CN1203367C - 穿透型屏幕的制造方法及穿透型屏幕 - Google Patents

Abstract

在相当于并列设置在具有光穿透性的基板上而构成的透镜体及上述各透镜体的边界部上，形成光吸收材料图形，这样构成的穿透型屏幕的制造方法，是将透镜用组成物排出、弹着在具有光穿透性的基板上，用该透镜用组成物的液滴形成微小透镜体或其前驱体。可提供一种穿透型屏幕的制造方法，这种制造方法可用低成本实现明亮的、对比度高的、没有乱真纹和光斑的可显示高质量影像的穿透型屏幕。

Description

穿透型屏幕的制造方法及穿透型屏幕

技术领域

本发明属投影屏幕技术，尤其涉及投影电视和缩微胶卷阅读机等显示图像用的穿透型屏幕的制造方法和用该制造方法制作的穿透型屏幕。

背景技术

近年来，作为大画面显示器，使用了液晶光阀和CRT的背投型投影器引人注目。在这种显示器上，使来自图像投射部的图像光在穿透型屏幕上成像而进行显示。这种穿透型屏幕在观察者进行观察时明亮，在屏幕上形成规定的微小透镜体，使得视角扩大。

这样，明亮且视角大的屏幕的配光特性最好是图11所示的水平方向比垂直方向具有大的视角1101。其理由是，因为人的视野是水平方向比垂直方向广，在垂直方向和水平方向相等地配光的情况下，也会把光分配到人的视野中不太需要的垂直方向上，使整体的明亮度降低。

穿透型屏幕的构造之代表例列举如下。

①具有将凸柱透镜(半圆柱状凸透镜)并列设置而成的透镜部的双凸透镜状片。该透镜状片如图9(a)所示，一般是这种结构，即两面形成有凸圆柱透镜面901，单面(图像光201射出侧)的各圆柱透镜的边界部形成有突起，突起的上部形成有遮光层(具有光吸收性的黑色条纹)902。

该双凸透镜状片是通过对透明的热可塑性树脂片进行压力成形，或在熔融挤压的同时进行两面成形而获得的。

②将透明的小球体进行2维配列而构成的平面型透镜(例如，美国特许第2 387 252号，第3 552 822号，日本国实用新型2513508号公报)。该平面型透镜如图10(a)所示，在光入射侧的透明层1001上，各透明微小球体1002的直径的约50％以被埋入的方式保持着，其余的50％被埋在光射出侧的光吸收层1003内。

该平面型透镜是形成由透明层、透明微小球体、光吸收层构成的片，将该片贴在透明基板1004上而获得的。

这种现有的穿透型屏幕存在着以下课题。

双凸透镜状的透镜中，对上述热可塑性树脂进行成型的各种成型法均难以实现微小间距，近年来逐渐作为高精密化的背投型投影器的屏幕在使用时，存在着因析像度降低、产生乱真纹而引起的图像质量降低的课题。另外，为了扩大双凸透镜状透镜的没有放大率的垂直方向[与双凸透镜状透镜平行的方向，图9(b)的903]的视角，通常将微小的光扩散材料混匀在双凸透镜内部，但该光扩散材料会引起图像光的干扰而产生光斑，存在着使图像质量降低的问题。而且，对热可塑性树脂进行成形的各成形法中，需要和背投型投影屏幕同等的对角50英寸以上的模具和大型成形机，存在着制造成本非常高的课题。

将透明微小球体进行2维配列而构成的平面形透镜中，如从图像光入射侧来看该透镜如图10(b)所示，在各个微小球体1002之间产生图像光不穿过的死空间，入射到这里的图像光不穿透到观赏者一侧。完全细密地填充微小球体是极困难的，上述死空间扩大。另外，还存着这样的问题，即透明微小球体的观赏者一侧的表面残存着一层薄薄的光吸收层1003，故光被吸收，主要由于这3个原因使光穿透型屏幕的光穿透率降低。

微小球体所引起的视角扩大是完全等方位的，故本来不怎么需要扩大视角的垂直方向也受到了和水平方向同等程度的光扩散，因此，也存在着从正面看时明亮度不足的课题。

平面型透镜一般是通过这样的工序制造的，即形成由透明层、透明微小球体、光吸收层构成的片，并将该片贴在透明基板上的工序，但在将上述片往基板上粘贴的工序中，产生粘贴不均匀的现象，会降低显示图像的显示均匀性，或由于片与透明基板的贴紧性不够而产生界面多重反射现象，故存在着析像度降低的课题。

