JP2002122715A - 光拡散シートとそれを用いたプロジェクションスクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光拡散層を極力薄く構成すると共に、ホットバ
ーやシンチレーションを回避し、画面の明るさを均一に
して垂直方向の視野角度を拡大するために十分な７０〜
９０％のヘイズ値（拡散透過率）が維持された光拡散シ
ートを提供する。 【解決手段】光透過性樹脂中に光拡散性微粒子が分散さ
れてなる光拡散層（Ｃ）の両面に、光拡散性微粒子を含
まない光透過性樹脂層（Ａ）（Ｂ）が形成されてなる３
層構成の光拡散シートにおいて、下記の関係を満たすよ
うにする。 （Ｃ）≧（Ａ）＋（Ｂ） （Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）≦3.0 ｍｍ

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光拡散層に関し、
特に、透過型液晶プロジェクションテレビで、液晶プロ
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シートの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクションスクリーンの一般的な
形態としては、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り、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、スクリーンの何れかの場所に存在する。

【０００３】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。垂直方向に光を広
げる役割を果たすために、光拡散層が必要である。

【０００４】光拡散機能を付与するために、光透過性樹
脂に屈折率の異なる光拡散性微粒子を分散配合するのは
公知であり、光拡散特性を得るために以下に例示される
様々な手法がある。 (1) レンチキュラーシートの成形品の内部に光拡散性を
有する微粒子を１種又は２種以上練り込み、色温度特性
を改善することを目的とする特開平４−１３４４４０号
公報，特開平４−１３４４４１号公報や、垂直方向に於
ける視野特性の改善を目的とする特開平２−１５７７３
５号公報が提案されている。

【０００５】(2) レンチキュラーシートの成形品の出射
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、ギラツキ防止と視野特性の改善を目的
とする特開平３−４３７２４号公報，特開平５−６１１
２０号公報，特開平７−２７０９１８号公報が提案され
ている。

【０００６】(3) レンチキュラーシートの成形品の前
後、特に出射面側に光拡散性を有する微粒子を分散配合
させた樹脂を塗布形成するか、前記樹脂をフィルム化し
たものをラミネートし、高輝度化，コントラスト改善を
目的とする特開昭６３−２６６４４２号公報，特開平１
−１６６１３２８号公報，特開平４−３２２２４０号公
報があり、光拡散シートを用いて、簡単に光拡散層を積
層させることを目的とする特開平８−４３６０８号公報
が提案されている。

【０００７】(4) フレネルレンズやレンチキュラーシー
ト自体に光拡散機能を付与するのではなく、最も観察者
側に位置する前面パネルの内部に光拡散性を有する微粒
子を１種又は２種以上練り込むか、入射面側・出射面側
の表面に光拡散性を有する微粒子を分散配合させた樹脂
を塗布形成し、外光吸収機能の改善，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
６−２７３８５２号公報，特開平７−２４８５３７号公
報が提案されている。

【０００８】(1) は、入射する投影光を、レンチキュラ
ーシート内部の微粒子によって光拡散させる手法である
が、以下に挙げる問題を有している。 前記微粒子を多用することにより入射光の迷光が発生
し、解像度の低下を招くと共に、視覚される映像光（出
射光）の光量低下によるコントラストを下げる要因とも
なる。 前記微粒子を分散配合させることにより、レンズシー
トの外観不良や、成型精度の低下、強度不足などの問題
も生じることになる。

【０００９】(2) は、入射する投影光を、レンチキュラ
ーシート出射面側に微細な凹凸を形成（マット処理）す
ることによって光拡散させる手法であるが、以下に挙げ
る問題を有している。 微細な凹凸を成形品に形成するにあたり、成形用金型
のレンズ成形面である内壁に微細な凹凸を形成するのは
難しく、成形用金型の精度の問題、成形品のレンズシー
トの外観不良や、成形精度の低下などの問題が生じるこ
とになる。

