JP2003330119A

JP2003330119A - スクリーンおよびその製造方法ならびに投影システムならびに表示装置

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Publication number: JP2003330119A
Application number: JP2002141871A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Watanabe; 誠一渡辺; Yoshihiko Kuroki; 義彦黒木; Atsushi Toda; 淳戸田; Hikari Ishimoto; 光石本; Akira Ishibashi; 晃石橋; Takehiro Nakaeda; 武弘中枝; Tomohiro Nishi; 智裕西; Michihiro Onishi; 通博大西
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-11-19
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: JP4122838B2

Abstract

(57)【要約】【課題】外光ノイズが小さく、映像のコントラストが
高く、黒が沈んだ映像を得ることができるスクリーンを
実現する。【解決手段】基板１上に、赤色反射用、緑色反射用お
よび青色反射用の微粒子層２、３、４を縦方向に積層ま
たは横方向に配置した反射面を離散的に配置してスクリ
ーンを構成する。赤色反射用、緑色反射用および青色反
射用の微粒子の直径はそれぞれ約２８０ｎｍ、約２３５
ｎｍ、約２１２ｎｍとする。基板１は、赤、緑、青の三
原色以外の波長の光を吸収可能なものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スクリーンおよ
びその製造方法ならびに投影システムならびに表示装置
に関し、各種の映像（画像）の投影あるいは表示に用い
て好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクリーンは、可視波長領域のほ
とんどの光を散乱または反射することができる白地のス
クリーンが基本である。この場合、映像に関係のない外
部の光がスクリーンに入射したときにも同様に散乱また
は反射されてしまうので、映像のコントラストが劣化し
てしまう。このため、暗室で投影する方法が一般的であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、暗室で
投影しても、環境光（外部からの漏れ光や暗室内部での
映像と無関係な光など）やスクリーンの照り返しなどの
外光ノイズがあると、映像のコントラストが劣化すると
ともに、黒が沈まないことになる。ここで、映像におい
て黒が沈むと、人間の目は、高いコントラストによって
奥行き感を感じたり、低輝度域の弁別能力が高いことな
どから、暗い部分の表現がリアリティを増すという利点
があるところ、黒が沈まないとこのような利点を得るこ
とができない。

【０００４】したがって、この発明が解決しようとする
課題は、外光ノイズが小さく、映像のコントラストが高
く、黒が沈んだ映像を得ることができるスクリーンおよ
びその製造方法ならびにこのスクリーンを用いた投影シ
ステムを提供することにある。

【０００５】この発明が解決しようとする他の課題は、
外光ノイズが小さく、映像のコントラストが高く、黒が
沈んだ映像を得ることができる表示装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の第１の発明は、標準的なシアター環境と
同等の、スクリーン面上における映像の最大輝度を確保
しつつ、スクリーン面の全面平均の反射率を少なくとも
白地のスクリーンの反射率より低い値に設定することに
より外光ノイズの反射を低減させたことを特徴とするス
クリーンである。

【０００７】この発明の第２の発明は、第１の反射率を
有する下地面上に第１の反射率より高い第２の反射率を
有する反射面を離散的に配置したことを特徴とするスク
リーンである。

【０００８】ここで、典型的には、反射面の間の部分の
下地面を黒の吸収面とし、反射面を白の反射面とする。
典型的には、反射面は二次元的に周期的に配置される。
反射面の形状は基本的には任意であるが、典型的には正
方形または長方形である。反射面の大きさおよび間隔
は、好適には、想定される視距離に対して視角がたとえ
ば約１分以下となるように選ばれ、かつ、間隔は反射面
の大きさの２０〜５０％程度に選ばれる。

【０００９】この発明の第３の発明は、複数の投影光源
のそれぞれの発光スペクトルの中心波長に合わせた反射
特性を有する反射面を下地面上に離散的に配置したこと
を特徴とするスクリーンである。

【００１０】ここで、典型的には、反射面の間の部分の
下地面を黒の吸収面とする。典型的には、反射面は二次
元的に周期的に配置される。反射面の形状は基本的には
任意であるが、典型的には正方形または長方形である。
反射面の大きさおよび間隔は、好適には、想定される視
距離に対して視角がたとえば約１分以下となるように選
ばれ、かつ、間隔は反射面の大きさの２０〜５０％程度
に選ばれる。また、反射面による反射スペクトルの半値
幅は、色純度を良好とする観点より、好適には３０ｎｍ
±２０ｎｍとする。一般的には、反射面をｎ原色のそれ
ぞれに対応した波長の光を反射し、他の光は透過するよ
うにそれぞれ構成し、これらの反射面を積層する。たと
えば、３原色の場合は、反射面を青、緑および赤のそれ
ぞれに対応した波長の光を反射し、他の光は透過するよ
うにそれぞれ構成し、これらの反射面を積層する。反射
面の積層順序は基本的には任意であり、たとえば、スク
リーン表面から見て長波長のものから短波長のものへ順
に積層しても良いし、スクリーン表面から見て短波長の
ものから長波長のものへ順に積層しても良い。前者の場
合には、視覚的な解像力が光の短波長化に伴って低下す
る性質によって、短波長側の反射が多少散乱されても、
映像の見えの劣化を防止することができる利点がある。

【００１１】反射面は、具体的には、たとえば、大きさ
が１μｍ以下の微粒子を規則的に配列した構造とした
り、大きさが１μｍ以下の微粒子が規則的に配列された
微粒子クラスターを配列した構造としたり、フォトニッ
ク結晶を用いて特定の波長の光を反射するように構成し
たり、誘電体多層膜を用いて特定の波長の光を反射する
ように構成したりする。

【００１２】ここで、フォトニック結晶とは、屈折率
（誘電率）が互いに大きく異なる透明な媒質（たとえ
ば、二種類の透明媒質）を光の波長程度の周期、たとえ
ば数百〜１０００数百ｎｍの周期で規則正しく配置した
人工結晶であり、周期構造を持つ次元数に応じて、一次
元フォトニック結晶、二次元フォトニック結晶、三次元
フォトニック結晶と呼ばれる。このフォトニック結晶
は、周期構造を有し、光を反射する機能を有する点で、
上記の微粒子の規則配列構造と同等である。言い換えれ
ば、微粒子の規則配列構造はフォトニック結晶の一種と
考えることができる。また、誘電体多層膜は、一次元フ
ォトニック結晶と考えることができる。

【００１３】反射面に用いる微粒子の大きさを１μｍ以
下としたのは、微粒子の大きさとこの微粒子により反射
される光の波長とはほぼ比例関係にあるところ、映像形
成に寄与する可視光を反射するためには、微粒子の大き
さを少なくとも１μｍ以下とする必要があるためであ
る。特に、微粒子が最密構造で配列している場合、三原
色の光を反射するためには、この微粒子の大きさは、典
型的には約１５０ｎｍ以上約３２０ｎｍ以下である。

【００１４】反射面に用いる微粒子は、規則配列構造を
形成することができれば、基本的にはどのような方法に
より堆積させても良いが、典型的には、自己組織化技術
を用いて容易に堆積させることができる。この微粒子
は、典型的には、最密構造に配列される。ここで、最密
構造とは、微粒子が面心立方格子を形成するように配列
した立方最密構造または微粒子が六方最密格子を形成す
るように配列した六方最密構造である。

【００１５】典型的には、赤、緑および青の三原色に対
応した波長の光を同時に反射することができるようにす
るために、微粒子の直径またはフォトニック結晶または
誘電体多層膜の周期は３種類存在する構造とする。微粒
子としては種々のものを用いることが可能であり、必要
に応じて選ぶことができるが、好適には、シリカまたは
シリカと同じ屈折率を持つ微粒子が用いられる。ここ
で、シリカの屈折率は、形成時の条件などにもよるが、
一般には１．３６〜１．４７の範囲にある。この場合、
典型的には、微粒子の材料によらず、微粒子の屈折率を
ｎとすると、赤色反射用として２６９×（１．３６／
ｎ）ｎｍ以上３１４×（１．３６／ｎ）ｎｍ以下の直径
の微粒子、緑色反射用として２２４×（１．３６／ｎ）
ｎｍ以上２５１×（１．３６／ｎ）ｎｍ以下の直径の微
粒子、青色反射用として２０２×（１．３６／ｎ）ｎｍ
以上２２４×（１．３６／ｎ）ｎｍ以下の直径の微粒子
が用いられ、より典型的には、赤色反射用として２７８
×（１．３６／ｎ）ｎｍ以上３０５×（１．３６／ｎ）
ｎｍ以下の直径の微粒子、緑色反射用として２２４×
（１．３６／ｎ）ｎｍ以上２３７×（１．３６／ｎ）ｎ
ｍ以下の直径の微粒子、青色反射用として２０８×
（１．３６／ｎ）ｎｍ以上２１７×（１．３６／ｎ）ｎ
ｍ以下の直径の微粒子が用いられる。ただし、これらの
赤色反射用の微粒子、緑色反射用の微粒子および青色反
射用の微粒子は、必要に応じて、互いに異なる材料のも
のを用いても良い。赤、緑および青の三原色に対応した
波長の光を同時に反射することができるようにするため
には、基板上に、縦方向に赤色反射用、緑色反射用およ
び青色反射用のフォトニック結晶または微粒子層を積層
する。これらのフォトニック結晶または微粒子層の積層
順序は基本的には任意であるが、たとえば、基板上に赤
色反射用、緑色反射用および青色反射用のフォトニック
結晶または微粒子層を順番に積層したり、これと積層順
序を逆にしたりすることができる。前者の場合にはレイ
リー散乱による影響を最小限に抑えることができる点で
有利であり、後者の場合は特に微粒子層の結晶性を良好
にすることができる点で有利である。この場合、各色用
のフォトニック結晶または微粒子層の積層周期は、波長
の選択性を高めるために、好適には８以上１５以下とす
る。

【００１６】赤色反射用、緑色反射用および青色反射用
のフォトニック結晶または微粒子層は基板上に横方向に
配列しても良く、この場合も、各色用のフォトニック結
晶または微粒子層の積層周期は波長の選択性を高めるた
めに好適には８以上１５以下とする。これらの赤色反射
用、緑色反射用および青色反射用のフォトニック結晶ま
たは微粒子層の配列順序は、基本的には任意である。

【００１７】フォトニック結晶または微粒子層または誘
電体多層膜を通って抜け出る、赤、緑および青の三原色
以外の波長の可視光を吸収するために、スクリーンは、
好適にはその可視光の吸収が可能な層またはバルク基板
を有する。最も好適には、この層またはバルク基板は、
すべての波長域の可視光を吸収するものである。この可
視光を吸収する層またはバルク基板は、好適には、フォ
トニック結晶または微粒子または誘電体多層膜の下（ス
クリーンの観察方向から見てそれらの裏側）に設けられ
る。基板として、透明基板の裏面に可視光を吸収する層
を設けたものを用いても良い。基板の材料としては、種
々のものを用いることができ、具体的には、たとえば、
カーボンその他の無機材料や、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）その他の高分子材料あるいは樹脂材料の
ような有機材料、更には無機材料と有機材料との複合材
料を用いることができる。基板上に液相で微粒子層また
はフォトニック結晶を形成する場合、基板の種類によっ
ては必ずしも濡れ性が十分でない場合もあるので、その
ような場合には、好適には、微粒子層またはフォトニッ
ク結晶を形成する前に、基板表面の濡れ性を向上させる
処理が施される。具体的には、たとえば、基板表面に粗
面化処理を施して凹凸を形成したり、ＳｉＯ ₂膜その他
の膜で表面をコーティングしたり、薬液で表面を処理し
たりする。更に、特に基板上に微粒子層を液相で堆積さ
せる場合には、濡れ性を向上させるために、好適には、
基板上にあらかじめ微粒子からなるバッファ層を形成す
る。このバッファ層としての微粒子層の微粒子の直径
は、上記の青色反射用の微粒子の直径、すなわち２０８
×（１．３６／ｎ）ｎｍ以上２１７×（１．３６／ｎ）
ｎｍ以下の直径より小さく選ばれ、具体的には、２０８
×（１．３６／ｎ）ｎｍより小さく選ばれる。基板の厚
さは、基板材料にもよるが、一般的には２０μｍ以上あ
ればスクリーンの強度として十分なものが得られ、破れ
にくいという利点が得られ、一方、５００μｍ以下であ
るとスクリーンのフレキシビリティーが高くなり、巻き
取りや運搬時などの取り扱いが便利になるという利点が
ある。スクリーンに誘電体多層膜を用いる場合、その周
期構造は、波長選択性を高めるために、好適には１０周
期以上とする。

【００１８】回折効果により反射光を広げるためには、
好適には、フォトニック結晶または微粒子の集合体の横
方向の大きさを２２周期より小さくする。あるいは、斜
めの面とそれとは異なる角度を持つ面とを併せ持つフォ
トニック結晶または微粒子の集合体または誘電体多層膜
を用いる。この場合、好適には、斜めの面の角度θは７
０°≦θ≦９０°の範囲とする。あるいは、フォトニッ
ク結晶または微粒子の集合体または誘電体多層膜に曲面
を持たせる。更には、フォトニック結晶または微粒子の
集合体または誘電体多層膜の結晶軸を光の入射方向に対
して７７．４°≦α≦９０°の範囲の角度α傾けるよう
にしても良い。また、スクリーンで反射される光の指向
性を緩和する観点より、フォトニック結晶または微粒子
の集合体または誘電体多層膜にうねりを持たせても良
い。更に、上記の基板表面への凹凸の形成は、この光の
指向性の緩和にも資するものである。