本发明是为了解决上述课题而开发的，其目的在于实现廉价地提供穿透型屏幕的制造方法，这种屏幕可显示明亮，对比度和析像度高、无乱真纹、无闪烁的高质量图像。

发明内容

为了解决上述课题，本发明提供一种穿透型屏幕的制造方法，该穿透型屏幕的构造为在相应于并列设置在具有光穿透性的基板上而构成的透镜体及所述各透镜体的边界部的位置上形成有光吸收材料图形，该制造方法包括：在所述基板上形成透镜形状的图形的工序；向由所述图形包围的区域内排出透镜用组成物的微小液滴的工序；将排出的所述透镜用组成物硬化的工序。另一特性是，排出、附着上述透镜用组成物的微小液滴的装置是喷墨式记录头，最好是压力喷射式记录头。

根据本形式，形成于穿透型屏幕表面的各透镜体，是利用可在大面积上高精度地形成细微形状的、例如由压力喷射式记录头所代表的喷墨式记录头排出透镜用组成物而形成的，故可制作极细微的透镜体。因此，可提供析像度高、没有因乱真纹而引起的图像质量降低现象的穿透型屏幕。另外，本方式用压力喷射式记录头、并利用在屏幕的水平、垂直方向上具有扫描机构的制造装置，可制造穿透型屏幕。因此，不需要大型模具和成型机等高价格的装置，故可将制造成本抑制得较低。

本发明的穿透型屏幕的制造方法的第二形式的特征在于，在穿透型屏幕的制造方法中，对上述透镜用组成物的表面张力和粘度以及上述透镜用组成物和与其相接触的表面的润湿性进行调整，以限制上述透镜的表面形状。

根据本形式，不需要进行模具加工等，用简单的工序便可控制透镜体的形状，可将制造成本抑制得较低。

本发明的穿透型屏幕的制造方法的第三形式的特征在于，在上述穿透型屏幕的制造方法中，在形成上述透镜体或其前体的工序之前，先在上述具有光穿透性基板的表面上呈土堤状地形成光吸收材料图形，将透镜组组成物的微小液滴排出，附着到上述土堤状的光吸收材料图形的光穿透部附近，而形成透镜体或其前体。

根据本形式，由于是将透镜用树脂组成物排出到土堤状光吸收材料图形的光穿透部附近而形成透镜体，故各光吸收材料图形和透镜体的定位精度提高，穿透型屏幕的穿透率提高。

本发明的穿透型屏幕的制造方法的第四形式的特征在于，在上述穿透型屏幕的制造方法中，上述具有光穿透性的基板的、形成有上述光吸收材料图形的表面与形成上述透镜体的表面是不同的面。

根据本形式，不需要考虑光吸收材料图形用组成物与透镜体用组成物的化学反应，选择材料的余地大，可提供使用廉价材料的低成本的穿透型屏幕。

本发明穿透型屏幕的制造方法的第五形式的特征在于，在上述穿透型屏幕的制造方法中，是通过排出、附着光吸收材料图形用组成物的微小液滴来形成上述光吸收材料图形或其前体的。其另一特征是，排出、附着上述光吸收材料用组成物的微小液滴的装置是喷墨式记录头，最好是压力喷射式记录头。

根据本形式，由于可用排出、附着微小液滴的方法形成光吸收材料图形和透镜体两者，故制造工序变简单了，可提供低成本的穿透型屏幕。

另外，由于光吸收图形是用能高质量地在大面积上高精度地形成细微形状的、例如压力喷射式记录头所代表的喷墨式记录头排出光吸收材料图形用组成物形成的，故可制作极细微的光吸收材料图形。因此，可提供析像度高、没有乱真纹所引起的图像质量下降的穿透型屏幕。而且，本方式还可用具有利用压力式记录头在屏幕的水平、垂直方向上扫描的机构的制造装置来制造穿透型屏幕。因此，不需要大型模具和成型机等高价格的制造装置，故制造成本可抑制得较低。

本发明穿透型屏幕的制造方法的第6形式的特征在于，在上述穿透型屏幕的制造方法中，包括在形成上述透镜体或其前体的工序之前，在具有上述光穿透性的基板的、形成有上述透镜体一侧的表面上，进行限制上述透镜体的平面形状的处理工序，上述处理是限制上述透镜体用组成物在上述透明基板上扩展的化学处理、或限制形状的形成处理。

根据本形式，不用模具便可控制透镜体形状，故可低成本地制造具有任意视角的穿透型屏幕。

本发明穿透型屏幕的制造方法的第7形式的特征在于，在上述穿透型屏幕的制造方法中，实施限制上述透镜体的平面形状的处理的工序和形成上述光吸收材料图形的工序是同一工序。

根据本形式，由于省掉了附加的限制平面形状的处理工序，故可简化工序。

本发明穿透型屏幕的制造方法的第8形式的特征在于，在上述穿透型屏幕的制造方法中，是用不同的透镜体用组成物形成相邻的透镜体，最好将上述不同的透镜体用组成物调整成不同的透镜体用组成物之间不容易混合。

