JPH0273242A - 光透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光透過型スクリーンに関し、特に画像のコン
トラストを良好にすべくスクリーン観察側表面での外光
の反射を抑え、かつ広い視野角をもつよ５に改良された
光透過型スクリーンに関する。

〔従来の技術〕

光透過スクリーンにおいて、視野角を広げるため、レン
チキュラーレンズ単位に全反射面を持たせるものは、従
来から知られている。（ＵＳＰ−３，２１８，９２４号
） またスクリーン観察側表面での外光反射による画像のコ
ントラスト低下を防ぐためレンチキュラーレンズ表面の
光不透過部に黒色の外光吸収部分を形成する事が従来か
ら行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

スクリーン表面での外光反射を低減させるだめの光吸収
部の形成は、一般には黒色系塗料の塗装により行われる
。レンチキュラーレンズ単位に含まれる全反射面は光不
透過部であるが、この全反射面に塗料を直接塗布すると
、レンズ基材と塗料との屈折率差が小さい場合にはレン
ズ透過光が全反射せず、塗料部に吸収されスクリーン視
野角の低下を引きおこす。

レンズ全反射面と黒色塗料層の間に、低屈折率層を形成
し、レンズ基材と低屈折率層との界面で全反射をおこさ
せる方法があるが、手間のかかる工程を含み、収率良く
スクリーンを量産する事は難しい。

また、光吸収性の糸状物を溝型の全反射面に設置する方
法も開示されているが、糸状物を溝面に固定するため、
糸状物のまわりに接着剤を付着させなければならず、一
般的にスクリーン基材と接着剤との屈折率差は小さいの
で、全反射効率が低下するという問題を含んでいる。

また、溝壁の全反射面に吸光性粒子を充填し、粒子を外
皮で保持する方法も開示されている。

（特開＠６０−１５９７３４号）しかし、吸光性粒子を
溝内に均一に充填する事は難しく、吸光粒子によるスト
ライブの太さが一定とならなかったり、不用部に残存す
る吸光粒子を拭き取る際、粒子が引きずられ、充填が不
均一になるなどスクリーンとしての外観を損なう問題点
をもって（・る。また不用部粒子の拭き取りが不十分な
場合には、スクリーン透過光を一部遮へいするためスク
リーンの輝度を低下させるという問題点を含んでいる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の課題を解決する事を目的としてなされ
た。本発明者らは鋭意研究の結果、特定範囲の密度およ
び平均粒径なもつ球状粒子と吸光性樹脂との混合物は、
レンチキュラーレンズ単位の全反射面において、レンズ
透過光を効率よく全反射させることを見出し、本発明を
完成するに到った。

すなわち、本発明は、 縦方向に延びるレンチキュラーレンズが観察ｆ１３に形
成されている光透過型スクリーンにおいて、レンチキュ
ラーレンズを構成するレンズ単位８１Ｃは投影光を全反
射させる全反射面７が設けられていて、隣り合う全反射
面７により溝１１が形成され、溝１１には、密度０．９
〜１．２Ｌら３であり平均粒径１〜３０μの球状粒子５
と、吸光性樹脂６との均一な混合物が充填されているこ
とを特徴とする光透過温スクリーン を提供するものである。このスクリーンにおいては投影
側２にフレネルレンズを設けることもできる。

第１図は本発明スクリーンの使用例を示す斜視図である
。第２図は本発明に用いられるレンチキュラーレンズ単
位と全反射面により形成された溝Ｋ、球状粒子と吸光性
樹脂の混合物を充填したものの一例を示す図である。

このレンズ単位形状は、同一出願人が特開昭６３−３１
９２６号において示したものである。

本発明は、レンチキュラーレンズ単位８に設けられた全
反射面７により形成される溝１１１Ｃ充填される混合物
に特徴を持たせたものである。溝の形状、大きさは常識
的の範囲内にて設定され得る。

この混合物はレンズ透過光に対しては全反射させる機能
を持ち、視野角の広いスクリーンの設計を可能にしてい
る。また観察側外光に対しては光吸収の機能を持ち、よ
り明瞭な画像を与えるスクリーンの設計を可能にしてい
る。しかも本発明は、レンチキュラー側スクリーン表面
に、該混合物を溶剤と混合した塗料状物として直接スク
リーン上ＶＣ塗布し、不要部を拭き取った後、乾燥によ
り溶剤を除去する等の簡易な方法で、該混合物を溝に充
填することができるという特徴を持っている。

屈折率の異なる媒質が接する界面で、光線が全反射する
時の臨界角θＣは、スネルの法則により、θｃ　＝　ａ
ｒｃｓｌｎ（ｎ２Ａ）　（ただしｎｌ＞ｎ、）で表わさ
れる。従って、屈折率がｎ、のスクリーン基材中を進行
した光線は、屈折率がｎ、の媒質との界面において、界
面への入射角が臨界角０ｃよりも大きい場合は、全反射
して、更にスクリーン基材中を進むことになる。

