(57)【要約】【課題】簡便な方法で、視野角特性の更なる向上を図ることが可能な透過型スクリーン、背面投射型表示装置を提供する。【解決手段】本発明の一の態様によれば、入光側から投射された映像光を出光側に透過させる透過型スクリーン３０であって、複数の単位光透過部５２ａおよび隣り合う単位光透過部５２ａ間に設けられた複数の単位光吸収部５２ｃとを有する光制御層５２と、光制御層５２より前記出光側に配置された光拡散層５３とを備える積層体５０と、積層体５０の入光側の表面５０ａに設けられ、粒子６１およびバインダ樹脂６２を含み、かつ入光側に凹凸面６０ａを有する光拡散塗工層６０とを備える、透過型スクリーン３０が提供される。【選択図】図３
2016061906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光側から投射された映像光を出光側に透過させる透過型スクリーンであって、
複数の単位光透過部および隣り合う前記単位光透過部間に設けられた複数の単位光吸収部を有する光制御層と、前記光制御層より前記出光側に配置された光拡散層とを備える積層板と、
前記積層板の入光側の表面に設けられ、粒子およびバインダ樹脂を含み、かつ入光側に凹凸面を有する光拡散塗工層と、
を備える、透過型スクリーン。
【請求項２】
前記バインダ樹脂が、電離放射線硬化型樹脂の硬化物である、請求項１に記載の透過型スクリーン。
【請求項３】
前記透過型スクリーンが曲面状に湾曲している、請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の透過型スクリーンと、
前記透過型スクリーンの背面側に配置され、前記透過型スクリーンに映像光を投射する映像光源と
を備える、表示装置。
【請求項５】
前記映像光源からの映像光を反射して、前記透過型スクリーンに投射するミラー部をさらに備える、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
入光側から投射された映像光を出光側に透過させる透過型スクリーンの製造方法であって、
複数の単位光透過部および隣り合う前記単位光透過部間に設けられた複数の単位光吸収部を有する光制御層と、前記光制御層より前記出光側に配置された光拡散層とを備える積層板の入光側の表面に、粒子、電離放射線硬化型樹脂、および溶剤を含む光拡散塗工層用組成物を塗布する工程と、
塗布した前記光拡散塗工層用組成物を乾燥させる工程と、
乾燥させた前記光拡散塗工層用組成物に、電離放射線を照射して、前記光拡散塗工層用組成物を硬化させて、光拡散塗工層を形成する工程と、
を備える、透過型スクリーンの製造方法。
【請求項７】
前記積層板の前記表面に前記光拡散塗工用組成物を塗布する前に、前記積層板を曲面状に湾曲させる工程とさらに備える、請求項６に記載の透過型スクリーンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型スクリーン、表示装置および透過型スクリーンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像光をスクリーンの背面側から投射して表示する背面投射型表示装置においては、投射された映像光を透過して映像を表示させる透過型スクリーンが用いられている。このような透過型スクリーンとしては、様々な構造のものが提案されており、例えば、複数の単位光透過部と、単位光透過部と交互に配置された複数の帯状の単位光吸収部とを有する光制御層と、光制御層よりも出光側に設けられた光拡散層とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３２５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、視野角特性、特に水平方向の視野角特性の更なる向上が要求されている。しかしながら、光拡散層の光拡散作用のみでは、光拡散性が不十分であり、視野角特性の更なる向上を図ることは困難である。
【０００５】
ここで、視野角特性の更なる向上を図るために、光拡散層を別途設けることも考えられるが、光拡散層は通常押出し成形によって形成されるので、押出し成形によって光拡散層を形成した場合には、成形工程と、貼付け工程の２工程が必要となり、多大な手間を要する。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、簡便な方法で更なる視野角特性の向上を図ることが可能な透過型スクリーン、背面投射型表示装置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】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、入光側から投射された映像光を出光側に透過させる透過型スクリーンであって、複数の単位光透過部と、隣り合う前記単位光透過部間に設けられた複数の単位光吸収部とを有する光制御層と、前記光制御層より前記出光側に配置された光拡散層と、前記光制御層より入光側に設けられ、粒子およびバインダ樹脂を含み、かつ入光側に凹凸面を有する光拡散塗工層とを備える、透過型スクリーンが提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、上記の透過型スクリーンと、前記透過型スクリーンの背面側に配置され、前記透過型スクリーンに映像光を投射する映像光源とを備える、表示装置が提供される。
【０００９】
