拡散シート及びマルチレイヤーディスプレイ
【課題】画像表示用スクリーン同士の間隔が狭いマルチレイヤーディスプレイにおいて、モアレ干渉縞を解消しながら高い正面輝度を保持する。
【解決手段】少なくとも一方の表面に凹凸構造が形成され、出射光の拡散角度に対する強度の分布が、第１の正規分布曲線と、第１の正規分布曲線よりも半値幅の小さい第２の正規分布曲線を足し合わせた曲線によって近似され、第２の正規分布曲線の半値幅が３度以下であり、第１の正規分布曲線のピーク値と前記第２の正規分布曲線のピーク値の比が１．０以上かつ３．５未満である拡散シート２を、２枚の画像表示用スクリーン１，３の間に設ける。
【解決手段】少なくとも一方の表面に凹凸構造が形成され、出射光の拡散角度に対する強度の分布が、第１の正規分布曲線と、第１の正規分布曲線よりも半値幅の小さい第２の正規分布曲線を足し合わせた曲線によって近似され、第２の正規分布曲線の半値幅が３度以下であり、第１の正規分布曲線のピーク値と前記第２の正規分布曲線のピーク値の比が１．０以上かつ３．５未満である拡散シート２を、２枚の画像表示用スクリーン１，３の間に設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散シート及びマルチレイヤーディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）はテレビ、広告をはじめとした様々な表示装置に利用されている。表示装置の工夫により奥行きのある立体的な映像を再生することは視聴者により印象的な映像効果を与えることができる。ＬＣＤ等のディスプレイデバイスを用いて視聴者に奥行きのある立体的な映像を体感させる手法の一つとして、複数のディスプレイデバイスを重ねたマルチレイヤーディスプレイが開示されている。
【０００３】
一般に複数のディスプレイデバイスを重ねると、ディスプレイデバイス上の規則正しく並んだ画素によってモアレ干渉縞が発生することが知られている。特許文献１には複数のＬＣＤを重ねる際に発生するモアレ干渉縞を解消するために僅かに拡散性を有する層をスクリーンの間に具備するマルチレイヤーディスプレイが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ９９／４２８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、デザイン上の観点などから薄型のマルチレイヤーディスプレイを製造する場合、ディスプレイデバイス同士の距離を小さくしなければならないが、距離を小さくするとモアレ干渉縞の解消は一層困難となることから、拡散性の大きな拡散シートを用いる必要があった。しかしながら、拡散性の大きな拡散シートを用いると、モアレ干渉縞の解消には効果的である反面、拡散によって光が散逸することからディスプレイの正面輝度が低下し、視聴者が見る映像が暗くなる、或いは映像を明るくするために消費電力が増加するといった問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、画像表示装置同士の間隔が狭いマルチレイヤーディスプレイにおいて、モアレ干渉縞を解消しながら高い正面輝度を保持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、本発明をなすに至った。すなわち、本発明に係る拡散シートは、少なくとも一方の表面に凹凸構造が形成された拡散シートであって、出射光の拡散角度に対する強度の分布が、第１の正規分布曲線と、前記第１の正規分布曲線よりも半値幅の小さい第２の正規分布曲線を足し合わせた曲線によって近似され、前記第２の正規分布曲線の半値幅が３度以下であり、前記第１の正規分布曲線のピーク値と前記第２の正規分布曲線のピーク値の比が１．０以上かつ３．５未満である。
上記構成によれば、画像表示用スクリーン同士の間隔が狭いマルチレイヤーディスプレイにおいて、スクリーン間に本発明に係る拡散シートを配置することにより、モアレ干渉縞を解消しながら高い正面輝度を保持することができる。
【０００８】
また、前記凹凸の高さ及びピッチが非周期的であることが望ましい。
また、前記凹凸構造は、干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成されたものとすることができる。
【０００９】
また、前記第１の正規分布曲線の半値幅が２０度以下であることが望ましい。
また、前記第１の正規分布曲線の半値幅と前記第２の正規分布曲線の半値幅の比が３以上であることが望ましい。
【００１０】
また、前記出射光の拡散角度に対する強度の分布の半値幅が１５度以下であることが望ましい。
【００１１】
本発明に係るマルチレイヤーディスプレイは、２枚の画像表示用スクリーンの間に本発明に係る拡散シートを備えたものである。
上記構成によれば、画像表示用スクリーン同士の間隔を狭くしても、モアレ干渉縞を解消しながら高い正面輝度を保持することができる。
【００１２】
また、前記スクリーンの少なくとも１枚を液晶パネルとしてもよい。
また、前記スクリーン同士の間隔を２ｍｍ未満とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、画像表示装置同士の間隔が狭いマルチレイヤーディスプレイにおいて、モアレ干渉縞を解消しながら高い正面輝度を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態によるマルチレイヤーディスプレイの構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態による拡散シートの出射光の角度に対する強度の分布の実測値の例を示すグラフである。
【図３】２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図２に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。
【図４】比較例１による拡散シートの出射光の角度に対する強度の分布の実測値の例を示すグラフである。
【図５】２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図４に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。
【図６】比較例２による拡散シートの出射光の角度に対する強度の分布の実測値の例を示すグラフである。
【図７】２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図６に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。
【図８】比較例３による拡散シートの出射光の角度に対する強度の分布の実測値の例を示すグラフである。
【図９】２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図８に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。
【図１０】比較例４による拡散シートの出射光の角度に対する強度の分布の実測値の例を示すグラフである。
【図１１】２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図１０に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態は、以下の記載に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
なお、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。