本発明において、スクリーン全反射面には、球状粒子と
、吸光性樹脂との混合物が接しているが、全反射面には
球状粒子が点接触のような、最小の面積で接している。

吸光性樹脂は、球状粒子の粒子間を充填しているが、ス
クリーン全反射面には直接は接していない。吸光性樹脂
６と全反射面７との間隙には可視領域の波長をもつ光線
を全反射させるに必要な最小限の厚みを少くとも持って
いる空気層９が形成されている。この空気層９は、球状
粒子と吸光性樹脂との混合物を塗布する際に混合された
溶剤を乾燥除去した際に形成されるものである。図３に
全反射面界面の状態を示す。

本発明におけるスクリーン用基材としては、アクリル樹
脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン
系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの透明性樹脂を用い
ることができる。中でもアクリル樹脂が、透明性、耐候
性、および表面耐擦傷性の面から好ましい。レンチキュ
ラーレンズの成形法としては加熱プレス、押出成形ある
いは射出成形など通常の成形法が用いられる。

また本発明のスクリーンの光拡散性を高めるため、基材
となる透明性樹脂に無機系あるいは有機系の光拡散剤を
添加してもよい。

本発明において、光拡散剤の覆類等は特に制限はなく、
例えば、無機系としては、炭酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、酸化チタン、二酸化珪素、フッ化カル７ウム、タル
ク、ガラスピーズ等があり、有機系としては、スチレン
樹脂、メチルメタクリレート／アクリル酸エステル／芳
香族ビニルモノマーを主成分とする架橋ポリマー等があ
り、いずれも単独もしくは２種以上の組合せで利用でき
る。

この中でも望ましいのは、平均粒径１０〜１００μのメ
チルメタクリレート／アクリル酸エステル／芳香族ビニ
ルモノマーを主成分とする架橋ポリマー、炭酸カルシウ
ム、石英粉、硫酸バリウム、ガラスピーズ等である。

またスクリーンの商品価値を高めるため、着色剤、光安
定剤、熱安定剤その他の添加剤を配合し℃もよい。

本発明のスクリーンにおいてレンズ全反射面により形成
される溝部に充填される混合物成分のうち、球状粒子と
しては、密度０．９〜１．２９／ｃｖＬ”、平均粒径１
〜３０寿である事が均一な充填を行う上で好ましい。中
でも密度０．９０〜０．９８　ｇ□１、平均粒径２〜１
０μであることが最も好ましい。

密度がｘ、２１／ａｔｌを越える場合には、球状粒子と
吸光性樹脂との混合物を溶剤と混合し塗料状物とした時
に、球状粒子が沈澱し、経時的に安定した性状を保ち難
い。また密度が０．９０　ｇ／ｃ♂未滴の球状粒子は現
在入手が困難であるが本発明の目的を達成し得る範囲に
おいて０　、９　Ｅ　／ｃａｔ”以下のものも用い得る
。

また平均粒径が３０μを越えると、溝部へ、球状粒子と
吸光性樹脂との混合物を塗布し、不要部を拭き取る際、
均一に拭き取り難く、溝部への充填が不均一になる。ま
た、平均粒径が１μ未満のものは現在入手が困難である
ので１ｐを下限とした。

ここで、平均粒径とは、横軸に粒径、縦軸Ｋ　−定粒径
までの粒子体積の累計をプロットした積分曲線において
、体積累計５０％に対応する粒径を指すものであり、コ
ールタ−カウンター（米国、コールタ−エレクトロニク
ス社）等の装置を用いて求めることができる。

本発明において、球状粒子の形状は不定形でないことが
溝部への均一な充填を行う上で必要である。ダ円形状な
いし真球形状にわたる形態が好ましく、中でも真球形状
またはこれに近い形状が最も好ましい。

球状粒子の素材としては、特に制限はないが、有機系ポ
リマーが一般的に好ましい。例えば、エチレン、スチレ
ン、メタクリル酸メチルなどのビニルモノマーの単独重
合体または共重合体が挙げられる。このうち、密度の上
で最も好ましいのはポリエチレンである。

本発明のスクリーンにおいて、レンズ全反射面により形
成される溝部に充填される混合物成分の５ち、吸光性樹
脂としてはシリコン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ
樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂などの
汎用樹脂を単独または、混合体で用いる事ができる。ま
た吸光性をもたせるため、樹脂にはカーボンブラックあ
るいは着色性の顔料、染料を均一に分散させることがで
きる。また均一に分散させるため、溶剤、消泡剤などの
補助材料を用いることができる。

