JP2008298929A - 反射スクリーン及び反射スクリーンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反射された投射光の輝度や視野角を容易に変更可能な反射スクリーン及び反射スクリーンの製造方法を提供すること。
【解決手段】基板２面内の一方向に沿って形成された複数の第１凸部３と、複数の第２凸部４と、第１及び第２凸部３、４の表面の一部をそれぞれ被覆すると共に第１及び第２凸部３、４の表面のうち投射光が入射する領域の少なくとも一部に反射面を形成する第１及び第２被覆膜５、６とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、反射スクリーン及び反射スクリーンの製造方法に関するものである。

プロジェクタなどの投射型表示装置からの投射光を表示する反射スクリーンが知られている。このような反射スクリーンとして、スクリーンの横方向に延在するレンチキュラーレンズと上下方向に延在するリニアフレネルレンズとを組み合わせたものや、スクリーンの表面に半球形状の凸部を複数配列してこの凸部のうち投射光の入射方向に向かう一部の表面に投射光を反射させる反射面が形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３１１５０７号公報 特開２００６−２１５１６２号公報

しかしながら、上記従来の反射スクリーンにおいても、以下の課題が残されている。すなわち、前者の反射スクリーンでは、異なる複数のレンズを組み合わせているため、反射された投射光の輝度や上下方向及び左右方向の視野角を変更することが困難である。また、後者の反射スクリーンでは、凸部が半球形状であるため、輝度や視野角を変更する際の自由度が小さいという問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、反射された投射光の輝度や視野角を容易に変更可能な反射スクリーン及び反射スクリーンの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる反射スクリーンは、基板上に形成された複数の凸部を有し、投射光を反射する反射スクリーンであって、前記基板面内の一方向に沿って形成された複数の第１凸部と、複数の第２凸部と、前記第１及び第２凸部のそれぞれの表面の一部を被覆すると共に該第１及び第２凸部の表面のうち前記投射光が入射する領域の少なくとも一部に反射面を形成する被覆膜とを有することを特徴とする。

この発明では、第１凸部に形成された反射面の面積を変更することで、主に一方向と直交する方向における反射された投射光の輝度や視野角を容易に調整できる。すなわち、第１凸部の反射面の面積や形成位置に応じて、主に一方向と直交する方向における反射された投射光の輝度や視野角を設定できる。また、第１凸部を一方向に沿って延在させることで、第１凸部をほぼ半球形状にした場合と比較して、反射面の面積を広くすることができ、反射される投射光の強度を増大させることができる。そして、第２凸部の反射面の形成位置や面積により、主に一方向と直交する方向を除く他の方向における反射された投射光の輝度や視野角を調整できる。

また、本発明にかかる反射スクリーンは、前記第２凸部が、前記一方向と異なる前記基板面内の他方向に沿って形成されていることが好ましい。
この発明では、第２凸部を他方向に沿って延在させることで、第２凸部をほぼ半球形状にした場合と比較して、上述と同様に反射面の面積を広くすることができ、反射される投射光の強度をより増大させることができる。また、第２凸部の反射面の面積や形成位置により、主に他方向と直交する方向における反射された投射光の輝度や視野角を調整できる。

また、本発明にかかる反射スクリーンは、前記一方向と前記他方向とが、互いに直交していることが好ましい。
この発明では、第１及び第２凸部の反射面の面積により一方向及び他方向における反射された投射光の輝度や視野角を調整できる。

また、本発明にかかる反射スクリーンは、前記第１及び第２凸部が、光吸収性を有し、前記被覆膜が、光反射性を有すると共に、前記第１及び第２凸部の表面のうち前記投射光が入射する領域の少なくとも一部を被覆することとしてもよい。
この発明では、第１及び第２凸部のうち被覆膜が形成された領域が投射光を反射して反射スクリーンの正面にいる鑑賞者に視認させる。一方、第１及び第２凸部のうち被覆膜が形成されていない領域に入射した光は、吸収されて鑑賞者に視認されない。そして、第１及び第２凸部形成材料が光吸収性を有するため、凸部形成工程の後で凸部の表面に光吸収性を有する膜を形成する必要がなく、製造工程の簡略化が図れる。

また、本発明にかかる反射スクリーンは、前記第１及び第２凸部が、光反射性を有し、前記被覆膜が、光吸収性を有すると共に、前記第１及び第２凸部の表面のうち前記投射光が入射する領域の少なくとも一部を除く他の領域を被覆することとしてもよい。
この発明では、第１及び第２凸部のうち被覆膜で覆われていない領域が投射光を反射して反射スクリーンの正面にいる鑑賞者に視認させる。一方、第１及び第２凸部のうち被覆膜が形成された領域に入射した光は、吸収されて鑑賞者に視認されない。そして、凸部形成材料が光反射性を有するため、凸部形成工程の後で第１及び第２凸部の表面に光反射性を有する膜を形成する必要がなく、製造工程の簡略化が図れる。

