JP2005165271A - Projection screen and projection system equipped therewith - Google Patents
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Abstract
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、映像を鮮明に表示することが可能な視認性に優れた投影スクリーン及びそれを備えた投影システムに関する。 The present invention relates to a projection system for projecting image light onto a projection screen by a projector and displaying the image, and in particular, includes a projection screen excellent in visibility capable of clearly displaying an image and the same. It relates to a projection system.
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。 As a conventional projection system, an image light projected by a projector is projected on a projection screen, and an observer observes the reflected light as an image.
このような従来の投影システムで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。 As a projection screen used in such a conventional projection system, a white paper material or a cloth material, or a plastic film coated with an ink that scatters white light is generally used. Further, as a higher quality projection screen, a screen that includes a scattering layer in which beads, pearls and the like are kneaded, and the scattering state of image light is controlled by this scattering layer is commercially available.
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で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。 By the way, in recent years, the demand for home use such as a home theater has increased with the miniaturization of the projector main body and the price reduction, and the projection system is often used in general homes. In this case, the projection system is often installed in a living space at home, but such a place is usually designed to easily receive ambient light such as outside light and illumination light. For this reason, a projection screen used in a projection system for home use is desired to be able to realize a good video display even under bright ambient light.
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。 However, in the above-described conventional projection screen, ambient light such as outside light and illumination light is reflected in the same manner as image light, so that it is difficult to realize a good image display under bright ambient light. There is a problem.
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。 Specifically, in the conventional projection system, the shade of the image is created by the difference in intensity of the projection light (image light) from the projector projected onto the projection screen. For example, a white picture is projected on a black background. In such a case, the portion where the projection light hits the projection screen is white and the other portion is black, and the shade of the image is created by such a difference in brightness between black and white. In this case, in order to realize a good video display, it is necessary to make the white display portion brighter and the black display portion darker to increase the contrast difference.
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。 However, since the above-described conventional projection screen reflects ambient light such as external light and illumination light without distinction from image light, both the white display portion and the black display portion become bright, and the brightness of black and white is increased. The difference in height will be small. For this reason, with the conventional projection screen described above, it is difficult to realize a good image display unless the influence of ambient light such as outside light or illumination light is suppressed by using a means or environment for darkening the room. There is a problem that.
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）。
Under such a background, conventionally, a projection screen capable of realizing a good image display even under bright ambient light has been studied, for example, using a hologram or using a polarization separation layer. A thing etc. are proposed (refer
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。さらに、ホログラムを利用した投影スクリーンでは、偏光選択性がないという問題もある。 However, among the conventional projection screens described above, the projection screen using a hologram can control the scattering effect to make the white display portion brighter, and can display a relatively good image under bright ambient light. Although it can be realized, the hologram has a wavelength selectivity, but does not have a polarization selectivity, and there is a problem that an image can be clearly displayed only within a certain limit. Further, a projection screen using a hologram has a problem that it is difficult to enlarge the screen due to a manufacturing problem. Furthermore, a projection screen using a hologram has a problem that there is no polarization selectivity.
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、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。 On the other hand, in the projection screen using the polarization separation layer, it is possible to make the white display portion brighter while making the black display portion darker. The video can be displayed clearly.
具体的には、上記特許文献１には、映像光に含まれる赤色、緑色及び青色の各色の光（右円偏光又は左円偏光）を反射するコレステリック液晶を用い、コレステリック液晶の円偏光分離機能により環境光の略半分を反射させないようにする投影スクリーンが記載されている。
Specifically, in the above-mentioned
しかしながら、上記特許文献１に記載された投影スクリーンでは、コレステリック液晶がプラーナー配向状態となっているので、このようなコレステリック液晶により光を反射させた場合には光の反射が鏡面反射となり、光を映像として視認することが困難である。すなわち、光を映像として視認するためには反射光に散乱効果が与えられている必要があるが、上記特許文献１に記載された投影スクリーンではこの点についての考慮が全くなされていない。
However, in the projection screen described in
一方、上記特許文献２には、拡散性を有する多層反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、多層反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、多層反射性偏光材を構成する屈折率の異なる材料の界面反射、又は、多層反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により、反射光に散乱効果を与えるものが記載されている。
また、上記特許文献２には、コレステリック反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、この反射性偏光要素と拡散要素とを組み合わせて用い、コレステリック反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、コレステリック反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものが記載されている。
On the other hand, the above-mentioned
Further,
すなわち、上記特許文献２に記載された偏光分離層を用いた投影スクリーンでは、投影機から投射される映像光や環境光の偏光状態を考慮して、特定の偏光成分の光を拡散反射（反射光に散乱効果を与えること）することにより、映像の視認性を向上させようとしている。
That is, in the projection screen using the polarization separation layer described in
しかしながら、上記特許文献２に記載された投影スクリーンでは、例えば、投影スクリーンの観察側の表面での界面反射による反射光（界面反射光）の出射方向を考慮していないので、例えば、偏光分離層で拡散反射された拡散反射光と、界面反射光とが同時に観察された場合には、投影機（プロジェクター等）の光源光が映り込んでしまい、その結果、投影スクリーンにおける映像の視認性が低下するという問題が生じてしまう。
However, in the projection screen described in
したがって、偏光分離層を用いた投影スクリーンでは、映像の視認性を向上させるために、界面反射光及び拡散反射光の出射方向を考慮する必要があるが、上述した特許文献２に記載された投影スクリーンでは、界面反射光及び拡散反射光の出射方向については、いかなる考慮もなされていない。
本発明の課題は、明るい環境光の下でも映像を鮮明に表示すると共に、光源光の映り込みを防止することができる投影スクリーン及びそれを備えた投影システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a projection screen capable of clearly displaying an image even under bright ambient light and preventing reflection of light from a light source, and a projection system including the projection screen.
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、観察側から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拡散反射する偏光選択反射層と、前記偏光選択反射層の観察側に設けられ、前記映像光の界面反射方向を制御する表面層と、を備え、前記偏光選択反射層の少なくとも一部には、前記映像光の反射光が投影スクリーンから出射するときの出射主方向を制御するための凹凸部が形成され、この投影スクリーンの観察側において、前記凹凸部による前記映像光の出射主方向が、前記表面層による前記映像光の界面反射方向と異なること、を特徴とする投影スクリーンである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
請求項２の発明は、請求項１に記載の投影スクリーンにおいて、前記表面層は、この投影スクリーンの観察側を平面状にする平面層であること、を特徴とする投影スクリーンである。 A second aspect of the present invention is the projection screen according to the first aspect, wherein the surface layer is a plane layer that makes the observation side of the projection screen flat.
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の投影スクリーンにおいて、前記凹凸部の平面は、その法線方向が、前記表面層の法線方向と異なる平面を有すること、を特徴とする投影スクリーンである。 A third aspect of the present invention is the projection screen according to the first or second aspect, wherein the concavo-convex portion has a plane whose normal direction is different from the normal direction of the surface layer. Is a projection screen.
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造を有し、前記コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、前記特定の偏光成分の光を拡散させること、を特徴とする投影スクリーンである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the projection screen according to any one of the first to third aspects, the polarization selective reflection layer has a cholesteric liquid crystal structure, and a structural defect of the cholesteric liquid crystal structure. A projection screen characterized by diffusing the light of the specific polarization component by uniformity.
請求項５の発明は、請求項４に記載の投影スクリーンにおいて、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み、前記螺旋軸の方向が、前記凹凸部の前記平面の法線方向と略同一である螺旋軸構造領域を有すること、を特徴とする投影スクリーンである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the projection screen according to the fourth aspect, the cholesteric liquid crystal structure includes a plurality of helical structure regions having different directions of the helical axis, and the direction of the helical axis is the plane of the uneven portion. A projection screen characterized by having a helical axis structure region that is substantially the same as the normal line direction.
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記凹凸部の断面は、のこぎり歯形状であって、少なくとも２辺の長さが異なること、を特徴とする投影スクリーンである。 A sixth aspect of the present invention is the projection screen according to any one of the first to fifth aspects, wherein the concavo-convex section has a sawtooth shape and has at least two sides having different lengths. The projection screen characterized by the above.
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記表面層は、紫外線硬化樹脂を用いて成型されること、を特徴とする投影スクリーンである。
The invention according to
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、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、を特徴とする投影スクリーンである。
The invention of claim 8 is the projection screen according to any one of
請求項９の発明は、請求項１、２、３、６又は７までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記特定の偏光成分の光は、片方の直線偏光であること、を特徴とする投影スクリーンである。
The invention of claim 9 is the projection screen according to any one of
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記偏光選択反射層は、前記特定の偏光成分の光を反射する偏光反射層と、前記偏光反射層により反射された光を拡散する拡散要素とからなること、を特徴とする投影スクリーンである。 A tenth aspect of the present invention is the projection screen according to any one of the first to ninth aspects, wherein the polarization selective reflection layer includes a polarization reflection layer that reflects light of the specific polarization component; The projection screen is characterized by comprising a diffusing element that diffuses the light reflected by the polarizing reflection layer.
請求項１１の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記偏光選択反射層は、それ自体で拡散性を有すること、を特徴とする投影スクリーンである。
The invention of
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記偏光選択反射層を支持し、少なくとも一部の可視光域の光を透過する透明基材である支持基材をさらに備えたこと、を特徴とする投影スクリーンである。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the projection screen according to any one of the first to eleventh aspects, a transparent base that supports the polarization selective reflection layer and transmits at least part of light in the visible light range. A projection screen characterized by further comprising a supporting base material.
請求項１３の発明は、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記各部分選択反射層の片面又は両面に、物質移動のバリア性を有する中間層をさらに備えたこと、を特徴とする投影スクリーンである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the projection screen according to any one of the first to twelfth aspects, an intermediate layer having a mass transfer barrier property is further provided on one side or both sides of each of the partial selective reflection layers. It is the projection screen characterized by having provided.
請求項１４の発明は、請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記偏光選択反射層の観察側に、反射防止層、紫外線吸収層及び帯電防止層からなる群から選択された少なくとも一つの層を含む機能性保持層をさらに備えたこと、を特徴とする投影スクリーンである。 A fourteenth aspect of the present invention is the projection screen according to any one of the first to thirteenth aspects, comprising an antireflection layer, an ultraviolet absorption layer, and an antistatic layer on the observation side of the polarization selective reflection layer. A projection screen, further comprising a functional holding layer including at least one layer selected from the group.
請求項１５の発明は、請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記凹凸部は、その主法線方向が、前記投影スクリーンの法線方向と異なる第１面と、前記第１面の法線方向と異なる法線方向を有する第２面とからなり、前記第１面は、前記第２面から入射又は反射した前記映像光の一部が、前記凹凸部の内部で反射を繰り返し、前記第１面の表面から出射するときに、前記映像光の一部の出射方向を分散させる分散部を有すること、を特徴とする投影スクリーンである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the projection screen according to any one of the first to fourteenth aspects, the concavo-convex portion has a main normal direction different from a normal direction of the projection screen. And a second surface having a normal direction different from the normal direction of the first surface, and the first surface has a part of the image light incident or reflected from the second surface. A projection screen comprising: a dispersion portion that repeats reflection inside the portion and disperses a part of the emission direction of the image light when the reflection is emitted from the surface of the first surface.
請求項１６の発明は、請求項１５に記載の投影スクリーンにおいて、前記第１面は、それぞれ傾斜角の異なる複数の傾斜面を有すること、を特徴とする投影スクリーンである。
The invention of
請求項１７の発明は、請求項１５に記載の投影スクリーンにおいて、前記第１面は、それぞれ長さの異なる複数の傾斜面を有すること、を特徴とする投影スクリーンである。
The invention according to
請求項１８の発明は、請求項１５から請求項１７までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記第２面は、その表面に散乱性を有する散乱部を有すること、を特徴とする投影スクリーンである。
The invention of
請求項１９の発明は、請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の投影スクリーンにおいて、前記凹凸部は、その主法線方向が、前記投影スクリーンの法線方向と異なる第１面と、前記第１面の法線方向と異なる法線方向を有する第２面とからなり、前記第２面は、その表面に散乱性を有する散乱部を有すること、を特徴とする投影スクリーンである。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the projection screen according to any one of the first to fourteenth aspects, the concavo-convex portion has a main normal direction different from a normal direction of the projection screen. And a second surface having a normal direction different from the normal direction of the first surface, and the second surface has a scattering portion having scattering properties on the surface. It is.
請求項２０の発明は、請求項１から請求項１９までのいずれか１項に記載の投影スクリーンと、前記投影スクリーン上に映像光を投射する投影機と、を備えた投影システムである。
The invention of
本発明の投影スクリーン及びそれを備えた投影システムは、（１）特定の偏光成分の光を拡散反射する偏光選択反射層の少なくとも一部に、映像光の反射光が投影スクリーンから出射するときの出射主方向を制御するための凹凸部が形成され、さらに、この偏光選択反射層の観察側には、映像光の界面反射方向を制御する表面層が設けられ、この投影スクリーンの観察側において、凹凸部での映像光の出射主方向が、表面層による映像光の界面反射方向と異なるようにしたので、観察側から投射された映像光が表面層の表面で界面反射された場合に、その界面反射光の出射方向である界面反射方向と、偏光選択反射層で拡散反射される特定の偏光成分の反射光（例えば、拡散反射光）の出射主方向とを異なる方向とすることができるので、表面層による界面反射光と、偏光選択反射層による反射光とが観察者に同時に観察されることがない。
ここで、凹凸部を有する偏光選択反射層による反射光の投影スクリーンからの出射主方向とは、偏光選択反射層で拡散反射される特定の偏光成分の拡散反射光における拡散範囲の略中心方向であって、例えば、反射強度のピークトップを示す方向をいう。
したがって、この投影スクリーンによれば、投影機（プロジェクター等）の光源光が映り込んでしまい、映像の視認性が低下してしまうことを防止することができる。
The projection screen of the present invention and the projection system including the projection screen are as follows: (1) When reflected light of image light is emitted from the projection screen on at least a part of the polarization selective reflection layer that diffusely reflects light of a specific polarization component. An uneven portion for controlling the main emission direction is formed, and further, a surface layer for controlling the interface reflection direction of the image light is provided on the observation side of the polarization selective reflection layer, and on the observation side of the projection screen, Since the main direction of image light emission at the uneven part is different from the interface reflection direction of the image light by the surface layer, when the image light projected from the observation side is reflected at the surface of the surface layer, Since the interface reflection direction, which is the emission direction of the interface reflection light, can be different from the emission main direction of the reflected light (for example, diffuse reflection light) of a specific polarization component diffusely reflected by the polarization selective reflection layer. , table And interface reflection light from the layers, not be observed simultaneously in the reflected light and the observer by the polarized-light selective reflection layer.
Here, the emission main direction of the reflected light from the projection screen by the polarization selective reflection layer having the concavo-convex portion is the substantially central direction of the diffusion range in the diffuse reflection light of the specific polarization component diffusely reflected by the polarization selective reflection layer. For example, it refers to the direction showing the peak top of the reflection intensity.
Therefore, according to this projection screen, it is possible to prevent the light source light of the projector (projector or the like) from being reflected and the visibility of the video from being lowered.
（２）表面層は、この投影スクリーンの観察側を平面状にするので、表面層の法線方向を規定でき、その結果、映像光の界面反射方向を、この表面層の法線方向を基準にして、線対称に鏡面反射する方向とすることができる。
また、表面層は、投影スクリーンの観察側の表面を平面状にすることにより、投影スクリーンを保護して、耐久性（例えば、傷や摩耗に強い等）を向上させることができる。
(2) Since the surface layer has a flat viewing side of the projection screen, the normal direction of the surface layer can be defined. As a result, the interface reflection direction of the image light is based on the normal direction of the surface layer. Thus, the mirror reflection direction can be obtained in line symmetry.
Moreover, the surface layer can protect the projection screen by making the surface on the observation side of the projection screen flat, and can improve durability (for example, resistance to scratches and wear).
