JP2006221069A - Screen and rear projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高分子分散液晶層を有するレンチキュラシートを用い背面からの画像光の照射により画像を表示するスクリーン及びリアプロジェクタ装置に関するものである。 The present invention relates to a screen and a rear projector device that display an image by irradiating image light from the back using a lenticular sheet having a polymer-dispersed liquid crystal layer.
近年、会議等において発言者が資料を提示する方法としてオーバヘッドプロジェクタやスライドプロジェクタが広く用いられている。また、一般家庭においても液晶を用いたビデオプロジェクタや動画フィルムプロジェクタが普及しつつある。これらのプロジェクタの映写方法は光源から出力された光を、例えば透過形の液晶パネル等によって光変調して画像光を形成し、この画像光をレンズ等の光学系を通して出射してスクリーン上に映写するものである。 In recent years, overhead projectors and slide projectors have been widely used as methods for presenting materials by a speaker in a conference or the like. In general households, video projectors and moving picture film projectors using liquid crystals are becoming popular. In these projector projection methods, light output from a light source is modulated by, for example, a transmissive liquid crystal panel to form image light, and the image light is emitted through an optical system such as a lens and projected onto a screen. To do.
例えば、スクリーン上にカラー画像を形成することができるプロジェクタ装置は、光源から出射された光線を赤(R)、緑(G)、青(B)の各色に分離して所定の光路に収束させる照明光学系と、この照明光学系によって分離されたRGB各色の光束をそれぞれ光変調する液晶パネル(ライトバルブ)と、液晶パネルにより光変調されたRGB各色の光束を合成する光合成部とを備え、光合成部により合成したカラー画像を投射レンズによりスクリーンに拡大投影するようになっている。 For example, a projector device capable of forming a color image on a screen separates light rays emitted from a light source into red (R), green (G), and blue (B) colors and converges them on a predetermined optical path. An illumination optical system, a liquid crystal panel (light valve) that optically modulates the RGB light beams separated by the illumination optical system, and a light combining unit that combines the RGB light beams light-modulated by the liquid crystal panel, The color image synthesized by the light synthesizing unit is enlarged and projected on a screen by a projection lens.
また、最近では光源として狭帯域三原色光源を使用し、液晶パネルの代わりにグレーティング・ライト・バルブ(GLV:Grating Light Valve)を用いてRGB各色の光束を空間変調するタイプのプロジェクタ装置も開発されている。 Recently, a projector device has been developed that uses a narrow-band three-primary-color light source as a light source, and spatially modulates the luminous flux of each RGB color using a grating light valve (GLV) instead of a liquid crystal panel. Yes.
上述したプロジェクタ装置においては、投影像を見るためにプロジェクタ用スクリーンが用いられる。このプロジェクタ用スクリーンには大別して、スクリーンの表側から投影光を照射して当該投影光のスクリーンでの反射光を見るフロントプロジェクタ用スクリーンと、スクリーンの裏側から投影光を照射してスクリーンを透過した光をスクリーンの表側から見るリアプロジェクタ用スクリーンとがある。いずれの方式においてもスクリーンに表示される映像が高コントラストであることが要求される。 In the projector apparatus described above, a projector screen is used to view a projected image. This projector screen is roughly divided into a front projector screen for irradiating projection light from the front side of the screen and viewing the reflected light on the screen, and a projection light from the back side of the screen for transmission through the screen. There is a rear projector screen for viewing light from the front side of the screen. In either method, the image displayed on the screen is required to have high contrast.
最近のリアプロジェクタ用スクリーンでは、図1に示す様にレンチキュラレンズ2の非集光部に対応したブラックストライプ3を形成することにより、コントラストを改善するものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
A recent rear projector screen has been proposed in which contrast is improved by forming a
また、リアプロジェクタ装置(背面式プロジェクションシステム)は、手軽に大画面表示が可能なディスプレイとして、米国を中心に根強い人気がある。さらには、近年DVD、デジタル放送、ハイビジョン放送など高画質な映像が家庭に入ってくるにつれて、大画面ディスプレイに対する関心が高まり、米国以外の国においても安価なリアプロジェクタ装置が望まれる傾向にある。 In addition, rear projector devices (rear projection systems) are popular as a display capable of easily displaying a large screen, mainly in the United States. Furthermore, as high-quality images such as DVDs, digital broadcasts, and high-definition broadcasts have recently entered the home, interest in large-screen displays has increased, and inexpensive rear projector devices tend to be desired in countries other than the United States.
