WO2006135046A1 - フレネルレンズシートおよびこれを用いた背面投写型スクリーン - Google Patents

フレネルレンズシートおよびこれを用いた背面投写型スクリーン Download PDF

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lens sheet
sheet
light
fine particles
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PCT/JP2006/312127
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Inventor
Makoto Toyohara
Youji Ono
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Kuraray Co., Ltd.
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    • G—PHYSICS
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    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens
    • G03B21/625—Lenticular translucent screens

Definitions

  • the present invention relates to a Fresnel lens sheet used for rear projection televisions and the like.
  • FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of a cross section of a transmissive screen that has been conventionally used in a rear projection television.
  • 2 is a lenticular lens sheet
  • 1 is a Fresnel lens sheet.
  • the Fresnel lens sheet 1 and the lenticular lens sheet 2 are in close contact to form a transmission screen.
  • the Fresnel lens sheet 1 is composed of a sheet in which a Fresnel lens composed of concentric and fine pitch lenses at equal intervals is provided on a light emitting surface. (See Patent Document 1)
  • the lenticular lens sheet 2 has kamaboko-shaped lenses arranged at equal intervals on the light incident surface side.
  • the parallel light or convergent light emitted from the Fresnel lens sheet 1 is greatly diffused in the horizontal direction by the lenticular lens sheet 2, thereby enabling an image to be observed in a wide visual field range in the horizontal direction.
  • the lenticular lens sheet 2 is made of a light absorbing material such as black ink in a portion other than the light condensing portion of each lens provided on the light incident surface side.
  • a light shielding layer hereinafter sometimes referred to as black stripe or BS, light shielding pattern
  • Ghosts such as double images are generated by the ray path as shown in Fig. 3, but these ghosts could not be sufficiently reduced by diffusion using conventional diffusion materials.
  • Patent Document 1 JP 59-69748 A
  • Patent Document 2 JP-A-60-263932
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 11 271884
  • Patent Document 4 JP-A-8-313865
  • Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-275738
  • Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 10-803898
  • the present invention has been made to solve an energetic problem, and since there is little light loss, bright speckle is suppressed, moire is not generated, ghost is suppressed, and an inexpensive Fresnel lens.
  • the purpose is to provide a sheet.
  • Fresnel lens sheet used for screens for single light source type process display devices And having a Fresnel lens shape on one surface of the Fresnel lens sheet and fine irregularities on the other surface, the fine irregularities being a binder containing fine particles having an average particle size of 20 / m or less.
  • This can be achieved by providing a Fresnel lens sheet characterized by being formed by transferring the surface fine unevenness obtained when laminated on a substrate.
  • the effect of the present invention is particularly remarkable when the diffusion characteristics satisfy the following expressions (1) and (2).
  • the present invention is a rear projection screen provided with the Fresnel lens sheet.
  • Fresnel lens sheet of the present invention it is possible to obtain a transmissive screen at a low cost, which suppresses bright speckles due to less light loss, does not cause moiré, and suppresses ghosts.
  • FIG. 1 is a diagram showing a method for forming an uneven shape in the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a transmissive screen generally used in rear projection televisions.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view for explaining a ghost generation optical path in a Fresnel lens sheet.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing that the amount of light emitted to a large viewing angle region is large.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the configuration of a matrix sheet with different uneven shapes in the present invention.
  • the surface is an uneven surface, and therefore, a component having an incident angle smaller than the critical angle is generated.
  • the ghost light can be suppressed for the reason that only a part of the ghost light reaches the exit surface side. In particular, the effect of suppressing double images is remarkable.
  • the ratio of the surface unevenness contributing to the diffusion effect is the same as the haze measurement method specified in JIS K7105 except that the haze measurement value of the Fresnel sheet having the diffusion characteristics of the present invention is H and does not contain a diffusing agent.
  • the haze measurement value of the same Fresnel sheet as in the present invention is HI, H1 / H> 0.5
  • the surface irregularities are preferably random. If the surface irregularities are regular, moiré may occur with concentric circles of the Fresnel and lenticular lens array.
  • the present invention has surface irregularities obtained by a method of forming a concave-convex shape by laminating a binder 5 containing fine particles 4 on a base material 3 and transferring the surface concave-convex shape.
  • This is a Fresnel lens sheet 1.
  • an ultraviolet curable resin or the like containing fine particles 4 that are inorganic fine particles or resin fine particles on a substrate 3 such as a PET film or an acrylic resin sheet.
  • the material and thickness of the base material 3 are not limited to the above examples as long as the appropriate material is selected from known materials.
  • the material of the fine particles 4 is selected from known materials such as glass, metal, acrylic resin, and styrene resin. do it.
  • the fine particles 4 are for transferring the shape, and therefore need not be transparent. Therefore, compared with the conventional method in which a diffusing agent is mixed in the Fresnel lens substrate 3, the present invention using the fine particles 4 has a wide selection range in terms of particle size distribution, price, and the like.
  • the shape of the fine particles 4 used in the present invention is not limited to a spherical shape, and any suitable shape such as a flat shape, an elliptical spherical shape, a polygonal shape, and an indefinite shape may be selected.
