JP4235483B2

JP4235483B2 - Diffusion sheet, diffusion sheet mold, transmission screen, and diffusion sheet manufacturing method

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Publication number: JP4235483B2
Application number: JP2003119588A
Authority: JP
Inventors: 有希桂; 正浩後藤
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: JP2004325728A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出光面側に単位光学要素が複数配置された拡散シートと、この拡散シートを用いた透過型スクリーン、および、拡散シート用成形型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光源と、この光源からの映像を投影するための透過型スクリーンと、を備えた背面投射型プロジェクションテレビに代表される映像表示装置が知られている。これらの装置に使用される透過型スクリーンとしては、一般にフレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートとを組み合わせたものが知られている。フレネルレンズシートは、光源からの光を略平行光に調整する機能を有する。なお、フレネルレンズシートは、光源からの光を平行光に調整する他、出光側に集光させたり、発散させる場合があるため、本明細書において、フレネルレンズシートからの出光は略平行光とする。
【０００３】
そして、レンチキュラーレンズは、透過型スクリーンに対して様々な角度の位置から映像が見られるよう、フレネルレンズシートにより調整された略平行光を観察者のいる方向への発散光に調整するものである。レンチキュラーレンズは、具体的には、入射光を主として水平方向に拡散させるとともに、垂直方向にも拡散させる。
【０００４】
レンチキュラーレンズシートとしては、出光する側に曲面を有する複数のレンチキュラーレンズと、その間に外光の反射を防止する光吸収部（ブラックストライプとも呼ばれる。）とを備えたものがよく知られている（特許文献１〜３参照）。また、レンチキュラーレンズを構成するレンズ単位の一部に全反射面を有しているレンチキュラーレンズが知られている（特許文献１参照）。その他にも、台形柱形状の側面に全反射面を備えるレンチキュラーレンズを複数個平行に並べたものや、全反射面を備え、全反射面の傾き角および台形形状の高さが異なる２種以上のレンズ素子をユニットとして構成されているレンチキュラーレンズシート（特許文献４参照）等が知られている。その他に、頂部に２の凸面円筒部とその間に凹面円筒部を有するレンチキュラーレンズを備えた背面投射スクリーンが知られている（特許文献５参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−１０８２３２号公報
【特許文献２】
特開昭５７−１６５８３０号公報
【特許文献３】
特開昭５９−１４０４３４号公報
【特許文献４】
特開昭５７−０６８７２７号公報
【特許文献５】
特開昭６０−１５９７３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の台形柱形状のレンチキュラーレンズを複数個平行に並べたレンチキュラーレンズシートを製造する際には、量産性を考慮して金型が用いられる。この金型は、通常、１のレンチキュラーレンズにあたる台形柱形状の凹部（溝）を、金属基板の端から順次切削することにより製作される。
【０００７】
しかしながら、このように金型を切削すると、図７（ａ）に示すように、先に切削した凹部側に、後に切削した側の隣り合う凹部の間の凸部が倒れた形状の金型７５が作製される。この金型７５を用いてレンチキュラーレンズシート７０を製造すると、図７（ｂ）に示すように、各レンチキュラーレンズ部分の切断面における台形形状において、先にレンズ用の凹部を切削した側の側辺となる部分が内側に凸型の曲線、他方の側辺は外側に凸型の曲線となる。また、このように金型材料の凸部が後に切削した部分の外側に塑性変形する場合の他に、図７（ａ）に示すのとは逆に、金型材料の凸部が後に切削した側に弾性変形して、後に切削した側に凸部が倒れた形状の金型が作製される場合がある。このような弾性変形した金型によっても図７（ｂ）に示すような形状のレンチキュラーレンズシート７０が成形されることとなる。
【０００８】
従って、このレンチキュラーレンズシート７０を用いると、図７（ｂ）に示すように、略平行に入光した光は、外側に凸な曲線の側面で反射すると主に中心に近い角度で出光し（Ｌ２’）、内側に凸な曲線の側面で反射すると主に中心から離れた角度で出光する（Ｌ３’）他、反射せずに直進して出光する（Ｌ１’）。その結果、このレンチキュラーレンズシートについて水平方向の観察角度に対する明るさ（ゲイン）を示すゲイン曲線は図７（ｃ）のように左右非対称となる。ここでの右、左は、拡散シートを透過型スクリーンに用いて使用した状態における右、左を示す。
【０００９】
そのため、このレンチキュラーレンズシートを使用した背面投射型プロジェクションテレビを、例えばＬ１’の出光角と、Ｌ３’の出光角との間から観察する観察者からは映像が暗く観察されることとなる。これより、観察者がこのレンチキュラーレンズシート７０を備えた透過型スクリーンの一方端側から他方端側に向かって水平方向に移動しながら（図７（ｂ）の右側から左側に移動しながら）映像を観察した場合、画面中央部の映像が暗明暗明明暗と観察され、映像に明るさのムラが生じて映像が見えにくいという問題があった。また、背面投射型プロジェクションテレビを正面から観察すると、左右の明るさのバランスの悪い、いわゆるブライトユニフォミティーの悪い映像を観察することになるという問題があった。
【００１０】
また、特許文献２に記載のレンチキュラーレンズにおいては、出光面側に曲面を有するため、レンズを支えるための支持板を接合することができない。また、出光面側がレンズによる凹凸形状を持ち、その表面を手拭きできないのでレンズに汚れが付きやすいという問題があった。
【００１１】
さらに、特許文献３に記載のレンチキュラーレンズにおいては、外光を吸収、遮蔽する光吸収部を形成することができず、観察者がディスプレーを見たときに、明暗のコントラストが低く、映像が見えにくいという問題があった。
【００１２】
特許文献４に記載のレンチキュラーレンズにおいては、形状が複雑であるため、レンチキュラーレンズを微細化して映像の解像度を上げることが困難であった。
【００１３】
本発明は、上述の問題を解決すべくなされたものであって、その目的は、透過型スクリーンのレンチキュラーレンズシートと同様の役割を果たし、観察者が水平方向に移動した場合においても明暗の差が少なく、かつ、画面内の明るさ分布の良い、見やすい映像を観察することができる拡散シートと、これを用いた透過型スクリーン、そして、この拡散シートを提供する拡散シート用成形型を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の拡散シートは、略台形柱からなる単位レンズ部を、長軸方向が互いに平行になるように、かつ、単位レンズ部の略台形柱の長軸方向に垂直な切断面の略台形形状における長い底辺の面が全て入光面側の一平面上にあるように複数個配列し、出光面側から入る外部光を吸収または／および遮光する光吸収部が隣り合う単位レンズ部の間の溝に形成され、前記単位レンズ部の切断面における側辺において光を全反射する拡散シートであって、前記単位レンズ部切断面の略台形形状は、少なくとも一方の側辺が曲線からなることに特徴を有する。
【００１５】
この発明によれば、拡散シートの単位レンズ部の切断面における略台形形状の側辺が曲線であることにより、光源から入光した光が様々な角度を持つ側辺で反射して出光するため、観察方向が水平方向に変化した場合にも明暗の変化が少なく見やすい映像を観察することができる。また、画面内の左右の明るさのバランスの良い、いわゆるブライトユニフォミティーの良い映像を観察することができる。
【００１６】
上記本発明においては、前記単位レンズ部切断面の略台形形状における一方の側辺が直線である単位レンズ部を有する構成とすることができる。
【００１７】
上記本発明においては、前記単位レンズ部切断面の略台形形状において、前記曲線が略台形形状の内側に凸な曲線または外側に凸な曲線であって、内側に凸な曲線からなる側辺の数と外側に凸な曲線からなる側辺の数とが拡散シート全体として略同一であり、内側に凸な曲線からなる右側辺を有する単位レンズ部の数と内側に凸な曲線からなる左側辺を有する単位レンズ部の数とが拡散シート全体として略同一であり、外側に凸な曲線からなる右側辺を有する単位レンズ部の数と外側に凸な曲線からなる左側辺を有する単位レンズ部の数とが拡散シート全体として略同一であることに特徴を有する。なお、この右、左は、拡散シートの使用状態での右、左を示す。
【００１８】
この発明によれば、内側に凸な曲線からなる側辺の数と外側に凸な曲線からなる側辺の数とが略同一であるため、光源からの光が、拡散シートの内側に凸な曲線からなる側辺で反射して出光し、また、外側に凸な曲線からなる側辺で反射して出光することにより、中心を含む広い角度において明るい映像が得られる。さらに、内側に凸な曲線からなる側辺を使用状態で右側及び左側に有する数が拡散シート全体として略同一であり、外側に凸な曲線からなる側辺を使用状態で右側及び左側に有する数が拡散シート全体として略同一であるため、このシートについての水平方向の観察角度に対する明るさ（ゲイン）を示すゲイン曲線は、縦軸にゲイン、横軸に観察方向とシートの法線方向とのなす角とした場合、横軸原点を中心として左右対称となる。そのため、画面内の左右の明るさのバランスが良く、いわゆるブライトユニフォミティーの良い映像を観察することができる。さらに、こうした拡散シートによれば、観察方向が拡散シートに対して垂直なほど明るく映像が観察され、この観察方向を水平方向にずらすにつれて徐々に暗く映像が観察される。
【００１９】
このように、本発明の拡散シートによれば、静止して拡散シートによる映像を観察した場合には、映像のブライトユニフォミティーが良好であり、また、水平方向に移動して拡散シートによる映像を観察した場合にも、映像の明暗の変化が小さい。そのため、見やすい映像を提供することができる。
【００２０】
上記本発明の拡散シートにおいては、前記単位レンズ部切断面の略台形形状の両側辺が内側に凸な曲線からなる単位レンズ部と、前記単位レンズ部切断面の略台形形状の両側辺が外側に凸な曲線からなる単位レンズ部とが交互に配列されていることに特徴を有する。
【００２１】
この発明によれば、光源からの光が、拡散シートの内側に凸な曲線からなる側辺で反射して出光し、また、外側に凸な曲線からなる側辺で反射して出光することにより、中心を含む広い角度において明るい映像が得られる。さらにこの発明によれば、使用状態で左右対称の明るさをもった映像が得られる。この拡散シートのゲインを測定した場合には、中心にピークを有し、左右対称でなだらかなゲイン曲線が得られることとなる。そのため画面内の左右の明るさのバランスが良く、いわゆるブライトユニフォミティーの良い映像を観察することができる。また、観察者が水平方向に移動した場合も映像が自然で見やすいものとなる。
【００２２】
上記本発明においては、前記単位レンズ部の出光面側に拡散剤を含有する支持板を備えることに特徴を有する。この発明によれば、支持板上に他の機能を有する層の形成が可能となり、また、各単位レンズ部から出光した光が、拡散剤によって拡散されて様々な方向に進行するために、よりいっそう、画面内の左右の明るさのバランスの良い映像を観察することができ、観察者の位置による映像の明るさのムラを減少させることができる。
【００２３】
上記本発明においては、前記支持板における出光面側が平坦に形成されることが好ましい。この発明によれば、映像を平面に表現することができ、観察者に映像が見やすくなる。また、拡散シートの表面が曲面でなく、凹凸がなく、平面であるため、簡単に手で拭くことができ、拡散シートの表面に傷やホコリをつきにくくすることができる。
【００２４】
上記本発明においては、前記支持板は、紫外線吸収剤を含有することが好ましい。この発明によれば、外部光に含まれる紫外線を吸収して、内部の単位レンズ部等を構成するプラスチック材料の劣化（変色、変質等）を防止することができる。また、上記本発明においては、前記単位レンズ部は、放射線硬化型樹脂で形成されることが好ましい。この発明によれば、型形状に忠実に成形された単位レンズ部からなる拡散シートを得ることができる。
【００２５】