入光側から投射された映像光を出光側に透過させる透過型スクリーンの製造方法であって、複数の単位光透過部および隣り合う前記単位光透過部間に設けられた複数の単位光吸収部を有する光制御層と、前記光制御層より前記出光側に配置された光拡散層とを備える積層板の入光側の表面に、粒子、電離放射線硬化型樹脂、および溶剤を含む光拡散塗工層用組成物を塗布する工程と、塗布した前記光拡散塗工層用組成物を乾燥させる工程と、乾燥させた前記光拡散塗工層用組成物に、電離放射線を照射して、前記光拡散塗工層用組成物を硬化させて、光拡散塗工層を形成する工程とを備える、透過型スクリーンの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一の態様の透過型スクリーンおよび他の態様の表示装置によれば、簡便な方法で視野角特性を更に向上させることができる。本発明の他の態様の透過型スクリーンの製造方法によれば、簡便な方法で視野角特性を更に向上させた透過型スクリーンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、観察者と、投射型表示装置の映像光源と透過型スクリーンの関係を概略的に示す図である。
【図２】図２は、表示装置の映像光源および透過型スクリーンを概略的に示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示された透過型スクリーンのＩ−Ｉ線に沿った断面を示す縦断面図である。
【図４】図４は、光制御層の平面図である。
【図５】図５は、表示装置の一変形例を示す図である。
【図６】図６は、表示装置の一変形例を示す図である。
【図７】図７は、実施例１〜９および比較例に係る透過型スクリーンにおけるピークゲインとαＨとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜＜＜透過型スクリーンおよび表示装置＞＞＞
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００１３】
なお、本明細書において、「層」、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「光制御層」はシート、フィルムまたは板と呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、「光制御層」は、「光制御シート」、「光制御フィルム」または「光制御板」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。
【００１４】
また、「シート面（板面、フィルム面）」とは、対象となるシート状（板状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材（板状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。
【００１５】
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００１６】
図１は、表示装置を概略的に示す図であり、観察者１と、表示装置１０の映像光源２０と透過型スクリーン３０の関係を示す図である。図２は、表示装置１０の映像光源２０と透過型スクリーン３０を概略的に示す斜視図である。また、図３は、図２に示された透過型スクリーン３０のＩ−Ｉ線に沿った断面を示す縦断面図である。図４は、光制御層５２の平面図であり、図５および図６は、表示装置１０の一変形例を示す図である。
【００１７】
図示された例において、表示装置１０は、映像光を投射するプロジェクタ等の映像光源２０と、映像光源２０から投射された映像光を入光側から出光側に透過させる透過型スクリーン３０とを有している。すなわち、以下に説明する表示装置１０は、いわゆる背面投射型表示装置として構成されている。
【００１８】
なお、透過型スクリーン３０に関する「入光側」とは、映像光源３０の側のことであり、透過型スクリーン３０に関する「出光側」とは、観察者１側のことである。
【００１９】
図示された例では、プロジェクタ等の映像光源２０は、透過型スクリーン３０の入光側に配置されており、照射領域がしだいに広がっていく発散光束（拡大投影された光束）として透過型スクリーン３０の入光面３０ａの全域に映像光を照射する。このような映像光源２０としては、従来公知な光源、例えばＣＲＴを用いた方式、液晶を用いた方式、ＤＭＤを用いた方式等の光源を用いることができる。なお、図１、図２に示された例において、映像光源２０から投射された映像光が、直接透過型スクリーン３０の入光面３０ａに照射される例が示されているが、これに限らず、映像光源２０から投射された映像光が、図５に示さるようにミラー部７０やプリズム部等で光路が変更された後に透過型スクリーン３０の入光面３０ａに照射されたり、レンズ等で映像が拡大又は縮小された後に透過型スクリーン３０の入光面３０ａに照射されたり、あるいはこれらを組み合わせて、光路の変更、及び、映像の拡大又は縮小が行われた後に透過型スクリーン３０の入光面３０ａに照射されるようにしてもよい。
【００２０】
次に、透過型スクリーン３０について説明する。図１〜図３に示されているように、透過型スクリーン３０は、入光側に位置する入光面３０ａ及び出光側に位置する出光面３０ｂを含み、映像光源３０から入光面３０ａに照射された映像光を出光面３０ｂから出光側に透過させる。観察者１はこの映像光により、映像を視認することができる。
【００２１】
また、透過型スクリーン３０は、図１及び図２に示されているように、全体として入光面３０ａが凸となり、出光面３０ｂが凹となるように湾曲している。図示された例では、透過型スクリーン３０は三次元曲面をなす曲面状に湾曲している。ここで、三次元曲面をなす曲面状に湾曲しているとは、互いに対して傾斜した複数の軸をそれぞれ中心として、部分的または全体的に曲がっていることを意味する。本実施の形態においては、図２によく示されているように、略矩形状となる形状を有する透過型スクリーン３０は、概ね、鉛直方向と平行で、透過型スクリーン３０の出光側に位置する第１の軸Ａ１を中心とした方向ｄ１に湾曲するとともに、水平方向と平行、且つ、透過型スクリーン３０の中央位置Ｐａにおける透過型スクリーン３０の接平面に平行で、透過型スクリーン３０の出光側に位置する第２の軸Ａ２を中心とした方向ｄ２に湾曲している。この結果、透過型スクリーン３０は映像光源２０側へ凸となるように湾曲しており、透過型スクリーン３０の中央位置Ｐａにおいて、透過型スクリーン３０の入光面３０ａは映像光源２０側に最も突出している。
