JP3381570B2 - プロジェクションスクリーン用レンチキュラーシート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フレネルレンズと
レンチキュラーシートの組み合わせから構成されるプロ
ジェクションスクリーンに用いられるレンチキュラーシ
ートに関し、特に、透過型液晶プロジェクションテレビ
での、液晶プロジェクターからの投影光を結像させて機
能する拡散層に対外光コントラスト特性の改良手段を施
したレンチキュラーシートに関する。

【０００２】

【従来の技術】フレネルレンズとレンチキュラーシート
の組み合わせから構成されるプロジェクションスクリー
ンは透過型液晶プロジェクションテレビ等に用いられ
る。近年、高精細化等に伴って、高品質の映像が要求さ
れてきている。映像の品質を低下させる要因として、種
々挙げられるが、プロジェクションテレビ等に用いられ
るプロジェクションスクリーンに起因するものの一つと
して、映像の観察面となるスクリーンの表面での外光反
射、写り込み、ギラツキ等に起因するコントラストの低
下による映像の品質低下が挙げられる。この様な問題を
解決するために、従来下記のような提案がなされてい
る。

【０００３】レンチキュラーシートのプロジェクターか
らの投影光の出射面側に、微細な凹凸を形成（マット処
理）し、光利用効率を改善したり、写り込み防止と視野
特性の改善を目的とする特開平３−４３７２４号、特開
平５−６１１２０号、特開平７−２７０９１８号が提案
されている。上記提案では、写り込み防止を解消しよう
とするものであるが、マット処理特有のスクリーン表面
でのギラツキ及び外光の乱反射によるスクリーン表面が
白味を帯び、コントラストの低下を招く問題があった。

【０００４】フレネルレンズとレンチキュラーシートの
組み合わせから構成されるプロジェクションスクリーン
に、これとは別に、最も観察者側に位置する前面パネル
を設け、前面パネルのプロジェクターからの投影光の入
射面側の表面に黒色の材料を含む光拡散性を有する微粒
子からなる拡散層を形成し、高解像度化、コントラスト
改善，視野特性の改善などを目的とする特開平７−２４
８５３７号公報が提案されている。上記提案では、前面
パネルの最外面の観察面が透明樹脂からなるため、写り
込みが発生し、コントラストの低下を招く問題があり、
この問題を解決するために、最外面の透明樹脂の表面に
反射防止膜を形成することによってコントラストの向上
を図っており、反射防止膜形成工程や、前面パネル部材
が増えたことによるコスト面で問題があった。また、黒
色材料を混入、添加するために光量の損失の問題もあっ
た。

【０００５】従来、既に述べたように、フレネルレンズ
とレンチキュラーシートの組み合わせから構成されるプ
ロジェクション用スクリーン表面での写り込み、ギラツ
キ、表面反射等に起因するコントラストの低下の問題が
あった。また、コントラストを改良すること同時に、光
量損失や、反射防止処理等によるスクリーンコストがア
ップするという問題が発生した。この様な背景から、ス
クリーンでの光量損失が無く、低コストで高コントラス
トのプロジェクション用スクリーンが要求されている。

【０００６】一方、透過型プロジェクションテレビとし
て、プロジェクターが３管式のＣＲＴ方式の場合には、
表裏のレンズでＲ・Ｇ・Ｂの３色のズレを補正する必要
があるため、両面にシリンドリカルレンズ群が形成され
たレンチキュラーシートが用いられるが、近年、透過型
液晶プロジェクションテレビが普及しつつある。

【０００７】液晶プロジェクションテレビの場合、その
投射機構により３管式のＣＲＴ方式と比較してＲＧＢの
色ずれの問題がないために、両面にシリンドリカルレン
ズ群を並列した両面レンチキュラーシートを用いる必要
がなく、片面にシリンドリカルレンズ群を並列した片面
レンチキュラーシートを使用できる。

