透過型スクリーンおよびこれを用いたリアプロジェクションモニタ
【課題】ホットスポットの発生を防止しつつ、十分なコントラストおよび輝度を得ることができる透過型スクリーンを提供する。
【解決手段】ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム１上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層２を有してなるように構成する。好ましくは、前記前方散乱性フィルム１は、前記黒色層２とは反対側の面が実質的に平滑となるように構成する。かかる構成を採用する本発明の透過型スクリーン３は、前方散乱性フィルム１と黒色層２との相乗効果により、ホットスポットの発生を防止しつつ十分なコントラスを得ることができ、さらに輝度も十分なものとすることができる。
【解決手段】ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム１上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層２を有してなるように構成する。好ましくは、前記前方散乱性フィルム１は、前記黒色層２とは反対側の面が実質的に平滑となるように構成する。かかる構成を採用する本発明の透過型スクリーン３は、前方散乱性フィルム１と黒色層２との相乗効果により、ホットスポットの発生を防止しつつ十分なコントラスを得ることができ、さらに輝度も十分なものとすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型スクリーンに関し、プロジェクタの光源が見えること（ホットスポットの発生）を防止しつつ、コントラストに優れるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型スクリーンに映像を投影する場合、プロジェクタの光源に対応する部分が周囲より明るくなる現象（ホットスポット）が問題となり得る。このような透過型スクリーンのうち、光拡散剤とバインダー樹脂を含む光拡散層を有するタイプのものは、光拡散層中の光拡散剤の割合を増やしたり、光拡散層の厚みを厚くすることによりホットスポットを防止し得る。
【０００３】
しかし、光拡散層中の光拡散剤の割合を増やした場合、光拡散層の表面が粗面化されることにより、光拡散層の表面で外光が散乱し、コントラストが低下するという問題があった。また、光拡散層の厚みを厚くした場合、スクリーンの薄型化、軽量化に対応できない。
【０００４】
上記問題のうち、コントラストの低下は、透過型スクリーンの表面に黒色層を設けることにより解決し得る（特許文献１）。しかし、ホットスポットを防止できるまで光拡散剤の割合を増やした光拡散層上にさらに黒色層を設けた構成では、投影映像が十分な輝度を得ることができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０１８３３９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、上述の事情に鑑みなされたもので、ホットスポットの発生を防止しつつ、十分なコントラストおよび輝度を得ることができる透過型スクリーン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】
上記課題を解決する本発明の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有してなることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の透過型スクリーンは、好ましくは、前記前方散乱性フィルムは、前記黒色層とは反対側の面が実質的に平滑であることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のリアプロジェクションモニタは、好ましくは、映像表示装置に表示された表示画像を投映するプロジェクタと、前記プロジェクタからの投映光を反射する反射ミラーと、光入射面と光出射面とを有し前記ミラーからの反射光を前記光入射面で受けて結像する透過型スクリーンとを備えたリアプロジェクションモニタにおいて、前記透過型スクリーンとして、本発明の透過型スクリーンを、黒色層を光入射面側となるように配置してなることを特徴とするものである。
【００１０】
なお、本発明でいう平均粒子径とは、コールターカウンター法により算出した値のことをいう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有してなる構成を採用することから、前方散乱性フィルムと黒色層との相乗効果により、ホットスポットの発生を防止しつつ十分なコントラストを得ることができ、さらに輝度も十分なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の透過型スクリーンの一実施例を示す断面図
【図２】本発明の透過型スクリーンの他の実施例を示す断面図
【図３】本発明の透過型スクリーンの他の実施例を示す断面図
【図４】本発明のリアプロジェクションモニタの一実施例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、本発明の透過型スクリーンの実施の形態について説明する。本発明の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有してなることを特徴とするものである。
【００１４】
図１〜３は本発明の透過型スクリーン３の実施の形態を示す断面図である。本発明の透過型スクリーン３としては、図１〜３のように前方散乱性フィルム１上に黒色層２を有してなる構成があげられる。また、前方散乱性フィルム１としては、図１のように光散乱層１１の単層からなるもの、図２、３のように光散乱層１１と光透過性基材１２とからなるものなどがあげられる。
【００１５】
本発明の透過型スクリーンは、前方散乱性フィルム側から投影を行ってもよいし、黒色層側から投影を行ってもよい。なお、黒色層を視認者側とした場合、黒色層の表面で外光が散乱することによりコントラストが低下することから、黒色層側から投影を行い、前方散乱性フィルムを視認者側として用いることが好ましい。
【００１６】
前方散乱性フィルムは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上であるものを用いる。前方散乱性フィルムのヘーズは、８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。このようなヘーズが６５％以上の前方散乱性フィルムを用いることにより、後述する黒色層との相乗効果によりホットスポットの発生を防止することができる。また、前方散乱性フィルムは入射光が後方に散乱しづらいことから、投影映像を十分な輝度とすることができる。また、前方散乱性フィルムを視認者側に配置した場合、前方散乱性フィルムの表面で外光の散乱が抑制されるため、コントラストの低下を防止することができる。
【００１７】
前方散乱性フィルムは少なくとも光散乱層からなる。
【００１８】
光散乱層は、少なくとも球状微粒子と透明バインダーからなるものであり、プロジェクタから投影された光を、前方の視認者側に散乱するものである。ここで、透明バインダーとしては、透明であるとともに球状微粒子を均一に分散保持できるものであればよく、固体に限定されず液体や液晶などの流動体であってもよい。但し、光散乱層単体でスクリーンの形状を維持するためには、ガラスや高分子樹脂であることが好ましく、取り扱い性や分散安定性の観点から高分子樹脂であることが望ましい。
【００１９】
ガラスとしては、光散乱層の光透過性が失われるものでなければ特に限定されるものではないが、一般にはケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラスなどの酸化ガラスなどがあげられる。
【００２０】
高分子樹脂としては、光散乱層の光透過性が失われるものでなければ特に限定されず、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂などを用いることができる。
【００２１】
