JPH07199355A

JPH07199355A - 反射型偏光スクリーン

Info

Publication number: JPH07199355A
Application number: JP5350201A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tsunematsu; 隆恒松; Masao Uetsuki; 正雄植月
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】視野角の最適化と輝度の均一化を実現し、ま
た、映像品位や耐久性も高める。【構成】偏光繊維１２と非偏光繊維１１からなり、偏
光繊維１２の多くが露出した表面と非偏光繊維１１の多
くが露出した裏面を備えた繻子織りにより製織された偏
光織布１を使用し、繊維軸に対し垂直な偏光繊維断面の
表面側をほぼ直線状に形成するとともに、偏光織布１の
表裏両面に透明樹脂層２を設け、さらに、その裏面側透
明樹脂層２の外面に光反射用金属層３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示器を備えた液
晶映像システムなどに利用される反射型偏光スクリーン
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶映像システムは、ブラウン
管映像システムと比較して、（１）小型であるため、比較的狭い空間に設置できる。（２）軽量であるため、移動し易い。（３）デジタル映像であるため、画像処理が良好に行え
る。などの利点を有している。

【０００３】しかしながら、通常の液晶映像システムで
は、ハロゲン化金属光源で発生した非偏光性の白色光を
２色性プリズムにより３原色に分割した後、光吸収型の
直線偏光子で直線偏光に変換して液晶ライトバルブに入
射させ、映像信号で変調された電圧を印加して直線偏光
の偏波（電界振動）面を回転させ、この後、検光（直線
偏光）子を介して所定の偏波面回転角成分をスクリーン
に出射させる方法によって映像が作られるため、光の損
失量が大きく、また、光の利用効率も悪い。従って、照
明光などがスクリーン上で強く反射する環境下において
は、映像コントラストが不足し、特に、大画面の液晶投
射映像については暗室で見ることを余儀なくされてい
る。

【０００４】そこで、スクリーン上において、映像光は
損わずに、照明光の反射量を軽減することにより、映像
コントラストを高める手段として、次のような各種技術
が提案されている。偏光子と１／４波長板とを積層し、
スクリーンに入射した外光の出射を防ぐ技術（米国特許
２，３６２，５７３号）。照明光源を偏光子で覆うとと
もに、透過偏光の電界振動面を該偏光子と直交させた偏
光子でスクリーンを覆う技術（米国特許２，７９３，３
６１号）。映像光源を偏光子で覆うとともに、透過偏光
の電界振動面を該偏光子と一致させた偏光子でスクリー
ンを覆う技術（米国特許３，３１９，５１９号）。映像
光源を偏光子で覆うとともに、透過偏光の電界振動面を
該偏光子と一致させた偏光子でスクリーンを覆い、さら
に、透過偏光の電界振動面を前記偏光子と一致させた偏
光子で照明光源を覆う技術（特開昭５０−９８８３１号
公報）。

【０００５】また、他に、液晶映像の検光子をスクリー
ンの表面に配設する技術（特開昭５１−７１６９７号公
報）。透過偏光の電界振動面を液晶映像の直線偏光と一
致させた偏光ビームスプリッタアレイをスクリーンの表
面に配設する技術（特開平３−２８７２４４号公報）。
液晶パネルで生成する３原色の波長分散に適応した光吸
収特性を有する偏光子をスクリーンの表面に配設する技
術（特開平４−６３３３３号公報）。微細偏光子と微細
吸光体の交互アレイをスクリーンの表面に配設する技術
（特開平４−２９１２７号公報）なども知られている。

【０００６】一方、明るい環境下で液晶映像を鮮明に見
ることができるスクリーンを実用化するためには、以上
のように映像コントラストを高めるだけではなく、スク
リーンの大画面化が容易であること、また、このスクリ
ーンが高い巻取性を有することなども要求される。そこ
で、これら各種条件を総合的に改善する手段として、偏
光レンズアレイ機能を備えた偏光織布でスクリーンを形
成する技術が開発されている（特開平５−１９７０２６
号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の偏光
織布を反射型偏光スクリーンとして利用し、その前方に
設置された投写器からスクリーンに投写された映像を、
多くの観視者が横並びで観視するとき、両端寄りの観視
者が良好な映像を見られない問題がある。その主な理由
は、上記スクリーンに横断面円形の偏光繊維を用い、こ
のような偏光繊維は、出射光の輝度分布が適正化でき
ず、映像強度が低下し、しかも、映像の輝度が不均一だ
からである。また、上記スクリーンによれば、その偏光
繊維の間から映像光が漏洩して映像品位が低下したり、
耐久性が悪い問題もあった。

