JP2011048138A - スクリーン及びスクリーンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スクリーン前面における部分的な成膜の回数を低減して比較的簡易に作製が可能であり、不要光の反射を防ぐ反射防止膜が形成され、かつ、投射光の反射面が適切に保護されるスクリーン及びスクリーンの製造方法を提供すること。
【解決手段】スクリーン１０製造のための前段階膜成膜工程において、立体部２ａの全面に前段階膜ＵＭを膜厚の均一な状態に保って形成した後、反射膜成膜工程において斜方からの蒸着を利用して反射膜ＲＭを形成する。さらにその後、被覆膜成膜工程において被覆膜ＩＭを形成する。これにより、前段階膜ＵＭと被覆膜ＩＭとが外光ＯＬの反射を防ぐ反射防止膜ＣＭを形成し、かつ、反射膜ＲＭは、被覆膜ＩＭにより保護される。また、以上のスクリーン１０の製造において、部分的な成膜の回数を反射膜ＲＭの成膜の１回のみとし、他の成膜工程では、比較的簡易な全面成膜を適用できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、プロジェクター等の投影装置からの投射光を反射して投影画像を映し出すスクリーン及びその製造方法に関する。

投影画像に用いるスクリーンに、光の反射や散乱のための手段のほか、反射防止のための部材を用いるものが一般に知られている（例えば、特許文献１，２等参照）。特に、投影画像を反射させる反射スクリーンとして、フレネル凹面形状を有し、フレネル凹面形状のレンズ作用に寄与する面に微小な凸凹を形成しその上に反射層を設けることで、下方から斜め投射して正面側で観察可能にするものが知られている（特許文献３参照）。また、このような反射スクリーンでは、フレネル凹面形状のレンズ作用に寄与しない面には反射層を設けず反射防止層を形成することで、上方からの外光を遮断している（同上参照）。

特開平９−２１１７２９号公報 特開平１１−２８８０３５号公報 特開２００６−９８４６３号公報

ところで、スクリーンの前面全体には投射光の反射面を設けず部分的に当該反射面を形成する場合、より適切な状態で反射面等の成膜を行うべく例えばスクリーンの基材に対して斜方から成膜物質を入射させて蒸着を行う斜方蒸着といった高度で費用の掛かる方法を用いることがある。さらに、部分的に形成された反射面上に劣化や損傷を防止するための保護膜を形成する場合、斜方蒸着を複数回に亘って行うことがある。この場合、成膜を行う範囲を一致させるといった特に高い精度が要求されることになる。また、斜方蒸着は、回数を増やすほど時間や費用も掛かる。

そこで、本発明は、スクリーン前面における部分的な成膜の回数を低減して比較的簡易に作製可能であり、不要光の反射を防ぐ反射防止膜が形成され、かつ、投射光の反射面が適切に保護されるスクリーン及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るスクリーンは、（ａ）スクリーン基板の前面側に２次元的に配置される複数の立体部を備えるスクリーンであって、（ｂ）スクリーン基板のうち、少なくとも複数の立体部の一部の領域に形成され、屈折率の異なる複数の膜要素を含む反射防止膜のうち相対的に低屈折率の最上膜を除く前段階膜と、（ｃ）スクリーン基板のうち、複数の立体部の少なくとも投射光の入射に対応する領域に形成される反射膜と、（ｄ）反射防止膜の最上膜を形成し、前段階膜及び反射膜の表面に連続して成膜される被覆膜とを備える。

上記スクリーンでは、反射防止膜が形成され、また、被覆膜によって反射膜が保護される。この際、被覆膜は、比較的簡易かつ安定しておりスクリーンの前面全体を成膜する全面成膜等によって、前段階膜及び反射膜の表面上に連続して成膜される。従って、上記スクリーンは、反射膜等の部分的な成膜の回数を低減させて比較的簡易に作製可能であり、得られたスクリーンにおいて、不要光の反射を防ぐ反射防止膜が形成され、かつ、投射光の反射面が適切に保護される。

また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、前段階膜が、複数の立体部の全表面に形成され、反射膜が、前段階膜の一部の領域上に形成される。この場合、例えば反射膜をアルミ等の金属膜で構成することで、斜方蒸着等による部分的な成膜を反射膜成膜時の１回のみとすることができる。また、前段階膜は、比較的簡易な全面成膜によって形成可能である。

また、本発明の別の態様によれば、反射膜が、複数の立体部の全表面に形成され、前段階膜が、反射膜領域のうち投射光の入射に対応する領域以外の領域の少なくとも一部の領域上に形成される。この場合、反射膜を比較的簡易な全面成膜によって形成できる。また、反射防止膜のうち最上膜は、被覆膜の全面成膜によって形成されるので、部分的な成膜を行う回数を低減することができる。

また、本発明の別の態様によれば、被覆膜が、成膜物質として二酸化ケイ素を含む。この場合、最上膜を十分な強度を有するものとし、かつ、比較的簡易に低屈折率にすることができる。

また、本発明の別の態様によれば、被覆膜の膜厚が、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。この場合、被覆膜が、反射防止膜の最上膜として機能し、かつ、反射膜の反射特性を保ちながらこれを保護する保護膜として機能することを確保できる。

また、本発明の別の態様によれば、被覆膜が、１層の膜で構成される。この場合、比較的簡易に被覆膜を形成できる。

また、本発明の別の態様によれば、被覆膜が、反射膜の反射率を保つ、又は、増大させる２層以上の多層膜である。この場合、被覆膜によって反射膜での反射作用を劣化させないこと、又は反射作用を補強することが可能となる。

上記課題を解決するため、本発明に係るスクリーンの製造方法は、（ａ）スクリーン基板の前面側に２次元的に配置される複数の立体部を有するスクリーンの製造方法であって、（ｂ）スクリーン基板のうち、少なくとも複数の立体部の一部の領域に形成され、屈折率の異なる複数の膜要素を含む反射防止膜のうち相対的に低屈折率の最上膜を除く前段階膜の成膜を行う前段階膜成膜工程と、（ｃ）スクリーン基板のうち、複数の立体部の少なくとも投射光の入射に対応する領域に形成される反射膜の成膜を行う反射膜成膜工程と、（ｄ）前段階膜成膜工程及び反射膜成膜工程の後、反射防止膜の最上膜を形成する被覆膜を、前段階膜及び反射膜の表面に連続して成膜する被覆膜成膜工程とを有する。