透明バインダー中に含有させる球状微粒子としては、シリカ、アルミナ、タルク、ジルコニア、酸化亜鉛、二酸化チタンなどの無機系の微粒子、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ベンゾグアナミン、シリコーン樹脂などの有機系の微粒子を使用することができる。特に、球形の形状を得やすい点で有機系の微粒子が好適である。また、本発明の課題であるホットスポットの発生を効果的に防止しうる観点から、この中でも特にポリスチレン樹脂粒子を用いることが好ましい。また、輝度を確保しつつホットスポットの発生を防止しうる観点からは、当該ポリスチレン樹脂粒子とシリコーン樹脂粒子とを混合させて用いることが好ましく、特に、両樹脂粒子を等量ずつ用いることが好ましい。
【００２２】
光散乱層中における透明バインダーと球状微粒子との含有割合は、ホットスポットを良好に防止しうる観点から、透明バインダー１００重量部に対し球状微粒子を２０重量部以上の割合で含有させることが好ましい。さらには、作業性の観点やこれ以上含有量を増やしてもホットスポットの防止性に影響がないことから、上限としては５０重量部以下とすることがより好ましい。
【００２３】
球状微粒子の粒子径としては、平均粒径で１〜１０μｍであることが好ましく、２〜６μｍであることがより好ましい。平均粒径をこのような範囲とすることにより、光散乱層に入射した光のうち後方に散乱する光を少なくすることができ、映像の輝度を十分なものとすることができる。
【００２４】
球状微粒子の粒径分布は、平均粒径が前記範囲に入っていれば特に限定されることなく、単分散性のものでよいし、多分散性のものでもよいが、映像の鮮明性をより高めるという観点からは、単分散性のものが好ましい。
【００２５】
また、透明バインダーの屈折率に対する球状微粒子の相対屈折率（球状微粒子の屈折率を透明バインダーの屈折率で割った値で、以下単に「相対屈折率」という。）ｎは、０．９１＜ｎ＜１．０９（但しｎ≠１．００）であることが好ましい。相対屈折率ｎをこのような範囲とすることにより、光散乱層に入射した光のうち後方に散乱する光を少なくさせることができ、プロジェクタから投射された映像を鮮明な画像として投映することができるようになる。
【００２６】
このような光散乱層に含まれる球状微粒子の含有量や光散乱層の厚みを調整することにより、前方散乱性フィルムのヘーズを適宜調整することができる。
【００２７】
前方散乱性フィルムは後述する黒色層とは反対側の面が実質的に平滑であることが好ましい。このような構成とすることで、前方散乱性フィルムの表面で外光が散乱し、透過型スクリーンのコントラストが低下することを防止することができる。なお、実質的に平滑とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３０μｍ以下、好ましくは０．１５μｍ以下とする。
【００２８】
前方散乱性フィルムが光散乱層の単層の場合、光散乱層から球状微粒子が突出して表面が実質的に平滑でなくなるおそれがある。したがって、光散乱層の黒色層とは反対側の面上には、表面が実質的に平滑な他の層及び／又は透明体を有することが好ましい。なお、光散乱層の単層から前方散乱性フィルムを構成する場合においても、一旦光散乱層の面上に、光散乱層と接する側の面が実質的に平滑な他の層及び／又は透明体を形成しておき、これら透明体等を前方散乱性フィルムの製造過程や使用時において除去するようにすれば、表面を実質的に平滑にすることができる。
【００２９】
光散乱層上に設ける他の層としては、例えば反射防止層、ハードコート層があげられる。光散乱層上に設ける透明体としては、光散乱層の透明バインダーとして例示したガラスを板ガラス化したものや、高分子樹脂をシート化したものを用いることができる。
【００３０】
また、本発明の前方散乱性フィルムは、透過の像鮮明度（ＪＩＳ Ｋ７１０５：１９８１）は３５％超であることが好ましい。透過の像鮮明度とは、透過法を用いて光学くし２．０ｍｍの時の最高波高〔Ｍ〕及び最低波高〔ｍ〕を読み取って次式（１）によって求めた値である。
透過の像鮮明度〔Ｃ(2.0)〕＝{Ｍ−ｍ}／｛Ｍ＋ｍ｝×１００（％） ・・・（１）
【００３１】
透過の像鮮明度は前方散乱性の尺度となるものであり、３５％超であれば後方散乱光を少なくし、投影映像の輝度を十分なものとすることができる。また、ホットスポットを防止するため、透過の像鮮明度は８０％以下であることが好ましく、５０％以下であることがより好ましい。
【００３２】
前方散乱性フィルム上に設けられる黒色層は、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む。このような黒色層は、透過型スクリーンのコントラストを良好にするとともに、上述した前方散乱性フィルムとの相乗効果でホットスポットの発生を防止することができる。
【００３３】
黒色ビーズの平均粒子径は６μｍ超〜１２μｍ以下とし、７μｍ以上〜１０μｍ未満とすることが好ましい。平均粒子径を６μｍ超とすることにより、上述した前方散乱性フィルムとの相乗効果でホットスポットを抑制することができ、１２μｍ以下とすることにより、外光が散乱することによるコントラストの低下を防止することができる。
【００３４】
黒色ビーズは、黒色顔料と樹脂とからなる。用いる黒色顔料としては、取り扱い性に優れるカーボンブラックが好ましい。樹脂としては、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、ベンゾグアナミン、シリコーン樹脂などがあげられる。これらの中でも透明性に優れるアクリル樹脂が好ましい。
【００３５】
黒色ビーズ中に占める黒色顔料の割合は、２〜２０重量％であることが好ましく、３〜１５重量％とすることがより好ましい。当該割合を２重量％以上とすることにより、微粒子のコントラストを良好なものとすることができ、当該割合を２０重量％以下とすることにより、投影映像の輝度を十分なものとすることができる。
【００３６】
黒色ビーズは例えば次のようにして製造することができる。まず、多官能ビニル単量体および単官能ビニル単量体などの重合性モノマーに黒色顔料を混合し、この混合物をロールミルやサンドミルで均一に混合する。次いで、混合物に親水性溶媒とラジカル重合開始剤を加えて粘度を下げる。次いで、別に用意した保護コロイド剤と水とからなる溶液を加える。次いで、目的とする粒子径となるまでせん断力のある高速撹拌機で撹拌を行う。次いで、内容物を通常の羽根付撹拌機を有する容器に移して加熱して溶媒の一部を除去し、更に昇温して重合反応を完結させる。次いで、重合した懸濁スラリーをろ過、水洗、乾燥することにより、黒色ビーズを得ることができる。
【００３７】
黒色層の透明バインダーとしては、透明であるとともに微粒子を均一に分散保持できるものであればよく、ガラスや高分子樹脂などの固体があげられるが、取り扱い性や分散安定性の観点から高分子樹脂が好ましい。
【００３８】
ガラスとしては、黒色層の光透過性が失われるものでなければ特に限定されるものではないが、一般にはケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラスなどの酸化ガラスなどがあげられる。高分子樹脂としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂などを用いることができる。
【００３９】
黒色層の厚みは特に制限されることはないが、３〜２５μｍとすることが好ましく、１１μｍ〜１５μｍとすることがより好ましい。黒色層の厚みを３μｍ以上とすることにより、ホットスポットの発生を防止するとともに、コントラストを向上させることができ、２５μｍ以下とすることにより輝度の低下を防止することができる。
【００４０】
黒色層中には、レベリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の添加剤を添加してもよい。
【００４１】
黒色層を形成する方法としては、黒色層の構成成分を適当な溶媒に溶解又は分散させて塗布液を調製し、当該塗布液をロールコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、エアナイフコーティング法などの公知の方法により、支持体上に塗布・乾燥させる方法、黒色層を構成する樹脂成分を溶融し、これに必要に応じて顔料などの添加剤を含有させてシート化する方法などがあげられる。このように形成した黒色層を、粘着層などを介して前方散乱性フィルムに貼り合わせることにより、本発明の透過型スクリーンを得ることができる。また、黒色層を上述した方法により、直接透過型スクリーンの表面に形成することにより、本発明の透過型スクリーンを得ることができる。