図１は本実施形態によるマルチレイヤーディスプレイの構成を示す模式図である。図１に示すように、マルチレイヤーディスプレイは、第一の画像表示用スクリーン１と第二の画像表示用スクリーン３との間に、本実施形態による拡散シート２が備えられており、スクリーン３と拡散シート２との間に設けられたスペーサ４の厚みによってスクリーン３と拡散シート２との間の距離が規定されている。
【００１６】
画像表示用スクリーン１，３は、画像を表示する機能を有する平面状のディスプレイデバイスであり、その材質、厚さ、寸法等は限定されない。ディスプレイデバイスの表示形式としてはＬＣＤを用いることが好ましいが、その他、例えば、ＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、有機／無機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、フロント／リアプロジェクションスクリーン、電界放出型ディスプレイ、発光ダイオードディスプレイ等が挙げられる。
【００１７】
一般に、ＬＣＤは液晶層の両面に偏光フィルターを有しているが、本実施形態のマルチレイヤーディスプレイにおいてスクリーン１，３にＬＣＤが用いられる場合、例えばスクリーン１，３の両面にそれぞれ偏光フィルターを設けてもよいし、スクリーン１，３が向かい合う側の面には偏光フィルターを設けないようにして、輝度を向上させるようにしてもよい。
【００１８】
スクリーン１，３同士の間隔は任意であるが、マルチレイヤーディスプレイを収めるハウジング部材の小型化や、設置面積の低減のためには薄型のマルチレイヤーディスプレイであることが好ましい。具体的には、スクリーン同士の間隔は２．５ ｍｍ未満が好ましく、より好ましくは２ｍｍ未満である。
【００１９】
拡散シート２は、光透過性で平面状の基材で形成されており、少なくとも一方の表面に凹凸構造が形成されている。基材としては、シート、フィルム、膜、板等を用いることができる。基材の材質としては有機材料、無機材料、または有機材料と無機材料からなる複合材料を用いることができる。特に、有機材料、とりわけ有機高分子材料は、切断等の加工性に優れるため好ましい素材である。有機高分子としては、例えば、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコー ル、ポリビニルアセタール、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリスルホン、セルロース、トリアセチルセルロース、セルロースアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロロビニル、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリエーテルスルホン、ポリ（メタ）アクリレート、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー、ポリエーテル−ポリアミドブロックコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、シクロオレフィンポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
また、スクリーン１，３にＬＣＤが用いられる場合には、拡散シート２には複屈折の無い材料を用いることが好ましい。そのような材料の例として、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー等が挙げられる。また、望ましい性質を得るために複数種類の有機高分子を混合してもよい。無機材料としては、例えばガラスは種々の光学特性に優れることから好ましい素材である。
【００２１】
拡散シート２の表面の凹凸構造は、複数の微細な３次元構造で構成されており、凹凸の高さ及びピッチは非周期的であることが好ましい。凹凸構造は、具体的には、次のようにして形成することができる。まず、予め干渉露光によりスペックルパターンを形成したサブマスタ型を作製し、このサブマスタ型に電鋳などの方法で金属を被着することによりこの金属にスペックルパターンを転写してマスタ型を作製する。さらに、光透過性の基材に、マスタ型を用いて紫外線による腑形を行うことにより、光透過性基材の表面にスペックルパターンを転写する。このスペックルパターンが拡散シート２の表面の凹凸構造に対応する。
【００２２】
サブマスタ型の詳細な製造方法については、例えば特許第３４１３５１９号公報に開示されている公知の方法を用いることができる。
【００２３】
スペックルパターンの寸法、形状及び方向を調節することにより、拡散シート２の表面の凹凸構造が調節され、拡散シート２からの出射光の拡散角度を制御することができる。一般に、拡散角度の範囲は、スペックルの平均サイズ及び形状に依存する。スペックルが小さければ角度の範囲が広くなる。また、スペックルが横方向の長円形であれば、角度分布の形は縦方向の長円形となる。このように、所望する指向角度や拡散角度に応じてスペックルパターンを決定することができる。スペックルパターンの詳細な製法については、例えば特許第３３９０９５４号公報に開示されている公知の方法を用いることができる。
【００２４】
出射光の拡散角度は凹凸構造のピッチ、高さ、アスペクト比を変えて制御しても構わないし、紫外線硬化等により光透過性基材の屈折率を変えて制御しても構わない。
【００２５】
また、スペックルパターンで特徴づけられた拡散シート２の凹凸構造は、拡散シート２のどちらか一方の面にのみ設けられていてもよいし、両面に設けられていてもよい。
【００２６】
図２は、拡散シート２の出射光の角度に対する強度の分布（以後、角度分布と記す。）の実測値の例を示すグラフである。図２に示すように、拡散シート２の透過拡散光の出射角度をｘ軸、強度をｙ軸とし、出射角度に対する透過光強度の分布が示されている。図２のグラフは、例えば日本電飾工業株式会社製の変角光度計（ＧＣ−５０００Ｌ）を用いて、拡散シート２に対して法線方向から、拡散シート２の凹凸構造を有する面に入射した光の出射角度に対する透過光強度の分布を測定することによって得られる。拡散シート２に対する法線方向とは、拡散シート２の水平面に対して垂直な方向のことである。
【００２７】
拡散シート２の出射光の角度分布を正確に求めるためには、出射角度の測定間隔は１度以下であることが好ましい。また、各種の拡散シートの角度分布を比較するためには、出射光の強度は規格化されていることが好ましい。規格化の手法としては、ピーク強度を基準とすることが一般的であるが、一般に拡散シートの出射光の強度は０度付近において最も強いことから、ここでは各角度において測定された出射光強度を０度における出射光強度で割って１００を掛けた値（相対強度）を用いている。また、拡散シート２の出射光の角度分布が異方性を有する場合には、後述の半値幅が最も大きくなるように測定方向を調整して測定を行う。
【００２８】
図３は、２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図２に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。正規分布曲線とは、Ｃを定数、σを標準偏差とすると、次の式（１）によって表される曲線である。
【数１】
【００２９】
図３に示す例では、各角度における２つの正規分布曲線（近似式１，２）の相対強度を足し合わせた相対強度の近似値（近似式合計）と、相対強度の実測値との差が小さくなるように、２つの正規分布曲線のＣ及びσを決定している。具体的には、例えば、−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計が、１５０未満となるように２つの正規分布曲線のＣ及びσを決定する必要がある。近似値を求めるにあたっては、例えばマイクロソフト社製ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ ＥＸＣＥＬ（登録商標）のソルバーツールを用いて、近似値と実測値との差の絶対値の合計が最小となるように２つの正規分布曲線のＣ及びσを決定することができる。また、同様の機能を有する種々のプログラムを用いてもよい。