上記スクリーンの製造方法では、被覆膜と前段階膜とで構成される反射防止膜を有し、かつ、被覆膜によって保護された状態の反射膜を有するスクリーンが製造される。この際、被覆膜成膜工程において、被覆膜は、比較的簡易かつ安定しておりスクリーンの前面全体を成膜する全面成膜等によって、前段階膜及び反射膜の表面に連続して成膜される。従って、上記スクリーンの製造方法では、部分的な成膜の回数を低減させて比較的簡易にスクリーンの作製が可能であり、作製されたスクリーンは、反射防止膜によって不要光の反射を防ぐことができ、かつ、被覆膜によって投射光の反射面が適切に保護されるものとなる。

また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、（ａ）前段階膜成膜工程において、前段階膜を、複数の立体部の全表面に形成し、（ｂ）前段階膜成膜工程の後、反射膜成膜工程において、スクリーン基板に対して所定の入射角度で成膜物質を入射することにより、反射膜を、前段階膜の一部の領域上に形成する。

また、本発明の別の態様によれば、（ａ）反射膜成膜工程において、反射膜を、複数の立体部の全表面に形成し、（ｂ）反射膜成膜工程の後、前段階膜成膜工程において、スクリーン基板に対して所定の入射角度で成膜物質を入射することにより、反射膜領域のうち投射光の入射に対応する領域以外の領域の少なくとも一部の領域上に形成する。

第１実施形態に係るスクリーンを用いた投射システムを示す図である。 スクリーンの全体的な使用状態を説明するための模式図である。 スクリーンの一部を拡大した側断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、スクリーンの表面部の製造工程について説明するための側断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ全面蒸着による成膜を行う製造装置の一例を説明する側断面図である。 斜方蒸着による成膜を行う製造装置の一例を説明する斜視図である。 スクリーンの変形例について説明するための側断面図である。 スクリーンの他の変形例について説明するための側断面図である。 第２実施形態に係るスクリーンを説明するための側断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態に係るスクリーンについて説明するための側断面の一部拡大図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、第４実施形態に係るスクリーンについて説明するための側断面の一部拡大図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、斜方蒸着による成膜を行う製造装置の他の一例を説明する正面図及び側断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係るスクリーンについて図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、投射システム１０００は、反射型のスクリーン１０と、画像投射装置であるプロジェクター１００とを備える。スクリーン１０は、樹脂により形成されるスクリーン基板１を備え、図２のように水平方向即ちｘ方向を長手方向とし、垂直方向即ちｙ方向を短手方向として設置される横長の長方形状を有する。なお、スクリーン１０の前面１０ａ即ちスクリーン基板１の前面側を加工して形成される表面には、詳しくは後述する不図示の微細構造が形成されている。また、図１に示すようにスクリーン１０の正面下方に配置されるプロジェクター１００は、プロジェクター本体５０と、投射レンズ本体２０と、反射ミラーＲＲとを備える。プロジェクター１００を構成する各機構は、筐体ＳＣ内に収容されている。

以下、プロジェクター１００によるスクリーン１０への画像投射について説明する。まず、プロジェクター本体５０での制御により、画像光が形成され、投射レンズ本体２０から射出される。さらに、当該画像光は、反射ミラーＲＲでの反射により、プロジェクター１００からの投射光ＰＬとしてスクリーン１０側に射出される。この際、プロジェクター１００は、投射光ＰＬを下方からスクリーン１０の中心位置Ｏに対して入射角度αで投射する。スクリーン１０に投射された投射光ＰＬは、スクリーン１０の前面１０ａに形成される不図示の微細凹凸構造上の反射面で前方に反射されることで、中心位置Ｏを通る鉛直軸ＬＸを中心に左右対称な長方形状の画像として観察可能になる。なお、ここでは、スクリーン１０及びプロジェクター１００の設置環境として、室内に天吊りされた照明装置２００により、上方からの外光ＯＬによる照明がなされている。

以下、図２を用いて図１のプロジェクター１００から投射される投射光ＰＬとスクリーン１０との配置関係について説明する。図２に示す投射レンズＰＯは、図１の投射レンズ本体２０及び反射ミラーＲＲに対応するものであり、図２に示す投射光源点Ｓからの投射光ＰＬは、図１の投射光ＰＬと同一の投射角度でスクリーン１０に入射するものとなっている。より具体的に説明すると、投射光源点Ｓは、スクリーン１０に比較的近接した下方位置に設置され、投射光ＰＬのスクリーン１０の中心位置Ｏに入射する光束軸ＡＸが入射角度αとなっている。また、ここでは、投射光源点Ｓからスクリーン１０までの距離（即ち投射光源点Ｓからスクリーン１０の前面１０ａを含む平面に垂直に下ろして交差する点である交点Ｈまでの距離）が投射距離ｄとなっている。

図示のスクリーン１０のような所謂フロント投射型の場合、中心位置Ｏを基準として、上述した入射角度αや投射距離ｄによって定まる各位置での投射光ＰＬの入射角度に応じて、前面１０ａ上の微細凹凸構造の光学的な設計がなされることが望ましい。一方、スクリーン１０は、上方からの外光ＯＬについては前面１０ａで観察者のいる側に反射することのないように設計されていることが望ましい。

例えば、スクリーン１０において、光吸収性物質によってスクリーン基板１を形成した場合であっても、空気中と光吸収性物質中とでの屈折率の差に伴い、光吸収性物質の表面において外光ＯＬが部分的に反射される。従って、前面１０ａ上において、外光ＯＬが入射する箇所にはＡＲコートを施す等反射防止のための処理がなされていることが望ましい。本実施形態では、上記を踏まえて前面１０ａの表面に所定パターンで所定形状の反射面を有する微細凹凸構造を設けるだけでなく、当該微細凹凸構造のうち反射面を除いた部分に反射防止のための処理を施したものとしている。