【００４２】
次に本発明の透過型スクリーンを用いたリアプロジェクションモニタについて説明する。リアプロジェクションモニタとは、液晶パネルやＣＲＴなど、パーソナルコンピュータやテレビの画像を表示する表示装置の表示画像を、プロジェクタからの反射ミラーを介して透過型スクリーンに投影するようにした装置である。本発明のリアプロジェクションモニタは、外光の散乱を抑えコントラストが良好な透過型スクリーンを用いるため、明るい場所で映像を投映する用途に適している。
【００４３】
本発明のリアプロジェクションモニタとしては、プロジェクタ、反射ミラー及び透過型スクリーンを備え、透過型スクリーンからの映像が結像するように、これら要素が幾何光学的に配置されたものであればよく、反射ミラーは単独でも複数であってもよい。
【００４４】
図４に本発明が適用されるリアプロジェクションモニタの一実施形態を示す。図示するように本実施形態のリアプロジェクションモニタ１００は、主として、透過型スクリーン１０１と、スクリーン１０１を支持する支持体１０２と、支持体１０２の下部に設置されるプロジェクタ１０３と、プロジェクタ１０３からの投映光を反射する一対のミラー、上部ミラー１０４及び下部ミラー１０５とを備えている。
【００４５】
支持体１０２は、プロジェクタ１０３が搭載される台座部１０６と、透過型スクリーン１０１を支持する支持部１０７とからなり、台座部１０６と支持部１０７は蝶番１０８によって連結されており、支持部１０７を折り畳むことができる。上部ミラー１０４は支持部１０７の上端にスクリーン１０１に対し所定の角度となるように固定され、下部ミラー１０５はプロジェクタ１０３に対し所定の角度となるように台座部１０６に固定されている。これらミラーの固定角度は、プロジェクタ１０３からの投影光が下部ミラー１０５及び上部ミラー１０４で反射されて、スクリーン１０１の背面に投映されるように調整されている。
【００４６】
透過型スクリーン１０１は、例えば、図１〜図３に示す構造を有する透過型スクリーンであって、リアプロジェクションモニタに設置する際の向きはどちらでもよいが、黒色層が投影面側（図中、上部ミラーが固定されている側）となるように固定することが好ましい。
【００４７】
このような構成において、プロジェクタ１０３からの投映光は下部ミラー１０５、上部ミラー１０４で反射された後、透過型スクリーン１０１に結像する。この際、ホットスポットが見えることもないし、外光の反射が抑制されているため、投影された映像のコントラストも良好である。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例により本発明を更に説明する。なお、「部」、「％」は特に示さない限り、重量基準とする。
【００４９】
１．黒色ビーズの合成
メタクリル酸メチル（重合後の屈折率１．４９）にカーボンブラック（ＶＵＬＣＡＮXC72R：Ｃａｂｏｔ社）を混合し、この混合物をロールミルで均一に混合した。次いで、混合物に水、ポリビニルアルコールおよびラジカル重合開始剤（アゾビスイソブチロニトリル）を加え、各実施例および比較例で用いる粒子の平均粒子径となるまで高速攪拌機（ディゾルバー）で撹拌を行った。次いで、内容物を通常のプロペラ式撹拌機を有する容器に移して６５〜７５℃の間で５０分間保持して重合させた。次いで、重合した懸濁スラリーをろ過、水洗、乾燥して黒色ビーズを得た。
なお、メタクリル酸メチルおよびカーボンブラックの混合比率は、各実施例および比較例で用いる黒色ビーズの混合比率とした。
【００５０】
２．透過型スクリーンの作製
［実施例１］
前方散乱性フィルムとして、２枚のポリエステルフィルムの間に光散乱層が挟まれてなり、一方のポリエステルフィルム上にハードコート層、他方のポリエステルフィルム上に粘着層、セパレータを有してなる前方散乱性フィルム（ディラッドスクリーンT90：きもと社、ヘーズ９０％、セパレータ面のＲａ：０．１μｍ、像鮮明度３７％）を準備した。当該前方散乱性フィルムのハードコート層上に、下記処方の黒色層塗布液を、乾燥後の厚みが１２μｍとなるように塗布、乾燥して黒色層を形成し、実施例１の透過型スクリーンを得た。
【００５１】
＜黒色層塗布液＞
・アクリル樹脂 １２部
（アクリディックA817：ＤＩＣ社）
（固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２．６部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社）
（固形分６０％）
・黒色ビーズ ３部
（カーボンブラック５重量％、平均粒径８μｍ）
・希釈溶剤 ２２．５部
【００５２】
［実施例２］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径１０μｍのものに変更し、黒色層の厚みを１７μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例２の透過型スクリーンを得た。
【００５３】
［実施例３］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径１２μｍのものに変更し、黒色層の厚みを２２μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例３の透過型スクリーンを得た。
【００５４】
［比較例１］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径５μｍのものに変更し、黒色層の厚みを８μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして比較例１の透過型スクリーンを得た。
【００５５】
［比較例２］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径１４μｍのものに変更し、黒色層の厚みを２７μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして比較例２の透過型スクリーンを得た。
【００５６】
［比較例３］
前方散乱性フィルムを、２枚のポリエステルフィルムの間に光散乱層が挟まれてなり、一方のポリエステルフィルム上にハードコート層、他方のポリエステルフィルム上に粘着層を有してなる前方散乱性フィルム（ディラッドスクリーンT60：きもと社、ヘーズ６０％、セパレータ面のＲａ：０．１μｍ、像鮮明度８８％）に変更以外は、実施例１と同様にして比較例３の透過型スクリーンを得た。
【００５７】
［比較例４］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径５μｍのものに変更し、黒色層の厚みを８μｍに変更した以外は、比較例３と同様にして比較例４の透過型スクリーンを得た。
【００５８】
［比較例５］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径１４μｍのものに変更し、黒色層の厚みを２７μｍに変更した以外は、比較例３と同様にして比較例５の透過型スクリーンを得た。
【００５９】
［比較例６］
ポリエステルフィルム上に表面が非平滑の光拡散層を有する光拡散フィルム（ライトアップＧＭ３：きもと社、ヘーズ９１％、光拡散層のＲａ：４μｍ、像鮮明度３５％）を準備した。次いで、光拡散フィルムのポリエステルフィルム側に、実施例１と同様の黒色層を形成し、比較例６の透過型スクリーンを得た。
【００６０】
［比較例７］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径５μｍのものに変更し、黒色層の厚みを８μｍに変更した以外は、比較例６と同様にして比較例７の透過型スクリーンを得た。
【００６１】
［比較例８］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径１４μｍのものに変更し、黒色層の厚みを２７μｍに変更した以外は、比較例６と同様にして比較例８の透過型スクリーンを得た。
【００６２】
３．評価
実施例１〜３および比較例１〜８で得られた透過型スクリーンについて、以下の項目の評価を行った。スクリーンに投影するプロジェクタはセイコーエプソン社の製品名ＥＬＰ−８０００を用い、黒色層側から投影を行った。結果を表１に示す。