上記課題を解決する本発明の拡散シート用成形型は、略台形柱からなる単位レンズ部を、長軸方向が互いに平行になるように、かつ、単位レンズ部の略台形柱の長軸方向に垂直な切断面の略台形形状における長い底辺の面が全て入光面側の一平面上にあるように複数個配列し、出光面側から入る外部光を吸収または／および遮光する光吸収部が隣り合う単位レンズ部の間の溝に形成され、前記単位レンズ部の切断面における側辺において光を全反射する拡散シートを成形するための成形型であって、当該成形型の材料に、隣り合う一以上の単位レンズ部用凹部のスペースを残して単位レンズ部用の台形柱型の凹部を複数切削した後、残された単位レンズ部用凹部のスペースに単位レンズ部用の台形柱型の凹部を切削することにより、隣り合う単位レンズ部用凹部の間の凸部が傾き、当該傾く方向が成形型全体として左右略同一に成形されたことに特徴を有する。
【００２６】
この発明によれば、成形型の材料の、残された単位レンズ部用凹部のスペースに対し、後から凹部を切削するため、自然と、後から切削した凹部の両側または片側に位置する凸部がその外側（既に切削された凹部側）に傾くこととなる。そうすると、全体として、凸部の傾く数が、使用状態で左右略同一である拡散シート用成形型を作製することができる。このような拡散シート用成形型を用いて拡散シートを作製すると、内側に凸な曲線からなる側辺の数と外側に凸な曲線からなる側辺の数とが略同一であり、左右の各側辺における内側に凸な曲線及び外側に凸な曲線が略同一である上記本発明の拡散シートが得られる。この拡散シートの水平方向のゲインを測定した場合には、中心にピークを有し、左右対称でなだらかなゲイン曲線が得られることとなる。そのため、画面内の左右の明るさのバランスの良い映像を観察することができ、観察者の位置による映像の明るさのムラを減少させることができる。
【００２７】
上記課題を解決する本発明の拡散シート用成形型は、略台形柱からなる単位レンズ部を、長軸方向が互いに平行になるように、かつ、単位レンズ部の略台形柱の長軸方向に垂直な切断面の略台形形状における長い底辺の面が全て入光面側の一平面上にあるように複数個配列し、出光面側から入る外部光を吸収または／および遮光する光吸収部が隣り合う単位レンズ部の間の溝に形成され、前記単位レンズ部の切断面における側辺において光を全反射する拡散シートを成形するための成形型であって、拡散シート用マスター成形型の材料に、隣り合う一以上の単位レンズ部用凹部のスペースを残して単位レンズ部用の台形柱型の凹部を複数切削した後、残された単位レンズ部用凹部のスペースに単位レンズ部用の台形柱型の凹部を切削することにより、隣り合う単位レンズ部用凹部の間の凸部が傾き、当該傾く方向がマスター成形型全体として左右略同一に成形された拡散シート用マスター成形型を用いて複製したことに特徴を有する。
【００２８】
この発明によれば、拡散シート用マスター成形型が上記本発明の拡散シート用成形型と同じ形状になる。そのため、このマスター成形型を複製することにより、上記本発明の拡散シート用成形型と同様の拡散シート用成形型を作製することができる。従って、上述の本発明の拡散シート用成形型と同様の作用効果が得られることとなる。
【００２９】
上記課題を解決する本発明の透過型スクリーンは、上記本発明の拡散シートと、その入光面側にフレネルレンズシートと、を備えることに特徴を有する。この発明によれば、中心にピークを有し、左右対称でなだらかなゲイン曲線をもったディスプレーを得ることができる。そのため、観察者が正面、および正面以外の位置（但し、好適に映像を観察できる視野角度内）から観察した場合でも、観察者が水平方向に移動しながら観察した場合にも、映像面内における明るさのムラがなく、見やすいディスプレーを提供することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の拡散シート、拡散シート用成形型および透過型スクリーンについて、図面を参照して説明する。
【００３１】
（１）拡散シート
（拡散シートの構成）
図１は、本発明の拡散シート１００の斜視図である。拡散シート１００は、略台形柱の形状をした単位レンズ部１１（１１ａ、１１ｂ）が、上底面、下底面のうち広い底面側を略透明樹脂フィルム基材２２上に接触したかたちで複数個連続して配列されている。この隣り合う台形柱形状のレンズの間には、光吸収部１２が形成されている。なお、この単位レンズ部１１は、レンチキュラーレンズとも呼ばれ、拡散シート１００は、レンチキュラーレンズシートとも呼ばれる。光吸収部１２は、ブラックストライプとも呼ばれる。
【００３２】
単位レンズ部１１は、光吸収部１２との境となる略台形柱形状の側面１１１（１１１ａ、１１１ｂ）において、光が全反射するように構成されている。従って、単位レンズ部の屈折率ｎ１と、光吸収部の屈折率ｎ２とは、ｎ１＞ｎ２の関係を満たすようにする。そのため、その各部を構成する材料は、この関係を満たすように選択される。
【００３３】
なお、単位レンズ部１１において、光を全反射する略台形柱の両側面を全反射部１１１という。拡散シート１００においては、単位レンズ部１１の長軸方向に対する垂直切断面における略台形形状の長い底辺１１２側から光源の光が入射され、略台形形状の短い底辺１１３側から光が出ていく。この略台形形状の長い底辺を入光面１１２といい、短い底辺を出光面１１３という。
【００３４】
単位レンズ部１１の材料は、上述の屈折率の関係を満たすように選択される他、特に限定されず、従来からレンチキュラーレンズとして用いられている樹脂等を用いればよい。具体的には、放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。このうち、放射線硬化型樹脂は、型形状に忠実な成形をおこなうことが可能となるため、好ましく用いられる。
【００３５】
単位レンズ部１１の大きさは、特に限定されないが、通常、切断面における略台形形状の長い底辺（入光面）１１２が５０〜８０μｍ、両底辺間の距離（レンズ高さ）が１００〜１７０μｍ、略台形柱の長軸方向の長さが５０〜１５０ｃｍ程度である。本発明の拡散シート１００においては、このように各単位レンズ部１１を微細化して映像の精度を上げることが可能となる。
【００３６】
光吸収部１２は、出光面側から入る外部光および出光面１１３から単位レンズ部１１に入射して略台形形状の側辺に達した外部光を、吸収または／および遮光して、外部からの光の反射を防止する。このようにして、光吸収部１２は、観察される映像のコントラストが低下しないように設けられている。光吸収部１２の材料としては、上述の屈折率の関係を満たすよう選択され、例えば、シリコンやフッ素を導入した低屈折率アクリレート系樹脂等が用いられる。また、光吸収部１２には、外部光を吸収、遮光等するために、光吸収粒子が添加される。光吸収粒子としては、例えば、カーボン等の顔料、赤、青、黄、黒等の複数の染料、又はこれらの顔料及び／又は染料で着色されたアクリル系架橋粒子等が用いられる。
【００３７】
また、本発明の拡散シート１００は、図２（ａ）において使用状態で水平方向に切断した切断面（単位レンズ部の長軸方向に対して垂直に切断した面）を示すように、略台形形状が並んだかたちとなっている。本発明においては、この形状が正確には台形でないが、便宜的に台形と考えて説明する。なお、この略台形形状は、その両底辺（上底と下底）が平行に構成されている。また、本発明において、右、左とは、拡散シートを透過型スクリーンに用いて使用した状態における右、左を示す。
【００３８】
本発明の拡散シートの大きさは、特に限定されないが、通常、縦５０ｃｍ×横７０ｃｍ×厚さ０．１ｃｍ〜縦１５０ｃｍ×横２００ｃｍ×厚さ０．５ｃｍ程度である。
【００３９】
（拡散シートの具体的構成）
本発明の拡散シートの具体的な構成について、図２を参照して説明する。
【００４０】
図２（ａ）に示すように、この拡散シート１０１は、単位レンズ部１１の切断面が、内側に凸な曲線のみの全反射面１１１ａからなる略台形形状１１ａと、外側に凸な曲線のみの全反射面１１１ｂからなる略台形形状１１ｂとが交互に連続して配列されている。そのため、拡散シート１０１は、内側に凸な曲線からなる全反射面１１１ａと、外側に凸な曲線からなる全反射面１１１ｂとを、全体として、略同数有する。また、拡散シート１０１は、内側に凸な曲線からなる全反射面１１１ａを、略台形形状の右側に有する数と左側に有する数とが略同一である。また、外側に凸な曲線からなる全反射面１１１ｂの同様の数も略同一である。この形状の拡散シート１０１は、後述する第１実施形態の拡散シート用成形型を用いて作製することができる。
【００４１】
このような拡散シート１０１とすることにより、図２（ｂ）に示すように、拡散シートの水平方向のゲイン曲線において複数のピーク（極大値）の裾が重なったかたちになり、ゲイン曲線が全体としてなだらかになるという作用がある。
【００４２】
具体的には、上述の構成としたことにより図２（ａ）に示すように、光の出光方向が主に５通りとなる。５通りとは、反射せずに直進する方向（Ｌ１，Ｌ４）で１通り、内側に凸な曲線の全反射面１１１ａで反射して中心から離れた角度に左右に進む方向（Ｌ２，Ｌ３）で２通り、外側に凸な曲線の全反射面１１１ｂで反射して中心に近い角度に左右に進む方向（Ｌ５，Ｌ６）で２通り、これらを合計して５通りである。なお、全反射面１１１は曲面であるため、一の全反射面１１１で反射した光は、全て同じ方向に出光することはないが、上述した各出光方向（Ｌ２，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ６）は、出光する光の中心方向を示す。
【００４３】
このことにより、図２（ｂ）に示すように、上述の拡散シート１０１についてゲイン測定をすると、中心に大きなピーク（極大値）を有し、左右対称であり、全体としてなだらかなゲイン曲線が得られる。このように、本発明の拡散シート１０１は、ゲイン曲線を左右対称でなだらかなものに改善できるため、出光面１１３側から映像を観察した場合に、観察方向がシートに対して垂直なほど明るく、観察方向を水平方向にずらすにつれて徐々に暗くなり、観察者にとって映像の明るさがなだらかに変化し、自然で見やすいものとなる。また、映像面の明るさ均一性の良い、いわゆるブライトユニフォミティーが良好な映像が得られる。
【００４４】
また、本発明の拡散シートは、後述する第２実施形態、第３実施形態の拡散シート用成形型を用いて得られる形状の拡散シートとしてもよい。本発明の拡散シートは、拡散シート全体として、内側に凸な曲線からなる全反射面１１１ａが単位レンズ部１１の左側にある数と右側にある数とが略同一であり、外側に凸な曲線からなる全反射面１１１ｂが単位レンズ部１１の左側にある数と右側にある数とが略同一であること、かつ、内側に凸な曲線からなる全反射面１１１ａと外側に凸な曲線からなる全反射面１１１ｂとの数が略同一であれば、その目的を達せられる。
【００４５】
このような形状の拡散シートによれば、上述した拡散シート１０１と同様に、出光面１１３側から映像を観察した場合に、観察方向がシートに対して垂直なほど明るく、観察方向を水平方向にずらすにつれて徐々に暗くなり、観察者にとって映像の明るさがなだらかに変化し、自然で見やすいものとなる。
【００４６】
こうした本発明の拡散シート１００は、全反射面１１１が平面（切断面が直線）であってもよく、曲面のみには限定されない。全反射面１１１に、平面を有する場合においても、出光する角度が全体として使用状態で左右略同一であればよい。
【００４７】
なお、本発明の拡散シート１００において、単位レンズ部１１の長軸方向に垂直な切断面における略台形形状の入光面にあたる長い底辺１１２と、全反射面１１１との間の平均角度は、特に限定されないが、７５°〜８９°程度、好ましくは８０°〜８４°程度である。ここで、平均角度とは、全反射面１１１の両端を結んだ直線と長い底辺１１２との間の鋭角を測定した値である。なお、平均角度としたのは、全反射面１１１が曲面となる場合に正確な角度は特定できないので、上述の平均角度、および、全反射面１１１が平面の場合の角度を含めるためである。
【００４８】
また、本発明の拡散シート１００は、単位レンズ部１１の切断面形状を略等脚台形形状（全反射面１１１の平均角度が一の単位レンズ部１１中で同一）とすることもできるし、全反射面１１１の平均角度が一の単位レンズ部１１中で異なっていてもよい。
【００４９】
（拡散シートの変形形態）
以上説明した本発明の拡散シート１００は、以下のような形態とすることができる。
【００５０】
まず、図６に示すように、単位レンズ部１１の出光面１１３側に拡散剤を含有する支持板２１を備えることができる。本発明の拡散シート１００においては、各単位レンズ部１１が、略台形柱形状となっているために出光面１１３が平坦であり、このように支持板２１を設けることができる。支持板２１を設けることによって、拡散シート１００の出光面１１３側である支持体２１の表面に、反射防止処理により反射防止層２３を形成したり、表面硬化処理により表面硬化層２４を形成することができる。これらの各層は、拡散シート１００の出光面１１３側に支持板２１を介して設けられる。反射防止処理は、室内照明などの外光の映り込みを抑える作用がある。また、表面硬化処理は、スクリーンへの接触及び汚れの拭き取りに対してスクリーン表面の傷がつきにくくなる作用がある。
