JP2005091917A - 投影システム、それに用いられる投影スクリーン及び投影機ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 投影スクリーンに対して斜め方向から入射した映像光の反射効率を改善して、投影スクリーンの全面に亘って明るさの均一性を向上させ映像を鮮明に表示することができる投影システムを提供する。
【解決手段】 投影システム２０は、投影スクリーン１０と、投影スクリーン１０上に映像光を投射する投影機ユニット２５とを備えている。投影スクリーン１０は、観察者側（図面の右方側）から投射された映像光を反射して映像を表示するものであり、特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）を選択的に反射する偏光選択反射層１１と、偏光選択反射層１１を支持する支持基材１２とを備えている。偏光選択反射層１１はコレステリック液晶構造を有し、負のＣプレートとして作用する屈折率異方性を有している。投影機ユニット２５は、特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）を含む映像光３１を投射する投影機２１と、投影機２１から投射される映像光の光路上に配置された光学補償板２３とを備えている。光学補償板２３は、投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１の屈折率異方性を補償するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、投影機により投影スクリーン上に映像光を投射して映像を表示する投影システムに係り、とりわけ、投影スクリーンの全面に亘って明るさの均一性を向上させ映像を鮮明に表示することができる投影システム、それに用いられる投影スクリーン及び投影機ユニットに関する。

従来の投影システムとしては、投影機により投射された映像光を投影スクリーン上に映し出し、その反射光を観察者が映像として観察するものが一般的である。

このような従来の投影システムに用いられる投影スクリーンとしては、白色の紙材や布材の他、プラスチックフィルム上に光を白色散乱するインキを塗装したものなどが一般に用いられている。また、より高品質な投影スクリーンとして、ビーズやパールなどを練りこんだ散乱層を含み、この散乱層によって映像光の散乱状態を制御するものが市販されている。

ところで、近年では、投影機本体の小型化や価格の低下などに伴って、ホームシアターなどの家庭用途の需要が増加してきており、投影システムが一般家庭で用いられることが多くなってきている。この場合、投影システムは家庭のリビングスペースなどに設置されることが多いが、このような場所は通常、外光や照明光などの環境光が入りやすい設計となっている。このため、家庭用途の投影システムに用いられる投影スクリーンとしては、明るい環境光の下でも良好な映像表示を実現することが可能なものが望まれている。

しかしながら、上述した従来の投影スクリーンでは、外光や照明光などの環境光についても映像光と同様に反射してしまうので、明るい環境光の下で良好な映像表示を実現することが困難であるという問題がある。

具体的には、従来の投影システムでは、投影スクリーン上に投射される投影機からの投射光（映像光）の強度差によって映像の濃淡が作り出されており、例えば、黒地に白の絵を映し出すような場合には、投射光が投影スクリーンに当たる部分が白、それ以外の部分が黒となり、このような白黒の明るさの差により映像の濃淡が作り出されている。この場合、良好な映像表示を実現するためには、白表示の部分をより明るくし、黒表示の部分をより暗くして、コントラスト差を大きくする必要がある。

しかしながら、上述した従来の投影スクリーンでは、外光や照明光などの環境光を映像光との区別なく反射してしまうので、白表示の部分及び黒表示の部分の両方が明るくなり、白黒の明るさの差が小さくなってしまう。このため、上述した従来の投影スクリーンでは、部屋を暗くするための手段や環境などを用いて外光や照明光などの環境光の影響を抑えない限り、良好な映像表示を実現することが困難であるという問題がある。

このような背景の下で、従来から、明るい環境光の下でも良好な映像表示を実現することが可能な投影スクリーンが研究されており、例えばホログラムを利用したものや、偏光分離層を利用したものなどが提案されている（特許文献１及び２参照）。

しかしながら、上述した従来の投影スクリーンのうち、ホログラムを利用した投影スクリーンでは、散乱効果を制御して白表示の部分をより明るくすることができ、明るい環境光の下で比較的良好な映像表示を実現することができるものの、ホログラムは波長選択性はあるものの、偏光選択性を有しておらず、一定の限度でしか映像を鮮明に表示することができないという問題がある。また、ホログラムを利用した投影スクリーンでは、製造上の問題から大画面化が困難であるという問題がある。

一方、偏光分離層を利用した投影スクリーンでは、白表示の部分を明るくしつつ、黒表示の部分をより暗くすることが可能であり、上述したようなホログラムを利用したものに比べて、明るい環境光の下で映像を鮮明に表示することができる。
特開平５−１０７６６０号公報 特開２００２−５４０４４５号公報

このような偏光分離層を利用した投影スクリーンに関し、本発明者は先に、コレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層を備え、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により映像の視認性を低下させることなく映像光の反射光に散乱効果を与えることができる投影スクリーンを提案している（特願２００３−１６５６８７号）。

本発明は上記特願２００３−１６５６８７号に記載された発明を前提としてなされたものであり、投影スクリーンに対して斜め方向から入射した映像光の反射効率を改善して、投影スクリーンの全面に亘って明るさの均一性を向上させ映像を鮮明に表示することができる投影システム、それに用いられる投影スクリーン及び投影機ユニットを提供することを目的とする。

本発明は、第１の解決手段として、特定の偏光成分の光を選択的に反射する偏光選択反射層を有する投影スクリーンと、前記投影スクリーンの前記偏光選択反射層上に映像光を投射する投影機と、前記投影スクリーンと前記投影機との間に配置され、前記投影スクリーンの前記偏光選択反射層の屈折率異方性を補償する光学補償要素とを備えたことを特徴とする投影システムを提供する。

なお、上述した第１の解決手段において、前記投影機から投射される前記特定の偏光成分の光は、右円偏光又は左円偏光であることが好ましい。

また、上述した第１の解決手段において、前記投影スクリーンの前記偏光選択反射層はコレステリック液晶構造を有し、前記光学補償要素は、面内方向の屈折率をｎ_ｘ，ｎ_ｙ、法線方向の屈折率をｎ_ｚとしたとき、ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ＜ｎ_ｚの関係を満たす複屈折層を有することが好ましい。

本発明は、第２の解決手段として、投射された映像光を反射して映像を表示する投影スクリーンにおいて、特定の偏光成分の光を選択的に反射する偏光選択反射層と、前記偏光選択反射層の観察者側に配置され、前記偏光選択反射層の屈折率異方性を補償する光学補償要素とを備えたことを特徴とする投影スクリーンを提供する。

なお、上述した第２の解決手段において、前記特定の偏光成分の光は、右円偏光又は左円偏光であることが好ましい。

また、上述した第２の解決手段において、前記偏光選択反射層はコレステリック液晶構造を有し、前記光学補償要素は、面内方向の屈折率をｎ_ｘ，ｎ_ｙ、法線方向の屈折率をｎ_ｚとしたとき、ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ＜ｎ_ｚの関係を満たす複屈折層を有することが好ましい。

