JP2008286973A - Manufacturing method for reflection type screen - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射型スクリーンの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a reflective screen.
例えばプロジェクタ等の画像投影装置から投射された画像光を表示するためのスクリーンとして反射型のものが知られている。反射型スクリーンは、プロジェクタと画像鑑賞者(以下、鑑賞者と称す)がスクリーンに対して同じ側に位置するものであって、プロジェクタから投射された投射光を反射し、その際に反射光を散乱させることによって画像を表示している。 For example, a reflection type screen is known as a screen for displaying image light projected from an image projection apparatus such as a projector. The reflective screen is a projector and an image viewer (hereinafter referred to as an appreciator) located on the same side with respect to the screen, and reflects the projection light projected from the projector. The image is displayed by scattering.
一般に反射型スクリーンでは、スクリーン面に対して斜め前方から映像光が入射されるため、特にスクリーンの左右端付近で上下方向の角度のきつさに加え、左右方向についても入射角が大きいため、映像光が外側に大きく反射されてしまい、スクリーン正面にいる鑑賞者に画像光が有効に届かない可能性がある。 In general, in a reflective screen, image light is incident obliquely forward with respect to the screen surface. In addition to the tightness of the vertical angle, especially in the vicinity of the left and right edges of the screen, the incident angle is also large in the horizontal direction. There is a possibility that the image light will not reach the viewer in front of the screen effectively because the light is greatly reflected outside.
そこで、スクリーン基板の前面側に半球状の凸部(凸状部)を規則的に配置し、この凸部のうち投影光入射方向に向かう表面部分に形成した反射面により画像光を拡散反射させることで、観測者に高コントラストな画像光を視認させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、スプレーコート法により、スクリーン基板上の凸部に反射性材料を塗布することで上記反射膜を形成していた。
しかしながら、上記従来技術ではスプレー粒子(反射性材料)の飛行距離が限られるため、反射膜形成プロセスを複数回に分けて行う必要が生じ、製造効率が低下してしまう。また、凸部に対して反射膜を選択的に付着させることが困難であり、品質にバラツキが生じるおそれもあった。 However, since the flight distance of the spray particles (reflective material) is limited in the above prior art, it is necessary to perform the reflective film forming process in a plurality of times, resulting in a decrease in manufacturing efficiency. In addition, it is difficult to selectively attach the reflective film to the convex portion, which may cause variations in quality.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、簡便且つ確実な製造プロセスにより高品質なもの低コストで提供できる、反射型スクリーンの製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a reflective screen that can be provided with high quality and low cost by a simple and reliable manufacturing process.
上記課題を解決するために、本発明の反射型スクリーンの製造方法は、液滴吐出法を用いて基体上に機能液を吐出し、該機能液に硬化処理を施すことで球面状の凸状部を形成する工程と、液滴吐出法を用いて前記凸状部の表面の一部を反射膜で覆うことで反射レンズを形成する工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the reflective screen manufacturing method of the present invention uses a droplet discharge method to discharge a functional liquid onto a substrate, and performs a curing process on the functional liquid to form a spherical convex shape. And a step of forming a reflection lens by covering a part of the surface of the convex portion with a reflection film using a droplet discharge method.
本発明の反射型スクリーンの製造方法によれば、反射型スクリーンを構成する反射レンズを液滴吐出工程により連続的に形成することで製造プロセスの簡略化を図ることができる。また、液滴吐出ヘッドによって所望の位置に機能液(材料)を選択的に配置できるので、材料の無駄を無くすことができ、結果的にコストの低減を図ることができる。
したがって、簡便且つ確実な製造プロセスにより、高品質なもの低コストで提供することができる。
According to the reflective screen manufacturing method of the present invention, the manufacturing process can be simplified by continuously forming the reflective lenses constituting the reflective screen by the droplet discharge process. In addition, since the functional liquid (material) can be selectively disposed at a desired position by the droplet discharge head, waste of the material can be eliminated, and as a result, cost can be reduced.
