光制御シート、これを備えた透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置、ならびに透過型スクリーンの製造方法
【課題】光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有し、かつ単位光吸収部が８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する場合において、外観が損なわれることがなく、かつ良好な映像を表示できる光制御シートを提供する。
【解決手段】透過型スクリーンに用いられる光制御シート４５であって、光制御シート４５の映像光出射面４５ａの一部を構成する複数の単位光透過部４７と、単位光透過部４７と交互に配置され、光制御シート４５の映像光出射面４５ａの一部を構成し、８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する複数の単位光吸収部４８とを備え、光制御シート４５が曲面をなすようにかつ映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っており、単位光透過部４７が、１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなる。
【解決手段】透過型スクリーンに用いられる光制御シート４５であって、光制御シート４５の映像光出射面４５ａの一部を構成する複数の単位光透過部４７と、単位光透過部４７と交互に配置され、光制御シート４５の映像光出射面４５ａの一部を構成し、８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する複数の単位光吸収部４８とを備え、光制御シート４５が曲面をなすようにかつ映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っており、単位光透過部４７が、１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御シート、これを備えた透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置、ならびに透過型スクリーンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像光をスクリーンの背面型から投射して表示する背面投射型表示装置においては、投射された映像光を透過して映像を表示させる透過型スクリーンが用いられている。このような透過型スクリーンとしては、様々な構造のものが提案されており、例えば、複数の単位光透過部と、単位光透過部と交互に配置された複数の帯状の単位光吸収部とを有する光制御シートを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
一方で、例えば自動車等の分野においては、意匠性が非常に重要視される。現在、このような分野に適用される背面投射型表示装置には、単に映像を表示する機能が期待されているだけでなく、意匠面におけるシステム全体との調和も要求されている。
【０００４】
そして、このような意匠性の観点から、曲面形状を有する透過型スクリーンの開発が望まれている。しかしながら、光制御シートを備えた透過型スクリーンの製造工程において、光制御シートおよび他の光学機能層を有する積層体を加熱して、積層体に曲面成形を施すと、単位光透過部と単位光吸収部との間にクラックが発生してしまい、外観が損なわれるおそれがある。またクラックが発生すると、映像光を透過型スクリーンに投影したとき、クラック部分がスジとして表示されてしまい、良好な映像を表示することが困難となるおそれがある。特に、このクラックは、光制御シートの映像光出射面の曲率半径が小さく、かつ単位光吸収部の高さが高いほど生じやすい。さらに、クラックが発生すると、歩留まりが低下してしまうおれがある。また、曲率半径がより小さい曲面形状に対応することができなくなるので、曲面形状の自由度が妨げられてしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５０３０７号公報
【特許文献２】特開２００３−５７４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有し、かつ単位光吸収部が８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する場合において、外観が損なわれることがなく、かつ良好な映像を表示できる光制御シートを提供することを目的とする。また、外観が損なわれることがなく、意匠性を向上させることができる透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置を提供することを目的とする。さらに、意匠性、歩留まり、および曲面形状の自由度を向上させることができる透過型スクリーンの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンに用いられる光制御シートであって、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成する複数の単位光透過部と、前記単位光透過部と交互に配置され、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する複数の単位光吸収部とを備え、前記光制御シートは、曲面をなすようにかつ前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っており、前記単位光透過部が、１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなる、光制御シートが提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンであって、上記の光制御シートと、前記光制御シートの映像光出射側に配置された光拡散層とを備える積層体を備え、前記積層体全体が曲面をなすように曲っている、透過型スクリーンが提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、上記の透過型スクリーンと、前記透過型スクリーンの背面側に配置され、前記透過型スクリーンに映像光を投射する映像光源とを備えることを特徴とする、背面投射型表示装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンの製造方法であって、光制御シートであって、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、かつ１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなる複数の単位光透過部と、前記単位光透過部と交互に配置され、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、かつ８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する複数の単位光吸収部とを有する光制御シートと、前記光制御シートの映像光出射側に配置された光拡散層とを有する積層体を形成する工程と、前記積層体を加熱することにより軟化させ、前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように、軟化した前記積層体を曲面成形する工程とを備える、透過型スクリーンの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一の態様の光制御シートによれば、単位光透過部が、１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなるので、単位光吸収部が８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有し、かつ光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように光制御シートを曲面成形した場合であっても、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生を抑制することができる。これにより、外観が損なわれることがなく、かつ良好な映像を表示できる。
【００１２】
本発明の他の態様の透過型スクリーンおよび他の態様の背面投射型表示装置によれば、積層体が曲面をなすように曲がっているので、外観が損なわれることがなく、意匠性を向上させることができる。また、本発明の他の態様の透過型スクリーンの製造方法によれば、積層体を曲面成形するので、意匠性を向上させることができる。また、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生を抑制することができるので、歩留まりおよび曲面形状の自由度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る透過型スクリーンの模式的な斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る透過型スクリーンの概略構成図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線に沿って透過型スクリーンを切断したときの断面図である。
【図４】図２に示されるフレネルレンズシートの概略斜視図である。
【図５】図２に示されるフレネルレンズシートを映像光出射側から見たときのフレネルレンズシートの平面図である。
【図６】第１の実施形態に係る他の態様のフレネルレンズシートを示す図である。
【図７】図２に示される光制御シートの概略斜視図である。
【図８】図７のＩＩ−ＩＩ線に沿って光制御シートを切断したときの断面図である。
【図９】第１の実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を模式的に示した図である。
【図１０】第１の実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を模式的に示した図である。
【図１１】第１の実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を模式的に示した図である。
【図１２】第１の実施形態に係る背面投射型表示装置の模式的な断面図である。
【図１３】第２の実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を模式的に示した図である。
【図１４】第３の実施形態に係るタッチパネル機能を有する背面投射型表示装置の模式的な断面図である。
【図１５】第３の実施形態に係るタッチパネル機能を有する背面投射型表示装置を上方から見た図である。
【図１６】電子顕微鏡を用いて、実施例に係る透過型スクリーンの断面を撮影した写真である。
【図１７】電子顕微鏡を用いて、比較例に係る透過型スクリーンの断面を撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
＜光制御シートおよび透過型スクリーン＞
先ず、本発明の第１の実施形態に係る光制御シートおよび透過型スクリーンについて、図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係る透過型スクリーンの模式的な斜視図であり、図２は本実施形態に係る透過型スクリーンの概略構成図であり、図３は図２のＩ−Ｉ線に沿って透過型スクリーンを切断したときの断面図である。図４は図２に示されるフレネルレンズシートの概略斜視図であり、図５は図２に示されるフレネルレンズシートを映像光出射側から見たときのフレネルレンズシートの平面図である。図６は本実施形態に係る他の態様のフレネルレンズシートを示す図であり、図７は図２に示される光制御シートの概略斜視図であり、図８は図７のＩＩ−ＩＩ線に沿って光制御シートを切断したときの断面図である。
【００１５】
図１および図２に示される透過型スクリーン１０は、フレネルレンズシート２０と、フレネルレンズシート２０の映像光出射側に配置された積層体３０とを備えている。
【００１６】
図１および図２に示されるフレネルレンズシート２０および積層体３０は、曲面をなすように曲がったものである。フレネルレンズシート２０および積層体３０の全体は、少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っていることが好ましい。曲率半径は用途によって適宜選択されるが、フレネルレンズシート２０および積層体３０の全体は、少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っていることもある。
【００１７】
また、フレネルレンズシート２０および積層体３０は、二次元曲面または三次元曲面をなすように曲がっている。好ましくは、フレネルレンズシート２０および積層体３０は、図１および図２に示されるように三次元曲面をなすように曲がっている。ここで、本明細書において、「二次元曲面」とは単一の軸を中心として二次元的に曲がったもの、或いは、互いに平行な複数の軸を中心として異なる曲率で二次元的に曲がったものを意味し、また「三次元曲面」とは互い対して傾斜した複数の軸をそれぞれ中心として、部分的または全体的に曲がっていることを意味するものとする。
【００１８】
本実施形態においては、図１に示すように、フレネルレンズシート２０および積層体３０は、概ね、一方の対角線と平行で透過型スクリーン１０の背面側（映像光入射側）に位置する第１の軸Ａ１を中心とした方向ｄ１に曲がるとともに、他方の対角線と平行で透過型スクリーン１０の背面側（映像光入射側）に位置する第２の軸Ａ２を中心とした方向ｄ２にも曲がっている。この結果、透過型スクリーン１０は観察者側へ凸となるように曲がっており、透過型スクリーン１０の平面形状をなす矩形状の一対の対角線が交わる中央位置Ｐにおいて、透過型スクリーン１０の映像光出射面１０ａ（表示面）は観察者側に最も突出している。なお、図１に示される透過型スクリーン１０は、観察者側へ凸となるように曲がったものであるが、これに限らず、透過型スクリーンは、観察者側へ凹、すなわち背面側へ凸となるように曲がっていてもよく、また観察者側へ凸となるように曲がった部分と、背面側へ凸となるように曲がった部分とを組み合わせた形状となっていてもよい。
【００１９】
フレネルレンズシート
図２および図３に示されるフレネルレンズシート２０は、基部２１と、基部２１の表面に形成されたフレネルレンズ部２２を備えている。
【００２０】
フレネルレンズ部２２は、映像光源（図示せず）から発散光束として透過型スクリーン１０に投射される映像光の進行方向を偏向させる機能を有している。具体的には、フレネルレンズ部２２は、発散光束として入射した映像光を、映像光入射側から映像光出射側へ向けて進む平行光束、例えば正面方向Ｎへ進む平行光束に変換する。このようにフレネルレンズ部２２を用いて映像光をいったん平行光化させておくことにより、観察者に観察される映像、とりわけ、観察者によって斜め方向から観察される映像の明るさの面内ばらつきを効果的に緩和させることができる。