【００３０】
上記式（１）より、各々の正規分布曲線のピーク値ｙpは次の式（２）によって求めることができる。
【数２】
【００３１】
モアレ干渉縞の解消と正面輝度の保持を両立させるためには、２つの正規分布曲線のピーク値の比が１．０以上かつ３．５未満であることが好ましく、より好ましくは１．５以上かつ２．５未満である。
【００３２】
また、上記式（１）より、各々の正規分布曲線の半値幅ｘhは次の式（３）によって求めることができる。
【数３】
【００３３】
ここでは、半値幅とは、出射光の角度分布あるいは角度分布を近似する正規分布曲線における強度がピーク強度の半分となる出射角度（半値角）の間隔（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）をいう。出射光の角度分布の実測値においては、測定された出射角度の間隔によっては必ずしも丁度半分の値が得られないことがあるが、そのような場合には強度がピーク強度の半分以上となる出射角度の範囲を半値幅とする。
【００３４】
正面輝度を向上させるためには、２つの正規分布曲線のうち半値幅が小さい方の曲線の半値幅が３度以下であることが好ましく、より好ましくは２度以下である。また、正面輝度を向上させるためには、２つの正規分布曲線のうち半値幅が大きい方の曲線の半値幅が２０度以下であることが好ましく、より好ましくは１５度以下である。さらに、モアレ干渉縞の解消と正面輝度の両立には、２つの正規分布曲線の半値幅の比が３以上であることが好ましい。
なお、正面輝度を向上させるためには出射光の角度分布の半値幅は１５度以下であることが好ましく、より好ましくは１０度以下である。
【００３５】
スペーサ４の材質については特に限定は無く、加工が容易で、かつ十分な強度を備えている材質であることが好ましい。そのような材質としては有機材料、無機材料、または有機材料と無機材料からなる複合材料を用いることができる。特に、有機材料、とりわけ、有機高分子材料は、切断等の加工性に優れるため好ましい素材である。有機高分子としては、例えば、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリスルホン、セルロース、トリアセチルセルロース、セルロースアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロロビニル、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリエーテルスルホン、ポリ（メタ）アクリレート、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー、ポリエーテル−ポリアミドブロックコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、シクロオレフィンポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、望ましい性質を得るために複数種類の有機高分子や繊維を混合することもできる。無機材料としては、例えば、金属は加工性と強度に優れることから好ましい素材である。
【００３６】
なお、本実施形態では、マルチレイヤーディスプレイは２枚の画像表示用スクリーン１，３を備え、スクリーン１とスクリーン３の間に拡散シート２を備えた構成であるが、マルチレイヤーディスプレイの構成は図１の例に限られず、例えば画像表示用スクリーンの枚数は３枚以上であってもよい。
【実施例】
【００３７】
以下、具体的な実施例と、これとの比較例を挙げて説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
［実施例］
本実施例による拡散シートは、特許第３４１３５１９号公報に記載のホログラフ拡散体を通して拡散された干渉光により感光性媒体を露光することによって、非平面スペックルを有する感光性媒体を形成し、ノーランド社製光学用接着剤ＮＯＡ６３によって厚さ８０ミクロンの富士フィルム社製トリアセチルセルロース基材ＴＤ８０ＵＬへ表面構造を転写したものである。
【００３８】
日本電飾工業株式会社製の変角光度計（ＧＣ−５０００Ｌ）を用いて、この拡散シートに対して法線方向から、凹凸面に入射した光の透過光強度の出射角度に対する分布を測定したところ、半値幅は６．０度であった。各角度において測定された出射光強度を０度における出射光強度で割って１００を掛けた相対強度を計算したところ、表１の結果を得た。
【表１】
【００３９】
図２は、表１に示す分布をグラフ上にプロットしたものである。この分布を数式（１）によって表される近似式１，２の足し合わせによって近似するため、近似式１，２中の標準偏差σ及び定数Ｃを変化させ、各角度における相対強度を足し合わせた近似値と、実測値との差が小さくなるようにそれぞれの値を決定した。その結果、標準偏差σ及び定数Ｃ、半値幅ｘh、２つの正規分布曲線のピーク値の比（ｙp max ／ｙp min）について表２に示す値を得た。
【００４０】
【表２】
−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計は、６０．８であった。図３は近似式１，２及び近似式１，２を足し合わせた曲線をグラフにプロットしたものである。図に示すように、図２のグラフ形状が再現されていることが分かる。
【００４１】
実施例１による拡散シートを用いて、図１に示すマルチレイヤーディスプレイを作製した。スペーサ４の厚みを２ｍｍとして、ミノルタ製輝度計ＬＳ−１１０を用いて正面輝度を測定したところ、２４．１ｃｄ／ｍ2であった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００４２】
次に、スペーサ４の厚みを１ｍｍとして同様に正面輝度を測定したところ、２６．０ ｃｄ／ｍ2であった。この条件においてもモアレ干渉縞は観察されなかった。
いずれの厚みのスペーサ４を用いた場合も、マルチレイヤーディスプレイは明瞭に３次元画像を表示することができた。
【００４３】
［比較例１］
比較例１による拡散シートは、恵和製拡散シートＰＢＳ−０７１からノーランド社製光学用接着剤ＮＯＡ６３によって厚さ８０ミクロンの富士フィルム社製トリアセチルセルロース基材ＴＤ８０ＵＬへ表面構造を転写したものである。実施例と同様に、拡散シートに対して法線方向から、凹凸面に入射した光の透過光強度の出射角度に対する分布を測定したところ、半値幅は４．０度であった。各角度において測定された相対強度を計算したところ、表３の結果を得た。
【表３】
【００４４】
図４は、表３に示す分布をグラフにプロットしたものである。この分布を数式（１）によって表される近似式１，２の足し合わせによって近似するため、近似式１，２中の標準偏差σ及び定数Ｃを変化させ、各角度における相対強度を足し合わせた近似値と、実測値との差が小さくなるようにそれぞれの値を決定した。その結果、標準偏差σ及び定数Ｃ、半値幅ｘh、２つの正規分布曲線のピーク値の比（ｙp max ／ｙp min）について表４に示す値を得た。
【００４５】
【表４】
−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計は、１７．１であった。図５は近似式１，２及び近似式１，２を足し合わせた曲線をグラフにプロットしたものである。図に示すように、図４のグラフ形状が再現されていることが分かる。
【００４６】
比較例１による拡散シートを用いて、図１に示すマルチレイヤーディスプレイを作製した。スペーサ４の厚みを２ｍｍとして、実施例と同様に正面輝度を測定したところ、２４．０ｃｄ／ｍ2であった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００４７】