Therefore, a high quality product can be provided at a low cost by a simple and reliable manufacturing process.
また、上記反射型スクリーンの製造方法では、前記凸状部を形成するに先んじて、前記基体上に撥液処理を施すのが好ましい。
この構成によれば、基体上に着弾した機能液滴の濡れ広がりが抑制されるので、凸状部を半球状に精度よく形成することができる。
In the above-described reflective screen manufacturing method, it is preferable that a liquid repellent treatment is performed on the substrate prior to forming the convex portion.
According to this configuration, since wetting and spreading of the functional liquid droplets that have landed on the substrate are suppressed, the convex portion can be accurately formed in a hemispherical shape.
また、上記反射型スクリーンの製造方法では、前記機能液は紫外線硬化性樹脂材料を主成分とするものであり、前記硬化処理は紫外線照射を行うのが好ましい。
この構成によれば、機能液の液滴に対して紫外線を照射することで凸状部を簡便且つ確実に形成できる。
Moreover, in the said manufacturing method of a reflection type screen, it is preferable that the said functional liquid has an ultraviolet curable resin material as a main component, and the said hardening process performs an ultraviolet irradiation.
According to this configuration, the convex portion can be easily and reliably formed by irradiating the functional liquid droplet with ultraviolet rays.
また、上記反射型スクリーンの製造方法では、前記機能液は熱硬化性樹脂材料を主成分とするものであり、前記硬化処理は熱処理を行うのが好ましい。 Moreover, in the said manufacturing method of a reflection type screen, it is preferable that the said functional liquid has a thermosetting resin material as a main component, and the said hardening process performs heat processing.
この構成によれば、機能液の液滴に対して熱処理を施すことで凸状部を簡便且つ確実に形成できる。 According to this configuration, the convex portion can be easily and reliably formed by performing heat treatment on the functional liquid droplets.
また、上記反射型スクリーンの製造方法では、前記反射レンズを形成した後、前記基体上における前記反射レンズの非形成領域に液滴吐出法を用いることで光吸収層を形成するのが好ましい。
上記工程では、反射レンズの形成時に凸状部表面からはみ出した反射膜が基体面上に形成されるおそれがある。このように基体面上にはみ出した反射膜は、例えば外乱光を反射させることでコントラストを低下させ、表示品位を損なわせるおそれがある。
そこで、上記構成を採用すれば、反射膜のはみ出しが生じた場合であっても基体面、すなわち反射レンズの非形成領域が光吸収層により覆われるので、上述した外光の反射を確実に防止することができ、高コントラストな表示を得ることのできるスクリーンを提供できる。
In the reflective screen manufacturing method, it is preferable that the light absorption layer is formed by using a droplet discharge method in a region where the reflective lens is not formed on the substrate after the reflective lens is formed.
In the above process, there is a possibility that a reflective film protruding from the surface of the convex portion when the reflective lens is formed is formed on the substrate surface. Thus, the reflective film protruding on the substrate surface may reduce contrast by reflecting disturbance light, for example, and may impair display quality.
Therefore, if the above configuration is adopted, even if the reflection film protrudes, the substrate surface, that is, the non-formation region of the reflection lens is covered with the light absorption layer, so that the reflection of the external light described above is surely prevented. It is possible to provide a screen that can obtain a high-contrast display.
また、上記反射型スクリーンの製造方法では、前記光吸収層の形成材料として、Mn、Cr、又はCの少なくとも1種を主成分とするものを用いるのが好ましい。
このような材料を用いることで、上述した光吸収層を良好に形成できる。
Moreover, in the manufacturing method of the said reflection type screen, it is preferable to use what has at least 1 sort (s) of Mn, Cr, or C as a main component as a forming material of the said light absorption layer.
By using such a material, the above-described light absorption layer can be favorably formed.
