专利名称：屏幕以及投影系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及屏幕以及投影系统。
背景技术：
以往，作为使用了投影机(投影型显示装置)的展示会和/或学会、会议等的展示 或者家庭影院等的影像视听所用的放大图像的投影面，使用了各种屏幕。以往的屏幕，在例如是反射型屏幕的情况下，存在着下述问题由于在反射来自投 影机的投影光而显示投影图像的同时，也反射照明的光、从窗户进入的太阳光等源于使用 环境的外光，所以在明亮的场所，“白(最大亮度)”与“黑(最小亮度)”的亮度比、即对比 度将降低，难以实现清晰的图像显示。因此，以通过抑制太阳光、照明光等成为对比度降低的原因的外光的影响而使最 小亮度降低来实现明亮房间中的高对比度化为目的的屏幕的开发得以推进。作为这样的屏 幕，提出了设置包含吸收光的染料、颜料等的光吸收层而吸收不需要的外光的结构(例如， 参照专利文献1、2)。此外，虽然在通常的屏幕中，以扩展视场角为目的而具有使光扩散的光散射层，但 是在专利文献2中，指出了光散射层的反射光对投影图像的画质所产生的影响。也就是说， 指出了下述问题由于在光散射层中反射的光的强度依赖于光的波长，所以由光散射层反 射的光的白平衡偏离，结果投影图像的白平衡偏离。因此，在专利文献2中，提出了下述结构在配置于观看侧的光散射层的背侧(与 观看侧相反侧)设置光吸收层，通过使该光吸收层的光吸收率在长波长侧(红侧)变大、在 短波长侧(蓝侧)变小，来抵消在光散射层中反射的光的强度分布，改善白平衡。[专利文献1]特开2002-1078 号公报[专利文献2]特开2006-317832号公报但是，上述的专利文献中所记载的屏幕，具有用于消除因飞机的机内照明光(专 利文献1)、荧光灯等的室内照明光(专利文献幻这样的一种外光引起的对比度降低的结 构。因此，关于因与所设定的外光不同的外光射入到屏幕引起的不良状况，未详细地进行讨 论。作为该“不同的外光”，考虑作为代表性的外光的太阳光。当在室内使用屏幕的情 况下，若在使用的房间中有窗户，则有时来自窗户的太阳光从与室内照明光不同的角度射 入到屏幕，使对比度降低。太阳光与作为以往问题的荧光灯等的室内照明光不同，其包含可见光区域的整个 区域的光。因此，在例如屏幕具有选择性地吸收室内照明的波长的光、抑制对比度降低的结 构的情况下，若太阳光射入到这样的屏幕，则从包含可见光区域的整个区域的光的太阳光 中，除去与由特定的波长构成的室内照明对应的波长的光，由此因剩余部分的光而呈现颜 色。这样产生的屏幕的带色，破坏投影图像的白平衡，有损画质。在上述的专利文献3中，完全未实现对于这样预想的问题的对策。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而实现的，其目的在于提供一种用于保持白平衡、得到 高对比度的图像的屏幕。此外，本发明的又一目的在于提供具有这样的屏幕的投影系统。为了解决上述的问题，本发明的屏幕具备基材；以及设置在前述基材的一面的 色素层；其中，前述色素层具有吸收室内光中所包含的可见光分量的第1色素和吸收紫外 线的第2色素；前述第2色素，吸收太阳光中所包含的紫外线，使前述太阳光的可见光分量 之中未被前述第1色素吸收的剩余部分所呈现的颜色变化，以便在色度图上表示前述剩余 部分所呈现的颜色的点与白色点的色差的绝对值变小。在此，所谓“室内光”，指室内照明所使用的人工光源，例如能够例示荧光灯和/或 LED照明等。在本发明的屏幕中，关于来源于室内光的外光分量，第1色素能够对其进行吸 收、使其减少。此外，室内光与太阳光其发光光谱不同，太阳光在可见光区域具有连续的发光光 谱。