复制光散射片的模具的制法、光散射片及其制法和屏幕的制作方法

专利名称：复制光散射片的模具的制法、光散射片及其制法和屏幕的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生产复制光散射片用的模具的方法、一种光散射片及其生产方法和一种屏幕。
背景技术：
近年来，作为在会议等中演示资料的装置，架空投影仪和幻灯机得到了广泛的应用。此外，用于家用的采用液晶的视频投影仪和电影放映机正在得到普及。这些投影仪中的投影方法是这样的由，例如，透射性液晶屏对从光源发出的光加以调制，以形成图像光，并且将图像光经光学元件(比如镜头)透射到屏幕上。
例如，可以在屏幕上形成彩色图像的投影设备包括照明光学系统，该光学系统将从光源发出的光束分成红(R)光、绿(G)光和蓝(B)光光束，并且将各个光束会聚到预定的光路上；液晶屏(光阀)，该液晶屏对由照明光学系统分出的RGB颜色的光通量一个个地进行调制；和光合成部分，该部分对经过液晶屏调制的RGB颜色的光通量进行合成，并且借助投影镜头对由光合成部分合成的彩色图像进行放大并且将其投影到屏幕上。
此外，最近，已经开发出了一种采用窄带三元色光源作为光源并且采用光栅光阀(GLV)取代液晶屏来对RGB颜色的光通量进行空间调制的类型的投影设备。
在上述的投影设备中，使用了投影仪用的屏幕来观看投影图像。投影仪用的屏幕可粗略分为用于前置投影仪(front projector)的屏幕和用于后置投影仪(rear projector)的屏幕，在用于前置投影仪的屏幕的情况下，图像光是从屏幕的前侧投射的，从而看见的是由屏幕反射的投影光，而在用于后置投影仪的屏幕的情况下，图像光是从屏幕的后侧投射的，从而看见的是穿过屏幕从屏幕的前侧透射的光。任何类型的屏幕都需要具有良好的可辨识性和大观看角度。
出于这一原因，在任何类型的屏幕中，一般来说，要在屏幕的表面上形成用于散射光线的光散射片，并且光散射片使得图像光均匀散射并且从屏幕的整个有效区域发射出来。
作为生产光散射片的方法，已有这样一种方法在光敏树脂中形成在相干光通量照射粗糙表面时引发的斑纹图案来生产光散射片(参见，例如，日本专利申请公开S53-51755和2001-100621)，还有这样一种方法制备掩模，并且将该掩模焊合在光敏树脂上，来生产光散射片，此外还有这样一种方法通过机械处理直接研磨诸如金属或树脂等的模具基质材料的表面来制备具有所形成的细微不平坦表面的模具，并且将模具的表面形状传递给紫外线固化树脂等来生产光散射片。
此外，还有这样一种方法将包含散布在树脂粘合剂中的树脂颗粒的组合物涂覆到透明基板上来生长光散射片，以及这样一种方法通过对模具基质材料进行喷砂处理来制备具有不平坦表面的模具，并且将模具的表面形状传递给紫外线固化树脂等来生产光散射片(参见，例如，日本专利申请公开2000-284106)。
顺便说一下，常常需要光散射片具有这样的属性使由光散射片散射的光指向期望的范围，即，纵向上的散射角度不同于横向上的散射角度。在光散射片的生产中，采用了将斑纹干涉或掩模图案传递给感光树脂的方法。

发明内容
然而，按照在感光树脂上焊合斑纹干涉或掩模图案来生产光散射片的方法，当生产多个光散射片时，必须要制备用于由感光树脂复制光散射片的模具，并且每平方米的感光树脂的曝光需要长达数小时乃至数天的曝光时间。此外，在曝光之后，需要进行使用感光树脂复制光散射片的步骤、给予电导的步骤、电铸步骤等等步骤，并且在生产用于光散射片的模具的过程中需要相当漫长的时间和高成本。
在使用通过对模具基质材料的表面进行机械研磨制备的模具生产光散射片的方法中，存在着这样一些缺点研磨的精度无法令人满意，研磨过程中工具受到破坏，需要非常长的时间进行研磨并且用于研磨的设备很大。
另一方面，按照使用通过喷砂制备的模具生产光散射片的方法，生产模具不需要长的时间或高的成本，但是由通过这种方法生产的光散射片散射的光一般来说在纵向上和横向上是各向同性的，因此难于控制纵向上和横向上的散射角度，以致使得散射光指向具有长边在横向上的矩形形状或椭圆形形状的范围。在将包含分散在树脂粘结剂中的树脂颗粒的组合物施加到透明基板上来生产光散射片的方法中也发现了这一缺点。
在现有的用于前置投影仪的屏幕中，屏幕的散射特性在整个表面上是均匀的，因此，屏幕的增益越高，屏幕中间部分和边缘部分之间的亮度差越大，因此屏幕中间部分上的图像明亮，而边缘部分上的图像黯淡。这种趋势在用于后置投影仪的屏幕中也会见到。
例如，在用于前置投影仪的屏幕中，一般来说，图像显示是通过从固定在天花板上的前置投影仪(投影设备)以一定角度向前向下进行投影的方法或者从放置在桌子或地板上的前置投影仪以一定角度向前向下进行投影的方法来实现的。在这种情况下，当用于前置投影仪的屏幕包括现有的各向同性散射片或各向异性散射片时，会出现这样的缺陷图像光的最大亮度并不指向观看者，如图17所示。
另一方面，在包括后置投影仪(投影设备)和透射屏幕的显示器中，屏幕的最上部的高度与坐着的观看者的视线的高度是相同的，因此会出现这样的缺点屏幕下部上的图像是黯淡的，如图18所示。
因此，期望给出一种生产复制光散射片用的模具的方法和/或生产光散射片的方法，这样的方法能够以低成本生产具有这样的散射角度的光散射片在光透射或反射期间，纵向上的散射角度不同于横向上的散射角度，或者在纵向和横向上的散射特性具有各向异性。此外，期望给出一种按照这种方法生产的光散射片和/或使用这种光散射片的屏幕。本发明是鉴于上述缺点和与现有技术相关的问题而做出的。
本申请的发明人发现，使用喷砂处理生产复制光散射片用的模具的现有方法具有这样的缺点研磨材料是沿着基本上垂直于模具基质材料的表面的方向加以喷射的，以高效率地研磨该表面。就是说，这种方法在模具基质材料的表面上形成了在纵向和横向上各向同性的粗糙结构，不能生产出用于复制具有这样的散射角度的光散射片的模具，其中纵向上的散射角度不同于横向上的散射角度。为了解决或缓解这一缺陷，本发明人仔细考虑了在喷砂处理中将研磨材料喷射到模具基质材料表面上的方法，并且对这种方法进行了广泛和深入的研究，从而得出了本发明的思路。
此外，本申请的发明人发现，引起屏幕的中间部分与周围部分之间亮度差异这一缺陷的原因在于，在屏幕的中间部分，投影仪光线的入射角度为0°并且具有最大光量的反射光部分是朝向观看者反射的，然而，在屏幕的周边部分，投影仪光线的入射角不是0°并且具有最大光量的反射光部分是朝向屏幕外侧反射的，这样只有具有小光量的反射光部分是朝向位于屏幕前方的观看者反射的。本发明人根据通过对在喷砂过程中将研磨材料喷射到模具基质材料表面上的方法的研究得出的发现进行了广泛而深入的研究。因此，本实施方式是为了解决或缓解这一缺陷而做出的。
按照本发明的实施方式，给出了一种生产在复制光散射片过程中使用的模具的方法，该方法包括步骤实施喷砂，将研磨材料从喷枪中喷射到模具基质材料的表面上，以在模具基质材料的表面上形成不平坦或粗糙，其中研磨材料是以小于90°的喷射角度喷射到模具基质材料的表面上。
优选，喷砂是这样进行的模具基质材料的表面与喷枪之间的角度在0-60°的范围之内。
按照本发明的另一种实施方式，给出了一种生产光散射片的方法，该方法包括直接或间接使用模具复制光散射片的步骤，其中该方法使用这样形成的模具作为用于复制光散射片的模具实施喷砂，将研磨材料从喷枪中喷射到模具基质材料的表面上，以在模具基质材料的表面上形成不平坦，其中研磨材料是以小于90°的喷射角度喷射到模具基质材料的表面上。
优选，喷砂是这样进行的模具基质材料的表面与喷枪之间的角度在0-60°的范围之内。
按照本发明的另一种实施方式，给出了一种光散射片，包括通过由喷砂处理的表面的不平坦结构传递获得的光散射面，其中喷砂是以小于90°的研磨材料喷射角度进行的。
按照本发明的另一种实施方式，给出了一种光散射片，包括具有这样的散射特性的光散射面，其中纵向上散射特性不同于横向上的散射特性，其中该光散射片具有在纵向和横向之一或二者上的最大亮度的轴偏移，最大亮度的轴偏移是在针对以0°的入射角发射到散射面上的光测量从散射面上散射的光的亮度的角度相关性时检测到的。