次に、スペーサ４の厚みを１ｍｍとして同様に正面輝度を測定したところ、２７．０ ｃｄ／ｍ2であったが、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞が確認され、表示品質を著しく損なっていた。
【００４８】
［比較例２］
比較例２による拡散シートは、ＭＮＴｅｃｈ製拡散シートＵＴＥ２１−７Ｍからノーランド社製光学用接着剤ＮＯＡ６３によって厚さ８０ミクロンの富士フィルム社製トリアセチルセルロース基材ＴＤ８０ＵＬへ表面構造を転写したものである。実施例と同様に、拡散シートに対して法線方向から、凹凸面に入射した光の透過光強度の出射角度に対する分布を測定したところ、半値幅は５．０度であった。各角度において測定された相対強度を計算したところ、表５の結果を得た。
【表５】
【００４９】
図６は、表３に示す分布をグラフにプロットしたものである。この分布を数式（１）によって表される近似式１，２の足し合わせによって近似するため、近似式１，２中の標準偏差σ及び定数Ｃを変化させ、各角度における相対強度を足し合わせた近似値と、実測値との差が小さくなるようにそれぞれの値を決定した。その結果、標準偏差σ及び定数Ｃ、半値幅ｘh、２つの正規分布曲線のピーク値の比（ｙp max ／ｙp min）について表６に示す値を得た。
【００５０】
【表６】
−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計は、１０７であった。図７は近似式１，２及び近似式１，２を足し合わせた曲線をグラフにプロットしたものである。図に示すように、図６のグラフ形状が再現されていることが分かる。
【００５１】
比較例２による拡散シートを用いて、図１に示すマルチレイヤーディスプレイを作製した。スペーサ４の厚みを２ｍｍとして、実施例と同様に正面輝度を測定したところ、７．８ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００５２】
次に、スペーサ４の厚みを１ｍｍとして同様に正面輝度を測定したところ、７．８ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００５３】
［比較例３］
比較例３による拡散シートは、恵和製拡散シートＢＳ−７００からノーランド社製光学用接着剤ＮＯＡ６３によって厚さ８０ミクロンの富士フィルム社製トリアセチルセルロース基材ＴＤ８０ＵＬへ表面構造を転写したものである。実施例と同様に、拡散シートに対して法線方向から、凹凸面に入射した光の透過光強度の出射角度に対する分布を測定したところ、半値幅は２６．０度であった。各角度において測定された相対強度を計算したところ、表７の結果を得た。
【表７】
【００５４】
図８は、表７に示す分布をグラフにプロットしたものである。この分布を数式（１）によって表される近似式１，２の足し合わせによって近似するため、近似式１，２中の標準偏差σ及び定数Ｃを変化させ、各角度における相対強度を足し合わせた近似値と、実測値との差が小さくなるようにそれぞれの値を決定した。その結果、標準偏差σ及び定数Ｃ、半値幅ｘh、２つの正規分布曲線のピーク値の比（ｙp max ／ｙp min）について表８に示す値を得た。
【００５５】
【表８】
−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計は、１０７であった。図９は近似式１，２及び近似式１，２を足し合わせた曲線をグラフにプロットしたものである。図に示すように、図８のグラフ形状が再現されていることが分かる。
【００５６】
比較例３による拡散シートを用いて、図１に示すマルチレイヤーディスプレイを作製した。スペーサ４の厚みを２ｍｍとして、実施例と同様に正面輝度を測定したところ、６．６ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００５７】
次に、スペーサ４の厚みを１ｍｍとして同様に正面輝度を測定したところ、６．４ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００５８】
［比較例４］
比較例４による拡散シートは、恵和製拡散シートＢＳ−０４からノーランド社製光学用接着剤ＮＯＡ６３によって厚さ８０ミクロンの富士フィルム社製トリアセチルセルロース基材ＴＤ８０ＵＬへ表面構造を転写したものである。実施例と同様に、拡散シートに対して法線方向から、凹凸面に入射した光の透過光強度の出射角度に対する分布を測定したところ、半値幅は１８．０度であった。各角度において測定された相対強度を計算したところ、表９の結果を得た。
【表９】
【００５９】
図１０は、表９に示す分布をグラフにプロットしたものである。この分布を数式（１）によって表される近似式１，２の足し合わせによって近似するため、近似式１，２中の標準偏差σ及び定数Ｃを変化させ、各角度における相対強度を足し合わせた近似値と、実測値との差が小さくなるようにそれぞれの値を決定した。その結果、標準偏差σ及び定数Ｃ、半値幅ｘh、２つの正規分布曲線のピーク値の比（ｙp max ／ｙp min）について表１０に示す値を得た。
【００６０】
【表１０】
−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計は、１４４であった。図１１は近似式１，２及び近似式１，２を足し合わせた曲線をグラフにプロットしたものである。図に示すように、図１０のグラフ形状が再現されていることが分かる。
【００６１】
比較例４による拡散シートを用いて、図１に示すマルチレイヤーディスプレイを作製した。スペーサ４の厚みを２ｍｍとして、実施例と同様に正面輝度を測定したところ、５．３ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００６２】
次に、スペーサ４の厚みを１ｍｍとして同様に正面輝度を測定したところ、４．９ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、立体映像表示用装置などに好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 第一の画像表示用スクリーン、２ 拡散シート、３ 第二の画像表示用スクリーン、４ スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散シート及びマルチレイヤーディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）はテレビ、広告をはじめとした様々な表示装置に利用されている。表示装置の工夫により奥行きのある立体的な映像を再生することは視聴者により印象的な映像効果を与えることができる。ＬＣＤ等のディスプレイデバイスを用いて視聴者に奥行きのある立体的な映像を体感させる手法の一つとして、複数のディスプレイデバイスを重ねたマルチレイヤーディスプレイが開示されている。
【０００３】