さらに、上述した第２の解決手段において、前記偏光選択反射層により反射された光を拡散する拡散要素をさらに備えたり、前記偏光選択反射層自体が拡散性を有することが好ましい。

ここで、前記偏光選択反射層自体が拡散性を有する場合には、前記偏光選択反射層の前記コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させることが好ましい。なおこの場合、前記偏光選択反射層の前記コレステリック液晶構造は、螺旋軸の方向が異なる複数の螺旋構造領域を含むことが好ましい。

さらに、上述した第２の解決手段において、前記偏光選択反射層は、可視光域の一部のみをカバーする赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光を選択的に反射することが好ましい。

さらに、上述した第２の解決手段においては、前記偏光選択反射層を支持する支持基材をさらに備えることが好ましい。なお、前記支持基材は、可視光域の光を吸収する光吸収層を含むことが好ましい。

さらにまた、上述した第２の解決手段において、前記偏光選択反射層は、重合性の液晶材料からなることが好ましい。

本発明は、第３の解決手段として、特定の偏光成分の光を選択的に反射する偏光選択反射層を有する投影スクリーン上に映像光を投射する投影機ユニットにおいて、特定の偏光成分の光を含む映像光を投射する投影機と、前記投影機から投射される映像光の光路上に配置され、投射対象となる前記投影スクリーンの前記偏光選択反射層の屈折率異方性を補償する光学補償要素とを備えたことを特徴とする投影機ユニットを提供する。

なお、上述した第３の解決手段において、前記投影機から投射される前記特定の偏光成分の光は、右円偏光又は左円偏光であることが好ましい。

また、上述した第３の解決手段において、投射対象となる前記投影スクリーンの前記偏光選択反射層はコレステリック液晶構造を有し、前記光学補償要素は、面内方向の屈折率をｎ_ｘ，ｎ_ｙ、法線方向の屈折率をｎ_ｚとしたとき、ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ＜ｎ_ｚの関係を満たす複屈折層を有することが好ましい。

本発明によれば、投影スクリーンの偏光選択反射層と投影機ユニットの投影機との間に、偏光選択反射層の屈折率異方性を補償する光学補償要素を設け、この光学補償要素において、投影機から投射される特定の偏光成分の光を、偏光選択反射層で生じる位相差分だけ予め補償するようにしている。このため、偏光選択反射層に対して斜め方向から映像光が入射するスクリーン外周部でも、光学補償要素及び偏光選択反射層を映像光が順に通過する過程で偏光状態の歪み分が相殺されることとなり、偏光選択反射層を部分的に通過して厚さ方向の所定の位置で反射される光の偏光状態が、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光状態と同一になる。これにより、偏光選択反射層に対して斜め方向から入射する映像光の反射効率を効果的に改善することが可能となり、投影スクリーンの全面に亘って明るさの均一性を向上させ映像を鮮明に表示することができる。

また、本発明によれば、偏光選択反射層が、特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）のみを選択的に反射するので、偏光特性のない外光や照明光などの環境光を偏光選択反射層で約５０％しか反射しないようにすることができる。このため、白表示などの明表示の部分の明るさが同じ場合でも、黒表示などの暗表示の部分の明るさを略半分にして、映像のコントラストを略２倍にすることができる。なおこのとき、投射された映像光が、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすれば、投射された映像光を偏光選択反射層で略１００％反射することができ、映像光を効率的に反射することができる。

さらに、本発明によれば、偏光選択反射層がコレステリック液晶構造を有し、かつ、このコレステリック液晶構造が構造的な不均一性を有する（例えばコレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域の螺旋軸の方向がばらついたりする）ようにすれば、映像光が鏡面反射でなく拡散反射され、映像が視認しやすくなる。なおこのとき、偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光を拡散させながら反射する一方で、その他の光については拡散させずに透過させることができる。このため、偏光選択反射層を透過する環境光や映像光について、その偏光状態が乱される、いわゆる消偏の問題は起こらず、偏光選択反射層の本来の偏光分離機能を維持しつつ、映像の視認性を向上させることができる。

発明を実施するための形態

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１により、本発明の一実施の形態に係る投影システムの全体構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る投影システム２０は、投影スクリーン１０と、投影スクリーン１０上に映像光３１を投射する投影機ユニット２５とを備えている。

このうち、投影スクリーン１０は、観察者側（図面の右方側）から投射された映像光３１を反射して映像を表示するものであり、特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）を選択的に反射する偏光選択反射層１１と、偏光選択反射層１１を支持する支持基材１２とを備えている。なお、偏光選択反射層１１はコレステリック液晶構造を有し、負のＣプレートとして作用する屈折率異方性を有している。すなわち、三次元座標系で、面内方向の屈折率をｎ_ｘ，ｎ_ｙ、法線方向の屈折率をｎ_ｚとしたとき、ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ＞ｎ_ｚの関係を満たす複屈折層をなしている。

また、投影機ユニット２５は、特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）を含む映像光３１を投射する投影機２１と、投影機２１から投射される映像光３１の光路上に配置された光学補償板（光学補償要素）２３とを備えている。なお、光学補償板２３は、投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１の屈折率異方性を補償するものであり、投影スクリーン１０と投影機２１との間に配置されている。

より具体的には、光学補償板２３は、偏光選択反射層１１の屈折率異方性を相殺して等方性の映像光を作り出すため、正のＣプレートとして作用する屈折率異方性を有している。すなわち、三次元座標系で、面内方向の屈折率をｎ_ｘ，ｎ_ｙ、法線方向の屈折率をｎ_ｚとしたとき、ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ＜ｎ_ｚの関係を満たす複屈折層をなしている。

ここで、投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１は、上述したように、負のＣプレートとして作用する屈折率異方性を有している。このため、特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）を含む映像光３１が偏光選択反射層１１に対して斜め方向から入射するスクリーン外周部Ｐ_２では、図２(b)に示すように、偏光選択反射層１１を通過する過程で円偏光に位相差が生じて楕円偏光（図２(b)の符号５４参照）となり、その結果、偏光選択反射層１１により反射される反射光３３の反射効率が低下してしまう。なお、映像光３１が偏光選択反射層１１に対して略垂直に入射するスクリーン中央部Ｐ_１では、図２(a)に示すように、光学補償板２３及び偏光選択反射層１１を通過する過程で円偏光に位相差が生じることがなく円偏光（図２(a)の符号５１，５２参照）のまま進行するので、反射光３３の反射効率の低下の問題は生じない。