  • the average particle diameter means a diameter when the volume of the fine particles 4 is converted into a sphere having the same volume.
  • the height of the concavo-convex shape can be easily increased by increasing / decreasing the amount of the binder 5, the amount of the fine particles 4, and the particle size of the fine particles 4. , Density and size can be adjusted. Further, when light rays are incident on a conventional diffusion sheet containing a diffusing agent, speckles due to light rays that are emitted without being refracted by the diffusing agent contained therein (hereinafter referred to as leak-through) become conspicuous. On the other hand, in the present invention, since the surface of the binder 5 existing between the fine particles 4 is a gently curved surface, there is an advantage that speckles that are difficult to cause such leak-through are not conspicuous.
  • the average particle size of the fine particles 4 needs to be 20 ⁇ m or less. If the average particle size is larger than 20 ⁇ m, leak-through light is generated, and sufficient diffusion performance cannot be expected.
  • a preferable range of the average particle diameter of the fine particles 4 is 1 to 7 zm. With such a particle size, speckle is not particularly noticeable. This is because when the particle size is the above, the speckle bright spots become smaller and less noticeable.
  • a particularly preferred range is 2 zm or more and 6 zm or less. In the present invention, 2 More than one kind of fine particles 4 may be used.
  • the average particle size of the fine particles 4 used is small.
  • the appearance may be uneven.
  • sufficient diffusion characteristics may not be imparted.
  • the preferable range of the surface roughness Ra FIS B 0601 2001) of the transferred surface is 0.:! To 2 ⁇ m.
  • a particularly preferred range is 0.2 to 0.6 ⁇ m. If the surface roughness is too small, sufficient diffusion characteristics may not be imparted. If the surface roughness is too large, the speckle bright spots may become large and the speckle may not be sufficiently reduced.
  • the diffusion characteristic is determined only by receiving a refracting action once on the incident surface. Can do.
  • the light-shielding part of the lenticular lens sheet 2 disposed on the exit side is given by imparting diffusibility to the Fresnel lens sheet 1 for the purpose of reducing speckles and increasing the diffusion characteristics of the Fresnel lens sheet 1 at that time.
  • the amount loss occurs.
  • the inventors of the present invention have obtained a screen that achieves both speckle reduction and avoidance of light loss by using the Fresnel lens sheet 1 having the above-mentioned diffusion characteristics. This achievement is achieved especially by focusing on the 1/100 angle of view ( ⁇ ). In the viewing angle region where the luminance is 1/100 compared to the front, as shown in Fig.
  • the luminance is literally the front l z l OO, so it has not been regarded as important so far. . Therefore, as shown in Fig. 4c, the total amount of light that is emitted to the entire periphery around the front direction in a certain angular range is considered from the luminance that is the amount of light in only one direction. Much more than is possible. This is a force that is a function of sin ⁇ because the total amount of light emitted in the direction of an angle ⁇ is the luminance value at angle ⁇ multiplied by the circumference of the unit sphere. .
  • the peripheral angle of the field of view is set to be equal to or greater than the above-mentioned fixed value, and the value of the angle of view of 1/100 is set to be equal to or less than the above-described constant value.
  • the rear projection screen that combines the Fresnel lens sheet 1 and the lenticular lens sheet 2 of the present invention achieves both suppression of light loss and reduction of speckle. The effect of this invention will be show
  • the viewing half-value angle a is less than 2.0 °, the diffusion characteristics may be insufficient, and the vertical viewing angle may become narrower, and moire and ghosts may not be sufficiently suppressed.
  • the preferred range of the half-field angle ⁇ is 2.5 ° or more.
  • the field of view 1/100 value angle ⁇ force S is greater than 18 °, the trailing component of the light absorbed by the light-shielding pattern of lenticular lens sheet 2 will increase, and the required gain may not be obtained. is there.
  • a particularly preferable range of the visual field 1/100 value angle ⁇ is 16 ° or less.
  • the visual field 1/10 value angle ⁇ is preferably 12 ° or less.
  • the visual field 1/100 value angle ⁇ is preferably 12 ° or more. If the angle is less than 12 °, the so-called hot band phenomenon, in which the brightness of the screen suddenly becomes dark at a vertical viewing angle of a certain range or more, may be a problem. For the same reason, the visual field 1 ⁇ 10 value angle ⁇ is 7 ° or more. And are preferred.
  • the ratio of the 1/100 value angle ⁇ to the half value angle ⁇ of the field of view ⁇ / ⁇ is preferably less than 7. This is because the ratio of the light beam toward the peripheral portion is reduced with respect to the light beam near the front surface, and the ratio of the light loss to the amount of emitted light is reduced.
  • Examples of a method for transferring the uneven shape to the surface of the Fresnel lens sheet 2 in the present invention include the following methods. First, a binder 5 containing fine particles 4 is laminated on the base material 3 to produce a concave-convex matrix sheet, and a metal film having a predetermined thickness is formed on the concave-convex surface by metal vapor deposition or plating. After that, if necessary, the metal film surface of the concavo-convex matrix sheet is laminated on a rigid sheet made of metal or the like, and the concavo-convex matrix sheet is removed to produce a metal mold with the concavo-convex shape transferred. it can.