以下、図３を用いてスクリーン１０の前面１０ａに設けられている表面構造を中心として、スクリーン１０の構造全般について説明する。下地となるスクリーン基板１は、それ自体で外光ＯＬを吸収する光吸収性部材ＡＢで構成されている。光吸収性部材ＡＢは、例えばポリ塩化ビニル樹脂に吸光材のカーボン等を添加してシート化したもの、即ち黒色ポリ塩化ビニルのシートである。光吸収性部材ＡＢの前面側には、凹凸面である多数の立体部２ａが形成されている。多数の立体部２ａは、それぞれ球面状の凹曲面を有しており、スクリーン基板１の前面側に２次元的に隙間なく形成されている。多数の立体部２ａ上の全表面には、複数の膜で構成される前段階膜ＵＭが形成されている。また、各立体部２ａ上に形成された前段階膜ＵＭが占める領域のうち、各立体部２ａの上方側即ち＋ｙ方向側の領域上には、下方（−ｙ方向側）からの投射光ＰＬを前方（+ｚ方向側）に反射させるための反射面として機能する反射膜ＲＭが形成されている。さらに、以上のようにして構成される前段階膜ＵＭ及び反射膜ＲＭ上には、前段階膜ＵＭ及び反射膜ＲＭの双方を全面に亘って被覆する被覆膜ＩＭが形成されている。以上のように、スクリーン１０の前面１０ａに設けられている微細凹凸構造は、スクリーン基板１により前面側に形成される多数の立体部２ａ上に、前段階膜ＵＭ、反射膜ＲＭ及び被覆膜ＩＭによる三重の層、又は前段階膜ＵＭ及び被覆膜ＩＭによる二重の層（後述する反射防止膜ＣＭ）を備える構造となっている。

前段階膜ＵＭは、図３の一部拡大図に示すように第１層ＣＬ１と第２層ＣＬ２とによって構成される積層膜または誘電体多層膜である。下側の第１層ＣＬ１と上側の第２層ＣＬ２とは屈折率の異なる物質により構成されている。なお、各層ＣＬ１、ＣＬ２の原材料として、例えば比較的低屈折率の二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）と高屈折率の二酸化チタン（ＴｉＯ_２）とを用いる。これにより、所望の屈折率差を生させることができる。

反射膜ＲＭは、例えばアルミニウムを蒸着すること等により形成される金属膜である。また、詳しくは後述するが、反射膜ＲＭは、各立体部２ａ上において前段階膜ＵＭの一部を覆うように局所的に形成されている。

被覆膜ＩＭは、例えば比較的低屈折率のＳｉＯ_２を成膜物質としており、蒸着等によりスクリーン１０の全体に亘って連続して形成されている。従って、被覆膜ＩＭは、反射膜ＲＭと前段階膜ＵＭとの双方を被覆してスクリーン１０の最表面を形成している。より具体的には、被覆膜ＩＭは、反射膜ＲＭの施される領域においては（図３の一部拡大図の一方参照）、これを覆うことによって、反射膜ＲＭの劣化を防ぐための保護膜ＰＭとして機能している。また、被覆膜ＩＭは、反射膜ＲＭの存在しない領域においては（図３の一部拡大図のもう一方参照）、前段階膜ＵＭの最上層である第２層ＣＬ２上に形成されることによって、前段階膜ＵＭとともに反射防止膜ＣＭを構成している。つまり、被覆膜ＩＭのうち、前段階膜ＵＭ上にある部分は、反射防止膜ＣＭの最表層を構成する最上膜ＭＭとなっている。従って、反射防止膜ＣＭは、２層構造の前段階膜ＵＭと１層構造の最上膜ＭＭとによって屈折率の高低が交互になるように積層された３層構造を有するものとなっている。反射防止膜ＣＭは、当該屈折率差を利用して光を干渉させることで反射防止の作用を生じさせている。ここで、反射防止膜ＣＭの屈折率構造について具体的に説明すると、まず、前段階膜ＵＭにおいて、比較的低屈折率のＳｉＯ_２により下側の第１層ＣＬ１が形成されており、第１層ＣＬ１上に比較的高屈折率のＴｉＯ_２により第２層ＣＬ２が形成されている。さらに、比較的高屈折率の第２層ＣＬ２の上に相対的に屈折率の低いＳｉＯ_２による被覆膜ＩＭが形成されている。反射防止膜ＣＭは、屈折率の高低が交互に積層されたこれら３層の膜厚を適宜調整して外光ＯＬの成分を透過又は吸収する性質を有する構成となっており、スクリーン１０での外光ＯＬの反射を防止する特性を備えるものとなっている。

以下、各立体部２ａ上において反射膜ＲＭが形成される位置について説明する。上述のように、プロジェクター等からの投射光ＰＬは、スクリーン１０の下方に位置する投射光源点Ｓ（図２参照）から射出されてスクリーン１０に対して放射状に拡がるように入射する。これに対応して、反射膜ＲＭは、各立体部２ａによって形成され前段階膜ＵＭによって覆われた凹面形状の上方側の部分即ち＋ｙ方向側の部分にのみ局所的に形成されている。つまり、反射膜ＲＭは、下方からの投射光ＰＬに対向して形成されており、投射光ＰＬを観察者のいる正面側へ適度に拡散させた状態で反射させるものとなっている。一方、反射膜ＲＭは、上方からの外光ＯＬについては、観察者のいる正面側へ反射させないものとなっている。

以上のように、スクリーン１０の反射膜ＲＭは、前面１０ａにおいて、投射光ＰＬを適切に正面方向へ射出させることができ、かつ、外光ＯＬの反射を効率的に防ぐものとなっている。さらに、前面１０ａにおいて、反射膜ＲＭの形成されていない領域には反射防止膜ＣＭが形成されており、反射防止膜ＣＭは、既述のように、屈折率差のある多層構造を利用して光を透過又は吸収することにより、外光ＯＬが観察者のいる正面側へ反射することを抑制している。

