JP2011215399A - Prism sheet, transmission type screen, and rear projection type display device - Google Patents
Prism sheet, transmission type screen, and rear projection type display device Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、入射側に単位プリズム形状が複数配列されたプリズムシート、及び、これを備えた透過型スクリーン、背面投射型表示装置に関するものである。 The present invention relates to a prism sheet in which a plurality of unit prism shapes are arranged on the incident side, a transmissive screen provided with the prism sheet, and a rear projection display device.
近年、透過型スクリーンの背面側から映像光を投射して映像を表示するリアプロジェクションテレビでは、映像光を投射する光源装置として、ＣＲＴ方式に変わり、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）方式や、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）方式の光源装置等の高輝度の単光源の光源装置が主に使用されるようになり、光源装置に用いられる光源もレーザー等のように従来に比べて高輝度のものが使用されるようになった。このような単光源を使用した場合に、表示される映像の輝度がちらつき、映像がぎらついて見える現象（以下、このような現象をシンチレーションという）が発生し易くなり、映像が見難くなるという問題があった。 In recent years, in rear projection televisions that project video light from the back side of a transmissive screen and display video, the light source device that projects video light is changed to the CRT system, instead of the LCD (Liquid Crystal Display) system or DMD (Digital). A high-luminance single light source device such as a micromirror device light source device is mainly used, and a light source used in the light source device has a higher luminance than a conventional one such as a laser. It became so. When such a single light source is used, the brightness of the displayed image flickers, and the phenomenon that the image appears to flicker (hereinafter referred to as scintillation) is likely to occur, making it difficult to view the image. was there.
このようなシンチレーションを改善するために、透過型スクリーンに用いられる各種光学シートに含まれる拡散材の量を増加させる等して拡散特性を大きくする手法が挙げられるが、透過型スクリーンに入射する光の利用効率が低下して映像が暗くなることや、映像がぼやける等の問題があった。 In order to improve such scintillation, there is a method of increasing the diffusion characteristics by increasing the amount of the diffusing material contained in various optical sheets used in the transmissive screen. There is a problem in that the use efficiency of the image quality decreases and the image becomes dark and the image becomes blurred.
特許文献１には、入射側にフレネルレンズ形状を有するフレネルレンズシートにおいて、二重像を低減するために、第３の層とレンズ層とが屈折率差を有し、その境界面に微細な凹凸形状が形成され、拡散形状となっている例が開示されている。
しかし、特許文献１には、シンチレーションの低減に関しては、なんら記載されていない。また、第３の層とレンズ層との境界面による拡散作用は、３６０°あらゆる角度へ光を拡散させるので、輝度が落ち、映像が暗くなるという問題がある。
In
However,
本発明の課題は、シンチレーションを低減でき、明るい映像を表示できるプリズムシート、及び、これを備えた透過型スクリーン、背面投射型表示装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a prism sheet that can reduce scintillation and display a bright image, a transmission screen including the prism sheet, and a rear projection display device.
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、光が入射する入射面（１１１ａ−１）と前記入射面から入射した光の少なくとも一部を全反射する全反射面（１１１ａ−２）とを備える凸形状の単位プリズム形状（１１１ａ）が、入射側にシート面に沿って複数配列されたプリズム層（１１１）を有するプリズムシートにおいて、前記プリズム層より出射側に、出射側に凸となる単位光学形状（１１５ａ）が複数配列されて形成された光学形状部（１１５）と、前記光学形状部より入射側に形成され、光を拡散する拡散材を含む光拡散層（１１２）と、を備え、シート面の法線方向から入射する光が、該プリズムシートに含まれる拡散材のみによって拡散されて出射する場合の出射角度に対する輝度の分布曲線において、拡散された光の輝度が最大輝度の１／１０となる角度をθとし、シート面の法線方向から入射する光が、前記光学形状部のみによって拡散されて出射する場合のシート面に対する出射角度に対する輝度の分布曲線において、極大値をとる出射角度をγとしたとき、｜γ｜≦｜θ｜という関係を満たすこと、を特徴とするプリズムシート（１１，２１，３１）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のプリズムシートにおいて、光透過性を有し、拡散材を含まない光透過層（１１３）を、前記光拡散層（１１２）より出射側に備えること、を特徴とするプリズムシート（１１，３１）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のプリズムシートにおいて、前記光拡散層（１１２）より出射側に、光透過性を有し、拡散材を含む第２の光拡散層（２１６）を備え、前記第２の光拡散層に含まれる拡散材の量は、前記光拡散層に含まれる拡散材の量の７ｗｔ％以下であること、を特徴とするプリズムシート（２１）である。
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the prism sheet according to the first aspect, the light transmitting layer (113) that has light transmittance and does not include a diffusing material is provided on the emission side from the light diffusing layer (112). Are prism sheets (11, 31).
According to a third aspect of the present invention, in the prism sheet according to the first or second aspect of the present invention, a second light diffusion layer having light transmission and including a diffusing material on the light exit side from the light diffusion layer (112). (216), and the amount of the diffusing material contained in the second light diffusing layer is 7 wt% or less of the amount of the diffusing material contained in the light diffusing layer. It is.
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のプリズムシートにおいて、前記光学形状部（１１５）は、該プリズムシートの最も出射側に形成されていること、を特徴とするプリズムシートである（１１，２１，３１）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のプリズムシートにおいて、前記単位光学形状（１１５ａ）は、シート面に直交する断面での断面形状が略三角形状であること、を特徴とするプリズムシート（１１，２１，３１）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のプリズムシートにおいて、前記単位光学形状（１１５ａ）は、使用状態においてシート面に沿って垂直方向に並べられていること、を特徴とするプリズムシート（１１，２１，３１）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のプリズムシートにおいて、前記単位光学形状（１１５ａ）の出射側先端部分には、出射側に凸となる曲面が形成されていること、を特徴とするプリズムシート（１１，２１，３１）である。
The invention according to
According to a fifth aspect of the present invention, in the prism sheet according to any one of the first to fourth aspects, the unit optical shape (115a) has a substantially triangular cross section in a cross section orthogonal to the sheet surface. It is a prism sheet (11, 21, 31) characterized by being.
According to a sixth aspect of the present invention, in the prism sheet according to any one of the first to fifth aspects, the unit optical shapes (115a) are arranged in a vertical direction along the sheet surface in a use state. It is a prism sheet (11, 21, 31) characterized by being.
The invention according to
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のプリズムシート（１１，２１，３１）と、光を拡散する作用を有する拡散光学シート（１２）と、を備える透過型スクリーン（１０）である。
請求項９の発明は、請求項８に記載の透過型スクリーン（１０）と、前記透過型スクリーンに映像光を投射する光源（２０）と、を備える背面投射型表示装置（１）である。
The invention according to
A ninth aspect of the invention is a rear projection display device (1) comprising the transmissive screen (10) according to the eighth aspect and a light source (20) for projecting image light onto the transmissive screen.
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明によるプリズムシートは、プリズム層より出射側に、出射側に凸となる単位光学形状が複数配列されて形成された光学形状部と、光学形状部より入射側に形成され、光を拡散する拡散材を含む光拡散層とを備えるので、映像の解像度を落とすことなく、シンチレーションを低減でき、明るい映像を表示できる。
また、プリズムシートは、｜γ｜≦｜θ｜という関係を満たすので、光学形状部による光の拡散効果と、プリズムシート全体に含まれる拡散材による光の拡散効果（即ち、光学形状部等のレンズ要素を除いた拡散効果）とによって、シンチレーションをより効果的に低減できる。
さらに、従来のプリズムシートを光学形状部を有する別体のレンズシートと組み合わせて使用した場合に、温度や湿度等の環境の変化によって従来のプリズムシートと、光学形状部を有するレンズシートとの間に浮き等が発生する場合があるが、本発明によれば、プリズムシートに光学形状部が形成されて一体となっているので、浮き等が発生せず、耐環境性を向上させることができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The prism sheet according to the present invention is formed on the exit side from the prism layer, an optical shape portion formed by arranging a plurality of unit optical shapes convex on the exit side, and formed on the incident side from the optical shape portion. And a light diffusion layer including a diffusing material for diffusing the light, the scintillation can be reduced and a bright image can be displayed without reducing the resolution of the image.