因此，若第1色素从太阳光的可见光分量中吸收与室内光相同波长的光，则有时太阳光 的可见光分量之中未被第1色素所吸收的剩余部分相混色，其结果，发生带色。这样的带 色，成为使投影图像的品质降低的原因。但是，在本发明的屏幕中，第2色素通过吸收太阳光中所包含的紫外线而发生反 应，以使太阳光的剩余部分所呈现的颜色接近于白色的方式发生变化。因此，即使在太阳光 射入到屏幕的情况下，也能够通过第2色素抑制太阳光所引起的带色。所谓“接近于白色”， 能够表示为在色度图上白色点与表示太阳光的剩余部分所呈现的颜色的点的色差的绝对值变小。另外，虽然在人工光源中也存在射出紫外线的光源，但是若与太阳光中所包含的 紫外线量相比，则由于所射出的紫外线量非常少，所以在未射入太阳光的情况下，即使第2 色素仅因室内光而发生上述的反应，所产生的变化也是有限的，难以发生带色的问题。因此，根据上述的结构，能够提供下述的屏幕即使在射入室内光和太阳光的情况 下，也能够良好地减小外光的影响，保持白平衡，良好地提高投影图像的对比度。在本发明中，期望前述第2色素，吸收紫外线，射出构成下述颜色的波长带的光， 该颜色相对于前述剩余部分所呈现的颜色成为补色。根据该结构，由于吸收了太阳光中所包含的紫外线的第2色素所发出的光的颜色 与太阳光的剩余部分所呈现的颜色相混色，屏幕的颜色接近于白色，所以能够抑制带色，并 且使投影图像的对比度提高。或者，在本发明中，期望前述第2色素，吸收紫外线，吸收下述波长带的波长的光， 该波长带是与构成前述剩余部分所呈现的颜色的波长带相同的波长带。根据该结构，吸收了太阳光中所包含的紫外线的第2色素，在可见光区域具有吸 收带，该吸收带存在于与太阳光的剩余部分所呈现的颜色相同颜色的波长频带。因此，太阳 光的可见光分量，首先一部分被第1色素吸收，进而未被吸收的剩余部分之中一部分被第2 色素吸收，未被色素层所吸收的太阳光的剩余部分变得接近于白色。因而，能够抑制屏幕的 带色，并且使投影图像的对比度提高。
在本发明中，期望前述第1色素以及吸收了紫外线后的前述第2色素的吸收峰值， 与投影图像的投影机自身所射出的光的峰值波长不同。根据该结构，由于形成投影图像的光不被色素层所吸收，所以由于能够边良好地 保持投影图像的白平衡，边选择性地吸收外光，所以能够使投影图像的对比度提高。在本发明中，期望前述色素层具有包含前述第1色素的第1色素层和包含前述第 2色素的第2色素层。根据该结构，通过使第1色素层和第2色素层的色素的浓度和/或各层的层厚变 化，容易获得各层的光的吸收量的平衡，设计变得容易。在本发明中，期望在前述基材与前述色素层之间，设置有使入射光散射的光散射层。根据该结构，能够对于入射光赋予散射性。因此，能够使投影光的强度分布在屏幕 表面平均化，能够防止观看为投影图像的一部分明亮地发亮的现象(热点)。此外，由于这 样的光散射层配置在基材与色素层之间，所以成为即使例如在从观看侧入射的外光在光散 射层的表面发生后方散射的情况下，外光也必然在色素层中进行透射的结构，能够有效地 进行色素层中所包含的色素所实现的外光的吸收。因而，能够形成为图像品质高的屏幕。此外，本发明的投影系统，具备上述本发明的屏幕以及在前述屏幕上投影图像的 投影机。根据该结构，由于即使在明亮房间中使用了低输出的投影机PJ，也可得到均勻且 明亮的投影图像并且可以实现保持了白平衡的图像显示，所以能够实现保持图像品质并且 低功耗的投影系统PS。
图1是本发明的第1实施方式的屏幕以及投影系统的立体图；图2是本发明的第1实施方式的屏幕的说明图；图3是表示荧光灯和太阳光的发光光谱的图；图4是说明第1实施方式的屏幕的功能的说明图；图5是说明第2实施方式的屏幕的功能的说明图。符号说明IAUB 屏幕；2 基材；4 光散射层；5 色素层；5A 第1色素层；5B 第2色素层； 7八第1色素；78、7(:第2色素；LU:紫外线；OLl 室内光(外光)；0L2 太阳光(外光)； PJ 投影机；PS 投影系统。