ここで、従来のリアプロジェクタ装置はCRT(カソード・レイ・チューブ)を使ったものが主流であったために、以下の大きな二つの問題があり、普及の障害となってきた。
第一は、全長の長い3本のCRTを使っていたため、ボックス全体が大きくなり、画面以外の部分が大きい、奥行きが大きい等のスペースの問題があり、特に日本の家屋ように部屋の面積が狭い所では普及の妨げになっていた。
第二は、CRTでは投入エネルギーを大きくしても、蛍光体に起因する輝度飽和という現象が生じ、輝度が大きく出来ないため、画面が暗い、輝度分布が大きい、視野角依存性が大きいといった問題が生じ、普及の妨げになってきた。
Here, since a conventional rear projector apparatus using a CRT (cathode ray tube) has been the mainstream, there are two major problems described below, which have been an obstacle to popularization.
The first is the use of three CRTs with a long overall length, so the entire box is large, and there are problems with space such as large areas other than the screen and large depths. It was a hindrance to popularization in small places.
Second, even if the input energy is increased in CRT, the phenomenon of luminance saturation caused by the phosphor occurs, and the luminance cannot be increased. Therefore, the screen is dark, the luminance distribution is large, and the viewing angle dependency is large. Has become a hindrance to its spread.
近年、液晶やMEMS(マイクロメカニカルシステム)等のマイクロディスプレイと放電ランプを組み合わせた新しいリアプロジェクタ装置(マイクロディスプレイタイプリアプロジェクタ)の出現により、上記問題は徐々に解決されてきており、リアプロジェクタ装置が見直される大きな要因となっている。 In recent years, with the advent of a new rear projector device (micro display type rear projector) that combines a micro lamp such as liquid crystal or MEMS (micro mechanical system) and a discharge lamp, the above problem has been gradually solved. It is a major factor to be reviewed.
しかしながら、マイクロディスプレイにより輝度が明るくなるにつれて、今までは問題とされていなかった画面のギラツキ感、所謂スペックルが目立つようになり、その解決がリアプロジェクタ装置の最重要事項となってきた。 However, as the brightness is increased by the micro display, the glare of the screen, which has not been a problem until now, so-called speckle becomes conspicuous, and the solution has become the most important matter of the rear projector device.
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、画面のギラツキ感(スペックル)を低減することのできるスクリーン及びリアプロジェクタ装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a screen and a rear projector device that can reduce glare (speckle) on a screen.
前記課題を解決するために提供する本発明は、光源からの光を略平行光として出射するフレネルレンズシートと、前記略平行光が入射され画像を表示するレンチキュラレンズ及び光拡散シートからなるレンチキュラシートとを備えるスクリーンにおいて、前記光拡散シートは、高分子マトリクス中に液晶の微小粒子が分散して固定されている高分子分散液晶層が透明導電膜を有する2枚の透明基板で挟まれてなり、該透明導電膜に交流電圧が印加されることを特徴とするスクリーンである(請求項1)。 The present invention provided to solve the above problems includes a Fresnel lens sheet that emits light from a light source as substantially parallel light, a lenticular lens that displays the image when the substantially parallel light is incident thereon, and a light diffusing sheet. The light diffusing sheet is formed by sandwiching a polymer dispersed liquid crystal layer in which fine particles of liquid crystal are dispersed and fixed in a polymer matrix between two transparent substrates having a transparent conductive film. The screen is characterized in that an AC voltage is applied to the transparent conductive film (Claim 1).
ここで、前記交流電圧の周波数は60Hz以上であることが好ましい。
また、前記液晶の微小粒子は二色性色素を含むことが好ましい。
Here, the frequency of the AC voltage is preferably 60 Hz or more.
The fine particles of the liquid crystal preferably contain a dichroic dye.