【０００８】レンチキュラーシートは、シリンドリカル
レンズの並設方向（一般には，水平方向）である所定の
角度範囲には投影光を広げられるが、それと垂直な方向
には投影光をほとんど広げられない。水平方向へ光を広
げる補助的な役割。及び垂直方向に光を広げる主役的な
役割を果たすために光拡散層が必要である。また、光拡
散層には、画面の明るさが均一になるように、プロジェ
クターからの入射光の中心点の輝度が局所的に高くな
り、シリンドリカルレンズの並設方向に縞状に見える現
象であるホットスポットをなくす役割もある。

【０００９】以上の理由から、フレネルレンズとレンチ
キュラーシートとの組み合わせからなるプロジェクショ
ンスクリーンの何れかの場所に、プロジェクターからの
投影光を結像（および、光拡散させて透過）させて機能
する光拡散層が存在する。

【００１０】一方、液晶プロジェクターの画素数も従来
の数１０万画素から１００万画素以上に増加しているこ
とから、液晶プロジェクターの画素の周期性とシリンド
リカルレンズの周期性に起因するモアレの現象を低減す
ると同時に、映像画質の高精細化に伴って、レンチキュ
ラーシートのシリンドリカルレンズのファインピッチ化
が要求されており、具体的には、レンズピッチ０．３ｍ
ｍ以下のファインピッチ化を図ることが必要である。

【００１１】それに伴って、近年、液晶プロジェクショ
ンテレビ等に用いられる安価な、高精細、高コントラス
トのプロジェクションスクリーン用レンチキュラーシー
トが要求されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な技術的背景を考慮してなされたものであり、光拡散性
微粒子を内部に含まない透明樹脂で成形された片面のみ
にファインピッチのシリンドリカルレンズ群が形成され
たレンチキュラーシートのレンズ面と反対側平坦面に形
成した光拡散層に対外光コントラストを改良する手段を
施すことによって、高コントラストで、然も光損失の無
い、低コストの高精細の液晶プロジェクションテレビ用
透過型スクリーンに使用されるレンチキュラーシートを
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題は、下記の手段
によって解決できる。請求項１記載の本発明は、フレネ
ルレンズとレンチキュラーシートの組み合わせから構成
されるプロジェクションスクリーンに用いられるレンチ
キュラーシートおいて、片面のみにシリンドリカルレン
ズ群が形成されたレンチキュラーシートのレンズ面と反
対側の平坦面に、無着色の光拡散性微粒子（Ａ）と黒色
に着色した光拡散性微粒子（Ｂ）との２種類の光拡散性
微粒子が光透過性樹脂の内部に分散され、光透過性樹脂
と前記２種類の光拡散性微粒子の屈折率差は０．０２以
上であると共に、前記２種類の光拡散性微粒子が表面か
ら突出して凹凸が形成されている構成であることを特徴
とする光拡散層を有するプロジェクションスクリーン用
レンチキュラーシートである。

【００１４】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
プロジェクションスクリーン用レンチキュラーシートに
おいて、前記光拡散性微粒子（Ａ）、（Ｂ）は、平均粒
子径が１乃至１０μｍの範囲を満たすことを特徴とす
る。

【００１５】請求項３記載の本発明は、請求項１記載の
プロジェクションスクリーン用レンチキュラーシートに
おいて、前記光拡散層は、光拡散性微粒子（Ａ）と
（Ｂ）を溶媒を用いて結合剤に混合、分散させてなる光
拡散インキを透明樹脂フィルムの表面に塗布し、前記レ
ンチキュラーシートのレンズ面と反対側の平坦面に光拡
散層が最外面となるように貼り合わせ、積層したもので
あることを特徴とする。