以下、スクリーン１０の製造方法について説明する。まず、スクリーン１０のうち、スクリーン基板１の作製について簡単に説明する。スクリーン基板１は、光吸収性部材ＡＢとして、例えば上述したような黒色のポリ塩化ビニル等を原材料とするシート状の部材を主たる原材料として形成される。具体的には、例えば当該シート状部材の表面を加熱して軟化させた後、多数の立体部２ａに対応する凹凸形状を有する型で当該箇所をプレス加工する。これにより、スクリーン基板１が作製される。

次に、各立体部２ａ上にそれぞれ形成される表面部２の製造工程について説明する。図４（Ａ）〜４（Ｃ）は、スクリーン１０のうち、多数の表面部２の形成過程について説明するための側断面図である。まず、図４（Ａ）に示すように、全体に成膜する全面成膜により、多数の立体部２ａを含む全表面に略一定の膜厚で前段階膜ＵＭが形成される（前段階膜成膜工程）。次に、図４（Ｂ）に示すように、部分的に成膜することにより、各立体部２ａを被覆する前段階膜ＵＭ上の一部の領域に反射膜ＲＭが形成される（反射膜成膜工程）。さらに、図４（Ｃ）に示すように、全体に成膜する全面成膜により、反射膜ＲＭ及び前段階膜ＵＭの表面に連続して被覆膜ＩＭが形成される（被覆膜成膜工程）。以上の各成膜工程を経て多数の表面部２が形成されたスクリーン１０が作製される。

以下、上記各成膜工程のうち、まず、前段階膜成膜工程について説明する。図５（Ａ）は、前段階膜成膜工程における前段階膜ＵＭの成膜を行うための第１製造装置の一例について説明するための側断面図である。図５（Ａ）に示す第１製造装置３００は、例えば抵抗加熱により成膜材料を蒸発させて真空蒸着による成膜を行う真空蒸着装置である。第１製造装置３００は、材料源を含む蒸発源装置３２０と、真空容器であるチャンバー３３０と、チャンバー３３０内を真空の状態にするための排気系であり、例えばロータリポンプ等で構成される真空ポンプ３４０と、各部を統括して装置全体の制御を行う制御装置３５０とを備える。さらに、第１製造装置３００は、帯状のスクリーン基板１０１を搬送するための移動装置３６０を備える。移動装置３６０は、帯状のスクリーン基板１０１を送出する送出機構３６０ａと、スクリーン基板１０１を巻き取る巻取機構３６０ｂとを備える。なお、各機構３６０ａ、３６０ｂに取り付けられるモータ等は図示を省略している。蒸発源装置３２０は、図３に示す前段階膜ＵＭを形成するための第１成膜物質のうち、第１層ＣＬ１を形成するための第１成分Ｅ１を射出する第１射出装置３２０ａと、第１成膜物質のうち第２層ＣＬ２を形成するための第２成分Ｅ２を射出する第２射出装置３２０ｂとを備える。第１及び第２射出装置３２０ａ、３２０ｂは、それぞれボート上に第１及び第２成分Ｅ１、Ｅ２をマウントし、制御装置１５０から供給される電力を用いた抵抗加熱等により各成分Ｅ１、Ｅ２を加熱し蒸発させることで成膜を行う。これにより、蒸発源装置３２０は、スクリーン基板１０１全体への全面蒸着によって前段階膜ＵＭを形成可能にしている。なお、帯状のスクリーン基板１０１は、スクリーン基板１の複数枚分（例えば１００枚分）に相当する。つまり、スクリーン基板１０１を所定の大きさでカットしたものが１枚分のスクリーン基板１に相当する。

図５（Ａ）に示すように、移動装置３６０において、帯状のスクリーン基板１０１は、カセットテープのようにその両端部がそれぞれ各機構３６０ａ、３６０ｂに巻き付けられた状態となっている。各機構３６０ａ、３６０ｂが一方向に同期して回転動作することにより、移動装置３６０は、スクリーン基板１０１を矢印ＡＷ１の方向に一定速度で移動させるものとなっている。また、各射出装置３２０ａ、３２０ｂは、移動装置３６０によって搬送されるスクリーン基板１０１の前面側に対向して下方に配置されており、それぞれスクリーン基板１０１に対して第１成膜物質である各成分Ｅ１、Ｅ２を略垂直に入射させるものとなっている。また、各射出装置３２０ａ、３２０ｂは、スクリーン基板１０１の全面に亘って均一に成膜がなされるように、それぞれ図５（Ａ）中の紙面手前側から奥側にかけてライン状に配置されている。

以下、第１製造装置３００の動作について説明する。まず、真空ポンプ３４０の排気口３４０ａから排気がなされ、チャンバー３３０内部を所定値以下（例えば１０^−３Ｐａ以下）の真空状態にする。次に、前段階膜ＵＭの成膜のために各機構３６０ａ、３６０ｂを駆動させて、スクリーン基板１０１の処理対象部分を繰り出す。チャンバー３３０内で、送出機構３６０ａからスクリーン基板１０１の処理対象部分が繰り出されると、まず、スクリーン基板１０１の処理対象部分に対して、第１射出装置３２０ａから略垂直に射出された第１成分Ｅ１が入射する。これにより、スクリーン基板１０１の処理対象部分に第１層ＣＬ１が形成される。次いで、スクリーン基板１０１の処理対象部分に対して、第２射出装置３２０ｂから略垂直に射出された第２成分Ｅ２が入射する。これにより、スクリーン基板１０１の処理対象部分に第２層ＣＬ２が形成される。以上により、一対の層ＣＬ１、ＣＬ２からなる前段階膜ＵＭが形成されたスクリーン基板１０１の処理対象部分は、巻取機構３６０ｂにより巻き取られる。なお、スクリーン基板１０１を所定のサイズでカットすることにより、前段階膜ＵＭが施された状態のスクリーン基板１が切り出される。

以上のようにして、第１製造装置３００での全面成膜により、均一な膜厚の複数の層による前段階膜ＵＭが成膜される。特に、第１製造装置３００では、一旦真空状態を形成すれば、真空を破ることなくスクリーン基板１０１を移動させることができるので、複数枚分のスクリーン基板１上に前段階膜ＵＭを一括して形成することができる。