【００１９】フォトニック結晶または微粒子層または誘
電体多層膜上には、スクリーンで反射される光の指向性
を緩和するとともに、スクリーン全体に均一な輝度を持
たせる観点より、好適には、光拡散媒体がコーティング
その他の手法により設けられる。光拡散媒体は、具体的
には、高分子物質などにより形成された拡散フィルム、
マイクロレンズフィルム、マイクロプリズムフィルムな
どである。スクリーンの機械的強度の向上の観点から
は、微粒子の間の隙間が高分子物質などからなる結合剤
（バインダー）により埋められる。この場合、微粒子を
空洞としても良い。

【００２０】この発明の第４の発明は、複数の投影光源
のそれぞれの発光スペクトルの中心波長に合わせた反射
特性を有する反射面を基板上に離散的に配置し、反射面
は、大きさが１μｍ以下の微粒子を規則的に配列した構
造を有するスクリーンの製造方法であって、微粒子を自
己組織化により配列するようにしたことを特徴とするも
のである。

【００２１】ここで、自己組織化とは、一般的には、外
界の情報構造に合わせて自律的に自己を組織化すること
を言うが、ここでは、微粒子を堆積させる系（たとえ
ば、液相）において、その系を特徴付けるパラメータに
応じて自律的に微粒子が堆積して規則的に配列すること
を言う。この自己組織化による微粒子の堆積は、典型的
には、次のようにして行われる。

【００２２】すなわち、この発明の第５の発明は、複数
の投影光源のそれぞれの発光スペクトルの中心波長に合
わせた反射特性を有する反射面を基板上に離散的に配置
し、反射面は、大きさが１μｍ以下の微粒子を規則的に
配列した構造を有するスクリーンの製造方法であって、
２重量％以上の微粒子溶液中に基板を浸漬する第１の工
程と、基板を気相中に３０μｍ／ｓ以上の速度で引き上
げることによりその表面を微粒子溶液で濡らす第２の工
程と、微粒子溶液で濡れた基板を気相中で乾燥させる第
３の工程とを有することを特徴とするものである。

【００２３】ここで、反射面を形成する部分にのみ微粒
子層を堆積させるためには、たとえば、反射面を形成す
る部分以外の部分の基板表面をあらかじめマスクで覆っ
ておけば良い。最も好適には、微粒子の規則配列構造、
すなわち微粒子層について、必要な光学特性が得られる
まで、あるいは必要な厚さが得られるまで、第１の工程
から第３の工程を繰り返す。また、第１の工程から第３
の工程を１回だけ行っただけでは、基板面内で微粒子層
の厚さの均一性を得ることができないことが多いことか
ら、好適には、基板の浸漬前、浸漬中（引き上げ前）ま
たは引き上げ直後のいずれかの時に基板をその面内で回
転させることにより基板の向きを変える。この場合、基
板の乾燥後に基板面内の微粒子層の厚さを調べ、それに
合わせて基板の向きを制御しても良い。また、微粒子溶
液の濃度は、通常は２重量％以上であれば微粒子層の形
成を支障なく行うことができるが、微粒子層を効率的に
堆積させる観点からはより高くするのが好ましく、一
方、微粒子の材料にもよるが、５０重量％より高くなる
と良好な微粒子層の形成に支障が生じるため、５０重量
％以下とするのが好ましい。更に、基板の引き上げ速度
は、通常は３０μｍ／ｓ以上であれば微粒子層の付着を
支障なく行うことができるが、引き上げ速度が速いと付
着する微粒子層の厚さが増加する傾向があるため、微粒
子層を効率的に堆積させる観点からはより速くするのが
好ましく、これには基本的には上限が存在しないと考え
られるが、実用的な観点からは、一般的にはたとえば３
ｍ／ｓ以下である。

【００２４】この発明の第６の発明は、投影光源と、第
１の反射率を有する下地面上に第１の反射率より高い第
２の反射率を有する反射面を離散的に配置したスクリー
ンとを有することを特徴とする投影システムである。

【００２５】この発明の第７の発明は、複数の投影光源
と、複数の投影光源のそれぞれの発光スペクトルの中心
波長に合わせた反射特性を有する反射面を下地面上に離
散的に配置したスクリーンとを有することを特徴とする
投影システムである。

【００２６】ここで、投影光源としては、典型的にはレ
ーザ、好適には半導体レーザが用いられる。また、高効
率で高コントラストを実現する観点からは、好適には、
投影する映像をスクリーンの離散的に配置されたそれぞ
れの反射面に集中して投影するようにする。この場合、
効率およびコントラストの向上の観点からは、最も好適
には、投影する映像の画素がそれぞれの反射面を完全に
含むようにするのが良いが、最低限、投影する画素と反
射面とが重なっていれば良い。

【００２７】この発明の第８の発明は、互いに発光波長
が異なる複数の発光ダイオードと、複数の発光ダイオー
ドのそれぞれの近傍に設けられた、複数の発光ダイオー
ドのそれぞれの発光スペクトルの中心波長に合わせた反
射特性を有する反射面とを有することを特徴とする表示
装置である。

【００２８】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、第１の反射率を有する下地面上に第１の反射率より
高い第２の反射率を有する反射面を離散的に配置してい
ることにより、等価的に全面平均の反射率を低下させる
ことができ、外光ノイズの反射を低減させ、高いコント
ラストを実現することができる。特に、反射面の間の部
分を黒の吸収面とすることにより、外光ノイズの反射を
より低減させ、より高いコントラストを実現することが
できる。

【００２９】また、複数の投影光源のそれぞれの発光ス
ペクトルの中心波長に合わせた反射特性を有する反射面
を下地面上に離散的に配置していることにより、これら
の反射面により、複数の投影光源のそれぞれの発光スペ
クトルの中心波長の光だけを選択的に反射することがで
き、外光ノイズの反射を低減させ、高いコントラストを
実現することができる。特に、反射面の間の部分を黒の
吸収面とすることにより、外光ノイズの反射をより低減
させ、より高いコントラストを実現することができる。
また、自己組織化により微粒子を規則的に配置すること
により、所望の微粒子層を容易に形成することができ
る。

【００３０】更に、互いに発光波長が異なる複数の発光
ダイオードのそれぞれの近傍に、これらの発光ダイオー
ドのそれぞれの発光スペクトルの中心波長に合わせた反
射特性を有する反射面が設けられていることにより、こ
れらの反射面により、複数の発光ダイオードのそれぞれ
の発光スペクトルの中心波長の光だけを選択的に反射す
ることができ、外光ノイズの反射を低減させ、高いコン
トラストを実現することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施形態について
説明する。なお、実施形態の全図において、同一または
対応する部分には同一の符号を付す。図１はこの発明の
第１の実施形態によるスクリーンを示す。図１に示すよ
うに、このスクリーンにおいては、黒の吸収面からなる
フラットな下地面Ｐ上に白の反射面Ｑが二次元マトリク
ス状に離散的に等間隔で配置されている。反射面Ｑはた
とえば正方形である。反射面Ｑの大きさ（面積）および
間隔は、スクリーン面の全面平均の反射率が等価的に、
従来の白地のスクリーンの反射率に比べて十分に低くな
るように選ばれ、具体的には、たとえば、大きさは
（１．６〜２．０）ｍｍ×（１．６〜２．０）ｍｍ、間
隔（黒幅に相当）は１．２〜１．６ｍｍである。スクリ
ーン全体の面積は用途に応じて適宜選ばれる。

【００３２】図２はこの発明の第２の実施形態によるス
クリーンを示す。図２に示すように、このスクリーンに
おいては、黒の吸収面からなるフラットな下地面Ｐ上
に、赤色の光を選択的に反射する反射面Ｑ₁、緑色の光
を選択的に反射する反射面Ｑ₂および青色の光を選択的
に反射する反射面Ｑ₃が二次元マトリクス状に離散的に
等間隔で配置されている。一組の反射面Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ
₃が一画素を構成する。反射面Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃は、具
体的には、スクリーンに投影を行う時に使用する赤、緑
および青用の投影光源のそれぞれの発光スペクトルの中
心波長に合わせた反射特性を有する。各反射面Ｑ₁、Ｑ
₂、Ｑ₃はたとえば長方形である。各反射面Ｑ₁、
Ｑ₂、Ｑ₃の大きさはたとえば（１．２〜１．６）ｍｍ
×（５．５〜７．５）ｍｍ、間隔（黒幅に相当）はたと
えば１．０〜１．４ｍｍである。スクリーン全体の面積
は用途に応じて適宜選ばれる。

【００３３】上述の第１および第２の実施形態によるス
クリーンと従来の白地のフラットスクリーンとについて
黒の沈みの比較実験を行った結果について説明する。図
３に実験方法を示す。図３において、白フラットスクリ
ーンが従来のスクリーン、白離散反射スクリーンが第１
の実施形態によるスクリーン（ただし、白幅は１．８ｍ
ｍ、黒幅は１．４ｍｍ）、ＲＧＢ離散反射スクリーンが
第２の実施形態によるスクリーン（ただし、ＲＧＢ幅は
２．０ｍｍ、黒幅は１．２ｍｍ）である。図３には、各
スクリーンの一部を拡大した図も併せて載せてある。Ｐ
ｊはプロジェクターを示す。実験は各スクリーンの一部
にプロジェクターＰｊにより投影を行い、明部（光照射
部）と暗部（光非照射部）との輝度を測定することによ
り行った。暗部の輝度の測定は外光がある場合とない場
合とについて行った。

【００３４】図４に実験結果を示す。図４には、光源、
色温度補正フィルター、ＮＤ（Neutral Density)フィル
ター、明部色温度も示す。図４より、外光がある場合
（そのうち室内灯によるものは６０％）、白フラットス
クリーンでは、明部輝度が９．７５ｃｄｍ^-2、暗部輝度
が０．０４７２ｃｄｍ^-2でコントラスト（明部輝度／暗
部輝度）は９．７５／０．０４７２≒２０６．６である
のに対し、白離散反射スクリーンでは、明部輝度が１
０．９ｃｄｍ^-2、暗部輝度が０．０１７３ｃｄｍ^-2でコ
ントラストは１０．９／０．０１７３≒６３０．１、Ｒ
ＧＢ離散反射スクリーンでは、明部輝度が９．９２ｃｄ
ｍ^-2、暗部輝度が０．００９６０ｃｄｍ^-2でコントラス
トは９．９２／０．００９６０≒１０３３．３と高い。
また、外光がない場合、白フラットスクリーンでは、明
部輝度が９．７５ｃｄｍ^-2、暗部輝度が０．０１２６ｃ
ｄｍ^-2でコントラストは９．７５／０．０１２６≒７７
３．８であるのに対し、白離散反射スクリーンでは、明
部輝度が１０．９ｃｄｍ^-2、暗部輝度が０．００８２６
ｃｄｍ^-2でコントラストは１０．９／０．００８２６≒
１３１９．６、ＲＧＢ離散反射スクリーンでは、明部輝
度が９．９２ｃｄｍ^-2、暗部輝度が０．００６８０ｃｄ
ｍ^-2でコントラストは９．９２／０．００６８０≒１４
５８．８と高い。

【００３５】この結果から、白離散反射スクリーン、Ｒ
ＧＢ離散反射スクリーンとも、白フラットスクリーンに
比べて、高いコントラストが得られ、黒の沈んだ映像を
得ることができることが分かる。

【００３６】次に、この発明の第３の実施形態によるス
クリーンについて説明する。第２の実施形態によるスク
リーンにおいては、赤色用、緑色用および青色用の反射
面Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃を横方向に互いに隣接して配列して
いるのに対し、この第３の実施形態によるスクリーンに
おいては、これらの反射面Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃を積層す
る。ここで、これらの反射面Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃の積層順
序は、スクリーン表面から見て反射面Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃
の順序でも良いし、その逆の順序でも良い。この場合、
これらの反射面Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃の大きさはたとえば
（０．５〜１．０）ｍｍ×（０．５〜１．０）ｍｍ、間
隔（黒幅に相当）はたとえば０．１〜０．５ｍｍであ
る。ここで、この反射面の大きさおよび間隔は、想定さ
れる視距離に対して、概ね１分以下の視角となるように
選ばれる。この角度は、視力１の人の視覚限界であり、
映像が連続的に見える条件を与える。ちなみに０．５ｍ
ｍは、およそ１．７２ｍの視距離にて１分の視角となる
大きさである。また、上記の間隔は、反射面すなわち画
素の大きさに対して、投影の誤差を２０〜５０％程度と
考慮したものである。更に、スクリーン全体の面積は用
途に応じて適宜選ばれる。

