KR100743671B1

KR100743671B1 - 투과형 스크린

Info

Publication number: KR100743671B1
Application number: KR1020050066835A
Authority: KR
Inventors: 히데키 미야타
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2007-07-30
Also published as: KR20060046705A; TW200619819A; TWI268396B; US20060023306A1; JP2006039463A; CN1727990A

Abstract

본 발명은, 영상광(映像光)의 손실이 없고, 화면의 반사광(反射光)이 적은, 단광원 프로젝터용 투과형 스크린을 제공하기 위한 것이다. 상기 투과형 스크린은, 빛을 투과, 확산 또는 집광하는 시트 또는 권취가능한 필름으로 된 복수의 광학부재를 조합해서 사용한다. 또, 상기 투과형 스크린은, 수평방향 또는 수직방향으로 빛을 확산시키는 렌즈 또는 프리즘으로 된 하나 또는 복수의 광학요소 중 가장 관찰자 측에 위치하는 광학요소보다도 관찰자 측에 위치하는 광확산요소(광확산층 또는 표면 엠보싱)에 의한 수직방향의 광확산성이, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 스크린면의 중심부 측이 크다.

Description

투과형 스크린{REAR PROJECTION SCREEN}

도 1은, 본 발명의 일실시 형태와 관련된 투과형 스크린을 도시한 일부 절결 사시도이다.

도 2는, 도 1에 도시된 투과형 스크린을 나타내는 단면 모식도이다.

도 3은, 도 1에 도시된 투과형 스크린의 일변형예를 나타내는 단면 모식도이다.

도 4는, 도 1에 도시된 투과형 스크린의 다른 변형예를 나타내는 단면 모식도이다.

도 5는, 도 1에 도시된 투과형 스크린의 또 다른 변형예를 나타내는 단면 모식도이다.

도 6은, 본 발명의 다른 실시 형태와 관련된 투과형 스크린을 도시한 일부 절결 사시도이다.

도 7은, 도 6에 도시된 투과형 스크린의 일변형예를 도시한 일부 절결 사시도이다.

도 8은, 도 6에 도시된 투과형 스크린의 다른 변형예를 도시한 일부 절결 사시도이다.

도 9는, 종래의 투과형 스크린을 도시한 일부 절결 사시도이다.

본 발명은, 리어(rear) 프로젝션 TV 등의 배면투사형(背面投射型) 프로젝션 시스템의 구성 부재로서 사용되는 투과형 스크린(「프로젝션 스크린」이라고도 칭한다)에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, LCD나 DMD 등을 이용한 단광원(單光源) 프로젝터를 사용하는 배면투사형 프로젝션 시스템으로 이용되는, 화면내의 밝기의 균일성이 높은 투과형 스크린에 관한 것이다.

현재, CRT를 프로젝터(광원)로 하는 배면투사형 프로젝션 시스템으로 이용되는 투과형 스크린으로서는, 도 9에 나타난 바와 같이, 도면의 안쪽에 배치되는 광원(도시하지 않음)측에 배치된 프레넬(fresnel)렌즈시트(72)와, 프레넬렌즈시트(72)보다 관찰자 측에 배치된 렌티큘러(lenticular)렌즈시트(73)를 조합한 투과형 스크린(71)이 일반적으로 이용되고 있다. 또한, 렌티큘러렌즈시트(73)는, 그 입광면(入光面) 및 출광면(出光面) 양측 모두로 렌티큘러렌즈가 구비된 양면 렌티큘러렌즈시트이며, 그 출광면 중 빛이 투과하지 않는 비출광영역에는 광흡수부(76)가 배치되어 있다. 더욱 최근에는, 도 9에 도시된 것과 같은 투과형 스크린(71)에 있어서, 렌티큘러렌즈시트(73) 보다 관찰자 측에, 투명 혹은 착색 처리를 가한 표면이 평활한 보호시트(도시하지 않음)를 조합시킨 것이 주류를 이루고 있다.

한편, 근래의 경향으로는, 배면투사형 프로젝션 시스템의 프로젝터로서, CRT 와는 달리, LCD나 DMD 등을 이용한 단광원 프로젝터를 사용하는 것도 증가하고 있 다. 이러한 단광원 프로젝터를 사용하는 경우에는, 수평방향의 빛의 확산을 제어하는 렌티큘러렌즈 등의 렌즈를 입광면측에 배치함과 동시에 광흡수부를 출광면측에 배치한 필름형상의 렌티큘러렌즈시트와, 확산제를 포함한 기판을, 렌티큘러렌즈시트의 출광면측에서 접합한 투과형 스크린이 이용되기도 한다.

이러한 LCD나 DMD 등의 단광원 프로젝터용 투과형 스크린에 있어서는, 렌즈나 프리즘 등의 광학요소와 화소와의 모아레를 회피하기 위해, 이러한 광학요소의 미세 피치(fine pitch)화가 요구되고 있으며, 프레넬렌즈나 렌티큘러렌즈 등의 피치는 200μm 미만으로 되어 있다. 이러한 미세 피치의 투과형 스크린에 있어서는, 렌티큘러렌즈시트의 광흡수부가 비출광영역(빛이 투과하지 않는 영역)에 배치되도록 하기 위해서 매우 정밀한 위치맞춤 정밀도가 요구되므로, 종래에 있어서는, 렌티큘러렌즈의 집광성(集光性)을 이용한 포토리소그래피 기술에 의해 렌티큘러렌즈시트(필름)의 출광면측에 광흡수부를 형성하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특허공개공보 평 9-120102호 참조).

그런데, 이러한 LCD나 DMD 등의 단광원 프로젝터를 사용하는 프로젝션 TV에 있어서는, 신틸레이션(scintillation)으로 불리는 화면상의 반사광(反射光)이 문제되고 있다.