【００１６】請求項４記載の本発明は、請求項１記載の
プロジェクションスクリーン用レンチキュラーシートに
おいて、前記光拡散層は、光拡散性微粒子（Ａ）と
（Ｂ）を溶媒を用いて結合剤に混合、分散させてなる光
拡散インキを前記レンチキュラーシートのレンズ面と反
対側の平坦面に直接塗布形成されたものであることを特
徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を説
明する。図１は、本発明に係るフレネルレンズ（１）と
レンチキュラーシート（２）の組み合わせからなる透過
型スクリーンの一例を示す断面図である。一例として電
離放射線硬化性樹脂の硬化物からなるシリンドリカルレ
ンズ部（３）と透明支持体（４）とからなるレンチキュ
ラー基材（５）に、着色していない光拡散性微粒子(A)
（７）と黒色に着色した光拡散性微粒子（Ｂ）（８）を
光透過性樹脂（６）中に分散配合してなる光拡散インキ
をフィルム基材（１２）上に塗布形成された光拡散層
（９）の反対側に施された粘着層（１１）を含めた光拡
散シート（１３）が、シリンドリカルレンズ部の非集光
部に相当する位置に形成したブラックストライプ遮光層
（１０）上に粘着層（１１）を介して、光拡散層（９）
が最外面に位置するようにラミネートされた構成の本発
明のレンチキュラーシートである。

【００１８】図２は、着色していない光拡散性微粒子
(A) （７）と黒色に着色した光拡散性微粒子（Ｂ）
（８）を光透過性樹脂（６）中に分散配合してなる光拡
散インキを、ブラックストライプ遮光層（１０）の形成
されたレンチキュラー基材（５）上に直接塗布して光拡
散層（９）を形成した構成の本発明のレンチキュラーシ
ートについての断面図である。

【００１９】レンチキュラーシートの製造工程や要求特
性に応じて、 図１及び図２に示した構成の何れかを適
宜選択すれば良い。

【００２０】光拡散性微粒子（Ａ）としては、シリカ、
炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、アクリル樹脂、
有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、尿素樹脂、ホルム
アルデヒド縮合物等が挙げられるが、特に限定されるも
のではない。必要に応じて、２種類以上の光拡散性微粒
子を組み合わせて使用してもよい。

【００２１】光拡散性微粒子（Ｂ）としては、カーボン
ブラック、黒色の顔料、金属塩、あるいは黒色に着色し
たアクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、
尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物等が挙げられるが、
特に限定されるものではない。必要に応じて、２種類以
上の光拡散性微粒子を組み合わせて使用してもよい。

【００２２】シリンドリカルレンズ部のを支持する透明
支持体及び光拡散層を形成する透明フィルム基材は、特
に限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）、ポリカーボート（ＰＣ）基材が好まし
い。

【００２３】光拡散性微粒子を分散配合する結合剤とし
ての光透過性樹脂は、アクリル系樹脂、ポリウレタン系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポ
リ酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアミド系
樹脂、フッ素系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂などが挙げられるが、特に限定されない。

【００２４】また、光拡散性微粒子を分散配合する結合
剤としての光透過性樹脂は、シリンドリカルレンズ部を
支持する透明支持体や拡散層を塗布形成する透明フィル
ム基材として使用されるポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などに対して接
着性および塗布適性に優れると共に、光拡散性微粒子の
分散適性（濡れ性）や屈折率差の制御適性なども優れた
ものとして、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビ
ニル系樹脂の単体あるいは２種以上を組み合わせた混合
体が挙げられる。

【００２５】さらに、光拡散性微粒子を分散配合する結
合剤としての光透過性樹脂のＴｇ（ガラス転移点）は、
５０℃以上が望ましく、Ｔｇが５０℃未満であると、光
拡散層（９）と他の部材が接触した場合、保存性に問題
が生じたりするため好ましくない。

【００２６】一般に、光透過性樹脂と光拡散性微粒子の
屈折率差は０．０２以上が良好であるとされている。屈
折率差が０．０２未満の場合は、光の拡散効果が小さい
ため、多量の添加が必要となり、経済的理由あるいは機
械的物性面からみて好ましくない。