【００３７】次に、第２および第３の実施形態によるス
クリーンにおける反射面Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃の具体的な構
造の詳細について説明する。図５に示すように、反射板
と光吸収層との組み合わせにより特定の波長の光だけを
反射して他の波長の光を吸収することで、黒を沈ませる
スクリーンを実現することができる。ここで、図５Ａに
示すものは波長の選択性が高いという特徴があり、図５
Ｂに示すものは構造が簡単であるという特徴がある。

【００３８】特定の波長の光だけを反射するための構造
の具体例を図６Ａおよび図６Ｂに示す。図６Ａに示す構
造は、基板上に、大きさがあらかじめ最適化された微粒
子を規則的に配列したもので、ブラッグ条件（λ＝２ｎ
Λ／ｍ、λ：入射光の波長、ｎ：モード屈折率、Λ：構
造の周期、ｍ：次数）を満たす波長の光のみが選択的に
反射される。図６Ｂに示す構造は、基板上に、屈折率が
ｎ₁の膜とｎ₂（≠ｎ ₁）の膜とを交互に積層して多層
膜を形成したもので、干渉効果により特定の波長の光の
みが選択的に反射される。

【００３９】まず、多層膜の反射スペクトルを有効フレ
ネル係数法で見積もった結果を説明する。この多層膜
は、互いに屈折率が異なる二種類の誘電体膜をそれらの
屈折率ｎに対してｍλ₀／４ｎの厚さで交互に積層した
ものである。ただし、ｍは一般には１以上の整数である
がここでは１とし、λ₀は特定の光の波長である。結果
を図７に示す。ここでは、一方の誘電体膜の屈折率をｎ
＝１．２、他方の誘電体膜の屈折率をｎ＝１．８とし、
λ₀＝５２０ｎｍとして計算を行っている。この結果か
ら、多層膜の周期を１から５まで増加させることで、反
射率が増加し、５周期で９０％以上の反射率が得られる
のが判る。一方で、そのピークの半値幅が〜２００ｎｍ
と広いことも判る。

【００４０】次に、５周期の条件で３原色の波長λ₀＝
４９０ｎｍ（青色）、λ₀＝５２０ｎｍ（緑色）、λ₀
＝６５０ｎｍ（赤色）について計算した結果を図８に示
す。この結果から、３原色のいずれの波長の場合でもピ
ークの半値幅が広いためにピーク同士が重なり合うが、
ある程度特定の波長の光だけを反射することができるこ
とが判る。

【００４１】一方、形成方法は後に詳細に説明するが、
自己組織化により最密構造で規則的に配列されたシリカ
微粒子（直径Ｄ＝２８０ｎｍ）について反射スペクトル
を測定した結果を図９に示す。ただし、この測定では、
白色光を微粒子層に垂直に入射して垂直に反射した光を
測定している。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察
から、微粒子は自己組織化により、図１０に示されるよ
うな面心立方格子か、あるいは最密六方格子の最密構造
になっていると考えられる。図９より、波長６２５ｎｍ
付近にピークが見られるのが判る。更に、その最大反射
率は〜５４％と比較的高く、ピークの半値幅は〜３０ｎ
ｍと狭いことが判る。この反射は規則的に配列した微粒
子によるブラッグ反射である。このように可視光の波長
オーダーと同じ大きさ（＜１μｍ）の周期構造体によ
り、このようなブラッグ反射が生じる。

【００４２】上述のブラッグ反射についてより詳細に説
明する。最密構造には、図１０Ａに示すように、Ａ、
Ｂ、Ｃの三つの配列パターンが存在するが、面心立方格
子の場合には、図１０Ｂに示すように、ＡＢＣＡＢＣ・
・・の順番に積み上がることになる。このとき微粒子の
直径をＤ＝２８０ｎｍとすると、その周期はΛ＝７２
７．５ｎｍとなる。これに対して、六方最密格子の場合
には、図１０Ｃに示すように、ＡＢＡＢ・・・の順番に
積み上がるので、その周期はΛ＝４８５．０ｎｍとな
る。これらのことからブラッグ条件（λ＝２ｎΛ／ｍ）
を満たす波長を計算で見積もると、表１に示すようにな
る。ただし、モード屈折率ｎは〜１．３とした。

【００４３】表１ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ｍ面心立方格子六方最密格子 λ（ｎｍ） λ（ｎｍ） −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− １１８９１１２６１２９４６６３０３６３０４２０４４７３３１５ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

【００４４】これらの計算結果から、６２５ｎｍに近い
値として、二つ候補が挙げられる。すなわち、反射スペ
クトルにおいて観察された強いピークは、面心立方格子
の３次のブラッグ反射か、あるいは六方最密格子の２次
のブラッグ反射であることが示される。以上により、自
己組織化によって堆積された微粒子の規則配列によりブ
ラッグ反射が確認されたことになる。

【００４５】次に、上述の微粒子層による散乱光のスペ
クトルを測定するためにサンプル表面を２０°傾けて散
乱光を測定した結果を図１１に示す。この場合、６２５
ｎｍ付近の波長の光が、ほとんど反射しなくなるような
逆パターン（ディップ構造）となるのが判る。これは、
強いブラッグ反射のために散乱光が抑えられていること
を意味する。この現象は次のように説明される。すなわ
ち、図１２に示すように、波長６２５ｎｍ付近の光は微
粒子層の表面近くで強いブラッグ反射を受けるため、そ
れよりも奥側に光が進まない。そのために散乱が弱く、
ブラッグ反射だけを強く受けることになる。一方、６２
５ｎｍ以外の波長の光はブラッグ反射を受けないために
それより奥側に進むので、結果として散乱される。

【００４６】更に、上述の最密構造で配列した微粒子に
ついて、光の反射が強くなるような波長域をマスクウェ
ル方程式による光場計算によって見積もった。ただし、
実際の微粒子は図１３Ａに示すように○形状であるが、
図１３Ｂに示すようにそれをほぼ正方形の□形状に近似
して計算を行った。ここでは、□形状粒子の横方向
（ｘ）および縦方向（ｙ）の粒子間隔を○形状粒子のそ
れらと同じ間隔にして計算している（ｘ＝２４２ｎｍ、
ｙ＝２８０ｎｍ）。また、充填率も０．７４と、両者と
も同じにして計算している。微粒子の屈折率をｎ＝１．
３６とし、またサンプルの厚さを考慮して積層周期を３
０周期（図１４）として計算を行った。その結果を図１
５〜図２３に示す。ここでは、図中左側から微粒子層に
光を入射して進行方向（図中左から右、「ＦＯＲＷＡＲ
Ｄ」とも表す）に進む光と逆方向（図中右から左、「Ｂ
ＡＣＫＷＡＲＤ」とも表す）に進む光とに分けて光密度
分布が計算されている。ただし、これらの光密度分布図
は、カラープリンタで印刷されたカラー図面を複写機で
白黒コピーして作成したものであり、濃さは必ずしも光
密度に対応していない（以下同様）。また、紙面の都合
上、横方向を縮めて示されている。これらの結果から、
波長が４７０ｎｍ、５００ｎｍ、５２５ｎｍ、５４０ｎ
ｍ、５８０ｎｍ、６００ｎｍ、６４５ｎｍ、６７５ｎｍ
の光では、進行方向のみが強く存在して微粒子層の右端
まで光が到達し、その表面から右側に光が出射している
のが判る。それに比べて逆方向の光はバルク内部のみで
しか存在せず、微粒子層の左端まで到達していてもほと
んどその表面から左側に光が出射していないのが判る。
ところが、図２１に示すように、６２５ｎｍの波長の光
では、逆方向に進む光が表面近くで強く生じており、そ
の表面から左側へ光が強く出射しているのが判る。ま
た、逆方向に進む光が強いため、進行方向の光は表面か
ら８〜１５周期分までしか進入していないことも判る。
特に１１周期あたりがその境界と見られる。これらの結
果は、実験において６２５ｎｍ付近の波長の光で強い反
射が起こっていることと一致している。更に、この６２
５ｎｍの前後の波長で詳細に調べた結果を図２４〜図３
５に示す。これらの結果から、波長６０５〜６３２ｎｍ
の範囲で反射が起きていることが判る。これらの結果
は、実験において反射率のピークの半値幅が〜３０ｎｍ
（図９）と狭いことと良く一致する。このように多層膜
に比べて微粒子で反射率のピークの半値幅が狭くなる理
由としては、微粒子では横方向にもブラッグ反射が起き
ているために強い閉じ込め効果が起こることが関係して
いると考えられる。また、ブラッグ反射が起きている波
長６２５ｎｍでは、表面からわずか８〜１５周期だけし
か光が進入しておらず、これは散乱光が抑制されている
ことと合致する。

【００４７】次に、緑色および青色の光を反射させるこ
とについて述べる。微粒子の直径Ｄとこの微粒子により
反射される光の波長λとはほぼ比例関係にあるので、反
射させたい光の波長をλ₀とすると、Ｄ＝２８０ｎｍに
対してλ₀＝６２５ｎｍの関係から、緑色（λ₀＝５２
５ｎｍ）や青色（λ₀＝４７５ｎｍ）ではそれぞれＤ＝
２３５ｎｍ、Ｄ＝２１２ｎｍとなる。それぞれの場合に
ついて同様に光場の計算を行った。緑色反射のモデルを
図３６に、計算結果を図３７〜図４３に示す。また、青
色反射のモデルを図４４に、計算結果を図４５〜図５１
に示す。これらの結果から、緑色反射と青色反射とで
は、それぞれ５２５ｎｍと４７５ｎｍの波長のときだけ
に強い反射が生じていて、赤色反射と同様にほぼ８〜１
５周期まで光が進行しているのが判る。

【００４８】以上のように、微粒子の直径Ｄと波長λと
はほぼ比例関係にあることから、図５２に示すような関
係になる。この図から、青色反射ではＤ＝２０２〜２２
４ｎｍ、緑色反射ではＤ＝２２４〜２５１ｎｍ、赤色反
射ではＤ＝２６９〜３１４ｎｍとなる。とりわけ色度図
上で純粋な三原色として、青色反射ではλ₀＝４７５±
１０ｎｍでＤ＝２０８〜２１７ｎｍとなり、緑色反射で
はλ₀＝５１５±１５ｎｍでＤ＝２２４〜２３７ｎｍと
なり、赤色反射ではλ₀＝６５０±３０ｎｍでＤ＝２７
８〜３０５ｎｍとなる。

【００４９】以上の結果から、たとえば、基板上に赤色
反射用の微粒子層１１周期を積層し、その上に緑色反射
用の微粒子層１１周期を積層し、更にその上に青色反射
用の微粒子層１１周期を積層すれば、三原色の光だけを
反射させてその他の波長の光は透過すると考えられる。
これらについて同様に光場の計算で見積もった。このと
きのモデルを図５３に、計算結果を図５４〜図５８に示
す。これらの結果から、波長が４７５ｎｍ、５２５ｎ
ｍ、６２３ｎｍのときにそれぞれの青色反射用、緑色反
射用、赤色反射用微粒子層のところで強い反射が生じて
おり、それ以上奥に進まないのが判る。それに対して、
５９０ｎｍや５５５ｎｍなど三原色以外の波長では、反
射がほとんど起こっていないので赤色反射用微粒子層の
右端まで光が到達し、そこから更に右側に光が出射して
いるのが判る。したがって、これより奥側に光を吸収す
る材料を置くことで、たとえば基板として光を吸収する
材料を置くことで、三原色以外の光を効率良くカットす
ることができる。

【００５０】そこで、この発明の第４の実施形態による
スクリーンにおいては、第３の実施形態によるスクリー
ンにおける反射面Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃の部分を図５９に示
すような断面構造を有するように構成する。すなわち、
基板１上に赤色反射用のＤ＝２８０ｎｍの微粒子層２を
１１周期積層し、その上に緑色反射用のＤ＝２３４．５
ｎｍの微粒子層３を１１周期積層し、更にその上に青色
反射用のＤ＝２１２ｎｍの微粒子層４を１１周期積層し
てスクリーンを構成する。微粒子層２〜４のいずれにお
いても、微粒子５が最密構造で配列している。これらの
微粒子層２〜４の微粒子５としては、たとえばシリカ微
粒子が用いられる。また、基板１としては、三原色以外
の波長の光を吸収することができるものが用いられ、具
体的にはたとえばカーボン製の黒い基板が用いられる。
この基板１の厚さは、２０μｍ以上５００μｍ以下に選
ばれ、具体的にはたとえば５０μｍ程度に選ばれる。基
板１の厚さがこのように５０μｍ程度であると、スクリ
ーンが破れにくく、しかもフレキシビリティーが高いた
めスクリーンの巻き取りもしやすい。また、スクリーン
の面積は用途に応じて適宜選ばれる。

【００５１】図５９に示すような構造のスクリーンは、
たとえば、自己組織化技術を用いることにより容易に製
造することができる。すなわち、たとえば、図６０に示
すように、微粒子５が分散された水溶液６を用い、この
水溶液６中で微粒子５をゆっくり堆積させることによ
り、微粒子５が自己組織化により規則的に配列する。そ
こで、この自己組織化技術を用いて、反射面を形成すべ
き部分以外の部分の表面がマスク（図示せず）で覆われ
た基板１上に微粒子層２〜４を順次、規則配列で積層す
ることができ、これによってスクリーンを製造すること
ができる。