一般に複数のディスプレイデバイスを重ねると、ディスプレイデバイス上の規則正しく並んだ画素によってモアレ干渉縞が発生することが知られている。特許文献１には複数のＬＣＤを重ねる際に発生するモアレ干渉縞を解消するために僅かに拡散性を有する層をスクリーンの間に具備するマルチレイヤーディスプレイが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ９９／４２８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、デザイン上の観点などから薄型のマルチレイヤーディスプレイを製造する場合、ディスプレイデバイス同士の距離を小さくしなければならないが、距離を小さくするとモアレ干渉縞の解消は一層困難となることから、拡散性の大きな拡散シートを用いる必要があった。しかしながら、拡散性の大きな拡散シートを用いると、モアレ干渉縞の解消には効果的である反面、拡散によって光が散逸することからディスプレイの正面輝度が低下し、視聴者が見る映像が暗くなる、或いは映像を明るくするために消費電力が増加するといった問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、画像表示装置同士の間隔が狭いマルチレイヤーディスプレイにおいて、モアレ干渉縞を解消しながら高い正面輝度を保持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、本発明をなすに至った。すなわち、本発明に係る拡散シートは、少なくとも一方の表面に凹凸構造が形成された拡散シートであって、出射光の拡散角度に対する強度の分布が、第１の正規分布曲線と、前記第１の正規分布曲線よりも半値幅の小さい第２の正規分布曲線を足し合わせた曲線によって近似され、前記第２の正規分布曲線の半値幅が３度以下であり、前記第１の正規分布曲線のピーク値と前記第２の正規分布曲線のピーク値の比が１．０以上かつ３．５未満である。
上記構成によれば、画像表示用スクリーン同士の間隔が狭いマルチレイヤーディスプレイにおいて、スクリーン間に本発明に係る拡散シートを配置することにより、モアレ干渉縞を解消しながら高い正面輝度を保持することができる。
【０００８】
また、前記凹凸の高さ及びピッチが非周期的であることが望ましい。
また、前記凹凸構造は、干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成されたものとすることができる。
【０００９】
また、前記第１の正規分布曲線の半値幅が２０度以下であることが望ましい。
また、前記第１の正規分布曲線の半値幅と前記第２の正規分布曲線の半値幅の比が３以上であることが望ましい。
【００１０】
また、前記出射光の拡散角度に対する強度の分布の半値幅が１５度以下であることが望ましい。
【００１１】
本発明に係るマルチレイヤーディスプレイは、２枚の画像表示用スクリーンの間に本発明に係る拡散シートを備えたものである。
上記構成によれば、画像表示用スクリーン同士の間隔を狭くしても、モアレ干渉縞を解消しながら高い正面輝度を保持することができる。
【００１２】
また、前記スクリーンの少なくとも１枚を液晶パネルとしてもよい。
また、前記スクリーン同士の間隔を２ｍｍ未満とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、画像表示装置同士の間隔が狭いマルチレイヤーディスプレイにおいて、モアレ干渉縞を解消しながら高い正面輝度を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態によるマルチレイヤーディスプレイの構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態による拡散シートの出射光の角度に対する強度の分布の実測値の例を示すグラフである。
【図３】２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図２に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。
【図４】比較例１による拡散シートの出射光の角度に対する強度の分布の実測値の例を示すグラフである。
【図５】２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図４に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。
【図６】比較例２による拡散シートの出射光の角度に対する強度の分布の実測値の例を示すグラフである。
【図７】２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図６に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。
【図８】比較例３による拡散シートの出射光の角度に対する強度の分布の実測値の例を示すグラフである。
【図９】２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図８に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。
【図１０】比較例４による拡散シートの出射光の角度に対する強度の分布の実測値の例を示すグラフである。
【図１１】２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図１０に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態は、以下の記載に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
なお、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。
図１は本実施形態によるマルチレイヤーディスプレイの構成を示す模式図である。図１に示すように、マルチレイヤーディスプレイは、第一の画像表示用スクリーン１と第二の画像表示用スクリーン３との間に、本実施形態による拡散シート２が備えられており、スクリーン３と拡散シート２との間に設けられたスペーサ４の厚みによってスクリーン３と拡散シート２との間の距離が規定されている。
【００１６】
画像表示用スクリーン１，３は、画像を表示する機能を有する平面状のディスプレイデバイスであり、その材質、厚さ、寸法等は限定されない。ディスプレイデバイスの表示形式としてはＬＣＤを用いることが好ましいが、その他、例えば、ＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、有機／無機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、フロント／リアプロジェクションスクリーン、電界放出型ディスプレイ、発光ダイオードディスプレイ等が挙げられる。
【００１７】
一般に、ＬＣＤは液晶層の両面に偏光フィルターを有しているが、本実施形態のマルチレイヤーディスプレイにおいてスクリーン１，３にＬＣＤが用いられる場合、例えばスクリーン１，３の両面にそれぞれ偏光フィルターを設けてもよいし、スクリーン１，３が向かい合う側の面には偏光フィルターを設けないようにして、輝度を向上させるようにしてもよい。
【００１８】
スクリーン１，３同士の間隔は任意であるが、マルチレイヤーディスプレイを収めるハウジング部材の小型化や、設置面積の低減のためには薄型のマルチレイヤーディスプレイであることが好ましい。具体的には、スクリーン同士の間隔は２．５ ｍｍ未満が好ましく、より好ましくは２ｍｍ未満である。
【００１９】
拡散シート２は、光透過性で平面状の基材で形成されており、少なくとも一方の表面に凹凸構造が形成されている。基材としては、シート、フィルム、膜、板等を用いることができる。基材の材質としては有機材料、無機材料、または有機材料と無機材料からなる複合材料を用いることができる。特に、有機材料、とりわけ有機高分子材料は、切断等の加工性に優れるため好ましい素材である。有機高分子としては、例えば、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコー ル、ポリビニルアセタール、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリスルホン、セルロース、トリアセチルセルロース、セルロースアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロロビニル、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリエーテルスルホン、ポリ（メタ）アクリレート、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー、ポリエーテル−ポリアミドブロックコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、シクロオレフィンポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
