DE69930200T2

DE69930200T2 - Rückprojektionsschirm

Info

Publication number: DE69930200T2
Application number: DE69930200T
Authority: DE
Inventors: c/o TOPPAN PRINTING CO. Takashi Abe; c/o TOPPAN PRINTING CO. Tsutomu Yoshida; c/o TOPPAN PRINTING CO. Yuichi Nishikawa; c/o TOPPAN PRINTING CO. Yoshiyuki Ono
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: DE69930200D1; EP1014169B1; EP1014169A1; ATE320026T1; DK1014169T3; US6307675B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rückprojektions-Bildschirm und insbesondere auf einen Bildschirm, der als Anzeigetafel eines Rückprojektions-TV unter Verwendung einer Flüssigkristalltafel als Videoquelle verwendet wird.
7 ist eine Querschnittsdraufsicht, welche einen herkömmlichen Rückprojektions-Bildschirm zeigt, der im Allgemeinen für ein CRT Rückprojektions-TV verwendet wird. Dieser Bildschirm umfasst von der Projektionsseite (Rückseite) ein Fresnel-Linsenlage 110, eine doppelseitige linsenförmige Lage 120 und eine Schutzplatte 130.
Die Fresnel-Linsenlage 110 weist ein transparentes Harzsubstrat 111, und eine Fresnel-Linse 112 auf ihrer Vorderseite auf. Die Schutzplatte 130 weist ein transparentes Harzsubstrat 131 und normalerweise eine oberflächenbehandelte Schicht 138 auf, die auf ihrer Vorderseite gebildet wurde. Die Schutzplatte 130 hindert Staub am Festsetzen auf der dreidimensionalen Oberfläche der doppelseitigen linsenförmigen Lage 120 auf der Vorderseite und schützt eine Licht abschirmende Schicht 125. Die oberflächenbehandelte Schicht 138 der Schutzplatte 130 ist als eine abriebbeständige Hartüberzug oder eine antistatische Behandlung gebildet.
Die linsenförmige Lage 120 weist ein Harzsubstrat 121 und linsenförmige Abschnitte 122 und 123 auf beiden Oberflächen des Substrats auf. Der linsenförmige Abschnitt 122 auf der Rückseite ist durch horizontales Nebeneinanderstellen einer Vielzahl von zylindrischen Linsen konstruiert, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken. Der linsenförmige Abschnitt 122 ist so bereitgestellt, dass er Videolicht in der horizontalen Richtung bricht/streut. Der linsenförmige Abschnitt 123 auf der Betrachtungsseite (Vorderseite) ist ebenso durch horizontales Nebeneinanderstellen einer Vielzahl von zylindrischen Linsen konstruiert, welche sich in der vertikalen Richtung erstrecken. Die linsenförmigen Abschnitte 122 und 123 haben die Funktion des Korrigierens einer Farbverschiebung (was später beschrieben wird).
Ein Licht streuendes Material 124 wird in das Harzsubstrat 121 der linsenförmigen Lage 120 gemischt, um Videolicht in der vertikalen Richtung zu brechen/zu streuen. Das Harzsubstrat 121 weist auf seiner Vorderseite hervorspringende Abschnitte abwechselnd mit den zylindrischen Linsen des linsenförmigen Adschnitts 123 auf. Jeder hervorspringende Abschnitt weist eine flache Oberfläche auf, auf welcher eine Licht abschirmende Schicht 125 durch Bedrucken mit schwarzer Tinte oder dergleichen gebildet wurde. Die Licht abschirmende Schicht 125 wird bereitgestellt, um den externen Lichtkontrast zu verbessern.
In jüngster Zeit wurden CRT Rückprojektions-TVs durch Flüssigkristall-Rückprojektions-TVs mit kennzeichnenden Eigenschaften wie geringem Energieverbrauch, hoher Bildqualität und leichtgewichtigter Struktur mit kleinem Profil ersetzt. In einem CRT Rückprojektions-TV wird ein Bild von drei Röhren aus R, G und B projiziert, und die positionelle Differenz zwischen den drei Röhren erzeugt eine Farbverschiebung. Um die Farbverschiebung zu korrigieren, muss der Rückprojektions-Bildschirm eine doppelseitige linsenförmige Lage aufweisen. Bei einem Flüssigkristall-Rückprojektions-TV jedoch wird Videolicht von dem Flüssigkristall durch eine monokulare Linse projiziert, und es tritt keine Farbverschiebung aufgrund der positionellen Differenz auf. Daher kann der Rückprojektions-Bildschirm eine einseitig linsenförmige Lage verwenden.
8 ist eine Querschnittsdraufsicht, welche einen herkömmlichen Rückprojektions-Bildschirm zeigt, der für ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV verwendet wird. Dieser Bildschirm umfasst von der Rückseite eine Fresnel-Linsenlage 140 und eine horizontale linsenförmige Lage 150.
Die Fresnel-Linsenlage 140 weist ein Harzsubstrat 141 und eine Fresnel-Linse 142 auf ihrer Vorderseite auf. Die linsenförmige Lage 150 weist ein Harzsubstrat 151, einen linsenförmigen Abschnitt 152 auf ihrer Rückseite und eine oberflächenbehandelte Schicht 158 auf ihrer Vorderseite auf. Der linsenförmige Abschnitt 152 wird durch horizontales Nebeneinanderstellen einer Vielzahl von zylindrischen Linsen in der vertikalen Richtung konstruiert. Der linsenförmige Abschnitt 152 ist so angeordnet, dass er Videolicht in der horizontalen Richtung bricht/streut.
Dieser Bildschirm weist keine Licht abschirmende Schicht wie in 7 gezeigt auf, so dass der niedrige Kontrast aufgrund von externem Licht ein Problem darstellt. Um Videolicht in der vertikalen Richtung zu brechen/zu streuen und den Kontrast zu erhöhen, werden ein Licht streuendes Material 154 und ein dunkles Farbmittel 154 in das Harzsubstrat 151 der linsenförmigen Lage 150 gemischt. Die bereitgestellte Wirkung ist nicht ausreichend, und folglich wird ein Licht streuendes Material 144 in das Harzsubstrat 141 der Fresnel-Linsenlage 140 zugemischt.
Eine beträchtlich große Menge von Licht streuenden Materialien 144 und 154 und dunklem Farbmittel 154 müssen zugegeben werden, um eine ausreichende Additionswirkung zu erhalten. Als Ergebnis wird die Leuchtdichte des Bildschirms im Verhältnis zu dem Gehalt der zugegebenen Materialen niedrig. Wenn der Gehalt klein ist, ist die Funktion der Brechung/Streuung von Videolicht in der vertikalen Richtung unzureichend, was zu einem engen vertikalen Betrachtungswinkel des Bildschirms führt.
9 ist eine Querschnittsdraufsicht, welche ein anderes Beispiel eines herkömmlichen Rückprojektions-Bildschirms zeigt, der für ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV verwendet wird. Dieser Schirm umfasst von der Rückseite eine Fresnel-Linsenlage 160 und eine horizontale linsenförmige Lage 170.
Die Fresnel-Linsenlage 160 weist ein Harzsubstrat 161, und eine Fresnel-Linse 162 auf ihrer Vorderseite auf. Ein Licht streuendes Material 164 wird in das Harzsubstrat 161 der Fresnel-Linsenlage 160 zugemischt.
Die horizontale linsenförmige Lage 170 weist ein Harzsubstrat 171 und einen linsenförmigen Abschnitt 172 auf ihrer Rückseite auf. Der linsenförmige Abschnitt 172 auf der Rückseite ist durch horizontales Nebeneinanderstellen einer Vielzahl von zylindrischen Linsen konstruiert, welche sich in der vertikalen Richtung erstrecken. Eine durch UV härtende Harzschicht 176 und eine Licht abschirmende Schicht 175 sind auf der Vorderseite des Harzsubstrats 171 gebildet. Die Licht abschirmende Schicht 175 besteht aus schwarzen Streifen, die in Bereichen mit Ausnahme der Licht fokussierenden Abschnitte der zylindrischen Linsen des linsenförmigen Abschnitts 172 gebildet wurden.