また、上記反射型スクリーンの製造方法では、前記基体としてプラスチック基板を用いるのが好ましい。
これにより、製造される反射型スクリーンがフレキシブル性を備えることにより、例えば巻き込み収納が可能な収納性に優れたものとなり、高付加価値なスクリーンを提供できる。
In the reflective screen manufacturing method, a plastic substrate is preferably used as the substrate.
Thereby, when the manufactured reflection type screen is provided with flexibility, for example, it is excellent in storage property that can be entrapped and stored, and a high added value screen can be provided.
以下、本発明の反射型スクリーンの製造方法に係る一実施形態について説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment according to a manufacturing method of a reflective screen of the present invention will be described. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
図1〜図6は、本実施形態に係る反射型スクリーンの製造工程を説明するための図である。はじめに、図1に示されるように、液滴吐出法によって基板(基体)P上に機能液11を吐出し、この機能液11に硬化処理を施すことで球面状の凸状部12を複数形成する。前記基板Pとしては、PETやポリカーボネート等のプラスチック基板を用いた。
1-6 is a figure for demonstrating the manufacturing process of the reflection type screen which concerns on this embodiment. First, as shown in FIG. 1, a
ここで、凸状部12の形成材料(機能液11)について説明する。凸状部12の構成材料として、紫外線硬化性を主成分とする樹脂材料を用いた。この樹脂材料として、特に非溶剤系のものが好適に用いられ、この非溶剤系の樹脂材料は有機溶剤を用いて樹脂材料を溶解し液状体とすることなく、例えばこの樹脂材料をそのモノマーで希釈することによって液状化し、液滴吐出ヘッドからの吐出が可能となっている。また、この非溶剤系の樹脂材料では、ビイミダゾール系化合物などの光重合開始剤を配合することにより、放射線照射硬化型のものとして使用できるようにしている。すなわち、このような光重合開始剤を配合することにより、前記樹脂材料に放射線照射硬化性を付与することができるのである。ここで、放射線とは可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線等の総称であり、特に紫外線が一般的に用いられる。
Here, the formation material (functional liquid 11) of the
このような樹脂材料(機能液11)として、具体的にはアクリル樹脂やエポキシ樹脂等を採用することが可能である。特に、エポキシ樹脂を採用することが望ましい。アクリル樹脂はラジカル重合により硬化するため、紫外線照射による硬化速度が比較的遅く、また硬化収縮が比較的大きくなる。これに対して、エポキシ樹脂はカチオン重合により硬化するため、紫外線照射による硬化速度が比較的速く、また硬化収縮が比較的小さいからである。このような理由から、本実施形態ではエポキシ樹脂を用いて上記凸状部12を形成するようにした。
Specifically, an acrylic resin, an epoxy resin, or the like can be used as such a resin material (functional liquid 11). In particular, it is desirable to employ an epoxy resin. Since the acrylic resin is cured by radical polymerization, the curing rate by ultraviolet irradiation is relatively slow, and the curing shrinkage is relatively large. On the other hand, since the epoxy resin is cured by cationic polymerization, the curing rate by ultraviolet irradiation is relatively high, and the curing shrinkage is relatively small. For this reason, in the present embodiment, the
また、上記樹脂材料(機能液11)の表面張力としては、0.02N/m以上0.07N/m以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法により機能液11を吐出する際、表面張力が0.02N/m未満であると、機能液11のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなる。また、表面張力が0.07N/mを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や吐出タイミングの制御が困難になる。
The surface tension of the resin material (functional liquid 11) is preferably in the range of 0.02 N / m or more and 0.07 N / m or less. When the
そこで、表面張力を調整するため、機能液11には基板Pとの接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するのが好ましい。ノニオン系表面張力調節剤は、基板Pへの濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。
Therefore, in order to adjust the surface tension, it is preferable to add a small amount of a surface tension adjusting agent such as a fluorine-based, silicone-based, or nonionic-based material to the
