KR20050007125A - 화면 - Google Patents

Abstract

화면의 휘도차이를 개선한다.

화면 표면에 설치된 확산필름(1)의 이면에 점착제를 개입시켜 프레넬 렌즈(3)가 적층되며, 이 프레넬 렌즈(3)에 프레넬 렌즈(3)로부터 가능한 한 굴절률이 낮은 점착제를 개입시켜, 베이스 필름상에 성막된 반사층(5)이 적층되어 있다.

Description

화면{Screen}

본 발명은, 화면상의 휘도차를 개선한 화면에 관한 것이다.

근년, 회의등에 대해 발언자가 자료를 제시하는 방법으로서 오바헤드 프로젝터와 프런트 프로젝터가 넓게 이용되고 있다. 또, 일반 가정에 있어서도 액정을 이용하는 영상 투사기나 동영상 필름 프로젝터가 보급하고 있다. 이러한 프로젝터의 영사방법은 광원으로부터 출력된 빛을, 예를 들면 투과형의 액정패널등에 의해서 광변조해 화상빛을 형성하고, 이 화상빛을 렌즈등의 광학계를 통해 출사하여 화면위에 영사하는 것이다.

예를 들면, 화면상에 칼라 화상을 형성할 수 있는 프로젝터 장치는, 광원으로부터 출사된 광선을 적(R), 초록(G), 파랑(B)의 각 색로 분리해 소정의 광로에 집합시키는 조명 광학계와, 이 조명 광학계에 의해서 분리된 RGB 각 색의 광속을 각각 광변조하는 액정패널(라이트 밸브)과 액정 패널에 의해 광변조된 RGB 각 색의 광속을 합성하는 광합성부를 구비하는 광합성부에 의해 합성한 칼라 화상을 투사렌즈에 의해 화면에 확대투영하게 되어 있다.

또, 최근에는 광원으로서 좁은 협대역 삼원색 광원을 사용해, 액정 패널 대신에 그레이팅·라이트·밸브(GLV：Grating Light Valve)를 이용해 RGB 각 색의 광속을 공간변조하는 타입의 프로젝터 장치도 개발되고 있다.

상술한 프로젝터 장치로부터의 투영화상을 표시하는 화면은, 양호한 시인성을 얻기 위해서, 일반적으로 화면 표면에 빛을 산란시키는 확산층이 설치되고 있다. 이 확산층의 확산 특성은 화면 전면에 있어 균일하고, 도 4에 도시한 바와같이, 입사각 0°으로 입사하여 빛의 산란 휘도 분포는 산란 각도 0°의 휘도를 최대로 하여 좌우 대칭이 되고 있다. 한편, 확산층의 확산특성은 통상, 도 4에 있어서의 최대 휘도의 반값폭(FWHM : Full Width Half Maximum) 또는 그 1／2의 HWHM(Half Width Half Maximum)가 되는 확산각으로 나타내진다.

이와 같이, 확산특성이 화면 전면에 있어 균일하다면, 화면 이득의 향상을 도모했을 경우, 중앙부와 주변부의 휘도의 차이가 크고, 화면 중앙은 밝게 보이지만, 주변부는 어두운 영상이 된다. 그 원인은, 주변부에서는 프로젝터 빛의 입사각이 0°는 아니기 때문에, 프로젝터 빛은 화면 외측으로 향해 많이 반사되어 정면의 시청자 방향으로 충분히 반사하지 않기 때문이다.

상기 화면의 휘도차이의 문제에 관해서는, 예를 들면 화면의 반사층의 표면 요철을 화면 중앙부에서 주변부로 향해 점증시킴으로써 반사광의 광확산성을 화면의 중앙부에서 주변부로 향해 점증시켜, 화면상의 휘도차이를 개선하는 화면이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조.).

이 밖에도, 화면을 2면직교 거울군으로 구성해, 각 거울의 경사각을 조정하여 화면내에서 균일한 휘도분포를 얻을 수 있도록 하는 화면이 제안되고 있다. (예를 들면, 특허 문헌 2 참조.).

　　[특허 문헌 1] 특개평 10－142699호 공보

　　[특허 문헌 2] 특개 2000－162710호 공보

그렇지만, 반사층의 표면 요철을 조정한 화면에서는, 휘도 분포는 개선되지만, 주변부의 반사광의 가장 강한 각도 성분은 여전히 시청자에 대해서 외측 방향을 향하고 있어 시청에 기여하지 않는 반사광이 많아, 프로젝터의 빛을 유효하게 사용할 수 없으므로 전체의 휘도를 향상시키는 것이 곤란했다.

또, 거울의 경사각을 조정한 화면에서는, 수평방향의 휘도 분포의 균일화는 도모하지만, 화면의 구조상, 상하 방향의 휘도 분포의 균일화는 할 수 없었다.

본 발명은, 상기 종래 기술의 문제점에 대처해서 된 것으로, 단순한 구성으로 프로젝터의 빛을 유효하게 활용할 수 있으며, 중앙부와 주변부의 휘도차이가 개선된 화면을 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 청구항 1의 발명은, 화상광의 조사에 의해 화상을 표시하는 화면에 있어서, 화상광을 반사하는 반사층과 이 반사층에서 반사한 빛을 산란시키는 확산층과의 사이에 프레넬렌즈를 갖춘 것을 특징으로 한다.