Die horizontale linsenförmige Lage 170 weist ebenso ein schützendes Harzsubstrat 181 auf, das mit der Vorderseite der Licht abschirmenden Schicht 175 über eine Haftschicht 177 verbunden ist. Ein Licht streuendes Material 184 und ein dunkles Farbmittel 184 werden in das Harzsubstrat 181 zugemischt. Eine oberflächenbehandelte Schicht 188 wird als eine Anti-Reflexionsbehandlung, Anti-Statikbehandlung und Hartüberzugsbehandlung auf der Vorderseite des Harzsubstrates 181 gebildet.
Gemäß des in 9 gezeigten Bildschirms wird der Kontrast verbessert, und der Gehalt des zuvor beschriebenen Farbmittels oder Licht streuenden Materials kann aufgrund der Wirkung der schwarzen Licht abschirmenden Schicht 175 verringert werden. In diesem Fall wird jedoch ein Phänomen, das „hot bar" genannt wird und dem Flüssigkristall-Rückprojektions-TV anhaftet, beobachtet. Bei dem Phänomen „hot bar" wird Licht von der Projektorlichtquelle auf der Bildschirmoberfläche lokal als hell beobachtet, als ein langer Balken, welcher sich in der horizontalen Richtung im rechten Winkel zu der Länge der zylindrischen Linsen des linsenförmigen Abschnitts 172 erstreckt. Um dieses Phänomen zu lösen, werden Licht streuende Materialien und Farbmittel 164 und 184 in das Harzsubstrat 161 der Fresnel-Linsenlage 160 und des schützenden Harzsubstrats 181 jeweils zugemischt, um diese einer Licht streuenden Behandlung zu unterziehen. Für diesen Bildschirm wird jedoch die Leuchtdichte des Bildschirms erniedrigt und die Herstellungskosten steigen aufgrund der Herstellung der Harzsubstrate 161 und 181.
Andere Beispiele von herkömmlichen Bildschirmen sind in den Druckschriften EP-A-0 822 123, EP-A-0 288 117, WO-A-98/45753 und US-A-5615045 offenbart.
Es ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung, sowohl den Kontrast als auch die Leuchtdichte eines Bildschirms zu verbessern, der als Anzeigetafel eines Rückprojektions-TV verwendet wird, und ebenso die Herstellungskosten zu verringern.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, den Betrachtungswinkel bei einem verbesserten Bildschirm zu vergrößern.
Gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Rückprojektions-Bildschirm zur Verfügung gestellt, wie er im Patentanspruch 1 definiert wird.
Gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV zur Verfügung gestellt, wie es im Patentanspruch 20 definiert wird.
Die Erfindung kann aus der folgenden detaillierten Beschreibung vollständiger verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, in welchen:
1 eine schematische Ansicht ist, die ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht ist, welche einen Rückprojektions-Bildschirm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche für den Flüssigkristall-Rückprojektions-TV verwendet wird;
3A eine Querschnittsdraufsicht des in 4 gezeigten Bildschirms entlang einer X-Y-Ebene ist;
3B eine Querschnittsseitenansicht entlang einer Linie IIIB-IIIB in 3A ist;
4A eine Querschnittsdraufsicht ist, welche einen Rückprojektions-Bildschirm gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welcher für ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV verwendet wird;
4B eine Querschnittsseitenansicht entlang einer Linie IVB-IVB in 4A ist;
5A bis 5E Querschnittsdraufsichten sind, welche die Schritte beim Bilden der Licht abschirmenden Schicht des in den 3A und 3B oder 4A und 4B gezeigten Bildschirms zeigen;
6 eine graphische Darstellung ist, welche die Beziehung zwischen dem Betrachtungswinkel und der Leuchtdichte des Bildschirms zeigt;
7 eine Querschnittsdraufsicht ist, welche einen herkömmlichen Rückprojektions-Bildschirm zeigt, der im Allgemeinen für ein CRT Rückprojektions-TV verwendet wird;
8 eine Querschnittsdraufsicht ist, welche einen herkömmlichen Rückprojektions-Bildschirm zeigt, der für ein Flüssigkristallrückprojektons-TV verwendet wird; und
9 eine Querschnittsdraufsicht ist, welche ein anderes Beispiel des herkömmlichen Rückprojektions-Bildschirms zeigt, der für ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV verwendet wird.
In dem Verfahren der Entwicklung dieser Erfindung haben die Gegenwärtigen Erfinder umfangreiche Studien über die herkömmlichen Rückprojektions-Bildschirme wie sie in den 7 bis 9 gezeigt werden, durch Durchführen einer Anzahl von Experimenten ausgeführt und konsequenter Weise die folgenden Befunde erhalten.
Im Allgemeinen ist ein Rückprojektions-Bildschirm mit einer Fresnel-Linsenlage auf der Rückseite und einer linsenförmigen Lage auf der Vorderseite, wie in den 7 bis 9 gezeigt, so angeordnet, dass ein Betrachter ein Bild auf der Seite der linsenförmigen Lage wahrnimmt. In dem in 8 gezeigten Bildschirm sind zum Beispiel das Licht streuende Material 154 und das dunkle Farbmittel 154 in das Harzsubstrat 151 der linsenförmigen Lage 150 zugemischt, und der Betrachter nimmt ein Bild auf dem Harzsubstrat 151 wahr. In dem in
9 gezeigten Bildschirm, welcher die Licht abschirmende Streifenschicht 175 aufweist, sind das Licht streuende Material 184 und das dunkle Farbmittel 184 in das schützende Harzsubstrat 181 (integriert mit der linsenförmigen Lage 170) auf der Vorderseite der Licht abschirmenden Streifenschicht zugemischt, und der Betrachter nimmt ein Bild auf dem Harzsubstrat 181 wahr.
Der Aufbau, der einen Betrachter dazu bringt, ein Bild auf der Seite der linsenförmigen Lage wahrzunehmen, wird angepasst, weil, wenn eine Menge von Licht streuendem Material in die Fresnel-Linsenlage auf der Rückseite zugemischt wurde, das projizierte Licht von einem Projektor übermäßig gestreut wird, wodurch die Menge der parallelen Komponente des ausgegebenen Lichtes auf die linsenförmige Lage durch die Fresnel-Funktion verringert wird. Die gegenwärtigen Erfinder haben durch Studien herausgefunden, dass ein Umschwung des Konzeptes, einen Beobachter dazu bringt, ein Bild auf der Seite der Fresnel-Linsenlage wahrzunehmen, die Probleme des niedrigen Kontrasts und der Lichteffizienz und der hohen Herstellungskosten bei den herkömmlichen Bildschirmen lösen kann.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche auf diesen Befunden beruhen, werden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung bezeichnen die gleichen Bezugszeichen Elemente mit im Wesentlichen den selben Funktionen und Strukturen und eine detaillierte Beschreibung davon wird nur vorgenommen, wenn es notwendig ist.
1 ist eine schematische Ansicht, welche ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV zeigt. Dieses TV weist eine Projektionsansteuerung 13 auf, der im untersten Abschnitt eines Gehäuses 12 angeordnet ist. Die Projektionsansteuerung 13 schließt eine Lichtquelle 14 und eine Flüssigkristalltafel 15 ein, die als eine Videoquelle auf seiner Vorderseite verwendet wird. Videolicht, das durch Durchlaufen von Licht von der Lichtquelle 14 durch die Flüssigkristalltafel 15 erhalten wurde, wird auf die Rückseite des Rückprojektions-Bildschirms 19 dieser Ausführungsform durch ein optisches System projiziert, welches eine Projektionslinse 17 und einen Spiegel 18 umfasst.
