前記透過型スクリーンの外周側端面に沿って設けられ、前記偏向光学シート及び前記拡散光学シートの位置を決め、かつ、前記透過型スクリーンの外周端を保持する保持部（２２，２３）と、を備え、前記拡散光学シートは、その厚み方向において、厚さの中点（Ｍ１）よりも出光側に、光を拡散する拡散作用層（４２，４３，４４）が１つ以上偏在していること、を特徴とするスクリーンユニット（１０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のスクリーンユニットにおいて、前記拡散作用層（４２，４３，４４）の１つは、光を透過する光透過部（４２２，４３２）と、前記透過型スクリーン（２０）のスクリーン面に沿って前記光透過部と交互に配列され、光を吸収する光吸収部（４２３，４３３）とを備える光制御層（４２，４３）であり、前記光吸収部は、配列方向及び前記透過型スクリーンの厚み方向に平行な断面での断面形状が、略楔形形状であり、前記光吸収部の屈折率は、前記光透過部の屈折率よりも小さいこと、を特徴とするスクリーンユニット（１０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のスクリーンユニットにおいて、前記拡散作用層（４２，４３，４４）の１つは、光拡散材を含有する光拡散層（４４）であること、を特徴とするスクリーンユニット（１０）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のスクリーンユニットにおいて、前記保持部（２２，２３）は、前記偏向光学シート及び前記拡散光学シートの位置を決める接合部材（２２）と、前記接合部材よりも外周側に設けられる枠部材（２３）と、を備えること、を特徴とするスクリーンユニット（１０）である。
請求項５の発明は、請求項４に記載のスクリーンユニットにおいて、前記枠部材（２３）の出光側端部は、前記透過型スクリーンの外周部によって被覆され、表出していないこと、を特徴とするスクリーンユニット（１０）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のスクリーンユニット（１０）が複数連接されて形成されたマルチスクリーン（１００）である。
請求項７の発明は、請求項６に記載のマルチスクリーン（１００）と、前記マルチスクリーンを構成する各スクリーンユニット（１０）の前記透過型スクリーンに対して背面側から映像光を投射する光源部（ＬＳ）と、備える背面型投射表示装置（１）である。

本発明によれば、つなぎ目が見えにくく、かつ、良好な映像を表示可能な透過型スクリーンユニット、これを備えるマルチスクリーン、背面投射型表示装置を提供できる。

実施形態の背面投射型表示装置１及びマルチスクリーン１００を説明する図である。 実施形態のスクリーンユニット１０を説明する図である。 実施形態のスクリーン２０の層構成を説明する図である。 実施形態のレンズ層３２を説明する図である。 実施形態の第１光制御層４２及び第２光制御層４３を説明する図である。 実施形態の第１光制御層４２及び第２光制御層４３の各部の寸法等を説明する図である。 比較例のスクリーンユニット１０Ｂに用いられるスクリーン２０Ｂの層構成を示す図である。 実施例及び比較例のスクリーンユニットにおける光の様子を模式的に示す図である。 別の実施形態のフレネルレンズシート３０を説明する図である。 変形形態のスクリーン５０の層構成を説明する図である。 変形形態のマルチスクリーン１００を示す図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無い。従って、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
さらにまた、本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。

（実施形態）
図１は、本実施形態の背面投射型表示装置１及びマルチスクリーン１００を説明する図である。図１（ａ）は、背面投射型表示装置１を説明する図であり、図１（ｂ）は、マルチスクリーン１００を観察者側正面から見た図である。
背面投射型表示装置１は、筐体Ｋ、複数の光源部ＬＳ、マルチスクリーン１００を備えている。マルチスクリーン１００は、複数のスクリーンユニット１０が配列されて形成されている。本実施形態では、各スクリーンユニット１０は、その観察面（表示面）が、１つの平面を形成するように配列されている。
この背面投射型表示装置１では、各光源部ＬＳが、対応する各スクリーンユニット１０のスクリーンの背面側へ映像光Ｌを投射し、各スクリーンの画面上に映像が表示され、１つのマルチスクリーン１００として映像が表示される。観察者Ｏは、この映像を観察することができる。

本実施形態では、マルチスクリーン１００は、画面上下方向に２つ、画面左右方向に２つ配列され、計４つのスクリーンユニット１０を備えている例を挙げて説明するが、スクリーンユニット１０の数は、適宜、自由に設定してよい。なお、画面上下方向、画面左右方向とは、特に断りが無い場合、マルチスクリーン１００の使用状態における画面上下方向（鉛直方向）、画面左右方向（水平方向）であるとする。
筐体Ｋは、マルチスクリーン１００を支持し、かつ、その内部に光源部ＬＳを所定の位置に配置可能な部材である。この筐体Ｋは、光透過性を有しない部材により形成されることが、外光による映像のコントラストの低下を抑制する観点等から好ましい。

光源部ＬＳは、マルチスクリーン１００に対してその背面側から映像光を投射する映像源である。光源部ＬＳは、筐体Ｋ内に複数設けられており、各スクリーンユニット１０に対して、それぞれ対応する位置に配置され、それぞれ対応するスクリーンユニット１０に映像光を投射する。
各光源部ＬＳは、次第に広がっていく発散光束（拡大投影された光束）として、各スクリーンユニット１０のスクリーンの背面側の面（入光面）の略全域に映像光を投射する。
このような光源部ＬＳとしては、従来から使用されている高圧水銀ランプや、近年普及の進むＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光源等を用いることができる。