【００２１】
本実施形態では、図４および図５に示すように、フレネルレンズ部２２は、いわゆるサーキュラーフレネルレンズとして構成されている。ただし、これに限られず、いわゆるリニアフレネルレンズとして構成されていてもよい。リニアフレネルレンズでは、複数の単位レンズの各々が直線状に延び、かつ、複数の単位レンズがその長手方向と交差する配列方向に配列されるようになる。
【００２２】
フレネルレンズ部２２は、図５に示されるようにフレネルレンズシート２０のフレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１に対して偏心した位置に光学中心Ｏ２を有することが好ましい。具体的には、フレネルレンズ部２２は、光学中心Ｏ２を中心とする同心円弧状または同心円状の複数の単位プリズム２３から構成されている。
【００２３】
上記「フレネルレンズ部形成面」とは、フレネルレンズシートにおけるフレネルレンズ部が形成されている面であり、フレネルレンズシートが屈折型のフレネルレンズシートの場合には、フレネルレンズ部形成面は映像光出射側に位置し、フレネルレンズシートが後述する全反射型のフレネルレンズシートの場合には、フレネルレンズ部形成面は映像光入射側に位置している。
【００２４】
図５に示されるフレネルレンズ部２２の光学中心Ｏ２は、フレネルレンズシート２０から外れた位置に存在する。例えば、映像光源（図示せず）が透過型スクリーン１０よりも下方に配置される場合には、光学中心Ｏ２は、フレネルレンズシート２０外であってフレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１に対して透過型スクリーン１０の縦方向下側の位置に存在する。なお、上記では、光学中心Ｏ２は、フレネルレンズシート２０から外れた位置に存在しているが、フレネルレンズシート２０内に存在していてもよい。
【００２５】
ここで、本明細書においては、透過型スクリーン１０の「縦方向」とは、観察者が透過型スクリーン１０を正面から見たとき、観察者の上下方向を意味するものとし、また透過型スクリーン１０の「横方向」とは、観察者が透過型スクリーン１０を正面から見たとき、観察者の左右方向を意味するものとする。
【００２６】
このように光学中心Ｏ２が偏心したフレネルレンズ部２２を形成することにより、フレネルレンズシート２０と映像光源との距離を短くした場合であっても、映像光を、映像光入射側から映像光出射側へ向けて進む平行光束、例えば図１に示される正面方向Ｎへ進む平行光束に変換することができる。本実施形態では、光学中心Ｏ２がフレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１に対して偏心したフレネルレンズ部２２を用いているが、光学中心がフレネルレンズ部形成面の中心に対して偏心していないフレネルレンズ部を用いることも可能である。
【００２７】
また、本実施形態におけるフレネルレンズシート２０は、いわゆる屈折型のフレネルレンズであるが、これに限られず、全反射型のフレネルレンズシートを用いることも可能である。
【００２８】
図６に示されるように、全反射型のフレネルレンズシート２４は、入射する映像光を屈折させる屈折面２５ａと、屈折面２５ａで屈折された映像光の少なくとも一部を全反射させて、映像光出射側に向ける全反射面２５ｂとを有する複数の単位プリズム２５を備えたものである。全反射型のフレネルレンズシート２４を用いた場合には、さらに映像光源とフレネルレンズシート２４との距離を縮めることができるので、より薄型の背面投射型表示装置を提供することができる。
【００２９】
また、図２〜図４に示されるようにフレネルレンズシート２０は、基部２１よりも映像光入射側にフレネルレンズシート２０を補強するための入射側透明基材２６を有していてもよい。入射側透明基材２６と基部２１は、粘着剤や紫外線硬化型接着剤のような接着剤等からなる接合層（図示せず）を介して互いに接合されている。
【００３０】
入射側透明基材２６は、フレネルレンズシート２０と同様に、曲面をなすように曲がったものである。入射側透明基材２６としては、例えばアクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂からなる基材が挙げられる。
【００３１】
入射側透明基材２６の厚みは、１．０〜４．０ｍｍであることが好ましく、１．５〜２．０ｍｍであることがより好ましい。入射側透明基材２６の厚みが１．０ｍｍ未満であると、補強部材としての機能を十分に果たすことができないおそれがあるからであり、また４．０ｍｍを超えると、次に説明する理由から二重像が観察者に認識されやすくなるからである。すなわち、フレネルレンズシートの厚みが厚い場合には、フレネルレンズシートの厚みが薄い場合に比べてフレネルレンズシートから出射される映像光と迷光との距離が大きくなり、この距離が大きくなると、観察者に二重像として認識されやすくなる。したがって、フレネルレンズシート２０が同じ厚さであったとしても、入射側透明基材２６の厚さが厚い場合には、観察者に二重像が認識されやすくなる。
【００３２】
積層体
積層体３０は、図２および図３に示されるように映像光入射側から映像光出射側に向けて、順に、主に、透明基材３５、接合層４０、光制御シート４５、接合層５０、光拡散層５５、および表面層６０を有している。なお、本発明においては、積層体３０は光制御シート４５および光拡散層５５を有していればよく、透明基材３５、接合層４０、５０および表面層６０を有していなくともよい。
【００３３】
透明基材
積層体３０の透明基材３５は、透過型スクリーン１０の剛性を高めるものである。ここで、入射側透明基材２６の厚みを厚くして、透過型スクリーン１０の剛性を高めることも可能であるが、入射側透明基材２６の厚みを厚くした場合には観察者に二重像が認識されやすくなる。したがって、入射側透明基材２６の厚みを厚くして透過型スクリーン１０の剛性を高めるよりも透明基材３５を配置して透過型スクリーン１０の剛性を高めた方が、観察者に二重像が認識されにくくなるので、効果的である。また、透明基材３５を配置することにより透過型スクリーン１０の剛性を高めることができるので、入射側透明基材２６の厚みをより薄くすることができ、二重像がさらに認識されにくくなる。
【００３４】
透明基材３５の厚みは、１．５ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。透明基材３５の厚みが１．５ｍｍ未満であると、透過型スクリーン１０の剛性を高めるという機能を十分に果たすことができないおそれがあるからである。
【００３５】
透明基材３５としては、例えばアクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂からなる基材が挙げられる。
【００３６】
光制御シート
光制御シート４５は、透明基材３５の映像光出射側（観察者側）に配置されている。光制御シート４５に入射した映像光を透過するものであるとともに二重像の原因となる迷光を吸収するためのものである。光制御シート４５は、用途によって異なるが、意匠性を向上させる観点から、図７および図８に示される映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するものである。また、光制御シート４５は、用途に応じて、映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っていることもある。
【００３７】
図３、図７および図８に示されるように光制御シート４５は、基部４６と、基材部４６上に形成された入射した映像光を透過する複数の単位光透過部４７と、基材部４６上に形成され、単位光透過部４７間に形成された迷光を吸収する複数の単位光吸収部４８とを備えている。
【００３８】
基部４６は、図８に示されるように光制御シート４５の映像光入射面４５ｂを構成するものである。単位光透過部４７および単位光吸収部４８は、図８に示されるようにそれぞれ光制御シート４５の映像光出射面４５ａを構成するものであり、映像光出射面４５ａに沿って配置されている。また、単位光透過部４７および単位光吸収部４８は、図７に示されるように透過型スクリーン１０の横方向に延在しており、透過型スクリーン１０の縦方向に交互に配置されている。
【００３９】
また、光制御シート４５とフレネルレンズシート２０との配置関係においては、単位光透過部４７および単位光吸収部４８は、フレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１とフレネルレンズ部２２の光学中心Ｏ２とを結ぶ方向と略平行でありかつ映像光出射面４５ａに沿った第１の方向に交互に並べて配置されている。この場合、単位光透過部４７および単位光吸収部４８は、第１の方向と略直交しかつ映像光出射面４５ａに沿った第２の方向に延在している。ここで、図１等においては、「第１の方向」と「縦方向」および「第２の方向」と「横方向」が一致しているが、「第１の方向」と「第２の方向」は光制御シート４５とフレネルレンズシート２０との配置関係を表すためのものであり、必ずしも「第１の方向」と「縦方向」および「第２の方向」と「横方向」は一致していなくともよい。
【００４０】
基部４６は、単位光透過部４７や単位光吸収部４８を形成するためのベースとなる層である。
【００４１】
基部４６としては、透明樹脂フィルム、透明樹脂板、透明樹脂シートや透明ガラスを用いることができる。透明樹脂フィルムとしては、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系フィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、（メタ）アクリルロニトリルフィルム等を好適に使用できるが、これらの中でも、ポリエステル系フィルムが好ましく用いられる。ポリエステル系フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートの他、ポリブチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等が挙げられる。
【００４２】
単位光透過部４７は、光制御シート４５の厚さ方向の断面形状が略台形となっているものが好ましい。この台形は、映像光出射面４５ａが上底、映像光入射側が上底より長さが長い下底とするものである。
【００４３】
単位光透過部４７は、１５％以上５０％以下、好ましくは２０％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなるものである。この数値範囲としたのは、光透過性樹脂の伸び率が１５％未満であると、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生を抑制することができないおそれがあるからである。また、光透過性樹脂の伸び率が５０％を超えると、製造上の問題が生じるおそれがあるからである。すなわち、単位光透過部は、単位光透過部の形状に対応する溝を有する金型に光透過部用組成物を供給し、硬化させて、光透過性樹脂を得ることにより形成することが可能であるが、光透過性樹脂の伸び率が５０％を超えると、金型から単位光透過部を引き剥がす際に剥がし難くなる。
【００４４】
本明細書における「伸び率」とは、測定対象となる樹脂を用いて、長さ１０ｃｍ、幅１ｃｍ、厚さ１５０ｍｍの短冊状のフィルム試片を作製し、そのフィルム試片を、引張り試験機を用いて、１００℃おいて、長さ方向に引張速度２００ｍｍ／分で引張り、フィルム試片が破断したときの伸び率（％）を意味する。具体的には、伸び率（％）は、以下の式によって求める。
伸び率（％）＝（破断時のフィルム試片長さ−試験前のフィルム試片長さ（１０ｃｍ））／試験前のフィルム試片長さ（１０ｃｍ））×１００
【００４５】
光透過性樹脂としては、特に限定されることはないが、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線により硬化する特徴を有する電離放射線硬化型樹脂組成物等の硬化物が挙げられる。
【００４６】
電離放射線硬化型樹脂組成物に含まれるベース樹脂としては、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アルリレート等が挙げられる。これらの中でもウレタン樹脂のアクリレート（ウレタンアクリレート）やエポキシ樹脂のアクリレート（エポキシアクリレート）が好ましい。また、電離放射線硬化型樹脂組成物には、（メタ）アクリレートモノマー等の反応性希釈剤を含んでいてもよい。また、電離放射線硬化型樹脂組成物を紫外線硬化型樹脂組成物とするには、組成物中に重合開始剤や光増感剤等を混合する。
【００４７】
伸び率が１５％以上５０％以下の光透過性樹脂は、光透過性樹脂の架橋度を変えることにより得られる。具体的には、伸び率が１５％以上５０％以下の光透過性樹脂は、従来の単位光透過部を構成する光透過性樹脂よりも架橋度を低くすることにより得ることができる。架橋度は、架橋剤、重合開始剤、およびベース樹脂等を調製することによって、変えることができる。
【００４８】
単位光吸収部４８は、図８に示されるように８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さＨを有する。また、単位光吸収部４８は、単位光吸収部４８が隣り合う単位光透過部４７により形成される、断面形状がＶ字状の溝または断面形状が台形状の溝に形成されていることが好ましい。すなわち、断面形状がＶ字状の溝の場合には、単位光吸収部４８は光制御シート４５の厚さ方向の断面形状が映像光出射面４５ａを底辺とする略三角形となっており、断面形状が台形状の溝の場合には、光制御シート４５の映像光入射側を上底としかつ光制御シート４５の映像光出射面４５ａを下底とするものである。ここで、「下底」の長さは「上底」の長さより長いものとする。
【００４９】
単位光吸収部４８は、光吸収材等を含有する樹脂から構成することが可能である。この樹脂としては、電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化物が挙げられる。この電離放射線硬化型樹脂組成物としては、上記単位光透過部４７を形成するための電離放射線硬化型樹脂組成物と同様のものが使用できる。
【００５０】
光制御シート４５の映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有する場合には、単位光吸収部４８を構成する光吸収材等を含有する樹脂は、光吸収材等を含有する状態で、１５％以上４０％以下、好ましくは２０％以上４０％以下の伸び率を有することが好ましい。これは、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生をより確実に抑制するためである。なお、単位光吸収部の伸び率が１５％未満であると、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生をより確実に抑制することができないおそれがある。また、上述したように単位光透過部の伸び率が１５％以上５０％以下となっているので、単位光吸収部の４０％を超えると、光制御シートが柔らかくなりすぎてしまい、光制御シート全体として所望の硬さが得られないおそれがある。