また、図５（Ｂ）に示す第１製造装置４００によっても上記と同様の成膜が可能である。第１製造装置４００は、第１製造装置３００の変形例である。この第１製造装置４００では、移動装置４６０を構成する各機構４６０ａ、４６０ｂが同期して双方向に回転動作することにより、スクリーン基板１０１が矢印ＡＷ２で示す方向に一定速度で往復移動可能となっている。また、蒸発源装置４２０の各射出装置４２０ａ、４２０ｂは、台座４２０ｃ上で矢印ＡＷ３の方向にスライド移動可能となっている。以上のような構成により、第１製造装置４００は、まず、スクリーン基板１０１を紙面右側に移動させるときは、射出口４２０ｄに第１射出装置４２０ａを対向配置させておくことで前段階膜ＵＭの第１層ＣＬ１を成膜することができる。さらに、スクリーン基板１０１を紙面左側に移動させるときは、蒸発源装置４２０内の各射出装置４２０ａ、４２０ｂをスライドさせ、射出口４２０ｄに第２射出装置４２０ｂを対向配置させておくことで前段階膜ＵＭの第２層ＣＬ２を成膜することができる。

次に、図６を用いて反射膜成膜工程について説明する。図６は、反射膜成膜工程における反射膜ＲＭの成膜を行うための第２製造装置の一例について説明する斜視図である。図６に示す第２製造装置５００は、第１製造装置３００と同様に、例えば抵抗加熱により成膜材料を蒸発させて真空蒸着による成膜を行う真空蒸着装置であり、蒸発源装置１２０と、チャンバー１３０と、真空ポンプ１４０と、制御装置１５０とを備える。蒸発源装置１２０は、反射膜ＲＭを形成するための第２成膜物質Ｗ２であるアルミニウムを、中心軸ＣＸ上に設置された射出部１２０ｃから射出する。

第２製造装置５００は、所定半径の円筒形状を有しており、チャンバー１３０により形成される内部空間ＩＳも円筒形状となっている。蒸発源装置１２０は、ボート上に第２成膜物質Ｗ２をマウントし、制御装置１５０から供給される電力を用いた抵抗加熱等により成膜物質Ｗ２を加熱し蒸発させ、射出部１２０ｃから射出させることで成膜を行う。また、チャンバー１３０は、内部空間ＩＳ中に、中心軸ＣＸ、半径Ｒの円筒形状部分の側面に相当する内壁面１３０ａを有する。半径Ｒの値及び中心軸ＣＸ上の射出部１２０ｃの位置は、図１等のスクリーン１０の使用態様に応じて定められている。

図６に示すように、スクリーン基板１は、この内壁面１３０ａに沿って設置される。より具体的に説明すると、まず、スクリーン基板１は、図６に示すように、内壁面１３０ａに沿って筒状に配置されており、スクリーン基板１の長手方向（スクリーン１０の長手方向に相当）が当該円筒形状の円周方向となっている。なお、スクリーン基板１は、ホルダ等（不図示）により内壁面１３０ａに沿ってスクリーン１０の使用態様に応じた高さ位置で固定されている。

以下、第２製造装置５００の動作について説明する。まず、真空ポンプ１４０の排気口１４０ａから排気がなされ、チャンバー１３０内部を所定値以下（例えば１０^−３Ｐａ以下）の真空状態にする。次に、蒸発源装置１２０の第２成膜物質Ｗ２が加熱されて、蒸発する。ここで、チャンバー１３０内は、所望の真空状態となっているため、第２成膜物質Ｗ２の射出軌道ＥＶは、図６に矢印で示すように蒸発源装置１２０から放射状になる。これにより、図４（Ｂ）に示すような反射膜ＲＭの形成に対応して、第２成膜物質Ｗ２がスクリーン基板１上の適所に堆積する（反射膜成膜工程）。

以上のように成膜される反射膜ＲＭは、スクリーン１０のどこにおいても各立体部２ａの上方側に形成されている。これにより、反射膜ＲＭは、上方から入射する外光ＯＬを反射することを極力回避するものとなっている。また、半径Ｒの値は、図２に示す投射光ＰＬの投射距離ｄに対応し、射出部１２０ｃの位置は、図２に示す投射光ＰＬの投射光源点Ｓに対応して調整されている。これにより、反射膜ＲＭは、スクリーン１０の使用態様に対応したものとなっており、投影装置等からの投射光ＰＬの反射効率の劣化を防ぐべく考慮された形状になっている。

最後に、被覆膜成膜工程について説明する。上述したように、被覆膜ＩＭは、前段階膜ＵＭと同様に、スクリーン基板１の全面に蒸着する全面成膜により形成される。従って、例えば図５（Ａ）の第１製造装置３００を用いて、前段階膜成膜工程と同様の工程により、成膜を行うことができる。具体的には、まず、図５（Ａ）において、反射膜成膜工程を経たスクリーン基板１を多数枚用意し、これらをシート状の支持部材に固定して帯状に並べたものを、図５（Ａ）のスクリーン基板１０１に代えて移動装置３６０に取り付ける。また、第１射出装置３２０ａにおいて、第１成分Ｅ１に代えて、被覆膜ＩＭを構成する第３成膜物質Ｗ３を配置する。一方、第２射出装置３２０ｂについては使用しない。上記のような状態で第１製造装置３００を動作させることにより、図４（Ｃ）に示すような被覆膜ＩＭが前面１０ａに形成される。以上により、スクリーン１０が製造される。なお、この場合も、全面成膜により、多数枚のスクリーン基板１上の前段階膜ＵＭ及び反射膜ＲＭを覆うように被覆膜ＩＭを一括して形成することができる。

以上のように、本実施形態に係るスクリーン１０の製造方法では、まず、前段階膜成膜工程において、前段階膜ＵＭを膜厚の均一な状態に保って形成した後、反射膜成膜工程において斜方からの蒸着を利用して反射膜ＲＭを形成する。さらにその後、被覆膜成膜工程において被覆膜ＩＭを成膜する。つまり、製造されるスクリーン１０は、まず、前段階膜ＵＭが複数の立体部２ａの全表面に形成され、次に、反射膜ＲＭが前段階膜ＵＭの一部の領域上に形成され、最後に被覆膜ＩＭが前段階膜ＵＭ及び反射膜ＲＭを覆う構造となっている。これにより、スクリーン１０において、前段階膜ＵＭと被覆膜ＩＭとが不要光である外光ＯＬの反射を防ぐ反射防止膜ＣＭを形成し、かつ、反射膜ＲＭは、被覆膜ＩＭにより保護されるものとなる。また、特に、この場合、スクリーン１０の製造において、高い技術を必要とする斜方蒸着法による部分的な成膜の回数は、反射膜成膜工程における反射膜ＲＭの成膜の１回のみとし、他の成膜工程では、比較的簡易な全面成膜を適用できる。

