屏幕的制作方法

本实用新型涉及屏幕。

背景技术：

已知一种对从投影仪等投射来的影像光进行反射的屏幕。出于扩展视角的目的，屏幕中有时会包含散射剂(例如，参照专利文献1)。另外，已知一种由投影仪等向屏幕投射偏光的影像光以向用户提供立体图像的技术。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]特开2000-305177号公报

技术实现要素：

[实用新型要解决的问题]

但是，上述屏幕中，将偏光投影在屏幕上的立体图像的情况下，因为屏幕中含有扩散剂或延伸膜，所以具有影像光的偏光特性变化且立体图像劣化的问题。而且，立体图像用银幕中，存在视角特性为各向同性、容易受照明光的影响、并且对比度低下的问题。

[解决问题的手段]

本实用新型的一个实施方式中，提供了一种屏幕，包括：平板状的基材；反射层，为通过基材的一侧的面上配置的金属形成的反射层，在与基材相向的面的相对侧的面上，形成在一个方向延伸的多个发线、和在与一个方向正交的方向上延伸的且相对于多个发线的一个方向的长度较短的多个凹凸；并且表面扩散层，配置在反射层中相对侧的面的一侧上，相对于可视光，光学各向同性且透明，并且在与反射层相向的面的相对侧的表面上具有凹凸，反射层具有以下视角特性，在光照射白色板时白色板中的光强度为1的情况为比例的，作为全视角中最大值的峰值增益为6～14，一个方向的视角为20°～30°的位置中峰值增益减半，并且正交的方向的视角为5°～15°的位置中峰值增益减半。

本实用新型的一个实施方式中，提供了一种屏幕，包括：平板状的基材；反射层，由配置在基材的一侧的面上配置的金属制成；以及表面扩散层，配置在反射层中与基材相向的面的相对侧的面的一侧上，相对于可视光，光学各向同性且透明，并且在与反射层相对的面的相对侧的表面上具有凹凸，表面的算术平均粗糙度Ra为0.5μm～0.8μm。

本实用新型的一个实施方式中，提供了一种屏幕，包括：平板状的基材；反射层，为通过基材的一侧的面上配置的金属形成的反射层，在与基材相向的面的相对侧的面上，形成在一个方向延伸的多个发线、和在与一个方向正交的方向上延伸的且相对于多个发线的一个方向的长度较短的多个凹凸；并且表面扩散层，配置在反射层中相对侧的面的一侧上，相对于可视光，光学各向同性且透明，并且在与反射层相向的面的相对侧的表面上具有凹凸，表面的算术平均粗糙度Ra为0.5μm～0.8μm，反射层具有以下视角特性，在光照射白色板时白色板中的光强度为1的情况为比例的，作为全视角中最大值的峰值增益为6～14，一个方向的视角为20°～30°的位置中峰值增益减半，并且正交的方向的视角为5°～15°的位置中峰值增益减半。

上述实用新型内容并未列举出本实用新型的全部可能特征。这些特征组的子组合也属于本实用新型。

【附图说明】

图1为投影仪系统10的整体结构图。

图2为屏幕14的分解立体图以及部分放大图。

图3为屏幕14的截面图。

图4为说明屏幕14的制造方法中的各步骤的图。

图5为说明屏幕14的制造方法中的各步骤的图。

图6为说明屏幕14的制造方法中的各步骤的图。

图7为具有被更改的表面扩散层228的屏幕214的截面图。

图8为说明串扰率测定实验的概要图。

图9为增益测定实验的概要说明图。

图10为说明比较例1的屏幕914的截面图。

图11为串扰率及增益的测定结果图。

图12是从上面看的屏幕14中的反射光的水平方向视角的说明图。

图13是从侧方看的屏幕14中的反射光的上下方向视角的说明图。

图14是从侧方看的屏幕14中的反射的外部光的上下方向视角的说明图。

图15为压纹加工的实验用样品的屏幕514的截面图。

图16是压纹面加工的膜和串扰率的关系的测试实验结果。

【具体实施方式】

以下，通过实用新型的实施方式对本实用新型进行说明。以下的实施方式并不限定本实用新型权利要求范围。此外,实施方式中所述特征的组合并不都是实用新型的解决手段所必须的。