청구항 1의 발명에 대해서는, 화면 주변부에서 반사하는 화상광의 주된 반사방향을 화면의 안쪽 방향으로 향하는 것이 가능해져 화면 이득의 향상이 가능해짐과 동시에 화면 전면의 휘도 분포의 균일화가 가능해진다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1의 화면에 있어서, 확산층이, 세로방향과 가로방향에서 확산각이 다른 타원확산특성을 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 발명은, 청구항 2의 화면에 있어서, 확산층의 세로방향의 확산각(FWHM)이 10°~50°, 가로방향의 확산각(FWHM)이 60°~180°의 범위에 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 2, 3의 발명에 있어서는, 필요한 시청범위의 좁은 세로방향의 확산범위를 좁히면서 지향성을 높여 화면 이득을 올리는 것이 가능해지며 동시에, 가로방향의 확산 범위를 넓혀 시인성을 높이는 것이 가능해진다. 또, 세로 방향의 확산 범위를 좁혀, 화면 윗쪽으로부터 입사하는 외부광의 영향을 저감할 수 있으므로, 밝은 빛의 조건하에서 콘트라스트를 높이는 일이 가능해진다.

청구항 4의 발명은, 청구항 1의 화면에 있어서, 확산층이, 세로방향과 가로방향에서 확산각이 원확산특성을 가지며, 확산각(FWHM)이 30°~60°의 범위에 있는 것을 특징으로

한다.

청구항 4의 발명에 있어서, 범용의 원확산특성의 확산층을 이용하여, 필요한 시야각을 확보하면서, 프레넬 렌즈 효과에 의해 화면이득, 콘트라스트 및 휘도의 균일성을 높이는 것이 가능해진다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1의 화면에 있어서, 프레넬 렌즈와 반사층이, 프레넬 렌즈보다 굴절률이 낮은 점착제 또는 접착제에 의해 접착되고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 발명은, 청구항 5의 화면에 있어서 프레넬 렌즈의 요철이, 점착제 또는 접착제보다 굴절률이 낮은 수지에 의해 덮여 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 5, 6의 발명에 있어서는, 프레넬 렌즈와의 굴절률차이를 크게 함으로써, 프레넬 렌즈의 경계에서의 굴절이 커져 충분한 선형 프레네르 렌즈효과를 얻는 것이 가능해진다.

청구항 7의 발명은, 청구항 1의 화면에 있어서, 반사층이, 알루미늄층을 포함한다는 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 발명에 있어서는, 알루미늄층에 입사 하는 빛은 고반사율로 반사된다. 알루미늄층은 베이스 필름상에 증착등에 의해 형성할 수 있다. 이 알루미늄층에 프레넬 렌즈를 부착한 경우에는, 확산층을 투과한 빛이 반사된다. 또, 알루미늄층 위에, 특정 파장영역의 빛에 대해서 고투과 특성을 가지며, 그 외의 가시 파장영역의 빛에 대해서 고흡수 특성을 가지는 선택 흡수층을 형성했을 경우에는, 확산층을 투과한 빛중 특정 파장영역의 빛이 선택적으로 반사된다. 이것에 의해, 확산층을 투과한 외부광의대부분을 반사하지 않고 흡수하는 것이 가능해져, 밝은 빛의 상태에서 콘트라스트를 한층 더 향상시키는 것이 가능해진다. 한편, 선택흡수층은, 수지 바인더에 소정의 파장 영역의 빛에 대해서만 흡수특성을 가지며, 그 이외의 파장 영역의 빛에 대해서는 투과특성을 가지는 선택 흡수색소를 조합해 함유시킴으로써 형성할 수 있다.

청구항 8의 발명은, 청구항 1의 화면에 있어서, 반사층이, 화상광에 대응하는 특정 파장영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가지며, 특정 파장 영역을 제외한 가시 파장영역의 빛에 대해서 고흡수 특성을 가지는 광학막을 갖춘 것을 특징으로 한다.

청구항 9의 발명은, 청구항 8의 화면에 있어서, 광학막이, 금속막과 유전체막을 교대로에 적층해서 되는 것을 특징으로 한다.

청구항 10의 발명은, 청구항 9의 화면에 있어서, 금속막이 니오브, 알루미늄 또는 은으로부터 되어, 유전체막이 산화 니오브, 산화 티탄, 산화 탄 탈, 산화 알류미늄 또는 산화 규소로부터 되는 것을 특징으로 한다.

청구항 8~10의 발명에 대해서는, 확산층을 투과한 빛 중 특정 파장영역의 빛이 선택적으로 반사층에서 반사된다.이것에 의해, 확산층을 투과한 외부광의 대부분을 반사하지 않고 흡수하는 것이 가능해져, 밝은 빛의 상태에서 콘트라스트를 한층 더 향상시키는 것이 가능해진다. 금속막과 유전체막의 적층막은 베이스 필름상에 스패터링법등에 의해 성막하는 것이 가능하다.

청구항 11의 발명은, 청구항 1의 화면에 있어서, 반사층이, 화상광에 대응하는 특정파장 영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가져, 특정 파장영역을 제외한 가시 파장영역의 광에 대해 고투과 특성을 가지는 광학막과 이 광학막을 투과 한 빛을 흡수하는 흡수층을 갖춘 것을 특징으로 한다.

청구항 12의 발명은, 청구항 11의 화면에 있어서, 광학막이, 고굴절률층과 이것보다 굴절률의 낮은 저굴절률층을 교대로 적층해서 되는 것을 특징으로 한다.