【００６３】
（１）ホットスポット
スクリーンに全黒画像を投影した。その際、プロジェクタの光源がまったく透けて見えなかったものを「○」、光源は透けて見えないが局部的に明るいものを「×」、光源が透けて見えたものを「××」とした。
（２）コントラスト
スクリーン面の照度が５００ｌｘとなるような環境下において、コントラストを測定した。コントラストは、白表示（明表示）の明るさと黒表示（暗表示）の明るさとの比とした。また、コントラストが１０以上のものを「◎」、８以上１０未満を「○」、８未満を「×」とあわせて表記した。
（３）輝度
１ｍの距離から液晶プロジェクタ（ＥＬＰ−８１００：エプソン社）により全白画面を投影し、輝度計（ＢＭ−７：トプコン社）により、正面方向の輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。５０００（ｃｄ／ｍ２）以上のものを「○」、５０００（ｃｄ／ｍ２）未満のものを「×」とした。
【００６４】
【表１】
【００６５】
実施例１〜３の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有することから、ホットスポット、コントラスト、輝度のいずれも良好であった。特に、実施例１の透過型スクリーンは、黒色ビーズの平均粒子系が７μｍ以上〜１０μｍ未満の範囲であることから、ホットスポットを防止しつつ、黒色層表面での外光反射を抑えることができ、コントラストが特に良好なものであった。
【００６６】
比較例１、２の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルムを用いているものである。しかし、比較例１のものは、黒色ビーズの平均粒子系が５μｍであるためホットスポットを防止できず、比較例２のものは、黒色ビーズの平均粒子系が１４μｍであるため、黒色層表面の外光反射によりコントラストが十分なものではなかった。
【００６７】
比較例３〜５の透過型スクリーンは、前方散乱性フィルムを用いているものの、前方散乱性フィルムのヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６０％のものである。したがって、何れのものもホットスポットを防止することができず、また、光の散乱不足で白表示が弱く、コントラストが十分なものではなかった。
【００６８】
比較例６〜８の透過型スクリーンは、前方散乱性フィルムを用いず、光拡散層を用いているものである。したがって、光拡散層の後方散乱のため、投影映像の輝度が十分でないものであった。
【００６９】
４．透過型スクリーンの作製
［実施例４］
厚み７５μｍのポリエステルフィルム（コスモシャインA4300：東洋紡績社）上に、下記処方からなる光散乱層塗布液を、乾燥後の厚みが３５μｍとなるように塗布、乾燥して光散乱層を形成し、当該光散乱層上に、厚み７５μｍのポリエステルフィルム（コスモシャインA4300：東洋紡績社）を積層した。次いで、一方のポリエステルフィルム上に下記処方からなるハードコート層塗布液を、乾燥後の厚みが５μｍとなるように塗布、乾燥してハードコート層を形成し、他方のポリエステルフィルム上に下記処方からなる粘着層塗布液を、乾燥後の厚みが１０μｍとなるように塗布、乾燥して粘着層を形成し、当該粘着層上にセパレータを有してなる前方散乱性フィルム（ヘーズ９０％、セパレータ面のＲａ：０．１μｍ、像鮮明度３７％）を準備した。
【００７０】
＜光散乱層塗布液＞
・ウレタン系樹脂 １００部
（タケラックA-971：三井化学社）
（屈折率１．５０、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ７．６部
（タケネートA-3：三井化学社）
（固形分７５％）
・シリコーン樹脂粒子 ２０部
（トスパール120：ジーイー東芝シリコーン社）
（屈折率１．４４、平均粒径２．０μｍ）
【００７１】
＜ハードコート層塗布液＞
・紫外線硬化性樹脂 ３０部
（ユニディック17-806：ＤＩＣ社、固形分８０％）
・光重合開始剤 １部
(イルガキュア651：チバ・ジャパン社)
・メチルエチルケトン ３５部
・トルエン ３５部
【００７２】
＜粘着層塗布液＞
・アクリル系樹脂 １００部
（オリバインBPS1109：東洋インキ製造社）
（屈折率１．４７、固形分４０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２．４部
（オリバインBHS8515：東洋インキ製造社、固形分３８％）
・酢酸エチル １００部
【００７３】
次いで、当該前方散乱性フィルムのハードコート層上に、実施例１と同様の処方からなる黒色層塗布液を、乾燥後の厚みが１２μｍとなるように塗布、乾燥して黒色層を形成し、実施例４の透過型スクリーンを得た。
【００７４】
［実施例５］
実施例４で用いた光散乱層塗布液のうち、シリコーン樹脂粒子の添加量を１０部に変更し、別途ポリスチレン樹脂粒子（テクポリマーSBX-6：積水化成品工業社、屈折率１．５９、平均粒径６．０μｍ）を１０部添加した以外は実施例４と同様にして、実施例５の透過型スクリーンを得た。
【００７５】
［実施例６］
実施例４で用いた光散乱層塗布液のうち、シリコーン樹脂粒子をポリスチレン樹脂粒子（テクポリマーSBX-6：積水化成品工業社、屈折率１．５９、平均粒径６．０μｍ）２０部に添加した以外は実施例４と同様にして、実施例６の透過型スクリーンを得た。
【００７６】
５．評価
実施例４〜６で得られた透過型スクリーンについて、以下の項目の評価を行った。スクリーンに投影するプロジェクタはセイコーエプソン社の製品名ＥＬＰ−８０００を用い、黒色層側から投影を行った。結果を表２に示す。
【００７７】
（１）ホットスポット
スクリーンに、全黒画像よりもホットスポットが見え易い全白画像を投影した。その際、プロジェクタの光源がまったく透けて見えなかったものを「◎」、光源は透けて見えないが局部的に明るいものを「○」、光源が透けて見えたものを「×」とした。
（２）コントラスト
スクリーン面の照度が５００ｌｘとなるような環境下において、コントラストを測定した。コントラストは、白表示（明表示）の明るさと黒表示（暗表示）の明るさとの比とした。また、コントラストが１０以上のものを「◎」、８以上１０未満を「○」、８未満を「×」とあわせて表記した。
（３）輝度
１ｍの距離からスクリーンに全白画像を投影し、輝度計（ＢＭ−７：トプコン社）により正面方向の輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。４５００（ｃｄ／ｍ２）以上のものを「○」、３５００（ｃｄ／ｍ２）以上４５００（ｃｄ／ｍ２）未満のものを「△」、３５００（ｃｄ／ｍ２）未満のものを「×」とした。
【００７８】
【表２】
【００７９】
実施例４〜６の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有することから、ホットスポット、コントラスト、輝度のいずれも良好であった。
【００８０】
特に、実施例５の透過型スクリーンは、上述したように光散乱層中に球状微粒子としてシリコーン樹脂粒子及びポリスチレン樹脂粒子を等量ずつ含有させてなるものであるため、輝度を維持しつつホットスポットを効果的に防止しうるものであった。
【００８１】
また、実施例６の透過型スクリーンは、上述したように光散乱層中に球状微粒子としてポリスチレン樹脂粒子のみを含有させてなるものであるため、ホットスポットを特に効果的に防止しうるものであった。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・・前方散乱性フィルム
１１・・・光透過性基材
１２・・・光散乱層
２・・・・黒色層
３・・・・透過型スクリーン
１００・・リアプロジェクションモニタ
１０１・・透過型スクリーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型スクリーンに関し、プロジェクタの光源が見えること（ホットスポットの発生）を防止しつつ、コントラストに優れるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型スクリーンに映像を投影する場合、プロジェクタの光源に対応する部分が周囲より明るくなる現象（ホットスポット）が問題となり得る。このような透過型スクリーンのうち、光拡散剤とバインダー樹脂を含む光拡散層を有するタイプのものは、光拡散層中の光拡散剤の割合を増やしたり、光拡散層の厚みを厚くすることによりホットスポットを防止し得る。
