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技術 反射スクリーン及び映像表示システム

出願人 大日本印刷株式会社
発明者 佐藤光
出願日 2013年9月30日 (7年2ヶ月経過) 出願番号 2013-205540
公開日 2015年4月13日 (5年8ヶ月経過) 公開番号 2015-069153
状態 拒絶査定
技術分野 OHP及び映写スクリーン 投影装置 電気信号の光信号への変換
主要キーワード 長鎖アルキル変性シリコーン 略三角形形状 非反応性シリコーン レンズ形 微小凹 幾何学的条件 遮光幕 マット形状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年4月13日)のものです。
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図面 (5)

課題

反射層光学形状層との密着性を向上させた反射スクリーンの提供。良好な映像表示可能な該反射スクリーンを備える映像表示システムを提供する。

解決手段

本発明による反射スクリーンは、背面側の面又は映像源側の面に単位光学要素が複数配列された光学形状を有し、かつ光透過性を有する光学形状層と、光学形状上の少なくとも一部に形成され、光を反射する反射層と、を備えてなり、光学形状層が、光学形状層を形成する樹脂に対して0.05〜0.4質量%のシリコーン系離型剤を含み、かつ、リン酸系離型剤を含まないものである。

概要

背景

近年、反射型透過型等の各種スクリーンを備える表示装置や表示システムが、様々な用途で利用され、その光学特性等に関して、様々な開発が行われている。例えば、反射スクリーンでは、至近距離から比較的大きな入射角度映像光投写して大画面表示を実現する短焦点型映像投射装置プロジェクタ)等が広く利用されており、このような短焦点型の映像投射装置に対応した反射スクリーンの開発が行われている(例えば、特許文献1〜3)。

このような短焦点型の映像投射装置は、反射スクリーンに対して、上方又は下方から従来の映像源よりも大きな角度で映像光を投射することができ、反射スクリーンを用いた映像表示システム省スペース化等に寄与している。

概要

反射層光学形状層との密着性を向上させた反射スクリーンの提供。良好な映像表示可能な該反射スクリーンを備える映像表示システムを提供する。本発明による反射スクリーンは、背面側の面又は映像源側の面に単位光学要素が複数配列された光学形状を有し、かつ光透過性を有する光学形状層と、光学形状上の少なくとも一部に形成され、光を反射する反射層と、を備えてなり、光学形状層が、光学形状層を形成する樹脂に対して0.05〜0.4質量%のシリコーン系離型剤を含み、かつ、リン酸系離型剤を含まないものである。

目的

本発明は、上記の背景技術および新たに知見した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射層と光学形状層との密着性を向上させた反射スクリーンを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

映像源から投射される映像光反射させて観察可能に表示する反射スクリーンであって、背面側の面又は映像源側の面に単位光学要素が複数配列された光学形状を有し、かつ光透過性を有する光学形状層と、前記光学形状上の少なくとも一部に形成され、光を反射する反射層と、を備えてなり、前記光学形状層が、前記光学形状層を形成する樹脂に対して0.05〜0.4質量%のシリコーン系離型剤を含み、かつ、リン酸系離型剤を含まない、反射スクリーン。

請求項2

前記シリコーン系離型剤が、反応性シリコーン離型剤と、非反応性シリコーン系離型剤とを含む、請求項1に記載の反射スクリーン。

請求項3

前記反応性シリコーン系離型剤が、アミノ変性シリコーンエポキシ変性シリコーンカルビノール変性シリコーン、アクリル変性シリコーンポリエーテル変性シリコーン、及びカルボキシル変性シリコーンからなる群から選択される少なくとも一種の変性シリコーンを含む、請求項2に記載の反射スクリーン。

請求項4

前記反応性シリコーン系離型剤が、アクリロイル基を含む、請求項2または3に記載の反射スクリーン。

請求項5

前記非反応性シリコーン系離型剤が、ポリエーテル変性シリコーン、アラルキル変性シリコーン長鎖アルキル変性シリコーン高級脂肪酸エステル変性シリコーン、及びフェノール変性シリコーンからなる群から選択される少なくとも一種の変性シリコーンを含む、請求項2に記載の反射スクリーン。

請求項6

前記単位光学要素が、レンズ面と非レンズ面とを備え、背面側に凸となる単位レンズであり、前記光学形状層が、その背面側の面に前記単位レンズが複数配列されたレンズ形状を備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の反射スクリーン。

請求項7

前記単位レンズの前記レンズ面がスクリーン面に平行な面となす角度が、6°〜24°である、請求項6に記載の反射スクリーン。

請求項8

前記レンズ形状が、サーキュラーフレネルレンズ形状である、請求項6または7に記載の反射スクリーン。

請求項9

請求項1〜8のいずれか一項に記載の反射スクリーンと、前記前記反射スクリーンに映像光を投射する映像源と、を備えてなる、映像表示システム

技術分野

0001

本発明は、投射された映像光反射して画面映像を表示する反射スクリーン、及び該反射スクリーンを備える映像表示システムに関するものである。

背景技術

0002

近年、反射型透過型等の各種スクリーンを備える表示装置や表示システムが、様々な用途で利用され、その光学特性等に関して、様々な開発が行われている。例えば、反射スクリーンでは、至近距離から比較的大きな入射角度で映像光を投写して大画面表示を実現する短焦点型映像投射装置プロジェクタ)等が広く利用されており、このような短焦点型の映像投射装置に対応した反射スクリーンの開発が行われている(例えば、特許文献1〜3)。

