JPH0478841A - 高解像度透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プロジェクションテレビや透過型の投写拡大
装置等に用いられ、投写される画像が高解像度・高画質
である透過型スクリーンに関する。

〔従来技術〕

従来、プロジェクションテレビ等に用いられる透過型ス
クリーンには、その例を第３図又は第４図に示したとお
り、フレネルレンズ面を有する透明樹脂シート１と透過
光を水平方向に拡散させるレンチキュラーレンズ面を有
し、光拡散剤３を含む透明樹脂シート２を組み合わせた
ものが用いられており、フレネルレンズシート１は、通
常、厚みが３＋Ｉｌ［１１程度の透明樹脂シートであり
、レンチキュラーレンズシート２は厚みが０．８５〜１
．０　ｗｈ程度で、透過光を垂直方向に拡散するために
ガラスピーズ、石英粉等の光拡散剤３が均一に分散され
ている。４はブラックストライプを示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年、高品位プロジェクションテレビや映像源に液晶を
用いたプロジェクションテレビが開発されつつあり、ス
クリーンに対する解像度の向上、及びコントラスト（ス
クリーン上に投影される画像の再現しうる濃淡範囲）の
向上が求められて来た。

しかしながら、第３図及び第４図に示したような従来の
透過型スクリーンでは、解像度の不足及びコントラスト
の不足と云った問題点があった。

（課題を解決するための手段〕 以上に鑑み、本発明者は、上記問題点を解決する目的で
鋭意研究を重ねた結果、スクリーンの観察側に、特定の
光拡散剤を含む透明樹脂層を特定の厚み設けることによ
り、上記問題点が解決することを見い出し、本発明を完
成するに到った。

すなわち、本発明は 画像光を光源側から観察側に透過させる透過型スクリー
ンであって、 （ａ）光源側に透明樹脂層を、 （ｂ）観察側に下記光拡散剤を含む透明樹脂からなる光
拡散層を有し、 かつ、前記ら）の厚みが７００μ以下であることを特徴
とする高解像度透過型スクリーンただし、光拡散剤：珪
素原子に有機基が直結したポリシロキサン結合をなす固
体状のシリコーン樹脂からなる数平均粒子径０．３〜３
０μの球状粒である。

透過型スクリーンは、その投影面で受けた映像光線を観
察面に透過せしめて映像を観察せしめる投影スクリーン
である。

スクリーンの解像度は、光拡散層をなす透明樹脂中に分
散された光拡散剤を通過する光の内部散乱による点像の
拡がりの度合により決まる。

今、全体として同じ光拡散特性を有する２種類の拡散層
即ち、 ■単位体積当たりの光拡散性を少なくし、厚みを厚くし
た拡散層（すなわち、低濃度光拡散剤層を厚くする。）
と ■単位体積当たりの光拡散性を大きくし、厚みを薄くし
た拡散層（すなわち、高濃度光拡散層を薄くする。） を比較すると、■の方が点像の拡がりが大きく、解像度
が低下する。すなわち、全体として同じ光拡散特性を有
する拡散層であっても、拡散層が薄い方が解像度が良く
なる。

一方、スクリーン内を通過する点像は光拡散剤よって散
乱されるので、光拡散剤の形状、粒子径によって、フレ
アー成分の発生量が異なり解像度及びコントラストが大
きく影響を受ける。なかんずく、光拡散剤の形状はその
影響度が大きく、従来−船釣光拡散板に良く使用される
ＣａＣＯ３，Ｂａ５Ｏａタルク、石英等の不定形微粒子
は、通過光の内部散乱が不規則であり点像の拡がりが予
期せぬ方向にも散乱され、いわゆる、フレアー光の成分
が増加するので解像度及びコントラストの低下が著しく
発生する。

本発明は、以上の技術的条件による困難性を充分に克服
すべく詳細に研究を重ねた結果、完成に到ったものであ
る。

本発明に用いる光拡散剤としてはケイ素原子に有機基が
直結し、残りの結合が酸素と直結しており、ケイ素原子
と酸素が繰り返すシロキサン結合でポリマーとなったシ
リコン樹脂である。　（例えば特開平１−１７２８０１
号公報参照）ここで本発明の球状粒子は、常温又はそれ
以上の温度で固体状である。さらに好ましくは、透明性
樹脂板又は透明基板のプレス成形等による２次加工の温
度下でも固体状を維持し得るものである。さらに好まし
くは、該シロキサン結合が三次元の網状構造を示す固体
状ポリマーである。ケイ素原子に結合する有機基の数は
、その種類、透明性樹脂に対する親和力によっても異な
るが、好ましくは平均で０．５〜１．５個、より好まし
くは０．７〜１．３個である。