Further, since the prism sheet satisfies the relationship | γ | ≦ | θ |, the light diffusing effect by the optical shape portion and the light diffusing effect by the diffusing material included in the entire prism sheet (that is, the optical shape portion, etc. The scintillation can be more effectively reduced by the diffusion effect excluding the lens element.
Furthermore, when a conventional prism sheet is used in combination with a separate lens sheet having an optical shape portion, the conventional prism sheet and the lens sheet having an optical shape portion are changed due to environmental changes such as temperature and humidity. However, according to the present invention, the optical shape portion is formed on the prism sheet so as to be integrated, so that the float does not occur and the environment resistance can be improved. .
（２）光透過性を有し、拡散材を含まない光透過層を備えるので、拡散材を含む光拡散層と光透過層とを組み合わせることにより、プリズムシート全体としてみたときに、拡散材を局在化させることができ、映像の解像度が低下することを防止できる。また、光拡散層は、光透過層より入射側に設けられているので、光を拡散する効果を高めることができる。 (2) Since it has a light transmissive layer that does not contain a diffusing material, it has a light transmissive property, and when combined with a light diffusing layer containing a diffusing material and a light transmissive layer, Localization can be performed, and a reduction in image resolution can be prevented. Further, since the light diffusion layer is provided on the incident side from the light transmission layer, the effect of diffusing light can be enhanced.
（３）光拡散層より出射側に、光透過性を有し、拡散材を含む第２の光拡散層を備えるので、プリズムシートの製造工程において、例えば、光拡散層と第２の光拡散層、光拡散層と光透過層等を２層押し出し成形等で作製し、所定のサイズに裁断する際に生じる加工残材等を、第２の光拡散層の材料として再利用することができ、生産コストを抑え、資源を有効活用することができる。また、第２の光拡散層に含まれる拡散材の量は、光拡散層に含まれる拡散材の量の７ｗｔ％以下であるので、第２の光拡散層が含有する拡散材によって解像度の低下を招くことなく、シンチレーションを改善することができる。 (3) Since the second light diffusion layer having light transmittance and including a diffusing material is provided on the light exit side from the light diffusion layer, in the prism sheet manufacturing process, for example, the light diffusion layer and the second light diffusion Layer, light diffusing layer and light transmissive layer, etc. are produced by two-layer extrusion molding, etc., and processing residual material, etc. generated when cutting into a predetermined size can be reused as the material of the second light diffusing layer Reduce production costs and make effective use of resources. Further, since the amount of the diffusing material contained in the second light diffusing layer is 7 wt% or less of the amount of the diffusing material contained in the light diffusing layer, the resolution is lowered by the diffusing material contained in the second light diffusing layer. Scintillation can be improved without incurring
（４）光学形状部は、該プリズムシートの最も出射側に形成されているので、映像の解像度を低下させることなく、シンチレーションを低減させる効果をより高めることができる。 (4) Since the optical shape portion is formed on the most exit side of the prism sheet, the effect of reducing scintillation can be further enhanced without reducing the resolution of the image.
（５）単位光学形状は、シート面に直交する断面での断面形状が略三角形状であるので、入射する光を所定の２つの方向へ拡散することができる。 (5) Since the unit optical shape is substantially triangular in cross section perpendicular to the sheet surface, incident light can be diffused in two predetermined directions.
（６）単位光学形状は、使用状態においてシート面に沿って垂直方向に並べられているので、垂直方向への拡散作用が得られる。通常、プリズムシートを透過型スクリーンに用いる場合、使用状態の水平方向への拡散作用を有する拡散光学シートを、プリズムシートと組み合わせて使用する場合が多い。従って、そのような場合に、単位光学形状（即ち、光学形状部）によって垂直方向へ光を拡散させることにより、より効果的にシンチレーションを低減できる。 (6) Since the unit optical shapes are arranged in the vertical direction along the sheet surface in the used state, a diffusion action in the vertical direction is obtained. Usually, when a prism sheet is used for a transmissive screen, a diffusion optical sheet having a diffusion action in the horizontal direction in use is often used in combination with the prism sheet. Therefore, in such a case, scintillation can be more effectively reduced by diffusing light in the vertical direction by the unit optical shape (that is, the optical shape portion).
（７）単位光学形状の出射側先端部分には、出射側に凸となる曲面が形成されているので、他の光学シートをプリズムシートの出射側に重ねて配置した場合に、他の光学シートを傷つけることを防止できる。また、押し出し成形により、容易に成形できる。 (7) Since a curved surface that is convex on the exit side is formed at the exit end portion of the unit optical shape, when another optical sheet is placed on the exit side of the prism sheet, the other optical sheet Can be prevented. Moreover, it can shape | mold easily by extrusion molding.
（８）本発明によるプリズムシートと、光を拡散する作用を有する拡散光学シートとを備える透過型スクリーンであるので、シンチレーションを低減しつつ、明るい映像を表示できる。 (8) Since the transmissive screen includes the prism sheet according to the present invention and a diffusing optical sheet having a function of diffusing light, a bright image can be displayed while reducing scintillation.
（９）本発明による透過型スクリーンと、その透過型スクリーンに映像光を投射する光源とを備える背面投射型表示装置であるので、シンチレーションを低減しつつ、明るい映像を表示できる。また、プリズム層により、大きな入射角度で光が入射した場合にも、スクリーン面の略法線方向へ出射できるので、背面投射型表示装置の奥行きを狭くし、薄型の背面投射型表示装置とすることができる。 (9) Since the rear projection display device includes the transmission screen according to the present invention and a light source that projects image light onto the transmission screen, a bright image can be displayed while reducing scintillation. In addition, the prism layer can emit light in a substantially normal direction of the screen surface even when light is incident at a large incident angle. Therefore, the depth of the rear projection display device is reduced, and a thin rear projection display device is obtained. be able to.
以下、図面等を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。また、各実施形態において、材料や形状、寸法の数値等の例を挙げて説明するが、それに限定されるものではなく、適宜最適なものを選択可能である。
さらに、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding. In each embodiment, examples of materials, shapes, numerical values of dimensions, and the like will be described. However, the present invention is not limited thereto, and an optimal one can be selected as appropriate.
Furthermore, although the terms “plate”, “sheet”, “film” and the like are used, these are generally used in the order of “thickness”, “plate”, “sheet”, and “film”. I am using it. However, since there is no technical meaning in such proper use, the description in the claims is used in the unified description of the sheet. Accordingly, the terms “sheet”, “plate”, and “film” can be appropriately replaced. For example, the optical sheet may be an optical film or an optical plate.
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のリアプロジェクションテレビを示す図である。
本実施形態のリアプロジェクションテレビ１は、透過型スクリーン１０，光源部２０，ミラー部３０等を備える背面投射型表示装置である。透過型スクリーン１０の背面側に配置された光源部２０から投射された映像光Ｌは、ミラー部３０を介して透過型スクリーン１０へ拡大投影される。本実施形態のリアプロジェクションテレビ１は、ＤＭＤ方式の光源装置を光源部２０に用いている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a rear projection television according to the first embodiment.
