JP2015031799A - スクリーン - Google Patents

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Hiroyuki Tomita
宏幸 冨田
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Abstract

【課題】コントラストが向上された映像を表示できるとともに、いずれの側からも反対側の視認性に優れるスクリーンを提供する。
【解決手段】映写機から投射された映像光を観察者に視認可能に表示するスクリーンであって、透光性を有するシート状の基材層と、該基材層の一方の面に形成された、光を吸収および散乱させる光吸収散乱層と、を備え、該光吸収散乱層が、基材層上に複数並列された、光を透過する光透過部と、隣り合う光透過部間に配置された、光を吸収および散乱する光吸収散乱部と、を有し、光吸収散乱部が、光を散乱させる効果を有する光散乱剤および光を吸収する効果を有する光吸収剤を含んでなる光吸収散乱粒子を含むスクリーンとする。
【選択図】図3

Description

本発明は、映写機から投射された映像光を視認可能に表示するスクリーンに関する。
通常、映写機から投射された映像光を視認可能に表示するスクリーンは、反射型、透過型を問わず映写機から投射された映像光を表示することを目的としており、観察者からみてスクリーンの反対側(背面側)を観察することができない。透過型のスクリーンでは背面から投射された映像光を観察者側(正面側)に透過することにより映像を表示するので背面側からの光を透過することは可能である。しかしながら、このような透過型のスクリーンでは、映像光の視野角を広げること等を目的として表面に凹凸が設けられたり、光散乱層が設けられたりしており、光の透過は可能であるが背面側の様子を観察することはできない。
特許文献1には、スクリーン面に沿って1次元又は2次元方向に多数並べて配列され、光を透過可能な単位形状と、単位形状が並ぶ間に形成され、光を吸収する光吸収部と、少なくとも単位形状の裏面側に設けられ、単位形状を通過した前記映像光を反射し、かつ、映像光が投影される投影側とは反対側である裏面側からの光を透過可能な反射透過層と、を備える半透過型反射スクリーンが開示されている。
特開2006−243693号公報
しかしながら、特許文献1に開示されているような構成のスクリーンでは、本来は観察者側に提供されるべき光も光吸収部が吸収してしまい、表示させるべき映像や背面側の様子を観察する際の明るさが不足することによってコントラストが低下する虞があるという問題があった。
そこで本発明は上記した問題点に鑑み、コントラストが向上された映像を表示できるとともに、いずれの側からも反対側の視認性に優れるスクリーンを提供することを課題とする。
以下、本発明について説明する。
請求項1に記載の発明は、映写機から投射された映像光を観察者に視認可能に表示するスクリーンであって、透光性を有するシート状の基材層と、該基材層の一方の面に形成された、光を吸収および散乱させる光吸収散乱層と、を備え、該光吸収散乱層が、基材層上に複数並列された、光を透過する光透過部と、隣り合う光透過部間に配置された、光を吸収および散乱する光吸収散乱部と、を有し、光吸収散乱部が、光を散乱させる効果を有する光散乱剤および光を吸収する効果を有する光吸収剤を含んでなる光吸収散乱粒子を含むスクリーンである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のスクリーンにおいて、光吸収散乱粒子の粒径が1μm以上10μm以下である。
なお、本明細書において「粒径」とは、JIS K 5600−9−3のレーザ回折による粒度分布の測定における平均値を意味する。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のスクリーンにおいて、光吸収散乱粒子を構成する材料のうち光散乱剤の量が10質量%以上25質量%以下である。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のスクリーンにおいて、光吸収散乱粒子を構成する材料のうち光吸収剤の量が10質量%以上25質量%以下である。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のスクリーンにおいて、光吸収散乱部を構成する材料のうち光吸収散乱粒子の量が5質量%以上30質量%以下である。
本発明によれば、コントラストが向上された映像を表示できるとともに、いずれの側からも反対側の視認性に優れるスクリーンを提供することができる。