图1为投影仪系统10的整体结构图。将图1中箭头所示上下前后作为投影仪系统10的上下前后方向。另外，该上下前后方向为投影仪系统10在通常使用状态下的上下前后方向。

如图1所示，投影仪系统10包括投影仪12和反射型的屏幕14。投影仪12将形成映像的影像光PL投射于屏幕14上。屏幕14将由偏光特性不同的偏光构成的右眼用及左眼用的影像光PL向前方反射。右眼用及左眼用的影像光PL的偏光特性的组合，例如为，以上下方向为偏光方向的直线偏光与以水平方向为偏光方向的直线偏光的组合、或者以右旋为偏光方向的圆偏光与以左旋为偏光方向的圆偏光的组合。用户借助于包括具有不同偏光片的右眼用镜片及左眼用镜片的偏光眼镜16观察影像光PL。据此，用户能够用右眼看到右眼用影像光PL，并用左眼看到左眼用影像光PL。用户能够观看到在屏幕14上映射出的立体映像。

图2为屏幕14的分解立体图以及部分放大图。图3为屏幕14的截面图。如图2及图3所示，屏幕14具有：基材22、附着层24、反射层26及表面扩散层28。部分放大图示出图2中的放大区域A，从前面看是反射层26的一部分的放大图。

基材22由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的树脂构成。基材22可以由除PET以外的聚碳酸酯、聚乙烯、聚萘二甲酸、聚氯乙烯等其他树脂构成。基材22在正面视图中形成为长方形的平板状。基材22的形状的一实施例可为80英寸尺寸的长方形。该尺寸的屏幕14可以使用层叠有多个基材22的基材。基材22的厚度的一实施例可为100μm，当层叠多个时，层叠的基材22的厚度的一实施例可以为将100μm与75μm相组合。

附着层24将反射层26附着于基材22上。附着层24遍布基材22的整体前面设置。附着层24由聚氨酯类粘着剂构成。附着层24也可以进行适当更改，只要是能够附着反射层26的材料即可。附着层24的厚度为5～30μm，从可弯曲的观点看，优选是5～10μm，本实施方式中为5μm。

反射层26借助于附着层24遍布于基材22的整个前面配置。反射层26由铝构成。作为反射层26的材料可以使用软质铝箔。反射层26也可以由其他金属构成，只要是能够反射光的材料即可。反射层26的厚度为5～20μm，从可弯曲的观点来看，优选为5～10μm，本实施方式中为7μm。

如放大区域A所示，反射层26的表面，与表面扩散层28相接的面，即反射层26前面的整个面，形成多个发线32和多个凹凸34。多个发线32沿水平方向延伸，多个凹凸34在与发线32延伸的水平方向正交的方向上进行上下方向延伸。此外，放大区域A仅用于示例性说明，多个发线32及多个凹凸34的形状等不限于图示。

多个发线32的各个是由几mm至几μm长的不同线连续连接的发线。在上下方向上的相邻的多个发线32的间距为6μm至10μm。多个凹凸34的大体构造是上下延伸的多个凸部和多个凹部朝着水平方向交替分布。将上下方向延伸的多个凸部连接的棱线中的反射层的厚度不规则地变化。同样地，将上下方向延伸的多个凹部连接的谷线中的反射层的厚度不规则地变化。因此，与多个发线32相比，多个凹凸34通常不规则地配置。将多个凹凸34的剖面轮廓标准化后的剖面轮廓为上下方向渐变且水平方向陡峭的形状。也就是，与沿着上下方向延伸的凸部的棱线和凹部的谷线的各个而变化的反射层厚度的变化率相比，水平方向交替分布的凸部和凹部的一方向上的反射层的厚度的变化率更大。而且，多个凹凸34中的多个凸部和多个凹部的各个的上下方向的长度短于多个发线32的水平方向的长度。反射层26主要通过多个凹凸34，扩展在前面反射的影像光PL的水平方向视角，以及使在前面反射的外部光的上下方向视角变窄。