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Rückprojektions-Bildschirm gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welcher für das Flüssigkristall-Rückprojektions-TV verwendet wird. 3A ist eine Querschnittsdraufsicht des in 2 gezeigten Films entlang einer X-Y-Ebene. 3B ist eine Querschnittsseitenansicht entlang einer Linie IIIB-IIIB in 3A. Ein Bildschirm A1 weist von der Projektionsseite (Rückseite) eine doppelseitige Linsenlage 20 und eine horizontale linsenförmige Lage 30 auf.
Die doppelseitige Linsenlage 20 weist ein Harzsubstrat 21 mit einer Dicke von 0,5 bis 3 mm und zum Beispiel 1,5 mm auf. Ein Licht streuendes Material 24 wird in das Harzsubstrat 21 so zugemischt, dass es einen gesamten Lichtdurchlässigkeitsgrad Tt1 von 75 bis 95 aufweist und zum Beispiel 90 %, einen Streudurchlässigkeitsgrad Dt1 von 40 bis 70 % und zum Beispiel 60 %, und einen Eintrübungswert H1 von 50 bis 80 und zum Beispiel 70.
Die Definitionen des gesamten Lichtdurchlässigkeitsgrad, des Streudurchlässigkeitsgrad und des Eintrübungswertes beruhen auf JIS (Japanischer Industriestandard) K 7105.
Ein vertikaler linsenförmiger Abschnitt 23 wird auf der Rückseite des Harzsubstrates 21 vorgesehen. Der vertikale linsenförmige Abschnitt 23 ist durch vertikales Nebeneinanderstellen einer Vielzahl von im Wesentlichen transparenten zylindrischen Linsen konstruiert, welche sich in der horizontalen Richtung mit einem Abstand PLa von 0,2 oder weniger und zum Beispiel 0,07 erstrecken. Der vertikale linsenförmige Abschnitt 23 wird angeordnet, um Videolicht in der vertikalen Richtung zu brechen/zu streuen.
Eine im Wesentlichen transparente Fresnel-Linse 22 wird auf der Betrachtungsseite (Vorderseite) des Harzsubstrates 21 angeordnet. Ein Abstand Pf der Fresnel-Linse 22 wird auf 0,5 bis 0,2 mm und zum Beispiel auf 0,1 mm festgesetzt.
Die horizontale linsenförmige Lage 30 weist ein Harzsubstrat 31 mit einer Dicke von 0,5 bis 0,3 mm und zum Beispiel 0,15 mm und ein schützendes Harzsubstrat 41 auf, das daran gebunden ist und eine Dicke von 0,5 bis 3 mm, zum Beispiel 2 mm aufweist. Die Harzsubstrate 31 und 41, wenn sie kombiniert werden, werden so festgesetzt, dass sie einen gesamten Lichtdurchlässigkeitsgrad Tt2 von 75 bis 95 % und zum Beispiel 90 %, einen Streudurchlässigkeitsgrad Dt2 von 0 bis 40 % und zum Beispiel 0 % und einen Eintrübungswert H2 von 0 bis 50 und zum Beispiel 0 aufweisen. Das heißt, die Harzsubstrate 31 und 41 dieser Ausführungsform sind im Wesentlichen transparent.
Die Festsetzungswerte der optischen Eigenschaften des Harzsubstrats 21 der doppelseitigen Linsenlage 20 und jene der Harzsubstrate 31 und 41 der horizontalen linsenförmigen Lage 30 werden so festgesetzt, dass sie die Bedingungen Tt1/Tt2 = 0,8 bis 1,2, Dtl/Dt2 ≥ 1 und H1/H2 > 1 erfüllen.
Ein horizontaler linsenförmiger Abschnitt 32 wird auf der Rückseite des Harzsubstrats 31 vorgesehen. Der horizontale linsenförmige Abschnitt 32 wird durch horizontales Nebeneinanderstellen einer Vielzahl von transparenten zylindrischen Linsen konstruiert, welche sich in der vertikalen Richtung mit einem Abstand PLb von 3,0 mm oder weniger und zum Beispiel 0,15 mm erstrecken. Der horizontale linsenförmige Abschnitt 32 wird so angeordnet, dass er Videolicht in der horizontalen Richtung bricht/streut.
Der Abstand PLa des vertikalen linsenförmigen Abschnitts 23 und der Abstand PLb des horizontalen linsenförmigen Abschnitts 32 erfüllt die Bedingungen PLa < PLb und bevorzugt PLb/PLa = 1,1 bis 6,0.
Eine Schicht 36 in dem durch Bestrahlung (zum Beispiel UV) härtenden Bereich, und eine Licht abschirmende Schicht (Streifenschicht) 35 werden auf der Vorderseite des Harzsubstrates 31 gebildet. Die Licht abschirmende Schicht 35 weist eine Vielzahl von schwarzen Licht abschirmenden Banden auf, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken und mit einem gewissen horizontalen Intervall nebeneinander gestellt sind. Die Licht abschirmenden Banden werden in dem später zu beschreibenden Verfahren in Bereichen mit Ausnahme der Licht fokussierenden Abschnitte der zylindrischen Linsen des horizontalen linsenförmigen Abschnitts 32 gebildet.
Das schützende Harzsubstrat 41 wird mit der Vorderseite der Licht abschirmenden Schicht 35 über eine Haftschicht 37 verbunden. Eine oberflächenbehandelte Schicht 48 mit einer Dicke von 1 bis 30 μm und zum Beispiel 5 μm wird auf der Vorderseite des Harzsubstrates 41 gebildet.
In dem Rückprojektions-Bildschirm A1 mit der zuvor beschriebenen Struktur ist der Durchlässigkeitsgrad des Harzsubstrats 21 der doppelseitigen Linsenlage 20 niedrig, und die Durchlässigkeitsgrade der Harzsubstrate 31 und 41 der horizontalen linsenförmigen Lage 30 sind hoch. Aus diesem Grund nimmt der Betrachter ein Bild auf der doppelseitigen Linsenlage 20 wahr, welche auf der Rückseite der Licht abschirmenden Schicht 35 angeordnet ist. Dies verbessert den Kontrast durch die Licht abschirmende Schicht 35 des Bildschirms und verringert die externe Lichtreflexion. Da zusätzlich nur das Harzsubstrat 21 der doppelseitigen Linsenlage 20 als Streuschicht verwendet wird, können die Herstellungskosten des Bildschirms verringert werden.
Da darüber hinaus die Lichtmenge auf dem Bildschirm einheitlich durch die Funktion der Fresnel-Linse 22 kontrolliert werden kann, können die Funktion der Brechung/Streuung des vertikalen Videolichts des vertikalen Linsenabschnitts 23 und die Funktion der Brechung/Streuung des horizontalen Videolichts des horizontalen linsenförmigen Abschnitts 32 ein einheitlich heller Bildschirm erhalten werden. Wenn die Licht streuenden Eigenschaften des Harzsubstrats 21 (Streuschicht) der doppelseitigen Linsenlage 20 und der Abstand (0,2 mm oder weniger) des vertikalen linsenförmigen Abschnitts 23 kontrolliert werden, kann der „hot bar", welcher dem Flüssigkristall-Rückprojektions-Bildschirm anhaftet, leicht eliminiert werden. Der vertikale Betrachtungswinkel kann ebenso kontrolliert werden.
4A ist eine Querschnittsdraufsicht, welche einen Rückprojektions-Bildschirm gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, der für ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV verwendet wird. 4B ist eine Querschnittsseitenansicht entlang einer Linie IVB-IVB in 4A. Ein Bildschirm A2 weist von der Projektionsseite (Rückseite) eine doppelseitige Linsenlage 20, eine erste horizontale linsenförmige Lage 30 und eine zweite horizontale linsenförmige Lage 50 auf.
Die doppelseitige Linsenlage 20 und die erste horizontale Linsenlage 30 weisen diese gleichen Zusammensetzungen und Strukturen wie jene der doppelseitigen Linsenlage 20 und der horizontalen linsenförmigen Lage 30, die in 2, 3A, und 3B gezeigt wurden, mit der Ausnahme auf, dass die oberflächenbehandelte Schicht 48 auf der Oberfläche des schützenden Harzsubstrats 41 weggelassen wurde.
