CN103946746A - 屏幕及屏幕制造方法 - Google Patents

Abstract

由于屏幕中包含扩散剂，影像光的偏振光特性被扩散剂改变，从而使立体图像劣化。本发明的屏幕包括：平板状的基材；反射层，配置于基材的一侧面上，由金属构成；以及外露层，配置于所述反射层中与所述基材相反侧的面上，相对于可见光为光学各向同性且透明，并在外露面上具有凹凸。本发明的屏幕制造方法包括：反射层设置步骤，在平板状的基材上设置反射层；以及外露层形成步骤，在所述反射层中与所述基材相反侧的面上形成外露层，该外露层相对于可见光为光学各向同性且透明，并在外露面上具有凹凸。

Description

屏幕及屏幕制造方法

技术领域

本发明涉及屏幕及屏幕制造方法。 

背景技术

已知一种对从投影仪等投影的影像光进行反射的屏幕。出于扩展视场角的目的，屏幕中有时会包含扩散剂(例如，参照专利文献1)。另外，已知一种由投影仪等向屏幕投影偏振光的影像光，以向用户提供立体图像的技术。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本专利公开2000-305177号公报 

发明内容

(一)要解决的技术问题 

然而，如果是向屏幕投影偏振光的立体图像，由于屏幕中包含扩散剂，因此影像光的偏振光特性因扩散剂改变，存在立体图像劣化的问题。 

(二)技术方案 

在本发明的第一方式中提供一种屏幕，包括：平板状的基材；反射层，配置在基材的一侧面上，由金属构成；以及外露层，配置在所述反射层中与所述基材相反侧的面上，相对于可见光为光学各向同性且透明，并在外露面上具有凹凸。 

本发明的第二方式中提供一种屏幕制造方法，包括：反射层设置步骤，在平板状的基材上设置反射层；以及外露层形成步骤，在所述反射层中与所述基材相反侧的面上形成外露层，该外露层相对于可见 光为光学各向同性且透明，并在外露面上具有凹凸。 

另外，上述发明概要并未列举出本发明的全部必要特征。此外，这些特征组的子组合也能构成发明。 

附图说明

图1为投影仪系统10的整体结构图。 

图2为屏幕14的分解立体图。 

图3为屏幕14的截面图。 

图4为说明屏幕14的制造方法中各步骤的图。 

图5为说明屏幕14的制造方法中各步骤的图。 

图6为说明屏幕14的制造方法中各步骤的图。 

图7为具有改变的外露层128的屏幕114的分解立体图。 

图8为屏幕114的截面图。 

图9为具有改变的外露层228的屏幕214的截面图。 

图10为具有多个棱镜部360的屏幕314的纵截面图。 

图11为棱镜部360的放大截面图。 

图12为说明串扰率测定试验的概要图。 

图13为说明增益测定试验的概要图。 

图14为说明比较例1的屏幕914的截面图。 

图15为串扰率及增益的测定结果图。 

图16为压纹加工试验用试样的屏幕514的截面图。 

图17为调查压纹加工膜与串扰率的关系的试验结果。 

具体实施方式

以下通过发明实施方式对本发明进行说明，但以下实施方式并非对权利要求书所涉及的发明进行限定。并且，实施方式中说明的特征组合也并非全部为发明的技术方案所必须。 

图1为投影仪系统10的整体结构图。将图1中箭头所示的上下前后作为投影仪系统10的上下前后方向。另外，该上下前后方向为 投影仪系统10在通常使用状态下的上下前后方向。 

如图1所示，投影仪系统10包括投影仪12和反射型的屏幕14。投影仪12将形成影像的影像光PL投影于屏幕14上。屏幕14将由偏振光特性不同的偏振光构成的右眼用及左眼用的影像光PL向前方反射。右眼用及左眼用的影像光PL的偏振光特性的组合例为，以上下方向为偏振光方向的直线偏振光与以水平方向为偏振光方向的直线偏振光的组合，或者以右旋为偏振光方向的圆偏振光与以左旋为偏振光方向的圆偏振光的组合。用户借助于包括具有不同偏振光滤光片的右眼用透镜及左眼用透镜的偏振光眼镜16看到影像光PL。据此，用户能够用右眼看到右眼用影像光PL，并用左眼看到左眼用影像光PL。用户能够看到在屏幕14上映出的立体影像。 