【０００３】
しかし、光拡散層中の光拡散剤の割合を増やした場合、光拡散層の表面が粗面化されることにより、光拡散層の表面で外光が散乱し、コントラストが低下するという問題があった。また、光拡散層の厚みを厚くした場合、スクリーンの薄型化、軽量化に対応できない。
【０００４】
上記問題のうち、コントラストの低下は、透過型スクリーンの表面に黒色層を設けることにより解決し得る（特許文献１）。しかし、ホットスポットを防止できるまで光拡散剤の割合を増やした光拡散層上にさらに黒色層を設けた構成では、投影映像が十分な輝度を得ることができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０１８３３９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、上述の事情に鑑みなされたもので、ホットスポットの発生を防止しつつ、十分なコントラストおよび輝度を得ることができる透過型スクリーン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】
上記課題を解決する本発明の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有してなることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の透過型スクリーンは、好ましくは、前記前方散乱性フィルムは、前記黒色層とは反対側の面が実質的に平滑であることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のリアプロジェクションモニタは、好ましくは、映像表示装置に表示された表示画像を投映するプロジェクタと、前記プロジェクタからの投映光を反射する反射ミラーと、光入射面と光出射面とを有し前記ミラーからの反射光を前記光入射面で受けて結像する透過型スクリーンとを備えたリアプロジェクションモニタにおいて、前記透過型スクリーンとして、本発明の透過型スクリーンを、黒色層を光入射面側となるように配置してなることを特徴とするものである。
【００１０】
なお、本発明でいう平均粒子径とは、コールターカウンター法により算出した値のことをいう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有してなる構成を採用することから、前方散乱性フィルムと黒色層との相乗効果により、ホットスポットの発生を防止しつつ十分なコントラストを得ることができ、さらに輝度も十分なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の透過型スクリーンの一実施例を示す断面図
【図２】本発明の透過型スクリーンの他の実施例を示す断面図
【図３】本発明の透過型スクリーンの他の実施例を示す断面図
【図４】本発明のリアプロジェクションモニタの一実施例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、本発明の透過型スクリーンの実施の形態について説明する。本発明の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有してなることを特徴とするものである。
【００１４】
図１〜３は本発明の透過型スクリーン３の実施の形態を示す断面図である。本発明の透過型スクリーン３としては、図１〜３のように前方散乱性フィルム１上に黒色層２を有してなる構成があげられる。また、前方散乱性フィルム１としては、図１のように光散乱層１１の単層からなるもの、図２、３のように光散乱層１１と光透過性基材１２とからなるものなどがあげられる。
【００１５】
本発明の透過型スクリーンは、前方散乱性フィルム側から投影を行ってもよいし、黒色層側から投影を行ってもよい。なお、黒色層を視認者側とした場合、黒色層の表面で外光が散乱することによりコントラストが低下することから、黒色層側から投影を行い、前方散乱性フィルムを視認者側として用いることが好ましい。
【００１６】
前方散乱性フィルムは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上であるものを用いる。前方散乱性フィルムのヘーズは、８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。このようなヘーズが６５％以上の前方散乱性フィルムを用いることにより、後述する黒色層との相乗効果によりホットスポットの発生を防止することができる。また、前方散乱性フィルムは入射光が後方に散乱しづらいことから、投影映像を十分な輝度とすることができる。また、前方散乱性フィルムを視認者側に配置した場合、前方散乱性フィルムの表面で外光の散乱が抑制されるため、コントラストの低下を防止することができる。
【００１７】
前方散乱性フィルムは少なくとも光散乱層からなる。
【００１８】
光散乱層は、少なくとも球状微粒子と透明バインダーからなるものであり、プロジェクタから投影された光を、前方の視認者側に散乱するものである。ここで、透明バインダーとしては、透明であるとともに球状微粒子を均一に分散保持できるものであればよく、固体に限定されず液体や液晶などの流動体であってもよい。但し、光散乱層単体でスクリーンの形状を維持するためには、ガラスや高分子樹脂であることが好ましく、取り扱い性や分散安定性の観点から高分子樹脂であることが望ましい。
【００１９】
ガラスとしては、光散乱層の光透過性が失われるものでなければ特に限定されるものではないが、一般にはケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラスなどの酸化ガラスなどがあげられる。
【００２０】
高分子樹脂としては、光散乱層の光透過性が失われるものでなければ特に限定されず、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂などを用いることができる。
【００２１】
透明バインダー中に含有させる球状微粒子としては、シリカ、アルミナ、タルク、ジルコニア、酸化亜鉛、二酸化チタンなどの無機系の微粒子、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ベンゾグアナミン、シリコーン樹脂などの有機系の微粒子を使用することができる。特に、球形の形状を得やすい点で有機系の微粒子が好適である。また、本発明の課題であるホットスポットの発生を効果的に防止しうる観点から、この中でも特にポリスチレン樹脂粒子を用いることが好ましい。また、輝度を確保しつつホットスポットの発生を防止しうる観点からは、当該ポリスチレン樹脂粒子とシリコーン樹脂粒子とを混合させて用いることが好ましく、特に、両樹脂粒子を等量ずつ用いることが好ましい。
【００２２】
光散乱層中における透明バインダーと球状微粒子との含有割合は、ホットスポットを良好に防止しうる観点から、透明バインダー１００重量部に対し球状微粒子を２０重量部以上の割合で含有させることが好ましい。さらには、作業性の観点やこれ以上含有量を増やしてもホットスポットの防止性に影響がないことから、上限としては５０重量部以下とすることがより好ましい。
【００２３】
球状微粒子の粒子径としては、平均粒径で１〜１０μｍであることが好ましく、２〜６μｍであることがより好ましい。平均粒径をこのような範囲とすることにより、光散乱層に入射した光のうち後方に散乱する光を少なくすることができ、映像の輝度を十分なものとすることができる。
【００２４】
球状微粒子の粒径分布は、平均粒径が前記範囲に入っていれば特に限定されることなく、単分散性のものでよいし、多分散性のものでもよいが、映像の鮮明性をより高めるという観点からは、単分散性のものが好ましい。
【００２５】
また、透明バインダーの屈折率に対する球状微粒子の相対屈折率（球状微粒子の屈折率を透明バインダーの屈折率で割った値で、以下単に「相対屈折率」という。）ｎは、０．９１＜ｎ＜１．０９（但しｎ≠１．００）であることが好ましい。相対屈折率ｎをこのような範囲とすることにより、光散乱層に入射した光のうち後方に散乱する光を少なくさせることができ、プロジェクタから投射された映像を鮮明な画像として投映することができるようになる。
【００２６】