上記のように、被覆膜ＩＭのうち、反射膜ＲＭ上に形成されたものは、反射膜ＲＭを保護する保護膜ＰＭとして機能する。一方、前段階膜ＵＭ上に構成された被覆膜ＩＭは、反射防止膜ＣＭの最上膜ＭＭとして機能する。前段階膜ＵＭと被覆膜ＩＭとは、いずれも膜厚を制御して形成されているので、前段階膜ＵＭと被覆膜ＩＭとによって構成される反射防止膜ＣＭは、反射防止特性の高いものとなる。ここで、被覆膜ＩＭの膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下（より好ましくは２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下）の範囲で定められている。これにより、被覆膜ＩＭは、反射膜ＲＭの反射特性を妨げることなく、反射膜ＲＭが損傷したり剥がれたりすることや酸化等の劣化を抑制する保護膜ＰＭとして機能することが確保される。また、定められた被覆膜ＩＭの膜厚に応じて、前段階膜ＵＭを構成する第１及び第２層ＣＬ１，ＣＬ２の膜厚が調整されている。これにより、前段階膜ＵＭ及び被覆膜ＩＭは、協働して反射防止膜ＣＭとしての機能を備えるものとなっている。

図７は、図３等に示すスクリーン１０の変形例である。図７に示すスクリーン１１０では、スクリーン基板１について、光吸収性部材ＡＢに代えて、透明部材ＴＢ及び光吸収面ＢＭを用いている。つまり、例えばスクリーン基板１は、透明のポリ塩化ビニル等を透明部材ＴＢとして用い、透明部材ＴＢの裏面側に黒色インクを塗布することで光吸収面ＢＭを形成する構成であってもよい。この場合、例えば、スクリーン１１０において、反射防止膜ＣＭの膜厚を調整して光透過性の構成とすれば、外光ＯＬを反射防止膜ＣＭ及び透明部材ＴＢで透過させ、光吸収面ＢＭで吸収させることができる。

なお、反射防止膜ＣＭには光を透過させるタイプと吸収させるタイプがある。光を透過させるタイプの反射防止膜ＣＭを適用する場合は、図３のようにスクリーン基板１がそれ自体で外光ＯＬを吸収するものか、図７のようにスクリーン基板１が透明部材でその裏面側に光吸収面ＢＭを有するものである必要がある。光を吸収させるタイプは、光を透過させるタイプよりも高価であるが、スクリーン基板１の特性は限定されない。

図８は、図３等に示すスクリーン１０の他の変形例である。図８に示すスクリーン２１０において、各表面部１０２は、凸曲面形状を有するものとなっている。なお、この場合、反射膜ＲＭは、投射光ＰＬの入射方向に対応して、各立体部１０２ａ上において、下方側即ち−ｙ方向側に形成される。

なお、以上において、前段階膜ＵＭは、いずれも第１層ＣＬ１及び第２層ＣＬ２による２層構造としているが、単層構造としてもよく、２層以上の多層構造としてもよい。前段階膜ＵＭが２層以上の多層膜である場合は、一部の層において比較的高屈折率の層と比較的低屈折率の層とが隣り合っていればすべての層において屈折率差の高低が交互である必要は無く、スクリーン基板１上に蒸着される層が比較的低屈折率の層である必要もない。

〔第２実施形態〕
図９は、第２実施形態に係るスクリーンの側断面図である。本実施形態に係るスクリーン３１０は、スクリーン１０を変形したものであり、スクリーン基板１と、反射膜ＲＭと、前段階膜ＵＭと、被覆膜ＩＭとを備える。

本実施形態に係るスクリーン３１０は、まず、反射膜ＲＭを複数の立体部２ａの全表面に形成し、次に、前段階膜ＵＭを反射膜ＲＭの一部の領域上に形成し、最後に被覆膜ＩＭを形成する構造となっている。従って、反射膜ＲＭと前段階膜ＵＭとの形成過程が第１実施形態に示したスクリーン１０とは異なる。具体的には、このスクリーン３１０の製造においては、先に、反射膜成膜工程として多数の立体部２ａの全面に亘って反射膜ＲＭが形成され、その後、前段階膜成膜工程として前段階膜ＵＭが斜方からの蒸着を利用して形成されている。つまり、先に全面成膜によってスクリーン３１０の前面３１０ａ全体に反射膜ＲＭを形成した後、図１等に示す投射光ＰＬの入射に対応する領域に反射膜ＲＭが露出した状態で残るように、言い換えれば反射膜ＲＭが形成された領域のうち投射光ＰＬの入射に対応する領域以外の領域の少なくとも一部の領域上に前段階膜ＵＭを斜方蒸着等により形成している。

なお、本実施形態においても、被覆膜ＩＭは、スクリーン３１０の全体に亘って形成され、反射膜ＲＭと前段階膜ＵＭとの双方を被覆している。つまり、被覆膜ＩＭは、前段階膜ＵＭが施されていない領域においては（図９の一部拡大図の一方参照）、反射膜ＲＭを覆う保護膜ＰＭとして機能する。また、被覆膜ＩＭは、前段階膜ＵＭの形成された領域においては（図９の一部拡大図のもう一方参照）、前段階膜ＵＭ上に形成されることによって、前段階膜ＵＭとともに反射防止膜ＣＭを構成する最上膜ＭＭとして機能する。なお、本実施形態における反射防止膜ＣＭは透過型反射防止膜でなく吸収型反射防止膜であり、反射防止膜ＣＭの下の反射膜ＲＭで光が反射されることはない。