形成上下方向的多个凹凸34，使得反射层26具有峰值增益为6～14、水平方向视角为20°～30°的位置处峰值增益减半且上下方向视角为5°～15°的位置处峰值增益减半的视角特性。这里所说的峰值增益是指：光照射到白色板时白色板中的光的强度为1的情况为比例的，全视角中的最大值。

表面扩散层28至少在作为影像光PL的可见光区域不具有多折射率，为光学各向同性且透明。据此，表面扩散层28使由反射层26反射的影像光PL通过而不改变其偏光特性。表面扩散层28在反射层26中与基材22对向面的相对侧的面、即反射层26的整个前面遍布配置。主要构成表面扩散层28的树脂可以适用聚氨酯类树脂。表面扩散层28发挥调色层的功能。表面扩散层28包含着色剂，全光线透过率为20％～50％。表面扩散层28中包含的着色剂由偶氮系的黑色颜料或者黑色染料制成。着色剂更优选地可溶在树脂层上，由可以抑制成为阻碍偏光要因的内部散射的黑色染料形成。据此，表面扩散层28吸收因多重反射的相位错乱的偏光，降低偏光特性的偏差。

表面扩散层28的厚度为10μm。表面扩散层28的前面，即表面扩散层28的表面上，形成因压纹加工的凹凸36。结果，表面扩散层28的表面为：算术平均粗糙度Ra为0.5μm～0.8μm，十点平均粗糙度Rz为2.5μm～3.8μm。优选地，算术平均粗糙度Ra为0.65μm，十点平均粗糙度Rz为2.93μm。此外，算术平均粗糙度Ra是在粗糙度曲线的预定基准长度的范围内，从该范围通过积分法求取的值。十点平均粗糙度Rz是以下值，在预定的基准长度范围内，计算距离从最高峰点到第5个高的峰点的粗糙度曲线的平均线的高度的和、以及距离从最低谷点到第5个低的谷点的粗糙度曲线的平均线的深度的和，将该高度和与深度和除以5得到的值。通过该凹凸36，扩展影像光PL出射方向，扩展视角。

对屏幕14的制造方法的一实施例进行说明。图4～图6为说明屏幕14的制造方法中的各步骤的图。

首先，在用作反射层26的铝箔的准备阶段中，通过压延辊压延薄的铝板。此时，铝板的两面上通过压延辊压延，在流动方向上形成多个发线32。然后，在将压延的2个铝板重叠的状态下反复进行通过压延辊的压延，从而使铝板阶段性变薄直到成为铝箔的厚度。朝向上述流动方向，剥离据此得到的重叠的两个铝箔。此时，在两个铝箔的对向面上分别形成形状互补的多个凹凸34。

接着，如图4所示，在反射层设置步骤中，由辊式涂布机在100μm厚度的由PET构成的平板状的基材22上涂布聚氨酯类粘着剂，使得干燥后的附着层24的厚度为5μm。此后，在附着层24的一面上载置铝箔成为反射层26。此后，通过使附着层24硬化，借助于附着层24将反射层26附着设置于基材22上。

然后，如图5所示，在表面扩散层28形成步骤中，由铸件将调合有聚氨酯类树脂和黑色染料的树脂合成物涂布于反射层26的前面，使其干燥后的厚度为10μm。所涂布的树脂合成物的一实施例为100份的多元醇类主剂、28份的异氰酸酯类硬化剂、100份的稀释溶剂及适量的黑色染料的混合物。黑色染料可以对应于所设计的增益进行适当配比。此后，使树脂合成物干燥，在反射层26中作为与基材22对向面的相对侧面的前面形成相对于可见光为光学各向同性且透明的表面扩散层28。此外，可以通过在反射层26的前面将包含氨酯系树脂和黑色染料的膜状片材层压，来形成表面扩散层28。这种情况下，可以在表面扩散层28和反射层26之间形成用于将膜状的表面扩散层28附着至反射层26的前面的透明附着层。而且，代替上述氨酯系树脂，可以使用氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂、丙烯酸类树脂丙烯酸酯等的紫外线硬化树脂。