前記課題を解決するために提供する本発明は、画像光を投射する光源と、該光源からの投射光を反射する反射ミラーと、該反射ミラーの反射光が背面側から投影される請求項1〜3のいずれか一に記載のスクリーンとを備えることを特徴とするリアプロジェクタ装置である(請求項4)。 The present invention provided to solve the above-mentioned problems is a light source that projects image light, a reflection mirror that reflects the projection light from the light source, and the reflected light of the reflection mirror is projected from the back side. A rear projector apparatus comprising: the screen according to any one of to 3. (Claim 4)
本発明のスクリーンによれば、高分子分散液晶層中の液晶の配向状態を交流電圧印加で変化させて、光拡散シートの拡散特性・透過特性を経時的に変化させることができる。ここで、印加する交流電圧の周波数をフリッカ知覚として感知しない周波数以上とすることにより、重畳される表示画像のちらつきをなくすことができる。また、二色性色素、とくに白色色素を液晶の微小粒子に含ませることにより、光の拡散特性、透過特性をよりコントロールすることができ、見やすい表示画像を実現することができる。
本発明のリアプロジェクタ装置によれば、前記光拡散シートの拡散特性・透過特性の高速の経時的変化により、光の干渉によって生じる光の強弱パターンの経時的変化を重畳して表示することになり、表示画像を均質化でき、ギラツキ感(スペックル)を低減することができる。
According to the screen of the present invention, the liquid crystal alignment state in the polymer-dispersed liquid crystal layer can be changed by applying an alternating voltage, and the diffusion characteristics and transmission characteristics of the light diffusion sheet can be changed over time. Here, flickering of the superimposed display image can be eliminated by setting the frequency of the applied AC voltage to a frequency not perceived as flicker perception. Further, by including a dichroic dye, particularly a white dye, in the liquid crystal microparticles, it is possible to further control the light diffusion characteristics and the transmission characteristics, thereby realizing an easy-to-view display image.
According to the rear projector device of the present invention, the temporal change of the light intensity pattern caused by the light interference is superimposed and displayed due to the high-speed temporal change of the diffusion characteristic and transmission characteristic of the light diffusion sheet. The display image can be homogenized and glare (speckle) can be reduced.
従来のリアプロジェクタ装置に使用されるスクリーンの構成を図1に示す。
スクリーン90は、プロジェクタ光源から投射された光を画面に垂直に向け、画面の輝度を均一にするフレネルレンズシート1と、レンチキュラレンズ2・ブラックストライプ3・光拡散シート9からなり、前記光を視聴者の方向に向けるレンチキュラシートとから構成されている。さらには、表面反射を低減し、高級感を上げる前面化粧板5をつけたモデルも存在する。
A configuration of a screen used in a conventional rear projector apparatus is shown in FIG.
The
前記レンチキュラシートには、通常プロジェクタ光源からの光を無駄なく視聴者の方向に向けるレンチキュラレンズ2の作用の他に、ブラックストライプ3により外光を低減する作用、プロジェクタ光源からの光を光拡散シート9により拡散/結像する作用の3つがある。
In the lenticular sheet, in addition to the action of the
ここで、光拡散シート9は、一般に基板材と屈折率の異なるガラスあるいはプラスチックの微粉末を基板材上に塗布、あるいは基板材に直接練り込んだものが用いられている。ところが、この光拡散シート9によりそこから出射される光が干渉して画面における光の強弱が生じてしまい、結果的にギラツキ感となり視認性を悪くしていた。
発明者は、この問題を解決すべく鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。
Here, as the
The inventor has intensively studied to solve this problem, and has reached the present invention.
以下に、本発明に係るスクリーンについて説明する。
図2は、本発明に係るスクリーンの構成を示す断面図である。
図2(a)に示すように、スクリーン10は、背面側(光源側)から順にフレネルレンズシート1、レンチキュラレンズ2、ブラックストライプ3、光拡散板シート4、前面化粧版5が設けられた構成である。本発明は従来のスクリーンにおける光拡散シート9に代えて、拡散状態の動的な切り替えが可能な光拡散シート4を設けたことを特徴とする。なお、レンチキュラレンズ2、ブラックストライプ3、光拡散板シート4を組み合わせたものをレンチキュラシートと称する。
The screen according to the present invention will be described below.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the screen according to the present invention.