【００２２】
図３に示されるように透過型スクリーン３０は、偏向光学板４０と、偏向光学板４０の出光側に配置された積層板５０と、積層板５０の入光側の表面５０ａに設けられた光拡散塗工層６０とを備えている。偏向光学板４０と、積層板５０に含まれる各層および光拡散塗工層６０は、概ね同様の形体の三次元曲面をなすように、曲がっている。なお、偏向光学板４０は、設けられていなくともよい。この場合、映像光源２０からの映像光が直接積層体５０に入射する。
【００２３】
＜＜偏向光学板＞＞
偏向光学板４０は、入光側から順に、入光側透明基材層４１と、フレネルレンズ層４２と、を有している。入光側透明基材層４１は、例えばアクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂からなる層であって、フレネルレンズ層４２の変形を防止し得るようにしてフレネルレンズ層４２を支持する支持基材として機能する。フレネルレンズ層４２は、フレネルレンズ４３を形成する複数の単位レンズ４３ａを有している。単位レンズ４３ａによって構成されるフレネルレンズ４３は、映像光源２０から発散光束として透過型スクリーン３０に投射される映像光の進行方向を偏向させる機能を有している。具体的には、フレネルレンズ４３は、発散光束として入射した映像光を、入光側から出光側へ向けて進む平行光束に変換する。このようにフレネルレンズ４３を用いて映像光をいったん平行光化させておくことにより、観察者に観察される映像、とりわけ、観察者によって斜め方向から観察される映像の明るさの面内ばらつきを効果的に緩和させることができる。なお、このフレネルレンズ２４ｂは、サーキュラーフレネルレンズとして構成されてもよいし、リニアフレネルレンズとして構成されてもよい。
【００２４】
＜＜積層板＞＞
積層板５０は、入光側から順に、光制御層５２と、光拡散層５３と、光半透過層５４と、透明基材層５５と、を有している。積層板は、少なくとも、光制御層と、光拡散層とを有していればよく、光半透過層や透明基材層を有していなくともよい。また、積層板は、少なくとも、光制御層と、光拡散層とを有していれば、光半透過層および透明基材層以外の層を備えていてもよい。光制御層５２と光拡散層５３との間および光半透過層５４と透明基材層５５との間は、粘着剤や接着剤等からなる接合層を介して互いに接合されており、通常の使用において分離され得ない状態となっている。
【００２５】
＜光制御層＞
光制御層５２について説明する。光制御層５２は、映像光源２０から照射された映像光を或る程度の透過率で入光側から出光側へ透過させるとともに、不要な光を吸収する層である。
【００２６】
図３および図４に示すように、光制御層５２は、光透過性を有した複数の単位光透過部５２ａを含む基部５２ｂと、隣り合う二つの単位光透過部５２ａの間に設けられ光吸収性を有した複数の単位光吸収部５２ｃと、を有している。図示された例では、単位光透過部５２ａおよび単位光吸収部５２ｃは、鉛直方向に略平行な方向に交互に並べて配列されている。そして、単位光透過部５２ａおよび単位光吸収部５２ｃは、その配列方向と交差する方向に線状に延びている。とりわけ本実施の形態においては、単位光透過部５２ａおよび単位光吸収部５２ｃは、その配列方向と直交する方向（紙面に垂直な方向）に直線状に延びている。
【００２７】
図３に示すように、単位光透過部５２ａは、その配列方向と光制御層５２の厚み方向との両方に沿った断面において、台形形状となっている。そして、各単位光透過部５２ａは、その長手方向に沿って、一定の断面形状を有している。本実施の形態において、単位光透過部５２ａがなす断面台形形状は、いわゆる等脚台形である。そして、下底が入光側に位置するとともに、下底よりも短い上底が出光側に位置して光制御層５２の出光側面をなすように、各単位光透過部５２ａが配置されている。一例として、単位光透過部５２ａの配列方向と光制御層３０の厚み方向との両方に沿った断面における、光制御層５２の出光側面上における単位光透過部５２ａの上底の幅Ｗａ１は２３μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましく、光制御層５２の出光側面に沿った単位光透過部５２ａの下底の幅Ｗａ２は４３．５μｍ以上６１μｍ以下であることが好ましく、光制御層３０の出光側面に直交する方向に沿った単位光透過部５２ａの高さＨａは１１８μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
単位光透過部５２ａは、一例として、基部５２ｂの一部分をなすようになる基材シート上に電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって、作製され得る。なお、電離放射線硬化型樹脂としては、電子線、紫外線等の電離放射線を照射されることによって硬化する特徴を有した、例えばエポキシアクリレート等の樹脂が挙げられる。なお、このような単位光透過部３２の作製方法を含む光制御層３０の製造方法としては、例えば、国際公開第２００６／０９０７８４号（ＷＯ２００６／０９０７８４Ａ１）に開示された方法を用いることができる。
【００２９】