球状粒子と吸光性樹脂との混合においては、球状粒子の
割合が大きいと、全反射性能は良好であるが、スキージ
−拭き取り時に溝部への充填が不均一になり易く、また
吸光性能も下る。逆に球状粒子の割合が小さいと、全反
射性能が低下する。

全反射性能を保持しつつ、溝部への充填も均一で、吸光
性能も持つためＫ、球状粒子と吸光性樹脂との混合比は
、重量比で３／１〜１／３の範囲であることが好ましい
。混合は、通常の撹拌機あるいはロール等を用いて、十
分に混合させ球状粒子が均一分散されていることが好ま
しい。

レンチキュラーレンズ側表面の溝部に、球状粒子と吸光
性樹脂との混合物を充填する方法は、該混合物を適当な
溶剤で粘性のある塗料状物セした後、スクリーン上に直
接印刷するものである。すなわち、球状粒子と吸光性樹
脂との混合物に溶剤を加え、適当な粘度例えば５０〜５
００ボイズ、好ましくは１５０〜３５０ボイズの粘度を
もった塗料状物とした後、スクリーンのレンチキュラー
側表面に塗布し、スクリーン印刷に用いられるウレタン
ゴム類のスキージ−で不要部の塗料状物をかき取ること
Ｋより溝部に均一に塗料状物を充填することができる。

更に、スクリーンを例えば、６０〜８０℃で１０〜６０
分間加熱することにより、溶剤が蒸発し、残留固型分が
スクリーン溝部に固化し、固定される。

実施例１ 以下に実施例により本発明を説明するが、これらは本発
明を限定するものではない。

（１）　　光拡散板 撹拌器、還流冷却器、窒素ガス導入口のついた反応容器
に次の化合物を仕込んだ。

■　メチルメタクリレート　　　　４０重量部■　ブチ
ルアクリレート　　　　　３０ｘ量部０　スチレン　　
　　　　　　　　３０重量部■　アリルメタクリレート
　　　　１．５重量部■　ｔ−ドデシルメルカプタン　
　０．３重量部■　アゾビスイソブチロニトリル　０．
５重量部■　ポリビニルアルコール　　　　３６０重量
部■　水　　　　　　　　　　　　２００重量部容器内
を十分に窒素ガスで置換した後、上記化合物の混合物を
十分に撹拌しながら７０℃まで加熱し、窒素ガス中で重
合を進めた。４時間後に９０℃まで昇温し、９０℃に１
時間保持して重合を完了させた。重合終了後、脱水、水
洗、乾燥して粒状ビーズを得た。得られたビーズを篩別
し、平均粒径４８μの有機架橋ポリマー粒子を得た。

デルペラ）７０Ｈ（旭化成工業〔株〕製）ＶＣ１得られ
た光拡散剤を５重量５加え、押出機で加熱混線後（樹脂
温度２５０℃）、ダイスから出た溶融樹脂をロール間に
通し、冷却して６１０Ｘ４６０Ｘ３龍の光拡散板を得た
。

（２）　　レンチキュラーレンズ、フレネルレンズの成
形 （１）にて製造された基板を下記に示すレンチキュラー
レンズ金型、フレネルレンズ金型の間に基板を配し、加
熱プレスで成形温度１６０℃、成形時間１０分、成形圧
力３０νｄの条件で成形した後、１０分間水冷して成形
品を得た。

レンチキュラーレンズ単位：第４図 フレネルレンズ　　　　　：ピツチ　０．５絽焦点距離
　１０００　ｍ （３）外光吸収層の形成 （実施例１用） （２）で作製したスクリーン成形用のレンチキュラーレ
ンズ表面全面Ｋ、密度０．９２９／ａｎ’の低密度ポリ
エチレン製で平均粒径５．２μの真球状粒子１に鉄化学
製フロービーズＬＥ−１０８０）と、エマルジョン系シ
リコン樹脂（有効成分４５　ｗｔ％）と黒色焼成顔料と
を２：２二１の重量比で十分撹拌混合し、溶剤を適量加
えて粘度２００ボイズの塗料状物に調整したものを塗布
した。

更にウレタンゴム類のスキージ−で外光吸収層に相当す
る部分以外をかき取り、熱風乾燥機中で８０℃で３０分
間加熱し、均一な線巾の外光吸収層を形成した。

（比較例１用） フッ化ヒニリデン：テトラフルオロエチレン＝８０：２
０を用い、メチルイソブチルケトンに溶解させたものを
、スプレー法にて全面に塗布した。

外光吸収層に相当する部分以外をスキージ−にてかきと
り、熱風乾燥機中で乾燥した、その後、武蔵塗料社製プ
ラエース７１６　ＡＭをスプレー法にて全面に塗布し、
外光吸収層に相当する部分以外をスキージ−にてかきと
り、熱風乾燥機中で乾燥して外光吸収層を形成した。