【００５１】
そして、支持板２１に含有される拡散剤により、各単位レンズ部１１から出光した光が、支持板２１における拡散剤の粒子に入光および出光する際に屈折し、また、拡散剤粒子の外面で反射することにより、拡散されて複数の様々な方向に進行する。そのため、観察者の位置による映像の明るさのムラを減少させることができる。この拡散剤は、支持板２１を形成する樹脂等とは屈折率の異なる樹脂等からなる粒子であり、支持板２１中に分散されている。そうした拡散剤としては、アクリル架橋ビーズ，ガラスビーズ等が用いられる。なお、本発明の拡散シートに、拡散剤を含有する支持板を備えた場合には、上述したゲイン曲線における中心以外のピークが、拡散剤による拡散により消える場合もある。
【００５２】
また、支持板２１における出光面１１３側を平坦に形成することが好ましい。出光面１１３側が平坦であることにより、映像を平面に表現することができ、観察者に見やすくなる。また、拡散シート１００の表面が曲面でなく、凹凸がないために、簡単に手で拭くことができ、拡散シート１００の表面に傷やホコリをつきにくくすることができる。
【００５３】
さらに、支持板２１には、紫外線吸収剤を含有させることができる。支持板２１に紫外線吸収剤を含有させることにより、外部光に含まれる紫外線を吸収して、内部の単位レンズ部１１等を構成するプラスチック材料の劣化（変色、変質等）を防止することができる。なお、本発明においては、支持板２１に紫外線吸収剤を含有させることに、支持板２１自体を紫外線吸収作用を有する材料で形成することも含むものとする。支持板２１自体に紫外線吸収作用を持たせるために、アクリル酸エステル系の樹脂板等を用いることができる。また、支持板２１として紫外線を吸収しにくい樹脂を用いた場合には、ベンゾフェノン系，ベンゾトリアゾール系，アクリレート系，サリチレート系等の紫外線吸収剤を含有させることができる。
【００５４】
（拡散シートの製造方法）
本発明の拡散シート１００は、以下のように製造される。まず、上述した単位レンズ部１１の略台形柱形状を提供できる成形型（金型）を後述するように作製する。この成形型は、平面形状である場合と、ロール形状である場合がある。こうして作製された各成形型を用いて拡散シートを成形するが、この拡散シートの成形方法の例示として、以下の２種類が挙げられる。
【００５５】
第１の成形方法として、ロール形状の成形型を用いる成形方法を説明する。回転可能に軸を固定されたロール形状の成形型とローラとの間に拡散シート１００の基材２２となるＰＥＴフィルム等の紫外線を透過するフィルムを通過させるとともに、このフィルムとロール形状の成形型との間に単位レンズ部１１用の液状樹脂（紫外線硬化性樹脂）を流し込む。この樹脂をフィルムと共にロール金型に沿って通過させ、樹脂を複数の単位レンズ部１１の形状にする。フィルムと単位レンズ部用の樹脂は、ロール形状の成形型とローラの間を通過した後、紫外線が照射され、樹脂（紫外線硬化性樹脂）が硬化する。その後、硬化した樹脂とフィルムとからなる拡散シートをロール成形型から離型する。この工程が連続的に行われることにより、拡散シートの主な部分が作製される。
【００５６】
第２の成形方法として、平面形状の成形型を用いる成形方法を説明する。平面形状の成形型に、単位レンズ部用の液状樹脂（紫外線硬化性樹脂）を埋め込むように塗布し、その上にＰＥＴフィルム等の紫外線を透過するフィルムである基材２２を載せ、プレスした後、紫外線を照射し、樹脂を硬化させる。その後、このシートを成形型から剥離することにより、拡散シートの主な部分が作製される。
【００５７】
以上のいずれかの方法により成形型から剥離したシートの、各単位レンズ部１１の間の溝に、上述した光吸収部１２用の材料からなる黒色樹脂を埋め込まれるように塗布（コーティング）し、光吸収部１２を形成する。このようにして、本発明の拡散シートが製造される。
【００５８】
（２）拡散シート用成形型
上述の拡散シートを提供する本発明の拡散シート用成形型について、図３〜図５を参照して、以下に説明する。
【００５９】
図３（ｂ）、図４（ｃ）および図５（ｃ）は、本発明の拡散シート用成形型の断面図を示す。
【００６０】
拡散シート用成形型は、一般に、型材料６１を単位レンズ部１１に対応する台形形状に切削して製造される。なお、型材料としては、鋼材等の変形し難い材料を用いても良いが、変形し難い材料を用いた場合は後述するバイト（切削用工具）での切削時にバイトが破損し易く、バイトが破損した場合、切削を初めからやり直す必要が生じて生産性を著しく低下させてしまうため、アルミニウム、銅、ニッケル等の切削性の良い材料を用いるのが望ましい。型材料の切削は、成形型がロール形状である場合には、ロール形状の軟金属を旋盤に取り付け、この材料を回転させながらバイトにて溝切削をおこなうこと等により行なわれる。
【００６１】
本発明の拡散シート用成形型は、型材料６１において隣り合う一以上の単位レンズ部用凹部を形成するスペースを残して、複数の単位レンズ部用の台形柱形状の凹部が切削された後、残された単位レンズ部用凹部分のスペースに単位レンズ部用の略台形柱型の凹部が切削される。具体的に、本発明の拡散シート用成形型の第１実施形態から第３実施形態について、図３〜図５を参照して、以下に説明する。
【００６２】
（第１実施形態）
図３を参照して本発明の拡散シート用成形型の第１実施形態を説明する。
【００６３】
図３（ａ）に示すように、まず、型材料６１を用意し、１の単位レンズ部の凹部分のスペースを残して（１個おきに）単位レンズ部用凹部（溝）６２を切削する。端の単位レンズ部用凹部６２から各凹部に番号を１、２、３・・・と振ると、奇数番号を切削するものである。次いで、図３（ｂ）に示すように、残されたスペースに同様に単位レンズ部用凹部６２を切削する。上記の番号を用いると、偶数番号を切削するものである。このように凹部６２を形成することにより、図３（ｂ）に示すように、成形型６０１の切断面において、各凹部６２の間の凸部６３が「左右」「左右」「左右」・・・・の順に倒れた形状となる。なお、以上においては、奇数番号を先に切削することとしたが、偶数番号を先に切削しても同様であり、各凹部６２の間の凸部６３の左向きと右向きの順が略同一になり、凸部６３の左向きと右向きの数が成形型全体として略同一となるように切削すればよい。
【００６４】
（第２実施形態）
図４を参照して本発明の拡散シート用成形型の第２実施形態を説明する。
【００６５】
図４（ａ）に示すように、まず、型材料６１を用意し、２の単位レンズ部の凹部分のスペースを残して（２個おきに）単位レンズ部用凹部（溝）６２を切削する。端の単位レンズ部用凹部６２から各凹部６２に番号を１、２、３・・・と振ると、３の倍数＋１の番号（例えば、１，４，７，１０，１３・・・）の凹部６２を切削するものである。次いで、図４（ｂ）に示すように、残された２の単位レンズ部の凹部分のスペースのうち、片方に同様に単位レンズ部用凹部６２を切削する。このとき、上記の番号を用いると、６の倍数と６の倍数＋２の番号（例えば、２，６，８，１２，１４・・・）の凹部６２を切削するものである。次いで、図４（ｃ）に示すように、残ったスペースに単位レンズ部の凹部６２を切削する（前述の番号においては、３，５，９，１１，１５・・・）。このように凹部６２を形成することにより、図４（ｃ）に示すように、成形型６０２の切断面において、各凹部６２の間の凸部６３が「左左右左右右」「左左右左右右」・・・・の順に倒れた形状となる。なお、以上説明した単位レンズ部用凹部６２を切削する順は、限定されるものではなく、各単位レンズ部用凹部６２の間の凸部６３の左向きと右向きの順が略同一になり、凸部６３の左向きと右向きの数が成形型全体として略同一となるように切削すればよい。
【００６６】
（第３実施形態）
図５を参照して本発明の拡散シート用成形型の第３実施形態を説明する。
【００６７】
図５（ａ）に示すように、まず、型材料６１を用意し、３の単位レンズ部用凹部分のスペースを残して３個おきに単位レンズ部用凹部６２を切削する。端の単位レンズ部用凹部６２から各凹部に番号を１、２、３・・・と振ると、４の倍数＋１の番号（例えば、１，５，９，１３，１７・・・）の凹部６２を切削するものである。次いで、図５（ｂ）に示すように、残された３の単位レンズ部用凹部分のスペースのうち、先に切削した凹部６２の両側の単位レンズ部用凹部６２を切削する。このとき、上記の番号を用いると、２の倍数の番号（例えば、２，４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８・・・）の凹部６２をそれぞれ切削するものである。次いで、図５（ｃ）に示すように、残ったスペースに単位レンズ部用の凹部６２を切削する（前述の番号においては、３，７，１１，１５，１９・・・）。このように単位レンズ部用凹部６２を形成することにより、図４（ｃ）に示すように、成形型６０３の切断面において、凹部６２の間の凸部６３が「左左右右」「左左右右」・・・・の順に倒れた形状となる。なお、以上説明した単位レンズ部用凹部６２を切削する順は、限定されるものではなく、凹部６２の間の凸部６３の左向きと右向きの順が略同一になり、凸部６３の左向きと右向きの数が成形型全体として略同一となるように切削すればよい。
【００６８】
（その他）
本発明の拡散シート用成形型は、以上説明した第１実施形態〜第３実施形態（図３〜図５）に示すような順で切削された成形型の他、単位レンズ部用凹部６２の間の凸部６３における左向き、右向きの数が拡散シート全体として同程度であり、全体として左右対称に、かつ、広い角度（中心に近い角度と中心から離れた角度）に平均的に光が出光する拡散シートを成形することができる成形型であれば、特に限定されるものではない。
【００６９】
このように、本発明の拡散シート用成形型は、所定の順に単位レンズ部用凹部を切削していくことにより、型材料６１に自然に力がかかり、単位レンズ部用凹部６２の間の凸部６３が傾くこととなる。
【００７０】
以上においては、成形型材料６１を先に切削した側に、後に切削した側の凸部６３が倒れる態様（塑性変形の態様）を説明した。これに対し、成形型材料を後に切削した側に、先に切削した側の凸部６３が戻って傾く態様（弾性変形の態様）においても、同様の手順で成形型材料６１を切削することにより、向きが逆になるものの、全体として同様の拡散シート用成形型が提供される。この弾性変形した拡散シート用成形型によっても、上述の本発明の拡散シートを成形することができる。
【００７１】
成形型材料の弾性変形と塑性変形が相互に作用し、凸部６３が倒れた形状にはならないが、凸部６３の両側が曲線の形状となる拡散シート用成形型が形成される場合がある。この成形型によっても、上述の本発明の拡散シートを成形することができる。また、成形型材料が、弾性変形も塑性変形もせずに、略台形形状の側辺が直線になる場合もある。
【００７２】
なお、こうした成形型材料の弾性変形、塑性変形は、通常、成形型材料の切削条件（例えば、型材料を切削する速度や切削用工具の刃の状態等）によって変わってくる。従って、拡散シート用成形型を作製する際には、その成形型材料の切削条件によると、どちらの変形がなされるかを確認しておくことが好ましい。ただし、上述のように、成形型材料がどちらの変形をする場合にも、同様の切削手順により、凸部６３の傾きが逆向きで同様の形状の成形型が得られる。
【００７３】
（拡散シート用マスター成形型）
以上説明した、本発明の拡散シート用成形型の作製手順と同様にして、拡散シート用マスター成形型を作製することができる。そうしたマスター成形型を用いて拡散シート用成形型を複製し、当該成形型を用いて拡散シートを作製するようにしても良い。なお、マスター成形型においても、型材料が塑性変形する場合、弾性変形する場合があることは、上述の成形型と同様である。
【００７４】
拡散シート用マスター成形型を用い、拡散シート用成形型を複製する手順を説明する。まず、上述の拡散シート用成形型と同様の手順でマスター成形型を作製する。そのマスター成形型の表面に、例えば電鋳法等によりニッケル等の第１形成層を形成する。そして、第１形成層はマスター成形型から剥離され、マザー成形型となる。次いで、マザー成形型の表面に、例えば電鋳法等によりニッケル等の第２形成層を形成する。そして、第２形成層はマザー成形型から剥離され、必要により裏打ちを施されて拡散シート用成形型となる。このように形成された拡散シート用成形型は、マスター成形型と同一形状に形成されるため、上述の拡散シート用成形型と同様の形状に製造される。
【００７５】
なお、こうして作製された拡散シート用成形型により製造された拡散シートを用いて透過型スクリーンを形成することができることはもちろんであり、この場合も上述の拡散シートと同様の作用効果を奏する。
【００７６】
（３）透過型スクリーン
図６は、本発明の透過型スクリーンの概略を示す、使用状態で上面から見た断面図である。透過型スクリーン５０は、上記本発明の拡散シート１００と、その入光面１１２側にフレネルレンズシート３０とを有する。この透過型スクリーン５０は、プロジェクションテレビ等に使用される。