一方、図３に示すように、各単位光吸収部５２ｃは、配列方向に沿って隣り合う二つの単位光透過部５２ａの間の領域に形成されている。したがって、単位光吸収部５２ｃは、二つの単位光透過部５２ａに隣接するようにして形成され、その配列方向と厚み方向との両方に沿った断面において三角形形状または台形形状となっている。一例として、単位光吸収部５２ｃの配列方向と厚み方向との両方に沿った断面における、光制御層５２の出光側面上における単位光吸収部５２ｃの幅Ｗｂは２２μｍ以上４２μｍ以下であることが好ましく、光制御層５２の出光側面に直交する方向に沿った単位光吸収部５２ｃの高さＨｂは１１８μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。また、光制御層５２の出光側面上における単位光吸収部５２ｃが占めている領域の割合は４７％以上６５％以下であることが好ましい。
【００３０】
単位光吸収部５２ｃは、一例として、光吸収材等を含有した電離放射線硬化型樹脂を、賦型された複数の単位光透過部５２ａ上に塗布し、次に、スキージ等の手段によって複数の単位光透過部５２ａ間に充填し、その後、電離放射線を照射して硬化させることによって、作製され得る。なお、光吸収材等を含有した電離放射線硬化型樹脂自体は、透明樹脂とすることができる。このような単位光吸収部３３の基部３１上への作製方法としては、例えば、国際公開第２００６／０９０７８４号（ＷＯ２００６／０９０７８４Ａ１）に開示された方法を用いることができる。
【００３１】
光吸収材等を含有した電離放射線硬化型樹脂は、単位光透過部５２ａを構成する透明樹脂の屈折率より小さい屈折率を有する樹脂材料であることが好ましい。この場合、単位光透過部５２ａを進み単位光透過部５２ａと単位光吸収部５２ｃとの界面に入射した映像光が、この界面において反射しやすくなり、これにより、映像光を拡散させ視野角を広げることができる。電離放射線硬化型樹脂として用いられる樹脂材料は特に限定されないが、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート系、エポキシエクリレート系等のアクリレート系樹脂が用いられ得る。
【００３２】
光吸収材は、迷光や外光等の不要光を吸収する機能を有すればよく、光吸収材としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等、顔料または染料、顔料または染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。
【００３３】
次に、光拡散層５３について説明する。光拡散層５３は、本実施の形態において、透過光を等方拡散させる層として構成されている。具体的には、図３に示すように、光拡散層５３は、透明樹脂からなるバインダ樹脂５３ａと、バインダ樹脂５３ａ中に分散された拡散材５３ｂと、を有している。そして、光拡散層５３は、例えば、バインダ樹脂５３ａと拡散材５３ｂとの間の屈折率差に起因して、或いは、拡散材５３ｂ自体が有する反射性に起因して、光を等方的に拡散する機能を発現する。光拡散層５３の光拡散能によって、光制御層５２を透過した映像光が拡散され、観察者は、光拡散層５３の光拡散能に応じた視野角の範囲内で映像を観察することができる。
【００３４】
このような光拡散層５３は、一例として、粒子からなる拡散材５３ｂを分散させた熱可塑性樹脂を、押出し成形によって、板状に成形することによって、作製され得る。バインダ樹脂５３ａをなす透明樹脂として、例えば、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等を用いることができる。また、粒子からなる拡散材５３ｂとしては、プラスチックビーズ等の有機フィラーが好適であり、特に透明度が高いものが好ましい。プラスチックビーズとしては、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩化ビニルビーズ等が挙げられるが、これらの中でもアクリルビーズが好ましい。あるいは、拡散材５３ｂは気泡であってもよい。
【００３５】
光拡散層５３の厚さは、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることがより好ましい。光拡散層５３の厚さが０．１ｍｍ未満であると、光拡散効果が十分に得られないおそれがあり、その一方で、光拡散層５３の厚さが２ｍｍを超えると、表示装置１０によって表示される映像の解像性が劣化し、映像がぼやけて観察されてしまう。
【００３６】
次に、光半透過層５４について説明する。光半透過層５４は、透過型スクリーン３０の出光側から入射した外光の一部を吸収して、透過型スクリーン３０によって表示される映像のコントラストを向上させる機能を有する。光半透過層５４としては、例えば、透明樹脂に光吸収材等を分散したものを用いることができる。また、光半透過層５４の厚さは、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。光半透過層５４の厚さが０．１ｍｍ未満であると、十分に外光を吸収することができず、透過型スクリーン３０によって表示される映像のコントラストを十分に向上させることができない。さらに、光半透過層５４の厚さが２．０ｍｍを超えると、光拡散層５３で拡散された映像光の光量を過剰に減少させてしまい、表示装置１０によって表示される映像が暗くなってしまう恐れがある。
【００３７】
次に、透明基材層５５について説明する。透明基材層５５は、光制御層５２、光拡散層５３及び光半透過層５４を支持する支持基材として機能するようになっている。したがって、透明基材層５５は、光制御層５２、光拡散層５３及び光半透過層５４の変形を抑えて透過型スクリーン３０によって表示される映像の歪みの発生を防止し得る程度の剛性を付与されている。
【００３８】
透明基材層５５としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂からなる層が挙げられる。とりわけ熱可塑性樹脂からなる層であることが好ましい。また、透明基材層５５の厚さは、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。透明基材層５５の厚さが３ｍｍ未満であると、透明基材層５５に十分な剛性を付与することができなくなる。その一方で、透明基材層５５の厚さが５ｍｍを越えると、透過型スクリーン３０自体の厚さが大きくなってしまい、また、映像光の透過率に対しても悪影響を与えかねない。