また、機能液11の粘度としては、1mPa・s以上200mPa・s以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いて機能液11を液滴として吐出する際、粘度が1mPa・sより小さい場合にはノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすい。また粘度が50mPa・sより大きい場合は、ヘッドもしくは液滴吐出装置にインク加熱機構を設けることで吐出が可能となるが、常温においてはノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となる。200mPa・s以上の場合、加熱しても液滴を吐出できる程度に粘度を落とすことが難しい。
Further, the viscosity of the
(撥液処理)
ところで、本実施形態では上記凸状部12を形成するに先立ち、基板Pに撥液処理を施す。これにより、基板P面が機能液11に対して撥液性を示すようになる。
(Liquid repellent treatment)
By the way, in the present embodiment, the liquid repellent treatment is performed on the substrate P prior to forming the
この撥液処理として、例えば大気雰囲気中にてテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理法(CF4プラズマ処理法)が好適に採用される。このCF4プラズマ処理の条件は、例えばプラズマパワーが50〜1000kW、テトラフルオロメタン(CF4)のガス流量が50〜100ml/min、プラズマ放電電極に対する基体Pの搬送速度が0.5〜1020mm/sec、基体温度が70〜90℃とされる。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタン(CF4)に限定されることなく、他のフルオロカーボン系のガスを用いることもできる。このような撥液化処理を行うことにより、基板Pの表面には撥液膜5が形成される。
As the liquid repellent treatment, for example, a plasma treatment method (CF 4 plasma treatment method) using tetrafluoromethane as a treatment gas in an air atmosphere is preferably employed. Conditions for this CF4 plasma treatment, for example, plasma power is 50~1000KW, the gas flow rate of tetrafluoromethane (CF 4) is 50-100 ml / min, the conveying speed of the substrate P with respect to the plasma discharge electrode 0.5~1020mm / sec The substrate temperature is 70 to 90 ° C. The processing gas is not limited to tetrafluoromethane (CF 4 ), and other fluorocarbon gases can be used. By performing such a liquid repellent treatment, the
なお、上記基板Pとしてプラスチック基板に代えて、ガラス基板を用いてもよい。この場合、上記撥液処理としては自己組織化膜を形成する方法を用いることができる。この自己組織膜形成法では、基板Pの表面に有機分子膜などからなる自己組織化膜を形成する。 In addition, it may replace with a plastic substrate as the said board | substrate P, and may use a glass substrate. In this case, as the liquid repellent treatment, a method of forming a self-assembled film can be used. In this self-assembled film forming method, a self-assembled film made of an organic molecular film or the like is formed on the surface of the substrate P.
自己組織化膜とは、基板Pの下地層等の構成原子と反応可能な結合性官能基とそれ以外の直鎖分子とからなり、直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性を有する化合物を、配向させて形成された膜である。この自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、しかも、分子レベルで均一な膜となる。すなわち、膜の表面に同じ分子が位置するため、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性や親液性を付与することができる。 The self-assembled film is composed of a binding functional group capable of reacting with constituent atoms such as an underlayer of the substrate P and other linear molecules, and a compound having extremely high orientation due to the interaction of the linear molecules. , A film formed by orientation. Since this self-assembled film is formed by orienting single molecules, the film thickness can be extremely reduced, and the film is uniform at the molecular level. That is, since the same molecule is located on the surface of the film, uniform and excellent liquid repellency and lyophilicity can be imparted to the surface of the film.