Die zweite horizontale linsenförmige Lage 50 weist ein Harzsubstrat 51 mit einer Dicke von 0,05 bis 0,3 mm und zum Beispiel 0,2 mm und ein schützendes Harzsubstrat 61, das daran gebunden wurde, und eine Dicke von 0,5 bis 3 mm und zum Beispiel 2 mm auf. Die Harzsubstrate 51 und 61, wenn sie kombiniert werden, werden so festgesetzt, dass sie einen gesamten Lichtdurchlässigkeitsgrad Tt3 von 75 bis 95 % und zum Beispiel 90 %, einen Streudurchlässigkeitsgrad Dt3 von 0 bis 40 % und zum Beispiel 0 % und einen Eintrübungswert H3 von 0 bis 50 und zum Beispiel 0 aufweisen. Das heißt, die Harzsubstrate 51 und 61 dieser Ausführungsform sind im Wesentlichen transparent.
Die Festsetzungswerte der optischen Eigenschaften des Harzsubstrats 21 der doppelseitigen Linsenlage 20 und jene der Harzsubstrate 51 und 61 der zweiten horizontalen linsenförmigen Lage 50 werden so festgesetzt, dass sie die Bedingungen Tt1/Tt3 = 0,8 bis 1,2, Dt1/Dt3 > 1 und H1/H3 ≥ 1 erfüllen.
Ein horizontaler linsenförmiger Abschnitt 52 ist auf der Rückseite des Harzsubstrates 51 bereitgestellt. Der horizontale linsenförmige Abschnitt 52 ist durch horizontales Nebeneinanderstellen einer Vielzahl von transparenten zylindrischen Linsen konstruiert, welcher sich in der vertikalen Richtung mit einem Abstand PLc von 0,1 mm oder weniger und zum Beispiel 0,05 mm erstrecken. Der horizontale linsenförmige Abschnitt 52 ist so angeordnet, dass er Videolicht in der horizontalen Richtung bricht/streut.
Ein Abstand PLb eines horizontalen linsenförmigen Abschnitts 32 der ersten horizontalen linsenförmigen Lage 30 und der Abstand PLc des horizontalen linsenförmigen Abschnitts 52 der zweiten horizontalen linsenförmigen Lage 50 erfüllt PLc < PLb und bevorzugt PLb/PLc = 1,1 bis 6, 0.
Das schützende Harzsubstrat 61 wird auf die Vorderseite des Harzsubstrats 51 über eine Haftschicht 57 gebunden. Eine oberflächenbehandelte Schicht 58 mit einer Dicke von 1 bis 30 μm und zum Beispiel 5 μm wird auf der Vorderseite des Harzsubstrats 61 gebildet.
In dem Rückprojektions-Bildschirm A2 mit der zuvor beschriebenen Struktur steigt der Betrachtungswinkel in der horizontalen Richtung an, da die zweite horizontale linsenförmige Lage 50 auf der Vorderseite der ersten horizontalen linsenförmigen Lage 30 angeordnet ist. Spezieller ausgedrückt nimmt ohne die zweite horizontale linsenförmige Lage 50 die Leuchtdichte von einem gewissen Betrachtungswinkel abrupt ab, wenn der Betrachtungswinkel groß ist. Wenn die zweite horizontale linsenförmige Lage 50 bereitgestellt wird, nimmt die Leuchtdichte moderat ab, wenn der Betrachtungswinkel groß wird. Dies bedeutet, dass für den Bildschirm mit der zweiten horizontalen linsenförmigen Lage 50 der Betrachter keine Inkompatibilität wahrnimmt, weil die Leuchtdichte von einem gewissen Betrachtungswinkel graduell abnimmt.
Materialien, die zum Bilden der vorstehenden zwei Bildschirme A1 und A2 verwendet werden, werden als nächstes beschrieben.
Als das Hauptmaterial des Harzsubstrats 21 der doppelseitigen Linsenlage 20 können Polyesterharz, Styrenharz, Acrylharz, Acryl-Styren-Copolymerharz, Polycarbonatharz oder dergleichen verwendet werden. Das Hauptmaterial des Harzsubstrats 21 ist jedoch nicht besonders begrenzt und es ist wichtig, abschließend die zuvor beschriebenen optischen Eigenschaften zu erhalten. Das Licht streuende Material 24, welches zu dem Harzsubstrat 21 zuzumischen ist, umfasst sphärische Perlen einer anorganischen Verbindung wie SiO₂ (Glas) oder einer organischen Verbindung wie Acrylharz. Die Korngröße der Perlen wird auf 3 bis 100 μm festgesetzt. Das Licht streuende Material 24 mit dieser Form weist eine nachstehend zu beschreibende Wirkung auf.
Durchgelassenes Licht (La), welches durch Durchlaufen von projiziertem Licht von dem Projektor durch das Harzsubstrat 21 (Streuschicht) der doppelseitigen Linsenlage 20 erhalten wurde, wird durch die Summe von parallelem Licht (L1) und gestreutem Licht (L2) dargestellt. Das durchgelassene Licht fällt auf die Linsenoberfläche der ersten horizontalen linsenförmigen Lage 30 ein und tritt zu der Betrachtungsseite hervor.
Für die Streuschicht eines herkömmlichen Rückprojektions-Bildschirms wird ein formloses Material wie ein anorganisches feines Pulver von Glas, Titanoxid, Calciumcarbonat, Siliciumdioxid (Silica), Aluminiumoxid oder verschiedene Typen von Tonen als Licht streuendes Material verwendet. Wenn nur ein solches Licht streuendes Material in dem Harzsubstrat 21 der doppelseitigen Linsenlage 20 verwendet wird, weist Licht, welches durch das Harzsubstrat 21 durchgelassen wurde, eine Formation auf, so dass ein Teil des parallelen Lichts (L1) Komponenten zu Streulicht (L2) Komponenten geändert wurden, wenn das Licht durch die Licht fokussierenden Abschnitte der horizontalen linsenförmigen Lage 30 durchläuft, das heißt, durch die Bildschirmöffnungen der Licht abschirmenden Schicht 35. In diesem Fall wird das Licht durch die Licht abschirmende Schicht 35 verdeckt (wenn das BS-Verhältnis 50 % oder mehr ist) (das Verdeckungsverhältnis ist 20 bis 30 %), was zu einem Verlust der Menge an durchgelassenem Licht führt.
Das Licht streuende Material in dem Harzsubstrat 21 (Streuschicht) der doppelseitigen Linsenlage 20 der vorliegenden Erfindung enthält sphärische Perlen einer anorganischen Verbindung wie SiO₂ (Glas) oder einer organischen Verbindung wie Acrylharz, und jede Perle weist eine Korngröße von 3 bis 100 μm auf. Aus diesem Grund enthält das durch das Harzsubstrat 21 durchgelassene Licht paralleles Licht (L1) Komponenten in einer größeren Menge als von gestreutem Licht (L2) Komponenten, wenn das Licht durch die Licht fokussierenden Abschnitte der horizontalen linsenförmigen Lage 30 durchläuft, das heißt, durch die Bildschirmöffnungen der Licht abschirmenden Schicht 35. In diesem Fall wird das Lichtverdeckungsverhältnis durch die Licht abschirmende Schicht 35 (wenn das BS-Verhältnis 50 % oder mehr ist) niedrig, (das Verdeckungsverhältnis ist 10 % oder weniger). Der Verlust der Menge an durchgelassenem Licht nimmt ab und folglich nimmt die Leuchtdichte des Bildschirms zu.
Wenn es benötigt wird, kann zusätzlich zu den Perlen ein anorganisches feines Pulver aus Glas, Glasfaser, Titanoxid, Calciumcarbonat, Siliciumdioxid (Silica), Aluminiumoxid oder verschiedene Typen von Tonen, oder feine Teilchen eines vernetzten Polymerharzes zu dem Harzsubstrat 21 der doppelseitigen Linsenlage 20 zugegeben werden, welche das Licht streuende Material 24 enthält.
