JP2018180164A - Screen and display device - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の粒子を含み、長期間に亘ってスペックルの低減効果が持続され得るとともに、優れた拡散反射特性を発揮し得る光学シートを有するスクリーン及び表示装置を提供する。【解決手段】プロジェクタから画像光が照射され、画像が表示されるスクリーンは、絶縁性液体、絶縁性液体により膨潤されてなる保持層及び保持層に回転可能に保持されてなる複数の粒子を有する粒子層を有する光学シートと、電圧が印加されることによって、粒子を回転させるための電場を形成する電極と、プロジェクタから画像光が照射され、画像が表示される光学シートの表示面に対向する対向面側に設けられてなる反射層とを備え、粒子は、第1ポリマー部分と第2ポリマー部分とを含む。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screen and a display device having an optical sheet containing a plurality of particles, which can maintain a speckle reduction effect for a long period of time and can exhibit excellent diffuse reflection characteristics. A screen that is irradiated with image light from a projector and displays an image has an insulating liquid, a holding layer that is swollen by the insulating liquid, and a plurality of particles that are rotatably held by the holding layer. An optical sheet having a particle layer, an electrode that forms an electric field for rotating particles by applying a voltage, and an image light radiated from a projector to face the display surface of the optical sheet on which an image is displayed. It is provided with a reflective layer provided on the opposite surface side, and the particles include a first polymer portion and a second polymer portion. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本開示は、光学シートを用いたスクリーン及び表示装置に関する。 The present disclosure relates to a screen and a display device using an optical sheet.
従来、コヒーレント光源を用いたプロジェクタが利用されている。コヒーレント光として、例えば、レーザ光源から発振されるレーザ光が用いられる。プロジェクタから出射される画像光がコヒーレント光によって形成される場合、画像光が投射されるスクリーンにスペックルが観察されるようになる。無数の明暗の斑点模様として認識されるスペックルは、スクリーン上の表示画像を劣化させてしまい、鑑賞者に不快感を与えることになる。従来、スペックルの低減を目的として、スクリーン上の各位置に入射される画像光の入射角度を経時的に変化させる技術が提案されている(特許文献1参照)。この技術により、スクリーン上に相関のない散乱パターンが重畳され、スペックルを低減することができる。 Conventionally, a projector using a coherent light source is used. As coherent light, for example, laser light oscillated from a laser light source is used. When the image light emitted from the projector is formed by the coherent light, speckle is observed on the screen on which the image light is projected. Speckles, which are recognized as innumerable light and dark spots, degrade the displayed image on the screen and cause the viewer to feel uncomfortable. Heretofore, there has been proposed a technique of temporally changing the incident angle of the image light incident on each position on the screen for the purpose of reducing the speckle (see Patent Document 1). By this technique, an uncorrelated scattering pattern can be superimposed on the screen to reduce speckle.
また、上記スペックルを低減させるための技術として、投射光を拡散するための帯電した光拡散粒子及び当該光拡散粒子を分散させる分散媒を有する光拡散層、並びに当該光拡散層を投射光の光軸方向から挟むように配置された一対の電極を備え、当該電極間に電圧を印加して光拡散層に電界を発生させ、光拡散粒子を運動させる映像投写用スクリーンが提案されている(特許文献2参照)。 Further, as a technique for reducing the above-mentioned speckles, a charged light diffusing particle for diffusing projected light, a light diffusing layer having a dispersion medium for dispersing the light diffusing particle, and the light diffusing layer A video projection screen has been proposed that includes a pair of electrodes disposed so as to be sandwiched from the optical axis direction, applies a voltage between the electrodes, generates an electric field in the light diffusion layer, and moves the light diffusion particles Patent Document 2).
上記特許文献2に記載の技術においては、複数の光拡散粒子を、分散媒とともに内部に収容する複数の収容体により構成される光拡散層が一対の電極間に挟持され、当該光拡散層を挟む一対の電極間に電圧を印加することで、光拡散層に電場を形成し、それにより光拡散層に含まれる光拡散粒子を運動させることができ、スペックルを低減することができる。しかしながら、プロジェクタから照射される画像光を光拡散粒子において拡散反射させて、観察者に映像を観察させる反射型スクリーンにおいては、スペックルを低減させつつ、所望の拡散反射特性を発揮するように光拡散粒子の運動を制御するのが困難であるという問題がある。 In the technology described in Patent Document 2, a light diffusion layer constituted by a plurality of containers containing a plurality of light diffusion particles together with a dispersion medium is sandwiched between a pair of electrodes, and the light diffusion layer is By applying a voltage between a pair of sandwiching electrodes, an electric field can be formed in the light diffusion layer, whereby the light diffusion particles contained in the light diffusion layer can be moved and speckle can be reduced. However, in a reflective screen that diffuses and reflects the image light emitted from the projector by the light diffusing particles and allows the observer to observe the image, light is emitted so as to exhibit desired diffuse reflection characteristics while reducing speckles. There is a problem that it is difficult to control the motion of the diffusing particles.
また、収容体の内部に複数の光拡散粒子が存在するため、光拡散層に電場が繰り返し印加されることで、帯電した光拡散粒子同士が収容体内部で固着し、それにより当該光拡散粒子の運動が低下してしまう。よって、スクリーンの使用頻度に応じて、光拡散粒子の運動によるスペックル低減効果が劣化してしまうという問題がある。 In addition, since a plurality of light diffusion particles exist inside the container, the charged light diffusion particles adhere to each other inside the container by repeatedly applying an electric field to the light diffusion layer, whereby the light diffusion particles Exercise will be reduced. Therefore, there is a problem that the speckle reduction effect due to the movement of the light diffusion particles is deteriorated according to the use frequency of the screen.
上記課題に鑑みて、本発明は、複数の粒子を含み、長期間に亘ってスペックルの低減効果が持続され得るとともに、優れた拡散反射特性を発揮し得る光学シートを有するスクリーン及び表示装置を提供することを一目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a screen and a display device having an optical sheet that includes a plurality of particles, and the speckle reduction effect can be sustained over a long period of time and can exhibit excellent diffuse reflection characteristics. One purpose is to provide.
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態として、プロジェクタから画像光が照射され、画像が表示されるスクリーンであって、絶縁性液体、前記絶縁性液体により膨潤されてなる保持層及び前記保持層に回転可能に保持されてなる複数の粒子を有する粒子層を有する光学シートと、電圧が印加されることによって、前記粒子を回転させるための電場を形成する電極と、前記プロジェクタから画像光が照射され、前記画像が表示される前記光学シートの表示面に対向する対向面側に設けられてなる反射層とを備え、前記粒子は、第1ポリマー部分と第2ポリマー部分とを含むスクリーンが提供される。 In order to solve the above-mentioned problems, according to an embodiment of the present invention, a screen on which an image light is irradiated from a projector and an image is displayed, and which is an insulating liquid and a holding layer swollen by the insulating liquid An optical sheet having a particle layer having a plurality of particles rotatably held by the holding layer, an electrode forming an electric field for rotating the particles by applying a voltage, and an image from the projector A reflective layer provided on the side opposite to the display surface of the optical sheet on which light is emitted and the image is displayed, and the particles include a first polymer portion and a second polymer portion A screen is provided.
前記第1ポリマー部分と前記第2ポリマー部分とは、互いに異なる比誘電率を有することができ、前記反射層における前記光学シート側に位置する反射面が、凹凸構造を有することができ、その凹凸構造が、周期的であってもよく、例えば、鋸歯形状を有することができる。 The first polymer portion and the second polymer portion may have different relative dielectric constants, and the reflective surface of the reflective layer located on the optical sheet side may have an uneven structure, and the unevenness thereof The structure may be periodic, for example, having a sawtooth shape.