【００５２】このスクリーンの製造方法についてより詳
細に説明する。一般に、この種のスクリーンの製造方法
としては、自然沈降法（たとえば、増田ほか（２００
１）マテリアルインテグレーション１４、３７−４４）
および浸漬引き上げ単粒子膜作製法（単粒子膜引き上げ
法）（たとえば、永山（１９９５）粉体工学３２、４７
６−４８５）が考えられる。自然沈降法では、低濃度の
微粒子溶液を基板上に滴下するか、低濃度の微粒子溶液
中に基板を立てる。このとき、基板上に沈降した微粒子
が溶媒の蒸発によって基板上に自己組織的に結晶化す
る。自然沈降法はこの工程を通して基板上に微粒子の三
次元結晶の薄膜を得る方法である。この方法の問題点
は、溶媒の蒸発に数時間以上必要であるため、基板の乾
燥に長時間を要すること、基板上から溶媒が面内に均等
に蒸発しないため、数ｃｍ²以上の大面積の結晶の薄膜
を作製する際には、その薄膜が面内に厚さむらを生じる
ことである。一方、単粒子膜引き上げ法は、低濃度の微
粒子溶液中に浸漬した基板を気相中に引き上げることに
より微粒子単層の二次元結晶の薄膜を得る工程を利用し
た方法である。この工程を繰り返すことにより、微粒子
単層の薄膜を積層し、任意の厚さの三次元結晶の薄膜を
得る。この方法の問題点は、単粒子膜の積層によるた
め、工程が複雑であり、作製に長時間を要すること、面
内で均一な二次元結晶化を行わせるために、引き上げ速
度を低速に制御する必要があることである。数ｃｍ²以
上の大面積の薄膜作製では長時間にわたって気液界面の
メニスカスが乱れないように制御する必要があり、容易
ではない。

【００５３】そこで、自然沈降法による三次元結晶の作
製と単粒子膜引き上げ法による面内の厚さむらの軽減と
を両立させ、更に、作製時間を大幅に短縮させる方法と
して、引き上げ回転法を用いる。単粒子膜引き上げ法で
は、一度の浸漬と引き上げの工程で単層の二次元結晶薄
膜しか得られないのに対して、引き上げ回転法では高濃
度の微粒子溶液を用いることによって、単粒子膜引き上
げ法と同様の一度の浸漬と引き上げの工程で三次元結晶
薄膜を得ることができる。これにより、自然沈降法と同
様に三次元結晶を得ることができる。そして、基板の回
転により、単粒子膜引き上げ法のように、面内の厚さむ
らを軽減することができる。また、作製工程に要する時
間を大幅に減らすことができる。

【００５４】この引き上げ回転法では、高濃度の微粒子
溶液中に基板を浸漬し、気相中へ引き上げを行うと、乾
燥が遅く溶液の濡れ量が多い部分に微粒子が集積するこ
とによって厚さむらが生じる。この厚さむらは、基板の
鉛直方向下方および水平方向左右端から生じる。そこ
で、浸漬前、浸漬中、引き上げ直後のいずれかの時に基
板を面内で回転させることにより濡れ量を制御したとこ
ろ、面内の厚さむらが減少し、厚さが面内で均一な薄膜
が得られた。

【００５５】図６１〜図６４を参照してこの引き上げ回
転法を具体的に説明する。図６１Ａに示すように、溶液
槽７中に高濃度（たとえば、２重量％以上５０重量％以
下）の微粒子溶液８を入れたものを用意する。次に、図
６１Ｂに示すように、溶液槽７の上方から基板１を下降
させて微粒子溶液８中に浸漬する。次に、図６１Ｃに示
すように、基板１を高速（たとえば、３０μｍ／ｓ以上
３ｍ／ｓ以下）で引き上げた後、図６１Ｄに示すよう
に、気相中にて自然乾燥させる。

【００５６】これらの工程において、基板１に付着して
くる微粒子溶液８は、乾燥すると同時に重力によって下
方に移動するため、微粒子の分布は基板１の下方に偏
り、乾燥後には鉛直方向に関して下方が厚く、上方が薄
いという、面内分布を持った薄膜が得られる。この鉛直
方向に関しては、下記の通りに工程を行うことによっ
て、面内の厚さむらを抑えることができる。

【００５７】すなわち、図６２Ａに示すように、図６１
Ｄに示す工程で乾燥を行った基板１をその面内で１８０
°回転させて上下を逆にする。次に、図６２Ｂに示すよ
うに、溶液槽７の上方から基板１を下降させて微粒子溶
液８中に浸漬する。この後、上述と同様に、基板１の高
速引き上げ（図６２Ｃ）および気相中自然乾燥（図６２
Ｄ）を行う。この結果、微粒子層の厚さは基板１の下方
が厚く、上方が薄いという面内分布を持つが、先に積層
した微粒子層の厚さの面内分布とは逆になるため、鉛直
方向に関して、基板１全体での面内分布は均一となる。
なお、この基板１の上下の回転は、浸漬前ではなく、浸
漬中や引き上げ直後に行っても同様な効果を得ることが
できる。

【００５８】水平方向に関しても基板１全体での微粒子
層の厚さの面内分布を均一とするために、図６１および
図６２と同様な工程を行う。すなわち、図６３Ａに示す
ように、図６２Ｄに示す工程で乾燥を行った基板１をそ
の面内で時計方向に９０°回転させる。次に、上述と同
様に、基板１の微粒子溶液８中への浸漬（図６３Ｂ）、
基板１の高速引き上げ（図６３Ｃ）および気相中自然乾
燥（図６３Ｄ）を行う。

【００５９】次に、図６４Ａに示すように、図６３Ｄに
示す工程で乾燥を行った基板１をその面内で１８０°回
転させて上下を逆にする。この後、上述と同様に、基板
１の微粒子溶液８中への浸漬（図６４Ｂ）、基板１の高
速引き上げ（図６４Ｃ）および気相中自然乾燥（図６４
Ｄ）を行う。以上の方法により、短時間で、面内むらが
観測されない結晶化した大面積の微粒子薄膜を得ること
ができる。

【００６０】なお、基板１を水平にし、基板１の濡れ量
を面内に均一にし、乾燥させることにより面内の厚さむ
らを減少させる手法を考えることはできるが、実際にや
って見た範囲内では、濡れ量を均一に保つことはでき
ず、面内に厚さむらを生じた。

【００６１】ここで、自然沈降法により作製した微粒子
薄膜と上述の引き上げ回転法により作製した微粒子薄膜
との間の厚さむらの比較結果について説明する。ここで
は、微粒子として直径２８０ｎｍのシリカ微粒子（品名
ＫＥ−Ｐ３０、（株）日本触媒製）、溶媒として純水、
基板として市販のアルミ（アルミニウム）箔（大きさ：
短辺２６ｍｍ、長辺７６ｍｍの長方形）をプラズマ洗浄
したものを用いた。

【００６２】まず、自然沈降法によるサンプルの作製に
おいては、基板上に２０重量％シリカ水溶液を２０μｌ
滴下し、基板表面に広げた。そして、基板を水平に保
ち、樹脂製の試料ケース内で３日間乾燥させた。一方、
引き上げ回転法によるサンプルの作製においては、２０
重量％シリカ水溶液中に基板をその長辺方向が鉛直方向
となるようにして浸漬し、そのまま速度１０ｍｍ／ｓで
垂直に引き上げ、乾燥させた。乾燥後、基板の上下を逆
にし、同様に浸漬、引き上げ、乾燥を行った。次に、基
板をその面内で９０°回転させてその短辺方向が鉛直方
向となるようにして浸漬し、そのまま速度１０ｍｍ／ｓ
で垂直に引き上げ、乾燥させた。乾燥後、基板の上下を
逆にし、同様に浸漬、引き上げ、乾燥を行った。このよ
うにして、計４回の浸漬、引き上げ工程を実施した。

【００６３】両サンプルについて目視での比較を行った
結果、自然沈降法に比べて引き上げ回転法では厚さむら
が小さかった。また、両者ともブラッグ反射を示し、シ
リカの微粒子が三次元結晶を形成していることが確認さ
れた。

【００６４】基板の両短辺の中心を結ぶ線上の５点（中
心点、中心点から両方向に１０ｍｍおよび２０ｍｍ離れ
た点）で、作製した薄膜の膜厚を測定した。膜厚は基板
のアルミ箔の表面と作製した薄膜の表面との鉛直距離と
して光計測により測定した。結果は次のとおりであっ
た。自然沈降法：平均値１４．８μｍ、標準偏差３．１μｍ引き上げ回転法：平均値９．９μｍ、標準偏差０．６μ
ｍこれらの標準偏差の違いから、自然沈降法に比べて、引
き上げ回転法での膜厚のばらつきが格段に小さいことが
確認された。引き上げ回転法の４回の工程により、厚さ
むらの小さい３５層程度の三次元結晶のシリカ薄膜を作
製することができた。

【００６５】以上のように、第４の実施形態によるスク
リーンによれば、特定の三原色の光だけを反射して残り
の波長の光を基板１側で吸収させることが可能となるこ
とにより、黒を沈ませるスクリーンを得ることができ
る。この場合、映像に関係ない外部の光がスクリーンに
入射した場合にも、波長が異なるためにカットされるた
め、コントラストが劣化するのが防止される。特に、半
導体レーザや発光ダイオードなどの発光ピークの半値幅
が狭くて色純度の良い光で映像を形成している場合に
は、効率良く選択的に映像の光だけを反射して他の波長
の光をカットすることで、高コントラストを維持するこ
とができるとともに、黒を沈ませることができる。した
がって、暗室でなくとも映像の劣化が起こらない。ま
た、液晶プロジェクターなどスペクトル半値幅が広い光
を投影しても、波長を選択的に狭くするので、色度図上
の色再現範囲が広くなり、色純度も良くなる。

【００６６】次に、回折効果により反射光の遠視野像
（ＦＦＰ；Far Field Pattern)を広げる方法について説
明する。図６５に示すように、一般に、光の入射方向に
垂直な方向の物体のサイズを十分に小さくすることによ
り、その物体により光は回折されて広がる。そこで、こ
の第４の実施形態のようにスクリーンを微粒子の集合体
により形成することで、微粒子による回折効果で反射光
のＦＦＰに広がりを持たせることができると考えられ
る。これは逆格子空間上で格子点を横方向に伸ばすこと
に対応する。そこで、横方向のサイズを２２周期、１６
周期、１１周期とした場合の反射波を広い面積（１００
μｍ×３０μｍ）で計算した。その結果を図６６〜図６
９に示す。この結果から、横方向の周期数が小さくなる
ほど、ＦＦＰが広くなることが判る。より詳細には、２
２周期ではＦＦＰ〜８°と狭いが、周期をより小さくし
ていくほどＦＦＰは広がり、１６周期でＦＦＰ〜１１
°、１１周期ではＦＦＰ〜１７°まで広がることが判っ
た。

【００６７】映画館などの大きな会場でスクリーンに映
像を表示する場合には比較的視野角が狭くても良く、む
しろ明るさが求められる。この場合には、ＦＦＰが１０
〜１７°程度と比較的狭くして指向性を持たせ、それに
よって光密度を高く、すなわち明るくすることが可能で
ある。

【００６８】次に、屈折で反射光のＦＦＰを広げる方法
について説明する。屈折で反射光のＦＦＰに広がりを持
たせるためには、図７０に示すように、微粒子の集合体
を水平面と斜面とを持つ構造とするか、図７１に示すよ
うに、微粒子の集合体の表面を曲面構造とすることが考
えられる。図７０に示す例では特定の方向だけに斜めに
反射光が出射されるが、図７１に示す例では曲面に対応
して任意の方向に反射光が出射される。

【００６９】図７２に示すように、微粒子の集合体につ
いて垂直方向（結晶軸の方向）に対する斜面の角度θを
変えて計算を行った。ただし、入射光の波長は６２５ｎ
ｍで、微粒子の直径は２８０ｎｍとした（ここでは水平
面（図７２中左側の端面）に垂直入射する場合にはブラ
ッグ反射が起こる条件である）。その結果を図７３〜図
７７に示す。この結果より、θ＝１４．４°、５８．２
°の斜面に光が入射してもブラッグ反射がほとんど起き
ておらず、光が透過しているのが判る。それに対して、
θ＝７０．２°、７５．７°、７８．９°の斜面では反
射が生じているのが判る。

【００７０】更に、広い反射側においてＢＡＣＫＷＡＲ
Ｄの結果を図７８および図７９に示す。この結果より、
θ＝１４．４°、５８．２°では斜めの反射が生じてい
ないが、θ＝７０．２°、７５．７°、７８．９°では
斜めの反射が生じていることが判る。その結果をＦＦＰ
として示したグラフが図８０である。この結果より、３
５°付近にピークが出現しているのが判る。これらの結
果から、屈折の方法ではθ＝９０〜７０°の範囲に斜面
を形成すれば、ＦＦＰに７０°まで広がりを持たせるこ
とができることが判る。