このような問題を改善するため、本実施の形態においては、投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１と投影機ユニット２５の投影機２１との間に、正のＣプレートとして作用する屈折率異方性（ｎ_１ｘ＝ｎ_１ｙ＜ｎ_１ｚ）を有する光学補償板２３を配置し、この光学補償板２３において、投影機２１から投射される特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）を、負のＣプレートとして作用する屈折率異方性（ｎ_２ｘ＝ｎ_２ｙ＞ｎ_２ｚ）を有する偏光選択反射層１１で生じる位相差分だけ予め補償して楕円偏光（図２(b)の符号５３参照）になるようにしている。このため、偏光選択反射層１１に対して斜め方向から映像光３１が入射するスクリーン外周部Ｐ_２でも、光学補償板２３及び偏光選択反射層１１を映像光３１が順に通過する過程で偏光状態の歪み分が相殺されることとなり、偏光選択反射層１１を部分的に通過して厚さ方向の所定の位置で反射される光の偏光状態が、偏光選択反射層１１で選択的に反射される光の偏光状態と同一になる。これにより、偏光選択反射層１１に対して斜め方向から入射する映像光３１の反射効率を効果的に改善することが可能となり、投影スクリーン１０の全面に亘って明るさの均一性を向上させ映像を鮮明に表示することができる。

なお、光学補償板２３を通過する光に生じる位相差の大きさは、光学補償板２３の複屈折値や厚さ、光の波長などによって決められるものであり、偏光選択反射層１１を通過する光に生じる補償すべき位相差の大きさに応じて調整される。

ここで、本実施の形態においては、偏光選択反射層１１に入射した光は偏光選択反射層１１を透過して奥側に抜けていくのではなく、厚さ方向の途中の位置で反射されて観察者側に戻されることとなる。このため、光学補償板２３を通過する光に生じる位相差の大きさを考える際には、偏光選択反射層１１の厚さ全体を通過する光に生じる位相差の大きさではなく、偏光選択反射層１１の厚さ方向の途中で反射される反射光に実質的に生じる位相差の大きさを基準にする必要がある。具体的には、反射光が平均的に偏光選択反射層１１の厚さ方向の中間位置で反射されると仮定して、厚さの半分の距離の間に生じる位相差を基準にするとよい。また、偏光選択反射層１１が後述するように赤色（Ｒ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層、緑色（Ｇ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層、青色（Ｂ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層とが積層されてなる場合には、視感度などの観点から最も重視されるべき色の部分選択反射層までの距離の間に生じる位相差を基準にするとよい。

なお、光学補償板２３は、正のＣプレートとして作用する屈折率異方性を有する材料であれば任意のものを用いることができ、例えばネマチック液晶やスメクチック液晶などの棒状の液晶分子を垂直に配向させたものを用いることができる。具体的な製造方法としては、支持基材上に液晶を塗布することにより形成された液晶層の片面又は両面を配向膜により規制した状態で固定化する方法や、電極付きの基板上に形成された液晶層に電圧を印加して液晶分子を垂直に立たせた状態で固定化する方法などを用いることができる。なお、液晶層を固定化する方法としては、重合性の液晶分子を紫外線の照射などにより硬化させる方法や、液晶層を一対の基板間に挟持する方法などを用いることができる。

次に、図１に示す投影システム２０に用いられる投影機ユニット２５の詳細について説明する。

図１において、投影機ユニット２５に含まれる投影機２１としては、ＣＲＴや液晶プロジェクター、ＤＬＰ（digital light processing）プロジェクターなどを用いることができるが、特に限定はされない。ただし、投影機２１により投影スクリーン１０上に投射される映像光３１は、投影スクリーン１０により選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を含むことが好ましい。

ここで、投影機２１として液晶プロジェクターを用いる場合には、その動作原理から、実質的に直線偏光が出射されている場合が多い。このような場合には、投影機２１から出射された映像光３１を位相差板２２などを介して出射させることにより、光量の損失なく直線偏光を円偏光へと変換することができる。

なお、位相差板２２としては、１／４波長位相差を持つものが好ましく用いられ、具体的には視感度が最も高い５５０ｎｍに合わせて１３７．５ｎｍの位相差を持つものが理想的である。また、出射される赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の全ての波長域の光に適用することができるという意味で、広帯域１／４波長位相差板がさらに好ましい。さらに、材料の複屈折を制御することで得られる単体の位相差板、又は、１／４波長位相差板と１／２波長位相差板とを組み合わせたものなどを用いることもできる。

このような位相差板２２は、図１に示すように、外付けで投影機２１の出射口に装着される他、投影機２１の内部に組み込まれていてもよい。

なお、投影機２１としてＣＲＴやＤＬＰプロジェクターが用いられる場合には、投影機２１から出射される映像光３１が無偏光状態の光であるので、円偏光を出射する場合には、直線偏光板及び位相差板からなる円偏光板を配置する必要がある。この場合、投影機２１自体の光量は半減するが、投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１で選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）に起因した迷光などの発生を効果的に防止して映像のコントラストを高めることができる。

ここで、投影機２１は一般に、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光によりカラー表示を実現しており、例えば、投影スクリーン１０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４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を投射している。

次に、図１に示す投影システム２０に用いられる投影スクリーン１０の詳細について説明する。

図１において、投影スクリーン１０に含まれる偏光選択反射層１１は、コレステリック規則性を示す液晶性組成物からなり、液晶分子の物理的な分子配列として、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造をとっている。

そして、偏光選択反射層１１は、このような液晶分子の物理的な分子配列に基づいて、一方向の円偏光成分と、これと逆回りの円偏光成分とを分離する偏光分離特性を有している。すなわち、偏光選択反射層１１において、螺旋軸に沿って無偏光状態の光が入射した場合には、この無偏光状態の光は、２つの偏光状態の光（右円偏光及び左円偏光）に分離され、一方は透過され、残りは反射される。この現象は、円偏光二色性として知られ、液晶分子の螺旋構造における螺旋巻き方向を適宜選択すると、この螺旋巻き方向と同一の旋光方向を有する円偏光成分が選択的に反射される。

この場合の最大旋光光散乱は、次式（１）の波長λ_０で生じる。
λ_０＝ｎａｖ・ｐ … （１）
ここで、ｐは液晶分子の螺旋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。

また、このときの反射光の波長バンド幅△λは次式（２）で表される。ここで、△ｎは複屈折値である。
△λ＝△ｎ・ｐ … （２）
すなわち、偏光選択反射層１１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及び左円偏光、選択反射波長域外の右円偏光及び左円偏光）は、偏光選択反射層１１において、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λ_０を中心とした波長バンド幅△λ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）が反射光として反射され、その他の光（例えば選択反射波長域内の左円偏光、選択反射波長域外の右円偏光及び左円偏光）が透過される。