이러한 신틸레이션을 감소시키기 위한 방법으로서는, 투과형 스크린의 확산 성능을 크게 하는 것을 들 수 있다. 그렇지만, 투과형 스크린의 확산 성능을 단순하게 크게 하면, 스크린의 이득이 낮아져서, 스크린상에 비추어지는 영상이 전체적으로 어두운 영상이 되어 버린다.

또, 상술한 것 같은 렌티큘러렌즈시트(포토리소그래피 기술 등에 의해 출광면측에 광흡수부가 형성되는 렌티큘러렌즈시트)가 이용되는 경우, 확산 성능을 크게 하기 위해서 광흡수부 보다 광원 측의 확산제량을 증가시키는 등의 동작을 실시하면, 해당 확산 재료에 의한 확산 효과에 의해 수평방향에도 영상광이 확산되어 버려, 영상광이 광흡수부에 흡수되어 화면의 밝기를 한층 감소시켜 버린다.

본 발명은 이러한 점을 고려해서 된 것으로, 영상광의 손실이 거의 없고, 화면의 반사광이 적은, 단광원 프로젝터용 투과형 스크린을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 그 제1 해결 수단으로서, 빛을 투과, 확산 또는 집광하는 복수의 광학부재로서, 스크린면을 따라 뻗은 시트 또는 권취가능한 필름으로 된 복수의 광학부재를 구비하되, 상기 복수의 광학부재는, 수평방향 또는 수직방향으로 빛을 확산시키는 렌즈 또는 프리즘으로 된 하나 또는 복수의 광학요소와, 상기 하나 또는 복수의 광학요소 중 가장 관찰자 측에 위치하는 광학요소보다 관찰자 측에 위치하는 광확산요소를 포함하며, 상기 광확산요소의 수직방향의 광확산성은, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 스크린면의 중심부 측이 큰 것을 특징으로 하는 투과형 스크린을 제공한다.

또, 본 발명은, 제2 해결 수단으로서, 빛을 투과, 확산 또는 집광하는 복수의 광학부재로서, 스크린면을 따라 뻗은 시트 또는 권취가능한 필름으로 된 복수의 광학부재를 구비하되, 상기 복수의 광학부재는, 빛을 흡수하는 광흡수요소와, 상기 광흡수요소 보다 관찰자 측에 위치하는 광확산요소를 포함하며, 상기 광확산요소의 수직방향의 광확산성은, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 스크린면의 중심부 측이 큰 것을 특징으로 하는 투과형 스크린을 제공한다.

또한, 상술한 본 발명의 제1 및 제2 해결 수단에 있어서는, 스크린면의 상단부 또는 하단부의 확산반치각(擴散半値角)에 대해서 스크린면의 중심부의 확산반치각이 1.04 ~ 1.90 배인 것이 바람직하다.

또, 상술한 본 발명의 제1 및 제2 해결 수단에 있어서, 광확산요소는, 광확산성입자(光擴散性粒子)를 함유하는 광확산층을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 광확산층은, 그 층 두께가, 스크린면의 상단부 또는 하단부에서 얇고, 스크린면의 중심부에서 두꺼운 것이 바람직하다. 또, 광확산층의 층 두께는, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 대해서 스크린면의 중심부가 1.02 ~ 1.83 배인 것이 바람직하다.

게다가, 상술한 본 발명의 제1 및 제2 해결 수단에 대해, 광확산요소는, 광확산성입자를 함유하는 복수의 광확산층을 포함하며, 상기 복수의 광확산층 중 적어도 한 층의 광확산층의 층 두께가, 스크린면의 상단부 또는 하단부에서 얇고, 스크린면의 중심부에서 두꺼운 것이 바람직하다. 여기서, 복수의 광확산층 중 적어도 한 층의 층 두께는, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 대해서 스크린면의 중심부가 1.02 ~ 1.83 배인 것이 바람직하다. 또, 복수의 광확산층은, 서로 다른 확산 특성을 갖는 것이 바람직하다. 게다가, 광확산요소는, 복수의 광확산층 간에 비광확산층을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 본 발명의 제1 및 제2 해결 수단에 있어서, 광확산요소는, 빛을 등방적(等方的)으로 확산하는 것이라도 좋으며, 광확산성입자를 함유하는 광확산층 이외에, 표면 엠보싱 또는, 광확산층과 표면 엠보싱의 조합 등을 이용할 수가 있다.

본 발명의 제1 해결 수단에 의하면, 수평방향 또는 수직방향으로 빛을 확산시키는 렌즈 또는 프리즘으로 된 하나 또는 복수의 광학요소 중 가장 관찰자 측에 위치하는 광학요소보다 관찰자 측에 위치하는 광확산요소의 확산성을 변화시켜, 광확산요소의 수직방향의 광확산성을, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 스크린면의 중심부 측에서 커지도록 하고 있으므로, 화면의 상하단부에서의 해상도를 저하시키지 않으면서, 영상광의 손실에 의한 휘도(輝度)의 저하가 거의 없고, 화면의 반사광이 적은 투과형 스크린을 얻는 것이 가능해진다. 즉, 신틸레이션은 광원에 의한 조도가 강한 부분만큼 강하게 관찰되므로, 일반적 광원으로부터 최단 거리에 위치하는 화면의 중심부에서 가장 신틸레이션이 강하게 관찰된다. 따라서, 가장 신틸레이션이 강한 화면의 중심부의 확산 성능을 크게 하는 것에 의해, 그 외 부위의 스크린 이득을 감소시키지 않고, 밝은 화면을 유지한 채로, 화면의 반짝임을 감소시키는 것이 가능하다.