本実施形態では、光源部ＬＳは、図１に示すように、マルチスクリーン１００の背面側に配置され、ミラー等を介さずに直接映像光を投射するように構成されている。しかし、これに限らず、例えば、光源部ＬＳから投射された光を、筐体Ｋ内に配置された不図示のミラーで一回又は複数回反射してマルチスクリーン１００に投射する形態としてもよい。

図２は、本実施形態のスクリーンユニット１０を説明する図である。図２（ａ）は、スクリーンユニット１０の斜視図であり、図２（ｂ），（ｃ）は、スクリーンユニット１０の端部の断面図である。図２（ｂ），（ｃ）では、スクリーンユニット１０の端部におけるスクリーン面の法線方向（スクリーンユニット１０の厚み方向）に平行な断面を示している。
図２に示すように、スクリーンユニット１０は、スクリーン２０、接合部材２２、枠部材２３等を備えている。
スクリーン２０は、一方の面側から入射した映像光を他方の面側へ透過し、映像を表示する透過型スクリーンである。本実施形態のスクリーン２０は、映像光の入光側に配置されるフレネルレンズシート３０と、出光側（観察者側）に配置される拡散光学シート４０との２枚の光学シートを備えるスクリーンであるが（後述の図３参照）、図２では理解を容易にするために、簡略化して示している。このスクリーン２０の詳細は、後述する。

接合部材２２は、スクリーン２０の外周端面に設けられ、フレネルレンズシート３０及び拡散光学シート４０を一体とし、その位置を固定する部材である。
この接合部材２２は、樹脂製の基材の片面に粘着剤層等が形成されたテープ状の部材を用いることができる。接合部材２２は、透明又は半透明としてもよいし、基材が黒色等であって光吸収性を有していてもよいし、基材が白色や銀色等であって光反射性を有していてもよい。
なお、これに限らず、接合部材２２は、基材の両面に粘着剤層が形成されたテープ状の部材を用いてもよい。このような部材を用いた場合には、フレネルレンズシート３０及び拡散光学シート４０の位置を固定し、かつ、枠部材２３にスクリーン２０を接合することができる。

枠部材２３は、スクリーン２０の外周部を保持する枠状の部材である。枠部材２３は、薄板状の部材により形成され、その内側にスクリーン２０が嵌め込まれる。この枠部材２３と前述の接合部材２２とは、スクリーン２０の外周側端面に沿って設けられており、フレネルレンズシート３０及び拡散光学シート４０の位置を決め、かつ、スクリーン２０の外周端を保持する保持部となる。
この枠部材２３には、不図示の連接部等が形成され、隣接するスクリーンユニット１０を連接させ、マルチスクリーン１００が形成される。

本実施形態では、枠部材２３は、図２（ｂ）に示すように、スクリーン２０の厚み方向における寸法が、スクリーン２０の厚さに等しい例を挙げて説明する。なお、これに限らず、枠部材２３の幅（スクリーン２０の厚み方向における寸法）は、スクリーン２０の厚さよりも小さいものとし、スクリーン２０の入光側に配置される形態としてもよい。また、このとき、図２（ｃ）に示すように、スクリーン２０の外周端面の入光側に凹部２１を形成し、枠部材２３がスクリーンの面方向において突出しないように、凹部２１に枠部材２３が配置される形態としてもよい。この場合、枠部材２３の出光側端部がスクリーン２０の外周部によって被覆されており、出光側から見て表出していない形態となる。
この枠部材２３は、金属製又は樹脂製等であり、その厚さが薄いものであることが、スクリーンユニット１０の軽量化や、スクリーンユニット１０間のつなぎ目部分を見え難くする等の観点から好ましい。

図３は、本実施形態のスクリーン２０の層構成を説明する図である。図３（ａ）は、スクリーン２０の画面上下方向及びスクリーン面の法線方向（スクリーン２０の厚み方向）に平行な断面の一部（画面中央よりも上方側）を拡大して示し、図３（ｂ）は、スクリーン２０の画面左右方向及びスクリーン面の法線方向に平行な断面の一部を拡大して示している。
ここで、スクリーン面とは、スクリーン２０全体として見たときにおける、スクリーン２０の平面方向となる面を示すものである。このスクリーン面は、スクリーン２０の画面に平行であり、かつ、マルチスクリーン１００のスクリーン面に平行であるとする。
スクリーン２０は、入光側に配置されるフレネルレンズシート３０と、出光側に配置される拡散光学シート４０とを有している。

フレネルレンズシート３０は、光源部ＬＳから投射され、スクリーン２０に入射した映像光を、スクリーン面の法線方向（スクリーン２０の正面方向）、又は、法線方向となす角度が小さい方向へ偏向する偏向光学シートである。
本実施形態のフレネルレンズシート３０は、基材層３１と、基材層３１の出光側に形成されるレンズ層３２とを有している。
基材層３１は、フレネルレンズシート３０の基材（ベース）となる層であり、光透過性を有している。