【０００８】本発明は、以上のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、視野角を最適として映像の輝
度を均一化し、しかも、映像品位や耐久性も高めること
ができる反射型偏光スクリーンを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の反射型偏光スクリーンは、偏光繊維と非偏
光繊維の一方を経糸、他方を緯糸として繻子織りにより
製織され、偏光繊維の多くが露出した表面と非偏光繊維
の多くが露出した裏面を備えた偏光織布からなり、繊維
軸に対し垂直な偏光繊維断面の表面側がほぼ直線状に形
成され、裏面側がほぼ楕円状に形成されるとともに、偏
光織布の表裏両面に透明樹脂層が設けられ、さらに、そ
の裏面側透明樹脂の外面に光反射用金属層が設けられて
いる。

【００１０】繊維間隙からの漏光による映像品位の低下
に関する問題は、織組織を偏光繊維の織密度が高い繻子
織りにして製織後、カレンダー加工を施して繊維を押し
潰し、偏光繊維同士を密着させることによって解決され
る。

【００１１】また、光量が乏しい映像のコントラスト、
視野角、再帰性などを増強する場合には、所定の視野角
内における輝度が均一になると共に、この視野角外では
輝度が零になるスクリーンが理想的である。繊維の断面
構造は、適度のカレンダー加工（例えばゴムロールと加
熱した金属ロールによる加圧）を偏光織布の両面に施す
と楕円レンズ状になるが、片面（表面側）のみに施すと
平凸レンズ状になり、いずれも視野角と再帰性の制御に
役立つ。繊維の断面構造は映像の視野角に関係し、円形
である場合には出射光の輝度分布が適正化されないのに
対して、楕円形では視野角は適度に拡張されるが、視野
角零度（正面）における映像の輝度がやや強過ぎる。断
面形状を表面が平ら（直線状）で裏面が楕円状の半楕円
形にすると、視野角の最適化と輝度の均一性が同時に実
現される。

【００１２】カレンダー加工に引き続いて偏光織布の両
面を比較的柔軟な透明樹脂で適度に被覆すると、繊維間
の谷間が埋められ、視野角と再帰性が改良されて理想状
態に近付く。透明樹脂による偏光繊維の被覆は、後続の
スクリーン製造工程における発塵防止、繊維表面に形成
された微細凹凸の平滑化による輝度の増強、通気の遮断
による可視光反射性金属層の酸化防止（耐久性向上）、
透湿の遮断による偏光織布の寸法安定化（平面性の確
保）などにも有用である。

【００１３】反射型の織布系偏光スクリーンを作製する
には、偏光織布裏面の透明樹脂層上に可視光反射性の金
属層を形成することによって、照明光の表面反射を極力
抑制するのが良い。スクリーンは巻取性を要請される場
合が多いので、アルミニウム蒸着膜のような柔軟な反射
層を形成するのが好ましい。

【００１４】

【作用】上記偏光織布は、偏光繊維と非偏光繊維が繻子
織りにより製織され、織組織における偏光繊維の織密度
を高め得るため、繊維間隙からの光漏洩による映像品位
の低下が防止される。

【００１５】本発明の反射型偏光スクリーンを形成する
偏光織布は、偏光繊維断面の表面側がほぼ直線状で、裏
面側がほぼ楕円状であるから、視野角の最適化と輝度の
均一性が同時に実現される。

【００１６】さらに、上記偏光織布の表裏両面に透明樹
脂層を設けて、繊維間隙を埋めているから、視野角と再
帰性が改善される。また、上記透明樹脂層で偏光織布が
保護されるので、製造工程における発塵防止、輝度の向
上、光反射用金属層の酸化防止（耐久性向上）、および
偏光織布の寸法安定化が可能になる。