按照本发明的另一种实施方式，给出了一种光散射片，包括具有这样的散射特性的光散射面，其中纵向上散射特性不同于横向上的散射特性，其中针对以0°的入射角发射到散射面上的光从散射面上散射的光的亮度的角度相关性是以这样的方法测量的在纵向和横向中任何一个或二者上，最大亮度轴相对于光散射片的主表面的法线方向成角度，其中亮度分布相对于最大亮度轴是不对称的。
按照本发明的另一种实施方式，给出了一种光散射片，包括具有这样的散射特性的光散射面，其中纵向上散射特性不同于横向上的散射特性，其中光散射面具有细微表面单元，这些细微表面单元具有上升或下降的结构，并且相对于光散射片的主表面的法线方向是不对称的。
优选，光散射面具有间距为300μm或更小的不平坦结构。
按照本发明的另一种实施方式，给出了一种屏幕，包括光散射片，该光散射片包括具有这样的散射特性的光散射面，其中纵向上散射特性不同于横向上的散射特性，并且该光散射片具有在纵向和横向之一或二者上的最大亮度的轴偏移，该轴偏移是通过针对以0°的入射角发射到散射面上的光测量从散射面上散射的光的亮度的角度相关性而检测到的。
优选，轴偏移是在屏幕中部的方向上。
按照本发明的另一种实施方式，给出了一种屏幕，包括按照前述任何一种实施方式的光散射片；和形成在该光散射片上、与光散射面相反一侧上的反射层。
按照本发明的另一种实施方式，给出了一种屏幕，包括按照前述任何一种实施方式的光散射片，其中该光散射片透射从与光散射面相反的一侧投射的光，并且散射和发出穿过光散射面的光。
按照前面介绍的本发明的实施方式，通过高精度喷砂，可以很容易地在模具基质材料的表面上形成粗糙结构，其中粗糙结构在纵向上的形状不同于横向上的形状，并且可以复制光散射片的模具可以通过喷砂这单独一个操作生产出来。
此外，按照本发明的实施方式，通过使用用于复制光散射片的模具，可以很容易地精确生产出具有这样的散射角度的光散射片在光透射或反射期间，纵向上的散射角度不同于横向上的散射角度，或者纵向和横向上的散射特性具有各向异性。
此外，通过在屏幕中使用上面介绍的光散射片，可以将从屏幕的任何部分发出的光控制成指向期望的视场，因此能够获得高的、均匀的亮度或增益，这样使得提供具有良好可辨识性的屏幕成为可能。


通过下面结合附图对本发明的当前示范性的实施方式进行的介绍，本发明的上述和其它目的、特征和优点将会变得更加显而易见，其中图1A和1B是表示按照本发明的实施方式的生产复制光散射片用的模具的方法中对模具基质材料进行喷砂的示意图；图2是表示按照本发明的实施方式的用于复制光散射片的模具的表面形状的示意图；图3A和3B是表示按照本发明的实施方式的生产复制光散射片用的模具的方法中对模具基质材料进行喷砂的示意图；图4是表示按照本发明的实施方式的生产复制光散射片用的模具的方法中喷枪扫描过程的示意图；图5是表示按照本发明的实施方式的反射屏幕的构造的截面图；图6是表示按照本发明的实施方式的透射屏幕的构造的截面图；图7表示实施例1中的用于复制光散射片的模具的表面状态的显微照片；图8是表示实施例1中的用于复制光散射片的模具的表面粗糙结构的曲线图；图9A和9B是表示实施例2中的光散射片的散射角度的曲线图；图10是表示实施例3中喷射角度与光散射片的散射特性的各向异性(轴偏移角度)之间的关系的曲线图；图11是表示实施例5中的用于复制光散射片的模具的表面状态的显微照片；图12A和12B是表示实施例5中的用于复制光散射片的模具的表面粗糙结构的曲线图；
图13是表示相对于实施例5中的用于复制光散射片的模具的细微表面单元的倾斜角的频率分布的曲线图；图14A和14B是表示实施例5中的光散射片的亮度分布的曲线图；图15A和15B是表示实施例7中的光散射片的亮度分布的曲线图；图16A和16B是表示实施例8中的光散射片的亮度分布的曲线图；图17A和17B是对现有的反射屏幕的亮度分布的说明图；和图18是对现有的透射屏幕的亮度分布的说明图。
具体实施例方式
在下文中，将会介绍一种按照本发明的实施方式的生产光散射片的方法。
生产光散射片的方法包括生产复制光散射片用的模具的步骤和使用该模具复制光散射片的步骤。
(1)生产复制光散射片用的模具的步骤图1表示复制光散射片用的模具的生产过程，其中通过喷砂工艺对模具基质材料1的表面进行处理，以生产复制光散射片用的模具。
喷砂是这样一种处理将研磨材料3从喷砂机(未示出)的喷枪2中喷射到模具基质材料1的表面上，使得研磨材料3与模具基质材料1的表面相碰撞，以在模具基质材料1中形成不平坦表面。
喷砂机是这样一种设备，通过喷射压缩气体(比如空气或氮气)将研磨材料3从喷枪2中喷射到置于工作台上的待处理材料的表面上，以对该材料的表面进行处理。按照本实施方式，模具基质材料1置于工作台上，并且在下面给出的预定条件下进行喷砂处理。
研磨材料3优选包括这样的颗粒，该颗粒包括树脂、玻璃、陶瓷等材料，并且是球形的或者是有棱角的，例如，是多边形的，尤其优选有角的颗粒。研磨材料的例子包括玻璃珠、氧化锆颗粒、钢砂、氧化铝颗粒和二氧化硅颗粒。
研磨材料3优选具有1-1000μm的平均粒径，更优选5-600μm，进一步优选5-50μm。
优选，研磨材料3具有每个颗粒0.002-8mg的重量。
模具基质材料1是包含适于进行喷砂处理的材料的薄片。这种材料优选树脂或金属，比如铝、铜或钢，尤其优选铝。模具基质材料1可以具有这样的大小一片模具基质材料足以形成一个屏幕中使用的光散射片。在使用模具辊的连续生产中，模具辊可以具有足够光散射片宽度的宽度。
研磨材料3的喷砂条件可以是这样的图1中研磨材料3对模具基质材料1的主表面的喷砂角度(俯角)小于90°。具体来说，模具基质材料1的表面与喷枪2之间的角度θ优选0-60°，更优选0-20°，进一步优选0-10°。
例如，按照本实施方式，当以10°的角度θ喷射研磨材料时，研磨材料3的喷射方向上和垂直于该喷射方向的方向上的槽的间距可以改变，并且此外喷射方向上的表面粗糙度分布可以相对于光散射片的主表面轴(法线)对称。
与模具基质材料1碰撞的研磨材料3在能量降低的同时，研磨模具基质材料1的表面或者使该表面变形，然后沿着从模具基质材料1向上的角度发散出去，不过，当研磨材料3是在上述喷射条件下加以喷射时，研磨材料3以一定角度与模具基质材料1碰撞，并且因此由于横向(X轴方向)和纵向(Y轴方向)之间的碰撞的作用，造成了变形形式的差异。例如，在图1的条件下，X轴方向上的变形形状(凹坑)要比Y轴方向上的变形形状长。换句话说，X轴方向上的表面粗糙度具有比Y轴方向上的表面粗糙度长的间距。包括间距在内的表面粗糙度的参数可以通过改变模具基质材料1、研磨材料3的参数和喷砂条件(例如，研磨材料3的喷射条件)来控制。例如，当使用粒径大的研磨材料时，可以实现在X和Y轴方向上都具有大的间距的表面粗糙度，当使用密度较大的研磨材料时，可以实现深的槽。
就经过处理的模具基质材料1的形状而言，研磨材料3的喷射方向上的处理后的形状可以通过改变喷枪2的压缩空气的压力(这一压力决定喷射期间的能量)、喷枪2的角度、喷枪2与模具基质材料1之间的距离、研磨材料3的形状、密度或硬度、模具基质材料的类型等来进行控制。垂直于喷射方向的方向上的处理后的形状可以通过改变研磨材料的形状或硬度来加以控制。此外，使得在能量降低的同时，使模具基质材料1发生变形的研磨材料的轨迹和由于排斥力的作用从模具基质材料1发散出来的研磨材料3的轨迹是不对称的，并且因此可以形成图2中所示的相对于模具基质材料1的主表面轴不对称的表面形状。
通过使用在上述喷射条件下生产的复制光散射片用的模具，可以生产出具有纵向上和横向上不同的散射角度或者具有纵向上和横向上各向异性的散射属性的光散射片。例如，在图1中的研磨材料3的喷射条件下，反射光或透射光在X方向上的散射角度较小，而在Y方向上的散射角度较大，从而反射光或透射光具有这样的散射属性亮度峰值轴在X方向上向X1一侧偏移。
可选择地，反射光或透射光在X方向上的散射角度可以较小，而在Y方向上的散射角度可以较大，此外，按照针对以0°入射角发射到散射面上的光得出的从散射面上散射的光亮度的角度相关性的测量结果，最大亮度轴可以相对于光散射片的主表面的法线方向成角在X1侧，其中亮度分布可以相对于最大亮度轴不对称。
随着喷枪2与模具基质材料1之间的角度减小，就是说，角度θ越小，下面介绍的光散射片的散射角度的长径比得到增加，并且因此散射属性的各向异性的影响就越明显。