图2为屏幕14的分解立体图。图3为屏幕14的截面图。如图2及图3所示，屏幕14具有：基材22、粘接层24、反射层26及外露层28。 

基材22由PET(＝聚对苯二甲酸乙二醇酯)的树脂构成。基材22也可以由PET以外的聚碳酸酯、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、氯乙烯等其他树脂构成。基材22以正面视，形成为长方形的平板状。基材22的形状的一例为80英寸尺寸的长方形。该尺寸的屏幕14可以使用层叠有多个基材22的基材。基材22的厚度的一例为100μm，在层叠多个的情况下，作为层叠的基材22的厚度的一例，可以将100μm与75μm组合。 

粘接层24将反射层26粘接于基材22上。粘接层24遍布基材22的整个前面设置。粘接层24由聚氨酯类粘接剂构成。粘接层24只要是能够粘接反射层26的材料，也可以进行适当改变。粘接层24的厚度为5μm。 

反射层26借助于粘接层24，遍布基材22的整个前面配置。反射层26由铝构成。作为反射层26的材料可以使用软质铝箔。反射层 26由能够反射光的材料构成即可，也可以由其他金属构成。反射层26的厚度为7μm。 

遍布整个反射层26中与外露层28相接触的面、即反射层26的前面，形成有凹凸状的扩散槽32。扩散槽32为发线状，沿水平方向延伸。扩散槽32的水平方向长度为数微米。扩散槽32的上下方向的间距为6μm～10μm。扩散槽32扩展由反射层26反射的影像光PL的水平方向视场角。另外，在扩展影像光PL的上下方向视场角的情况下，也可以形成沿上下方向延伸的扩散槽32。 

外露层28至少在作为影像光PL的可见光区域不具有双折射性，为光学各向同性且透明。据此，外露层28使由反射层26反射的影像光PL通过而不改变其偏振光特性。外露层28遍布整个反射层26中与基材22相反侧的面、即反射层26的前面配置。主要构成外露层28的树脂可以适用聚氨酯类树脂。外露层28发挥着色层的作用。外露层28含有着色剂。外露层28中包含的着色剂由黑色染料构成。作为着色剂也可以使用黑色颜料。据此，使外露层28既吸收因多重反射导致相位紊乱的偏振光，又降低偏振光特性的偏差。 

外露层28的厚度为10μm。在外露层28的前面、即外露层28的外露面上形成有通过压纹加工而形成的凹凸36。通过该凹凸36使影像光PL的出射方向扩展，从而使视场角扩展。 

对屏幕14的制造方法的一例进行说明。图4～图6为说明屏幕14的制造方法中的各步骤的图。 

如图4所示，在反射层设置步骤中，由涂胶辊在100μm厚度的由PET构成的平板状的基材22上涂布聚氨酯类粘接剂，使得干燥后的粘接层24的厚度为5μm。此后，在粘接层24的一面上载置成为反射层26的铝箔。此后，通过使粘接层24固化，借助于粘接层24将反射层26粘接设置于基材22上。另外，在反射层26的前面形成的扩散槽32可以在向基材22粘接前形成，也可以在粘接后形成。作为 扩散槽32的形成方法，可以通过同时压延两片铝箔，之后将这些铝箔剥离来形成。 

然后，如图5所示，在外露层形成步骤中，通过浇注将混合有聚氨酯类树脂和黑色染料的树脂组合物涂布于反射层26的前面，使其干燥后的厚度为10μm。所涂布的树脂组合物的一例为100份的多元醇类主剂、28份的异氰酸酯类固化剂、100份的稀释溶剂和适量的黑色染料的混合物。黑色染料可以根据所设计的增益适当加入。此后，使树脂组合物干燥，在反射层26中作为与基材22相反侧面的前面形成外露层28，该外露层28相对于可见光为光学各向同性且透明。 