スクリーン100を説明する斜視図である。 スクリーン100の断面を示し、層構成を模式的に表した図である。 光吸収散乱層114の一部を拡大して示した図である。
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし本発明は当該形態に限定されるものではない。なお、各図は概念的に示したものであり、各部材の形状を正確に示すものではない。
図1はスクリーン100の斜視図であり、映写機10と併せて示した。スクリーン100と映写機10とで映像表示装置を構成している。スクリーン100は、映写機10から投射された映像光を観察者に視認可能に表示するスクリーンである。図示したスクリーン100は、常設される形態の反射型のスクリーン(固定型反射スクリーン)の例である。従ってスクリーン100は図1からわかるようにAで表した観察者の側が正面となり、正面側に映写機10が設置され、これとは反対側(背面側物体Bが存在する側)が背面側となる。
図2は、スクリーン100を設置した姿勢(すなわち、スクリーン面を鉛直に立てた姿勢)において図1にII−IIで示した線に沿った鉛直方向におけるスクリーン100の厚さ方向断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。図2では見易さのため、繰り返しとなる符号は一部省略している(以降に示す各図において同じ。)。
スクリーン100は、背面側からパネル111、該パネル111に貼合された積層体112を備えている。そして積層体112は、背面側から接着層113、光吸収散乱層114、基材層117、およびハードコート層118を備えている。以下、スクリーン100を構成するこれらの構成要素について説明する。図2では、紙面左が背面側、紙面右が正面側、紙面上方が天、紙面下方が地となる。
パネル111は、ガラスパネルや樹脂パネル等、透光性を有する板状のパネルである。従って、パネル111を構成する部材としては公知の板ガラスや樹脂板を用いることができる。これにより固定型のスクリーンとして安定した設置が可能となる。
接着層113は、パネル111に積層体112を接着するための層である。接着層113を構成する材料としては、パネル111と積層体112とを接着できるものであれば特に限定されない。接着層113を構成する材料として、例えば、公知の粘着剤、接着剤、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。これらの中からより具体的な例を挙げれば、アクリル系の粘着剤があり、さらに具体的にはアクリル系共重合体とイソシアネート化合物とを組み合わせた粘着剤がある。なお、接着層113を構成する材料は、スクリーン100の性質上、透光性、耐候性に優れることが好ましい。
接着層113の厚さは特に限定されないが、10μm以上100μm以下であることが好ましい。接着層113をある程度厚くすることによって、パネル111と積層体112とを十分に密着させやすくなる。また、接着層113をある程度薄くすることによって、接着層113の厚さを均一にすることが容易になる。
光吸収散乱層114は後述する基材層117の一方の面に形成された、光を吸収および散乱する層である。また、光吸収散乱層114は、基材層117上に複数並列された、光を透過する光透過部115と、隣り合う光透過部115間に配置された、光を吸収および散乱する光吸収散乱部116と、を有している。光吸収散乱層114は、図2に示した断面を有して紙面奥/手前側に延在する。すなわち、図2に表れる断面を有して光透過部115及び光吸収散乱部116がスクリーン面に沿った一方向(本形態では水平方向)に延びるように配置されるとともに、該一方向とは異なる方向(本形態では鉛直方向)のスクリーン面に沿って複数の光透過部115が配列されている。そして光吸収散乱部116は光透過部115の間に配置されている。
光透過部115は光を透過する部位である。また、本形態では光透過部115のうち基材層117側の面とその反対側面(接着層113側の面)とは平行に形成されている。これによって、後に説明するようにスクリーン100を通して背面側の景色が見やすくなる。このようにスクリーン100を通して背面側の景色を見易くするという観点から、光透過部115は光を散乱または吸収しないことが好ましい。ここで、「光を散乱または吸収しない」とは、光を散乱させる材料および光を吸収する材料を意図的に添加することなく形成されていることを意味する。よって、光透過部115を光が透過するときに不可避的に若干の散乱や吸収が生じることは許される。
光透過部115を構成する材料は、基材層117と同じであってもよいし、異なっていてもよい。ただし両者間で屈折率差があるとその界面で光が偏向されてしまう可能性が高まるので、同じ材料であること、又は異なる材料であっても屈折率差が小さい、あるいは屈折率差がないことが好ましい。