The
図２は、第１実施形態の透過型スクリーンを示す図である。理解を容易にするために、図２中に破線で示す光源部２０は、ミラー部３０等で映像光を反射させないで透過型スクリーン１０に映像光を投射する場合の仮想の光源部の位置に示している。
図２を含め、以下に示す各図において矢印で示される垂直方向，水平方向、及び、本明細書中に記載する垂直方向，水平方向とは、特に断りがない場合、それぞれ、本実施形態の透過型スクリーン１０及び後述するプリズムシート１１の使用状態における垂直方向（画面上下方向、即ち、鉛直方向），水平方向（画面左右方向）を意味している。
本実施形態の透過型スクリーン１０は、プリズムシート１１とレンチキュラーレンズシート１２とを組み合わせて１枚のスクリーンとして用いている。
本実施形態のプリズムシート１１は、レンチキュラーレンズシート１２より映像光Ｌの入射側（光源側）に設けられている。プリズムシート１１の詳細な形状については後述する。
FIG. 2 is a diagram illustrating the transmission screen according to the first embodiment. In order to facilitate understanding, the
The vertical direction and horizontal direction indicated by arrows in the following drawings including FIG. 2 and the vertical direction and horizontal direction described in the present specification are the same as in the present embodiment unless otherwise specified. It means the vertical direction (up and down direction of the screen, that is, the vertical direction) and the horizontal direction (left and right direction of the screen) in the usage state of the
The
The
レンチキュラーレンズシート１２は、プリズムシート１１より映像光Ｌの出射側（観察面側）に設けられ、光を拡散する作用を有する拡散光学シートである。本実施形態のレンチキュラーレンズシート１２は、レンズ層１２１，光吸収部１２２，支持層１２３を備えている。
レンズ層１２１は、その入射側に単位レンズ１２１ａが複数配列されて形成されている。単位レンズ１２１ａは、略楕円柱形状の一部形状であり、光源側に突出しており、その長手方向が透過型スクリーン１０の垂直方向に一致するように、支持層１２３の光源側に水平方向に複数配列されている。
光吸収部１２２は、レンズ層１２１の観察面側の映像光が透過しない領域に、透過型スクリーン１０の垂直方向に延在して所定の間隔で縞状に形成されている。
支持層１２３は、レンズ層１２１を支持する基材となる層であり、本実施形態では、ＭＳ（メチルメタクリレート・スチレン）樹脂を用いたシート状の部材を用いている。なお、支持層２３用いられる樹脂としては、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン）等の他の熱可塑性樹脂を用いてもよい。
The
The
The
The
図３は、第１実施形態のプリズムシート１１の断面図である。
図３では、プリズムシート１１のシート面の法線方向に垂直であり、使用状態の垂直方向に平行な断面を示している。ここで、シート面とは、各シートにおいて、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであり、本明細書中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。例えば、プリズムシート１１において、シート面は、プリズムシート１１全体として見たときにおける、プリズムシート１１の平面方向となる面である。
プリズムシート１１は、光源側から順に、プリズム層１１１，樹脂層１１４，光学形状部１１５等を備えている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
FIG. 3 shows a cross section that is perpendicular to the normal direction of the sheet surface of the
The
プリズム層１１１は、プリズムシート１１の最も光源側（入射側）に設けられた層であり、その光源側に単位プリズム１１１ａが複数配列されている。
本実施形態のプリズム層１１１は、樹脂層１１４の後述する光拡散層１１２の表面に、紫外線硬化型樹脂により形成されている。なお、このプリズム層１１１は、光硬化型樹脂や、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。
図４は、プリズム層１１１の断面を拡大した図である。図４では、プリズムシート１１のシート面に垂直であって、単位プリズム１１１ａの配列方向に平行な断面の一部を拡大して示している。
単位プリズム１１１ａは、映像光Ｌが入射する入射面１１１ａ−１と、入射面１１１ａ−１から入射した光の少なくとも一部を全反射する全反射面１１１ａ−２とを有し、光源側（入射側）に凸となっている。
単位プリズム１１１ａは、図２に示すように、プリズムシートの外部に位置する点Ｐを中心として、同心円状に配列されている。この点Ｐは、プリズムシート１１のシート面の延長上であって、プリズムシート１１の使用状態における水平方向の幅の中央を通り、垂直方向に延びる直線上に在る。点Ｐは、本実施形態では、プリズムシート１１の下方に位置しており、ミラー部３０等を用いないで映像光を投射した場合の光源部２０の仮想の位置は、この点Ｐを通りシート面の法線方向に延びる直線上に位置する。
The
The
FIG. 4 is an enlarged view of the cross section of the
The
As shown in FIG. 2, the
なお、図３及び図４では、同一形状の単位プリズム１１１ａが配列されている様子を示しているが、実際には、配列方向に沿って単位プリズム形状の断面形状は変化している。
本実施形態のプリズム層１１では、各単位プリズム１１１ａの入射面１１１ａ−１と全反射面１１１ａ−２とがなす頂角（図４に示す角度ａ）は、同心円の中心となる点Ｐに近い側に比べて遠い側の方が大きくなるように連続的に変化し、全反射面１１１ａ−２と光拡散層１１２の側の出射側の面に平行な面とがなす角度（図４に示す角度ｂ）が、点Ｐに近い側に比べて遠い側の方が小さくなるように連続的に変化している。
なお、これに限らず、単位プリズム１１１ａの頂角ａを一定とし、角度ｂのみを変化させてもよいし、点Ｐからの距離にかかわらず単位プリズム１１１ａの形状を一定としてもよい。
3 and 4 show a state in which the
In the
Not limited to this, the apex angle a of the
図３に戻り、樹脂層１１４は、プリズム層１１１の観察面側（出射側）に設けられた層であり、プリズム層１１１及び光学形状部１１５を形成する基材（ベース）となる層である。この樹脂層１１４は、プリズム層１１１側（光源側）に設けられた光拡散層１１２と、光学形状部１１５側（観察面側）に設けられた光透過層１１３とを有している。
光拡散層１１２は、拡散材を略均一に混練した光透過性を有する樹脂により形成された層であり、その光源側（入射側）にプリズム層１１１が一体に形成されている。本実施形態の光拡散層１１２は、拡散材を含有する屈折率１．５４５のＭＳ樹脂により形成されている。なお、拡散材は、ＭＳ樹脂製の粒径約１２μｍの微小ビーズであり、屈折率１．５５２である。
光透過層１１３は、光透過性を有する樹脂により形成された層であり、拡散材等を含有していない。また、光透過層１１３の観察面側（光拡散層１１２とは反対側）の表面には、光学形状部１１５が形成されている。本実施形態の光透過層１１３は、ＭＳ樹脂により形成されている。
Returning to FIG. 3, the
The
The
この光拡散層１１２及び光透過層１１３は、拡散材を含有するＭＳ樹脂と拡散材を含有しないＭＳ樹脂とを、２層押し出し成形することにより形成されており、光透過性を有する樹脂は、同一のものを用いている。
なお、光拡散層１１２及び光透過層１１３に用いられる光透過性を有する樹脂としては、ＭＢＳ樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂等の他の熱可塑性樹脂を用いてもよい。また、光拡散層１１２と光透過層１１３とは、異なる樹脂を用いてもよい。さらに、拡散材としては、アクリル樹脂、ＡＳ（アクリル・スチレン）樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂、ＰＳ（ポリスチレン）樹脂等を用いて形成されたビーズ等を用いてもよい。
The
Note that as the light-transmitting resin used for the
光学形状部１１５は、単位光学形状１１５ａが複数配列された部分であり、樹脂層１１４（光透過層１１３）の観察面側（出射側）の面に形成されている。単位光学形状１１５ａは、プリズムシート１１の垂直方向に平行であってシート面の法線方向に平行な断面での断面形状が略三角形状であり、観察面側（出射側）に凸となっている。本実施形態では、単位光学形状１１５ａの断面形状は、略二等辺三角形状であり、単位光学形状１１５ａの斜面は、シート面に対して角度αをなしている。また、単位光学形状１１５ａの観察面側（出射側）の先端部分には、観察面側に凸となるような曲面が形成され、各単位光学形状１１５ａ間は、観察面側に凹となる曲面が形成され、単位光学形状１１５ａ間が滑らかに繋げられている（図５参照）。この光学形状部１１５は、樹脂層１１４（光透過層１１３）の観察面側の面に、紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂により形成されている。本実施形態の光学形状部１１５は、紫外線硬化型樹脂であるウレタンアクリレート系樹脂を用いている。
本実施形態のレンチキュラーレンズシート１２は、光を水平方向へ拡散する作用を有しているので、水平方向におけるシンチレーションは、レンチキュラーレンズシート１２によって低減される。従って、光を垂直方向に拡散することにより、シンチレーション低減の効果をさらに高めるため、単位光学形状１１５ａは、シート面に沿って垂直方向に配列されている。
The
Since the
ここで、光学形状部１１５を形成する単位光学形状１１５ａの形状について詳しく説明する。
図５は、単位光学形状１１５ａの断面の拡大図である。なお、図５では、単位光学形状１１５ａの形状による光の拡散の様子を説明するために、光拡散層１１２に含まれる拡散材は考慮しないものとする。
プリズムシート１１に入射した光は、プリズム層１１１の単位プリズム１１１ａによってシート面の法線方向に略平行な光（以下、平行入射光と呼ぶ）Ｌ１となって、光拡散層１１２へ入射する。光拡散層１１２に含まれる拡散材による光の拡散作用を考えない場合、図５に示すように、平行入射光Ｌ１は、単位光学形状１１５ａに入射角度αで入射し、光学形状部１１５の屈折率ｎ１と、空気の屈折率ｎ２（ｎ２＝１．０）との比に応じて屈折し、空気中へ単位光学形状１１５ａの斜面に対して出射角度βで出射する。即ち、プリズムシート１１全体として見たとき、平行入射光Ｌ１は、シート面対して出射角度γで出射している。なお、図５中に示す破線Ｓは、シート面に平行な仮想平面を示している。
このとき、各角度α，β，γには、以下に示すような関係を満たしている。
β＝ｓｉｎ−１（（ｎ１／ｎ２）×ｓｉｎα）
＝ｓｉｎ−１（（ｎ１）×ｓｉｎα） ・・・（式１）
γ＝β−α ・・・（式２）
なお、樹脂層１１４の光拡散層１１２及び光透過層１１３の基材となる光透過性を有する樹脂の屈折率は、光学形状部１１５の紫外線硬化型樹脂の屈折率と略等しい又は屈折率差の小さいものであることが好ましい。
Here, the shape of the unit
FIG. 5 is an enlarged view of a cross section of the unit
The light incident on the
At this time, the angles α, β, and γ satisfy the following relationship.