ケイ素原子に結合した有機基で覆われた表面を有するシ
リコーン樹脂の球状粒子は、有機溶剤に良好に分散し溶
剤の粘度を高める効果を示す。本発明で用いられる球状
粒子は溶剤に分散した時の粘度（溶剤がｎ−ヘキサン、
球状粒子の混合量がｎ−ヘキサンに対し１００ｗｔ％、
常温、Ｂ型回転粘度計、６０ｒｐｎ＋で測定）　２００
〜５００ｃｐｓを示すものが好ましく採用される。更に
望ましくは３００〜４００ｃｐｓの範囲にある。

第１０図に本発明に用いるシリコーン樹脂球状粒子の分
子構造モデルの一例を示す。

第１０図のモデルは、シロキサン結合が三次元に伸びた
網状構造であり、ケイ素原子に１個の有機基が結合した
構造である。このモデルは本発明の実施態様としては最
も好ましい例である。

本発明に用いるシリコーン樹脂はガラスのような無機的
性質と有機基による有機的な性質とを合わせ持つ中間的
な性質の物質である。又、第１０図に示した如（、球状
粒子表面はケイ素原子に強固に直結した有機基に覆われ
た構造となっているので透明性樹脂への分散性がきわめ
て良好である。

更にはきわめて意外な効果として光学的特性の著しい改
善に帰与することが、本発明により初めて明らかにされ
た。

本発明において用い得る有機基としては例えばメチル基
、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルカン基はも
とより、カルボキシル基、カルボニル基、エステル基、
エーテル基等本発明に用いる透明性樹脂又はそのモノマ
ーに対して親和力を有する有機基を含む。代表的な有機
基としてメチル基があげられる。

珪素原子に直結した前記有機基が平均で０．５個未満で
あると透明樹脂への単分散が困難となる傾向があること
もありまたは単分散しても二次凝集が生し粒子が肥大化
し、光学的に不均一な拡散板が得られる傾向となること
もあり得る。

一方珪素原子に直結した有機基が平均で１．５個を超え
た場合、ポリシロキサン結合の三次元網状構造体の形成
や球状の形成が生じがたくなったり、あるいはまた外部
応力で容易に変形しやすい粒子となったりする傾向が出
ることもある。

本発明に使用するシリコーン球状粒子を製造するための
原料として例えば官能基３個をもつ加水分解性シランが
用い得られる。加水分解と縮合の工程によって次のよう
な反応機構を経て、第１０図のような３次元的網目構造
をとる粒子が形成されると推定されている。

（Ｘ：加水分解性官能基） この加水分解と重縮合反応の工程に於いて、使用される
加水分解性シランの官能基およびを機番の種類、加水分
解触媒の種類と量（酸、アルカリ）、反応装置の構造、
撹拌条件によって粒子の形状、粒径が微妙に影響され、
これら粒子形成時の影響因子の制御により、所望のもの
を作ることが可能となる。

本発明において、球状粒子の形状は不定形でないことが
光学的特性を得るうえで必要である。粒子の形態として
は、ダ円球形状ないし真球形状にわたる形態が好ましく
、なかでも真球形状又はこれに近い形状が最も好ましい
。

不定形形状では、フレアー光の比率が増大し、コントラ
ストが著しく低下する。

本発明において用い得る球状粒子の数平均粒径は０．３
μ〜３０μの範囲であり、好ましくは０．３〜２０μ、
さらに好ましくは０．５〜１０μの範囲の数平均粒子径
である。０．３μ未満数の平均粒子径の粒子を用いると
所望の光拡散効率を得られない。又、３０μを超えると
解像度が低下する。

本発明において数平均粒子径の測定法は以下の条件で行
う。

測定装置：遠心式自動粒度分布測定装置（パーティクル
アナライザー） （タイツ゛）　ＣＡＰ＾−５００型 （装置メーカー）日立１機製 測定方式：高速遠心沈降法と自然沈降法を採用した光透
過式液相沈静粒度分布測定法に より数平均粒子径を算出する。

分散媒体：界面活性剤水溶液 分散条件：超音波分散 シリコーン球状粒子の透明性樹脂への混合量は、最終的
に用いられる拡散層の厚みに応じて最適の濃度に設定さ
れるべきである。拡散層の厚みが７００〜５００μと比
較的厚い場合は、２〜６％前後の比較的低濃度で、一方
、１００μ〜２００μ程度の薄い板の場合は８〜１５％
前後の混合量を必要とする。