청구항 13의 발명은, 청구항 12의 화면에 있어서, 고굴절률층이 산화 니오브, 산화 탄탈 또는 산화 티탄으로 구성되며, 저굴절률층이 산화 규소 또는 불소 마그네슘으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 11~13의 발명에 있어서는, 확산층을 투과한 빛 중 특정 파장영역의빛이 선택적으로 반사층에서 반사된다.이것에 의해, 확산층을 투과한 외부광의 대부분을 반사하지 않고 흡수하는 것이 가능해져, 밝은 빛 상태에서 콘트라스트를 한층 더 향상시키는 것이 가능해진다. 고굴절률층과 저굴절률층의 적층막은 베이스 필름상에 스패터링법등에 의해 성막할 수 있다.

청구항 14의 발명은, 청구항 1의 화면에 있어서, 프레넬 렌즈와 확산층이 점착제 또는 접착제에 의해 접착되고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 14의 발명에 있어서는, 프레넬 렌즈와 확산필름을 접착하여 부착하므로, 용이하게 휘도 균일성이 뛰어난 화면을 얻는 것이 가능해진다.

청구항 15의 발명은, 화상광의 조사에 의해 화상을 표시하는 화면에 있어서, 화상광을 반사하는 반사층과 이 반사층에서 반사한 빛을 산란시키는 확산층과의 사이에, 세로 방향의 집광특성을 가지는 선형 프레넬 렌즈를 갖춘 것을 특징으로 한다.

청구항 15의 발명에 있어서는, 화면 상하의 주변부에서 반사하는 화상광의 주된 반사방향을 화면의 안쪽 방향으로 향하는 것이 가능해져, 화상광을 낭비 없게 활용해 화면 이득의 향상이 가능해지는 동시에 화면의 휘도 분포의 균일화가 가능해진다.

청구항 16의 발명은, 청구항 15의 화면에 있어서, 확산층이, 세로방향과 가로방향에서 확산각이 다른 타원확산특성을 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 17의 발명은, 청구항 16의 화면에 있어서, 확산층의 세로방향의 확산각(FWHM)이 10°~50°, 가로방향의 확산각(FWHM)이 60°~180°의 범위에 있는 것을특징으로 한다.

청구항 16, 17의 발명에 있어서는, 필요한 시청범위의 좁은 세로방향의 확산범위를 좁히면서 지향성을 높여 화면 이득을 올리는 것이 가능해지며 동시에, 가로방향의 확산 범위를 넓혀 시인성을 높이는 것이 가능해진다. 또, 세로 방향의 확산 범위를 좁혀, 화면 윗쪽으로부터 입사하는 외부광의 영향을 저감할 수 있으므로, 밝은 빛의 조건하에서 콘트라스트를 높이는 일이 가능해진다.

청구항 18의 발명은, 청구항 15의 화면에 있어서, 확산층이, 세로방향과 가로방향에서 확산각이 원확산특성을 가지며, 확산각(FWHM)이 30°~60°의 범위에 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 18의 발명에 있어서, 범용의 원확산특성의 확산층을 이용하여, 필요한 시야각을 확보하면서, 프레넬 렌즈 효과에 의해 화면이득, 콘트라스트 및 휘도의 균일성을 높이는 것이 가능해진다.

청구항 19의 발명은, 청구항 15의 화면에 있어서, 프레넬 렌즈와 반사층이, 프레넬 렌즈보다 굴절률이 낮은 점착제 또는 접착제에 의해 접착되고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 20의 발명은, 청구항 19의 화면에 있어서 프레넬 렌즈의 요철이, 점착제 또는 접착제보다 굴절률이 낮은 수지에 의해 덮여 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 19, 20의 발명에 있어서는, 프레넬 렌즈와의 굴절률차이를 크게 함으로써, 프레넬 렌즈의 경계에서의 굴절이 커져 충분한 선형 프레네르 렌즈효과를 얻는 것이 가능해진다.

청구항 21의 발명은, 청구항 15의 화면에 있어서, 반사층이, 알루미늄층을 포함한다는 것을 특징으로 한다.

청구항 21의 발명에 있어서는, 알루미늄층에 입사 하는 빛은 고반사율로 반사된다. 알루미늄층은 베이스 필름상에 증착등에 의해 형성할 수 있다. 이 알루미늄층에 프레넬 렌즈를 부착한 경우에는, 확산층을 투과한 빛이 반사된다. 또, 알루미늄층 위에, 특정 파장영역의 빛에 대해서 고투과 특성을 가지며, 그 외의 가시 파장영역의 빛에 대해서 고흡수 특성을 가지는 선택 흡수층을 형성했을 경우에는, 확산층을 투과한 빛중 특정 파장영역의 빛이 선택적으로 반사된다. 이것에 의해, 확산층을 투과한 외부광의대부분을 반사하지 않고 흡수하는 것이 가능해져, 밝은 빛의 상태에서 콘트라스트를 한층 더 향상시키는 것이 가능해진다. 한편, 선택흡수층은, 수지 바인더에 소정의 파장 영역의 빛에 대해서만 흡수특성을 가지며, 그 이외의 파장 영역의 빛에 대해서는 투과특성을 가지는 선택 흡수색소를 조합해 함유시킴으로써 형성할 수 있다.

청구항 22의 발명은, 청구항 15의 화면에 있어서, 반사층이, 화상광에 대응하는 특정 파장영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가지며, 특정 파장 영역을 제외한 가시 파장영역의 빛에 대해서 고흡수 특성을 가지는 광학막을 갖춘 것을 특징으로 한다.