この基材層３１は、ポリカーネート（ＰＣ）樹脂や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂や、メタクリル酸メチル・ブタジエン・スチレン（ＭＢＳ）樹脂、メタクリル酸メチル・スチレン（ＭＳ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂等の光透過性を有する樹脂製のシート状の部材等を用いることができる。
また、基材層３１の厚みは、スクリーン２０の画面サイズにもよるが、１．０〜４．０ｍｍとすることが好ましい。厚さが１．０ｍｍ未満の場合には、十分な剛性を有しておらず、スクリーン２０としての平面性の維持が困難となり、好ましくない。また、厚さが４．０ｍｍを超える場合には、スクリーン２０の重量化や生産コストの増大を招いたり、フレネルレンズシート３０内で発生した迷光等による二重像が顕著に生じたりする場合があり、好ましくない。

図４は、本実施形態のレンズ層３２を説明する図である。図４（ａ）では、レンズ層３２を観察者側（出光側）正面方向から見た様子を示し、図４（ｂ）では、単位レンズ３３の配列方向及びスクリーン面の法線方向に平行な断面の一部（画面中央よりも上方側）を拡大して示している。
レンズ層３２は、基材層３１の観察者側（出光側）に形成される層であり、その観察者側の面には、単位レンズ３３が複数配列されたフレネルレンズ形状を有する。
本実施形態のフレネルレンズ形状は、単位レンズ３３が、スクリーン２０の画面の幾何学的中心（図４（ａ）に示す点Ａ）を中心（フレネルセンター）として、同心円状に配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状である。

単位レンズ３３は、レンズ面３３ａ及び非レンズ面３３ｂを備えており、図４（ｂ）に示す断面における断面形状が、出光側に凸となる略三角形形状である。レンズ面３３ａがスクリーン面に平行な面となす角度は、角度αであり、非レンズ面３３ｂがスクリーン面に平行な面となす角度は、角度β（ただし、β＞α）である。また、単位レンズ３３の配列ピッチは、Ｐ１である。
このレンズ層３２のフレネルレンズ形状は、単位レンズ３３のレンズ面３３ａでの屈折作用により光の進行方向を偏向する、所謂、屈折型のフレネルレンズである。

なお、レンズ層３２のフレネルレンズ形状は、フレネルセンターとなる点が、スクリーン２０の表示領域内であって、スクリーン２０の画面の幾何学的中心となる点Ａに対して画面上下方向に離れた位置に位置する形態としてもよいし、スクリーン２０の表示領域外の下方に位置していてもよく、光源部ＬＳから投射される映像光の角度等に応じて適宜その位置を変更してよい。
また、図示しないが、レンズ層３２は、単位レンズ３３が画面左右方向に延在し、かつ、画面上下方向に複数配列されたリニアフレネルレンズ形状を備える形態としてもよい。

本実施形態のレンズ層３２は、ウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂を用いて、紫外線形成法等により、基材層３１に一体に形成されている。なお、レンズ層３２は、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂を用いて形成してもよい。また、レンズ層３２は、熱可塑性樹脂を用いて、射出成形法等により形成してもよい。

図３に戻り、拡散光学シート４０は、フレネルレンズシート３０よりも出光側に配置される部材である。この拡散光学シート４０は、フレネルレンズシート３０から出射した光を、所望する方向へ拡散する作用を有する。スクリーン２０は、これにより、画面左右方向及び画面上下方向において、所望の視野角特性を得ることができる。
拡散光学シート４０は、映像光の入光側から順に、支持層４１、第１光制御層４２、第２光制御層４３、光拡散層４４、表面機能層４５等を備え、適宜、接合層４６等により接合されて、一体に形成されている。各層について、以下に説明する。

支持層４１は、光透過性を有する層であり、スクリーン２０の剛性を高め、平面性を維持する機能を有する。支持層４１は、拡散光学シート４０の厚み方向において入光側に配置されている。
この支持層４１は、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ＭＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、ポリエステル樹脂、ＰＣ樹脂、アクロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂等を押し出し成形する等により形成されたシート状や板状の部材や、ガラス板等を用いることができる。また、支持層４１層の厚さは、スクリーン２０の画面サイズにもよるが、約１．５〜５．０ｍｍとすることが、十分な平面性を維持する観点から好ましい。

図５は、本実施形態の第１光制御層４２及び第２光制御層４３を説明する図である。図５（ａ）は、第１光制御層４２を出光側から見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す矢印Ｂ１−Ｂ２での断面（画面左右方向に平行であってスクリーン面の法線方向に平行な断面）の一部を拡大して示している。図５（ｃ）は、第２光制御層４３を出光側から見た図であり、図５（ｄ）は、図５（ｃ）に示す矢印Ｃ１−Ｃ２での断面（画面上下方向に平行であってスクリーン面の法線方向に平行な断面）の一部を拡大して示している。
図６は、本実施形態の第１光制御層４２及び第２光制御層４３の各部の寸法等を説明する図である。図６は、それぞれ、図５（ｂ），（ｄ）に相当する断面の一部を拡大して示している。
ここでは、まず、第１光制御層４２を説明する。

第１光制御層４２は、図３に示すように、支持層４１よりも出光側に、接合層４６を介して設けられた層であり、主に、画面左右方向における光拡散作用を有している。第１光制御層４２は、基材部４２１と、光透過部４２２と、光吸収部４２３とを備えている。
基材部４２１は、光透過性を有し、第１光制御層４２の基材（ベース）となる層である。この基材部４２１は、ＰＣ樹脂や、ＰＥＴ樹脂、ＴＡＣ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、ＭＳ樹脂等により形成されたシート状の部材を用いることができる。
また、基材部４２１の厚みは、スクリーン画面の大きさ等にもよるが、７５〜２００μｍとすることが好ましい。