As shown in FIG. 2A, the
フレネルレンズシート1は、光源から投射される画像光を平行光にしてレンチキュラレンズに入射させるものであり、リアプロジェクタ装置用のスクリーンにおいて従来公知のものでよい。
The Fresnel
レンチキュラレンズ2は、フレネルレンズシート1から出射された平行光を集光して無駄なく視聴者の方向に向けるものであり、リアプロジェクタ装置用のスクリーンにおいて従来公知のものでよい。
The
ブラックストライプ3は、高コントラストの映像を得るための遮光層となるものである。
The
光拡散シート4は、図2(b)に示すように、高分子マトリクス41m中に液晶の微小粒子41LCが分散して固定されている高分子分散液晶層41と、該高分子分散液晶層41を挟む、透明導電膜42eを有する2枚の透明基板42とからなり、電源Eから透明導電膜42eに交流電圧が印加される構成となっている。
As shown in FIG. 2B, the
高分子分散液晶層41は、いわゆる高分子分散液晶材料(PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal))で構成され、高分子材料と液晶とを含む溶液を用いてカプセル化法、重合相分離法、熱相分離法、溶媒蒸発相分離法などにより、高分子材料からなるマトリクス41m中に液晶の微小粒子41LCが分散して固定されている状態に形成されたものである。
The polymer-dispersed
高分子マトリクス41mを構成する材料は、透明な高分子材料であればとくに制限されないが、その屈折率が微小粒子41LCを構成する液晶の常光線に対応する屈折率と略一致していることが好ましい。このような光学材料としての適性からアクリル系樹脂であることが好ましい。
The material constituting the
液晶の微小粒子41LCの形状は、球形、液滴形状、ラグビーボール形状等とくに限定されない。また、の微小粒子41LCを構成する材料(液晶)は、高分子分散液晶材料(PDLC)に使用可能なものであればとくに限定されない。例えば、一般的に使用されているネマティック液晶、コレステリック液晶などの液晶材料でよい。このとき、光拡散シート4に適した拡散特性、透過特性が得られるように、この液晶の置換基や合成方法などの調整によりΔn(屈折率異方性の指標)をコントロールすることが好ましい。本発明で使用可能な液晶の化合物の構造式を以下に例示する。
The shape of the
高分子分散液晶層41は、その厚みを大きくすると拡散性がよくなり、透過性が悪くなり結像の効果は大きくなるが、液晶の配向の応答性が悪くなる、必要な印加電圧が大きくなる等の欠点も出てくる。5〜50μmの厚み範囲内であることが好ましい。
When the thickness of the polymer-dispersed
透明基板42は、透明のベース基板42b上に透明導電膜42eが形成されたものである。ベース基板42bは透明の高分子フィルムやガラスなどでよく、透明導電膜42eは例えばインジウム錫酸化物(ITO)の薄膜でよい。
The
図3は、電源Eから透明導電膜42eへの交流電圧印加有無による高分子分散液晶層41の状態を示す模式図である。
電源Eから透明導電膜42eへの交流電圧印加ありの場合(ON状態、図3(a))、印加する交流電圧(実効電圧)が十分大きいとき、微小粒子41LCを構成する液晶のもつ誘電率異方性により、該液晶は2つの透明導電膜42e間に生じる電界に対して垂直方向に配向し、その結果、高分子分散液晶層41は入射光のすべての波長の光を透過する状態となる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state of the polymer dispersed
If the power supply E in there the AC voltage applied to the transparent conductive film 42e (ON state, FIG. 3 (a)), when the applied AC voltage (effective voltage) is sufficiently large, the dielectric having the liquid crystal constituting the
一方、電源Eから透明導電膜42eへの交流電圧印加なしの場合(OFF状態、図3(b))、微小粒子41LCを構成する液晶の接している壁(高分子マトリクス41m)の拘束力が支配的に働き、該液晶はランダムに配向され、入射光の一部を拡散あるいは反射する状態となる。
On the other hand, when no AC voltage is applied from the power source E to the transparent conductive film 42e (OFF state, FIG. 3B), the wall (polymer matrix 41 m ) that is in contact with the liquid crystal forming the
本発明では、電源Eから透明導電膜42eへ交流電圧を印加することにより、微小粒子41LCを構成する液晶の配向状態を前記ON状態(図3(a))と前記OFF状態(図3(b))との間で高速で変化させ、光拡散シート4の拡散特性・透過特性を経時的に変化させることができる。
In the present invention, by applying an alternating voltage to the transparent conductive film 42e from a power source E, the said alignment state of the liquid crystal constituting the fine particles 41 LC ON state (FIG. 3 (a)) OFF state (FIG. 3 ( It is possible to change the diffusion characteristics and transmission characteristics of the
また、本発明では光拡散シート4の拡散特性・透過特性が経時的に変化していればよいので、微小粒子41LCを構成する液晶の配向状態は、必ずしも前記ON状態(図3(a))、及び/または前記OFF状態(図3(b))となる必要はなく、前記ON状態(図3(a))と前記OFF状態(図3(b))との中間の状態を中心として液晶の配向が経時的にわずかに変化するものであってもよい。これは、高分子分散液晶層41の構成材料、厚み、微小粒子41LCの分散状態、交流電圧の印加条件(電圧値(例えば実効値として5V程度)、周波数)などにより調整することができる。
Further, in the present invention, it is only necessary that the diffusion characteristics and transmission characteristics of the
上述のように、光拡散シート4の拡散特性・透過特性が経時的に変化することにより、この経時的変化に対応して無数の異なる散乱パターンが生じることとなる。その結果、スクリーン10の背面から投影される映像も散乱パターンそれぞれにより異なる結像パターンが生じ、これらの結像パターンが重畳されて表示されることにより、表示画像は均質化され、従来問題であったギラツキ感(スペックル)が低減されるようになる。