また、本発明にかかる反射スクリーンは、基板が、光吸収性を有する材料で構成されていることが好ましい。
この発明では、基板表面に光吸収性の材料からなる膜を別途形成することと比較して、製造工程を簡略化できる。

また、本発明にかかる反射スクリーンの製造方法は、投射光を反射する反射スクリーンの製造方法であって、基板上に凸部形成材料を液滴吐出法により滴下して、前記基板面内の一方向に沿う第１凸部と、第２凸部とをそれぞれ複数形成する凸部形成工程と、前記第１及び第２凸部のそれぞれの表面の一部に、被覆膜形成材料を液滴吐出法により塗布して前記第１及び第２凸部の一部を被覆する被覆膜を形成し、前記第１及び第２凸部の表面のうち前記投射光が入射する領域の少なくとも一部に反射面を形成する被覆膜形成工程とを備えることを特徴とする。

この発明では、上述と同様に、第１凸部に形成された反射面の面積を変更することで、主に一方向と直交する方向における反射された投射光の輝度や視野角を容易に調整できる。また、凸部形成材料の滴下パターンを変更することで、第１及び第２凸部の形状や配置パターンが変更可能となる。このため、第１及び第２凸部の形成時に金型を用いる必要がないので、製造コストの削減が図れると共に設計変更が容易となる。そして、凸部形成材料や被覆膜形成材料の滴下量や滴下パターンなどを調整することで、第１及び第２凸部や被覆膜の微細形状を精度よく形成できる。

また、本発明にかかる反射スクリーンの製造方法は、前記凸部形成工程の前に、前記基板表面に撥液化処理を施す撥液化工程を有することが好ましい。
この発明では、基板表面に撥液性を付与することで、滴下した凸部形成材料が基板表面においてヌレ拡がることを防止できる。これにより、第１及び第２凸部を精度よく形成できる。

また、本発明にかかる反射スクリーンの製造方法は、前記凸部形成工程で、紫外線硬化樹脂を滴下する工程を有することが好ましい。
この発明では、溶媒を用いずに液状体となる紫外線硬化樹脂を滴下して第１及び第２凸部を形成することで、滴下した凸部形成材料を硬化して第１及び第２凸部とする際の体積収縮を抑制できる。これにより、第１及び第２凸部をより精度よく形成できる。

また、本発明にかかる反射スクリーンの製造方法は、前記被覆膜形成工程で、紫外線硬化樹脂を塗布する工程を有することが好ましい。
この発明では、溶媒を用いずに液状体となる紫外線硬化樹脂を滴下して被覆膜を形成することで、滴下した被覆膜形成材料を硬化して被覆膜とする際の体積収縮を抑制できる。これにより、被覆膜をより精度よく形成できる。

以下、本発明における反射スクリーン及び反射スクリーンの製造方法の一実施形態を、図面に基づいて説明する。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に縮尺を適宜変更している。ここで、図１（ａ）は反射スクリーンを示す正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、図２は反射スクリーンの製造工程を示す工程図である。

〔反射スクリーン〕
まず、本実施形態における反射スクリーンについて説明する。この反射スクリーン１は、いわゆる斜方入射用の反射スクリーンであり、スクリーンの下方の斜め前方からスクリーンに向けて投射光を照射するフロント型のプロジェクタに用いられる。そして、反射スクリーン１は、図１に示すように、基板２と、基板２の表面に形成された複数の第１及び第２凸部３、４とを有している。
基板２は、平面視でほぼ矩形の可撓性を有する薄板であり、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂材料で構成されている。そして、基板２は、黒色に着色されている。なお、基板２は、少なくとも表面が黒色で着色されていればよい。また、基板２の表面には、撥液化処理が施されている。

第１凸部３は、両端にほぼ四分球体が連続して形成されたほぼ半円柱形状を有しており、基板２の左右方向に沿って形成されている。また、第１凸部３は、基板２の表面に平面状で規則的に複数配置されている。そして、第１凸部３は、例えばアクリル系やエポキシ系などのモノマータイプの紫外線硬化樹脂で構成されており、黒色に着色されている。また、第１凸部３の表面のうちプロジェクタ（図示略）から照射される投射光の入射方向に臨む半分は、第１被覆膜５で被覆されている。ここで、第１凸部３は、その幅が例えば４０〜５０μｍ程度となっている。