光透過部４２２は、基材部４２１の出光側（観察者側）の面に、複数配列されて一体に形成されている。
光透過部４２２は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、画面上下方向に延在し、基材部４２１の出光側の面に沿って画面左右方向に複数配列されている。光透過部４２２は、その配列方向及びスクリーン２０の厚み方向に平行な断面形状が、図５（ｂ）及び図６に示すように、出光側を上底とし入光側を下底とする（出光側の寸法が入光側よりも小さい）略台形形状である。
本実施形態の光透過部４２２は、その断面形状が等脚台形形状であり、図５（ｂ）及び図６に示すように、画面左右方向（配列方向）において対称な形状である。

光透過部４２２は、光透過性を有する樹脂で形成されている。本実施形態の光透過部４２２は、ウレタンアクリレート等の紫外線硬化型樹脂を用いて、紫外線形成法により形成されているが、これに限らず、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。
また、光透過部４２２は、上述のような紫外線硬化形樹脂に限らず、ＰＥＴ樹脂等の熱可塑性樹脂等を用いて熱溶融押出成形法等により形成されてもよく、このとき、光透過部４２２が十分な厚みや剛性等を有するならば、前述の基材部４２１を設けない形態としてもよい。

光吸収部４２３は、図５（ａ）に示すように、隣り合う光透過部４２２の間の谷状の部分に形成されており、光を吸収する作用を有する部分である。この光透過部４２２の出光側の面と光吸収部４２３の出光側の面とで第１光制御層４２の出光側の面が形成されている。
この光吸収部４２３は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、画面上下方向に延在し、第１光制御層４２の出光側の面に沿って光透過部４２２と画面左右方向に交互に配置されている。

光吸収部４２３は、その配列方向及びスクリーン２０の厚み方向に平行な断面における断面形状が楔形形状である。ここでいう楔形形状とは、一方の端部の幅が広く、他方に向けて次第に幅が狭くなる形状をいい、三角形形状や台形形状等を含む。光吸収部４２３は、図５（ａ）に示すように、その断面形状が、出光側（観察者側）を下底とし入光側（光源側）を上底とする（出光側の寸法が入光側よりも大きい）略台形形状としてもよいし、入光側を頂点とする略三角形形状としてもよい。

光吸収部４２３は、光吸収材等を含有した光透過性を有する樹脂を、光透過部４２２間の谷部にワイピング（スキージング）して充填し、硬化させる等して形成される。
光吸収部４２３に用いられる光透過性を有する樹脂は、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂等を用いることができる。
光吸収部４２３に用いられる光吸収材は、可視光領域の光を吸収する機能を有する粒子状等の部材であり、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、顔料や染料等を用いることができる。また、アクリル系樹脂製や、ＰＣ樹脂製、ＰＥ樹脂製、ＰＳ樹脂製、ＭＢＳ樹脂、ＭＳ樹脂等の樹脂粒子を顔料や染料で着色したもの等も用いることができる。
光吸収部４２３の屈折率は、光透過部４２２の屈折率よりも小さい。本実施形態では、光吸収部４２３に用いられる光透過性を有する樹脂は、光透過部４２２を形成する樹脂よりも屈折率が小さいものを用いている。

図６に示すように、この光透過部４２２（光吸収部４２３）の配列ピッチがＰ２であり、光透過部４２２の厚みがＤ２であり、光透過部４２２の配列方向における光透過部４２２の上底の寸法がＷ１であり、配列方向における光吸収部４２３の下底の寸法がＷ２であり、上底の寸法がＷ３である。また、スクリーン２０の厚み方向における光吸収部４２３の寸法がＨ２であり、光透過部４２２と光吸収部４２３との界面が、スクリーン２０の厚み方向となす角度がθである。
この角度θは、フレネルレンズシート３０によりスクリーン２０の正面方向に偏向され、拡散光学シート４０に入射した光が、光透過部４２２及び光吸収部４２３の界面へ臨界角以上の角度で入射するように設定されている。

支持層４１を透過し、第１光制御層４２へ入射した映像光Ｌの一部は、そのまま正面方向へ透過する。また、映像光Ｌの一部は、光透過部４２２と光吸収部４２３との界面に臨界角以上の角度で入射し、全反射して出光側（観察者側）へ向かう。これにより、第１光制御層４２は、画面左右方向において、映像光Ｌを拡散する。
また、第１光制御層４２では、上述のように映像光Ｌの一部が光透過部４２２と光吸収部４２３との界面で全反射するので、反射による損失を低減でき、かつ、光吸収部４２３に吸収されることがないので、映像光Ｌを効率よく出射側へ拡散できる。

第２光制御層４３は、基材部４３１、光透過部４３２、光吸収部４３３を備えており、第１光制御層４２よりも出光側に、接合層４６を介して一体に設けられている。
この第２光制御層４３は、光透過部４３２及び光吸収部４３３が、画面左右方向に延在し、画面上下方向に配列されている点が異なる以外は、前述の第１光制御層４２と同様の形態である。即ち、前述の第１光制御層４２と同様の部材を、その幾何学的中心を通り、シート面（スクリーン面）に直交する直線を軸として９０°回転させた形態に相当する。
この第２光制御層４３は、主に画面上下方向において光を拡散する作用を有している。