청구항 23의 발명은, 청구항 22의 화면에 있어서, 광학막이, 금속막과 유전체막을 교대로에 적층해서 되는 것을 특징으로 한다.

청구항 24의 발명은, 청구항 23의 화면에 있어서, 금속막이 니오브, 알루미늄 또는 은으로부터 되어, 유전체막이 산화 니오브, 산화 티탄, 산화 탄 탈, 산화 알류미늄 또는 산화 규소로부터 되는 것을 특징으로 한다.

청구항 22~24의 발명에 대해서는, 확산층을 투과한 빛 중 특정 파장영역의 빛이 선택적으로 반사층에서 반사된다.이것에 의해, 확산층을 투과한 외부광의 대부분을 반사하지 않고 흡수하는 것이 가능해져, 밝은 빛의 상태에서 콘트라스트를 한층 더 향상시키는 것이 가능해진다. 금속막과 유전체막의 적층막은 베이스 필름상에 스패터링법등에 의해 성막하는 것이 가능하다.

청구항 25의 발명은, 청구항 15의 화면에 있어서, 반사층이, 화상광에 대응하는 특정파장 영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가져, 특정 파장영역을 제외한 가시 파장영역의 광에 대해 고투과 특성을 가지는 광학막과 이 광학막을 투과 한 빛을 흡수하는 흡수층을 갖춘 것을 특징으로 한다.

청구항 26의 발명은, 청구항 25의 화면에 있어서, 광학막이, 고굴절률층과 이것보다 굴절률의 낮은 저굴절률층을 교대로 적층해서 되는 것을 특징으로 한다.

청구항 27의 발명은, 청구항 26의 화면에 있어서, 고굴절률층이 산화 니오브, 산화 탄탈 또는 산화 티탄으로 구성되며, 저굴절률층이 산화 규소 또는 불소 마그네슘으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 25~27의 발명에 있어서는, 확산층을 투과한 빛 중 특정 파장영역의 빛이 선택적으로 반사층에서 반사된다.이것에 의해, 확산층을 투과한 외부광의 대부분을 반사하지 않고 흡수하는 것이 가능해져, 밝은 빛 상태에서 콘트라스트를 한층 더 향상시키는 것이 가능해진다. 고굴절률층과 저굴절률층의 적층막은 베이스 필름상에 스패터링법등에 의해 성막할 수 있다.

청구항 28의 발명은, 청구항 15의 화면에 있어서, 프레넬 렌즈와 확산층이 점착제 또는 접착제에 의해 접착되고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 29의 발명에 있어서는, 시판의 프레넬 렌즈와 확산필름을 접착하여 부착하므로, 용이하게 휘도 균일성이 뛰어난 화면을 얻는 것이 가능해진다.

도 1은, 본 발명의 화면의 제 1의 실시의 형태를 나타내는 사시도이다.

도 2는, 확산필름의 FWHM 40°×40°의 원확산특성을 나타내는 도면이다.

도 3은, 확산필름의 FWHM 80°×10°의 타원확산특성을 나타내는 도면이다.

도 4는, 확산특성을 설명하는 도면이다.

도 5는, 본 발명에 관한 화면의 1적층 구성예를 나타내는 단면도이다.

도 6은, 프레넬 렌즈(또는 선형 프레넬 렌즈)의 요철을 저굴절률 수지로 덮은 상태를 나타내는 단면도이다.

도 7은, 본 발명에 관한 화면의 다른 적층 구성예를 나타내는 단면도이다.

도 8은, 본 발명에 관한 화면의 프레넬 렌즈와 확산필름의 일체형을 이용하는 1적층 구성예를 나타내는 단면도이다.

도 9는, 본 발명에 관한 화면의 프레넬 렌즈와 확산필름의 일체형을 이용한 다른 적층 구성예를 나타내는 단면도이다.

도 10은, 본 발명에 관한 화면에 이용되는 반사층의 선택반사특성의 일례를 도시한 스펙트럼도이다.　

도 11은, 본 발명에 관한 또 다른 적층 구성예를 나타내는 단면도이다.

도 12는, 본 발명에 관한 화면의 작용을 설명하는 도면이다.

도 13은, 본 발명에 관한 화면의 내부의 빛의 진행을 설명하는 단면도이다.

도 14는, 본 발명의 화면의 제 2의 실시의 형태를 나타내는 사시도이다.

이하, 도면에 근거해 본 발명의 실시의 형태를 설명한다.

도 1은, 본 발명의 화면의 제 1의 실시의 형태를 나타내는 것으로, 화면 전면측으로부터 순차적으로, 확산필름(1), 프레넬 렌즈(3), 반사층(5)이 적층되고 있다.