根据本形式，由于相邻的透镜体用组成物的成分可用相互不易混合的成分，故可将相邻的透镜体的间隔设得窄一些，使死空间减小。因此，可实现穿透率高的穿透型屏幕。

本发明穿透型屏幕的形式的特征在于，是用上述穿透型屏幕的制造方法制作的。

在本形式中，由于形成于穿透型屏幕的表面上的各透镜体是用能高质量地在大面积上高精度地形成细微形状的、例如用压力喷射式记录头所代表的喷墨式记录头排出透镜用组成物而形成的，故可实现极细微的透镜体。因此，可提供析像度高、没有乱真纹所引起的图像质量下降的穿透型屏幕。另外，在本形式中，还可用具有利用压力式记录头在屏幕的水平、垂直方向上扫描的机构的制造装置来制造穿透型屏幕。因此，不需要大型模具和成型机等高价格的制造装置，故制造成本可抑制得较低。可提供价格便宜的穿透型屏幕。

本发明穿透型屏幕的第2形式的特征在于，在上述穿透型屏幕上，上述具有光穿透性的基板、上述透镜体及上述光吸收材料图形的分光特性在可视区域中基本是平坦的。

根据本形式，可确实地再现显示图像的色彩，故可实现能显示图像质量高的图像的穿透型屏幕。

本发明的穿透型屏幕的第3形式的特征在于，在上述穿透型屏幕上，所形成的上述透镜体的底边形状为大致长方形。

根据本形式，由于各透镜体的底边形状呈大致长方形，故在精密填充了各透镜体的情况下，各透镜体之间不会产生死空间。因此，可实现光穿透率高的明亮的穿透型屏幕。

本发明穿透型屏幕的第4形式的特征在于，在上述穿透型屏幕上，若所形成的上述透镜体的穿透型屏幕水平方向的曲率半径为RH、垂直方向的曲率半径为RV时，则RH＜RV。

根据本形式，由于透镜体的水平方向的光学放大率比垂直方向的光学放大率大，故穿透型屏幕的水平方向视角可比垂直方向视角大。因此，可使透过穿透型屏幕后的图像光不浪费地朝着与人的视角特性相吻合的合适方向发散，从而可实现明亮的穿透型屏幕。

本发明的穿透型屏幕的第5形式的特征在于，在上述穿透型屏幕上，若所形成的上述透镜体的水平方向的宽度为WH、垂直方向的宽度为WV时，则WH＜WV。

根据本形式，在调整透镜用组成物的表面张力、粘度及上述透镜用组成物和与其相接触的表面的润湿性，以限制透镜体的表面形状的情况下，透镜体的宽度较宽的一方的透镜体的曲率半径大，宽度窄的一方的曲率半径小。从光学放大率的观点来看这个现象，曲率半径小的一方的光学放大率大。因此，像本形式那样将透镜体水平方向的宽度设得比垂直方向的窄，这样，水平方向的光学放大率比垂直方向的光学放大率大，故穿透型屏幕的水平方向的视角可比垂直方向的视角大。因此，可使透过穿透型屏幕后的图像光不浪费地朝着与人的视角特性相吻合的适合方向发散，从而可实现明亮的穿透型屏幕。

本发明穿透型屏幕的第6形式的特征在于，在上述穿透型屏幕上，上述透镜用组成物的相邻的附着目标位置之间的距离在该穿透型屏幕的面内是不一样的。

根据本形式，由于透镜体是无规则性地配置在穿透型屏幕上，故可减少乱真纹，提高投射图像的图像质量。

本发明穿透型屏幕的第7形式的特征在于，在上述穿透型屏幕上，上述透镜用组成物的相邻的附着目标位置之间的距离在其水平方向的和垂直方向上不同，若水平方向的该距离为PH、垂直方向的该距离为PV时，最好PH＞PV，若透镜体单体的直径为SP时，PH＞SP＞PV则更好。

根据本形式，垂直方向上相邻的透镜体可以融合。结果，所得到的复合透镜体的垂直方向的曲率比水平方向的曲率大，可将穿透屏幕的水平视角设得比垂直视角大。

本发明穿透型屏幕的制造方法的第9形式是制造在相应于并列设置在具有光穿透性的基板上而构成的透镜体及上述各透镜体的边界部的位置上，形成了光吸收材料图形的穿透型屏幕的方法，其特征在于，包括在上述具有光穿透性的基板的形成有上述透镜体的表面或其内表面上，并列设置着具有无规则的相位分布的体积型相位元件，通过排出、附着体积型相位元件用组成物的微小液滴来形成上述体积型相位元件或其前体的工序。另一特征是，排出、附着上述体积型相位元件用组成物的微小液滴的装置是喷墨式记录头，最好是压力喷射式记录头。

根据本形式，由于在具有光穿透性的基板的透镜体形成面的内表面上，并列设置着具有无规则的相位分布的体积型相位元件，将图像光的波阵面乱成无规则性的，使干扰性减小，故可大大减小光斑点。又因体积型相位元件是用压力喷射式记录头所代表的喷墨式记录头形成的，故可将制造成本控制得较低。