スクリーン２０に入射した映像光は、フレネルレンズシート３０によって略正面方向に偏向され、拡散光学シート４０に入射する。そして、映像光は、支持層４１を透過し、第１光制御層４２で画面左右方向へ拡散され、第２光制御層４３で画面上下方向へ拡散される。
本実施形態のように第２光制御層４３を出光側に第１光制御層４２よりも出光側に配置する場合には、スクリーン２０の観察者側上方からスクリーン２０に入射する外光を、より効率よく吸収することができ、コントラストを向上させることができる。

図３に戻り、光拡散層４４は、光を等方的に拡散する作用を有する層である。この光拡散層４４は、第２光制御層４３よりも出光側に、接合層４６を介して一体に積層されている。
本実施形態の光拡散層４４は、光拡散材を含有するシート状の部材であり、粒子状等の光拡散材を含有する光透過性を有する樹脂により形成されている。
光拡散層４４の母材となる光透過性を有する樹脂は、ＭＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＥＴ樹脂等を用いることができる。
光拡散層４４に用いられる光拡散材としては、プラスチックビーズ等の有機フィラーや、ガラスビーズ等の無機フィラーであり、特に、透明度の高いものが好ましい。プラスチックビーズとしては、メラミン樹脂製、アクリル樹脂製、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂製、ＰＣ樹脂製等が好ましい。また、シリコン系ビーズも光拡散材として使用可能である。さらに、所望する拡散性能等に合わせて、これらの光拡散材を適宜選択し、所定の割合で組み合わせる等して用いてもよい。

光拡散層４４の厚さは、スクリーン画面の大きさにもよるが、０．０５〜２．０ｍｍとすることが好ましい。光拡散層４４の厚みが、０．０５ｍｍ未満となると、光拡散効果が不十分となる可能性がある。光拡散層４４の厚みが、２．０ｍｍを超えると、スクリーン２０に表示される映像がぼやけ、解像度が低下する可能性がある。従って、光拡散層４４の厚さは、上記の範囲内が好ましい。

表面機能層４５は、ハードコート機能、防眩機能、反射防止機能、帯電防止機能、紫外線吸収機能、防汚機能等の少なくとも１つの機能を有する層である。
本実施形態の表面機能層４５は、防眩機能とハードコート機能とを有しており、その表面に微細な凹凸形状を有している。光拡散層４４の出光側の面に、ハードコート機能を有する紫外線硬化型樹脂を塗布し、成形型等により、微細な凹凸形成を転写して硬化する等して形成される。この表面機能層４５の厚さは、１０μｍ程度である。
このような表面機能層４５を備えることにより、スクリーン２０の表面に傷が付くことや、外光の映りこみ等を防止できる。

接合層４６は、スクリーン２０を構成する各層を一体に接合する層である。本実施形態の接合層４６は、支持層４１第１光制御層４２との間、第１光制御層４２と第２光制御層４３との間、第２光制御層４３と光拡散層４４との間に設けられており、これらの層を一体に接合している。
この接合層４６は、紫外線硬化型のアクリル系樹脂や、圧力により粘着性が顕在化する感圧粘着型のアクリル系樹脂等を用いることができる。
接合層４６の厚さは、スクリーン２０の大きさや使用環境、接合する各層の樹脂の特性、接合層４６として使用する樹脂の特性等に合わせて、１０〜１００μｍの範囲内で適宜選択できる。

映像光を拡散する作用を有する第１光制御層４２、第２光制御層４３、光拡散層４４は、いずれも、この拡散光学シート４０の厚みの中点Ｍ１よりも、出光側（観察者側）に位置している。また、これにより、第１光制御層４２、第２光制御層４３、光拡散層４４は、いずれも、スクリーン２０の厚み方向においても、スクリーン２０の厚みの中点よりも出光側に位置していることとなる。
このような形態とすることにより、フレネルレンズシート３０によって、スクリーン２０の略正面方向に偏向された映像光が、支持層４１を透過し、第１光制御層４２等により拡散作用を受けるのは、拡散光学シート４０の厚みの中点Ｍ１よりも出光側となる。
従って、拡散された光が、スクリーン２０の外周端の接合部材２２や枠部材２３に入射する光量が大幅に低減され、接合部材２２や枠部材２３に入射して、不要な方向へ反射したり、吸収されたりする映像光を大幅に低減できる。

本実施形態のスクリーン２０における映像光及び外光の様子を説明する。
光源部ＬＳから投射されスクリーンユニット１０のスクリーン２０に入射した映像光は、フレネルレンズシート３０のレンズ層３２によって正面方向へ偏向され、拡散光学シート４０へ入射する。
拡散光学シート４０に入射した映像光は、第１光制御層４２により一部が画面左右方向へ拡散され、第２光制御層４３により一部が画面上下方向へ拡散される。このとき、角度θは所定の値に調整されており、正面輝度の低下や必要以上の拡散を招くことはない。そして、映像光は、光拡散層４４で等方的に拡散され、表面機能層４５を透過して、観察者側へ出射する。
従って、映像光を効率よく観察者側へ出射して明るい映像を表示でき、また、所望の視野角特性を実現できる。

一方、観察者側からスクリーン２０へ入射する太陽光や照明光等の外光は、一部が第２光制御層４３の光吸収部４３３で吸収され、一部が第１光制御層４２の光吸収部４２３で吸収される。従って、本実施形態のスクリーン２０によれば、外光によるコントラストの低下を大幅に改善することができる。
以上のことから、本実施形態のスクリーンユニット１０を備えるマルチスクリーン１００及び背面投射型表示装置１とすることにより、明るく、コントラストが高い良好な映像が表示でき、かつ、十分な視野角特性を実現できる。