【００１０】(3) は、入射する投影光を、微粒子によっ
て光拡散させる手法であり、成形されたレンズシートの
出射面側に、光拡散層を塗布形成するか、フィルム化し
たものをラミネートし、光拡散させる手法であるが、以
下に挙げる問題を有している。 両面レンチキュラーシートへの塗布成形の場合は、出
射面側の非レンズ面に形成されるブラックストライプ部
を避けて行う為、マスキングなどしなければならず製造
工程で手間がかかり、塗布精度の問題が生じることにな
る。 フィルム化したものをラミネートする場合は、フィル
ム化への精度は出やすく、簡便ではあるが、両面レンチ
キュラーシートへのラミネートは、出射面側のレンズ面
と非レンズ面にあたるブラックストライプ部の高低差
（通常７０〜１５０μｍ）によって、均一で正確なラミ
ネートはできず、いずれ剥離してしまうなどの問題も生
じることになる。

【００１１】(4) は、入射する投影光を、前面パネルに
て微粒子によって光拡散させる手法であるが、以下に挙
げる問題を有している。 前記微粒子を内部分散配合させることにより、前面パ
ネルの外観不良や、成型精度の低下、強度不足などの問
題が生じることになる。 前記微粒子を前面パネルに印刷する場合には、高解像
度が得られるμｍオーダーでの拡散層の厚みの制御が難
しいため、拡散層膜厚の精度が出ず、塗布安定性に欠け
るなどの問題も生じることになる。

【００１２】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、１管式の液晶
プロジェクターによる透過型プロジェクションテレビが
普及しつつあり、その映像を観察するためのスクリーン
が要求されている。

【００１３】映像画質の高精細化に伴い、液晶プロジェ
クターの画素数も従来の数十万画素から１００万画素以
上に増加していることから、レンチキュラーシートに対
してもシリンドリカルレンズのファインピッチ化が要求
されている。ファインピッチ化によって、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が回避されることになる。具体
的には、０．７ｍｍ前後のピッチでシリンドリカルレン
ズが配列されているＣＲＴ方式でのレンチキュラーシー
トを、液晶方式では０．３ｍｍ以下にファインピッチ化
を図ることが要求されている。

【００１４】上記スクリーン用の光拡散層にかかる出願
として、本出願人による特開平１１−２７１５１０号公
報が公知である。前記出願は、「表裏外層は光透過性樹
脂であって、中間層が、拡散性微粒子を分散せしめた光
透過性樹脂である３層構成からなることを特徴とする光
拡散板」である。

【００１５】前記出願における解決課題は、接着剤を介
して、拡散性微粒子を分散せしめた光透過性樹脂（中間
層）を他のスクリーン部材（レンチキュラーシートな
ど）に積層する場合、接着剤の影響で光拡散特性が初期
の特性から変化してしまう問題や、中間層から拡散性微
粒子が突出した表面状態を形成していると、光拡散板と
他のスクリーン部材との密着性に問題があり、温度，湿
度などの環境変化や耐久性に不安があるため、表裏外層
の光透過性樹脂により、前記中間層を保護すると共に、
表面の平滑性を維持することにある。

【００１６】ところで、透過型液晶プロジェクションテ
レビに固有な問題に対応するためのスクリーンに適した
光拡散層に対する要求も存在する。

【００１７】液晶プロジェクターは、投影レンズの投射
瞳の径が小さいため、ＣＲＴプロジェクターに比較し
て、以下の現象が顕著である。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（ホットスポッ
ト）、シリンドリカルレンズの並設方向に縞状に見える
「ホットバー」。投影画像内に視覚される不要なちらつ
き（シンチレーション）。

【００１８】また、映像画質の高精細化を達成するに
は、解像度の低下を招かないように、光拡散層はなるべ
く薄い方が望ましい。

【００１９】

【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
微粒子を含まないほぼ透明な材料で形成された透過型液
晶プロジェクションスクリーン用レンチキュラーシート
の、映像光の出射側となる片面に配置した場合に好適な
光拡散シートを提供することを目的とする。特に、光拡
散層を極力薄く構成すると共に、ホットバーやシンチレ
ーションを回避し、画面の明るさを均一にして垂直方向
の視野角度を拡大するために十分な７０〜９０％のヘイ
ズ値（拡散透過率）を維持することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光透過性樹脂中に光拡散性微粒子が分散されてなる光拡
散層の両面に、光拡散性微粒子を含まない光透過性樹脂
層が形成されてなる３層構成の光拡散シートにおいて、
表裏の光透過性樹脂層（Ａ）（Ｂ），光拡散層（Ｃ）
が、下記の厚みの関係を満たすことを特徴とする光拡散
シートである。 （Ｃ）≧（Ａ）＋（Ｂ） （Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）≦3.0 ｍｍ