0003

このような短焦点型の映像投射装置は、反射スクリーンに対して、上方又は下方から従来の映像源よりも大きな角度で映像光を投射することができ、反射スクリーンを用いた映像表示システムの省スペース化等に寄与している。

先行技術

0004

特開平5−11348号公報
特開2011−133608号公報
特開2008−76523号公報

発明が解決しようとする課題

0005

上述のような短焦点型の映像投射装置に対応した反射スクリーンでは、反射層が、フレネルレンズ形状や複数配列された単位プリズム微小凹部等の光学形状が形成された樹脂製等の光学形状層凹凸面上に形成されているものがある。また、このような反射層としては、従来のような白色や銀色のインキ等により形成されるものの他に、例えば、銀やアルミニウム等の金属の蒸着膜転写箔等の薄膜により形成されるものがある。

0006

ここで、光学形状層を形成する樹脂に対して、各種光学形状を賦形する成形型からの離型性を高めるための離型剤や、金属性の反射層の酸化を防止する酸化防止剤等の各種添加剤を添加することが、一般に行われている。このような添加剤の中には、時間が経つにつれて、光学形状層の表面に粉が吹いたように浮き出してくるブリードアウトと呼ばれる現象を生じるものがある。このブリードアウトは、特に、高温高湿環境下で生じやすく、形成時から時間が経つにつれて大きくなる。

0007

光学形状層形成後に、このブリードアウトが生じると、反射層の形成が困難になる場合があり、例えば、反射層を蒸着膜で形成する場合には、蒸着不良等を生じる場合がある。また、このブリードアウトが、反射層形成後に、光学形状層と反射層との間に生じると、反射層と光学形状層との密着性が低下して反射層が剥離しやすくなり、反射スクリーンの光学性能や品位の低下、映像の劣化等の問題を招く。特に、反射層が蒸着膜等の金属の薄膜で形成されている場合、金属薄膜インク塗膜等に比べて薄く、もろいために、ブリードアウトによる影響が著しい。

0008

特許文献1〜3に示される反射スクリーンには、反射層を保護する保護層を設けたものもあるが、上述のようなブリードアウトに起因する反射層の剥離や、これに起因する映像の劣化等への対策に関しては、なんら開示されていない。

0009

本発明は、上記の背景技術および新たに知見した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射層と光学形状層との密着性を向上させた反射スクリーンを提供することにある。また、良好な映像を表示可能な該反射スクリーンを備える映像表示システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、シリコーン系離型剤を特定の含有量で含み、かつ、リン酸系離型剤を含まない光学形状層を形成することで、上記課題を解決できることを知見した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。

0011

すなわち、本発明の一態様によれば、
映像源から投射される映像光を反射させて観察可能に表示する反射スクリーンであって、
背面側の面又は映像源側の面に単位光学要素が複数配列された光学形状を有し、かつ光透過性を有する光学形状層と、
前記光学形状上の少なくとも一部に形成され、光を反射する反射層と、
を備えてなり、
前記光学形状層が、前記光学形状層を形成する樹脂に対して0.05〜0.4質量%のシリコーン系離型剤を含み、かつ、リン酸系離型剤を含まない、反射スクリーンが提供される。

0012

本発明の態様においては、シリコーン系離型剤が、反応性シリコーン系離型剤と、非反応性シリコーン系離型剤とを含むことが好ましい。

0013

本発明の態様においては、反応性シリコーン系離型剤が、アミノ変性シリコーンエポキシ変性シリコーンカルビノール変性シリコーン、アクリル変性シリコーンポリエーテル変性シリコーン、及びカルボキシル変性シリコーンからなる群から選択される少なくとも一種の変性シリコーンを含むことが好ましい。

0014

本発明の態様においては、反応性シリコーン系離型剤が、アクリロイル基を含むことが好ましい。

0015

本発明の態様においては、非反応性シリコーン系離型剤が、ポリエーテル変性シリコーン、アラルキル変性シリコーン長鎖アルキル変性シリコーン高級脂肪酸エステル変性シリコーン、及びフェノール変性シリコーンを含むことが好ましい。

0016

本発明の態様においては、単位光学要素が、レンズ面と非レンズ面とを備え、背面側に凸となる単位レンズであり、光学形状層が、その背面側の面に前記単位レンズが複数配列されたレンズ形状を備えることが好ましい。

0017

本発明の態様においては、前記単位レンズの前記レンズ面がスクリーン面に平行な面となす角度が、6°〜24°であることが好ましい。

0018

本発明の態様においては、レンズ形状が、サーキュラーフレネルレンズ形状であることが好ましい。

0019

本発明の他の態様によれば、
上記の反射スクリーンと、
前記前記反射スクリーンに映像光を投射する映像源と、
を備えてなる、映像表示システムが提供される。

発明の効果

0020

本発明によれば、反射層と光学形状層との密着性を向上させた反射スクリーンを提供することができる。また、良好な映像を表示可能な該反射スクリーンを備える映像表示システムを提供することができる。