As described above, when the diffusion characteristics and transmission characteristics of the
また、交流電圧の周波数は60Hz以上であることが好ましい。交流電圧の周波数は上記液晶の配向状態のスイッチング周波数ともいえ、この周波数が60Hzよりも小さいと表示される画像のちらつきが認められるようになり、視認性が悪くなる。これは、輝度150〜200cd/m2の画面に対してフリッカを感じさせないためには空間周波数として60Hz以上必要とする報告(NHK技研月報 18,11、p.661〜668;視覚の空間周波数特性)とも一致する。 Moreover, it is preferable that the frequency of an alternating voltage is 60 Hz or more. The frequency of the alternating voltage can be said to be the switching frequency of the alignment state of the liquid crystal. When this frequency is lower than 60 Hz, the flickering of the displayed image is recognized and the visibility is deteriorated. This is a report that requires a spatial frequency of 60 Hz or more in order not to feel flicker on a screen having a luminance of 150 to 200 cd / m 2 (NHK Giken monthly report 18, 11, p.661-668; visual spatial frequency characteristics) ).
また、液晶の微小粒子に、二色性色素を含ませることにより、光拡散シート4の拡散特性・透過特性のコントロールがより容易となり好ましい。
In addition, it is preferable to include a dichroic dye in the liquid crystal microparticles because the control of the diffusion characteristics and transmission characteristics of the
その一例を図4に示す。ここでは、高分子マトリクス41m中に液晶LC及び二色性色素pからなる微小粒子41LCpを分散させ固定して高分子分散液晶層としている。
電源Eから透明導電膜42eへの交流電圧印加ありの場合(ON状態、図4(a))、微小粒子41LCpを構成する液晶は図3(a)の場合と同様に2つの透明導電膜42e間に生じる電界に対して垂直方向に配向され、それに伴って二色性色素pも同様に配向される。その結果、高分子分散液晶層41は入射光のすべての波長の光を透過する状態となる。
An example is shown in FIG. Here, the polymer dispersed liquid crystal layer is formed by dispersing and fixing the
When an AC voltage is applied from the power source E to the transparent conductive film 42e (ON state, FIG. 4 (a)), the liquid crystal constituting the
一方、電源Eから透明導電膜42eへの交流電圧印加なしの場合(OFF状態、図4(b))、微小粒子41LCpを構成する液晶は図3(b)の場合と同様にランダムに配向され、それに伴って二色性色素pも同様にランダム配向される。その結果、入射光の一部を拡散あるいは反射する状態となる。
On the other hand, when no AC voltage is applied from the power source E to the transparent conductive film 42e (OFF state, FIG. 4 (b)), the liquid crystal constituting the
このように二色性色素を含む場合も交流電圧の印加有無により透過と散乱の状態をつくることができることから、光拡散シート4の拡散特性・透過特性を経時的に変化させることが可能であり、従来問題であったギラツキ感(スペックル)を低減することができる。
As described above, even when the dichroic dye is included, it is possible to create a transmission and scattering state depending on whether or not an AC voltage is applied. Therefore, it is possible to change the diffusion characteristics and transmission characteristics of the
本発明のスクリーンにおける光拡散シート4は、例えばつぎのように作製するとよい。ここでは重合相分離法による例を示す。
(S11)高分子マトリクス41mの原料材料(重合性のモノマーまたはオリゴマー)で液晶(ネマティック液晶。例えば、p-alkyle-p’-alkoxyazoxybenzene)を溶解し、溶液を作製する。具体的には容器に高分子マトリクス41mの原料材料と液晶を所定体積比で入れ、攪拌器を用いて均一になるまで攪拌して溶融させる。
For example, the
(S11) A liquid crystal (nematic liquid crystal, for example, p-alkyle-p′-alkoxyazoxybenzene) is dissolved with a raw material (polymerizable monomer or oligomer) of the
なお、高分子マトリクス41mの原料材料は、液晶への溶解性、耐久性を有することが重要であり、例えば紫外線照射により架橋高分子化反応がおこる紫外線硬化タイプのモノマーが好ましい。
また、樹脂と液晶の混合体積比は50:50が標準であるが、樹脂と液晶の混合において、液晶の混合比を増加するにつれて拡散性が増加し、透過性が悪くなる傾向にあり、結像性能に基づいて当該混合比を設定するとよい。
It is important that the raw material of the
In addition, the mixing volume ratio of resin and liquid crystal is 50:50 as a standard, but in the mixing of resin and liquid crystal, the diffusibility increases as the mixing ratio of liquid crystal increases, and the permeability tends to deteriorate. The mixing ratio may be set based on the image performance.