(液滴吐出工程)
続いて、図1(b)に示すように、基板P上に液滴吐出ヘッドHから機能液11を吐出する。なお、機能液11は基板P上に2次元的かつ規則的に配置される(図6参照)。具体的には、1箇所につき2〜3滴(1滴辺り、2ピコリットル)を着弾させ、40〜60μmの液だまりを基板P上に形成する。そして、この液だまりを100μm〜1000μm程度のピッチで形成する。この液だまりのピッチは、後述する凸状部12が配置されるピッチに対応するものである。
(Droplet discharge process)
Subsequently, as shown in FIG. 1B, the
このとき、撥液膜5によって機能液11は着弾位置から濡れ拡がることがなく良好に保持される。また、基板P上に着弾した機能液滴の濡れ拡がりが抑制されるので、凸状部12の半球形状を精度よく形成することができる。
At this time, the
(硬化処理)
続いて、機能液11に硬化処理を施す。本実施形態では、機能液11として紫外線硬化性樹脂材料を採用しており、硬化処理として主に紫外線照射(UV照射)処理を行う。よって、基板P上に凸状部12を形成できる。このように、機能液11の液滴に対して紫外線を照射することで凸状部12を簡便且つ確実に形成できる。この凸状部12は球面状、具体的には略半球状から構成されている。
(Curing treatment)
Subsequently, the
なお、上記機能液11として熱硬化性樹脂材料を主成分とするものを用いてもよく、この場合には硬化処理として熱(加熱)処理を行うことで、基板P上に凸状部12を形成してもよい。これによれば、機能液11の液滴に対して熱処理を施すことで凸状部12を簡便且つ確実に形成できる。
In addition, you may use what has a thermosetting resin material as a main component as the said
続いて、液滴吐出法を用いて各凸状部12の表面の一部を反射膜13で覆うことで反射レンズ15を形成する(図2参照)。具体的には、図2(a)に示すように、液滴吐出ヘッドHから反射膜13を構成する機能液21を凸状部12上に吐出する。この機能液21は光反射性を有する金属材料、例えばAgの分散液から構成されており、液滴吐出ヘッドHから良好に吐出できるように粘度等が適宜調整される。
Subsequently, the
また、反射膜13を形成する工程では、前記凸状部12を構成する機能液11の吐出位置A1に対して機能液21の吐出位置A2をずらしている。
これにより機能液21が凸状部12の全面に形成されるといったことがなく、図2(b)に示されるように機能液21が凸状部12の一部(一方の面側)を覆った状態に形成される。そして、この状態で機能液21を乾燥させることで、凸状部12の表面の一部が反射膜13で覆われてなる反射レンズ15が形成される。
Further, in the step of forming the
As a result, the
この反射レンズ15は、図3に示すように平面視略三日月状の反射膜13が凸状部12の表面を覆ったものとなっている。この三日月状の反射膜13は、凸状部13の半面側に形成されており、後述するように投影光を確実に観測者側に反射できる位置に形成されたものとなっている。本実施形態では、上述したように液滴吐出法を用いて反射膜13を形成しているので、液滴吐出ヘッドHの位置、及び吐出量を調整することで反射膜13を良好に形成できる。
As shown in FIG. 3, the
ところで、基板Pの上面には撥液膜5が形成されたものとなっている。そのため、機能液21は撥液膜5により基板P面で弾かれることで、凸状部12上に概ね保持されることとなる。しかしながら、図4に示すように、吐出された機能液21が凸状部12表面から一部がはみ出すことで、基板P面上にはみ出し部分14(反射膜13)を形成する場合がある。このはみ出し部分14(反射膜13)はスクリーンに入射した外乱光を反射するため、画像光のコントラストを低下させ、表示品位を損なわせる可能性がある。
Incidentally, a
そこで、本実施形態に係る製造方法では、液滴吐出法を用いて基板P上における反射レンズ15の非形成領域に光吸収層17を形成する工程を備えている。この光吸収層17は光吸収性を有する黒色の膜から構成されており、後述するように液滴吐出法により形成される。
Therefore, the manufacturing method according to the present embodiment includes a step of forming the
具体的には、図5(a)に示すように、液滴吐出ヘッドHから光吸収層17の形成材料である機能液31を吐出する。
ここで、光吸収層17の形成材料としては、Mn、Cr、及びC等を分散させた機能液31が用いた(本実施形態では、C(カーボン)を分散した機能液を用いた)。なお、光吸収層17の形成材料は、上記材料に限定されることは無く、焼成処理(乾燥処理)によって黒色となるもの(光吸収性を発現するもの)であれば適宜使用可能である。
Specifically, as shown in FIG. 5A, the
Here, as a material for forming the
続いて、図5(b)に示されるように上記機能液に乾燥処理を施すことで、基板P面が光吸収層17で覆われる(図6参照)。以上の工程により、反射型スクリーン1を製造することができる。
