JP2006350185A - 反射型スクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】反射光の色度バランスを調整し、ホワイトバランスのとれたハイコントラストの映像を表示できる反射型スクリーンを提供する。
【解決手段】少なくとも可視波長領域における反射率が略均一の光反射層１１と、透過する光の一部を吸収する色素層１２と、屈折率がそれぞれ異なる数種の光学膜１４Ｈ（１），１４Ｌ（１），１４Ｈ（２）が積層された複数層からなる光学多層膜１４とが順次積層されてなり、投射光により画像を表示する反射型スクリーン１０において、光学多層膜１４は、少なくとも緑色成分の波長領域を含む特定波長領域に反射率ピークを有するとともに、前記特定波長領域以外の波長領域に対して高透過特性を有し、前記色素層１２は、赤色成分及び青色成分の波長領域における透過率よりも、前記緑色成分の波長領域における透過率が小さいことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、反射型スクリーンに関し、より詳細には、投射型プロジェクタ、例えば、ビデオプロジェクタ、フィルムプロジェクタ、オーバーヘッドプロジェクタ等の投射画像を写すスクリーンに適用されるものであり、特に、明光下でもプロジェクタ光による投影画像が高コントラストであり、且つ色再現性の優れた選択波長反射型スクリーンに関する。

近年、会議等において発言者が資料を提示する方法としてオーバーヘッドプロジェクタやスライドプロジェクタが広く用いられている。また、一般家庭においても液晶を用いたビデオプロジェクタや動画フィルムプロジェクタが普及しつつある。これらプロジェクタの映写方法は光源から出力された光を、例えば透過形の液晶パネル等によって光変調して画像光を形成し、この画像光をレンズ等の光学系を通して出射してスクリーン上に映写するものである。

例えばスクリーン上にカラー画像を形成することができるフロント・プロジェクタは、光源から出射された光線を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の光線に分離して所定の光路に収束させる照明光学系と、この照明光学系によって分離されたＲＧＢ各色の光束をそれぞれ光変調する液晶パネル（ライトバルブ）と、液晶パネルにより光変調されたＲＧＢ各色の光束を合成する光合成部とを備え、光合成部により合成したカラー画像を投射レンズによりスクリーンに拡大投影するようにしている。

また、最近では光源として狭帯域三原色光源を使用し、液晶パネルの代わりにグレーティング・ライト・バルブ（ＧＬＶ：Grating Light Valve）を用いてＲＧＢ各色の光束を空間変調するタイプのプロジェクタ装置も開発されている。

また、上述したようなプロジェクタにおいては、投影像を得るために投影用スクリーンが用いられるが、この投影用スクリーンには大別して、スクリーンの裏面から投影光を照射してスクリーンの表面から見る透過型のものと、スクリーンの表側から投影光を照射して当該投影光のスクリーンでの反射光を見る反射型のものとがある。
いずれの方式にしても、視認性の良好なスクリーンを実現するためには、明るい画像、コントラストの高い画像が得られることが必要である。

しかしながら、フロント・プロジェクタは、自発光型ディスプレイやリアプロジェクタとは異なり、例えばＮＤフィルターを用いて外光の映り込みを低減することができず、反射型スクリーン上の明所コントラストを高くすることが困難であるという問題があった。

この問題に対して、マトリクス法に基づいたシミュレーションにより誘電体多層膜の各光学膜の膜厚が設計され、特定波長領域の光に対して高反射特性を有し、少なくとも該波長域光以外の可視波長域光に対しては高透過特性を有する誘電体多層膜からなる光学薄膜（光学多層膜）を備えた反射型スクリーンが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

上記スクリーンにおいて、光学多層膜はいわゆる波長帯域フィルターとしての役割を果たし、この光学多層膜の作用により特定波長領域の光はその大部分が反射される。また、例えば外光が入射した場合には、特定波長領域以外の大部分が光学薄膜を透過し、ほとんど反射することがない。

このように、上記反射型スクリーンでは、特定波長の光のみを選択的に反射することができ、通常のスクリーンに比べて相対的に外光の反射を抑えることができるため、スクリーン上に形成される画像のコントラストの低下が抑制されるとともに外光の映り込みが効果的に低減され、明るい画像を得ることができる。また、この反射型スクリーンでは、映写環境が明るい場合においても明瞭な画像が得られ、映写環境の明るさに影響されずに明瞭な画像を得ることができる。とくに、ＧＬＶなど光源のスペクトルが急峻で、スクリーンの特定波長反射率の半値幅に対して光源スペクトルの半値幅が狭い場合に、きわめて高いコントラストが得られ、光源側の持つ能力を十分発揮させることが出来る。