(S12)前記溶液を透明導電膜42eが形成されている透明基板42上にドクターブレード法などにより均一な厚みで塗布する。
(S13)塗膜の上にもう一方の透明基板42を透明導電膜42eが塗膜に接するように配置し、スペーサを介して2枚の透明基板が塗膜を挟みこんだ状態にする。なお、前記スペーサにより高分子分散液晶層4の厚みを調整すればよい。
(S14)透明基板42のいずれか一方の外側から紫外線を照射して紫外線硬化モノマーを光重合させる。紫外線照射は該光重合が必要十分に行われる条件がよく、例えば15mW/cm2で60秒程度とするとよい。これにより、高分子マトリクス41m中に液晶の微小粒子41LCが分散して固定されている高分子分散液晶層41が形成される。
(S15)透明基板42の透明導電膜42eに電源Eから電圧を印加するための電極を取り付けて光拡散シート4を完成する。
(S12) The solution is applied with a uniform thickness on the
(S13) The other
(S14) The ultraviolet curable monomer is photopolymerized by irradiating ultraviolet rays from either one of the
(S15) The electrode for applying a voltage from the power source E is attached to the transparent conductive film 42e of the
なお、図4に示したような高分子マトリクス41m中に液晶LC及び二色性色素pからなる微小粒子41LCpを分散させ固定した高分子分散液晶層を有する光拡散シートを作製する場合には、前記ステップS11において、予め二色性色素を溶かしこんだ液晶を、紫外線硬化モノマーに溶解させる。このとき、二色性色素の液晶に溶け込む量は液晶の種類によって異なるが、多く溶かし込んだほうが光散乱(図4(b))のときの白色化の効果が大きくなる。
In the case of producing a light diffusion sheet having a polymer-dispersed liquid crystal layer in which
また、本発明のスクリーンにおける光拡散シート4は、つぎのように作製してもよい。
(S21)前記ステップS11と同様に、紫外線照射により架橋高分子化反応がおこる紫外線硬化タイプのモノマーで液晶(ネマティック液晶。例えば、p-alkyle-p’-alkoxyazoxybenzene)を溶解し、溶液を作製する。
(S22)透明基板42として、レンチキュラレンズ2の平坦面側に透明導電膜42eを形成したものを用い、この上に前記溶液をドクターブレード法などにより均一な厚みで塗布する。
(S23)前記塗膜に紫外線を照射して紫外線硬化モノマーを光重合させ、高分子分散液晶層4を形成する。
(S24)前記高分子分散液晶層4上にスパッタリング法等により透明導電膜42eを形成する。
(S25)それぞれの透明導電膜42eに電源Eから電圧を印加するための電極を取り付けて光拡散シートを完成する。この場合は前面化粧版5が配置される前提の構成である。
Moreover, you may produce the light-
(S21) Similarly to step S11, a liquid crystal (nematic liquid crystal, for example, p-alkyle-p'-alkoxyazoxybenzene) is dissolved with an ultraviolet curable monomer that undergoes a cross-linking polymerization reaction by ultraviolet irradiation to prepare a solution. .
(S22) As the
(S23) The coating film is irradiated with ultraviolet rays to photopolymerize the ultraviolet curable monomer, and the polymer dispersed
(S24) A transparent conductive film 42e is formed on the polymer dispersed
(S25) An electrode for applying a voltage from the power source E is attached to each transparent conductive film 42e to complete a light diffusion sheet. In this case, the front
この製造方法により、前記透明基板42におけるベース基板42bを省略することができるので、光学界面による光のロスを低減することができる。
According to this manufacturing method, the
なお、前面化粧版5は、傷付きを防止するための保護層と、従来公知の反射防止膜とを有するものである。
The front
次に、本発明に係るリアプロジェクタ装置について説明する。 Next, the rear projector apparatus according to the present invention will be described.