ここで、図１に示す投影システム２０において、投影機ユニット２５の投影機２１から投射される映像光３１は、特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）を含むものであるので、偏光選択反射層１１においては、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λ_０を中心とした波長バンド幅△λの範囲（選択反射波長域）に属する特定の偏光成分の光（例えば選択反射波長域内の右円偏光）が反射光として反射され、その他の光（例えば選択反射波長域内の右円偏光）が透過される。

なお、このような偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、図３(a)に示すように、螺旋軸Ｌの方向が異なる複数の螺旋構造領域３０を含んでいる。そして、このようなコレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光（反射光３３）を拡散させるようになっている。ここで、コレステリック液晶構造が構造的な不均一性を有する状態とは、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向がばらついた状態の他、ネマチックレイヤー面（液晶分子のダイレクターがＸＹ方向で同一である面）の少なくとも一部が偏光選択反射層１１の面に対して平行でないような状態（染色処理したコレステリック液晶構造膜の断面ＴＥＭ写真を撮ったときに濃淡パターンで現われる層の１つながりの曲線が基板面と平行でない状態）や、コレステリック液晶からなる微粒子を顔料として分散させた状態などをいう。また、このようなコレステリック液晶構造の構造的な不均一性に起因して生じる「拡散」とは、投影スクリーン１０で反射された反射光（映像光）を観察者が映像として認識することができる程度に拡げたり散乱させたりすることをいう。

これに対し、一般的なコレステリック液晶構造は、プラーナー配向状態となっており、図３(b)に示すように、偏光選択反射層１１において、コレステリック液晶構造に含まれる各螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向は全て層の厚さ方向に一様に平行に延びており、選択的に反射される光（反射光３６）は鏡面反射される。

ここで、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域は、可視光域（例えば４００〜７００ｎｍの波長域）の一部のみをカバーする特定の波長域の光を選択的に反射するように、特定の螺旋ピッチ長を有していることが好ましい。より具体的には、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、液晶プロジェクターなどの投影機２１により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に反射するように、不連続的に異なる少なくとも２種類以上の螺旋ピッチ長を有していることが好ましい。なお、投影機２１は一般に、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光によりカラー表示を実現しているので、例えば、偏光選択反射層１１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４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を選択的に反射するように、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチ長を決定するようにするとよい。

なお、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域として用いられる、４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍは、光の三原色によって白色を表現するディスプレイに用いられるカラーフィルターや光源などの波長域として一般的なものである。ここで、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各色は特定の波長（例えば緑色（Ｇ）は代表的なものでは５５０ｎｍ）にピークを持つ輝線として表される。しかしながら、このような輝線にはある程度の幅があり、また、装置の設計や光源の種類などによって波長に差があることから、各色について、３０〜４０ｎｍの波長バンド幅を持つことが好ましい。なお、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各色の波長域を上述した範囲以外に設定した場合には、白色を表現することができず、白色が、黄味がかった白色や赤味がかった白色などになってしまう。

ここで、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域が互いに独立した選択反射波長域として表される場合には、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、不連続的に異なる３種類の螺旋ピッチ長を有することが好ましい。なお、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）の波長域は一つの螺旋ピッチ長での選択反射波長域の波長バンド幅に含まれる場合があるが、この場合には、コレステリック液晶構造は、不連続的に異なる２種類の螺旋ピッチ長を有することが好ましい。

なお、上述したようなコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層１１の厚さは、選択的に反射される特定の偏光状態の光を略１００％反射する程度の大きさ（反射率が飽和する程度の大きさ）とすることが好ましい。これは、選択的に反射される特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）に対して１００％未満の反射率であれば、映像光を効率的に反射することができないからである。

ところで、上述したような偏光選択反射層１１は、そのコレステリック液晶構造が不連続的に異なる２種類以上の螺旋ピッチ長を有する場合には、螺旋ピッチ長が互いに異なる少なくとも２層以上の部分選択反射層を互いに積層することによっても構成することができる。具体的には、図４に示すように、赤色（Ｒ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ａと、緑色（Ｇ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｂと、青色（Ｂ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｃとを、この順番で支持基材１２側から順に積層するようにするとよい。

なお、図４において、各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、図１及び図３(a)に示す偏光選択反射層１１と同様に、特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）を選択的に反射するコレステリック液晶構造であって、その構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるコレステリック液晶構造を有している。

次に、投影スクリーン１０に含まれる支持基材１２について説明する。
支持基材１２は、偏光選択反射層１１を支持するためのものであり、プラスチックフィルムや金属、紙材、布材、ガラスなどの材料を用いて形成することができる。

ここで、支持基材１２は、可視光域の光を吸収する光吸収層を含むことが好ましい。具体的には例えば、黒い顔料を練りこんだアクリル板やプラスチックフィルム（例えばカーボンを練りこんだ黒色ＰＥＴフィルム）などを用いて支持基材１２を形成したり（この場合には、支持基材１２の全体が光吸収層（光吸収基材）となる）、プラスチックフィルムなどの透明な支持フィルムのいずれかの側の表面上に、黒い顔料などからなる光吸収層を形成したりするとよい。これにより、投影スクリーン１０の観察者側から入射する無偏光状態の光のうち反射光として本来反射されるべきでない光（選択反射波長域外の右円偏光など）や、投影スクリーン１０の背面側から入射する光を吸収して、外光や照明光などの環境光に起因した反射光や、映像光に起因した迷光などの発生を効果的に防止することができる。

また、支持基材１２の材料として用いられるプラスチックフィルムとしては、ポリカーボネート系高分子、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル系高分子、ポリイミド系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリアクリレート系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子などの熱可塑性ポリマーなどからなるフィルムを用いることができる。なお、支持基材１２の材料はこれに限定されるものではなく、金属や紙材、布材、ガラスなどの材料を用いることもできる。

なお、支持基材１２上に偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）を積層する場合には、後述するように、コレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布した後、配向処理及び硬化処理を行うのが一般的である。

この場合、支持基材１２上に偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）のコレステリック液晶構造がプラーナー配向状態とならないように制御する必要があるので、支持基材１２としては、液晶性組成物が塗布される側の表面に配向能を有していないものを用いることが好ましい。ただし、支持基材１２のうち液晶性組成物が塗布される側の表面の材料が、延伸フィルムなどのように表面に配向能を有しているものであっても、支持基材１２としての延伸フィルムの表面に表面処理を施したり、液晶性組成物の材料や、液晶性組成物を配向処理する際のプロセス条件などを制御することにより、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）のコレステリック液晶構造がプラーナー配向状態とならないように制御することが可能である。