第２凸部４は、第１凸部３と同様に両端にほぼ四分球体が連続して形成されたほぼ半円柱形状を有しており、第１凸部３の延在方向と直交する基板２の上下方向に沿って形成されている。また、第２凸部４は、基板２の表面に平面状で規則的に複数配置されている。ここで、第１及び第２凸部３、４は、基板２の面内の左右方向及び上下方向で交互に配置されている。そして、第２凸部４は、例えばアクリル系やエポキシ系などのモノマータイプの紫外線硬化樹脂で構成されており、黒色に着色されている。また、第２凸部４の表面のうち上記プロジェクタから照射される投射光の入射方向に臨む領域は、第２被覆膜６で被覆されている。すなわち、第２凸部４の上側の四分球体を除く他の領域が、第２被覆膜６で被覆されている。ここで、第２凸部４は、その幅が例えば４０〜５０μｍ程度となっている。

第１及び第２被覆膜５、６は、例えば第１及び第２凸部３、４と同様にアクリル系やエポキシ系などのモノマータイプの紫外線硬化樹脂で構成されており、白色に着色されている。そして、第１凸部３のうち第１被覆膜５で被覆された領域と、第２凸部４のうち第２被覆膜６で被覆された領域とが、反射面である完全拡散反射面をそれぞれ形成している。

〔反射スクリーンの製造方法〕
次に、以上のような構成の反射スクリーン１の製造方法について説明する。
まず、黒色に着色された基板２の表面に撥液化処理を施す（撥液化工程）。ここでは、基板２の表面にＣＦ_４（四フッ化炭素）プラズマを照射する（図２（ａ））。これにより、基板２の表面が撥液化する。

続いて、基板２の表面に第１及び第２凸部３、４を複数形成する（凸部形成工程）。ここでは、第１及び第２凸部３、４を構成する黒色に着色された紫外線硬化樹脂（凸部形成材料）７を、インクジェット法（液滴吐出法）を用いて基板２の表面に滴下する（図２（ｂ））。このとき、滴下された紫外線硬化樹脂７は、基板２の表面に撥液化処理が施されているため、ヌレ拡がらずに基板２上に塗布される。そして、滴下した紫外線硬化樹脂７に対して、例えば波長が３６５ｎｍの低エネルギーの紫外線を照射し、滴下した紫外線硬化樹脂７を硬化させる。これにより、基板２の表面に平面状に配置された複数の第１及び第２凸部３、４が形成される。このとき、波長が３６５ｎｍの低エネルギーの紫外線を照射しているため、基板２の表面の撥液性は維持される。

次に、第１及び第２凸部３、４の表面の一部に第１及び第２被覆膜５、６をそれぞれ形成する（被覆膜形成工程）。ここでは、第１及び第２被覆膜５、６を構成する白色に着色された紫外線硬化樹脂（被覆膜形成材料）８を、インクジェット法を用いて第１及び第２凸部３、４の表面の一部に滴下する（図２（ｃ））。このとき、滴下された紫外線硬化樹脂８は、基板２の表面の撥液性が維持されているため、基板２の表面にヌレ拡がらずに第１及び第２凸部３、４の表面にヌレ拡がるように塗布される。なお、第１及び第２被覆膜５、６を構成する紫外線硬化樹脂８の滴下量は、第１及び第２凸部３、４の表面のうち投射光の入射方向に臨む領域を覆うように適宜調整されている。そして、滴下した紫外線硬化樹脂８に対して上述と同様に低エネルギーの紫外線を照射し、滴下した紫外線硬化樹脂８を硬化させる。これにより、第１及び第２凸部３、４の表面の一部を被覆する第１及び第２被覆膜５、６がそれぞれ形成される。
以上のようにして、図１に示すような反射スクリーン１を製造する。

〔反射スクリーンの動作〕
例えば室内の天井に配置された照明器具などから反射スクリーン１に向かう外光は、基板２の表面や第１及び第２凸部３、４のうち第１及び第２被覆膜５、６で被覆されていない領域のように、黒色に着色された領域に入射することによって吸収される。これにより、投射光と異なる外光が鑑賞者に視認されない。
一方、プロジェクタから射出して反射スクリーン１に向かう投射光は、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１及び第２凸部３、４のうち第１及び第２被覆膜５、６で被覆された領域のように白色で着色された領域に入射することによって完全拡散反射する。ここで、第１凸部３は、第１被覆膜５で被覆された領域により、主に第１凸部３の延在方向に対して直交する方向である基板２の上下方向で投射光を拡散反射させる。また、第２凸部４は、第２被覆膜６で被覆された領域により、主に第２凸部４の延在方向に対して直交する方向である基板２の左右方向で投射光を拡散反射させる。なお、図１（ｂ）、（ｃ）の矢印は、投射光の入射方向及び反射方向を示している。これにより、投射光が反射スクリーン１で拡散反射されて鑑賞者により視認される。