（３）凹凸部の平面は、その法線方向が、表面層の法線方向と異なる平面を有するので、凹凸部の平面を、表面層の平面に対して傾斜させることができる。
したがって、映像光の出射主方向が、凹凸部の平面の法線方向を基準にして、線対称に鏡面反射する方向である場合には、この平面の法線方向を調整（すなわち、平面の傾斜角を調整）することにより、表面層の法線方向を基準にして鏡面反射する映像光の界面反射方向と、この映像光の出射主方向とを異なる方向とし、その結果、投影スクリーンの正面側（投影スクリーンの法線上付近であって、一般的な観察位置）に、投影機（プロジェクター等）の光源光が映り込んでしまうことを防止することができる。
(3) Since the plane of the concavo-convex part has a plane whose normal direction is different from the normal direction of the surface layer, the plane of the concavo-convex part can be inclined with respect to the plane of the surface layer.
Therefore, when the image light emission main direction is a direction in which mirror reflection is performed symmetrically with respect to the normal direction of the flat surface of the concavo-convex portion, the normal direction of this plane is adjusted (that is, the inclination of the plane) By adjusting the angle), the interface reflection direction of the image light that is specularly reflected with respect to the normal direction of the surface layer is made different from the main emission direction of the image light, and as a result, the front side of the projection screen It is possible to prevent the light source light of the projector (projector or the like) from being reflected at (a general observation position near the normal line of the projection screen).
（４）偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造を有し、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、前記特定の偏光成分の光を拡散させるので、偏光選択反射層を透過する環境光や映像光について、偏光選択反射層に入射する前に光の偏光状態が乱されてしまう、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。
具体的には、偏光選択反射層においては、コレステリック液晶構造が構造的な不均一性を有し、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しているので、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。
(4) The polarization selective reflection layer has a cholesteric liquid crystal structure, and diffuses the light of the specific polarization component due to the structural nonuniformity of the cholesteric liquid crystal structure. For image light and image light, the polarization state of the light is disturbed before entering the polarization selective reflection layer, so-called `` depolarization '' does not occur, while maintaining the original polarization separation function of the polarization selective reflection layer, The visibility of the image can be improved.
Specifically, in the polarization selective reflection layer, the cholesteric liquid crystal structure has structural non-uniformity, for example, the direction of the helical axis of the helical structure region included in the cholesteric liquid crystal structure varies. The image light is diffusely reflected, not specularly reflected, and the image is easy to visually recognize. At this time, the polarization selective reflection layer diffuses the selectively reflected light due to the structural non-uniformity of the cholesteric liquid crystal structure. This light can be transmitted without being diffused.
（５）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み、複数の螺旋構造領域のうち、いくつかの螺旋構造領域は、その螺旋軸の方向が、凹凸部の平面の法線方向と略同一であるので、螺旋構造領域（すなわち、偏光選択反射層の内部）で拡散反射された拡散反射光の出射主方向を、この平面の法線方向を基準にして、線対称に鏡面反射する方向とすることができる。
したがって、この凹凸部の平面の法線方向を、表面層の法線方向と異なるように調整（すなわち、平面の傾斜角を調整）することにより、表面層で界面反射された界面反射光の界面反射方向と、螺旋構造領域で拡散反射された拡散反射光の出射主方向とを異なる方向にすることができるので、観察者が映像光を観察している場合に、界面反射光が同時に観察されてしまうことを防止することができる。
(5) The cholesteric liquid crystal structure includes a plurality of spiral structure regions having different spiral axis directions, and among the plurality of spiral structure regions, some of the spiral structure regions have a spiral axis direction of the plane of the uneven portion. Since it is almost the same as the normal direction, the main emission direction of diffusely reflected light diffusely reflected in the spiral structure region (that is, inside the polarization selective reflection layer) is symmetrical with respect to the normal direction of this plane. The direction can be specularly reflected.
Therefore, by adjusting the plane normal direction of the uneven part to be different from the normal direction of the surface layer (that is, adjusting the inclination angle of the plane), the interface of the interface reflected light reflected by the surface layer is interfaced. Since the reflection direction and the main exit direction of the diffusely reflected light diffusely reflected in the spiral structure region can be different, the interface reflected light is observed simultaneously when the observer is observing the image light. Can be prevented.
（６）凹凸部の断面形状は、のこぎり歯形状であって、少なくとも２辺の長さが異なるので、表面層の法線方向に対する凹凸部の平面（例えば、断面形状が２辺で形成されている場合には、その長辺をいう）の傾斜角を調整することにより、偏光選択反射層に形成された凹凸部による映像光の反射光が、表面層による映像光の界面反射光と同一方向に出射しないようにすることができる。 (6) The cross-sectional shape of the concavo-convex portion is a saw-tooth shape, and the length of at least two sides is different, so that the plane of the concavo-convex portion with respect to the normal direction of the surface layer (for example, the cross-sectional shape is formed with two sides) By adjusting the tilt angle of the long side of the image, the reflected light of the image light by the concavo-convex portion formed in the polarization selective reflection layer is in the same direction as the interface reflected light of the image light by the surface layer. Can be prevented from being emitted.
（７）表面層は、紫外線硬化樹脂を用いて成型されるので、例えば、凹凸部を有する偏光選択反射層に、紫外線硬化樹脂を含む樹脂液を塗布した後、紫外線照射により硬化（光重合）させることにより、偏光選択反射層の観察側に形成された凹凸部を、紫外線硬化樹脂で覆い、この投影スクリーンの観察側を平面状にすることができる。 (7) Since the surface layer is molded using an ultraviolet curable resin, for example, after applying a resin liquid containing an ultraviolet curable resin to a polarization selective reflection layer having an uneven portion, the surface layer is cured by ultraviolet irradiation (photopolymerization). By doing so, the uneven part formed on the observation side of the polarization selective reflection layer can be covered with an ultraviolet curable resin, and the observation side of this projection screen can be made flat.
（８）特定の偏光成分の光は、右円偏光又は左円偏光であるので、偏光選択反射層の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。
また、直線偏光を出射する投影機（液晶プロジェクター等）であっても、直線偏光を円偏光へ変換するための位相差板を用いることにより、直線偏光の方向に関わらず、投影スクリーンを使用することができる。
(8) Since light of a specific polarization component is right circular polarization or left circular polarization, only light of a specific polarization component (for example, right circular polarization) is selectively reflected by the polarization separation characteristic of the polarization selective reflection layer. Therefore, it is possible to reflect only about 50% of ambient light such as outside light and illumination light having no polarization characteristics by the polarization selective reflection layer.
For this reason, even when the brightness of the bright display portion such as white display is the same, the brightness of the dark display portion such as black display can be substantially halved and the contrast of the image can be approximately doubled. At this time, if the projected image light mainly includes light having the same polarization component as that of the light selectively reflected by the polarization selective reflection layer (for example, right circularly polarized light), the projected image light is projected. The image light can be reflected almost 100% by the polarization selective reflection layer, and the image light can be reflected efficiently.
Even a projector (such as a liquid crystal projector) that emits linearly polarized light uses a projection screen regardless of the direction of linearly polarized light by using a phase difference plate for converting linearly polarized light into circularly polarized light. be able to.
（９）特定の偏光成分の光は、片方の直線偏光であるので、直線偏光を出射する投影機の直線偏光の方向に合わせることにより、映像を明るく表示することができる。
具体的には、特定の偏光成分の光は、Ｐ偏光又はＳ偏光であるので、偏光選択反射層の偏光分離特性により、特定の偏光成分の光（例えばＰ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Ｐ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。
(9) Since the light of a specific polarization component is one linearly polarized light, the image can be displayed brightly by matching the direction of the linearly polarized light of the projector that emits the linearly polarized light.
Specifically, since the light of the specific polarization component is P-polarization or S-polarization, only the light of the specific polarization component (for example, P-polarization) is selectively reflected by the polarization separation characteristic of the polarization selective reflection layer. Therefore, it is possible to reflect only about 50% of ambient light such as external light and illumination light having no polarization characteristics by the polarization selective reflection layer.
For this reason, even when the brightness of the bright display portion such as white display is the same, the brightness of the dark display portion such as black display can be substantially halved and the contrast of the image can be approximately doubled. At this time, if the projected image light mainly includes light having the same polarization component as that of the light selectively reflected by the polarization selective reflection layer (for example, P-polarized light), the projected image is displayed. Light can be reflected almost 100% by the polarization selective reflection layer, and image light can be efficiently reflected.
（１０）偏光選択反射層は、特定の偏光成分の光を反射する偏光反射層と、偏光反射層により反射された光を拡散する拡散要素とからなるので、偏光分離特性と拡散特性とを独立させ、それぞれの特性の制御を容易に行うことができる。 (10) Since the polarization selective reflection layer includes a polarization reflection layer that reflects light of a specific polarization component and a diffusion element that diffuses light reflected by the polarization reflection layer, the polarization separation characteristic and the diffusion characteristic are independent. Therefore, it is possible to easily control each characteristic.
（１１）偏光選択反射層は、それ自体で拡散性を有することにより、入射光の偏光状態を乱さないため強い反射強度が得られる。
これに対して、反射性偏光要素の観察者側に拡散要素が設けられている場合には、上述した「消偏」の問題が生じ、映像の視認性を低下させてしまう。具体的には、拡散要素を透過する光には環境光（外光など）と映像光の２種類があるが、環境光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来透過されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射される成分に変換されてしまい、不要な光として反射性偏光要素で反射されてしまう。
また、映像光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来反射されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射されない成分に変換されてしまい、反射性偏光要素を透過してしまう。このような２つの現象により、本来の偏光分離機能が損なわれてしまい、映像の視認性を十分に向上させることができない。
(11) Since the polarization selective reflection layer itself has diffusivity, it does not disturb the polarization state of incident light, and thus a strong reflection intensity can be obtained.
On the other hand, when the diffusing element is provided on the viewer side of the reflective polarizing element, the above-mentioned “depolarization” problem occurs and the visibility of the image is lowered. Specifically, there are two types of light that pass through the diffusing element: ambient light (external light, etc.) and image light. If the polarization state of the environmental light is disturbed by the diffusing element, the reflective polarizing element In this case, the light that should originally be transmitted is converted into a component that is reflected by the reflective polarizing element due to depolarization, and is reflected by the reflective polarizing element as unnecessary light.
In addition, when the polarization state of the image light is disturbed by the diffusing element, the light that should be reflected by the reflective polarizing element is converted to a component that is not reflected by the reflective polarizing element due to the depolarization. The element is transparent. Due to these two phenomena, the original polarization separation function is impaired, and the visibility of the image cannot be sufficiently improved.
（１２）偏光選択反射層を支持し、少なくとも一部の可視光域の光を透過する透明基材である支持基材をさらに備えたので、透明性が高く、背景が透けて見えるので、例えば、アイキャッチ効果を有する広告、情報提示板、案内板、ショーウィンドウ、自動車のリアウィンドウ等に適用できる。 (12) Since the support substrate that is a transparent substrate that supports the polarization selective reflection layer and transmits at least a part of the visible light region is further provided, the transparency is high and the background can be seen through. It can be applied to advertisements with eye-catching effect, information presentation boards, information boards, show windows, automobile rear windows, and the like.
（１３）各部分選択反射層の片面又は両面に、物質移動のバリア性を有する中間層をさらに備えたので、下層の部分選択反射層や他の層の構成成分が上層の部分選択反射層に移動すること、又は、上層の部分選択反射層や他の層の構成成分が下層の部分選択反射層に移動することを防止し、各部分選択反射層の本来の波長選択性、偏光選択性、拡散性を維持することができる。 (13) Since an intermediate layer having a mass transfer barrier property is further provided on one surface or both surfaces of each partial selective reflection layer, the constituent components of the lower partial selective reflection layer and other layers are changed to the upper partial selective reflection layer. It is possible to prevent the component selective reflection layer of the upper layer and other layers from moving to the lower partial selective reflection layer, the original wavelength selectivity of each partial selective reflection layer, polarization selectivity, Diffusivity can be maintained.
（１４）偏光選択反射層の観察側に、反射防止層、紫外線吸収層及び帯電防止層からなる群から選択された少なくとも一つの層を含む機能性保持層をさらに備えたので、光の反射等を防止でき、さらに、紫外線成分を吸収でき、静電気を除去することができる。 (14) Since a functional holding layer including at least one layer selected from the group consisting of an antireflection layer, an ultraviolet absorption layer and an antistatic layer is further provided on the observation side of the polarization selective reflection layer, light reflection, etc. Can be prevented, and ultraviolet components can be absorbed, and static electricity can be removed.
（１５）凹凸部の第１面は、異なる法線方向を有する第２面から入射又は反射した映像光の一部が、凹凸部の内部で反射を繰り返し、第１面の表面から出射するときに、映像光の一部の出射方向を分散させる分散部を有するので、映像光の一部が帯状の界面反射光となることを抑制することができる。 (15) The first surface of the concavo-convex portion is when a part of the image light incident or reflected from the second surface having different normal directions is repeatedly reflected inside the concavo-convex portion and emitted from the surface of the first surface. In addition, since the dispersion portion that disperses a part of the emission direction of the image light is provided, it is possible to suppress a part of the image light from becoming the strip-shaped interface reflected light.
（１６）第１面は、それぞれ傾斜角の異なる複数の傾斜面を有するので、映像光の一部の出射方向が傾斜角に応じて変化し、映像光の一部を分散させることができる。 (16) Since the first surface has a plurality of inclined surfaces having different inclination angles, the emission direction of a part of the image light changes according to the inclination angle, and a part of the image light can be dispersed.
（１７）第１面は、それぞれ長さの異なる複数の傾斜面を有するので、傾斜面の底面の長さ（すなわち、ピッチ）が異なり、凹凸部がサーキュラータイプである場合に、映像光の一部を分散させることができる。 (17) Since the first surface has a plurality of inclined surfaces each having a different length, the length of the bottom surface of the inclined surface (that is, the pitch) is different, and the unevenness portion is a circular type. Parts can be dispersed.
（１８）第２面は、その表面に散乱性を有する散乱部を有するので、第２面に入射する映像光の一部を散乱させ、凹凸部の内部に、いわゆる迷光が発生することを抑制できる。 (18) Since the second surface has a scattering portion having scattering properties on the surface thereof, part of the image light incident on the second surface is scattered, and so-called stray light is prevented from being generated inside the uneven portion. it can.
（１９）凹凸部は、その主法線方向が、投影スクリーンの法線方向と異なる第１面と、その法線方向が、第１面の法線方向と異なり、その表面に散乱性を有する散乱部を有する第２面とからなるので、第２面に入射する映像光の一部を散乱させ、凹凸部の内部に迷光が発生することを抑制できる。 (19) The concavo-convex portion has a first surface whose main normal direction is different from the normal direction of the projection screen, and its normal direction is different from the normal direction of the first surface, and has a scattering property on its surface. Since it consists of the 2nd surface which has a scattering part, a part of video light which injects into the 2nd surface can be scattered, and it can control that a stray light is generated inside an uneven part.
（２０）投影スクリーン上に映像光を投射する投影機を備えるようにしたので、投影スクリーンを、投影システムに組み込んで用いることができる。 (20) Since the projector for projecting the image light is provided on the projection screen, the projection screen can be used by being incorporated in the projection system.
明るい環境光の下でも映像を鮮明に表示すると共に、光源光の映り込みを防止するという目的を、映像光の出射主方向を制御するための凹凸部が形成された偏光選択反射層と、投影スクリーンの観察側を平面状にすると共に、映像光の界面反射方向を制御する平面層とを備えることにより、実現した。 For the purpose of displaying images clearly even under bright ambient light and preventing the reflection of light from the light source, a polarization selective reflection layer with projections and depressions for controlling the main direction of image light emission, and projection This is realized by making the observation side of the screen flat and providing a flat layer for controlling the interface reflection direction of the image light.
