JP4689297B2 - 光拡散シート及び透過型スクリーン - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る光拡散シートの一例を示す模式断面図である。第1実施形態に係る光拡散シート10は、厚さ方向の一方の面(映像光が出光する側の面)に光透過部18及び光吸収部19が所定のピッチで形成されている第1光拡散部材11と、その第1光拡散部材11の光透過部18及び光吸収部19の形成面側に設けられている第2光拡散部材12とを有している。この実施形態においては、両者は例えば接着層13で貼り合わされている。
第1光拡散部材11は、光源側の面に縦方向に延びるシリンドリカル型のレンチキュラーレンズ14が形成され、その反対面に同じく縦方向に延びる光吸収部19とその光吸収部19間に位置する光透過部18とが所定のピッチで配列されている。この光拡散部材11は、光源側から、シリンドリカル型のレンチキュラーレンズ14、基材フィルム15、感光性粘着層16及びブラックストライプ層17の順で構成されている。
第2光拡散部材12は、剛性を有して上記の第1光拡散部材11を支持することができる板状部材であれば特に限定されないが、通常は厚さ1〜5mmの範囲内の樹脂製の板が好ましく用いられる。本発明は、この第2光拡散部材12が、樹脂基材中に後述する傾斜屈折率ビーズ及び/又は無反射ビーズ等を含有していることに特徴がある。前記の樹脂基材は単層であっても多層であってもよく、多層の場合には第2光拡散部材の機能を一部の層に担わせてもよいし、2種以上の光拡散部材を用いる場合には、各光拡散部材の機能を各層に担わせてもよい。
図2は、第2拡散部材に存在した態様の傾斜屈折率ビーズの例を示す模式断面図である。図2(A)は屈折率が段階的に変化した態様を示す傾斜屈折率ビーズの模式断面図であり、図2(B)は屈折率が連続的に変化した態様を示す傾斜屈折率ビーズの模式断面図である。
図3は、第2拡散部材に存在した態様の無反射ビーズの例を示す模式断面図である。図3中、白矢印は第2拡散部材に入射する光を示している。
第2光拡散部材12には、上記以外の光拡散材を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(すなわち、単一構造からなる光拡散材)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。こうした単一構造からなる光拡散材は、その粒径も屈折率も自由に決定できる。
接着層13は、上記の第1光拡散部材11と第2光拡散部材12とを貼り合わせるために設けられる。接着層形成用の樹脂は、特に限定されないが、通常の粘着性樹脂や放射線硬化型樹脂が用いられ、特に好ましくは放射線硬化樹脂が用いられる。放射線硬化型樹脂の具体例としては、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂等が好ましく用いられ、特にウレタンアクリレート樹脂が好ましく用いられる。具体的には、上記の第1光拡散部材11のBSパターン形成面上又は第2光拡散部材12上に接着層形成用の放射線硬化型樹脂の所定量を塗布し、その上に他の一方の部材を載せ、第2光拡散部材12の側から紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させることにより、図1に示す第1実施形態に係る光拡散シート10が作製される。このときに照射する放射線は、紫外線や電子線等の放射線であり、使用する放射線硬化型樹脂の種類に応じて選択される。通常は紫外線が好ましく用いられる。
図5は、本発明の第2実施形態に係る光拡散シートの一例を示す模式断面図である。第2実施形態に係る光拡散シート20は、厚さ方向の一方の面(映像光が出光する側の面)に光透過部28及び光吸収部29が所定のピッチで形成されている第1光拡散部材21と、その第1光拡散部材21の光透過部28及び光吸収部29の形成面側に設けられている第2光拡散部材22とを有している。この実施形態においては、両者は例えば接着層23で貼り合わされている。この第2実施形態に係る光拡散シートにおいて、第2拡散部材22と接着層23は、上記第1実施形態に係る光拡散シートと同じであるので、以下においてはその説明を省略する。
図6は、本発明の光拡散シートを構成する第1光拡散部材の他の態様を示す模式的な斜視図である。本発明においては、第1光拡散部材として、図6に示すような所謂ハエの目レンズであってもよい。こうしたハエの目レンズは、例えば特開昭58−216234号公報や、特開昭58−216235号公報に記載のものを適用できる。
本発明の光拡散シートは、その第2光拡散部材の観察者側となる側の面(すなわち第1光拡散部材側の面の反対面)に、各種の機能層を設けることができる。通常、図1に示す第2拡散部材12の外表面に、例えばノングレアー層、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が、その目的に応じて設けられる。なお、ノングレアー層は、通常のビーズを含むものでもよいが、上述した傾斜屈折率ビーズ及び/又は無反射ビーズを含むものが外光反射を抑えることが出来るのでより好ましい。こうしたノングレアー層を設けることにより、本発明の光拡散シートに外光の映り込み防止という効果を付与することができる。
図7及び図8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要素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レンチキュラーレンズ要素を観察者側に備えるものである。