【００５１】
樹脂は、単位光透過部４７を構成する透明樹脂の屈折率より小さい屈折率を有する材料により構成されていることが好ましい。
【００５２】
光吸収材は、可視光である外光や迷光を吸収する機能を有すればよく、光吸収材としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等、顔料または染料、顔料または染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。
【００５３】
光吸収材が顔料または染料で着色された樹脂粒子である場合、樹脂粒子としては、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ等のプラスチックビーズが挙げられる、これらの中でもアクリルビーズが好ましい。
【００５４】
光拡散層
光拡散層５５は、光制御シート４５の映像光出射側（観察者側）に配置されている。光制御シート４５から出射した映像光を等方的に拡散させるためのものである。
【００５５】
光拡散層５５の厚みは、０．０５〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．１〜１．５ｍｍであることがより好ましい。光拡散層５５の厚みが０．０５ｍｍ未満であると、光拡散効果が十分に得られないおそれがあるからであり、また２．０ｍｍを超えると透過型スクリーン１０に映し出される映像がぼやけてしまい、解像性に劣る映像となってしまうおそれがあるからである。
【００５６】
光拡散層５５は、光透過性樹脂に光拡散粒子を含有させたものから構成することが可能である。光拡散層５５は、例えば、光透過性樹脂と光拡散粒子との間の屈折率差に起因して、または、光拡散粒子自体が有する反射性に起因して、映像光を等方的に拡散する機能を発現する。光拡散層５５の光拡散能によって、光制御シートを透過した映像光が拡散され、観察者は、光拡散層５５の光拡散能に応じた視野角の範囲内で映像を観察することができる。
【００５７】
光透過性樹脂としては、例えば、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。
【００５８】
光拡散粒子としては、プラスチックビーズ等の有機フィラーが好適であり、特に透明度が高いものが好ましい。プラスチックビーズとしては、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩化ビニルビーズ等が挙げられ、これらの中でもアクリルビーズが好ましい。また、プラスチックビーズのみならず、シリコンビーズ等も使用することも可能である。さらに、プラスチックビーズとシリコンビーズ等を併用することも可能である。
【００５９】
表面層
表面層６０は、光拡散層５５より観察面側に設けられる層であり、ハードコート機能、防眩機能、反射防止機能、帯電防止機能、紫外線吸収機能および防汚機能の少なくともいずれかの機能を有する層である。本実施形態では、表面層６０は、ハードコート機能を有する層（ハードコート層）となっている。ハードコート層は、透明性を有し、ＪＩＳＫ５６００−５−４（１９９４）で規定される鉛筆硬度試験で「ＨＢ」以上の硬度を示すものである。
【００６０】
＜透過型スクリーンの製造方法＞
このような透過型スクリーン１０は、例えば、以下のような製造方法により作製することが可能である。図９（ａ）〜図１１は本実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を示した図である。
【００６１】
まず、フレネルレンズシート２０を用意する。フレネルレンズシート２０は、例えば以下のようにして得ることができる。すなわち、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂からなる基部２１と金型との間に紫外線硬化型樹脂組成物等の電離放射線硬化型樹脂組成物を充填し、電離放射線を照射して電離放射線硬化型樹脂組成物を硬化させることによってフレネルレンズ部２２を形成する。これにより、フレネルレンズシート２０が作製される。そして、基部２１の映像光入射面に入射側透明基材２６を粘着剤または紫外線硬化型接着剤のような接着剤からなる接合層（図示せず）を用いて接合し、入射側透明基材２６を背面側に有するフレネルレンズシート２０を形成する（図９（ａ））。
【００６２】
フレネルレンズシート２０を作製した後、フレネルレンズシート２０を加熱して、軟化させ、例えばフレネルレンズ部２２側が凸となるように、かつフレネルレンズシート２０の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲面成形する（図９（ｂ））。具体的には、フレネルレンズシート２０を構成する樹脂のガラス転移温度以上の温度にフレネルレンズシート２０を加熱して、軟化させる。より具体的には、６０〜２５０℃、好ましくは７０〜２００℃に加熱して、軟化させる。そして、この軟化したフレネルレンズシート２０を、少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有する型面（図示せず）に、例えば気体圧力を用いた加圧により、非接触で、フレネルレンズシート２０を押し付け、あるいは、押圧部材を用いて、フレネルレンズシート２０を押し付ける。この曲面成形中、好ましくは、フレネルレンズシート２０と型面との間の雰囲気が減圧した状態に保たれ、より好ましくは概ね真空状態に保たれる。これにより、フレネルレンズシート２０の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するフレネルレンズシート２０を得ることができる。なお、上記では、フレネルレンズ部２２側が凸となるようにフレネルレンズシート２０を曲面成形しているが、これに限らず、フレネルレンズ部２２側が凹となるように、すなわち入射側透明基材２６側が凸となるようにフレネルレンズシート２０を曲面成形してもよく、またフレネルレンズ部２２側が凸となる部分とフレネルレンズ部２２側が凹となる部分とを組み合わせた形状となるようにフレネルレンズシート２０を曲面成形してもよい。
【００６３】
一方で、透明基材３５、光制御シート４５、および光拡散層５５を用意する。光制御シート４５は、例えば、以下の方法によって作製することができる。すなわち、単位光透過部４７の形に対応した形の複数の溝を有する金型（図示せず）にシート状の基部４６を送り込み、金型と基部４６との間に、硬化後の状態での伸び率が１５％以上５０％以下となる電離放射線硬化型樹脂組成物等の光透過部用組成物を供給し、基部４６と金型との間に光透過部用組成物を充填する。その後、電離放射線を照射し、光透過部用組成物を硬化させて、基部４６上に単位光透過部４７を形成する。
【００６４】
単位光透過部４７を形成した後、単位光透過部４７を金型から引き抜き、そして、複数の単位光透過部４７間の溝に、光吸収材を含有する電離放射線硬化型樹脂組成物等の光吸収部用組成物を塗布し、ドクターブレード等によって充填する。なお、光制御シート４５の映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように光制御シート４５を曲面成形する場合には、硬化後の状態での伸び率が１５％以上４０％以下となる光吸収部用組成物を用いることが好ましい。その後、電離放射線により光吸収部用組成物を硬化させて、単位光透過部４７間に単位光吸収部４８を形成する。これにより、光制御シート４５が作製される。なお、単位光吸収部４８を先に形成し、その後単位光吸収部４８間に単位光透過部４７を形成して、光制御シート４５を形成することも可能である。
【００６５】
光拡散層５５は、例えば、押出し成形装置を用いて、光拡散粒子を含有する透明樹脂を板状に押出しすることにより作製することができる。また、光拡散層５５に使用される透明樹脂および光拡散粒子は、上記で説明したので、説明を省略するものとする。
【００６６】
そして、このように用意した透明基材３５、光制御シート４５、および光拡散層５５をこの順で積層し、積層体８０を形成する（図１０（ａ））。なお、これらのシートおよび層を積層する際に、透明基材３５と光制御シート４５、および光制御シート４５と光拡散層５５とを、粘着剤または紫外線硬化型接着剤のような接着剤からなる接合層４０、５０を用いて接合する。
【００６７】
積層体８０を作製した後、積層体８０を加熱して、軟化させ、光拡散層５５側が凸となるように、かつ光制御シート４５の映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲面成形する（図１０（ｂ））。具体的には、積層体８０を透明基材３５のガラス転移温度以上に加熱して、軟化させる。より、具体的には６０〜２５０℃、好ましくは８０〜２００℃に加熱して、軟化させる。そして、この軟化した積層体８０を、少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有する型面に、例えば気体圧力を用いた加圧により、非接触で積層体８０を押し付け、あるいは、押圧部材を用いて積層体８０を押し付ける。この曲面成形中、好ましくは、積層体と型面との間の雰囲気が減圧した状態に保たれ、より好ましくは概ね真空状態に保たれる。これにより、積層体８０を曲面成形できる。
【００６８】
積層体８０を曲面成形した後、光拡散層５５上に表面層６０を形成して、積層体３０を形成する（図１０（ｃ））。表面層６０として、ハードコート層を形成する場合においては、電離放射線硬化型樹脂組成物を含むハードコート層用組成物を塗布し、乾燥させ、紫外線等の電離放射線により硬化させる。これにより、光拡散層５５上に表面層６０としてのハードコート層が形成される。なお、ハードコート層は、予め半硬化させたハードコート層を形成しておき、このハードコート層を光拡散層上に載せ、その後硬化させて形成することも可能である。また、熱硬化性塗料を塗布し、加熱乾燥し、硬化させてハードコート層を形成することも可能である。
【００６９】
そして、最後に、曲面成形された積層体３０を、曲面成形されたフレネルレンズシート２０の映像光出射側に配置する（図１１）。なお、この状態においては、透明基材３５がフレネルレンズシート２０のフレネルレンズ部２２側となっており、表面層６０が観察者側となっている。これにより、図１に示される透過型スクリーン１０が完成する。
【００７０】
＜背面投射型表示装置＞
透過型スクリーン１０は、背面投射型表示装置に組み込んで使用することができる。このような背面投射型表示装置としては、例えば、車載用や船舶用の背面投射型表示装置等が挙げられる。
【００７１】
以下、透過型スクリーン１０を組み込んだ背面投射型表示装置について説明する。図１２は本実施形態に係る背面投射型表示装置の模式的な断面図である。図１２に示されるように背面投射型表示装置７０は、例えば、透過型スクリーン１０、透過型スクリーン１０を支持する例えば筐体のようなスクリーン支持体７１、および透過型スクリーン１０に映像光を投射する映像光源７２を備えている。
【００７２】
本実施形態では、透過型スクリーン１０は、透過型スクリーン１０が縦方向となるようにスクリーン支持体７１に支持されている。とりわけ、透過型スクリーン１０の映像光出射面１０ａのうちの最も観察者側に突出した位置（本実施形態では、透過型スクリーン１０の中央位置Ｐに相当）における法線方向に直交する面（すなわち、最も観察者側に突出した位置での接面）が、略鉛直方向と平行となっている。
【００７３】
映像光源７２は、透過型スクリーン１０の背面側に配置されている。図１２に示される映像光源７２は、透過型スクリーン１０よりも下方に配置されており、ミラー等を使用せずに透過型スクリーン１０に対し映像光を投射するように構成されている。なお、ミラー等を介して透過型スクリーン１０に映像光を投射してもよい。
【００７４】
この場合、透過型スクリーン１０は、単位光透過部４７および単位光吸収部４８の延在方向が横方向となり、かつフレネルレンズ部２２の光学中心Ｏ２がフレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１より縦方向下側となるように配置されている。
【００７５】
なお、図１２においては、映像光源７２が透過型スクリーン１０より下方に配置されているが、映像光源７２は透過型スクリーン１０よりも上方に配置されていてもよい。この場合、透過型スクリーン１０は、単位光透過部４７および単位光吸収部４８の延在方向が横方向となり、かつフレネルレンズ部２２の光学中心Ｏ２がフレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１より縦方向上側となるように配置される。
【００７６】
映像光源７２は、照射領域がしだいに広がっていく発散光束（拡大投影された光束）として透過型スクリーン１０の映像光入射面１０ｂの全域に映像光を照射する。このような映像光源７２としては、公知の光源、例えばＬＥＤやレーザを利用したピコプロジェクタ等の小型の光源が挙げられる。
【００７７】
このような背面投射型表示装置７０においては、映像光源７２から映像光が発せられると、図１２に示されるように映像光は、発散光束として、透過型スクリーン１０の映像光入射面１０ｂの全域に投射される。そして、図３に示されるように透過型スクリーン１０の映像光入射面１０ｂに投射された映像光Ｌ１は、入射側透明基材２６を透過して、フレネルレンズシート２０に入射する。そして、フレネルレンズ部２２によって、映像光Ｌ１は正面方向Ｎに向く光に変換される。正面方向Ｎに向く光となった映像光Ｌ１は、透明基材３５を介して光制御シート４５に入射し、単位光透過部４７を介して光制御シート４５から出射する。光制御シート４５から出射した映像光Ｌ１は、光拡散層５５で拡散されて、表面層６０を介して、透過型スクリーン１０の映像光出射面１０ａから出射する。このような背面投射型表示装置７０においては、映像光は、フレネルレンズシート２０によっていったん正面方向Ｎに向く光に変換された後に光拡散層５５で拡散されるので、各方向から表示された映像を観察した場合、明るさの面内ばらつきが緩和された高品質の映像を提供できる。
【００７８】
また、映像光のみならず、図３に示されるように迷光Ｌ２もフレネルレンズシート２０から出射し、光制御シート４５に入射するが、迷光Ｌ２は正面方向Ｎに向く略平行な光とはなっていないので、迷光Ｌ２は単位光吸収部４８で吸収される。また、外光Ｌ３も、光制御シート４５の単位光吸収部４８によって、吸収される。
【００７９】
本実施形態によれば、単位光透過部４７が１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなるので、単位光吸収部４８が８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有し、かつ、光制御シート４５の映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように積層体８０に曲面成形を施した場合であっても、曲面成形時に単位光透過部４７を構成する光透過性樹脂が延伸する。これにより、単位光透過部４７と単位光吸収部４８との間におけるクラックの発生を抑制することができるので、外観が損なわれることがなく、かつ良好な映像を表示できる。