研磨材料3以角宽度为α的角度θ从喷枪2喷射到模具基质材料1上。换句话说，研磨材料3以在角度β1-β2的范围内的角度与模具基质材料1相碰撞。角宽度α一般来说大约为10°。
当对模具基质材料1的较小区域进行处理时，角宽度α可以减小，或者喷枪2与模具基质材料1之间的距离L可以减小。当对模具基质材料1的较大区域进行处理时，可以在平稳移动喷枪2或模具基质材料1的同时实施喷砂处理。
在上述的说明中，研磨材料3是沿着一个方向喷射的，即，沿着模具基质材料1的长边的方向(沿着图1(b)中的X轴方向)，使得研磨材料3到模具基质材料1的主表面的喷射角度(俯角)小于90°，不过，可以以与上述研磨材料3到模具基质材料1的主表面的喷射角度相同的俯角喷射研磨材料3，并且进一步以到模具基质材料1的主表面(由X和Y轴限定的平面)上主轴的角度喷射研磨材料3。
例如，如图3所示，研磨材料3到模具基质材料1的主表面的喷射角度是俯角θ1(图3(a))，而喷枪2设置成与X轴成角度θ2。这样，发射光或透射光具有这样的散射属性亮度峰值轴沿X轴方向向X1侧偏移，并且沿着Y轴方向向Y1侧偏移。
按照本实施方式，通过在从喷枪2中喷射研磨材料的同时在模具基质材料1上方扫描喷枪2，使模具基质材料1的整个主表面都得到了喷砂处理。
图4中给出了喷枪2进行扫描的例子。在从喷枪2中喷射研磨材料3的同时，喷枪2以恒定的速度沿着Y轴的一个方向在模具基质材料1上方移动，并且，在研磨材料3的碰撞区域达到模块基质材料1的将近末端的时候，喷枪2沿着X轴方向移动一定的间隔，然后以恒定速度沿着Y轴的相反方向移动。随后，每次当研磨材料3的碰撞区域达到模具基质材料的将近末端时，喷枪2都沿着X轴方向移动一定的间隔，然后移动动作沿着Y轴方向翻转，并且继续进行喷砂处理，这样就在整个模具基质材料1上形成了期望的不平坦表面。
优选，将沿着X轴方向移动的间距调整得使研磨材料3碰撞的相邻区域重叠到一定的程度并且模具基质材料1具有全部不平坦的表面。可选择地，研磨材料3的碰撞区域可以由掩模覆盖，以致研磨材料3仅在碰撞区域的中间区与模具基质材料1进行碰撞。
扫描方法可以是模具基质材料1固定而喷枪2移动的方法，或者是放置模具基质材料1的工作台沿着X轴方向移动而喷枪2沿着Y轴方向移动的方法。
就研磨材料3的喷射条件而言，可以将扫描实施得使模具基质材料1的表面与喷枪2之间的角度θ保持恒定，如图1所示，不过角度θ可以根据模具基质材料1在X轴和Y轴坐标上的位置而改变。
(2)复制光散射片的步骤在上面介绍的生产复制光散射片用的模具的步骤中生产的用于复制光散射片的模具具有细微雕刻表面，该表面具有预定的粗糙结构。光散射片可以利用细微雕刻表面来生产。按照本实施方式，可以使用任何直接或间接采用用于复制光散射片的速成模具(instant mold)，由细微雕刻表面生产光散射片的方法。
例如，直接采用模具来复制光散射片的方法可以包括这样的方法通过利用模具进行压力成形处理来生产光散射片，例如，通过将模具压在热成型塑料膜上来成形复制的光散射片。可选择地，可以通过将紫外线固化树脂涂覆到模具上并且用透明基板覆盖它、然后通过照射紫外线光固化该树脂并且从模具上取下固化的树脂来获得期望的光散射片。此外，可选择地，可以通过重复上述将树脂涂覆到模具上并且固化该用透明基板覆盖的树脂的处理方法来生产包括叠层固化树脂层的光散射片。为了提高模制材料从模具上的脱模性能，优选采用镍蒸镀、氟化材料、硅系材料涂覆等对要进行脱模的模具表面进行处理。
间接采用用于复制光散射片的模具的方法可以包括这样一种方法可以将在上述用于复制光散射片的模具的加工步骤中加工的用于复制光散射片的模具制成母版，并且可以通过产生这一母版的电铸模具来复制这样的母版模具，然后可以采用这个复制得到的模具按照与上述直接采用模具来复制光散射片的方法相似的方式复制光散射片。可选择地，在生产了反成形(reverse-shaped)的电铸模具之后，可以采用诸如非碱性玻璃等的透明基板来制造传递复制的模具，这种透明基板在紫外光范围内吸收很小。在光散射片的副本是采用紫外线树脂固化来制作的时，使用透明模具能够实现通过从模具一侧照射紫外光来固化树脂。
优选，所使用的紫外线固化树脂具有光学透明性。可以使用各种各样的树脂，比如丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯、聚氨酯和硅树脂，但是并没有特别的限制。可以加入少量用于防止紫外光照射造成固化树脂降解的紫外线吸收体，或者在需要着色的应用中加入光吸收体。
此外，作为构成光散射片的材料，可以采用包含用于控制光散射片的折射率的细微颗粒的可热成形塑料或照射固化树脂，并且所加入的细微颗粒的例子包括Ti、Zr、Al、Ce、Sn、La、In、Y、Sb等的氧化物以及In-Sn等的合金氧化物。当Ti氧化物含有用于抑制光催化作用的适量Al、Zr等的氧化物时，本实施方式的效果不会遭到破坏。
细微颗粒优选具有55-85m2/g的比表面积，更优选75-85m2/g。当细微颗粒的比表面积落在这一范围内时，对细微颗粒进行分散处理能够使细微颗粒在用于光学薄膜的材料中具有100nm或更小的粒径，这样使得获得具有很小混浊度的光学薄膜成为可能。
根据细微颗粒，以3.2-9.6×1011mol/m2的剂量加入用于分散细微颗粒的分散剂，并且，当分散剂的剂量小于这一范围时，将无法在光散射片中获得满意的颗粒分散度。另一方面，当分散剂的剂量大于这一范围时，使分散剂对所涂覆薄膜的体积比增大，以致降低了薄膜的折射率，从而可以采用的折射率的范围变窄，这样使得设计光散射片变得困难。
极性官能团(分散剂中包含的亲水基)的剂量为10-3-10-1mol/g。当该官能团的剂量小于或大于这一范围时，细微颗粒的分散方面的效果不会表现出来，导致分散度降低。
下面给出的官能团是有效的极性官能团，因为它们不会引发聚集●-SO3M、-OSO3M、-COOM、P＝O(OM)2(其中M表示氢原子或碱金属，比如锂、钾或钠)、叔胺和季铵盐●R1(R2)(R3)NHX(其中R1、R2和R3中的每一个代表氢原子或烃基，而X-代表卤族元素离子，比如氯、溴或碘，或者无机或有机离子)●-OH、-SH、-CN、环氧基等。
就引入极性官能团的位置而言，没有特别的限制。这些分散剂可以单独使用或组合使用。
按照本实施方式，涂覆薄膜中的分散剂的剂量(或分散剂的总量)优选为20-60重量份，更优选为38-55重量份(相对于100重量份的铁磁粉末)。就引入极性官能团的位置而言，没有特别的限制。
优选，分散剂中的亲油基具有110-3000的重均分子量。当亲油基的分子量小于这一范围时，会出现这样的缺陷分散剂不能令人满意地溶解在有机溶液中。另一方面，当分子量大于这一范围时，无法在光学薄膜中获得令人满意的分散性。分散剂的分子量是借助凝胶渗透色谱法(GPC)测得的。
分散剂可以具有与粘合剂一起经历固化反应的官能团。如果包含除了本实施方式的分散剂之外的粘合剂，优选具有多个结合基团的多官能聚合物或单体。
为了控制光散射片的厚度，可以使用有机溶剂来稀释涂覆组合物，并且，可以使用例如，酮溶剂(比如丙酮、甲基乙基甲酮、甲基异丁酮或环己酮)、醇溶剂(比如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或异丁醇)或者酯溶剂(比如乙酸甲酯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、乳酸乙酯或乙酸乙二醇酯)。这些有机溶剂不需要高达100％的纯度，它们可以包含20％或以下剂量的杂质，比如异构体、未反应物、分解产物、氧化物或水分。为了将涂覆组合物涂覆到具有低表面能的基板上，希望选择具有低表面张力的溶剂，并且这样的溶剂的例子包括甲基异丁酮、甲醇和乙醇。
与分散剂一起经历固化反应的粘合剂的例子包括热固性树脂、紫外线(UV)固化树脂和电子束(EB)固化树脂。热固性树脂、UV固化树脂和EB固化树脂的例子包括聚苯乙烯树脂、苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、尿素树脂(urea resins)、三聚氰胺甲醛树脂、聚胺树脂和脲甲醛树脂(urea-formaldehyde resins)。可以使用具有其它环状(芳香族、杂环或脂环族)基团的聚合物。可选择地，可以使用在其碳链内具有氟或硅醇基的树脂。