図9は、本発明の光拡散シートを構成部材として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を示す構成図である。図9(A)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9(B)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。
図7に示す構造からなる透過型スクリーン50を作製した。透過型スクリーン50は、下記のようにして作製したフレネルレンズシート40と、本発明に係る光拡散シート10とで構成し、LCD光源式の背面投射型表示装置の観察者側の窓部に装着した(図9(A)を参照)。この背面投射型表示装置は、画面サイズ50インチ(アスペクト比4:3、縦762mm×横1062mm)、透過型スクリーンから光源までの水平換算距離650mmからなるものである。
傾斜屈折率ビーズ、無反射ビーズ、単一構造のアクリルビーズを、表1に示す構成となるように含有させた他は、実施例1と同様にして実施例2、3及び比較例1、2の光拡散シートを作製した。なお、実施例2では傾斜屈折率ビーズの中心部の屈折率のみ1.545とした。比較例2では単一構造のアクリルビーズの屈折率のみ1.58とした。
作製した各光拡散シートとフレネルレンズシートとを対向させ、四辺をテープで固定した後、50W−DLP光源を備えた50インチのプロジェクションテレビジョン(三星電子社製、HLM5065W)のスクリーン固定枠に装着した。こうして構成した背面投射型プロジェクションテレビジョンでの実装検査を行った。その結果を表2に示した。
2 無反射ビーズ
3,3a,3b 外周部
4,4a,4b 中心部
5 中心部−外周部間の領域
5a 段階的に変化する層
5b 連続的に変化する領域
6 樹脂基材
7 スキン層
8 核粒子
10,20 光拡散シート
11,21,31,41 第1光拡散部材
12,22 第2拡散部材
13,23 接着層
14 レンチキュラーレンズ
15 基材フィルム
16 感光性粘着層
17 ブラックストライプ層
18,28 光透過部
19,29 光吸収部
24 単位レンズ部
25 光吸収材
26 第1斜面
27 第2斜面
32,42 シリンドリカルレンズ
33,43 凸レンズ
34,44 BSパターン
40、52 フレネルレンズシート
50,51a,51b 透過型スクリーン
53 接着層
S1 樹脂基材と外界との界面
S2 樹脂基材とスキン層7の界面
S3 スキン層と核粒子との界面
Claims (9)
- 厚さ方向の一方の面に光透過部及び光吸収部が所定のピッチで形成されている第1光拡散部材と、当該第1光拡散部材の光透過部及び光吸収部の形成面側に設けられている第2光拡散部材とを有する光拡散シートにおいて、
前記第2光拡散部材は、樹脂基材中に傾斜屈折率ビーズ及び無反射ビーズを含有してなるものであり、
前記傾斜屈折率ビーズは、外周部の屈折率nB1と前記樹脂基材の屈折率n A とが略等しく、且つ外周部の屈折率nB1と中心部の屈折率nB2とが異なるものであり、
前記無反射ビーズは、核粒子の屈折率をnC2とし前記樹脂基材の屈折率をnAとしたとき、屈折率nC1が(nA×nC2)1/2であって可視光の波長の略1/4の厚さからなる層が外周部に形成されているものであり、
前記傾斜屈折率ビーズの中心部の屈折率n B2 と前記樹脂基材の屈折率n A との差(|n B2 −n A |)が、前記無反射ビーズの核粒子の屈折率n C2 と前記樹脂基材の屈折率n A との差(|n C2 −n A |)よりも小さいことを特徴とする光拡散シート。 - 前記第2光拡散部材がさらに単一構造の光拡散材を含有し、当該光拡散材の屈折率nDと前記樹脂基材の屈折率nAとの差(|nD−nA|)が、前記傾斜屈折率ビーズの中心部の屈折率nB2及び/又は無反射ビーズの核粒子の屈折率nC2と前記樹脂基材の屈折率nAとの差(|nB2−nA|又は|nC2−nA|)よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の光拡散シート。
- 前記第1光拡散部材は、レンチキュラーレンズ又はハエの目レンズが前記光透過部及び光吸収部の形成面の反対側の面に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光拡散シート。
- 前記第1光拡散部材の光吸収部は、略V字状の溝又は楔状の凹部に光吸収材が充填されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の光拡散シート。
- 前記第2光拡散部材は、前記第1光拡散部材側の面の反対面にノングレアー層が形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光拡散シート。
- 前記ノングレアー層が、前記傾斜屈折率ビーズ及び/又は無反射ビーズを含むことを特徴とする請求項5に記載の光拡散シート。
- 前記第2光拡散部材が、染料及び/又は顔料により着色されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の光拡散シート。
- 前記第2光拡散部材は、帯電防止処理、ハードコート処理及び無反射コート処理のうち1又は2以上の処理が施されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれが1項に記載の光拡散シート。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の光拡散シートと、フレネルレンズシートとを有することを特徴とする透過型スクリーン。
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