以上のように、本実施形態における反射スクリーン１及び反射スクリーンの製造方法によれば、第１凸部３の長さを変更することにより、基板２の上下方向における反射された投射光の輝度を調整することができる。また、第２凸部４の長さを変更することにより、基板２の左右方向における反射された投射光の輝度を調整することができる。そして、第１被覆膜５の形成位置を変更することで、基板２の上下方向における視野角を調整できる。さらに、第２被覆膜６の形成位置を変更することで、基板２の上下方向における視野角を調整できる。
ここで、第１及び第２凸部３、４がそれぞれ基板２の左右方向及び上下方向に延在するように形成されているため、反射面の面積を広くすることができ、反射される投射光の強度をより増大させることができる。

また、インクジェット法を用いて第１及び第２凸部３、４や第１及び第２被覆膜５、６を形成するため、金型を用いる必要がなく、設計変更が容易に行えると共に製造コストを削減できる。そして、紫外線硬化樹脂７、８の滴下量や滴下パターンなどを調整することで、第１及び第２凸部３、４や第１及び第２被覆膜５、６の微細形状を精度よく形成できる。
さらに、基板２の表面に撥液性を付与しており、滴下した紫外線硬化樹脂がヌレ拡がらないため、第１及び第２凸部３、４や第１及び第２被覆膜５、６を精度よく形成できる。そして、第１及び第２凸部３、４や第１及び第２被覆膜５、６を紫外線硬化樹脂で形成することにより、硬化時の体積収縮が抑制され、精度よく第１及び第２凸部３、４や第１及び第２被覆膜５、６を形成できる。さらに、基板２を黒色に着色しているため、基板２の表面に光吸収性の材料からなる膜を別途形成することと比較して、製造工程を簡略化できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第１及び第２被覆膜は、第１被覆膜が第１凸部の下半分を覆うと共に第２被覆膜が第２凸部の上側の四分球体を除く領域を覆うパターンとなっているが、例えば図３に示すようなパターンなど、反射スクリーンに求められる視野角に応じて他のパターンとしてもよい。ここで、図３は反射スクリーンを示す正面図である。
反射スクリーン１０は、図３に示すように、第１被覆膜１１が第１凸部３のうち右側の四分球体を除く領域の下半分を覆っている。また、第２被覆膜１２が第２凸部４のうち上側の四分球体を除く領域の左半分を覆っている。
このように、第１及び第２被覆膜１１、１２が第１及び第２凸部３、４の左側の領域を覆うことで、投射光が反射スクリーン１０の右方向には反射されず、投射光による画像を反射スクリーン１０に対する右方向から視認されなくすることができる。

また、第１及び第２凸部の形状は、両端にほぼ四分球体がそれぞれ接続されたほぼ半円柱形状となっているが、第１及び第２凸部を構成する紫外線硬化樹脂の滴下パターンに応じて適宜変更してもよい。
そして、第１及び第２凸部の延在方向は、基板面内の上下方向及び左右方向に限られない。また、第１及び第２凸部の延在方向は、互いに直交していなくてもよい。さらに、第２凸部の形状は、少なくとも第１凸部が基板面内の一方向に延在させた形状となっていればよく、例えばほぼ半球形状など、他の形状としてもよい。

また、第１及び第２凸部や第１及び第２被覆膜は、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化樹脂で構成されているが、他のエネルギー光を照射することにより硬化する材料で構成されてもよい。これによっても、塗布した凸部形成材料や被覆膜形成材料の硬化時における体積収縮を抑制できる。
そして、第１及び第２凸部や第１及び第２被覆膜は、紫外線硬化樹脂をインクジェット法により滴下した後これを硬化させることによって形成されているが、黒色や白色の微粒子など溶媒に溶解させた液状体や微粒子を分散媒中に分散させた液状体を塗布した後にこれを乾燥させることによって形成されてもよい。
さらに、第１及び第２凸部は、黒色に着色された紫外線硬化樹脂で構成されているが、光吸収性を有していれば、他の色に着色されていてもよい。
また、第１及び第２被覆膜は、白色に着色された紫外線硬化樹脂によって形成されているが、例えば銀などの金属微粒子を分散媒中に分散させた液状体を塗布した後にこれを乾燥させることによって形成されてもよい。これにより、第１及び第２凸部のうち第１及び第２被覆膜で覆われた領域が鏡面反射面を形成する。ここで、反射スクリーンは、白色に着色された紫外線硬化樹脂で構成された被覆膜で覆われた第１及び第２凸部と、金属微粒子で構成された被覆膜で覆われた第１及び第２凸部との双方を形成する構成としてもよい。

