(57)【要約】【課題】ＬＣＤやＤＭＤを用いた高輝度のプロジェクタによる表示映像光の視覚の際、特にスクリーンの薄型化を試みた場合に顕著となるホットバーやシンチレーションが目立つ問題を緩和する構成の光拡散性スクリーンおよびこのスクリーンを用いた表示装置を提供する。【解決手段】透光性基材上に、光拡散性微粒子を分散させた透光性樹脂からなる光拡散層を設けた構成の光拡散性シートにおいて、透光性樹脂の屈折率を、光拡散性微粒子の屈折率より高く設定する。透光性樹脂と光拡散性微粒子との屈折率比としては、前者：後者＝１：０．７〜１の範囲が好適であり、透光性樹脂と光拡散性微粒子との屈折率差としては、０〜０．２の範囲が好適である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基材上に、光拡散性微粒子を分散させた透光性樹脂からなる光拡散層を設けた構成の光拡散性スクリーンにおいて、
透光性樹脂の屈折率を、光拡散性微粒子の屈折率より高く設定してなることを特徴とする光拡散性スクリーン。
【請求項２】
透光性樹脂と光拡散性微粒子との屈折率比が、前者：後者＝１：０．７〜１の範囲であることを特徴とする請求項１記載の光拡散性スクリーン。
【請求項３】
透光性樹脂と光拡散性微粒子との屈折率差が、０〜０．２の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の光拡散性スクリーン。
【請求項４】
光拡散層の厚さが、１〜６０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光拡散性スクリーン。
【請求項５】
光拡散性微粒子の添加量が、光拡散層１００重量部に対して、５〜４０重量部の範囲であ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性スクリーン。
【請求項６】
光拡散性微粒子の平均粒子径が１〜３０μｍの範囲であり、且つ、レーザー回折散乱法による平均粒子径の標準偏差が６μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光拡散性スクリーン。
【請求項７】
透過／非透過（もしくは、透過／光分散）あるいは選択的な反射により表示画素が規定される画像表示素子に対して照明光を投射して表示光を形成するタイプの表示装置の表示画面に、請求項１〜６の何れかに記載の光拡散性スクリーンを、単独もしくは他のレンズシートと組み合わせてなるスクリーンを配置した構成であることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過／非透過（もしくは、透過／光分散）あるいは選択的な反射により表示画素が規定される画像表示素子に対して、照明光を投射して生成される表示光を投影するタイプの表示装置に使用される光拡散性スクリーンに関する。上記の画像表示素子としては、ＬＣＤ（液晶表示素子）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ＝テキサス・インスツルメンツ社の商標）が代表的である。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクション方式のテレビジョンには、反射型（フロントタイプ），透過型（リアタイプ）の２タイプがあり、その映像の視覚に用いられるスクリーンとして、反射型，透過型の２種類のスクリーンがある。
リアプロジェクションテレビは、通常、光源と、映像表示体と、投影レンズを有するプロジェクタから投影される映像光が、フレネルレンズ部を有するフレネルレンズシート，レンチキュラーレンズ部を有するレンチキュラーシートを介し、映像光が観察者に達するように構成されている。
【０００３】
上記テレビに用いられるプロジェクションスクリーン（透過型＝リア型スクリーン）では、水平方向に広く、垂直方向には水平方向よりやや狭く拡散するような指向性が求められているため、水平方向の拡散要素としてはレンチキュラーレンズを、垂直方向の拡散要素としては光拡散剤が分散された光拡散基板が用いられていることが一般的である。
【０００４】
近年のリアプロジェクションテレビとして、広範囲で同色度の明るい画像が観察可能な透過型投影スクリーンの提供が求められている。前記の広範囲で同色度の明るい画像が観察可能な透過型投影スクリーンに関しては、輝度の高い光源が開発されたこともあって、高輝度で明るい画像が観察可能になってきた。
また、一方では、スクリーンの軽量化の要求があり、それに伴いスクリーンを薄型化する傾向が見られる。