前記反射層は、前記プロジェクタから照射される画像光を反射するが、当該画像光と異なる波長帯域の光を透過する波長選択性反射層であってもよく、前記プロジェクタから照射される画像光は、第1波長帯域の第1画像光、第2波長帯域の第2画像光及び第3波長帯域の第3画像光を少なくとも含み、前記第1波長帯域、前記第2波長帯域及び前記第3波長帯域は、それぞれ異なる波長帯域であり、前記反射層は、前記第1画像光を選択的に反射するが前記第2画像光及び前記第3画像光を透過させる第1反射層と、前記第2画像光を選択的に反射するが前記第1画像光及び前記第3画像光を透過させる第2反射層と、前記第3画像光を選択的に反射するが前記第1画像光及び前記第2画像光を透過させる第3反射層とを少なくとも積層してなる積層体であってもよい。 The reflection layer may be a wavelength selective reflection layer that reflects image light emitted from the projector but transmits light in a wavelength band different from that of the image light, and the image light emitted from the projector is And at least a first image light of a first wavelength band, a second image light of a second wavelength band, and a third image light of a third wavelength band, wherein the first wavelength band, the second wavelength band, and the third wavelength The bands are different wavelength bands, and the reflection layer selectively reflects the first image light but transmits the second image light and the third image light, and the second reflection layer A second reflective layer which selectively reflects image light but transmits the first image light and the third image light, and selectively reflects the third image light, the first image light and the second At least a third reflective layer for transmitting image light Or a laminate composed.
前記保持層は、前記複数の粒子のそれぞれを回転可能に保持する複数の保持部を含むことができ、前記粒子は、単一色であればよく、前記粒子の前記第1ポリマー部分及び前記第2ポリマー部分が、透明であればよい。 The holding layer may include a plurality of holding portions rotatably holding each of the plurality of particles, and the particles may be a single color, and the first polymer portion of the particles and the second The polymer portion may be transparent.
本発明の一実施形態として、コヒーレント光を射出するプロジェクタと、上記スクリーンとを備える表示装置が提供される。この表示装置において、前記反射層における前記光学シートの前記対向面側に位置する反射面が、前記プロジェクタから照射される画像光を前記スクリーンの法線方向と略平行な方向に拡散反射可能な凹凸構造を有することができ、前記スクリーンの前記電極に電圧を印加するための電力源と、前記電力源から前記電極に印加される電圧を制御する制御装置とがさらに備えられていてもよく、前記制御装置は、前記粒子の回転角度が180°未満の範囲内で前記粒子を繰り返し回転させるように、前記電力源から前記電極に印加される電圧を制御することができ、前記スクリーンの法線方向に沿って観察者側から見たときに、前記第2ポリマー部分の少なくとも一部が前記第1ポリマー部分により覆われるように、前記電力源から前記電極に印加される電圧により、前記粒子の向き及び/又は位置を制御してもよい。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a display device comprising a projector for emitting coherent light and the screen. In this display device, the reflective surface located on the opposite surface side of the optical sheet in the reflective layer can diffusely reflect the image light emitted from the projector in a direction substantially parallel to the normal direction of the screen The apparatus may have a structure, and may further include a power source for applying a voltage to the electrodes of the screen, and a control device for controlling a voltage applied from the power source to the electrodes, The control device can control the voltage applied from the power source to the electrode so that the particles repeatedly rotate within a range where the rotation angle of the particles is less than 180 °, the normal direction of the screen From the power source to the electrode such that at least a portion of the second polymer portion is covered by the first polymer portion when viewed from the viewer side along the The voltage to be pressurized, may control the orientation and / or position of the particle.
本発明によれば、複数の粒子を含み、長期間に亘ってスペックルの低減効果が持続され得るとともに、優れた拡散反射特性を発揮し得る光学シートを有するスクリーン及び表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a screen and a display device having an optical sheet which includes a plurality of particles, and the speckle reduction effect can be sustained over a long period of time and can exhibit excellent diffuse reflection characteristics. it can.
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本明細書に添付した図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりしている場合がある。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, the shapes, scales, dimensional ratios of dimensions, etc. of the respective parts may be changed or exaggerated from the actual ones for easy understanding.
本明細書等において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値及び上限値として含む範囲であることを意味する。 The numerical range represented using "-" in this specification etc. means that it is the range which includes each of the numerical value described before and behind "-" as a lower limit and an upper limit.
本明細書等において、「フィルム」、「シート」、「板」等の用語は、呼称の相違に基づいて相互に区別されない。例えば、「板」は、「シート」、「フィルム」と一般に呼ばれ得るような部材をも含む概念である。 In the present specification and the like, terms such as "film", "sheet", "plate" and the like are not distinguished from each other based on difference in designation. For example, "plate" is a concept that also includes members that can be generally called "sheet" and "film".
図1は、本実施形態に係る表示装置を示す概略構成図であり、図2は、本実施形態におけるスクリーンに表示装置のプロジェクタから画像光を照射する方法を示す平面図であり、図3〜図7は、本実施形態におけるスクリーンの他の態様の概略構成を示す断面図であり、図8〜図10は、本実施形態における光学シートに含まれる粒子の概略構成及びその動作を示す断面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration view showing a display apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view showing a method of irradiating image light from a projector of the display apparatus to the screen in the present embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another aspect of the screen in the present embodiment, and FIGS. 8 to 10 are cross-sectional views showing a schematic configuration of particles contained in the optical sheet in the present embodiment and the operation thereof. It is.