上記構成のスクリーン10をリアプロジェクタ装置に適用した例を図5に示す。
リアプロジェクタ装置100は、画像光を投射する光源(光学エンジン)11と、光源11からの投射光(プロジェクタ光)LPを反射する反射ミラー12と、反射ミラー12の反射光LRが背面側から投影され、映像光Liとして観察者側に放射する上記構成のスクリーン10とを備えている。
An example in which the
光源11は、通常のリアプロジェクタ装置の光源として用いられているものであればよく、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色の各色の波長領域を含む光を用いて画像光を投射するものであることが好ましい。また、選択透過フィルター2において透過する波長領域はできるだけ狭いほうがよいことから、輝度ピークの半値幅が狭い特性をもつ光源がとくに好ましい。例えば、プロジェクタ用液晶ディスプレイデバイス(LCD、SXRD)、GLV、陰極線管(CRT)、LEDのいずれかと、それに対応した照明光学系とを備えたものが挙げられる。
The light source 11 may be any light source as long as it is used as a light source of a normal rear projector device. The light source 11 uses light including wavelength regions of the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B). It is preferable to project light. In addition, since the wavelength region transmitted through the
反射ミラー12は、画像光であるプロジェクタ光LPを反射して、スクリーン10に投射するものであり、リアプロジェクタ装置において従来公知のものでよい。
Reflecting
リアプロジェクタ装置100では、光源11からの画像光であるプロジェクタ光LPは、反射ミラー12を経由してスクリーン10の背面側に投射され、フレネルレンズシート1で平行光とされた後にレンチキュラレンズ2に入射される。ついで、レンチキュラレンズ2で平行光は集光され無駄なくブラックストライプ3を通過して光拡散シート4に入射する。光拡散シート4で入射した光は拡散され、前面化粧版5を透過して映像光Liとして観察者側に到達する。
In the
ここで、光拡散シート4には所定の交流電圧が印加されており、経時的に拡散特性が変化しているため、この経時的変化に対応して無数の異った散乱状態の結像パターンが生じ、これらの結像パターンが重畳されて表示されることにより、表示画像は均質化され、ギラツキ感(スペックル)が低減されるようになる。
Here, since a predetermined alternating voltage is applied to the
以下に、本発明の実施例について説明する。
(1)サンプル作製条件
(S31)以下の材料を高分子原料材料:液晶を重量比として10:90〜30:70の範囲で変化させて相溶させて溶液を調製した。
・高分子原料材料(モノマー);日本化薬製HX−620(Caprolacton-modhified hydroxyl pivalic acid ester neopentyglycol diacrylate)
・重合開始剤;メルク製Darocure 1173(2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one)
・液晶(ネマティック液晶);下記構造式のピリジン系(pyridine derivatives)
Examples of the present invention will be described below.
(1) Sample preparation conditions (S31) A solution was prepared by changing the following materials to a polymer raw material: liquid crystal in a weight ratio of 10:90 to 30:70 and making them compatible.