β = sin −1 ((n1 / n2) × sin α)
= Sin −1 ((n1) × sin α) (Formula 1)
γ = β−α (Formula 2)
The refractive index of the light-transmitting resin used as the base material for the
本実施形態において、プリズムシート１１に入射した光は、拡散材による拡散作用（光学形状部１１５を除いた拡散要素、即ち、光拡散層１１２全体に含まれる拡散材による拡散作用）と、単位光学形状１１５ａ（光学形状部１１５）による拡散（偏向）作用とを受けて、プリズムシート１１から出射する。
従って、この２種類の作用をどのように組み合わせるかによって、プリズムシート１１によりシンチレーション低減効果や正面輝度向上効果が変化する。以下、この点について説明する。
In this embodiment, the light incident on the
Therefore, the scintillation reduction effect and the front luminance improvement effect are changed by the
図６は、拡散材及び光学形状部１１５による拡散の様子を示す図である。図６及び以下に示す図７，図８では、縦軸は相対輝度を示し、横軸は出射角度を示しており、横軸の正方向は、垂直方向上側、負の方向は、垂直方向下側を示している。なお、図６及び以下に示す図７，図８では、理解を容易にするために、拡散材のみによって拡散されて出射した光の輝度の最大値を１（基準値）として相対輝度を示している。
単位光学形状１１５ａによる拡散（偏向）作用のみでは、上述したように、（式１），（式２）から得られるシート面に対する出射角度γ（図５及び図６中に示したγ参照）で光が出射する。そのため、光学形状部１１５は、シート面に対する出射角度＋γ，−γに集中して光を出射するという拡散特性を示し、出射する光の輝度分布曲線は、出射角度＋γ，−γで極大値をとる。
FIG. 6 is a diagram showing a state of diffusion by the diffusing material and the
With only the diffusion (deflection) action by the unit
一方、光学形状部１１５が形成されておらず、光拡散層１１２及び光透過層１１３を透過して空気中へ出射した場合、平行入射光Ｌ１は、拡散材のみによって拡散され、垂直方向における角度による輝度分布は、図６中に、一点鎖線で示されるように、出射角度０°で極大値をとる曲線となる。図６及び以下に示す図７，図８に示す角度±θは、拡散材のみによって拡散されて出射した光の輝度が、最大値の１／１０となる角度（１／１０角）である。
このような拡散特性を有する光学形状部１１５（単位光学形状１１５ａ）と拡散材（光拡散層１１２）とを組み合わせた場合の光の拡散特性は、図６中に実線で示されるような曲線となる。なお、図６に示した出射角度γは、γ＝３θ／４であり、γ＜θ（｜γ｜＜｜θ｜）である。
図７は、γ＝θであるときの拡散材及び光学形状部１１５による拡散の様子を示す図である。図７中の一点鎖線で示される曲線は、拡散材のみによる拡散特性を示し、実線で示される曲線は、出射角度γ＝θ（｜γ｜＝｜θ｜）であるときの光学形状部１１５と拡散材とによる拡散特性を示している。
On the other hand, when the
The light diffusion characteristics when the optical shape portion 115 (unit
FIG. 7 is a diagram illustrating a state of diffusion by the diffusing material and the
図６，図７に示すように、シート面に対する出射角度γの値が大きくなると、光学形状部１１５と拡散材とによって拡散された光の輝度の極大値となる出射角度（±γに一致）は、シート面の法線方向から離れる。
そのため、光学形状部１１５を形成することにより、シンチレーション低減の効果は得られるが、プリズムシートの正面（シート面の法線方向）での輝度が、周辺部の輝度に比べて極端に低下して映像が暗くなり、透過型スクリーンの正面方向での明るさの不均一性が強調されてしまう。従って、本発明のプリズムシート１１では、γ≦θ（即ち、｜γ｜≦｜θ｜）を満たす光学形状部１１５（単位光学形状１１５ａ）とすることにより、正面方向における輝度の低下を補っている。
一方、γ＞θ（即ち、｜γ｜＞｜θ｜）であるプリズムシートでは、光学形状部１１５による光の拡散効果によって生じる正面方向での輝度の低下を、拡散材による光の拡散効果によって補いきれず、正面方向での輝度の低下が大きく、明るさの不均一性が問題となる。
これらの理由から、本実施形態では、単位光学形状１１５ａによる拡散（偏向）作用によって得られるシート面に対する光の出射角度γは、１／１０角θに対して、γ≦θ、即ち、｜γ｜≦｜θ｜を満たすものとした。
As shown in FIGS. 6 and 7, when the value of the emission angle γ with respect to the sheet surface increases, the emission angle (corresponding to ± γ) becomes the maximum value of the luminance of the light diffused by the
Therefore, although the effect of scintillation reduction can be obtained by forming the
On the other hand, in the prism sheet where γ> θ (that is, | γ |> | θ |), the decrease in luminance in the front direction caused by the light diffusion effect by the
For these reasons, in the present embodiment, the light emission angle γ with respect to the sheet surface obtained by the diffusion (deflection) action by the unit
この角度γ及び１／１０角θに関しては、以下のような方法で求めることができる。
角度γに関しては、角度γを求めたい試料（光学形状部が形成されたプリズムシート）の垂直方向での拡散特性を測定する。試料の拡散特性の曲線が、０°以外に極大値をとる場合は、その角度を光学形状部（単位光学形状）の拡散（偏向）作用による出射角度γとすることができる。
また、測定した試料の拡散特性の曲線が、明確な極大値を取らない場合等では、試料の単位光学形状１１５ａの断面を実際に測定する等してその形状を調べ、屈折率が略等しい材料で同様の光学形状部を作製して、拡散特性を測定するか、測定した単位光学形状から計算によって角度γを求めることができる。
一方、１／１０角θに関しては、１／１０角θを求めたい試料の光学形状部（単位光学形状）を、切削する等により除去して平面を形成し、その拡散特性を測定する。このようにして得られた拡散特性の曲線から、輝度が最大値の１／１０となる角度を求めれば、１／１０角θが得られる。
The angle γ and the 1/10 angle θ can be obtained by the following method.
Regarding the angle γ, the diffusion characteristic in the vertical direction of the sample (the prism sheet on which the optical shape portion is formed) for which the angle γ is desired is measured. When the curve of the diffusion characteristic of the sample takes a maximum value other than 0 °, the angle can be set as the emission angle γ by the diffusion (deflection) action of the optical shape portion (unit optical shape).
In addition, when the measured diffusion characteristic curve of the sample does not take a clear maximum value, the shape of the unit
On the other hand, with respect to the 1/10 angle θ, the optical shape portion (unit optical shape) of the sample for which the 1/10 angle θ is to be obtained is removed by cutting or the like to form a plane, and the diffusion characteristics are measured. If the angle at which the luminance becomes 1/10 of the maximum value is obtained from the thus obtained diffusion characteristic curve, the 1/10 angle θ is obtained.