然后，如图6所示，将20μm厚的由OPP(＝双向拉伸聚丙烯)膜构成的压纹膜40贴合于外露层28的整个前面。在压纹膜40的贴合面上形成有经压纹加工而形成有凹凸的压纹面42。在此状态下，基材22、粘接层24及反射层26的合计厚度为112μm，外露层28的厚度为10μm，压纹膜40的厚度为20μm。此后，对外露层28进行老化処理后，将压纹膜40剥离。据此，压纹膜40的压纹面42的凹凸被复制到作为外露层28的外露面的前面上，形成凹凸36。从而完成如图3所示的屏幕14。 

对上述屏幕14的作用及效果进行说明。从投影仪12输出的具有两个偏振光方向的影像光PL若到达屏幕14，从外露层28入射。影像光PL透过外露层28之后到达反射层26。到达反射层26的影像光PL被反射，向前方行进。此处，由于在反射层26的前面形成有沿水平方向延伸的扩散槽32，因此，影像光PL在行进方向沿水平方向扩展的状态下被反射。此后，影像光PL进入外露层28。 

此处认为在影像光PL中，被扩散槽32漫反射的一部分光在外露层28的内部被多次反射而成为杂散光，该杂散光被黑色染料吸收。另一方面，认为在影像光PL中，被扩散槽32合理反射而使偏振光未发生紊乱的影像光PL很少在外露层28的内部被黑色染料吸收， 大部分透过而射出。 

进一步地，从外露层28的前面输出的影像光PL通过由压纹加工形成的凹凸36，在维持偏振光特性的状态下沿行进方向扩展。据此，用户能够在屏幕14前方的宽广区域中看到偏振光特性得到维持的影像光PL，因此能够降低串扰率。而且，由于外露层28形成了凹凸36，因此能够减少伴随着视场角变化而产生的增益变化。也就是说能够减少增益相对于视场角的变化。从而使屏幕14既能够在水平方向的宽广区域内减少相对于视场角的亮度变化，又能够为用户提供高画质的立体图像。而且，屏幕14通过扩展视场角，能够抑制光斑、闪烁等亮度不均匀。 

就改变了上述外露层28的实施方式进行说明。图7为具有改变的外露层128的屏幕114的分解立体图。图8为屏幕114的截面图。如图7及图8所示，屏幕114包括：基材22、粘接层24、反射层26、外露层128。外露层128具有：着色层134和表面层138。 

构成着色层134的材料与上述作为着色层而发挥作用的外露层28相同。着色层134在外露层128中配置于反射层26侧。着色层134遍布反射层26的整个前面而设置。着色层134的厚度为25μm。着色层134的前面被平坦地形成。着色层134由主体为含有着色剂的聚氨酯类树脂的树脂构成。 

表面层138遍布整个着色层134中与反射层26相反侧的面、即着色层134的前面而配置。表面层138向外部露出。表面层138由紫外线固化树脂构成。表面层138的整个前面、即外露层128的整个前面被压纹加工。据此，在表面层138的前面形成有凹凸136。通过该凹凸136，影像光PL的出射方向扩展，视场角扩展。 

通过该实施方式，由于表面层138形成于着色层134的前面，因此能够抑制着色层134的劣化。 

图9为具有改变的外露层228的屏幕214的截面图。屏幕14具 有：基材22、粘接层24、反射层26、外露层228。 

外露层228不具有双折射性，为光学各向同性。外露层228由透明的树脂构成。外露层228遍布反射层26的整个前面而设置。外露层228由聚氨酯类树脂构成。外露层228不包含着色剂，为近似无色。外露层228具有约10μm的厚度。通过压纹加工，在外露层228的整个前面形成有凹凸236。 

图10为具有多个棱镜部360的屏幕314的纵截面图。以下对具有多个棱镜部360的屏幕314进行说明。如图10所示，屏幕314包括：基材322、上光吸收层352及下光吸收层354、层叠部件356。另外，也可以省略下光吸收层354。 

基材322具有基底部358和多个棱镜部360。 

基底部358以正面视形成为长方形的平面形状。基底部358的形状的一例为80英寸尺寸的长方形。构成基底部358的材料的例子为：聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、苯乙烯树脂、丙烯酸苯乙烯共聚树脂。 