【００１７】また、上記偏光織布の裏面側に設けた透明
樹脂層の外面側に光反射用金属層を設けているから、照
明光の表面反射が抑制される。この金属層としては、た
とえばアルミニウム蒸着膜のような柔軟な金属を用いる
ことが好ましく、それにより、上記スクリーンの巻取性
が高められる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図５は、本発明にかかる反射型偏光スクリーン
の使用例を示している。同図では、反射型偏光スクリー
ン２０の前方にＬＣＤ（液晶表示装置）からなる投写器
２１が設置され、この投写器２１からの投写光２２によ
って反射型偏光スクリーン２０上に映像が映し出され、
この映像を観視者２３がスクリーン２０の前方から見
る。このとき、室内２４には、照明用光源２５および窓
２６から光２７，２７が入る。なお、２８は上記スクリ
ーン２０の背面側に設けたスクリーンベースである。

【００１９】上記反射型偏光スクリーン２０は、図１
（Ａ）、（Ｂ）に示す偏光織布１により形成されてい
る。この偏光織布１としては、たとえば６−ナイロン製
の透明な非偏光繊維１１（繊度３０ｄｒ）を経糸（織密
度９５本／インチ）とし、また、２色性色素を０．１０
％添加して紡糸して延伸させたポリビニルアルコール製
の偏光繊維１２（繊度９０ｄｒ）を緯糸（織密度２２０
本／インチ）として、３飛８枚繻子織りおよび織幅１７
６０mmの条件で織られたものが使用される。このように
織組織における偏光繊維１２の織密度が高められた偏光
織布１を用いることにより、繊維間隙からの光漏洩によ
る映像品位の低下が防止され、映像品位が向上する。

【００２０】上記反射型偏光スクリーン２０の断面構造
は図２に示すとおりである。同図（Ａ）（Ｂ）は偏光繊
維１２と直交方向に断面して偏光繊維１２と透明な非偏
光繊維１１との交差部分および非交差部分を示し、ま
た、（Ｃ）は偏光繊維１２と平行に断面した状態を示し
ている。同図の反射型偏光スクリーン２０は、その上面
が、偏光繊維１２の多くが露出した表面であり、下面
が、非偏光繊維１１の多くが露出した裏面である。上記
偏光繊維１２および非偏光繊維１１は、その繊維軸に対
して垂直な断面（横断面）での形状は、カレンダー加工
前であるから、ともに円状である。

【００２１】上記偏光スクリーン２０の製造にあたって
は、まず図１および図２に示した偏光織布１を織製し、
次に、加熱された金属ロールとゴムロールを用いたカレ
ンダー加工を上記偏光織布１の表面に施して、その偏光
繊維１２の断面形状を、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すよう
に、表面がほぼ直線状で裏面が楕円状の半楕円状に整形
する。このように、偏光繊維１２の断面を平凸レンズ形
状とすることにより、視野角零度（正面）における映像
の輝度が若干強くなるものの、全体的には輝度が均一化
され、また、視野角は最適に拡張される。

【００２２】ついで、上記偏光織布１の表裏両面に、上
記透明樹脂層２，２としてポリウレタン又はアクリルの
ような樹脂を約１５ｇ／ｍ²塗布する。ここで、光学的
特性に優れているポリウレタン樹脂が好ましく使用され
る。以上のように、上記偏光織布１の表裏両面を透明樹
脂層２で被覆して、各繊維間隙を埋めることにより、視
野角と再帰性がとともに改善され、また、製造工程での
発塵防止、上記偏光繊維１２の表面に形成された微細凹
凸の平滑化による輝度の向上、透湿による上記偏光織布
１の寸法安定化つまりスクリーン２０としたときの平面
性が確保され、さらに、偏光織布１の耐久性が向上す
る。

【００２３】さらに、上記偏光織布１における裏面側樹
脂層２の外面には、厚さ約１０００オングストロームの
アルミニウムを蒸着して、光反射用金属層３を設ける。
この金属層３は、上記透明樹脂層２で酸化が防止され
る。しかも、上記金属層３として、柔軟なアルミニウム
蒸着膜を用いることにより、上記スクリーン２０の巻取
性が高められる。最後に、上記金属層３の外面に、接着
剤４を用いて、例えば、厚さ０．３０ｍｍの軟質ポリ塩
化ビニル樹脂からなる補強用シート５を貼り合わせて、
反射型偏光スクリーンを作製した。