【００２７】光拡散層を形成する方法としては、光透過
性樹脂と２種類の光拡散性微粒子(A) 、（Ｂ）を適当な
溶媒に溶解または分散させたものを一般的な塗布方式で
塗布、乾燥して得ることが可能である。光拡散性微粒子
(A) 、（Ｂ）の添加量は、結合剤となる光透過性樹脂に
対して各々１〜２０％重量部が望ましく、要求特性のピ
ークゲイン（正面のゲイン）及びゲインの減衰に合わせ
て、適宜選択すればよい。混合比率は特に限定されるさ
れるものではなく、コントラストやゲインの角度微調整
や色温度特性の微調整をするなど、要求性能を考慮して
組み合わせればよい。

【００２８】粘着層は、アクリル系の粘着剤等を均一に
塗布して形成されるが、粘着剤の材質は特に限定される
ものではない。

【００２９】光拡散層は、光拡散性微粒子が光拡散層の
内部に分散されると共に、表面から突出して凹凸が形成
されており、その膜厚は、高解像度を得るにはできるだ
け薄くするべきであり、光拡散性微粒子を分散させた光
拡散インキを一般的な塗布方法により５乃至３５μｍ程
度に形成することが好ましい。

【００３０】

【実施例】

＜実施例１＞両面に易接着処理を施した厚さ２５μｍの
ポリエチレンテレフタレートのフィルム基材の片面に、
以下に示す組成の光拡散インキを塗布、乾燥させて光拡
散層を形成後、他面に粘着剤（東洋インキ製造（株）製
ＢＰＳ３２３３Ｄ）を塗布、乾燥させて粘着層を形成し
た光拡散シートを作製した。光拡散シートの粘着層側
を、レンチキュラーシートの平坦面にラミネートし、レ
ンチキュラーシートを光学的に評価した。光拡散シート
の光拡散層の膜厚は乾燥後の膜厚で１５μｍ、粘着層の
乾燥後の膜厚は２０μｍであった。

【００３１】 光拡散インキ組成 ・ポリエステル樹脂（東洋紡績（株）製 バイロン２００) ３０重量部 ・無着色光拡散微粒子（Ａ） シリコーン樹脂微粒子( 東芝シリコーン（株）製トスパール１２０) ７重量部 ・黒色光拡散微粒子（Ｂ） 架橋メタクリル酸メチル真球状微粒子（積水化成品工業（株）製 ＭＢＸ−５ ブラック) ３重量部・ メチルエチルケトン ３０重量部・ トルエン ３０重量部

【００３２】＜実施例２＞両面に易接着処理を施した厚
さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートのフィルム基
材の片面に、以下に示す組成の光拡散インキを塗布、乾
燥させて光拡散層を形成後、他面に粘着剤（東洋インキ
製造（株）製ＢＰＳ３２３３Ｄ）を塗布、乾燥させて粘
着層を形成した光拡散シートを作製した。光拡散シート
の粘着層側を、レンチキュラーシートの平坦面にラミネ
ートし、レンチキュラーシートを光学的に評価した。光
拡散シートの光拡散層の膜厚は乾燥後の膜厚で１５μ
ｍ、粘着層の乾燥後の膜厚は２０μｍであった。

【００３３】 光拡散インキ組成 ・アクリル樹脂( 三菱レイヨン（株）製 ダイヤナールＢＲ−９０） ３０重量部 ・無着色光拡散微粒子（Ａ） 不定形シリカ ( 富士シリシア化学（株）製 サイシリア−４４６) ８重量部 ・黒色光拡散微粒子 （Ｂ） ウレタンビーズ ( 根上工業（株）製 アートパールＧ８００） ４重量部 ・メチルエチルケトン ２９重量部 ・トルエン ２９重量部