具体实施例方式[第1实施方式]以下，参照图1 图4，关于本发明的第1实施方式的屏幕及投影系统进行说明。而 且，在以下的全部附图中，为了使附图容易观看，使各构成要素的尺寸的比例等适宜不同。图1是表示本实施方式的屏幕IA以及本实施方式的投影系统PS的立体图。如图所示，本实施方式的屏幕IA是反射型的屏幕，其在被投影面la，具有包含吸 收外光OLl及0L2的色素的色素层5和设置在色素层5的背侧(与观看侧相反侧)的反射层3。外光OLl是来源于室内照明LS的光，外光0L2是太阳光。屏幕1A，呈横向宽的矩形状的平面看形状，在正面反射从投影机PJ投影的投影光 L。投影机PJ是对于屏幕IA投影投影光L的投影型显示装置，在本实施例中是配置在屏幕 IA的正面侧前方的斜下方的邻近投影型的投影机。投影系统PS成为具有这样的屏幕IA以 及投影机PJ的结构。这样的屏幕IA成为下述屏幕通过使投影在被投影面Ia上的投影光L良好地向 屏幕IA的前面反射，并且用色素层5吸收外光0L1、0L2，可以实现高对比度的图像显示。以 下，详细地进行说明。图2是屏幕IA的说明图，其是图1的线段A-A’处的向视剖面图。如图所示，屏幕IA具有设置在基材2上的反射层3、设置在反射层3上的光散射 层4、覆盖光散射层4而设置在观看侧的色素层5、覆盖色素层5而设置在前面的反射防止 层6。色素层5具有设置在反射防止层6侧的第1色素层5A与设置在反射层3侧的第2色 素层5B的层叠结构。在各层之间，也可以具有未图示的粘接层。基材2，使用包括吸收光的填充物和粘合剂树脂的黑色的光吸收材料而形成。填充 物，吸收自然光或白色光，其包括炭黑等颜料和/或黑色色素粒子等。作为粘合剂树脂，使 用热可塑性树脂，优选使用具有弹性的热可塑性弹性体。具体地，适合使用聚氨酯类树脂、 聚烯烃类树脂、聚氯乙烯类树脂等。此外，在基材2中，作为填充物和/或粘合剂树脂以外 的添加剂，也可以添加固化剂和/或抗静电剂、防污处理剂、防止粘合剂树脂的劣化的紫外 线吸收剂等。而且，该基材2，也可以设置在未图示的支撑材料上。作为该支撑材料，是薄膜等具 有柔软性的材料，由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯 (PC)等形成。此外，也可以通过在支撑材料的背面侧(与基材2相反的一侧)例如贴附铝 复合板等，来提高屏幕IA的强度。反射层3，能够使用在一般的屏幕中所使用的光反射性的材料而形成。作为这样的 材料，例如列举出铝、银等金属材料，其能够利用蒸镀法等气相法、喷涂法等液相法形成，该 喷涂法使用了包括分散有金属微粒子的粘合剂树脂的墨。光散射层4，具有使投影光L扩散而扩展水平视场角的偏向功能。光散射层4的形 成材料，能够使用使填充物(扩散剂)分散在无色且透光性的粘合剂树脂中而成的材料。作 为填充物，能够使用珠状、鳞片状的形状的物质，作为其材质，能够使用硅石、氧化钛、云母、 硫酸钡、氯化钡、铝等。作为这样的光散射层4，为了使来自投影机PJ的投影光L暂时透射、由反射层3反 射而再次透射，不用说粘合剂树脂，关于填充物，也优选具有透光性。因而，作为填充物，适 合使用硅石等透光性的物质。但是，在填充物的含有量比较少的情况下，也能够使用非透光 性或半透光性的填充物。作为光散射层4的粘合剂树脂，适合使用具有透光性的聚氨酯类树脂、丙烯酸类 树脂等。在第1色素层5A中，含有在可见光区域具有极大吸收波长的第1色素7A，第1色 素层5A具有吸收入射到屏幕IA的外光OL的可见光分量的功能。第1色素7A所吸收的可 见光，基于来源于室内照明的外光OLl的波长而设定，在与外光OLl所具有的峰值波长重合的区域具有吸收波长频带。