次に、上述したような投影スクリーン１０の製造方法について説明する。
まず、偏光選択反射層１１が積層される支持基材１２を準備する。なおこのとき、支持基材１２のうち液晶性組成物が塗布される側の表面は配向能を有していないようにする。

次に、このようにして準備された支持基材１２上に、コレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布した後、配向処理及び硬化処理を行うことにより、偏光選択反射層１１を積層（固着）させる。

以下、偏光選択反射層１１を積層（固着）させるための各工程（塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程）の詳細について説明する。

（塗布工程）
塗布工程においては、支持基材１２上に、コレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布することにより、コレステリック液晶層を形成する。このとき、液晶性組成物を塗布する方法としては、既存の任意の方法を用いることができる。具体的には、ロールコート法やグラビアコート法、バーコート法、スライドコート法、ダイコート法、スリットコート法、浸漬法などを用いることができる。また、支持基材１２としてプラスチックフィルムを用いる場合には、いわゆるロール・ツー・ロール（Roll to Roll）システムによるフィルムコーティングなどを用いることができる。

なお、支持基材１２上に塗布される液晶性組成物としては、コレステリック規則性を示すカイラルネマチック液晶やコレステリック液晶を用いることができる。このような材料としては、コレステリック液晶構造を形成し得る液晶材料であれば特に限定されるものではないが、特に、分子の両末端に重合性の官能基があるような重合性の液晶材料が、硬化後に光学的に安定した偏光選択反射層１１を得る上で好ましい。

以下、液晶性組成物としてカイラルネマチック液晶を用いる場合を例に挙げて説明する。なお、カイラルネマチック液晶は、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料とカイラル剤とを混合したものである。ここで、カイラル剤は、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の螺旋ピッチ長を制御し、液晶性組成物が全体としてコレステリック規則性を呈するようにするためのものである。なお、カイラル剤の種類を変えてカイラルパワーを変えるか、あるいは、カイラル剤の濃度を変化させることにより、重合性の液晶材料の分子構造に起因する選択反射中心波長を制御することができる。また、このような液晶性組成物には、重合開始剤や適当な添加剤が添加される。

ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の一例としては、例えば、下記の一般式（１）で表わされる化合物や、下記の式（２−ｉ）〜（２−ｘｉ）で表される化合物を挙げることができる。また、これらの化合物を単独で、もしくは混合して用いることができる。

上記一般式（１）において、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ水素又はメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからＲ^１及びＲ^２はともに水素であることが好ましい。Ｘは水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数１〜４のアルキル基、メトキシ基、シアノ基、ニトロ基のいずれであっても差し支えないが、塩素又はメチル基であることが好ましい。また、上記一般式（１）において、分子鎖両端の（メタ）アクリロイロキシ基と芳香環とのスペーサーであるアルキレン基の鎖長を示すａ及びｂは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ａ＝ｂ＝０である一般式（１）の化合物は、安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、ａ及びｂがそれぞれ１３以上である一般式（１）の化合物は、アイソトロピック転移温度（ＴＩ）が低い。この理由から、これらの化合物はどちらも液晶相を示す温度範囲が狭く好ましくない。

なお、以上においては、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料として重合性液晶モノマーの例を挙げて説明したが、これに限らず、重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子、液晶ポリマーなどを用いることも可能である。このような重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子、液晶ポリマーとしては、従来から提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。

一方、カイラル剤は、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、主として分子量１５００以下の化合物である。カイラル剤は主として、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋構造を誘起させる目的で用いられる。この目的が達成される限り、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料との間で溶液状態あるいは溶融状態において相溶し、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の液晶性を損なうことなく、これに所望の螺旋構造を誘起できるものであれば、カイラル剤としての低分子化合物の種類は特に限定されない。

なお、このようにして液晶に螺旋構造を誘起させるために用いられるカイラル剤は、少なくとも分子中に何らかのキラリティーを有していることが必要である。従って、ここで用いられるカイラル剤としては、例えば１つあるいは２つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミンやキラルなスルフォキシドなどのようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、あるいはクムレンやビナフトールなどの軸不斉を持つ光学活性な部位を有する化合物が挙げられる。さらに具体的には、市販のカイラルネマチック液晶（例えばキラルドーパント液晶Ｓ−８１１（Ｍｅｒｃｋ社製））が挙げられる。

しかしながら、選択されたカイラル剤の性質によっては、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料が形成するネマチック規則性の破壊、配向性の低下、あるいはカイラル剤が非重合性の場合には、液晶性組成物の硬化性の低下や、硬化後のフィルムの信頼性の低下を招くおそれがある。さらに、光学活性な部位を有するカイラル剤の多量な使用は、液晶性組成物のコストアップを招く。従って、短い螺旋ピッチ長のコレステリック規則性を有する偏光選択反射層を形成する場合には、液晶性組成物に含有させる光学活性な部位を有するカイラル剤としては、螺旋構造を誘起させる効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には下記の一般式（３）、（４）又は（５）で表されるような、分子内に軸不斉を有する低分子化合物を用いることが好ましい。

上記一般式（３）又は（４）において、Ｒ^４は水素又はメチル基を示す。Ｙは上記に示す式（ｉ）〜（ｘｘｉｖ）の任意の一つであるが、中でも、式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）及び（ｖｉｉ）のいずれか一つであることが好ましい。また、アルキレン基の鎖長を示すｃ及びｄは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ｃ又はｄの値が０又は１である上記一般式（３）又は（４）の化合物は、安定性に欠け、加水分解を受けやすく、結晶性も高い。一方、ｃ又はｄの値が１３以上である化合物は融点（Ｔｍ）が低い。これらの化合物では、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料との間の相溶性が低下し、濃度によっては相分離などが起きるおそれがある。

なお、このようなカイラル剤は、特に重合性を有する必要はない。しかしながら、カイラル剤が重合性を有している場合には、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料と重合され、コレステリック規則性が安定的に固定化されるので、熱安定性などの面では非常に好ましい。特に、分子の両末端に重合性の官能基があることが、耐熱性の良好な偏光選択反射層１１を得る上で好ましい。

なお、液晶性組成物に含有されるカイラル剤の量は、螺旋構造の誘起能力や最終的に得られる偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造などを考慮して最適値が決められる。具体的には、用いられる液晶性組成物の材料により大きく異なるものではあるが、液晶性組成物の合計量１００重量部当り、０．０１〜６０重量部、好ましくは０．１〜４０重量部、さらに好ましくは０．５〜３０重量部、最も好ましくは１〜２０重量部の範囲で選ばれる。カイラル剤の含有量が上述した範囲よりも少ない場合は、液晶性組成物に充分なコレステリック規則性を付与することができない場合があり、上述した範囲を越える場合は、液晶分子の配向が阻害され、活性放射線などによって硬化させる際に悪影響を及ぼす危惧がある。