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
投影スクリーン
まず、図１により、本発明の１実施例に係る投影スクリーンの基本構造について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Projection Screen First, the basic structure of a projection screen according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図１に示すように、投影スクリーン１０は、本実施例に係る投影スクリーン１０−１〜４，１０Ａ〜Ｃ（図１０〜１４，１８参照）の基本構造を含む。投影スクリーン１０は、観察者側（図面の上方側）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、投影スクリーン１０−１〜４は、一体に形成された凹凸部(例えば、のこぎり歯形状）を有する偏光選択反射層１１−１（図１０参照）と、この偏光選択反射層１１−１の観察側に設けられた平面層２０（図１０参照）とを備えたスクリーンであり、また、投影スクリーン１０Ａ〜Ｃは、この凹凸部に不規則な歪みが付与されたものであって、詳細は後述する。さらに、投影スクリーン１０を基本構造としない場合についても、詳細は後述する。
As shown in FIG. 1, the
The projection screens 10-1 to 10-4 include a polarization selective reflection layer 11-1 (see FIG. 10) having an integrally formed uneven portion (for example, a sawtooth shape), and the polarization selective reflection layer 11-1. The projection screens 10A to 10C are provided with irregular distortions on the concavo-convex portions, and are provided with a plane layer 20 (see FIG. 10) provided on the observation side. It will be described later. Further, details of the case where the
このうち、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。
Among them, the polarization
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、螺旋軸に沿って入射した無偏光状態の光は、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。
The polarization
この場合の最大旋光光散乱は、次式（１）の波長λ0で生じる。
λ0＝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。
In this case, the maximum optical rotation light scattering occurs at the wavelength λ 0 of the following equation (1).
λ 0 = nav · p (1)
Here, p is the helical pitch length in the helical structure of the liquid crystal molecules (the length per pitch of the molecular helix of the liquid crystal molecules), and nav is the average refractive index in a plane perpendicular to the helical axis.
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）
Further, the wavelength bandwidth Δλ of the reflected light at this time is expressed by the following equation (2). Here, Δn is a birefringence value.
Δλ = Δn · p (2)
すなわち、図１において、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（選択反射波長域内の右円偏光３１Ｒ及び左円偏光３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）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△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３１Ｒ）が反射光３３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３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）が透過される。
That is, in FIG. 1, unpolarized light incident from the viewer side of the projection screen 10 (right circularly
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２(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。
Note that such a cholesteric liquid crystal structure of the polarization
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２(b)に示すように、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。
On the other hand, a general cholesteric liquid crystal structure is in a planar alignment state, and as shown in FIG. 2B, the direction of the helical axis L of each
なお、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３０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。
The
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。 In addition, 430-460 nm, 540-570 nm, and 580-620 nm used as a wavelength range of red (R), green (G), and blue (B) are color filters used for a display that expresses white by the three primary colors of light. This is a general wavelength range for light sources and light sources. Here, each color of red (R), green (G), and blue (B) is represented as a bright line having a peak at a specific wavelength (for example, green (G) is typically 550 nm). However, such a bright line has a certain width, and since there is a difference in wavelength depending on the design of the apparatus and the type of light source, it is preferable that each color has a wavelength bandwidth of 30 to 40 nm. In addition, when the wavelength range of each color of red (R), green (G), and blue (B) is set outside the above-described range, white cannot be expressed, and white is yellowish white Or reddish white.
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。
Here, when the wavelength ranges of red (R), green (G), and blue (B) are expressed as selective reflection wavelength ranges that are independent from each other, the cholesteric liquid crystal structure of the polarization
なお、偏光選択反射層１１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、偏光選択反射層１１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り構成することができる。具体的には、図３に示すように、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、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１１ｃとを、支持基材１２側から順に積層するようにするとよい。なお、部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃの積層の順番は必ずしもこれに限られるものではなく、適宜任意の順番をとることができる。なお、図３において、各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、図１及び図２(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。
When the cholesteric liquid crystal structure of the polarization
なお、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。なお、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）の反射率は直接的には螺旋ピッチ数に依存しているが、螺旋ピッチ長が固定であるとすれば間接的には偏光選択反射層１１の厚さに依存している。具体的には、１００％の反射率を得るためには、４〜８ピッチ程度必要といわれているので、液晶性組成物の材料の種類や選択反射波長域にもよるが、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれかの波長域の光を反射する一層分の部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃであれば１〜１０μｍ程度の厚さが必要である。一方で、部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃの厚さは、厚くなればなるほどよいというわけではなく、厚くなりすぎると配向の制御などが困難となったり、ムラが生じたり、また材料自体による光吸収の程度が大きくなるので、上述した範囲が適切である。
The thickness of the polarization selective reflection layer 11 (or each of the partial
次に、支持基材１２について説明する。
Next, the
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。
The
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。
Here, the
具体的には例えば、図４に示すように、黒い顔料を練りこんだ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（１２Ａ）を形成するようにするとよい。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。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３３として本来反射されるべきでない光（選択反射波長域内の左円偏光３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）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。
Specifically, for example, as shown in FIG. 4, the support base 12 (12 </ b> A) may be formed using a plastic film (for example, a black PET film containing carbon) kneaded with a black pigment. . In this case, the
また、図４に示す支持基材１２（１２Ａ）のような態様以外にも、図５及び図６に示すように、プラスチックフィルムなどの透明な支持フィルム１４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１５を形成することにより、支持基材１２（１２Ｂ，１２Ｃ）を形成してもよい。
In addition to the embodiment of the support substrate 12 (12A) shown in FIG. 4, as shown in FIGS. 5 and 6, on the surface on either side of the
なお、支持基材１２の厚さは、巻き取りできるようにすることを考慮するならば１５〜３００μｍが好ましく、より好ましくは２５〜１００μｍである。一方、パネルとして用いられる場合のように支持基材１２にフレキシブル性が必ずしも必要とされない場合には制限なく厚くすることができる。
The thickness of the
また、支持基材１２や支持フィルム１４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や支持フィルム１４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。
The plastic film used as the material for the
なお、支持基材１２上に偏光選択反射層１１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。
In addition, when laminating the polarization
この場合、偏光選択反射層１１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。
In this case, since it is necessary to control the cholesteric liquid crystal structure of the polarization
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。
However, even if the material on the surface of the
また、支持基材１２のうち液晶性組成物が塗布される側の表面が配向能を有している場合には、図７に示すように、偏光選択反射層１１と支持基材１２（１２Ａ）との間に易接着層などの中間層１３を設けることにより、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造の配向状態を制御し、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造のうち中間層１３との界面近傍の液晶分子のダイレクターが複数の方向に向くようにすることも可能である。なお、易接着層などの中間層１３を設ける場合には、偏光選択反射層１１と支持基材１２との間の密着性を高めることもできる。なお、このような中間層１３としては、偏光選択反射層１１の材質及び支持基材１２の材質の両方に対して高い密着性が得られるものであればよく、一般に市販されているものを用いることができる。具体的には例えば、東洋紡社製の易接着層付ＰＥＴフィルムＡ４１００や、パナック社製の易接着材料ＡＣ−Ｘ、ＡＣ−Ｌ、ＡＣ−Ｗなどが挙げられる。なお、中間層１３は、図４に示す支持基材１２（１２Ａ）と同様に、黒い顔料などを練りこみ、可視光域の光を吸収する光吸収層として用いることもできる。
Further, when the surface of the
また、中間層１３の機能としては、易接着機能の他にバリア性機能を有してもよい。バリア性とは、例えば、図３に示す支持基材１２と部分選択反射層１１ａとの間、又は、部分選択反射層１１ａ，１１ｂ間や部分選択反射層１１ｂ，１１ｃ間において、下層の構成成分（物質）が上層に移動して浸透すること、又は、上層の物質が下層に移動して浸透することを防止することをいう。この物質移動により、各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃの本来の波長選択性、偏光選択性、拡散性が狂ってしまうので、中間層１３は、バリア性機能を有することが好ましい。
The function of the
このため、図１７（ａ）に示すように、各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃの間に、易接着性だけでなく、物質移動のバリア性を有する中間層１３Ａを積層することにより、物質移動を防止することができ、各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃの本来の波長選択性、偏光選択性、拡散性を維持することができる。なお、ここでは、支持基材１２と部分選択反射層１１ａとの間に、中間層１３を配置したが、支持基材１２が上述した配向能を有している場合には、中間層１３Ａを配置することが好ましい。
具体的には、例えば、部分選択反射層１１ｃを下層の部分選択反射層１１ｂに積層する工程において、上層の部分選択反射層１１ｃからネマチック規則性を示す重合性の液晶材料と、この液晶材料の螺旋ピッチ長を制御するカイラル剤とを混合したカイラルネマチック液晶の組成成分が下層の部分選択反射層１１ｂに浸透し、この部分選択反射層１１ｂの螺旋ピッチを大きくしてしまう場合に対して、中間層１３Ａを部分選択反射層１１ｂ，１１ｃ間に配置することによって、この組成成分の移動を防止することができる。
For this reason, as shown in FIG. 17A, by laminating an
Specifically, for example, in the step of laminating the partial
また、中間層１３Ａに易接着性がない場合には、図１７（ｂ）に示すように、バリア性のみを有する中間層１３Ｂの両面に、易接着性を有する中間層１３を積層することにより、各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃの本来の波長選択性、偏光選択性、拡散性を維持すると共に、密着性を高めることができる。なお、ここでは、支持基材１２と部分選択反射層１１ａとの間に、中間層１３だけを配置したが、支持基材１２が上述した配向能を有している場合には、中間層１３Ｂを配置して、その両面に中間層１３を積層することが好ましい。
When the
中間層１３Ａとしては、変性アクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシ樹脂等を挙げることができる。また、これらは単官能または多官能のものを使用することができ、さらにモノマー、オリゴマーの種類がある。
具体的には、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化グリセリルトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタアクリレートエステル、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンＰＯ変性トリアクリレート、イソシアヌール酸ＥＯ変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンＥＯ変性トリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート、ウレタンアダクト体、脂肪族ポリアミン系エポキシ樹脂、ポリアミノアミド系エポキシ樹脂、芳香族ジアミン系エポキシ樹脂、脂環族ジアミン系エポキシ樹脂、フェノール樹脂系エポキシ樹脂、アミノ樹脂系エポキシ樹脂、メルカプタン系化合物系エポキシ樹脂、ジシアンジアミド系エポキシ樹脂、ルイス酸錯化合物系エポキシ樹脂等を挙げることができる。
Examples of the
Specifically, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, propoxylated glyceryl triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, dipentaerythritol hydroxypentaacrylate, ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate, pentaacrylate ester, pentaerythritol Triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane PO-modified triacrylate, isocyanuric acid EO-modified triacrylate, trimethylolpropane EO-modified triacrylate, dipentaerythritol penta- and hexaacrylate, urethane adduct, aliphatic polyamine epoxy Resin, polyaminoamide epoxy resin , Aromatic diamine epoxy resin, alicyclic diamine epoxy resin, phenol resin epoxy resin, amino resin epoxy resin, mercaptan compound epoxy resin, dicyandiamide epoxy resin, Lewis acid complex compound epoxy resin, etc. be able to.
一方、支持基材１２の表面が配向能を有しておらず、また偏光選択反射層１１と支持基材１２との間の密着性も十分高い場合には、偏光選択反射層１１と支持基材１２との間に、必ずしも中間層１３，１３Ａ，１３Ｂを設ける必要はない。また、偏光選択反射層１１と支持基材１２との間の密着性を高めるための方法としては、コロナ処理やＵＶ洗浄などのプロセス的な方法を用いることもできる。
On the other hand, when the surface of the
また、支持基材１２は、少なくとも一部の可視光域の光を透過させる透明基材であってもよい。この場合には、投影スクリーン１０は、図４に示すように、支持基材１２の全体が光吸収層であり、コントラストを高めるのが目的ではなく、アイキャッチ効果を主目的とし、例えば、広告、情報掲示板、案内板等に適用でき、従来、明るい場所では映像が映えなかったプロジェクターを用いても、情報ツールとして有効となる。
投影スクリーン１０は、支持基材１２が透明基材であれば、映像ＯＦＦ時には透明度が高くなり、背景がクリアに透けて見えるので、ショーウィンドウに設置する等、デザイン性の高い利用ができる。
透明基材は、ヘイズが少なく透明性の高い基材として、例えば、アクリル、ガラス等を用いることができ、また、塩化ビニル等、光を透過する素材であれば使用することができる。さらに、透明基材は、無色又は有色であってもよく、例えば、間仕切りや窓等に使用される、透明、かつ、茶、青、橙等の有色のプラスチック板やガラス板等を用いることができる。
Further, the
If the
As the transparent substrate, for example, acrylic or glass can be used as a highly transparent substrate with little haze, and any material that transmits light, such as vinyl chloride, can be used. Further, the transparent substrate may be colorless or colored, and for example, a transparent plastic plate or glass plate that is transparent and used for partitions, windows, etc., and that is colored brown, blue, orange, etc. it can.