  • a transfer sheet may be produced using, for example, an ultraviolet curable resin, and a metal film may be formed on the transfer sheet surface to produce a metal mold.
  • the metal mold may be a molding mold, or a transfer mold of the metal mold may be produced and used as a molding mold.
  • the surface irregularity shape of the Fresnel sheet product may be the same shape as the irregularity matrix sheet, or the irregularity shape may be reversed.
  • an appropriate setting may be made by evaluating light transmittance, speckle, ghost, and the like.
  • a molded product can be produced by using the above-described mold, for example, by a press molding method, an extrusion molding method, an ultraviolet curable resin molding method, an injection molding method, or the like.
  • the injection molding method and the ultraviolet curable resin molding method are suitable.
  • One of the features of the unevenness of the present invention is that the pitch and height are small. This is because the injection molding method and the ultraviolet curable resin molding method have good transferability of such a shape. In view of the fact that the resin material is expensive in the ultraviolet curable resin molding, the injection molding method is particularly suitable.
  • the transmission screen of the present invention is characterized by including the Fresnel lens sheet 1 described above, and usually includes a lenticular lens sheet 2 in many cases.
  • a lenticular lens sheet 2 having a horizontal diffusion performance in addition to the lenticular lens sheet 2 having a horizontal diffusion performance, a lenticular lens sheet having a vertical diffusion performance is provided.
  • Sheet sometimes referred to as a fly-eye lens sheet.
  • Base sheet PET 100 ⁇ m sheet
  • Binder UV curable resin and organic solvent
  • Fine particles Beads with an average particle size of 3 ⁇ m (Material: methacrylic crosslinked resin)
  • binder and fine particles 24 parts of UV curable resin, 65 parts of organic solvent, 11 parts of fine particles
  • metal deposition and plating were performed, a 0.3 mm metal film was laminated on the uneven surface, and the metal film was bonded to a 2 mm thick stainless steel sheet via a polyimide sheet and an adhesive sheet.
  • the above metal mold and a separately prepared mirror-shaped metal mold were attached to an injection molding apparatus to produce a sheet made of polymethacrylic styrene copolymer resin.
  • a Fresnel lens was formed on the mirror surface side with an ultraviolet ray curable resin, and a Fresnel lens sheet 1 was produced.
  • the refractive index of the M S resin sheet is 1.54, and it contains no diffusing agent inside.
  • the thickness of the Fresnel lens sheet 1 was 2 mm, the surface roughness Ra (JIS B 0601 2001) of the mat surface was 0.3 ⁇ m, and the haze value was 60%. Table 1 shows the viewing angle characteristics of the acrylic resin sheet.
  • the Fresnel lens sheet 1 is placed on the projector side, and a 0.1 mm pitch lenticular lens lens sheet is placed on the viewer side to form a transmissive screen, which is mounted on an LCD projection television set, and the front screen brightness
  • the thickness and speckle were visually evaluated. The results are shown in Table 1.
  • the transmission type screen using the Fresnel lens sheet 1 of the present invention was bright and the speckle was sufficiently reduced.
  • Fine particles Beads with an average particle size of 5 ⁇ m (Material: methacrylic crosslinked resin)
  • binder and fine particles 24 parts of UV curable resin, 65 parts of organic solvent, 11 parts of fine particles
  • a Fresnel lens sheet 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that.
  • Table 1 shows the viewing angle characteristics of Fresnel lens sheet 2.
  • a transmissive screen constructed in the same manner as in Example 1 except that this Fresnel lens sheet 2 was used was also mounted on an LCD processing television apparatus and observed in the same manner as in Example 1, and it was still bright. In addition, speckle was sufficiently reduced.
  • Fine particles Beads with an average particle size of 20 ⁇ m (Material: methacrylic crosslinked resin)
  • binder and fine particles 24 parts of UV curable resin, 65 parts of organic solvent, 11 parts of fine particles
  • a Fresnel lens sheet 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that.
  • Table 1 shows the viewing angle characteristics of Fresnel lens sheet 2.
  • a Fresnel lens sheet 3 was formed in the same manner as in Example 1 except that 14 parts of the fine particles and the coating amount were set to 12 g / m 2, and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.
  • a Fresnel lens sheet was formed in the same manner as in Example 1 except that 17 parts of the fine particles and the coating amount were 14 g / m 2 and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.
  • a diffusing agent made of glass particles (average particle size 3 ⁇ m, refractive index 1 56), and a resin sheet was manufactured by adjusting the concentration so that the haze value was 60%.
  • a 2 mm thick MS resin sheet with both sides mirrored was prepared. did.
  • a Fresnel lens sheet 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the resin sheet of Comparative Example 1 was used, and a transmissive screen was constructed and mounted on an LCD processing television device. The front brightness and speckle were visually evaluated in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.
