JP2005037735A - 偏光選択反射層形成用塗工液、それを用いた投影スクリーンおよび投影スクリーンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層を形成するための偏光選択反射層形成用塗工液であって、上記偏光選択反射層形成用塗工液は、上記コレステリック液晶構造を形成するコレステリック規則性を有する重合性液晶材料とレベリング剤とを有し、上記レベリング剤は、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、上記コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する量含有されていることを特徴とする偏光選択反射層形成用塗工液を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】 図1
Description
まず、本発明の偏光選択反射層形成用塗工液について説明する。
まず、本発明の偏光選択反射層形成用塗工液に用いられる重合性液晶材料について説明する。本発明における重合性液晶材料としては、コレステリック規則性を有するものであれば特に限定はされない。例えば、カイラルネマチック液晶や、コレステリック液晶等を挙げることができ、中でも分子の両末端に重合性官能基を有する重合性液晶材料であることが好ましい。これにより、硬化後、光学的に安定した投影スクリーンを得ることができるからである。また、上記重合性液晶材料が、ネマチック規則性もしくはスメクチック規則性を呈する場合には、重合性カイラル剤を用いてもよい。
本発明においては、ネマチック液晶にカイラル剤を加えた、コレステリック規則性を有するカイラルネマチック液晶を、好適に使用することもできる。
次に、本発明の偏光選択反射層形成用途工液に用いられるレベリング剤について説明する。本発明におけるレベリング剤は、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、偏光選択反射層形成用途工液中にコレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する量含有されていることを特徴とするものである。
また、本発明の偏光選択反射層形成用塗工液には、上記重合性液晶材料およびレベリング剤の他に、必要に応じて、添加剤として増感剤、光重合開始剤等、一般的な偏光選択反射層に用いられる材料を添加剤として適宜用いてもよい。
次に、本発明の投影スクリーンについて説明する。
本実施態様の投影スクリーンは、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、上記偏光選択反射層はレベリング剤を有し、上記レベリング剤は、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、上記コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する量含有されていることを特徴とするものである。
ここで、pは液晶分子の螺旋軸構造における螺旋ピッチ長(液晶分子の分子螺旋の1ピッチ当たりの長さ)、navは螺旋軸に直交する平面内での平均屈折率である。
すなわち、例えば図2に示すように、投影スクリーンの観察者側から入射する無偏光状態の光(選択反射波長域内の右円偏光11Rおよび左円偏光11L、選択反射波長域外の右円偏光12Rおよび左円偏光12L)は、上述したような偏光分離特性に従って、選択反射中心波長λ0を中心とした波長バンド幅Δλの範囲(選択反射波長域)に属する一方の円偏光成分(例えば選択反射波長域内の右円偏光11R)が反射光13として反射され、その他の光(例えば選択反射波長域内の左円偏光11L、選択反射波長域外の右円偏光12Rおよび左円偏光12L)が透過される。
まず、本実施態様の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層について説明する。
次に、本実施態様の投影スクリーンに用いられる基材について説明する。本実施態様の投影スクリーンに用いられる基材としては、上記偏光選択反射層が形成可能であれば、特に限定されるものではないが、本実施態様においては、中でも可視光領域の波長の光を吸収するものであることが好ましく、具体的には400nm〜700nmの範囲内の光を吸収するものであることが好ましい。これにより、上記コレステリック液晶の円偏光と逆の円偏光や、上記偏光選択反射層が反射する特定の波長以外の波長の光が入射した場合に、反射を防止することができ、明度の高い投影スクリーンとすることができるからである。
本実施態様においては、密着性向上層を形成することが好ましく、この密着性向上層は、上記基材と上記偏光選択反射層との密着性を向上させるために設けられるものである。このような密着性向上層としては、特にその種類や材料等は特に限定されるものではなく、例えばアクリル系やエポキシ系の材料等を用いることができる。
本実施態様の投影スクリーンは、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、上記偏光選択反射層が、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角度が0°〜45°の範囲内である上記螺旋軸構造領域を有し、上記角度を有する螺旋軸構造領域が、上記偏光選択反射層内において50%以上含有されていることを特徴とするものである。
まず、本実施態様の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層について説明する。
次に、本発明の投影スクリーンの製造方法について説明する。
まず、塗布工程について説明する。塗布工程は、上述した偏光選択反射層形成用塗工液を用いて、基材上に上記偏光選択反射層形成用塗工液を塗布する工程である。
次に、配向処理工程について説明する。本発明における配向処理工程は、上記塗布工程により上記基材上に成膜された偏光選択反射層に配向処理を施す工程である。
さらに、固定化工程について説明する。本発明における固定化工程は、上記配向処理工程で配向させた偏光選択反射層に硬化処理を施し硬化させ、上記偏光選択反射層内における液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造を固定化する工程である。
本発明においては、偏光選択反射層形成用塗工液を調製するに際して、偏光選択反射層形成用塗工液中のレベリング剤の濃度を増減させ、得られる偏光選択反射層内における螺旋軸構造領域の螺旋軸の角度を変化させることにより、得られる偏光選択反射層中の螺旋軸の角度を調整する螺旋軸角度調製工程を有することが好ましい。