【００７７】
フレネルレンズシート３０は、図示しない映像投影装置から拡大投影された映像光を、略平行に出光させ、拡散シート１００へと導くためのシートである。このフレネルレンズシートから出光した略平行光は、拡散シート１００に対して略垂直に入光し、上述の拡散シートについて説明したように、各単位レンズ部１１を透過し、又は側面１１１で反射して各方向に出光する。ここで、フレネルレンズシート３０は、図６に図示した形状に限定されず、映像投影装置から拡大投影された映像光を略平行に出光させ、拡散シート１００に対して略垂直に入光させる機能を有すればよい。
【００７８】
本発明の拡散シート１００を用いた透過型スクリーン５０は、中心にピークを有し、左右対称でなだらかなゲイン曲線をもった、見やすいディスプレーを提供することができる。
【００７９】
【実施例】
（実施例１）
単位レンズ部の入光面の幅（ピッチ）が７０μｍ、単位レンズ部の入光面と出光面との距離（レンズ高さ）が１５０μｍ、単位レンズ部の入光面の幅に対する入光面の幅と出光面の幅との差の割合が６０％、入光面と全反射面との間の平均角度θ８２°の等脚略台形形状が複数並んでなるように、切削加工された拡散シート用のロール金型を準備した。
【００８０】
拡散シート用のロール金型の切削加工の際に、まず、単位レンズ部用の台形柱形状の凹部を１個おきに切削し、その後、切削されていないスペースに、同様に単位レンズ部の台形柱形状の凹部を切削していった。このようにロール金型を作製することにより、隣り合う単位レンズ部用凹部の間の凸部が左右左右左右・・・の順で傾いたロール金型ができた。
【００８１】
このロール金型に、硬化後の屈折率ｎ１が１．５５のＵＶ樹脂を埋め込み、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム基材を用いて拡散シートを作製した。
【００８２】
その各単位レンズ部の略台形柱形状の間のＶ型の溝に、光吸収部を形成した。光吸収部は、屈折率ｎ２が１．４９のアクリル系塗料中に平均粒子径３μｍの黒色ビーズを分散させた光吸収剤を用いて形成した。このようにして、図２に示した拡散シート１０１を形成した。
【００８３】
この拡散シートの出光面に、拡散剤および紫外線吸収剤を含有するＭＳ樹脂からなり、厚み２ｍｍの支持板を接着し、この拡散シートと従来公知のフレネルレンズシートをあわせて透過型スクリーンを得た。
【００８４】
（比較例１）
拡散シート用金型を作製する際に、単位レンズ用凹部を端から順次切削していった他は、実施例１と同様にして図７（ａ）に示した拡散シート用金型を作製した。このようにロール金型を作製することにより、隣り合う単位レンズ部用凹部の間の凸部が全て同じ向きに傾いたロール金型ができる。この金型を用い、図７（ｂ）に示した拡散シートを形成した。また、実施例１と同様にして、透過型スクリーンを得た。
【００８５】
（評価結果）
実施例１および比較例１により作製された透過型スクリーンを背面投写型プロジェクションテレビに設置して、そのスクリーンに映写される映像を評価した。実施例においては、スクリーン上の特定の数点を水平方向左右から観察した場合に、左右の観察方向と観察点を通るスクリーンに対する垂線とのなす角が同じ場合に、明るさが等しく、またこのなす角を変化させることでの明るさの変化はなだらかであり見やすいものであった。一方、比較例においては、このなす角が等しい場合でも左右の明るさが異なる結果となった。
【００８６】
また、実施例１および比較例１の拡散シートについて、水平方向のゲイン測定を実施した。その結果、実施例においては、ゲイン曲線が左右均等であり、中心にピークを有するなだらかなゲイン曲線が得られた。比較例においては、ゲイン曲線が左右不均等であった。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の拡散シートによれば、拡散シートの単位レンズ部の切断面における略台形形状の側辺が内側に凸な曲線および／または外側に凸な曲線を有することにより、光源から入光した光が様々な角度を持つ側辺で反射して出光するため、観察方向を水平方向に変化させた場合にも明暗の変化が少なく見やすい映像を観察することができる。また、本発明の拡散シートを背面投射型プロジェクションテレビに用いた場合に、画面内の左右の明るさのバランスの良い、いわゆるブライトユニフォミティーの良い映像を観察することができる。
【００８８】
上記本発明の拡散シートによれば、内側に凸な曲線からなる側辺の数と外側に凸な曲線からなる側辺の数とが略同一であるため、光源からの光が、拡散シートの内側に凸な曲線からなる側辺で反射して出光し、また、外側に凸な曲線からなる側辺で反射して出光することにより、中心を含む広い角度において明るい映像が得られる。さらに、内側に凸な曲線からなる側辺を使用状態で右側及び左側に有する数が拡散シート全体として略同一であり、外側に凸な曲線からなる側辺を使用状態で右側及び左側に有する数が拡散シート全体として略同一であるため、このシートについての水平方向の観察角度に対する明るさ（ゲイン）を示すゲイン曲線は縦軸にゲイン、横軸に観察方向とシートの法線方向とのなす角とした場合、横軸原点を中心として左右対称となる。そのため、画面内の左右の明るさのバランスが良く、いわゆるブライトユニフォミティーの良い映像を観察することができる。さらに、こうした拡散シートによれば、観察方向が拡散シートに対して垂直なほど明るく映像が観察され、この位置から観察方向を水平方向にずらすにつれて徐々に暗く映像が観察される。
【００８９】
上記本発明の拡散シートによれば、単位レンズ部切断面の略台形形状の両側辺が内側に凸な曲線からなる単位レンズ部と、前記単位レンズ部切断面の略台形形状の両側辺が外側に凸な曲線からなる単位レンズ部とが交互に配列されている。そのため、光源からの光が、拡散シートの内側に凸な曲線からなる側辺で反射して出光し、また、外側に凸な曲線からなる側辺で反射して出光することにより、中心を含む広い角度において明るい映像が得られる。さらにこの発明によれば、使用状態で左右対称の明るさをもった映像が得られる。この拡散シートのゲインを測定した場合には、中心にピークを有し左右対称でなだらかなゲイン曲線が得られることとなる。そのため画面内の左右の明るさのバランスが良く、いわゆるブライトユニフォミティーの良い映像を観察することができる。また、観察者が水平方向に移動した場合も映像が自然で見やすいものとなる。
【００９０】
上記本発明の拡散シートによれば、単位レンズ部の出光面側に拡散剤を含有する支持板を備えることより、支持板上に他の機能を有する層の形成が可能となり、また、各単位レンズ部から出光した光が、拡散剤によって拡散されて様々な方向に進行するために、よりいっそう、画面内の左右の明るさのバランスのよい映像を観察することができ、観察者の位置による映像の明るさのムラを減少させることができる。
【００９１】
上記本発明の拡散シートによれば、支持板における出光面側が平坦に形成されることにより、映像を平面に表現することができ、観察者に映像が見やすくなる。また、拡散シートの表面が曲面でなく、凹凸がなく、平面であるため、簡単に手で拭くことができ、拡散シートの表面に傷やホコリをつきにくくすることができる。
【００９２】
上記本発明の拡散シートによれば、支持板は、紫外線吸収剤を含有することにより、外部光に含まれる紫外線を吸収して、内部の単位レンズ部等を構成するプラスチック材料の劣化（変色、変質等）を防止することができる。また、上記本発明においては、単位レンズ部を放射線硬化型樹脂で形成することができ、型形状に忠実に成形された単位レンズ部からなる拡散シートを得ることができる。
【００９３】
また、本発明の拡散シート用成形型によれば、成形型の材料の、残された単位レンズ部用凹部のスペースに対し、後から凹部を切削するため、自然と、後から切削した凹部の両側または片側に位置する凸部がその外側に傾くこととなる。そうすると、全体として、凸部の傾く数が、使用状態で左右略同一である拡散シート用成形型を作製することができる。このような拡散シート用成形型を用いて拡散シートを作製すると、内側に凸な曲線からなる側辺の数と外側に凸な曲線からなる側辺の数とが略同一である単位レンズ部を有する拡散シートが得られる。そのため、光源からの光が出光したときに、左右対称の明るさが得られ、観察方向が水平方向に変化した場合にも明暗の変化が少なく、見やすい映像を観察することができる。この拡散シート用成形型と同様の手順により拡散シート用マスター成形型を作製し、このマスター成形型を複製することによっても本発明の拡散シート用成形型を作製することができる。
【００９４】
本発明の透過型スクリーンによれば、上記本発明の拡散シートと、その入光面側にフレネルレンズシートと、を備えることにより、ブライトユニフォミティーが良好で、観察方向が水平方向に変化した場合においても映像の明暗の変化が少なく、見やすいディスプレーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の拡散シートの構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の拡散シートにおける光の進行方向を示す断面図と、その観察位置における映像の明るさ（ゲイン曲線）を示すグラフである。
【図３】本発明の拡散シート用成形型の第１実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の拡散シート用成形型の第２実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の拡散シート用成形型の第３実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の透過型スクリーンの一例を示す断面図である。
【図７】従来の拡散シート用金型と従来の拡散シートにおける光の進行方向を示す断面図、および、その観察位置における映像の明るさ（ゲイン曲線）を示すグラフである。
【符号の説明】
１００、１０１拡散シート
１１（１１ａ、１１ｂ）単位レンズ部
１１１（１１１ａ、１１１ｂ）全反射面（略台形形状の側辺）
１１２入光面（略台形形状の長い底辺）
１１３出光面（略台形形状の短い底辺）
１２光吸収部
２１支持板
２２基材
２３反射防止層
２４表面硬化層
３０フレネルレンズシート
５０透過型スクリーン
６０１、６０２、６０３拡散シート用成形型
６１拡散シート用成形型の材料
６２単位レンズ部用凹部
６３単位レンズ部用凹部間の凸部
７０従来のレンチキュラーレンズシート
７５従来のレンチキュラーレンズシート用の成形型
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’ 光の出光方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a diffusion sheet in which a plurality of unit optical elements are arranged on the light exit surface side, a transmission screen using the diffusion sheet, and a diffusion sheet molding die.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image display device represented by a rear projection type projection television provided with a light source and a transmissive screen for projecting an image from the light source. As a transmission screen used in these apparatuses, a combination of a Fresnel lens sheet and a lenticular lens sheet is generally known. The Fresnel lens sheet has a function of adjusting light from the light source to substantially parallel light. In addition to adjusting the light from the light source to parallel light, the Fresnel lens sheet may condense or diverge light on the light output side, so in this specification, light emitted from the Fresnel lens sheet is substantially parallel light. To do.