  • the transmission screen using the Fresnel lens sheet of Comparative Example 1 had a high gain as in Example 1.
  • the speckle reduction was insufficient, and the quality of the image was impaired.
  • a transmissive screen was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the particle size of the diffusing agent was 5 ⁇ m, and the haze value was adjusted to 70% by adjusting the concentration, and mounted on the LCD projection TV device. The brightness and speckle were visually evaluated. The results are shown in Table 1. Although the speckle of the transmission screen using the Fresnel lens sheet 4 of Comparative Example 2 was relatively small, the image was dark.

Description

明 細 書
フレネルレンズシートおよびこれを用いた背面投写型スクリーン 技術分野
[0001] 本発明は、背面投写型テレビジョン等に用いられるフレネルレンズシートに関する。
背景技術
[0002] 従来から、一般に、背面投写型テレビジョンに用いられている透過型スクリーンの断 面の概略構成図を図 2に示す。図 2において、 2はレンチキュラーレンズシートであり 、 1はフレネルレンズシートである。通常、フレネルレンズシート 1およびレンチキユラ 一レンズシート 2が密着されて透過型スクリーンが構成されている。一般に、フレネノレ レンズシート 1は等間隔で同心円状の微細ピッチのレンズからなるフレネルレンズが 光出射面に設けられたシートで構成されている。 （特許文献 1参照）
[0003] レンチキュラーレンズシート 2は、図 2に示すように、光入射面側に等間隔になるよう にかまぼこ型のレンズがそれぞれ配置されている。フレネルレンズシート 1から出射さ れた平行光または収束光は、レンチキュラーレンズシート 2により水平方向に大きく拡 散され、これによつて水平方向の広い視野範囲で映像を観察することが可能となる。
[0004] 力、かるレンチキュラーレンズシート 2においては、図 2に示すように、光入射面側に 設けられた各々のレンズによる集光部以外の部位に、黒インクなどの光吸収材よりな る遮光層（以下、ブラックストライプあるいは BS、遮光パターンと称することがある）を 設けることで明室でのコントラスト向上が図られている。
[0005] フレネルレンズシート 1においては、水平方向のみならず垂直方向においても映像 観察が可能な範囲を拡大するため、迷光を抑制するなどの目的で、内部に拡散材を 混入したり、特許文献 2に開示される垂直拡散レンチキュラーレンズ (以下、これを V レンチと称することがある。）や特許文献 3に開示されるプリズム形状を入射面に設け ることが行われていた。また、映像光のスペックル (輝度ムラ、ギラツキ）を抑えるため に、フレネルレンズシートのヘイズを高く（拡散性を大きく）する、といった手法が特許 文献 4に開示されている。さらに、特許文献 5には、フレネルレンズシートの拡散特性 を特定の範囲とする手法が開示されている。 [0006] 従来フレネルレンズシートでの拡散性付与においては、
1)フレネルレンズシートの入射面に等ピッチの Vレンチ、プリズム列を形成して拡散 特性を得ることも考えられる力 フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートと の間でモアレを生ずる問題があった。また、一般的な拡散材を用いて拡散性を付与 し/こ 口、
2)拡散材自体がスペックルの発生原因となってレ、る。
3)拡散特性が裾引き型（中角度領域で比較的小さぐ高角度領域で比較的大きい 特性）となるため、フレネルレンズシートを通過した透過光のうち、裾引き成分（高角 度領域の散乱光）がレンチキュラーレンズシートの光吸収層で遮られて、光量ロスが 発生する。
4)図 3に示すような光線経路によって二重像などのゴーストが生じるが、従来の拡散 材による拡散ではこれらゴーストを充分に軽減できなかった。
5)拡散剤が高価なのでコスト面で不利だった。
等の問題があった。
[0007] 特許文献 1 :特開昭 59— 69748号公報
特許文献 2 :特開昭 60— 263932号公報
特許文献 3：特開平 11 271884号公報
特許文献 4 :特開平 8— 313865号公報
特許文献 5：特開 2000-275738号公報