以下，如图6所示，将20μm厚的由OPP(双轴拉伸性聚丙烯)膜构成的压纹膜40贴合于表面扩散层28的整个前面上。在压纹膜40的贴合面上形成有经压纹加工而形成有凹凸的压纹面42。在此状态下，基材22、附着层24及反射层26的合计厚度为112μm，表面扩散层28的厚度为10μm，压纹膜40的厚度为20μm。此后，对表面扩散层28进行老化処理后将压纹膜40剥离。据此，压纹膜40的压纹面42的凹凸被转印到作为表面扩散层28的露出面的表面上形成凹凸36。从而完成如图3所示的屏幕14。此外，除了上述OPP膜的转印方法之外，还可以通过喷砂、强碱性化学蚀刻等方法来形成表面扩散层28的表面的凹凸36。

对上述屏幕14的作用及效果进行说明。从投影仪12输出的具有两个偏光方向的影像光PL到达屏幕14时，从表面扩散层28入射。影像光PL透过表面扩散层28之后到达反射层26。到达反射层26的影像光PL被反射，往前方行进。此处，由于在反射层26的前面至少形成上下方向延伸的多个凹凸34，因此，影像光PL在行进方向沿水平方向扩展的状态下被反射。此后，影像光PL进入表面扩散层28。

此处认为在影像光PL中，被发线32及凹凸34进行散射反射的一部分光在表面扩散层28的内部发生多重反射而成为杂散光，该杂散光被黑色染料吸收。另一方面，认为在影像光PL中，被发线32及凹凸34进行合理反射而使偏光未发生混乱的影像光PL很少在表面扩散层28的内部被黑色染料吸收，大部分透过而射出。

进一步地，从表面扩散层28的前面输出的影像光PL通过由压纹加工而形成的凹凸36，在维持偏光特性的状态下沿行进方向扩展。据此，用户能够在屏幕14前方的宽广区域中看到偏光特性得到维持的影像光PL，因此能够降低串扰率。而且，由于表面扩散层28形成了凹凸36，因此能够减少伴随着水平方向视角变化而产生的增益变化。也就是说能够减少增益相对于水平方向视角的变化。从而使屏幕14既能够在水平方向的宽广区域内减少相对于水平方向视角的亮度变化，又能够为用户提供高画质的立体图像。而且，屏幕14能够扩展水平方向视角，并能够抑制热点、闪点等亮斑。

如上，本实施方式的屏幕14包括根据上述视角特性在前面形成至少上下方向的多个凹凸34的反射层26和为了使表面算术平均粗糙度Ra为0.5μm～0.8μm而具有通过压纹加工形成的凹凸36的表面扩散层28。据此，不仅可以使通过反射层26反射的影像光PL的水平方向视角扩展，而且使外部光的上下方向的视角变窄，还可以在通过表面扩散层28维持偏光特性的状态下，通过使影像光扩散，来降低屏幕14前方的广大区域的串扰率，进一步降低相对于水平方向视角的增益变化。

图7为具有被更改的表面扩散层228的屏幕214的截面图。屏幕14具有：基材22、附着层24、反射层26及表面扩散层228。

表面扩散层228不具有多折射率，为光学各向同性。表面扩散层228由透明的树脂构成。表面扩散层228被设置为遍布反射层26的整个前面。表面扩散层228由聚氨酯类树脂构成。表面扩散层228不包含着色剂，为近似无色，全光线透过率为80％以上。表面扩散层228具有约10μm的厚度。通过压纹加工而在表面扩散层228的整个前面形成有凹凸236。

以下，对证明上述实施方式能够降低串扰率的效果及增益的平均化而进行的实验进行说明。图8为说明串扰率测定实验的概要图。如图8所示，本实验从投影仪12向屏幕414投射映像，由亮度计70测定屏幕414上的亮度。以下说明各部件的具体形状、配置等。

屏幕414为横向1040mm、纵向770mm的长方形状。投影仪12使用NEC公司制的DLP(注册商标)投影仪。个人电脑向投影仪12中输入使整个面显示白色图像的信号。亮度计70使用TOPCON公司制的BM-7。亮度计70的亮度测定角设置为1.0°。

投影仪12与屏幕414之间的水平方向距离L1为2000mm。亮度计70与屏幕414之间的水平方向距离L2为2500mm。在投影仪12与屏幕414之间的上下方向距离、即高度H为620mm。亮度计70的受光面中心与屏幕414的中心为相同高度。