【００３９】
＜＜光拡散塗工層＞＞
光拡散塗工層６０について説明する。光拡散塗工層６０は、光拡散性をさらに向上させるための層であり、光拡散塗工層用組成物を塗布することによって形成された層である。光拡散塗工層６０は、積層板５０の入光側の表面５０ａに設けられている。具体的には、積層体５０と光拡散塗工層６０は、接着層や粘着層を介さずに一体化している。光拡散塗工層６０は、粒子６１と、バインダ樹脂６２とを含んでいる。
【００４０】
光拡散塗工層６０は、入光側に、粒子５１の形状に起因した凹凸面６０ａを有している。光拡散塗工層６０における光拡散は、主に、凹凸面６０ａによって行われている。
【００４１】
凹凸面６０ａにおける算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．５４μｍ以上１．０５μｍ以下であることが好ましく、０．８４μｍ以上１．０５μｍ以下であることがより好ましい。凹凸面６０ａにおけるＲａが０．５４μｍ未満であると、光拡散性が十分に得られず、また凹凸面６０ａにおけるＲａが１．０５μｍを超えると、表示装置１０によって表示される映像が拡散し過ぎてしまい、映像の解像性が劣化し、映像がぼやけて観察されてしまうおそれがある。また、視野角特性の観点からピークゲインの値が１／２になるときの角度であるαＨ（°）は２３．２°以上であるが好ましいが、凹凸面６０ａにおけるＲａが０．８４μｍ未満であると、αＨが２３．２°を下回ってしまうおそれがある。Ｒａの定義は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に従うものとする。Ｒａは形状測定レーザマイクロスコープ（型番：VK-8700/KEYENCE社製）を用いて測定することができる。
【００４２】
光拡散塗工層６０の厚さは、１４μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。１６μｍ以上１８μｍ以下であることがより好ましい。光拡散塗工層６０の厚さが１４μｍ未満であると、光拡散効果が十分に得られないおそれがあり、その一方で、光拡散塗工層６０の厚さが２０μｍを超えると、表示装置１０によって表示される映像の解像性が劣化し、映像がぼやけて観察されてしまう。
【００４３】
（粒子）
粒子６１としては、プラスチックビーズ等の有機粒子やシリカ等の無機粒子が挙げられ、特に透明度が高いものが好ましい。プラスチックビーズとしては、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩化ビニルビーズ等が挙げられるが、これらの中でもアクリルビーズが好ましい。
【００４４】
粒子６１の平均粒径は、６μｍ以上であることが好ましい。粒子６１の平均粒径が６μｍ以上であることにより、充分な光拡散性を得ることができる。粒子の平均粒径は、例えば、断面電子顕微鏡（ＴＥＭ、ＳＴＥＭ等の透過型電子顕微鏡）による光拡散塗工層の断面画像から、画像処理ソフトウェアを用いて求めることができる。また、断面電子顕微鏡の画像を用い、縮尺を考慮し、手動にて平均値を算出することによって粒子の平均粒径を求めてもよい。また、粒子が単体で存在する場合、すなわち光拡散塗工層用組成物に組み込まれる前の段階であれば、粒子の平均粒径はレーザー散乱法によって測定することができる。粒子６１の平均粒径の下限は、光拡散性をより向上させるために８μｍ以上であることがより好ましく、粒子６１の平均粒径の上限は、粒子の凝集による光拡散塗工層の白化を抑制する観点から、１０μｍ以下であることが好ましい。なお、後述する実施例１、４〜７においては、平均粒径が８μｍの粒子を用いているが、平均粒径が８μｍ±２μｍの範囲内の粒子、すなわち平均粒径６μｍ以上１０μｍ以下の粒子であれば、平均粒径が８μｍの粒子と同様の挙動を示すと考えられる。
【００４５】
（バインダ樹脂）
バインダ樹脂６２は、特に限定されることはないが、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線により硬化する特徴を有する電離放射線硬化型樹脂の硬化物であることが好ましい。
【００４６】
電離放射線硬化性樹脂に含まれるベース樹脂としては、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの中でもウレタン樹脂のアクリレート、すなわちウレタンアクリレートやエポキシ樹脂のアクリレート、すなわちエポキシアクリレートが好ましい。（メタ）アクリレートは、アクリレートおよびメタクリレートの両方を含む意味である。また、電離放射線硬化型樹脂は、（メタ）アクリレートモノマー等の反応性希釈剤を含んでいてもよい。また、光拡散塗工層用組成物に、電離放射線硬化型樹脂を紫外線で硬化させるために、重合開始剤や光増感剤等を含ませてもよい。
【００４７】
電離放射線硬化性樹脂は、硬化の際に硬化収縮（重合収縮）が生じやすいので、電離放射線硬化性樹脂を硬化させると、粒子の形状に起因した凹凸面を有する光拡散塗工層が形成される。したがって、光拡散塗工層６０においては、光拡散層を押出成形によって形成した場合に比べて、粒子６１の形状が凹凸面６０ａに反映されやすい。このため、光拡散塗工層６０の凹凸面６０ａのＲａは、押出し成形によって形成された光拡散層のＲａよりも大きくなり、より光拡散性を向上させることができる。
【００４８】
次に、以上のような構成からなる表示装置１０の作用について説明する。
【００４９】
まず、図１および図２に示すように、映像光源２０で発光される映像光は、透過型スクリーン３０の略全域に投射される。具体的には、映像光源２０で発光される映像光は、発散光束として、入光側透明基材層４１の略全域に投射される。そして、フレネルレンズ層４２によって、発散光束として入射した映像光を、入光側から出光側へ向けて進む平行光束に変換された後、光拡散塗工層６０の凹凸面６０ａに投射する。