また、スクリーン１，３にＬＣＤが用いられる場合には、拡散シート２には複屈折の無い材料を用いることが好ましい。そのような材料の例として、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー等が挙げられる。また、望ましい性質を得るために複数種類の有機高分子を混合してもよい。無機材料としては、例えばガラスは種々の光学特性に優れることから好ましい素材である。
【００２１】
拡散シート２の表面の凹凸構造は、複数の微細な３次元構造で構成されており、凹凸の高さ及びピッチは非周期的であることが好ましい。凹凸構造は、具体的には、次のようにして形成することができる。まず、予め干渉露光によりスペックルパターンを形成したサブマスタ型を作製し、このサブマスタ型に電鋳などの方法で金属を被着することによりこの金属にスペックルパターンを転写してマスタ型を作製する。さらに、光透過性の基材に、マスタ型を用いて紫外線による腑形を行うことにより、光透過性基材の表面にスペックルパターンを転写する。このスペックルパターンが拡散シート２の表面の凹凸構造に対応する。
【００２２】
サブマスタ型の詳細な製造方法については、例えば特許第３４１３５１９号公報に開示されている公知の方法を用いることができる。
【００２３】
スペックルパターンの寸法、形状及び方向を調節することにより、拡散シート２の表面の凹凸構造が調節され、拡散シート２からの出射光の拡散角度を制御することができる。一般に、拡散角度の範囲は、スペックルの平均サイズ及び形状に依存する。スペックルが小さければ角度の範囲が広くなる。また、スペックルが横方向の長円形であれば、角度分布の形は縦方向の長円形となる。このように、所望する指向角度や拡散角度に応じてスペックルパターンを決定することができる。スペックルパターンの詳細な製法については、例えば特許第３３９０９５４号公報に開示されている公知の方法を用いることができる。
【００２４】
出射光の拡散角度は凹凸構造のピッチ、高さ、アスペクト比を変えて制御しても構わないし、紫外線硬化等により光透過性基材の屈折率を変えて制御しても構わない。
【００２５】
また、スペックルパターンで特徴づけられた拡散シート２の凹凸構造は、拡散シート２のどちらか一方の面にのみ設けられていてもよいし、両面に設けられていてもよい。
【００２６】
図２は、拡散シート２の出射光の角度に対する強度の分布（以後、角度分布と記す。）の実測値の例を示すグラフである。図２に示すように、拡散シート２の透過拡散光の出射角度をｘ軸、強度をｙ軸とし、出射角度に対する透過光強度の分布が示されている。図２のグラフは、例えば日本電飾工業株式会社製の変角光度計（ＧＣ−５０００Ｌ）を用いて、拡散シート２に対して法線方向から、拡散シート２の凹凸構造を有する面に入射した光の出射角度に対する透過光強度の分布を測定することによって得られる。拡散シート２に対する法線方向とは、拡散シート２の水平面に対して垂直な方向のことである。
【００２７】
拡散シート２の出射光の角度分布を正確に求めるためには、出射角度の測定間隔は１度以下であることが好ましい。また、各種の拡散シートの角度分布を比較するためには、出射光の強度は規格化されていることが好ましい。規格化の手法としては、ピーク強度を基準とすることが一般的であるが、一般に拡散シートの出射光の強度は０度付近において最も強いことから、ここでは各角度において測定された出射光強度を０度における出射光強度で割って１００を掛けた値（相対強度）を用いている。また、拡散シート２の出射光の角度分布が異方性を有する場合には、後述の半値幅が最も大きくなるように測定方向を調整して測定を行う。
【００２８】
図３は、２つの正規分布曲線の足し合わせによって、図２に示す角度分布の実測値を近似したグラフである。正規分布曲線とは、Ｃを定数、σを標準偏差とすると、次の式（１）によって表される曲線である。
【数１】
【００２９】
図３に示す例では、各角度における２つの正規分布曲線（近似式１，２）の相対強度を足し合わせた相対強度の近似値（近似式合計）と、相対強度の実測値との差が小さくなるように、２つの正規分布曲線のＣ及びσを決定している。具体的には、例えば、−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計が、１５０未満となるように２つの正規分布曲線のＣ及びσを決定する必要がある。近似値を求めるにあたっては、例えばマイクロソフト社製ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ ＥＸＣＥＬ（登録商標）のソルバーツールを用いて、近似値と実測値との差の絶対値の合計が最小となるように２つの正規分布曲線のＣ及びσを決定することができる。また、同様の機能を有する種々のプログラムを用いてもよい。
【００３０】
上記式（１）より、各々の正規分布曲線のピーク値ｙpは次の式（２）によって求めることができる。
【数２】
【００３１】
モアレ干渉縞の解消と正面輝度の保持を両立させるためには、２つの正規分布曲線のピーク値の比が１．０以上かつ３．５未満であることが好ましく、より好ましくは１．５以上かつ２．５未満である。
【００３２】
また、上記式（１）より、各々の正規分布曲線の半値幅ｘhは次の式（３）によって求めることができる。
【数３】
【００３３】
ここでは、半値幅とは、出射光の角度分布あるいは角度分布を近似する正規分布曲線における強度がピーク強度の半分となる出射角度（半値角）の間隔（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）をいう。出射光の角度分布の実測値においては、測定された出射角度の間隔によっては必ずしも丁度半分の値が得られないことがあるが、そのような場合には強度がピーク強度の半分以上となる出射角度の範囲を半値幅とする。
【００３４】
正面輝度を向上させるためには、２つの正規分布曲線のうち半値幅が小さい方の曲線の半値幅が３度以下であることが好ましく、より好ましくは２度以下である。また、正面輝度を向上させるためには、２つの正規分布曲線のうち半値幅が大きい方の曲線の半値幅が２０度以下であることが好ましく、より好ましくは１５度以下である。さらに、モアレ干渉縞の解消と正面輝度の両立には、２つの正規分布曲線の半値幅の比が３以上であることが好ましい。
なお、正面輝度を向上させるためには出射光の角度分布の半値幅は１５度以下であることが好ましく、より好ましくは１０度以下である。
【００３５】
スペーサ４の材質については特に限定は無く、加工が容易で、かつ十分な強度を備えている材質であることが好ましい。そのような材質としては有機材料、無機材料、または有機材料と無機材料からなる複合材料を用いることができる。特に、有機材料、とりわけ、有機高分子材料は、切断等の加工性に優れるため好ましい素材である。有機高分子としては、例えば、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリスルホン、セルロース、トリアセチルセルロース、セルロースアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロロビニル、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリエーテルスルホン、ポリ（メタ）アクリレート、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー、ポリエーテル−ポリアミドブロックコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、シクロオレフィンポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、望ましい性質を得るために複数種類の有機高分子や繊維を混合することもできる。無機材料としては、例えば、金属は加工性と強度に優れることから好ましい素材である。