促进树脂的固化反应的方法可以是照射和加热中的任何一种，不过，当树脂的固化反应是通过紫外线光的照射而得到促进时，优选这一反应是在聚合引发剂的存在下进行的。自由基聚合引发剂的例子包括偶氮引发剂(比如2，2’-偶氮二异丁腈和2，2’-偶氮双(2，4-二甲基戊腈))和过氧化物引发剂(比如过氧化苯甲酰、月桂基过氧化物和叔丁基过辛酸酯(t-butylperoctoate))。相对于可聚合单体的总量为100重量份，所使用的引发剂的剂量优选0.2-10重量份，更优选0.5-5重量份。
透明基板可以是满足期望光学性能的任何材料，例如，包含聚合物的透明薄膜，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚烯烃(PO)、玻璃板、丙烯酸板、甲基丙烯酰基苯乙烯板、聚碳酸酯板或含氟树脂。优选，构成透明基板的材料具有这样的光学性质折射率为1.3-1.6，混浊度为8％或更小，并且透光率为80％或更大。透明基板可以具有防炫目功能。
本实施方式的光散射片包括通过由上述方法生产的模具的表面形状的传递(transfer)而获得的光散射表面，该光散射表面具有这样的光散射性质纵向上的散射属性与横向上的散射属性不同，其中光散射片在纵向和横向之一或二者上具有最大亮度的轴线偏移，该轴线偏移是通过针对以0°入射角发射到散射面上的光测量从散射面散射的光的亮度的角度相关性而检测出来的。
可选择地，本实施方式的光散射片可以包括通过由上述方法生产的模具的表面形状的传递而获得的光散射面，该光散射面具有这样的散射属性纵向上的散射属性不同于横轴上的散射属性，其中，在针对以0°入射角发射到散射面上的光测量从散射面散射的光的亮度的角度相关性的过程中，在纵向和横向之一或二者上，最大亮度轴与光散射片的主表面的法线方向成一定角度，其中亮度分布相对于最大亮度轴是不对称的。
此外，本实施方式的光散射片包括光散射面，该光散射面包括多个具有上升或下降的结构的细微表面单元，并且该光散射面具有这样的散射属性纵向上的散射属性与横向上的散射属性不同，其中光散射面具有细微表面单元，这些细微表面单元具有上升或下降的结构，并且这些细微表面单元相对于光散射片的主表面的法线是不对称的。
现在介绍一种作为按照本发明的实施方式的屏幕的反射屏幕。
图5是表示本发明的反射屏幕的结构的截面图。
本实施方式的反射屏幕包括按照本实施方式的各种实现方式的光散射片14和形成在光散射片14上的反射层，该反射层形成于与光散射面相反的表面上，并且本实施方式的反射屏幕具有这样的结构例如，如图5所示，在基板11上形成有光学多层膜12、光吸收层13和光散射片14。
基板11可以包括满足期望光学属性的任何材料，例如，透明薄膜、玻璃板、丙烯酸板、甲基丙烯酰基苯乙烯板、聚碳酸酯板、透镜或含氟树脂。优选，构成基板11的材料具有这样的光学属性折射率为1.3-1.6，混浊度为8％或更小，并且透光率为80％或更大。透明基板11可以具有防炫目功能。
光学多层膜12包括光学薄膜12H，具有高折射率，该折射率是通过施加下面将要介绍的用于光学薄膜的涂覆组合物H并且对其进行固化而获得的；光学薄膜12L，具有低折射率，该折射率是通过施加下面将要介绍的用于光学薄膜的涂覆组合物L并且对其进行固化而获得的，其中光学薄膜12H和光学薄膜12L是相互交替叠置的。具体来说，光学多层膜12具有这样的结构光学薄膜12H首先形成在基板上，然后光学薄膜12L形成于其上，随后交替地形成光学薄膜12H和光学薄膜12L，并且最终形成光学薄膜12H，并且优选光学多层膜12是包含(2n+1)层的叠层膜(其中n是大于等于1的整数)。
光学薄膜12H是通过将用于光学薄膜的涂覆组合物H施加到基板11或光学薄膜12L上并且然后对该组合物进行固化反应而形成的光学薄膜。
这种光学薄膜优选具有80nm-15μm的厚度，更优选600-1000nm。当光学薄膜的厚度大于15μm时，包含未分散细微颗粒的混浊成分的量增大，使得难于实现光学薄膜的合乎要求的功能。
光学薄膜优选具有1.6-2.1的折射率。当光学薄膜的折射率高于2.1时，细微颗粒的分散特性不合乎要求，从而光学薄膜的功能遭到破坏，并且，当折射率低于1.6时，所需的光学属性常常会得不到。
光学薄膜12L是通过将用于光学薄膜的涂覆组合物L施加到光学薄膜12H上并且然后对组合物进行固化反应而形成的含氟薄膜或者含二氧化硅或含空心细微颗粒的薄膜。
光学薄膜12L尤其优选具有1.45或更小的折射率。光学薄膜12L的折射率的确定取决于包含在涂覆组合物中的树脂的类型和任选的细微颗粒的类型和数量。
这一光学薄膜优选具有80nm-15μm的厚度，更优选600-1000nm。
由于具有上述结构，光学多层膜对于三种波长区域内的光(即，红、绿和蓝光)具有高反射性能，并且对于这三种波长区域之外的波长区域中的至少可见光具有高透射性能。通过改变各个光学薄膜12H和光学薄膜12L的折射率或厚度，要由光学多层膜反射的三个波长区域内的波长可以得到调整和控制，从而光学多层膜可以更适宜地应对投影仪发出的光的波长。
就构成光学多层膜的光学薄膜12H和光学薄膜12L的层数而言，没有特别的限制，并且光学薄膜12H、12L可以具有期望的层数。优选光学多层膜包括奇数层，以使投影仪光线入射侧及其相反侧每一侧上的最外层都包括光学薄膜12H。包括奇数层的光学多层膜对于三元色的波长区域具有比包括偶数层的光学多层膜更好的滤光器功能。
具体来说，优选光学多层膜包括范围在3-7层之内的奇数层。当层数为2或更小时，光学多层膜的功能不合乎作为反射层的要求。另一方面，构成光学多层膜的层数越多，光学多层膜的反射系数越大，但是，当层数大于等于8时，反射系数的增大率很小，并且预期通过增加形成光学多层膜的时间来改善反射系数的效果是无法获得的。
光吸收层13吸收穿过了光学多层膜12的光，并且，例如，在图5中，光吸收层13是通过在形成光学多层膜12的表面的相反一侧上将黑色涂覆组合物施加到基板11的表面上而形成的。可选择地，也可以将一个黑色薄膜叠置在该表面上。
光散射片14是通过前述生产光散射片的方法获得的，并且通过叠置在光学多层膜12上形成。
这里，给出了光学多层膜12(波长选择型反射层)的作为反射层的实例，但在本实施方式中反射层并不局限于这种反射层，而是可以是任何能够反射图像光的反射层。例子包括使用在可见光的宽波长范围内具有高反射系数的材料的反射层，比如铝或银。
在反射屏幕10中，从该屏幕的任何部分发出的光都可以控制成指向期望的视场，并且因此可以获得均匀并且高的亮度或增益，使得提供具有良好可辨识性或更加易于辨识的屏幕成为可能。
屏幕抑制了入射光在屏幕上的表面散射，并且进行可能存在的选择性反射，使得来自投影仪的特定波长内的光线得到反射，而屏幕上在除了特定波长之外的波长区域内的入射光(例如，环境光)都得到透射和吸收，降低了反射屏幕10上的图像的黑色电平，以实现了高对比度，这样使得高对比度的图像能够显现在屏幕上，即使在明亮的房间里也是如此。例如，当从RGB光源(比如使用光栅光阀(GLV)的光栅光阀投影仪)发出的光投射到屏幕10上时，可以在很大的视角内看到不受环境光不利影响的具有高对比度的很好的图像。
具体来说，入射到反射屏幕10上的光穿过光学功能散射片11，没有在散射片的表面上发生散射，并且达到光学多层膜12，该光学多层膜12透射包含在入射光中的环境光成分，该环境光成分由光吸收层14吸收，而只有对图像有用的特定波长区域内的光线得到选择性反射，并且反射光由光学功能散射片11的表面散射并且作为图像光在很大的视角内发送给观看者。因此，几乎可以完全消除环境光对图像光(反射光)的不利影响，使得实现比由现有屏幕获得的对比度高得多的对比度成为可能。
这里，将对用于光学薄膜的材料H和L进行说明，这些材料是用于形成光学薄膜12H和光学薄膜12L的涂覆组合物。
(1)用于光学薄膜的材料H用于光学薄膜的涂覆组合物H包含细微颗粒、有机溶剂、粘结剂(吸收能量以进行固化反应)和分散剂。
所述细微颗粒是包括为了控制所形成的光学薄膜的折射率而加入的高折射率材料的细微颗粒，例子包括Ti、Zr、Al、Ce、Sn、La、In、Y、Sb等的氧化物以及In-Sn等的合金氧化物。当Ti氧化物含有用于抑制光催化作用的适量Al、Zr等的氧化物时，本实施方式的效果不会遭到破坏。