光透過部115と基材層117とを同じ材料で構成する場合には、基材層117と光透過部115とを一体に形成することもできる。また、光透過部115と基材層117とを異なる材料で構成する場合、及び同じ材料で構成する場合であっても、基材層117と光透過部115とを別々に形成し、公知の手段により積層してもよい。
光透過部115の形成方法の具体例は後で説明する。
光透過部115を構成する材料としては、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の1つ以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)を挙げることができる。
光吸収散乱部116は、到達した光の少なくとも一部を吸収および散乱反射させることができるように構成されている。詳しくは次の通りである。
上記したように光透過部115はシート面に沿った方向に所定の間隔で並列され、光透過部115間には凹部が形成されている。本形態における凹部は、接着層13側(背面側)に底辺、基材層117側(正面側)に底辺に対向する頂点を有する略三角形の断面を有した溝であり、ここに光吸収散乱部116を構成する材料が充填されることにより光吸収散乱部116が形成されている。従って光吸収散乱部116も上記凹部に沿った略三角形断面を具備している。
光吸収散乱部116は、図3に示したように、光吸収散乱粒子116aを含んでいる。図3は、光吸収散乱層114の一部を拡大して示した図である。
光吸収散乱粒子116aは、光を散乱させる効果を有する光散乱剤および光を吸収する効果を有する光吸収剤を含んでなる粒子である。このような光吸収散乱部116は、透明樹脂(バインダー)116bに光吸収散乱粒子116aを分散させた材料によって構成することができる。
なお、光吸収剤とは、透明樹脂中に20質量%含有させた組成物を用いて透明基材(例えば、厚さ100μmのPETフィルム)上に厚み50μの塗膜を成膜し、この塗膜面から45度の入射角で光を入光させたときに全光線反射率Rt及び拡散反射率Rdを測定し(例えば、株式会社村上色彩技術研究所製のHR−100を用いて)、Rtが15%以下、Rdが12%以下となる粒子(有色材料)である。また、光散乱剤とは、上記のようにして全光線反射率Rt及び拡散反射率Rdを測定し、Rtが80%以上、Rdが64%以上となる粒子(有色材料)である。そして、光吸収散乱粒子116aとは、上記光散乱剤および光吸収剤を含むことによって、上記のようにして全光線反射率Rt及び拡散反射率Rdを測定したときに、Rtが50±15%、Rdが40±10%となる粒子である。
光吸収散乱粒子116aは、例えば、光散乱剤および光吸収剤を混ぜた硬化性樹脂からなる有機微粒子やガラスビーズによって構成することができる。コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点からは有機微粒子が好ましい。当該硬化性樹脂としては、光透過部115を構成する材料と同様のものを用いることができる。
光吸収散乱粒子116aに含まれる光散乱剤としては、例えば、白色顔料や銀色顔料を挙げることができる。白色顔料としては、例えば、酸化チタン、二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛などの金属酸化物が挙げられる。銀色顔料としては、例えば、アルミニウム、クロムなどの金属が挙げられる。これにより効率よく光を散乱反射させることができる。
光吸収散乱粒子116aに含まれる光吸収剤は、可視光である迷光や外光等の不要光を吸収する機能を有していればよい。このような光吸収剤には、カーボンブラック等の光吸収性を有する材料を用いることができる。ただし、これに限定されるものではなく、吸収すべき光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する材料を光吸収剤として使用してもよい。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等を光吸収剤として用いることができる。
光吸収散乱粒子116aを構成する材料のうち光散乱剤の量は10質量%以上25質量%以下であることが好ましく、15質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。また、光吸収散乱粒子116aを構成する材料のうち光吸収剤の量は10質量%以上25質量%以下であることが好ましく、15質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。光拡散剤および光吸収剤の含有量をある程度少なくすることによって、光吸収散乱粒子116a(光吸収散乱粒子116aに含まれる硬化性樹脂。例えば、PMMA。)が割れることを抑制できる。一方、光拡散剤および光吸収剤の含有量をある程度多くすることによって、光吸収散乱部116において後述するような光学特性を発揮しやすくなる。