（実施例と比較例との比較）
ここで、本実施形態の実施例に相当するスクリーンユニット及びマルチスクリーン、背面投射型表示装置と、比較例に相当するスクリーンユニット及びマルチスクリーン、背面投射型表示装置を用意し、その映像の見え等を評価した。

実施例のスクリーンユニット１０の各部の詳細等は、以下の通りである。
・スクリーン２０：厚さ約５．５ｍｍ。
・接合部材２２：ＰＥＴ樹脂製基材の片面に粘着剤層あり。
・枠部材２３：黒塗装の鉄製。
・フレネルレンズシート：厚さ約２．０ｍｍ。
基材層３１：ＭＳ樹脂製、厚さ１．８ｍｍ。
レンズ層３２：紫外線硬化型エポキシアクリレート樹脂製。

・拡散光学シート４０：厚さ約３．５ｍｍ。
支持層４１：ＭＳ樹脂製、厚さ２．０ｍｍ。
第１光制御層４２及び第２光制御層４３：
基材部４２１，４３１：ＰＥＴ樹脂製、厚さ１８８μｍ。
光透過部４２２，４３２：紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂製。厚みＤ２＝２００μｍ、配列ピッチＰ２＝７０μｍ、角度θ＝９°。
光吸収部４２３，４３３：光吸収材としてカーボンブラックを含有する樹脂ビーズ（平均粒径約６μｍ）を含有する紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂製、高さＨ２＝１５０μｍ。
光拡散層４４：光拡散材として屈折率１．５２のＭＳ樹脂製球形ビーズ（平均粒径約１０μｍ）を含有する屈折率１．５５のＭＳ樹脂製。厚さ４００μｍ。
表面機能層４５：紫外線硬化型エポキシアクリレート樹脂製、厚さ約１０μｍ。
接合層４６：紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂製、厚さ約９０μｍ。

図７は、比較例のスクリーンユニット１０Ｂに用いられるスクリーン２０Ｂの層構成を示す図である。図７に示す比較例のスクリーン２０Ｂの断面は、図３（ａ）に示した実施形態のスクリーン２０の断面に相当する。
比較例のスクリーンユニット１０Ｂは、スクリーン２０Ｂ、接合部材２２、枠部材２３を備えている。比較例のスクリーン２０Ｂは、フレネルレンズシート３０と、拡散光学シート４０Ｂとを有している。比較例の拡散光学シート４０Ｂは、その入光側から順に、第１光制御層４２、第２光制御層４３、光拡散層４４Ｂ、表面機能層４５等を備え、適宜接合層４６により一体に積層されている。比較例のフレネルレンズシート３０、及び、比較例の拡散光学シート４０Ｂの第１光制御層４２、第２光制御層４３、表面機能層４５、接合層４６は、前述の実施例と同様である。

比較例の光拡散層４４Ｂは、実施例の光拡散層４４よりも厚さが厚く、２．２ｍｍである。この光拡散層４４Ｂは、拡散光学シート４０Ｂ（スクリーン２０Ｂ）の剛性を高め、平面性を維持する機能を有している。
また、比較例のスクリーン２０Ｂの厚さは、実施例のスクリーン２０の厚さと略同等である。
比較例の拡散光学シート４０Ｂでは、その厚さの中点Ｍ２よりも出光側に光拡散層４４Ｂが位置しているが、入光側にも拡散作用を有する層（第１光制御層４２、第２光制御層４３）が位置している。

上述のような実施例及び比較例のスクリーンユニットを備えるマルチスクリーンを作製し、背面側に配置された光源部ＬＳから映像光を投射し、その映像を観察した。
図８は、実施例及び比較例のスクリーンユニットにおける光の様子を模式的に示す図である。図８では、画面上下方向及び厚さ方向に平行な断面の一部を拡大して示している。なお、理解を容易にするために、各スクリーンの層構成は簡略化し、拡散作用を有する領域に関しては、ドットを付して示している。図８（ａ）は、実施例のスクリーンユニット１０、図８（ｂ）は、比較例のスクリーンユニット１０Ｂを示している。

比較例のスクリーンユニット１０Ｂを備える比較例のマルチスクリーンでは、スクリーン間（スクリーンユニット間）のつなぎ目近傍の映像が暗くなったり、像がぼけたり、不要な部分が明るくなったりする等の表示不良が生じていた。また、これにより、つなぎ目の存在が、観察者に視認されやすくなっていた。
これは、図８（ｂ）に示すように、比較例のスクリーン２０Ｂでは、拡散作用を有する層である第１光制御層４２、第２光制御層４３が、拡散光学シート４０Ｂの厚さの中点Ｍ２よりも入光側（光源側）に位置している。そのため、入光側に位置する第１光制御層４２等で拡散された映像光が、スクリーン間（スクリーンユニット間）のつなぎ目に入射して、吸収されたり、反射されたりすることにより生じるものである。