図面の簡単な説明

0021

実施形態の映像表示システム1を説明する図である。
実施形態の反射スクリーン10の層構成を説明する図である。
実施形態のレンズ層13を説明する図である。
離型性試験の結果を示すグラフである。

0022

以下、図面等を参照して、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、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。さらに、本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。

0023

図1は、本実施形態の映像表示システム1を説明する図である。図1(a)は、映像表示システム1の斜視図であり、図1(b)は、映像表示システム1の側面図である。映像表示システム1は、反射スクリーン10、映像源LS等を有している。この映像表示システム1は、映像源LSから投影された映像光Lを反射スクリーン10が反射して、その画面上に映像を表示する。本実施形態の映像表示システム1は、フロントプロジェクションテレビシステム等として用いることができる。

0024

映像源LSは、映像光Lを反射スクリーン10へ投射する映像光投射装置である。本実施形態の映像源LSは、汎用の短焦点型プロジェクタである。この映像源LSは、使用状態において、反射スクリーン10の画面を正面方向(スクリーン面の法線方向)から見た場合に、反射スクリーン10の画面左右方向において中央であって、反射スクリーン10の画面(表示領域)よりも下方側であって観察者側となる位置に配置されている。映像源LSは、反射スクリーン10のスクリーン面の法線方向(反射スクリーン10の厚み方向)における反射スクリーン10との距離が、従来の汎用プロジェクタに比べて大幅に近い位置から映像光Lを投射できる。即ち、この映像源LSは、従来の汎用プロジェクタに比べて、反射スクリーン10までの投射距離が短く、その映像光Lの反射スクリーン10に対する入射角度が従来のものに比べて大きい。

0025

なお、スクリーン面とは、この反射スクリーン10全体として見たときにおける、反射スクリーン10の平面方向となる面を示すものとする。本実施形態において、反射スクリーン10のスクリーン面は、反射スクリーン10の画面に平行である。

0026

反射スクリーン10は、映像源LSが投射した映像光Lを観察者O側へ向けて反射し、映像を表示するスクリーンである。使用状態において、本実施形態の反射スクリーン10の画面は、観察者O側から見て、長辺方向が画面左右方向となる略矩形状であるとする。以下の説明中において、画面上下方向、画面左右方向、厚み方向とは、特に断りが無い場合、この反射スクリーン10の使用状態における画面上下方向(鉛直方向)、画面左右方向(水平方向)、厚み方向(奥行き方向)であるとする。

0027

反射スクリーン10は、その背面側に、平板状の支持板50が、粘着材等からなる不図示の接合層を介して設けられており、この支持板50により、その平面性を維持している。なお、これに限らず、反射スクリーン10は、不図示の枠部材等によって支持され、その平面性を維持する形態としてもよい。この支持板50は、剛性が高く、光透過性を有しない平板状の部材である。この反射スクリーン10は、例えば、対角80インチや100インチ等の大きな画面(表示領域)を有している。

0028

図2は、本実施形態の反射スクリーン10の層構成を説明する図である。図2では、反射スクリーン10の画面(表示領域)の幾何学的中心となる点A(図1(a)、(b)参照)を通り、画面上下方向に平行であって、スクリーン面に直交(厚み方向に平行)な断面の一部を拡大して示している。反射スクリーン10は、その映像源側(観察者側)から順に、表面層15、基材層14、レンズ層13、反射層12、保護層11等を備えている。以下に、各層について説明する。

0029

基材層14は、観察者側に、表面層15が一体に形成され、背面側(裏面側)に、レンズ層13が一体に形成されている。この基材層14は、レンズ層13を形成する基材ベース)となる層である。基材層14は、光拡散層141と、着色層142とを有し、これらが一体に積層されている。本実施形態では、図2(a)に示すように、光拡散層141が背面側であり、着色層142が観察者側(映像源側)に位置する例を示したが、これに限らず、光拡散層141が観察者側に位置し、着色層142が背面側に位置する形態としてもよい。

0030

光拡散層141は、光透過性を有する樹脂と、光を拡散する拡散材とを含み、光を拡散する作用を有する層である。この光拡散層141は、視野角を広げたり、明るさの面内均一性の向上を図ったりする機能を有する。光拡散層141を形成する樹脂としては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂や、PC(ポリカーボネート)樹脂、MS(メチルメタクリレートスチレン)樹脂、MBS(メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン)樹脂、アクリル系樹脂、TAC(トリアセチルセルロース)樹脂、PEN(ポリエチレンナフタレート)樹脂等を用いることができる。

0031

この光拡散層141の厚さは、反射スクリーン10の画面サイズにもよるが、約150〜3000μm(約0.15〜3mm)とすることが好ましい。また、拡散材としては、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂シリコーン系等の樹脂製の粒子無機粒子等を用いることができ、その平均粒径が約1〜50μmであるものを使用ですることが好ましい。

0032

着色層142は、所定の透過率とするための灰色や黒色等の染料顔料等の着色材により着色が施された層である。この着色層142は、反射スクリーン10に入射する照明光等の不要な外光迷光を吸収し、映像のコントラストを向上させる機能を有する。着色層142は、染料や顔料等を含有するPET樹脂や、PC樹脂MS樹脂、MBS樹脂、アクリル系樹脂、TAC樹脂、PEN樹脂等により形成することが好ましい。また、着色材としては、グレー系黒色系等の暗色系の染料や顔料等や、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を用いることができる。着色層142の厚さは、反射スクリーン10の画面サイズにもよるが、約30〜3000μmとすることが好ましい。本実施形態の基材層14は、光拡散層141と着色層142とを共押出成形することにより、これらの層が一体に積層されて形成されている。