特許文献 6 :特開平 10— 803898号号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 本発明は、力かる課題を解決するためになされたもので、光量ロスが少ないために 明るぐスペックルが抑制され、モアレを発生せず、ゴーストが抑制され、かつ安価な フレネルレンズシートを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 上記の目的は、
単光源式プロジヱクシヨン表示装置用スクリーンに用いられるフレネルレンズシート であって、フレネルレンズシートの一方の面にフレネルレンズ形状を有し、他方の面 に微細凹凸を有し、該微細凹凸は、平均粒径が 20 / m以下である微粒子を含むバ インダを基材に積層したときに得られる表面微細凹凸形状を転写することにより形成 されるものであることを特徴とするフレネルレンズシートを提供することにより達せられ る。
[0010] また前記微粒子の粒径が:!〜 7 μ mであると本発明の効果が顕著である。
また前記フレネルレンズシートにおいて、その拡散特性が下記の式（1)、式（2)を 満たす場合、本発明の効果が特に顕著である。
ひ≥2. 0° (1)
ただしひは視野半値角
ζ≤18° (2)
ただし ζは視野 1/100値角
[0011] また、本発明は上記のフレネルレンズシートを備えた背面投写型スクリーンである。
発明の効果
[0012] 本発明のフレネルレンズシートにより、光量ロスが少ないために明るぐスペックルが 抑制され、モアレを発生せず、ゴーストが抑制された透過型スクリーンを安価に得るこ とがでる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明における凹凸形状の形成方法を示す図である。
[図 2]背面投写形テレビジョンに一般に用いられている透過型スクリーンの概略断面 図である。
[図 3]フレネルレンズシートにおけるゴースト発生光路を説明する概略断面図である。
[図 4]大きい視野角領域への出射光量が大きいことを示す概念図である。
[図 5]本発明において凹凸形状が異なる母型シートの構成を説明する概略図である 発明を実施するための最良の形態
[0014] 主たる拡散効果を表面凹凸により付与すると、特許文献 6などに示される通り、入射 面側の拡散要素をより入射面側に局在化できるのでスペックルを効果的に軽減する こと力 Sできる。
また、本発明によれば、図 3において、フレネル面で反射したゴースト光が入射面に 達した際、表面が凹凸面であるため、臨界角より小さい入射角となる成分が生じるた めに、ゴースト光の一部しか出射面側へ達しなレ、、などの理由により、ゴースト光を抑 制できる。特に二重像の抑制効果が顕著である。
[0015] 表面凹凸が拡散効果に寄与する割合は、 JIS— K7105で規定されるヘイズ測定法 において、本発明の拡散特性をもつフレネルシートのヘイズ測定値を Hとし、拡散剤 を含まない以外は本発明と同じフレネルシートのヘイズ測定値を HIとしたとき、 H1/H >0. 5
を満たすことが望ましい。この範囲以外であると、拡散剤が拡散効果に寄与する割合 が大きくなり、本発明の効果を充分に発揮できない場合がある。より好ましくは H1Z H >0. 8、更に好ましくは HlZH > 0. 9である。
上記表面の凹凸は、ランダムであることが好ましい。表面凹凸が規則性を持つとフ レネル同心円、レンチキュラーレンズ列などとモアレを生じる場合がある。
[0016] フレネルレンズシートの入射側表面に凹凸を形成する方法としては例えばフレネル レンズシート基材中に拡散剤を混入する方法がある。し力しこの方法は上述のように 拡散材が高価であるといった問題がある。また成形型の表面にサンドブラストによつ て凹凸を形成し、この形状を転写する方法がある。しかし前記方法では、大面積への 加工、凹凸形状の均一性、高さの調整が難しいという問題があると同時に、凹凸形状 の大きさを小さくすることが困難となる。凹凸形状の大きさが大きい場合には後述する ようにスペックルを充分に軽減できなレ、場合がある。
[0017] 一方本発明は図 1に示すように、微粒子 4を含むバインダ 5を基材 3に積層し、その 表面凹凸形状を転写することにより凹凸形状を形成する方法より得られる表面凹凸を 有するフレネルレンズシート 1であり、この方法であれば、大面積への加工、得られる 凹凸形状の均一性および高さの調整が容易であり、転写した透明シート（基材 3)の ヘイズおよび透過率の調整が容易である、という点が優れる。
より具体的な形成法としては、例えば PETフィルム、アクリル樹脂シートなどの基材 3に、無機微粒子または樹脂微粒子である微粒子 4を含む紫外線硬化性樹脂などの バインダ 5を積層し、バインダ 5表面に生じる微粒子 4に由来する凹凸形状を転写す る方法がある。
上記基材 3の材質、厚さは公知のものから適便選択すればよぐ上記例に限らない 上記微粒子 4の材質はガラス、金属、アクリル樹脂、スチレン樹脂など公知のものか ら適便選択すればよい。本発明では特に上記微粒子 4は形状を転写するためのもの であるため、透明である必要がなレ、。したがってフレネルレンズ基材 3中に拡散剤を 混入する従来の方法に比べ、微粒子 4を用いる本発明は粒径分布、価格などの点で 選択の範囲が広い。