【００７１】次に、図８１に示すように、光の入射方向
に対して結晶軸を傾けた場合について説明する。この場
合、ブラッグ条件を満たす波長がずれることになる。そ
の波長は、垂直入射（入射方向が結晶軸と平行）のとき
の波長をλ₀とすると、λ（θ）＝λ₀ｓｉｎθとな
る。これは、図８２に示すように、光の入射方向がずれ
てくるために逆格子空間において格子点が原点を中心に
回転することにより、同じエワルド球（１／λを半径と
した球）の面上にその格子点が乗らなくなることを意味
する。この効果を考慮して計算した結果を図８３に示
す。この結果より、スペクトルの半値幅が３０ｎｍであ
る場合、θ＝７７．４〜９０°の範囲内であればブラッ
グ反射が生じることになる。θ＝７７．４°の場合に
は、垂直方向から２θ＝２５．６°の角度で反射される
ことになるが、反対方向、すなわちθ＝−７７．４°に
も軸を傾斜させると合計でＦＦＰ＝５１．６°となる。

【００７２】以上のように、屈折を用いる方法や結晶軸
を傾ける方法は、家庭などの狭い空間でスクリーンに投
影する場合に適する。この場合、指向性が強いと、見る
場所によって映像が見えなくなるからである。この指向
性を緩やかにするためには、図８４に示すように、微粒
子の集合体９にうねりを持たせるようにしても良い。

【００７３】次に、スクリーンの波長の選択性について
説明する。波長の選択性も逆格子空間を用いて説明する
ことができる。すなわち、図８５に示すように、光の入
射方向のサイズが小さい場合、逆格子空間での格子点は
その方向に伸びる。その結果、格子点と交差するエワル
ド球が多数存在することとなり、結果としてブラッグ条
件を満たす波長λの範囲が広がることになる。ここで、
５層と１０層の場合の誘電体多層膜の反射スペクトルに
ついて、有効フレネル係数法で計算を行った。その結果
を図８６および図８７に示す。この結果から、５層では
半値幅が２００ｎｍ程度あるのに対して１０層構造では
半値幅が５０ｎｍと狭くなっているのが判る。ただし、
波長の選択性を良くしようとして、単純に層数を増やす
だけでは不十分であり、光にとっての実効的なサイズを
大きくする必要がある。数層のみでは１００％反射され
るものを１００層ほど積層しても、実効的なサイズは数
層のみで波長の選択性は悪いままである。したがって、
微粒子による個々の回折格子の反射効率をなるべく下げ
て、多層にわたって回折が生じるような構造にするのが
望ましい。

【００７４】上述のように、第４の実施形態によるスク
リーンを使用することで各三原色のスペクトルの半値幅
が狭くなるが、これによって色純度が良くなり、色度図
上の再現範囲が広がることを以下に説明する。

【００７５】図８８〜図９１および図９２〜図９５はそ
れぞれ液晶（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）プロジ
ェクターおよびＤＬＰ（Digital Light Processing）プ
ロジェクターから出射した光のスペクトルを測定した結
果である。ここで、図８８、図９２は白色を、図８９、
図９３は青色を、図９０、図９４は緑色を、図９１、図
９５は赤色を表示したときのスペクトルである。色フィ
ルターを用いて波長の選択を行っているため、ＬＣＤプ
ロジェクター、ＤＬＰプロジェクターともに各三原色の
スペクトル半値幅が６０〜１００ｎｍと広いことが判
る。このとき通常のスクリーンを用いると光が反射され
ても半値幅に変化がないために、このスペクトルの半値
幅で色再現性が決定されることになる。これに対し、図
５９に示すような構造のスクリーンを用いた場合、プロ
ジェクターから出射した光の各三原色のスペクトル半値
幅が広くても、スクリーンで反射されるときに波長が選
択されて半値幅が３０ｎｍまで狭くなる。このとき、色
度図上の色再現範囲が広がるとともに色再現性が良くな
る。図９６は色度図上でそのことを表している。ＤＬＰ
やＬＣＤでは色再現範囲が狭いのに対し、図５９に示す
ような構造のスクリーンを用いた場合、その範囲が広が
るとともに色の再現性が良くなるのが判る。

【００７６】次に、この発明の第５の実施形態によるス
クリーンについて説明する。図９７にこのスクリーンを
示す。図９７に示すように、この第５の実施形態による
スクリーンにおいては、微粒子層４の最上面に拡散フィ
ルム１０が配置されている。この拡散フィルム１０は、
光の拡散およびスクリーン表面の保護のためのものであ
る。すなわち、スクリーンから反射される光をこの拡散
フィルム１０により拡散させることで、指向性を緩和す
るとともに、スクリーン全体に均一な輝度を持たせるこ
とができる。言い換えれば、いわゆるホットスポットを
なくすことができる。また、この拡散フィルム１０によ
り、機械的なダメージで微粒子が剥がれるのを防止する
ことができる。

【００７７】この拡散フィルム１０としては、可視光領
域において透明な材料で、かつ光を拡散させるものが望
ましい。光を拡散させるためには、フィルム面内で異な
る屈折率分布を持たせても、またはフィルム表面に凹凸
を設けても良い。この拡散フィルム１０としては、具体
的には、たとえば、光拡散性のあるポリエチレンフィル
ム（作製上、面内に屈折率分布を持つ）や、光を拡散す
ることができるように表面を凹凸加工したポリカーボネ
ートフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルムや
ポリ塩化ビニルフィルムなどが挙げられる。この拡散フ
ィルム１０の厚さは、通常は５ｍｍ以下、望ましくは１
ｍｍ以下とする。

【００７８】拡散フィルム１０を配置するには、たとえ
ば、基板１上に微粒子層２〜４を積層した後に、張力
（テンション）を加えながらこの拡散フィルム１０を微
粒子層４の表面に貼って接着しても良いし、この拡散フ
ィルム１０の裏側に予め接着剤を塗布して接着しても良
い。更には、光学特性を良くするために、この拡散フィ
ルム１０の表面に、反射防止のための１／４波長コーテ
ィングを行っても良い。この場合、フィルム材の屈折率
より低い屈折率の材料でコーティングする必要がある。
具体的には、たとえば〜１００ｎｍの厚さのＳｉＯ₂ガ
ラス膜を塗布や蒸着法でコーティングする。上記以外の
ことは、第４の実施形態によるスクリーンと同様である
ので、説明を省略する。

【００７９】次に、この発明の第６の実施形態によるス
クリーンについて説明する。このスクリーンを図９８に
示す。図９８に示すように、この第６の実施形態による
スクリーンにおいては、微粒子層４の最上面に、二次元
マイクロレンズアレイが形成されたマイクロレンズフィ
ルム１１が配置されている。このマイクロレンズフィル
ム１１のマイクロレンズは凸レンズでも、凹レンズで
も、両者の複合でも良い。スクリーンから反射される光
をこのマイクロレンズフィルム１１により拡散させるこ
とで、指向性を緩和するとともに、スクリーン全体に均
一な輝度を持たせることができ、ホットスポットをなく
すことができる。また、このマイクロレンズフィルム１
１により、機械的なダメージで微粒子が剥がれるのを防
止することができる。

【００８０】このマイクロレンズフィルム１１の材質
は、可視光領域で透明なものであれば、基本的にはどの
ようなものであっても良い。たとえば、ポリカーボネー
トやポリエチレンテレフタレートやポリ塩化ビニルでも
良い。このマイクロレンズフィルム１１のマイクロレン
ズは画素サイズと同程度かそれより小さければ良く、た
とえば、面内に０．１ｍｍ程度の直径のレンズを密に配
置すれば良い。更に特性を良くするために、この表面に
は反射防止のための１／４波長コーティングを行っても
良い。この場合、マイクロレンズフィルム１１のレンズ
の屈折率より低い屈折率の材料でコーティングする必要
がある。たとえば〜１００ｎｍの厚さのＳｉＯ₂ガラス
膜を塗布や蒸着法でコーティングしても良い。マイクロ
レンズフィルム１１の配置方法は第２の実施形態と同様
である。上記以外のことは、第４の実施形態によるスク
リーンと同様であるので、説明を省略する。

【００８１】次に、この発明の第７の実施形態によるス
クリーンについて説明する。このスクリーンを図９９に
示す。図９９に示すように、この第７の実施形態による
スクリーンにおいては、微粒子層４の最上面に、二次元
マイクロプリズムアレイが形成されたマイクロプリズム
フィルム１２が配置されている。スクリーンから反射さ
れる光をこのマイクロプリズムフィルム１２により拡散
させることで、指向性を緩和するとともに、スクリーン
全体に均一な輝度を持たせることができ、ホットスポッ
トをなくすことができる。また、このマイクロプリズム
フィルム１２により、機械的なダメージで微粒子が剥が
れるのを防止することができる。

【００８２】このマイクロプリズムフィルム１２の材質
は、可視光領域で透明なものであれば、基本的にはどの
ようなものであっても良い。たとえば、ポリカーボネー
トやポリエチレンテレフタレートやポリ塩化ビニルでも
良い。このマイクロプリズムフィルム１２のマイクロプ
リズムは画素サイズと同程度かそれより小さければ良
く、たとえば、面内に０．１ｍｍ程度の直径のプリズム
を密に配置すれば良い。更に特性を良くするために、こ
の表面には反射防止のための１／４波長コーティングを
行っても良い。この場合、マイクロプリズムフィルム１
２のプリズムの屈折率より低い屈折率の材料でコーティ
ングする必要がある。たとえば〜１００ｎｍの厚さのＳ
ｉＯ₂ガラス膜を塗布や蒸着法でコーティングしても良
い。マイクロプリズムフィルム１２の配置方法は第２の
実施形態と同様である。上記以外のことは、第４の実施
形態によるスクリーンと同様であるので、説明を省略す
る。

【００８３】次に、この発明の第８の実施形態によるス
クリーンについて説明する。このスクリーンを図１００
に示す。このスクリーンは、第２の実施形態によるスク
リーンに対応するものである。上述の第４ないし第７の
実施形態においては、基板１上に赤色反射用の微粒子層
２、緑色反射用の微粒子層３および青色反射用の微粒子
層４を縦方向（基板に垂直な方向）に積層しているが、
この第８の実施形態においては、これらの微粒子層２〜
４を基板１上に横方向（基板に平行な方向）に配置す
る。

【００８４】すなわち、図１００に示すように、この第
８の実施形態によるスクリーンにおいては、基板１上
に、赤色反射用の微粒子層２、緑色反射用の微粒子層３
および青色反射用の微粒子層４が横方向に配置されてい
る。

【００８５】基板１上に微粒子層２〜４を形成するため
には、たとえば、インクジェット方式で各色用の微粒子
を基板１上に塗り分けても良いし、スクリーン印刷やグ
ラビア印刷を用いて塗り分けても良い。あるいは、各微
粒子層２〜４のパターンに対応した開口を有するマスク
を用意し、これらのマスクを用いて各色用の微粒子を三
回塗布しても良い。上記以外のことは、第４の実施形態
によるスクリーンと同様であるので、説明を省略する。

【００８６】この第８の実施形態によれば、三原色用の
微粒子層２〜４が基板１上に横方向に配置されているの
で、三原色の微粒子層２〜４を基板１上に縦方向に積層
した場合に比べて、トータルな微粒子層の縦方向の厚さ
が小さくなり、それによって光の散乱などによる損失が
減ることから、光の吸収を効率的に行うことができる。

【００８７】次に、この発明の第９の実施形態によるス
クリーンについて説明する。このスクリーンを図１０１
に示す。図１０１に示すように、この第９の実施形態に
よるスクリーンにおいては、微粒子層２〜４において、
微粒子５の間の隙間がバインダー１３により埋められて
いる。ここで重要なことは、このバインダー１３の材料
としては、微粒子の屈折率と異なる屈折率を持つ材料を
用いることである。具体的には、たとえば、微粒子がシ
リカ微粒子である場合には、バインダー１３として、ポ
リプロピレンやポリエチレンやポリイソブチレンやポリ
酢酸ビニルなどのポリオレフィン系材料を用いることが
できる。

【００８８】このスクリーンを製造するには、たとえ
ば、基板１上に微粒子層２〜４を形成した後にこれらの
微粒子層２〜４にバインダー材料を溶かした溶液を染み
込ませて固化させる方法や、予め微粒子（たとえば、シ
リカ微粒子）のコロイド溶液にこのバインダー材料を溶
かした溶液を入れて微粒子の堆積とともに微粒子５の隙
間を埋める方法などがある。上記以外のことは、第４の
実施形態によるスクリーンと同様であるので、説明を省
略する。

【００８９】この第９の実施形態によれば、第４の実施
形態と同様な利点に加えて、微粒子５の間の隙間がバイ
ンダー１３により埋められていることにより、スクリー
ンの機械的な強度の向上を図ることができるとともに、
微粒子５の材料に対してバインダー１３の屈折率を制御
して反射スペクトルの半値幅を狭くすることができるな
ど光学特性の向上を図ることができるという利点を得る
ことができる。