多个棱镜部360设置于基底部358的前面的基材322的前面。棱镜部360由含有发挥作为光吸收材料作用的炭黑的聚氨酯树脂构成。棱镜部360形成为沿水平方向呈直线状延伸的三角棱柱形状。棱镜部360的前后方向高度的一例为70μm～200μm。棱镜部360的水平方向长度与基底部358的水平方向长度相等。棱镜部360横跨基底部358的水平方向的全长而设置。各个棱镜部360互相平行地配置。多个棱镜部360沿上下方向周期性排列。棱镜部360的上下方向间距的一例为100μm～300μm。棱镜部360由成型金属模具等复制成型。 

上光吸收层352、下光吸收层354及层叠部件356分别设置在全部棱镜部360外面的不同区域。 

图11为棱镜部360的放大截面图。如图11所示，棱镜部360的外面具有上面362和下面364。 

上面362形成为长方形的平面状。上面362配置于下面364的上方。上面362既可以与基底部358的法线方向相平行，也可以从基底部358来看从基底部358的法线方向朝下方倾斜。上面362朝向上方。 

下面364形成为长方形的平面状。下面364配置于上面362的下方。下面364相对于上面362配置于影像光PL的行进方向的上游侧。下面364及上面362互相交叉。下面364从基底部358来看从基底部358的法线方向朝上方倾斜。据此，下面364朝向前下方。 

上光吸收层352配置于各个棱镜部360的整个上面362上。另外，也可以将上光吸收层352形成于上面362的一部分上。上光吸收层352包括含有炭黑的聚氨酯树脂。上光吸收层352对到达上面362的可见光进行吸收。上光吸收层352的厚度的一例为5μm～10μm。 

下光吸收层354被配置在从各棱镜部360的下面364的下端部到中途部。下光吸收层354在水平方向上横跨各棱镜部360的全长而形成。构成下光吸收层354的材料及下光吸收层354的厚度分别与上光吸收层352相同。另外，下光吸收层354比层叠部件356更薄。下光吸收层354对到达下光吸收层354的可见光进行吸收。 

层叠部件356配置于各棱镜部360的下面364中未形成下光吸收层354的区域。具体地，层叠部件356遍布下面364中从下光吸收层354的前端部到棱镜部360的顶部而形成。层叠部件356包括被依次层叠的粘接层324、反射层326以及发挥作为着色层作用的外露层328。 

粘接层324形成于下面364中外露的下面364的区域。反射层326层叠于粘接层324中与棱镜部360相反侧的面上。在反射层326中与棱镜部360相反侧的面、即反射层326的前面上形成有扩散槽332。外露层328层叠于反射层326中与棱镜部360相反侧的面上。在外露层328中与棱镜部360相反侧的面、即外露层328的前面上形成有通过压纹加工形成的凹凸336。构成粘接层324、反射层326及 外露层328的材料及厚度与粘接层24、反射层26及外露层28相同。 

从配置于前下方的投影仪12向屏幕314投影影像光PL。在该影像光PL中，到达下光吸收层354的影像光PL被下光吸收层354吸收。另一方面，在影像光PL中，到达层叠部件356的影像光PL透过外露层328，到达反射层326前面的扩散槽332。影像光PL通过扩散槽332在行进方向沿水平方向扩展的状态下被反射。据此，很多影像光PL在沿水平方向扩展的状态下向前方行进。向大致前方行进的影像光PL几乎不被外露层328的黑色染料吸收，而通过外露层328的凹凸336使行进方法扩展，从外露层328的前面输出。另一方面，影像光PL的一部分被反射层326向下方而非前方反射，并被相邻棱镜部360的上光吸收层352吸收。据此，由于行进方向大大改变，偏振光特性大大改变的影像光PL几乎不会到达用户，因此能够降低串扰率。从而使屏幕314能够提供高画质的立体图像。 

以下，对为了证明上述实施方式能够降低串扰率的效果及增益的平均化而进行的试验进行说明。图12为说明串扰率测定试验的概要图。如图12所示，本试验从投影仪12向屏幕414投影影像，由亮度计70测定屏幕414上的亮度。以下说明各部件的具体形状、配置等。 