일반적으로, 이런 종류의 투과형 스크린에 있어서는, 수평방향 또는 수직방향으로 빛을 확산시키는 렌즈나 프리즘 등의 광학요소의 피치가 스크린의 해상도를 결정짓지만, 이러한 광학요소보다 광원 측에 광확산요소가 존재하는 경우에는, 영상광이 광학요소에 입사하기 전에 확산해 버리므로, 본래 입사해야 하는 것이 아닌 부분(인접하는 렌즈 또는 프리즘 등)에까지 영상광이 입사해 버린다. 따라서, 신틸레이션을 감소시키기 위해서, 렌즈나 프리즘 등의 광학요소보다 광원측에 위치하는 광확산요소에 의해, 수직방향의 광확산성을 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 스크린면의 중심부 측이 커지도록 하는 경우에는, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 스크린면의 중심부에서 해상도가 저하되어버린다.

이것에 대해, 본 발명의 제1 해결 수단에 의하면, 수평방향 또는 수직방향으로 빛을 확산시키는 렌즈 또는 프리즘으로 된 하나 또는 복수의 광학요소 중 가장 관찰자 측에 위치하는 광학요소보다 관찰자 측에, 수직방향의 광확산성이 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 스크린면의 중심부 측이 큰 광확산요소를 구비하고 있으므로, 상술한 것과 같은 해상도의 저하와는 무관하게 되어, 신틸레이션이 감소되고, 화면의 반사광이 적은 투과형 스크린을 얻는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 제2 해결 수단에 의하면, 광흡수요소보다 관찰자 측에 있는 광확산요소의 확산성을 변화시켜, 광확산요소의 수직방향의 광확산성은, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 스크린면의 중심부 측이 커지도록 하고 있으므로, 영상광의 확산성의 증가에 의한 광흡수부에서의 영상광의 손실에 의한 휘도의 저하를 염려할 필요가 없어져, 화면의 반사광이 적은 투과형 스크린을 얻는 것이 가능해진다.

게다가, 본 발명의 제1 및 제2 해결 수단에 의하면, 스크린면의 중심부에서의 확산 성능이 크기 때문에, 절삭시에 문제가 생기기 쉬운 프레넬렌즈의 중심부의 결함이 눈에 띄지 않도록 할 수가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 도면에 포함된 각 광학부재의 치수나 구조 등은 적당히 과장해 도시되어 있다.

우선, 도 1에 의해, 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 투과형 스크린에 대해 설명한다.

도 1에 나타나듯이, 본 실시 형태와 관련되는 투과형 스크린(11)은, 빛을 투과, 확산 또는 집광하는 복수의 광학부재로서, 프레넬렌즈시트(12), 렌티큘러렌즈시트(13) 및 수지기판(14)을 구비한 3 종류의 구성요소로 된 스크린이다. 여기서, 이러한 광학부재(12, 13, 14)는, 스크린면에 따라 뻗은 시트로 되어 있으며, 도면의 안쪽 측에 배치되는 단광원 프로젝터(도시하지 않음)측으로부터 상술한 차례로 순서대로 배치되고 있다. 또한, 광학부재(12, 13, 14)는, 비교적 강성이 높은 시트의 형태, 권취가능한 필름의 형태의 어느 것을 취해도 좋다.

이 중, 프레넬렌즈시트(12)는, 광원으로부터 출사(出射)된 빛을 관찰자측을 향하여 집광시키면서 출사시키는 것이어서, 그 출광면측에 구비된 프레넬렌즈(12a)를 포함하고 있다. 또, 렌티큘러렌즈시트(13)는, 프레넬렌즈시트(12)로부터 출사된 빛을 수평방향으로 확산시키는 것이어서, 그 입광면측에 구비된 렌티큘러렌즈(13a)를 포함하고 있다. 또한, 렌티큘러렌즈(13a)는, 수평방향으로 빛을 확산시키는 광학요소이며, 가장 관찰자 측에 위치하는 광학요소를 구성하고 있다.

게다가, 수지기판(14)은, 그 입광면측에 구비된 광확산부(광확산요소)(15)를 포함하고 있다. 여기서, 광확산부(15)는, 가장 관찰자 측에 위치하는 광학요소인 렌티큘러렌즈시트(13)의 렌티큘러렌즈(13a) 보다 관찰자 측에 위치하는 것이어서, 그 수직방향의 광확산성이, 스크린면의 상단부 및 하단부에 비해 스크린면의 중심부 측이 커지도록 구성되어 있다. 또한, 광확산부(15)는, 광확산성입자를 함유하는 광확산층(예를 들면, 빛을 등방적으로 확산하는 광확산층)이며, 그 층 두께가, 스크린면의 상단부 및 하단부에서 얇고, 스크린면의 중심부에서 두꺼워져 있다.

또한, 도 1에 도시된 투과형 스크린(11)에 있어서는, 스크린면의 상단부 또는 하단부의 확산반치각(출사광의 휘도 분포가 피크 휘도에 대해서 1/2의 휘도가 되는 각도)에 대해서 스크린면의 중심부의 확산반치각이 1.04 ~ 1.90 배인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.08 ~ 1.75 배이면 좋다.

이 점에 대해, 본 발명자는, 스크린면의 중심부에서의 확산 특성을 변화시킨 복수 종류의 투과형 스크린을 평가한 결과, 상술한 것처럼, 스크린면의 상단부 또는 하단부의 확산반치각에 대해서 스크린면의 중심부의 확산반치각이 1.04 ~ 1.90 배의 범위이면, 양호한 신틸레이션의 감소 효과를 얻으면서, 화면의 밝기가 손상되지 않는 것을 찾아낸 것이다. 또한, 스크린면의 상단부 또는 하단부의 확산반치각에 대한 스크린면의 중심부의 확산반치각의 비가 1.04 배 보다 작으면, 반사광의 감소 효과가 확인되지 않는다. 반대로, 스크린면의 상단부 또는 하단부의 확산반치각에 대한 스크린면의 중심부의 확산반치각이 1.90 배보다 크면, 중심부의 이득이 너무 감소하여, 화면이 어두워지는 인상을 준다.