光吸収散乱部116を構成する材料のうち光吸収散乱粒子116aの含有量は5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、10質量%以上25質量%以下であることがより好ましい。光吸収散乱粒子116aの含有量をある程度多くすることによって、光吸収散乱部116において後述するような光の吸収および光の拡散反射を行いやすくなる。一方、光吸収散乱粒子116aの含有量をある程度少なくすることによって、光吸収散乱部116を構成すべき組成物の粘度を適正な範囲とし、光吸収散乱部116を形成しやすくなる。また、光吸収散乱粒子116aの含有量をある程度少なくすることによって、光吸収散乱部116を構成すべき組成物内において光吸収散乱粒子116aが凝集することを防止し、該組成物の品質維持が容易になる(保存安定性が向上する。)。
光吸収散乱粒子116aの粒径は1μm以上、10μm以下であることが好ましく、2μm以上、6μm以下であることがより好ましい。光吸収散乱粒子116aは、懸濁重合にて合成することができる。このとき、光吸収散乱粒子116aの粒径をある程度大きくすることによって、光吸収剤および光散乱剤を硬化性樹脂(例えば、PMMA)へ練り込むことが容易になる。また、光吸収散乱粒子116aを生産後に捕集することが容易になる。一方、光吸収散乱粒子116aの粒径をある程度小さくすることによって、光吸収散乱部116を構成すべき組成物の粘度を適正な範囲とし、光吸収散乱部116が形成されるべき部位(溝)に該組成物を充填しやすくなるので、光吸収散乱部116を形成しやすくなる。
バインダー116bとしては、例えば電離放射線硬化型樹脂等を用いることができる。例えば、電子線、紫外線等の電離放射線により硬化する特徴を有する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をバインダー116bとして用いることができる。
光吸収散乱部116の屈折率は光透過部115の屈折率と同じ又は近いことが好ましい。これにより光透過部115と光吸収散乱部116との界面における屈折、及びこれによる波長分散を防止することができ、画面に観察される虹状のムラ(模様)の発生を抑制できる。
ただし、光吸収散乱部116の屈折率と光透過部115の屈折率とを異なるように形成することを妨げるものではない。例えば光吸収散乱部116の屈折率を光透過部115の屈折率よりも低くなるように形成すれば、界面に入射する光が全反射臨界角より大きい場合、全反射を利用して光を反射することができる。そのためには、例えばバインダー116bの屈折率を調整する。
光吸収散乱部116の形状は特に限定されない。例えば、図面には略三角形断面を有する光吸収散乱部116を例示しているが、光吸収散乱部116の断面形状は長方形や台形であってもよい。また、光吸収散乱層114の断面における光吸収散乱部116と光透過部115との界面の形状は曲線状や折れ線状であってもよい。ただし、光吸収散乱層114の鉛直方向の厚さ方向断面において、光吸収散乱部116とその上方にある光透過部115との界面は、斜め上方から照射される外光(太陽光や蛍光灯の光)を主に背面側に反射させられる角度に形成されていることが好ましい。また、光吸収散乱部116とその下方にある光透過部115との界面は、映写機10から照射された映像光を光吸収散乱部116内に入射させられる(光吸収散乱部116内で光吸収散乱粒子116aによって散乱反射させられる)ように、または当該界面で観察者側に反射させられる角度に形成されていることが好ましい。さらに、後述するように斜め上方からスクリーン100に入射した外光が光透過115を透過してスクリーンの反対側に出射しやすいように光吸収散乱部116が形成されていることが好ましい。
上述した観点から、例えば、光吸収散乱層114の鉛直方向の厚さ方向断面において、光吸収散乱部116とその上方にある光透過部115との界面は、水平であることが好ましく、光吸収散乱部116とその下方にある光透過部115との界面は、映写機の設置位置等にもよるが、水平方向に対する角度θ(図3参照)は19.6度程度であることが好ましく、光吸収散乱部116の厚さt(図3参照)は150μm程度であることが好ましく、光吸収散乱部116が形成されるピッチp(図3参照)は185μm程度であることが好ましい。厚さtは大きいい程、光学的性能は高くなると考えられるが、厚さtが大きすぎると光吸収散乱層114を作製するために用いる金型の作製が難しくなる等の問題から、光吸収散乱層114の製造が難しくなる。また、ピッチpは広い方が干渉縞起因の虹模様が低減するが、広すぎると映写機からの映像光が光吸収散乱部116に当たらずに光透過部115を透過しやすくなる虞がある。