附图说明

图1是本发明穿透型屏幕的制造方法的第1实施形式之工序图。

图2是第1实施形式的构成要素的俯视图和剖面图。

图3是第1实施形式的透镜体之配光功能的说明图。

图4是本发明穿透型屏幕的制造方法的第2实施形式之工序图。

图5是本发明穿透型屏幕的制造方法的第3实施形式之工序图。

图6是第3实施形式的相邻附着目标位置的间隔和所形成的透镜体的平面形状之说明图。

图7是第3实施形式的其它的相邻附着目标位置的间隔和所形成的透镜体的平面形状的说明图。

图8是本发明穿透型屏幕的制造方法的第4实施形式之工序图。

图9是双凸透镜状的透镜片的结构图。

图10是平面形透镜的结构图。

图11是穿透型屏幕的配光分布之说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施形式进一步作详细说明。

(穿透型屏幕的制造方法的第1实施形式)

图1是说明第1实施形式的工序的概念的图。

首先，如图1(a)所示，将光吸收材料102在光穿透性基板101上形成所要求形状的图形。光穿透性基板101最好在整个可视区域内具有均匀的穿透特性，而且其穿透率高。另外，也可将扩散性微粒子分散在基材中，通过在表面上形成扩散面而使其具有光扩散性。用这样的材料，即在组装于背投型投影器上时具有保持平坦性的刚性材料构成则更好。作为这种材料，虽考虑用透明玻璃基板、丙烯基板等，但不局限于这些。

光吸收材料102最好也同样用在整个可视区域内具有均匀的吸收特性的材料构成，而且，最好其穿透率低。材料的特性，从图形的形成方法以及与透镜材料在化学上的相互作用的观点出发，要考虑到各种特性进行选择。

作为光吸收材料102的图形形成方法，虽考虑用影印法和各种印刷技术、压力喷射式记录头为代表的喷墨式记录头，以位置选择方式将光吸收材料用的组成物排出的方法，但不局限于特定方法。但是，这些方法中的使用压力喷射式记录头的方法可经济地在大面积上高精度地形成细微的形状，从这一点出发，该方法是最理想的。

光吸收材料102有位置选择地形成于在随后的工序中制成的各透镜体的边界部附近。其平面配置状态如图2(a)所示。图2(a)是从图像光的入射侧来看本实施形式的穿透型屏幕的平面图，实线表示各透镜体105，虚线表示光吸收材料102。光吸收材料102设在透镜体105的边界部附近，在透镜体105的中央部附近形成有穿过光线的开口部107。

图2(b)是表示图2(a)的H-H’断面的穿透型屏幕的断面构造及图像光的光路的图。入射到透镜体105的图像光201通过透镜体105折射，经开口部107穿透至观赏者一侧。另外，由于来自设于观赏者一侧的空间的照明等外部光202的大部分被光吸收材料102吸收，故即使观赏者一侧的空间照度高，仍有可能观赏到黑的拉紧的对比度高的图像。

这里，若光吸收材料102的上边宽度203较宽，则吸收图像光201的比例就增大。因此，为了提高图像光的穿透率，上边宽度203最好尽量设得窄一些。

光吸收材料102的下边宽度204尽量设得宽一些，则吸收外部光的效果好。从以上情况来看，光吸收材料102的形状最好为向着光透过性基板101侧逐渐变宽的锥形。

为了将光吸收材料102的下边宽度204尽量设得宽一些，开口部107最好配置在透镜体105的焦点附近，根据这一观点决定光吸收材料102的高度。

下面，如图1(b)所示，从压力喷射式记录头103将透镜体用组成物108排出到由光吸收材料102间隔成的空间内，形成透镜前体104。

压力喷射式头103以周知的喷墨方式，从其喷嘴排出所供给的透镜材料用组成物。在本实施形式中，为了容易理解只表示了1个头，但为了进行大面积的透镜体用组成物的排出，当然也可并列设置多个头，用这些头在光穿透性基板101的平面内进行扫描，从而提高大量生产的性能。

排出的透镜体用组成物的液滴108填充在光吸收材料102间隔成的空间内，形成表面呈透镜状的透镜体的前体104。前体104的表面形状主要由透镜体用组成物的粘度、表面张力、与光吸收材料的润湿性决定，根据这些观点对透镜体组成物及光吸收材料的化学成分进行调整。

图1(b)中，虽表示为无限制地减小前体104之间的边界宽度109，但从前体104的表面形状形成的观点来看，该边界宽度109也可设得宽一些。但是，若边界宽度109过大，则图像光的穿透率降低。从这一点来看，用下述方法效果好，即从相邻的喷嘴103a和103b排出的透镜体用组成物采用不容易相互混合的不同的组成。这样，即使透镜体用组成物扩展开，通过它们相互接触便自然形成透镜体的边界。作为这种不易相互混合的透镜体用组成物，虽考虑一方用亲水性组成，另一方用疏水性组成，但不局限于此。