これに対して、実施例のスクリーンユニット１０を備えるマルチスクリーン１００では、スクリーンユニット１０間が暗くなったり、像がぼけたりする等の表示不良は観察されず、つなぎ目の存在が視認されにくかった。
実施例のスクリーンユニット１０では、図８（ａ）や図３等に示すように、拡散光学シート４０内での拡散作用を有する層が、拡散光学シート４０の厚さの中点Ｍ１よりも出光側に偏在している。そのため、フレネルレンズシート３０で略スクリーン面の正面方向へ偏向された映像光は、スクリーン２０の出光側まで略正面方向へ進み、スクリーン２０の出光側に位置する第１光制御層４２等で拡散されて出射する。これにより、拡散作用を受けて、スクリーン間のつなぎ目部分へ入射する映像光が大幅に低減される。
従って、実施例のスクリーンユニット１０及びこれを備えるマルチスクリーン１００、背面投射型表示装置１では、つなぎ目が目立ちにくく、良好な映像を表示することができる。

（別の実施形態）
図９は、別の実施形態のフレネルレンズシート３０を説明する図である。図９（ａ）は、フレネルレンズシート３０を入光面側から見た図であり、図９（ｂ）は、単位レンズ３５の配列方向及びスクリーンの法線方向に平行な断面の一部を拡大して示した図である。
スクリーン２０は、図９に示すような、別の実施形態のフレネルレンズシート３０を備えていてもよい。
別の実施形態のフレネルレンズシート３０は、レンズ層３４が、基材層３１の入光側に形成されている。このレンズ層３４は、その入光面側に単位レンズ３５が複数配列されて形成されたフレネルレンズ形状を有している。

単位レンズ３５は、その配列方向及びスクリーン面の法線方向に平行な断面での断面形状が、光源側（入光側）に凸となる略三角形形状である。この単位レンズ３５は、映像光Ｌが入射する入射面３５ａと、入射面３５ａに入射した映像光Ｌの少なくとも一部を全反射する全反射面３５ｂとを有している。
本実施形態の単位レンズ３５は、図９（ａ）に示すように、点Ｆ２を中心として同心円状に配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状を形成している。この点Ｆ２は、スクリーンの表示領域の下方に位置している。また、点Ｆ２は、光源部ＬＳからスクリーン面に平行な面に降ろした垂線上に位置している。
なお、これに限らず、単位レンズ３５は、画面左右方向に延在し、画面上下方向に複数配列されたリニアフレネルレンズ形状としてもよい。

上述のようなフレネルレンズシート３０を備えるスクリーンユニット１０、マルチスクリーン１００、背面投射型表示装置１とした場合にも、つなぎ目が目立たず、良好な映像を表示することができる。
また、本実施形態によれば、全反射型の単位レンズ３５を有するフレネルレンズ形状を備えるので、前述の実施形態のような屈折型のフレネルレンズシート３０を備える場合よりも、映像光のスクリーン２０への入射角度を大きくすることができ、背面投射型表示装置１の奥行き方向におけるスクリーンユニット１０と光源部ＬＳとの距離短くすることができ、背面投射型表示装置１の薄型化を図ることができる。

（変形形態）
以上説明した各実施形態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、それらも本発明の範囲内である。
（１）実施形態において、スクリーン２０は、フレネルレンズシート３０と、拡散光学シート４０とを備える２枚もののスクリーンである例を示したが、これに限らず、例えば１枚もののスクリーンとしてもよいし、３枚以上の光学シート備える形態としてもよい。
図１０は、変形形態のスクリーン５０の層構成を説明する図である。図１０は、図３と同様の断面の一部を拡大して示している。
変形形態のスクリーン５０は、図１０に示すように、入光側から順に、フレネルレンズ層５４、支持層４１、第１光制御層４２、第２光制御層４３、光拡散層４４、表面機能層４５等を備え、接合層４６により一体に積層されている。このスクリーン５０は、前述スクリーンユニット１０、マルチスクリーン１００、背面投射型表示装置１に用いられる。

フレネルレンズ層５４は、支持層４１の入光側に、接合層４６を介して一体に接合されている。このフレネルレンズ層５４は、レンズ層５２と、基材層５１を備えており、このスクリーン５０（スクリーンユニット１０）に投射された映像光をフレネルレンズ層５４によりスクリーン面の法線方向（正面方向）へ偏向する作用を有している。
基材層５１は、光透過性を有するシート状の部材であり、レンズ層５２を形成するベース（基材）となる層である。この基材層５１は、前述の基材層３１と同様の部材を用いることができる。

レンズ層５２は、前述の別の実施形態のレンズ層３４の単位レンズ３５と同様の単位レンズ５３が、同心円状に配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状を形成しており、その中心となる点は、スクリーンの表示領域の下方に位置している。なお、これに限らず、単位レンズ５３は、画面左右方向に延在し、画面上下方向に複数配列されたリニアフレネルレンズ形状としてもよい。

上述のようなスクリーン５０を備えるスクリーンユニット１０、これを備えるマルチスクリーン１００、背面投射型表示装置１とした場合にも、つなぎ目が目立たず、良好な映像を表示することができる。
また、スクリーン５０が、上述のようなフレネルレンズ層５４を備えるので、背面投射型表示装置１の薄型化を図ることができる。
さらに、スクリーン５０は、１枚ものであるので、スクリーン５０及びスクリーンユニット１０の薄型化を実現できる。