Ein Farbmittel oder antistatisches Mittel kann ebenso zu dem Harzsubstrat 21 zugegeben werden. Das Farbmittel enthält ein schwarzes sichtbares Licht absorbierenden Materials, dessen Lichtabsorptionsspektrum fast einheitlich in dem sichtbaren Wellenlängenbereich ist und ein sichtbares Lichtabsorptionsmaterial mit ausgewählten Wellenlängeneigenschaften. Dies hebt die Menge der Lichtabsorption in dem sichtbaren Lichtwellenlängenbereich und den externen Lichtkontrast an. Beispiele des Farbmittels, welches zum Absorbieren von sichtbarem Licht fähig ist, sind Farben, Pigmente, Kohlenstoff und Metallsalze, die mit dem Harzsubstrat 21 kompatibel sind. Das antistatische Mittel ist nicht besonders begrenzt und kann eingefügt und in das Harzsubstrat 21 gemischt werden, wenn es geformt wird.
Das Hauptmaterial der Harzsubstrate 31 und 51 der horizontalen Linsenlagen 30 und 50 ist nicht besonders begrenzt, und Polyesterharz, Polystyrenharz, Acrylharz, Acryl-Styren-Copolymerharz, Polycarbonatharz oder dergleichen können verwendet werden. Das Hauptmaterial der Harzsubstrate 31 und 51 ist jedoch nicht besonders begrenzt und es ist wichtig, abschließend die zuvor beschriebenen optischen Eigenschaften zu erhalten.
Das Hauptmaterial der schützenden Harzsubstrate 41 und 61 ist nicht besonders begrenzt, und ein Material mit hoher Steifigkeit und Lichtdurchlässigkeitsgrad, zum Beispiel Styrenharz, Acrylharz, Acryl-Styren-Copolymerharz (MS-Harz) oder Polycarbonatharz können verwendet werden. Das Hauptmaterial der Harzsubstrate 41 und 61 ist jedoch nicht besonders begrenzt und es ist wichtig, abschließend die zuvor beschriebenen optischen Eigenschaften zu erhalten. Das Hauptmaterial der Harzsubstrate 41 und 61 muss Steifigkeit auf die horizontalen linsenförmigen Lagen 30 und 50 übertragen. Das Harzsubstrat 41 muss in geeigneter Weise die Licht abschirmende Schicht 35 schützen. Ein Farbmittel kann in die Harzsubstrate 41 und 61 wenn nötig in den Bereich der Bedingungen der zuvor beschriebenen optischen Eigenschaften zugemischt werden.
Die oberflächenbehandelten Schichten 48 und 68 der Harzsubstrate 41 und 61 werden als Hartüberzugsbehandlung, antistatische Behandlung und Anti-Reflexionsbehandlung gebildet. Die äußere Oberfläche des Harzsubstrates 41 oder 61 dient als Betrachtungsoberfläche des Rückprojektions-Bildschirms. Aus diesem Grund wird die Hartüberzugsbehandlung dazu verwendet, die Oberfläche gegen Fehlstellen aufgrund von externem Kratzen oder Kontakt widerstandsfähig zu machen. Zusätzlich wird die antistatische Behandlung dazu verwendet zu verhindern, dass Staub an der äußeren Oberfläche des Harzsubstrats 41 oder 61 festhaftet, und um die Frequenz des Abwischens der Bildschirmoberfläche zu verringern. Darüber hinaus wird die Anti-Reflexionsbehandlung dazu verwendet die Reflexion auf der Bildschirmoberfläche, die Reflexion von externem Licht und die Videostörung aufgrund des reflektierten externen Lichts zu verringern.
Die Hartüberzugsschicht durch die Hartüberzugsbehandlung kann aus einem mit UV aushärtenden Überzug gebildet werden. Ein mit UV härtender Überzug enthält im Allgemeinen als hauptsächliche Komponente ein Polymer, Oligomer oder Monomer mit einer Epoxygruppe oder einer Doppelbindung der Radikalpolymerisation als eine filmbildende Komponente und enthält ebenso einen Initiator oder Sensibilisator für die Photopolymerisation. Wen ein auf Polyacrylat(Methacrylat) beruhender mit UV aushärtender Überzug, dessen Filmbildungskomponente eine auf Acrylat beruhende funktionelle Gruppe aufweist, verwendet wird, kann eine Hartüberzugsschicht gebildet werden, die eine exzellente Oberflächenhärte, Durchlässigkeitsgrad, Abriebbeständigkeit, und Verschleißbeständigkeit aufweist.
Um einen mit UV härtenden Überzug auf eine Harzplatte aufzutragen, kann ein beliebiges Aufbringungsverfahren wie Rakelbeschichtung, Stangenbeschichtung, Messerbeschichtung, Rückwalzenbeschichtung, Sprühbeschichtung oder Offsetgravurbeschichtung verwendet werden. Speziell ist eine Gravurbeschichtung, Gravurrückbeschichtung, Walzenrückbeschichtung, Offsetgravurbeschichtung oder Vorhangbeschichtung aufgrund der hohen Genauigkeit der Beschichtungsdichte und Ebenheit der Beschichtungsoberfläche geeignet. Alternativ kann die Hartüberzugsschicht durch eine Übertragung unter Verwendung einer Übertragungslage mit der Hartüberzugsschicht als eine Transferschicht verwendet werden.
Die antistatische Behandlung wird durch Auftragen eines antistatischen Mittels auf das Harzsubstrat 41 oder 61 durchgeführt. Zum Beispiel wird Zinnoxid (SnO₂) mit einer Korngröße von 0,5 μm oder weniger dazu verwendet, eine antistatische Schicht mit einem Oberflächenwiderstandswert von 10¹² Ω oder weniger zu bilden. Das feine Metalloxidpulver ist nicht besonders auf dieses begrenzt, solange der Oberflächenwiderstandswert der antistatischen Schicht 10¹² Ω oder weniger ist. Insbesondere sind der Typ und der Gehalt des antistatischen Mittels nicht begrenzt.
Die Anti-Reflexionsbehandlung kann durch eine Antiglanzbehandlung (AG) unter Verwendung einer Mattierungsschicht durch Bilden eines dreidimensionalen Musters auf der Betrachtungsschichtoberfläche oder eine niederreflektive Behandlung (LR, AL) durch Stapeln von Schichten von Materialien mit verschiedenen Brechungsindizes auf der Schutzplatte durch Beschichten oder Laminieren realisiert werden. Das Material mit einem niedrigen Berechungsindex und die Bildungsverfahren sind nicht besonders begrenzt. Mit dieser Behandlung kann ein Bild mit verbessertem externen Lichtkontrast und ohne jede Reflexion von externem Licht erhalten werden.
Spezieller ausgedrückt kann die Hartüberzugsbehandlung dazu verwendet werden, die äußere Schicht des schützenden Harzsubstrats 41 oder 61 gegen externe Kratzer oder Fehlstellen widerstandsfähig zu machen. Die Hartüberzugsschicht wird aus einem mit UV härtenden Überzug wie einem Acryl-UV-Härtungsüberzug gebildet. Wenn eine anorganische Verbindung wie SiO₂ (Glas) oder eine organische Verbindung wie Acrylharz zu dem Harz mit einem Verhältnis von 50 % oder weniger zugegeben wird, um eine Mattierungsschicht mit einer dreidimensionalen Oberfläche zu bilden, kann die Antiglanzbehandlung (AG) durchgeführt werden.
Die Hartüberzugsschicht, das heißt, der Überzug, welcher solche Additive enthält, wirkt als eine Licht streuende Schicht zum Anheben des Betrachtungswinkels des Bildschirms. Für den Bildschirm A1 ohne die zweite horizontale linsenförmige Lage 50 zum Verbessern des Betrachtungswinkels, ist es wichtig, eine Behandlung für das im Wesentlichen transparente schützende Harzsubstrat 41 durchzuführen, um den Betrachtungswinkel des Bildschirms anzuheben. Aus diesem Grund weist die oberflächenbehandelte Schicht 48 mit einer Dicke von 1 bis 30 μm, welche auf der Betrachtungsoberfläche des Substrats 41 gebildet ist, bevorzugt die Funktion einer Licht streuenden Schicht auf.