0033

図3は、本実施形態のレンズ層13を説明する図である。図3(a)は、レンズ層13を背面側正面方向から観察した様子を示しており、理解を容易にするために、反射層12や保護層11は省略して示している。図3(b)は、図2に示す断面の一部分を示すものである。レンズ層13は、基材層14の背面側に設けられた光透過性を有する層であり、背面側の面に、単位光学要素が複数配列された光学形状層である。本実施形態のレンズ層13は、図3(a)に示すように、背面側の面に、点Cを中心として、単位光学要素である単位レンズ131が同心円状に複数配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状を有している。

0034

本実施形態では、この単位レンズ131が配列されて形成されるサーキュラーフレネルレンズは、反射スクリーン10の画面を正面方向(スクリーン面の法線方向)から見た場合に、その光学的中心であるフレネルセンターのある点Cが、反射スクリーン10の画面左右方向において中央であって、反射スクリーン10の画面(表示領域)の領域外の下方に位置している。なお、本実施形態では、上述のようにレンズ層13が背面側の面にサーキュラーフレネルレンズを有する例を挙げて説明するが、背面側の面にリニアフレネルレンズを有する形態としてもよい。

0035

単位レンズ131は、図2図3(b)に示すように、スクリーン面に直交する方向(反射スクリーン10の厚み方向)に平行であって、単位レンズ131の配列方向に平行な断面における断面形状が、略三角形形状である。この単位レンズ131は、背面側に凸であり、レンズ面132と、このレンズ面132と対向する非レンズ面133とを備えている。反射スクリーン10の使用状態において、レンズ面132は、頂点tを挟んで非レンズ面133よりも鉛直方向上側に位置している。

0036

単位レンズ131において、図3(b)に示すように、レンズ面132がスクリーン面に平行な面となす角度は、αであり、非レンズ面133がスクリーン面に平行な面となす角度は、β(β>α)である。また、単位レンズ131の配列ピッチは、Pであり、単位レンズ131のレンズ高さ(スクリーンの厚み方向における頂点tから単位レンズ131間の谷底となる点vまでの寸法)は、hである。理解を容易にするために、図2等では、単位レンズ131の配列ピッチP、角度α,βは、単位レンズ131の配列方向において一定であるように示している。しかし、本実施形態の単位レンズ131は、実際には、配列ピッチP等が一定であるが、角度αが単位レンズ131の配列方向においてフレネルセンターとなる点Cから離れるにつれて次第に大きくなる形態となっている。

0037

なお、これに限らず、角度α等は、一定としてもよいし、配列ピッチPが、単位レンズ131の配列方向に沿って次第に変化する形態としてもよい。角度α,β、配列ピッチP等は、映像光を投影する映像源LSの画素ピクセル)の大きさや、映像源LSの投射角度(反射スクリーン10のスクリーン面への映像光の入射角度)、反射スクリーン10の画面サイズ、各層の屈折率等に応じて、適宜変更可能である。

0038

レンズ層13は、ウレタンアクリレートエポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂により形成されている。なお、レンズ層13は、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。本実施形態のレンズ層13は、例えば、基材層14の一方の面(本実施形態では、光拡散層141側の面)を、紫外線硬化型樹脂が充填されたサーキュラーフレネルレンズ形状を賦形する成形型に押圧し、紫外線照射して硬化させた後に成形型から離型するといった紫外線成形法等により形成している。そのため、このレンズ層13を形成する紫外線硬化型樹脂等には、金型からの離型性を向上させるための離型剤等の各種添加剤が配合されている。この添加剤等については、その詳細を後述する。

0039

反射層12は、光を反射する作用を有する層である。この反射層12は、少なくともレンズ面132に形成される。本実施形態では、反射層12は、図2図3(b)に示すように、レンズ面132に形成されているが、非レンズ面133には形成されていない形態となっている。反射層12は、レンズ面132上に、アルミニウムや銀、ニッケル等の金属を蒸着する、スパッタリングする、又は、金属箔転写する等により形成することが好ましい。また、反射層12は、白色又は銀色系の塗料や、白色又は銀色系の顔料やビーズ等を含有する紫外線硬化型樹脂又は熱硬化性樹脂、銀やアルミニウム等の金属蒸着膜や金属箔等を粉砕した粒子や微小フレークを含む塗料等を、スプレーコートや、ダイコートスクリーン印刷ワイピングによる溝充填等の各種塗布方法により塗布して硬化させることにより形成することも可能である。本実施形態の反射層12は、アルミニウム等をレンズ面132に蒸着することにより形成されている。