【００２１】請求項２記載の発明は、前記３層を構成す
る溶融状態の樹脂が、共押し出しによって一体成形され
ていることを特徴とする請求項１記載の光拡散シートで
ある。

【００２２】請求項３記載の発明は、光拡散シートの片
面に、ハードコート機能および／または帯電防止機能を
有する層が塗布形成されてなることを特徴とする請求項
１または２に記載の光拡散シートである。

【００２３】請求項４記載の発明は、光拡散シートの片
面に、反射防止層が形成されてなることを特徴とする請
求項１または２に記載の光拡散シートである。

【００２４】請求項５記載の発明は、ヘイズ値が７０〜
９０％であり、光拡散シート全面に渡ってのＳＧ（スク
リーンゲイン）値が±０．５以内に分布していることを
特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光拡散シート
である。

【００２５】請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何
れかに記載の光拡散シートを、観察者側に面するように
積層してなる構成のレンチキュラーシートを具備するこ
と特徴とするプロジェクションスクリーンである。

【００２６】

【発明の実施の形態】光拡散性微粒子が分散配合される
中間層となる光透過性樹脂としては、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の単体あるいは混合
体が好適である。

【００２７】光拡散性微粒子としては、シリカ，炭酸カ
ルシウム，水酸化アルミニウムなどの無機系微粒子、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などの有機系微粒子から
選択される単体あるいは混合体が好適である。

【００２８】本発明での光拡散性微粒子が具備すべき要
件には、光透過性樹脂との屈折率差があることが必要で
ある。一般的に、両者の屈折率差が０．０２以上が良好
である。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。以上か
ら、一般的に屈折率差が０．０２以上であることが良好
であるとされている。

【００２９】図１は、光拡散性微粒子が光透過性樹脂内
に分散配合されてなる光拡散層を、単層について測定し
た場合の、光拡散性微粒子の分散濃度と厚さの関係を、
８０％と８５％の２種類のヘイズ値（拡散透過率）につ
いて示すグラフである。

【００３０】同量の光拡散性微粒子を光透過性樹脂内に
分散配合する場合、光拡散層が薄いい程、分散濃度（同
図における「拡散材濃度」）が高くなる。

【００３１】図２は、本発明による３層構成の光拡散シ
ート（多層拡散板）と単層構成の光拡散シート（単層拡
散板）について、表面粗さと厚さの関係を、８０％と８
５％の２種類のヘイズ値（拡散透過率）について示すグ
ラフである。

【００３２】同量の光拡散性微粒子を光透過性樹脂内に
分散配合する場合、光拡散層が薄いい程、分散濃度が高
くなるため、光拡散性微粒子が光拡散層の表面から露出
する度合いが大きくなるため、単層構成の場合は、表面
粗さが大きくなるが、本発明の３層構成では、光拡散層
の両面は光拡散性微粒子を含まない層で覆われるため、
同図に示すように、表面粗さはほぼ一定である。上記３
層構成の光拡散シートを製造するにあたっては、押し出
し成型機（エクストルーダ）を用いた共押し出しラミネ
ートが、シート成型の上で好適である。

【００３３】図３は、本発明による３層構成の光拡散シ
ート（多層拡散板）と単層構成の光拡散シート（単層拡
散板）について、表面にハードコート層を塗布形成した
場合の、解像度とハードコート表面の外観を、各種厚さ
の光拡散シートについて評価した表である。

【００３４】薄い（同図の１．２ｍｍサンプル）の単層
拡散板ほど、表面粗さが大きいため、それにハードコー
ト層が追従し、ハードコート表面の外観不良に結びつ
く。

【００３５】図４は、同一厚さの２種類（２．０ｍｍ，
１．２ｍｍ）の３層構成の光拡散シート（多層拡散板）
について、明るさの指標であるＳＧ（スクリーンゲイ
ン）とそのシート全面内でのばらつきを、本発明による
サンプル（Ａ）と比較サンプル（Ｂ）について評価した
表である。