また、第１及び第２凸部が光吸収性を有すると共に第１及び第２被覆膜が光反射性を有しているが、第１及び第２凸部が光反射性を有すると共に第１及び第２被覆膜が光吸収性を有する構成としてもよい。この場合、第１及び第２凸部の表面のうち第１及び第２被覆膜で覆われていない領域が、拡散反射面を構成する。
そして、第１及び第２凸部がそれぞれ光吸収性を有しているが、第１及び第２凸部を透光性材料で構成すると共に、第１及び第２凸部のうち第１及び第２被覆膜で覆われていない領域に光吸収性を有する他の被覆膜を形成する構成としてもよい。
さらに、基板上に第１及び第２凸部を形成しているが、少なくとも第１及び第２凸部が形成されていれば、他の凸部をさらに形成してもよい。

また、基板の表面にＣＦ_４プラズマを照射することにより基板の表面を撥液化させているが、他の方法により基板の表面を撥液化させてもよい。
そして、基板は、表面に撥液化処理が施されているが、第１及び第２凸部を精度よく形成できれば、撥液化処理を施さなくてもよい。
また、基板は、黒色に着色された材料で構成されているが、光吸収性を有していれば他の色に着色されてもよい。そして、基板は、光吸収性を有する材料で構成しているが、その表面に対して別途光吸収性を付与すれば、他の材料で構成してもよい。
さらに、斜方入射用の反射スクリーンとしているが、プロジェクタなどの投射型表示装置からの投射光を反射して画像を表示する反射スクリーンであればよい。

一実施形態における反射スクリーンを示す構成図である。 反射スクリーンの製造工程を示す工程図である。 他の反射スクリーンを示す構成図である。

符号の説明

１，１０ 反射スクリーン、２ 基板、３ 第１凸部、４ 第２凸部、５，１１ 第１被覆膜（被覆膜）、６，１２ 第２被覆膜（被覆膜）、７ 紫外線硬化樹脂（凸部形成材料）、８ 紫外線硬化樹脂（被覆膜形成材料）

Claims (10)

1. 基板上に形成された複数の凸部を有し、投射光を反射する反射スクリーンであって、
   前記基板面内の一方向に沿って形成された複数の第１凸部と、
   複数の第２凸部と、
   前記第１及び第２凸部のそれぞれの表面の一部を被覆すると共に該第１及び第２凸部の表面のうち前記投射光が入射する領域の少なくとも一部に反射面を形成する被覆膜とを有することを特徴とする反射スクリーン。
2. 前記第２凸部が、前記一方向と異なる前記基板面内の他方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の反射スクリーン。
3. 前記一方向と前記他方向とが、互いに直交していることを特徴とする請求項２に記載の反射スクリーン。
4. 前記第１及び第２凸部が、光吸収性を有し、
   前記被覆膜が、光反射性を有すると共に、前記第１及び第２凸部の表面のうち前記投射光が入射する領域の少なくとも一部を被覆することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の反射スクリーン。
5. 前記第１及び第２凸部が、光反射性を有し、
   前記被覆膜が、光吸収性を有すると共に、前記第１及び第２凸部の表面のうち前記投射光が入射する領域の少なくとも一部を除く他の領域を被覆することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の反射スクリーン。
6. 基板が、光吸収性を有する材料で構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の反射クリーン。
7. 投射光を反射する反射スクリーンの製造方法であって、
   基板上に凸部形成材料を液滴吐出法により滴下して、前記基板面内の一方向に沿う第１凸部と、第２凸部とをそれぞれ複数形成する凸部形成工程と、
   前記第１及び第２凸部のそれぞれの表面の一部に、被覆膜形成材料を液滴吐出法により塗布して前記第１及び第２凸部の一部を被覆する被覆膜を形成し、前記第１及び第２凸部の表面のうち前記投射光が入射する領域の少なくとも一部に反射面を形成する被覆膜形成工程とを備えることを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
8. 前記凸部形成工程の前に、前記基板表面に撥液化処理を施す撥液化工程を有することを特徴とする請求項７に記載の反射スクリーンの製造方法。
9. 前記凸部形成工程で、紫外線硬化樹脂を滴下する工程を有することを特徴とする請求項７または８に記載の反射スクリーンの製造方法。
10. 前記被覆膜形成工程で、紫外線硬化樹脂を塗布する工程を有することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の反射スクリーンの製造方法。

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