なお、本実施例に係る投影スクリーン１０においては、図８に示すように、支持基材１２のうち偏光選択反射層１１が設けられる側の表面とは反対の表面の側に、支持基材１２に入射する光を反射する光反射層１６を設けるようにしてもよい。これにより、支持基材１２が図４乃至図６に示すような態様で光吸収層を含む場合において、投影スクリーン１０の背面側から入射した外光や照明光などの環境光をそれが支持基材１２（特にその内部に含まれる光吸収層）に到達する前に効果的に反射することができ、支持基材１２の発熱を効果的に抑制することができる。なお、光反射層１６としては、白色の散乱層（紙材や白色フィルム、塗料膜など）や金属板、アルミ粉膜などを用いることが好ましい。
In the
また、図８に示すように、支持基材１２のうち偏光選択反射層１１が設けられる側の表面とは反対の表面の側（図８では光反射層１６の背面側）に、偏光選択反射層１１が設けられた支持基材１２を外部の部材に貼り付けるための粘着層１７を設けるようにしてもよい。これにより、投影スクリーン１０を使用時に必要に応じてホワイトボードや壁などの外部の部材に貼り付けることが可能となる。なお、粘着層１７としては、偏光選択反射層１１が設けられた支持基材１２を外部の部材に剥離可能に貼り付けることができるものであることが好ましく、再剥離粘着フィルム（パナック社製）などの弱粘着性の粘着フィルムを用いることが好ましい。また、粘着層１７の表面には、未使用時に当該粘着層１７を保護する目的で剥離フィルム１８を貼り付けておくことが好ましい。
Further, as shown in FIG. 8, the polarization selective reflection is performed on the side of the
さらに、図８に示すように、偏光選択反射層１１の観察者側の表面に、機能性保持層１９を設けるようにしてもよい。機能性保持層１９としては、各種のものを用いることができるが、例えば、反射防止層（ＡＲ層）、紫外線吸収層（ＵＶ吸収層）及び帯電防止層（ＡＳ層）などが挙げられる。なお、この場合には、図１７に示す部分選択反射層１１ｃと機能性保持層１９との間に、中間層１３Ａ、又は、両面に中間層１３が積層された中間層１３Ｂを配置することが好ましい。
Furthermore, as shown in FIG. 8, a
ここで、反射防止層（ＡＲ層）は、投影スクリーン１０の表面での光の反射を抑えるための層である。紫外線吸収層（ＵＶ吸収層）は、投影スクリーン１０に入射する光のうち液晶性組成物を黄色へ変化させる原因となる紫外線成分を吸収するための層である。帯電防止層（ＡＳ層）は、投影スクリーン１０で生じる静電気を除去するための層である。なお、機能性保持層１９が帯電防止層として用いられる場合には、機能性保持層１９は必ずしも偏光選択反射層１１の観察者側の表面に設けられている必要はなく、支持基材１２の背面側の表面に設けてもよく、また、支持基材１２に炭素粒子などを練りこむことにより、支持基材１２自体に静電気を除去する機能を付与してもよい。
Here, the antireflection layer (AR layer) is a layer for suppressing reflection of light on the surface of the
次に、偏光選択反射層１１を備えた投影スクリーン１０ａと、偏光選択反射層１１の観察者側の表面に、機能性保持層１９として防眩層（ＡＧ層）を設けた投影スクリーン１０ｂとを、それぞれ投影システムに適用した場合について説明する。
図９は、投影スクリーン１０ａ，ｂを用いた投影システムの概念図である。
この投影システムは、投影スクリーン１０ａ又は１０ｂと、投影スクリーン１０ａ又は１０ｂ上に映像光を投射する投影機２１とを備えている。投影機２１は、例えば、投影スクリーン１０ａ又は１０ｂの観察側（観察者５０の側）に配置されており、選択反射波長域内の右円偏光３１Ｒを投影スクリーン１０ａ又は１０ｂに投射する。
投影スクリーン１０ａ又は１０ｂは、上述したように、偏光選択反射層１１により偏光分離性、波長選択性、散乱性を有しており、環境光（外光、照明光等）の影響を抑えて映像のコントラストを高めることができる。
Next, a
FIG. 9 is a conceptual diagram of a projection system using the
This projection system includes a
As described above, the
この投影システムでは、図中（ａ）に示すように、投影スクリーン１０ａに、偏光選択反射層１１で反射されるべき映像光である右円偏光３１Ｒが投射される。このため、右円偏光３１Ｒは、偏光選択反射層１１の偏光分離性、散乱性により、偏光選択反射層１１の内部で拡散反射され、拡散反射光３３−２として、略一定の拡散範囲で拡散する。
一方、この右円偏光３１Ｒの一部は、偏光選択反射層１１の観察者側の最表面により、界面反射され、界面反射光３１Ｂとなる。
In this projection system, as shown in (a) in the figure, right circularly
On the other hand, part of the right circularly
ここで、観察者５０に向かって拡散している拡散反射光３３−２は、観察者５０によって観察可能であるが、図示のように、偏光選択反射層１１による界面反射光３１Ｂの出射方向（以下、界面反射方向という）と、偏光選択反射層１１による反射光（ここでは、拡散反射光３３−２）が投影スクリーン（ここでは、投影スクリーン１０ａ）から出射するときの出射主方向とが略同一方向である。なお、出射主方向とは、偏光選択反射層１１で拡散反射される特定の偏光成分の拡散反射光における拡散範囲の略中心方向であって、例えば、反射強度のピークトップを示す方向をいう。
このため、観察者５０は、拡散反射光３３−２だけでなく界面反射光３１Ｂも観察してしまい、その結果、投影機２１の光源光が映り込み、投影スクリーン１０ａにおける映像の視認性が低下してしまう場合が想定される。
Here, the diffusely reflected light 33-2 diffused toward the
For this reason, the
この投影システムでは、図中（ｂ）に示すように、投影スクリーン１０ｂの全体に、偏光選択反射層１１で反射されるべき映像光である右円偏光３１Ｒが投射される。このため、右円偏光３１Ｒは、偏光選択反射層１１の偏光分離性、散乱性により、偏光選択反射層１１の内部で拡散反射され、拡散反射光３３−１，３３−２として、略一定の拡散範囲で拡散する。
一方、この右円偏光３１Ｒの一部は、偏光選択反射層１１の観察者側の表面に設けられたＡＧ層１９により、界面反射され、界面反射光３１Ａ，３１Ｂとなる。
In this projection system, as shown in (b) of the figure, right circularly
On the other hand, a part of the right circularly
ここで、観察者５０に向かって拡散している拡散反射光３３−１，３３−２は、観察者５０によって観察可能であるが、図示のように、界面反射光３１ＢのＡＧ層１９による界面反射方向と、拡散反射光３３−１，３３−２の偏光選択反射層１１による出射主方向とが略同一方向である。このため、観察者５０は、拡散反射光３３−１，３３−２だけでなく界面反射光３１Ｂも観察してしまい、その結果、投影機２１の光源光の一部が映り込み、投影スクリーン１０における映像の視認性が低下してしまう場合が想定される。
Here, the diffusely reflected light 33-1 and 33-2 diffused toward the
すなわち、ＡＧ層は、一般的に、通過する光に対して単にヘイズを与えるだけであり、スクリーン表面にＡＧ層を配置した場合では、ＡＧ層は、界面反射光を散乱して、観察者側に戻す作用を有する。光源光が映り込む状況では、このＡＧ層の作用によって、界面反射する光源光を散乱させ、観察者によって光源光を視認され難くすることができる。
しかしながら、このＡＧ層によれば、光源光は散乱しながら観察者側に反射するために、黒表示をした場合であっても、黒を黒く観察することが困難となり、さらに、界面反射光には偏光分離による効果がないために、投影スクリーン１０には、通常のマットスクリーンと同様な効果しか期待できない（すなわち、コントラストが低下してしまう）。
That is, the AG layer generally only gives haze to the light passing therethrough, and when the AG layer is disposed on the screen surface, the AG layer scatters the interface reflected light, and the observer side Has the effect of returning to In the situation where the light source light is reflected, the action of the AG layer scatters the light source light reflected from the interface, making it difficult for the observer to visually recognize the light source light.
However, according to this AG layer, since the light source light is scattered and reflected to the viewer side, it is difficult to observe black even when black display is performed, and further, the reflected light is reflected in the interface reflected light. Since there is no effect due to polarization separation, the
したがって、投影機２１の光源光の映り込みによる映像の視認性の低下を防止するためには、上述した界面反射方向と出射主方向との相対関係（具体的には、この２方向が異なるようにすること）を考慮する必要があり、本実施例に係る投影スクリーン（後述）は、この出射主方向を制御するための凹凸部を有する偏光選択反射層と、投影スクリーンの観察側の表面を平面状にすると共に、この界面反射方向を制御するための平面層とを備えている。
Therefore, in order to prevent a reduction in the visibility of the image due to the reflection of the light source light of the
ここで、偏光選択反射層の観察側に、出射主方向を制御するための凹凸部（例えば、のこぎり歯形状）を形成した投影スクリーン１０−１〜４，１０Ａ〜Ｃについて、投影スクリーン１０と比較しながら説明する。以下に示す投影スクリーン１０−１〜４，１０Ａ〜Ｃでは、投影スクリーン１０と同一部材には同一符号を付し、機能等の重複部分についての説明を適宜省略する。
図１０は、本実施例に係る投影スクリーン１０−１を用いた投影システムの概念図である。
投影スクリーン１０−１は、上述した投影スクリーン１０と比べると、偏光選択反射層１１−１の観察者５０側の最表面に、凹凸部４０を一体に形成した点と、偏光選択反射層１１−１の観察者５０側に、凹凸部４０を覆うと共に、投影スクリーン１０−１の観察者５０側の表面を平面状にする平面層２０を設けた点とが異なる。
投影機２１から投影スクリーン１０−１に投射された右円偏光３１Ｒは、上述したように、偏光選択反射層１１−１の内部で拡散反射され、拡散反射光３３−１，３３−２として、略一定の拡散範囲で拡散する。
ここで、凹凸部４０は、例えば、のこぎり歯形状であって、規則的な形状が繰り返されている。この規則的な形状は、傾斜面４０ａ，４０ｂと、この傾斜面４０ａ，４０ｂの傾斜角を規定する側面４０ａ１，４０ｂ１とからなり、傾斜面４０ａ，４０ｂと側面４０ａ１，４０ｂ１とは長さが異なる。なお、傾斜面４０ａと傾斜面４０ｂ、同じく、側面４０ａ１と側面４０ｂ１は、それぞれ異なる符号を付したが、それぞれの長さ、傾斜角は略同一であってもよい。
Here, projection screens 10-1 to 4 and 10A to C in which concave and convex portions (for example, sawtooth shapes) for controlling the emission main direction are formed on the observation side of the polarization selective reflection layer are compared with the
FIG. 10 is a conceptual diagram of a projection system using the projection screen 10-1 according to the present embodiment.
The projection screen 10-1 is different from the
As described above, the right circularly
Here, the uneven | corrugated |
また、傾斜面４０ａ，４０ｂは、その法線方向４０Ａ，４０Ｂと、複数の螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向（図２(a)参照）とが略同一である場合には、傾斜面４０ａ，４０ｂの傾斜角を調整することにより、拡散反射光３３−１，３３−２の出射主方向を調整することができる（理由：この場合には、拡散反射光３３−１，３３−２の出射主方向は、傾斜面４０ａ，４０ｂの法線方向４０Ａ，４０Ｂ（ここでは、同一方向）を基準にして線対称に鏡面反射される方向となる：図１１参照）。
In addition, the
一方、この右円偏光３１Ｒの一部は、偏光選択反射層１１−１に形成された凹凸部４０を覆い、投影スクリーン１０−１の観察者５０側の表面を平面状にする平面層２０により、界面反射（ここでは、鏡面反射）され、界面反射光３１Ａ，３１Ｂとなる。
具体的には、右円偏光３１Ｒの一部は、平面層２０の法線方向２０Ａ，２０Ｂ（ここでは、同一方向）を基準にして線対称に鏡面反射されることにより、界面反射光３１Ａ，３１Ｂとなる。
したがって、平面層２０の法線方向２０Ａ，２０Ｂと、傾斜面４０ａ，４０ｂの法線方向４０Ａ，４０Ｂ（螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向と略同一とする）とを異なる方向に調整することにより、界面反射光３１Ａ，３１Ｂの界面反射方向と、拡散反射光３３−１，３３−２の出射主方向とを異なる方向とすることができる。
また、平面層２０は、偏光選択反射層１１−１に形成された凹凸部４０を覆い、投影スクリーン１０−１の観察者５０側の表面を平面状にしているので、投影スクリーン１０−１の表面を保護して傷付きや汚れの付着などを防止する、いわゆるハードコート層（ＨＣ層）の機能を有する。したがって、平面層２０によれば、投影スクリーン１０−１の観察側の表面を平面状にすることにより、投影スクリーン１０−１を保護して、耐久性（例えば、傷や摩耗に強い等）を向上させることができる。
On the other hand, a part of the right circularly
Specifically, a part of the right circularly
Therefore, the
Further, since the
ここで、投影スクリーン１０−１では、例えば、凹凸部４０が形成された偏光選択反射層１１−１と、平面層２０との平均屈折率差を、０．１５以内、さらに、好ましくは、０．１以内にすることにより、偏光選択反射層１１−１と平面層２０との界面における界面反射強度を小さくすることができる。
Here, in the projection screen 10-1, for example, the average refractive index difference between the polarization selective reflection layer 11-1 on which the
本実施例による投影スクリーン１０−１では、拡散反射光３３−１，３３−２の出射主方向と、界面反射光３１Ａ，３１Ｂの界面反射方向とが異なるように、拡散反射光３３−１，３３−２の出射主方向（又は、界面反射光３１Ａ，３１Ｂの界面反射方向）を制御することにより、界面反射光３１Ａ，３１Ｂと拡散反射光３３−１，３３−２とが同時に観察者５０に観察されることを回避して、その結果、投影機２１の光源光の映り込みを防止することができる。
なお、界面反射光３１Ａ，３１Ｂと拡散反射光３３−１，３３−２とが同時に観察者５０に観察されることを回避できるのであれば、傾斜面４０ａ，４０ｂの法線方向４０Ａ，４０Ｂは、必ずしも同一方向でなくてもよく、さらに、平面層２０は、投影スクリーン１０−１の観察者５０側の表面を必ずしも平面状にしなくてもよい（例えば、緩やかな曲面を形成してもよい）。
In the projection screen 10-1 according to the present embodiment, the diffuse reflected light 33-1 and 33-2 are different from each other in the main emission direction of the diffuse reflected light 33-1 and 33-2 and the interface reflected direction of the interface reflected
If the interface reflected
図１１は、螺旋構造領域３０と凹凸部４０との関係を示す図である。なお、ここでは、螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向と傾斜面４０ｂとの関係について説明するが、傾斜面４０ａについても螺旋構造領域３０と同様の関係が成り立つ。
偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、図２(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。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（ここでは、右円偏光３１Ｒ）を拡散させる。
ここで、拡散反射光３３−２の出射主方向を、図示のように、傾斜面４０ｂの法線方向４０Ｂを基準にして線対称に鏡面反射される方向３３−３とするには、螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの軸方向と、傾斜面４０ｂの法線方向４０Ｂとを略同一とする必要がある。
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between the
The cholesteric liquid crystal structure of the polarization
Here, in order to set the main emission direction of the diffusely reflected light 33-2 to be a direction 33-3 that is mirror-reflected symmetrically with respect to the
すなわち、螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの軸方向と、傾斜面４０ｂの法線方向４０Ｂとが略同一である場合には、上述した界面反射光３１Ｂの界面反射方向と、拡散反射光３３−２の出射主方向（ここでは、方向３３−３）とが異なるので、光源光の映り込みにより、映像の視認性が低下してしまうことを防止できる。
That is, when the axial direction of the spiral axis L of the
なお、凹凸部４０の法線方向（図中、傾斜面４０ｂの法線方向４０Ｂ）は、平面層２０の法線方向２０Ｂと異なるので、結果的に、傾斜面４０ｂ（同様に傾斜面４０ａ）は、平面層２０に対して傾斜していることになる。
The normal direction of the concavo-convex portion 40 (in the drawing, the
また、偏光選択反射層１１−１は、偏光選択反射層１１に比べて、螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向のばらつきに、ある程度の規則性（螺旋軸Ｌの軸方向と、凹凸部４０の法線方向とを略一致させること）を要求されるが、螺旋軸Ｌの軸方向と、凹凸部４０の法線方向との相対関係において、散乱性を損なわない程度に螺旋軸Ｌの方向を調整すればよい。
Further, the polarization selective reflection layer 11-1 has a certain degree of regularity (the axial direction of the spiral axis L and the concavo-convex portion 40) due to variations in the direction of the spiral axis L of the
次に、投影スクリーン１０−１の製造方法について説明する。なお、ここでは、偏光選択反射層１１−１の観察側に、上述した凹凸部４０（ここでは、のこぎり歯形状）を一体に形成する製造方法と、この凹凸部４０を有する偏光選択反射層１１−１の観察側に設けられ、凹凸部４０を覆うと共に、投影スクリーン１０−１の観察側の表面を平面状にする平面層２０の製造方法とについて説明する。
まず、金型による方法について説明する。
平面状の支持基材１２上に、平滑なコレステリック膜を成膜後、凹凸形状を有する金型を、コレステリック膜に押し付ける（プレスする）ことにより、コレステリック膜の観察側の最表面に凹凸部４０を成型する。この方法では、コレステリック膜を、加熱して軟化させた後、金型を押し付け固めることにより、凹凸部４０の凹凸形状を固定化するが、コレステリック膜に含まれる螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの軸方向が凹凸部４０の傾斜面４０ａ，４０ｂの法線方向４０Ａ，４０Ｂと略同一になるように、螺旋構造領域３０の配向状態を考慮しながら、各プロセスを行う。なお、ここでの支持基材１２は、例えば、プラスチック板で型が付けられる程度の厚みを有する。
Next, a method for manufacturing the projection screen 10-1 will be described. Here, the manufacturing method of integrally forming the uneven portion 40 (here, sawtooth shape) described above on the observation side of the polarization selective reflection layer 11-1 and the polarization
First, a method using a mold will be described.
After forming a smooth cholesteric film on the
また、金型の凹凸形状としては、凹凸サイズの上限は、投影スクリーン１０−１のサイズにより、例えば、１０ｃｍ程度まで考えられるが、傾斜を成型するために高さ（例えば、のこぎり歯形状では、傾斜した平面を規定することになる高さ）が必要になり、ある程度小さくなければ、映像が歪む可能性があるので、１０〜１００００μｍ(好ましくは、５０〜１０００μｍ)とする。 Moreover, as the uneven shape of the mold, the upper limit of the uneven size is considered to be, for example, about 10 cm depending on the size of the projection screen 10-1, but the height (for example, in the sawtooth shape, The height (which defines an inclined plane) is required, and if it is not small to some extent, the image may be distorted, so it is set to 10 to 10000 μm (preferably 50 to 1000 μm).