【００３４】＜比較例１＞両面に易接着処理を施した厚
さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートのフィルム基
材の片面に、以下に示す組成の光拡散インキを塗布、乾
燥させて光拡散層を形成後、他面に粘着剤（東洋インキ
製造（株）製ＢＰＳ３２３３Ｄ）を塗布、乾燥させて粘
着層を形成した光拡散シートを作製した。光拡散シート
の粘着層側を、レンチキュラーシートの平坦面にラミネ
ートし，レンチキュラーシートを光学的に評価した。光
拡散シートの光拡散層の膜厚は乾燥後の膜厚で１５μ
ｍ、粘着層の乾燥後の膜厚は２０μｍであった。

【００３５】 光拡散インキ組成 ・アクリル樹脂( 三菱レイヨン（株）製ダイヤナールＢＲ−６０) ３０重量部 ・不定形シリカ（富士シリシア化学( 株) 製サイリシア−４４６) ４重量部 ・メチルエチルケトン ２８重量部 ・トルエン ２８重量部

【００３６】＜比較例２＞両面に易接着処理を施した厚
さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートのフィルム基
材の片面に、以下に示す組成の光拡散インキを塗布、乾
燥させて光拡散層を形成後、他面に粘着剤（東洋インキ
製造（株）製ＢＰＳ３２３３Ｄ）を塗布、乾燥させて粘
着層を形成した光拡散シートを作製した。光拡散シート
の粘着層側を、レンチキュラーシートの平坦面にラミネ
ートし、レンチキュラーシートを光学的に評価した。光
拡散シートの光拡散層の膜厚は乾燥後の膜厚で１５μ
ｍ，粘着層の乾燥後の膜厚は２０μｍであった。

【００３７】 光拡散インキ組成 ・アクリル樹脂（三菱レイヨン（株) 製ダイヤナールＢＲ−９０）３０重量部 ・ポリスチレンビーズ( 積水化成品工業（株）製ＳＢＸ−６） １６重量部 ・メチルエチルケトン ２７重量部 ・トルエン ２７重量部

【００３８】上記の＜実施例＞及び＜比較例＞に係る光
拡散シートと、それをラミネートしたレンチキュラーシ
ートについての評価結果を下記表１に示す。なお、レン
チキュラーシートは、特願平８−２７７４８４号に係る
透過型液晶プロジェクションテレビ向けのスクリーン用
として好適な構成のレンチキュラーシートを用いた。す
なわち、透明支持体の片面に、電離放射線硬化性樹脂の
硬化物からなる凸シリンドリカルレンズが（ファインピ
ッチで）形成されており、前記支持体の他面には、各シ
リンドリカルレンズの非集光部に相当する位置にストラ
イプ状の遮光パターンが形成され、前記パターン上に光
拡散層が形成された構成のレンチキュラーシートであ
る。

【００３９】ピークゲイン（正面のゲイン）の測定にあ
たっては、光拡散シートとレンチキュラーシートとのラ
ミネート品を５０インチ透過型液晶プロジェクションテ
レビの前面に取り付け、白色の信号を写し出し、距離１
ｍの位置から、法線方向の輝度を測定し、ゲイン既知の
サンプルより計算した。輝度測定は、色彩輝度計ＢＭ−
７（（株）トプコン製）を用いた。対外光コントラスト
の減衰を測定するには、テレビ画面の法線方向２ｍ、地
上高２ｍの位置にＣ光源を設置し、テレビ画面中心の照
度が０、１００、３００ｌｕｘ．になるように調節し
た。また、コントラストは白黒パターンの輝度比を用い
た。