なお、液晶性組成物は支持基材１２上にそのまま塗布することも可能であるが、粘性を塗布装置に合わせたり、良好な配向状態を得る目的で、有機溶媒などの適当な溶媒に溶解させてインキ化するようにしてもよい。

このような溶媒としては、上述したような重合性の液晶材料を溶解することが可能なものであれば特に限定されるものではないが、支持基材１２を浸食しないものであることが好ましい。具体的には、アセトンや、酢酸−３−メトキシブチル、ジグライム、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、塩化メチレン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。重合性の液晶材料の希釈の程度は特に限定されるものではないが、液晶自体が溶解性の低い材料であり、また粘性が高いことなどを考慮して、５〜５０％、さらに好ましくは１０〜３０％程度に希釈することが好ましい。

（配向処理工程）
上述した塗布工程において、支持基材１２上に液晶性組成物を塗布し、コレステリック液晶層を形成した後、配向処理工程において、コレステリック液晶層をコレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持し、コレステリック液晶層中の液晶分子を配向させる。

なお、最終的に得られるべき偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、プラーナー配向状態ではなく、図３(a)に示すように、複数の螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向が層内でばらついた配向状態となっているが、この場合でも、配向処理は必要となる。すなわち、コレステリック液晶構造の液晶分子のダイレクターを支持基材１２上で一定方向に揃えるような配向処理は必要とされないが、コレステリック液晶構造中に複数の螺旋構造領域３０を形成させるような配向処理は必要となるからである。

ここで、支持基材１２上に形成されたコレステリック液晶層を、コレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持すると、コレステリック液晶層は液晶相を呈し、液晶分子自体の自己集積作用により、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造が形成される。そして、このような液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造は、後述するような手法でコレステリック液晶層を硬化させることにより、固定化することができる。

なお、このような配向処理工程は、支持基材１２上に塗布された液晶性組成物に溶媒が含有されている場合には、通常、溶媒を除去するための乾燥処理とともに行われる。なお、溶媒を除去するためには、４０〜１２０℃、好ましくは６０〜１００℃の乾燥温度が適しており、乾燥時間（加熱時間）はコレステリック液晶構造が発現し、実質上溶媒が除去されればよく、例えば、１５〜６００秒が好ましく、さらに好ましくは３０〜１８０秒である。なお、乾燥後に配向状態が不十分であることが分かった場合には、適宜加熱時間を延長するようにするとよい。なお、このような乾燥処理において減圧乾燥の手法を用いる場合には、配向処理のために別途加熱処理を行うことが好ましい。

（硬化処理工程）
上述した配向処理工程において、コレステリック液晶層中の液晶分子を配向させた後、硬化処理工程において、コレステリック液晶層を硬化させ、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。

ここで、この硬化処理工程においては、放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を光重合させてコレステリック液晶層を硬化させる方法を用いることが好ましい。

以上のような一連の工程（塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程）を行うことにより、偏光選択反射層１１を備えた投影スクリーン１０を製造することができる。

なお、上述した製造方法に限らず、上述した一連の工程を複数のコレステリック液晶層について繰り返すことにより、すなわち、塗布されるコレステリック規則性を示す液晶性組成物の選択反射中心波長を制御しながら、支持基材１２上に螺旋ピッチ長が互いに異なる複数のコレステリック液晶層を順次積層することにより、各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃが順に積層された偏光選択反射層１１を備えた投影スクリーン１０を製造するようにしてもよい。具体的には例えば、図４に示すように、偏光選択反射層１１として、赤色（Ｒ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ａと、緑色（Ｂ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｂと、青色（Ｂ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｃとが、この順番で支持基材１２側から順に積層された投影スクリーン１０を製造するようにするとよい。

このとき、下層のコレステリック液晶層が形成されてそれが固定化されていれば、２層目以降のコレステリック液晶層の液晶性組成物を塗布するときも同様の手法により行うことができる。この場合、上層のコレステリック液晶層のコレステリック液晶構造（配向状態）は下層のコレステリック液晶層のコレステリック液晶構造（配向状態）を継続したものとなり、積層されるコレステリック液晶層の間に配向制御などのための層を設ける必要はない。ただし、必要に応じて、積層されるコレステリック液晶層の間に易接着層などの中間層を設けるようにしてもよい。

また、各層のコレステリック液晶層を硬化させる硬化処理工程においては、通常の方法で、コレステリック液晶層を硬化させ、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ればよい。なお、このような硬化処理工程で用いられる方法としては、(1)液晶性組成物中の溶媒を乾燥させる方法、(2)加熱により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、(3)放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、及び(4)それらの方法を組み合わせた方法を用いることができる。

このように本実施の形態によれば、投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）と投影機ユニット２５の投影機２１との間に、正のＣプレートとして作用する屈折率異方性を有する光学補償板２３を配置し、この光学補償板２３において、投影機２１から投射される特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）を、負のＣプレートとして作用する屈折率異方性を有する偏光選択反射層１１で生じる位相差分だけ予め補償して楕円偏光になるようにしている。このため、偏光選択反射層１１に対して斜め方向から映像光３１が入射するスクリーン外周部Ｐ_２でも、光学補償板２３及び偏光選択反射層１１を映像光３１が順に通過する過程で偏光状態の歪み分が相殺されることとなり、偏光選択反射層１１を部分的に通過して厚さ方向の所定の位置で反射される光の偏光状態が、偏光選択反射層１１で選択的に反射される光の偏光状態と同一になる。これにより、偏光選択反射層１１に対して斜め方向から入射する映像光３１の反射効率を効果的に改善することが可能となり、投影スクリーン１０の全面に亘って明るさの均一性を向上させ映像を鮮明に表示することができる。

また、本実施の形態によれば、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）が、コレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）のみを選択的に反射するので、偏光特性のない外光や照明光などの環境光を偏光選択反射層１１で約５０％しか反射しないようにすることができる。このため、白表示などの明表示の部分の明るさが同じ場合でも、黒表示などの暗表示の部分の明るさを略半分にして、映像のコントラストを略２倍にすることができる。なおこのとき、投射された映像光３１が、偏光選択反射層１１で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすれば、投射された映像光３１を偏光選択反射層１１で略１００％反射することができ、映像光３１を効率的に反射することができる。