확산필름(1)은, 반사층(5)에서 반사한 빛을 일정한 범위로 산란시키는 기능을 가지며, 화면 표면에 설치된다. 확산필름(1)으로서는, 도 2에 도시한 가로방향과 세로방향의

확산각이 동일한 원확산의 확산필름, 혹은 도 3에 도시한 세로방향의 확산각이 가로방향의 확산각보다 작은 타원확산의 확산필름이 이용된다. 원확산의 확산필름의 경우, 그 화면에 요구되는 시야각에 기인하지만, 도 4에 있어서의 FWHM가 30°~60°인 것이 바람직하다. FWHM가 60°보다 크면 화면 세로방향에 있어서 시청범위로부터 빗나가는 쓸데 없는 확산이 많아져, 화면 이득의 저하를 가져온다. 도 2는, FWHM 40°×40°의 확산필름을 나타내고 있다. 한편, 타원확산의 확산필름의 경우, 가로방향은 광시야각을 얻기 위해서 FWHM 60°~180°로, 세로방향은시청범위가 좁기 때문에 화면 이득을 높이기 위해서 FWHM 10°~50°인 것이 바람직하다. 도 3은, FWHM 80°×10°의 확산필름을 나타내고 있다.

프레넬 렌즈(3)는, 프로젝터 빛의 반사광을 시청범위의 방향으로 향하도록 설치되어 있으므로, 반사층(5)과 확산필름(1)과의 사이에 배치된다. 프레넬 렌즈(3)는, 확산필름(1)및 반사층(5)과 각각 투명한 점착제 또는 접착제에 의해 붙여 맞출 수 있다. 도 5는, 점착제(7, 9)에 의해 적층된 예를 나타내고 있다. 한편, 이 예에서는 반사층 (5)은 베이스 필름(11)에 형성되어 있다.

반사층(5)과 프레넬 렌즈(3)를 붙여 맞추는 점착제 또는 접착제는, 프레넬 렌즈(3)로부터 가능한 굴절률이 낮은 것이 좋다. 그것은 프레넬 렌즈(3)의 굴절률과의 차이가 적으면, 경계에서의 굴절이 적은 프레넬 렌즈의 효과를 충분히 발휘할 수 없기 때문이다. 그러나, 일반적인 점착제의 굴절률은 낮아도 1.45 정도이기 때문에, 도 6에 도시한 바와같이, 점착제(9)보다 굴절률이 낮은 저굴절률 수지 (13)로 프레넬 렌즈(3)의 요철을 덮으며, 그것을 점착제(9)에 의해 반사층(5)에 붙여도 괜찮다. 도 7에 그 적층예를 도시하고 있다.

또한, 도 5및 도 7에 있어서의 프레넬 렌즈(3)와 확산 필름(1)은 일체적으로 성형할 수 있다. 도 8및 도 9는, 각각 확산필름의 이면에 프레넬 렌즈가 일체 성형된 프레넬 렌즈형 확산필름(15)을 이용한 구조를 나타내고 있다.

반사층(5)은, 프로젝터로부터 투사되는 빛을 반사하기 위한 것이며, 알루미늄등의 반사율이 높은 금속재료나 광휘성 안료등의 빛을 반사하는 재료를 이용하고, 베이스 필름(11)상에 증착법과 도포법에 의해 형성할 수 있다. 또,반사층(5)으로서 프로젝터 빛의 파장영역의 빛을 주로 반사하는 도 10에 도시한 바와같은 선택 반사특성의 반사층을 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, 외광의 영향을 한 층 더 저감 할 수 있기 때문에, 화면의 콘트라스트 성능을 향상시킬 수 있다.

이러한 선택 반사특성을 가지는 반사층(5)은, 예를 들면 본 출원인과 동일한 출원인에 의해 제안된, 파장에 따라 반사／투과 특성을 가지는 광학막(특원 2002－070572호등), 파장에 따라 반사／흡수 특성을 가지는 광학막(특원 2002－259027호), 혹은 파장에 따라 흡수／투과 특성을 가지는 광학막(특원 2002－331993호)을 이용해 구성할 수 있다.

파장에 따라 반사／투과 특성을 가지는 광학막(특원 2002－070572호등 )은, 특정 파장영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가지며, 그 외의 가시 파장영역의 빛에 대해서 고투과특성을 가지는 것으로, 베이스 필름(11)상에 증착이나 스패터링등의 성막법 혹은 도포법에 의해 고굴절률층과 저굴절률층을 교대로 적층하는 것에 의해서 형성하는 것이 가능하다. 증착이나 스패터링등의 성막법에서는, 예를 들면 고굴절률층에 Nb2O5, TiO2, Ta2O5등의 고굴절률 재료, 저굴절률층에 SiO2, MgF2등의 저굴절률 재료가 이용된다. 도포법에서는, 예를 들면 굴절률이 다른 열강화성 수지가 이용된다. 한편, 반사층(5)으로서 이 광학 다층막을 이용하는 경우는, 광학 다층막을 투과한 빛을 흡수시키기 위해서, 베이스 필름(11)의 이면에 흑색 도료를 도포하든가 혹은 베이스 필름(11)을 흑색필름으로 한다. 이것에 의해, 프로젝터 빛을 반사해, 그 이외의 파장영역의 빛을 흡수하는 반사층(5)을 얻을 수 있다.

파장에 따라 반사／흡수특성을 가지는 광학막(특원 2002－259027호)은, 특정파장 영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가지며, 그 외의 가시 파장영역의 빛에 대해서 고흡수특성을 가지는 것으로서, 베이스 필름(11)상에 Al, Nb, Ag등의 금속막과 Nb2O5, TiO2, Ta2O5, Al2O3, SiO2등의 유전체막을 스패터링법등에 의해 교대로 적층하는 것에 의해서 형성할 수 있다. 이것에 의해, 프로젝터 빛을 반사하여, 그 이외의 파장영역의 빛을 흡수하는 반사층(5)을 얻을 수 있다.