本実施形態の光学形状部１１５は、単位光学形状１１５ａが垂直方向に複数並べて配置され、単位光学形状１１５ａは、断面形状が略三角形状（略二等辺三角形状）であり、頂部等の曲面部分を除いて斜面に対する出射角度βは一定であるから、シート面に対する出射角度γも一定である。従って、光学形状部１１５の輝度分布曲線は、出射角度γで極大値をとる。そして、この出射角度γは、１／１０角である角度θよりも小さい。従って、本実施形態の光学形状部１１５は、正面輝度の向上及びシンチレーション低減に好ましい条件を満たしている。
In the
次に、単位光学形状１１５ａが並べられるピッチｐ（図５参照）は、０．１ｍｍ以下であることがモアレ防止の観点から好ましい。
これは、光源部２０から投射された映像光がプリズムシート１１に入射する時点での画素の大きさと、単位光学形状１１５ａのピッチｐとの大きさが近しいとモアレが発生し易いためである。一般的には、単位光学形状１１５ａのピッチｐが画素ピッチの１／５以下であればモアレは発生しない。
従って、本実施形態では、光源部２０から投射される映像光の画素ピッチが約０．６ｍｍであるので、単位光学形状１１５ａのピッチｐは、０．１ｍｍ以下とする。これにより、モアレを効果的に防止できる。
Next, the pitch p (see FIG. 5) at which the unit
This is because moire is likely to occur if the pixel size at the time when the image light projected from the
Therefore, in this embodiment, since the pixel pitch of the image light projected from the
本実施形態のプリズムシート１１は、例えば、以下のような製造方法によって作製できる。
プリズムシート１１は、まず、拡散材を含有する光透過性を有する樹脂（本実施形態では、拡散材としてＭＳ樹脂製の微小ビーズを含有するＭＳ樹脂）と拡散材を含有しない光透過性を有する樹脂（本実施形態では、ＭＳ樹脂）とを用意し、光拡散層１１２と光透過部１１３とが積層された樹脂層１１４を２層押し出し成形によって形成し、樹脂層１１４の光拡散層１１２側の面（背面側となる面）に電離放射線硬化型樹脂（本実施形態では、紫外線硬化型樹脂）により、光学形状部１１５を形成し、所定の大きさに断裁（一次断裁）する。その後、樹脂層１１４の光透過層１１３側の面に電離放射線硬化型樹脂（本実施形態では、紫外線硬化型樹脂）によりプリズム層１１１を形成し、さらに所定の大きさに断裁（最終断裁）し、プリズムシート１１が完成する。
The
First, the
ここで、本実施形態のプリズムシートとして具体例１〜３までのプリズムシートと、比較対象として比較例１，２のプリズムシートとを用意し、レンチキュラーレンズシート１２と組み合わせて実際に透過型スクリーンとし、リアプロジェクションテレビ１に用いて、表示される映像を観察して比較した。
まず、具体例１〜３までのプリズムシートについて説明する。
具体例１〜３までのプリズムシートは、略同様の形態であり、１／１０角θ＝６．９°であり、単位光学形状１１５ａの配列ピッチｐが０．１ｍｍであるが、単位光学形状１１２ａの斜面がシート面となす角度（即ち、単位光学形状１１５ａへの入射角度）α、光学形状部１１５を形成する紫外線硬化型樹脂の屈折率ｎ１、出射角度γ等が互いに異なる。
Here, the prism sheets of specific examples 1 to 3 are prepared as the prism sheet of the present embodiment, and the prism sheets of comparative examples 1 and 2 are prepared as comparison objects, and are combined with the
First, the prism sheets of specific examples 1 to 3 will be described.
The prism sheets of specific examples 1 to 3 have substantially the same form, 1/10 angle θ = 6.9 °, and the arrangement pitch p of the unit
具体例１のプリズムシートは、入射角度α＝１０°、屈折率ｎ１＝１．５２であり、（式１）及び（式２）より、出射角度γ＝５．３°である。
同様に、具体例２のプリズムシートは、入射角度α＝１２°、屈折率ｎ１＝１．５２であり、出射角度γ＝６．４°である。
具体例３のプリズムシートは、入射角度α＝１０°、屈折率ｎ１＝１．５５であり、出射角度γ＝５．６°である。
上述のように、具体例１〜３のプリズムシートは、いずれも、γ≦θ（即ち、｜γ｜≦｜θ｜）を満たしている。
The prism sheet of Example 1 has an incident angle α = 10 ° and a refractive index n1 = 1.52. From (Equation 1) and (Equation 2), the emission angle γ = 5.3 °.
Similarly, the prism sheet of the specific example 2 has an incident angle α = 12 °, a refractive index n1 = 1.52, and an output angle γ = 6.4 °.
The prism sheet of Example 3 has an incident angle α = 10 °, a refractive index n1 = 1.55, and an output angle γ = 5.6 °.
As described above, all of the prism sheets of specific examples 1 to 3 satisfy γ ≦ θ (that is, | γ | ≦ | θ |).
図８は、具体例１のプリズムシートでの光の拡散の様子を示す図である。図８中に一点鎖線で示される曲線は、拡散材のみによる拡散特性を示し、実線で示される曲線は、具体例１における光学形状部１１５を備える樹脂層１１４にプリズム層１１１を透過した平行入射光Ｌ１した場合の拡散特性、即ち、光学形状部１１５と拡散材とを組み合わせた拡散特性を示している。
具体例１のプリズムシートは、上述のようにシート面に対する出射角度γ＝５．３°であり、１／１０角θ＝６．９°である。図８に示すように、具体例１のプリズムシートでは、正面方向（シート面の法線方向）での輝度を保ちつつ、光を拡散させている。従って、具体例１のプリズムシートを用いることにより、明るく、かつ、その明るさの均一な表示が可能となり、良好な映像を表示できる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state of light diffusion on the prism sheet of the first specific example. The curve indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 8 indicates the diffusion characteristics by only the diffusing material, and the curve indicated by the solid line indicates the parallel incidence that is transmitted through the
The prism sheet of the specific example 1 has an emission angle γ = 5.3 ° with respect to the sheet surface as described above, and a 1/10 angle θ = 6.9 °. As shown in FIG. 8, in the prism sheet of Example 1, light is diffused while maintaining the luminance in the front direction (the normal direction of the sheet surface). Therefore, by using the prism sheet of Example 1, it is possible to display bright and uniform brightness and display a good image.
次に、比較例１及び比較例２のプリズムシートについて説明する。
比較例１のプリズムシートは、光学形状部１１５を有していない点以外は、本実施形態と略同様の形態である。
比較例２のプリズムシートは、本実施形態のプリズムシートと略同様の形態であり、単位光学形状１１５ａの斜面がシート面となす角度（即ち、単位光学形状１１５ａへの入射角度）α＝１５°、１／１０角θ＝６．９°である。この比較例２のプリズムシートは、光学形状部１１５を形成する紫外線硬化型樹脂の屈折率ｎ１＝１．５２であり、（式１）及び（式２）より、出射角度γ＝８．２°である。従って、比較例２のプリズムシートは、γ＞θであり、γ≦θ（即ち、｜γ｜≦｜θ｜）を満たしていない。
Next, the prism sheets of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 will be described.
The prism sheet of Comparative Example 1 has a configuration that is substantially the same as that of the present embodiment, except that the
The prism sheet of Comparative Example 2 has substantially the same form as the prism sheet of the present embodiment, and the angle formed by the slope of the unit
上述した各具体例及び各比較例のプリズムシートを、レンチキュラーレンズシート１２と組み合わせ、１枚の透過型スクリーンとしてリアプロジェクションテレビ１に用いて実際に映像光を投射し、透過型スクリーンに表示される映像のシンチレーションの発生の有無、ゲイン、透過率等を調べた。
使用したレンチキュラーレンズシート１２の単位レンズ１２１ａのピッチは、０．１４４ｍｍであり、また、透過型スクリーンの画面サイズは５０インチ、映像光の投射距離は約８００ｍｍである。
ここで、ゲインとは、透過型スクリーンの背面側から光を入射させたとき、透過型スクリーンに光が入射する入射面（透過型スクリーンの背面）での照度と、透過型スクリーンから出射する光の輝度を、シート面の法線方向となす角度ごとに測定し、以下に示す（式３）より求めた値である。
Ｇ＝π×Ａ／Ｉ ・・・（式３）
なお、（式３）において、ゲインをＧ、円周率をπ、輝度をＡ（ｃｄ／ｍ２）、照度をＩ（ｌｘ）で示している。測定したゲインは、透過型スクリーンの中心におけるスクリーン面の法線方向（透過型スクリーンの正面方向）から観察した場合のゲインである。
また、測定した透過率は、フレネルレンズ形状の中心における光の透過率である。
The prism sheet of each of the specific examples and the comparative examples described above is combined with the
The pitch of the
Here, the gain refers to the illuminance at the incident surface (the back of the transmissive screen) where light enters the transmissive screen and the light emitted from the transmissive screen when light is incident from the rear side of the transmissive screen. Is a value obtained from (Equation 3) shown below, measured for each angle formed with the normal direction of the sheet surface.