次に、凹凸部４０が一体に形成された偏光選択反射層１１−１の観察側に、平面層２０を設けることで、投影スクリーン１０−１を製造する。
平面層２０は、例えば、紫外線硬化樹脂であるので、凹凸部４０を有する偏光選択反射層１１−１に紫外線硬化樹脂を含む樹脂液を塗布した後、紫外線照射により硬化（光重合）させることにより、偏光選択反射層１１−１の凹凸部４０を覆い、さらに、投影スクリーン１０−１の観察側を平面状にすることができる。
Next, the projection screen 10-1 is manufactured by providing the
Since the
ところで、凹凸部４０が単純な規則性を有する繰り返し形状である場合には、投影スクリーン１０−１の品質が高くなる一方で、投影スクリーン１０−１上に帯状の界面反射光（以下、ホットバンドという）が発生する可能性がある。
ホットバンドは、例えば、投影スクリーン１０−１において、平面層２０により界面反射光を観察者５０側でなく別の方向に反射するときに、この平面層２０に入射した映像光の一部が凹凸部４０に入射され、その内部で反射して、いわゆる迷光となり、繰り返し形状である凹凸部４０の最表面から出射することにより発生する。
また、ホットバンドは、偏光選択反射層１１−１で反射される映像光の強度に比べて、凹凸部４０による界面反射光の強度が大きい程、発生する可能性が高くなる。偏光選択反射層１１−１で反射される映像光の強度は、その偏光状態を偏光選択反射層１１−１で反射されるべき偏光状態に制御することにより大きくできる。また、界面反射光の強度は、映像光の偏光状態によらず一定である。
By the way, when the concavo-
For example, in the projection screen 10-1, when the interface layer reflected light is reflected by the
Further, the hot band is more likely to be generated as the intensity of the interface reflected light by the concavo-
このため、投影スクリーン１０−１に投影機２１から無偏光状態の映像光が入射されるときには、偏光選択反射層１１−１で反射される映像光の強度が小さくなり、相対的に界面反射光の強度が大きくなるので、投影スクリーン１０−１上にホットバンドが生じる可能性が高くなる。
したがって、投影スクリーン１０−１に投影機２１から無偏光の映像光が投射される場合に、ホットバンドによる映像の視認性の低下を防止するためには、凹凸部４０から出射される迷光の出射方向を考慮する必要があり、後述する投影スクリーン１０Ａ〜Ｃでは、偏光選択反射層１１−１の観察側に、不規則な歪みが付与された凹凸部４０Ａ〜Ｃを一体に形成した。なお、この不規則な歪みは、サンドブラスト法等や化学的な処理により形成される。
For this reason, when non-polarized image light is incident on the projection screen 10-1 from the
Therefore, when non-polarized image light is projected from the
図１８は、本実施例に係る投影スクリーン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの概念図である。
投影スクリーン１０Ａは、図１８（ａ）に示すように、偏光選択反射層１１−１の観察側に、凹凸部４０Ａが形成されている。凹凸部４０Ａは、凹凸部４０と比べると、傾斜面４０ａ，４０ｂの間に形成され、この傾斜面４０ａ，４０ｂの法線方向と異なる法線方向を有する側面４０ａ１の表面と、傾斜面４０ｂ，４０ｃの間に形成され、この傾斜面４０ｂ，４０ｃの法線方向と異なる法線方向を有する側面４０ｂ１の表面とに、それぞれ散乱性を有する不規則な形状（以下、散乱部という）を形成した点が異なる。なお、この散乱部は、凹凸部４０Ａと一体ではなく、別体として形成してもよい。
FIG. 18 is a conceptual diagram of the projection screens 10A, 10B, and 10C according to the present embodiment.
As shown in FIG. 18A, the
このため、投影スクリーン１０Ａでは、投影機２１から投射された右円偏光３１Ｒや界面反射光の一部が、側面４０ａ１，４０ｂ１に入射された場合であっても、側面４０ａ１，４０ｂ１の表面に形成された散乱部によって、この右円偏光３１Ｒや界面反射光の一部を散乱させることができる。
具体的には、側面４０ａ１は、側面４０ａ１に入射した右円偏光３１Ｒの一部や傾斜面４０ａで反射した後に、側面４０ａ１に入射した界面反射光の一部を散乱させることができる。また、側面４０ｂ１は、側面４０ｂ１に入射した右円偏光３１Ｒの一部や傾斜面４０ｂで反射した後に、側面４０ｂ１に入射した界面反射光の一部を散乱させることができる。
したがって、投影スクリーン１０Ａによれば、凹凸部４０Ａの内部に迷光が発生することを抑制できるので、ホットバンドを目立たなくすることができる。
Therefore, in the
Specifically, the side surface 40a1 can scatter a part of the right circularly
Therefore, according to the
投影スクリーン１０Ｂは、図１８（ｂ）に示すように、偏光選択反射層１１−１の観察側に、凹凸部４０Ｂが形成されている。凹凸部４０Ｂは、凹凸部４０と比べると、傾斜面４０ａ，４０ｂ，４０ｃの表面に、例えば、側面４０ａ１，４０ｂ１から入射又は反射した右円偏光３１Ｒや界面反射光の一部が、凹凸部４０Ｂの内部で反射を繰り返す迷光として、傾斜面４０ａ，４０ｂ，４０ｃの表面から出射するときに、迷光の出射方向を分散させる歪み部（以下、分散部という）を有する点が異なる。なお、この分散部は、凹凸部４０Ｂと一体ではなく、別体として形成してもよい。
As shown in FIG. 18B, the
このため、投影スクリーン１０Ｂでは、投影機２１から投射された右円偏光３１Ｒや界面反射光の一部が、凹凸部４０Ｂの内部で迷光となった場合であっても、傾斜面４０ａ，４０ｂ，４０ｃの表面に形成された分散部によって、この迷光の出射方向を分散させることができる。また、傾斜面４０ａ，４０ｂ，４０ｃの主法線方向は、その表面に分散部が形成されているので、投影スクリーン１０Ｂの法線方向と異なる。なお、主法線方向とは、傾斜面４０ａ，４０ｂ，４０ｃの各点での法線ベクトルを平均化したときの方向をいう。
具体的には、傾斜面４０ａは、側面４０ａ１で反射した後に、傾斜面４０ａに入射した右円偏光３１Ｒの一部を、分散部により分散させることができる。また、傾斜面４０ｂは、側面４０ａ１に入射した右円偏光３１Ｒの一部や、傾斜面４０ａで反射した後に、側面４０ａ１に入射した界面反射光の一部が、凹凸部４０Ｂの内部で迷光となり、この迷光が傾斜面４０ｂの表面から出射するときに、この迷光の出射方向を分散させることができる。さらに、傾斜面４０ｂは、側面４０ｂ１で反射した後に、傾斜面４０ｂに入射した右円偏光３１Ｒの一部を、分散部により分散させることができる。
また、傾斜面４０ｃは、側面４０ｂ１に入射した右円偏光３１Ｒの一部や、傾斜面４０ｂで反射した後に、側面４０ｂ１に入射した界面反射光の一部が、凹凸部４０Ｂの内部で迷光となり、この迷光が傾斜面４０ｃの表面から出射するときに、この迷光の出射方向を分散させることができる。
したがって、投影スクリーン１０Ｂによれば、迷光の出射方向を分散させることができるので、ホットバンドを目立たなくすることができる。
Therefore, in the
Specifically, the
Further, in the
Therefore, according to the
投影スクリーン１０Ｃは、図１８（ｃ）に示すように、偏光選択反射層１１−１の観察側に、凹凸部４０Ｃが形成されている。凹凸部４０Ｃは、その最表面について、凹凸部４０Ａと凹凸部４０Ｂとを組合わせた形状を有しており、側面４０ａ１，４０ｂ１に散乱部が形成され、さらに、傾斜面４０ａ，４０ｂ，４０ｃに分散部が形成されている。なお、傾斜面４０ａ，４０ｂ，４０ｃの主法線方向は、その表面に分散部が形成されているので、投影スクリーン１０Ｃの法線方向と異なる。
As shown in FIG. 18C, the
このため、投影スクリーン１０Ｃでは、投影機２１から投射された右円偏光３１Ｒや界面反射光の一部が、側面４０ａ１，４０ｂ１に入射された場合であっても、散乱部によって、この右円偏光３１Ｒや界面反射光の一部を散乱させることができ、凹凸部４０Ｃの内部に迷光が発生することを抑制できると共に、たとえ、凹凸部４０Ｃの内部に迷光が発生したとしても、傾斜面４０ａ，４０ｂ，４０ｃの表面に形成された分散部によって、この迷光の出射方向を分散させることができる。
したがって、投影スクリーン１０Ｃによれば、投影スクリーン１０Ａ，１０Ｂに比べて、ホットバンドをさらに目立たなくすることができる。
Therefore, in the
Therefore, according to the
次に、投影スクリーン１０Ｂ，１０Ｃの傾斜面４０ａ，４０ｂ，４０ｃに形成された分散部について説明する。
図１９は、本実施例に係る投影スクリーン１０Ｂ，１０Ｃの傾斜面４０ａを示す拡大図である。なお、傾斜面４０ｂ，４０ｃに形成された分散部は、傾斜面４０ａに形成された分散部と同一であるので、説明を省略する。
分散部は、図１９（ａ）に示すように、傾斜角の異なる複数の傾斜面からなり、例えば、傾斜角αの傾斜面４０ａ−１と、傾斜角βの傾斜面４０ａ−２と、傾斜角γの傾斜面４０ａ−３とが形成されている。また、この傾斜角α、β、γは、傾斜角β（例えば、１〜４５°）を基準にすると、他の傾斜角α、γは、β±５０％の範囲内にあることが好ましい。
Next, the dispersion part formed in the
FIG. 19 is an enlarged view showing the
As shown in FIG. 19 (a), the dispersion portion is composed of a plurality of inclined surfaces having different inclination angles, for example, an
このように、傾斜角の異なる複数の傾斜面を有する分散部によれば、傾斜面４０ａ−１，４０ａ−２，４０ａ−３から出射される迷光の出射方向が、傾斜角に応じて変化するので、傾斜面４０ａにおいて、迷光を分散させることができる。
Thus, according to the dispersion part having a plurality of inclined surfaces having different inclination angles, the emission direction of stray light emitted from the
分散部は、図１９（ｂ）に示すように、それぞれ長さの異なる複数の傾斜面からなり、例えば、傾斜面の底面の長さ（すなわち、ピッチ）がａ−１である傾斜面４０ａ−１と、ピッチがａ−２である傾斜面４０ａ−２と、ピッチがａ−３である傾斜面４０ａ−３とが形成されている。また、このピッチａ−１，ａ−２，ａ−３は、例えば、３０〜１０００μｍであることが好ましい。
As shown in FIG. 19 (b), the dispersion portion is composed of a plurality of inclined surfaces, each having a different length. For example, the
このように、それぞれ長さの異なる複数の傾斜面を有する分散部によれば、凹凸部４０Ｂ，４０Ｃがサーキュラータイプであるときには、ホットバンドが発生する可能性のある幅において、あるピッチでの傾斜面の法線方向が異なるので、傾斜面４０ａ−１，４０ａ−２，４０ａ−３のピッチに応じて迷光の出射方向が異なり、傾斜面４０ａにおいて、迷光を分散させることができる。
Thus, according to the dispersion part having a plurality of inclined surfaces each having a different length, when the concavo-
図１２は、本実施例に係る投影スクリーン１０−２の概略断面図である。
投影スクリーン１０−２は、上述した投影スクリーン１０−１と比べると、偏光選択反射層１１−１に形成された凹凸部４０と同様の凹凸形状１２−Ａを有する支持基材１２−１を備えた点が異なる。
ここで、投影スクリーン１０−２の製造方法について説明する。
まず、凹凸形状１２−Ａを有する支持基材１２−１に、コレステリック液晶溶液を直接塗布することにより、コレステリック成膜を行う方法について説明する。
凹凸形状１２−Ａを有する支持基材１２−１の上に、コレステリック液晶溶液を直接塗布して、コレステリック膜を形成し、下地の形状（すなわち、支持基材１２−１の凹凸形状１２−Ａ）がコレステリック膜の観察側の最表面にも反映されるように、成膜を行うことにより、偏光選択反射層１１−１の観察側に、凹凸部４０を一体に形成することができる。
また、コレステリック膜に含まれる螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの軸方向が凹凸部４０の傾斜面４０ａ，４０ｂの法線方向４０Ａ，４０Ｂと略同一になるように、コレステリック液晶層を発現させるためには、例えば、支持基材１２−１の傾斜面１２−１ａ，１２−１ｂが水平になるように、支持基材１２−１を傾けた状態で、上述したプロセスを行えばよい。これにより、傾斜面１２−１ａ，１２−１ｂを基準に螺旋構造領域３０が発現し、螺旋構造領域３０は、傾斜面１２−１ａ，１２−１ｂの形状に追従した構造となる（図１１参照）。
その後、凹凸部４０が一体に形成された偏光選択反射層１１−１の観察側に、上述した製造方法で形成された平面層２０を設けることで、投影スクリーン１０−２を製造する。
FIG. 12 is a schematic sectional view of the projection screen 10-2 according to the present embodiment.
The projection screen 10-2 includes a support substrate 12-1 having a concavo-convex shape 12-A similar to the concavo-
Here, a manufacturing method of the projection screen 10-2 will be described.
First, a method for forming a cholesteric film by directly applying a cholesteric liquid crystal solution to the support substrate 12-1 having the uneven shape 12-A will be described.
A cholesteric liquid crystal solution is directly applied onto the support substrate 12-1 having the concavo-convex shape 12-A to form a cholesteric film, and the shape of the base (that is, the concavo-convex shape 12-A of the support substrate 12-1). ) Is reflected on the outermost surface on the observation side of the cholesteric film, whereby the
Further, the cholesteric liquid crystal layer is developed so that the axial direction of the helical axis L of the
Then, the projection screen 10-2 is manufactured by providing the
次に、平面状の基材（フィルム等）に、コレステリック成膜を行った後、凹凸形状１２−Ａを有する支持基材１２−１（例えば、黒プラスチック板）に、コレステリック膜を転写する方法について説明する。なお、凹凸形状１２−Ａは、例えば、上述した投影スクリーン１０−１を製造するときに用いられた凹凸形状を有する金型を、支持基材１２−１にプレスすることにより形成される。
まず、平面状のフィルム等の基材に、コレステリック成膜を行った後、このコレステリック膜を支持基材１２−１に加熱しながら押し付ける（熱プレス）。この場合には、コレステリック膜は、支持基材１２−１と接している側の形状は、凹凸形状１２−Ａと同様の形状を有するが、同時に、この凹凸形状１２−Ａは、支持基材１２−１と接していない側（観察側）にも反映されるので、コレステリック膜の観察側に凹凸部４０が一体に形成される。
次に、コレステリック成膜を行うときに用いたフィルム等の基材（但し、この基材は、既に凹凸形状となっている）を、コレステリック膜から剥がす。
その後、凹凸部４０が一体に形成された偏光選択反射層１１−１の観察側に、上述した製造方法で形成された平面層２０を設けることで、投影スクリーン１０−２を製造する。
Next, a method of transferring a cholesteric film to a support base material 12-1 (for example, a black plastic plate) having a concavo-convex shape 12-A after performing cholesteric film formation on a planar base material (film or the like). Will be described. The uneven shape 12-A is formed, for example, by pressing a mold having an uneven shape used when manufacturing the projection screen 10-1 described above onto the support base 12-1.
First, after forming a cholesteric film on a substrate such as a flat film, the cholesteric film is pressed against the supporting substrate 12-1 while being heated (hot pressing). In this case, the cholesteric film has a shape on the side in contact with the support substrate 12-1 similar to the uneven shape 12-A. At the same time, the uneven shape 12-A is Since the reflection is also reflected on the side not in contact with 12-1 (observation side), the
Next, the base material such as a film used when the cholesteric film formation is performed (however, this base material is already in an uneven shape) is peeled off from the cholesteric film.
Then, the projection screen 10-2 is manufactured by providing the
なお、平面状のフィルム等の基材は、この基材上に形成されたコレステリック膜を、支持基材１２−１に転写可能とするために、易接着層を用いていない。そのために、コレステリック膜に含まれる複数の螺旋構造領域３０の配向状態が好ましくない状態（すなわち、プラーナー配向状態が十分に崩れていない状態）となり、その結果、偏光選択反射層１１−１の拡散性が低下して、拡散範囲が狭くなる場合が想定される。
In addition, base materials, such as a planar film, do not use an easily bonding layer in order to be able to transfer the cholesteric film | membrane formed on this base material to the support base material 12-1. Therefore, the orientation state of the plurality of
したがって、偏光選択反射層１１−１の拡散性が低下してしまうことを防止するために、螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向（螺旋軸角度）を調整する必要がある。
本製造方法では、螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向を調整するために、界面活性剤（レベリング剤）を添加する。
レベリンク剤は、例えば、偏光選択反射層１１−１を形成するときに用いられる塗工液中に含有されており、コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成するために必要な量が含まれている。
レベリング剤は、塗工液での含有量を変化させることにより、コレステリック液晶構造ドメインの構築に分子レベルでの影響を与え、例えば、個々のドメインがそれぞれ成長した形（螺旋軸構造領域３０）で構築されることを促し、その結果、偏光選択反射層１１−１に含まれる螺旋軸構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向を変化させることができ、その含有量を調整することにより、最適な螺旋軸角度を有するコレステリック液晶構造を形成することができる（例えば、レベリング剤の添加量を増やすと、螺旋軸角度が大きく変化して、拡散範囲を広げることができる）。
Therefore, in order to prevent the diffusibility of the polarization selective reflection layer 11-1 from being lowered, it is necessary to adjust the direction of the helical axis L (helical axis angle) of the
In this manufacturing method, a surfactant (leveling agent) is added to adjust the direction of the helical axis L of the
The leveling agent is contained, for example, in a coating liquid used when forming the polarization selective reflection layer 11-1, and includes an amount necessary for forming a cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniformly. ing.