下面，通过图1(c)所示的后处理，将前体104做成具有所要求的特性的透镜体105。作为该后处理，虽考虑用光照射和加热来使前体进行固化反应，但不局限于该方法，可根据透镜体用组成物的化学性能来考虑各种形态。不仅是固化反应，例如，为使穿透率提高的后处理，也包括为了将形状形成得更理想的后处理。另外，透镜体用组成物滴下后，不经任何处理，若随着时间的推移产生化学变化，经过一定时间后能得到所希望的特性，则可省掉该工序。作为这种例子，有透镜体组成物使用厌气性组成物、2种液体混合而产生化学反应的组成物的情况。

以下，通过相继工序赋予透镜体附加特性。图1(d)的例子是表示在透镜本表面形成透明保护层106，以提高穿透型屏幕的机械强度的例子。这里所说的附加特性，除了机械强度外，还包括通过厌气处理来提高化学上的耐久性和通过AR涂层来提高光学特性等。

图3为本实施例的透镜体结构的说明图。

图3(a)所示为透镜体105的底面形状(与光穿透性基板101的接触面形状)，假设其水平方向宽度301为WH、垂直方向宽度302为WV时，存在着WH＜WV的关系。这种底面形状由光吸收材料102的平面形状决定。

透镜体105的表面形状主要根据透镜体用组成物的粘度、表面张力、光吸收材料的润湿性决定，故透镜体105的表面曲率半径假设图3(a)的H-H’的水平方向的曲率半径303为RH，V-V’的垂直方向的曲率半径304为RV时，RH＜RV。

图3(b)所示为在H-H’处切开透镜105的剖面图，图3(c)是在V-V’处切开后的剖面图。如上所述，因RH比RV小，故图3(b)所示的H-H’方向的透镜体105的光学放大率增大。假设这个方向的图像光201射出光穿透性基板101后的扩展为θH。而且，V-V’方向的透镜体105的光学放大率变得更小。假设这个方向的图像光201射出光穿透性基板101后的扩展为θV时，θH＞θV，可以控制成适应以图11说明的人的视角特性。

(穿透型屏幕的制造方法的第2实施形式)

图4是表示本发明的第2实施形式的工序概念的图。

首先，如图4(a)所示，在光穿透性基板101上，在后步工序中所形成的各透镜体的边界附近，位置选择性地形成透镜形状限制图形401。作为形成该透镜形状限制图形401的方法，虽考虑用影印法和各种印刷技术、压力喷射式记录头所代表的喷墨式记录头，位置选择性地排出光吸收用组成物的方法等，但不局限于特定方法。可是，由于这些方法中的使用压力喷射式记录头的方法可经济地在大面积上高精度地制作细微形状，故是最理想的方法。

另外，最好在整个可视区域具有基本平坦的穿透率特性，并且其穿透率高。该透镜形状限制图形401是利用其表面的化学特性对后步工序中所形成的透镜体的形状进行限制，例如，将图形表面设为亲水性的性质，将另一方透镜体用组成物设为疏水性的组成等，但不局限于这一种。

在光穿透性基板101的、形成有透镜形状限制图形401的内表面上形成光吸收材料用薄膜402。

该光吸收材料用薄膜402具有感光性，在光照射部分和没有照射的部分，化学性质和光学性质会产生差异。

作为这种薄膜的代表例，周知的有：具有经过感光其粘结性便消失的特性的鲱鱼(pogy)形感光性粘结材料，克罗马林电镀薄膜(杜邦公司制)等，但不局限于这些。

下面，如图4(b)所示，用压力喷射式记录头103将透镜体用组成物108排出到用透镜形状限制图形401间隔的透明基板表面上，形成透镜前体104。关于该工序，因在实施形式1中作了详细说明，故这里省略其说明。

接着，如图4(c)所示，从透镜体105一侧放射在光吸收材料薄膜402上产生感光反应的波长的电磁波403，通过透镜体105将电磁波403聚光至光吸收材料薄膜402附近，并在光吸收材料薄膜402上产生位置选择性感光作用。

在该工序中，透镜体105即使是前体状态也行，最好通过电磁波403产生固化反应和提高穿透率的反应等，变成更理想的状态，则可省略工序。

光吸收材料薄膜402的产生了位置选择性感光反应的部分404变成透明部，使得由透镜体105聚光的图像光透过。未感光的部分405表示光吸收作用，吸收外部光。

在上述克罗马林电镀薄膜的场合，引起感光反应的部分404的粘结性消失，未感光部分405的粘结性保存下来。因此，在未图示的后步工序中，具有光吸收性的粉体等散布在光吸收材料薄膜402上，若选择性地附着在保有粘结性的未感光部分405上，便可位置选择性地形成光吸收材料图形406。