【００９０】次に、この発明の第１０の実施形態による
スクリーンについて説明する。このスクリーンを図１０
２に示す。図１０２に示すように、この第１０の実施形
態によるスクリーンにおいては、図１０１に示すスクリ
ーンの微粒子層２〜４における微粒子５に相当する部分
が空洞１４になっており、いわゆるインバースオパール
構造となっている。このスクリーンを製造するために
は、たとえば、基板１上に微粒子層２〜４を形成し、更
にこれらの微粒子層２〜４にバインダー材料を溶かした
溶液を染み込ませて固化させることにより微粒子５の隙
間をバインダー１３で埋めた後、所定のエッチング液、
たとえばフッ酸溶液に入れて微粒子（たとえば、シリカ
微粒子）を溶かせば良い。上記以外のことは、第４の実
施形態によるスクリーンと同様であるので、説明を省略
する。

【００９１】この第１０の実施形態によれば、第４の実
施形態と同様な利点に加えて、微粒子に相当する空洞１
４とバインダー１３との屈折率差は空気とバインダー１
３との屈折率差となるので、微粒子５がシリカ微粒子な
どである場合に比べて、大きい屈折率差を得ることがで
きる。このため、必要な反射を起こさせるために必要な
微粒子層の周期をより少なくすることができ、ひいては
スクリーンをより薄型化することができる。

【００９２】次に、この発明の第１１の実施形態による
スクリーンについて説明する。このスクリーンを図１０
３に示す。図１０３に示すように、この第１１の実施形
態によるスクリーンにおいては、基板として、透明基板
１５の裏面に光吸収層１６を設けたものが用いられてい
る。この光吸収層１６としては、三原色以外の波長の光
を吸収することができるものが用いられ、たとえばカー
ボン膜が用いられる。より具体的には、透明基板１５は
たとえば透明なガラス基板やポリカーボネート基板であ
り、光吸収層１６はそれらの裏面にコーティングしたカ
ーボン膜である。

【００９３】ここで、光吸収層１６の厚さはその材料に
応じて三原色以外の波長の光を十分に吸収することがで
きるように選ばれるが、光吸収層１６としてカーボン膜
を用いる場合の厚さについて説明すると、次のとおりで
ある。すなわち、カーボンの吸収係数αは、その作製方
法に依存するが、一般に１０³〜１０⁵ｃｍ^-1である。
光強度Ｐは、光が光吸収層１６を進んだ距離をｘとする
とＰ（ｘ）／Ｐ（０）＝ｅｘｐ（−αｘ）と表されるか
ら、α＝１０⁵ｃｍ^-1の場合、十分な吸収として１／ｅ
（ｅ：自然対数の底）まで光強度を弱めるためにはカー
ボン膜の厚さｄを０．１μｍとすれば良い。したがっ
て、最低ｄ＝０．１μｍが必要となる。更に、α＝１０
³ｃｍ^-1でも１／ｅまで光強度を弱めるためにはカーボ
ン膜の厚さをｄ＝１０μｍとすることが必要となる。こ
れらのことから、カーボン膜の厚さを０．１μｍ以上、
好適には１０μｍ以上にする必要がある。

【００９４】上記以外のことは、第４の実施形態による
スクリーンと同様であるので、説明を省略する。この第
１１の実施形態によれば、第４の実施形態と同様な利点
に加えて、基板自体が光吸収を起こすものでなくても良
いので、基板の材料の選択の自由度が高くなるという利
点を得ることができる。

【００９５】次に、この発明の第１２の実施形態による
スクリーンについて説明する。このスクリーンを図１０
４に示す。図１０４に示すように、この第１２の実施形
態によるスクリーンにおいては、基板として、表面がサ
ンド加工により粗面化処理された黒い（三原色以外の波
長の光を吸収することができる）ＰＥＴフィルム１７が
用いられている。ここで、サンド加工とは、やすりなど
で擦って表面を荒らす加工のことである。このＰＥＴフ
ィルム１７の表面の凹凸の高さはたとえば０．８〜４μ
ｍである。この場合、サンド加工により粗面化処理され
たＰＥＴフィルム１７の表面は濡れ性が良好であるた
め、シリカ微粒子などの微粒子５が分散された水溶液６
が塗布されやすくなる。更に、ＰＥＴフィルム１７の表
面の凹凸により光の指向性が緩和されるため、ホットス
ポットが発生しにくくなる。上記以外のことは、第４の
実施形態によるスクリーンと同様であるので、説明を省
略する。

【００９６】この第１２の実施形態によれば、第４の実
施形態と同様な利点に加えて、基板として、安価なＰＥ
Ｔフィルム１７を用いているので、スクリーンを安価に
製造することができるという利点を得ることができる。

【００９７】次に、この発明の第１３の実施形態による
スクリーンについて説明する。このスクリーンを図１０
５に示す。上述の第４の実施形態においては、基板１上
に赤色反射用の微粒子層２、緑色反射用の微粒子層３お
よび青色反射用の微粒子層４を縦方向に順次積層してい
るが、これらの微粒子層２〜４の積層順序は必ずしもこ
のようにする必要はなく、微粒子５の配列性（結晶性）
の観点からは、むしろ積層順序を逆にするのが望まし
い。そこで、この第１３の実施形態においては、微粒子
層２〜４の積層順序を逆にした場合について説明する。

【００９８】すなわち、図１０５に示すように、この第
１３の実施形態によるスクリーンにおいては、基板１上
に、青色反射用の微粒子層４、緑色反射用の微粒子層３
および赤色反射用の微粒子層２が順次積層されている。
この場合、青色反射用の微粒子層４の微粒子５は最も小
さいため、この微粒子５を基板１上に配列させると、微
粒子層４の表面の凹凸が最も小さいことになる。このよ
うに凹凸が小さい下地表面に、次に大きい、緑色反射用
の微粒子層３の微粒子５を配列させた場合、その配列性
が乱れにくくなり、結晶性が良くなる。同様に、この微
粒子層３上に、次に大きい、赤色反射用の微粒子層２の
微粒子５を配列させた場合にも、その配列性が乱れにく
く、結晶性が良くなる。このようにして、微粒子層２〜
４のいずれの結晶性も良くすることができる。上記以外
のことは、第４の実施形態によるスクリーンと同様であ
るので、説明を省略する。

【００９９】この第１３の実施形態によれば、第４の実
施形態と同様な利点に加えて、微粒子層２〜４のいずれ
の結晶性も良好であることから、反射スペクトルの半値
幅が狭く、効率的に三原色を反射させることができると
ともに、それ以外の光は基板１で吸収することができる
という利点を得ることができる。

【０１００】次に、この発明の第１４の実施形態による
スクリーンについて説明する。このスクリーンを図１０
６に示す。図１０６に示すように、この第１４の実施形
態によるスクリーンにおいては、基板１上に、バッファ
層１８を介して、赤色反射用の微粒子層２、緑色反射用
の微粒子層３および青色反射用の微粒子層４が順次積層
されている。ここで、バッファ層１８は、青色反射用の
微粒子層４の微粒子より小さい直径、具体的にはたとえ
ばＤ＝１２０ｎｍの微粒子による微粒子層からなる。こ
のスクリーンを製造するには、基板１上にまずバッファ
層１８としての微粒子層を堆積させた後、その上に微粒
子層２〜４を堆積させる。上記以外のことは、第４の実
施形態によるスクリーンと同様であるので、説明を省略
する。

【０１０１】この第１４の実施形態によれば、第４の実
施形態と同様な利点に加えて、次のような利点を得るこ
とができる。すなわち、基板１上に微粒子層からなるバ
ッファ層１８を堆積させ、その上に微粒子層２〜４を堆
積させているため、基板１上に微粒子層２〜４を直接堆
積させる場合に比べて、微粒子層２〜４を形成する下地
の濡れ性が向上する。このため、結晶性の良好な微粒子
層２〜４を得ることができる。また、バッファ層１８と
しての微粒子層の微粒子の直径は、青色反射用の微粒子
層４より小さいＤ＝１２０ｎｍであるため、スクリーン
に光を投影したときのこのバッファ層１８からのブラッ
グ反射の波長は可視光の波長より短く、スクリーン特性
に影響を及ぼさない。

【０１０２】次に、この発明の第１５の実施形態による
投影システムについて説明する。この投影システムの構
成を図１０７に示す。図１０８にこの投影システムの斜
視図を示す。

【０１０３】図１０７および図１０８に示すように、こ
の第１５の実施形態による投影システムは、第２〜第１
１の実施形態のいずれかによるスクリーン１９とこのス
クリーン１９に映像を投影するためのプロジェクター２
０とからなる。プロジェクター２０は、赤色、緑色およ
び青色の光を発光可能な光源２１と集光および投影用の
レンズ２２、２３とを備えている。光源２１は、赤色、
緑色および青色の光を発光可能な半導体発光素子、すな
わち半導体レーザまたは発光ダイオードからなる。より
具体的には、光源２１として半導体レーザを用いる場合
を考えると、赤色用の半導体レーザとしてはたとえばＡ
ｌＧａＩｎＰ系半導体レーザが、緑色用の半導体レーザ
としてはたとえばＺｎＳｅ系半導体レーザが、青色用の
半導体レーザとしてはたとえばＧａＮ系半導体レーザが
用いられる。

【０１０４】次に、この発明の第１６の実施形態による
投影システムについて説明する。図１０９にこの投影シ
ステムの斜視図を示す。また、図１１０にこの投影シス
テムにおけるスクリーンの一部の拡大図を示す。

【０１０５】この第１６の実施形態による投影システム
は、図１０９に示すように、たとえば第３の実施形態に
よるスクリーンと同様な、画素を構成する反射面Ｑ´が
黒の下地面Ｐ上に離散的に配置されたスクリーン１９に
プロジェクター２０により映像を投影する点は第１５の
実施形態による投影システムと同様であるが、この場合
には、投影する映像をそれぞれの反射面Ｑ´に集中して
投影することが特徴である。

【０１０６】図１１０はこの集中投影の一例を示し、反
射面Ｑ´が投影する画素内に完全に含まれるように映像
の投影を行う場合である。図１１０において、ｘ、ｙは
反射面Ｑ´の大きさ、Ｘ、Ｙは投影する画素の大きさ、
Δｘ、Δｙは投影する画素内にある黒の下地面Ｐ´、す
なわち吸収面の幅で、投影の誤差許容範囲である。

【０１０７】図１１０に示すような状態を実現するに
は、たとえば次のようにすれば良い。すなわち、プロジ
ェクター２０がたとえばＬＣＤプロジェクターである場
合を例にとると、投影を行ったときスクリーン１９上に
画素のパターンが映るので、ＬＣＤプロジェクターのズ
ーミングによりこのパターンの拡大、縮小を行い、この
パターン内に反射面Ｑ´が含まれるようにすれば良い。

【０１０８】この第１６の実施形態によれば、投影する
映像をそれぞれの反射面Ｑ´に集中して投影するように
していることにより、高効率、高コントラストを実現す
ることができる。

【０１０９】次に、この発明の第１７の実施形態による
スクリーンについて説明する。このスクリーンを図１１
１に示す。図１１１に示すように、この第１７の実施形
態によるスクリーンにおいては、第３の実施形態による
スクリーンにおける赤色用、緑色用および青色用の反射
面Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃がそれぞれ球状の微粒子クラスター
Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃により構成され、これらの反射面
Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃が積層されて、黒の下地面を構成する
吸収層である基板１上に離散的に配置されている。ここ
で、赤色用の微粒子クラスターＣ₁はたとえばＤ＝２８
０ｎｍの微粒子層を最密構造で１１周期積層したもの、
緑色用の微粒子クラスターＣ₂はたとえばＤ＝２３４．
５ｎｍの微粒子層を最密構造で１１周期積層したもの、
青色用の微粒子クラスターＣ₃はたとえばＤ＝２１２ｎ
ｍの微粒子層を最密構造で１１周期積層したものであ
る。これらの微粒子クラスターＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃の構造
を図１１２に示す。これらの微粒子クラスターＣ₁、Ｃ
₂、Ｃ₃の直径はたとえば５μｍ程度である。ここで重
要なことは、基板１上におけるこれらの微粒子クラスタ
ーＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃はそれらの配列面内で微粒子層の方
位がそろっておらず、ばらついていることである。

【０１１０】図１１２に示すように、微粒子クラスター
Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃に入射した光はブラッグ反射（ブラッ
グ角をθ_Bとする）されるが、上述のようにこれらの微
粒子クラスターＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃の微粒子層の方位がそ
れらの配列面内でばらついているため、このブラッグ反
射が生じる方向にもばらつきが存在する。このため、ス
クリーンで反射される光の指向性を緩和することができ
る。このスクリーンを製造するには、たとえば、すでに
述べた自己組織化技術を用いて基板１上に微粒子クラス
ターＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃を順次堆積させれば良い。

【０１１１】この第１７の実施形態によれば、反射面の
離散配置により高いコントラストを得ることができると
ともに、反射される光の指向性を緩和することができ
る。

【０１１２】次に、この発明の第１８の実施形態による
ディスプレイについて説明する。このディスプレイは、
ＲＧＢ離散発光・離散拡散反射型である。このディスプ
レイの一画素分の断面図（ディスプレイ面に垂直な断面
図）を図１１３に示す。