【００８０】
本実施形態によれば、フレネルレンズシート２０および積層体３０が曲面をなすように曲がっているので、外観が損なわれることなく、意匠性を向上させることができる。
【００８１】
本実施形態によれば、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生を抑制することができるので、歩留まりを向上させることができるとともに、曲面形状の自由度を向上させることができる。
【００８２】
積層体８０を曲面成形する前に光拡散層５５上に表面層６０を形成した場合には、積層体８０を曲面成形する際に表面層６０が割れてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態においては積層体８０を曲面成形した後に光拡散層５５上に表面層６０を形成しているので、表面層６０の割れを防止することができる。
【００８３】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態においては、透過型スクリーンを、第１の実施形態とは異なる方法によって製造した例について説明する。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、第２の実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を模式的に示した図である。
【００８４】
まず、第１の実施形態と同様に、入射側透明基材２６を背面側に有するフレネルレンズシート２０を用意する。また、第１の実施形態と同様に、透明基材３５、光制御シート４５、および光拡散層５５を用意し、これらをこの順で積層して、積層体８０を形成する。
【００８５】
その後、積層体８０がフレネルレンズシート２０の映像光出射側に配置されるようにフレネルレンズシート２０と積層体８０とを積層する（図１３（ａ））。積層された状態では、透明基材３５がフレネルレンズシート２０のフレネルレンズ部２２側となっており、積層体８０の光拡散層５５が観察者側となっている。
【００８６】
フレネルレンズシート２０と積層体８０とを積層した後、これらを加熱して、軟化させ、光拡散層５５側が凸となるように、かつ光制御シート４５の映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように、フレネルレンズシート２０および積層体８０を曲面成形する（図１３（ｂ））。
【００８７】
フレネルレンズシート２０と積層体８０を曲面成形した後、光拡散層５５上に表面層６０を形成して、積層体３０を形成する（図１３（ｃ））。これにより、図１に示される透過型スクリーン１０が完成する。
【００８８】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態においては、透過型スクリーンを、タッチパネル機能を有する背面投射型表示装置に組み込んだ例について説明する。図１４は本実施形態に係るタッチパネル機能を有する背面投射型表示装置の模式的な断面図であり、図１５は本実施形態に係るタッチパネル機能を有する背面投射型表示装置を上方から見た図である。なお、図１４および図１５中において、第１の実施形態と同様の符号を付している部材等は、第１の実施形態で説明した部材等と同様のものであるので、説明を省略する。
【００８９】
図１４に示されるように背面投射型表示装置９０は、例えば、透過型スクリーン１０、筐体のような透過型スクリーン１０を支持するスクリーン支持体７１、透過型スクリーン１０に映像光を投射する映像光源７２を備えている。さらに、この背面投射型表示装置９０は、図１４および図１５に示されるように、透過型スクリーン１０に赤外光を投射する赤外光源９１と、赤外光を検出可能なＣＣＤカメラ等の赤外光検出器９２等を備えている。赤外光源９１および赤外光検出器９２は透過型スクリーン１０の背面側に配置されている。
【００９０】
赤外光源９１から発せられた赤外光は、透過型スクリーン１０を透過する。これにより、透過型スクリーン１０に例えば指や専用のペン等が触れた場合には、赤外光は指等により反射されるので、赤外光検出器９２で指の位置情報を検出することができる。これにより、タッチパネル機能を実現することができる。
【００９１】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【実施例】
【００９２】
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明する。
【００９３】
実施例
まず、フレネルレンズシートを用意した。フレネルレンズシートの入射側透明基材としては、厚みが１．３ｍｍのアクリル板を使用した。フレネルレンズシートのフレネルレンズ部としては、ウレタンアクリレートを含む紫外線硬化型樹脂組成物の硬化物から構成されており、単位プリズムのピッチが１０５μｍのものを使用した。
【００９４】
そして、このフレネルレンズシートを８０℃に加熱し、軟化させるとともに真空成形により曲面成形した。なお、曲面成形は、曲率半径が１０００ｍｍとなるように行われた。
【００９５】
一方で、透明基材、光制御シート、および光拡散層を用意した。透明基材としては、厚みが３ｍｍのアクリル板を使用した。
【００９６】
光制御シートとしては、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム上に形成された単位光透過部および単位光吸収部を備え、かつ厚みが０．３ｍｍのものを使用した。単位光透過部を構成する光透過性樹脂は、４２．４％の伸び率を有するものであり、単位光吸収部を構成する光吸収材としての着色粒子を含有する樹脂は、着色粒子を含有する状態で３０．５％の伸び率を有するものであった。
【００９７】
単位光透過部の屈折率は１．５５０であり、単位光吸収部の屈折率は１．４９０であった。単位光吸収部の高さは１５０μｍであった。単位光吸収部の幅は映像光出射面において３０μｍであり、単位光吸収部における映像光入射側の先端部の幅は６μｍであり、単位光吸収部における映像光出射側の底部のピッチは６０μｍであった。さらに、ポリカーボネートフィルムの法線と単位光吸収部とによって形成される角度は４．５°であった。
【００９８】
光制御シートは、具体的には、以下のようにして作製された。まず、単位光透過部の形に対応した形の複数の溝を有する金型にシート状のポリカーボネートフィルムを送り込み、金型とポリカーボネートフィルムとの間に、ウレタンアクリレート等を含む硬化後の状態での伸び率が４２．４％となる紫外線硬化型樹脂組成物を供給し、ポリカーボネートと金型との間に紫外線硬化型樹脂組成物を充填した。その後、紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂組成物を硬化させて、ポリカーボネート上に光透過性透明樹脂からなる単位光透過部を形成した。単位光透過部を形成した後、単位光透過部を金型から引き抜き、そして、複数の単位光透過部間の溝に、着色粒子を含有するウレタンアクリレート等を含む紫外線硬化型樹脂組成物を塗布し、ドクターブレード等によって充填した。紫外線硬化型樹脂組成物は、着色粒子を含有した状態で、硬化後の状態での伸び率が３０．５％となるものであった。その後、紫外線により紫外線硬化型樹脂組成物を硬化させて、単位光透過部間に着色粒子を含有する樹脂からなる単位光吸収部を形成した。
【００９９】
光拡散層としては、屈折率１．５５０のメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ）樹脂中に、光拡散粒子として、屈折率１．５５０および平均粒径８μｍのアクリル系ビーズと、屈折率１．４２０および平均粒径２μｍのシリコン系ビーズとを含有させたものから構成され、かつ厚みが０．１４ｍｍのものを使用した。なお、光拡散層の各成分の割合は、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂５０重量％、アクリル系ビーズ４０重量％、シリコン系ビーズ１０重量％であった。
【０１００】
透明基材等を用意した後、透明基材、光制御シート、および光拡散層をこの順で積層し、積層体を形成した。ここで、透明基材等を積層する際、透明基材と光制御シートとの間、および光制御シートと光拡散層との間を、紫外線硬化型接着剤により接着した。
【０１０１】
そして、この積層体を１４０℃に加熱し、軟化させるとともに型を用いた真空成形により曲面成形した。なお、曲面成形は、光制御シートの映像光出射面の曲率半径が１０００ｍｍとなるように行われた。
【０１０２】
積層体を曲面成形した後、積層体の表面に、アクリルウレタン系熱硬化塗料を塗布し、加熱により乾燥させた後、ハードコート層を形成した。最後に、積層体をフレネルレンズシートの映像光出射側に配置して、実施例１に係る透過型スクリーンを作製した。
【０１０３】
比較例
比較例においては、単位光透過部を構成する光透過性樹脂が１３．８％の伸び率を有するものであり、単位光吸収部を構成する着色粒子を含有する樹脂が着色粒子を含有した状態で１３．０％の伸び率を有するものであった以外、実施例と同様の材料および方法を用いて、透過型スクリーンを作製した。
【０１０４】
（クラックの有無）
上記において作製した実施例および比較例の透過型スクリーンについて、９５℃の環境下で１週間放置する耐久性試験を行い、試験後の透過型スクリーンにクラックが生じているか否か確認した。なお、クラックが生じているか否かの判断は、電子顕微鏡を用いて透過型スクリーンの断面を撮影した写真により行った。
【０１０５】
図１７に示されるように比較例に係る透過型スクリーンは、単位光透過部と単位光吸収部との間にクラックが発生していた。なお、比較例に係る透過型スクリーンでは、放置後２時間〜４時間でクラックが発生していた。これに対し、図１６に示されるように実施例に係る透過型スクリーンは、放置後１週間経過しても、単位光透過部と単位光吸収部との間にクラックが発生していなかった。この結果から、実施例に係る透過型スクリーンは、クラックを抑制することができることが確認された。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…透過型スクリーン、１０ａ…映像光出射面、１０ｂ…映像光入射面、２０…フレネルレンズシート、２０ａ…フレネルレンズ部形成面、２２…フレネルレンズ部、２３…単位プリズム、２６…入射側透明基材、３５…透明基材、４５…光制御シート、４５ａ…映像光出射面、４５ａ…映像光入射面、４６…基部、４７…単位光透過部、４８…単位光吸収部、５５…光拡散層、６０…表面層、７０、９０…背面投射型表示装置、７２…映像光源、８０…積層体、９１…赤外光源、９２…赤外光検出器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御シート、これを備えた透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置、ならびに透過型スクリーンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像光をスクリーンの背面型から投射して表示する背面投射型表示装置においては、投射された映像光を透過して映像を表示させる透過型スクリーンが用いられている。このような透過型スクリーンとしては、様々な構造のものが提案されており、例えば、複数の単位光透過部と、単位光透過部と交互に配置された複数の帯状の単位光吸収部とを有する光制御シートを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
一方で、例えば自動車等の分野においては、意匠性が非常に重要視される。現在、このような分野に適用される背面投射型表示装置には、単に映像を表示する機能が期待されているだけでなく、意匠面におけるシステム全体との調和も要求されている。
【０００４】
そして、このような意匠性の観点から、曲面形状を有する透過型スクリーンの開発が望まれている。しかしながら、光制御シートを備えた透過型スクリーンの製造工程において、光制御シートおよび他の光学機能層を有する積層体を加熱して、積層体に曲面成形を施すと、単位光透過部と単位光吸収部との間にクラックが発生してしまい、外観が損なわれるおそれがある。またクラックが発生すると、映像光を透過型スクリーンに投影したとき、クラック部分がスジとして表示されてしまい、良好な映像を表示することが困難となるおそれがある。特に、このクラックは、光制御シートの映像光出射面の曲率半径が小さく、かつ単位光吸収部の高さが高いほど生じやすい。さらに、クラックが発生すると、歩留まりが低下してしまうおれがある。また、曲率半径がより小さい曲面形状に対応することができなくなるので、曲面形状の自由度が妨げられてしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５０３０７号公報