The leveling agent affects the construction of the cholesteric liquid crystal structure domain at the molecular level by changing the content in the coating liquid. For example, the leveling agent has a shape in which each domain grows (helical axis structure region 30). As a result, it is possible to change the direction of the helical axis L of the helical
レベリング剤の含有量は、例えば、レベリング剤の種類、重合性液晶材料の種類、溶媒の種類、塗工液を塗布する基材の種類にもよるが、重合性夜晶材料の合計量１００重量部に対して０．０６〜５重量部が適切であり、さらに好ましくは、０．０６〜３重量部の範囲内とする。 The content of the leveling agent depends on, for example, the type of leveling agent, the type of polymerizable liquid crystal material, the type of solvent, and the type of substrate on which the coating liquid is applied, but the total amount of polymerizable night crystal material is 100 wt. The amount is suitably 0.06 to 5 parts by weight, more preferably 0.06 to 3 parts by weight with respect to parts.
また、レベリング剤としては、例えば、イミダゾリン、第四級アンモニウム塩、アルキルアミンオキサイド、ポリアミソ誘導体等の陽イオン系界面活性剤；ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物、第一級あるいは第二級アルコールエトキシレート、アルキルフェノールエトキシレート、ポリエチレングリコールおよびそのエステル、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモ三ウム、ラウリル硫酸アミン類、アルキル置換芳香族スルホン酸塩、アルキルリン酸塩、脂肪族あるいは芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物等の陰イオン系界面活性剤；ラウリルアミドプロピルベタイン、ラウリルアミノ酢酸ベタイン等の両性系界面活性剤；ポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキルアミン等の非イオン系界面活性剤；パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルエチレンオキシド寸加物、パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル基・親水性基含有オリゴマー、パーフルオロアルキル・親油基含有オリゴマーパーフルオロアルキル基含有ウレタン等のフッ素系界面活性剤；ポリアクリル酸、アクリル酸共重合体、メタクリル酸、メタクリル酸共重合体等のアクリル系界面活性剤等が挙げられるが、特に、アクリル系界面活性剤を用いることが好ましい。
なお、螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向を調整できるのであれば、上述したレベリング剤に限らず、光重合開始剤、非液晶性の重合成性化合物を添加してもよい。
Examples of the leveling agent include cationic surfactants such as imidazoline, quaternary ammonium salts, alkylamine oxides, polyamiso derivatives; polyoxyethylene-polyoxypropylene condensates, primary or secondary alcohols. Ethoxylate, alkylphenol ethoxylate, polyethylene glycol and its esters, sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, amines of lauryl sulfate, alkyl-substituted aromatic sulfonates, alkyl phosphates, aliphatic or aromatic sulfonic acid formalin condensation Anionic surfactants such as natural products; amphoteric surfactants such as laurylamidopropylbetaine and laurylaminoacetic acid betaine; non-ionic surfactants such as polyethylene glycol fatty acid esters and polyoxyethylene alkylamine Surfactants: perfluoroalkyl sulfonate, perfluoroalkyl carboxylate, perfluoroalkyl ethylene oxide additive, perfluoroalkyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl group / hydrophilic group-containing oligomer, perfluoroalkyl / parent Fluorosurfactants such as oil group-containing oligomers perfluoroalkyl group-containing urethanes; and acrylic surfactants such as polyacrylic acid, acrylic acid copolymers, methacrylic acid, methacrylic acid copolymers, etc. It is preferable to use an acrylic surfactant.
In addition, as long as the direction of the helical axis L of the
図１３は、本実施例に係る投影スクリーン１０−３の概念図である。
投影スクリーン１０−３では、例えば、偏光選択反射層１１−１の観察側の最表面に、凹凸部４１〜４４のいずれかが一体に形成されている。ここで、投影スクリーン１０−３では、のこぎり歯形状を有している凹凸部４１〜４４の長手方向が偏光選択反射層１１−１の水平方向に沿うように、偏光選択反射層１１−１に凹凸部４１〜４４が一体に形成される（図中（ａ）参照）。
また、凹凸部４１は、のこぎり歯の傾斜した平面が略下方に連続的に形成され、凹凸部４２は、のこぎり歯の傾斜した平面が略上方に連続的に形成されている。また、凹凸部４３は、のこぎり歯の頂点が略直角をなし、その傾斜した平面が略下方に連続的に形成され、同じく、凹凸部４４は、のこぎり歯の頂点が略直角をなし、その傾斜した平面が略上方に連続的に形成されている（図中（ｂ）参照）。
FIG. 13 is a conceptual diagram of the projection screen 10-3 according to the present embodiment.
In the projection screen 10-3, for example, any of the
Further, the concave and
図１４は、本実施例に係る投影スクリーン１０−４の概念図である。
投影スクリーン１０−４では、例えば、偏光選択反射層１１−１の観察側の最表面に、凹凸部４１ａ〜４４ａのいずれかが一体に形成されている。ここで、投影スクリーン１０−４では、のこぎり歯形状を有している凹凸部４１ａ〜４４ａの長手方向が偏光選択反射層１１−１の垂直方向に沿うように、偏光選択反射層１１−１に凹凸部４１ａ〜４４ａが一体に形成される（図中（ａ）参照）。
また、凹凸部４１ａは、のこぎり歯の傾斜した平面が略左方に連続的に形成され、凹凸部４２ａは、のこぎり歯の傾斜した平面が略右方に連続的に形成されている。また、凹凸部４３ａは、のこぎり歯の頂点が略直角をなし、その傾斜した平面が略左方に連続的に形成され、同じく、凹凸部４４ａは、のこぎり歯の頂点が略直角をなし、その傾斜した平面が略右方に連続的に形成されている（図中（ｂ）参照）。
FIG. 14 is a conceptual diagram of the projection screen 10-4 according to the present embodiment.
In the projection screen 10-4, for example, any of the
Further, the concave and
なお、投影スクリーン１０−１〜４，１０Ａ〜Ｃの基本構造として、図２(a)に示したように、螺旋軸Ｌの方向が層内でばらついた（すなわち、プラーナー配向状態ではない）コレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層１１を、一例として詳述してきたが、これに限られず、特定の偏光成分の光を拡散反射する層であれば、適宜の構造を有するものを適用してもよい。以下に、具体例を挙げる。
（１）特定の偏光成分を反射するための偏光反射層（例えば、鏡面反射を行うもの、プラーナー配向状態のコレステリック液晶構造（図２(b)）を有するもの）と、この偏光反射層により反射された光を拡散する拡散要素とからなるものであってもよい。これにより、偏光分離特性と拡散特性とを独立させることができるので、例えば、それぞれの特性の制御を容易に行うことができる。
拡散要素は、例えば、バルク拡散材、表面拡散材、ホログラフ拡散材またはこれらの拡散材の任意の組み合わせであってよい。バルク拡散材は、例えば、透明媒体内に配置された粒子であってよい。表面拡散材は、例えば、構造面、微細構造面または粗化面等であってよい。拡散材により提供された拡散は、ランダムであるか、秩序立っているかまたは部分的に秩序立っているものであってよい。
As a basic structure of the projection screens 10-1 to 4, 10A to C, as shown in FIG. 2A, the direction of the helical axis L varies within the layer (that is, not in the planar orientation state). Although the polarization
(1) A polarized light reflecting layer for reflecting a specific polarized light component (for example, a mirror reflecting one or a cholesteric liquid crystal structure in a planar alignment state (FIG. 2 (b))) and reflected by this polarized light reflecting layer And a diffusion element that diffuses the emitted light. Thereby, since the polarization separation characteristic and the diffusion characteristic can be made independent, for example, each characteristic can be easily controlled.
The diffusing element may be, for example, a bulk diffusing material, a surface diffusing material, a holographic diffusing material, or any combination of these diffusing materials. The bulk diffusing material may be, for example, particles disposed in a transparent medium. The surface diffusing material may be, for example, a structural surface, a fine structure surface, a roughened surface, or the like. The diffusion provided by the diffusing material may be random, ordered, or partially ordered.
（２）特定の偏光成分の光として、直線偏光を拡散反射する層であってもよい。ここで、直線偏光は、２つの偏光状態に区分でき、互いに直交する２方向を有しているので、直線偏光を出射する投影機の直線偏光の方向と、この層が拡散反射する直線偏光の方向とを合わせることにより、映像を明るく表示することができる。
また、特定の偏光成分の光として、直線偏光を拡散反射する層としては、例えば、屈折率の異なる材料により形成された拡散性を有する多層反射性偏光材（スリーエム社製のＤＢＥＦなど）がある。
(2) It may be a layer that diffusely reflects linearly polarized light as light of a specific polarization component. Here, the linearly polarized light can be classified into two polarization states and has two directions orthogonal to each other. Therefore, the direction of the linearly polarized light of the projector that emits the linearly polarized light and the linearly polarized light that is diffusely reflected by this layer. By matching the direction, the image can be displayed brightly.
In addition, as a layer that diffusely reflects linearly polarized light as light of a specific polarization component, for example, there is a diffusive multilayer reflective polarizing material (such as DBEF manufactured by 3M) formed of materials having different refractive indexes. .
なお、直線偏光は、いわゆるＰ偏光（入射面に平行な成分）と、Ｓ偏光（入射面に垂直な成分）とを合成することにより表すことができるので、この直線偏光を拡散反射する層が特定の偏光成分の光（例えば、Ｐ偏光又はＳ偏光）のみを拡散反射するのであれば、上述した偏光選択反射層１１と同様に、映像のコントラストを高めることができ、さらに、投影された映像光がＰ偏光又はＳ偏光を主として含むようにすれば、映像光を効率的に反射することができる。
Since linearly polarized light can be expressed by combining so-called P-polarized light (component parallel to the incident surface) and S-polarized light (component perpendicular to the incident surface), a layer that diffusely reflects this linearly polarized light If only the light of a specific polarization component (for example, P-polarized light or S-polarized light) is diffusely reflected, the contrast of the image can be increased as in the polarization
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。
Next, a method for manufacturing the
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。また、必要に応じて、支持基材１２のうち偏光選択反射層１１が設けられる側の表面上に易接着層などの中間層１３を積層する。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（又は中間層１３がある場合にはその表面）は配向能を有していないようにする。
First, the
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。
Next, after applying a liquid crystalline composition exhibiting cholesteric regularity on the
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。
Hereinafter, details of each process (application process, alignment process process, and curing process process) for laminating (adhering) the polarization
（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。
(Coating process)
In the coating step, a cholesteric liquid crystal layer is formed by coating a liquid crystalline composition exhibiting cholesteric regularity on the
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。
In addition, as a liquid crystalline composition apply | coated on the
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。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。 Hereinafter, the case where a chiral nematic liquid crystal is used as the liquid crystalline composition will be described as an example. The chiral nematic liquid crystal is a mixture of a polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity and a chiral agent. Here, the chiral agent is for controlling the helical pitch length of the polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity so that the liquid crystalline composition exhibits cholesteric regularity as a whole. Moreover, a polymerization initiator and a suitable additive are added to such a liquid crystalline composition.
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。 Examples of polymerizable liquid crystal materials exhibiting nematic regularity include, for example, compounds represented by the following general formula (1) and compounds represented by the following formulas (2-i) to (2-xi). Can be mentioned. These compounds can be used alone or in combination.
上記一般式（１）において、Ｒ１及びＲ２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Ｒ１及びＲ２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。 In the general formula (1), R1 and R2 each represent hydrogen or a methyl group, but it is preferable that both R1 and R2 are hydrogen because of the wide temperature range showing the liquid crystal phase. X may be hydrogen, chlorine, bromine, iodine, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a methoxy group, a cyano group, or a nitro group, but is preferably a chlorine or methyl group. Moreover, in the said General formula (1), a and b which show the chain length of the alkylene group which is a spacer of the (meth) acryloyloxy group and aromatic ring of both ends of a molecular chain are arbitrary in the range of 2-12, respectively. Although it can take an integer, it is preferably in the range of 4 to 10, and more preferably in the range of 6 to 9. The compound of the general formula (1) in which a = b = 0 is poor in stability, easily subjected to hydrolysis, and the compound itself has high crystallinity. In addition, the compound of the general formula (1) in which a and b are each 13 or more has a low isotropic transition temperature (TI). For this reason, both of these compounds are not preferable because the temperature range in which the liquid crystal phase is exhibited is narrow.
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。 In the above, examples of polymerizable liquid crystal monomers have been described as polymerizable liquid crystal materials exhibiting nematic regularity, but not limited thereto, polymerizable liquid crystal oligomers, polymerizable liquid crystal polymers, liquid crystal polymers, etc. It is also possible to use it. Such a polymerizable liquid crystal oligomer, polymerizable liquid crystal polymer and liquid crystal polymer can be appropriately selected from those conventionally proposed.
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。 On the other hand, a chiral agent is a low molecular compound having an optically active site, and is mainly a compound having a molecular weight of 1500 or less. The chiral agent is mainly used for the purpose of inducing a helical structure in the positive uniaxial nematic regularity expressed by the polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity. As long as this purpose is achieved, it is compatible with a polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity in a solution state or a molten state, without impairing the liquid crystal property of the polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity, The kind of the low molecular compound as the chiral agent is not particularly limited as long as it can induce a desired helical structure.
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。 In addition, the chiral agent used for inducing a helical structure in the liquid crystal in this way needs to have at least some chirality in the molecule. Accordingly, the chiral agent used here includes, for example, a compound having one or more asymmetric carbons, a compound having an asymmetric point on a heteroatom such as a chiral amine or chiral sulfoxide, or a cumulene. And compounds having an optically active moiety having axial asymmetry such as binaphthol. More specifically, a commercially available chiral nematic liquid crystal (for example, chiral dopant liquid crystal S-811 (manufactured by Merck)) can be mentioned.
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。 However, depending on the properties of the selected chiral agent, the nematic regularity formed by the polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity, the orientation deterioration, or the liquid crystallinity when the chiral agent is non-polymerizable. There exists a possibility of causing the fall of the sclerosis | hardenability of a composition, and the fall of the reliability of the film after hardening. Furthermore, the use of a large amount of a chiral agent having an optically active site leads to an increase in the cost of the liquid crystal composition. Therefore, when a polarization selective reflection layer having a cholesteric regularity with a short helical pitch length is formed, a chiral agent having an optically active site to be contained in the liquid crystalline composition has a large effect of inducing a helical structure. It is preferable to select an agent. Specifically, it is preferable to use a low molecular compound having axial asymmetry in the molecule as represented by the following general formula (3), (4) or (5). .
上記一般式（３）又は（４）において、Ｒ４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。 In the general formula (3) or (4), R4 represents hydrogen or a methyl group. Y is any one of formulas (i) to (xxiv) shown above, and among them, any one of formulas (i), (ii), (iii), (v), and (vii) Preferably there is. Moreover, although c and d which show the chain length of an alkylene group can each take arbitrary integers in the range of 2-12, it is preferable that it is the range of 4-10, and is the range of 6-9. Is more preferable. The compound of the above general formula (3) or (4) in which the value of c or d is 0 or 1 lacks stability, is susceptible to hydrolysis, and has high crystallinity. On the other hand, a compound having a value of c or d of 13 or more has a low melting point (Tm). In these compounds, compatibility with a polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity is lowered, and phase separation or the like may occur depending on the concentration.