-Polymer raw material (monomer); Nippon Kayaku HX-620 (Caprolacton-modhified hydroxyl pivalic acid ester neopentyglycol diacrylate)
Polymerization initiator: Merck Darocure 1173 (2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one)
・ Liquid crystal (nematic liquid crystal); pyridine derivatives of the following structural formula
(S32)前記溶液を透明導電膜42eが形成されている透明基板42上にドクターブレード法により均一な厚みで塗布した。
(S33)塗膜の上にもう一方の透明基板42を透明導電膜42eが塗膜に接するように配置し、スペーサを介して2枚の透明基板42が塗膜を挟みこんだ状態にする。なお、スペーサにより透明基板42の間隔を11μmとした。
(S34)一方の透明基板42の外側から100mW/cm2以下の紫外線を照射して紫外線硬化モノマーを光重合させた。これにより、高分子マトリクス41m中に液晶の微小粒子41LCが分散して固定されている高分子分散液晶層41が形成された。
(S35)透明基板42の透明導電膜42eに電源Eから電圧を印加するための電極を取り付けて光拡散シート4を完成する。
この光拡散シート4を用いて、図2に示すスクリーンを作製した。
(S32) The solution was applied to the
(S33) The other
(S34) The ultraviolet curable monomer was photopolymerized by irradiating ultraviolet rays of 100 mW / cm 2 or less from the outside of one
(S35) An electrode for applying a voltage from the power source E is attached to the transparent conductive film 42e of the
A screen shown in FIG. 2 was produced using this
(2)サンプル評価
上記サンプルスクリーンを用いて、高分子分散液晶層4に実効電圧値5V、周波数60Hzの交流電圧を印加した状態でスクリーン背面からプロジェクタ用液晶ディスプレイデバイス(SXRD)を光源とする映像光を投射し、正面から観察した。比較として図1に示す従来のスクリーン(比較スクリーン)も同様に観察を行った。
(2) Sample evaluation Using the above sample screen, an image using a liquid crystal display device for projector (SXRD) as a light source from the back of the screen in a state where an AC voltage having an effective voltage value of 5 V and a frequency of 60 Hz is applied to the polymer dispersed
その結果、すべてのサンプルスクリーンで比較スクリーンよりもギラツキの低減が認められた。高分子分散液晶層4を60Hzの交流電圧でドライブさせた場合、最低でも1秒間に60枚(移行状態を含めるとさらに多くの枚数)の異なる液晶パターンが存在し、これらが重なって観察されることになる。ここで、スペックルコントラスト(強度)Cは以下の式より約8分の1(60のルート分の1以下)になっているものと推定され、上記感応試験結果とよく合致した。
As a result, all sample screens were found to be less glaring than the comparison screen. When the polymer-dispersed
C=C0/(n1/2)
(ここで、n;重畳パターン数、C0;オリジナルスペックルコントラスト)
C = C 0 / (n 1/2 )
(Where n is the number of superimposed patterns, C 0 is the original speckle contrast)
1・・・フレネルレンズシート、2・・・レンチキュラレンズ、3・・・ブラックストライプ、4・・・光拡散シート、41・・・高分子分散液晶層、41LC、41LCp・・・液晶の微小粒子、41m・・・高分子マトリクス、42・・・透明基板、42b・・・ベース基板、42e・・・透明導電膜、5・・・前面化粧版、10・・・スクリーン、11・・・光源、12・・・反射ミラー、100・・・リアプロジェクタ装置、E・・・電源、LC・・・液晶、p・・・二色性色素
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fresnel lens sheet, 2 ... Lenticular lens, 3 ... Black stripe, 4 ... Light diffusion sheet, 41 ... Polymer dispersion liquid crystal layer, 41 LC , 41 LCp ... Fine particles, 41 m ... polymer matrix, 42 ... transparent substrate, 42b ... base substrate, 42e ... transparent conductive film, 5 ... front decorative plate, 10 ... screen, 11. ..Light source, 12 ... reflecting mirror, 100 ... rear projector device, E ... power source, LC ... liquid crystal, p ... dichroic dye
Claims (4)
前記光拡散シートは、高分子マトリクス中に液晶の微小粒子が分散して固定されている高分子分散液晶層が透明導電膜を有する2枚の透明基板で挟まれてなり、該透明導電膜に交流電圧が印加されることを特徴とするスクリーン。 In a screen comprising a Fresnel lens sheet that emits light from a light source as substantially parallel light, and a lenticular sheet that includes the lenticular lens that displays the image when the substantially parallel light is incident thereon, and a light diffusion sheet.
The light diffusion sheet is formed by sandwiching a polymer dispersed liquid crystal layer in which fine particles of liquid crystal are dispersed and fixed in a polymer matrix between two transparent substrates having a transparent conductive film. A screen to which an alternating voltage is applied.
A light source that projects image light, a reflection mirror that reflects projection light from the light source, and a screen according to any one of claims 1 to 3 in which the reflected light of the reflection mirror is projected from the back side. A rear projector device characterized by that.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7988307B2 (en) | 2007-08-06 | 2011-08-02 | Seiko Epson Corporation | Image display device |
JP2011158731A (en) * | 2010-02-01 | 2011-08-18 | Mitsubishi Electric Corp | Screen unit and projection display apparatus |
CN102402113A (en) * | 2010-09-09 | 2012-04-04 | 北京中视中科光电技术有限公司 | Laser projection screen |
JP2018031990A (en) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 大日本印刷株式会社 | Screen and display |
-
2005
- 2005-02-14 JP JP2005036237A patent/JP2006221069A/en active Pending
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