【特許文献２】特開２００３−５７４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有し、かつ単位光吸収部が８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する場合において、外観が損なわれることがなく、かつ良好な映像を表示できる光制御シートを提供することを目的とする。また、外観が損なわれることがなく、意匠性を向上させることができる透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置を提供することを目的とする。さらに、意匠性、歩留まり、および曲面形状の自由度を向上させることができる透過型スクリーンの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンに用いられる光制御シートであって、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成する複数の単位光透過部と、前記単位光透過部と交互に配置され、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する複数の単位光吸収部とを備え、前記光制御シートは、曲面をなすようにかつ前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っており、前記単位光透過部が、１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなる、光制御シートが提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンであって、上記の光制御シートと、前記光制御シートの映像光出射側に配置された光拡散層とを備える積層体を備え、前記積層体全体が曲面をなすように曲っている、透過型スクリーンが提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、上記の透過型スクリーンと、前記透過型スクリーンの背面側に配置され、前記透過型スクリーンに映像光を投射する映像光源とを備えることを特徴とする、背面投射型表示装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンの製造方法であって、光制御シートであって、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、かつ１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなる複数の単位光透過部と、前記単位光透過部と交互に配置され、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、かつ８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する複数の単位光吸収部とを有する光制御シートと、前記光制御シートの映像光出射側に配置された光拡散層とを有する積層体を形成する工程と、前記積層体を加熱することにより軟化させ、前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように、軟化した前記積層体を曲面成形する工程とを備える、透過型スクリーンの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一の態様の光制御シートによれば、単位光透過部が、１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなるので、単位光吸収部が８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有し、かつ光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように光制御シートを曲面成形した場合であっても、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生を抑制することができる。これにより、外観が損なわれることがなく、かつ良好な映像を表示できる。
【００１２】
本発明の他の態様の透過型スクリーンおよび他の態様の背面投射型表示装置によれば、積層体が曲面をなすように曲がっているので、外観が損なわれることがなく、意匠性を向上させることができる。また、本発明の他の態様の透過型スクリーンの製造方法によれば、積層体を曲面成形するので、意匠性を向上させることができる。また、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生を抑制することができるので、歩留まりおよび曲面形状の自由度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る透過型スクリーンの模式的な斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る透過型スクリーンの概略構成図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線に沿って透過型スクリーンを切断したときの断面図である。
【図４】図２に示されるフレネルレンズシートの概略斜視図である。
【図５】図２に示されるフレネルレンズシートを映像光出射側から見たときのフレネルレンズシートの平面図である。
【図６】第１の実施形態に係る他の態様のフレネルレンズシートを示す図である。
【図７】図２に示される光制御シートの概略斜視図である。
【図８】図７のＩＩ−ＩＩ線に沿って光制御シートを切断したときの断面図である。
【図９】第１の実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を模式的に示した図である。
【図１０】第１の実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を模式的に示した図である。
【図１１】第１の実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を模式的に示した図である。
【図１２】第１の実施形態に係る背面投射型表示装置の模式的な断面図である。
【図１３】第２の実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を模式的に示した図である。
【図１４】第３の実施形態に係るタッチパネル機能を有する背面投射型表示装置の模式的な断面図である。
【図１５】第３の実施形態に係るタッチパネル機能を有する背面投射型表示装置を上方から見た図である。
【図１６】電子顕微鏡を用いて、実施例に係る透過型スクリーンの断面を撮影した写真である。
【図１７】電子顕微鏡を用いて、比較例に係る透過型スクリーンの断面を撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
＜光制御シートおよび透過型スクリーン＞
先ず、本発明の第１の実施形態に係る光制御シートおよび透過型スクリーンについて、図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係る透過型スクリーンの模式的な斜視図であり、図２は本実施形態に係る透過型スクリーンの概略構成図であり、図３は図２のＩ−Ｉ線に沿って透過型スクリーンを切断したときの断面図である。図４は図２に示されるフレネルレンズシートの概略斜視図であり、図５は図２に示されるフレネルレンズシートを映像光出射側から見たときのフレネルレンズシートの平面図である。図６は本実施形態に係る他の態様のフレネルレンズシートを示す図であり、図７は図２に示される光制御シートの概略斜視図であり、図８は図７のＩＩ−ＩＩ線に沿って光制御シートを切断したときの断面図である。
【００１５】
図１および図２に示される透過型スクリーン１０は、フレネルレンズシート２０と、フレネルレンズシート２０の映像光出射側に配置された積層体３０とを備えている。
【００１６】
図１および図２に示されるフレネルレンズシート２０および積層体３０は、曲面をなすように曲がったものである。フレネルレンズシート２０および積層体３０の全体は、少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っていることが好ましい。曲率半径は用途によって適宜選択されるが、フレネルレンズシート２０および積層体３０の全体は、少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っていることもある。
【００１７】
また、フレネルレンズシート２０および積層体３０は、二次元曲面または三次元曲面をなすように曲がっている。好ましくは、フレネルレンズシート２０および積層体３０は、図１および図２に示されるように三次元曲面をなすように曲がっている。ここで、本明細書において、「二次元曲面」とは単一の軸を中心として二次元的に曲がったもの、或いは、互いに平行な複数の軸を中心として異なる曲率で二次元的に曲がったものを意味し、また「三次元曲面」とは互い対して傾斜した複数の軸をそれぞれ中心として、部分的または全体的に曲がっていることを意味するものとする。
【００１８】
本実施形態においては、図１に示すように、フレネルレンズシート２０および積層体３０は、概ね、一方の対角線と平行で透過型スクリーン１０の背面側（映像光入射側）に位置する第１の軸Ａ１を中心とした方向ｄ１に曲がるとともに、他方の対角線と平行で透過型スクリーン１０の背面側（映像光入射側）に位置する第２の軸Ａ２を中心とした方向ｄ２にも曲がっている。この結果、透過型スクリーン１０は観察者側へ凸となるように曲がっており、透過型スクリーン１０の平面形状をなす矩形状の一対の対角線が交わる中央位置Ｐにおいて、透過型スクリーン１０の映像光出射面１０ａ（表示面）は観察者側に最も突出している。なお、図１に示される透過型スクリーン１０は、観察者側へ凸となるように曲がったものであるが、これに限らず、透過型スクリーンは、観察者側へ凹、すなわち背面側へ凸となるように曲がっていてもよく、また観察者側へ凸となるように曲がった部分と、背面側へ凸となるように曲がった部分とを組み合わせた形状となっていてもよい。
【００１９】
フレネルレンズシート
図２および図３に示されるフレネルレンズシート２０は、基部２１と、基部２１の表面に形成されたフレネルレンズ部２２を備えている。
【００２０】
フレネルレンズ部２２は、映像光源（図示せず）から発散光束として透過型スクリーン１０に投射される映像光の進行方向を偏向させる機能を有している。具体的には、フレネルレンズ部２２は、発散光束として入射した映像光を、映像光入射側から映像光出射側へ向けて進む平行光束、例えば正面方向Ｎへ進む平行光束に変換する。このようにフレネルレンズ部２２を用いて映像光をいったん平行光化させておくことにより、観察者に観察される映像、とりわけ、観察者によって斜め方向から観察される映像の明るさの面内ばらつきを効果的に緩和させることができる。
【００２１】
本実施形態では、図４および図５に示すように、フレネルレンズ部２２は、いわゆるサーキュラーフレネルレンズとして構成されている。ただし、これに限られず、いわゆるリニアフレネルレンズとして構成されていてもよい。リニアフレネルレンズでは、複数の単位レンズの各々が直線状に延び、かつ、複数の単位レンズがその長手方向と交差する配列方向に配列されるようになる。
【００２２】
フレネルレンズ部２２は、図５に示されるようにフレネルレンズシート２０のフレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１に対して偏心した位置に光学中心Ｏ２を有することが好ましい。具体的には、フレネルレンズ部２２は、光学中心Ｏ２を中心とする同心円弧状または同心円状の複数の単位プリズム２３から構成されている。
【００２３】
上記「フレネルレンズ部形成面」とは、フレネルレンズシートにおけるフレネルレンズ部が形成されている面であり、フレネルレンズシートが屈折型のフレネルレンズシートの場合には、フレネルレンズ部形成面は映像光出射側に位置し、フレネルレンズシートが後述する全反射型のフレネルレンズシートの場合には、フレネルレンズ部形成面は映像光入射側に位置している。
【００２４】
図５に示されるフレネルレンズ部２２の光学中心Ｏ２は、フレネルレンズシート２０から外れた位置に存在する。例えば、映像光源（図示せず）が透過型スクリーン１０よりも下方に配置される場合には、光学中心Ｏ２は、フレネルレンズシート２０外であってフレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１に対して透過型スクリーン１０の縦方向下側の位置に存在する。なお、上記では、光学中心Ｏ２は、フレネルレンズシート２０から外れた位置に存在しているが、フレネルレンズシート２０内に存在していてもよい。
【００２５】
ここで、本明細書においては、透過型スクリーン１０の「縦方向」とは、観察者が透過型スクリーン１０を正面から見たとき、観察者の上下方向を意味するものとし、また透過型スクリーン１０の「横方向」とは、観察者が透過型スクリーン１０を正面から見たとき、観察者の左右方向を意味するものとする。
【００２６】
このように光学中心Ｏ２が偏心したフレネルレンズ部２２を形成することにより、フレネルレンズシート２０と映像光源との距離を短くした場合であっても、映像光を、映像光入射側から映像光出射側へ向けて進む平行光束、例えば図１に示される正面方向Ｎへ進む平行光束に変換することができる。本実施形態では、光学中心Ｏ２がフレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１に対して偏心したフレネルレンズ部２２を用いているが、光学中心がフレネルレンズ部形成面の中心に対して偏心していないフレネルレンズ部を用いることも可能である。
【００２７】
また、本実施形態におけるフレネルレンズシート２０は、いわゆる屈折型のフレネルレンズであるが、これに限られず、全反射型のフレネルレンズシートを用いることも可能である。
【００２８】
図６に示されるように、全反射型のフレネルレンズシート２４は、入射する映像光を屈折させる屈折面２５ａと、屈折面２５ａで屈折された映像光の少なくとも一部を全反射させて、映像光出射側に向ける全反射面２５ｂとを有する複数の単位プリズム２５を備えたものである。全反射型のフレネルレンズシート２４を用いた場合には、さらに映像光源とフレネルレンズシート２４との距離を縮めることができるので、より薄型の背面投射型表示装置を提供することができる。
【００２９】
また、図２〜図４に示されるようにフレネルレンズシート２０は、基部２１よりも映像光入射側にフレネルレンズシート２０を補強するための入射側透明基材２６を有していてもよい。入射側透明基材２６と基部２１は、粘着剤や紫外線硬化型接着剤のような接着剤等からなる接合層（図示せず）を介して互いに接合されている。
【００３０】
入射側透明基材２６は、フレネルレンズシート２０と同様に、曲面をなすように曲がったものである。入射側透明基材２６としては、例えばアクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂からなる基材が挙げられる。
【００３１】
入射側透明基材２６の厚みは、１．０〜４．０ｍｍであることが好ましく、１．５〜２．０ｍｍであることがより好ましい。入射側透明基材２６の厚みが１．０ｍｍ未満であると、補強部材としての機能を十分に果たすことができないおそれがあるからであり、また４．０ｍｍを超えると、次に説明する理由から二重像が観察者に認識されやすくなるからである。すなわち、フレネルレンズシートの厚みが厚い場合には、フレネルレンズシートの厚みが薄い場合に比べてフレネルレンズシートから出射される映像光と迷光との距離が大きくなり、この距離が大きくなると、観察者に二重像として認識されやすくなる。したがって、フレネルレンズシート２０が同じ厚さであったとしても、入射側透明基材２６の厚さが厚い場合には、観察者に二重像が認識されやすくなる。
【００３２】
積層体
積層体３０は、図２および図３に示されるように映像光入射側から映像光出射側に向けて、順に、主に、透明基材３５、接合層４０、光制御シート４５、接合層５０、光拡散層５５、および表面層６０を有している。なお、本発明においては、積層体３０は光制御シート４５および光拡散層５５を有していればよく、透明基材３５、接合層４０、５０および表面層６０を有していなくともよい。
【００３３】
透明基材
積層体３０の透明基材３５は、透過型スクリーン１０の剛性を高めるものである。ここで、入射側透明基材２６の厚みを厚くして、透過型スクリーン１０の剛性を高めることも可能であるが、入射側透明基材２６の厚みを厚くした場合には観察者に二重像が認識されやすくなる。したがって、入射側透明基材２６の厚みを厚くして透過型スクリーン１０の剛性を高めるよりも透明基材３５を配置して透過型スクリーン１０の剛性を高めた方が、観察者に二重像が認識されにくくなるので、効果的である。また、透明基材３５を配置することにより透過型スクリーン１０の剛性を高めることができるので、入射側透明基材２６の厚みをより薄くすることができ、二重像がさらに認識されにくくなる。