また、光吸収散乱部116と光透過部115との界面において散乱反射をさせ易くするという観点からは、光吸収散乱部116と光透過部115との界面を微小な凹凸が無数に形成された面であるマット面としてもよい。
光吸収散乱部116が並列されるピッチは特に限定されないが、10μm以上200μm以下であることが好ましい。光吸収散乱部116のピッチを所定の範囲とすることによって、光吸収散乱層114による後述の効果を得やすくなる。また、光吸収散乱部116のピッチをある程度広くすることによって、光吸収散乱層114の加工(作製)が容易になる。ただし、光透過部115を形成する際の金型の離型性を良くする観点からは、光吸収散乱部116のピッチはある程度狭いことが好ましい。
基材層117は、光吸収散乱層114を形成するための基材となる層である。従って基材層117は、透光性を有するとともに光吸収散乱層114の変形を防止できるように支持する。かかる観点から、基材層117を構成する材料の具体例として、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等のうちの1つ以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)を挙げることができる。
基材層117の厚さは特に限定されないが、25μm以上300μm以下であることが好ましい。基材層117の厚さがこの範囲を外れると、加工性に問題を生じる虞がある。例えば、基材層117が薄過ぎればしわが生じやすくなる。一方、基材層117が厚過ぎれば、スクリーン100を製造する工程のうち中間工程において巻き取りが困難になる。
ハードコート層118は、表面保護を目的として、スクリーン100のうちパネル111とは反対側の最表面に設けられる層である。ハードコート層118は透明な樹脂層として形成することができ、擦り傷、表面汚染に対する耐性の観点から、硬化性樹脂が硬化してなる樹脂硬化層として形成することが好ましい。
具体的には電離放射線硬化性樹脂、その他公知の硬化性樹脂等を要求性能に応じて適宜採用すればよい。電離放射線硬化性樹脂としては、アクリレート系、オキセタン系、シリコーン系等が挙げられる。例えば、アクリレート系の電離放射線硬化性樹脂は、単官能(メタ)アクリレートモノマー、2官能(メタ)アクリレートモノマー、3官能以上の(メタ)アクリレートモノマーなどの(メタ)アクリル酸エステルモノマー、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルオリゴマー乃至は(メタ)アクリル酸エステルプレポリマーなどからなる。さらに3官能以上の(メタ)アクリレートモノマーを例示すれば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等がある。
また、ハードコート層118には、耐汚染性向上の機能を追加してもよい。これは例えばシリコーン系化合物、フッ素系化合物などを添加することにより可能となる。さらにその他の機能として帯電防止性向上、撥水性向上の機能を有するものとしてもよい。
帯電防止性向上のために用いることができる材料としては、電子伝導タイプではPEDOT−PSS(PEDOT(Poly(3,4−ethylenedioxythiophene);3,4−エチレンジオキシチオフェンポリマー)とPSS(poly(styrenesulfonate);スチレンスルホン酸ポリマー)とを共存)などが挙げられ、イオン導電タイプではリチウム塩系材料等が挙げられる。
また、撥水性向上のために用いることができる材料としては、フッ素系化合物等が挙げられる。
以上説明した構成を具備するスクリーン100は例えば次のように製造することができる。
スクリーン100は、パネル111に積層体112を貼合することによって製造することができる。積層体112は、例えば次のように作製する。
光吸収散乱層114は金型ロールを用いる方法により形成する。すなわち、円筒状であるロールの外周面に光吸収散乱層114の光透過部115の形状を転写可能な凹凸が設けられた金型ロールを準備する。そして金型ロールとこれに対向するように配置されたニップロールとの間に、基材層117となる基材を挿入する。このとき基材の一方の面にはハードコート層118が予め形成されていてもよい。そして、基材のうちハードコート層118が配置されていない側の面と金型ロールとの間に光透過部115を構成する組成物を供給しながら金型ロール及びニップロールを回転させる。これにより金型ロールの表面に形成された凹凸の凹部内に光透過部115を構成する組成物が充填され、該組成物が金型ロールの凹凸の表面形状に沿ったものとなる。