0040

保護層11は、反射層12及びレンズ層13の背面側に、これらを被覆するように設けられており、反射層12やレンズ層13の単位レンズ131等を傷や劣化等から保護する機能を有している。この保護層11は、単位レンズ131間の谷部等を十分に充填しており、また、保護層11の背面側の面は、スクリーン面に平行な面状となっており、不図示の粘着層を介して支持板50の映像源側の面と接合されている。また、保護層11は、図2等に示すように、非レンズ面133上に形成された形態となっているので、光を吸収する作用を有することが、観察者側から入射した外光等を吸収し、コントラストを向上させる観点等から好ましい。特に、支持板50が光透過性を有する場合等は、背面側から入射した外光によるコントラストの低下を抑制する観点からも、光吸収作用を有することが好ましい。さらに、保護層11は、反射層12の酸化等の劣化やこれによる剥離等を抑制する機能を有することが好ましく、例えば、反射層12等を保護するための酸化防止機能防湿機能紫外線吸収機能等を有していることが好ましい。

0041

この保護層11は、黒色等の暗色系の顔料や染料、光吸収作用を有するビーズ、カーボンブラック等を含有する熱硬化型樹脂もしくは紫外線硬化型樹脂や、黒色等の暗色系の水系塗料有機系塗料等を、反射層12をレンズ面132に形成したレンズ層13の背面側(フレネルレンズ形状側)に塗布して硬化させることにより、形成することができる。保護層11は、反射スクリーン10の厚み方向において、単位レンズ131間の頂点となる点tからその背面側表面までの寸法が、約10〜30μmとすることが、光吸収作用や反射層12の保護作用等を十分発揮する観点から好ましい。

0042

図2に戻って、表面層15は、反射スクリーン10において観察者側(映像源側)に設けられる層である。本実施形態では、表面層15は、基材層14の観察者側であり、反射スクリーン10において最も観察者側となる位置に設けられている。表面層15には、反射防止機能や防眩機能、紫外線吸収機能、防汚機能や帯電防止機能ハードコート機能タッチパネル機能等、適宜必要な機能を1つ又は複数選択して設けることができる。この表面層15は、基材層14とは別層であって不図示の粘着材等により基材層14に接合される形態としてもよいし、基材層14の観察者側の面に、各種機能を有する樹脂等を塗布する等により直接形成される形態としてもよい。

0043

本実施形態の表面層15は、防眩機能とハードコート機能を有している。この表面層15は、観察者側の表面に微細な凹凸形状(マット形状)を有しており、ハードコート機能を有する電離放射線硬化型樹脂等により形成されている。この表面層15の厚さは、約10〜100μm程度とすることができる。

0044

本実施形態の反射スクリーン10へ入射する映像光及び外光の様子を説明する。理解を容易にするために、表面層15、基材層14(着色層142及び光拡散層141の母材)、レンズ層13の屈折率は等しいものとし、映像光L1及び外光G1,G2に対する光拡散層141の光拡散作用等は省略して、図2に示している。図2に示すように、映像源LSから投影された大部分の映像光L1は、反射スクリーン10の下方から入射し、表面層15及び基材層14を透過してレンズ層13の単位レンズ131へ入射する。そして、映像光L1は、レンズ面132へ入射して反射層12によって反射され、観察者O側へ向かって反射スクリーン10から出射する。なお、映像光L1が反射スクリーン10の下方から投射されており、かつ、角度β(図3(b)参照)が反射スクリーン10の画面上下方向の各点における映像光L1の入射角度よりも大きいので、映像光L1が非レンズ面133に直接入射することはなく、非レンズ面133は、映像光L1の反射には影響しない。

0045

一方、照明光等の不要な外光G1,G2は、図2に示すように、主として反射スクリーン10の上方から入射し、表面層15及び基材層14を透過してレンズ層13の単位レンズ131へ入射する。そして、一部の外光G1は、非レンズ面133へ入射して、保護層11によって吸収される。また、一部の外光G2は、レンズ面132で反射して、主として反射スクリーン10の下方側へ向かうので、観察者Oには直接届かず、また、届いた場合にもその光量は、映像光L1に比べて大幅に少ない。従って、反射スクリーン10は、外光G1,G2による映像のコントラスト低下を抑制できる。従って、本実施形態の反射スクリーン10によれば、明室環境下であっても、コントラストが高く明るく良好な映像を表示できる。

0046

ここで、レンズ層13を形成する樹脂組成物に関して説明する。上述のように、レンズ層13のフレネルレンズ形状は、フレネルレンズ形状を賦形する成形型(例えば、金型)と基材層14との間に、紫外線硬化型樹脂等を充填し、基材層14と成形型とを押圧した状態で紫外線等を照射して樹脂を硬化させ、成形型から離型して形成している。そのため、レンズ層13を形成する樹脂組成物には、従来、成形型からの離型性を向上させるための離型剤が添加されてきた。一般的に、離型剤としては、従来、リン酸エステルホスホン酸エステル等のリン酸系化合物を含むリン酸系離型剤が用いられてきた。

0047

しかし、これらのリン酸系離型剤に含まれるリン酸系化合物は、レンズ層13形成後、時間が経つにつれて、ブリードアウトを生じ、反射層12とレンズ層13との密着性を低下させ、反射層12の剥離等を生じる。特に、リン酸エステルは、水分の吸水量が大きく、水分とともにブリードアウトする。また、このブリードアウトは、高温高湿環境下で生じやすく、リン酸系離型剤を使用した場合には、高温高湿環境下で著しく発生する。

0048

そこで、本発明では、離型剤として、リン酸エステル等のリン酸系化合物を含むリン酸系離型剤を用いず、シリコーン系離型剤を用いることにより、このようなブリードアウト等を大幅に抑制し、レンズ層13と反射層12との密着性の向上を図っている。