[0003]
The lenticular lens adjusts the substantially parallel light adjusted by the Fresnel lens sheet to divergent light in the direction of the observer so that images can be seen from various angles with respect to the transmissive screen. . Specifically, the lenticular lens diffuses incident light mainly in the horizontal direction and also in the vertical direction.
[0004]
A well-known lenticular lens sheet includes a plurality of lenticular lenses having a curved surface on the light exit side, and a light absorbing portion (also referred to as a black stripe) that prevents reflection of external light therebetween (referred to as “lenticular lens sheet”). Patent Literatures 1 to 3). A lenticular lens having a total reflection surface in a part of a lens unit constituting the lenticular lens is known (see Patent Document 1). In addition, two or more kinds of trapezoidal columnar lenticular lenses with a total reflection surface arranged in parallel, or a total reflection surface with different tilt angles and trapezoidal heights A lenticular lens sheet (see Patent Document 4) and the like that are configured as a lens element is known. In addition, a rear projection screen including a lenticular lens having two convex cylindrical portions at the top and a concave cylindrical portion therebetween is known (see Patent Document 5).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 62-108232
[Patent Document 2]
JP-A-57-165830
[Patent Document 3]
JP 59-140434 A
[Patent Document 4]
JP-A-57-068727
[Patent Document 5]
JP 60-159733 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When manufacturing a lenticular lens sheet in which a plurality of trapezoidal columnar lenticular lenses are arranged in parallel, a mold is used in consideration of mass productivity. This mold is usually manufactured by sequentially cutting a trapezoidal column-shaped recess (groove) corresponding to one lenticular lens from the end of the metal substrate.
[0007]
However, when the die is cut in this way, as shown in FIG. 7A, the die 75 having a shape in which the convex portion between the adjacent concave portions on the side cut later falls down on the concave portion side cut first. Is produced. When the lenticular lens sheet 70 is manufactured using the mold 75, as shown in FIG. 7B, in the trapezoidal shape in the cut surface of each lenticular lens portion, the side on the side where the concave portion for the lens is cut first. The part becomes a convex curve on the inner side, and the other side becomes a convex curve on the outer side. Further, in addition to the case where the convex portion of the mold material is plastically deformed outside the portion cut later, the convex portion of the mold material is cut later, contrary to the case shown in FIG. There is a case where a mold having a shape that is elastically deformed to the side and the convex part is collapsed to the side that is cut later is manufactured. A lenticular lens sheet 70 having a shape as shown in FIG. 7B is also formed by such an elastically deformed mold.
[0008]
Therefore, when this lenticular lens sheet 70 is used, as shown in FIG. 7 (b), light that is incident substantially in parallel emerges at an angle close to the center when reflected by the side surface of the convex curve outward ( L2 ′), when the light is reflected by the side of the curved surface that protrudes inward, it emits light mainly at an angle away from the center (L3 ′), and goes straight without reflection and emits light (L1 ′). As a result, the gain curve indicating the brightness (gain) with respect to the observation angle in the horizontal direction for this lenticular lens sheet becomes asymmetrical as shown in FIG. Here, right and left indicate right and left in a state where the diffusion sheet is used for a transmission screen.
[0009]
For this reason, for example, an observer who observes the rear projection type projection television using the lenticular lens sheet from between the light output angle of L1 ′ and the light output angle of L3 ′ will observe a dark image. As a result, the observer moves in the horizontal direction from one end side to the other end side of the transmission screen provided with the lenticular lens sheet 70 (moving from the right side to the left side in FIG. 7B). When the image is observed, there is a problem that the image in the center of the screen is observed as dark, dark, bright, dark and dark, and the image has uneven brightness, making it difficult to see the image. Further, when the rear projection type projection television is observed from the front, there is a problem that an image with a bad balance between left and right brightness, that is, a so-called bright uniformity is observed.
[0010]
Moreover, since the lenticular lens described in Patent Document 2 has a curved surface on the light output surface side, a support plate for supporting the lens cannot be joined. In addition, there is a problem in that the light exit surface side has an uneven shape due to the lens and the surface cannot be wiped by hand, so that the lens is easily soiled.
[0011]
Furthermore, in the lenticular lens described in Patent Document 3, a light absorbing portion that absorbs and shields external light cannot be formed, and when the viewer looks at the display, the contrast between light and dark is low and an image is visible. There was a problem that it was difficult.
[0012]
In the lenticular lens described in Patent Document 4, since the shape is complicated, it is difficult to increase the resolution of the image by miniaturizing the lenticular lens.
[0013]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to play a role similar to that of a transmissive lens lenticular lens sheet, and even when the observer moves in the horizontal direction, the difference in brightness and darkness. There are provided a diffusion sheet capable of observing an easy-to-view image with a low brightness distribution and a good brightness distribution in the screen, a transmission type screen using the diffusion sheet, and a diffusion sheet mold for providing the diffusion sheet There is.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The diffusion sheet of the present invention that solves the above-described problem is a unit lens portion made of a substantially trapezoidal column, cut so that the major axis directions thereof are parallel to each other and perpendicular to the major axis direction of the substantially trapezoidal column of the unit lens portion. A unit in which a plurality of long bottom surfaces in a substantially trapezoidal shape of a surface are arranged on one plane on the light incident surface side, and light absorbing portions that absorb or / and shield external light entering from the light emitting surface side are adjacent to each other A diffusion sheet that is formed in a groove between the lens portions and totally reflects light at the side of the cut surface of the unit lens unit, and the substantially trapezoidal shape of the cut surface of the unit lens unit has at least one side It is characterized by comprising a curve.
[0015]
According to the present invention, since the substantially trapezoidal side of the cut surface of the unit lens portion of the diffusion sheet is a curve, the light incident from the light source is reflected by the sides having various angles and emitted. Even when the observation direction changes in the horizontal direction, it is possible to observe an easy-to-view video with little change in brightness. In addition, it is possible to observe a video with a good balance of left and right brightness in the screen, that is, so-called bright uniformity.
[0016]
In the present invention, the unit lens part may have a unit lens part in which one side of the substantially trapezoidal shape of the cut surface of the unit lens part is a straight line.
[0017]
In the present invention, in the substantially trapezoidal shape of the unit lens section cut surface, the curved line is a curved line convex to the inside of the substantially trapezoidal shape or a curved line convex to the outside, and the side of the side convex curve is formed. The number of unit lens parts having the right side consisting of an inwardly convex curve and the left side consisting of an inwardly convex curve are substantially the same as the entire diffusion sheet, and the number of side sides made of an outwardly convex curve The number of unit lens parts having substantially the same as the entire diffusion sheet, and the number of unit lens parts having the right side consisting of an outwardly convex curve and the unit lens part having the left side consisting of an outwardly convex curve The number is substantially the same as the entire diffusion sheet. The right and left indicate the right and left when the diffusion sheet is used.
[0018]
According to the present invention, since the number of side sides made of an inwardly convex curve and the number of side sides made of an outwardly convex curve are substantially the same, the light from the light source is convex on the inner side of the diffusion sheet. A bright image is obtained at a wide angle including the center by reflecting the light from the curved side and emitting the light, and reflecting the light from the curved side that is convex outward. Further, the number of the side having the convex curve on the right side and the left side in the usage state is substantially the same as the whole diffusion sheet, and the number of the side having the convex curve on the right side and the left side in the usage state Is substantially the same for the entire diffusion sheet, the gain curve indicating the brightness (gain) with respect to the observation angle in the horizontal direction for this sheet is the gain on the vertical axis and the observation direction and the normal direction of the sheet on the horizontal axis. When the angle is made, it is symmetrical with respect to the origin of the horizontal axis. For this reason, it is possible to observe an image with a good balance between left and right brightness in the screen and so-called bright uniformity. Further, according to such a diffusion sheet, a brighter image is observed as the observation direction is perpendicular to the diffusion sheet, and a darker image is observed as the observation direction is shifted in the horizontal direction.
[0019]
As described above, according to the diffusion sheet of the present invention, when the image on the diffusion sheet is observed at a standstill, the bright uniformity of the image is good, and the image on the diffusion sheet is moved in the horizontal direction. Even when observed, the change in brightness of the image is small. Therefore, an easy-to-view video can be provided.
[0020]
In the diffusion sheet of the present invention, the unit lens part having a substantially trapezoidal shape on both sides of the cut surface of the unit lens part is formed of a convex curve inward, and the both sides of the substantially trapezoidal shape of the cut surface of the unit lens part are outside. It is characterized in that unit lens portions made of a convex curve are alternately arranged.
[0021]
According to this invention, the light from the light source is reflected and emitted from the side of the diffusion sheet that is convex on the inner side, and is also reflected and emitted from the side of the outer side that is convex. Bright images can be obtained at a wide angle including the center. Furthermore, according to the present invention, an image having a symmetrical brightness in the use state can be obtained. When the gain of the diffusion sheet is measured, a smooth gain curve having a peak at the center and symmetrical is obtained. Therefore, the right and left brightness balance in the screen is good, and so-called bright uniformity video can be observed. In addition, when the observer moves in the horizontal direction, the image becomes natural and easy to see.
[0022]
The present invention is characterized in that a support plate containing a diffusing agent is provided on the light exit surface side of the unit lens portion. According to this invention, it becomes possible to form a layer having other functions on the support plate, and the light emitted from each unit lens portion is diffused by the diffusing agent and travels in various directions. Furthermore, it is possible to observe an image with a good balance between left and right brightness in the screen, and to reduce unevenness in the brightness of the image due to the position of the observer.
[0023]
In the said invention, it is preferable that the light emission surface side in the said support plate is formed flat. According to the present invention, an image can be expressed in a plane, and the image can be easily viewed by an observer. Further, since the surface of the diffusion sheet is not curved, has no irregularities, and is flat, it can be easily wiped by hand, and the surface of the diffusion sheet can be made less likely to be scratched or dusty.
[0024]
In the said invention, it is preferable that the said support plate contains a ultraviolet absorber. According to this invention, ultraviolet rays contained in external light can be absorbed, and deterioration (discoloration, alteration, etc.) of the plastic material constituting the internal unit lens portion or the like can be prevented. Moreover, in the said invention, it is preferable that the said unit lens part is formed with a radiation curable resin. According to the present invention, it is possible to obtain a diffusion sheet composed of unit lens portions that are molded faithfully to the mold shape.
[0025]
The mold for diffusion sheet of the present invention that solves the above-mentioned problem is that the unit lens portion composed of a substantially trapezoidal column is arranged so that the major axis directions thereof are parallel to each other and in the major axis direction of the substantially trapezoidal column of the unit lens portion. A plurality of light-absorbing portions that absorb or / and block external light entering from the light-emitting surface side are arranged in such a way that all of the long bottom surfaces in the substantially trapezoidal shape of the vertical cut surface are on one plane on the light-incident surface side. A molding die for molding a diffusion sheet that is formed in a groove between adjacent unit lens portions and totally reflects light on a side of a cut surface of the unit lens portion, and is adjacent to the material of the molding die. After cutting a plurality of concave portions of the trapezoidal column type for the unit lens portion, leaving one or more matching concave portions for the unit lens portion, the remaining space for the concave portion for the unit lens portion has a trapezoidal columnar shape for the unit lens portion. Adjacent by cutting the recess Position protrusion between the concave lens portion is inclined, characterized in that the inclined direction is formed in the left and right substantially the same as a whole mold.
[0026]
According to the present invention, since the concave portion is cut later on the remaining concave portion of the unit lens portion of the molding material, the convex portions naturally located on both sides or one side of the concave portion cut later. Is inclined to the outside (the already cut concave side). If it does so, the shaping | molding die for diffusion sheets which the number which the convex part inclines as a whole is substantially the same right and left in a use condition can be produced. When a diffusion sheet is produced using such a mold for a diffusion sheet, the number of side sides made of an inwardly convex curve and the number of side sides made of an outwardly convex curve are substantially the same. The diffusion sheet of the present invention is obtained in which the inwardly convex curve and the outwardly convex curve on the side are substantially the same. When the gain in the horizontal direction of the diffusion sheet is measured, a smooth gain curve having a peak at the center and being symmetrical is obtained. Therefore, it is possible to observe an image with a good balance between left and right brightness in the screen, and to reduce unevenness in the brightness of the image due to the position of the observer.