特開２００３−２７０７２５号公報

しかしながら、上記のような反射型スクリーンを使用しても高圧水銀ランプ（ＵＨＰランプ）を用いたＬＣＤプロジェクタの場合には、映像光のホワイトバランスが大きく崩れる問題が生じていた。

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、反射光の色度バランスを調整し、ホワイトバランスのとれたハイコントラストの映像を表示できる反射型スクリーンを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、投射光により画像を表示する反射型スクリーンにおいて、少なくとも可視波長領域における反射率が略均一である光反射層と、顔料及び／又は染料の色素を含有し、透過する光の一部を吸収する色素層と、屈折率がそれぞれ異なる数種の光学膜が積層された複数層からなり、特定波長領域に反射率ピークを有するとともに、前記特定波長領域以外の波長領域に対して高透過特性を有する光学多層膜とが順次積層されてなることを特徴とする反射型スクリーンである。

ここで、前記光学多層膜は、前記特定波長領域として少なくとも緑色成分の波長領域に反射率ピークを有し、前記色素層は、赤色成分及び青色成分の波長領域における透過率よりも、前記緑色成分の波長領域における透過率が小さいことが好ましい。
また、前記光学多層膜の緑色成分の波長領域における反射率ピークの反射率が７５％以下であることが好適である。

また、前記特定波長領域は、前記投射光の赤色成分、緑色成分及び青色成分の各波長領域であって、該各波長領域の光の強度に応じて、前記光学多層膜は前記各波長領域それぞれの反射率が調整された反射特性を有するとともに、前記色素層は前記各波長領域それぞれの透過率が調整された透過・吸収特性を有することが好ましい。

また、前記色素層は、前記投射光の赤色成分の輝線ピークの波長と緑色成分の輝線ピークの波長との間、及び緑色成分の輝線ピークの波長と青色成分の輝線ピークの波長との間に吸収特性を有することが好ましい。

また、前記光学多層膜上に反射光を散乱させる光拡散層を備えるとよい。

本発明によれば、プロジェクタの光源スペクトルに対応して反射光の色度が調整されるため、画面全体で均一な色表現が可能となる。同時にプロジェクタからの特定波長の光を反射し、外光などのそれ以外の波長領域の入射光を透過・吸収する選択反射が可能となり、スクリーン上の映像の黒レベルを下げた高コントラスト化を達成するものであり、部屋が明るい状態でもコントラストの高い映像を表示することが可能となる。

以下に、本発明に係る反射型スクリーンの実施の形態について説明する。なお、本発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

まず、本発明の前提となる反射型スクリーンの構成について説明する。
図１に本発明の前提となる反射型スクリーンの構成を示す断面図を示す。
図１に示すように、反射型スクリーン９０は、基板１３上に、反射層である光学多層膜９４と、光拡散層１６とが順番に設けられた構成であり、さらに基板１３の裏面上に光吸収層９１が設けられている。

光学多層膜９４は、高屈折率膜９４Ｈとこれより低い屈折率をもつ低屈折率膜９４Ｌとが交互に積層された複数層からなり、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の波長領域（ＲＧＢ三原色波長領域）の光に対してそれぞれ反射率ピークをもつ高反射特性を有し、前記波長領域以外の少なくとも可視波長領域に対して高透過特性を有するものである。

ここで、光学多層膜９４の各膜厚は、マトリクス法に基づいたシミュレーションにより光学薄膜が特定波長帯の光に対して高反射特性を有し、少なくとも該波長域光以外の可視波長域光に対しては高透過特性を有するように膜厚設計されている。ここでいうマトリクス法に基づいたシミュレーションとは、特開２００３−２７０７２５号公報に示されている手法であり、複数の異なる材料で構成され各層の境界で多重反射が生じる多層光学薄膜系に角度θ_０で光が入射した場合、用いる光源の種類及び波長と、各層の光学膜厚（屈折率と幾何学的膜厚との積）に依存して位相が揃い、反射光速は可干渉性を示す場合が生じ、互いに干渉しあうようになる原理に基づいた方程式を利用してシミュレーションを行い、所望の特性を有する光学膜の膜厚設計を行うものである。

また、特定の波長領域として、プロジェクタ光源で画像光として使用されるＲＧＢ三原色の各色の光の波長領域を選択して、マトリクス法に基づいたシミュレーションによりこれらの波長領域の光のみを反射させるとともにこれらの波長領域以外の波長領域の光を透過させるように膜厚設計されている。このような厚みの高屈折率膜９４Ｈ及び低屈折率膜９４Ｌを重ね合わせることにより、光学多層膜９４は三原色波長帯域フィルターとして機能する。