なお、前記反射膜13以外の領域を光吸収性の膜で覆うことにより、スクリーンに入射した画像光のみをスクリーン前方に向けて良好に反射させるため、例えば前記反射レンズ15のうち前記反射膜13が形成されていない表面を前記光吸収層17によって覆うようにしてもよい。あるいは、前記機能液11中に黒色の染料を含ませることで、黒色からなる光吸収性を有する凸状部12を形成してもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 5B, the substrate P surface is covered with the
Note that, by covering the area other than the
本実施形態に係る反射型スクリーン1の製造方法によれば、反射レンズ15を液滴吐出工程によって連続的に形成することにより、製造プロセスの簡略化を図ることができる。また、液滴吐出ヘッドHによって所望の位置に機能液11,21,31を選択的に配置できるので、材料の無駄を無くすことができ、結果的にコストの低減を図ることができる。
したがって、簡便且つ確実な製造プロセスにより、高品質なもの低コストで提供することができる。
According to the manufacturing method of the reflective screen 1 according to the present embodiment, the manufacturing process can be simplified by continuously forming the reflecting
Therefore, a high quality product can be provided at a low cost by a simple and reliable manufacturing process.
隣接する反射レンズ15間の基板P面が光吸収層17で覆われるので、外光の反射を確実に防止することができ、高コントラストな表示を得るスクリーンを提供できる。
さらに、PETやポリカーボネート等のプラスチック基板を用いて反射型スクリーン1を製造しているので、スクリーン自体がフレキシブル性を備えることとなり、例えば巻き込み収納が可能な収納性に優れた高付加価値なものを提供できる。
Since the substrate P surface between the
Furthermore, since the reflective screen 1 is manufactured using a plastic substrate such as PET or polycarbonate, the screen itself has flexibility, for example, a high-value-added one that has excellent storage properties that can be rolled in and stored. Can be provided.
次に、上記製造工程によって製造された反射型スクリーン1の使用方法について図7を参照しつつ説明する。
反射型スクリーン1の斜め下方に不図示のプロジェクタが配置される。そして、このプロジェクタから投影された画像光30は、各反射レンズ15の表面の反射膜13で拡散反射光20として反射スクリーン1の前方の広い投影画像観察位置に拡散反射される。このとき、上述したように上記反射型スクリーン1は、外乱光に起因する不具合が防止されたものとなっているので、コントラストが高く高輝度な投影画像を観察可能となる。
Next, a method of using the reflective screen 1 manufactured by the above manufacturing process will be described with reference to FIG.
A projector (not shown) is disposed obliquely below the reflective screen 1. Then, the
P…基板(基体)、1…反射型スクリーン、12…凸状部、13…反射膜、15…反射レンズ P ... Substrate (base), 1 ... reflective screen, 12 ... convex portion, 13 ... reflective film, 15 ... reflective lens
Claims (7)
液滴吐出法を用いて前記凸状部の表面の一部を反射膜で覆うことで反射レンズを形成する工程と、を備えることを特徴とする反射型スクリーンの製造方法。 A step of discharging a functional liquid onto a substrate using a droplet discharge method and forming a spherical convex portion by applying a curing process to the functional liquid;
And a step of forming a reflective lens by covering a part of the surface of the convex portion with a reflective film using a droplet discharge method.
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