[0027]
The mold for diffusion sheet of the present invention that solves the above-mentioned problem is that the unit lens portion composed of a substantially trapezoidal column is arranged so that the major axis directions thereof are parallel to each other and in the major axis direction of the substantially trapezoidal column of the unit lens portion. A plurality of light-absorbing portions that absorb or / and block external light entering from the light-emitting surface side are arranged in such a way that all of the long bottom surfaces in the substantially trapezoidal shape of the vertical cut surface are on one plane on the light-incident surface side. A molding die for molding a diffusion sheet, which is formed in a groove between adjacent unit lens portions and totally reflects light on the side of the cut surface of the unit lens portion, and is a material for a master molding die for the diffusion sheet In addition, a plurality of trapezoidal columnar concave portions for unit lens portions are cut while leaving a space for one or more adjacent concave portions for unit lens portions, and then trapezoids for unit lens portions are left in the remaining concave spaces for unit lens portions. Cutting column-shaped recesses More, the convex portions between the recessed portions for adjacent unit lens portion is inclined, characterized in that the inclined direction is replicated using a master mold diffusion sheet formed on the left and right substantially the same as the overall master mold.
[0028]
According to this invention, the master mold for diffusion sheet becomes the same shape as the mold for diffusion sheet of the present invention. Therefore, by duplicating this master mold, a diffusion sheet mold similar to the diffusion sheet mold of the present invention can be produced. Therefore, the same effect as the above-mentioned mold for diffusion sheet of the present invention can be obtained.
[0029]
The transmission screen of the present invention that solves the above problems is characterized by comprising the diffusion sheet of the present invention and a Fresnel lens sheet on the light incident surface side. According to the present invention, it is possible to obtain a display having a peak at the center and a symmetric and gentle gain curve. Therefore, even when the observer observes from the front and other positions than the front (however, within the viewing angle where the image can be suitably observed), even when the observer observes while moving in the horizontal direction, It is possible to provide an easy-to-see display without uneven brightness.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The diffusion sheet, the diffusion sheet mold and the transmission screen of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
(1) Diffusion sheet
(Configuration of diffusion sheet)
FIG. 1 is a perspective view of a diffusion sheet 100 of the present invention. In the diffusion sheet 100, a plurality of unit lens portions 11 (11 a, 11 b) having a substantially trapezoidal column shape are continuously connected in such a manner that the wide bottom surface of the upper bottom surface and the lower bottom surface is in contact with the substantially transparent resin film substrate 22. Are arranged. Between the adjacent trapezoidal columnar lenses, a light absorbing portion 12 is formed. The unit lens unit 11 is also called a lenticular lens, and the diffusion sheet 100 is also called a lenticular lens sheet. The light absorber 12 is also called a black stripe.
[0032]
The unit lens unit 11 is configured such that light is totally reflected at the side surface 111 (111a, 111b) having a substantially trapezoidal column shape that is a boundary with the light absorbing unit 12. Therefore, the refractive index n1 of the unit lens portion and the refractive index n2 of the light absorbing portion satisfy the relationship n1> n2. Therefore, the material constituting each part is selected so as to satisfy this relationship.
[0033]
In the unit lens unit 11, both side surfaces of the substantially trapezoidal column that totally reflects light are referred to as a total reflection unit 111. In the diffusion sheet 100, light from the light source is incident on the long base 112 side of the substantially trapezoidal shape on the vertical cut surface with respect to the major axis direction of the unit lens portion 11, and light is emitted from the short base 113 side of the substantially trapezoidal shape. The long bottom of the substantially trapezoidal shape is referred to as a light incident surface 112, and the short bottom is referred to as a light output surface 113.
[0034]
The material of the unit lens portion 11 is selected so as to satisfy the above-described refractive index relationship, and is not particularly limited, and a resin that has been conventionally used as a lenticular lens may be used. Specific examples include radiation curable resins and thermoplastic resins. Among these, the radiation curable resin is preferably used because it can perform molding faithful to the mold shape.
[0035]
The size of the unit lens portion 11 is not particularly limited. Usually, the long base (light incident surface) 112 having a substantially trapezoidal shape on the cut surface is 50 to 80 μm, and the distance between the two bases (lens height) is 100 to 170 μm. The length of the substantially trapezoidal column in the major axis direction is about 50 to 150 cm. In the diffusion sheet 100 of the present invention, it is possible to increase the accuracy of the image by miniaturizing the unit lens portions 11 as described above.
[0036]
The light absorption unit 12 absorbs or / and shields external light that enters from the light exit surface side and external light that enters the unit lens unit 11 from the light exit surface 113 and reaches the side of the substantially trapezoidal shape. Prevent light reflection. In this way, the light absorber 12 is provided so that the contrast of the observed image does not decrease. The material of the light absorbing portion 12 is selected so as to satisfy the above-described refractive index relationship, and for example, a low refractive index acrylate resin into which silicon or fluorine is introduced is used. In addition, light absorbing particles are added to the light absorbing portion 12 in order to absorb and block external light. As the light-absorbing particles, for example, pigments such as carbon, a plurality of dyes such as red, blue, yellow and black, or acrylic crosslinked particles colored with these pigments and / or dyes are used.
[0037]
Further, the diffusion sheet 100 of the present invention has a substantially trapezoidal shape as shown in FIG. 2 (a), which shows a cut surface (surface cut perpendicularly to the long axis direction of the unit lens portion) cut in the horizontal direction in use. The shape is lined up. In the present invention, this shape is not exactly a trapezoid, but will be described as a trapezoid for convenience. In addition, this substantially trapezoid shape is comprised so that the both base sides (upper base and lower base) may be parallel. In the present invention, “right” and “left” indicate right and left in a state where the diffusion sheet is used for a transmission screen.
[0038]
The size of the diffusion sheet of the present invention is not particularly limited, but is usually about 50 cm long × 70 cm wide × 0.1 cm thick to 150 cm long × 200 cm wide × 0.5 cm thick.
[0039]
(Specific configuration of diffusion sheet)
A specific configuration of the diffusion sheet of the present invention will be described with reference to FIG.
[0040]
As shown in FIG. 2A, this diffusion sheet 101 has a substantially trapezoidal shape 11a in which the cut surface of the unit lens portion 11 is composed of a total reflection surface 111a having only an inwardly convex curve, and only an outwardly convex curve. The substantially trapezoidal shapes 11b made of the total reflection surface 111b are alternately and continuously arranged. Therefore, the diffusing sheet 101 has approximately the same number of total reflection surfaces 111a made of an inwardly convex curve and total reflection surfaces 111b made of an outwardly convex curve. In addition, the diffusion sheet 101 has substantially the same number of total reflection surfaces 111a formed on the inner convex curve on the right side and the number on the left side of the substantially trapezoidal shape. Moreover, the same number of the total reflection surfaces 111b formed of curved lines that protrude outward is substantially the same. The diffusion sheet 101 having this shape can be produced using the diffusion sheet molding die according to the first embodiment described later.
[0041]
By adopting such a diffusion sheet 101, as shown in FIG. 2B, in the horizontal gain curve of the diffusion sheet, a plurality of peaks (maximum values) are overlapped, and the entire gain curve is obtained. It has the effect of becoming gentle.
[0042]
Specifically, with the above-described configuration, there are mainly five light exit directions as shown in FIG. The five ways are directions in which the light travels straight without reflection (L1, L4), and are reflected by the total reflection surface 111a having an inwardly curved curve and travel left and right at an angle away from the center (L2, L3). There are two ways, two in the directions (L5, L6) that are reflected by the total reflection surface 111b having a convex curve outward and proceed to the left and right at an angle close to the center, and these are five in total. In addition, since the total reflection surface 111 is a curved surface, all the light reflected by the one total reflection surface 111 does not exit in the same direction, but the above-described respective emission directions (L2, L3, L5, L6) are The center direction of the emitted light is shown.
[0043]
As a result, as shown in FIG. 2B, when the gain is measured for the diffusion sheet 101 described above, a large peak (maximum value) at the center is left and right, and a smooth gain curve is obtained as a whole. It is done. Thus, since the diffusion sheet 101 of the present invention can improve the gain curve to be symmetrical and gentle, when the image is observed from the light exit surface 113 side, the observation sheet is brighter as the observation direction is perpendicular to the sheet. As the observation direction is shifted in the horizontal direction, it gradually becomes darker, and the brightness of the image changes gently for the observer, making it natural and easy to see. In addition, an image with good brightness uniformity on the image surface, so-called bright uniformity, can be obtained.
[0044]
Moreover, the diffusion sheet of this invention is good also as a diffusion sheet of the shape obtained using the shaping | molding die for diffusion sheets of 2nd Embodiment and 3rd Embodiment mentioned later. In the diffusing sheet of the present invention, as a whole diffusing sheet, the number of the total reflection surface 111a made of an inwardly convex curve on the left side and the number on the right side of the unit lens portion 11 is substantially the same, and the outwardly convex curve The number of the total reflection surfaces 111b made of is substantially the same as the number on the left side of the unit lens unit 11 and the number on the right side, and the total reflection surface 111a made of an inwardly convex curve and made of an outwardly convex curve If the number of the total reflection surfaces 111b is substantially the same, the purpose can be achieved.
[0045]
According to the diffusion sheet having such a shape, similarly to the diffusion sheet 101 described above, when an image is observed from the light exit surface 113 side, the observation direction is brighter as it is perpendicular to the sheet, and the observation direction is set to the horizontal direction. As it is shifted, it gradually darkens, and the brightness of the image changes gently for the observer, making it natural and easy to see.
[0046]
In the diffusion sheet 100 of the present invention, the total reflection surface 111 may be a flat surface (the cut surface is a straight line), and is not limited to a curved surface. Even in the case where the total reflection surface 111 has a flat surface, it is only necessary that the light output angle as a whole is substantially the same in the use state.
[0047]
In the diffusion sheet 100 of the present invention, the average angle between the long base 112 corresponding to the substantially trapezoidal light incident surface in the cut surface perpendicular to the long axis direction of the unit lens portion 11 and the total reflection surface 111 is particularly Although not limited, it is about 75 ° to 89 °, preferably about 80 ° to 84 °. Here, the average angle is a value obtained by measuring an acute angle between a straight line connecting both ends of the total reflection surface 111 and the long bottom 112. The reason why the average angle is used is that the above-mentioned average angle and the angle when the total reflection surface 111 is a plane are included because an accurate angle cannot be specified when the total reflection surface 111 is a curved surface.
[0048]
Further, in the diffusion sheet 100 of the present invention, the cut surface shape of the unit lens unit 11 can be a substantially isosceles trapezoidal shape (the average angle of the total reflection surface 111 is the same in the unit lens unit 11), The average angle of the total reflection surface 111 may be different in one unit lens unit 11.
[0049]
(Modified form of diffusion sheet)
The diffusion sheet 100 of the present invention described above can be configured as follows.
[0050]
First, as shown in FIG. 6, a support plate 21 containing a diffusing agent can be provided on the light exit surface 113 side of the unit lens unit 11. In the diffusion sheet 100 of the present invention, each unit lens portion 11 has a substantially trapezoidal columnar shape, so that the light exit surface 113 is flat, and thus the support plate 21 can be provided. By providing the support plate 21, the antireflection layer 23 is formed on the surface of the support 21 on the light exit surface 113 side of the diffusion sheet 100 by antireflection treatment, or the surface hardening layer 24 is formed by surface hardening treatment. Can do. Each of these layers is provided on the light exit surface 113 side of the diffusion sheet 100 via the support plate 21. The antireflection treatment has an effect of suppressing reflection of outside light such as room lighting. Further, the surface hardening treatment has an effect that the surface of the screen is less likely to be damaged with respect to contact with the screen and wiping off of the dirt.