【００３６】
なお、本実施形態では、マルチレイヤーディスプレイは２枚の画像表示用スクリーン１，３を備え、スクリーン１とスクリーン３の間に拡散シート２を備えた構成であるが、マルチレイヤーディスプレイの構成は図１の例に限られず、例えば画像表示用スクリーンの枚数は３枚以上であってもよい。
【実施例】
【００３７】
以下、具体的な実施例と、これとの比較例を挙げて説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
［実施例］
本実施例による拡散シートは、特許第３４１３５１９号公報に記載のホログラフ拡散体を通して拡散された干渉光により感光性媒体を露光することによって、非平面スペックルを有する感光性媒体を形成し、ノーランド社製光学用接着剤ＮＯＡ６３によって厚さ８０ミクロンの富士フィルム社製トリアセチルセルロース基材ＴＤ８０ＵＬへ表面構造を転写したものである。
【００３８】
日本電飾工業株式会社製の変角光度計（ＧＣ−５０００Ｌ）を用いて、この拡散シートに対して法線方向から、凹凸面に入射した光の透過光強度の出射角度に対する分布を測定したところ、半値幅は６．０度であった。各角度において測定された出射光強度を０度における出射光強度で割って１００を掛けた相対強度を計算したところ、表１の結果を得た。
【表１】
【００３９】
図２は、表１に示す分布をグラフ上にプロットしたものである。この分布を数式（１）によって表される近似式１，２の足し合わせによって近似するため、近似式１，２中の標準偏差σ及び定数Ｃを変化させ、各角度における相対強度を足し合わせた近似値と、実測値との差が小さくなるようにそれぞれの値を決定した。その結果、標準偏差σ及び定数Ｃ、半値幅ｘh、２つの正規分布曲線のピーク値の比（ｙp max ／ｙp min）について表２に示す値を得た。
【００４０】
【表２】
−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計は、６０．８であった。図３は近似式１，２及び近似式１，２を足し合わせた曲線をグラフにプロットしたものである。図に示すように、図２のグラフ形状が再現されていることが分かる。
【００４１】
実施例１による拡散シートを用いて、図１に示すマルチレイヤーディスプレイを作製した。スペーサ４の厚みを２ｍｍとして、ミノルタ製輝度計ＬＳ−１１０を用いて正面輝度を測定したところ、２４．１ｃｄ／ｍ2であった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００４２】
次に、スペーサ４の厚みを１ｍｍとして同様に正面輝度を測定したところ、２６．０ ｃｄ／ｍ2であった。この条件においてもモアレ干渉縞は観察されなかった。
いずれの厚みのスペーサ４を用いた場合も、マルチレイヤーディスプレイは明瞭に３次元画像を表示することができた。
【００４３】
［比較例１］
比較例１による拡散シートは、恵和製拡散シートＰＢＳ−０７１からノーランド社製光学用接着剤ＮＯＡ６３によって厚さ８０ミクロンの富士フィルム社製トリアセチルセルロース基材ＴＤ８０ＵＬへ表面構造を転写したものである。実施例と同様に、拡散シートに対して法線方向から、凹凸面に入射した光の透過光強度の出射角度に対する分布を測定したところ、半値幅は４．０度であった。各角度において測定された相対強度を計算したところ、表３の結果を得た。
【表３】
【００４４】
図４は、表３に示す分布をグラフにプロットしたものである。この分布を数式（１）によって表される近似式１，２の足し合わせによって近似するため、近似式１，２中の標準偏差σ及び定数Ｃを変化させ、各角度における相対強度を足し合わせた近似値と、実測値との差が小さくなるようにそれぞれの値を決定した。その結果、標準偏差σ及び定数Ｃ、半値幅ｘh、２つの正規分布曲線のピーク値の比（ｙp max ／ｙp min）について表４に示す値を得た。
【００４５】
【表４】
−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計は、１７．１であった。図５は近似式１，２及び近似式１，２を足し合わせた曲線をグラフにプロットしたものである。図に示すように、図４のグラフ形状が再現されていることが分かる。
【００４６】
比較例１による拡散シートを用いて、図１に示すマルチレイヤーディスプレイを作製した。スペーサ４の厚みを２ｍｍとして、実施例と同様に正面輝度を測定したところ、２４．０ｃｄ／ｍ2であった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００４７】
次に、スペーサ４の厚みを１ｍｍとして同様に正面輝度を測定したところ、２７．０ ｃｄ／ｍ2であったが、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞が確認され、表示品質を著しく損なっていた。
【００４８】
［比較例２］
比較例２による拡散シートは、ＭＮＴｅｃｈ製拡散シートＵＴＥ２１−７Ｍからノーランド社製光学用接着剤ＮＯＡ６３によって厚さ８０ミクロンの富士フィルム社製トリアセチルセルロース基材ＴＤ８０ＵＬへ表面構造を転写したものである。実施例と同様に、拡散シートに対して法線方向から、凹凸面に入射した光の透過光強度の出射角度に対する分布を測定したところ、半値幅は５．０度であった。各角度において測定された相対強度を計算したところ、表５の結果を得た。
【表５】
【００４９】
図６は、表３に示す分布をグラフにプロットしたものである。この分布を数式（１）によって表される近似式１，２の足し合わせによって近似するため、近似式１，２中の標準偏差σ及び定数Ｃを変化させ、各角度における相対強度を足し合わせた近似値と、実測値との差が小さくなるようにそれぞれの値を決定した。その結果、標準偏差σ及び定数Ｃ、半値幅ｘh、２つの正規分布曲線のピーク値の比（ｙp max ／ｙp min）について表６に示す値を得た。
【００５０】
【表６】
−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計は、１０７であった。図７は近似式１，２及び近似式１，２を足し合わせた曲線をグラフにプロットしたものである。図に示すように、図６のグラフ形状が再現されていることが分かる。
【００５１】
比較例２による拡散シートを用いて、図１に示すマルチレイヤーディスプレイを作製した。スペーサ４の厚みを２ｍｍとして、実施例と同様に正面輝度を測定したところ、７．８ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００５２】
次に、スペーサ４の厚みを１ｍｍとして同様に正面輝度を測定したところ、７．８ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００５３】
［比較例３］
比較例３による拡散シートは、恵和製拡散シートＢＳ−７００からノーランド社製光学用接着剤ＮＯＡ６３によって厚さ８０ミクロンの富士フィルム社製トリアセチルセルロース基材ＴＤ８０ＵＬへ表面構造を転写したものである。実施例と同様に、拡散シートに対して法線方向から、凹凸面に入射した光の透過光強度の出射角度に対する分布を測定したところ、半値幅は２６．０度であった。各角度において測定された相対強度を計算したところ、表７の結果を得た。
【表７】
【００５４】