（比較例２月） 武蔵塗料社製プラエース７１６ＡＭをスプレー法にて全
面に塗布し、外光吸収層に相当する部分以外をスキージ
−にてかきとり、熱風乾燥機中で乾燥して外光吸収層を
形成した。

（４）　　評価 以上のような方法で作製された透過型スクリーンのフレ
ネルレンズ側からコリメータにて平行光線を入射し、輝
度計（ミノルタ製ｎｔ−１／３’Ｐ）を用いて輝度分布
を測定した。

また、投影機にＴＷＴＮ　ＣＡＢＩＮ　５ＵＰＥＲ（キ
ャビン工業製ランプ：３ＱＯＷレンズｐ３ｆ５０Ｂ）を
用い、螢光灯照明下の室内にて第６図に示す白黒パター
ン１２のスライドの像を作製した透過型スクリーンに投
影した。そして、スクリーン上の白部分と点部分の輝度
を測定し、両者の比からコントラストを求めた。

（５）結果 実施例１および比較例１．２の輝度分布の測定結果を第
５図に示す。これより、実施例１のスクリーンは、最も
相対輝度が高く、半値角も大きいことがわかった。すな
わち、レンチキュラーレンズ全反射面において、全反射
させる機能が最も優れている事がわかった。

また、実施例１のコントラストは８０であり、比較例の
ものも８０であり、同等のコントラストであることがわ
かった。

外光吸収層の形成方法は、実施例１のものが比較例１の
ものに比較し、簡易である。すなわち、実施例１ではレ
ンチキュラーレンズ表面へ塗料状物を直接塗布できるの
に対し、比較例１では、フッ素系化合物を含む低屈折率
層を塗布し、更に乾燥させた後に、外光吸収用塗料を塗
布するため工程に手間を要し、収率よく、外光吸収層を
もつスクリーンを量産することが難しい。

以上の結果より、実施例１のスクリーンは、比較例１の
ものに比べ、外光吸収層の形成方法が簡易である点にお
いて優れており、また、輝度分布性能についても優れて
いることがわかった。

また実施例１のスクリーンは、比較例２のものに比べ、
外光吸収層の形成方法については、同等であるが、輝度
分布性能については、大巾に優れていることがわかった
。

実施例２〜９ 実施例１と同様の光拡散板で、同様の金型を用いてスク
リーンを成形した。更に、レンチキュラーレンズ表面全
面に表１に示すような、球状粒子と吸光性樹脂の混合物
を塗布し、スキージ−で外光吸収層に相当する部分以外
をかき取り、外光吸収層を形成した。

上記方法で得られたスクリーンの性能を第１表に示す。

全反射性が良とは、実施例１と同程度の輝度分布性能が
得られることを示す。また印刷適性が良とは、ムラの目
立たない外光吸収層ストライプが形成されることを示す
。

（発明の効果） 本発明の光透過をスクリーンは、簡易な方法で形成しう
る外光吸収量をもち、しかも該外光吸収層は、レンズ透
過光を効率よ（全反射させる機能をもっている。従って
、本発明によりコントラストが良好で視野角の広いスク
リーンを簡易な方法で作製する事が可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明スクリーンの使用例を示す斜視図である
。工は光源、２はスクリーン投影側面、３はスクリーン
観察側面、４は観察者を示す。 第２図は本発明に用いられるレンチキュラーレンズ単位
と全反射面により形成された溝部に１球状粒子と吸光性
樹脂の混合物を充填したものの一例を示す図である。５
は球状粒子、６は吸光性樹脂、７は全反射面、８はレン
ズ単位、１１は溝を示す。 ８３図はレンチキュラーレンズ全反射面と球状粒子及び
吸光性樹脂混合物との界面の状態を示す図である。７は
全反射面、９は空気層、１０はレンチキヱラーレンズ部
を示す。 第４図はレンチキュラーレンズ単位の一例を示すもので
ある。第５図は輝度分布の測定結果を示すものである。 第６図はスクリーンコントラスト測定のための白黒パタ
ーンを示すものである。 特許出麩　旭化成工業株式会社 嬉 図 第２図 第４ 図 第５図 ａ野角 ｅｇ 第３図 第６ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）縦方向に延びるレンチキュラーレンズが観察側に
   形成されている光透過型スクリーンにおいて、レンチキ
   ュラーレンズを構成するレンズ単位には投影光を全反射
   させる全反射面が設けられ、隣り合う全反射面により溝
   が形成され、溝には密度０．９〜１．２ｇ／ｃｍ＾３、
   平均粒径１〜３０μの球状粒子と吸光性樹脂との均一な
   混合物が充填されている光透過型スクリーン
2. （２）投影側にフレネルレンズが形成されている請求項
   第１項に記載の光透過型スクリーン