[0051]
Then, the light emitted from each unit lens unit 11 is refracted when entering and exiting the diffusing agent particles on the supporting plate 21 by the diffusing agent contained in the supporting plate 21, and the outer surface of the diffusing agent particles. The light is diffused and travels in a plurality of different directions. Therefore, it is possible to reduce unevenness in the brightness of the image due to the position of the observer. The diffusing agent is particles made of a resin having a refractive index different from that of the resin or the like forming the support plate 21, and is dispersed in the support plate 21. As such a diffusing agent, acrylic crosslinked beads, glass beads and the like are used. When the diffusion sheet of the present invention is provided with a support plate containing a diffusing agent, peaks other than the center in the gain curve described above may disappear due to diffusion by the diffusing agent.
[0052]
Further, it is preferable to form the light exit surface 113 side of the support plate 21 flat. Since the light exit surface 113 side is flat, an image can be expressed in a flat surface, which is easy for an observer to see. Further, since the surface of the diffusion sheet 100 is not curved and has no irregularities, it can be easily wiped by hand, and the surface of the diffusion sheet 100 can be made less likely to be scratched or dusty.
[0053]
Furthermore, the support plate 21 can contain an ultraviolet absorber. By including an ultraviolet absorber in the support plate 21, it is possible to absorb ultraviolet rays contained in external light and prevent deterioration (discoloration, alteration, etc.) of the plastic material constituting the internal unit lens portion 11 and the like. . In addition, in this invention, including the ultraviolet-ray absorber in the support plate 21 includes forming the support plate 21 itself with the material which has an ultraviolet-absorption effect | action. In order to give the support plate 21 itself an ultraviolet absorption effect, an acrylic ester resin plate or the like can be used. Further, when a resin that hardly absorbs ultraviolet rays is used as the support plate 21, an ultraviolet absorber such as benzophenone, benzotriazole, acrylate, or salicylate can be contained.
[0054]
(Diffusion sheet manufacturing method)
The diffusion sheet 100 of the present invention is manufactured as follows. First, a mold (mold) that can provide the substantially trapezoidal columnar shape of the unit lens unit 11 described above is manufactured as described later. This mold may have a planar shape or a roll shape. A diffusion sheet is formed using each of the molds thus produced. Examples of the method for forming the diffusion sheet include the following two types.
[0055]
As a first molding method, a molding method using a roll-shaped mold will be described. A film that is transparent to ultraviolet rays, such as a PET film serving as the base material 22 of the diffusion sheet 100, is passed between a roll-shaped mold whose shaft is rotatably fixed and the roller, and the film and the roll-shaped mold A liquid resin (ultraviolet curable resin) for the unit lens unit 11 is poured between the two. This resin is passed along the roll mold together with the film, and the resin is formed into a plurality of unit lens portions 11. The resin for the film and the unit lens portion passes between the roll-shaped mold and the roller, and is then irradiated with ultraviolet rays to cure the resin (ultraviolet curable resin). Thereafter, the diffusion sheet composed of the cured resin and the film is released from the roll mold. By carrying out this process continuously, the main part of the diffusion sheet is produced.
[0056]
As a second molding method, a molding method using a planar mold will be described. After applying and embedding a liquid resin (ultraviolet curable resin) for a unit lens part in a flat mold, and placing and pressing a base material 22 which is a film that transmits ultraviolet rays such as a PET film. Irradiate ultraviolet rays to cure the resin. Then, the main part of a diffusion sheet is produced by peeling this sheet | seat from a shaping | molding die.
[0057]
Applying (coating) the black resin made of the material for the light absorbing portion 12 described above into the groove between the unit lens portions 11 of the sheet peeled from the mold by any one of the above methods, The light absorption part 12 is formed. In this way, the diffusion sheet of the present invention is manufactured.
[0058]
(2) Mold for diffusion sheet
The mold for diffusion sheet of the present invention that provides the above diffusion sheet will be described below with reference to FIGS.
[0059]
3 (b), 4 (c) and 5 (c) show cross-sectional views of the diffusion sheet molding die of the present invention.
[0060]
The diffusion sheet molding die is generally manufactured by cutting the mold material 61 into a trapezoidal shape corresponding to the unit lens portion 11. As the mold material, a material that is difficult to deform, such as steel, may be used. However, when a material that is difficult to deform is used, the cutting tool is easily damaged when cutting with a cutting tool (cutting tool) described later. In the case of breakage, it is necessary to start cutting again from the beginning, and the productivity is remarkably lowered. Therefore, it is desirable to use a material having good cutting properties such as aluminum, copper, and nickel. When the mold is in a roll shape, the mold material is cut by attaching a roll-shaped soft metal to a lathe and cutting a groove with a cutting tool while rotating the material.
[0061]
In the mold for diffusion sheet of the present invention, after the trapezoidal columnar concave portions for the plurality of unit lens portions are cut, leaving a space for forming one or more adjacent concave portions for the unit lens portions in the mold material 61, A substantially trapezoidal column-shaped concave portion for the unit lens portion is cut into the remaining space for the concave portion for the unit lens portion. Specifically, the first to third embodiments of the mold for diffusion sheet of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0062]
(First embodiment)
A first embodiment of the mold for diffusion sheet of the present invention will be described with reference to FIG.
[0063]
As shown in FIG. 3A, first, a mold material 61 is prepared, and the unit lens unit recesses (grooves) 62 are cut while leaving a space corresponding to the recess of one unit lens unit (every other unit). . When numbers are assigned to the concave portions from the end unit lens portion concave portions 62 to the concave portions, odd numbers are cut. Next, as shown in FIG. 3B, the unit lens recess 62 is similarly cut in the remaining space. When the above numbers are used, even numbers are cut. By forming the recesses 62 in this way, as shown in FIG. 3B, on the cut surface of the mold 601, the projections 63 between the recesses 62 are “left and right”, “left and right”, “left and right”,.・・ The shape will fall down in the order of. In the above description, odd numbers are cut first, but even numbers are cut first, and the order of leftward and rightward projections 63 between the recesses 62 is substantially the same. Therefore, the left and right numbers of the protrusions 63 may be cut so as to be substantially the same as the entire mold.
[0064]
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 4, 2nd Embodiment of the shaping | molding die for diffusion sheets of this invention is described.
[0065]
As shown in FIG. 4A, first, a mold material 61 is prepared, and the unit lens unit recesses (grooves) 62 are cut while leaving a space corresponding to the recesses of the two unit lens units (every two units). . When the number is assigned to the concave portions 62 from the unit lens portion concave portion 62 at the end as 1, 2, 3,..., A multiple of 3 + 1 (for example, 1, 4, 7, 10, 13...) The recess 62 is cut. Next, as shown in FIG. 4B, the unit lens unit recess 62 is similarly cut into one of the remaining space for the recess of the two unit lens units. At this time, when the above numbers are used, the concave portions 62 of multiples of 6 and multiples of 6 + 2 (for example, 2, 6, 8, 12, 14...) Are cut. Next, as shown in FIG. 4C, the concave portion 62 of the unit lens portion is cut in the remaining space (3, 5, 9, 11, 15... In the above-mentioned numbers). By forming the recesses 62 in this way, as shown in FIG. 4C, on the cut surface of the mold 602, the projections 63 between the recesses 62 are “left left, right, left, right”, “left, left, right, left, right”. The shape will fall down in the order of "...". Note that the order of cutting the unit lens unit recesses 62 described above is not limited, and the order of the left and right projections 63 between the unit lens unit recesses 62 is substantially the same. What is necessary is just to cut so that the number of the left direction and the right direction of the part 63 may become substantially the same as the whole shaping | molding die.
[0066]
(Third embodiment)
A third embodiment of the mold for diffusion sheet of the present invention will be described with reference to FIG.
[0067]
As shown in FIG. 5A, first, a mold material 61 is prepared, and the unit lens unit recesses 62 are cut every three, leaving a space for three unit lens unit recesses. When the number of the unit lens portion recess 62 at the end is assigned to each recess as 1, 2, 3,..., The number of multiples of 4 + 1 (for example, 1, 5, 9, 13, 17...) 62 is cut. Next, as shown in FIG. 5B, the unit lens unit recesses 62 on both sides of the previously cut recess 62 are cut out of the remaining three unit lens unit recesses. At this time, if the above numbers are used, the concave portions 62 of numbers that are multiples of 2 (for example, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18,...) Are cut. Next, as shown in FIG. 5C, the concave portion 62 for the unit lens portion is cut in the remaining space (3, 7, 11, 15, 19... In the above-mentioned numbers). By forming the concave portion 62 for the unit lens portion in this way, as shown in FIG. 4C, the convex portions 63 between the concave portions 62 on the cut surface of the mold 603 are “left left right” “left left right” The shape falls down in the order of “right”. The order of cutting the unit lens portion recesses 62 described above is not limited, and the leftward and rightward orders of the convex portions 63 between the concave portions 62 are substantially the same, and the leftward direction of the convex portions 63 is the same. What is necessary is just to cut so that the number of right direction may become substantially the same as the whole shaping | molding die.
[0068]
(Other)
The mold for diffusion sheet of the present invention includes the molds cut in the order as shown in the first to third embodiments (FIGS. 3 to 5) described above, and the concave portion 62 for the unit lens portion. The number of leftward and rightward projections 63 in the middle is the same as the whole diffusion sheet, and light is emitted on average in a wide angle (an angle close to the center and an angle away from the center) as a whole symmetrically. If it is a shaping | molding die which can shape | mold the diffusion sheet to perform, it will not specifically limit.
[0069]
As described above, the mold for diffusion sheet of the present invention cuts the concave portions for the unit lens portions in a predetermined order, so that a force is naturally applied to the mold material 61 and the convex portions between the concave portions 62 for the unit lens portions. The part 63 is inclined.
[0070]
In the above description, the mode (the mode of plastic deformation) in which the convex portion 63 on the side cut later is tilted to the side on which the molding material 61 is cut first is described. On the other hand, also in the aspect in which the convex part 63 on the side cut first is returned to the side where the mold material is cut later (an aspect of elastic deformation), the mold material 61 is cut in the same procedure. Although the direction is reversed, the same mold for diffusion sheet is provided as a whole. The diffusion sheet of the present invention described above can also be molded by the elastically deformed diffusion sheet mold.
[0071]
Although the elastic deformation and plastic deformation of the mold material interact with each other, the convex portion 63 does not have a collapsed shape, but there may be a diffusion sheet molding die in which both sides of the convex portion 63 are curved. . The above-described diffusion sheet of the present invention can be molded also with this mold. In addition, the mold material may not be elastically deformed or plastically deformed, and the side of the substantially trapezoidal shape may be a straight line.
[0072]
Such elastic deformation and plastic deformation of the mold material usually vary depending on the cutting conditions of the mold material (for example, the cutting speed of the mold material and the state of the cutting tool blade). Therefore, when producing a mold for a diffusion sheet, it is preferable to confirm which deformation is made according to the cutting conditions of the mold material. However, as described above, regardless of which deformation of the mold material is performed, a similar mold can be obtained by the same cutting procedure with the inclination of the convex portion 63 being reversed.
[0073]
(Master mold for diffusion sheet)
A diffusion-sheet master mold can be produced in the same manner as described above for producing the diffusion-sheet mold of the present invention. A diffusion sheet mold may be duplicated using such a master mold, and a diffusion sheet may be produced using the mold. Also in the master mold, when the mold material is plastically deformed, it may be elastically deformed as in the above-described mold.
[0074]
A procedure for duplicating the diffusion sheet forming mold using the diffusion sheet master forming mold will be described. First, a master mold is prepared in the same procedure as the above-described diffusion sheet mold. A first forming layer such as nickel is formed on the surface of the master mold by, for example, electroforming. Then, the first forming layer is peeled from the master mold and becomes a mother mold. Next, a second formation layer such as nickel is formed on the surface of the mother mold by, for example, electroforming. Then, the second forming layer is peeled off from the mother mold and is lined as necessary to form a diffusion sheet mold. The diffusion sheet forming die thus formed is formed in the same shape as the master forming die, and thus is manufactured in the same shape as the above-described diffusion sheet forming die.
[0075]
Of course, a transmission screen can be formed using the diffusion sheet produced by the diffusion sheet mold produced in this way, and in this case, the same effect as the above-described diffusion sheet can be obtained.
[0076]
(3) Transmission type screen
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the outline of the transmission screen of the present invention as seen from above in the state of use. The transmission screen 50 includes the diffusion sheet 100 of the present invention and the Fresnel lens sheet 30 on the light incident surface 112 side. This transmissive screen 50 is used for a projection television or the like.