파장에 따라 흡수／투과특성을 가지는 광학막(특원 2002－331993호)은, 특정파장 영역의 빛에 대해서 고투과 특성을 가지며, 그 외의 가시 파장영역의 빛에 대해서 고흡수특성을 가지는 것이어서, 수지 바인더에 소정의 파장 영역의 빛에 대해서만 흡수 특성을 가지며, 그 이외의 파장영역의 빛에 대해서는 투과특성을 가지는 선택 흡수색소를 조합해 함유시킴으로써 형성할 수 있다. 이 광학막을, 베이스 필름(11)상에 형성된 알루미늄등의 반사층의 표면에 적층하여, 프로젝터빛을 반사하여, 그 이외의 파장영역의 빛을 흡수하는 반사층(5)을 얻을 수 있다.

상기 반사층(5)이 형성되는 베이스 필름(11)은, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프타 레이트(PEN), 폴리 에테르 설폰(PES), 폴리오레핀(polyolefin)(PO), 폴리카보네이트(PC)등의 고분자 재료에 의해 구성하는 것이 가능하다.

또, 반사층(5)은, 베이스 필름(11)에 형성하여 프레넬 렌즈(3)와 적층하는 방법외에, 도 11에 도시한 바와같이, 프레넬 렌즈(3)에 증착, 스패터링, 도포등의방법으로 성막해도 괜찮다.

본 실시의 형태의 화면은, 예를 들면 다음과 같이 하여 작성된다. 동시에 굴절률 1.65의 폴리에스테르로 구성되는 확산필름(1)과 프레넬 렌즈(3)를 굴절률 1.47의 광학용 점착제(도모에가와 제지 제작)(7)로 부착하고, 한 층 더 프레넬 렌즈(3)측에, 베이스 필름(11)에 형성한 반사층(5)을 굴절률 1.47의 광학용 점착제(도모에가와 제지 제작) (9)에 의해 부착하여, 도 5에 도시한 적층구성의 화면을 완성한다.

또한, 도 7에 도시한 구성의 작성예를 열거하면, 굴절률 1.65의 폴리에스테르로 구성되는 프레넬 렌즈(3)의 요철을, 굴절률 1.38의 저굴절률 수지(Sony 케미컬 제작)(13)에의해 도포하여 덮은 후, 이 면에 반사층(5)을 굴절률 1.47의 광학용 점착제(도모에가와 제지 제작)(9)에 의해 부착하고, 프레넬 렌즈(3)의 반대의 면에 굴절률 1.47의 광학용 점착제(도모에가와 제지 제작)(7)에 의해 굴절률 1.65의 폴리에스테르로 구성되는 확산필름(1)을 부착한다.

다음에, 도 12, 13에 근거해 본 실시의 양태의 작용을 설명한다. 한편, 도 13은, 도12의 원 A내의 부분을 확대해 가리키는 단면도이며, 화면은 도 7에 도시한 적층 구성을 가지는 것으로 설명하고 있다.

도 12에 있어서, 화면(S)에 프로젝터(P)의 광(Lp)가 투사되면, 도 13에 도시한 바와같이, 프로젝터광(Lp)는 확산필름(1)을 투과해, 소정의 산란 각도범위에로 확산하면서 프레넬 렌즈(3)에 입사 한다. 프레넬 렌즈(3)에 입사한 프로젝터광(Lp)는, 저굴절률 수지층(13)과 접하는 요철의 계면에서 굴절해, 반사층(5)에서 반사한 후, 다시 프레넬 렌즈(3)와의 계면에서 굴절하여, 확산필름(1)에 의해 확산되어 화면 표면에서 시청자(W)의 방향을 중심으로 하여 소정의 산란각도분포(B)로 방출된다.

이와같이 하여, 프로젝터(P)로부터 화면(S)에 투사된 광(Lp)은, 프레넬 렌즈(3)의 효과에 의해 화면 전면에서 산란각도분포(B)의 중심빛이 시청범위내에 들어가도록 반사되기 때문에, 시청자(W)는 화면 전면에 있어 휘도의 균일한 영상을 보는 것이 가능하다. 이 때, 확산필름(1)의 확산각이 작으면 작을수록을 산란각도분포(B)의 중심의 휘도는 커지게 되어, 화면 이득은 커지지만, 가로방향의 확산각이 작으면 시야각이 좁게되어 양호한 시인성을 얻을 수 없게 된다.

이 때문에, 확산필름(1)이 원확산특성을 가지는 경우는, 확산각(FWHM)은 30°~60°의 범위로 한다. FWHM가 30°보다 작으면 시야각이 좁게되어 영상이 보이지 않게 되며, 60°보다 크면 화면 이득이 낮아서 프레넬 렌즈(3)에 의한 휘도균일효과가 나타나지 않게 된다. 또한, 확산필름 (1)이 타원확산특성을 가지는 경우는, 가로방향의 FWHM는 60°~180°, 세로방향의 FWHM는 10°~50°의 범위로 한다. 이와 같이, 가로방향의 확산각을 넓히고, 세로방향의 확산각을 좁게함으로써, 광시야각에서, 더욱 프레넬 렌즈(3)에 의한 휘도균일효과가 큰 고휘도의 화면을 얻을 수 있다. 게다가 세로방향의 확산각이 작으면 화면 윗쪽으로부터 입사 하는 조명빛은 확산필름(1)을 투과하지 않고 화면 하부에 반사되는 비율이 많아지기 때문에, 외부광의 영향이 적은 높은 콘트라스트의 화면을 실현할 수 있다.