また本発明で用いられる上記微粒子 4の形状は球状に限らず、扁平状、楕円球状 、多角形、不定形など任意のものから適便選択すればよい。なお本発明においては 平均粒径とは上記微粒子 4の体積を、同体積の球に換算した時の直径を示す。
[0018] さらに本発明によると、図 5 (a)〜（c)に示す通り、バインダ 5の量、微粒子 4の量、微 粒子 4の粒径を増減することで容易に凹凸形状の高さ、密度、大きさを調節できる。 さらに拡散剤を含む従来の拡散シートに光線が入射すると、内部に含まれる拡散 剤で屈折されず出射する光線（以下リークスルー）によるスペックルが目立ってしまう 。一方、本発明では、微粒子 4相互の間に存在するバインダ 5の表面がなだらかな曲 面であるため、このようなリークスルーが生じにくぐスペックルが目立ちにくい利点が ある。
[0019] 本発明において、微粒子 4の平均粒径は 20 μ m以下である必要がある。平均粒径 が 20 μ mより大きいとリークスルー光が生じるため充分な拡散性能が期待できない。 微粒子 4の平均粒径の好ましい範囲は l〜7 z mである。このような粒径であると、特 にスペックルが目立たない。上記粒径である場合にスペックルの輝点の粒が小さくな り、 目立ちにくくなるためである。
上記粒径が l x mより小さいと、充分な拡散特性を付与できない場合がある。 7 z m より大きいと、スペックルの輝点の粒も大きくなりスペックルを充分に軽減できない場 合がある。同時に粒子間の距離が大きくなつて、いわゆるリークスルー光が発生しや すくなる場合もある。特に好ましい範囲は 2 z m以上 6 z m以下である。本発明では 2 種類以上の微粒子 4を使用してもよい。
また、本発明では使用される微粒子 4の平均粒径のばらつきは小さいものが好まし レ、。特に大きな粒径のものがあると外観上むらになりやすい場合がある。また特に小 さな粒径のものがあると充分な拡散特性を付与できない場合がある。
本発明において、転写された表面の凹凸の表面粗さ Ra FIS B 0601 2001)の 好ましい範囲は 0.：!〜 2 x mである。特に好ましい範囲は 0. 2〜0. 6 μ mである。表 面粗さが小さすぎると充分な拡散特性を付与できなレ、場合がある。表面粗さが大き すぎるとスペックルの輝点の粒も大きくなりスペックルを充分に軽減できない場合があ る。
[0020] 下記の式（1)かつ式（2)の拡散特性を満足する本発明のフレネルレンズシート 1で あれば、充分に広い垂直視野角が達成されると同時に、フレネルレンズシート 1を通 過した透過光のうちレンチキュラーレンズ 2の光吸収層で吸収される拡散光の裾引き 部分が少ないため、光量ロスが少なレ、、という特徴を両立することができる。
α≥2· 0° (1)
ただし αは視野半値角
ζ≤18° (2)
ただし ζは視野 1/100値角
拡散剤を含む従来の拡散シートに光線が入射すると、内部に含まれる拡散剤により 光線は屈折を起こす。屈折した光線は出射面に達するまでさらに拡散剤により屈折 する。この過程の中で、何度も拡散剤で拡散され、過剰な拡散を受ける光線成分が 確率的にいくらか存在するため、必要以上に拡散される拡散光の裾引き部分を抑制 することが困難である。
[0021] 一方、本発明の入射面凹凸によって拡散するシートに光線が入射すると、入射面 で一度屈折作用を受けるだけで拡散特性が決まるため、拡散される拡散光の裾引き 部分を抑制することができる。
従来、スペックルを軽減する目的でフレネルレンズシート 1に拡散性を付与すること 、および、その際にフレネルレンズシート 1の拡散特性を大きくすると出射側に配置さ れたレンチキュラーレンズシート 2の遮光部によって遮られる光の量が多くなるため光 量ロスが発生することは前述したとおりである。本発明の発明者は鋭意研究の結果、 上述の拡散特性を有するフレネルレンズシート 1を用いることで、スペックルの軽減と 光量ロスの回避とが両立されたスクリーンを得たものである。この成果は特に視野 1 / 100値角（ ζ )に注目することにより達成されてレ、る。輝度が正面に比べ 1 / 100とな る視野角領域においては、図 4a、図 4bに示すとおり文字通り輝度が正面の l Z l OO しかなレ、ものであるからこれまで重要視されてこなかった。し力し、図 4cに示すとおり そのような角度領域においても一定の角度範囲で正面方向を軸とした周囲全体に出 射する光の総量は、そのある一方向のみの光量である輝度から考えられるよりはるか に多くなつている。これは、ある角度 Θの方向に出射する光の総量は、角度 Θにおけ る輝度値に単位球面上の周の長さをかけたものであるから sin Θの関数となっている 力 である。通常拡散性を大きくすると、視野 1 /2値角の増加のみならず上述した視 野 1 / 100値角の増大も伴っており、そのような大きな角度においてはわず力、な輝度 の増加であってもそのような角度領域全体への光量増加は大きなものとなる。本発明 のフレネルレンズシート 1においては、視野 1 /2値角を上記の一定値以上とし、視野 1 / 100値角の値を上記の一定値以下とすることで、拡散性を確保しつつ周辺部の 光量増加が抑制されており、その結果本発明のフレネルレンズシート 1とレンチキユラ 一レンズシート 2が組み合わされた背面投写型スクリーンにおいては、光量ロスの抑 制とスペックルの軽減との両立という本発明の作用効果が奏されることとなる。