具体的には、高屈折率膜９４Ｈと低屈折率膜９４Ｌそれぞれの膜厚はつぎのように設定される。一般に、ある基板上にその基板物質よりも屈折率が高い物質を積層した場合、波長λ_cに反射率ピークをださせるためには、その目標膜厚ｄが次式（１）の条件を満たす必要がある。

ｄ＝ｍ・（λ_c／４）／ｎ ・・・（１）
（ｄ：目標膜厚、ｍ：奇数、λ_c：波長、ｎ：光学膜の屈折率）

ここで、ｍはλ_c／４を単位とする光学的距離（ｑｗｏｔ）のことであり、奇数とすることにより波長λ_cに反射率ピークが形成される。ちなみに、ｍを偶数とすると、反射率曲線として波長λ_cにボトムが形成される。また、膜厚ｄは、ｍの値（ｑｗｏｔ数）に比例して増減する。

高屈折率膜９４Ｈと低屈折率膜９４Ｌとが交互に積層される光学多層膜の場合、最外層が高屈折率膜９４Ｈであれば、各層の膜厚がすべて同数の奇数ｑｗｏｔにすると反射率ピークは波長λ_cを中心にほぼ等間隔に並ぶ形で分布する。また、ｑｗｏｔ数を増やすほど、つまり光学膜の膜厚を厚くするほど反射率ピーク同士の間隔が狭くなり、積層数を増やすほど各反射率ピーク強度が向上する。図１に示す光学多層膜９４は、プロジェクタ光のＲＧＢの各波長領域に、ほぼ同反射率値の反射率ピークをそれぞれ１つずつ持たせるように、波長λ_cを５３０〜５７０ｎｍの間とし、各層のｑｗｏｔ数をすべて１１，１３または１５としている。特開２００４−６１５４６号公報に開示の光学多層膜はこれらの設計値が用いられている。

また、基板１３は反射型スクリーン９０の支持体となるものであり、可撓性を有するポリマーであり、光拡散層１６は光学多層膜９４で反射された光を散乱して散乱光を得るものであり、光吸収層９１は光学多層膜９４を透過した光を吸収するものである。

上記光学多層膜９４を有する反射型スクリーン９０は、プロジェクタからの映像を表現するのに必要なＲＧＢ三原色波長領域のみを反射し、外光の影響を有効に除去できるため、室内灯や太陽光の環境下においてもきわめて高いコントラストと色再現性を実現することができる。

しかしながら、現在市販されているプロジェクタのうち最も一般的な光源ランプは、高圧水銀ランプ（以下、ＵＨＰランプ）であるが、ＵＨＰランプなどを光源に用いたＬＣＤプロジェクタから反射型スクリーン９０に光を投射すると、光源スペクトルの一部もカットされてしまうため、反射光のホワイトバランスを大きく崩す結果となっていた。

その一例を図２に示す。図２には、ＵＨＰランプを光源としたプロジェクタ光の標準波形（図中、実線）と図１に示した反射型スクリーン９０の反射率曲線（図中、破線）を示している。なお、反射型スクリーン９０における光学多層膜９４は５層構造であり、波長λ_cを５５０ｎｍとし、各光学膜の膜厚設定に関するｑｗｏｔ数を１３としている。

これら２曲線の重なりを見ると、プロジェクタ光のＲＧＢ三原色波長領域の各成分を反射型スクリーン９０により反射できることがわかる。しかし、プロジェクタ光のＢ成分に相当する波長領域ａの輝度ピークや、Ｒ成分に相当する波長領域ｃの輝度ピークは、反射型スクリーン９０の反射率ピークｄ，ｆによりその一部が反射されるのに対し、Ｇ成分に相当する波長領域ｂの輝度ピークはその大部分が該スクリーンの反射率ピークｅにより反射される。したがって、最終的に該スクリーンから反射される映像は、本来プロジェクタが表現しようとする映像よりも緑がかって見えた。

この緑がかった映像を本来の色度に修正する方法としては、以下に示す３つの方法が考えられる。
（方法１）プロジェクタ本体の色調整機能を用いる方法
（方法２）スクリーン側に緑の波長領域のみを吸収するような顔料や染料を交互膜よりも表面側に仕込む方法
（方法３）光学多層膜の膜厚設計により緑色成分の反射ピーク強度を赤色成分や青色成分のそれよりも低くする方法