细微颗粒优选具有55-85m2/g的比表面积，更优选75-85m2/g。当细微颗粒的比表面积落在这一范围内时，对细微颗粒进行分散处理能够使细微颗粒在用于光学薄膜的材料中具有100nm或更小的粒径，这样使得获得具有很小混浊度的光学薄膜成为可能。
根据细微颗粒，以3.2-9.6×1011mol/m2的剂量加入用于分散细微颗粒的分散剂，并且，当分散剂的剂量小于这一范围时，将无法在光散射片中获得满意的颗粒分散度。另一方面，当分散剂的剂量大于这一范围时，使分散剂对所涂覆薄膜的体积比增大，以致降低了薄膜的折射率，从而可以采用的折射率的范围变窄，这样使得设计光散射片变得困难。
极性官能团(分散剂中包含的亲水基)的剂量为10-3-10-1mol/g。当该官能团的剂量小于或大于这一范围时，细微颗粒的分散方面的效果不会表现出来，导致分散度降低。
下面给出的官能团是有效的极性官能团，因为它们不会引发聚集●-SO3M、-OSO3M、-COOM、P＝O(OM)2(其中M表示氢原子或碱金属，比如锂、钾或钠)、叔胺和季铵盐●R1(R2)(R3)NHX(其中R1、R2和R3中的每一个代表氢原子或烃基，而X-代表卤族元素离子，比如氯、溴或碘，或者无机或有机离子)●-OH、-SH、-CN、环氧基等。
就引入极性官能团的位置而言，没有特别的限制。这些分散剂可以单独使用或组合使用。
按照本实施方式，涂覆薄膜中的分散剂的剂量(或分散剂的总量)优选为20-60重量份，更优选为38-55重量份(相对于100重量份的铁磁粉末)。就引入极性官能团的位置而言，没有特别的限制。
优选，分散剂中的亲油基具有110-3000的重均分子量。当亲油基的分子量小于这一范围时，会出现这样的缺陷分散剂不能令人满意地溶解在有机溶液中。另一方面，当分子量大于这一范围时，无法在光学薄膜中获得令人满意的分散性。分散剂的分子量是借助凝胶渗透色谱法(GPC)测得的。
分散剂可以具有与粘合剂一起经历固化反应的官能团。当包含除了本实施方式的分散剂之外的粘合剂时，优选具有多个结合基团的多官能聚合物或单体。
作为有机溶剂，可以使用例如，酮溶剂(比如丙酮、甲基乙基甲酮、甲基异丁酮或环己酮)、醇溶剂(比如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或异丁醇)或者酯溶剂(比如乙酸甲酯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、乳酸乙酯或乙酸乙二醇酯)。这些有机溶剂不需要高达100％的纯度，它们可以包含20％或以下剂量的杂质，比如异构体、未反应物、分解产物、氧化物或水分。为了将涂覆组合物涂覆到具有低表面能的基板或光学薄膜上，希望选择具有低表面张力的溶剂，并且这样的溶剂的例子包括甲基异丁酮、甲醇和乙醇。
与分散剂一起经历固化反应的粘合剂的例子包括热固性树脂、紫外线(UV)固化树脂和电子束(EB)固化树脂。热固性树脂、UV固化树脂和EB固化树脂的例子包括聚苯乙烯树脂、苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚胺树脂和脲甲醛树脂。可以使用具有其它环状(芳香族、杂环或脂环族)基团的聚合物。可选择地，也可以使用在其碳链内具有氟或硅醇基的树脂。
促进树脂的固化反应的方法可以是照射和加热中的任何一种，不过，当树脂的固化反应是通过紫外线光的照射而得到促进时，优选这一反应是在聚合引发剂的存在下进行的。自由基聚合引发剂的例子包括氮引发剂(比如2，2’-偶氮二异丁腈和2，2’-偶氮双(2，4-二甲基戊腈))和过氧化物引发剂(比如过氧化苯甲酰、月桂基过氧化物和叔丁基过辛酸酯(t-butylperoctoate))。相对于可聚合单体的总量为100重量份，所使用的引发剂的剂量优选为0.2-10重量份，更优选为0.5-5重量份。
涂覆用于光学薄膜的材料H然后烘干，以形成未固化状态的光学薄膜22H，然后在固化步骤中，通过照射或加热促进薄膜的固化反应，以形成高折射率型的光学薄膜12H。
(2)用于光学薄膜的材料L用于光学薄膜的涂覆组合物L包含有机溶剂和粘结剂。粘结剂溶解在有机溶剂中，并且，如果需要，可以加入细微颗粒，并且将细微颗粒分散在粘结剂溶液中。
粘结剂是这样的树脂在其分子内具有通过紫外光等光的照射或通过加热得到的能量而进行固化反应的官能团，并且从便于由隔离薄膜(releasefilm)上去除的角度出发，尤其优选含氟树脂。优选使用具有由氟改性的主链的聚合物、具有由氟改性的侧链的聚合物或具有氟的单体。
具有由氟改性的主链的聚合物的例子包括全氟代主链型全氟代聚醚、全氟代侧链型全氟代聚醚、醇改性全氟代聚醚和异氰酸酯改性全氟代聚醚，具有氟的单体的例子包括CF2＝CF2、CH2＝CF2和CF2＝CHF。也可以使用通过对这些单体进行聚合或嵌段聚合获得的聚合物。
作为具有由氟改性的侧链的聚合物的例子，可以提到具有接枝聚合的主链的溶剂可溶聚合物，并且，作为低折射率热塑性聚合物的尤其优选的例子，可以提到聚偏二氟乙烯，因为作为可使用溶剂的树脂，可以很容易地对其进行处理。当聚偏二氟乙烯用作低折射率热塑性聚合物时，结果得到的低折射率层具有大约1.4的折射率，并且，为了进一步降低低折射率层的折射率，可以以相对于电离辐射固化树脂的100重量份的10-300重量份的剂量加入低折射率丙烯酸酯(比如丙烯酸三氟代乙酯)，优选100-200重量份。
细微颗粒是包括任选地加入来控制所形成的光学薄膜的折射率的低折射率材料的细微颗粒，并且优选包括诸如LiF(折射率1.4)、MgF2(折射率1.4)、3NaF.AlF3(折射率1.4)、AlF3(折射率1.4)或SiOx(1.5≤x≤2.0)(折射率1.35-1.48)的材料的超细微颗粒。也可以包含空心细微颗粒。
作为有机溶剂，可以单独或以组合方式使用例如，酮溶剂(比如丙酮、甲基乙基甲酮、甲基异丁酮或环己酮)、醇溶剂(比如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或异丁醇)或者酯溶剂(比如乙酸甲酯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、乳酸乙酯和乙酸乙二醇酯)、含氟溶剂(比如含氟芳香烃，例如，全氟代苯、五氟代苯、1，3-二(三氟甲基)苯和1，4-二(三氟甲基)苯；含氟烷基胺，例如，全氟三丁基胺和全氟三丙基胺；含氟脂肪族烃，例如，全氟己烷、全氟辛烷、全氟癸烷、全氟十二烷、全氟-2，7-二甲基辛烷、1，3-二氯-1，1，2，2，3-五氟丙烷、1H-1，1-二氯全氟丙烷、1H-1，3-二氯全氟丙烷、1H-全氟丁烷、2H，3H-全氟戊烷、3H，4H-全氟-2-甲基戊烷、2H，3H-全氟-2-甲基戊烷、全氟-1，2-二甲基己烷、全氟-1，3-二甲基己烷、1H-全氟己烷、1H，1H，1H，2H，2H-全氟己烷、1H，1H，1H，2H，2H-全氟辛烷、1H-全氟辛烷、1H-全氟癸烷和1H，1H，1H，2H，2H-全氟癸烷；含氟脂环烃，例如，全氟萘烷、全氟环己烷和全氟-1，3，5-三甲基环己烷；和含氟醚，例如，全氟-2-丁基四氢呋喃和含氟低分子量聚醚)。这些有机溶剂不需要高达100％的纯度，它们可以包含20％或以下剂量的杂质，比如异构体、未反应物、分解产物、氧化物或水分。
施加用于光学薄膜的材料L然后烘干，以形成处于未固化状态的光学薄膜22L，然后在固化步骤中，通过照射或加热促进薄膜的固化反应，以形成低折射率型的光学薄膜12L。
接着，下面将要介绍按照本发明的实施方式的生产反射屏幕10的方法。
(S1)制备聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜，作为基板11，并且按照预定量将用于光学薄膜的涂覆组合物H施加到基板11的主表面上。
(S2)烘干用于光学薄膜的涂覆组合物H的薄膜，然后通过紫外光照射进行固化，以形成具有预定厚度的光学薄膜12H。
(S3)然后，按照预定量将用于光学薄膜的涂覆组合物L施加到光学薄膜12H上。
(S4)烘干结果得到的薄膜，然后通过加热进行固化，以形成具有预定厚度的光学薄膜12L，这样形成了包括光学薄膜12H和光学薄膜12L的叠层结构。