アルキル側鎖を有する棒状液晶構造において、その両末端にアクリル基を有する紫外線硬化型ネマチック液晶からなる主剤に、この主剤と同様に両末端にアクリル基を有し、キラル中心を有するカイラル剤を添加したモノマー混合液晶をシクロヘキサノンに溶解し、チバガイギー社製のアセトフェノン系光重合開始剤を上記混合液晶100重量部に対して5重量部で添加した。得られた溶液にアクリル共重合系レベリング剤を上記混合液晶100重量部に対して0.1重量部添加した。これにより、440nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶塗工液1を調製し、200mm□の黒延伸PET基材(パナック社製)にバーコートにより塗布した。その後80℃のオーブンで90秒、乾燥および配向処理を行い、溶剤が除去されたコレステリック液晶層を得た。次に、このコレステリック液晶層に紫外線(10mW/cm2、60分)を照射して硬化させることにより、1層目の440nmに選択反射帯域を有する偏光選択反射層を得た。さらに、上記偏光選択反射層上に直接、2層目の液晶塗工液2を、1層目の偏光選択反射層の場合と同様にして塗布し、乾燥、配向、硬化処理を行った。2層目の液晶塗工液2は、液晶塗工液1と同様にして調製し、カイラル剤の添加量の調整により、550nmに選択反射中心波長を有するものとした。上述した方法と同様にして、3層目に600nmに選択反射帯域を有する偏光選択反射層を積層した。以上により、440、550、600nmを選択反射波長に含む偏光選択反射機能を有する投影スクリーンを得た。各層の膜厚は、1層目は3μm、2層目は4μm、3層目は5μmとした。
液晶塗工液中のレベリング剤の含有量を混合液晶100重量部に対して、それぞれ0.06重量部、0.5重量部、1重量部、2.5重量部、5重量部とした以外は、実施例1と同様にして投影スクリーンを作製した。
液晶塗工液中のレベリング剤の含有量を混合液晶100重量部に対して、それぞれ0.05重量部、6重量部とした以外は、実施例1と同様にして投影スクリーンを作製した。
実施例1〜6および比較例1〜2により作製された投影スクリーンの評価結果を表1に示す。
鏡面 … 映像が良好に視認できない状態であり、拡散角は正反射方向を0°として±5°以内である。
良好 … 偏光分離機能の効果により、明室においても高いコントラストが得られる状態である。具体的には、コントラストが10以上のときとする。
2 … 偏光選択反射層
Claims (9)
- 基材と、前記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層を形成するための偏光選択反射層形成用塗工液であって、
前記偏光選択反射層形成用塗工液は、前記コレステリック液晶構造を形成するコレステリック規則性を有する重合性液晶材料とレベリング剤とを有し、
前記レベリング剤は、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、前記コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する量含有されていることを特徴とする偏光選択反射層形成用塗工液。 - 前記レベリング剤の含有量は、前記重合性液晶材料100重量部に対して0.06重量部〜5重量部の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の偏光選択反射層形成用塗工液。
- 基材と、前記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、
前記偏光選択反射層はレベリング剤を有し、
前記レベリング剤は、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、前記コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する量含有されていることを特徴とする投影スクリーン。 - 前記偏光選択反射層が、前記基材平面の法線を含む断面において、前記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角度が0°〜45°の範囲内である前記螺旋軸構造領域を有し、
前記角度を有する螺旋軸構造領域が、前記偏光選択反射層内において50%以上含有されていることを特徴とする請求項3に記載の投影スクリーン。 - 基材と、前記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、
前記偏光選択反射層が、前記基材平面の法線を含む断面において、前記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角度が0°〜45°の範囲内である前記螺旋軸構造領域を有し、
前記角度を有する螺旋軸構造領域が、前記偏光選択反射層内において50%以上含有されていることを特徴とする投影スクリーン。 - 前記偏光選択反射層は、前記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域の一部のみであることを特徴とする請求項3から請求項5までのいずれかの請求項に記載の投影スクリーン。
- 前記偏光選択反射層は、当該偏光選択反射層に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が430nm〜460nm、540nm〜570nmおよび580nm〜620nmの範囲に存在する光を選択的に反射することを特徴とする請求項6に記載の投影スクリーン。
- 基材と、前記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンの製造方法であって、
基材上に、前記請求項1または請求項2に記載の偏光選択反射層形成用塗工液を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程により前記基材上に成膜された偏光選択反射層に配向処理を施す配向処理工程と、
前記配向処理工程で配向させた偏光選択反射層に硬化処理を施し硬化させ、前記偏光選択反射層内における液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造を固定化する固定化工程と
を有することを特徴とする投影スクリーンの製造方法。 - 前記偏光選択反射層形成用塗工液を調製するに際して、前記偏光選択反射層形成用塗工液中の前記レベリング剤の濃度を増減させ、得られる偏光選択反射層内における螺旋軸構造領域の螺旋軸の角度を変化させることにより、得られる偏光選択反射層中の前記螺旋軸の角度を調整する螺旋軸角度調製工程を有することを特徴とする請求項8に記載の投影スクリーンの製造方法。
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