本発明に用いられるシリコーン球状粒子の加水率は１〜
２％と比較的高（、加熱加工する二次加工時に気泡とな
ったりボイドとなるトラブルを生じやすく、安定した品
質の拡散板を得られにくいという事に遭遇しやすい為透
明プラスチ１．り材料に分散混合せしめる前に、充分に
加熱乾燥し加水率を低めて使用する事に留意する必要が
ある。

本発明の（ａ）又は（ｂ）層に用いられる透明樹脂とし
ては、メタアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化
ビニール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂等
が好ましく採用されるが特に好ましく採用されるのは、
メタクリル樹脂である。本発明で用い得るメタクリル樹
脂はメチルメタクリレート（以後ＭＭＡと略称）を主成
分とする重合体であり、ＭＭＡ重合体（以後ＰＭＭＡと
略称）、ＭＭＡを含有する共重合体、ＰＭＭＡあるいは
ＭＭＡ共重合体に他ポリマーを配合したポリマーブレン
ド、その他各種の配合物を添加したもの等である。ＰＭ
ＭＡはセルキャスト法により容易にシート状に重合され
る。

ＭＭＡ共重合体にはＭＭＡとアルキルアクリレート共重
合体が良好に使用できる。アルキルアクリレートとして
メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルア
クリレート、ブチルアクリレート、２〜エチルへキシル
アクリレート等の１〜３゜重量％共重合体が良好に使用
できる。Ｍ？’ｌＡ−無水マレイン酸−スチレン３元系
共重合体、ＭＭＡ−メチルメタアクリルアミド共重合体
等の耐熱アクリル樹脂も良好に使用できる。この他、Ｍ
ＭＡとスチレン、スチレン誘導体、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸の１種
あるいは２種以上の共重合体が使用できる。メタクリル
樹脂は、他の透明樹脂材料と比較し、透明度が高く、屋
外で使用しても黄変しにくいという耐候性に最も秀れた
樹脂であり、表面硬度、剛性という点に秀れている事に
よる。

本発明における（ａ）の透明樹脂層はスクリーンの実用
的強度、剛性、表面平面性を保つために必要である。す
なわち、本発明における（ｂ）の光拡散層の厚みが７０
０μ以下であるため上記の物性が実質的に不足するから
である。

この透明樹脂層の表面には、フレネルレンズなどのレン
ズ面を形成し、光拡散層の補強と同時にレンズとしての
性能を持たせてもよい。

本発明におけるい）の光拡散層において特定の光拡散剤
と、この光拡散剤を含む透明樹脂層からなる光拡散層の
厚みが７００μ以下という条件、との組み合わせはスク
リーンに高解像度の画像を発現させるのに必須である。

本発明において、観察側の光拡散剤を含む透明樹脂から
なる光拡散層Ｑ））の厚みは、スクリーン解像度に極め
て重要な因子である。

高解像度スクリーンとして要求されるＩＩ！ｍ当たり判
読しうる線の数を数本とするには、本発明によれば光拡
散層の厚みは７００μ以下とすることが必要で、好まし
くは５００μ以下である。光拡散層の厚みが７００μを
越えると解像度は低下し、フレアーの発生が激しくなり
コントラストも低下する。

光拡散層はシート状でもよいし、光拡散層を構成する樹
脂層の表面にレンチキュラーレンズなどのレンズ面を形
成し光拡散と同時にレンズとしての性能を持たせてもよ
い。この場合の光拡散層の厚みはレンズ面を含む厚みす
なわち第５図に例をとって説明すればその厚みＨで示さ
れる。

本発明の（ｂ）の光拡散層において、透明樹脂に対する
光拡散剤の混合方法は、押出機等を用いて溶融混練して
も良いし、また、七ツマー中に光拡散剤を所定量混合、
分散せしめた後、重合しても良い。

本発明の高解像度透過型スクリーンの製造方法としては
、光拡散剤を均一に混入した合成樹脂シートと透明樹脂
シートを積層し、所望の金型に挟んで加熱プレスして一
体化しても良いし、又所望の金型ロールを用いて多層シ
ート押出成形をして製造しても良い。加熱プレスをする
とすれば、真空加熱プレスを用いる方が、気泡の発生を
防止でき、且つ過度のプレス圧力が不要なため、スクリ
ーンに余分な歪が残らず光学的性質も向上するので好ま
しい。

次に図を用いて本発明の例について更に詳細に説明する
。

第１図、第２図は本発明の代表的な例である。

第１図、第２図ともにフレネルレンズシート１とレンチ
キュラーレンズシート２からなる透過型スクリーンであ
りレンチキュラーレンズシート２の観察側にメタクリル
樹脂にシリコン系球状粒子が光拡散剤３として分散され
ている光拡散層７があり、光拡散剤３がレンズ表面より
５００μ内部まで分散している。また、フレネルレンズ
シート１及びレンチキュラーレンズシート２のフレネル
レンズ側（光源側）にある透明樹脂層６は透明なメタク
リル樹脂からなる。