从图4(c)可知，在本实施例中，光穿透性基板101的厚度设定为大致和透镜体105的聚光距离一致。这里，所谓聚光的距离系指假设透镜体105在空气中的焦点距离为f、光穿透性基板101的折射率为n时，大体与f×n一致的距离。

(穿透型屏幕的制造方法的第3实施形式)

图5是表示本发明的第3实施形式的工序概念的图。

首先，如图5(a)所示，同样在光穿透性基板101上形成透明性良好的表面处理层501。该表面处理层501相对排出到该层上的透镜体用组成物具有液体排斥性。即，在透镜体用组成物为亲水性材料时具有防水性。相反，透镜体用组成物为亲油性材料时，具有亲水性。

表面处理层501是根据其材料的物性，利用旋转涂层、倾斜涂层、印刷、喷射、蒸镀、阳极真空喷镀、自身组织化膜等各种薄膜形成技术形成的。

其中，自身组织化膜，由于具有容易控制液体排斥性，其形成不需要特殊装置的特性，故是适合于本发明的薄膜形成技术。

自身组织化膜是由有机分子的分子膜构成的。该有机分子具有：可与光穿透性基板101结合的官能团；其相对一侧的对亲液基或液体排斥基的光穿透性基板101的表面性进行重整(控制表面能)的官能团；将寂结官能团连接起来的碳直链或一部分分支的碳链，与光穿透性基板101结合而进行自身组织化，形成分子膜，例如单分子膜。该自身组织化膜由可与光穿透性基板101的构成原子反应的结合性官能团和官能团以外的直链分子构成，是利用该直链分子的相互作用使具有极高取向性的化合物取向而形成的膜，由于是将单分子取向而形成的，故用分子水平面构成均匀的膜。即，相同分子位于膜的表面，故可将均匀、且良好的液体排斥性和亲液性等表面特性赋予膜的表面。

形成自身组织化膜的化合物可使用十七氟代四氢癸基三乙氧基甲硅烷、三氟丙基二甲氧基甲硅烷等的氟代烷基甲硅烷或具有烷基的烷基甲硅烷。自身组织化膜，例如在《An Introduction ULTRATHINORGANIC FILMS：Ulman，ACADEMIC PRESS》中详细公开了。

在用上述自身组织化膜形成表面处理层501的情况下，将已述的原料化合物和光穿透性基板101放在同一密闭容器中，在室温下放置数日便形成。将整个密闭容器保持在100℃左右，用3小时便形成。因此，用自身组织化膜形成表面处理层501的工序极为简单，不需要特殊装置，故特别适合于大型穿透型屏幕的制造。

在形成有光穿透性基板101的表面处理层501的面的内表面上形成有光吸收层502。该光吸收层502是用可视区域的透过率平坦且对激光的吸收性高的材料形成的。光吸收层502是根据其材料的物性，利用旋转涂层、倾斜涂层、印刷、喷射、蒸镀、阳极真空喷镀、自身组织化膜等各种薄膜形成技术形成的。

接着，如图5(b)所示，从压力喷射式记录头103将透镜体用组成物108排出到形成有表面处理层501的光穿透性基板101的表面上，形成透镜前体104。但是，在本实施例中，不存在实施例1、2中说明的用于将相邻的透镜之间隔开的结构和图形，故为了将各透镜体之间分开形成，需要特别的关注。

图6(a)是表示光穿透性基板101上的透镜体用组成物的附着目标位置601与透镜前体104的直径的关系的图。透镜体用组成物108在附着目标位置601附近附着后，形成透镜前体104，该前体在由与表面处理层501的润湿性的关系决定的部位具有接触角，使润湿扩展，在由其表面张力决定的部位具有曲面。其平面形状呈以附着目标位置601为中心的直径为SP的大致圆形。因此，如图6(b)所示，设相邻的附着目标位置601的间隔为P，且P＞SP，便可形成相互分开独立的透镜前体104。当P比SP大得多时，透镜前体104之间的死空间增大，穿透型屏幕的穿透率降低，故不理想。又如图6(c)所示，设相邻的附着目标位置601之间的间隔为P，且P＜SP，则透镜本组成物108附着后，与相邻的透镜体组成物融合，不能形成分开独立的透镜前体。

因此，设压力喷射式记录头103的相邻喷嘴103a、103b之间的间距为PN，且PN＞SP，则可形成相互分开独立的相邻透镜前体104。这里，虽对相邻的喷嘴间的间距PN进行调整的例子作了说明，但是，例如将相邻的喷嘴间的间距PN设成与相邻的透镜前体104间的间距不同的距离，通过适宜地控制压力喷射式记录头103的扫描间距，当然也可获得同样的效果。