ここで、光透過部115を構成する組成物としては、上記したものが好ましいが、さらに具体的には次の通りである。すなわち、光硬化型プレポリマー(P1)に、反応性希釈モノマー(M1)及び光重合開始剤(I1)を配合した光硬化型樹脂組成物を用いることができる。
上記光硬化型プレポリマー(P1)としては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等のプレポリマーを挙げることができる。
また、上記反応性希釈モノマー(M1)としては、例えば、ビニルピロリドン、2−エチルヘキシルアクリレート、β−ヒドロキシアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等を挙げることができる。
また、上記光重合開始剤(I1)としては、例えば、ヒドロキシベンゾイル化合物(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインアルキルエーテル等)、ベンゾイルホルメート化合物(メチルベンゾイルホルメート等)、チオキサントン化合物(イソプロピルチオキサントン等)、ベンゾフェノン化合物(ベンゾフェノン等)、リン酸エステル化合物(1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド等)、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。これらの中から、光硬化型樹脂組成物を硬化させるための照射装置及び光硬化型樹脂組成物の硬化性から任意に選択することができる。なお、光透過部115の着色防止の観点から好ましいのは、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及びビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイドである。
これらの光硬化型プレポリマー(P1)、反応性希釈モノマー(M1)及び光重合開始剤(I1)は、それぞれ、1種類で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
金型ロールと基材との間に挟まれ、ここに充填された光透過部115を構成する組成物に対し、基材側から光照射装置により光を照射する。これにより、光透過部115を構成する組成物を硬化させ、その形状を固定させることができる。そして、離型ロールにより金型ロールから基材層117及び成形された光透過部115を離型する。
次に、光透過部115間に形成された凹部に光吸収散乱部116を構成する組成物を充填して硬化させることによって、光吸収散乱部116を形成することができる。具体的には、例えば電離放射線硬化性樹脂やその他公知の硬化性樹脂によって構成されたバインダー116bに上記した光吸収散乱粒子116aを分散させた組成物を凹部に過剰に供給し、ブレードによりスキージして余分な組成物を掻きとって除去するとともに、凹部に組成物を充填する。このようにして充填された組成物に対して適切な硬化方法を適用して硬化性樹脂を硬化させる。
以上により光吸収散乱層114が形成される。
上記のようにして形成した光吸収散乱層114の表面に接着層113を積層することによって、積層体112を作製できる。
以上のようにして作製した積層体112を接着層113によりパネル111に貼合することでスクリーン100を製造することができる。
スクリーン100には上記した各層のいずれかに、他の機能を付加させるための構成を備えてもよい。これには例えば、紫外線吸収剤、熱線吸収剤、又は近赤外線吸収剤を添加し、紫外線吸収機能、熱線吸収機能、又は近赤外線吸収機能を備えさせることが挙げられる。
近赤外線吸収機能は、近赤外線吸収剤(近赤外線吸収色素)を上記した各層の1つ又は複数に添加したり、塗布したりすることにより向上させることができる。近赤外線吸収色素としては、800nm以上1100nm以下の波長領域の光を吸収するものを用いることが好ましい。該波長領域の近赤外線の透過率が20%以下であることが好ましく、10%以下であることがさらに好ましい。一方で、近赤外線吸収色素は可視光領域、即ち、380nm以上780nm以下の波長領域で、十分な透過率を有することが好ましい。