在投影仪12与屏幕414之间配置有偏光板72。偏光板72具有上下方向的透过轴。在亮度计70与屏幕414之间配置有偏光板74。在偏光板74配置有透过轴方向与偏光板72相同的平行尼科尔棱镜，以及透过轴与偏光板72垂直的正交尼科尔棱镜之一的状态下，由亮度计70测量屏幕414的中心亮度。然后通过如下式(1)算出串扰率。

串扰率＝正交尼科尔棱镜的白画面亮度/平行尼科尔棱镜的白画面亮度(1)

进一步地，一边使亮度计70绕屏幕414的中心在水平面内旋转，一边测定亮度，从而算出各视角中的串扰率。

图9为增益测定实验的概要说明图。如图9所示，使用光源76和测角光度计78进行增益测定。

将来自于固定的光源76的平面波的光照射屏幕414上，通过测角光度计78测定反射的光强度。测角光度计(goniophotometer)78采用村上色彩研究所公司制的GP-200。测角光度计78一边绕屏幕414的中心在水平面内旋转，一边测定光强度。具体地，将屏幕414的法线方向作为0°，测定旋转到70°的光强度。另外，作为增益的基准，将以标准白色板测定的光强度作为“1”。

作为串扰率及增益的测定用样品，制成实施例1、实施例2及比较用的比较例1。实施例1具有与具有发挥上述调色层功能的表面扩散层28的屏幕14相同的层叠结构。实施例1中的基材22、附着层24、反射层26、表面扩散层28各自的厚度为100μm、5μm、7μm、10μm。实施例2具有与具有由上述透明树脂构成的表面扩散层228的屏幕214相同的层叠结构。实施例2中的基材22、附着层24、反射层26、表面扩散层228各自的厚度为100μm、5μm、7μm、10μm。

图10为说明比较例1的屏幕914的截面图。如图10所示，比较例1的屏幕914具有：基材922和反射层926。基材922具有1～2mm的厚度。基材922具有树脂层934和交叉部936。树脂层934由PVC(聚氯乙烯)构成。交叉部936设置于树脂层934的后面。交叉部936在正交的两个方向编入有聚酯制纤维。反射层926由银涂装的树脂构成。反射层926含有铝填料938。反射层926具有3μm的厚度。

图11为串扰率及增益的测定结果图。如图11所示，实施例1和实施例2的串扰率小于比较例1的串扰率。尤其是可以看到，随着水平方向视角的变大，实施例1及实施例2与比较例1的串扰率差显著增大。在串扰率方面对实施例1与实施例2进行比较时发现，具有发挥作为调色层功能的表面扩散层28的实施例1比实施例2的串扰率更小。

而且，实施例1、实施例2和比较例1进行增益比较，除了水平方向视角较小的一部分区域外，与比较例1相比，实施例1和实施例2的增益较大。进一步，与比较例1相比，实施例1和实施例2的相对于水平方向视角变化的增益变化较小。换言之，与比较例1相比，实施例1和实施例2的因用户1位置引起的图像的亮度变化较小。

图12是从上面看的屏幕14中的反射光的水平方向视角的说明图。图13是从侧方看的屏幕14中的反射光的上下方向视角的说明图。在图12和图13中，说明将投影仪12配置在屏幕14的正面的情况下屏幕14中的反射光的各视角。

在图12和图13中，实线箭头示出通过投影仪12投影且屏幕14反射而扩散的影像光。同样，虚线箭头示出通过投影仪12投影且反射层上未形成发线及凹凸的银幕反射而扩散的影像光。银幕的反射层由含有铝的填料的银涂装树脂层形成，反射层的视角特性中没有各向异性。

如图12和图13所示，上述银幕等方向地反射光，水平方向视角和上下方向视角没有变化。相应地，根据屏幕14，反射层26具有与银幕相比更宽的20°～30°水平方向视角的位置处峰值增益减半且与银屏相比更窄的5°～15°上下方向视角的位置处峰值增益减半的视角特性。也就是，与银幕相比，屏幕使反射光的水平方向视角变宽，但使上下方向视角变窄。