視野半値角 aが 2. 0° より小さいと、拡散特性が不足し、垂直視野角が狭くなると ともにモアレ、ゴースト等を充分に抑制できなくなる場合がある。視野半値角 αの好ま しい範囲は 2. 5° 以上である。
視野 1 / 100値角 ζ力 S 18° より大きいと、レンチキュラーレンズシート 2の遮光パタ ーン部分で吸収される光線の裾引き成分が多くなるため、必要なゲインを得ることが できなくなる場合がある。視野 1 / 100値角 ζの特に好ましい範囲は 16° 以下であ る。同様の理由で視野 1 / 10値角 γは 12° 以下であることが好ましい。
視野 1 / 100値角 ζは 12° 以上であることが好ましい。 12° より小さいと、ある範 囲以上の垂直視野角において画面の明るさが急激に暗くなる、いわゆるホットバンド 現象が問題になる場合がある。同様の理由で視野 1Ζ10値角 γは 7° 以上であるこ とが好ましい。
視野半値角 αに対する視野 1/100値角 ζの比 ζ / αは 7より小さいことが好まし レ、。正面近傍への光線に対して、周辺部方向への光線の割合が小さくなり、出射光 量に対する光量ロスの割合が減少するためである。
[0023] 本発明で凹凸形状をフレネルレンズシート 2の表面に転写する方法としては、例え ば次の方法がある。まず微粒子 4を含むバインダ 5を基材 3に積層し、凹凸母型シー トを作製し、その凹凸表面に金属蒸着、メツキなどによって所定の厚さの金属膜を形 成する。その後必要に応じて該凹凸母型シートの金属膜面を金属製などの剛直なシ 一トに積層し、該凹凸母型シートを除去することによって凹凸形状を転写した金属型 を製造する事ができる。
また、上記凹凸母型シートを作製した後、例えば紫外線硬化性樹脂を使用して転 写シートを作製し、その転写シート表面に金属膜を形成し、金属型を製造してもよい
[0024] 本発明では上記金属型を成形型としてもよいし、上記金属型の転写型を作製して これを成形型としてもよい。転写の回数によってはフレネルシート製品の表面凹凸形 状が凹凸母型シートと同形状の場合もあるし、凹凸形状が逆転した場合もある。本発 明ではいずれの場合でもよぐ光透過率、スペックル、ゴーストなどの評価によって適 便設定すればよい。
[0025] 本発明では上記成形型を用い、例えばプレス成形法、押出し成形法、紫外線硬化 樹脂成形法、射出成形方法などで成形品を製造できる。中でも射出成形法、紫外線 硬化樹脂成形法が好適である。本発明の凹凸はそのピッチ、高さが小さいことが特 徴のひとつだが、射出成形法、紫外線硬化樹脂成形法はこのような形状の転写性が 良好であるためである。紫外線硬化樹脂成形は樹脂材料が高価であることを考慮す ると、射出成形法が特に好適である。
[0026] 本発明の透過型スクリーンは上記のフレネルレンズシート 1を備えることを特徴とし、 通常、レンチキュラーレンズシート 2を備えていることが多い。ここで、水平拡散性能を 有するレンチキュラーレンズシート 2に加えて垂直拡散性能を有するレンチキユラーレ ンズシートを備えて板もよぐレンチキュラーレンズシート 2に替えてマイクロレンズァレ ィシート（フライアイレンズシートとも称されることがある）を備えていてもよい。また、拡 散剤等により拡散性能が付与された保護シートを備えていてもよい。
実施例
[0027] 以下に本発明の実施例を述べる。
ぐ実施例 1 >
基材シート： PET 100 μ mシート
バインダ：紫外線硬化樹脂及び有機溶剤
微粒子：平均粒径 3 μ mのビーズ (素材：メタアクリル架橋樹脂）
バインダと微粒子の重量混合比率:紫外線硬化樹脂 24部、有機溶剤 65部、微粒 子 11部
基材シート片面に上記バインダと微粒子の混合物を 9g/m2塗布する。 （これをシ ート 1と呼ぶ）
ついで金属蒸着及びメツキを施し、 0. 3mmの金属膜を凹凸面に積層した後、ポリイ ミドシートおよび粘着シートを介して 2mm厚みのステンレスシートに上記金属膜を貼 り合せた。
その後シート 1を除去し、シート 1の凹凸形状を転写した金属型を作製した。
[0028] 引き続き上記金属型と別途用意した鏡面の金属成形型とを射出成形装置に取り付 け、ポリメタクリル'スチレン共重合体樹脂製のシートを作製した。その鏡面側に紫外 線硬化樹脂によってフレネルレンズを形成し、フレネルレンズシート 1を作製した。 M S樹脂製シートの屈折率は 1. 54であり、内部に拡散剤は含んでいなレ、。フレネルレ ンズシート 1の厚さは 2mm、マット面の表面粗さ Ra (JIS B 0601 2001)は 0. 3 μ mであり、ヘイズ値は 60%であった。該アクリル樹脂製シートの視野角特性を表 1に 示す。該フレネルレンズシート 1を投影機側に配置し、 0. 1mmピッチのレンチキユラ 一レンズシートを観視者側に配置して透過型スクリーンを構成し、 LCDプロジヱクショ ンテレビ装置に装着し、正面のスクリーン明るさ及びスペックルを目視評価した。その 結果を合わせて表 1に示す。本発明のフレネルレンズシート 1を用レ、た透過型スクリ ーンは明るぐまたスペックルが充分に軽減されていた。