(S5)然后，按照预定量将用于光学薄膜的涂覆组合物H施加到构成基板11的最外层的光学薄膜12L上。
(S6)烘干用于光学薄膜的涂覆组合物H的薄膜，然后通过紫外光照射对其进行固化，以形成具有预定厚度的光学薄膜12H。
随后，对步骤S3-S6中的处理的循环重复进行预定次数，以便在基板11上形成光学多层膜12。
(S7)将低折射率透明粘接剂(EPOTEK396；由EPOXY TECHNOLOGY生产和销售)施加到光学多层膜12的最外层表面上，并且将光散射片14放置到所施加的粘接剂上，使得光散射片14在与不平坦表面相反一侧上的表面与粘接剂相接触，然后将粘接剂固化，以便起到将光学多层膜12与光散射片14粘接起来的粘接层的作用。
(S8)将包含黑色光吸收体的树脂施加到基板11的背面，以形成光吸收层13，这样就得到了本发明的反射屏幕10。
下面，将介绍作为按照本发明的另一种实施方式的屏幕的透射屏幕。
图6是表示本实施方式的透射屏幕的构造的截面图。本实施方式的透射屏幕包括本实施方式的光散射片，其中光散射片透射从与光散射面相反一侧投射的光并且散射和发射穿过光散射面的光，例如，如图6所示，透射屏幕包括位于基板101上的光散射片102。
基板101是用于透射屏幕的基板，并且可以由聚合物构成，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚砜(PES)或聚烯烃(PO)。当基板用在透射屏幕中时，组装到显示器中的屏幕必须是自支撑的，因此期望基板101是厚度为0.2mm或更大并且具有刚度的透明材料。
光散射片102是通过前述用于生产光散射片的方法获得的，并且对穿过基板101的光进行散射以获得散射光。观看者可以通过观察散射的反射光看见逼真的图像。
例如，将本实施方式的透射屏幕和使用现有的光散射片(最大亮度在法线方向上并且散射特性相对于最大亮度轴是对称的)的透射屏幕并排放置，图像光从后侧投射到各个屏幕上，从屏幕的前侧观察图像。结果，在使用现有技术的透射屏幕的显示器中，图像的上部分明亮而图像的下部分黯淡，然而，在使用本实施方式的透射屏幕的显示器中，可以获得具有遍及整个屏幕的高亮度的明亮图像。
散射特性优选通过调节屏幕的每个位置上的光散射片102的表面形状来加以控制的，以使观看者观察到的综合(collective)亮度分布在整个屏幕上都是均匀的。为了实现这种效果，例如，亮度峰值的轴偏移优选朝向屏幕的中间部分。具体来说，就整个屏幕上的综合散射特性而言，屏幕的全部边缘部分上的散射特性优选具有这样的特征所透射的光的亮度峰值沿着朝向屏幕的中间部分的方向成一定角度，并且该角度在从屏幕的中间部分到边缘部分的方向上连续增大。
本实施方式的透射屏幕100是通过将光散射片102叠置在基板101(包括，例如，PET膜)的一个表面上而生产的。
本实施方式的光散射片的用途并不限于投影型显示器，而是可以将这种光散射片应用于需要控制视角的各种不同的领域，比如显示器和发光设备。例如，当由于光源安装条件的限制造成不能将光源设置在前侧或后侧时，使用按照本实施方式生产的光散射片能够使光线聚集在期望的方向上。此外，在发光设备的应用中，通过将具有按照本实施方式生产的光散射片的照明设备设置在房间的角落，就能够照亮房间的中间部分，实现了照明效果。
现在将参照下面的实施例进一步介绍本发明。下面的实施例仅仅是示例，本发明并不局限于下面的实施例。
(实施例1)在下述条件下生产复制光散射片用的模具。
(1)模具基质材料铝片(X200mm×Y100mm)(2)喷砂条件喷砂机(型号SGF-4(A)；由Fuji Manufacturing Co.，Ltd.生产和销售)磨料氧化铝(#180；平均粒径76μm)喷枪与模具基质材料之间的距离50mm喷枪与模具基质材料之间的角度8°压缩空气压力0.5MPa研磨材料对模具基质材料表面的喷射条件图1中所示的条件喷枪扫描条件沿X方向以5mm的间距并且沿着Y方向扫描，如图4所示。
所获得模具的表面状态在图7中给出。我们看到了这样一种状态在纵向和横向(X轴方向和Y轴方向)之间存在着表面粗糙结构上的差异，并且X轴方向上的变形(凹坑)形状比Y轴方向上的长。
下面，在图8中给出了模具的表面粗糙度的测量结果。表面粗糙度在X轴方向上的间距PX比表面粗糙度在Y轴方向上的间距PY长。平均粗糙度间隔(roughness space)Sm为X轴方向S＝0.14；Y轴方向S＝0.08。
(实施例2)下面，借助实施例1中的模具压制透明树脂(PET-G薄膜，DIAFIX；由Mitsubishi Plastics，Inc.生产和销售)来生产光散射片。
使得所获得的光散射片能够透射来自该片背面的准直光束，以测量从该片前侧发出的透射光线的散射角度。结果在图9中给出。
该光散射片表现出这样的散射角度在横向(X轴方向)上的散射角度不同于纵向(Y轴方向)上的散射角度，并且X轴方向上的亮度半峰宽为18°，而Y轴方向上的亮度半峰宽为45°。
在X轴方向上的亮度分布(图9(a))中，亮度峰值A轴偏移了在垂直于光散射片的方向上的角度(0°)。这符合按照本实施方式的散射特性的各向异性(轴偏移)。
(实施例3)为了确定喷枪与模具基质材料之间的角度(喷射角度)与散射特性的各向异性(轴偏移角)之间的关系，在与实施例1基本相同的条件下生产了复制光散射片用的模具，只是从2-90°逐步改变了喷枪与模具基质材料之间的角度(喷射角度)。然后，在与实施例2相同的条件下使用这些模具分别生产了多个光散射片，并且使得每个所获得的光散射片能够透射来自该片背面的准直光束，以测量从该片前侧发出的透射光在X轴方向上的亮度分布。
从所得到的亮度分布中，确定了喷射角度与散射特性的各向异性(轴偏移角度)之间的关系。结果在下面的表1和图10中给出。通过调整喷射角度可以实现沿着喷射方向(图1中的X1方向)的预定角度的轴偏移。



(实施例4)下面，使用下述用于光学薄膜的涂覆组合物H和用于光学薄膜的涂覆组合物L生产了反射屏幕。
(1)用于光学薄膜的涂覆组合物H细微颗粒TiO2细微颗粒(由Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.生产和销售；平均粒径大约20nm；折射率2.48)100重量份(2.02重量％)分散剂包含SO3Na基团的分子(重均分子量1000；SO3Na基团浓度2×10-3mol/g)20重量份(0.40重量％)粘结剂六丙烯酸二季戊四醇酯和五丙烯酸二季戊四醇酯的混合物(UV固化树脂，商品名DPHA；由Nipppon Kayaku Co.，Ltd.生产和销售)30重量份(0.61重量％)有机溶剂甲基异丁基酮(MIBK)4800重量份(96.97重量％)首先，按照各自预定剂量将细微颗粒、分散剂和有机溶剂混合在一起，并且借助涂料混合器加以分散，以获得TiO2细微颗粒分散液。然后，将粘结剂加入到分散液中，并且借助搅拌器进行搅动，以制备涂覆组合物H。
(2)用于光学薄膜的涂覆组合物L具有位于末端的羧基基团的全氟代丁烯基乙烯基醚的聚合物(商品名CYTOP；由Asahi Glass Co.，Ltd.生产和销售)(3)生产反射屏幕的方法
(S11)采用浸渍方法将涂覆组合物H施加到透明基板的两面上。
(S12)以80℃的温度烘干涂覆组合物H的薄膜，然后通过紫外光(UV)(1000mJ/cm2)照射进行固化，以形成各自具有780nm的厚度和1.94的折射率的光学薄膜H。
(S13)然后，采用浸渍法将涂覆组合物L施加到各个高折射率光学薄膜H上。
(S14)以90℃的温度烘干涂覆组合物L的薄膜，以形成各自具有1240nm的厚度和1.34的折射率的光学薄膜L。
(S15)在与步骤S11相同的条件下将涂覆组合物H施加到各个光学薄膜L上。
(S16)在与步骤S12相同的条件下形成涂覆组合物H的薄膜，以形成各自具有780nm的厚度和1.94的折射率的光学薄膜H，这样就得到了各自包括三层的光学多层膜，即，每个表面上有光学薄膜H/光学薄膜L/光学薄膜H，就是说，在透明基板上有总共六层。
(S17)通过粘接剂层将实施例3中的光散射片叠置到上述光学多层膜之一的表面上。
(S18)采用旋涂法将黑色涂覆组合物施加到光学多层膜的另一个表面上，以形成黑色光吸收层，这样就得到了反射屏幕。