또, 도 1에 도시된 투과형 스크린(11)에 있어서는, 광확산성입자를 함유하는 광확산부(15)의 층 두께는, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 대해서 스크린면의 중심부가 1.02 ~ 1.83 배인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.03 ~ 1.60 배이면 좋다.

이 점에 대해, 본 발명자는, 스크린면의 중심부에서의 광확산부(15)의 층 두께를 변화시킨 복수 종류의 투과형 스크린을 평가한 결과, 상술한 것처럼, 광확산부(15)의 스크린면의 상단부 또는 하단부의 층 두께에 대해서 스크린면의 중심부의 층 두께가 1.02 ~ 1.83 배의 범위이면, 양호한 신틸레이션 감소효과를 얻으면서, 화면의 밝기가 손상되지 않는 것을 찾아낸 것이다. 또한, 광확산부(15)의 스크린면의 상단부 또는 하단부의 층 두께에 대한 스크린면의 중심부의 층 두께의 비가 1.02 배 보다 작으면, 반사광의 감소 효과가 확인되지 않는다. 반대로, 광확산부(15)의 스크린면의 상단부 또는 하단부의 층 두께에 대한 스크린면의 중심부의 층 두께의 비가 1.83 배 보다 크면, 중심부의 이득이 너무 감소하여, 화면이 어두워진 인상을 준다.

여기서, 도 1 및 도 2에 도시된 투과형 스크린(11)의 렌티큘러렌즈시트(13) 및 수지기판(14)은 서로 밀착한 상태 또는 일체화한 상태로 되어 있다. 또한, 도 2에 도시된 투과형 스크린(11)에서는, 렌티큘러렌즈시트(13) 및 수지기판(14)이 서로 떨어진 상태로 도시되어 있지만, 이것은 편의상의 것이며, 실제로는 서로 밀착한 상태 또는 일체화한 상태로 이용되고 있다.

또, 도 1에 도시된 투과형 스크린(11)의 렌티큘러렌즈시트(13) 및 수지기판(14)은, 서로 독립한 별도의 부재로서 구성되어 있지만, 이것에 한정하지 않고, 도 3에 도시된 투과형 스크린(41)과 같이, 렌티큘러렌즈 군(群)(도시하지 않음)이 형성된 필름 시트(43)를 수지기판(44)에 붙여 조합한 구성이라고 해도 좋다. 또한, 도 3에 도시된 투과형 스크린(41)에서는, 수지기판(44)의 출광면측에 광확산부(광확산요소)(45)가 구비되어 있다. 여기서, 광확산부(45)에 의한 수직방향의 광확산성은, 상술한 광확산부(15)와 같이, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 스크린면의 중심부가 커지도록 구성되어 있다.

또한, 도 3에 도시된 투과형 스크린(41)은, 렌티큘러렌즈시트 및 수지기판의 구성이 다른 점을 제외하고, 이외의 것은 도 1에 도시된 투과형 스크린(11)과 거의 동일하다. 도 3에 도시된 투과형 스크린(41)에 있어서, 도 1에 도시된 투과형 스크린(11)과 동일한 부분에는 동일 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.

또, 도 1에 도시된 투과형 스크린(11)의 수지기판(14)은, 광확산부(15)로서, 광확산성입자를 함유하는 한 층의 광확산층을 구비하고 있으나, 이것에 한정하지 않고, 도 4에 도시된 투과형 스크린(51)과 같이, 수지기판(54)의 광확산부(55)가, 광확산성입자를 함유하는 복수층의 광확산층(2 층의 광확산층(55a, 55b))을 가지고 있어도 좋다. 또한, 도 4에 도시된 투과형 스크린(51)에서는, 수지기판(54)의 입광면 및 출광면의 양측으로 광확산층(55a, 55b)이, 광확산성입자를 함유하지 않는 비광확산층(56)을 개입시켜 구비되어 있어, 이 중 적어도 한 층의 광확산층(도 4에서는 입광면측의 광확산층(55a))의 층 두께가, 스크린면의 상단부 및 하단부에서 얇고, 스크린면의 중심부에서 두꺼워지고 있다. 이것에 의해, 입광면측의 광확산층(55a)은, 그 수직방향의 광확산성이, 스크린면의 상단부 및 하단부에 비해 스크린 면의 중심부 측에서 커지도록 구성되어 있다. 이것에 대해, 출광면측의 광확산층(55b)은, 그 층 두께가 일정하여, 그 수직방향의 광확산성은, 스크린면의 중심부와 스크린면의 상단부 및 하단부에서 균일하게 되어 있다.

여기서, 도 4에 도시된 투과형 스크린(51)에서는, 도 1에 도시된 투과형 스크린(11)과 같이, 스크린면의 상단부 또는 하단부의 확산반치각에 대해서 스크린면의 중심부의 확산반치각이 1.04 ~ 1.90 배인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.08 ~ 1.75 배이라면 좋다. 또, 광확산부(55)의 광확산층(55a)의 층 두께는, 도 1에 도시된 투과형 스크린(11)의 수지기판(14)의 광확산부(15)와 같이, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 대해서 스크린면의 중심부에서 1.02 ~ 1.83 배인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.03 ~ 1.60 이라면 좋다.

또한, 도 4에 도시된 투과형 스크린(51)은, 수지기판의 구성이 다른 점을 제외하고, 다른 사항은 도 1에 도시된 투과형 스크린(11)과 거의 동일하다. 도 4에 도시된 투과형 스크린(51)에 있어서, 도 1에 도시된 투과형 스크린(11)과 동일한 부분에는 동일 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다. 또, 도 4에 있어서는, 각 광학부재(12, 13, 55)가 이격된 상태로 도시되고 있으나, 이것은 편의상의 것이며, 서로 밀착한 상태 또는 일체화한 상태로 이용되고 있다.