【００５０】
図３に示すように、光拡散塗工層６０の凹凸面６０ａへ入射した映像光Ｌ１は、光拡散層塗工層６０の凹凸面６０ａで拡散される。次いで、光拡散塗工層６０で拡散された映像光Ｌ１は、光制御層５２の単位光透過部５２ａを透過し、光拡散層５３で更に拡散され、光半透過層５４および透明基材層５５を介して、表示装置１０の表示面（透過型スクリーンの出光面３０ｂ）から出射する。光拡散層５３によって拡散された映像光Ｌ１は、積層板５０へ入射した映像光Ｌ１の延長線を中心とした或る程度の角度域内から観察され得るようになる。
【００５１】
また、透過型スクリーン３０の光制御層５２は、図３に示すように光制御層５２の出光側面から入光側へ向けて延びる複数の単位光吸収部５２ｃを有している。図３に示すように、この単位光吸収部５２ｃは、透過型スクリーン３０の出光面３０ｂ（表示面）から入射してくる環境光等の外光Ｌ２を吸収する。このような単位光吸収部５２ｃを有した光制御層５２によれば、表示装置１０によって表示される映像のコントラストを向上させることができる。とりわけ本実施の形態において、複数の単位光吸収部５２ｃは、水平方向に延びるとともに、鉛直方向に並べられている。したがって、光制御層５２の出光側面から入光側へ向けて延びる複数の単位光吸収部５２ｃは、鉛直方向に傾斜した光を極めて効果的に吸収するようになる。このため、通常表示装置１０より鉛直方向上方に位置する室内照明からの照明光や、太陽光等の、鉛直方向に傾斜した方向から表示装置１０へ入射する環境光を、極めて効果的に吸収することができる。
【００５２】
さらに、透過型スクリーン３０の光半透過層５４も、透過型スクリーン３０の出光面３０ｂ（表示面）から入射してくる環境光等の外光Ｌ３を吸収する。このような光半透過層５４によれば、透過型スクリーン３０に入射して光拡散層５３や光制御層５２へと向かう外光Ｌ３を吸収することができる。とりわけ、光半透過層５４と光拡散層５３との界面や、光拡散層５３と光制御層５２との界面で反射して再び出光側へと向かう外光Ｌ３は、再度、光半透過層５４を透過して吸収される。すなわち、透過型スクリーンの出光面３０ｂ（表示面）内に入射し、その後に、光半透過層５４と光拡散層５３との界面や光拡散層５３と光制御層５２との界面で反射して出光側に進行方向を変換する外光Ｌ３は、光半透過層５４を２度通過することになる。つまり、光半透過層５４は、表示映像のコントラスト低下を引き起こす光を極めて効果的に減少させることができる。したがって、このような光半透過層５４を有した透過型スクリーン３０によれば、表示装置１０によって表示される映像のコントラストをさらに向上させることができる。
【００５３】
＜＜＜透過型スクリーンの製造方法＞＞＞
透過型スクリーン３０は、例えば、以下のようにして作製することができる。まず、積層板５０を用意する。ここで、透過型スクリーン３０のように湾曲した透過型スクリーンを得る場合には、予め積層板を湾曲させておく。
【００５４】
積層板５０を用意した後、積層板５０の入光側の表面５０ａに、粒子６１と、硬化後バインダ樹脂６２となる上記電離放射線硬化型樹脂と、溶剤とを含む光拡散塗工層用組成物を塗布する。図３に示される積層板５０の場合には、光制御層５２の入光側の表面に、光拡散塗工層用組成物を塗布する。溶剤は、電離放射線硬化型樹脂の種類等によって適宜選択される。光拡散塗工層用組成物は、その他、重合開始剤や光増感剤等を含んでいてもよい。
【００５５】
光拡散塗工層用組成物においては、上記電離放射線硬化型樹脂の質量を１００質量部としたとき、粒子６１の添加量は８０質量部以上１００質量部以下であることが好ましい。粒子の添加量が８０質量部未満であると、充分な拡散性が得られないおそれがあり、また粒子の添加量が１００質量部を超えると、粒子の添加量が多すぎるために、必要以上の拡散特性によって、正面から見た画面の明るさや解像度が低下するおそれある。
【００５６】
次いで、塗布した光拡散塗工層用組成物を例えば５０℃以上７０℃以下で乾燥させて、溶剤等を蒸発させる。その後、乾燥させた光拡散塗工層用組成物に電離放射線を照射し、光拡散塗工層用組成物に含まれる電離放射線硬化型樹脂を硬化（重合、架橋）させることにより、光拡散塗工層６０を形成する。最後に、光拡散塗工層６０よりも入光側に、偏向光学板４０を配置すれば、図３に示される透過型スクリーン３０が作製される。
【００５７】
光拡散塗工層用組成物を塗布する方法としては、スピンコート、ディップ法、スプレー法、スライドコート法、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、ダイコート法等の公知の塗布方法が挙げられる。これらの中でも、簡便な点から、スプレー法が好ましい。
【００５８】
光拡散塗工層用組成物を硬化させる際の電離放射線として、紫外線を用いる場合には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等から発せられる紫外線等が利用できる。また、紫外線の波長としては、１９０〜３８０ｎｍの波長域を使用することができる。電子線源の具体例としては、コッククロフトワルト型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、又は直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器が挙げられる。
【００５９】
本実施形態によれば、光拡散層５３の他に、入光側に凹凸面６０ａを有する光拡散塗工層６０を設けているので、凹凸面６０ａによって映像光をさらに拡散させることができる。これにより、光拡散性をさらに向上させることができる。また、光拡散塗工層６０は光拡散塗工層用組成物を塗布することによって形成される層であるので、光拡散塗工層６０を形成すれば、別途貼付工程は必要としない。これにより、簡便な方法で、視野角特性、特に水平方向の視野角特性の更なる向上を図ることができる。