（２）実施形態において、光拡散層４４は、第１光制御層４２及び第２光制御層４３よりも出光側に配置されている形態を示したが、これに限らず、例えば、光拡散層４４を、第１光制御層４２と第２光制御層４３との間や、第１光制御層４２と支持層４１との間に配置してもよい。
また、実施形態において、光拡散層４４は、光を等方的に拡散する例を挙げて説明したが、これに限らず、使用環境等に応じて、画面左右方向への拡散作用と画面上下方向への拡散作用との大きさが異なる異方性を有するものとしてもよい。

（３）実施形態において、支持層４１は、拡散材を含有していない例を示したが、これに限らず、例えば、光拡散層４４よりも弱い拡散作用であれば、拡散材を含有する形態としてもよい。

（４）実施形態において、マルチスクリーン１００は、表示面が１つの平面状となるようにスクリーンユニット１０配列される例を示したが、これに限らず、例えば、後述する図１１のように、隣接するスクリーンユニット１０の表示画面が互いに角度をなすように配列されていてもよい。
図１１は、変形形態のマルチスクリーン１００を示す図である。
このような形状とすることにより、マルチスクリーン１００の利便性や意匠性を高め、観察者Ｏに対して、用途や環境に適した画像表示を行うことができる。

（５）実施形態において、第１光制御層４２及び第２光制御層４３を備える例を示したが、これに限らず、使用環境や所望する光学性能等に応じて、どちらか一方のみを配置する形態としてもよい。
また、第１光制御層４２及び第２光制御層４３は、略同様の形態であって、光透過部及び光吸収部の配列方向が異なる形態である例を示したが、これに限らず、例えば、所望する光学特性等に応じて、第１光制御層４２と第２光制御層４３とで、光透過部及び光吸収部の形状（配列ピッチＰ１、角度θ等）や材料、屈折率差等が異なっている形態としてもよい。

（６）実施形態において、光透過部４２２，４３２及び光吸収部４２３，４３３の断面形状は、略等脚台形状である例を示したが、これに限らず、例えば、光透過部４２２，４３２の配列方向において、一方の角度θが他方の角度θ異なる大きさのもの（即ち、光透過部４２２，４３２及び光吸収部４２３，４３３が、配列方向において非対称なもの）としてもよい。
また、角度θは、光透過部４２２，４３２及び光吸収部４２３，４３３の配列方向において、次第に又は段階的に変化する形態としてもよい。
さらに、光吸収部４２３，４３３は、厚み方向において、その上底を光源側（入光側）、下底を観察者側（出光側）とする例を記載したが、これに限らず、例えば、上底を観察者側、下底を光源側とする形態としてもよい。

（７）実施形態において、光源部ＬＳは、背面投射型表示装置１の使用状態において、スクリーンユニット１０に対して鉛直方向下側から斜めに映像光を投射する例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、スクリーンユニット１０に対して鉛直方向上側から斜めに映像光を投射する形態としてもよい。この場合、図３，図９，図１０等に示すスクリーン２０の画面上下方向を逆にして配置することが好ましい。

（８）実施形態において、接合層４６は、着色剤や拡散材を含有していない例を挙げて説明したが、これに限らず、適宜拡散材や着色剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。

なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

１ 背面投射型表示装置
１００ マルチスクリーン
１０ スクリーンユニット
２０ スクリーン
３０ フレネルレンズシート
４０ 拡散光学シート
２１ 凹部
２２ 接合部
２３ 枠部材
ＬＳ 光源部
Ｋ 筐体

Claims (7)

1. 光の進む向きを偏向する偏向光学シートと、前記偏向光学シートよりも出光側に設けられる拡散光学シートとを備える透過型スクリーンと、
   前記透過型スクリーンの外周側端面に沿って設けられ、前記偏向光学シート及び前記拡散光学シートの位置を決め、かつ、前記透過型スクリーンの外周端を保持する保持部と、
   を備え、
   前記拡散光学シートは、その厚み方向において、厚さの中点よりも出光側に、光を拡散する拡散作用層が１つ以上偏在していること、
   を特徴とするスクリーンユニット。
2. 請求項１に記載のスクリーンユニットにおいて、
   前記拡散作用層の１つは、光を透過する光透過部と、前記透過型スクリーンのスクリーン面に沿って光透過部と交互に配列され、光を吸収する光吸収部とを備える光制御層であり、
   前記光吸収部は、配列方向及び前記透過型スクリーンの厚み方向に平行な断面での断面形状が、略楔形形状であり、
   前記光吸収部の屈折率は、前記光透過部の屈折率よりも小さいこと、
   を特徴とするスクリーンユニット。
3. 請求項１又は請求項２に記載のスクリーンユニットにおいて、
   前記拡散作用層の１つは、光拡散材を含有する光拡散層であること、
   を特徴とするスクリーンユニット。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のスクリーンユニットにおいて、
   前記保持部は、
   前記偏向光学シート及び前記拡散光学シートの位置を決める接合部材と、
   前記接合部材よりも外周側に設けられる枠部材と、
   を備えること、
   を特徴とするスクリーンユニット。
5. 請求項４に記載のスクリーンユニットにおいて、
   前記枠部材の出光側端部は、前記透過型スクリーンの外周部によって被覆され、表出していないこと、
   を特徴とするスクリーンユニット。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のスクリーンユニットが複数連接されて形成されたマルチスクリーン。
7. 請求項６に記載のマルチスクリーンと、
   前記マルチスクリーンを構成する各スクリーンユニットの前記透過型スクリーンに対して背面側から映像光を投射する光源部と、
   備える背面型投射表示装置。

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