【０００５】
しかし、高輝度な光源を用いたプロジェクタとした場合、高輝度光が投影されるため、従来のスクリーンを用いると、スクリーン中央部に強い光が集中してしまう傾向がある。このスクリーン中央部に集中した強い光は、ホットバーまたはホットバンド（以下、ホットバーと称する）と呼ばれる明るい横縞模様として見えるような好ましくない現象が発生する傾向にある。
【０００６】
一般的に、スクリーンでの表示映像の明るさは、スクリーンに対して法線方向で最も大きく、スクリーンに対する観察角度が大きくなる（垂直方向から外れる）ほど減少する。
観察角度の変化によるスクリーンの明るさ変化が著しく大きくなると、ホットバーが生じる。このホットバーをレンチキュラーレンズを介して観察することで、明るさのムラが水平方向に拡げられるため、明るい横縞模様として観察される。
【０００７】
また、高輝度光源を用いたプロジェクタを用いた場合、高輝度光が投影されるため、垂直方向の拡散要素として用いられる光拡散剤により、スクリーンにギラギラする微小な輝度ムラが生じ、観察しにくいという問題が発生する。このギラギラする微小な輝度ムラは、一般的にシンチレーションと呼ばれている。
【０００８】
また、スクリーンを薄型化すると、拡散性を維持するため、従来のスクリーンより光拡散剤の添加量を増やす必要があり、微小なギラつきであるシンチレーションがより顕著になるいう問題が発生している。
また、薄型化スクリーンでは、従来スクリーンと比較して、良好な拡散要素が得られにくいという問題もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ＬＣＤやＤＭＤを映像表示体として用いる従来の透過型スクリーンにおいて、高輝度で明るい画像を得る，スクリーンを軽量化するなどの要求に対して、高輝度光源を用いることで高輝度な画像が観察可能になってきたことや、軽量化のためスクリーンを薄型化することが試みられているが、スクリーンに対する観察角度変化に伴う明るさ変化が大きいホットバーが生じたり、微小なギラつきであるシンチレーションがより顕著に目立ち、観察しにくいという問題が生じていた。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、高輝度光源を用いたプロジェクタを使用した薄型化スクリーンでも、ホットバーが減少し、シンチレーションが緩和できる光拡散性スクリーン、およびこのスクリーンを用いた画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光拡散性スクリーンは、
透光性基材上に、光拡散性微粒子を分散させた透光性樹脂からなる光拡散層を設けた構成の光拡散性スクリーンにおいて、
透光性樹脂の屈折率を、光拡散性微粒子の屈折率より高く設定してなることを特徴とする。
【００１２】
透光性樹脂と光拡散性微粒子との屈折率比としては、前者：後者＝１：０．７〜１の範囲が好適である。
【００１３】
透光性樹脂と光拡散性微粒子との屈折率差としては、０〜０．２の範囲が好適である。
【００１４】
光拡散層の厚さとしては、１〜６０μｍの範囲が好適である。
【００１５】
光拡散性微粒子の添加量としては、光拡散層１００重量部に対して、５〜４０重量部の範囲が好適である。
【００１６】
光拡散性微粒子の平均粒子径としては１〜３０μｍの範囲であり、且つ、レーザー回折散乱法による平均粒子径の標準偏差が６μｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
上記の光拡散性スクリーンが適用される表示装置では、
透過／非透過（もしくは、透過／光分散）あるいは選択的な反射により表示画素が規定される画像表示素子に対して照明光を投射して表示光を形成するタイプの表示装置の表示画面に、上記の光拡散性スクリーンを、単独もしくは他のレンズシートと組み合わせてなるスクリーンを配置した構成となる。
【００１８】
＜作用＞
本発明による光拡散性スクリーンは、光拡散層を構成する光拡散性微粒子以外の透光性樹脂の屈折率を、前記微粒子の屈折率より高く設定することで、高輝度光源を用いたプロジェクタを使用した薄型化スクリーンでも、ホットバーが減少し、シンチレーションが緩和する光拡散性スクリーンが実現可能である。
【００１９】
以下、光拡散層厚さが同じ光拡散性スクリーンについて、前記光拡散層性粒子以外の樹脂の屈折率と、前記光拡散性微粒子の屈折率の差異により生じる、ホットバーの変化について説明する。
【００２０】