将图像光投射到所得到的反射屏幕上，以从该屏幕的前侧观察图像。结果，可以在特定的位置看到具有均匀且高亮度的图像，证明将反射图像光控制得指向了特定的视场。
(实施例5)在下述条件下生产复制光散射片用的模具。
(1)模具基质材料铝片(X200mm×Y100mm)(2)喷砂条件喷砂机(型号SGF-4(A)；由Fuji Manufacturing Co.，Ltd.生产和销售)磨料氧化铝(#220)喷枪与模具基质材料之间的距离50mm喷枪与模具基质材料之间的角度10°压缩空气压力0.5MPa
研磨材料对模具基质材料表面的喷射条件图1中所示的条件喷枪扫描条件沿X方向以5mm的间距并且沿着Y方向扫描，如图4所示。
所获得模具的表面状态在图11中给出。我们看到了这样一种状态在纵向和横向(X轴方向和Y轴方向)之间存在着表面粗糙结构上的差异，并且X轴方向上的变形(凹坑)形状比Y轴方向上的长。
下面，在图12中给出了使用触针型(stylus-type)表面测量仪ET4000A(由Kabushiki-kaisha Kosaka Laboratory生产和销售)测得的模具的表面粗糙度的测量结果。表面粗糙度在X轴方向上的间距Px比表面粗糙度在Y轴方向上的间距PY长。平均不平坦间隙Sm为X轴方向S＝90μm；Y轴方向S＝45μm。此外，还发现，Y轴方向上的下降部分的形状是对称的，但是在X轴方向上的下降部分的形状是不对称的。图13中给出了基于图12中的截面形状的细微表面单元的X和Y方向上的倾斜角的柱状图。还发现，X方向上的截面的倾斜角的分布是这样对称的它接近于高斯分布，但是在Y方向上的截面的倾斜角的分布在正值一侧和负值一侧都具有两个峰值，并且该分布的形状是不对称的(不是高斯分布)。
下面，制备了PET膜(厚度100μm)作为具有足以形成具有高光透射率的大尺寸光散射片的宽度的基板。然后，将折射率为1.53的氨基甲酸乙酯丙烯酸树脂(urethane acrylic resin)施加到模具上，然后在防止树脂包含气泡的同时，用厚度为100μm的PET膜对其进行覆盖，然后借助橡胶辊对其进行加压同时调整橡胶辊的压力，以使树脂的厚度变得均匀且为50μm。随后，从PET膜一侧用总光量为1000mJ(这一总光量足以聚合并固化该树脂)的紫外线光照射树脂，然后连同基板一起从模具上去除，从而将模具的表面形状传递到了树脂上，这样就生产出了光散射片。
为了检验这样生产的光散射片的散射能力，将铝反射片叠置在所获得的光散射片的背面上，产生了反射屏幕，并且使用测角光度计(由OPTECCO.，LTD.生产和销售)对该屏幕的前表面照射准直光束，同时改变X方向上和Y方向上的角度，以测量反射光强度截面分布。结果在图14中给出。
X方向上的角度(半峰宽)(此处反射强度是最大强度的一半)为25°，而Y方向上的为37°。反映出图12和图13中所示的模具的表面形状，Y方向上的最大亮度角为0°，并且因此散射特性是对称的，而X方向上的最大亮度角为2°，就是说，最大亮度在偏离法线方向(相对于光散射片的主表面的法线方向)一定角度的方向上，散射光强度为一半时的角度之间的比为1.1∶1，并且因此相对于最大亮度轴(从原点指向最大亮度峰值的轴)不对称，表明在最大亮度轴的方向上更多的光线发生了散射。
接着，将铝反射片叠置在现有技术的光散射片(最大亮度处于法线方向上并且散射特性相对于最大亮度轴对称)的背面，以形成用于比较的反射屏幕。将这个屏幕与本实施例的反射屏幕并排放置，图像光投射到各个屏幕上，从屏幕的前侧观察图像。结果，在用于比较的屏幕中，屏幕中间部分上的图像的明亮，而边缘部分上的图像黯淡。相反，在本实施例的反射屏幕中，可以获得具有高亮度的明亮图像。此外，通过将反射屏幕颠倒放置，按照本实施例的反射屏幕可以用在以一定角度从固定在天花板上的投影仪进行的向前向下投影和以一定角度从放置在桌子上的投影仪进行的向前向上投影当中。
(实施例6)将折射率为1.53的氨基甲酸乙酯丙烯酸树脂施加到模具上，这个模具是用于复制实施例5中的光散射片的同一个模具。随后，用PET膜覆盖该模具。PET膜用作支撑组件，具有100μm的厚度和紫色光区域内的高透过率，并且对其一侧进行了易粘接处理。模具是以这样一种方式覆盖PET膜的PET膜表面的另一侧(没有进行易粘接处理的那一侧)面对着模具表面，同时防止树脂包含气泡，然后借助橡胶辊对其进行加压同时调整橡胶辊的压力，以使树脂的厚度变得均匀且为100μm。随后，从PET膜侧用总光量为1000mJ(这一总光量足以聚合并固化该树脂)的紫外线光照射树脂，以形成树脂片。在除去支撑组件(PET膜)之后，从模具上取下树脂片，从而完成了光散射片的复制，模具的表面结构传递到了该光散射片上。
为了检验这样生产的光散射片的散射能力，将铝反射片叠置在所获得的光散射片的背面上，产生了反射屏幕，并且使用测角光度计(由OPTECCO.，LTD.生产和销售)对该屏幕的前表面照射准直光束，同时改变X方向上和Y方向上的光入射角度，以测量反射光强度截面分布。
结果，X方向上的角度(半峰宽)(此处反射强度是最大强度的一半)为25°，而Y方向上的为37°。X方向上的最大亮度角为2°，就是说，最大亮度向法线方向(相对于光散射片的主表面的法线方向)倾斜。因此，按照本实施例，得到了与实施例5相似的性能。而且，按照本实施例，当图像光投射到屏幕上并且在屏幕前面附近监测时，可以与实施例5相类似地获得具有高亮度的明亮图像。而且，按照本实施例，可以在两种安装环境的情况下通过颠倒旋转反射屏幕的安装方向来适当地调整反射屏幕，这两种安装环境包括当投影仪放置在天花板上时倾斜向下投影的情况和当投影仪放置在桌子上时倾斜向上投影的情况。
(实施例7)按照下述方法生产光散射片。
(S21)将折射率为1.53的氨基甲酸乙酯丙烯酸树脂施加到实施例5中制造的模具上，然后在防止树脂包含气泡的同时，用厚度为100μm的PET膜对其进行覆盖，然后借助橡胶辊对其进行加压同时调整橡胶辊的压力，以使树脂的厚度变得均匀且为50μm。随后，从PET膜一侧用总光量为1000mJ(这一总光量足以聚合并固化该树脂)的紫外线光照射树脂，然后连同基板一起从模具上去除，从而将模具的表面形状传递到了树脂上，这样就生产出了光散射片A。
(S22)此外，将折射率为1.38的氟丙烯酸树脂施加到同一模具上，然后用在上述步骤中生产的光散射片A对其进行覆盖，然后借助橡胶辊对其进行加压同时调整橡胶辊的压力，以使树脂的厚度变得均匀且为30μm。随后，从PET膜侧用总光量为1000mJ(这一总光量足以聚合并固化该树脂)的紫外线光照射树脂，然后连同基板一起从模具上去除，从而将模具的表面形状传递到了树脂上。
(S23)此外，重复进行步骤S21和S22，以形成包含四层的光散射片，这四层分别具有1.53、1.38、1.53和1.38的折射率并且按照这样的顺序从PET膜侧开始排列。
为了检验这样生产的光散射片的散射能力，将铝反射片叠置在所获得的光散射片的背面上，并且使用测角光度计(由OPTEC CO.，LTD.生产和销售)对该光散射片的前表面照射准直光束，同时改变X方向上和Y方向上的角度，以测量反射光强度截面分布。结果在图15中给出。
Y方向上的最大亮度角为0°，并且因此散射特性是对称的，而X方向上的最大亮度角为2.5°，就是说，最大亮度在偏离法线方向一定角度的方向上，散射光强度为一半时的角度之间的比为1.2∶1，并且因此相对于最大亮度轴不对称，表明在最大亮度轴的方向上更多的光线发生了散射。
(实施例8)不用铝平片，在与实施例1相同的条件下对直径为20cm的铝辊进行喷砂处理，并且使用辊到辊(roll-to-roll)连续薄膜形成机将折射率为1.53的氨基甲酸乙酯丙烯酸树脂施加到模具上，同时覆盖厚度为100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯对其进行覆盖，从聚对苯二甲酸乙二醇酯侧用总光量为1000mJ(这一总光量足以固化该树脂)的紫外线光照射树脂，然后将其从模具上取下，以形成光散射片。
为了检验这样生产的光散射片的散射能力，将铝反射片叠置在所获得的光散射片的背面上，并且使用测角光度计(由OPTEC CO.，LTD.生产和销售)对该光散射片的前表面照射准直光束，同时改变X方向上和Y方向上的角度，以测量反射光强度截面分布。结果在图16中给出。Y方向上的最大亮度角为0°，并且因此散射特性是对称的，而X方向上的最大亮度角为3.8°，就是说，最大亮度在偏离法线方向一定角度的方向上，散射光强度为一半时的角度之间的比为1.3∶1，并且因此相对于最大亮度轴不对称，表明在最大亮度轴的方向上更多的光线发生了散射。