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。
In addition, such a chiral agent does not need to have polymerizability in particular. However, when the chiral agent has polymerizability, it is polymerized with a polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity, and the cholesteric regularity is stably fixed, so in terms of thermal stability, etc. Highly preferred. In particular, it is preferable to have a polymerizable functional group at both ends of the molecule in order to obtain the polarization
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。
The amount of the chiral agent contained in the liquid crystal composition is determined in consideration of the ability to induce a helical structure, the cholesteric liquid crystal structure of the polarization
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。
The liquid crystalline composition can be applied as it is on the
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。
Such a solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the polymerizable liquid crystal material as described above, but is preferably one that does not erode the
（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。
(Orientation process)
In the coating step described above, after applying the liquid crystalline composition on the
なお、本実施例において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２(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。
In addition, the cholesteric liquid crystal structure of the polarization
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。
Here, when the cholesteric liquid crystal layer formed on the
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。
In addition, when the solvent is contained in the liquid crystalline composition apply | coated on the
（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。
(Curing process)
After aligning the liquid crystal molecules in the cholesteric liquid crystal layer in the alignment treatment step described above, in the curing treatment step, the cholesteric liquid crystal layer is cured to fix the cholesteric liquid crystal structure expressed in the liquid crystal phase.
ここで、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。 Here, as a method used in the curing treatment step, (1) a method of drying a solvent in the liquid crystalline composition, (2) a method of polymerizing liquid crystal molecules in the liquid crystalline composition by heating, (3) radiation A method of polymerizing liquid crystal molecules in the liquid crystalline composition by irradiation of (4) and (4) a method combining these methods can be used.
このうち、上記(1)の方法は、コレステリック液晶層の材料である液晶性組成物に含有されるネマチック規則性を示す重合性の液晶材料として液晶ポリマーを用いた場合に適した方法である。この方法では、液晶ポリマーを有機溶媒などの溶媒に溶解させた状態で支持基材１２に塗布することとなるが、この場合には、乾燥処理により溶媒を除去するだけで、コレステリック規則性を有する固体化したコレステリック液晶層が形成される。なお、溶媒の種類や乾燥条件などについては、上述した塗布工程及び配向処理工程で述べたものを用いることができる。
Among these, the method (1) is a method suitable when a liquid crystal polymer is used as a polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity contained in a liquid crystalline composition that is a material of a cholesteric liquid crystal layer. In this method, the liquid crystal polymer is applied to the
上記(2)の方法は、加熱により液晶性組成物中の液晶分子を熱重合させてコレステリック液晶層を硬化させる方法である。この方法では、加熱（焼成）温度によって液晶分子の結合状態が変化するので、加熱時にコレステリック液晶層の面内で温度ムラがあると、膜硬度などの物性や光学的な特性にムラが生じる。ここで、膜硬度の分布を±１０％以内にするためには、加熱温度の分布も±５％以内に抑えることが好ましく、より好ましくは±２％以内に抑えることが好ましい。 The method (2) is a method of curing the cholesteric liquid crystal layer by thermally polymerizing liquid crystal molecules in the liquid crystal composition by heating. In this method, the bonding state of the liquid crystal molecules changes depending on the heating (firing) temperature. Therefore, if there is temperature unevenness in the plane of the cholesteric liquid crystal layer during heating, physical properties such as film hardness and optical characteristics are uneven. Here, in order to keep the film hardness distribution within ± 10%, the heating temperature distribution is also preferably within ± 5%, and more preferably within ± 2%.
なお、支持基材１２上に形成されたコレステリック液晶層を加熱する方法としては、加熱温度の均一性が得られれば特に限定はなく、ホットプレート上に密着して保持したり、ホットプレートとの間にわずかな気層を設けてホットプレートと平行になるように保持する方法を用いることができる。また、オーブンのような特定の空間全体を加熱する装置内に静置したり当該装置内を通過させる方法でもよい。なお、フィルムコーターなどを用いる場合には、乾燥ゾーンを長くして加熱時間を十分にとることができるようにすることが好ましい。
The method for heating the cholesteric liquid crystal layer formed on the
加熱温度としては一般に、１００℃以上の高温が必要となるが、支持基材１２の耐熱性から１５０℃程度までとすることが好ましい。ただし、耐熱性に特化したフィルムなどを支持基材１２の材料として用いれば、１５０℃以上の高温での加熱も可能である。
In general, a heating temperature of 100 ° C. or higher is required as the heating temperature, but it is preferably about 150 ° C. due to the heat resistance of the
上記(3)の方法は、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である。この方法では、放射線として、電子線や紫外線などを条件に応じて適宜用いることができる。通常は、装置の容易性などの観点から紫外線が好ましく用いられ、その波長は２５０〜４００ｎｍである。ここで、紫外線を用いる場合には、液晶性組成物に光重合開始剤が添加されていることが好ましい。 The method (3) is a method of curing the cholesteric liquid crystal layer by photopolymerizing liquid crystal molecules in the liquid crystalline composition by irradiation with radiation. In this method, an electron beam, ultraviolet rays, or the like can be appropriately used as radiation according to conditions. Usually, ultraviolet rays are preferably used from the viewpoint of easiness of the apparatus, and the wavelength is 250 to 400 nm. Here, when ultraviolet rays are used, it is preferable that a photopolymerization initiator is added to the liquid crystalline composition.
液晶性組成物中に添加される光重合開始剤としては、ベンジル（ビベンゾイルともいう）や、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４′−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどを挙げることができる。なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。 Examples of the photopolymerization initiator added to the liquid crystal composition include benzyl (also referred to as bibenzoyl), benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoyl benzoic acid, methyl benzoyl benzoate, 4-benzoyl-4'- Methyldiphenyl sulfide, benzylmethyl ketal, dimethylaminomethylbenzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methylobenzoylpho Mate, 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane-1- ON, 1- ( -Dodecylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) 2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxy Examples include thioxanthone. In addition to the photopolymerization initiator, it is also possible to add a sensitizer as long as the object of the present invention is not impaired.
なお、液晶性組成物に添加される光重合開始剤の添加量は、０．０１〜２０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲であることが好ましい。 In addition, the addition amount of the photopolymerization initiator added to the liquid crystalline composition is 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight. Preferably there is.
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、単層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層１１を備えた投影スクリーン１０を製造することができるが、上述した一連の工程を繰り返すことにより、複数層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層１１を備えた投影スクリーン１０を製造することが可能である。
The
この場合、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。なお、２層目以降のコレステリック液晶層を形成するに際しての、塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程に関する条件や用いる材料などに関しては、上述した通りであるので、ここでの説明は省略する。 In this case, if the lower cholesteric liquid crystal layer is formed and fixed, the same method can be used when applying the liquid crystalline composition of the second and subsequent cholesteric liquid crystal layers. In this case, the cholesteric liquid crystal structure (alignment state) of the upper cholesteric liquid crystal layer is a continuation of the cholesteric liquid crystal structure (alignment state) of the lower cholesteric liquid crystal layer, for alignment control between stacked cholesteric liquid crystal layers. There is no need to provide a layer. However, if necessary, an intermediate layer such as an easy adhesion layer may be provided between the cholesteric liquid crystal layers to be laminated. Since the conditions and materials used for the coating process, the alignment process process, and the curing process process when forming the second and subsequent cholesteric liquid crystal layers are as described above, the description thereof is omitted here.
このように本実施例によれば、投影スクリーン１０−１において、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１１−１と、この偏光選択反射層１１−１の観察側に設けられ、映像光の界面反射方向を制御すると共に、投影スクリーン１０−１の観察側の表面を平面状にする平面層２０とを備え、この偏光選択反射層１１−１の観察側に、映像光の出射主方向を制御するための凹凸部４０を一体に形成し、さらに、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の方向を、凹凸部４０の法線４０Ａ，４０Ｂの方向と略同一にすることにより、この螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向のばらつきなどによるコレステリック液晶構造の構造的な不均一性によって拡散反射された拡散反射光３３−１，３３−２の出射主方向と、平面層２０で界面反射された界面反射光３１Ａ，３１Ｂの界面反射方向とを異なる方向とすることができ、その結果、拡散反射光３３−１，３３−２と界面反射光３１Ａ，Ｂとが同時に観察され（すなわち、投影機２１の光源光の映り込みが発生する）、映像の視認性が低下することを防止できる。
Thus, according to the present embodiment, in the projection screen 10-1, the polarization selective reflection layer 11-1 having a cholesteric liquid crystal structure that selectively reflects light of a specific polarization component, and the polarization selective reflection layer 11- And a
このとき、偏光選択反射層１１−１においては、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１１−１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１１−１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１１−１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。 At this time, the polarization selective reflection layer 11-1 selectively reflects only light of a specific polarization component (for example, right circularly polarized light) due to the polarization separation characteristic of the cholesteric liquid crystal structure. Only about 50% of ambient light such as illumination light can be reflected by the polarization selective reflection layer 11-1. For this reason, even when the brightness of the bright display portion such as white display is the same, the brightness of the dark display portion such as black display can be substantially halved and the contrast of the image can be approximately doubled. At this time, if the projected image light mainly includes light having the same polarization component as that of the light selectively reflected by the polarization selective reflection layer 11-1 (for example, right circularly polarized light), The projected image light can be reflected almost 100% by the polarization selective reflection layer 11-1, and the image light can be efficiently reflected.
また、偏光選択反射層１１−１においては、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１１−１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３１Ｒ）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３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）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１１−１を透過する環境光や映像光について、上述したような「消偏」の問題は起こらず、偏光選択反射層１１−１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。
Further, in the polarization selective reflection layer 11-1, the cholesteric liquid crystal structure has structural non-uniformity, and the direction of the helical axis L of the
以上のように、本実施例によれば、外光や照明光などの環境光の影響をコレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により抑えて映像のコントラストを高める一方で、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、明るい環境光の下でも映像を鮮明に表示すると共に、偏光選択反射層１１−１の観察側に一体に形成された凹凸部４０により、拡散反射光の出射主方向を制御し、さらに、偏光選択反射層１１−１の観察側に設けられた平面層２０により、界面反射光の界面反射方向を制御して、拡散反射光の出射主方向と界面反射光の界面反射方向とを異なる方向にすることができるので、投影機の光源光の映り込みを防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, the influence of ambient light such as external light and illumination light is suppressed by the polarization separation characteristic of the cholesteric liquid crystal structure, and the contrast of the image is increased, while the structural characteristics of the cholesteric liquid crystal structure are increased. The scattering effect can be given to the reflected light of the image light without reducing the visibility of the image due to the non-uniformity, and the image is clearly displayed even under bright ambient light, and the polarization selective reflection layer 11-1 is observed. The uneven
また、本実施例によれば、偏光選択反射層１１−１において、可視光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しているので、外光や照明光などの環境光の影響をさらに抑えて映像のコントラストを高めることができ、映像の視認性をより向上させることができる。 In addition, according to the present embodiment, the polarization selective reflection layer 11-1 selectively reflects light in a specific wavelength region that covers only a part of the visible light region. The contrast of the image can be increased by further suppressing the influence of ambient light such as light, and the visibility of the image can be further improved.
投影システムProjection system
次に、上述した本実施例に係る投影スクリーン１０−１を用いた投影システムについて説明する。なお、他の投影スクリーン１０−２〜４を組み込んだ投影システムに関しても同様の機能等を有するので、説明を省略する。
図１５は、投影スクリーン１０−１を備えた投影システムの一例を示す概略図である。
図１６は、投影スクリーン１０−１を備えた投影システムの他の例を示す概略図である。
Next, a projection system using the projection screen 10-1 according to the above-described embodiment will be described. Note that the projection system incorporating the other projection screens 10-2 to 4-4 has the same function and the like, and thus the description thereof is omitted.
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an example of a projection system including the projection screen 10-1.
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating another example of the projection system including the projection screen 10-1.
投影システム６０は、図１５に示すように、投影スクリーン１０−１と、投影スクリーン１０−１上に映像光を投射する投影機２１と、偏光変換素子２２と、照明光源２３と、偏光フィルム２４と、照明光源設置部２５等とを備えている。
このうち、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１０−１上に投射される映像光は、投影スクリーン１０−１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）を主として含むことが好ましい。このとき、映像光の偏光変換は、偏光変換素子２２で行われており、例えば、映像光を円偏光に偏光変換する場合には、円偏光板が使用される。
As shown in FIG. 15, the
Among these, as the
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、偏光変換素子２２として位相差板を用いることができる。投影機２１から出射された映像光を位相差板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。
Here, when a liquid crystal projector is used as the
なお、偏光変換素子（ここでは、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。 In addition, as the polarization conversion element (here, the phase difference plate) 22, one having a quarter wavelength phase difference is preferably used. Specifically, the phase difference of 137.5 nm is matched to 550 nm, which has the highest visibility. The one with is ideal. In addition, a broadband quarter-wave retardation plate is more preferable in the sense that it can be applied to light emitted in all the wavelength regions of red (R), green (G), and blue (B). Furthermore, a single retardation plate obtained by controlling the birefringence of the material, or a combination of a quarter wavelength retardation plate and a half wavelength retardation plate can be used.
このような位相差板２２は、図１５，１６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。
As shown in FIGS. 15 and 16, such a
また、一方で、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から出射される光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１０−１の偏光選択反射層１１−１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。なお、プロジェクター内部の光学系により直線偏光とする場合には、直線偏光板を用いずに位相差板のみを用いるようにしてもよい。
On the other hand, when a CRT or DLP projector is used as the
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１０−１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。このため、投影スクリーン１０−１においては、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することが好ましい。これにより、外光や照明光などの環境光のうち上述した波長域から外れた範囲にある可視光域の光の反射を防止して映像のコントラストを高めることができる。
Here, the
なお、投影システム６０は通常、室内の天井などの照明光源設置部２５に設置された照明光源２３を備えており、投影スクリーン１０−１が設置される観察空間を照明するようになっている。
The
ここで、図１５に示すように、照明光源２３から出射された照明光が投影スクリーン１０−１上に直接的に照射されるように照明光源２３が配置されている場合には、照明光源２３から投影スクリーン１０−１へ向けて出射される照明光３４が、投影スクリーン１０−１により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）を主として含むようにすることが好ましい。これにより、照明光が投影スクリーン１０−１の偏光選択反射層１１−１で反射されてしまうこと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。
Here, as shown in FIG. 15, when the
なお、照明光源２３から出射された照明光３４の偏光状態は、照明光源２３の近傍に、左円偏光を透過する偏光フィルム２４を設けることにより制御することができる。ここで、偏光フィルム２４としては、吸収型の円偏光板や偏光分離板（反射型の円偏光板）を用いることができる。なお、偏光分離板としては、コレステリック液晶層を利用した円偏光分離板や、直線偏光分離板の出射側に、直線偏光を円偏光へ変換するための位相差板を設けたものを用いることができる。なお、このような偏光分離板は、吸収型の円偏光板に比べて光量の損失が少ないという意味で好ましいものである。
The polarization state of the
なお、図１５に示す投影システム６０においては、照明光源２３から出射された照明光が投影スクリーン１０−１上に直接的に照射されているが、これに限らず、図１６に示すように、天井以外の照明光源設置部２６に照明光源２３を設置し、照明光源２３から出射された照明光３５が天井などの照明光反射体２７を介して照明光３５′として投影スクリーン１０−１上に間接的に照射される場合にも同様にして適用することができる。ただし、この場合には、照明光反射体２７により光が反射したときに円偏光の偏光状態が逆転するので、照明光源２３から照明光反射体へ向けて出射される照明光３５は、図１５に示す場合と同様に、右円偏光を透過する偏光フィルム２４′などを配置することにより、投影スクリーン１０−１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）を主として含むようにすることが好ましい。なお、偏光フィルム２４′としては、上述した偏光フィルム２４と同様のものを用いることができる。これにより、照明光反射体２７でその偏光状態が逆転された照明光３５′は、投影スクリーン１０−１により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）を主として含むこととなり、投影スクリーン１０−１の偏光選択反射層１１−１で照明光３５′が反射されてしまうこと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。
In the
また、本実施例による投影スクリーン１０−１を用いた投影システム６０では、上述したように、偏光選択反射層１１−１の観察側に一体に形成された凹凸部４０によって、拡散反射光３３の出射主方向が制御され、さらに、この凹凸部４０を覆うと共に、投影スクリーン１０−１の観察側の表面を平面状にする平面層２０によって、界面反射光３１Ａ，Ｂ，Ｃの界面反射方向が制御されるので、投影機２１の光源光の映り込みを防止することができる。
Further, in the
なお、投影システム６０において、投影機２１は、通常、投影スクリーン１０−１の略中心部の法線上付近に配置されるが（図１５，１６参照）、これに限られず、例えば、室内の天井、床等に配置される場合（いわゆるオフセット状態）も想定される。このような投影機２１と投影スクリーン１０−１との配置関係においては、例えば、凹凸部４０の機能等を、凹凸部４０の全領域又は限定された領域（例えば、上側半分、下側半分など）に有するようにしてもよく、さらに、平面層２０についても凹凸部４０を覆い、投影スクリーン１０−１の観察側を平面状にすることができれば、平面層２０の機能等を、投影スクリーン１０−１の全領域又は限定された領域に有するようにしてもよい。
In the
次に、上述した実施例を具体的に説明する。 Next, the embodiment described above will be specifically described.