前記光拡散層の、光拡散性微粒子以外の樹脂の屈折率が、前記光拡散性微粒子の屈折率より低い光拡散性スクリーンの場合、プロジェクタからの投影光が光拡散層に入射する際、光は屈折率が低い樹脂から、屈折率が高い光拡散性微粒子に入射するため、あまり大きな拡散効果は得られない。
このため、スクリーン全体で広範囲の明るさが維持できず、スクリーン中央部に強い光が集中してしまい、ホットバーが観察される。
【００２１】
本発明による前記光拡散層の、光拡散性微粒子以外の樹脂の屈折率が、前記光拡散性微粒子の屈折率より高い光拡散性スクリーンの場合、プロジェクタからの投影光が光拡散層に入射する際、光は屈折率が高い樹脂から、屈折率が低い光拡散性微粒子に入射するため、大きな拡散効果が得られる。
このため、スクリーン全体で広範囲の明るさが維持でき、ホットバーは観察されない。
【００２２】
次に、光拡散層厚さが同じ光拡散性スクリーンについて、光拡散性微粒子以外の樹脂と前記光拡散性微粒子との屈折率差（および屈折率比）に基づき、シンチレーション発生について説明する。
【００２３】
前記光拡散性微粒子以外の樹脂と、前記光拡散性微粒子との屈折率差を、０．２より大きい範囲にある光拡散層を有する光拡散性スクリーンの場合、プロジェクタからの投影光が、光拡散層に入射する際、前記樹脂と前記光拡散性微粒子の界面で大きな屈折率差を持つことから、入射角度が大きくにつれてスクリーン全体に迷光が増加する。
このため、シンチレーションが発生する。
【００２４】
本発明による前記光拡散性微粒子以外の樹脂層と、前記光拡散性微粒子との屈折率差を、０〜０．２の範囲とする光拡散層を有する光拡散性スクリーンの場合、プロジェクタからの投影光が、光拡散層に入射する際、前記樹脂と前記光拡散性微粒子の界面では大きな屈折率差を持たない。
このため、スクリーン全体の迷光が減少するため、シンチレーションを緩和することが可能である。また、本発明による光拡散性スクリーンは、光拡散性微粒子以外の樹脂層と前記光拡散性微粒子との屈折率比を、前者を１としたのに対して、後者を０．７〜１の範囲で制御することで、よりバランスが良い拡散効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明による光拡散性スクリーンは、光拡散性微粒子を分散させた透光性樹脂からなる光拡散層と、透光性基材からなり、前記光拡散性微粒子以外の樹脂の屈折率が前記光拡散性微粒子の屈折率より高く設定したものである。
ここで、前記光拡散性微粒子以外の樹脂と、前記微粒子との屈折率比は、前者を１としたのに対して、後者を０．７〜１の範囲、より好ましくは０．９〜１の範囲、更に好ましくは０．９３〜１の範囲で制御すると良い。
また、前記光拡散性微粒子以外の樹脂と、前記光拡散性微粒子との屈折率差が、屈折率差を０〜０．２の範囲、より好ましくは０〜０．１の範囲、更に好ましくは０．００１〜０．０５の範囲で制御すると良い。
【００２６】
本発明による光拡散性スクリーンに用いられる光拡散性微粒子は、前記光拡散性微粒子以外の透光性樹脂との屈折率比，屈折率差が上記条件を満たし、透明で樹脂層への分散性に優れていることが好ましい。
また、形状は球状、特に真球状であることが更に好ましく、平均粒子径は１〜３０μｍの範囲、より好ましくは５〜２０μｍの範囲が良い。
また、レーザー回折散乱法による平均粒子径の標準偏差が６μｍ以下、より好ましくは５μｍ程度が良い。
添加量は、光拡散層１００重量部に対し、５〜４０重量部の範囲、より好ましくは１０〜３０重量部の範囲が良い。
このような微粒子としては、具体的には、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂等からなる有機高分子化合物の微粒子や、シリカ等の無機化合物の微粒子が挙げられる。
【００２７】
本発明による光拡散性スクリーンに用いられる前記光拡散性微粒子以外の透光性樹脂は、前記光拡散性微粒子との屈折率比，屈折率差が上記条件を満たし、透明で、前記微粒子の分散性に優れ、尚かつ透光性基材との密着性に優れていることが好ましい。
また、折り曲げたときにクラックが発生しにくい柔軟性が優れていると更に好ましい。
この樹脂層の材質としては、上記条件を満たすものであれば特に制限はないが、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネルギー線硬化型樹脂等が挙げられる。
また、樹脂層の厚さ、即ち光拡散層の厚さは、コントラスト低下を防ぐため、１〜６０μｍの範囲、より好ましくは２０〜５０μｍの範囲が良い。
【００２８】
本発明による光拡散性スクリーンの透光性基材の材料は、透明な基材が好ましく、例えばプラスチック基材等が挙げられるが、特に制限はない。
プラスチックとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネルギー線硬化型樹脂等が使用でき、例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリオレフィン樹脂、トリアセチルセルロース，ブチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカボネート樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
基材の厚みは特に制限はないが、軽量化、コストダウンの方面から、好ましくは１０〜１０００μｍの範囲、より好ましくは３０〜５００μｍの範囲が良い。
また、光拡散層との密着性を高めるため、該基材の表面に様々な処理を施すことも可能である。処理の方法としては例えば、コロナ処理、アンカー処理、鹸化処理、シランカップリング剤による処理等が挙げられる。
【００２９】
以下、本発明による光拡散性スクリーンを有したレンチキュラーシートを用いた透過型スクリーンに於いて、実施例を用いて説明する。
ここで、映像表示体は液晶プロジェクタを使用し、光源側から光拡散基板なしのフレネルレンズシート、本発明による光拡散性スクリーンを有したレンチキュラーシートの構成とした。
【００３０】
（実施例１）
光拡散層に分散された光拡散性微粒子以外の樹脂の屈折率は、前記光拡散性微粒子の屈折率より高く設定しており、光拡散性微粒子以外の透光性樹脂との屈折率比が０．９７、屈折率差が０．０５、前記光拡散性微粒子は、アクリル系樹脂からなる有機高分子化合物、前記樹脂の材質はアクリル系樹脂からなる光拡散層を有した光拡散性スクリーンを用いた透過型スクリーンに於いて、ホットバー、シンチレーションを目視により評価した。
評価結果を表１に示した。
【００３１】
（実施例２）
光拡散層に分散された光拡散性微粒子以外の樹脂層の屈折率は、前記光拡散性微粒子の屈折率より高く設定しており、光拡散性微粒子以外の透光性樹脂との屈折率比が０．９５、屈折率差が０．０８、前記光拡散性微粒子はアクリル系樹脂からなる有機高分子化合物、前記樹脂の材質はアクリル系樹脂からなる光拡散層を有した光拡散性スクリーンを用いた透過型スクリーンに於いて、ホットバー、シンチレーションを目視により評価した。
評価結果を表１に示した。
【００３２】
（比較例）
光拡散層に分散された光拡散性微粒子以外の樹脂の屈折率は、前記光拡散性微粒子の屈折率より低く設定しており、光拡散性微粒子以外の透光性樹脂との屈折率比が１．０５、屈折率差が０．０８、前記光拡散性微粒子はアクリル系樹脂からなる有機高分子化合物、前記樹脂の材質はアクリル系樹脂からなる光拡散層を有した光拡散性スクリーンを用いた透過型スクリーンに於いて、ホットバー、シンチレーションを目視により評価した。
評価結果を表１に示した。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１の結果から、本発明による光拡散性スクリーンは、比較例のスクリーンと比べて、ホットバーが減少し、シンチレーションが緩和されていることが確認された。
【００３５】
【発明の効果】
本発明による光拡散性スクリーンは、透光性基材上に、光拡散性微粒子を分散させた透光性樹脂からなる光拡散層を有し、前記光拡散性微粒子以外の樹脂の屈折率が、前記光拡散性微粒子の屈折率より高く設定することで、スクリーン全体で広範囲の明るさが維持でき、ホットバーを減少する光拡散性スクリーンが実現可能である。
【００３６】
また、前記光拡散性微粒子以外の樹脂と、前記光拡散性微粒子との屈折率比が、前者が１に対して、後者が０．７〜１の範囲、前記光拡散性微粒子以外の樹脂と前記光拡散性微粒子との屈折率差を０〜０．２の範囲で制御することで、バランスが良い拡散効果が得られ、かつ、シンチレーションを緩和したする光拡散性スクリーンが実現可能である。
【００３７】
更に、光拡散層の厚さを１〜５０μｍの範囲と薄型化することで、スクリーンの軽量化や、コストダウンにもつながり、効果的である。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光拡散性スクリーンの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…光拡散性微粒子
２…透光性樹脂
３…光拡散層
４…透光性基材
【図１】
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