또한, 반사층(5)에 선택반사특성을 가지는 것을 이용했을 경우에는, 확산필름(1)을 투과하는 외부광의 영향도 저감 시킬 수가 있으며, 밝은 빛의 상태에서 콘트라스트를 한층 더 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 본 실시의 형태의 화면은 필름을 적층한 구조이므로, 롤 형태로 하는 것이 가능하며, 롤업 타입의 고성능 화면을 제작할 수 있다.

도 14는, 본 발명의 화면의 제 2의 실시의 형태를 나타내는 것으로, 제 1의 실시의 형태와 비교하면, 프레넬 렌즈(3)대신에, 세로방향(상하 방향)만 집광작용을 하는 선형 프레넬 렌즈(23)가 이용되고 있다. 다른 구성 부분은, 제 1의 실시의 형태와 같고, 중복하는 설명은 생략한다.

제 2의 실시의 형태에 대해서는, 선형 프레넬 렌즈(23)의 세로방향의 굴절효과에 의해 화면의 세로방향에 관해서만 도 12, 13에 도시한 바와같은 작용을 한다. 이 때문에, 가로방향의 시청범위를 고려하는 일없이 세로방향의 시청범위에 맞추어 프로젝터 빛의 반사광을 낭비하지 않고 집광시키는 것이 가능해진다.

한편, 제 2의 실시의 형태에 대해서는, 세로방향의 선형 프레넬 렌즈만 이용했지만, 세로방향의 선형 프레넬 렌즈와 가로방향의 선형 프레넬 렌즈를 중첩한 선형 크로스 프레넬 렌즈를 이용해도 괜찮다. 이 경우에는, 세로방향의 배율과 가로방향의 배율을 바꾸는 것이 가능하므로, 세로방향의 시청범위와 가로방향의 시청범위에 각각 맞추어 프로젝터 빛의 반사광을 낭비하지 않고 집광시키는 것이 가능해지기도 하며, 넓은 대형의 화면에 있어서도 휘도 얼룩짐이 없는 고성능 화면을 얻을 수 있다.

청구항 1, 15의 발명에 의하면, 확산층과 프레넬 렌즈n내지 선형 프레넬 렌즈를 조합해 이용함으로써, 화상광을 유효하게 활용할 수 있고, 게다가 휘도차이가 개선된 화면을 얻을 수 있다.

청구항 2, 3, 16, 17의 발명에 의하면, 타원확산특성을 가지는 확산층을 이용하여, 광시야각에서 화면이득, 콘트라스트 및 휘도의 균일성이 더욱 높은 화면을 얻을 수 있다.

청구항 4, 18의 발명에 의하면, 원확산 특성을 가지는 확산층을 이용하여, 필요한 시야각을 확보하면서, 프레넬 렌즈 효과(또는 선형 프레넬 렌즈 효과)에 의해 화면 이득, 콘트라스트 및 휘도의 균일성이 높은 화면을 얻을 수 있다.

청구항 5, 6, 19, 20의 발명에 의하면, 프레넬 렌즈(또는 선형 프레넬 렌즈)의 경계에 저굴절률의 점착제(또는 접착제) 혹은 보다 저굴절률의 수지의 층을 형성하여, 프레넬 렌즈(또는 선형 프레넬 렌즈)의 경계에서의 굴절을 크게 하는 것이 가능하며, 프레넬 렌즈 효과(또는 선형 프레넬 렌즈 효과)를 충분히 발휘시키는 것이 가능하다.

청구항 7, 21의 발명에 의하면, 반사층이, 알루미늄층을 포함하여, 알루미늄층에 입사하는 빛을 고반사율로 반사할 수 있어 휘도가 높은 화면을 얻는 것이 가능하다.

청구항 8~10, 22~24의 발명에 의하면, 반사층이, 화상광에 대응하는 특정 파장영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가지며, 특정 파장영역을 제외한 가시 파장영역의 빛에 대해서 고흡수특성을 가지는 광학막을 구비함으로써, 확산층을 투과한외부광의 대부분을 반사하지 않고 흡수하는 것이 가능해져, 밝은 빛의 상태에서, 콘트라스트가 한층 더 향상한 화면을 얻을 수 있다.

청구항 11~13, 25~27의 발명에 의하면, 반사층이, 화상광에 대응하는 특정 파장영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가지며, 특정 파장영역을 제외한 가시 파장영역의 빛에 대해서 고투과특성을 가지는 광학막과 이 광학막을 투과한 빛을 흡수하는 흡수층을 구비함으로써, 확산층을 투과한 외부광의 대부분을 반사하지 않고 흡수하는 것이 가능해져, 밝은 빛의 상태에서, 콘트라스트가 한층 더 향상한 화면을 얻을 수 있다.

청구항 14, 28의 발명에 의하면, 프레넬 렌즈(또는 선형 프레넬 렌즈)와 확산층을 점착제 또는 접착제로 부착하여, 용이하게 휘도 균일성이 우수하며, 게다가 이득이 큰 화면을 얻을 수 있다.