図1に示すように、本実施形態に係る表示装置1は、プロジェクタ10と、プロジェクタ10から画像光(画像を形成するための光)が投射されるスクリーン20と、スクリーン20に対して電圧を印加する電力源30と、電力源30からスクリーン20に印加される電圧を制御する制御装置40とを備える。
As shown in FIG. 1, the display device 1 according to the present embodiment includes a
画像光をスクリーン20に投射するプロジェクタ10は、コヒーレント光を発振するコヒーレント光源11と、コヒーレント光源11の光路を調整する走査装置(図示を省略する)とを有する。コヒーレント光源11としては、例えば、レーザ光を発振するレーザ光源等が挙げられる。なお、コヒーレント光源11は、互いに異なる波長帯域(例えば、青色(B)に対応する第1波長帯域、緑色(G)に対応する第2波長帯域、赤色(R)に対応する第3波長帯域等)の光を生成する複数のコヒーレント光源により構成されていてもよい。
The
本実施形態におけるプロジェクタ10は、ラスタースキャン方式にてスクリーン20上にコヒーレント光を投射する。プロジェクタ10は、スクリーン20上の全域を高速で走査するようにしてコヒーレント光を投射する(図2参照)。プロジェクタ10は、形成すべき画像に応じて、スクリーン20上の画像が形成されるべき位置にのみコヒーレント光を投射する。これにより、スクリーン20上に画像が形成される。なお、プロジェクタ10の上記動作は、制御装置40によって制御されてもよいし、当該制御装置40とは別個の制御装置によって制御されてもよい。
The
スクリーン20は、第1面50a及びそれに対向する第2面50bを有する光学シート50と、光学シート50の第1面50a上に面状に広がる第1電極21と、光学シート50の第2面50b上に面状に広がる第2電極22と、第1電極21を被覆してスクリーン20の一方の最表面を形成する第1カバー層23と、第2電極22を被覆する第2カバー層24と、第2カバー層24上に粘着層26を介して設けられてなる反射層25とを備える。第1電極21及び第2電極22は、電力源30に電気的に接続されている。なお、スクリーン20は、光拡散層(アクリル樹脂等に微粒子を分散させてなる層)、ティント層(第1カバー層23側から入射し、透過した外光を吸収する層)等を備えていてもよい。また、必要に応じて、反射防止層等の機能層を備えていてもよい。
The
本実施形態におけるスクリーン20は、反射型スクリーンであり、プロジェクタ10は、第1カバー層23の外表面によって構成される表示面20aに画像光を投射する。表示面20aに投射された画像光は、第1カバー層23及び第1電極21を透過して、光学シート50にて拡散透過する。拡散透過した画像光は、第2電極22及び第2カバー層24を透過して反射層25にて反射する。反射層25にて反射した画像光は、第2カバー層24及び第2電極22を透過し、光学シート50にて拡散透過した上で、第1電極21及び第1カバー層23を透過する。これにより、スクリーン20の表示面20aに対面する観察者によって画像の観察が可能となる。
The
画像光が透過する第1電極21、第2電極22、第1カバー層23及び第2カバー層24の可視光領域の光の透過率(可視光透過率)は、80%以上であるのが好ましく、84%以上であるのが好ましい。なお、本実施形態における可視光透過率は、分光光度計(島津製作所社製,UV−3100PC)等を用い、測定波長380nm〜780nmの範囲内で測定したときの各波長における透過率の平均値として定義される。
The light transmittance (visible light transmittance) of the visible light region of the
第1電極21及び第2電極22を構成する導電材料としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、InZnO(Indium Zinc Oxide)、Agナノワイヤー、カーボンナノチューブ等が挙げられる。第1カバー層23及び第2カバー層24は、第1電極21、第2電極22及び光学シート50を保護するための層であり、例えば、優れた安定性を有するポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー等の透明樹脂により構成され得る。
As a conductive material which comprises the
反射層25は、第1カバー層23、第1電極21、光学シート50、第2電極22及び第2カバー層24を透過した画像光を反射可能な反射フィルム、反射板、誘電体多層膜、ホログラフィックミラー等により構成される。
The
反射層25における第2カバー層24側に位置する反射面25Aは、図3に示すように略平坦面であってもよいし、図4に示すように鋸歯形状を有するプリズムシート、フレネルレンズ、リニアフレネルレンズ等であってもよい。フレネルレンズの場合、レンズの中心がスクリーンの中心と一致していてもよいし、一致していなくてもよい。リニアフレネルレンズの場合、レンズの中心線がスクリーンの中心を通っていてもよいし、通っていなくてもよい。また、反射面25Aは、マイクロレンズアレイ、レンチキュラーレンズ、コーナーキューブアレイ等の鋸歯形状以外の周期的な凹凸形状を有していてもよい。反射面25Aは、図5に示すようにランダムな凹凸形状を有していてもよいし、再帰性反射面であってもよい。反射面25Aが鋸歯形状であることで(図4参照)、スクリーン20に対して近距離(10cm〜50cm程度)に設置されたプロジェクタ10より、スクリーン20の法線方向に対し傾斜する方向から画像光を入射させることで、当該画像光をスクリーン20の法線方向に反射させることができるとともに、画像光以外の光(例えば外光等)を正面に反射させないようにすることができるため、表示面20aに表示される画像のコントラストを向上させることができる。また、反射面25Aがランダムな凹凸形状であることで(図5参照)、スクリーン20による拡散反射特性の制御が容易となる。具体的には、反射面25Aの凹凸形状の粗さを制御することで、拡散プロファイル(反射光強度の反射角特性)の制御が可能になる。なお、図5に示すランダムな凹凸形状の反射面25Aを有する反射層25は、平坦面に対するサンドブラスト処理、ショットブラスト処理により当該凹凸形状を形成することで作製されるものであってもよいし、当該凹凸形状を賦型処理により形成することで作製されるものであってもよい。
The
反射層25は、図6に示すように、プロジェクタ10から照射される画像光を反射し、当該画像光と異なる波長の光(例えば、外光等)を透過する波長選択性反射層であってもよい。このような反射層25によれば、画像光のみを選択的に反射することができ、表示面20aに表示される画像のコントラストを向上させることができる。なお、図6に示す反射層25は、プロジェクタ10から照射される画像光が、青色(B)に対応する第1波長帯域の第1画像光、緑色(G)に対応する第2波長帯域の第2画像光及び赤色(R)に対応する第3波長帯域の第3画像光を少なくとも含み、それらのうちの少なくとも1つの波長帯域の画像光(例えば、第1波長帯域の第1画像光及び第2波長帯域の第2画像光)を反射し、他の波長帯域の画像光(例えば、第3波長帯域の第3画像光)を透過する波長選択性反射層であってもよい。
As shown in FIG. 6, the
また、図7に示すように、プロジェクタ10から照射される画像光が、青(B)に対応する第1波長帯域の第1画像光、緑(G)に対応する第2波長帯域の第2画像光及び赤(R)に対応する第3波長帯域の第3画像光を少なくとも含み、それらのうち、第1画像光を反射する第1反射層251と、第2画像光を反射する第2反射層252と、第3画像光を反射する第3反射層253との積層体であってもよい。
Further, as shown in FIG. 7, the image light emitted from the
図3〜図7に示すように、光学シート50は、第1基材51と、第2基材52と、第1基材51及び第2基材52の間に設けられてなる粒子層53とを備える。第1基材51は、第1電極21を支持し、第2基材52は、第2電極22を支持する。粒子層53は、第1基材51及び第2基材52の間に封止されている。第1基材51及び第2基材52は、粒子層53を封止可能であり、かつ第1電極21及び第2電極22を支持可能な程度の強度を有する材料により構成され得る。第1基材51及び第2基材52は、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム等により構成され得る。第1基材51及び第2基材52は画像光を透過可能な程度に透明であって、好ましくは第1電極21、第2電極22、第1カバー層23及び第2カバー層24と同様の可視光透過率を有する。なお、本実施形態に係るスクリーン20は、図13に示すように、光学シート50の第1基材51が一面に電極材料層21’を有し、第2基材52が一面に電極材料層22’を有し、互いの電極材料層21’,22’を粒子層53側に向けるようにして、第1基材51と、第2基材52と、枠状スペーサ部材58とによって当該粒子層53を封止してなる構成を有していてもよい。このような構成のスクリーン20においては、電極材料層21’,22’が第1電極21及び第2電極22として機能し、第1基材51及び第2基材52が第1カバー層23及び第2カバー層24としての機能を兼ね備えるため、第1電極21、第2電極22、第1カバー層23及び第2カバー層24を省略することができる。