しかしながら、上記方法１の修正方法では、使用者自身でプロジェクタ光の色調整を行うため、正確な標準色に合わせることが困難であり操作自体も手間がかかっていた。また製品によっては、この調整機能を備えていないものもあった。また、上記方法２の修正方法は入射光が光学多層膜に到達する前にあらかじめ緑成分を減らしておくという方法であるが、真正面以外の斜め方向からスクリーンを観察したときに、外光の選択膜最表面における全反射成分が視聴者にとどく割合が増大するため、投影像が顔料や染料の色の影響を強く受けてしまい、その顔料や染料の色がかかった映像となっていた。また、真正面からみてもスクリーン端部においては同様の現象が起こりやすく、画面全体で均一な色表現をすることが極めて困難であった。一方、上記方法３の修正方法では方法１や方法２の欠点を補っており、ホワイトバランスを調整可能で、かつスクリーン全体で均一な色再現を行うことができる。しかしながら、この方法はＲＧＢの反射ピークを作り出すための設計と緑色成分の波長領域における反射強度を青色成分や赤色成分よりも低くするための設計を重ね合わせて作る場合が多く、一般に光学多層膜の層数が多くなる傾向がある。このことは、材料費や製造コストを考慮する上で大きな問題となる。

本発明は、積層数が比較的少ない光学多層膜の反射・透過特性と顔料や染料等の光吸収特性と組み合わせることにより、上記色度点のずれを補正する機能を付与することを特徴とする。

従来の反射型スクリーンにおいて、入射するプロジェクタ光の一部は光学多層膜を透過し、反射により表示される映像には寄与していなかった。すなわち、前記反射型スクリーン９０の場合、光学多層膜９４の分光反射率において、ある波長の反射率が５０％であった場合、入射した該波長の光の５０％は反射され、残りの５０％は透過し、底部の光吸収層９１により吸収されていた。発明者らは、この光学多層膜を透過してしまう光に着目し、この光を有効に活用して上記色度点のずれを補正するという着想を得て、鋭意検討することにより本発明を成すに至った。

すなわち、仮に前記光吸収層９１をアルミや銀などの光反射層に置き換えた場合、透過した光はこの光反射層により反射され再びスクリーン外部へ出射されるようになる。ここで、光学多層膜と光反射層との間に、ある波長領域に光吸収特性を有する色素層を設けた反射体を考えた場合、この反射体の最終的な反射特性は光学多層膜による光干渉効果と色素層による光吸収効果の両方の影響を受けたものとなる。発明者らはこのことを利用し、プロジェクタ光を外光よりも優先的に反射し、かつ緑色成分の波長領域の光を赤色成分や青色成分のそれよりも少なく反射することによりホワイトバランスが調整された反射体を作り出した。

図３に、本発明の基本原理の概念を示す。
図３は反射型スクリーンの一部として、光反射層１１、色素層１２、光学多層膜１３が順番に積層された反射体の断面を示したものである。この反射体において、まず光学多層膜１３表面から入る光のうち、ＲＧＢ三原色波長領域の各成分の光Ｒ,Ｇ,Ｂが他の成分より優先的に反射される。この時、反射されなかった光Ｒ,Ｇ,Ｂのうち、光Ｒと光Ｂは下層部の色素層１２をほとんど透過し、光反射層１１により反射される。一方、光Ｇは色素層１２により吸収される。その結果、反射光は光Ｒ,Ｂが光Ｇよりも多く反射されるようになり、ホワイトバランスが調整されたものとすることができる。

図４及び図５を用いて、本発明の反射型スクリーンをより詳しく説明する。
図４は、本発明に係る反射型スクリーンの構成を示す断面図である。
反射型スクリーン１０は、少なくとも可視波長領域における反射率が略均一の光反射層１１と、透過する光の一部を吸収する色素層１２と、屈折率がそれぞれ異なる数種の光学膜が積層された複数層からなる光学多層膜１４とが順次積層された構成を有し、投射光により画像を表示するものである。また、反射型スクリーン１０は、光学多層膜１４上に粘着フィルム１５を介して光拡散層１６を備える。

ここで、光反射層１１は、その表面がＡｌ，Ａｇまたはそれらの合金からなることが好ましい。その形態としてはＡｌ，Ａｇまたはそれらの合金からなる金属板、金属箔、もしくはプラスチックフィルムなどの基材上にその金属を被覆したものなどいずれのものでもよい。また、光反射層１１の平坦性は、スクリーンとしての外光の散乱が少なくなりコントラストが向上するため、高いほうが望ましい。