0049

本発明におけるシリコーン系離型剤は、滑剤及び離型剤としての機能を有している。本実施形態のレンズ層13のフレネルレンズ形状は、前述のような形状であるため、一般的なフレネルレンズ形状よりも、単位レンズのレンズ面がスクリーン面に平行な面となす角度αが6°〜24°と小さい傾向を有しており、そのレンズ高さhも15〜35μm程度である。そのため、本実施形態のレンズ層13のフレネルレンズ形状は、一般的なフレネルレンズ形状に比べて、単位レンズ131による凹凸が浅く、必要とされる離型性が小さいので、シリコーン系離型剤のみであっても十分な離型性を確保できる。

0050

本発明におけるシリコーン系離型剤は、その形状は特に限定されずに液状や固体状のものを用いることができ、シリコーンオイルを用いることが好ましい。シリコーンオイルとは、主に、シロキサン結合からなる直鎖状ポリマーであり、通常、室温では液状であるが、ペースト状や固体状のものも含まれる。シリコーンオイルは、ストレートシリコーンオイルと、変性シリコーンオイルとに大別される。ストレートシリコーンオイルとしては、ポリシロキサンの側鎖や末端の一部がメチル基フェニル基、及び/又は水素である、ジメチルシリコーンオイルメチルフェニルシリコーンオイル、及びメチルハイドロジェンシリコーンオイル等が挙げられる。変性シリコーンオイルとしては、ポリシロキサンの側鎖や末端の一部に有機基を導入したものが挙げられ、さらに有機基の性質によって、反応性シリコーンオイルと、非反応性シリコーンオイルとに大別される。

0051

本発明におけるシリコーン系離型剤は、反応性シリコーン系離型剤と、非反応性シリコーン系離型剤とを含むことが好ましい。反応性シリコーン系離型剤と非反応性シリコーン系離型剤の配合比は、好ましくは3:1〜5:1であり、より好ましくは3.5:1〜4.5:1である。反応性シリコーン系離型剤と、非反応性シリコーン系離型剤とを併用することで、光学形状層を形成する樹脂との相溶性を向上させながら、光学形状層からのブリードアウトを抑制することができる。

0052

反応性シリコーン系離型剤としては、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、及びカルボキシル変性シリコーン等が挙げられ、特にポリエーテル変性シリコーンが好ましい。さらに、反応性シリコーン系離型剤は、アクリロイル基を含むものが好ましい。本発明においては、市販の反応性シリコーン系離型剤を用いることもでき、例えば、信越化学工業(株)製のX−22−4952、X−22−4272、およびKF−6123等が挙げられる。

0053

また、非反応性シリコーン系離型剤としては、ポリエーテル変性シリコーン、アラルキル変性シリコーン、長鎖アルキル変性シリコーン、高級脂肪酸エステル変性シリコーン、及びフェノール変性シリコーン等が挙げられ、特にポリエーテル変性シリコーンが好ましい。本発明においては、市販の反応性シリコーン系離型剤を用いることもでき、例えば、信越化学工業(株)製のX−22−2516およびKF−6004等が挙げられる。

0054

光学形状層(レンズ層13)中のシリコーン系離型剤の含有量は、光学形状層を形成する樹脂に対して0.05〜0.4質量%であり、好ましくは0.08〜0.35質量%であり、より好ましくは0.1〜0.3質量%であり、さらに好ましくは0.15〜0.25質量%である。シリコーン系離型剤の含有量が、上記範囲内程度であれば、製造工程における成形型からの離型性を十分に発揮し、また紫外線等による樹脂の硬化を阻害せず、反射層と光学形状層との密着性を向上できる。

0055

本発明による反射スクリーン及び映像表示システムは、以下(1)〜(9)の変形形態とすることもできる。

0056

(1)本実施形態において、光学形状層として、その背面側の面に単位レンズ131が複数配列されたフレネルレンズ形状を備えるレンズ層13を示したが、これに限らず、所望する光学性能等に応じて、形成される光学形状を変更してもよい。例えば、光学形状層は、単位プリズムが複数配列されたプリズム形状等を、その背面側に備えるプリズム層とし、単位プリズムの斜面に反射層が形成される形態としてもよい。また、光学形状層は、観察者側の面に複数の凹部が形成され、凹部に反射層が形成された形態としてもよく、この場合、光学形状層の観察者側に、反射層を保護する保護層等を設けてもよい。さらに、光学形状層は、略平板状であり、背面側に微細凹凸形状を有する形態とし、その背面側に反射層が形成される形態としてもよいし、光拡散材を含有する略平板状の部材とし、その背面側の面に反射層が形成される形態としてもよい。

0057

(2)本実施形態において、レンズ層13は、エポキシアクリレート樹脂等の紫外線硬化型樹脂を用いる例を挙げたが、これに限らず、例えば、レンズ層13は、熱可塑樹脂製としてもよい。

0058

(3)本実施形態において、映像表示システム1は、短焦点型のプロジェクタである映像源LSと、この映像源LSから投射された映像光を反射して映像を表示する反射スクリーン10とを備えるものとした。しかし、これに限らず、例えば、映像源LSを、投射距離が長く、映像光の投射角度(即ち、スクリーンへの映像光の入射角度)が小さい従来の汎用プロジェクタとし、反射スクリーン10をその映像源LSに対応する形態としてもよい。