As shown in FIGS. 3 to 7, the
粒子層53は、保持層54と、保持層54に回転動作可能に保持されてなる複数の粒子55とを有する。本実施形態において、保持層54は、各粒子55を収容可能な複数のキャビティ56を有しており、各キャビティ56の内寸法は、キャビティ56内に収容される粒子55の外寸法よりも大きい。これにより、粒子55は、保持層54のキャビティ56内で回転動作可能に保持される。
The
保持層54は、絶縁性液体57によって膨潤されており、キャビティ56内において、保持層54と粒子55との間には絶縁性液体57が満たされている。保持層54が絶縁性液体57によって膨潤されていることで、各キャビティ56内の粒子55を安定的に、かつ円滑に回転動作させることができる。
The holding
本実施形態における絶縁性液体57は、5.5mm2/s以下の動粘度(25℃)を有し、好ましくは0.65mm2/s〜5.5mm2/sの動粘度(25℃)を有する。絶縁性液体57の動粘度(25℃)が5.5mm2/s以下であることで、長期間に亘り優れたスペックルの低減効果が奏され得る。
The insulating
上記絶縁性液体57としては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル、イソパラフィン系溶剤、直鎖パラフィン系溶剤、ドデカン、トリデカン等の直鎖アルカン系溶剤、鉱油系加工油や、これらのうちの2以上の組み合わせ等が挙げられる。特に、絶縁性液体57として、1種のシリコーンオイル又は2種以上のシリコーンオイルを混合して調製されるものを用いるのが好ましい。
Examples of the insulating
保持層54は、例えば、エラストマー材料からなるエラストマーシートにより構成され得る。エラストマーシートにより構成される保持層54は、絶縁性液体57により膨潤され得る。エラストマーシートの材料としては、シリコーン樹脂、(微架橋した)アクリル樹脂、(微架橋した)スチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂等が例示される。
The holding
保持層54のキャビティ56は、スクリーン20の面内方向に高密度で分布し、かつスクリーン20の法線方向にも分布している。なお、図1及び図3〜7に示す態様において、キャビティ56はスクリーン20の面内方向に沿って3列で略均一に並列しているが、この態様に限定されるものではない。
The
保持層54のキャビティ56内に保持される粒子55は、プロジェクタ10から投射される画像光の進行方向を変化させて透過する機能、すなわち画像光を拡散透過させる機能を有する。粒子55は、互いに比誘電率の異なる第1部分551及び第2部分552を含む。そのため、電場内においては、粒子55内に双極子モーメントが発生する。このとき、粒子55は、その双極子モーメントのベクトルと電場のベクトルとを反平行にするように動作することになる。したがって、第1電極21及び第2電極22間に電圧が印加され、第1電極21及び第2電極22間に位置する光学シート50に電場が形成されると、粒子55は、当該電場(ベクトル)に対して安定となる姿勢をとるように、キャビティ56内にて回転動作する。本実施形態におけるスクリーン20は、光拡散機能を有する粒子55の回転動作に伴い、その拡散波面を変化させ得る。本実施形態においては、後述するように、光学シート50に形成された電場により粒子55が回転動作することで、スペックルの低減効果が奏される。そのため、第1部分551及び第2部分552の比誘電率は、光学シート50に形成される電場により粒子55が回転動作可能であって、スペックル低減効果が奏される程度に異なっていればよい。なお、第1部分551及び第2部分552の比誘電率が互いに異なるか否かは、光学シート50に形成された電場により粒子55が回転動作し得るか否かにより判定され得る。
The
互いに比誘電率の異なる第1部分551及び第2部分552を含む粒子55は、例えば、有機物又は無機物の球状粒子を粘着テープ等により単層に配列させ、当該球状粒子と異なる正負に帯電する樹脂層又は無機物層を半球面に蒸着させる方法(蒸着法);回転ディスクを用いる方法;互いに比誘電率の異なる2種類の液滴を、スプレー法、インクジェット法等を用いて空気中で接触させることで1つの液滴を形成する方法;マイクロチャンネル製造方法等により製造され得る。
A
マイクロチャンネル製造方法によれば、互いに比誘電率の異なる第1部分551及び第2部分552は、互いに帯電特性の異なる材料を用いて形成され得る。具体的には、連続相と粒子化相とが互いに油性/水性(O/W型)又は水性/油性(W/O型)の関係にあるものを用い、連続相が移送される第1マイクロチャンネルから、第2マイクロチャンネルに流れる流動媒体の粒子化相内に、二種類の互いに帯電特性の異なる材料を含む連続相を順次吐出することにより、二層ポリマー粒子であり、かつ電荷的に(±)の極性を有する双極子粒子を製造することができる(特開2004−197083号公報参照)。
According to the microchannel manufacturing method, the
マイクロチャンネル製造方法においては、重合性樹脂成分を含有する油性又は水性の流動性媒体中に、この媒体に対して不溶性である分相した連続相中の重合性樹脂成分を、互いに異なる正負に帯電する重合性モノマーで形成して、第1マイクロチャンネルに移送させ、この連続相を、第2マイクロチャンネル内を流れる水性又は油性の粒子化相中に、連続又は間欠的に順次吐出する。次に、粒子化相中に吐出された吐出物は、マイクロチャンネル内での一連の吐出・分散・移送中に粒子化されるため、この粒子中の重合性樹脂成分をUV照射下及び/又は加熱下に重合硬化させることで、粒子55が製造される。
In a microchannel manufacturing method, in an oil-based or aqueous fluid medium containing a polymerizable resin component, the polymerizable resin components in the continuous phase which is insoluble in the medium are charged differently and positively or negatively. The continuous phase is continuously or intermittently discharged into the aqueous or oily particle-forming phase flowing in the second microchannel. Next, since the discharge material discharged into the particle formation phase is formed into particles during a series of discharge, dispersion, and transfer in the microchannel, the polymerizable resin component in the particles is subjected to UV irradiation and / or The
粒子55に用いられる重合性樹脂成分又は重合性モノマーとしては、当該重合性樹脂製分又は重合性モノマーがその化学構造中に有する官能基又は置換基の種類に応じ、それぞれ(−)帯電性と(+)帯電性とを示す傾向にあるモノマー種を用いることができる。したがって、少なくとも2種以上の重合性モノマーを重合性樹脂成分として使用する場合には、それらの(+)及び(−)帯電性を示す傾向を考慮した上で、好ましくは同種帯電性の傾向にある重合性モノマー同士を複数組み合わせて適宜使用することができる。その他、重合開始剤等のモノマー以外の添加剤は、材料全体の帯電性を失わない程度に調整して添加され得る。
The polymerizable resin component or the polymerizable monomer used for the
重合性樹脂成分又は重合性モノマーがその化学構造中に有する官能基及び/又は置換基としては、例えば、カルボニル基、ビニル基、フェニル基、アミノ基、アミド基、イミド基、ヒドロキシル基、ハロゲン基、スルホン酸基、エポキシ基、ウレタン基(ウレタン結合)等が挙げられる。 As a functional group and / or a substituent which a polymeric resin component or a polymerizable monomer has in its chemical structure, for example, a carbonyl group, a vinyl group, a phenyl group, an amino group, an amido group, an imide group, a hydroxyl group, a halogen group , Sulfonic acid group, epoxy group, urethane group (urethane bond) and the like.