图14是从侧方看的屏幕14中的反射的外部光的上下方向视角的说明图。在图14中，实线箭头示出从固定的光源18发出且屏幕14反射而扩散的外部光。同样，虚线箭头示出从固定的光源18发出且反射层上未形成发线及凹凸的银幕反射而扩散的外部光。而且，用户1的观察范围以R示出。

如图14所示，根据银幕，反射的外部光入射到用户的观察范围R，从投影仪投射的影像的对比度变低。对此，根据屏幕14，在银幕中用户1的观察范围R中入射的外部光被引导到用户1的观察范围R外。而且，与投影仪光相比，外部光通过大的角度入射到屏幕14上，因此通过吸收光的上述表面扩散层28，光路变长。结果，根据郎伯比尔定律，与短光路行进的投影仪光相比，长光路行进的外部光衰减。因此，通过屏幕14反射外部光，即使进入用户1的观察范围的情况下，外部光产生的影像被降低，所以可以抑制对比度的降低。例如，即使在明亮的地方使用屏幕14的情况下，也可以抑制3D影像的可视性的降低。

以下，就通过由OPP膜形成压纹加工来降低串扰率的效果的证明实验进行说明。图15为压纹加工的实验用样品的屏幕514的截面图。如图15所示，屏幕514包括：基材22、附着层24、反射层26、防锈层527及表面扩散层528。表面扩散层528作为由紫外线硬化树脂构成的表面层而发挥作用。表面扩散层528的前面形成有凹凸536。在本实验中，通过使用由OPP膜、PET砂垫、PET揉合垫的任一构成的压纹膜的压纹加工来形成凹凸536，对串扰率进行测试。PET砂垫使用开成工业公司制产品。PET揉合垫使用东丽公司制的X44。

图16是压纹面加工的膜和串扰率的关系的测试实验结果。串扰率中0°是屏幕514的正前面(即前方)，60°是从屏幕514的中心在水平面中旋转60°的方向。

如图16所示，与PET砂垫、PET揉合垫相比，通过OPP膜形成凹凸536的屏幕514的串扰率在0°和60°两方向上极具优点。

上述各实施方式所述结构中的形状、数值、材料、配置可进行适当更改。在上述多个实施方式中，在反射层前面形成的多个凹凸的大体结构说明为沿上下方向延伸的多个凸部和多个凹部朝向水平方向交替分布，其剖面轮廓说明为上下方向渐变且水平方向陡峭的形状。但是，不必在反射层的整个前面，多个凹凸的大体结构和剖面轮廓都具有这种结构/形状。例如，反射层的前面的大部分，可以在至少一半以上的区域中具有这种结构/形状。也就是说，在反射层的准备阶段中，将2个铝箔剥离时形成的多个凹凸：其一部分不同于上述大体结构和剖面轮廓，其大部分具有上述大体结构和剖面轮廓。

以上，使用本实用新型的实施方式进行了说明，但本实用新型的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。对本领域的技术人员而言，能够对所述实施方式施加多种变更或改良是显而易见的。根据本实用新型的权利要求书的记载可知，经过这样的变更或改良后的方案也包含在本实用新型的保护范围内。

本实用新型权利要求书、说明书以及附图中所示的装置、系统、程序、以及方法中的动作、步骤、以及阶段等各处理的执行顺序并未明确表示为“之前”、“以前”，此外，应注意，在后面的处理中不利用前面的处理的输出的情况下，能够以任意的顺序来实现。有关本实用新型权利要求、说明书和附图中的动作流程，为了说明上的方便，说明中使用了“首先”、“其次”等字样，但即使这样也不意味着必须按此顺序实施。

[符号说明]

1 用户

10 投影仪系统

12 投影仪

14 屏幕

16 偏光眼镜

18 光源

22 基材

24 附着层

26 反射层

28 表面扩散层

32 发线

34 凹凸

40 压纹膜

42 压纹面

70 亮度计

72 偏光板

74 偏光板

76 光源

78 测角光度计

214 屏幕

228 表面扩散层

236 凹凸

414 屏幕

514 屏幕

527 防锈层

528 表面扩散层

536 凹凸

914 屏幕

922 基材

926 反射层

934 树脂层

936 交叉部

938 填料