0059

(4)本実施形態において、基材層14は、光拡散層141と着色層142とを共押出成形することによりこれらの層が一体に積層されて形成されている。しかし、これに限らず、例えば、光拡散層141と着色層142とをそれぞれ別々に押出成形し、粘着剤層等により一体に接合して基材層14としてもよい。また、基材層14を単層とし、拡散材と顔料や染料等の着色材とを共に含有する形態としてもよい。さらに、基材層14は、光拡散層141と着色層142とを備え、着色層142が着色材に加えて拡散材を含有する形態としたり、光拡散層141が拡散材に加えて着色材を含有する形態としたりしてもよい。

0060

(5)本実施形態において、単位レンズ131は、図2等に示す断面形状が略三角形形状である例を示したが、これに限らず、例えば、略台形形状であり、レンズ面と非レンズ面とが、スクリーン面に平行な頂面を挟んで対向する形態としてもよい。このとき、頂面は、映像光の反射に寄与しない領域に形成されることが好ましい。頂面上には、保護層を形成してもよいし、反射層を形成してもよい。また、本実施形態において、単位レンズ131は、図2等に示す断面において、レンズ面132及び非レンズ面133が直線状となる例を示したが、これに限らず、この断面において、例えば、レンズ面132や非レンズ面133の一部が曲線状となっていてもよい。さらに、本実施形態において、単位レンズ131のレンズ面132及び非レンズ面133は、いずれも1つの面である例を示したが、これに限らず、例えば、少なくとも一方の面が、複数の面から構成される形態としてもよい。

0061

(6)本実施形態において、反射スクリーン10は、非レンズ面133が、保護層11で被覆される例を示したが、これに限らず、非レンズ面133上にも反射層12が形成される形態としてもよい。この場合、反射層12は、単位レンズ131間の谷部を充填しその背面側の面が略平面状となるように形成してもよいし、単位レンズ131の凹凸形状に沿って所定の厚さで形成される形態としてもよいし、十分な反射特性を有しているならば、その厚さが均一でなくともよい。

0062

(7)本実施形態において、反射スクリーン10は、その背面側に設けられた支持板50に不図示の粘着材層等を介して接合されており、略平板状である例を示したが、これに限らず、例えば、支持板50を備えず、反射スクリーン10が粘着材層等を介して壁面等に接合される形態としてもよいし、支持板50を裏面に接合した状態で壁面に固定されたり、フック等の支持部材で壁面に吊り下げられる形態等としてもよい。また、本実施形態において、反射スクリーン10は、使用時及び不使用時には略平板状である例を示したが、これに限らず、不使用時には巻き取って保管できる巻き取り可能な形態としてもよい。このような形態の場合には、支持板50等を設けず、反射スクリーン10の背面側を、光を透過しにくい布製又は樹脂製の遮光幕耐傷性を向上させる保護層等で被覆する形態とすれば、コントラスト向上や、レンズ層や反射層の破損の防止を図ることができる。

0063

(8)本実施形態において、反射スクリーン10は、背面側から保護層11、反射層12、レンズ層13、基材層14(光拡散層141、着色層142)、表面層15の順で構成される例を説明したが、これに限定されない。例えば、反射スクリーン10は、基材層14とレンズ層13との間に、レンズ層13の基材となる透明基材層を設けてもよいし、画面上下方向及び画面左右方向で拡散特性の異なる異方性拡散層等を備えてもよく、所望する光学特性等に合わせて、反射スクリーン10の層構成は適宜変更することができる。

0064

(9)本実施形態において、映像源LSは、鉛直方向において反射スクリーン10より下方に位置し、映像光Lが反射スクリーン10の下方から斜め上に投射される例を示したが、これに限らず、例えば、映像源LSが、鉛直方向において反射スクリーン10より上方に位置し、映像光Lが反射スクリーン10の上方から斜め下に投射される形態としてもよい。このとき、反射スクリーン10は、図2図3等に示すレンズ層13の上下方向を反転させ、サーキュラーフレネルレンズの光学的中心(フレネルセンター)である点Cが反射スクリーン10の上方に位置する形態とすればよい。

0065

以下に、実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定解釈されるものではない。

0066

<反射スクリーンの製造>
まず、レンズ層13が異なる反射スクリーン1〜7(表面層15+基材層14+レンズ層13+反射層12+保護層11)を用意した。各反射スクリーンは、対角100インチ(2214×1245mm)であり、図2に示す本実施形態の反射スクリーン10の層構成と同様に、背面側から保護層11、反射層12、レンズ層13、基材層14、表面層15の順で構成されている。

0067

反射スクリーン1〜7において、共通する各層の構成は、以下の通りであった。
保護層11:黒色の水性インキ製。背面側の面は、略スクリーン面に平行な平面状。単位レンズ131の頂点tからの厚さ約10μm。
反射層12:レンズ面132に形成。アルミニウムの蒸着膜。厚さ800Å。
レンズ層13:図3に示すようなサーキュラーフレネルレンズ形状あり。紫外線硬化型のエポキシアクリレート樹脂製。単位レンズ131のレンズ面132がスクリーン面に平行な面となす角度αは、15°〜18°であった。
基材層14:
光拡散層141:ポリメタクリルスチレン樹脂性ビーズ(平均粒径10μm)を拡散
剤として含有するMBS樹脂製、厚さ1.5mm。
着色層142:ポリメタクリルスチレン(MS)樹脂製、厚さ200μm。透過率60%。着色材として黒色顔料含有。
表面層15:エポキシアクリレート樹脂製。表面に微細凹凸形状有り。厚さ約25μm。