(−)帯電性の傾向にある重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等;(メタ)アクリル酸−2−クロロエチル等;(メタ)アクリロニトリル等;(メタ)アクリル酸グリシジル、マレイン酸のモノ又はジグリシジルエステル、フマル酸のモノ又はジグリシジルエステル、クロトン酸のモノ又はジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸のモノ又はジグリシジルエステル、イタコン酸のモノ又はジグシジルエステル、ブテントリカルボン酸のモノ又はジグリシジルエステル、シトラコン酸のモノ又はジグリシジルエステル、アリルコハク酸のモノ又はジグリシジルエステル等のジカルボン酸モノ及びアルキルグリシジルエステル等;p−スチレンカルボン酸のアルキルグリシジルエステル等;(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸とポリプロピレングリコール又はポリエチレングリコールとのモノエステル、ラクトン類と(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチルとの付加物等;(メタ)アクリル酸トリフルオロジメチル、(メタ)アクリル酸−2−トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸−2−パーフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸−2−パーフルオロエチル−2−パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸−2−パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ジパーフルオロメチルメチル等;アクリル酸、メタアクリル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イソクロトン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸;これらの誘導体としての無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸無水物、酸ハライド等;γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等;エチレングリコールのジアクリル酸エステル、ジエチレングリコールのジアクリル酸エステル、トリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、ジプロピレングリコールのジアクリル酸エステル、トリプロピレングリコールのジアクリル酸エステル等;エチレングリコールのジメタクリル酸エステル、ジエチレングリコールのジメタクリル酸エステル、トリエチレングリコールのジメタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、プロピレングリコールのジメタクリル酸エステル、ジプロピレングリコールのジメタクリル酸エステル、トリプロピレングリコールのジメタクリル酸エステル;スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレン、オクチルスチレン、フロロスチレン、クロルスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、クロルメチルスチレン、ニトロスチレン、アセチルスチレン、メトキシスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−スチレンスルホン酸ナトリウム;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸イソボルニル等の(メタ)アクリル酸と2環式アルコールとのエステル等;パーフロオロエチレン、パーフロオロプロピレン、フッ化ビニリデン;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、n−酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、パーサティック酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、p−t−ブチル安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル等;塩化ビニリデン、クロロヘキサンカルボン酸ビニル、β−メタクロリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート等が挙げられる。 Examples of the polymerizable monomer having a tendency of (-) chargeability include phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate and the like; (meth) acrylate 2-chloroethyl and the like; (meth) acrylonitrile and the like; Meta) glycidyl acrylate, mono or diglycidyl ester of maleic acid, mono or diglycidyl ester of fumaric acid, mono or diglycidyl ester of crotonic acid, mono or diglycidyl ester of tetrahydrophthalic acid, mono or diglycidyl of itaconic acid Esters, mono- or diglycidyl esters of butene tricarboxylic acid, mono- or di-glycidyl esters of citraconic acid, dicarboxylic mono- and alkyl glycidyl esters of mono- or di-glycidyl esters of allyl succinic acid, etc .; alkyl glycidyl esters of p-styrene carboxylic acid (Meth) acrylic acid 2-hydroxyethyl, (meth) acrylic acid 2-hydroxypropyl, (meth) acrylic acid and polypropylene glycol or polyethylene glycol monoester, lactones and (meth) acrylic acid Adducts with 2-hydroxyethyl and the like; (meth) acrylic acid trifluorodimethyl, (meth) acrylic acid 2-trifluoromethylethyl, (meth) acrylic acid 2-perfluoromethyl ethyl, (meth) acrylic acid -2-perfluoroethyl-2-perfluorobutylethyl, (meth) acrylic acid-2-perfluoroethyl, (meth) acrylic acid perfluoromethyl, (meth) acrylic acid diperfluoromethylmethyl etc .; acrylic acid, Methacrylic acid, tetrahydrophthalic acid, itaconic acid, citraconic , Crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, isocrotonic acid, norbornene dicarboxylic acid, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene-5,6-dicarboxylic acid; maleic anhydride as it derivatives, itaconic anhydride Citraconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene-5,6-dicarboxylic acid anhydride, acid halide etc .; γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane etc .; ethylene glycol Diacrylic acid ester, diacrylic acid ester of diethylene glycol, diacrylic acid ester of triethylene glycol, diacrylic acid ester of polyethylene glycol, diacrylic acid ester of dipropylene glycol, diacrylic acid ester of tripropylene glycol, etc .; Acrylic acid ester, dimethacrylic acid ester of diethylene glycol, dimethacrylic acid ester of triethylene glycol, diacrylic acid ester of polyethylene glycol, dimethacrylic acid ester of propylene glycol, dimethacrylic acid ester of dipropylene glycol, dimethacrylic acid of tripropylene glycol Acid esters: styrene, methylstyrene, dimethylstyrene, trimethylstyrene, ethylstyrene, diethylstyrene, triethylstyrene, propylstyrene, butylstyrene, hexylstyrene, heptylstyrene, octylstyrene, fluorostyrene, chlorostyrene, bromostyrene, dibromostyrene, Chloromethylstyrene, nitrostyrene, acetylstyrene, methoxystyrene, α-methylstyrene , Vinyl toluene, sodium p-styrenesulfonate; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl acrylate and the like Esters of (meth) acrylic acid with bicyclic alcohols, etc .; perfluoroethylene, perfluoropropylene, vinylidene fluoride; vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl n-butyrate, Vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caproate, vinyl acetate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl p-t-butyl benzoate, vinyl salicylate, etc .; vinylidene chloride, chlorohexane vinyl carboxylate , Β- Taku Lori acryloyloxyethyl hydrogen phthalate, and the like.
(+)帯電性の傾向にある重合性モノマーとして、例えば、メタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メトキシエチルメタクリルアミド、N−ブトキシメチルメタクリルアミド等;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチル、メタクリル酸シクロヘキシルアミノエチル等のアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステル系誘導体類;N−ビニルジエチルアミン、N−アセチルビニルアミン等のビニルアミン系誘導体類;アリルアミン、メタクリルアミン、N−メチルアクリルアミン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のアリルアミン系誘導体類;アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド等のアクリルアミド系誘導体類;p−アミノスチレン等のアミノスチレン類;N−メチロール(メタ)アクリルアミド及びジアセトンアクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類;6−アミノヘキシルコハク酸イミド、2−アミノエチルコハク酸イミド、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチル、メタクリル酸シクロヘキシルアミノエチル等のアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステル系誘導体類;N−ビニルジエチルアミン、N−アセチルビニルアミン等のビニルアミン系誘導体類;アリルアミン、メタクリルアミン、N−メチルアクリルアミン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のアリルアミン系誘導体;アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド等のアクリルアミド系誘導体;N−アミノスチレン等のアミノスチレン類;6−アミノヘキシルコハク酸イミド、2−アミノエチルコハク酸イミド等のアミノ基含有エチレン性不飽和結合を有するモノマー等が挙げられる。 Examples of the polymerizable monomer which tends to be (+) chargeable include methacrylamide, N-methylol methacrylamide, N-methoxyethyl methacrylamide, N-butoxymethyl methacrylamide, etc .; aminoethyl (meth) acrylate, (meth ) Alkyl ester derivatives of acrylic acid or methacrylic acid such as propylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, aminopropyl (meth) acrylate, phenylaminoethyl methacrylate, cyclohexylaminoethyl methacrylate, etc. N-vinyldiethylamine And vinylamine derivatives such as N-acetylvinylamine; allylamine, methacrylamine, N-methylacrylamine, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide and the like Derivatives of rylamine series; acrylamide series derivatives such as acrylamide and N-methyl acrylamide; aminostyrenes such as p-aminostyrene; (meth) acrylamides such as N-methylol (meth) acrylamide and diacetone acrylamide; 6-amino Hexylsuccinimide, 2-aminoethylsuccinimide, aminoethyl (meth) acrylate, propylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, aminopropyl (meth) acrylate, phenylaminoethyl methacrylate, Acrylic acid or methacrylic acid alkyl ester derivatives such as cyclohexylaminoethyl methacrylate; vinylamine derivatives such as N-vinyldiethylamine, N-acetylvinylamine; allylamine, methacrylic acid Allylamine derivatives such as amines, N-methyl acrylamine, N, N-dimethyl acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl acrylamide; acrylamide derivatives such as acrylamide, N-methyl acrylamide; aminostyrenes such as N-aminostyrene And monomers having an amino group-containing ethylenic unsaturated bond such as 6-aminohexyl succinimide and 2-aminoethyl succinimide.