（具体例）
紫外線硬化型のネマチック液晶からなる主剤（９４．７重量％）にカイラル剤（５．３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、４４０ｎｍ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。
(Concrete example)
A first cholesteric compound having a selective reflection center wavelength at 440 nm is prepared by dissolving a monomer mixed liquid crystal in which a chiral agent (5.3 wt%) is added to a main agent (94.7 wt%) composed of an ultraviolet curable nematic liquid crystal and dissolved in cyclohexanone. A liquid crystal solution was prepared.
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。 Note that a liquid crystal containing a compound represented by the above chemical formula (2-xi) was used as the nematic liquid crystal.
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。 As the polymerizable chiral agent, the compound represented by the above chemical formula (5) was used.
さらに、第１のコレステリック液晶溶液には、光重合開始剤（Ciba Speciality Chemicals社製）を５重量％添加した。 Further, 5% by weight of a photopolymerization initiator (Ciba Specialty Chemicals) was added to the first cholesteric liquid crystal solution.
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、２００×２００ｍｍの黒色ＰＥＴフィルム上に易接着層を成膜した支持基材（ルミラー／ＡＣ−Ｘ、パナック社製）上にバーコート法により塗布した。 Then, the first cholesteric liquid crystal solution prepared as described above is placed on a support substrate (Lumirror / AC-X, manufactured by Panac Corporation) having an easy-adhesion layer formed on a 200 × 200 mm black PET film. The coating method was applied.
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。 Next, the film was heated in an oven at 80 ° C. for 90 seconds to perform alignment treatment (drying treatment) to obtain a cholesteric liquid crystal layer from which the solvent was removed.
その後、コレステリック液晶層に対して３６５ｎｍの紫外線を５０ｍＷ／ｃｍ2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、４４０ｎｍ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。 Thereafter, the cholesteric liquid crystal layer was irradiated with ultraviolet light of 365 nm at 50 mW / cm 2 for 1 minute to cure the cholesteric liquid crystal layer, thereby obtaining a first partial selective reflection layer having a selective reflection center wavelength at 440 nm. .
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。 Similarly, the second cholesteric liquid crystal solution was directly applied on the first partially selective reflection layer, and an alignment treatment (drying treatment) and a curing treatment were performed. As a result, a second partial selective reflection layer having a selective reflection center wavelength at 550 nm was obtained. The second cholesteric liquid crystal solution is prepared by the same method as the first cholesteric liquid crystal solution, and the selective reflection center wavelength is set to 550 nm by controlling the mixing ratio of the nematic liquid crystal and the chiral agent. To have.
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、６００ｎｍ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、６００ｎｍに選択反射中心波長を有するようにした。 Similarly, the third cholesteric liquid crystal solution was directly applied onto the second partially selective reflection layer, and subjected to alignment treatment (drying treatment) and curing treatment. As a result, a third partial selective reflection layer having a selective reflection center wavelength at 600 nm was obtained. The third cholesteric liquid crystal solution is prepared by the same method as the first cholesteric liquid crystal solution, and the selective reflection center wavelength is set to 600 nm by controlling the mixing ratio of the nematic liquid crystal and the chiral agent. To have.
以上により、偏光選択反射層として、青色（Ｂ）の波長域の光（４４０ｎｍ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、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３層目の部分選択反射層とが、支持基材側から順に積層された投影スクリーン（比較例である投影スクリーン２とする：後述）を得た。なお、１層目の部分選択反射層の厚さは３μｍ、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５μｍ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。
As described above, as the polarization selective reflection layer, the first partial selective reflection layer that selectively reflects light in the blue (B) wavelength region (light having a selective reflection center wavelength at 440 nm), and green (G) A second partial selective reflection layer that selectively reflects light in the wavelength range (light having a selective reflection center wavelength at 550 nm) and light in the red (R) wavelength range (light having a selective reflection center wavelength at 600 nm). ) Was selectively laminated with the third partial selective reflection layer in order from the support base material side to obtain a
次に、投影スクリーン１を準備した。投影スクリーン１は、投影スクリーン２でのコレステリック膜の製造方法と比べると、平滑なコレステリック膜を成膜した後に、このコレステリック膜を、凹凸形状を有する支持基材（塩化ビニル板である黒プラスチック板：厚さ３ｍｍ）に転写可能とするために、易接着層を用いないＰＥＴフィルム（東洋紡製）上にコレステリック液晶溶液を塗布する点と、易接着層を用いないために、プラーナー配向状態が十分に崩れないことを考慮して、拡散性を得るためにレベリング剤を添加した塗工液（液晶重量部１に対して、アクリル共重合系レベリング剤を６重量部添加した）を用いる点とが異なる。
この凹凸形状を有する黒プラスチック板は、凹凸形状を有する金型をプレスすることにより成型した。なお、金型の凹凸形状は、コレステリック膜に一体に形成された凹凸部の長手方向が投影スクリーン１の水平方向に沿うように形成されており（図１２、１３参照）、ピッチを０．１ｍｍ、高さを０．０２ｍｍとした。
次に、上述した製造方法により成膜された平滑なコレステリック膜を、凹凸形状を有する黒プラスチック板に押し付けて熱プレス（１５０℃で１分間）を行い、コレステリック膜の黒プラスチック板側及び観察側に凹凸部を成型（転写）した後（図１２参照）、ＰＥＴフィルムを剥がした。
さらに、コレステリック膜に一体に形成された凹凸部を覆うように、このコレステリック膜に紫外線硬化樹脂を含む樹脂液を塗布した後、紫外線照射により硬化（光重合）させ、投影スクリーン１の観察側の表面を平面状にした（図１２参照）。
Next, the
The black plastic plate having the uneven shape was molded by pressing a mold having the uneven shape. The uneven shape of the mold is formed so that the longitudinal direction of the uneven portion formed integrally with the cholesteric film is along the horizontal direction of the projection screen 1 (see FIGS. 12 and 13), and the pitch is 0.1 mm. The height was 0.02 mm.
Next, the smooth cholesteric film formed by the above-described manufacturing method is pressed against a black plastic plate having a concavo-convex shape and subjected to hot pressing (150 ° C. for 1 minute), and the black plastic plate side and the observation side of the cholesteric film After forming (transferring) the concavo-convex part (see FIG. 12), the PET film was peeled off.
Further, a resin liquid containing an ultraviolet curable resin is applied to the cholesteric film so as to cover the concavo-convex portion formed integrally with the cholesteric film, and then cured (photopolymerization) by irradiation with ultraviolet rays, so that the observation side of the
（比較例）
投影スクリーン２を準備した。なお、投影スクリーン２は、上述したように、観察側が平滑であり、プラーナー配向状態ではないコレステリック液晶構造を有する部分選択反射層が互いに積層されたスクリーンである。
投影スクリーン３を準備した。投影スクリーン３は、市販のマットスクリーンを用いた。
(Comparative example)
A
A
（評価結果）
投影スクリーン１，２，３上に、スクリーンの上方付近に配置されたプロジェクターより上方から映像光を投射して、各投影スクリーン１，２，３を正面から観察した。なお、室内光は左円偏光とした。
その結果、投影スクリーン２では、光源の映り込み（界面反射）は床側に反射し、観察されなかったが、同様に映像光も床側に反射し、映像が暗くなり、十分に視認できなかった。また、投影スクリーン３では、プロジェクター光源の映り込みは観察されなかったが、明るい部屋では、コントラストが低下して、映像の視認性が低下した。
一方、投影スクリーン１では、プロジェクター光源の映り込みが床側に反射し、スクリーン全体の映像を視認性よく観察することができた。
(Evaluation results)
On the projection screens 1, 2, 3, image light was projected from above from a projector disposed near the upper part of the screen, and each of the projection screens 1, 2, 3 was observed from the front. The room light was left circularly polarized light.
As a result, in the
On the other hand, in the
１０，１０−１，１０−２，１０−３，１０−４，１０Ａ〜Ｃ 投影スクリーン
１１，１１−１ 偏光選択反射層
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 部分選択反射層
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 支持基材
１３，１３Ａ，１３Ｂ 中間層
１４ 支持フィルム
１５ 光吸収層
１６ 光反射層
１７ 粘着層
１８ 剥離フィルム
１９ 機能性保持層
２１ 投影機
２２ 位相差板
２３ 照明光源
２４，２４′ 偏光フィルム
２５，２６ 照明光源設置部
２７ 照明光反射体
３０ 螺旋構造領域
３１Ｒ 選択反射波長域内の右円偏光
３１Ｌ 選択反射波長域内の左円偏光
３２Ｒ 選択反射波長域外の右円偏光
３２Ｌ 選択反射波長域外の左円偏光
３３ 反射光
３４，３５，３５′ 照明光
４０〜４４，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４１ａ〜４４ａ 凹凸部
４０ａ，４０ｂ 傾斜面
６０ 投影システム
10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10A to
Claims (20)
特定の偏光成分の光を拡散反射する偏光選択反射層と、
前記偏光選択反射層の観察側に設けられ、前記映像光の界面反射方向を制御する表面層と、
を備え、
前記偏光選択反射層の少なくとも一部には、前記映像光の反射光が投影スクリーンから出射するときの出射主方向を制御するための凹凸部が形成され、
この投影スクリーンの観察側において、前記凹凸部による前記映像光の出射主方向が、前記表面層による前記映像光の界面反射方向と異なること、
を特徴とする投影スクリーン。 In the projection screen that reflects the image light projected from the observation side and displays the image,
A polarization selective reflection layer that diffusely reflects light of a specific polarization component;
A surface layer that is provided on the observation side of the polarization selective reflection layer and controls an interface reflection direction of the image light;
With
At least a part of the polarization selective reflection layer is formed with a concavo-convex portion for controlling the main emission direction when the reflected light of the image light is emitted from the projection screen,
On the observation side of the projection screen, the main emission direction of the image light by the uneven portion is different from the interface reflection direction of the image light by the surface layer,
Projection screen featuring.
前記表面層は、この投影スクリーンの観察側を平面状にする平面層であること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to claim 1,
The surface layer is a planar layer that planarizes the observation side of the projection screen;
Projection screen featuring.
前記凹凸部の平面は、その法線方向が、前記表面層の法線方向と異なる平面を有すること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to claim 1 or 2,
The plane of the uneven portion has a plane whose normal direction is different from the normal direction of the surface layer,
Projection screen featuring.
前記偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造を有し、前記コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、前記特定の偏光成分の光を拡散させること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1 to 3,
The polarization selective reflection layer has a cholesteric liquid crystal structure, and diffuses light of the specific polarization component due to structural nonuniformity of the cholesteric liquid crystal structure.
Projection screen featuring.
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み、
前記螺旋軸の方向が、前記凹凸部の前記平面の法線方向と略同一である螺旋軸構造領域を有すること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to claim 4.
The cholesteric liquid crystal structure includes a plurality of spiral structure regions having different spiral axis directions,
A spiral axis structure region in which the direction of the spiral axis is substantially the same as the normal direction of the flat surface of the uneven portion;
Projection screen featuring.
前記凹凸部の断面は、のこぎり歯形状であって、
少なくとも２辺の長さが異なること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1 to 5,
The cross section of the concavo-convex portion has a sawtooth shape,
At least two sides have different lengths,
Projection screen featuring.
前記表面層は、紫外線硬化樹脂を用いて成型されること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1 to 6, wherein
The surface layer is molded using an ultraviolet curable resin;
Projection screen featuring.
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、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1 to 7,
The light of the specific polarization component is right circularly polarized light or left circularly polarized light,
Projection screen featuring.
前記特定の偏光成分の光は、片方の直線偏光であること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1, 2, 3, 6 or 7.
The light of the specific polarization component is one linearly polarized light;
Projection screen featuring.
前記偏光選択反射層は、前記特定の偏光成分の光を反射する偏光反射層と、前記偏光反射層により反射された光を拡散する拡散要素とからなること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1 to 9,
The polarization selective reflection layer includes a polarization reflection layer that reflects light of the specific polarization component, and a diffusing element that diffuses light reflected by the polarization reflection layer,
Projection screen featuring.
前記偏光選択反射層は、それ自体で拡散性を有すること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1 to 9,
The polarization selective reflection layer itself has diffusibility,
Projection screen featuring.
前記偏光選択反射層を支持し、少なくとも一部の可視光域の光を透過する透明基材である支持基材をさらに備えたこと、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1 to 11,
Further comprising a support base material that is a transparent base material that supports the polarization selective reflection layer and transmits at least part of light in the visible light range;
Projection screen featuring.
前記各部分選択反射層の片面又は両面に、物質移動のバリア性を有する中間層をさらに備えたこと、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1 to 12,
An intermediate layer having a mass transfer barrier property is further provided on one or both surfaces of each of the partial selective reflection layers;
Projection screen featuring.
前記偏光選択反射層の観察側に、反射防止層、紫外線吸収層及び帯電防止層からなる群から選択された少なくとも一つの層を含む機能性保持層をさらに備えたこと、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1 to 13,
The observation side of the polarization selective reflection layer further comprises a functional holding layer including at least one layer selected from the group consisting of an antireflection layer, an ultraviolet absorption layer and an antistatic layer;
Projection screen featuring.
前記凹凸部は、その主法線方向が、前記投影スクリーンの法線方向と異なる第１面と、前記第１面の法線方向と異なる法線方向を有する第２面とからなり、
前記第１面は、前記第２面から入射又は反射した前記映像光の一部が、前記凹凸部の内部で反射を繰り返し、前記第１面の表面から出射するときに、前記映像光の一部の出射方向を分散させる分散部を有すること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1 to 14,
The concavo-convex portion comprises a first surface having a main normal direction different from the normal direction of the projection screen and a second surface having a normal direction different from the normal direction of the first surface,
The first surface is a part of the image light when a part of the image light incident or reflected from the second surface repeatedly reflects inside the uneven portion and exits from the surface of the first surface. Having a dispersion part for dispersing the emission direction of the part,
Projection screen featuring.
前記第１面は、それぞれ傾斜角の異なる複数の傾斜面を有すること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to claim 15,
The first surface has a plurality of inclined surfaces each having a different inclination angle;
Projection screen featuring.
前記第１面は、それぞれ長さの異なる複数の傾斜面を有すること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to claim 15,
The first surface has a plurality of inclined surfaces each having a different length;
Projection screen featuring.
前記第２面は、その表面に散乱性を有する散乱部を有すること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 15 to 17,
The second surface has a scattering portion having scattering properties on the surface,
Projection screen featuring.
前記凹凸部は、その主法線方向が、前記投影スクリーンの法線方向と異なる第１面と、前記第１面の法線方向と異なる法線方向を有する第２面とからなり、
前記第２面は、その表面に散乱性を有する散乱部を有すること、
を特徴とする投影スクリーン。 The projection screen according to any one of claims 1 to 14,
The concavo-convex portion comprises a first surface having a main normal direction different from the normal direction of the projection screen and a second surface having a normal direction different from the normal direction of the first surface,
The second surface has a scattering portion having scattering properties on the surface,
Projection screen featuring.
前記投影スクリーン上に映像光を投射する投影機と、
を備えた投影システム。
A projection screen according to any one of claims 1 to 19,
A projector for projecting image light onto the projection screen;
Projection system equipped with.
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