以上のように、スクリーン３１０の前面３１０ａにおいて、多数の表面部３０２の各立体部２ａ上に反射膜ＲＭと、前段階膜ＵＭと、被覆膜ＩＭとがそれぞれ形成された構成であることから、スクリーン３１０は、反射防止膜ＣＭにより反射膜ＲＭ以外の領域に入射する外光ＯＬの反射を的確に防止し、かつ、保護膜ＰＭにより反射膜ＲＭの劣化を抑制するものとなっている。

本実施形態の場合、反射膜ＲＭを、比較的簡易な全面成膜によって形成できる。また、多層膜構造を有する反射防止膜ＣＭの形成において、最上層である最上膜ＭＭについては、被覆膜ＩＭの全面成膜によって形成されるので、部分的な成膜を行う回数を低減することができる。

なお、前段階膜ＵＭは、第１層ＣＬ１及び第２層ＣＬ２による２層構造も可能であるが、単層構造としてもよい。この場合、斜方蒸着等による部分的な成膜を１回のみとすることができる。また、前段階膜ＵＭは２層以上の多層構造としてもよく、この場合は、一部の層において比較的高屈折率の層と比較的低屈折率の層とが隣り合っていればすべての層において屈折率差の高低が交互である必要は無く、反射膜ＲＭ上に蒸着される層が比較的低屈折率の層である必要もない。

〔第３実施形態〕
図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）は、第３実施形態に係るスクリーンについて説明する図である。本実施形態に係るスクリーン４１０は、前段階膜ＵＭ及び被覆膜ＩＭの構造を除いて第１実施形態に示したスクリーン１０と同様であるので、図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）によって被覆膜ＩＭ等の一部拡大図をのみを示し、他の構造についての詳細な説明を省略する。

図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）に示すスクリーン４１０において、前段階膜ＵＭは薄い金属膜により形成され、被覆膜ＩＭは比較的低屈性のＳｉＯ_２により形成され、それぞれ単層構造となっている。図１０（Ａ）に示すように、被覆膜ＩＭは、反射膜ＲＭの存在する領域において、これを保護する保護膜ＰＭとして機能する。一方、図１０（Ｂ）に示すように、被覆膜ＩＭは、反射膜ＲＭの存在しない領域においては、前段階膜ＵＭ上に形成されることによって、反射防止膜ＣＭの最上層である最上膜ＭＭとして機能する。この際、反射防止膜ＣＭは、金属膜で構成される前段階膜ＵＭと比較的低屈折率のＳｉＯ_２によって構成される被覆膜ＩＭとの２層構造により、特に反射防止性の高いものとなっている。

本実施形態においても、以上のような構成により、スクリーン４１０に形成される反射膜ＲＭと、前段階膜ＵＭと、被覆膜ＩＭとにより、反射膜ＲＭ以外の領域に入射する外光ＯＬの反射が的確に防止され、かつ、反射膜ＲＭの劣化を抑制する保護膜ＰＭとして機能するものとなっている。

図１１（Ａ）及び１１（Ｂ）は、第４実施形態に係るスクリーンについて説明する図である。本実施形態に係るスクリーン５１０は、被覆膜ＩＭの構造を除いて第１実施形態に示したスクリーン１０と同様であるので、図１１（Ａ）及び１１（Ｂ）によって被覆膜ＩＭ等の一部拡大図をのみを示し、他の構造についての詳細な説明を省略する。

図１１（Ａ）及び１１（Ｂ）に示すスクリーン５１０において、被覆膜ＩＭは、第１層ＩＭ１と第２層ＩＭ２と第３層ＩＭ３とによって構成される積層膜または誘電体多層膜である。第１層ＩＭ１及び第３層ＩＭ３と第２層ＩＭ２とは、それぞれ屈折率の異なる物質により構成されている。なお、第１及び第３層ＩＭ１、ＩＭ３の原材料としては、例えば比較的低屈折率の二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を用い、第２層ＩＭ２の原材料としては、比較的高屈折率の二酸化チタン（ＴｉＯ_２）とを用いる。これにより、所望の屈折率差を生させることができる。図１１（Ａ）に示すように、被覆膜ＩＭは、反射膜ＲＭの存在する領域において、反射膜ＲＭの反射率を保つ又は増大させる増反射効果を有し反射膜ＲＭを保護する保護膜ＰＭとして機能する。一方、図１１（Ｂ）に示すように、被覆膜ＩＭは、反射膜ＲＭの存在しない領域においては、前段階膜ＵＭ上に形成されることによって、反射防止膜ＣＭの表面側３層の最上膜ＭＭとして機能する。なお、被覆膜ＩＭは、第１層ＩＭ１〜第３層ＩＭ３による３層構造としているが、３層以上の多層構造としてもよく、その場合は、最上膜が比較的低屈折率であって一部の層において比較的高屈折率の層と比較的低屈折率の層とが隣り合っていればすべての層において屈折率差の高低が交互である必要は無く、第１層目が比較的低屈折率の層である必要もない。

本実施形態においても、以上のような構成により、スクリーン５１０に形成される反射膜ＲＭと、前段階膜ＵＭと、被覆膜ＩＭとにより、反射膜ＲＭ以外の領域に入射する外光ＯＬの反射が的確に防止され、かつ、反射膜ＲＭの反射効果を維持又は増大させながら劣化を抑制する保護膜ＰＭとして機能するものとなっている。

以上、各実施形態について説明してきたが、上記各実施形態は、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

まず、上記各実施形態では、斜方から成膜物質を入射させて行う成膜工程において、図６に示す第２製造装置５００を用い、スクリーン基板１を円筒形状のチャンバー１３０に沿って固定させて成膜の処理を行うものとしているが、第２製造装置５００での成膜工程の処理については、他の製造装置を用いて行うことも可能である。例えば、図１２（Ａ）、１２（Ｂ）に示す第２製造装置７００により、斜方からの成膜の処理を行ってもよい。より具体的に説明すると、第２製造装置７００は、平面上に配置されたスクリーン基板１に対して所定の角度から成膜物質Ｗを射出させるための蒸発源装置７２０と、蒸発源装置７２０から斜めに入射する成膜物質Ｗを遮断する一対のマスクＳＴとを備える。第２製造装置７００では、図中矢印ＡＷの方向にスクリーン基板１を平行移動させながら蒸発源装置７２０から反射膜や被覆膜となるべき成膜物質Ｗを射出して成膜を行う。この場合、一対のマスクＳＴ間のスリットＳＬを通過する間のみ成膜物質Ｗがスクリーン基板１上に蒸着し、それ以外の角度のついた状態でスクリーン基板１に入射する成膜物質Ｗは、一対のマスクＳＴにより遮断されスクリーン基板１に付着しない。この結果、第２製造装置７００は、図６等の第２製造装置５００によって作製されるものと同様な状態の反射膜等の成膜をすることができるものとなっている。