マイクロチャンネル製造方法で粒子55を製造する場合、連続相をなす二種の重合性樹脂成分の合流時における速度や合流方向、連続相の粒子化相への吐出時における速度や吐出方向等を調整することにより、得られる粒子55の外形状、第1部分551及び第2部分552の界面の形状等を調整することができる。なお、図8〜10に示す粒子55においては、第1部分551及び第2部分552の体積比率は同一となっており、第1部分551及び第2部分552の界面は平面状に形成され、第1部分551及び第2部分552はそれぞれ半球状をなし、粒子55全体として球形状をなしている。
When
また、連続相をなす二種の重合性樹脂成分が拡散成分を含む場合、粒子55の第1部分551及び第2部分552に内部拡散機能を付与することができる。図8〜10に示す粒子55においては、第1部分551は、第1主部553及び第1主部553内に分散した第1拡散成分555を有する。同様に、第2部分552は、第2主部554及び第2主部554内に分散した第2拡散成分556を有する。すなわち、粒子55は、第1部分551内を進む光及び第2部分552内を進む光に対して拡散機能を発現することができる。ここで、第1拡散成分555,第2拡散成分556とは、粒子55内の光の進路方向を、屈折等により変化させる作用を及ぼし得る成分を意味する。例えば、粒子55の第1主部553及び第2主部554を構成する材料の屈折率と異なる屈折率を有する材料により第1拡散成分555及び第2拡散成分556が構成されていることで、第1拡散成分555及び第2拡散成分556による光拡散機能(光散乱機能)が奏され得る。なお、第1主部553及び第2主部554を構成する材料の屈折率と異なる屈折率を有する第1拡散成分555及び第2拡散成分556としては、例えば、樹脂ビーズ、ガラスビーズ、金属化合物、気体を含有する多孔性物質、気泡等が挙げられる。
In addition, when the two polymerizable resin components forming the continuous phase contain a diffusion component, the
本実施形態において、粒子55は無色透明又は有色透明であり、有色透明である場合には単一色により構成される。すなわち、第1部分551及び第2部分552の表面は同一色により構成される。第1部分551及び第2部分552の表面の色は、第1部分551及び第2部分552に顔料、染料等の色材を添加することにより調整され得る。なお、粒子55に入射した光の透過率が、粒子55に入射した光の反射率よりも高くなるように、粒子55に含まれる第1及び第2拡散成分555,556の大きさや量が調整されるのが好ましい。
In the present embodiment, the
本実施形態において「単一色」とは、スクリーン20に画像が表示されていない状態で粒子55が光学シート50(保持層54のキャビティ56)内で回転動作したときに、スクリーン20の表示面20aを観察する観察者による通常の観察力によってもスクリーン20の表示面20aの色の変化を認識できない程度に一様な色を有することを意味する。すなわち、第1部分551がスクリーン20の表示面20a側に向いているとき、第2部分552がスクリーン20の表示面20a側に向いているときのいずれにおいても、スクリーン20に画像が表示されていない状態で、上記観察者による通常の観察力によってスクリーン20の表示面20aの色が同一であると認識される場合、粒子55が単一色であると言える。より具体的には、第1部分551がスクリーン20の表示面20a側に向いているときのスクリーン20の表示面20aと、第2部分552がスクリーン20の表示面20a側に向いているときのスクリーン20の表示面20aとの色差ΔE*ab(=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2)が1.5以下であるのが好ましい。なお、色差ΔE*abは、JIS−Z8730に準拠して色彩計(CM−700d,コニカミノルタ社製)を用いて計測されるL*a*b*表色系における明度L*及び色度a*,b*に基づいて特定される値である。スクリーン20が反射型である場合には、反射光の明度L*及び色度a*,b*に基づいて特定される色差ΔE*abが1.5以下であるのが好ましく、透過型である場合には、透過光の明度L*及び色度a*,b*に基づいて特定される色差ΔE*abが1.5以下であるのが好ましい。
In the present embodiment, “single color” refers to the
粒子層53は、以下のようにして製造され得る。
まず、粒子55を重合性シリコーンゴム等(保持層54を構成する材料)に分散させたインキを作製する。次に、コーター等を用いて当該インキを延伸し、さらに加熱等で重合させてエラストマーシートが得られる。このエラストマーシートを絶縁性液体57に一定期間浸漬させることで、エラストマーシートが絶縁性液体57に膨潤される。このエラストマーシートが絶縁性液体57に膨潤されることで、エラストマーシートに含まれる粒子55の周りに、絶縁性液体57にて満たされたキャビティ56が形成され、所望により超音波を印加することで、粒子層53が製造される。
The
First, an ink in which the
上記粒子層53を第1基材51及び第2基材52によって被覆し、ラミネート又は接着剤等を用いて粒子層53を封止することで、光学シート50が製造され得る。このようにして製造された光学シート50の両面に、それぞれ第1電極21及び第2電極22、第1カバー層23及び第2カバー層24、並びに反射層25をこの順に積層することで、スクリーン20が製造され得る。
The
本実施形態に係る表示装置1において、プロジェクタ10のコヒーレント光源11からのコヒーレント光が、スクリーン20の表示面20aに表示されるべき画像に対応するようにして、走査装置(図示せず)によって光路を調整されてスクリーン20の表示面20aに投射される。スクリーン20の表示面20aに投射された光は、第1カバー層23及び第1電極21を透過して、光学シート50に到達する。光学シート50に到達した光は、粒子55により拡散透過し、第2電極22及び第2カバー層24を透過して反射層25により反射される。反射層25による反射光は、第2カバー層24及び第2電極22を透過して、再び光学シート50に到達する。光学シート50に到達した反射光は、粒子55により拡散透過し、第1電極21及び第1カバー層23を透過してスクリーン20の表示面20a側における種々の方向に射出される。これにより、スクリーン20の表示面20a上のコヒーレント光が照射されている領域に対応した画像が観察される。なお、コヒーレント光源11が、互いに異なる波長帯域のコヒーレント光を射出する複数の光源を含む場合、スクリーン20の表示面20a上にカラー画像が表示され得る。
In the display device 1 according to the present embodiment, the optical path by the scanning device (not shown) so that the coherent light from the coherent
ところで、コヒーレント光によりスクリーン20の表示面20a上に画像を表示する場合、スペックルが観察されることがある。スペックルの一因としては、レーザ光等のコヒーレント光がスクリーン20の表示面20a上で拡散した後、光センサ面(人間であれば網膜)上に干渉パターンを生じさせるためと考えられる。とりわけ、ラスタースキャンによってスクリーン20にコヒーレント光が照射される場合、スクリーン20上の各位置には一定の入射方向からコヒーレント光が入射する。したがって、ラスタースキャンを採用した場合、スクリーンの各点で発生するスペックル波面はスクリーン20が揺れ動かない限り不動となり、スペックルパターンが画像とともに観察者に視認され、表示画像の画質を著しく劣化させることになる。
By the way, when an image is displayed on the
本実施形態に係る表示装置1のスクリーン20は、電力源30に電気的に接続された第1電極21及び第2電極22を有し、電力源30から第1電極21及び第2電極22に電圧が印加されることで、第1電極21及び第2電極22間に位置する光学シート50に電場が形成される。光学シート50の粒子層53には、互いに比誘電率の異なる第1部分551及び第2部分552を有する複数の粒子55が回転動作可能に保持されている。粒子55は、帯電している又は少なくとも粒子層53に電場が形成されることで双極子モーメントを発生させ得ることから、粒子層53に形成された電場のベクトルに応じて回転動作する。拡散機能等の光の進行方向を変化させる機能を有する粒子55が回転動作することで、図8〜10に示すように、スクリーン20の拡散特性、すなわちプロジェクタ10から投射された画像光L1を拡散透過してなる拡散光L2の方向が経時的に変化する。反射層25により反射した反射光も同様に拡散透過し、その拡散光の方向が経時的に変化する。これにより、スペックルを低減することができる。特に、本実施形態におけるスクリーン20において、粒子55を保持する保持層54は、所定の動粘度(5.5mm2/s以下)の絶縁性液体57により膨潤されていることで、粒子55の回転動作が繰り返されたとしても、粒子55がキャビティ56に固着してしまうことがない。そのため、本実施形態における光学シート50及びそれを用いたスクリーン20においては、長期間に亘ってスペックルの低減効果を維持することができる。また、スクリーン20の表示面20aに画像を表示させるための反射光が、反射層25により反射した光であることで、優れた拡散反射特性が発揮され得る。
The
本実施形態における粒子55が回転動作するのは、粒子55の電荷又は双極子モーメントが電場ベクトルに対して安定的な位置関係となるように粒子55の向き及び位置を変化させるためである。したがって、粒子層53に一定の電場が印加され続けると、粒子55の回転動作は一定期間後に停止してしまう。その一方で、スペックルを低減させるためには、粒子55の回転動作が継続する必要がある。そのため、電力源30は、制御装置40による制御に従い、粒子層53に形成される電場(ベクトル)が経時的に変化するように電圧を第1電極21及び第2電極22に印加する。例えば、電力源30は、光学シート50に形成される電場ベクトルを所定時間ごとに反転させるように第1電極21及び第2電極22に電圧を印加する。具体的には、図11に示すように、電力源30から第1電極21及び第2電極22に、X(V)の電圧と−Y(V)の電圧とが繰り返し印加される。このようにして電場(ベクトル)を繰り返し反転させることで、粒子55に一方向及び他方向への回転動作を繰り返し行わせることができる(図8〜10の矢印を参照)。
The rotation operation of the