여기서, 도 4에 도시된 투과형 스크린(51)의 수지기판(55)에 포함되는 광확산부(55)의 광확산층(55a, 55b)은, 서로 다른 확산 특성을 갖도록 해도 좋다. 이 경우에는, 각각의 광확산층(55a, 55b)이 다른 확산 특성의 조합에 의해, 도 1에 도시된 투과형 스크린(11)과 같은 한 층의 광확산층(광확산부(15))을 이용했을 경우 에 비해 다양한 광학 성능을 실현할 수가 있다.

구체적으로는, 예를 들면, 광확산층(55a, 55b)에 있어서, 모재와의 굴절률차이가 작은 광확산제(광확산성입자)와, 굴절률차이가 큰 광확산제(광확산성입자)를 사용하는 경우, 입광면측의 광확산층(55a)을, 굴절률차이가 작은 광확산성입자를 함유하는 광확산층으로 하고, 출광면측의 광확산층(55b)을, 굴절률차이가 큰 광확산성입자를 함유하는 광확산층으로 하는 것에 의해, 예를 들면 양쪽의 광확산성입자를 혼합한 한 층의 광확산층보다 양호한 해상도를 얻을 수 있다. 게다가, 광확산층(55a, 55b) 간에, 광확산성입자를 함유하지 않은 비광확산층(56)이 구비되어 있으므로, 화면의 반사광을 감소시킬 수도 있다.

그리고, 이 경우, 상술한 것처럼, 복수의 광확산층(여기에서는, 광확산층(55a, 55b)) 중 적어도 한 층의 광확산층(여기에서는, 광확산층(55a))의 수직방향의 광확산성이, 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 스크린면의 중심부 측에서 커지도록, 스크린면의 상단부 또는 하단부에서 얇고, 스크린면의 중심부에서 두꺼워지는 것 같은 층 두께 분포를 갖게 하는 것으로서, 가장 조도가 높은 화면의 중심부에서의 반사광을 개선할 수가 있다.

이 경우, 다른 광확산층의 층 두께는 임의로 설정할 수가 있어서, 도 4에 도시된 투과형 스크린(51)과 같이, 다른 광확산층(광확산층(55b))의 층 두께를 일정하게 하는 것 외에, 도 5에 도시된 투과형 스크린(61)과 같이, 다른 광확산층(광확산층(65a)의 층 두께를 그 중심부와 상하단부에서 변화시켜도 괜찮다.

구체적으로는, 도 5에 도시된 투과형 스크린(61)에서는, 렌티큘러렌즈군 (도 시하지 않음)이 형성된 필름 시트(43)를 수지기판(64)에 붙여 합친 구성으로 되어있다. 또, 수지기판(64)의 광확산부(65)는, 모재와의 굴절률의 비가 다른 2 종류의 광확산성입자를 각각 함유하는 2 층의 광확산층(65a, 65b)을 가지고 있다. 이 중, 출광면측의 광확산층(65b)은, 모재와의 굴절률차이가 작은 광확산성입자를 함유하고 있어, 입광면측의 광확산층(65a)은, 모재와의 굴절률차이가 큰 광확산성입자를 함유하고 있다. 또, 출광면측의 광확산층(65b)의 층 두께는, 스크린면의 중심부에서 두껍고, 스크린면의 상단부 및 하단부에서 얇아진 상태이다. 반대로, 입광면측의 광확산층(65a)의 층 두께는, 스크린면의 중심부에서 얇고, 스크린면의 상단부 및 하단부에서 두꺼워진 상태이다.

이와 같이 함으로써, 모재와의 굴절률차이가 작은 광확산성입자를 함유하는 광확산층인 출광면측의 광확산층(65b)의 층 두께분포를, 스크린면의 상하단부에 대해서 중심부에서 두꺼워지도록 한 경우, 이러한 광확산층의 층 두께분포에 의해, 스크린면의 중심부의 확산은 커져, 영상광의 누락이 없는 밝은 영상이 얻어질 수 있다. 그렇지만, 한편으로는, 이러한 출광면측의 광확산층(65b)에서는, 광확산성입자와 모재와의 굴절률차이가 작기 때문에, 광확산층(65b) 중 층 두께가 얇은 상하단부에서는 넓은 각도범위에서의 확산에의 기여가 작고, 화면을 세워 내려다 본 경우에는, 화면의 하부에서 충분한 밝기를 얻을 수 없는 경우가 있다.

이것에 대해, 모재와의 굴절률차이가 큰 광확산성입자는, 넓은 각도범위에서의 확산성에의 기여가 크고, 좁은 각도범위에서의 확산에의 기여가 작다. 이 때문에, 모재와의 굴절률차이가 큰 광확산성입자를 함유하는 광확산층인 입광면측의 광 확산층(65a)의 층 두께분포를, 스크린면의 상하단부에 대해서 중심부에서 얇아지도록 하여, 상술한 출광면측의 광확산층(65b)과 조합했을 경우에는, 스크린면의 중심부에서의 확산 성능을 불필요하게 확대하는 일 없이, 서서 보는 화면의 하단부의 어두움을 개선할 수가 있다. 결과적으로, 정면시(正面視)에서의 누락이 없고, 한편, 상하단부가 밝은 화면을 얻을 수 있으며, 서서 보더라도 화면의 하단부가 밝은 양호한 휘도 분포를 얻을 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 5에 도시된 투과형 스크린(11, 41, 51, 61)에 있어서, 광학부재인 프레넬렌즈시트(12)나 렌티큘러렌즈시트(13, 43), 수지기판(14, 44, 54, 64)을 형성하기 위한 재료로서는, 아크릴, 아크릴-스틸렌 공중합수지(MS), 스틸렌, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에틸렌 등의 수지 재료가 일반적이다. 또, 성형 방법으로서는, 압출성형법, 캐스팅법, 프레스 성형법 등의 방법을 이용할 수가 있다. 게다가, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 등으로 된 필름을 기재로 하여, 전자선 경화형의 수지에 의해 부형을 실시하는 것에 의해 성형할 수도 있다. 또한, 프레넬렌즈시트(12)나 렌티큘러-렌즈 시트(13, 43) 등이 필름 형태의 시트인 경우에는, 그것을 보관 유지하기 위한 지지체가 필요하지만, 이러한 지지체로서는, 도 3 및 도 5에 도시된 투과형 스크린(41, 61)과 같이, 수지기판(44, 64)을 이용해도 좋으나, 별도 유리판 등을 마련하도록 해도 좋다. 또한, 도 3 및 도 5에서는 도시되어 있지 않지만, 프레넬렌즈시트(12)에도 같은 지지체를 구비하는 것이 가능하다.