Claims (28)

1. 화상광의 조사에 의해 화상을 표시하는 화면에 있어서,

   상기 화상광을 반사하는 반사층과 이 반사층에서 반사한 빛을 산란시키는 확산층과의 사이에 프레넬 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 화면.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 확산층이, 세로방향과 가로방향에서 확산각이 다른 타원확산특성을 가지는 것을 특징으로 하는 화면.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 확산층의 세로방향의 확산각(FWHM)이 10°~50°, 가로방향의 확산각(FWHM)이 60°~180°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 화면.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 확산층이, 세로 방향과 가로방향에서 확산각이 같은 원확산특성을 가지며, 확산각(FWHM)이 30°~60°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 화면.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 프레넬 렌즈와 반사층이, 프레넬 렌즈보다 굴절률이 낮은 점착제 또는접착제에 의해 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 화면.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 프레넬 렌즈의 요철이, 상기 점착제 또는 접착제보다 굴절률이 낮은 수지에 의해 덮혀져 있는 것을 특징으로 하는 화면.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 반사층이, 알루미늄층을 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 화면.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 반사층이, 상기 화상광에 대응하는 특정 파장영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가지며, 상기 특정 파장영역을 제외한 가시파장영역의 빛에 대해서 고흡수 특성을 가지는 광학막을 구비하는 것을 특징으로 하는 화면.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 광학막이, 금속막과 유전체막을 교대로 적층해서 구성되는 것을 특징으로 하는 화면.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 금속막이 니오브, 알루미늄 또는 은으로 구성되며, 상기 유전체막이 산화 니오브, 산화 티탄, 산화 탄탈, 산화 알류미늄 또는 산화 규소로부터 구성되는 것을 특징으로 하는 화면.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 반사층이, 상기 화상광에 대응하는 특정 파장영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가지며, 상기 특정 파장영역을 제외한 가시파장영역의 빛에 대해서 고투과 특성을 가지는 광학막과, 이 광학막을 투과한 빛을 흡수하는 흡수층을 구비하는 것을 특징으로 하는 화면.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 광학막이, 고굴절률층과 이것보다 굴절률이 낮은 저굴절률층을 교대로 적층해서 구성되는 것을 특징으로 하는 화면.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 고굴절률층이 산화 니오브, 산화 탄탈 또는 산화 티탄으로 구성되며, 상기 저굴절률층이 산화 규소 또는 불소 마그네슘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 화면.
14. 제 1항에 있어서,

    상기 프레넬 렌즈와 확산층이 점착제 또는 접착제에 의해 접착되고 있는 것을 특징으로 하는 화면.
15. 화상광의 조사에 의해 화상을 표시하는 화면에 있어서,

    상기 화상광을 반사하는 반사층과 이 반사층에서 반사한 빛을 산란시키는 확산층과의 사이에,

    세로 방향의 집광특성을 가지는 선형 프레넬 랜즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 화면.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 확산층이, 세로 방향과 가로방향에서 확산각이 다른 타원확산특성을 가지는 것을 특징으로 하는 화면.
17. 제 16항에 있어서,

    상기 확산층의 세로방향의 확산각(FWHM)이 10°~50°, 가로방향의 확산각(FWHM)이 60°~180°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 화면.
18. 제 15항에 있어서,

    상기 확산층이, 세로 방향과 가로방향에서 확산각이 같은 원확산특성을 가지며, 확산각(FWHM)이 30°~60°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 화면.
19. 제 15에 있어서,

    상기 프레넬 렌즈와 반사층이, 선형 프레넬 렌즈보다 굴절률이 낮은 점착제 또는 접착제에 의해 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 화면.
20. 제 19항에 있어서,

    상기 프레넬 렌즈의 요철이, 상기 점착제 또는 접착제보다 굴절률이 낮은 수지에 의해 덮혀져 있는 것을 특징으로 하는 화면.
21. 제 15항에 있어서,

    상기 반사층이, 알루미늄층을 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 화면.
22. 제 15항에 있어서,

    상기 반사층이, 상기 화상광에 대응하는 특정 파장영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가지며, 상기 특정 파장영역을 제외한 가시파장영역의 빛에 대해서 고흡수 특성을 가지는 광학막을 구비하는 것을 특징으로 하는 화면.
23. 제 22항에 있어서,

    상기 광학막이, 금속막과 유전체막을 교대로 적층해서 구성되는 것을 특징으로 하는 화면.
24. 제 23항에 있어서,

    상기 금속막이 니오브, 알루미늄 또는 은으로 구성되며, 상기 유전체막이 산화 니오브, 산화 티탄, 산화 탄탈, 산화 알류미늄 또는 산화 규소로부터 구성되는 것을 특징으로 하는 화면.
25. 제 15항에 있어서,

    상기 반사층이, 상기 화상광에 대응하는 특정 파장영역의 빛에 대해서 고반사 특성을 가지며, 상기 특정 파장영역을 제외한 가시파장영역의 빛에 대해서 고투과 특성을 가지는 광학막과, 이 광학막을 투과한 빛을 흡수하는 흡수층을 구비하는 것을 특징으로 하는 화면.
26. 제 25항에 있어서,

    상기 광학막이, 고굴절률층과 이것보다 굴절률이 낮은 저굴절률층을 교대로 적층해서 구성되는 것을 특징으로 하는 화면.
27. 제 26항에 있어서,

    상기 고굴절률층이 산화 니오브, 산화 탄탈 또는 산화 티탄으로 구성되며, 상기 저굴절률층이 산화 규소 또는 불소 마그네슘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 화면.
28. 제 15항에 있어서,

    상기 프레넬 렌즈와 확산층이 점착제 또는 접착제에 의해 접착되고 있는 것을 특징으로 하는 화면.