屏幕414为横向1040mm、纵向770mm的长方形状。投影仪12使用NEC公司制的DLP(注册商标)投影仪。个人电脑向投影仪12输入使整个面显示白色图像的信号。亮度计70使用TOPCON公司制的BM-7。亮度计70的亮度测定角设置为1.0°。 

投影仪12与屏幕414之间的水平方向距离L1为2000mm。亮度计70与屏幕414之间的水平方向距离L2为2500mm。在投影仪12与屏幕414之间的上下方向距离、即高度H为620mm。亮度计70的受光面中心与屏幕414的中心为相同高度。 

在投影仪12与屏幕414之间配置有偏振光板72。偏振光板72具有上下方向的透过轴。在亮度计70与屏幕414之间配置有偏振光 板74。在偏振光板74配置有透过轴方向与偏振光板72相同的平行尼科尔棱镜以及透过轴与偏振光板72垂直的正交尼科尔棱镜中任意一个的状态下，由亮度计70测量屏幕414的中心亮度。然后通过下式(1)算出串扰率。 

串扰率＝正交尼科尔棱镜的白画面亮度/平行尼科尔棱镜的白画面亮度··(1) 

进一步地，一边使亮度计70绕屏幕414的中心在水平面内旋转，一边测定亮度，从而算出各视场角的串扰率。 

图13为增益测定试验的概要说明图。如图13所示，使用光源76和测角光度计(ゴニオフォトメータ)78进行增益测定。 

将来自于固定的光源76的平面波的光照射在屏幕414上，通过测角光度计78测定反射的光强度。测角光度计78采用村上色彩研究所公司制的GP-200。测角光度计78一边绕屏幕414的中心在水平面内旋转，一边测定光强度。具体地，将屏幕414的法线方向作为0°，测定旋转到70°的光强度。另外，作为增益的基准，将以标准试样测定的光强度作为“1”。 

作为串扰率及增益的测定用试样，制成实施例1、实施例2及比较用的比较例1。实施例1具有与上述屏幕14相同的层叠结构，该屏幕14具有作为着色层而发挥作用的外露层28。实施例1中的基材22、粘接层24、反射层26、外露层28各自的厚度为100μm、5μm、7μm、10μm。实施例2具有与上述屏幕214相同的层叠结构，该屏幕214具有由透明树脂构成的外露层228。实施例2中的基材22、粘接层24、反射层26、外露层228各自的厚度为100μm、5μm、7μm、10μm。 

图14为说明比较例1的屏幕914的截面图。如图14所示，比较例1的屏幕914具有基材922和反射层926。基材922具有1～2mm的厚度。基材922具有树脂层934和交叉部936。树脂层934由PVC (＝聚氯乙烯)构成。交叉部936设置于树脂层934的后面。交叉部936在正交的两个方向编入聚酯制纤维。反射层926由银涂装的树脂构成。反射层926含有铝填料938。反射层926具有3μm的厚度。 

图15为串扰率及增益的测定结果图。如图15所示，可以看到实施例1及实施例2的串扰率小于比较例1的串扰率。尤其是可以看到，随着视场角的变大，实施例1及实施例2与比较例1的串扰率差显著增大。如果以串扰率比较实施例1与实施例2，可以看到具有发挥作为着色层作用的外露层28的实施例1比实施例2的串扰率更小。 

另外，如果以增益比较实施例1、实施例2及比较例1，可以看到除了视场角小的部分区域以外，比较例1的增益都小于实施例1、实施例2。尤其是可以看到，实施例2与比较例1相比，在几乎全部视场角的增益都大。可以看到实施例1与比较例1相比，增益相对于视场角变化的变化率小。换言之，实施例1与比较例1相比，不依赖于用户位置，能够为任何位置的用户提供大致相同亮度的图像。 