【０１１３】図１１３に示すように、このディスプレイ
においては、それぞれ凹面形状（たとえば、球面形状、
回転楕円面形状、回転放物面形状など）を有する赤色反
射用の微粒子層２、緑色反射用の微粒子層３および青色
反射用の微粒子層４がディスプレイ面内に互いに隣接し
て配列されており、これらにより一画素が形成されてい
る。これらの微粒子層２、３、４の裏面には光吸収層１
６が形成されている。図示は省略するが、これらの微粒
子層２、３、４および光吸収層１６は通常は支持基板上
に形成される。

【０１１４】各微粒子層２、３、４の凹面の奥の中心に
はそれぞれ赤色発光の発光ダイオード２４、緑色発光の
発光ダイオード２５および青色発光の発光ダイオード２
６がそれらの発光面が前方に向くように配置されてい
る。この場合、微粒子層２は赤色発光の発光ダイオード
２４の発光スペクトルの中心波長に合わせた反射特性を
有し、微粒子層３は緑色発光の発光ダイオード２５の発
光スペクトルの中心波長に合わせた反射特性を有し、微
粒子層４は青色発光の発光ダイオード２６の発光スペク
トルの中心波長に合った反射特性を有する。ここで重要
なことは、発光ダイオード２４、２５、２６のそれぞれ
から発する光の放射角内に各微粒子層２、３、４が含ま
れ、これらの微粒子層２、３、４に発光ダイオード２
４、２５、２６のそれぞれからの赤色、緑色および青色
の光が入射し、そこで拡散反射されてディスプレイの前
方に到達するように、各微粒子層２、３、４の凹面の曲
率や大きさなどが決められていることである。これらの
発光ダイオード２４、２５、２６は、微小なものが好ま
しく、たとえばマイクロクリスタル発光ダイオードが用
いられる。なお、図示は省略するが、各画素の発光ダイ
オード２４、２５、２６を個別に駆動するための配線が
縦横に形成されている。

【０１１５】この第１８の実施形態によれば、発光ダイ
オード２４、２５、２６のそれぞれからの赤色、緑色お
よび青色の光がそれぞれ微粒子層２、３、４に入射して
それぞれの発光スペクトルの中心波長の色純度の高い光
のみが選択的に拡散反射されることから、ディスプレイ
に表示される映像コンテンツの見えを滑らかにすること
ができるとともに、外光ノイズの反射を低減させ、高い
コントラストを実現することができる。

【０１１６】次に、この発明の第１９の実施形態による
ディスプレイについて説明する。このディスプレイは、
ＲＧＢ離散発光・積層拡散反射型である。このディスプ
レイの一画素分の断面図（ディスプレイ面に垂直な断面
図）を図１１４に示す。

【０１１７】図１１４に示すように、このディスプレイ
においては、ディスプレイ面内に、それぞれ凹面形状
（たとえば、球面形状、回転楕円面形状、回転放物面形
状など）を有する赤色反射用の微粒子層２、緑色反射用
の微粒子層３および青色反射用の微粒子層４が順次積層
されており、これらにより一画素が形成されている。こ
れらの微粒子層２、３、４の裏面には光吸収層１６が形
成されている。図示は省略するが、これらの微粒子層
２、３、４および光吸収層１６は通常は支持基板上に形
成される。

【０１１８】微粒子層４の凹面の奥の中心にはそれぞれ
赤色発光の発光ダイオード２４、緑色発光の発光ダイオ
ード２５および青色発光の発光ダイオード２６がディス
プレイ面内において互いに近接して、かつ、それらの発
光面が前方に向くように配置されている。この場合、微
粒子層２は赤色発光の発光ダイオード２４の発光スペク
トルの中心波長に合わせた反射特性を有し、微粒子層３
は緑色発光の発光ダイオード２５の発光スペクトルの中
心波長に合わせた反射特性を有し、微粒子層４は青色発
光の発光ダイオード２６の発光スペクトルの中心波長に
合わせた反射特性を有する。ここで重要なことは、発光
ダイオード２４、２５、２６のそれぞれから発する光の
放射角内に微粒子層２、３、４が含まれ、これらの微粒
子層２、３、４に発光ダイオード２４、２５、２６のそ
れぞれからの赤色、緑色および青色の光が入射し、そこ
で拡散反射されてディスプレイの前方に到達するよう
に、微粒子層２、３、４の凹面の曲率や大きさなどが決
められていることである。これらの発光ダイオード２
４、２５、２６は、微小なものが好ましく、たとえばマ
イクロクリスタル発光ダイオードが用いられる。なお、
図示は省略するが、各画素の発光ダイオード２４、２
５、２６を個別に駆動するための配線が縦横に形成され
ている。この第１９の実施形態によれば、第１８の実施
形態と同様な利点を得ることができる。

【０１１９】以上、この発明の実施形態につき具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。

【０１２０】たとえば、上述の実施形態において挙げた
数値、配置、構造、形状、材料、微粒子の堆積方法など
はあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異な
る数値、配置、構造、形状、材料、微粒子の堆積方法な
どを用いても良い。

【０１２１】また、上述の第６の実施形態においては微
粒子層４の最上面にマイクロレンズフィルム１１を配置
し、上述の第７の実施形態においては微粒子層４の最上
面にマイクロプリズムフィルム１２を配置しているが、
マイクロレンズとマイクロプリズムとが混在したフィル
ムを微粒子層４の最上面に配置するようにしても良い。

【０１２２】更に、上述の第１７の実施形態において
は、赤色用、緑色用および青色用の反射面Ｑ₁、Ｑ₂、
Ｑ₃を基板１上に順次積層しているが、これらの反射面
Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃の積層順序を逆にしても良いし、これ
らの反射面Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃を横方向に配置しても良
い。

【０１２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、外光ノイズが小さく、映像のコントラストが高く、
黒が沈んだ映像を得ることができるスクリーンおよび投
影システムを実現することができる。また、外光ノイズ
が小さく、映像のコントラストが高く、黒が沈んだ映像
を得ることができる表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態によるスクリーンを
示す平面図である。

【図２】この発明の第２の実施形態によるスクリーンを
示す平面図である。

【図３】この発明の第２および第３の実施形態によるス
クリーンを従来の白フラットスクリーンと比較するため
の略線図である。

【図４】この発明の第２および第３の実施形態によるス
クリーンを従来の白フラットスクリーンと比較するため
に行った実験の結果を示す略線図である。

【図５】この発明によるスクリーンの原理を説明するた
めの略線図である。

【図６】この発明によるスクリーンの原理を説明するた
めの略線図である。

【図７】多層膜の反射スペクトルを示す略線図である。

【図８】多層膜の反射スペクトルを示す略線図である。

【図９】規則的に配列された微粒子の反射スペクトルを
示す略線図である。

【図１０】最密構造を説明するための略線図である。

【図１１】規則的に配列された微粒子の反射スペクトル
を示す略線図である。

【図１２】特定の波長の光が反射される理由を説明する
ための略線図である。

【図１３】微粒子の光場の計算に用いたモデルを示す略
線図である。

【図１４】微粒子の光場の計算に用いたモデルを示す略
線図である。

【図１５】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図１６】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図１７】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図１８】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図１９】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図２０】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図２１】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図２２】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図２３】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図２４】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図２５】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図２６】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図２７】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図２８】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図２９】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図３０】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図３１】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図３２】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図３３】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図３４】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図３５】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図３６】緑色反射に対する微粒子の光場の計算に用い
たモデルを示す略線図である。

【図３７】緑色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図３８】緑色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図３９】緑色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図４０】緑色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図４１】緑色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図４２】緑色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図４３】緑色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図４４】青色反射に対する微粒子の光場の計算に用い
たモデルを示す略線図である。

【図４５】青色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図４６】青色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図４７】青色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図４８】青色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図４９】青色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図５０】青色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図５１】青色反射に対する微粒子の光場の計算結果を
示す略線図である。

【図５２】シリカ微粒子の直径とブラッグ反射が起こる
波長との関係を示す略線図である。

【図５３】三原色反射に対する微粒子の光場の計算に用
いたモデルを示す略線図である。

【図５４】三原色反射に対する微粒子の光場の計算結果
を示す略線図である。

【図５５】三原色反射に対する微粒子の光場の計算結果
を示す略線図である。

【図５６】三原色反射に対する微粒子の光場の計算結果
を示す略線図である。

【図５７】三原色反射に対する微粒子の光場の計算結果
を示す略線図である。

【図５８】三原色反射に対する微粒子の光場の計算結果
を示す略線図である。

【図５９】この発明の第４の実施形態によるスクリーン
を示す断面図である。

【図６０】この発明の第４の実施形態によるスクリーン
の製造方法を説明するための略線図である。

【図６１】この発明の第４の実施形態によるスクリーン
の製造方法を説明するための略線図である。

【図６２】この発明の第４の実施形態によるスクリーン
の製造方法を説明するための略線図である。

【図６３】この発明の第４の実施形態によるスクリーン
の製造方法を説明するための略線図である。

【図６４】この発明の第４の実施形態によるスクリーン
の製造方法を説明するための略線図である。

【図６５】回折により光が広がる様子を示す略線図であ
る。

【図６６】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図６７】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図６８】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図６９】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図７０】屈折により光が広がる様子を示す略線図であ
る。

【図７１】屈折により光が広がる様子を示す略線図であ
る。

【図７２】微粒子の光場の計算に用いたモデルを示す略
線図である。

【図７３】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図７４】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図７５】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図７６】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図７７】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図７８】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図７９】微粒子の光場の計算結果を示す略線図であ
る。