紫外線吸収機能は、以下に例示する紫外線吸収剤を上記した各層の1つ又は複数に添加したり、塗布したりすることにより向上させることができる。紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(TINUVIN P、TINUVIN P FL、TINUVIN 234、TINUVIN 326、TINUVIN 326 FL、TINUVIN 328、TINUVIN 329、TINUVIN 329 FL、全てBASFジャパン株式会社製)や、トリアジン系紫外線吸収剤(TINUVIN 1577 ED、BASFジャパン株式会社製)、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤(CHIMASSORB 81、CHIMASSORB 81 FL、全てBASFジャパン株式会社製)、ベンゾエート系紫外線吸収剤(TINUVIN 120、BASFジャパン株式会社製)等が挙げられる。
熱線吸収機能は、以下に例示する熱線吸収剤を上記した各層の1つ又は複数に添加したり、塗布したりすることにより向上させることができる。熱線吸収剤としては、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)又はスズドープ酸化インジウム(ITO)、フタロシアニン化合物等の金属酸化物超微粒子などが挙げられる。
次に、スクリーン100を図1のようにして設置したときの作用について説明する。図3に模式的な光路例を示した。なお当該光路例は概念的に示したものであり、屈折、反射の程度等を厳密に表したものではない。
映写機10(図1参照)から投射された映像光L101は、ハードコート層118および基材層117を透過して光吸収散乱層114の光吸収散乱部116に到達する。光吸収散乱部116内に入射した映像光L101は、光吸収散乱部116と光透過部115との界面付近に存在する光吸収散乱粒子116aによって散乱反射される。そして、散乱反射された光の少なくとも一部は映写機10側、すなわち観察者側に向きが変えられる。また、光吸収散乱部116と光透過部115との間に屈折率差がある場合、全反射臨界角より大きい角度で光吸収散乱部116と光透過部115との界面に入射した映像光L101の一部は観察者側に全反射される。このようにして、映写機10から投射された映像光L101をスクリーン100から出射して観察者に映像として提供することができる。
一方、スクリーン100の斜め上方からスクリーン100に入射した外光(太陽光や蛍光灯の光)L103は、光吸収散乱部116に到達せずに光透過部115を透過するので、観察者に向けて出射される外光を減らすことができる。また、スクリーン100の斜め上方からスクリーン100に入射して光吸収散乱部116に到達した外光(太陽光や蛍光灯の光)L104は、光吸収散乱部116と光透過部115との間に屈折率差がある場合、全反射臨界角より大きい角度で光吸収散乱部116と光透過部115との界面に入射すると、主に背面側に全反射される。また、光吸収散乱部116内に入射した外光L104の一部は光吸収散乱部116と光透過部115との界面付近において光吸収散乱粒子116aによって主に背面側に散乱反射されたり、光吸収散乱部116内で光吸収散乱粒子116aによって乱反射させられつつ吸収されたりするので、観察者に向けて出射される外光を減らすことができる。従って、スクリーン100に表示される映像のコントラストを向上させるとともに、ヘイズを小さくすることができる。
また、スクリーン100の背面側からスクリーン100を通過して観察者に達する光は例えばL102による。すなわち、背面側からの光L102は光吸収散乱部116に達することなくスクリーン100を透過して観察者に観察される。従って、基材層117の面に対して平行な面である光透過部115の基材層117側の面及びその反対側の面を介して背面側からの光が観察者に提供され、明確に明るくスクリーン100の背面側を観察することができる。
上記のように、スクリーン100によれば映像光を観察者側に効率よく提供できるとともに、外光が観察者側に出射されることを抑制できる。従って、明るく、且つコントラストが向上された映像を表示することができる。さらに、スクリーン100は、正面側または背面側のいずれの側からも反対側の視認性に優れる。
このようなスクリーン100は、例えば、これまでオフィス等で用いられていたスクリーンの代わりにする等、従来のスクリーン用途に用いることができる。これに加え、ガラス張りで店内を視認できる店舗のショーウィンドウのガラスにスクリーン100を適用すれば、スクリーン100に効果的な映像を投射しつつ店内を視認することもできるので、ディスプレイ効果を向上させることができる。
<スクリーンの評価>
後述するようにして作製したスクリーンをスクリーン面が鉛直になるように設置し、以下に説明するように白輝度、黒輝度、コントラストよびヘイズをそれぞれ評価した。その結果を表1に示した。これらの評価には株式会社村上色彩技術研究所製のヘイズメーター「HR−100」を使用した。