このような光散乱層に含まれる球状微粒子の含有量や光散乱層の厚みを調整することにより、前方散乱性フィルムのヘーズを適宜調整することができる。
【００２７】
前方散乱性フィルムは後述する黒色層とは反対側の面が実質的に平滑であることが好ましい。このような構成とすることで、前方散乱性フィルムの表面で外光が散乱し、透過型スクリーンのコントラストが低下することを防止することができる。なお、実質的に平滑とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３０μｍ以下、好ましくは０．１５μｍ以下とする。
【００２８】
前方散乱性フィルムが光散乱層の単層の場合、光散乱層から球状微粒子が突出して表面が実質的に平滑でなくなるおそれがある。したがって、光散乱層の黒色層とは反対側の面上には、表面が実質的に平滑な他の層及び／又は透明体を有することが好ましい。なお、光散乱層の単層から前方散乱性フィルムを構成する場合においても、一旦光散乱層の面上に、光散乱層と接する側の面が実質的に平滑な他の層及び／又は透明体を形成しておき、これら透明体等を前方散乱性フィルムの製造過程や使用時において除去するようにすれば、表面を実質的に平滑にすることができる。
【００２９】
光散乱層上に設ける他の層としては、例えば反射防止層、ハードコート層があげられる。光散乱層上に設ける透明体としては、光散乱層の透明バインダーとして例示したガラスを板ガラス化したものや、高分子樹脂をシート化したものを用いることができる。
【００３０】
また、本発明の前方散乱性フィルムは、透過の像鮮明度（ＪＩＳ Ｋ７１０５：１９８１）は３５％超であることが好ましい。透過の像鮮明度とは、透過法を用いて光学くし２．０ｍｍの時の最高波高〔Ｍ〕及び最低波高〔ｍ〕を読み取って次式（１）によって求めた値である。
透過の像鮮明度〔Ｃ(2.0)〕＝{Ｍ−ｍ}／｛Ｍ＋ｍ｝×１００（％） ・・・（１）
【００３１】
透過の像鮮明度は前方散乱性の尺度となるものであり、３５％超であれば後方散乱光を少なくし、投影映像の輝度を十分なものとすることができる。また、ホットスポットを防止するため、透過の像鮮明度は８０％以下であることが好ましく、５０％以下であることがより好ましい。
【００３２】
前方散乱性フィルム上に設けられる黒色層は、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む。このような黒色層は、透過型スクリーンのコントラストを良好にするとともに、上述した前方散乱性フィルムとの相乗効果でホットスポットの発生を防止することができる。
【００３３】
黒色ビーズの平均粒子径は６μｍ超〜１２μｍ以下とし、７μｍ以上〜１０μｍ未満とすることが好ましい。平均粒子径を６μｍ超とすることにより、上述した前方散乱性フィルムとの相乗効果でホットスポットを抑制することができ、１２μｍ以下とすることにより、外光が散乱することによるコントラストの低下を防止することができる。
【００３４】
黒色ビーズは、黒色顔料と樹脂とからなる。用いる黒色顔料としては、取り扱い性に優れるカーボンブラックが好ましい。樹脂としては、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、ベンゾグアナミン、シリコーン樹脂などがあげられる。これらの中でも透明性に優れるアクリル樹脂が好ましい。
【００３５】
黒色ビーズ中に占める黒色顔料の割合は、２〜２０重量％であることが好ましく、３〜１５重量％とすることがより好ましい。当該割合を２重量％以上とすることにより、微粒子のコントラストを良好なものとすることができ、当該割合を２０重量％以下とすることにより、投影映像の輝度を十分なものとすることができる。
【００３６】
黒色ビーズは例えば次のようにして製造することができる。まず、多官能ビニル単量体および単官能ビニル単量体などの重合性モノマーに黒色顔料を混合し、この混合物をロールミルやサンドミルで均一に混合する。次いで、混合物に親水性溶媒とラジカル重合開始剤を加えて粘度を下げる。次いで、別に用意した保護コロイド剤と水とからなる溶液を加える。次いで、目的とする粒子径となるまでせん断力のある高速撹拌機で撹拌を行う。次いで、内容物を通常の羽根付撹拌機を有する容器に移して加熱して溶媒の一部を除去し、更に昇温して重合反応を完結させる。次いで、重合した懸濁スラリーをろ過、水洗、乾燥することにより、黒色ビーズを得ることができる。
【００３７】
黒色層の透明バインダーとしては、透明であるとともに微粒子を均一に分散保持できるものであればよく、ガラスや高分子樹脂などの固体があげられるが、取り扱い性や分散安定性の観点から高分子樹脂が好ましい。
【００３８】
ガラスとしては、黒色層の光透過性が失われるものでなければ特に限定されるものではないが、一般にはケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラスなどの酸化ガラスなどがあげられる。高分子樹脂としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂などを用いることができる。
【００３９】
黒色層の厚みは特に制限されることはないが、３〜２５μｍとすることが好ましく、１１μｍ〜１５μｍとすることがより好ましい。黒色層の厚みを３μｍ以上とすることにより、ホットスポットの発生を防止するとともに、コントラストを向上させることができ、２５μｍ以下とすることにより輝度の低下を防止することができる。
【００４０】
黒色層中には、レベリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の添加剤を添加してもよい。
【００４１】
黒色層を形成する方法としては、黒色層の構成成分を適当な溶媒に溶解又は分散させて塗布液を調製し、当該塗布液をロールコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、エアナイフコーティング法などの公知の方法により、支持体上に塗布・乾燥させる方法、黒色層を構成する樹脂成分を溶融し、これに必要に応じて顔料などの添加剤を含有させてシート化する方法などがあげられる。このように形成した黒色層を、粘着層などを介して前方散乱性フィルムに貼り合わせることにより、本発明の透過型スクリーンを得ることができる。また、黒色層を上述した方法により、直接透過型スクリーンの表面に形成することにより、本発明の透過型スクリーンを得ることができる。
【００４２】
次に本発明の透過型スクリーンを用いたリアプロジェクションモニタについて説明する。リアプロジェクションモニタとは、液晶パネルやＣＲＴなど、パーソナルコンピュータやテレビの画像を表示する表示装置の表示画像を、プロジェクタからの反射ミラーを介して透過型スクリーンに投影するようにした装置である。本発明のリアプロジェクションモニタは、外光の散乱を抑えコントラストが良好な透過型スクリーンを用いるため、明るい場所で映像を投映する用途に適している。
【００４３】
本発明のリアプロジェクションモニタとしては、プロジェクタ、反射ミラー及び透過型スクリーンを備え、透過型スクリーンからの映像が結像するように、これら要素が幾何光学的に配置されたものであればよく、反射ミラーは単独でも複数であってもよい。
【００４４】
図４に本発明が適用されるリアプロジェクションモニタの一実施形態を示す。図示するように本実施形態のリアプロジェクションモニタ１００は、主として、透過型スクリーン１０１と、スクリーン１０１を支持する支持体１０２と、支持体１０２の下部に設置されるプロジェクタ１０３と、プロジェクタ１０３からの投映光を反射する一対のミラー、上部ミラー１０４及び下部ミラー１０５とを備えている。
【００４５】
支持体１０２は、プロジェクタ１０３が搭載される台座部１０６と、透過型スクリーン１０１を支持する支持部１０７とからなり、台座部１０６と支持部１０７は蝶番１０８によって連結されており、支持部１０７を折り畳むことができる。上部ミラー１０４は支持部１０７の上端にスクリーン１０１に対し所定の角度となるように固定され、下部ミラー１０５はプロジェクタ１０３に対し所定の角度となるように台座部１０６に固定されている。これらミラーの固定角度は、プロジェクタ１０３からの投影光が下部ミラー１０５及び上部ミラー１０４で反射されて、スクリーン１０１の背面に投映されるように調整されている。
【００４６】