G = π × A / I (Formula 3)
In (Expression 3), the gain is indicated by G, the circumference is π, the luminance is A (cd / m 2), and the illuminance is I (lx). The measured gain is a gain when observed from the normal direction of the screen surface at the center of the transmissive screen (front direction of the transmissive screen).
The measured transmittance is the transmittance of light at the center of the Fresnel lens shape.
表１は、各具体例及び各比較例のフレネルレンズシートを用いた透過型表示装置のシンチレーションの発生の有無等を示した結果である。
具体例１から具体例３までと比較例１とを比較して、光学形状部１１５が形成されていない比較例１のプリズムシートを用いた透過型表示装置ではシンチレーションが発生したが、光学形状部１１５が形成されている具体例１から具体例３のプリズムシートを用いた透過型表示装置では、シンチレーションの発生が抑えられていた。
よって、光学形状部１１５は、シンチレーションの低減に効果的である。
Table 1 shows the results of the presence or absence of occurrence of scintillation in the transmissive display device using the Fresnel lens sheets of each specific example and each comparative example.
By comparing the specific example 1 to the specific example 3 with the comparative example 1, the scintillation occurred in the transmission type display device using the prism sheet of the comparative example 1 in which the
Therefore, the
また、具体例１から具体例３までと比較例２とを比較して、θ＜γ（即ち、｜γ｜＞｜θ｜）である比較例２のプリズムシートを用いた透過型表示装置では、シンチレーションの改善は見られるものの、スクリーンの正面方向でのゲイン（輝度）が低下し、スクリーンの正面方向に対して所定の角度を有した方向でゲインが最大となり、画面全体の明るさの均一性が損なわれていた。しかし、γ≦θ（即ち、｜γ｜≦｜θ｜）を満たす具体例１から具体例３のプリズムシートを用いた透過型表示装置では、シンチレーションは改善されており、スクリーンの正面方向でのゲイン（輝度）も高く、画面の明るさは均一であった。
よって、光学形状部１１５を有し、γ≦θ（即ち、｜γ｜≦｜θ｜）を満たすプリズムシートを用いることが、スクリーンの正面方向での輝度を維持し、画面の明るさを均一に保つことに効果的である。
Further, when the specific example 1 to the specific example 3 are compared with the comparative example 2, the transmission type display device using the prism sheet of the comparative example 2 where θ <γ (that is, | γ |> | θ |). Although the scintillation is improved, the gain (luminance) in the front direction of the screen is reduced, the gain is maximized in a direction having a predetermined angle with respect to the front direction of the screen, and the brightness of the entire screen is uniform. Sex was impaired. However, in the transmissive display devices using the prism sheets of Examples 1 to 3 that satisfy γ ≦ θ (that is, | γ | ≦ | θ |), the scintillation is improved, and the screen in the front direction of the screen is improved. The gain (brightness) was high and the screen brightness was uniform.
Therefore, using the prism sheet having the
具体例１〜３の各プリズムシートを比較した場合、いずれのプリズムシートもシンチレーションの発生が抑えられていた。特に、γ≦θ（即ち、｜γ｜≦｜θ｜）を満たし、３つの具体例の中では角度γの値が一番大きい具体例２のプリズムシートは、シンチレーション低減効果が高かった。また、スクリーンの正面方向におけるゲイン（輝度）に関しては、角度γの値が３つの具体例の中で一番小さい具体例１のプリズムシートが、最もゲインが大きく、画面が明るく均一であった。
よって、リアプロジェクションテレビや透過型スクリーンを用いる環境、所望する特性に合わせて、具体例１〜３の各プリズムシートを適宜選択して用いることができ、より良好な映像を表示することができる。
When the prism sheets of specific examples 1 to 3 were compared, the occurrence of scintillation was suppressed in all the prism sheets. In particular, the prism sheet of Example 2 that satisfies γ ≦ θ (that is, | γ | ≦ | θ |) and has the largest value of the angle γ among the three examples has a high scintillation reduction effect. Regarding the gain (luminance) in the front direction of the screen, the prism sheet of Example 1 having the smallest angle γ value among the three examples has the largest gain and the screen is bright and uniform.
Therefore, the prism sheets of specific examples 1 to 3 can be appropriately selected and used in accordance with the environment in which the rear projection television or the transmissive screen is used and the desired characteristics, and a better image can be displayed.
以上のことから、本実施形態によれば、拡散材を含有する光拡散層１１２と光学形状部１１５とを組み合わせることにより、シンチレーションを低減でき、明るく均一な画面とすることができ、良好な映像を表示できる透過型スクリーン１０、リアプロジェクションテレビ１とすることができる。
また、単位光学形状部１１５ａの配列ピッチが０．１ｍｍ以下であるので、モアレも効果的に低減できる。
さらに、光学形状部１１５は、紫外線硬化型樹脂を用いた紫外線成形等により形成され、より精度の高い単位光学形状１１５ａを賦形することができ、シンチレーション低減効果を高めることができる。しかも、本実施形態のプリズムシート１１は、光学形状部１１５が紫外線硬化型樹脂等によりプリズムシート１１の出射側（観察面側）に一体に形成されているので、光学形状部１１５が形成された別体のシートを用いる必要がなく、透過型スクリーン１０を組み立てる作業等が行い易く、かつ、温度や湿度の変化によるシート間の浮き等もないので耐環境性にも優れている。
From the above, according to the present embodiment, by combining the
Further, since the arrangement pitch of the unit
Further, the
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態のプリズムシート２１の断面図である。図９では、図３と同様に、プリズムシート２１のシート面の法線方向に平行であって、使用状態における垂直方向に平行な断面を示している。
第２実施形態のプリズムシート２１は、樹脂層２１４が光透過層１１３を有しておらず、拡散材を含んだ第２の光拡散層２１６を有している点や、光学形状部１１５が第２の光拡散層２１６の出射側の面に形成されている点が異なる以外は、第１実施形態のプリズムシート１１と略同様の形態である。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
In the
第２実施形態のプリズムシート２１は、映像光Ｌの入射側（光源側）から順に、プリズム層１１１、樹脂層２１４、光学形状部１１５を有している。樹脂層２１４は、光拡散層１１２と第２の光拡散層２１６とを有している。
この第２実施形態のプリズムシート２１は、第１実施形態に示したレンチキュラーレンズシート１２と組み合わせて透過型スクリーン１０とし、リアプロジェクションテレビ１に用いられる。
第２の光拡散層２１６は、光拡散層１１２の観察面側（出射側）に配置され、その観察面側（光拡散層１１２とは反対側）の面に光学形状部１１５が形成されている。また、第２の光拡散層２１６は、光拡散層１１２に用いた光透過性を有する樹脂と同種の樹脂を用いて形成され、光拡散層１１２に用いた拡散材と同種の拡散材を含有している。
この第２の光拡散層２１６に含まれる拡散材の量は、光拡散層１１２の拡散材の量の７ｗｔ％であり、光拡散層１１２に比べて少ない。
本実施形態では、第２の光拡散層２１６に用いられる光透過性を有する樹脂として、第１実施形態と同様に、ＭＳ樹脂が用いられ、拡散材としては、ＭＳ樹脂製の微小ビーズが使用されている。
The
The
The second light diffusion layer 216 is disposed on the observation surface side (outgoing side) of the
The amount of the diffusing material contained in the second light diffusing layer 216 is 7 wt% of the amount of the diffusing material in the
In the present embodiment, MS resin is used as the light-transmitting resin used for the second light diffusion layer 216 as in the first embodiment, and MS resin micro beads are used as the diffusion material. Has been.