色素層１２は、顔料及び／又は染料の色素を含有し、赤色成分及び青色成分の波長領域における透過率よりも、前記緑色成分の波長領域における透過率が小さく、赤色成分及び青色成分の波長領域における吸収率よりも、前記緑色成分の波長領域における吸収率が大きい半透明層である。また、この色素層１２に光反射層１１と光学多層膜１３とを貼り合わせるための粘着機能を付与してもよい。

また、色素層１２は、前記投射光の赤色成分の輝線ピークの波長と緑色成分の輝線ピークの波長との間、及び緑色成分の輝線ピークの波長と青色成分の輝線ピークの波長との間に吸収特性を有することが好ましい。これにより、プロジェクタからの投射光以外の光、すなわち外光を吸収し、高コントラストの映像を表示することができる。

光学多層膜１４は、基板１３上に屈折率がそれぞれ異なる複数種類の光学膜が積層された複数層からなるものであり、少なくとも緑色成分の波長領域を含む特定波長領域に反射率ピークを有するとともに、前記特定波長領域以外の波長領域に対して高透過特性を有する。図４においては、基板１３の両面それぞれに光学膜１４Ｈ（１），１４Ｌ（１），１４Ｈ（２）が順番に設けられた構成を示している。ここで、光学膜１４Ｈ（１），１４Ｈ（２）は高屈折率の光学膜（高屈折率膜１４Ｈ）であり、光学膜１４Ｌ（１）は、光学膜１４Ｈ（１），１４Ｈ（２）よりも低屈折率の光学膜（低屈折率膜１４Ｌ）である。また、光学膜１４Ｈ（１）と光学膜１４Ｈ（２）は、同一組成（屈折率が同じもの）からなり膜厚が同じであってもよいし、異なっていてもよい。

高屈折率膜１４Ｈ、低屈折率膜１４Ｌは、それぞれスパッタリング法などのドライプロセス、あるいはスピンコート、ディップコートなどのウェットプロセスのいずれの方法によっても形成することができる。

ドライプロセスにより形成する場合には、高屈折率膜１４Ｈの構成材料は、屈折率が２．０〜２．６程度のものであれば種々のものを用いることができる。同様に、低屈折率膜１４Ｌの構成材料は、屈折率が１．３〜１．５程度のもので種々のものを用いることができる。例えば、高屈折率膜１４Ｈは、ＴｉＯ_２，Ｎｂ_２Ｏ₅又はＴａ_２Ｏ_５からなり、低屈折率膜１４Ｌは、ＳｉＯ_２又はＭｇＦ_２からなるとすればよい。

ウェットプロセスにより形成する場合には、溶剤系塗料を塗布・硬化して得られる光学膜を用いることができる。また、それぞれの光学膜は、加熱や紫外線照射などにより付与されるエネルギーを吸収して硬化反応を起こす樹脂を含む塗料を塗布して形成するとよい。例えば、高屈折率膜１４Ｈとしては、熱硬化型樹脂ＪＳＲ製オプスター（ＪＮ７１０２、屈折率１．６８）により形成され、低屈折率膜１４Ｌとしては、熱硬化型樹脂ＪＳＲ製オプスター（ＪＮ７２１５、屈折率１．４１）により形成されるとよい。これにより光学多層膜１４は可撓性を有する。また、高屈折率膜１４Ｈは、上記熱硬化型樹脂に限定されるものではなく、１．６〜２．１程度の屈折率が確保できる溶剤系塗料であればよい。また、低屈折率用膜１４Ｌは、上記熱硬化型樹脂に限定されるものではなく、１．３〜１．５９程度の屈折率が確保できる溶剤系塗料であればよい。

また、光学多層膜１４の緑色成分の波長領域における反射率ピークの反射率は７５％以下であることが好ましい。これにより、反射型スクリーン１０として表示される映像のホワイトバランスの調整が容易となるとともに、基板１３における片面当りの積層数を３以下とすることができる。

なお、基板１３は透明であり、透明フィルム、ガラス板、アクリル板、メタクリルスチレン板、ポリカーボネート板、レンズ等の所望の光学特性を満足するものであればよい。光学特性として、上記基板１１を構成する材料の屈折率は１．３〜１．７、ヘイズは８％以下、透過率は８０％以上が好ましい。また、基板１３にアンチグレア機能をもたせてもよい。