透過型スクリーン１０１は、例えば、図１〜図３に示す構造を有する透過型スクリーンであって、リアプロジェクションモニタに設置する際の向きはどちらでもよいが、黒色層が投影面側（図中、上部ミラーが固定されている側）となるように固定することが好ましい。
【００４７】
このような構成において、プロジェクタ１０３からの投映光は下部ミラー１０５、上部ミラー１０４で反射された後、透過型スクリーン１０１に結像する。この際、ホットスポットが見えることもないし、外光の反射が抑制されているため、投影された映像のコントラストも良好である。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例により本発明を更に説明する。なお、「部」、「％」は特に示さない限り、重量基準とする。
【００４９】
１．黒色ビーズの合成
メタクリル酸メチル（重合後の屈折率１．４９）にカーボンブラック（ＶＵＬＣＡＮXC72R：Ｃａｂｏｔ社）を混合し、この混合物をロールミルで均一に混合した。次いで、混合物に水、ポリビニルアルコールおよびラジカル重合開始剤（アゾビスイソブチロニトリル）を加え、各実施例および比較例で用いる粒子の平均粒子径となるまで高速攪拌機（ディゾルバー）で撹拌を行った。次いで、内容物を通常のプロペラ式撹拌機を有する容器に移して６５〜７５℃の間で５０分間保持して重合させた。次いで、重合した懸濁スラリーをろ過、水洗、乾燥して黒色ビーズを得た。
なお、メタクリル酸メチルおよびカーボンブラックの混合比率は、各実施例および比較例で用いる黒色ビーズの混合比率とした。
【００５０】
２．透過型スクリーンの作製
［実施例１］
前方散乱性フィルムとして、２枚のポリエステルフィルムの間に光散乱層が挟まれてなり、一方のポリエステルフィルム上にハードコート層、他方のポリエステルフィルム上に粘着層、セパレータを有してなる前方散乱性フィルム（ディラッドスクリーンT90：きもと社、ヘーズ９０％、セパレータ面のＲａ：０．１μｍ、像鮮明度３７％）を準備した。当該前方散乱性フィルムのハードコート層上に、下記処方の黒色層塗布液を、乾燥後の厚みが１２μｍとなるように塗布、乾燥して黒色層を形成し、実施例１の透過型スクリーンを得た。
【００５１】
＜黒色層塗布液＞
・アクリル樹脂 １２部
（アクリディックA817：ＤＩＣ社）
（固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２．６部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社）
（固形分６０％）
・黒色ビーズ ３部
（カーボンブラック５重量％、平均粒径８μｍ）
・希釈溶剤 ２２．５部
【００５２】
［実施例２］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径１０μｍのものに変更し、黒色層の厚みを１７μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例２の透過型スクリーンを得た。
【００５３】
［実施例３］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径１２μｍのものに変更し、黒色層の厚みを２２μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例３の透過型スクリーンを得た。
【００５４】
［比較例１］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径５μｍのものに変更し、黒色層の厚みを８μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして比較例１の透過型スクリーンを得た。
【００５５】
［比較例２］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径１４μｍのものに変更し、黒色層の厚みを２７μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして比較例２の透過型スクリーンを得た。
【００５６】
［比較例３］
前方散乱性フィルムを、２枚のポリエステルフィルムの間に光散乱層が挟まれてなり、一方のポリエステルフィルム上にハードコート層、他方のポリエステルフィルム上に粘着層を有してなる前方散乱性フィルム（ディラッドスクリーンT60：きもと社、ヘーズ６０％、セパレータ面のＲａ：０．１μｍ、像鮮明度８８％）に変更以外は、実施例１と同様にして比較例３の透過型スクリーンを得た。
【００５７】
［比較例４］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径５μｍのものに変更し、黒色層の厚みを８μｍに変更した以外は、比較例３と同様にして比較例４の透過型スクリーンを得た。
【００５８】
［比較例５］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径１４μｍのものに変更し、黒色層の厚みを２７μｍに変更した以外は、比較例３と同様にして比較例５の透過型スクリーンを得た。
【００５９】
［比較例６］
ポリエステルフィルム上に表面が非平滑の光拡散層を有する光拡散フィルム（ライトアップＧＭ３：きもと社、ヘーズ９１％、光拡散層のＲａ：４μｍ、像鮮明度３５％）を準備した。次いで、光拡散フィルムのポリエステルフィルム側に、実施例１と同様の黒色層を形成し、比較例６の透過型スクリーンを得た。
【００６０】
［比較例７］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径５μｍのものに変更し、黒色層の厚みを８μｍに変更した以外は、比較例６と同様にして比較例７の透過型スクリーンを得た。
【００６１】
［比較例８］
黒色ビーズを、カーボンブラック５重量％、平均粒径１４μｍのものに変更し、黒色層の厚みを２７μｍに変更した以外は、比較例６と同様にして比較例８の透過型スクリーンを得た。
【００６２】
３．評価
実施例１〜３および比較例１〜８で得られた透過型スクリーンについて、以下の項目の評価を行った。スクリーンに投影するプロジェクタはセイコーエプソン社の製品名ＥＬＰ−８０００を用い、黒色層側から投影を行った。結果を表１に示す。
【００６３】
（１）ホットスポット
スクリーンに全黒画像を投影した。その際、プロジェクタの光源がまったく透けて見えなかったものを「○」、光源は透けて見えないが局部的に明るいものを「×」、光源が透けて見えたものを「××」とした。
（２）コントラスト
スクリーン面の照度が５００ｌｘとなるような環境下において、コントラストを測定した。コントラストは、白表示（明表示）の明るさと黒表示（暗表示）の明るさとの比とした。また、コントラストが１０以上のものを「◎」、８以上１０未満を「○」、８未満を「×」とあわせて表記した。
（３）輝度
１ｍの距離から液晶プロジェクタ（ＥＬＰ−８１００：エプソン社）により全白画面を投影し、輝度計（ＢＭ−７：トプコン社）により、正面方向の輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。５０００（ｃｄ／ｍ２）以上のものを「○」、５０００（ｃｄ／ｍ２）未満のものを「×」とした。
【００６４】
【表１】
【００６５】
実施例１〜３の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有することから、ホットスポット、コントラスト、輝度のいずれも良好であった。特に、実施例１の透過型スクリーンは、黒色ビーズの平均粒子系が７μｍ以上〜１０μｍ未満の範囲であることから、ホットスポットを防止しつつ、黒色層表面での外光反射を抑えることができ、コントラストが特に良好なものであった。
【００６６】
比較例１、２の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルムを用いているものである。しかし、比較例１のものは、黒色ビーズの平均粒子系が５μｍであるためホットスポットを防止できず、比較例２のものは、黒色ビーズの平均粒子系が１４μｍであるため、黒色層表面の外光反射によりコントラストが十分なものではなかった。
【００６７】