本実施形態のプリズムシート２１は、まず、拡散材の含有濃度の異なる２層を２層押し出し成形することにより、光拡散層１１２と第２の光拡散層２１６と一体に形成して、樹脂層２１４を形成し、所定の大きさに裁断する。その後、樹脂層２１４の光拡散層１２２側の面にプリズム層１１１を紫外線硬化型樹脂により形成し、第２の光拡散層２１６側の面に紫外線硬化型樹脂により光学形状部１１５を形成する。
なお、本実施形態では、単位光学形状１１５ａによる拡散（偏向）作用によって得られるシート面に対する光の出射角度γは、プリズムシート２１全体に含まれる拡散材（即ち、光拡散層１１２及び第２の光拡散層２１６に含まれる拡散材）によって拡散されて出射した光の輝度が最大値の１／１０となる角度（１／１０角）θに対して、γ≦θ（｜γ｜≦｜θ｜）を満たしている。
First, the
In the present embodiment, the light emission angle γ with respect to the sheet surface obtained by the diffusing (deflecting) action by the unit
本実施形態のプリズムシート２１は、第２の光拡散層２１６が拡散材を含有しているが、その量は光拡散層１１２の拡散材量の７ｗｔ％と小さく、かつ、γ≦θ（｜γ｜≦｜θ｜）を満たしている。このプリズムシート２１に関して、第１実施形態に示した測定方法と同様の方法で、シンチレーション発生の有無やゲイン等を調べたところ、シンチレーションは減少しており、ゲインも高く、映像のぼけもなく、明るさが均一で良好な映像が観察された。
従って、第２の光拡散層２１６が含有する拡散材が、その拡散作用によって映像の解像度に与える影響は非常に小さく、本実施形態によれば、シンチレーションの低減等、プリズムシートとして十分な光学性能を保つことができる。
また、本実施形態によれば、本実施形態のプリズムシート２１や前述の第１実施形態のプリズムシート１１の作製時において、樹脂層２１４や樹脂層１１３を押し出し成形後に所定の大きさに裁断する際等に生じる不要な加工残材等を、再び溶解して拡散材の含有率を調整することにより、第２の光拡散層２１６の材料として再利用することができ、生産コストの低減と資源の有効利用とを図ることができる。
In the
Therefore, the diffusion material contained in the second light diffusion layer 216 has very little influence on the image resolution due to the diffusion action. According to the present embodiment, the optical performance sufficient as a prism sheet, such as reduction of scintillation, is achieved. Can keep.
Further, according to the present embodiment, when the
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態のプリズムシート３１の断面図である。図１０では、図３と同様に、プリズムシート３１のシート面の法線方向に平行であって、使用状態における垂直方向に平行な断面を示している。
第３実施形態のプリズムシート３１は、樹脂製の光透過層１１３を備えず、ガラス基板を光透過層３１８として備えている点が、第１実施形態に示したプリズムシート１１とは異なる以外は、第１実施形態のプリズムシート１１と略同様の形態である。よって、第１実施形態のプリズムシート１１と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view of the
The
第３実施形態のプリズムシート３１は、映像光Ｌの入射側（光源側）から順に、プリズム層１１１、プリズム基材層３１７、光拡散層１１２、光透過層３１８、光学形状基材層３１９、光学形状部１１５を有している。
この第３実施形態のプリズムシート３１は、第１実施形態に示したプリズムシート１１と同様に、第１実施形態に示したレンチキュラーレンズシート１２を出射側（観察面側）に配置して、透過型スクリーン１０としてリアプロジェクションテレビ１に用いられる。
プリズム層１１１は、プリズム基材層３１７の入射側（光源側）の面に形成されている。プリズム基材層３１７は、光透過性を有し、プリズム層１１１が形成されるベースとなる層であり、本実施形態では、ＰＥＴ樹脂製のシート状の部材を用いている。プリズム基材層３１７の出射側（プリズム層１１１とは反対側）の面には、粘着剤又は紫外線硬化型の接着剤等による不図示の接合層等を介して光拡散層１１２が積層されている。そして、光拡散層１１２の出射側には、不図示の接合層等を介して光透過層３１８が積層されている。
光透過層３１８は、光透過性を有するガラス製の板状の部材である。光透過層３１８は、一方の面（入射側の面）に前述のように光拡散層１１２が積層され、他方の面（出射側の面）には、不図示の接合層等を介して光学形状基材層３１９が積層されている。
光学形状基材層３１９は、光透過性を有し、光学形状部１１５を形成するベースとなる層であり、その出射側には、光学形状部１１５が形成されている。光学形状基材層３１９は、前述のプリズム基材層３１７と同様に、ＰＥＴ樹脂製のシート状の部材を用いることができる。
The
In the
The
The
The optical shape
本実施形態のプリズムシート３１は、単位光学形状１１５ａによる拡散（偏向）作用によって得られるシート面に対する光の出射角度γは、プリズムシート３１全体に含まれる拡散材（即ち、光拡散層１１２に含まれる拡散材）によって拡散されて出射した光の輝度が最大値の１／１０となる角度（１／１０角）θに対して、γ≦θ（｜γ｜≦｜θ｜）を満たしている。
In the
本実施形態によれば、光透過層３１８を備えているので、プリズムシート３１の剛性を高め、平面性を高めることができる。
また、プリズムシート３１全体において、光透過層３１８は、他の樹脂製の層に比べて厚みが厚いため、その入射側に位置する光拡散層１１２の位置を、プリズムシート３１の総厚において入射側に配置することができ、かつ、局在化できるので、解像度の低下を防止し、鮮明な映像を表示できる。
According to this embodiment, since the
In addition, since the
（変形形態）
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）各実施形態において、単位光学形状１１５ａは、シート面に直交する断面形状が略三角形状である例を示したが、これに限らず、例えば、略楕円柱の一部形状であって、その断面形状が、長軸がシート面に直交する楕円の一部形状である単位レンズ形状等を用いてもよい。このような単位レンズ形状とすることにより、集光性を高めつつ拡散作用を奏することができる。
(Deformation)
Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In each embodiment, the unit
（２）各実施形態において、単位光学形状１１５ａは、出射側の先端部分に出射側に凸の曲面が形成されている例を示したが、曲面が形成されておらず、単位光学形状１１５ａの２つの斜面によって角をなす形状としてもよい。
(2) In each embodiment, an example in which the unit
（３）各実施形態において、各プリズムシート１１，２１，３１とレンチキュラーレンズシート１２を用いて透過型スクリーンとする例を示したが、これに限らず、不図示のレンズアレイシート等の光を拡散する作用を有する他の拡散光学シートを用いてもよい。
(3) In each embodiment, an example in which each
（４）各実施形態において、光源部２０にＤＭＤ方式の光源装置を用いる例を示したが、これに限らず、例えば、ＬＣＤ方式の光源装置を用いてもよいし、光源装置に用いられる光源としてもレーザーやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等を適宜選択して用いてよい。特に、レーザー方式の光源を用いる場合、透過型スクリーンに投射されるレーザー光は単一波長であるため、シンチレーションが生じ易いが、各実施形態に示すプリズムシートを用いた透過型スクリーンであれば、シンチレーションを低減し、良好な映像を表示することができる。
(4) In each embodiment, an example in which a DMD light source device is used for the
（５）各実施形態において、単位光学形状１１５ａは、シート面に沿って垂直方向に配列される例を示したが、これに限らず、例えば、垂直方向に光を拡散する拡散作用を有する拡散光学シート（レンチキュラーレンズシート１２等）と組み合わせて透過型スクリーンとする場合には、水平方向への拡散作用を有するように、シート面に沿って水平方向に複数並べて配置されてもよい。
(5) In each embodiment, the example in which the unit
（６）各施形態において、光学形状部１１５は、樹脂層１１４，２１４の出射側や光学形状基材層３１９の出射側に、紫外線硬化型樹脂等により形成される例を示したが、これに限らず、光学形状部１１５は、熱可塑性樹脂により形成されるものとし、樹脂層１１４，２１４等と一体として形成してもよい。
例えば、第１実施形態において、光拡散層１１２と光透過層１１３とを２層押し出し成形する際に、その光透過層１１３の表面（光拡散層１１２とは反対側の面）に、成形型等を用いて、光学形状部１１５の形状を賦形して形成してもよい。第２実施形態においても、同様に、光拡散層１１２と第２の光拡散層２１６とを２層押し出し成形する際に、その第２の光拡散層２１６の表面（光拡散層１１２とは反対側の面）に、成形型等を用いて、光学形状部１１５の形状を賦形して形成してもよい。
また、第３実施形態では、熱可塑性樹脂を押し出し成形することにより、光学形状部１１５と光学形状基材層３１９とを一体として形成し、光透過層３１８の出射側の面に積層してもよい。
さらに、光学形状部１１５は、熱硬化性樹脂を用いて形成してもよい。
(6) In each embodiment, the
For example, in the first embodiment, when two layers of the
Further, in the third embodiment, the
Further, the
（７）第１実施形態において、樹脂層１１４は、光透過層１１３を備える例を示したが、これに限らず、光透過層１１３を備えず、光拡散層１１２のみとしてもよい。
このような形態とすることにより、光拡散層１１２を所定の大きさに裁断した際に生じる加工残材等を、溶解して光拡散層１１２の材料として再利用することができ、生産コストの低減や資源の有効利用等を図ることができる。
(7) In the first embodiment, the example in which the
By adopting such a form, it is possible to dissolve a processing residual material or the like generated when the
（８）第３実施形態において、ガラス製の光透過層３１８の入射側（プリズム層１１１側）に光拡散層１１２が積層され、プリズム層１１１及び光学形状部１１５は、それぞれ、プリズム基材層３１７及び光学形状基材層３１９上に形成される例を示したが、これに限らず、例えば、以下のような変形形態としてもよい。