なお、電力源30から第1電極21及び第2電極22に印加する電圧(X(V)及び−Y(V))の絶対値は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、3以上の異なる値の電圧が印加されてもよい。さらに、通常の交流電圧を採用する等、印加電圧が連続的に変化してもよい。
The absolute values of the voltages (X (V) and -Y (V)) applied from the
上述したように、本実施形態におけるスクリーン20によれば、粒子層53の保持層54が所定の動粘度の絶縁性液体57により膨潤されてなり、キャビティ56内に粒子55が回転動作可能に収容されているため、長期間に亘り優れたスペックル低減効果を持続することができる。
As described above, according to the
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiments described above are described to facilitate the understanding of the present invention, and are not described to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents that fall within the technical scope of the present invention.
上記実施形態において、(+)の帯電性を有するモノマーや(−)の帯電性を有するモノマーを用いて帯電している粒子55を作製する例を挙げて説明したが、この態様に限定されるものではない。例えば、帯電性が互いに異なる材料からなる板状体を二層積層し、この積層体を所望のサイズに粉砕することによって粒子55を作製してもよい。帯電性を有する材料としては、例えば、帯電制御剤(静電気防止剤として用いられるポリアルキレングリコールを主成分とするポリマーに過塩素酸リチウム等を複合化させたイオン導電性付与剤等)を添加してなる合成樹脂材料等が挙げられる。
In the above embodiment, the example of producing the charged
上記実施形態において、球状体の粒子55を例に挙げて説明したが、この態様に限定されるものではない。粒子55の形状としては、例えば、回転楕円体、立方体、直方体、錐体、円筒体等が挙げられる。球状体以外の外形を有する粒子55を用いることで、当該粒子55を動作させることにより、当該粒子55の内部拡散能によらず、当該粒子55の表面反射によって、スクリーン20の拡散特性の経時変化を引き起こすことができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態において、スクリーン20の積層構造として、第1カバー層23、第1電極21、光学シート50、第2電極22及び第2カバー層24がこの順に積層されてなる構造を例に挙げて説明したが、この態様に限定されるものではない。例えば、反射防止(AR)機能、ハードコート(HC)機能、紫外線遮蔽(反射)機能、防汚機能等を有する機能層が別途設けられていてもよいし、第1カバー層23、第2カバー層24、第1基材51、第2基材52の少なくともいずれかが上記機能を有していてもよい。
In the above embodiment, as a laminated structure of the
上記実施形態において、第1電極21及び第2電極22が、それぞれ、第1基材51及び第2基材52上に面状に形成されてなる態様を例に挙げて説明したが、この態様に限定されるものではない。例えば、図12に示すように、第1電極21及び第2電極22のいずれもが、複数のストライプ状電極21a,22aを含むものであり、第2基材52上に配置されていてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態において、図14(A)及び(B)に示すように、少なくとも2つのキャビティ56aが連続して一つのキャビティ56を形成していてもよい。この場合において、1つのキャビティ56aには1つの粒子55が含まれ、当該粒子55は連続する他のキャビティ56aに移動不可能に保持されていればよい。
In the above embodiment, as shown in FIGS. 14A and 14B, at least two
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等に何ら制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples.
〔実施例1〕
[粒子55の作製]
粒子55の第1部分551を作製するための下記モノマー組成物Aと、第2部分552を作製するための下記モノマー組成物Bとを準備した。
Example 1
[Preparation of particle 55]
The following monomer composition A for producing the
<モノマー組成物A>
イソボルニルアクリレート 68質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート 28質量部
アクリル酸 2質量部
ラウリルパーオキサイド 5質量部
ポリスチレンビーズ(住友化成品工業社製,製品名:SBX−4) 10質量部
<Monomer Composition A>
Isobornyl acrylate 68 parts by mass Trimethylolpropane triacrylate 28 parts by mass Acrylic acid 2 parts by mass Lauryl peroxide 5 parts by mass Polystyrene beads (manufactured by Sumitomo Chemical Industries, Ltd., product name: SBX-4) 10 parts by mass
<モノマー組成物B>
イソボルニルアクリレート 69質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート 30質量部
ジメチルアミノエチルメタクリレート 1質量部
ラウリルパーオキサイド 5質量部
ポリスチレンビーズ(住友化成品工業社製,製品名:SBX−4) 10質量部
<Monomer Composition B>
Isobornyl acrylate 69 parts by
上記モノマー組成物A及びモノマー組成物Bと、流動性媒体としてのポリビニルアルコール水溶液とを用い、マイクロチャンネル法により粒子55を作製した。具体的には、第3マイクロチャンネルと第4マイクロチャンネルとをV字型を形成するようにして接合し、第3マイクロチャンネル内にモノマー組成物Aを移送させ、第4マイクロチャンネル内にモノマー組成物Bを移送させた。このようにして両者を合流させて調製される、モノマー組成物A相とモノマー組成物B相との二相に分相した連続相を第1マイクロチャンネル内に移送させ、流動性媒体(ポリビニルアルコール水溶液)が流れる第2マイクロチャンネル内に間欠的に吐出し、粒子化させた。そして、第2マイクロチャンネル内を流れる粒子にUVを照射することでモノマー組成物A及びモノマー組成物Bを重合させて、粒子55を作製した。
[スクリーン20の製造]
上述のようにして得られた粒子55をシリコーンエラストマーの主剤及び硬化剤と有機溶剤との混合物に分散させてインキを作製し、バーコーターを用いて当該インキを延伸し、さらに加熱重合させてエラストマーシートを得た。このエラストマーシートを、ポリジメチルシロキサン(KF−96−0.65CS,信越化学工業社製,25℃における動粘度:0.65mm2/s)に一定期間浸漬させて膨潤させた。ポリジメチルシロキサンに膨潤させたエラストマーシートに超音波を印加して、粒子層53を作製した。第1基材51及び第2基材52としてのPETフィルムにITOを成膜して電極材料層21’,22’を形成し、電極材料層21’,22’を粒子層53に当接させるようにして、当該第1基材51、第2基材52及び両面に粘着層を有するPETフィルムからなる枠状スペーサ部材によって粒子層53を封止して、第2基材52上に耐久ミラーフィルム(型式:1−2926−01)を貼付してスクリーン20を製造した。
[Manufacture of screen 20]
The
〔試験例1〕スペックルコントラストの測定
コヒーレント光源11としてのDPSSレーザ発振器(発振波長532nm)から出射されたレーザ光を、スペーシャルフィルタを介して球面波に変換し、当該球面波を、凸レンズを介して平面波に変換して、実施例1のスクリーンに照射した。スクリーンの法線方向に対する20度の方向に、スクリーンから0.6m離れた光源側の位置にスペックルコントラスト測定器(SM01VS09,オキサイド社製)を設置し、各スクリーンにおける電圧印加時(振幅±100V、周波数30Hzの矩形波)及び電圧非印加時のスペックルコントラスト(Cs(on),Cs(off))を、IEC 62906−5−2に準拠してそれぞれ測定し、スペックルの低減率(=1−[Cs(on)/Cs(off)])を算出した。その結果、電圧印加時のスペックルコントラスト(Cs(on))が0.09であり、電圧非印加時のスペックルコントラスト(Cs(off))が0.53であり、スペックル低減率が0.83であった。
Test Example 1 Measurement of Speckle Contrast Laser light emitted from a DPSS laser oscillator (oscillation wavelength 532 nm) as the coherent
この結果から、保持層54を膨潤させる絶縁性液体57(シリコーンオイル)の動粘度が5.5mm2/s以下であることで、スペックルを低減可能であることが確認された。また、目視によってもスペックルが低減されていることが確認された。スペックルの低減率が高くなるほどに、目視によるスペックル低減効果は優れていた。
From this result, it was confirmed that the speckle can be reduced because the kinematic viscosity of the insulating liquid 57 (silicone oil) which swells the holding
〔試験例2〕信頼性試験
実施例1のスクリーンに1000時間連続して電圧を印加し(印加電圧条件は試験例1と同様)、その後、当該スクリーンを目視で観察した。その結果、スペックル低減効果は電圧印加直後と同程度であることが確認された。このことから、実施例1のスクリーンにおいては、長期間に亘って粒子55が固着することなく、スペックル低減効果を持続可能であると考えられる。