另外，积极地将相邻的透镜前体104相邻融合成一体，也可控制穿透型屏幕的视角。

图7(a)是相邻的9个附着目标位置601的配置说明图。附着目标位置601的水平方向间距PH，假设PH＞SP，垂直方向间距PV，假设PV＜SP。将透镜体组成物108排出、附着到这些附着目标位置601上的结果，所得到的透镜前体104的平面形状如图7(b)所示，水平方向上是分开独立的，而在垂直方向上则形成具有融合的形状的透镜前体104。用该透镜前体104得到的透镜体的曲率为：设水平方向的曲率半径为RH、垂直方向的曲率半径为RV时，RH＜RV，同实施例1中说明的一样，从该透镜体穿透的图像光的扩展，是向适合于人的视角特性的水平方向扩展，垂直方向具有较窄的视角特性。

附着目标位置601的间距不需要在整个穿透型屏幕上都一样，可根据所希望的特性自由设定。例如，设垂直方向的间距可变，控制融合的透镜体用组成物的数量，调整垂直方向的视角，减小水平、垂直方向间距的规则性，通过图像光和透镜体的光学上的规则性图形的相互作用也可减少产生的乱真纹。

接着，如图5(c)所示，将在聚光状态下对光吸收层502的材料进行熔融、蒸发或消融的具有阈值以上强度的激光503从透镜体105一侧射入，将激光503聚光于光吸收层502附近，位置选择性地在激光503的聚光部附近的光吸收层502上产生熔融、蒸发或消融，形成开口部504。在该工序中，透镜体105也可以是透镜前体状态，若利用激光503产生固化反应、提高穿透率的反应等，使其变成更理想的状态，则可以简化工序。

光吸收材料图形506的开口部504可使由透镜体105聚集的图像光穿透。非开口部505表示光吸收作用，吸收外部光。

如众所周知的那样，为了在激光吸收材料上产生熔融、蒸发或消融反应，需要具有高能量的激光。产生这种激光的激光器，可列举XeF等的エキミマ激光器、Nd:YAG激光器、Ti:Al₂O₃激光器及其高谐波和波长变换后的光、或色素激光器等。另外，为了将强力激光照射在大面积的光穿透性基板101的整个面上，利用光偏转机构将小面积的激光光点在整个面上扫描，这在避免激光装置大型化、复杂化上是有效的方法。

(穿透型屏幕的制造方法的第4实施形式)

图8所示为本发明第4实施形式的工序示意图。

如图8(a)所示，用压力喷射式记录头103将体积型相位元件用组成物801排出到已形成光吸收材料图形102、透镜体105的光穿透性基板101的、形成了透镜体105面的内表面上，形成体积型相位元件前体802。

该体积型相位前体802是用在整个可视区域显示出基本平坦的穿透率的、穿透率高的材料形成的，其形状、配置分布是无规则的，要根据使图像光的相干性降低的情况来决定。这种形状、配置分布是通过下述方法形成的，即无规则地改变从压力喷射式记录头103排出的体积型相位元件用组成物801的液滴排出量，或无规则地改变压力喷射式记录头103的扫描方向和扫描量。

接着，如图8(b)所示，利用光照射和加热等方法，使体积型相位元件前体802产生固化，可得到具有更好特性的体积型相位元件803。

这样，在光穿透性基板101的形成有透镜体105的面的内表面上，形成体积型相位元件803，可减少图像光的相干性，可观赏光点少的具有高的图像质量的图像。

(穿透型屏幕的制造方法的第5实施形式)

在实施例1～4中，透镜体用组成物或体积型相位元件用组成物以采用可以用压力喷射式记录头排出的，在光学上透明的材料为例进行了说明，但为了进一步加强透镜体的光扩散作用，可在材料中混入光扩散性微粒子。这种微粒子可列举平均粒径为数μm～20μm左右的玻璃珠、苯乙烯珠、丙烯珠等，但不局限于这些。

以上，透镜体用组成物在实施例1～4中说明的任一种实施形式中均可适用，在调整穿透型屏幕的视角方面是有效的构成材料。

(变形形式)

不局限于以上说明的实施形式，在不脱离本发明宗旨的范围内，可进行各种变形和变更。

例如，作为关于排出透镜用组成物等液滴的头体，虽就压力喷射式记录头作了说明，但用具有同样功能的喷墨式记录头也没关系。其代表性例子可列举起泡喷射式记录头。

关于透镜体的底面形状，虽对具有长方形状的例子作了说明，但也可以是除此之外的圆形、椭圆形、不定形形状。

关于光吸收材料图形的断面形状，虽对具有圆锥形形状的断面作了说明，但也可具有除此之外的正方体形、曲面形状。

如以上详细说明那样，根据本发明，在相当于并列设置在具有光穿透性的基板上而构成的透镜体和上述各透镜体的边界部的位置上形成光吸收材料的图形的光穿透型屏幕的制造方法中，是将透镜用组成物微小液滴排出、附着在上述具有光穿透性的基板上，用该透镜用组成物的液滴形成透镜体或其前体，这样，便可低成本地实现能显示明亮的、对比度高的、乱真纹和光斑少的图像质量高的影像的穿透型屏幕。