第５図には、第２図のレンチキュラーレンズの断面形状
を拡大して示した。

４はスクリーン外光を吸収するブラックストライプ、５
は全反射面、６は本発明の（ａ）である透明樹脂層、７
は本発明の（ｂ）である光拡散層であり、第６図にこの
レンチキュラーレンズの光路図を示した。

第７図、第８図、第９図は、本発明の態様であり、それ
ぞれの１．２，６．７の符号は上述のとおりである。

第１０図は、シリコーン樹脂球状粒子の分子構造モデル
の１例であり、第１１図は、「トスパール１２０Ｊの電
子顕微鏡写真の模式図である。

〔実施例〕

以下に実施例により本発明を発明するが、これらは本発
明を限定するものではない。

実施例１〜３．及び比較例１〜３ 光拡散剤として、珪素原子に３個の加水分解性官能基と
、１個のメチル基を有する原料シランを加水分解反応さ
せ、次いで縮合反応させて微粒子化した網状構造体をな
す固体状のシリコーン系球状微粒子を使用した。

該シリコーン系球状微粒子は、出発原料からして当然珪
素原子に結合する有機基はメチル基であり、その数は１
個である。これは、商品名「トスパール１２０Ｊ　　（
東芝シリコーン製）として市販されており、ｎ−ヘキサ
ン分散液の粘度が３７０ｃｐｓで、屈折率は１．４３〜
１．４４である。

上記「トスパール１２０」の電子顕微鏡写真の模式図を
第１１図に示す。第１１図に示されるように、「トスパ
ール１２０」は、個々の粒子径が極めてよく揃った球状
単分散の微粒子であることが分る。

又、「トスパール１２０」の数平均粒子径は約２μｍで
ある。

第１表に示すとおりメタクリル樹脂９６．９４．９０重
量％に対し、それぞれ光拡散剤として上記シリコーン樹
脂の球状粒子４，６．１０重量％をスクリュー径４０ｍ
ｍφの押出機にて溶融混練してペレットを作成し、真空
加熱プレスを用いて、５００ｍｍＸ５００　ｍＸ０．５
　ｍのシート状光拡散板を得た。上記の光拡散板と厚み
１．５ｍの透明樹脂シート（プラグラスＡ：旭化成■製
）を積層して、鏡面金型とレンチキュラーレンズ金型の
間に挟み真空加熱プレスを用いて温度１５０°Ｃ２面圧
５０ｋｇ／ｃ＋ｆｌの条件でプレスを行ない第２図に示
すような形状のレンチキュラーレンズシート２を得た。

同図、フレネルレンズシートｌも同様に厚み３ｔｍの透
明樹脂シートを鏡面金型とフレネルレンズ金型を用いて
プレス成形して得た。

また、比較例１〜３に示す透過型スクリーンは光拡散剤
を第１表に示したとおりのものを用いた以外は前記の実
施例とそれぞれ同様に操作することにより製造した。

第１表に、以上に示す構成の透過型スクリーンの解像度
及びコントラストの測定値を示す。

以下余白 〔発明の効果〕 本発明の高解像度透過型スクリーンは、観察側に７００
μ以下の光拡散層を有し、かつ、特定の球状光拡散剤を
用いているので、高解像度、かつ、良好なコントラスト
性能を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例、第３図、第４図は従
来法、第５図は、第２図のレンチキュラーレンズシート
の拡大断面図、第６図は、第２図のレンチキュラーレン
ズの光路図、第７図、第８図、第９図は本発明のそれぞ
れの実施例の断面図、第１０図は、シリコーン樹脂球状
粒子の分子構造モデルの１例、第１１図は、「トスパー
ル１２０」の電子顕微鏡写真の模式図である。 １：フレネルレンズシート、２：レンチキュラーレンズ
シート、３：光拡散剤、４ニブラツクスドライブ、５：
全反射面、６：透明樹脂層（ａ）、７：光拡散層ら）。 特許出願人　　旭化成工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　画像光を光源側から観察側に透過させる透過型スク
   リーンであって、 （ａ）光源側に透明樹脂層を、 （ｂ）観察側に下記光拡散剤を含む透明樹脂からなる光
   拡散層を有し、 かつ、前記（ｂ）の厚みが７００μ以下であることを特
   徴とする高解像度透過型スクリーン。 ただし、光拡散剤：珪素原子に有機基が直結したポリシ
   ロキサン結合をなす固体状のシリコーン樹脂からなる数
   平均粒子径０．３〜３０μの球状粒子