【００２４】次に、製織直後の偏光織布（生機）１と、
カレンダー加工直後のものと、透明樹脂層２を塗布した
後のものとに分け、それぞれの裏面側にアルミニウム蒸
着により金属層３を設けた各試料について、表１に示す
ような試験項目と試験内容についての耐久性試験を行っ
た。

【００２５】

【表１】

【００２６】耐久性試験は、下記式（１）によりスクリ
ーンゲイン（照度と輝度で計算した値。以下、ＳＧと略
称する。）を測定して行った。ＳＧ＝π×［輝度（ルクス）／照度（カンデラ／ｍ²）］ …（１）

【００２７】また、スクリーンの耐久性評価は、下記式
（２）によりＳＧ維持率を計算して行った。ＳＧ維持率（％）＝１００×耐久性試験後ＳＧ／リファレンスＳＧ…（２）

【００２８】結果は、表２に示す通りである。

【００２９】

【表２】

【００３０】上記表２から明らかなように、透明樹脂層
２を設けない試料は、溶液などによるアルミニウム金属
層の酸化によりＳＧ維持率が著しく低下したが、透明樹
脂層２を設けた試料は、ＳＧ維持率の低下がほとんど起
こらない。このことから、透明樹脂層２を設けることに
より、耐久性を著しく向上できることが理解できる。ま
た、上記透明樹脂層２を設けた試料は、透明樹脂層２を
設けない試料に対し、外観の目視判定結果も顕著な変化
が見られず良好であった。

【００３１】図４は、縦軸にスクリーンゲイン（ＳＧ）
を、横軸に視野角（度）をとった偏光スクリーンの輝度
分布を示している。同図において、は生機、つまり、
製織直後の偏光織布１の裏面側にアルミニウム蒸着によ
り金属層３を設けたもの、はカレンダー加工直後の偏
光織布１に上記金属層３を設けたもの、はカレンダー
加工直後の偏光織布１に上記透明樹脂層２を形成し、さ
らに金属層３を設けたものについての各データを示して
いる。

【００３２】生機に対し、カレンダー加工を施したも
のは、所定視野角（０〜３０度）内でのスクリーンゲ
インが高くなり、所定視野角以外では激減している。ま
た、カレンダー加工後に透明樹脂層を設けたものは、
繊維間の間隙が埋められることにより、所定視野角（０
〜３０度）内でのスクリーンゲインがさらに向上してい
る。このことから、カレンダー加工と透明樹脂層を設け
ることにより、映像光の利用効率を高め得ることが理解
できる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明の反射型偏光スク
リーンによれば、視野角を最適として映像の輝度を均一
化でき、しかも、映像品位や耐久性も高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明に係る反射型偏光スクリーンの
偏光織布の表面図、（Ｂ）は同裏面図である。

【図２】本発明の一実施例に係る反射型偏光スクリーン
を示す断面図で、同図の（Ａ）（Ｂ）は偏光繊維と直交
方向に断面して偏光繊維と非偏光繊維との交差部分およ
び非交差部分を示し、（Ｃ）は偏光繊維と平行に断面し
た状態を示す。

【図３】他の実施例を示す断面図で、同図の（Ａ）
（Ｂ）は偏光繊維と直交方向に断面して偏光繊維と非偏
光繊維との交差部分および非交差部分を示し、（Ｃ）は
偏光繊維と平行に断面した状態を示している。

【図４】映像光の輝度分布を示す特性図である。

【図５】同スクリーンの使用例を示す側面図である。

【符号の説明】

１…偏光織布、１１…非偏光繊維、１２…偏光繊維、２
…透明樹脂層、３…光反射用の金属層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏光繊維と非偏光繊維の一方を経糸、他
方を緯糸として繻子織りで製織され、偏光繊維の多くが
露出した表面と非偏光繊維の多くが露出した裏面を備え
た偏光織布からなる反射型偏光スクリーンであって、繊維軸に対し垂直な偏光繊維断面の表面側がほぼ直線状
に形成され、裏面側がほぼ楕円状に形成されるととも
に、偏光織布の表裏両面に透明樹脂層が設けられ、さら
に、その裏面側透明樹脂層の外面に光反射用の金属層が
設けられた反射型偏光スクリーン。