また、反射膜ＲＭの形成において、第２成膜物質Ｗ２としてアルミニウムを用いているが、反射膜ＲＭを金属膜で形成する場合、アルミニウムの他にも、例えば銀等を用いることも可能である。

また、上記では、第２製造装置５００において、蒸発源装置１２０の射出部１２０ｃを中心軸ＣＸ上に設置して成膜を行うものとしているが、射出部１２０ｃの設置位置は、中心軸ＣＸ上だけでなくその近傍にあってもよい。

また、上記では、第２製造装置５００において、チャンバー１３０の内壁面１３０ａをスクリーン基板１の設置ための内壁面に用いているが、スクリーン基板１の設置ための内壁面をチャンバー１３０内に別途設けてもよい。

また、上記では、第１製造装置３００等において、全面成膜の方法として、真空蒸着法を用いているが、全面成膜を行う場合、これに限らず、例えばイオンアシスト法、スパッタ法等の物理成膜法又は物理蒸着法を用いることもできる。

また、各施形態において、被覆膜ＩＭは、単層構造又は２層構造で形成されているとしているが、被覆膜ＩＭが３層以上の多層膜構造により構成するものとしてもよい。

また、上記各実施形態に示す成膜方法は、いずれもスクリーン前面に凹凸形状を有し、当該凹凸形状の一部の領域に反射膜を有する種々のスクリーンについて適応可能であり、例えば、スクリーン前面にプリズム状の面を有するものやシリンドリカル形状の凹凸形状もの、フレネル状のもの等についても、上記と同様の前段階膜ＵＭや反射膜ＲＭ等の成膜が可能である。

また、２次元的に配置される多数の立体部２ａの配置パターンは、任意であり、例えば、ｘｙ方向即ちスクリーン１０の縦横方向について格子状に配置することができる。また、例えば、図２の交点Ｈを中心とする同心円上に並べて配置することもできる。

１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０…スクリーン、 １…スクリーン基板、 ２ａ…立体部、 ２…表面部、 ＵＭ…前段階膜、 ＲＭ…反射膜、 ＩＭ…被覆膜、 ＭＭ…最上膜、 ＰＭ…保護膜、 ＣＭ…反射防止膜、 １００…プロジェクター、 ３００，４００…第１製造装置、 ５００…第２製造装置、 １２０，３２０…蒸発源装置、 １２０ａ，１２０ｂ，３２０ａ，３２０ｂ…射出装置、 １３０…チャンバー

Claims (10)

1. スクリーン基板の前面側に２次元的に配置される複数の立体部を備えるスクリーンであって、
   前記スクリーン基板のうち、少なくとも前記複数の立体部の一部の領域に形成され、屈折率の異なる複数の膜要素を含む反射防止膜のうち相対的に低屈折率の最上膜を除く前段階膜と、
   前記スクリーン基板のうち、前記複数の立体部の少なくとも投射光の入射に対応する領域に形成される反射膜と、
   前記反射防止膜の最上膜を形成し、前記前段階膜及び前記反射膜の表面に連続して成膜される被覆膜と
   を備えるスクリーン。
2. 前記前段階膜は、前記複数の立体部の全表面に形成され、前記反射膜は、前記前段階膜の一部の領域上に形成される、請求項１記載のスクリーン。
3. 前記反射膜は、前記複数の立体部の全表面に形成され、前記前段階膜は、前記反射膜領域のうち投射光の入射に対応する領域以外の領域の少なくとも一部の領域上に形成される、請求項１記載のスクリーン。
4. 前記被覆膜は、成膜物質として二酸化ケイ素を含む、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のスクリーン。
5. 前記被覆膜の膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のスクリーン。
6. 前記被覆膜は、１層の膜で構成される、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のスクリーン。
7. 前記被覆膜は、前記反射膜の反射率を保つ、又は、増大させる２層以上の多層膜である、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のスクリーン。
8. スクリーン基板の前面側に２次元的に配置される複数の立体部を有するスクリーンの製造方法であって、
   前記スクリーン基板のうち、少なくとも前記複数の立体部の一部の領域に形成され、屈折率の異なる複数の膜要素を含む反射防止膜のうち相対的に低屈折率の最上膜を除く前段階膜の成膜を行う前段階膜成膜工程と、
   前記スクリーン基板のうち、前記複数の立体部の少なくとも投射光の入射に対応する領域に形成される反射膜の成膜を行う反射膜成膜工程と、
   前記前段階膜成膜工程及び前記反射膜成膜工程の後、前記反射防止膜の最上膜を形成する被覆膜を、前記前段階膜及び前記反射膜の表面に連続して成膜する被覆膜成膜工程と
   を有するスクリーンの製造方法。
9. 前記前段階膜成膜工程において、前記前段階膜を、前記複数の立体部の全表面に形成し、
   前記前段階膜成膜工程の後、前記反射膜成膜工程において、前記スクリーン基板に対して所定の入射角度で成膜物質を入射することにより、前記反射膜を、前記前段階膜の一部の領域上に形成する、請求項８記載のスクリーンの製造方法。
10. 前記反射膜成膜工程において、前記反射膜を、前記複数の立体部の全表面に形成し、
    前記反射膜成膜工程の後、前記前段階膜成膜工程において、前記スクリーン基板に対して所定の入射角度で成膜物質を入射することにより、前記反射膜領域のうち投射光の入射に対応する領域以外の領域の少なくとも一部の領域上に形成する、請求項８記載のスクリーンの製造方法。

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