Claims (25)

1.一种穿透型屏幕的制造方法，该穿透型屏幕的构造为在相应于并列设置在具有光穿透性的基板上而构成的透镜体及所述各透镜体的边界部的位置上形成有光吸收材料图形，该制造方法包括：

在所述基板上形成透镜形状的图形的工序；

向由所述图形包围的区域内排出透镜用组成物的微小液滴的工序；

将排出的所述透镜用组成物硬化的工序。

2.如权利要求1所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，排出、附着所述透镜用组成物的微小液滴的装置是喷墨式记录头。

3.如权利要求2所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，所述喷墨式记录头是压力喷射式记录头。

4.如权利要求1所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，通过对所述透镜用组成物的表面张力和粘度以及所述透镜用组成物和与其相接触的表面的润湿性进行调整来规定所述透镜体的表面形状。

5.如权利要求1所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，在形成所述透镜体或其前体的工序之前，先在所述具有光穿透性基板的表面上呈土堤状地形成光吸收材料图形，将透镜用组成物的微小液滴排出、附着到所述土堤状的光吸收材料图形的光穿透部附近，而形成透镜体或其前体。

6.如权利要求1所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，所述具有光穿透性的基板的形成有所述光吸收材料图形的表面与形成所述透镜体的表面是不同的面。

7.如权利要求1～6中的任一项所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，通过排出、附着光吸收材料图形用组成物的微小液滴来形成所述光吸收材料图形或其前体。

8.如权利要求7所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，排出、附着所述光吸收材料用组成物的微小液滴的装置是喷墨式记录头。

9.如权利要求8所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，所述喷墨式记录头是压力喷射式记录头。

10.如权利要求1～9的任一项所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，包括在形成所述透镜体或其前体的工序之前，在所述具有光穿透性的基板的形成所述透镜体一侧的表面上进行限制所述透镜体的平面形状的处理的工序，所述处理是限制所述透镜体用组成物在所述透明基板上扩展的化学处理、或限制形状的形成处理。

11.如权利要求10所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，实施限制所述透镜体的平面形状的处理的工序和形成所述光吸收材料图形的工序是同一工序。

12.如权利要求1～11的任一项所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，用不同的透镜体用组成物形成相邻的透镜体。

13.如权利要求12所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，所述不同的透镜体用组成物调整成不同的透镜体组成物之间不容易混合。

14.一种穿透型屏幕，其特征在于，它是用权利要求1～13的任一项所述的穿透型屏幕的制造方法制造的。

15.如权利要求14所述的穿透型屏幕，其特征在于，所述具有光穿透性的基板、所述透镜体及所述光吸收材料图形的分光特性在可视区域中基本是平坦的。

16.如权利要求14所述的穿透型屏幕，其特征在于，所形成的所述透镜体底边的形状为大致长方形。

17.如权利要求14所述的穿透型屏幕，其特征在于，若所形成的所述透镜体的穿透型屏幕水平方向的曲率半径为RH、垂直方向的曲率半径为RV时，则RH＜RV。

18.如权利要求17所述的穿透型屏幕，其特征在于，若所形成的所述透镜体的水平方向的宽度为WH、垂直方向的宽度为WV时，则WH＜WV。

19.如权利要求14所述的穿透型屏幕，其特征在于，所述透镜用组成物的相邻的附着目标位置之间的距离在该穿透型屏幕的面内是不一样的。

20.如权利要求19所述的穿透型屏幕，其特征在于，所述透镜用组成物的相邻的附着目标位置之间的距离在水平方向的和垂直方向上不同。

21.如权利要求20所述的穿透型屏幕，其特征在于，所述透镜用组成物的相邻的附着目标位置之间的距离在水平方向的该距离为PH，垂直方向的该距离为PV时为PH＞PV。

22.如权利要求21所述的穿透型屏幕，其特征在于，所述透镜用组成物的相邻的附着目标位置之间的距离在所述透镜体单体的直径为SP时为PH＞SP＞PV。

23.一种穿透型屏幕的制造方法，该穿透型屏幕在相应于并列设置在具有光穿透性的基板上而构成的透镜体及所述各透镜体的边界部的位置上形成有光吸收材料图形，其特征在于，该方法包括在所述具有光穿透性的基板的形成有所述透镜体的表面或其内表面上，并列设置着具有无规则的相位分布的体积型相位元件，通过排出、附着体积型相位元件用组成物的微小液滴来形成所述体积型相位元件或其前体的工序。

24.如权利要求23所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，排出、附着所述体积型相位元件用组成物的微小液滴的装置是喷墨式记录头。

25.如权利要求24所述的穿透型屏幕的制造方法，其特征在于，所述喷墨式记录头是压力式记录头。

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