【００６０】
光拡散層を押出し成形によって形成した場合、積層板を曲面状に湾曲させた後に光拡散層を積層板に貼り付けることは困難である。これに対し、本実施形態によれば、光拡散塗工層６０は光拡散塗工層用組成物を塗布することによって形成される層であるので、積層板５０を曲面状に湾曲させた後であっても、積層板５０の表面５０ａに光拡散塗工層６０を形成することができる。これにより、積層板５０を曲面状に湾曲させた後であっても、湾曲した積層体５０の形状に沿って光拡散塗工層６０を形成することができる。
【００６１】
なお、上述した実施の形態では、透過型スクリーン３０として、図１及び図２に示されているように、全体として入光面３０ａが凸となり、出光面３０ｂが凹となるように湾曲している透過型スクリーン３０を例示したが、これに限らず、図６に示されているように、全体として入光面３０ａが凹となり、出光面３０ｂが凸となるように湾曲している透過型スクリーン３０とすることもできる。
【００６２】
また、透過型スクリーン３０には、特定の機能を発揮することを期待されたその他の機能層が設けられても良い。また、一つの機能層が二以上の機能を発揮するようにしてもよいし、例えば、透過型スクリーン３０の光制御層５２、光拡散層５３、光半透過層５４、透明基材層５５の少なくとも１つに機能を付与するようにしてもよい。透過型スクリーン３０に付与され得る機能としては、一例として、耐擦傷性を有したハードコート（ＨＣ）機能、防汚機能、防眩（ＡＧ）機能、反射防止（ＡＲ）機能等を例示することができる。
【００６３】
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【実施例】
【００６４】
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの記載に限定されない。
【００６５】
＜実施例１＞
まず、光制御層、第１の光拡散層、光半透過層、透明基材を用意した。光制御シートとしては、ポリカーボネートフィルム上に形成された単位光透過部および単位光吸収部を備え、かつ厚みが０．３ｍｍのものを使用した。単位光透過部は紫外線硬化型樹脂の硬化物から構成されており、単位光吸収部は光吸収材としての着色樹脂粒子を含有する紫外線硬化型樹脂の硬化物から構成されていた。
【００６６】
単位光透過部の屈折率は１．５５０であり、単位光吸収部の屈折率は１．４９０であった。単位光吸収部の高さは１５０μｍであった。単位光吸収部の幅は映像光出光面において３０μｍであり、単位光吸収部における入光側の先端部の幅は６μｍであり、単位光吸収部における出光側の底部のピッチは６０μｍであった。さらに、ポリカーボネートフィルムの法線と単位光吸収部とによって形成される角度は４．５°であった。
【００６７】
光制御シートは、具体的には、以下のようにして作製された。まず、単位光透過部の形に対応した形の複数の溝を有する金型にシート状のポリカーボネートフィルムを送り込み、金型とポリカーボネートフィルムとの間に、ウレタンアクリレート等を含む紫外線硬化型樹脂を供給し、ポリカーボネートと金型との間に紫外線硬化型樹脂を充填した。その後、紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂を硬化させて、ポリカーボネート上に紫外線硬化型樹脂の硬化物からなる単位光透過部を形成した。単位光透過部を形成した後、単位光透過部を金型から引き抜き、そして、複数の単位光透過部間の溝に、着色樹脂粒子を含有するウレタンアクリレート等を含む紫外線硬化型樹脂を塗布し、ドクターブレード等によって充填した。その後、紫外線により紫外線硬化型樹脂を硬化させて、単位光透過部間に着色樹脂粒子を含有する紫外線硬化型樹脂の硬化物からなる単位光吸収部を形成した。
【００６８】
第１の光拡散層としては、屈折率１．５５０のメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ）樹脂中に、光拡散粒子として、屈折率１．５５０および平均粒径８μｍのアクリル系ビーズと、屈折率１．４２０および平均粒径２μｍのシリコン系ビーズとを含有させたものから構成され、かつ厚みが０．１４ｍｍのものを使用した。なお、光拡散層の各成分の割合は、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂５０重量％、アクリル系ビーズ４０重量％、シリコン系ビーズ１０重量％であった。
【００６９】
光半透過層としては、屈折率１．５５０のメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ）樹脂中に、着色材として、カーボンブラックを含有させたものから構成され、かつ厚みが０．１５ｍｍのものを使用した。第１の光拡散層と光半透過層は、共押出し成形法によって作製された。したがって、光拡散層と光半透過層は一体となっている。
【００７０】
光制御シート等を用意した後、光制御層と第１の光拡散層との間に光硬化型接着剤組成物を塗布し、また光半透過層と透明基材との間に光硬化型接着剤組成物を塗布し、その状態で、紫外線照射装置（ヒュージョンＤバルブ）を用いて、積算光量１３１０ｍＪ／ｃｍ２かつ照度１１７０Ｗ／ｃｍ２で紫外線照射を行い、光制御層と第１の光拡散層の間の光硬化型接着剤組成物および光半透過層と透明基材との間の光硬化型接着剤組成物を硬化させて、光制御層と第１の光拡散層を光硬化型接着剤組成物の硬化物を介して接着するとともに、光半透過層と透明基材を光硬化型接着剤組成物の硬化物を介して接着した。
【００７１】