【００３６】本発明によるサンプル（Ａ）は、表裏の光
透過性樹脂層の厚さの和が、光拡散層の厚さ以下であ
り、比較サンプル（Ｂ）は、その関係を満たさない。同
図で評価される通り、サンプル（Ｂ）では、シート全面
内でのＳＧ（スクリーンゲイン）にばらつきが著しいの
に対し、サンプル（Ａ）では、ばらつきが少ない。サン
プル（Ａ）の光拡散シートをスクリーンに適用した場合
には、画面内での表示映像の輝度が均一であることにな
る。

【００３７】上記のサンプル（Ａ）（Ｂ）に係る光拡散
シートを、それぞれ観察者側となる表面に、ハードコー
ト層および帯電防止層を形成した上、レンチキュラーシ
ートに積層し、フレネルレンズと組み合わせて透過型液
晶プロジェクションスクリーンに適用する状態を、図５
（Ａ），図６（Ｂ）に示す。

【００３８】なお、レンチキュラーシートは、本出願人
による特開平９−１２０１０１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、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】

【発明の効果】本発明の光拡散シートは、表裏が平滑な
ため、ハードコートや帯電防止層などの表面処理を施す
上で好適であるだけでなく、光拡散層を極力薄く構成す
ることができるため、軽量化と製造コストの低減に寄与
し、ホットバーやシンチレーションを回避し、画面の明
るさを均一にして垂直方向の視野角度を拡大するために
十分なヘイズ値（拡散透過率）を維持する上で優位性を
持つ。

【００４０】

【図面の簡単な説明】

【図１】光拡散性微粒子が光透過性樹脂内に分散配合さ
れてなる光拡散層を、単層について測定した場合の、光
拡散性微粒子の分散濃度と厚さの関係を、８０％と８５
％の２種類のヘイズ値（拡散透過率）について示すグラ
フ。

【図２】本発明による３層構成の光拡散シート（多層拡
散板）と単層構成の光拡散シート（単層拡散板）につい
て、表面粗さと厚さの関係を、８０％と８５％の２種類
のヘイズ値（拡散透過率）について示すグラフ。

【図３】本発明による３層構成の光拡散シート（多層拡
散板）と単層構成の光拡散シート（単層拡散板）につい
て、表面にハードコート層を塗布形成した場合の、解像
度とハードコート表面の外観を、各種厚さの光拡散シー
トについて評価した表。

【図４】同一の厚さの２種類（２．０ｍｍ，１．２ｍ
ｍ）の３層構成の光拡散シート（多層拡散板）につい
て、明るさの指標であるＳＧ（スクリーンゲイン）とそ
のシート全面内でのばらつきを、本発明によるサンプル
（Ａ）と比較サンプル（Ｂ）について評価した表。

【図５】本発明による光拡散シートを、プロジェクショ
ンスクリーンに適用する状態を示す説明図。

【図６】比較例に係る光拡散シートを、プロジェクショ
ンスクリーンに適用する状態を示す説明図。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光透過性樹脂中に光拡散性微粒子が分散さ
   れてなる光拡散層の両面に、光拡散性微粒子を含まない
   光透過性樹脂層が形成されてなる３層構成の光拡散シー
   トにおいて、 表裏の光透過性樹脂層（Ａ）（Ｂ），光拡散層（Ｃ）
   が、下記の厚みの関係を満たすことを特徴とする光拡散
   シート。 （Ｃ）≧（Ａ）＋（Ｂ） （Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）≦3.0 ｍｍ
2. 【請求項２】前記３層を構成する溶融状態の樹脂が、共
   押し出しによって一体成形されていることを特徴とする
   請求項１記載の光拡散シート。
3. 【請求項３】光拡散シートの片面に、ハードコート機能
   および／または帯電防止機能を有する層が塗布形成され
   てなることを特徴とする請求項１または２に記載の光拡
   散シート。
4. 【請求項４】光拡散シートの片面に、反射防止層が形成
   されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の
   光拡散シート。
5. 【請求項５】ヘイズ値が７０〜９０％であり、光拡散シ
   ート全面に渡ってのＳＧ（スクリーンゲイン）値が±
   ０．５以内に分布していることを特徴とする請求項１〜
   ４の何れかに記載の光拡散シート。
6. 【請求項６】請求項１〜５の何れかに記載の光拡散シー
   トを、観察者側に面するように積層してなる構成のレン
   チキュラーシートを具備すること特徴とするプロジェク
   ションスクリーン。