透明フィルムはプラスチックフィルムが好ましく、このフィルムを形成する材料としては、例えばセルロース誘導体（例、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース及びニトロセルロース）、ポリメチルメタアクリレート、メチルメタクリレートと他のアルキル（メタ）アクリレート、スチレンなどといったビニルモノマーとの共重合体などの（メタ）アクリル系樹脂；ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＣＲ−３９）などのポリカーボネート系樹脂；（臭素化）ビスフェノールＡ 型のジ（メタ）アクリレートの単独重合体ないし共重合体、（臭素化）ビスフェノールＡ のモノ（メタ）アクリレートのウレタン変性モノマーの重合体および共重合体などといった熱硬化性（メタ）アクリル系樹脂；ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよび不飽和ポリエステル；アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが好ましい。また、耐熱性を考慮したアラミド系樹脂の使用も可能である。この場合には加熱温度の上限が２００℃以上となり、その温度範囲が幅広くなることが予想される。
プラスチックフィルムは、これらの樹脂を伸延あるいは溶剤に希釈後フィルム状に成膜して乾燥するなどの方法で得ることができる。厚さは剛性の面からは厚いほうがよいが、ヘイズの面からは薄いほうが好ましく、通常２５〜５００μｍ程度である。

また、上記プラスチックフィルムの表面がハードコートなどの被膜材料で被覆されたものであってもよく、無機物と有機物からなる光学多層膜の下層にこの被膜材料を存在させることによって、付着性、硬度、耐薬品性、耐久性、染色性などの諸物性を向上させることも可能である。

光拡散層１６は、光学多層膜１４が反射した光を拡散させるものである。光拡散層１６の構成材料として特に限定されるものではなく従来公知のものを用いることが可能であり、例えばビーズを配列した層により構成することができる。このようにビーズを配列することにより構成した光拡散層は、使用するビーズの種類、大きさ等の諸条件により、ある特定範囲の波長の光に対して優れた光散乱特性を有するなどの特性を設計することも可能である。また、光拡散層としては、マイクロレンズアレー（ＭＬＡ）を形成したフィルムなどを用いることも可能である。

図５は、反射型スクリーン１０を構成する実際の部材である各層の分光特性例を示したものである。
このうち、図５(ａ)は、本発明に適した光吸収特性を有する色素層１２の分光透過率曲線を示している。色素層１２は波長５００〜６００ｎｍの波長領域ａ１において透過率の小さい、すなわち吸収率の大きい特性を有している。

図５（ｂ）は、光学多層膜１４の分光反射率曲線を示している。光学多層膜１４は、ＲＧＢ領域それぞれにほぼ同じ反射率の反射率ピークを有し、かつ、そのピークにおける反射率が７５％以下、より好ましくは４０〜６０％の値となるような波形を有する。このような光学多層膜１４は、２種類の屈折率の異なる膜を用いれば２〜３層積層することで作り出すことが可能である。

図５（ｃ）は、光反射層１１と、図５（ａ）の特性を持つ色素層１２と、図５（ｂ）の特性を持つ光学多層膜１４とが順次設けられた反射体の分光反射率曲線である。
ここで、光学多層膜１４におけるＲＧＢ三原色波長領域にそれぞれ対応する反射率ピークＰ３，Ｐ２，Ｐ１のうち、ピークＰ１とピークＰ３は、その波長領域の光の透過成分が下層の光反射層１１により反射されるために増幅されるが、ピークＰ２はその領域の透過成分が色素層１２により吸収されるために増幅されず、結果的に反射体としては反射率ピークｐ２は反射率ピークｐ３およびｐ４よりも低い反射率を有する特性となり、図２に示すプロジェクタ光と組合せた場合にホワイトバランスのとれた映像を表示することが可能となる。

なお、ここでいうＲＧＢ三原色波長領域は、プロジェクタからの投射光（プロジェクタ光）の赤色成分、緑色成分及び青色成分の各波長領域であるが、該プロジェクタ光の各波長領域の光の強度に応じて、光学多層膜１４については前記各波長領域それぞれの反射率が調整された反射特性を有するようにするとともに、色素層１２については前記各波長領域それぞれの透過率が調整された透過・吸収特性を有するようにして、反射型スクリーンにおける色度点のずれを補正してホワイトバランスの調整を行うとよい。

具体的には、光学多層膜１４については、光学膜（高屈折率膜１４Ｈ，低屈折率膜１４Ｌ）の構成材料（屈折率）を決定し、光学膜の各膜厚について、前記（１）式により前記ＲＧＢ三原色波長領域の光に対して上記反射特性を有し、少なくとも該波長域光以外の可視波長域光に対しては高透過特性を有するように膜厚設計するとよい。

また、色素層１２については、含有させる顔料及び／又は染料の色素材料を決定し、該色素含有量を変化させることにより図５（ｂ）に示す色素層１２の吸収領域ａ１の透過率の値を調整するとよい。とくに、プロジェクタ及び光学多層膜１４の構成を固定した後に該色素層１２の色素含有量を調整するようにすれば、最終的な反射型スクリーンの微妙な色度バランスの調整を容易に行うことができる。