Wenn Schichten mit verschiedenen Brechungsindizes auf der Hartüberzugsschicht als eine niederreflektive Schicht gestapelt werden, kann die Niederreflexionsbehandlung (LR) durchgeführt werden. Wenn ein durch Stapeln von Schichten von Ti, SiO₂ und dergleichen welche verschiedene Brechungsindizes aufweisen, auf der Hartüberzugsschicht als eine Anti-Reflexionsschicht gebildet wird, kann die Anti-Reflexionsbehandlung (AR) durchgeführt werden.
Der vertikale linsenförmige Abschnitt 23 und die Fresnel-Linse 22 der doppelseitigen Linsenlage 20 und die horizontalen linsenförmigen Abschnitte 32 und 52 der horizontalen linsenförmigen Lagen 30 und 50 können durch eines der folgenden Verfahren 1 bis 3 gebildet werden. Ein lagenförmiges Substrat, welches in der Beschreibung zu nennen ist nachstehend, kann aus einem Harzmaterial wie Polystyrenharz, Acrylharz oder Polycarbonatharz gebildet sein.
Verfahren 1: Ein lagenförmiges Substrat wird erhitzt und unter Verwendung einer Form in einem Heißschmelzzustand durch Flachpressen geprägt.
Verfahren 2: Unter Verwendung einer Schmelzextrusions-Formgebung durch einen Extruder wird die Oberfläche eines lagenförmigen Substrats, das in einem Schmelzzustand extrudiert wurde, unter Verwendung einer Prägewalzenform geprägt.
Verfahren 3: Eine durch UV oder Elektronenstrahl härtende Harzzusammensetzung wird auf die Formoberfläche einer Prägewalzenform aufgetragen und ein lagenförmiges Substrat der Prägewalzenform zugefügt. Das Harz wird mit UV-Strahlen oder Ionisationsbestrahlung durch das Substrat bestrahlt, um das Harz zu härten. Gleichzeitig wird eine aus dem geformten Harzprodukt gebildete Linse gestapelt und auf ein transparentes Substrat gebunden.
Obwohl das zu verwendende Verfahren nicht besonders begrenzt ist, ist das Verfahren 3 unter Verwendung eines durch UV oder Elektronenstrahl härtenden Harzes vom Standpunkt der Produktivität praktikabel, wobei die Fresnel-Linse 22 der doppelseitigen Linsenlage 20 und die horizontalen linsenförmigen Abschnitte 32 und 52 der horizontalen linsenförmigen Lagen 30 und 50 gebildet werden. Obwohl darüber hinaus das zu verwendende Verfahren nicht besonders begrenzt ist, ist Verfahren 2 unter Verwendung des Extrusionsformens praktikabel, wobei der vertikale linsenförmige Abschnitt 23 der doppelseitigen Linsenlage 20 gebildet wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Licht abschirmende Schicht 35 der horizontalen linsenförmigen Schicht 30 aus schwarzen Licht absorbierenden/Licht abschirmenden Streifen, die in Bereichen mit Ausnahme der Licht fokussierenden Abschnitte der zylindrischen Linsen des horizontalen linsenförmigen Abschnitts 32 gebildet wurden, gebildet. Das heißt, die Licht abschirmenden Streifen werden in Bereichen gebildet, in denen durch den horizontalen linsenförmigen Abschnitt 32 fokussiertes Licht nicht durchläuft.
5A bis 5E sind Querschnittsdraufsichten, welche die Schritte bei der Bildung der Licht abschirmenden Schicht 35 zeigen.
Zunächst wird, wie in 5A gezeigt, ein Substrat 71 mit einem linsenförmigen Abschnitt 72 von zylindrischen Linsen auf einer Oberfläche hergestellt.
Als nächstes wird, wie in 5B gezeigt, eine durch Ionisationsbestrahlung härtende Harzschicht 73 auf der flachen Oberfläche des Substrats 71 gebildet.
Wie in 5C gezeigt wird, wird die flache Oberfläche des Substrats 71 vertikal von dem linsenförmigen Abschnitt 72 Seite mit einem randförmigen Lichtstrahl LB bestrahlt, der sich in der Längenrichtung der zylindrischen Linsen ausbreitet. Zu diesem Zeitpunkt werden die Lichtquelle und das Substrat 71 relativ zueinander in einer nebeneinander stellenden Art und Weise der zylindrischen Linsen bewegt. Mit diesem Verfahren wird die Harzschicht 73 entsprechend der Position des durch jede zylindrische Linsen fokussierten Lichtes gehärtet. Ungehärtete Schichten 73a und gehärtete Schichten 73b werden in der Harzschicht 73 gebildet.
Wie in 5D gezeigt wird, wird eine Übertragungslage 78 durch Bilden einer schwarzen farbigen Schicht 77 auf ein Übertragungslagensubstrat 76 auf die gesamte flache Oberfläche des Substrats 71 mit der Harzschicht 73 überlagert, so dass die Seite der farbigen Schicht 77 dem Substrat 71 gegenübersteht. Unter Verwendung der Anhaftung der ungehärteten Schichten 73a wird die farbige Schicht 77 dazu gebracht, nur an den ungehärteten Schichten 73a anzuhaften. Anstatt dessen, kann ein feines schwarzes Tonerpulver dazu gebracht werden, selektiv nur an den ungehärteten Schichten 73a anzuhaften.
Als nächstes wird, wie in 5E gezeigt, die Übertragungslage 78 von dem Substrat 71 abgezogen, um die farbige Schicht 77 Abschnitte entsprechend den gehärteten Schichten 73b zu entfernen. Mit diesem Verfahren wird eine Licht abschirmende Schicht 75, welche aus Banden oder Streifen besteht, in Übereinstimmung mit den ungehärteten Schichten 73a gebildet.
In dem in 5C gezeigten Bestrahlungsverfahren wird, wenn die Lichtquelle und das Substrat 71 relativ zueinander in der nebeneinander stellenden Richtung der zylindrischen Linsen bewegt werden, der gleiche Bestrahlungszustand wie der, wenn die gesamte Oberfläche des linsenförmigen Abschnitts 72 bestrahlt wird, mit parallelen Lichtstrahlen auf einmal bestrahlt, erhalten. Daher werden die Licht abschirmenden Schichten 75 in Übereinstimmung mit den nicht Licht fokussierenden Abschnitten der linsenförmigen Lage bei der aktuellen Verwendung gebildet. Spezieller ausgedrückt können die Licht abschirmenden Schichten 75 in Abschnitten, durch welche Videolicht nicht durchläuft, selbst ausrichtend sein, Das heißt, in Abschnitten, in denen Lichtabschirmung mit einer geeigneten positionellen Genauigkeit benötigt wird.
Gemäß dieses Bestrahlungsverfahrens kann, wenn die Breite der ungehärteten Schicht 73a in Übereinstimmung mit der Bestrahlungsmenge kontrolliert wird, die Breite jeder Bande der Licht abschirmenden Schicht 75 kontrolliert werden. Das Verhältnis der Breite des nicht fokussierenden Abschnitts und der des (nicht fokussierenden Abschnitts + fokussierenden Abschnitts) wird als BS-Verhältnis definiert. Um einen ausreichenden Kontrast zu erhalten, ist das BS-Verhältnis bevorzugt 50 & oder mehr.
[Experimente]
Das Leistungsverhalten der Proben PS1 und PS2 der Rückprojektions-Bildschirme A1 und A2 für ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es in 2 bis 4 gezeigt wird, die Proben CS1 und CS2 des herkömmlichen Rückprojektions-Bildschirms für Flüssigkristall-Rückprojektions-TV, die in 8 und 9 gezeigt werden, und eine Probe CS3 des herkömmlichen Rückprojektions-Bildschirms für das CRT Rückprojektions-TV, wie es in 7 gezeigt wird, wurden verglichen.