[0029] <実施例 2 > 微粒子：平均粒径 5 μ mのビーズ (素材：メタアクリル架橋樹脂）
バインダと微粒子の重量混合比率:紫外線硬化樹脂 24部、有機溶剤 65部、微粒 子 11部
基材シート片面に上記バインダと微粒子の混合物を 12gZm2塗布する。 （これをシ ート 2と呼ぶ）
とした以外は実施例 1と同様にしてフレネルレンズシート 2を作製した。
フレネルレンズシート 2の厚さは 2mm、マット面の表面粗さは Ra = 0. 55 x mであり、 ヘイズ値は 58 %であつた。フレネルレンズシート 2の視野角特性を表 1に示す。
このフレネルレンズシート 2を用いた他は実施例 1と同様に構成した透過型スクリー ンも、 LCDプロジヱクシヨンテレビ装置に装着して実施例 1と同様にして観察したとこ ろ、やはり明るぐまたスペックルが充分に軽減されていた。
[0030] ぐ実施例 3 >
微粒子：平均粒径 20 μ mのビーズ (素材：メタアクリル架橋樹脂）
バインダと微粒子の重量混合比率:紫外線硬化樹脂 24部、有機溶剤 65部、微粒 子 11部
基材シート片面に上記バインダと微粒子の混合物を 12g/m2塗布する。 （これをシ ート 3と呼ぶ）
とした以外は実施例 1と同様にしてフレネルレンズシート 3を作製した。
フレネルレンズシート 2の厚さは 2mm、マット面の表面粗さは Ra = 0. 6 mであり、 ヘイズ値は 57 %であつた。フレネルレンズシート 2の視野角特性を表 1に示す。
[0031] <実施例 4 >
微粒子を 14部、塗布量を 12g/m2とした以外は実施例 1と同様にしてフレネルレン ズシート 3を形成し、同様に評価した。その結果を表 1に示す。
[0032] ぐ実施例 5 >
微粒子を 17部、塗布量を 14g/m2とした以外は実施例 1と同様にしてフレネルレ ンズシートを形成し、同様に評価した。その結果を表 1に示す。
[0033] ぐ比較例 1 >
鏡面の成形型 2枚を用い、ガラス製粒子からなる拡散剤（平均粒径 3 μ m、屈折率 1 . 56)を混入し、ヘイズ値が 60%となるよう濃度を調整して樹脂製シート製造した以 外は実施例 1と同様にして、厚さ 2mmの両面が鏡面の MS樹脂製シートを作製した。 比較例 1の該樹脂製シートを用いた以外は実施例 1と同様にしてフレネルレンズシ ート 3を作製、透過型スクリーンを構成し、 LCDプロジヱクシヨンテレビ装置に装着し て実施例 1と同様にして正面の明るさおよびスペックルを目視評価した。その結果を 合わせて表 1に示す。比較例 1のフレネルレンズシートを用いた透過型スクリーンは 実施例 1同様にゲインが高かった力 スペックルの軽減が充分でなぐ映像の品位を 損ねるものであった。
[0034] ぐ比較例 2 >
拡散剤の粒径を 5 μ mとし、濃度を調整してヘイズ値を 70%とした以外は比較例 1 と同様にして透過型スクリーンを作製、 LCDプロジェクシヨンテレビ装置に装着し、正 面の明るさ及びスペックルを目視評価した。その結果を合わせて表 1に示す。比較例 2のフレネルレンズシート 4を用いた透過型スクリーンのスペックルは比較的小さなも のであつたが、暗い映像となった。
[0035] 上記各実施例、および比較例の結果を表 1にまとめて示す。
[表 1]
S^ ¾B
Figure imgf000014_0001
(注)スペックル (ギラツキ）および映像の明るさ評価基準 ◎：映像観視に好ましいレベル。
：映像観視に問題ないレベル。
X：映像観視に適さないレベル。

Claims

請求の範囲
[1] 単光源式プロジヱクシヨン表示装置用スクリーンに用いられるフレネルレンズシートで あって、
フレネルレンズシートの一方の面にフレネルレンズ形状を有し、他方の面に微細凹 凸を有し、
該微細凹凸は、平均粒径が 20 μ m以下である微粒子を含むバインダを基材に積 層したときに得られる表面微細凹凸形状を転写することにより形成されるものであるこ とを特徴とするフレネルレンズシート。
[2] 前記微粒子の平均粒径が:!〜 7 μ mであることを特徴とする請求項 1に記載のフレネ ノレレンズシート。
[3] 前記フレネルレンズシートにおいて、その拡散特性が下記の式（1)、式（2)を満たす ことを特徴とする請求項 1または 2に記載のフレネルレンズシート。
α≥2· 0° (1)
ただし αは視野半値角
ζ≤18° (2)
ただし ζは視野 1/100値角
[4] 請求項 1または 2に記載のフレネルレンズシートを備えることを特徴とする背面投写型 スクリーン。
[5] 請求項 3に記載のフレネルレンズシートを備えることを特徴とする背面投写型スクリー ン。
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