【００４０】入射光の中心点の輝度が異常に高くなり縞
状に見える現象であるホットスポットは、ピークゲイン
測定時、目視にて評価した。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１より明らかなように、本発明に係る光
拡散層は、透過型液晶プロジェクションスクリーン用光
拡散層として良好であることが確認された。 実施例１
〜２と比較例１〜２は、ホットスポットはみられず、狭
い角度でのゲインの減衰も同程度であるが、外部照度の
増大に伴う対外光コントラストの減衰は実施例１〜２で
は小さく、比較例１〜２では，大きいことがわかる。外
部照度によるコントラストの減衰の少ない光拡散層が得
られた。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、光拡散性微粒子を内部に含ま
ない透明樹脂で成形された片面のみにファインピッチの
シリンドリカルレンズ群が形成されたレンチキュラーシ
ートのレンズ面と反対側平坦面に形成した光拡散層に、
無着色の光拡散性微粒子（Ａ）と黒色に着色した光拡散
性微粒子（Ｂ）との２種類の光拡散性微粒子からなり、
該光拡散性微粒子が光透過性樹脂の内部に分散されると
共に、表面から突出して凹凸が形成されている光拡散層
を形成することによる対外光コントラストを改良する手
段を施したことによって、 （１）黒色に着色した光拡散性微粒子の効果により、黒
輝度（テレビの電源がオフの状態のスクリーン面での輝
度値）が低下し、コントラストが向上した。 （２）そもそも、プロジェクターからの投影光を結像
（および、光拡散させて透過）させて機能として不可欠
な光拡散層の光拡散性微粒子に、対外光コントラストを
改良する手段を施したことによって、スクリーンを黒色
材料で着色する手法とは異なり、光量損失が無い。 （３）スクリーンの機能として不可欠な光拡散層の光拡
散性微粒子に、対外光コントラストを改良する手段を施
したことによって、他の部材の付加や製造工程の付加等
が無く、安価なスクリーンが得られる。 等、高コントラストで、光量損失の無い、低コストの高
精細の液晶プロジェクションテレビ用透過型スクリーン
に使用されるレンチキュラーシートを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の透過型液晶プロジェクションスクリー
ンの一例を示す断面図である。

【図２】本発明の透過型液晶プロジェクションスクリー
ンの他例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…フレネルレンズ ２…レンチキュラーシート ３…シリンドリカルレンズ部 ４…透明支持体（シート） ５…レンチキュラー基材 ６…光透過性樹脂 ７…無着色光拡散性微粒子 ８…黒色光拡散性微粒子 ９…光拡散層 １０…ブラックストライプ １１…粘着層 １２…透明フィルム基材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 21/62 G02B 5/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレネルレンズとレンチキュラーシートの
   組み合わせから構成されるプロジェクションスクリーン
   に用いられるレンチキュラーシートおいて、 片面のみにシリンドリカルレンズ群が形成されたレンチ
   キュラーシートのレンズ面と反対側の平坦面に、無着色
   の光拡散性微粒子（Ａ）と黒色に着色した光拡散性微粒
   子（Ｂ）との２種類の光拡散性微粒子が光透過性樹脂の
   内部に分散され、光透過性樹脂と前記２種類の光拡散性微粒子の屈折率差
   は０．０２以上であると共に、 前記２種類の光拡散性微粒子が表面から突出して凹凸が
   形成されている構成であることを特徴とする光拡散層を
   有するプロジェクションスクリーン用レンチキュラーシ
   ート。
2. 【請求項２】前記光拡散性微粒子（Ａ）、（Ｂ）は、平
   均粒子径が１乃至１０μｍの範囲を満たすことを特徴と
   する請求項１記載のプロジェクションスクリーン用レン
   チキュラーシート。
3. 【請求項３】前記光拡散層は、光拡散性微粒子（Ａ）と
   （Ｂ）を溶媒を用いて結合剤に混合、分散させてなる光
   拡散インキを透明樹脂フィルムの表面に塗布し、前記レ
   ンチキュラーシートのレンズ面と反対側の平坦面に光拡
   散層が最外面となるように貼り合わせ、積層したもので
   あることを特徴とする請求項１記載のプロジェクション
   スクリーン用レンチキュラーシート。
4. 【請求項４】前記光拡散層は、光拡散性微粒子（Ａ）と
   （Ｂ）を溶媒を用いて結合剤に混合、分散させてなる光
   拡散インキを前記レンチキュラーシートのレンズ面と反
   対側の平坦面に直接塗布形成されたものであることを特
   徴とする請求項１記載のプロジェクションスクリーン用
   レンチキュラーシート。