さらに、本実施の形態によれば、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）のコレステリック液晶構造が構造的な不均一性を有し、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向がばらついたりしているので、映像光３１が鏡面反射でなく拡散反射され、映像が視認しやすくなる。なおこのとき、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）は、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光（例えば選択反射波長域内の右円偏光）を拡散させながら反射する一方で、その他の光（例えば選択反射波長域内の左円偏光、選択反射波長域外の右円偏光及び左円偏光）については拡散させずに透過させることができる。このため、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）を透過する環境光や映像光について、その偏光状態が乱される、いわゆる消偏の問題は起こらず、偏光選択反射層１１の本来の偏光分離機能を維持しつつ、映像の視認性を向上させることができる。

なお、上述した実施の形態のうち、図４に示す偏光選択反射層１１においては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域が互いに独立した３つの選択反射波長域として表され、これらの３つの選択反射波長域のそれぞれが３層の部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃのうちの対応する部分選択反射層のそれぞれにより実現される場合を例に挙げて説明したが、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域のうちの少なくとも２つの波長域が連続的につながっている場合には、偏光選択反射層１１を２層の部分選択反射層により構成することも可能である。ここで、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）の波長域が一つの選択反射波長域に含まれる場合を例に挙げると、偏光選択反射層１１は図５に示すような構成となり、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｄと、青色（Ｂ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｃとが、この順番で支持基材１２側から順に積層される。

また、上述した実施の形態においては、投影機ユニット２５の一部の構成要素として光学補償板（光学補償要素）２３が設けられているが、このような光学補償要素は投影スクリーン１０と投影機２１との間に配置されていればよく、投影機ユニット２５の外部に設けるようにしてもよい。また、図６に示す投影システム２０′のように、投影機２１（投影機ユニット２５）から映像光３１が投射される投影スクリーン１０のうち偏光選択反射層１１の観察者側に光学補償層（光学補償要素）２４として設けるようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態で述べたように、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）としては、構造的な不均一性を有するコレステリック液晶構造を有するものが最も好ましく用いられるが、これに限らず、次のような偏光選択反射層を用いることも可能である。

すなわち、上述した実施の形態においては、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）として、右円偏光又は左円偏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ものを用いているが、これに限らず、多層反射性偏光材などの直線偏光要素のように片方の直線偏光を選択的に反射する構造を有するものを用いてもよい。なおこの場合、光学補償要素としての光学補償板２３又は光学補償層２４は、三次元座標系で、面内方向の屈折率をｎ_ｘ，ｎ_ｙ、法線方向の屈折率をｎ_ｚとしたとき、ｎ_ｘ＜ｎ_ｙ＝ｎ_ｚの関係を満たす複屈折層をなしていることが好ましい。

さらに、上述した実施の形態においては、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）として、コレステリック液晶構造の有する構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるものを用いているが、映像の視認性が確保される限り、コレステリック液晶構造がプラーナー配向状態をとり、選択的に反射される光を鏡面反射させるようなものを用いてもよい。

なお、上述した実施の形態においては、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）自体が拡散性を有しているが、これに限らず、偏光選択反射層１１により反射された光を拡散する拡散要素を偏光選択反射層１１とは別体で設けるようにしてもよい。

次に、上述した実施の形態の具体的実施例について述べる。

（実施例）
紫外線硬化型のネマチック液晶からなる主剤（９７重量％）にカイラル剤（３重量％）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、６００ｎｍに選択反射中心波長を有する第１のコレステリック液晶溶液を調整した。

なお、ネマチック液晶としては、上記の化学式（２−ｘｉ）で表される化合物を含む液晶を用いた。

また、重合性カイラル剤としては、上記の化学式（５）で表される化合物を用いた。

さらに、第１のコレステリック液晶溶液には、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のアセトフェノン系光重合開始剤を５重量％添加した。

そして、以上のようにして調整した第１のコレステリック液晶溶液を、４００ｍｍ×３００ｍｍの黒色アクリル板上にバーコート法により塗布した。

次に、８０℃のオーブンで９０秒加熱し、配向処理（乾燥処理）を行い、溶媒が除去されたコレステリック液晶層を得た。

その後、コレステリック液晶層に対して３６５ｎｍの紫外線を１０ｍＷ／ｃｍ^２で１分間照射し、コレステリック液晶層を硬化させることにより、６００ｎｍに選択反射中心波長を有する１層目の部分選択反射層を得た。

同様にして、第２のコレステリック液晶溶液を、１層目の部分選択反射層上に直接塗布し、配向処理（乾燥処理）及び硬化処理を行った。これにより、５５０ｎｍに選択反射中心波長を有する２層目の部分選択反射層を得た。なお、第２のコレステリック液晶溶液は、第１のコレステリック液晶溶液と同様の手法により調整されたものであり、ネマチック液晶とカイラル剤との混合比率を制御することにより、５５０ｎｍに選択反射中心波長を有するようにした。

同様にして、第３のコレステリック液晶溶液を、２層目の部分選択反射層上に直接塗布し、配向処理（乾燥処理）及び硬化処理を行った。これにより、４５０ｎｍに選択反射中心波長を有する、３層目の部分選択反射層を得た。なお、第３のコレステリック液晶溶液は、第１のコレステリック液晶溶液と同様の手法により調整されたものであり、ネマチック液晶とカイラル剤との混合比率を制御することにより、４５０ｎｍに選択反射中心波長を有するようにした。

以上により、偏光選択反射層として、赤色（Ｒ）の波長域の光（６００ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する１層目の部分選択反射層と、緑色（Ｇ）の波長域の光（５５０ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する２層目の部分選択反射層と、青色（Ｂ）の波長域の光（４５０ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する３層目の部分選択反射層とが、この順番で支持基材側から順に積層された、４００ｍｍ×３００ｍｍの投影スクリーンを得た。なお、１層目の部分選択反射層の厚さは５μｍ、２層目の部分選択反射層の厚さは４μｍ、３層目の部分選択反射層の厚さは３μｍとした。なお、このようにして得られた投影スクリーンの偏光選択反射層の各部分選択反射層のコレステリック液晶構造はプラーナー配向状態ではなかった。

一方、光学補償板を製造するため、５０ｍｍ×５０ｍｍのガラス基板上に垂直配向膜（ＪＳＲ社製）を成膜した２枚の配向基板を準備した。そして、上述した紫外線硬化型のネマチック液晶（上記の化学式（２−ｘｉ）で表される化合物を含む液晶）を上述した２枚の配向基板で挟み込み、３６５ｎｍの紫外線を１０ｍＷ／ｃｍ^２で１分間照射して硬化させることによりネマチック液晶層を固定化し、光学補償板を得た。なお、配向基板間の距離は６μｍとした。