また、光学多層膜１４における波長領域ａ２およびａ３（図５（ｂ））に示す透過量が多い範囲の光については、この領域と色素層１２におけるａ１の吸収領域（図５（ａ））とが重なるため、そのほとんどが色素層１２で吸収される。その結果、ａ２およびａ３の領域は反射体の波形（図５（ｃ））において波長領域ａ４およびａ５で認められる反射率ボトム領域となる。この領域はプロジェクタ光のＲＧＢ成分外の領域であり、主に外光を吸収する領域となるためスクリーンのコントラスト向上に寄与する。

なお、上述した本発明の色度修正方法は前記方法１と色素層を利用する点では同じであるが、方法１は光学多層膜より上部（スクリーン表面側）に色素層を用いるのに対し、本方法ではその下部に設けられるため、外光の高角度入射によるスクリーン着色化は方法１より起こりにくい。
さらにこの方法は、前記方法３のように光学多層膜の積総数により制約されるピーク強度限界値から、膜厚設定により緑色成分の反射率ピークの強度を低下させる方法とは異なり、赤色,青色成分の透過成分を下部で反射させて上乗せする方法であるため、スクリーンの輝度の向上にも利用可能である。

上記本発明を実際に実施した例を以下に説明する。この実施例は例示であり、本発明は
この実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１における高屈折率膜用材料である塗料（I），低屈折率膜用材料である塗料（II）の組成と製造方法及びスクリーン製造方法を以下に示す。

（１）塗料（I）
・顔料微粒子：ＴｉＯ₂微粒子
（石原産業社製、平均粒径約２０ｎｍ、屈折率２．４８）１００重量部（２．０２ｗｔ％）
・結合剤：SO₃Na基含有ウレタンアクリレート
（数平均分子量：３５０、SO₃Na濃度：1×10^-1 mol/g）９．２重量部（０．１９ｗｔ％）
・分散剤：ポリオキシエチレンリン酸エステル ７．５重量部（０．１５ｗｔ％）
・有機溶媒：メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）４８００重量部（９７．１９ｗｔ％）
・ＵＶ硬化性樹脂：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物
（日本化薬社製、商品名ＤＰＨＡ） ２２重量部（０．４５ｗｔ％）

上記顔料微粒子、分散剤、結合剤、有機溶媒を所定量混合し、ペイントシェーカーで分散処理を行い微粒子分散液を得た。つぎに、ＵＶ硬化性樹脂を添加し、攪拌機にて攪拌処理を行い、塗料（Ｉ）とした。なお、塗料（Ｉ）より成膜した光学膜について、フィルメトリックス（松下インターテクノ社製）を用いて膜の屈折率を測定したところ、可視領域で平均１．９４であった。

（２）塗料（II）
・結合剤：末端カルボキシル基をもつパーフルオロブテニルビニルエーテルの重合体
１００重量部（５．６６ｗｔ％）
・有機溶媒：含フッ素アルコール（C₆F₁₃C₂H₄OH）とパーフルオロブチルアミンとの混合溶媒（混合比９５：５） １６６６重量部（９４．３４ｗｔ％）
上記結合剤と有機溶媒とを混合し、十分攪拌して塗料（II）とした。なお、塗料（II）より成膜した光学膜について、フィルメトリックス（松下インターテクノ社製）を用いて膜の屈折率を測定したところ、可視領域で平均１．３４であった。

（３）目標膜厚の設定
（ｓ１１）上記の通り、高屈折率膜，低屈折率膜それぞれの屈折率はｎＨ＝１．９４，ｎＬ＝１．３４であった。
（ｓ１２）プロジェクタの光源をＵＨＰランプとし、その光源スペクトルから求めた最強輝度ピークの波長λcは５５０ｎｍであった。
（ｓ１３）ステップｓ１１の屈折率ｎＨ，ｎＬ、ステップｓ１２の波長λcを使い、上式（１）に基づいて図４に示す光学多層膜１４の構成を前提に光学膜１４Ｈ（１）,１４Ｌ（１），１４Ｈ（２）それぞれの目標膜厚を設定した。具体的には、光学積層膜１４の各層のｑｗｏｔ数をすべて１３として式（１）より目標膜厚を求め、光学膜１４Ｈ（１），１４Ｈ（２）の目標膜厚を９２１ｎｍ、光学膜１４Ｌ（１）の目標膜厚を１３３４ｎｍとし、１４Ｈ（１）／１４Ｌ（１）／１４Ｈ（２）の片面３層、表裏合わせて６層膜構成とした。