比較例３〜５の透過型スクリーンは、前方散乱性フィルムを用いているものの、前方散乱性フィルムのヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６０％のものである。したがって、何れのものもホットスポットを防止することができず、また、光の散乱不足で白表示が弱く、コントラストが十分なものではなかった。
【００６８】
比較例６〜８の透過型スクリーンは、前方散乱性フィルムを用いず、光拡散層を用いているものである。したがって、光拡散層の後方散乱のため、投影映像の輝度が十分でないものであった。
【００６９】
４．透過型スクリーンの作製
［実施例４］
厚み７５μｍのポリエステルフィルム（コスモシャインA4300：東洋紡績社）上に、下記処方からなる光散乱層塗布液を、乾燥後の厚みが３５μｍとなるように塗布、乾燥して光散乱層を形成し、当該光散乱層上に、厚み７５μｍのポリエステルフィルム（コスモシャインA4300：東洋紡績社）を積層した。次いで、一方のポリエステルフィルム上に下記処方からなるハードコート層塗布液を、乾燥後の厚みが５μｍとなるように塗布、乾燥してハードコート層を形成し、他方のポリエステルフィルム上に下記処方からなる粘着層塗布液を、乾燥後の厚みが１０μｍとなるように塗布、乾燥して粘着層を形成し、当該粘着層上にセパレータを有してなる前方散乱性フィルム（ヘーズ９０％、セパレータ面のＲａ：０．１μｍ、像鮮明度３７％）を準備した。
【００７０】
＜光散乱層塗布液＞
・ウレタン系樹脂 １００部
（タケラックA-971：三井化学社）
（屈折率１．５０、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ７．６部
（タケネートA-3：三井化学社）
（固形分７５％）
・シリコーン樹脂粒子 ２０部
（トスパール120：ジーイー東芝シリコーン社）
（屈折率１．４４、平均粒径２．０μｍ）
【００７１】
＜ハードコート層塗布液＞
・紫外線硬化性樹脂 ３０部
（ユニディック17-806：ＤＩＣ社、固形分８０％）
・光重合開始剤 １部
(イルガキュア651：チバ・ジャパン社)
・メチルエチルケトン ３５部
・トルエン ３５部
【００７２】
＜粘着層塗布液＞
・アクリル系樹脂 １００部
（オリバインBPS1109：東洋インキ製造社）
（屈折率１．４７、固形分４０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２．４部
（オリバインBHS8515：東洋インキ製造社、固形分３８％）
・酢酸エチル １００部
【００７３】
次いで、当該前方散乱性フィルムのハードコート層上に、実施例１と同様の処方からなる黒色層塗布液を、乾燥後の厚みが１２μｍとなるように塗布、乾燥して黒色層を形成し、実施例４の透過型スクリーンを得た。
【００７４】
［実施例５］
実施例４で用いた光散乱層塗布液のうち、シリコーン樹脂粒子の添加量を１０部に変更し、別途ポリスチレン樹脂粒子（テクポリマーSBX-6：積水化成品工業社、屈折率１．５９、平均粒径６．０μｍ）を１０部添加した以外は実施例４と同様にして、実施例５の透過型スクリーンを得た。
【００７５】
［実施例６］
実施例４で用いた光散乱層塗布液のうち、シリコーン樹脂粒子をポリスチレン樹脂粒子（テクポリマーSBX-6：積水化成品工業社、屈折率１．５９、平均粒径６．０μｍ）２０部に添加した以外は実施例４と同様にして、実施例６の透過型スクリーンを得た。
【００７６】
５．評価
実施例４〜６で得られた透過型スクリーンについて、以下の項目の評価を行った。スクリーンに投影するプロジェクタはセイコーエプソン社の製品名ＥＬＰ−８０００を用い、黒色層側から投影を行った。結果を表２に示す。
【００７７】
（１）ホットスポット
スクリーンに、全黒画像よりもホットスポットが見え易い全白画像を投影した。その際、プロジェクタの光源がまったく透けて見えなかったものを「◎」、光源は透けて見えないが局部的に明るいものを「○」、光源が透けて見えたものを「×」とした。
（２）コントラスト
スクリーン面の照度が５００ｌｘとなるような環境下において、コントラストを測定した。コントラストは、白表示（明表示）の明るさと黒表示（暗表示）の明るさとの比とした。また、コントラストが１０以上のものを「◎」、８以上１０未満を「○」、８未満を「×」とあわせて表記した。
（３）輝度
１ｍの距離からスクリーンに全白画像を投影し、輝度計（ＢＭ−７：トプコン社）により正面方向の輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。４５００（ｃｄ／ｍ２）以上のものを「○」、３５００（ｃｄ／ｍ２）以上４５００（ｃｄ／ｍ２）未満のものを「△」、３５００（ｃｄ／ｍ２）未満のものを「×」とした。
【００７８】
【表２】
【００７９】
実施例４〜６の透過型スクリーンは、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有することから、ホットスポット、コントラスト、輝度のいずれも良好であった。
【００８０】
特に、実施例５の透過型スクリーンは、上述したように光散乱層中に球状微粒子としてシリコーン樹脂粒子及びポリスチレン樹脂粒子を等量ずつ含有させてなるものであるため、輝度を維持しつつホットスポットを効果的に防止しうるものであった。
【００８１】
また、実施例６の透過型スクリーンは、上述したように光散乱層中に球状微粒子としてポリスチレン樹脂粒子のみを含有させてなるものであるため、ホットスポットを特に効果的に防止しうるものであった。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・・前方散乱性フィルム
１１・・・光透過性基材
１２・・・光散乱層
２・・・・黒色層
３・・・・透過型スクリーン
１００・・リアプロジェクションモニタ
１０１・・透過型スクリーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有してなることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
前記前方散乱性フィルムは、前記黒色層とは反対側の面が実質的に平滑であることを特徴とする請求項１記載の透過型スクリーン。
【請求項３】
映像表示装置に表示された表示画像を投映するプロジェクタと、前記プロジェクタからの投映光を反射する反射ミラーと、光入射面と光出射面とを有し前記ミラーからの反射光を前記光入射面で受けて結像する透過型スクリーンとを備えたリアプロジェクションモニタにおいて、前記透過型スクリーンとして、請求項１又は２記載の透過型スクリーンを、黒色層を光入射面側となるように配置してなることを特徴とするリアプロジェクションモニタ。
【請求項１】
ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が６５％以上である前方散乱性フィルム上に、平均粒子径６μｍ超〜１２μｍの黒色ビーズとバインダー樹脂とを含む黒色層を有してなることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
前記前方散乱性フィルムは、前記黒色層とは反対側の面が実質的に平滑であることを特徴とする請求項１記載の透過型スクリーン。
【請求項３】
映像表示装置に表示された表示画像を投映するプロジェクタと、前記プロジェクタからの投映光を反射する反射ミラーと、光入射面と光出射面とを有し前記ミラーからの反射光を前記光入射面で受けて結像する透過型スクリーンとを備えたリアプロジェクションモニタにおいて、前記透過型スクリーンとして、請求項１又は２記載の透過型スクリーンを、黒色層を光入射面側となるように配置してなることを特徴とするリアプロジェクションモニタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２５０２８８（Ｐ２０１０−２５０２８８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４７２６０（Ｐ２０１０−４７２６０）
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００１２５９７８）株式会社きもと (167)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００１２５９７８）株式会社きもと (167)
【Ｆターム（参考）】
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