此外，第1色素7A，优选具有在与投影机PJ的光源的亮线光谱不重合的位置呈现 吸收峰值的吸收波长频带。即，优选具有吸收投影光L的发光波长以外的波长的光的光谱。 通过第1色素7A具有这样的吸收光谱，能够由第1色素层5良好地透射投影光L，吸收外光 OLl而使其减少。第1色素层5A，作为形成材料，能够使用使第1色素7A分散在无色且透光性的粘 合剂树脂中而成的材料，使用第1色素7A作为用于吸收外光OL中的可见光分量的吸收成 分。作为粘合剂树脂，例如适合使用具有透光性的聚氨酯类树脂、丙烯酸类树脂等。在第2色素层5B中，含有在紫外线区域具有极大吸收波长的第2色素7B，第2色 素层5B具有吸收来源于太阳光的外光0L2中所包含的紫外线而激励、发出荧光的功能。吸 收了紫外线后的第2色素7B被设定为，着色为太阳光中所包含的可见光分量之中未被第1 色素7A所吸收的可见光分量所呈现的颜色的补色。作为第2色素7B，能够使用通过紫外线激励、发出可见光的荧光色素(荧光材 料)。作为这样的荧光色素，例如是无机材料，作为着色为蓝色的色素能够举出ZnS:Ag、 ZnS:Al, (SrCaBaMg)5(PO4)3C1 Eu以及BaMgAl10O17Eu，作为着色为绿色的色素能够举出 ZnS:Cu, ZnS:Al, LaPO4:Ce, LaPO4:Tb以及Zn2SiO4:Mn,作为着色为红色的色素能够举出 Y2O2S Eu J2O3 Eu、YBO3 Eu以及GdB03 Eu。此外，作为荧光色素，也可以使用有机的材料。第2色素层5B，与第1色素层5A同样，作为形成材料能够使用使第2色素7B分散 在无色且透光性的粘合剂树脂中而成的材料。作为粘合剂树脂，与第1色素层5A相同，适 合使用具有透光性的聚氨酯类树脂、丙烯酸类树脂等。第1色素层7A及第2色素层7B，分别既可以是1种，此外也可以混合使用2种以 上的第1色素7A或第2色素7B。通过混合使用2种以上的第1色素7A、第2色素7B，可以 良好地吸收多个波长的光。反射防止层6，例如交替地层叠多层树脂等具有可挠性且折射率不同的2种透明 的材料而形成。作为反射防止层6，能够使用通常所知的结构的反射防止层，构成反射防止 层6的多个层分别以防止第1色素层5A的表面的投影光L和/或外光OL的反射的方式被 调整了折射率。该反射防止层6的表面成为反射屏幕IA的被投影面la。关于具有这样的色素层5的屏幕IA的功能，在使用图3说明了问题之后，使用图 4进行说明。图3是表示荧光灯和太阳光的发光光谱的图。在室内照明光、即外光OLl是来源 于荧光灯的光的情况下，上述的第1色素7A，以其由图中的符号AR所示的波长频带成为吸 收波长频带的方式而设定。若太阳光(外光0U)入射到具有这样的第1色素7A的第1色 素层5A，则太阳光中所包含的可见光分量之中的一部分被吸收，未被吸收的可见光分量呈 现颜色。这是因为，人所感觉到的颜色由光的光谱分布、光所照射的物质的光谱透射率和 人眼的光谱敏感度之积(三刺激值)而决定。具体地，在荧光灯(外光0L1)下，即使以屏 幕成为灰色(无彩色)的方式设定第1色素7A，若入射太阳光(外光0U)，也会产生观看 为带绿色的问题。为了抑制这样的太阳光入射时的带色，第2色素7B使用吸收紫外线、发出成为在入射太阳光时所呈现的颜色(在上述例子中为绿色)的补色的荧光的荧光色素。图4是说明屏幕IA的功能的说明图，是与图2对应的图。首先，若在屏幕IA上， 使用投影机PJ投影图像，则投影光L经由反射防止层6、第1色素层5A、第2色素层5B到 达反射层3，并被反射。在此，由于第1色素7A、第2色素7B的吸收光谱具有吸收投影光L的发光波长以 外的波长的光的光谱，所以投影光L基本不被第1色素7A、第2色素7B所吸收，而透射过第 1色素层5A、第2色素层5B并被反射，到达观察者V。