【００３４】
透明基材３５の厚みは、１．５ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。透明基材３５の厚みが１．５ｍｍ未満であると、透過型スクリーン１０の剛性を高めるという機能を十分に果たすことができないおそれがあるからである。
【００３５】
透明基材３５としては、例えばアクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂からなる基材が挙げられる。
【００３６】
光制御シート
光制御シート４５は、透明基材３５の映像光出射側（観察者側）に配置されている。光制御シート４５に入射した映像光を透過するものであるとともに二重像の原因となる迷光を吸収するためのものである。光制御シート４５は、用途によって異なるが、意匠性を向上させる観点から、図７および図８に示される映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するものである。また、光制御シート４５は、用途に応じて、映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っていることもある。
【００３７】
図３、図７および図８に示されるように光制御シート４５は、基部４６と、基材部４６上に形成された入射した映像光を透過する複数の単位光透過部４７と、基材部４６上に形成され、単位光透過部４７間に形成された迷光を吸収する複数の単位光吸収部４８とを備えている。
【００３８】
基部４６は、図８に示されるように光制御シート４５の映像光入射面４５ｂを構成するものである。単位光透過部４７および単位光吸収部４８は、図８に示されるようにそれぞれ光制御シート４５の映像光出射面４５ａを構成するものであり、映像光出射面４５ａに沿って配置されている。また、単位光透過部４７および単位光吸収部４８は、図７に示されるように透過型スクリーン１０の横方向に延在しており、透過型スクリーン１０の縦方向に交互に配置されている。
【００３９】
また、光制御シート４５とフレネルレンズシート２０との配置関係においては、単位光透過部４７および単位光吸収部４８は、フレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１とフレネルレンズ部２２の光学中心Ｏ２とを結ぶ方向と略平行でありかつ映像光出射面４５ａに沿った第１の方向に交互に並べて配置されている。この場合、単位光透過部４７および単位光吸収部４８は、第１の方向と略直交しかつ映像光出射面４５ａに沿った第２の方向に延在している。ここで、図１等においては、「第１の方向」と「縦方向」および「第２の方向」と「横方向」が一致しているが、「第１の方向」と「第２の方向」は光制御シート４５とフレネルレンズシート２０との配置関係を表すためのものであり、必ずしも「第１の方向」と「縦方向」および「第２の方向」と「横方向」は一致していなくともよい。
【００４０】
基部４６は、単位光透過部４７や単位光吸収部４８を形成するためのベースとなる層である。
【００４１】
基部４６としては、透明樹脂フィルム、透明樹脂板、透明樹脂シートや透明ガラスを用いることができる。透明樹脂フィルムとしては、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系フィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、（メタ）アクリルロニトリルフィルム等を好適に使用できるが、これらの中でも、ポリエステル系フィルムが好ましく用いられる。ポリエステル系フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートの他、ポリブチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等が挙げられる。
【００４２】
単位光透過部４７は、光制御シート４５の厚さ方向の断面形状が略台形となっているものが好ましい。この台形は、映像光出射面４５ａが上底、映像光入射側が上底より長さが長い下底とするものである。
【００４３】
単位光透過部４７は、１５％以上５０％以下、好ましくは２０％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなるものである。この数値範囲としたのは、光透過性樹脂の伸び率が１５％未満であると、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生を抑制することができないおそれがあるからである。また、光透過性樹脂の伸び率が５０％を超えると、製造上の問題が生じるおそれがあるからである。すなわち、単位光透過部は、単位光透過部の形状に対応する溝を有する金型に光透過部用組成物を供給し、硬化させて、光透過性樹脂を得ることにより形成することが可能であるが、光透過性樹脂の伸び率が５０％を超えると、金型から単位光透過部を引き剥がす際に剥がし難くなる。
【００４４】
本明細書における「伸び率」とは、測定対象となる樹脂を用いて、長さ１０ｃｍ、幅１ｃｍ、厚さ１５０ｍｍの短冊状のフィルム試片を作製し、そのフィルム試片を、引張り試験機を用いて、１００℃おいて、長さ方向に引張速度２００ｍｍ／分で引張り、フィルム試片が破断したときの伸び率（％）を意味する。具体的には、伸び率（％）は、以下の式によって求める。
伸び率（％）＝（破断時のフィルム試片長さ−試験前のフィルム試片長さ（１０ｃｍ））／試験前のフィルム試片長さ（１０ｃｍ））×１００
【００４５】
光透過性樹脂としては、特に限定されることはないが、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線により硬化する特徴を有する電離放射線硬化型樹脂組成物等の硬化物が挙げられる。
【００４６】
電離放射線硬化型樹脂組成物に含まれるベース樹脂としては、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アルリレート等が挙げられる。これらの中でもウレタン樹脂のアクリレート（ウレタンアクリレート）やエポキシ樹脂のアクリレート（エポキシアクリレート）が好ましい。また、電離放射線硬化型樹脂組成物には、（メタ）アクリレートモノマー等の反応性希釈剤を含んでいてもよい。また、電離放射線硬化型樹脂組成物を紫外線硬化型樹脂組成物とするには、組成物中に重合開始剤や光増感剤等を混合する。
【００４７】
伸び率が１５％以上５０％以下の光透過性樹脂は、光透過性樹脂の架橋度を変えることにより得られる。具体的には、伸び率が１５％以上５０％以下の光透過性樹脂は、従来の単位光透過部を構成する光透過性樹脂よりも架橋度を低くすることにより得ることができる。架橋度は、架橋剤、重合開始剤、およびベース樹脂等を調製することによって、変えることができる。
【００４８】
単位光吸収部４８は、図８に示されるように８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さＨを有する。また、単位光吸収部４８は、単位光吸収部４８が隣り合う単位光透過部４７により形成される、断面形状がＶ字状の溝または断面形状が台形状の溝に形成されていることが好ましい。すなわち、断面形状がＶ字状の溝の場合には、単位光吸収部４８は光制御シート４５の厚さ方向の断面形状が映像光出射面４５ａを底辺とする略三角形となっており、断面形状が台形状の溝の場合には、光制御シート４５の映像光入射側を上底としかつ光制御シート４５の映像光出射面４５ａを下底とするものである。ここで、「下底」の長さは「上底」の長さより長いものとする。
【００４９】
単位光吸収部４８は、光吸収材等を含有する樹脂から構成することが可能である。この樹脂としては、電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化物が挙げられる。この電離放射線硬化型樹脂組成物としては、上記単位光透過部４７を形成するための電離放射線硬化型樹脂組成物と同様のものが使用できる。
【００５０】
光制御シート４５の映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有する場合には、単位光吸収部４８を構成する光吸収材等を含有する樹脂は、光吸収材等を含有する状態で、１５％以上４０％以下、好ましくは２０％以上４０％以下の伸び率を有することが好ましい。これは、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生をより確実に抑制するためである。なお、単位光吸収部の伸び率が１５％未満であると、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生をより確実に抑制することができないおそれがある。また、上述したように単位光透過部の伸び率が１５％以上５０％以下となっているので、単位光吸収部の４０％を超えると、光制御シートが柔らかくなりすぎてしまい、光制御シート全体として所望の硬さが得られないおそれがある。
【００５１】
樹脂は、単位光透過部４７を構成する透明樹脂の屈折率より小さい屈折率を有する材料により構成されていることが好ましい。
【００５２】
光吸収材は、可視光である外光や迷光を吸収する機能を有すればよく、光吸収材としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等、顔料または染料、顔料または染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。
【００５３】
光吸収材が顔料または染料で着色された樹脂粒子である場合、樹脂粒子としては、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ等のプラスチックビーズが挙げられる、これらの中でもアクリルビーズが好ましい。
【００５４】
光拡散層
光拡散層５５は、光制御シート４５の映像光出射側（観察者側）に配置されている。光制御シート４５から出射した映像光を等方的に拡散させるためのものである。
【００５５】
光拡散層５５の厚みは、０．０５〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．１〜１．５ｍｍであることがより好ましい。光拡散層５５の厚みが０．０５ｍｍ未満であると、光拡散効果が十分に得られないおそれがあるからであり、また２．０ｍｍを超えると透過型スクリーン１０に映し出される映像がぼやけてしまい、解像性に劣る映像となってしまうおそれがあるからである。
【００５６】
光拡散層５５は、光透過性樹脂に光拡散粒子を含有させたものから構成することが可能である。光拡散層５５は、例えば、光透過性樹脂と光拡散粒子との間の屈折率差に起因して、または、光拡散粒子自体が有する反射性に起因して、映像光を等方的に拡散する機能を発現する。光拡散層５５の光拡散能によって、光制御シートを透過した映像光が拡散され、観察者は、光拡散層５５の光拡散能に応じた視野角の範囲内で映像を観察することができる。
【００５７】
光透過性樹脂としては、例えば、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。
【００５８】
光拡散粒子としては、プラスチックビーズ等の有機フィラーが好適であり、特に透明度が高いものが好ましい。プラスチックビーズとしては、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩化ビニルビーズ等が挙げられ、これらの中でもアクリルビーズが好ましい。また、プラスチックビーズのみならず、シリコンビーズ等も使用することも可能である。さらに、プラスチックビーズとシリコンビーズ等を併用することも可能である。
【００５９】
表面層
表面層６０は、光拡散層５５より観察面側に設けられる層であり、ハードコート機能、防眩機能、反射防止機能、帯電防止機能、紫外線吸収機能および防汚機能の少なくともいずれかの機能を有する層である。本実施形態では、表面層６０は、ハードコート機能を有する層（ハードコート層）となっている。ハードコート層は、透明性を有し、ＪＩＳＫ５６００−５−４（１９９４）で規定される鉛筆硬度試験で「ＨＢ」以上の硬度を示すものである。
【００６０】
＜透過型スクリーンの製造方法＞
このような透過型スクリーン１０は、例えば、以下のような製造方法により作製することが可能である。図９（ａ）〜図１１は本実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を示した図である。
【００６１】
まず、フレネルレンズシート２０を用意する。フレネルレンズシート２０は、例えば以下のようにして得ることができる。すなわち、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂からなる基部２１と金型との間に紫外線硬化型樹脂組成物等の電離放射線硬化型樹脂組成物を充填し、電離放射線を照射して電離放射線硬化型樹脂組成物を硬化させることによってフレネルレンズ部２２を形成する。これにより、フレネルレンズシート２０が作製される。そして、基部２１の映像光入射面に入射側透明基材２６を粘着剤または紫外線硬化型接着剤のような接着剤からなる接合層（図示せず）を用いて接合し、入射側透明基材２６を背面側に有するフレネルレンズシート２０を形成する（図９（ａ））。
【００６２】
フレネルレンズシート２０を作製した後、フレネルレンズシート２０を加熱して、軟化させ、例えばフレネルレンズ部２２側が凸となるように、かつフレネルレンズシート２０の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲面成形する（図９（ｂ））。具体的には、フレネルレンズシート２０を構成する樹脂のガラス転移温度以上の温度にフレネルレンズシート２０を加熱して、軟化させる。より具体的には、６０〜２５０℃、好ましくは７０〜２００℃に加熱して、軟化させる。そして、この軟化したフレネルレンズシート２０を、少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有する型面（図示せず）に、例えば気体圧力を用いた加圧により、非接触で、フレネルレンズシート２０を押し付け、あるいは、押圧部材を用いて、フレネルレンズシート２０を押し付ける。この曲面成形中、好ましくは、フレネルレンズシート２０と型面との間の雰囲気が減圧した状態に保たれ、より好ましくは概ね真空状態に保たれる。これにより、フレネルレンズシート２０の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するフレネルレンズシート２０を得ることができる。なお、上記では、フレネルレンズ部２２側が凸となるようにフレネルレンズシート２０を曲面成形しているが、これに限らず、フレネルレンズ部２２側が凹となるように、すなわち入射側透明基材２６側が凸となるようにフレネルレンズシート２０を曲面成形してもよく、またフレネルレンズ部２２側が凸となる部分とフレネルレンズ部２２側が凹となる部分とを組み合わせた形状となるようにフレネルレンズシート２０を曲面成形してもよい。