接着，将铝反射片叠置在现有技术的光散射片(最大亮度处于法线方向上并且散射特性相对于最大亮度轴对称)的背面，以形成用于比较的反射屏幕。将这个屏幕与本实施例的反射屏幕并排放置，图像光投射到各个屏幕上，从屏幕的前侧观察图像。结果，在用于比较的屏幕中，屏幕中间部分上的图像的明亮，而边缘部分上的图像黯淡。相反，在本实施例的反射屏幕中，可以获得具有高亮度的明亮图像。此外，通过将反射屏幕颠倒放置，按照本实施例的反射屏幕可以用在以一定角度从固定在天花板上的投影仪进行的向前向下投影和以一定角度从放置在桌子上的投影仪进行的向前向上投影当中。
(实施例9)使用实施例5和8中的光散射片作为光散射片，并且本实施方式的光散射片分别具有相对于最大亮度轴的1.5和2.0的不对称度，将铝反射片叠置在各个光散射片的背面，形成反射屏幕。此外，使用具有各向同性散射特性的光散射片(商品名125PW；由Kabushiki-Kaisha Kimoto生产和销售)和具有对称、各向异性散射特性的光散射片(商品名LSD60*25；由POC生产和销售)，同样将铝反射片叠置在各个光散射片的背面，形成用于比较的反射屏幕。
使用这些反射屏幕，在从固定在天花板上的投影仪以一定角度进行的向前向下投影当中，针对屏幕的上中下各部分上的各个图像测量了增益(亮度相对于使用理想散射体获得的亮度)，并且结果在下面的表2中给出。在这种情况下，设置实施例中的不对称光散射片，以使具有较大光会聚能力的一边面向上。测量是在这样的条件下进行的投影仪定位于离屏幕5m的位置上，使得镜面反射出现在屏幕的中央。


当使用本实施方式的不对称光散射片时，屏幕中部的增益与屏幕上部和/或下部的增益之间的差异要比比较例9-2的小，这表明亮度均匀性得到了提高。这一效果在大尺寸屏幕中尤其显著。
将按照本实施方式的光散射片与包含厚度为2mm的聚甲基丙烯酸甲酯的透明树脂基板连接起来，以使该片具有形成透射屏幕的刚度。在使用这一透射屏幕的显示器中，我们发现，和反射屏幕一样，亮度的均匀性也得到了提高。
(实施例10)按照与实施例1相同的方式通过喷砂对铝片的表面进行处理，以形成复制光散射片的模具，并且使用该模具由紫外线固化树脂形成光散射片。在这种情况下，在用于生产模具的喷砂条件下，对研磨材料的粒径、功率和喷射角度进行了改变，以使模具的表面粗糙度在X方向上间距变为90-420μm。
将所生产的光散射片用在图像显示器中，并且在适于观察图像光的距离上观察图像，以评价可辨识性。可辨识性是按照下述三个标准评价的得到清楚且清晰的图像(标号○)；分辨率令人满意，但是屏幕炫目(标号△)；和分辨率差，并且炫目显著(标号×)。
结果在下面的表3中给出。在以小得能够识别出光散射片的粗糙度的间距的距离进行观察的情况下，炫目感是很强烈的，并且图像不清楚。尤其是当图像光的亮度高时，眩目感相当明显。



视力与观看者的分辨率之间的关系是由下述公式表述的分辨率(dpi)＝2.54×3438×(视力)/(观察距离)(cm)具体来说，当具有1.0的视力的观看者在60cm的距离上观察图像时，该观看者能够识别146dpi(间距173μm)，并且，当该观看者在200cm的距离上观察图像时，该观看者能够识别44dpi(间距577μm)。因此，适当的表面粗糙度根据离开所使用的光散射片的观察距离和用户的视力而变化，不过，考虑在100-200cm的距离上进行观察，期望表面粗糙度(不平坦间距)为300μm或更小。
本领域的技术人员应当理解，在处于所附权利要求书或其等价内容的范围之内的限度内，根据设计要求和其它的因素，可以出现各种各样的修改方案、组合方案、再组合方案和替换方案。
权利要求
1.一种生产在复制光散射片过程中使用的模具的方法，该方法包括实施喷砂，将研磨材料从喷枪中喷射到模具基质材料的表面上，以在模具基质材料的表面上形成不平坦，其中研磨材料是以小于90°的喷射角度喷射到模具基质材料的表面上。
2.权利要求1的生产在复制光散射片过程中使用的模具的方法，其中喷砂是这样进行的模具基质材料的表面与喷枪之间的角度在0-60°的范围之内。
3.一种生产光散射片的方法，该方法包括直接或间接使用模具复制光散射片的步骤，其中该方法使用下述形成的模具作为用于复制光散射片的模具实施喷砂，将研磨材料从喷枪中喷射到模具基质材料的表面上，以在模具基质材料的表面上形成不平坦，其中研磨材料是以小于90°的喷射角度喷射到模具基质材料的表面上。
4.权利要求3的生产光散射片的方法，其中喷砂是这样进行的模具基质材料的表面与喷枪之间的角度在0-60°的范围之内。
5.一种光散射片，包括通过由喷砂处理的表面的不平坦结构传递获得的光散射面，其中喷砂是以小于90°的研磨材料喷射角度进行的。
6.一种光散射片，包括具有这样的散射特性的光散射面，其中纵向上散射特性不同于横向上的散射特性，其中该光散射片具有在纵向和横向之一或二者上的最大亮度的轴偏移，最大亮度的轴偏移是在针对以0°的入射角发射到散射面上的光测量从散射面上散射的光的亮度的角度相关性时检测到的。
7.一种光散射片，包括具有这样的散射特性的光散射面，其中纵向上散射特性不同于横向上的散射特性，其中针对以0°的入射角发射到散射面上的光从散射面上散射的光的亮度的角度相关性是以这样的方法测量的在纵向和横向中任何一个或二者上，最大亮度轴相对于光散射片的主表面的法线方向成角度，其中亮度分布相对于最大亮度轴是不对称的。
8.一种光散射片，包括具有这样的散射特性的光散射面，其中纵向上散射特性不同于横向上的散射特性，其中光散射面具有细微表面单元，这些细微表面单元具有上升或下降的结构，并且相对于光散射片的主表面的法线方向是不对称的。
9.权利要求8的光散射片，其中光散射面具有间距为300μm或更小的不平坦结构。
10.一种屏幕，其包括光散射片，该光散射片包括具有这样的散射特性的光散射面，其中纵向上散射特性不同于横向上的散射特性，并且该光散射片具有在纵向和横向之一或二者上的最大亮度的轴偏移，该轴偏移是通过针对以0°的入射角发射到散射面上的光测量从散射面上散射的光的亮度的角度相关性而检测到的。
11.权利要求10的屏幕，其中轴偏移是在屏幕中部的方向上。
12.一种屏幕，其包括权利要求5的光散射片；和形成在该光散射片上、与光散射面相反一侧上的反射层。
13.一种屏幕，其包括权利要求5的光散射片，其中该光散射片透射从与光散射面相反的一侧投射的光，并且散射和发出穿过光散射面的光。
14.一种屏幕，其包括权利要求6的光散射片；和形成在该光散射片上、与光散射面相反一侧上的反射层。
15.一种屏幕，其包括权利要求6的光散射片，其中该光散射片透射从与光散射面相反的一侧投射的光，并且散射和发出穿过光散射面的光。
16.一种屏幕，其包括权利要求7的光散射片；和形成在该光散射片上、与光散射面相反一侧上的反射层。
17.一种屏幕，其包括权利要求7的光散射片，其中该光散射片透射从与光散射面相反的一侧投射的光，并且散射和发出穿过光散射面的光。
18.一种屏幕，其包括权利要求8的光散射片；和形成在该光散射片上、与光散射面相反一侧上的反射层。
19.一种屏幕，其包括权利要求8的光散射片，其中该光散射片透射从与光散射面相反的一侧投射的光，并且散射和发射穿过光散射面的光。
20.一种屏幕，其包括权利要求9的光散射片；和形成在该光散射片上、与光散射面相反一侧上的反射层。
21.一种屏幕，其包括权利要求9的光散射片，其中该光散射片透射从与光散射面相反的一侧投射的光，并且散射和发射穿过光散射面的光。
全文摘要
提供了一种生产在复制光散射片过程中使用的模具的方法。该方法包括步骤实施喷砂，将研磨材料从喷枪中喷射到模具基质材料的表面上，以在模具基质材料的表面上形成不平坦，其中研磨材料是以小于90°的喷射角度喷射到模具基质材料的表面上。
文档编号G03B21/56GK1721885SQ20051007834
公开日2006年1月18日 申请日期2005年2月4日 优先权日2004年2月4日
发明者木曾弘之, 工藤孝夫, 小田桐广和, 长浜勉 申请人:索尼株式会社