关于相对的外光0L，首先，关于外光0L1，在经由反射防止层6到达第1色素层5A 时，一部分由第1色素层5A中所包含的第1色素7A吸收。此外，透射过第1色素层5A的 外光0L1，当在由反射层3反射后再次在第1色素层5A中透射时，由第1色素7A吸收。因 此，能够良好地减小外光OLl的影响，能够抑制对比度降低。此外，外光0L2中所包含的可见光分量LV，在经由反射防止层6而在第1色素层5A 中透射时，与第1色素7A的吸收波长频带重合的波长被吸收。因此，可见光分量LV之中未 被吸收的剩余部分(色光Li)由反射层3朝向观察者V反射。色光Ll当在由反射层3反 射后再次在第1色素层5A中透射时，一部分被吸收，但是在图中进行了省略。另一方面，外光0L2中所包含的紫外线分量LU，在到达第2色素层5B时，一部分 被第2色素7B吸收。吸收了紫外线的第2色素7B，发出成为色光Ll的补色的色光L2。色 光L2之中的一部分朝向观察者V直接射出，剩余部分朝向反射层3射出并朝向观察者V反 射。结果，光量比外光0L2减少并且相互处于补色的关系的色光Ll和色光L2到达观 察者V的跟前。因此，作为太阳光的剩余部分的色光Ll所呈现的颜色通过与色光L2混色 而变化为接近于白色。此时，在分别由色度图上的坐标表示色光Ll以及色光Ll与色光L2的混色后的光 时，以各色的坐标与色度图上的白色点的坐标的距离(色差)的绝对值变小的方式，控制色 光L2的颜色以及光量。若色差的绝对值变小，则能够认为具有由第2色素7B抑制白平衡 的偏离的效果。第2色素7B的种类和/或量，例如能够通过下述方式而设计将与色度图上的白 色点的色差处于预定的范围内设定为设计上的“白色度”的基准，使混色后的光的坐标成为 这样的基准内的颜色。通过具有这样的色素层5，观察者V不会感觉到外光所引起的带色，而能够良好地 减小外光0L2的影响，能够抑制对比度降低。根据以上那样的结构的屏幕1A，能够保持白平衡，良好地使投影图像的对比度提 高，实现高品质的图像显示。此外，在使用了该屏幕IA的投影系统PS中，由于即使在明亮房间中使用了低输出 的投影机PJ，也可得到均勻且明亮的投影图像并且可以实现保持了白平衡的图像显示，所 以能够实现保持图像品质并且低功耗的投影系统PS。另外，在本实施方式中，在反射防止层6侧形成第1色素层5A，但是也可以使第1 色素层5A与第2色素层5B的层叠顺序相反，在反射防止层6侧形成第2色素层5B。在本实施方式的层叠顺序的情况下，由于第2色素7B所发出的激励光(荧光)在第1色素层5A中透射，所以第2色素7B所发出的激励光之中的一部分由第1色素层5A吸 收，色纯度容易提高，但是为了确保激励光量，需要进行色素量和/或呈现高的发光效率的 色素的选择。另一方面，若使层叠顺序与本实施方式相反，则色素量可以减少，另一方面，为了 提高色纯度，需要进行精细的色素量的调节和/或发光波长的调节。因此，能够根据希望有效应用的层叠顺序的优点选择某一种层叠顺序，形成为具 有所期望的性质的屏幕。此外，也可以不分开制作第1色素层5A和第2色素层5B，而形成为将第1色素7A 和第2色素7B都包含在一个层中的色素层5。此外，期望第2色素层5B的吸收波长频带处于不吸收投影光L的光线的波长频市ο此外，在本实施方式中，说明为屏幕IA是反射型屏幕，但是本发明也可以应用于 透射型屏幕。[第2实施方式]图5是本发明的第2实施方式的屏幕IB的说明图。本实施方式的屏幕1B，除了第 2色素的性质不同之外，与第1实施方式的屏幕IA—部分相同。因此，在本实施方式中，关 于与第1实施方式相同的构成要素赋予相同符号，并省略详细的说明。图5是屏幕IB的说明图，是对应于第1实施方式的图4的图。