図８は、表７に示す分布をグラフにプロットしたものである。この分布を数式（１）によって表される近似式１，２の足し合わせによって近似するため、近似式１，２中の標準偏差σ及び定数Ｃを変化させ、各角度における相対強度を足し合わせた近似値と、実測値との差が小さくなるようにそれぞれの値を決定した。その結果、標準偏差σ及び定数Ｃ、半値幅ｘh、２つの正規分布曲線のピーク値の比（ｙp max ／ｙp min）について表８に示す値を得た。
【００５５】
【表８】
−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計は、１０７であった。図９は近似式１，２及び近似式１，２を足し合わせた曲線をグラフにプロットしたものである。図に示すように、図８のグラフ形状が再現されていることが分かる。
【００５６】
比較例３による拡散シートを用いて、図１に示すマルチレイヤーディスプレイを作製した。スペーサ４の厚みを２ｍｍとして、実施例と同様に正面輝度を測定したところ、６．６ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００５７】
次に、スペーサ４の厚みを１ｍｍとして同様に正面輝度を測定したところ、６．４ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００５８】
［比較例４］
比較例４による拡散シートは、恵和製拡散シートＢＳ−０４からノーランド社製光学用接着剤ＮＯＡ６３によって厚さ８０ミクロンの富士フィルム社製トリアセチルセルロース基材ＴＤ８０ＵＬへ表面構造を転写したものである。実施例と同様に、拡散シートに対して法線方向から、凹凸面に入射した光の透過光強度の出射角度に対する分布を測定したところ、半値幅は１８．０度であった。各角度において測定された相対強度を計算したところ、表９の結果を得た。
【表９】
【００５９】
図１０は、表９に示す分布をグラフにプロットしたものである。この分布を数式（１）によって表される近似式１，２の足し合わせによって近似するため、近似式１，２中の標準偏差σ及び定数Ｃを変化させ、各角度における相対強度を足し合わせた近似値と、実測値との差が小さくなるようにそれぞれの値を決定した。その結果、標準偏差σ及び定数Ｃ、半値幅ｘh、２つの正規分布曲線のピーク値の比（ｙp max ／ｙp min）について表１０に示す値を得た。
【００６０】
【表１０】
−８５度から８５度までの１度毎に求めた１７１点における近似値と実測値との差の絶対値の合計は、１４４であった。図１１は近似式１，２及び近似式１，２を足し合わせた曲線をグラフにプロットしたものである。図に示すように、図１０のグラフ形状が再現されていることが分かる。
【００６１】
比較例４による拡散シートを用いて、図１に示すマルチレイヤーディスプレイを作製した。スペーサ４の厚みを２ｍｍとして、実施例と同様に正面輝度を測定したところ、５．３ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【００６２】
次に、スペーサ４の厚みを１ｍｍとして同様に正面輝度を測定したところ、４．９ｃｄ／ｍ2であり、ディスプレイとして用いるには非常に暗いものであった。また、２枚のスクリーン１，３を重ねたことによるモアレ干渉縞は観察されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、立体映像表示用装置などに好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 第一の画像表示用スクリーン、２ 拡散シート、３ 第二の画像表示用スクリーン、４ スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の表面に凹凸構造が形成された拡散シートであって、
出射光の拡散角度に対する強度の分布が、第１の正規分布曲線と、前記第１の正規分布曲線よりも半値幅の小さい第２の正規分布曲線を足し合わせた曲線によって近似され、
前記第２の正規分布曲線の半値幅が３度以下であり、
前記第１の正規分布曲線のピーク値と前記第２の正規分布曲線のピーク値の比が１．０以上かつ３．５未満である拡散シート。
【請求項２】
前記凹凸の高さ及びピッチが非周期的である請求項１に記載の拡散シート。
【請求項３】
前記凹凸構造は、干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成されたものである請求項２に記載の拡散シート。
【請求項４】
前記第１の正規分布曲線の半値幅が２０度以下である、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の拡散シート。
【請求項５】
前記第１の正規分布曲線の半値幅と前記第２の正規分布曲線の半値幅の比が３以上である、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の拡散シート。
【請求項６】
前記出射光の拡散角度に対する強度の分布の半値幅が１５度以下である、請求項１乃至請求項５のいずれかに拡散シート。
【請求項７】
２枚の画像表示用スクリーンの間に請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の拡散シートを備えた、マルチレイヤーディスプレイ。
【請求項８】
前記スクリーンの少なくとも１枚が液晶パネルである、請求項７に記載のマルチレイヤーディスプレイ。
【請求項９】
前記スクリーン同士の間隔が２ｍｍ未満である、請求項７または請求項８に記載のマルチレイヤーディスプレイ。
【請求項１】
少なくとも一方の表面に凹凸構造が形成された拡散シートであって、
出射光の拡散角度に対する強度の分布が、第１の正規分布曲線と、前記第１の正規分布曲線よりも半値幅の小さい第２の正規分布曲線を足し合わせた曲線によって近似され、
前記第２の正規分布曲線の半値幅が３度以下であり、
前記第１の正規分布曲線のピーク値と前記第２の正規分布曲線のピーク値の比が１．０以上かつ３．５未満である拡散シート。
【請求項２】
前記凹凸の高さ及びピッチが非周期的である請求項１に記載の拡散シート。
【請求項３】
前記凹凸構造は、干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成されたものである請求項２に記載の拡散シート。
【請求項４】
前記第１の正規分布曲線の半値幅が２０度以下である、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の拡散シート。
【請求項５】
前記第１の正規分布曲線の半値幅と前記第２の正規分布曲線の半値幅の比が３以上である、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の拡散シート。
【請求項６】
前記出射光の拡散角度に対する強度の分布の半値幅が１５度以下である、請求項１乃至請求項５のいずれかに拡散シート。
【請求項７】
２枚の画像表示用スクリーンの間に請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の拡散シートを備えた、マルチレイヤーディスプレイ。
【請求項８】
前記スクリーンの少なくとも１枚が液晶パネルである、請求項７に記載のマルチレイヤーディスプレイ。
【請求項９】
前記スクリーン同士の間隔が２ｍｍ未満である、請求項７または請求項８に記載のマルチレイヤーディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１５８６９７（Ｐ２０１１−１５８６９７Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０１１１（Ｐ２０１０−２０１１１）
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]