【図８０】反射光の広がりを遠視野像の広がりとして示
す略線図である。

【図８１】結晶軸を傾けた効果を説明するための略線図
である。

【図８２】逆格子空間を示す略線図である。

【図８３】結晶軸の傾きとブラッグ条件を満たす波長と
の関係を示す略線図である。

【図８４】指向性を緩和する構造の一例を示す略線図で
ある。

【図８５】逆格子空間を示す略線図である。

【図８６】誘電体多層膜の反射スペクトルを示す略線図
である。

【図８７】誘電体多層膜の反射スペクトルを示す略線図
である。

【図８８】ＬＣＤプロジェクターから出射した光のスペ
クトルの測定結果を示す略線図である。

【図８９】ＬＣＤプロジェクターから出射した光のスペ
クトルの測定結果を示す略線図である。

【図９０】ＬＣＤプロジェクターから出射した光のスペ
クトルの測定結果を示す略線図である。

【図９１】ＬＣＤプロジェクターから出射した光のスペ
クトルの測定結果を示す略線図である。

【図９２】ＤＬＰプロジェクターから出射した光のスペ
クトルの測定結果を示す略線図である。

【図９３】ＤＬＰプロジェクターから出射した光のスペ
クトルの測定結果を示す略線図である。

【図９４】ＤＬＰプロジェクターから出射した光のスペ
クトルの測定結果を示す略線図である。

【図９５】ＤＬＰプロジェクターから出射した光のスペ
クトルの測定結果を示す略線図である。

【図９６】色度図を示す略線図である。

【図９７】この発明の第６の実施形態によるスクリーン
を示す断面図である。

【図９８】この発明の第７の実施形態によるスクリーン
を示す断面図である。

【図９９】この発明の第８の実施形態によるスクリーン
を示す断面図である。

【図１００】この発明の第９の実施形態によるスクリー
ンを示す断面図である。

【図１０１】この発明の第１０の実施形態によるスクリ
ーンを示す断面図である。

【図１０２】この発明の第１１の実施形態によるスクリ
ーンを示す断面図である。

【図１０３】この発明の第１２の実施形態によるスクリ
ーンを示す断面図である。

【図１０４】この発明の第１３の実施形態によるスクリ
ーンを示す断面図である。

【図１０５】この発明の第１４の実施形態によるスクリ
ーンを示す断面図である。

【図１０６】この発明の第１５の実施形態によるスクリ
ーンを示す断面図である。

【図１０７】この発明の第１５の実施形態による投影シ
ステムを示す側面図である。

【図１０８】この発明の第１５の実施形態による投影シ
ステムを示す略線図である。

【図１０９】この発明の第１６の実施形態による投影シ
ステムを示す略線図である。

【図１１０】この発明の第１６の実施形態による投影シ
ステムにおけるスクリーンの一部の拡大図である。

【図１１１】この発明の第１７の実施形態によるスクリ
ーンを示す断面図である。

【図１１２】この発明の第１７の実施形態によるスクリ
ーンに用いる微粒子クラスターを示す略線図である。

【図１１３】この発明の第１８の実施形態によるディス
プレイを示す断面図である。

【図１１４】この発明の第１９の実施形態によるディス
プレイを示す断面図である。

【符号の説明】

Ｐ・・・黒の下地面、Ｑ・・・白の反射面、Ｑ₁、
Ｑ₂、Ｑ₃・・・反射面、１・・・基板、２、３、４・
・・微粒子、５・・・微粒子、１０・・・拡散フィル
ム、１１・・・マイクロレンズフィルム、１２・・・マ
イクロプリズムフィルム、１３・・・バインダー、１４
・・・空洞、１５・・・透明基板、１６・・・光吸収
層、１７・・・ＰＥＴフィルム、１８・・・バッファ
層、１９・・・スクリーン、２０・・・プロジェクタ
ー、２１・・・光源、Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃・・・微粒子ク
ラスター、２４、２５、２６・・・発光ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者戸田淳東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者石本光東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者石橋晃東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者中枝武弘東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者西智裕東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者大西通博東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2H021 BA02 BA09 BA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】標準的なシアター環境と同等の、スクリ
ーン面上における映像の最大輝度を確保しつつ、スクリ
ーン面の全面平均の反射率を少なくとも白地のスクリー
ンの反射率より低く設定することにより外光ノイズの反
射を低減させたことを特徴とするスクリーン。
【請求項２】第１の反射率を有する下地面上に上記第
１の反射率より高い第２の反射率を有する反射面を離散
的に配置したことを特徴とするスクリーン。
【請求項３】上記反射面の間の部分の上記下地面を黒
の吸収面としたことを特徴とする請求項２記載のスクリ
ーン。
【請求項４】上記反射面を白の反射面としたことを特
徴とする請求項２記載のスクリーン。
【請求項５】上記反射面は二次元的に周期的に配置さ
れていることを特徴とする請求項２記載のスクリーン。
【請求項６】上記反射面は正方形または長方形である
ことを特徴とする請求項２記載のスクリーン。
【請求項７】複数の投影光源のそれぞれの発光スペク
トルの中心波長に合わせた反射特性を有する反射面を下
地面上に離散的に配置したことを特徴とするスクリー
ン。
【請求項８】上記反射面の間の部分の上記下地面を黒
の吸収面としたことを特徴とする請求項７記載のスクリ
ーン。
【請求項９】上記反射面による反射スペクトルの半値
幅を３０ｎｍ±２０ｎｍとしたことを特徴とする請求項
７記載のスクリーン。
【請求項１０】上記反射面をｎ原色のそれぞれに対応
した波長の光を反射し、他の光は透過するようにそれぞ
れ構成し、これらの反射面を積層したことを特徴とする
請求項７記載のスクリーン。
【請求項１１】上記反射面を青、緑および赤のそれぞ
れに対応した波長の光を反射し、他の光は透過するよう
にそれぞれ構成し、これらの反射面を積層したことを特
徴とする請求項７記載のスクリーン。
【請求項１２】上記反射面をスクリーン表面から見て
長波長のものから短波長のものへ順に積層したことを特
徴とする請求項１０または１１記載のスクリーン。
【請求項１３】上記反射面をスクリーン表面から見て
短波長のものから長波長のものへ順に積層したことを特
徴とする請求項１０または１１記載のスクリーン。
【請求項１４】上記反射面は、大きさが１μｍ以下の
微粒子を規則的に配列した構造を有することを特徴とす
る請求項７記載のスクリーン。
【請求項１５】上記反射面は、ｎ原色のそれぞれに対
応した波長の光を同時に反射することができるように、
上記微粒子の直径がｎ種類存在する構造を有することを
特徴とする請求項１４記載のスクリーン。
【請求項１６】上記反射面は、自己組織化により上記
微粒子を規則的に配列した構造を有することを特徴とす
る請求項１４記載のスクリーン。
【請求項１７】上記反射面は、上記微粒子を最密構造
に配列した構造を有することを特徴とする請求項１４記
載のスクリーン。
【請求項１８】上記反射面は、赤、緑および青の三原
色に対応した波長の光を同時に反射することができるよ
うに、上記微粒子の直径が３種類存在する構造を有する
ことを特徴とする請求項１４記載のスクリーン。
【請求項１９】上記微粒子としてシリカまたはシリカ
と同じ屈折率を持つ微粒子を用いたことを特徴とする請
求項１４記載のスクリーン。
【請求項２０】赤色反射用として２６９×（１．３６
／ｎ）ｎｍ以上３１４×（１．３６／ｎ）ｎｍ以下の直
径の微粒子、緑色反射用として２２４×（１．３６／
ｎ）ｎｍ以上２５１×（１．３６／ｎ）ｎｍ以下の直径
の微粒子、青色反射用として２０２×（１．３６／ｎ）
ｎｍ以上２２４×（１．３６／ｎ）ｎｍ以下の直径の微
粒子（ただし、ｎは微粒子の屈折率）を用いたことを特
徴とする請求項１９記載のスクリーン。
【請求項２１】赤色反射用として２７８×（１．３６
／ｎ）ｎｍ以上３０５×（１．３６／ｎ）ｎｍ以下の直
径の微粒子、緑色反射用として２２４×（１．３６／
ｎ）ｎｍ以上２３７×（１．３６／ｎ）ｎｍ以下の直径
の微粒子、青色反射用として２０８×（１．３６／ｎ）
ｎｍ以上２１７×（１．３６／ｎ）ｎｍ以下の直径の微
粒子（ただし、ｎは微粒子の屈折率）を用いたことを特
徴とする請求項１９記載のスクリーン。
【請求項２２】基板上に縦方向に赤色反射用の微粒子
層、緑色反射用の微粒子層および青色反射用の微粒子層
が積層されていることを特徴とする請求項１４記載のス
クリーン。
【請求項２３】基板上に縦方向に赤色反射用の微粒子
層、緑色反射用の微粒子層および青色反射用の微粒子層
が順次積層されていることを特徴とする請求項１４記載
のスクリーン。
【請求項２４】基板上に縦方向に青色反射用の微粒子
層、緑色反射用の微粒子層および赤色反射用の微粒子層
が順次積層されていることを特徴とする請求項１４記載
のスクリーン。
【請求項２５】積層周期が８以上１５以下であること
を特徴とする請求項２２記載のスクリーン。
【請求項２６】基板上に横方向に赤色反射用の微粒子
層、緑色反射用の微粒子層および青色反射用の微粒子層
が配列されていることを特徴とする請求項１４記載のス
クリーン。
【請求項２７】積層周期が８以上１５以下であること
を特徴とする請求項２６記載のスクリーン。
【請求項２８】可視光を吸収する層またはバルク基板
を有することを特徴とする請求項１４記載のスクリー
ン。
【請求項２９】上記可視光を吸収する層またはバルク
基板はすべての波長域の可視光を吸収することを特徴と
する請求項２８記載のスクリーン。
【請求項３０】上記可視光を吸収する層またはバルク
基板が上記微粒子の下にあることを特徴とする請求項２
８記載のスクリーン。
【請求項３１】上記基板が透明基板の裏面に可視光を
吸収する層が設けられたものであることを特徴とする請
求項２２または２６記載のスクリーン。
【請求項３２】上記基板がＰＥＴフィルムであること
を特徴とする請求項２２または２６記載のスクリーン。
【請求項３３】上記基板の表面に濡れ性を向上させる
ための凹凸または膜が設けられていることを特徴とする
請求項２２または２６記載のスクリーン。
【請求項３４】上記微粒子層上に光拡散媒体が設けら
れていることを特徴とする請求項２２または２６記載の
スクリーン。
【請求項３５】上記光拡散媒体が拡散フィルムである
ことを特徴とする請求項３４記載のスクリーン。
【請求項３６】上記光拡散媒体がマイクロレンズフィ
ルムであることを特徴とする請求項３４記載のスクリー
ン。
【請求項３７】上記光拡散媒体がマイクロプリズムフ
ィルムであることを特徴とする請求項３４記載のスクリ
ーン。
【請求項３８】上記微粒子の間の隙間が結合剤により
埋められていることを特徴とする請求項１４記載のスク
リーン。
【請求項３９】上記微粒子が空洞からなることを特徴
とする請求項３８記載のスクリーン。
【請求項４０】上記微粒子の集合体を有することを特
徴とする請求項１４記載のスクリーン。
【請求項４１】上記微粒子の集合体の横方向の大きさ
が２２周期より小さいことを特徴とする請求項４０記載
のスクリーン。
【請求項４２】上記微粒子の集合体はその結晶軸に対
して斜めの面とそれとは異なる角度を持つ面とを併せ持
つことを特徴とする請求項４０記載のスクリーン。
【請求項４３】上記斜めの面の角度θが７０°≦θ≦
９０°の範囲であることを特徴とする請求項４２記載の
スクリーン。
【請求項４４】上記微粒子の集合体が曲面を持つこと
を特徴とする請求項４０記載のスクリーン。
【請求項４５】上記微粒子の集合体の結晶軸が光の入
射方向に対して７７．４°≦α≦９０°の範囲の角度α
傾いていることを特徴とする請求項４０記載のスクリー
ン。
【請求項４６】上記微粒子の集合体にうねりを持たせ
たことを特徴とする請求項４０記載のスクリーン。
【請求項４７】上記反射面は、大きさが１μｍ以下の
微粒子が規則的に配列された微粒子クラスターを配列し
た構造を有することを特徴とする請求項７記載のスクリ
ーン。
【請求項４８】上記基板上に、バッファ層を介して、
赤色反射用の微粒子層、緑色反射用の微粒子層および青
色反射用の微粒子層が設けられていることを特徴とする
請求項２２または２６記載のスクリーン。
【請求項４９】上記バッファ層は、２０８×（１．３
６／ｎ）ｎｍ以下の直径の微粒子（ただし、ｎは微粒子
の屈折率）の層からなることを特徴とする請求項４８記
載のスクリーン。
【請求項５０】上記反射面は、フォトニック結晶を用
いて特定の波長の光を反射するように構成されているこ
とを特徴とする請求項７記載のスクリーン。
【請求項５１】上記フォトニック結晶の横方向の大き
さが２２周期より小さいことを特徴とする請求項５０記
載のスクリーン。
【請求項５２】上記反射面は、誘電体多層膜を用いて
特定の波長の光を反射するように構成されていることを
特徴とする請求項７記載のスクリーン。
【請求項５３】上記誘電体多層膜の周期構造が１０周
期以上であることを特徴とする請求項５２記載のスクリ
ーン。
【請求項５４】複数の投影光源のそれぞれの発光スペ
クトルの中心波長に合わせた反射特性を有する反射面を
基板上に離散的に配置し、上記反射面は、大きさが１μ
ｍ以下の微粒子を規則的に配列した構造を有するスクリ
ーンの製造方法であって、上記微粒子を自己組織化により配列するようにしたこと
を特徴とするスクリーンの製造方法。
【請求項５５】複数の投影光源のそれぞれの発光スペ
クトルの中心波長に合わせた反射特性を有する反射面を
基板上に離散的に配置し、上記反射面は、大きさが１μ
ｍ以下の微粒子を規則的に配列した構造を有するスクリ
ーンの製造方法であって、２重量％以上の微粒子溶液中に基板を浸漬する第１の工
程と、上記基板を気相中に３０μｍ／ｓ以上の速度で引き上げ
ることによりその表面を上記微粒子溶液で濡らす第２の
工程と、上記微粒子溶液で濡れた上記基板を気相中で乾燥させる
第３の工程とを有することを特徴とするスクリーンの製
造方法。
【請求項５６】上記第１の工程から上記第３の工程を
必要な光学特性または厚さを有する微粒子層が形成され
るまで繰り返すようにしたことを特徴とする請求項５５
記載のスクリーンの製造方法。
【請求項５７】上記基板の浸漬前、浸漬中または引き
上げ直後のいずれかの時に、上記基板をその面内で回転
させることにより上記基板の向きを変えるようにしたこ
とを特徴とする請求項５５記載のスクリーンの製造方
法。
【請求項５８】上記基板の浸漬前に上記基板の表面に
濡れ性を向上させる処理を施すようにしたことを特徴と
する請求項５５記載のスクリーンの製造方法。
【請求項５９】投影光源と、第１の反射率を有する下地面上に上記第１の反射率より
高い第２の反射率を有する反射面を離散的に配置したス
クリーンとを有することを特徴とする投影システム。
【請求項６０】投影する映像を上記スクリーンの離散
的に配置されたそれぞれの上記反射面に集中して投影す
るようにしたことを特徴とする請求項５９記載の投影シ
ステム。
【請求項６１】複数の投影光源と、上記複数の投影光源のそれぞれの発光スペクトルの中心
波長に合わせた反射特性を有する反射面を下地面上に離
散的に配置したスクリーンとを有することを特徴とする
投影システム。
【請求項６２】上記投影光源はレーザであることを特
徴とする請求項６１記載の投影システム。
【請求項６３】上記投影光源は半導体レーザであるこ
とを特徴とする請求項６１記載の投影システム。
【請求項６４】投影する映像を上記スクリーンの離散
的に配置されたそれぞれの上記反射面に集中して投影す
るようにしたことを特徴とする請求項６１記載の投影シ
ステム。
【請求項６５】互いに発光波長が異なる複数の発光ダ
イオードと、上記複数の発光ダイオードのそれぞれの近傍に設けられ
た、上記複数の発光ダイオードのそれぞれの発光スペク
トルの中心波長に合わせた反射特性を有する反射面とを
有することを特徴とする表示装置。
【請求項６６】上記発光ダイオードから発する光が上
記反射面により拡散反射されることを特徴とする請求項
６５記載の表示装置。