図１１は、変形形態のプリズムシートを説明する図である。図１１では、図１０と同様のプリズムシートの断面を示している。
図１１（ａ）に示す変形形態のプリズムシート３１−２のように、光拡散層１１２と光透過層３１８との間に、樹脂製の光透過層３１３を配置してもよい。このとき、光拡散層１１２と光透過層３１３とは、第１実施形態の樹脂層１１４と同様に、２層押し出し成形により形成することができる。また、光透過層３１３ではなく、第２実施形態の第２の光拡散層２１６のように、拡散材を含有し、その拡散作用が光拡散層１１２よりも弱い不図示の第２の光拡散層を配置してもよい。この場合も、第２実施形態の樹脂層２１４と同様に光拡散層１１２と第２の光拡散層とは２層押し出し成形により形成することができる。
(8) In the third embodiment, the
FIG. 11 is a diagram illustrating a modified prism sheet. In FIG. 11, the cross section of the prism sheet similar to FIG. 10 is shown.
A resin-made
また、図１１（ｂ）に示す変形形態のプリズムシート３１−３のように、プリズム基材層３１７を備えず、光拡散層１１２の入射側の面に紫外線硬化型樹脂等によりプリズム層１１１を形成してもよい。このような構成とすることにより、ガラス製の光透過層３１８により、プリズムシート３１−３の剛性を高めつつ、プリズムシートを構成する層の数を減らして、層間での映像光の反射による映像の輝度の低下等を低減できる。
In addition, unlike the prism sheet 31-3 having the modified form shown in FIG. 11B, the
（９）各実施形態において、プリズム層１１１の単位プリズム１１１ａは、同心円状に配列される例を示したが、これに限らず、例えば、プリズムシート１１のシート面に沿って一方向（例えば、垂直方向や水平方向）に配列される形態としてもよい。
(9) In each embodiment, the example in which the
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。 In addition, although this embodiment and modification can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by the embodiments described above.
１ リアプロジェクションテレビ
１０ 透過型スクリーン
１１，２１，３１ プリズムシート
１１１ プリズム層
１１１ａ 単位プリズム
１１２ 光拡散層
１１３ 光透過層
１１４，２１４ 樹脂層
１１５ 光学形状部
１１５ａ 単位光学形状
２１６ 第２の光拡散層
１２ レンチキュラーレンズシート
２０ 光源部
３０ ミラー部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記プリズム層より出射側に、出射側に凸となる単位光学形状が複数配列されて形成された光学形状部と、
前記光学形状部より入射側に形成され、光を拡散する拡散材を含む光拡散層と、
を備え、
シート面の法線方向から入射する光が、該プリズムシートに含まれる拡散材のみによって拡散されて出射する場合の出射角度に対する輝度の分布曲線において、拡散された光の輝度が最大輝度の１／１０となる角度をθとし、
シート面の法線方向から入射する光が、前記光学形状部のみによって拡散されて出射する場合のシート面に対する出射角度に対する輝度の分布曲線において、極大値をとる出射角度をγとしたとき、
｜γ｜≦｜θ｜
という関係をみたすこと、
を特徴とするプリズムシート。 A prism in which a plurality of convex unit prism shapes each having an incident surface on which light is incident and a total reflection surface that totally reflects at least part of the light incident from the incident surface are arranged along the sheet surface on the incident side In the prism sheet having a layer,
An optical shape portion formed by arranging a plurality of unit optical shapes that are convex on the emission side on the emission side from the prism layer;
A light diffusion layer that is formed on the incident side from the optical shape portion and includes a diffusion material that diffuses light; and
With
In the luminance distribution curve with respect to the emission angle when the light incident from the normal direction of the sheet surface is diffused and emitted only by the diffusing material included in the prism sheet, the luminance of the diffused light is 1 / maximum of the maximum luminance. The angle that becomes 10 is θ,
In the luminance distribution curve with respect to the emission angle with respect to the sheet surface when light incident from the normal direction of the sheet surface is diffused and emitted only by the optical shape part, when the emission angle taking the maximum value is γ,
| Γ | ≦ | θ |
To see the relationship
Prism sheet characterized by
光透過性を有し、拡散材を含まない光透過層を、前記光拡散層より出射側に備えること、
を特徴とするプリズムシート。 The prism sheet according to claim 1,
A light transmissive layer having light permeability and not containing a diffusing material is provided on the emission side from the light diffusing layer;
Prism sheet characterized by
前記光拡散層より出射側に、光透過性を有し、拡散材を含む第２の光拡散層を備え、
前記第２の光拡散層に含まれる拡散材の量は、前記光拡散層に含まれる拡散材の量の７ｗｔ％以下であること、
を特徴とするプリズムシート。 In the prism sheet according to claim 1 or 2,
On the light exit side from the light diffusion layer, the second light diffusion layer having light permeability and including a diffusing material,
The amount of the diffusing material contained in the second light diffusing layer is 7 wt% or less of the amount of the diffusing material contained in the light diffusing layer;
Prism sheet characterized by
前記光学形状部は、該プリズムシートの最も出射側に形成されていること、
を特徴とするプリズムシート。 In the prism sheet according to any one of claims 1 to 3,
The optical shape portion is formed on the most exit side of the prism sheet;
Prism sheet characterized by
前記単位光学形状は、シート面に直交する断面での断面形状が略三角形状であること、
を特徴とするプリズムシート。 In the prism sheet according to any one of claims 1 to 4,
The unit optical shape has a substantially triangular cross-sectional shape in a cross section orthogonal to the sheet surface,
Prism sheet characterized by
前記単位光学形状は、使用状態においてシート面に沿って垂直方向に並べられていること、
を特徴とするプリズムシート。 In the prism sheet according to any one of claims 1 to 5,
The unit optical shapes are arranged in a vertical direction along the sheet surface in a use state,
Prism sheet characterized by
前記単位光学形状の出射側先端部分には、出射側に凸となる曲面が形成されていること、
を特徴とするプリズムシート。 In the prism sheet according to any one of claims 1 to 6,
A curved surface that is convex on the exit side is formed at the exit end portion of the unit optical shape,
Prism sheet characterized by
光を拡散する作用を有する拡散光学シートと、
を備える透過型スクリーン。 The prism sheet according to any one of claims 1 to 7,
A diffusion optical sheet having an action of diffusing light;
A transmissive screen comprising:
前記透過型スクリーンに映像光を投射する光源と、
を備える背面投射型表示装置。 The transmissive screen according to claim 8,
A light source that projects image light onto the transmissive screen;
A rear projection display device comprising:
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