또, 도 1 내지 도 5에 도시된 투과형 스크린(11, 41, 51, 61)에 있어서, 광 확산성입자를 함유하는 광확산층으로 된 광확산부(15, 45, 55, 65)는, 상술한 것처럼, 수지기판(14, 44, 54, 64)의 일부로서 형성하는 것 외에, 렌티큘러렌즈시트(13, 43)나 그 외의 렌즈 시트의 표면 측에 코팅이나 래미네이트(laminate) 등의 방법으로 광확산성입자를 함유한 층을 구비하는 것에 의해서도 실현될 수가 있다. 또, 렌티큘러렌즈시트(13, 43)나 그 다른 렌즈 시트를 구성하는 렌즈 시트 본체 혹은 필름 형태의 렌즈 시트를 보관 유지하는 시트를 압출성형법 등의 방법에 의해 다층 구성으로 형성할 때에, 그 중 적어도 한 층에 광확산성입자를 함유시키는 것에 의해서도 실현될 수가 있다. 여기서, 광확산부(15, 45, 55, 65)가, 광확산성입자를 함유한 층이 아니고, 후술하듯이 표면 엠보싱으로 된 경우에는, 렌즈시트 등의 출광면에 대해서 매트 처리 등을 하는 것에 의해 실현될 수가 있다. 또, 복수매의 시트를 붙여 합쳐서 사용하는 경우에는, 그 접합면 표면에 대해서 매트 처리 등을 하거나 그 계면에서 굴절률차이를 일으키게 하도록 재료를 선정하는 것에 의해, 확산특성을 부여할 수도 있다.

또한, 상술한 바와 같은 코팅이나 래미네이트, 다층 구성 성형법 등의 방법은, 렌티큘러렌즈시트(13, 43)나 그 외의 렌즈 시트보다 관찰자 측에 위치하는 투과형 스크린의 임의의 구성요소(예를 들면, 스크린 보호판)에 적용할 수도 있다. 또, 그 때의 수법은, 상술한 수법으로 한정되는 것은 아니다.

또, 상술한 코팅의 방법에 의해 렌즈 시트 등의 표면에 광확산층을 형성할 때에, 그 코팅층이 가장 관찰자측의 구성요소의 표면(관찰자측에 가장 가까운 표면)에 위치하게 되는 경우에는, 내찰상성(耐擦傷性)을 갖는 바인더에 광확산성입자 를 분산시켜 광확산층을 형성하도록 하면 좋으며, 이것에 의해 투과형 스크린의 표면에의 손상 발생을 방지할 수가 있다.

또한, 광확산부(15, 45, 55, 65)에 함유되는 광확산성입자로서는, 아크릴, 스틸렌, 아크릴-스틸렌 공중합체등으로 된 가교(架橋) 비즈(beads)가 일반적으로 사용되어, 그 밖에 실리카(silica), 알루미나(alumina) 등의 무기물로 된 비즈도 사용된다. 이러한 광확산성입자의 입경(입자의 지름)으로서는 2 ~ 30μm 정도가 일반적이지만, 목적에 따라 적정설정할 수가 있어서, 복수의 광확산성입자를 혼합해 사용하는 것도 가능하다.

다른 실시 형태

또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 투과형 스크린(11, 41, 51, 61)의 수직방향의 광확산성이, 스크린면의 상단부 및 하단부 중 어떤 것보다 스크린면의 중심부 측이 큰 경우를 예로 들어 설명했지만, 스크린면의 상단부 및 하단부 중 어느쪽이든 한쪽보다도 스크린면의 중심부 측이 큰 경우에도, 일정한 범위에서 본 발명의 작용 효과를 상주하는 것이어서, 이러한 경우도 당연히 본 발명의 범위에 포함된다.

또, 상술한 실시 형태에 있어서는, 투과형 스크린(11, 41, 51, 61)의 가장 관찰자 측에 위치하는 광학요소인 렌티큘러렌즈시트(13)의 렌티큘러렌즈(13a)(또는, 렌티큘러렌즈군(도시하지 않음)이 형성된 필름 시트(43))가 수평방향으로 빛을 확산시키는 것인 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정하지 않고, 수평방향으 로 뻗은 렌티큘러렌즈에 의해 수직방향으로 빛을 확산시키거나, 파리의 눈렌즈 등에 의해 수평방향 및 수직방향의 양쪽 모두에 빛을 확산시키는 것이어도 좋다.

게다가, 상술한 실시 형태에 있어서는, 투과형 스크린(11, 41, 51, 61)의 가장 관찰자 측에 위치하는 광학요소가, 렌티큘러렌즈시트(13)의 렌티큘러렌즈(13a) (또는, 렌티큘러렌즈군(도시하지 않음)이 형성된 필름 시트(43))인 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정하지 않고, 수평방향 또는 수직방향으로 빛을 확산시키는 확산용 프리즘이어도 괜찮다.