屏幕IB的第2色 素层5B所具有的第2色素7C，使用吸收来源于太阳光的外光0L2中所包含的紫外线而以在 可见光区域具有吸收频带的方式发生分子结构的变化的色素。作为这样的第2色素7C，例如能够使用螺噁嗪化合物等光致变色物质。吸收了紫 外线的第2色素7C被设定为，在下述波长带具有吸收频带，该波长带构成太阳光中所包含 的可见光分量之中未被第1色素7A吸收的可见光分量所呈现的颜色。若外光0L2入射到这样的屏幕1B，则可见光分量LV当在第1色素层5A中透射时 与第1色素7A的吸收波长频带重合的波长被吸收，剩余部分作为色光Ll而入射到第2色 素层5B。此外，外光0L2中所包含的紫外线分量LU，在到达第2色素层5B时，一部分被第2 色素7B吸收。吸收了紫外线的第2色素7B，在构成与色光Ll所呈现的颜色相同颜色的光 的波长带具有吸收频带。因此，吸收了紫外线的第2色素7B，通过从入射到第2色素层5B 的色光Ll中吸收一部分光，使色光Ll变化为白色光L3。结果，由于白色光L3到达观察者V的跟前，所以观察者V不会感觉到外光所引起 的带色，而能够良好地减小外光0L2的影响，能够抑制对比度降低。通过以上的结构的屏幕1B，也能够保持白平衡，良好地使投影图像的对比度提高， 实现高品质的图像显示。以上，参照附图关于本发明的优选的实施方式例子进行了说明，但是显然本发明 并不限定于这样的例子。在上述的例子中所示出的各构成部件的诸形状、组合等仅是一例， 可以在不背离本发明的主旨的范围内根据设计要求等实现各种变形。9
权利要求
1.一种屏幕，其特征在于，具备基材；以及设置在前述基材的一面的色素层；其中，前述色素层具有吸收室内光中所包含的可见光分量的第1色素和吸收紫外线的 第2色素；前述第2色素，吸收太阳光中所包含的紫外线，使前述太阳光的可见光分量之中未被 前述第1色素吸收的剩余部分所呈现的颜色变化，以便在色度图上表示前述剩余部分所呈 现的颜色的点与白色点的色差的绝对值变小。
2.根据权利要求1所述的屏幕，其特征在于前述第2色素，吸收紫外线，射出构成下述颜色的波长带的光，该颜色相对于前述剩余 部分所呈现的颜色成为补色。
3.根据权利要求1所述的屏幕，其特征在于前述第2色素，吸收紫外线，吸收下述波长带的波长的光，该波长带是与构成前述剩余 部分所呈现的颜色的波长带相同的波长带。
4.根据权利要求1 3中的任意一项所述的屏幕，其特征在于前述第1色素以及吸收了紫外线后的前述第2色素的吸收峰值，与投影图像的投影机 自身所射出的光的峰值波长不同。
5.根据权利要求1 4中的任意一项所述的屏幕，其特征在于前述色素层具有包含前述第1色素的第1色素层和包含前述第2色素的第2色素层。
6.根据权利要求1 5中的任意一项所述的屏幕，其特征在于在前述基材与前述色素层之间，设置有使入射光散射的光散射层。
7.一种投影系统，其特征在于，具备权利要求1 6中的任意一项所述的屏幕；以及投影机，其使用光源在前述屏幕上投影图像，该光源在与室内光的发光光谱的多个峰 值波长不同的波长上具有发光峰值。
全文摘要
本发明提供一种用于保持白平衡、得到高对比度的图像的屏幕。其具有基材2；以及设置在基材2的一面的色素层5；其中，色素层5具有吸收室内光OL1中所包含的可见光分量的第1色素7A和吸收紫外线的第2色素7B；第2色素7B，吸收太阳光OL2中所包含的紫外线，使太阳光OL2的可见光分量之中未被第1色素7A吸收的剩余部分所呈现的颜色变化，以便在色度图上表示剩余部分所呈现的颜色的点与白色点的色差的绝对值变小。
文档编号G03B21/60GK102043318SQ20101051731
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月15日 优先权日2009年10月15日
发明者冈本纯一 申请人:精工爱普生株式会社