入射角0度で光を入射させたときの全光線透過率およびヘイズを評価し、これをスクリーンの透明性を示す指標とした。透過率が大きくヘイズが小さい方が良好であるとした。
入光角45度で斜め上方から光を入射させたときの全光線透過率を評価し、これを外光の透過率の指標とした。外光の透過率は大きい程、黒輝度が良好であるとした。
入光角45度で斜め下方から光を入射させたときの光の反射率を評価し、これを映写機から照射された映像光の反射率の指標とした。映像光の反射率が大きい程、白輝度が良好であるとした。
コントラストは白輝度と黒輝度との比(白輝度/黒輝度)である。
表1において、白輝度は高いものから順に、◎、○、△の3段階で評価し、黒輝度は低いものから順に、◎、○、△、×の4段階で評価し、コントラストは高いものから順に、○、△、×の3段階で評価した。以下に評価方法について説明する。ヘイズは小さいものから順に、○、△、×の3段階で評価した。
<スクリーンの作製>
(実施例1)
図2に示した断面を有するスクリーンを作製した。
光吸収散乱層は、鉛直方向の厚さ方向断面において、光吸収散乱部とその上方にある光透過部との界面が水平となるようにし、光吸収散乱部とその下方にある光透過部との界面の水平方向に対する角度θ(図3参照)が19.6度となるようにした。光吸収散乱部の厚さt(図3参照)は150μmとした。光吸収散乱部が形成されるピッチp(図3参照)は185μmとした。光透過部には三洋化成工業株式会社製のXP46を用いた。また、光吸収散乱部には、株式会社DNPファインケミカル製の光散乱剤、光吸収剤およびバインダーを用いた。なお、光吸収散乱粒子の粒径は4μmにした。
基材層には東洋紡株式会社製のA4300(厚さ100μm)を用いた。
接着層にはリンテック株式会社製のP134HPを用いた。
ハードコート層にはDIC株式会社製のIT038を用いた。
製造方法は以下の通りである。まず、基材層の一方の面側にハードコート層となる樹脂と塗布して紫外線で硬化させた。次に、基材層の他方の面側に金型を用いて光透過部と形成し、紫外線で硬化させて形状を固定した。次に、成型した光透過部間の溝に光吸収散乱部となる組成物を充填して紫外線で硬化させ、光吸収散乱部を形成した。このようにして光吸収散乱層を形成した後、光吸収散乱層の基材層とは反対の面側に接着層を形成した。
(実施例2乃至4、比較例1、2)
光吸収散乱粒子に含まれる光吸収剤および光散乱剤の含有量と、光吸収散乱部に含まれる光吸収散乱粒子の含有量とを、表1に示したように変更した以外は実施例1と同様にしてスクリーンを作製した。なお、比較例1、2では、光散乱剤のみを含む粒子(光散乱粒子(粒径:0.4μm)を光吸収散乱部に添加した。
表1に示したように、実施例1乃至4に係るスクリーンは、コントラストが向上された映像を表示できるとともに、ヘイズが小さい、すなわちいずれの側からも反対側の視認性に優れる。
10 映写機
20 映写機
100 スクリーン
111 パネル
112 積層体
113 接着層
114 光吸収散乱層
115 光透過部
116 光吸収散乱部
116a 光吸収散乱粒子
116b バインダー
117 基材層
118 ハードコート層

Claims (5)

  1. 映写機から投射された映像光を観察者に視認可能に表示するスクリーンであって、
    透光性を有するシート状の基材層と、該基材層の一方の面に形成された、光を吸収および散乱させる光吸収散乱層と、を備え、
    前記光吸収散乱層が、前記基材層上に複数並列された、光を透過する光透過部と、隣り合う前記光透過部間に配置された、光を吸収および散乱する光吸収散乱部と、を有し、
    前記光吸収散乱部が、光を散乱させる効果を有する光散乱剤および光を吸収する効果を有する光吸収剤を含んでなる光吸収散乱粒子を含むスクリーン。
  2. 前記光吸収散乱粒子の粒径が1μm以上10μm以下である、請求項1に記載のスクリーン。
  3. 前記光吸収散乱粒子を構成する材料のうち前記光散乱剤の量が10質量%以上25質量%以下である、請求項1または2に記載のスクリーン。
  4. 前記光吸収散乱粒子を構成する材料のうち前記光吸収剤の量が10質量%以上25質量%以下である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のスクリーン。
  5. 前記光吸収散乱部を構成する材料のうち前記光吸収散乱粒子の量が5質量%以上30質量%以下である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のスクリーン。
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