Struktur der Proben
1. Probe PS1 gemäß der vorliegenden Erfindung
Die Probe PS1 wurde aus einer doppelseitigen Linsenlage 20 und einer horizontalen linsenförmigen Lage 30 mit der schwarzen Licht abschirmenden Schicht 35, wie in 3A und 3B gezeigt, gebildet. Speziell wurde das Licht streuende Material 24 in ein Harzsubstrat 21 der doppelseitigen Linsenlage 20 zugemischt. Die Harzsubstrate 31 und 41 der horizontalen linsenförmigen Lage 30 waren im Wesentlichen transparent. Die oberflächenbehandelte Schicht 48 des schützenden Harzsubstrats 41 wurde weggelassen. Die Abstände Pf, PLa und PLb der Fresnel-Linse 22, des vertikalen linsenförmigen Abschnitts 23 und des horizontalen linsenförmigen Abschnitts 32 wurden jeweils auf 0,1 mm, 0,07 mm und 0,16 mm festgesetzt.
2. Probe PS2 gemäß der vorliegenden Erfindung
Die Probe PS2 wurde aus einer doppelseitigen Linsenlage 22, einer ersten horizontalen linsenförmigen Lage 30 mit einer schwarzen Licht abschirmenden Schicht 35 und einer zweiten horizontalen linsenförmigen Lage 50, wie in den 4A und 4B gezeigt, gebildet. Spezieller wurde die Probe PS2 durch Zugabe der zweiten horizontalen linsenförmigen Lage 50 auf die Vorderseite der Probe PS1 gebildet. Eine oberflächenbehandelte Schicht 68 eines schützenden Harzsubstrats 61 wurde weggelassen. Der PLc eines horizontalen linsenförmigen Abschnitts 52 wurde auf 0,07 mm festgesetzt.
3. Vergleichsprobe CS1
Die Probe CS1 wurde aus einer Fresnel-Linsenlage 140 und einer horizontalen linsenförmigen Lage 150 ohne schwarze Licht abschirmende Schicht, wie in 8 gezeigt, gebildet. Spezieller wurde ein Licht streuendes Material 144 in ein Harzsubstrat 141 der Fresnel-Linsenlage 140 und ein Licht streuendes Material und ein Farbmittel 154 in ein Harzsubstrat 151 der horizontalen linsenförmigen Lage 150 zugemischt. Die oberflächenbehandelte Schicht 158 des Harzsubstrats 151 wurde weggelassen. Die Abstände der zylindrischen Linsen und des horizontalen linsenförmigen Abschnitts wurden auf die gleichen Abstände wie jene der Probe PS1 gemäß der vorliegenden Erfindung festgesetzt.
4. Vergleichsprobe CS2
Die Probe CS2 wurde aus einer Fresnel-Linsenlage 160 und einer horizontalen linsenförmigen Lage 170 mit einer schwarzen Licht abschirmenden Schicht 175 gebildet. Spezieller wurde ein Licht streuendes Material 164 in ein Harzsubstrat 161 der Fresnel-Linsenlage 160 und ein Licht streuendes Material und ein Farbmittel 184 in ein schützendes Harzsubstrat 181 der horizontalen linsenförmigen Lage 170 zugemischt. Eine oberflächenbehandelte Schicht 188 des schützenden Harzsubstrats 181 wurde weggelassen. Die Abstände der zylindrischen Linsen und des horizontalen linsenförmigen Abschnitts wurden auf die gleichen Abstände wie jene der Probe PS1 gemäß der vorliegenden Erfindung festgesetzt.
5. Vergleichsprobe CS3
Als Probe CS3 wurde ein kommerziell erhältlicher CRT Rückprojektions-TV-Bildschirm mit der in 7 gezeigten Struktur verwendet. Spezieller wies Probe CS3 eine Fresnel-Linsenlage 110, eine doppelseitige linsenförmige Lage 120 und eine Schutzplatte 130 auf. Ein Licht streuendes Material 124 wurde in das Harzsubstrat 121 der doppelseitigen linsenförmigen Lage 120 zugemischt. Der Abstand der Fresnel-Linse 112 war 0,15 mm und der eines horizontalen linsenförmigen Abschnitts 122 war 0, 5 mm.
Auswertungsverfahren
Die optischen Eigenschaften der vorstehen Proben wurden durch das folgende Verfahren ausgewertet.
1. Betrachtungswinkel
Jede Probe des Rückprojektions-Bildschirms wurde in ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV eingesetzt (Beleuchtungsstärke im mittleren Abschnitt des Bildschirms: 200 LUX). An einer Position, die um 2 Meter von dem Bildschirm entfernt war, wurden die Beleuchtungsstärke (cd/m²) an dem mittleren Abschnitt des Bildschirms und die Beleuchtungsstärke an Positionen, welche von dem mittleren Abschnitt in der horizontalen Richtung durch vorbestimmte Winkel entfernt waren, gemessen. Die Messung wurde in einem 2°-Betrachtungsfeld unter Verwendung eines BM-7, erhältlich von Topcon, durchgeführt. Auf der Grundlage der Messergebnisse wurden die Winkel, bei welchen die mittlere Beleuchtungsstärke 1/2, 1/3, 1/10 und 1/20 wurde, jeweils durch α H, β H, γ H und δ H dargestellt. Die Beleuchtungsstärke (cd/m²) an dem mittleren Abschnitt des Bildschirms und die Beleuchtungsstärke an Positionen, welche von dem mittleren Abschnitt in der vertikalen Richtung durch vorbestimmte Winkel entfernt waren, wurden gemessen. Die Messung wurde in einem 2°-Betrachtungsfeld unter Verwendung des BM-7, erhältlich von Topcon, durchgeführt. Auf der Grundlage dieser Messergebnisse wurde der Winkel, bei dem die mittlere Beleuchtungsstärke 1/2 wurde, durch α V dargestellt.
2. Beleuchtungsstärke
Jede Probe des Rückprojektions-Bildschirms wurde in ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV eingesetzt (Beleuchtungsstärke bei der mittleren Position des Bildschirms: 200 LUX). Die Beleuchtungsstärke bei einer Position, die um 2 Meter von dem Schirm entfernt war, wurde gemessen. Die Messung wurde in einem 2°-Betrachtungsfeld unter Verwendung des BM-7, erhältlich von Topcon, durchgeführt.
3. Kontrast
Jede Probe des Rückprojektions-Bildschirms wurde in ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV eingesetzt (Beleuchtungsstärke bei der mittleren Position des Bildschirms: 200 LUX). Bei einer Position, die um 2 Meter von dem Bildschirm entfernt war, wurden die Leuchtstärken (cd/m²) der schwarzen und weißen Bereiche gemessen und der Kontrast aus dem Verhältnis der Beleuchtungsstärken erhalten. Die Messung wurde in einem 2°-Betrachtungsfeld unter Verwendung des BM-7, erhältlich von Topcon, durchgeführt.
4. Externe Lichtreflexion
Jede Probe des Rückprojektions-Bildschirms wurde in ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV eingesetzt (Beleuchtungsstärke bei der mittleren Position des Schirms: 200 LUX). An einer Position, die um 2 Meter von dem Schirm entfernt war, wurde die schwarze Beleuchtungsstärke gemessen, und die externe Lichtreflexion wurde aus dem Verhältnis der Beleuchtungsstärke relativ zu einem weißen Referenzbrett erhalten.
5. „hot bar"
Jede Probe des Rückprojektions-Bildschirms wurde in ein Flüssigkristall-Rückprojektions-TV eingesetzt (Beleuchtungsstärke bei dem mittleren Abschnitt des Bildschirms: 200 LUX). Als Probe, für welche ein Durchsichtphänomen (die Lichtquelle wurde hindurch gesehen) nicht beobachtet wurde, wurde durch ein „⌾" eine Probe für welche das Phänomen schwach beobachtet wurde, wurde durch ein „∆" und eine Probe für welche das Phänomen beobachtet wurde, durch ein „X" dargestellt.