게다가, 상술한 실시 형태에 있어서는, 수지기판(14, 44, 54, 64)의 광확산부(15, 45, 55, 65)가, 광확산성입자를 함유하는 광확산층에 의해 구성되고 있는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정하지 않고, 수지기판(14)의 표면 엠보싱 또는, 광확산층과 표면 엠보싱과의 조합 등에 의해 구성되어 있어도 좋다.

게다가, 상술한 실시 형태에 있어서는, 렌티큘러렌즈시트(13, 43)으로서, 광흡수부(광흡수요소)가 구비되어 있지 않은 렌티큘러렌즈시트가 이용되고 있지만, 이것에 한정하지 않고, 도 6 내지 도 8에 도시된 투과형 스크린(21, 21′, 21˝) 와 같이, 출광면측에 광흡수부(광흡수요소)(23b, 26b, 27b)가 구비된 렌티큘러렌즈시트(23, 26, 27)이 이용되어도 괜찮다. 여기서, 도 6에 도시된 렌티큘러렌즈시트(23)는, 입광면 측에 렌티큘러렌즈(23a)가 구비된 단면 렌티큘러렌즈시트이며, 출광면 중 빛이 투과하지 않는 비출광영역에 광흡수부(23b)가 구비되어 있다. 또, 도 7에 도시된 렌티큘러렌즈시트(26)는, 입광면 및 출광면의 양측으로 렌티큘러렌즈(26a, 26c)가 구비된 양면 렌티큘러렌즈시트이며, 출광면 중 빛이 투과하지 않는 비출광 영역에 광흡수부(26b)가 구비되어 있다. 게다가, 도 8에 도시된 렌티큘러렌즈시트(27)는, 사다리꼴 기둥 모양의 전반사 프리즘(27a)의 사이에 광흡수부(27b)가 구비된 전반사 타입의 렌티큘러렌즈시트이다.

도 6 내지 도 8에 도시된 투과형 스크린(21, 21′, 21˝)에 대해서는, 수지기판(14)에 포함되는 광확산부(광확산요소)(15)가, 빛을 흡수하는 광흡수요소인 렌티큘러렌즈시트(23, 26, 27)의 광흡수부(23b, 26b, 27b) 보다 관찰자 측에 위치하고 있어서, 그 수직방향의 광확산성은, 스크린 면의 상단부 또는 하단부에 비해 스크린면의 중심부 측이 커지도록 구성되어 있다. 이 때문에, 영상광의 확산성의 증가에 의한 광흡수부(23b, 26b, 27b)에서의 영상광의 손실에 의한 휘도의 저하를 염려할 필요가 없어져서, 화면의 반사광이 적은 투과형 스크린을 얻는 것이 가능해진다.

실시예

(실시예 1)

출광면측에 광확산층을 배치하는 것과 동시에 입광면측으로 투명 착색 처리를 가한 아크릴 수지(굴절률 1.49)를 배치한 2 mm의 수지기판을 제작했다. 여기서, 출광면측의 광확산층은, 투명 착색 처리를 가한 아크릴 수지(굴절률 1.49)를 모재로 하여, 내부에, 평균 입경 12μm , 굴절률 1.51의 구(球)모양의 가교 아크릴-스틸렌 공중합수지로 된 비즈(3.8 중량 %)와, 평균 입경 9μm, 굴절률 1.56의 구모양의 가교 아크릴-스틸렌 공중합수지로 된 비즈 (3.0 중량 %)를 함유시킨 것으로 했다. 또한, 광확산층의 화면 중심부에서의 층 두께는, 상하단부에서의 층 두께에 대 해서 1.13 배가 되도록 했다.

이러한 수지기판에, 입광면측에 수직방향으로 뻗은 렌티큘러렌즈군을 배치한 필름 형태의 시트를 붙여 맞추어, 렌즈 시트로 했다. 그리고, 이러한 렌즈 시트를, 영상투사관(映像投射管)으로부터의 빛이 대략 평행으로 출사되도록 설계한 프레넬 렌즈 시트와 조합하여, 실시예 1과 관련되는 투과형 스크린을 얻었다.

(실시예 2)

출광면측에 광확산층을 배치하는 것과 동시에 입광면측에 투명 착색 처리를 가한 아크릴-스틸렌 공중합수지(굴절률 1.53)를 배치한 2 mm의 수지기판을 제작했다. 여기서, 출광면측의 광확산층은, 투명 착색 처리를 가한 아크릴-스틸렌 공중합수지(굴절률 1.53)를 모재로 하여, 내부에, 평균 입경 10μm, 굴절률 1.55의 구모양의 가교 스틸렌 비즈(3.0 중량%)와, 평균 입경 9μm, 굴절률 1.60의 구모양의 가교 스틸렌 비즈(3.3 중량%)를 함유시킨 것으로 했다. 또한, 광확산층의 중심부에서의 확산반치각은, 화면상하단부에서의 확산반치각에 대해서 1.25배가 되도록 했다.

한편, 입광면측에 수직방향으로 뻗은 렌티큘러렌즈군을 배치한 필름 시트의 출광면에 자외선 반응형의 점착층(粘着層)을 구비하여, 입광면측으로부터 평행한 자외선빛을 조사, 스트라이프형태로 노광부(露光部)의 점착성이 소실한 출광면에 흑색 전사 시트를 붙여 맞추어, 점착부(비출광부)에 흑색의 광흡수부를 형성한 렌즈 필름으로 했다. 그리고, 이러한 렌즈 필름을, 상술한 수지기판에 붙여 맞추어 렌즈 시트로 해, 영상투사관으로부터의 빛이 대략 평행으로 출사되도록 설계된 프 레넬렌즈시트와 조합해, 실시예 2와 관련된 투과형 스크린을 얻었다.