Test Example 2 Reliability Test A voltage was continuously applied to the screen of Example 1 for 1000 hours (the applied voltage conditions were the same as those of Test Example 1), and then the screen was visually observed. As a result, it was confirmed that the speckle reduction effect was about the same as that immediately after the voltage application. From this, in the screen of Example 1, it is considered that the speckle reduction effect can be sustained without the
1…表示装置
10…プロジェクタ
11…コヒーレント光源
20…スクリーン
21…第1電極
22…第2電極
23…第1カバー層
24…第2カバー層
50…光学シート
51…第1基材
52…第2基材
53…粒子層
54…保持層
55…粒子
551…第1部分
552…第2部分
56…キャビティ
57…絶縁性液体
58…枠状スペーサ部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (15)
絶縁性液体、前記絶縁性液体により膨潤されてなる保持層及び前記保持層に回転可能に保持されてなる複数の粒子を有する粒子層を有する光学シートと、
電圧が印加されることによって、前記粒子を回転させるための電場を形成する電極と、
前記プロジェクタから画像光が照射され、前記画像が表示される前記光学シートの表示面に対向する対向面側に設けられてなる反射層と
を備え、
前記粒子は、第1ポリマー部分と第2ポリマー部分とを含むスクリーン。 A screen on which image light is emitted from a projector and an image is displayed,
An optical sheet having an insulating liquid, a holding layer swelled by the insulating liquid, and a particle layer having a plurality of particles rotatably held by the holding layer;
An electrode forming an electric field for rotating the particles by applying a voltage;
The projector further comprises: a reflective layer provided on an opposing surface side facing the display surface of the optical sheet on which image light is emitted from the projector and the image is displayed;
The particle comprises a first polymer portion and a second polymer portion.
請求項1に記載のスクリーン。 The screen according to claim 1, wherein the first polymer portion and the second polymer portion have different relative dielectric constants.
請求項1又は2に記載のスクリーン。 The screen according to claim 1, wherein a reflective surface located on the optical sheet side in the reflective layer has a concavo-convex structure.
請求項1〜3のいずれかに記載のスクリーン。 The screen according to any one of claims 1 to 3, wherein a reflective surface located on the optical sheet side in the reflective layer has a periodic uneven structure.
請求項1〜4のいずれかに記載のスクリーン。 The screen according to any one of claims 1 to 4, wherein the reflecting surface located on the optical sheet side in the reflecting layer has a sawtooth shape.
請求項1〜5のいずれかに記載のスクリーン。 The screen according to any one of claims 1 to 5, wherein the reflection layer is a wavelength selective reflection layer that reflects image light emitted from the projector but transmits light of a wavelength band different from that of the image light.
前記第1波長帯域、前記第2波長帯域及び前記第3波長帯域は、それぞれ異なる波長帯域であり、
前記反射層は、前記第1画像光を選択的に反射するが前記第2画像光及び前記第3画像光を透過させる第1反射層と、前記第2画像光を選択的に反射するが前記第1画像光及び前記第3画像光を透過させる第2反射層と、前記第3画像光を選択的に反射するが前記第1画像光及び前記第2画像光を透過させる第3反射層とを少なくとも積層してなる積層体である
請求項1〜6のいずれかに記載のスクリーン。 The image light emitted from the projector includes at least a first image light of a first wavelength band, a second image light of a second wavelength band, and a third image light of a third wavelength band,
The first wavelength band, the second wavelength band, and the third wavelength band are different wavelength bands, respectively.
The reflective layer selectively reflects the first image light but transmits the second image light and the third image light, and selectively reflects the second image light. A second reflection layer for transmitting the first image light and the third image light, and a third reflection layer for selectively reflecting the third image light but transmitting the first image light and the second image light The screen according to any one of claims 1 to 6, which is a laminate formed by laminating at least.
請求項1〜8のいずれかに記載のスクリーン。 The screen according to any one of claims 1 to 8, wherein the particles are single color.
請求項1〜9のいずれかに記載のスクリーン。 10. A screen according to any of the preceding claims, wherein the first and second polymer parts of the particles are transparent.
請求項1〜10のいずれかに記載のスクリーンと
を備える表示装置。 A projector that emits coherent light;
The display apparatus provided with the screen in any one of Claims 1-10.
請求項11に記載の表示装置。 A reflective surface located on the opposite surface side of the optical sheet in the reflective layer has a concavo-convex structure capable of diffusely reflecting image light emitted from the projector in a direction substantially parallel to the normal direction of the screen. 11. The display device according to 11.
前記電力源から前記電極に印加される電圧を制御する制御装置と
をさらに備える請求項11又は12に記載の表示装置。 A power source for applying a voltage to the electrodes of the screen;
The display device according to claim 11, further comprising: a control device that controls a voltage applied to the electrode from the power source.
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2017
- 2017-04-07 JP JP2017076918A patent/JP2018180164A/en active Pending
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