【００６３】
一方で、透明基材３５、光制御シート４５、および光拡散層５５を用意する。光制御シート４５は、例えば、以下の方法によって作製することができる。すなわち、単位光透過部４７の形に対応した形の複数の溝を有する金型（図示せず）にシート状の基部４６を送り込み、金型と基部４６との間に、硬化後の状態での伸び率が１５％以上５０％以下となる電離放射線硬化型樹脂組成物等の光透過部用組成物を供給し、基部４６と金型との間に光透過部用組成物を充填する。その後、電離放射線を照射し、光透過部用組成物を硬化させて、基部４６上に単位光透過部４７を形成する。
【００６４】
単位光透過部４７を形成した後、単位光透過部４７を金型から引き抜き、そして、複数の単位光透過部４７間の溝に、光吸収材を含有する電離放射線硬化型樹脂組成物等の光吸収部用組成物を塗布し、ドクターブレード等によって充填する。なお、光制御シート４５の映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように光制御シート４５を曲面成形する場合には、硬化後の状態での伸び率が１５％以上４０％以下となる光吸収部用組成物を用いることが好ましい。その後、電離放射線により光吸収部用組成物を硬化させて、単位光透過部４７間に単位光吸収部４８を形成する。これにより、光制御シート４５が作製される。なお、単位光吸収部４８を先に形成し、その後単位光吸収部４８間に単位光透過部４７を形成して、光制御シート４５を形成することも可能である。
【００６５】
光拡散層５５は、例えば、押出し成形装置を用いて、光拡散粒子を含有する透明樹脂を板状に押出しすることにより作製することができる。また、光拡散層５５に使用される透明樹脂および光拡散粒子は、上記で説明したので、説明を省略するものとする。
【００６６】
そして、このように用意した透明基材３５、光制御シート４５、および光拡散層５５をこの順で積層し、積層体８０を形成する（図１０（ａ））。なお、これらのシートおよび層を積層する際に、透明基材３５と光制御シート４５、および光制御シート４５と光拡散層５５とを、粘着剤または紫外線硬化型接着剤のような接着剤からなる接合層４０、５０を用いて接合する。
【００６７】
積層体８０を作製した後、積層体８０を加熱して、軟化させ、光拡散層５５側が凸となるように、かつ光制御シート４５の映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲面成形する（図１０（ｂ））。具体的には、積層体８０を透明基材３５のガラス転移温度以上に加熱して、軟化させる。より、具体的には６０〜２５０℃、好ましくは８０〜２００℃に加熱して、軟化させる。そして、この軟化した積層体８０を、少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有する型面に、例えば気体圧力を用いた加圧により、非接触で積層体８０を押し付け、あるいは、押圧部材を用いて積層体８０を押し付ける。この曲面成形中、好ましくは、積層体と型面との間の雰囲気が減圧した状態に保たれ、より好ましくは概ね真空状態に保たれる。これにより、積層体８０を曲面成形できる。
【００６８】
積層体８０を曲面成形した後、光拡散層５５上に表面層６０を形成して、積層体３０を形成する（図１０（ｃ））。表面層６０として、ハードコート層を形成する場合においては、電離放射線硬化型樹脂組成物を含むハードコート層用組成物を塗布し、乾燥させ、紫外線等の電離放射線により硬化させる。これにより、光拡散層５５上に表面層６０としてのハードコート層が形成される。なお、ハードコート層は、予め半硬化させたハードコート層を形成しておき、このハードコート層を光拡散層上に載せ、その後硬化させて形成することも可能である。また、熱硬化性塗料を塗布し、加熱乾燥し、硬化させてハードコート層を形成することも可能である。
【００６９】
そして、最後に、曲面成形された積層体３０を、曲面成形されたフレネルレンズシート２０の映像光出射側に配置する（図１１）。なお、この状態においては、透明基材３５がフレネルレンズシート２０のフレネルレンズ部２２側となっており、表面層６０が観察者側となっている。これにより、図１に示される透過型スクリーン１０が完成する。
【００７０】
＜背面投射型表示装置＞
透過型スクリーン１０は、背面投射型表示装置に組み込んで使用することができる。このような背面投射型表示装置としては、例えば、車載用や船舶用の背面投射型表示装置等が挙げられる。
【００７１】
以下、透過型スクリーン１０を組み込んだ背面投射型表示装置について説明する。図１２は本実施形態に係る背面投射型表示装置の模式的な断面図である。図１２に示されるように背面投射型表示装置７０は、例えば、透過型スクリーン１０、透過型スクリーン１０を支持する例えば筐体のようなスクリーン支持体７１、および透過型スクリーン１０に映像光を投射する映像光源７２を備えている。
【００７２】
本実施形態では、透過型スクリーン１０は、透過型スクリーン１０が縦方向となるようにスクリーン支持体７１に支持されている。とりわけ、透過型スクリーン１０の映像光出射面１０ａのうちの最も観察者側に突出した位置（本実施形態では、透過型スクリーン１０の中央位置Ｐに相当）における法線方向に直交する面（すなわち、最も観察者側に突出した位置での接面）が、略鉛直方向と平行となっている。
【００７３】
映像光源７２は、透過型スクリーン１０の背面側に配置されている。図１２に示される映像光源７２は、透過型スクリーン１０よりも下方に配置されており、ミラー等を使用せずに透過型スクリーン１０に対し映像光を投射するように構成されている。なお、ミラー等を介して透過型スクリーン１０に映像光を投射してもよい。
【００７４】
この場合、透過型スクリーン１０は、単位光透過部４７および単位光吸収部４８の延在方向が横方向となり、かつフレネルレンズ部２２の光学中心Ｏ２がフレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１より縦方向下側となるように配置されている。
【００７５】
なお、図１２においては、映像光源７２が透過型スクリーン１０より下方に配置されているが、映像光源７２は透過型スクリーン１０よりも上方に配置されていてもよい。この場合、透過型スクリーン１０は、単位光透過部４７および単位光吸収部４８の延在方向が横方向となり、かつフレネルレンズ部２２の光学中心Ｏ２がフレネルレンズ部形成面２０ａの中心Ｏ１より縦方向上側となるように配置される。
【００７６】
映像光源７２は、照射領域がしだいに広がっていく発散光束（拡大投影された光束）として透過型スクリーン１０の映像光入射面１０ｂの全域に映像光を照射する。このような映像光源７２としては、公知の光源、例えばＬＥＤやレーザを利用したピコプロジェクタ等の小型の光源が挙げられる。
【００７７】
このような背面投射型表示装置７０においては、映像光源７２から映像光が発せられると、図１２に示されるように映像光は、発散光束として、透過型スクリーン１０の映像光入射面１０ｂの全域に投射される。そして、図３に示されるように透過型スクリーン１０の映像光入射面１０ｂに投射された映像光Ｌ１は、入射側透明基材２６を透過して、フレネルレンズシート２０に入射する。そして、フレネルレンズ部２２によって、映像光Ｌ１は正面方向Ｎに向く光に変換される。正面方向Ｎに向く光となった映像光Ｌ１は、透明基材３５を介して光制御シート４５に入射し、単位光透過部４７を介して光制御シート４５から出射する。光制御シート４５から出射した映像光Ｌ１は、光拡散層５５で拡散されて、表面層６０を介して、透過型スクリーン１０の映像光出射面１０ａから出射する。このような背面投射型表示装置７０においては、映像光は、フレネルレンズシート２０によっていったん正面方向Ｎに向く光に変換された後に光拡散層５５で拡散されるので、各方向から表示された映像を観察した場合、明るさの面内ばらつきが緩和された高品質の映像を提供できる。
【００７８】
また、映像光のみならず、図３に示されるように迷光Ｌ２もフレネルレンズシート２０から出射し、光制御シート４５に入射するが、迷光Ｌ２は正面方向Ｎに向く略平行な光とはなっていないので、迷光Ｌ２は単位光吸収部４８で吸収される。また、外光Ｌ３も、光制御シート４５の単位光吸収部４８によって、吸収される。
【００７９】
本実施形態によれば、単位光透過部４７が１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなるので、単位光吸収部４８が８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有し、かつ、光制御シート４５の映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように積層体８０に曲面成形を施した場合であっても、曲面成形時に単位光透過部４７を構成する光透過性樹脂が延伸する。これにより、単位光透過部４７と単位光吸収部４８との間におけるクラックの発生を抑制することができるので、外観が損なわれることがなく、かつ良好な映像を表示できる。
【００８０】
本実施形態によれば、フレネルレンズシート２０および積層体３０が曲面をなすように曲がっているので、外観が損なわれることなく、意匠性を向上させることができる。
【００８１】
本実施形態によれば、単位光透過部と単位光吸収部との間におけるクラックの発生を抑制することができるので、歩留まりを向上させることができるとともに、曲面形状の自由度を向上させることができる。
【００８２】
積層体８０を曲面成形する前に光拡散層５５上に表面層６０を形成した場合には、積層体８０を曲面成形する際に表面層６０が割れてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態においては積層体８０を曲面成形した後に光拡散層５５上に表面層６０を形成しているので、表面層６０の割れを防止することができる。
【００８３】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態においては、透過型スクリーンを、第１の実施形態とは異なる方法によって製造した例について説明する。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、第２の実施形態に係る透過型スクリーンの製造工程を模式的に示した図である。
【００８４】
まず、第１の実施形態と同様に、入射側透明基材２６を背面側に有するフレネルレンズシート２０を用意する。また、第１の実施形態と同様に、透明基材３５、光制御シート４５、および光拡散層５５を用意し、これらをこの順で積層して、積層体８０を形成する。
【００８５】
その後、積層体８０がフレネルレンズシート２０の映像光出射側に配置されるようにフレネルレンズシート２０と積層体８０とを積層する（図１３（ａ））。積層された状態では、透明基材３５がフレネルレンズシート２０のフレネルレンズ部２２側となっており、積層体８０の光拡散層５５が観察者側となっている。
【００８６】
フレネルレンズシート２０と積層体８０とを積層した後、これらを加熱して、軟化させ、光拡散層５５側が凸となるように、かつ光制御シート４５の映像光出射面４５ａの少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、場合によっては２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように、フレネルレンズシート２０および積層体８０を曲面成形する（図１３（ｂ））。
【００８７】
フレネルレンズシート２０と積層体８０を曲面成形した後、光拡散層５５上に表面層６０を形成して、積層体３０を形成する（図１３（ｃ））。これにより、図１に示される透過型スクリーン１０が完成する。
【００８８】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態においては、透過型スクリーンを、タッチパネル機能を有する背面投射型表示装置に組み込んだ例について説明する。図１４は本実施形態に係るタッチパネル機能を有する背面投射型表示装置の模式的な断面図であり、図１５は本実施形態に係るタッチパネル機能を有する背面投射型表示装置を上方から見た図である。なお、図１４および図１５中において、第１の実施形態と同様の符号を付している部材等は、第１の実施形態で説明した部材等と同様のものであるので、説明を省略する。
【００８９】
図１４に示されるように背面投射型表示装置９０は、例えば、透過型スクリーン１０、筐体のような透過型スクリーン１０を支持するスクリーン支持体７１、透過型スクリーン１０に映像光を投射する映像光源７２を備えている。さらに、この背面投射型表示装置９０は、図１４および図１５に示されるように、透過型スクリーン１０に赤外光を投射する赤外光源９１と、赤外光を検出可能なＣＣＤカメラ等の赤外光検出器９２等を備えている。赤外光源９１および赤外光検出器９２は透過型スクリーン１０の背面側に配置されている。
【００９０】
赤外光源９１から発せられた赤外光は、透過型スクリーン１０を透過する。これにより、透過型スクリーン１０に例えば指や専用のペン等が触れた場合には、赤外光は指等により反射されるので、赤外光検出器９２で指の位置情報を検出することができる。これにより、タッチパネル機能を実現することができる。
【００９１】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【実施例】
【００９２】
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明する。
【００９３】
実施例
まず、フレネルレンズシートを用意した。フレネルレンズシートの入射側透明基材としては、厚みが１．３ｍｍのアクリル板を使用した。フレネルレンズシートのフレネルレンズ部としては、ウレタンアクリレートを含む紫外線硬化型樹脂組成物の硬化物から構成されており、単位プリズムのピッチが１０５μｍのものを使用した。
【００９４】
そして、このフレネルレンズシートを８０℃に加熱し、軟化させるとともに真空成形により曲面成形した。なお、曲面成形は、曲率半径が１０００ｍｍとなるように行われた。
【００９５】
一方で、透明基材、光制御シート、および光拡散層を用意した。透明基材としては、厚みが３ｍｍのアクリル板を使用した。
【００９６】
光制御シートとしては、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム上に形成された単位光透過部および単位光吸収部を備え、かつ厚みが０．３ｍｍのものを使用した。単位光透過部を構成する光透過性樹脂は、４２．４％の伸び率を有するものであり、単位光吸収部を構成する光吸収材としての着色粒子を含有する樹脂は、着色粒子を含有する状態で３０．５％の伸び率を有するものであった。