以下，对为了证明通过由OPP膜形成压纹加工来降低串扰率的效果的试验进行说明。图16为压纹加工的试验用试样的屏幕514的截面图。如图16所示，屏幕514包括：基材22、粘接层24、反射层26、底涂层527及外露层528。外露层528作为由紫外线固化树脂构成的表面层而发挥作用。外露层528的前面形成有凹凸536。在本试验中，通过使用由OPP膜、PET砂垫、PET揉合垫(PET練りこみマット)的任意一种构成的压纹膜的压纹加工来形成凹凸536，对串扰率进行调查。PET砂垫使用开成工业公司制产品。PET揉合垫使用东丽公司制的X44。 

图17为调查压纹加工膜与串扰率的关系的试验结果。Rz为，在某基准长度范围内，算出从最高峰到第五高峰分别距离粗糙度曲线平均线的高度之和，以及从最低谷到第五低谷分别距离粗糙度曲线平均线的深度之和，并将该高度之和与深度之和的和除以5后的值。串扰 率中的0°是屏幕514的正对面(即前方)，60°是从屏幕514的中心在水平面内旋转60°后的方向。 

如图17所示，可以看到通过OPP膜形成凹凸536的屏幕514的串扰率，在0°及60°这两处与PET砂垫及PET揉合垫相比都极为优秀。 

上述各实施方式的结构中的形状、数值、材料、配置可进行适当变更。 

以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。本领域技术人员清楚，可对上述实施方式加以各种变更或改进。由权利要求的记载可知，这种加以变更或改进的实施方式也包含在本发明的技术范围内。 

应当注意的是，权利要求书、说明书及说明书附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤及阶段等各个处理的执行顺序，只要没有特别明示“之前”、“早于”等，此外，只要并非前面处理的输出用在后面的处理中，则可以以任意顺序实现。关于权利要求书、说明书及说明书附图中的动作流程，为方便起见而使用“首先”、“然后”等进行了说明，但并不意味着必须按照这样的顺序实施。 

附图标记说明 

10投影仪系统 

12投影仪 

14屏幕 

16偏振光眼镜 

22基材 

24粘接层 

26反射层 

28外露层 

32扩散槽 

36凹凸 

40压纹膜 

42压纹面 

70亮度计 

72偏振光板 

74偏振光板 

76光源 

78测角光度计 

114屏幕 

128外露层 

134着色层 

136凹凸 

138表面层 

214屏幕 

228外露层 

236凹凸 

314屏幕 

322基材 

324粘接层 

326反射层 

328外露层 

332扩散槽 

336凹凸 

352上光吸收层 

354下光吸收层 

356层叠部件 

358基底部 

360棱镜部 

362上面 

364下面 

414屏幕 

514屏幕 

527底涂层 

528外露层 

536凹凸 

914屏幕 

922基材 

926反射层 

934树脂层 

936交叉部 

938填料 。

Claims (8)

1.一种屏幕，包括：

平板状的基材；

反射层，配置在所述基材的一侧面上，由金属构成；以及

外露层，配置在所述反射层中与所述基材相反侧的面上，相对于可见光为光学各向同性且透明，并在外露面上具有凹凸。

2.根据权利要求1所述的屏幕，其中，所述外露层是将聚氨酯类树脂进行浇注而形成的。

3.根据权利要求1或2所述的屏幕，其中，所述外露层具有：

着色层，配置于所述反射层侧；以及

表面层，配置于所述着色层中与所述反射层相反侧的面上，并向外部露出。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的屏幕，其中，在所述反射层中与所述外露层相接触的面上配置有凹凸。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的屏幕，其中：

在所述基材的一侧面上形成有多个棱镜部；

层叠所述反射层及所述外露层而成的层叠部件配置于各棱镜部中朝向一个方向的面上。

6.根据权利要求5所述的屏幕，其中，在所述棱镜部中朝向另一方向的面上配置有吸收可见光的光吸收层。

7.一种屏幕制造方法，包括：

反射层设置步骤，在平板状的基材上设置反射层；以及

外露层形成步骤，在所述反射层中与所述基材相反侧的面上形成外露层，该外露层相对于可见光为光学各向同性且透明，并在外露面上具有凹凸。

8.根据权利要求7所述的屏幕制造方法，其中，在所述外露层形成步骤中，通过复制形成于双向拉伸聚丙烯上的凹凸，来形成所述外露层的凹凸。