(비교예)

출광면측에 광확산층을 배치하는 것과 동시에 입광면측에 투명 착색 처리를 가한 아크릴수지(굴절률 1.49)를 배치한 2mm의 수지기판을 제작했다. 여기서, 출광면측의 광확산층은, 투명 착색 처리를 가한 아크릴수지(굴절률 1.49)를 모재로 하여, 내부에, 평균 입경 12μm, 굴절률 1.51의 구모양의 가교 아크릴-스틸렌 공중합 수지로 된 비즈(3.8 중량%)와, 평균 입경 9μm, 굴절률 1.56의 구모양의 가교 아크릴-스틸렌 공중합수지로 된 비즈(3.O 중량%)를 함유시킨 것으로 했다. 또한, 광확산층의 화면상하단부에서의 층 두께는, 중심부에서의 층 두께와 같도록 하였다.

이러한 수지기판에, 입광면측에 수직방향으로 뻗은 렌티큘러렌즈군을 배치한 필름 형태의 시트를 붙여 맞추어, 렌즈 시트로 했다. 그리고, 이러한 렌즈 시트를, 영상투사관으로부터의 빛이 대략 평행으로 출사되도록 설계된 프레넬렌즈시트와 조합하여, 비교예에 따른 투과형 스크린을 얻었다.

이와 같이 하여 얻을 수 있던 비교예에 따른 투과형 스크린상에 비추어진 영상을 평가했는데, 반사광이 강한 영상이 얻어졌다.

상기 실시예 1에 따른 투과형 스크린에 의해, 반사광이 감소되고, 해상도도 양호한 영상을 얻을 수 있었다. 또한, 상기 실시예 2에 따른 투과형 스크린에 의해, 반짝임이 감소하고, 해상도도 양호하며, 또, 콘트라스트가 좋은 영상을 얻을 수 있었다.

Claims

빛을 투과, 확산 또는 집광하는 복수의 광학부재로서, 스크린면을 따라 뻗은 시트 또는 권취가능한 필름으로 된 복수의 광학부재를 구비하되,

상기 복수의 광학부재는, 수평방향 또는 수직방향으로 빛을 확산시키는 렌즈 또는 프리즘으로 된 하나 또는 복수의 광학요소와, 상기 하나 또는 복수의 광학요소 중 가장 관찰자 측에 위치하는 광학요소보다도 관찰자 측에 위치하는 광확산요소를 포함하며, 상기 광확산요소의 수직방향의 광확산성은, 상기 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 상기 스크린면의 중심부 측이 큰 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제1 항에 있어서,

상기 스크린면의 상단부 또는 하단부의 확산반치각에 대해서 상기 스크린면의 중심부의 확산반치각이 1.04 ~ 1.90 배인 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제1 항에 있어서,

상기 광확산요소는, 광확산성입자를 함유하는 광확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제3 항에 있어서,

상기 광확산층은, 그 층 두께가, 상기 스크린면의 상단부 또는 하단부에서 얇고, 상기 스크린면의 중심부에서 두꺼운 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제4 항에 있어서,

상기 광확산층의 층 두께가, 상기 스크린면의 상단부 또는 하단부에 대하여 상기 스크린면의 중심부에서 1.02 ~ 1.83 배인 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제1 항에 있어서,

상기 광확산요소는, 광확산성입자를 함유하는 복수의 광확산층을 포함하며, 상기 복수의 광확산층 중 적어도 한 층의 광확산층의 층 두께가, 상기 스크린면의 상단부 또는 하단부에서 얇고, 상기 스크린면의 중심부에서 두꺼운 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제6 항에 있어서,

상기 복수의 광확산층 중 적어도 한 층의 층 두께는, 상기 스크린면의 상단부 또는 하단부에 대해서 상기 스크린면의 중심부가 1.02 ~ 1.83 배인 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제6 항에 있어서,

상기 복수의 광확산층은, 서로 다른 확산특성을 갖는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제6 항에 있어서,

상기 광확산요소는, 상기 복수의 광확산층 간에 비광확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
빛을 투과, 확산 또는 집광하는 복수의 광학부재로서, 스크린면을 따라 뻗은 시트 또는 권취가능한 필름으로 된 복수의 광학부재를 구비하되,

상기 복수의 광학부재는, 빛을 흡수하는 광흡수요소와, 상기 광흡수요소보다도 관찰자 측에 위치하는 광확산요소를 포함하며, 상기 광확산요소의 수직방향의 광확산성은, 상기 스크린면의 상단부 또는 하단부에 비해 상기 스크린면의 중심부 측이 큰 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제10 항에 있어서,

상기 스크린면의 상단부 또는 하단부의 확산반치각에 대해서 상기 스크린면의 중심부의 확산반치각이 1.04 ~ 1.90 배인 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제10 항에 있어서,

상기 광확산요소는, 광확산성입자를 함유하는 광확산층을 포함하는 것을 특 징으로 하는 투과형 스크린.
제12 항에 있어서,

상기 광확산층은, 그 층 두께가, 상기 스크린면의 상단부 또는 하단부에서 얇고, 상기 스크린면의 중심부에서 두꺼운 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제13 항에 있어서,

상기 광확산층의 층 두께는, 상기 스크린면의 상단부 또는 하단부에 대해서 상기 스크린면의 중심부가 1.02 ~ 1.83 배인 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제10 항에 있어서,

상기 광확산요소는, 광확산성입자를 함유하는 복수의 광확산층을 포함하며, 상기 복수의 광확산층 중 적어도 한 층의 광확산층의 층 두께가, 상기 스크린면의 상단부 또는 하단부에서 얇고, 상기 스크린면의 중심부에서 두꺼운 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제15 항에 있어서,

상기 복수의 광확산층 중 적어도 한 층의 층 두께는, 상기 스크린면의 상단부 또는 하단부에 대해서 상기 스크린면의 중심부가 1.02 ~ 1.83 배인 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제15 항에 있어서,

상기 복수의 광확산층은, 서로 다른 확산특성을 갖는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제15 항에 있어서,

상기 광확산요소는, 상기 복수의 광확산층 간에 비광확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.