[0077]
The Fresnel lens sheet 30 is a sheet for emitting image light enlarged and projected from an image projection apparatus (not shown) to be emitted substantially in parallel and leading to the diffusion sheet 100. The substantially parallel light emitted from the Fresnel lens sheet is incident substantially perpendicular to the diffusion sheet 100 and is transmitted through each unit lens portion 11 or reflected by the side surface 111 as described above for the diffusion sheet. To emit light in each direction. Here, the Fresnel lens sheet 30 is not limited to the shape illustrated in FIG. 6, and the function of causing the image light enlarged and projected from the image projection apparatus to be emitted substantially in parallel and to enter the diffusion sheet 100 substantially vertically. If you have.
[0078]
The transmissive screen 50 using the diffusion sheet 100 of the present invention can provide an easy-to-see display having a peak at the center, a symmetrical and gentle gain curve.
[0079]
【Example】
Example 1
The width (pitch) of the light incident surface of the unit lens unit is 70 μm, the distance (lens height) between the light incident surface and the light exit surface of the unit lens unit is 150 μm, and the width of the light incident surface with respect to the width of the light incident surface of the unit lens unit Diffusion sheet that has been cut so that the ratio of the difference between the width and the width of the light-emitting surface is 60%, and a plurality of isosceles trapezoidal shapes with an average angle θ82 ° between the light-incident surface and the total reflection surface are arranged side by side A roll mold was prepared.
[0080]
When cutting the roll die for the diffusion sheet, first, every other trapezoidal column-shaped concave portion for the unit lens portion is cut, and then the trapezoid of the unit lens portion is similarly formed in the uncut space. A column-shaped recess was cut. By producing the roll mold in this way, a roll mold in which the convex portions between the concave portions for adjacent unit lens portions were inclined in the order of left, right, left, right, left, and so on was obtained.
[0081]
A UV resin having a refractive index n1 after curing of 1.55 was embedded in this roll mold, and a diffusion sheet was produced using a PET film substrate having a thickness of 50 μm.
[0082]
A light absorbing portion was formed in a V-shaped groove between the substantially trapezoidal columnar shapes of the unit lens portions. The light absorbing portion was formed using a light absorbing agent in which black beads having an average particle diameter of 3 μm were dispersed in an acrylic paint having a refractive index n2 of 1.49. In this way, the diffusion sheet 101 shown in FIG. 2 was formed.
[0083]
A light transmitting surface of the diffusion sheet is made of an MS resin containing a diffusing agent and an ultraviolet absorber, and a support plate having a thickness of 2 mm is adhered. The diffusion sheet and a conventionally known Fresnel lens sheet are combined to obtain a transmission screen. .
[0084]
(Comparative Example 1)
A diffusion sheet mold shown in FIG. 7A was prepared in the same manner as in Example 1 except that when the diffusion sheet mold was manufactured, the unit lens recesses were sequentially cut from the end. . By producing a roll mold in this way, a roll mold in which all the convex portions between the concave portions for adjacent unit lens portions are inclined in the same direction can be obtained. Using this mold, the diffusion sheet shown in FIG. 7B was formed. In addition, a transmissive screen was obtained in the same manner as in Example 1.
[0085]
(Evaluation results)
The transmissive screens produced in Example 1 and Comparative Example 1 were installed in a rear projection type projection television, and the images projected on the screens were evaluated. In the embodiment, when a certain number of points on the screen are observed from the left and right in the horizontal direction, the brightness is equal when the angle formed by the right and left observation directions and the perpendicular to the screen passing through the observation points is the same. The change in brightness by changing the angle was smooth and easy to see. On the other hand, in the comparative example, the left and right brightness was different even when the angles formed were equal.
[0086]
Further, horizontal gain measurement was performed on the diffusion sheets of Example 1 and Comparative Example 1. As a result, in the example, the gain curve was uniform left and right, and a gentle gain curve having a peak at the center was obtained. In the comparative example, the gain curve was uneven.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the diffusion sheet of the present invention, the side of the substantially trapezoidal shape in the cut surface of the unit lens portion of the diffusion sheet has an inwardly convex curve and / or an outwardly convex curve. Since the light incident from the light source is reflected and emitted from the sides having various angles, even when the observation direction is changed to the horizontal direction, it is possible to observe an easy-to-view image with little change in brightness. In addition, when the diffusion sheet of the present invention is used in a rear projection type projection television, it is possible to observe a so-called bright uniformity image with a good balance between left and right brightness in the screen.
[0088]
According to the diffusion sheet of the present invention, since the number of side sides made of an inwardly convex curve and the number of side sides made of an outwardly convex curve are substantially the same, the light from the light source A bright image is obtained at a wide angle including the center by reflecting the light from the side having a convex curve on the inside and emitting the light and reflecting the light by the side having a convex curve on the outside. Further, the number of the side having the convex curve on the right side and the left side in the usage state is substantially the same as the whole diffusion sheet, and the number of the side having the convex curve on the right side and the left side in the usage state Therefore, the gain curve indicating the brightness (gain) with respect to the horizontal viewing angle for this sheet is the gain on the vertical axis and the viewing direction and the normal direction of the sheet on the horizontal axis. In the case of a corner, it is symmetrical with respect to the origin of the horizontal axis. For this reason, it is possible to observe an image with a good balance between left and right brightness in the screen and so-called bright uniformity. Further, according to such a diffusion sheet, a brighter image is observed as the observation direction is perpendicular to the diffusion sheet, and the image is gradually darkened as the observation direction is shifted from this position in the horizontal direction.
[0089]
According to the diffusion sheet of the present invention, both sides of the substantially trapezoidal shape of the cut surface of the unit lens portion are curved inwardly, and both sides of the substantially trapezoidal shape of the cut surface of the unit lens portion are outside. Unit lens portions each having a convex curve are alternately arranged. For this reason, the light from the light source is reflected by the side consisting of a convex curve on the inner side of the diffusion sheet and emitted, and the light is reflected by the side consisting of a convex curve on the outer side to output light. Bright images can be obtained at a wide angle. Furthermore, according to the present invention, an image having a symmetrical brightness in the use state can be obtained. When the gain of this diffusion sheet is measured, a smooth gain curve having a peak at the center and being symmetrical is obtained. Therefore, the right and left brightness balance in the screen is good, and so-called bright uniformity video can be observed. In addition, when the observer moves in the horizontal direction, the image becomes natural and easy to see.
[0090]
According to the diffusion sheet of the present invention, by providing a support plate containing a diffusing agent on the light exit surface side of the unit lens portion, it is possible to form a layer having other functions on the support plate, and each unit. Since the light emitted from the lens unit is diffused by the diffusing agent and travels in various directions, it is possible to observe an image with a well-balanced right and left brightness in the screen, depending on the position of the observer. Unevenness of image brightness can be reduced.
[0091]
According to the diffusion sheet of the present invention, the light exit surface side of the support plate is formed flat, so that the image can be expressed as a flat surface and the image can be easily viewed by the observer. Further, since the surface of the diffusion sheet is not curved, has no irregularities, and is flat, it can be easily wiped by hand, and the surface of the diffusion sheet can be made less likely to be scratched or dusty.
[0092]
According to the diffusion sheet of the present invention, since the support plate contains an ultraviolet absorber, the support plate absorbs ultraviolet rays contained in external light and deteriorates (discolors, Deterioration). Moreover, in the said invention, a unit lens part can be formed with a radiation-curable resin, and the diffusion sheet which consists of a unit lens part shape | molded faithfully to the type | mold shape can be obtained.
[0093]
Further, according to the mold for diffusion sheet of the present invention, since the concave portion is cut later with respect to the remaining space of the concave portion for the unit lens portion of the material of the molding die, The convex portions located on both sides or one side are inclined outward. If it does so, the shaping | molding die for diffusion sheets which the number which the convex part inclines as a whole is substantially the same right and left in a use condition can be produced. When a diffusion sheet is produced using such a mold for a diffusion sheet, a unit lens portion in which the number of side sides made of an inwardly convex curve and the number of side sides made of an outwardly convex curve is substantially the same. The diffusion sheet which has is obtained. For this reason, when light from the light source is emitted, a symmetrical brightness is obtained, and even when the observation direction changes in the horizontal direction, there is little change in brightness, and an easy-to-view image can be observed. A diffusion sheet master mold according to the present invention can also be manufactured by preparing a diffusion sheet master mold by the same procedure as the diffusion sheet mold and duplicating the master mold.
[0094]
According to the transmission screen of the present invention, when the diffusion sheet of the present invention and the Fresnel lens sheet on the light incident surface side thereof are provided, the brightness uniformity is good and the observation direction changes in the horizontal direction. Can provide an easy-to-see display with little change in brightness of the image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a diffusion sheet of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the light traveling direction in the diffusion sheet of the present invention, and a graph showing the brightness (gain curve) of the image at the observation position.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a mold for a diffusion sheet according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the mold for diffusion sheet of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the mold for diffusion sheet of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a transmission screen of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a light diffusion direction in a conventional diffusion sheet mold and a conventional diffusion sheet, and a graph illustrating image brightness (gain curve) at the observation position.
[Explanation of symbols]
100, 101 diffusion sheet
11 (11a, 11b) Unit lens part
111 (111a, 111b) total reflection surface (substantially trapezoidal side)
112 Light entrance surface (long bottom of trapezoidal shape)
113 Light exit surface (short bottom of trapezoidal shape)
12 Light absorber
21 Support plate
22 Base material
23 Antireflection layer
24 Surface hardened layer
30 Fresnel lens sheet
50 transmissive screen
601 602 603 Die for diffusion sheet
61 Material of mold for diffusion sheet
62 Recess for unit lens
63 Convex part between concave parts for unit lens part
70 Conventional lenticular lens sheet
75 Mold for conventional lenticular lens sheet
L1, L2, L3, L4, L5, L6, L1 ′, L2 ′, L3 ′ Light output direction

Claims

  The long base surface of the substantially trapezoidal shape of the cut surface perpendicular to the major axis direction of the substantially trapezoidal column of the unit lens unit is formed so that the major axis direction is parallel to each other. A plurality of light absorbers that are arranged so as to be on one plane of the light incident surface side and that absorb or / and shield external light that enters from the light exit surface side are formed in grooves between adjacent unit lens portions, A diffusion sheet that totally reflects light on the side of the cut surface of the lens part,
  The substantially trapezoidal shape of the cut surface of the unit lens part has at least one side consisting of a curve,
  The curve is a substantially trapezoidal inwardly convex curve or an outwardly convex curve, and the number of side edges made of an inwardly convex curve and the number of side edges made of an outwardly convex curve are the entire diffusion sheet The number of unit lens parts having a right side consisting of a convex curve on the inside and the number of unit lens parts having a left side consisting of a convex curve on the inside are substantially the same as the entire diffusion sheet, A diffusion sheet characterized in that the number of unit lens portions having a right side consisting of an outwardly convex curve and the number of unit lens portions having a left side consisting of an outwardly convex curve are substantially the same as the entire diffusion sheet. .

The long base surface of the substantially trapezoidal shape of the cut surface perpendicular to the major axis direction of the substantially trapezoidal column of the unit lens unit is formed so that the major axis direction is parallel to each other. A plurality of light absorbers that are arranged so as to be on one plane of the light incident surface side and that absorb or / and shield external light that enters from the light exit surface side are formed in grooves between adjacent unit lens portions, A diffusion sheet that totally reflects light on the side of the cut surface of the lens part,
A unit lens portion having a substantially trapezoidal shape in which both side edges of the unit lens portion cut surface are curved inward, and a unit lens portion having a curve shape in which both sides of the substantially trapezoidal shape of the unit lens portion cutting surface are convex outward. And a diffusion sheet characterized by being arranged alternately.

The diffusion sheet according to claim 1 or 2, further comprising a support plate containing a diffusing agent on the light exit surface side of the unit lens portion.

The diffusion sheet according to claim 3, wherein a light exit surface side of the support plate is formed flat.

The diffusion sheet according to claim 3 or 4, wherein the support plate contains an ultraviolet absorber.

The diffusion sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the unit lens portion is formed of a radiation curable resin.