その後、光制御層のポリカーボネートの表面に、平均粒径８μｍのアクリルビーズ１００質量部と、電離放射線硬化型樹脂１００質量部と、重合開始剤とを含む光拡散塗工層用組成物をスプレー塗布し、６０℃で乾燥させ、その状態で、紫外線照射装置（ヒュージョンＤバルブ）を用いて、積算光量６００ｍＪ／ｃｍ２かつ照度６０Ｗ／ｃｍ２で紫外線照射を行い、光拡散塗工層用組成物を硬化させた。これにより、光制御層の第１の光拡散層側の面とは反対側の面に光拡散塗工層が形成され、実施例１に係る透過型スクリーンが作製された。
【００７２】
＜実施例２＞
実施例２においては、平均粒径８μｍのアクリルビーズの代わりに平均粒径１５μｍのアクリルビーズを用いた以外は、実施例１と同様の方法により透過型スクリーンを作製した。
【００７３】
＜実施例３＞
実施例３においては、平均粒径８μｍのアクリルビーズの代わりに平均粒径２０μｍのアクリルビーズを用いた以外は、実施例１と同様の方法により透過型スクリーンを作製した。
【００７４】
＜実施例４＞
実施例４においては、平均粒径８μｍのアクリルビーズの添加量を１００質量部から９５質量部に変えた以外は、実施例１と同様の方法により透過型スクリーンを作製した。
【００７５】
＜実施例５＞
実施例５においては、平均粒径８μｍのアクリルビーズの添加量を１００質量部から９０質量部に変えた以外は、実施例１と同様の方法により透過型スクリーンを作製した。
【００７６】
＜実施例６＞
実施例６においては、平均粒径８μｍのアクリルビーズの添加量を１００質量部から８０質量部に変えた以外は、実施例１と同様の方法により透過型スクリーンを作製した。
【００７７】
＜実施例７＞
実施例７においては、平均粒径８μｍのアクリルビーズの添加量を１００質量部から７５質量部に変えた以外は、実施例１と同様の方法により透過型スクリーンを作製した。
【００７８】
＜実施例８＞
実施例８においては、平均粒径８μｍのアクリルビーズの添加量を１００質量部から５０質量部に変えた以外は、実施例１と同様の方法により透過型スクリーンを作製した。
【００７９】
＜実施例９＞
実施例９においては、平均粒径８μｍのアクリルビーズの添加量を１００質量部から２５質量部に変えた以外は、実施例１と同様の方法により透過型スクリーンを作製した。
【００８０】
＜比較例＞
比較例１においては、光拡散塗工層を形成しなかった以外は、実施例１と同様の方法によって透過型スクリーンを作製した。
【００８１】
＜視野角特性評価＞
実施例１〜９および比較例の透過型スクリーンの入光側から透過型スクリーン全体として見たときの平面方向の法線方向に平行な平行光束を入射させ、その画面左右方向の輝度、すなわち単位光透過部および光吸収部の長手方向の輝度を、変角光度計（ＧＰ−５００、村上色彩技術研究所製）により測定した。そして、後述する式（１）に基づいて、その画面左右方向における各角度でのゲインを算出した。輝度の測定範囲及びゲインの算出範囲は、＋８０°〜−８０°であった。
【００８２】
上記ゲインとは、透過型スクリーンのシート面の法線方向の入光側から光を入射させたとき、透過型スクリーンの入光面での照度と、透過型スクリーンの出光面での輝度を、透過型スクリーンのシート面の法線方向となる角度ごとに測定し、以下に示す式（１）より求められる値である。
Ｇ＝π×Ｋ／Ｉ    …（１）
式（１）中、Ｇはゲインを表し、πは円周率を表し、Ｋ（ｃｄ／ｍ２）は輝度を表し、Ｉ（ｌｘ）は照度を表す。そして、ピークゲインとは、上記式（１）で得られるゲインのうち最も大きい値（最大値）を意味する。
【００８３】
また、実施例１〜９および比較例に係る透過型スクリーンにおいて、ピークゲインの値が１／２になるときの角度（αＨ（°））を求めた。αＨの値が大きい方が水平方向の視野角が広いと言える。
【００８４】
＜算術平均粗さ（Ｒａ）測定＞
実施例１〜７に係る透過型スクリーンの光拡散塗工層の凹凸面における算術平均粗さ（Ｒａ）を、それぞれ、形状測定レーザマイクロスコープ（型番：VK-8700/KEYENCE社製）を用いて測定した。
【００８５】
以下、結果を表１に示すとともに実施例１〜９および比較例に係る透過型スクリーンにおいて、ピークゲインと、ピークゲインの値が１／２になるときの角度（αＨ（°））との関係を図７に示した。
【表１】
2016061906.tif 000003
【００８６】
表１および図７に示されるように、実施例１〜９に係る透過型スクリーンは比較例に係る透過型スクリーンよりもαＨが大きかった。これにより、光拡散塗工層を設けた透過型スクリーンの方が、光拡散塗工層を設けていない透過型スクリーンよりも、水平方向の視野角特性が優れていることが確認された。また、アクリルビーズの添加量や粒径を変えたとしても、光拡散塗工層を設けた透過型スクリーンの方が、光拡散塗工層を設けていない透過型スクリーンよりも、水平方向の視野角特性が優れていることが確認された。
【００８７】
＜外観評価＞
実施例１〜９の透過型スクリーンにおいて、外観評価を行ったところ、実施例２および実施例３の透過型スクリーンにおいては、スクリーン端部に白化が観察された。これは、光拡散塗工層中の粒子が凝集したためであった。これに対し、実施例１、４〜９の透過型スクリーンにおいては、白化は確認されなかった。
【符号の説明】
【００８８】
１…観察者
１０…表示装置
２０…映像光源
３０…透過型スクリーン
３０ａ…入光面
３０ｂ…出光面
５０…積層板
５２…光制御層
５２ａ…単位光透過部
５２ｃ…単位光吸収部
５３…光拡散層
６０…光拡散塗工層
６０ａ…凹凸面
６１…粒子
６２…バインダ樹脂
【図１】
2016061906.tif 000004
【図２】
2016061906.tif 000005
【図３】
2016061906.tif 000006
【図４】
2016061906.tif 000007
【図５】
2016061906.tif 000008
【図６】
2016061906.tif 000009
【図７】
2016061906.tif 000010