0068

反射スクリーン1〜7におけるレンズ層13を形成した樹脂組成物1〜7は、以下の通りであった。
樹脂組成物1:エポキシアクリレート樹脂とアクリレートモノマーを1:1.5〜2.3の割合で混合したものに対して、リン酸系離型剤を添加せず、シリコーン系離型剤1を0.1質量%添加したもの。
樹脂組成物2:エポキシアクリレート樹脂とアクリレートモノマーを1:1.5〜2.3の割合で混合したものに対して、リン酸系離型剤を添加せず、シリコーン系離型剤1を0.2質量%添加したもの。
樹脂組成物3:エポキシアクリレート樹脂とアクリレートモノマーを1:1.5〜2.3の割合で混合したものに対して、リン酸系離型剤を添加せず、シリコーン系離型剤1を0.3質量%添加したもの。
樹脂組成物4:エポキシアクリレート樹脂とアクリレートモノマーを1:1.5〜2.3の割合で混合したものに対して、リン酸系離型剤及びシリコーン系離型剤のいずれも添加していないもの。
樹脂組成物5:エポキシアクリレート樹脂とアクリレートモノマーを1:1.5〜2.3の割合で混合したものに対して、リン酸系離型剤を添加せず、シリコーン系離型剤1を0.5質量%添加したもの。
樹脂組成物6:エポキシアクリレート樹脂とアクリレートモノマーを1:1.5〜2.3の割合で混合したものに対して、リン酸系離型剤を添加せず、シリコーン系離型剤1を1.0質量%添加したもの。
樹脂組成物7:エポキシアクリレート樹脂とアクリレートモノマーを1:1.5〜2.3の割合で混合したものに対して、リン酸系離型剤を0.2質量%、シリコーン系離型剤1を0.2質量%添加したもの。

0069

上記の樹脂組成物1〜7に用いた離型剤は、以下の通りであった。
シリコーン系離型剤1:反応性シリコーンオイル(ポリジメチルシロキサンポリエーテル変性したもの、アクリロイル基含有、信越化学工業(株)製、商品名:X−22−4952)と非反応性シリコーンオイル(ポリジメチルシロキサンをポリエーテル変性したもの、信越化学工業(株)製、商品名:X−22−2516)を4:1の配合比で含むもの。

0070

密着性試験
密着性試験では、所定の条件下におけるレンズ層13と反射層12との密着性を評価した。この密着性試験では、反射スクリーン1〜7に対して、温度約40℃相対湿度約90%又は温度約60℃相対湿度約90%の環境下に300時間養生させてから、レンズ層13と反射層12の密着性試験をそれぞれ行った。なお、試験には、各反射スクリーンの画面中央部付近から約210mm×300mmのサイズに切り出された試験片を用いた。

0071

密着性試験は、塗膜等の付着性(密着性)を評価するクロスカット法(JISK5600−5−6)に基づいて行った。この試験では、まず、各反射スクリーンの背面側の保護層11の表面に、碁盤目状の切り込みを、反射層12とレンズ面132との界面にまで入れる。本試験では、碁盤目状の切り込みは、縦5列、横5列の合計25マス(各3mm×3mm)の切り込みを形成した。そして、この25マス上に透明粘着テープ貼付し、透明粘着テープを接着面に対して45°手前方向へ引き剥がし、各マスの剥離状態を評価する。以上の条件等で行った密着性試験の結果(残ったマスの数)を表1に示す。

0072

0073

表1の結果から、シリコーン系離型剤の添加量を調整することで、良好な密着性を維持できることが分かった。

0074

<離型性試験>
上記の実施例及び比較例で用いた樹脂組成物2、4、及び6を用いて、テーブル成形型(金型)上で短冊状の基材(50mm幅)で100回成形して、10回毎に離型力を測定した。離型重さの測定には、(島津製作所(株)製、型番:AGS−1kNG)を用いた。離型性試験の結果を、表2及び図4に示す。表2には、10回毎の離型力の平均値を示した。

0075

0076

表2の結果から、低濃度(0.2質量%)のシリコーン系離型剤を添加することで、シリコーン系離型剤を添加しない場合に比べて、離型力を約35%低減できることが分かった。

0077

上記の結果から、シリコーン系離型剤を特定の含有量で含み、かつ、リン酸系離型剤を含まない光学形状層(レンズ層)を備える反射スクリーンは、反射層と光学形状層との密着性が良好であることがわかった。さらに、このような光学形状層を賦形する成形型からの離型性が良好であるため、製造工程における生産性に優れることがわかった。反射スクリーンの総合評価を表3に示す。

実施例

0078

0079

1映像表示システム
10反射スクリーン
11 保護層
12反射層
13レンズ層
131単位レンズ
132レンズ面
133 非レンズ面
14基材層
141光拡散層
142着色層
15表面層
LS 映像源

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