【００９７】
単位光透過部の屈折率は１．５５０であり、単位光吸収部の屈折率は１．４９０であった。単位光吸収部の高さは１５０μｍであった。単位光吸収部の幅は映像光出射面において３０μｍであり、単位光吸収部における映像光入射側の先端部の幅は６μｍであり、単位光吸収部における映像光出射側の底部のピッチは６０μｍであった。さらに、ポリカーボネートフィルムの法線と単位光吸収部とによって形成される角度は４．５°であった。
【００９８】
光制御シートは、具体的には、以下のようにして作製された。まず、単位光透過部の形に対応した形の複数の溝を有する金型にシート状のポリカーボネートフィルムを送り込み、金型とポリカーボネートフィルムとの間に、ウレタンアクリレート等を含む硬化後の状態での伸び率が４２．４％となる紫外線硬化型樹脂組成物を供給し、ポリカーボネートと金型との間に紫外線硬化型樹脂組成物を充填した。その後、紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂組成物を硬化させて、ポリカーボネート上に光透過性透明樹脂からなる単位光透過部を形成した。単位光透過部を形成した後、単位光透過部を金型から引き抜き、そして、複数の単位光透過部間の溝に、着色粒子を含有するウレタンアクリレート等を含む紫外線硬化型樹脂組成物を塗布し、ドクターブレード等によって充填した。紫外線硬化型樹脂組成物は、着色粒子を含有した状態で、硬化後の状態での伸び率が３０．５％となるものであった。その後、紫外線により紫外線硬化型樹脂組成物を硬化させて、単位光透過部間に着色粒子を含有する樹脂からなる単位光吸収部を形成した。
【００９９】
光拡散層としては、屈折率１．５５０のメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ）樹脂中に、光拡散粒子として、屈折率１．５５０および平均粒径８μｍのアクリル系ビーズと、屈折率１．４２０および平均粒径２μｍのシリコン系ビーズとを含有させたものから構成され、かつ厚みが０．１４ｍｍのものを使用した。なお、光拡散層の各成分の割合は、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂５０重量％、アクリル系ビーズ４０重量％、シリコン系ビーズ１０重量％であった。
【０１００】
透明基材等を用意した後、透明基材、光制御シート、および光拡散層をこの順で積層し、積層体を形成した。ここで、透明基材等を積層する際、透明基材と光制御シートとの間、および光制御シートと光拡散層との間を、紫外線硬化型接着剤により接着した。
【０１０１】
そして、この積層体を１４０℃に加熱し、軟化させるとともに型を用いた真空成形により曲面成形した。なお、曲面成形は、光制御シートの映像光出射面の曲率半径が１０００ｍｍとなるように行われた。
【０１０２】
積層体を曲面成形した後、積層体の表面に、アクリルウレタン系熱硬化塗料を塗布し、加熱により乾燥させた後、ハードコート層を形成した。最後に、積層体をフレネルレンズシートの映像光出射側に配置して、実施例１に係る透過型スクリーンを作製した。
【０１０３】
比較例
比較例においては、単位光透過部を構成する光透過性樹脂が１３．８％の伸び率を有するものであり、単位光吸収部を構成する着色粒子を含有する樹脂が着色粒子を含有した状態で１３．０％の伸び率を有するものであった以外、実施例と同様の材料および方法を用いて、透過型スクリーンを作製した。
【０１０４】
（クラックの有無）
上記において作製した実施例および比較例の透過型スクリーンについて、９５℃の環境下で１週間放置する耐久性試験を行い、試験後の透過型スクリーンにクラックが生じているか否か確認した。なお、クラックが生じているか否かの判断は、電子顕微鏡を用いて透過型スクリーンの断面を撮影した写真により行った。
【０１０５】
図１７に示されるように比較例に係る透過型スクリーンは、単位光透過部と単位光吸収部との間にクラックが発生していた。なお、比較例に係る透過型スクリーンでは、放置後２時間〜４時間でクラックが発生していた。これに対し、図１６に示されるように実施例に係る透過型スクリーンは、放置後１週間経過しても、単位光透過部と単位光吸収部との間にクラックが発生していなかった。この結果から、実施例に係る透過型スクリーンは、クラックを抑制することができることが確認された。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…透過型スクリーン、１０ａ…映像光出射面、１０ｂ…映像光入射面、２０…フレネルレンズシート、２０ａ…フレネルレンズ部形成面、２２…フレネルレンズ部、２３…単位プリズム、２６…入射側透明基材、３５…透明基材、４５…光制御シート、４５ａ…映像光出射面、４５ａ…映像光入射面、４６…基部、４７…単位光透過部、４８…単位光吸収部、５５…光拡散層、６０…表面層、７０、９０…背面投射型表示装置、７２…映像光源、８０…積層体、９１…赤外光源、９２…赤外光検出器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンに用いられる光制御シートであって、
前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成する複数の単位光透過部と、前記単位光透過部と交互に配置され、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する複数の単位光吸収部とを備え、
前記光制御シートは、曲面をなすようにかつ前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っており、
前記単位光透過部が、１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなる、光制御シート。
【請求項２】
前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有し、前記単位光吸収部が、１５％以上４０％以下の伸び率を有する、光吸収材を含有する樹脂からなる、請求項１に記載の光制御シート。
【請求項３】
映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンであって、
請求項１または２に記載の光制御シートと、前記光制御シートの映像光出射側に配置された光拡散層とを備える積層体を備え、
前記積層体全体が曲面をなすように曲っている、透過型スクリーン。
【請求項４】
前記積層体全体が三次元曲面をなすように曲がっている、請求項３に記載の透過型スクリーン。
【請求項５】
前記積層体よりも前記映像光源側に配置された、フレネルレンズ部を有するフレネルレンズシートをさらに備え、前記フレネルレンズシートが曲面をなすように曲っている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の透過型スクリーン。
【請求項６】
前記単位光透過部および前記単位光吸収部が、前記透過型スクリーンの横方向に延在している、請求項５に記載の透過型スクリーン。
【請求項７】
前記フレネルレンズ部が、前記フレネルレンズシートのフレネルレンズ部形成面の中心に対して前記透過型スクリーンの縦方向下側に偏心した位置に光学中心を有する、請求項６に記載の透過型スクリーン。
【請求項８】
前記単位光透過部および前記単位光吸収部が、前記フレネルレンズ部形成面の中心と前記フレネルレンズ部の光学中心とを結ぶ方向と略平行でありかつ前記映像光出射面に沿った第１の方向に交互に並べて配置されるとともに、前記第１の方向と略直交しかつ前記映像光出射面に沿った第２の方向に延在している、請求項５に記載の透過型スクリーン。
【請求項９】
請求項３ないし８のいずれか１項に記載の透過型スクリーンと、
前記透過型スクリーンの背面側に配置され、前記透過型スクリーンに映像光を投射する映像光源と
を備えることを特徴とする、背面投射型表示装置。
【請求項１０】
前記透過型スクリーンに赤外光を投射する赤外光源と、
前記赤外光を検出可能な赤外光検出器と
をさらに備える、請求項９に記載の背面投射型表示装置。
【請求項１１】
映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンの製造方法であって、
光制御シートであって、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、かつ１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなる複数の単位光透過部と、前記単位光透過部と交互に配置され、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、かつ８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する複数の単位光吸収部とを有する光制御シートと、前記光制御シートの映像光出射側に配置された光拡散層とを有する積層体を形成する工程と、
前記積層体を加熱することにより軟化させ、前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように、軟化した前記積層体を曲面成形する工程と、
を備える、透過型スクリーンの製造方法。
【請求項１２】
前記積層体を曲面成形する工程が、前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように行われ、前記単位光吸収部が、１５％以上４０％以下の伸び率を有する、光吸収材を含有する樹脂からなる、請求項１１に記載の透過型スクリーンの製造方法。
【請求項１】
映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンに用いられる光制御シートであって、
前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成する複数の単位光透過部と、前記単位光透過部と交互に配置され、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する複数の単位光吸収部とを備え、
前記光制御シートは、曲面をなすようにかつ前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように曲っており、
前記単位光透過部が、１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなる、光制御シート。
【請求項２】
前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有し、前記単位光吸収部が、１５％以上４０％以下の伸び率を有する、光吸収材を含有する樹脂からなる、請求項１に記載の光制御シート。
【請求項３】
映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンであって、
請求項１または２に記載の光制御シートと、前記光制御シートの映像光出射側に配置された光拡散層とを備える積層体を備え、
前記積層体全体が曲面をなすように曲っている、透過型スクリーン。
【請求項４】
前記積層体全体が三次元曲面をなすように曲がっている、請求項３に記載の透過型スクリーン。
【請求項５】
前記積層体よりも前記映像光源側に配置された、フレネルレンズ部を有するフレネルレンズシートをさらに備え、前記フレネルレンズシートが曲面をなすように曲っている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の透過型スクリーン。
【請求項６】
前記単位光透過部および前記単位光吸収部が、前記透過型スクリーンの横方向に延在している、請求項５に記載の透過型スクリーン。
【請求項７】
前記フレネルレンズ部が、前記フレネルレンズシートのフレネルレンズ部形成面の中心に対して前記透過型スクリーンの縦方向下側に偏心した位置に光学中心を有する、請求項６に記載の透過型スクリーン。
【請求項８】
前記単位光透過部および前記単位光吸収部が、前記フレネルレンズ部形成面の中心と前記フレネルレンズ部の光学中心とを結ぶ方向と略平行でありかつ前記映像光出射面に沿った第１の方向に交互に並べて配置されるとともに、前記第１の方向と略直交しかつ前記映像光出射面に沿った第２の方向に延在している、請求項５に記載の透過型スクリーン。
【請求項９】
請求項３ないし８のいずれか１項に記載の透過型スクリーンと、
前記透過型スクリーンの背面側に配置され、前記透過型スクリーンに映像光を投射する映像光源と
を備えることを特徴とする、背面投射型表示装置。
【請求項１０】
前記透過型スクリーンに赤外光を投射する赤外光源と、
前記赤外光を検出可能な赤外光検出器と
をさらに備える、請求項９に記載の背面投射型表示装置。
【請求項１１】
映像光源から投射された映像光を透過して観察者側に出射する透過型スクリーンの製造方法であって、
光制御シートであって、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、かつ１５％以上５０％以下の伸び率を有する光透過性樹脂からなる複数の単位光透過部と、前記単位光透過部と交互に配置され、前記光制御シートの映像光出射面の一部を構成し、かつ８０μｍ以上１５０μｍ以下の高さを有する複数の単位光吸収部とを有する光制御シートと、前記光制御シートの映像光出射側に配置された光拡散層とを有する積層体を形成する工程と、
前記積層体を加熱することにより軟化させ、前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の曲率半径を有するように、軟化した前記積層体を曲面成形する工程と、
を備える、透過型スクリーンの製造方法。
【請求項１２】
前記積層体を曲面成形する工程が、前記光制御シートの映像光出射面の少なくとも一部が２５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の曲率半径を有するように行われ、前記単位光吸収部が、１５％以上４０％以下の伸び率を有する、光吸収材を含有する樹脂からなる、請求項１１に記載の透過型スクリーンの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
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【図１４】
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【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−７６７３０（Ｐ２０１３−７６７３０Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４９０６（Ｐ２０１１−２１４９０６）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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