また、投影機ユニットを構成する投影機としては、液晶プロジェクター（ＥＬＰ−５２、エプソン社製）を用いた。ここで、投影機の出射口には、出射された映像光が円偏光となるように円偏光板を配置し、さらにその前に、上述したようにして製造された光学補償板を配置した。なお、これらの投影機、円偏光板及び光学補償板により投影機ユニットが構成されている。

そして、投影スクリーンは、床に対して垂直に設置した。また、投影機ユニットは投影スクリーンから垂直な方向（床に平行な方向）に約２．５ｍ離れたところに配置した。

以上により、投影スクリーン及び投影機ユニット（投影機及び光学補償板）を備えた、実施例に係る投影システムを準備した。

（比較例）
比較例に係る投影システムとして、上述した光学補償板を用いないようにした以外は、上述した実施例に係る投影システムと同一の構成からなる投影システムを準備した。

（評価結果）
実施例及び比較例に係る各投影システムにおいて、投影機ユニットの投影機から出射された映像光を投影スクリーン上に投射した。

ここで、投影スクリーン及び投影機ユニットが設置される室内の照明は、天井に設置された蛍光灯（無偏光状態の光を出射するもの）により行い、天井からおよそ５０度の角度で投影スクリーン上に照明光が照射されるような関係で配置した。このとき、投影スクリーンの真下での明るさは、照度計（デジタル照度計５１０−０２、横河Ｍ＆Ｃ社製）により測定したところ、２００ルクス（ｌｘ）であった。

この状態で、投影機により投影スクリーン上に映像光（白と黒のエリアがある静止映像）を投射し、投影スクリーンを目視により観察した。

その結果、実施例に係る投影システムに含まれる投影スクリーンでは、十分なコントラストが得られ、スクリーン中央部と同様に、映像光の入射角が大きくなるスクリーン外周部でも十分な明るさが得られた。より具体的には、実施例に係る投影スクリーンのスクリーン外周部での明るさは、実施例に係る投影スクリーンのスクリーン外周部での明るさに比べて約２０％ほど改善された。

本発明の一実施の形態に係る投影システムの全体構成を示す概略図。 図１に示す投影システムにおける光学補償の原理を説明するための図。 図１に示す投影システムに用いられる投影スクリーンの偏光選択反射層の配向状態及び光学的機能を説明するための模式図。 図１に示す投影システムに用いられる投影スクリーンの変形例を示す概略断面図。 図１に示す投影システムに用いられる投影スクリーンの他の変形例を示す概略断面図。 図１に示す投影システムの変形例を示す概略図。

符号の説明

１０ 投影スクリーン
１１ 偏光選択反射層
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 部分選択反射層
１２ 支持基材
２０，２０′ 投影システム
２１ 投影機
２３ 光学補償板（光学補償要素）
２４ 光学補償層（光学補償要素）
３０ 螺旋構造領域
３１ 映像光
３３，３６ 反射光

Claims (18)

1. 特定の偏光成分の光を選択的に反射する偏光選択反射層を有する投影スクリーンと、
   前記投影スクリーンの前記偏光選択反射層上に映像光を投射する投影機と、
   前記投影スクリーンと前記投影機との間に配置され、前記投影スクリーンの前記偏光選択反射層の屈折率異方性を補償する光学補償要素とを備えたことを特徴とする投影システム。
2. 前記投影機から投射される前記特定の偏光成分の光は、右円偏光又は左円偏光であることを特徴とする、請求項１に記載の投影システム。
3. 前記投影スクリーンの前記偏光選択反射層はコレステリック液晶構造を有し、前記光学補償要素は、面内方向の屈折率をｎ_ｘ，ｎ_ｙ、法線方向の屈折率をｎ_ｚとしたとき、ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ＜ｎ_ｚの関係を満たす複屈折層を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の投影システム。
4. 投射された映像光を反射して映像を表示する投影スクリーンにおいて、
   特定の偏光成分の光を選択的に反射する偏光選択反射層と、
   前記偏光選択反射層の観察者側に配置され、前記偏光選択反射層の屈折率異方性を補償する光学補償要素とを備えたことを特徴とする投影スクリーン。
5. 前記特定の偏光成分の光は、右円偏光又は左円偏光であることを特徴とする、請求項４に記載の投影スクリーン。
6. 前記偏光選択反射層はコレステリック液晶構造を有し、前記光学補償要素は、面内方向の屈折率をｎ_ｘ，ｎ_ｙ、法線方向の屈折率をｎ_ｚとしたとき、ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ＜ｎ_ｚの関係を満たす複屈折層を有することを特徴とする、請求項４又は５に記載の投影スクリーン。
7. 前記偏光選択反射層により反射された光を拡散する拡散要素をさらに備えたことを特徴とする、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の投影スクリーン。
8. 前記偏光選択反射層は、それ自体が拡散性を有することを特徴とする、請求項４又は５に記載の投影スクリーン。
9. 前記偏光選択反射層は、それ自体が拡散性を有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。
10. 前記偏光選択反射層の前記コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させることを特徴とする、請求項９に記載の投影スクリーン。
11. 前記偏光選択反射層の前記コレステリック液晶構造は、螺旋軸の方向が異なる複数の螺旋構造領域を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の投影スクリーン。
12. 前記偏光選択反射層は、可視光域の一部のみをカバーする赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光を選択的に反射することを特徴とする、請求項４乃至１１のいずれか一項に記載の投影スクリーン。
13. 前記偏光選択反射層を支持する支持基材をさらに備えたことを特徴とする、請求項４乃至１２のいずれか一項に記載の投影スクリーン。
14. 前記支持基材は、可視光域の光を吸収する光吸収層を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の投影スクリーン。
15. 前記偏光選択反射層は、重合性の液晶材料からなることを特徴とする、請求項４乃至１１４のいずれか一項に記載の投影スクリーン。
16. 特定の偏光成分の光を選択的に反射する偏光選択反射層を有する投影スクリーン上に映像光を投射する投影機ユニットにおいて、
    特定の偏光成分の光を含む映像光を投射する投影機と、
    前記投影機から投射される映像光の光路上に配置され、投射対象となる前記投影スクリーンの前記偏光選択反射層の屈折率異方性を補償する光学補償要素とを備えたことを特徴とする投影機ユニット。
17. 前記投影機から投射される前記特定の偏光成分の光は、右円偏光又は左円偏光であることを特徴とする、請求項１６に記載の投影機ユニット。
18. 投射対象となる前記投影スクリーンの前記偏光選択反射層はコレステリック液晶構造を有し、前記光学補償要素は、面内方向の屈折率をｎ_ｘ，ｎ_ｙ、法線方向の屈折率をｎ_ｚとしたとき、ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ＜ｎ_ｚの関係を満たす複屈折層を有することを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の投影機ユニット。

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