6. Moire und Schärfe
Ein projiziertes Bild wurde visuell beobachtet. Eine Probe, für welche Moire kaum beobachtet wurde, wurde durch „⌾" dargestellt und eine Probe für welche Moire leicht beobachtet wurde, wurde durch „∆" dargestellt. Die Schärfe stellt die Auflösung des Bildes dar. Ein projiziertes Bild wurde durch visuelle Betrachtung ausgewertet. Eine Probe mit exzellenter Auflösung wurde durch „⌾" und eine Probe mit schlechterer Auflösung wurde durch „∆" dargestellt.
Tabelle 1 zeigt das Ergebnis dieses Experiments. Wie in Tabelle 1 gezeigt, sind die Proben PS1 und PS2 exzellenter in der allgemeinen Grundlage als die verbleibenden Proben bei der Beleuchtungsstärke, dem Kontrast, der externen Lichtreflexion und dem „hot bar". Zusätzlich ist die Probe bei PS2 exzellenter in den Betrachtungswinkeleigenschaften als die Probe PS1. Tabelle 1

Claims

Rückprojektions-Bildschirm, für welchen eine Projektionsseite als die Rückseite und eine Betrachtungsseite als die Vorderseite definiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass dieser, ausgehend von der Rückseite, umfasst: einen ersten linsenförmigen Abschnitt (23) mit einer Vielzahl von zylindrischen Linsen, die sich in einer ersten Richtung erstrecken, die Linsen sind eine zur anderen nebeneinander in einer zweiten Richtung im rechten Winkel zu der ersten Richtung aufgestellt; ein erstes Substrat (21), welches auf der Vorderseite des ersten linsenförmigen Abschnitts angeordnet ist, das erste Substrat (21) mit einer Dicke von 0,5 bis 3 mm, einem gesamten Licht-Durchlässigkeitsgrad Tt1 von 75 bis 95 %, einem Streu-Durchlässigkeitsgrad Dt1 von 40 bis 70 % und einem Eintrübungswert H1 von 50 bis 80; eine Fresnel-Linse (22), die auf der Vorderseite des ersten Substrats angeordnet ist; ein zweiter linsenförmiger Abschnitt (32), welcher auf der Vorderseite der Fresnel-Linse (32) angeordnet ist, der zweite linsenförmige Abschnitt (32) weist eine Vielzahl von zylindrischen Linsen auf, die sich in der zweiten Richtung erstrecken und in der ersten Richtung nebeneinander aufgestellt sind; ein zweites Substrat (31), welches auf der Vorderseite des zweiten linsenförmigen Abschnitts (32) angeordnet ist, das zweite Substrat (31) weist eine Dicke von 0,05 bis 0,3 mm auf; eine Licht abschirmende Streifenschicht (35), welche auf der Vorderseite des zweiten Substrats (31) angeordnet ist, die Licht abschirmende Streifenschicht (35) weist eine Vielzahl von Licht abschirmenden Banden auf, die sich in der zweiten Richtung erstrecken und in der ersten Richtung getrennt durch ein vorbestimmtes Intervall nebeneinander aufgestellt; und ein drittes Substrat (41), welches auf der Vorderseite der Licht abschirmenden Streifenschicht (35) angeordnet ist, um in Kontakt mit der Licht abschirmenden Streifenschicht zu kommen, das dritte Substrat (41) weist eine Dicke von 0,5 bis 3 mm auf, wobei das zweite und das dritte Substrat (31, 41), wenn sie kombiniert werden, einen gesamten Licht-Durchlässigkeitsgrad Tt2 von 75 bis 95 %, einen Streu-Durchlässigkeitsgrad Dt2 von 0 bis 40 % und einen Eintrübungswert H2 von 0 bis 50 aufweisen, um die Bedingungen Tt1/Tt2 = 0,8 bis 1,2, Dt1/Dt2 ≥ 1 und H1/H2 ≥ 1 zu erfüllen.
Der Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste linsenförmige Abschnitt (23), das erste Substrat (21) und die Fresnel-Linse (22) eine erste integrierte Linsenlage (20) aufbauen.
Der Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite linsenförmige Abschnitt (32), das zweite Substrat (31), die Licht abschirmende Streifenschicht (35) und das dritte Substrat (41) eine zweite integrierte Linsenlage (30) aufbauen.
Der Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der ersten, zweiten und dritten Substrate (21, 31, 41) im Wesentlichen aus einem Harzsubstrat gebildet ist.
Der Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Linsen des zweiten linsenförmigen Abschnitts (32) mit einem Abstand von nicht mehr als 0,3 mm ausgerichtet sind.
Der Bildschirm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Linsen des ersten linsenförmigen Abschnitts (23) mit einem Abstand von nicht mehr als 0,2 mm ausgerichtet sind.
Der Bildschirm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Abstand der zylindrischen Linsen von dem ersten linsenförmigen Abschnitt (23) PLa und der Abstand der zylindrischen Linsen von dem linsenförmigen zweiten Abschnitt (32) PLb ist, die Bedingung PLa < PLb erfüllt wird.
Der Bildschirm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingung PLb/PLa = 1,1 bis 6,0 erfüllt wird.
Der Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Banden der Licht abschirmenden Streifenschicht (35) an Positionen angeordnet sind, die zu nicht fokussierenden Abschnitten der zylindrischen Linsen des zweiten linsenförmigen Abschnitts (32) korrespondieren.
Der Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Substrat (21) im Wesentlichen aus einem Harzmaterial gebildet wurde, in welchen ein Licht streuendes Material (24) zugemischt wurde.
Der Bildschirm nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht streuende Material Perlen (24) einer anorganischen oder organischen Verbindung umfasst.
Der Bildschirm nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Farbmittel und ein antistatisches Mittel in das Harzmaterial des ersten Substrats (21) zugemischt wurden.
Der Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner eine Lichtstreuschicht (48) mit einer Dicke von 1 bis 30 μm umfasst, die auf einer Vorderseitenoberfläche des dritten Substrats (41) gebildet wurde.
Der Bildschirm nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht streuende Schicht (48) im Wesentlichen eine Harzschicht umfasst, in welcher eine anorganische oder organische Verbindung mit einem Verhältnis von nicht mehr als 50 % zugemischt wurde.
Der Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner einen Überzug (48) umfasst, der auf die Vorderseitenoberfläche des dritten Substrats (41) aufgetragen wurde, und eine Funktion aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus Harzüberzug, Antistatik-Funktion und Antireflexions-Funktionen besteht.
Der Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner einen dritten linsenförmigen Abschnitt (52) umfasst, der auf der Vorderseite des dritten Substrats (41) angeordnet ist.
Der Bildschirm nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte linsenförmige Abschnitt (52) eine Vielzahl von zylindrischen Linsen aufweist, die sich in der zweiten Richtung ausbreiten und in der ersten Richtung nebeneinander aufgestellt sind.
Der Bildschirm nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Abstand der zylindrischen Linsen des zweiten linsenförmigen Abschnitts (32) PLb und ein Abstand der zweiten zylindrischen Linsen von dem dritten linsenförmigen Abschnitt (52) PLc ist, die Bedingung PLc < PLb erfüllt ist.
Der Bildschirm nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingung PLb/PLa = 1,1 bis 6,0 erfüllt ist.
Flüssigkristall-Rückprojektions-TV, welches umfasst: eine Lichtquelle (14); eine Flüssigkristalltafel (15), welche als eine Videoquelle dient, auf der Licht durch die Lichtquelle (14) projiziert wird; ein optisches System (17, 18) zum Leiten des Videolichts, welches durch Durchlaufen des Lichts von der Lichtquelle (14) durch die Flüssigkristalltafel (15) erhalten wurde; gekennzeichnet durch einen Rückprojektions-Bildschirm (19) nach Anspruch 1, auf dessen Rückseite das Videolicht durch das optische System (17, 18) projiziert wird.