（４）反射型スクリーンの製造方法
（ｓ２１）ＰＥＴフィルム（厚み１８８μｍ、東レ社製、商品名Ｕ４２６）の主面に塗料（Ｉ）をディッピング方式で塗布した。塗料（Ｉ）の塗布量は基板の引き上げ速度を調整して行い、目標膜厚９２１ｎｍとなる量とした。
（ｓ２２）塗料（Ｉ）の塗膜を８０℃で乾燥後、紫外線（ＵＶ）硬化（１０００ｍＪ／ｃｍ²）させ、高屈折率の光学膜１４Ｈ（１）を形成した。
（ｓ２３）ついで、その高屈折率膜１４Ｈ上に塗料（II）をディッピング方式で塗布した。塗料（II）の塗布量は基板の引き上げ速度を調整して行い、目標膜厚１３３４ｎｍとなる量とした。
（ｓ２４）塗料（II）の塗膜を室温で乾燥後、９０℃で熱硬化を行い、低屈折率の光学膜１４Ｌ（１）を形成した。
（ｓ２５）ステップｓ２１，ｓ２２と同様の方法によりステップｓ２４により作製された光学膜１４Ｌ（１）上に高屈折率の光学膜１４Ｈ（２）を形成し、両面で合計６層の膜を基板１３上に作製した。この段階のサンプル（ＰＥＴフィルム両面に光学多層膜１４が設けられたもの）についての分光反射率特性を図６（ａ）に示す。

（ｓ２６）一方の光学多層膜１４上にシート状の拡散層１６を、透明粘着フィルム１５を用いて貼り合わせた。
（ｓ２７）他方の光学多層膜１４上に、図５（ａ）の透過・吸収特性を有する色素含有粘着フィルムＡである色素層１２を介してＡｌ層を表面に蒸着したＰＥＴフィルムを光反射層１１として貼り付けて反射型スクリーン１０とした。

得られた反射型スクリーンの評価として、以下の方法により色度評価を行った。
まず、ＵＨＰランプを光源としたプロジェクタ（ソニー（株）製ＨＳ２０）から該スクリーン中央部に白色像を投射し、スクリーン中央部からの反射光のＣＩＥ１９６０ｕｖ色度座標を分光放射輝度計（ミノルタ製ＣＳ１０００）により測定した。ついで、その座標と完全放射体軌跡との距離Δｕｖの値を求め、この値が小さいほどホワイトバランス良好とみなした。

（実施例２〜４）
実施例１において、光学多層膜１４の膜厚設計をそれぞれ表１のごとく、光学膜１４Ｈ（１）／１４Ｌ（１）／１４Ｈ（２）として３５４／１３３４／３５４ｎｍ（実施例２）、２１２／１３３４／２１２ｎｍ（実施例３）、９２１／５１３／９２１ｎｍ（実施例４）に変更し、それ以外は実施例１と同じ条件で反射型スクリーンを作製した。なお、実施例２〜４それぞれのＰＥＴフィルム両面に光学多層膜１４が設けられた段階のサンプルについての分光反射率特性を図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示す。

（実施例５，６）
実施例１において、光学多層膜１４の膜厚設計をそれぞれ表１のごとく、光学膜１４Ｈ（１）／１４Ｌ（１）／１４Ｈ（２）として９１６／７４５／９１６ｎｍ（実施例５）、９１６／５４１／９１６ｎｍ（実施例６）に変更し、さらに色素層１２を図７に示す透過・吸収特性を有する色素含有粘着フィルムＢに変更し、それ以外は実施例１と同じ条件で反射型スクリーンを作製した。なお、実施例５，６それぞれのＰＥＴフィルム両面に光学多層膜１４が設けられた段階のサンプルについての分光反射率特性を図８（ｅ），図８（ｆ）に示す。

（実施例７，８）
実施例１において、光学多層膜１４の膜厚設計をそれぞれ表１のごとく、光学膜１４Ｈ（１）／１４Ｌ（１）／１４Ｈ（２）として０／７５３／９１３ｎｍ（実施例７）、０／３４６／９１３ｎｍ（実施例８）の片面２層構造のものに変更し、さらに色素層１２を図９に示す透過・吸収特性を有する色素含有粘着フィルムＣに変更し、それ以外は実施例１と同じ条件で反射型スクリーンを作製した。なお、実施例７，８それぞれのＰＥＴフィルム両面に光学多層膜１４が設けられた段階のサンプルについての分光反射率特性を図８（ｇ），図８（ｈ）に示す。

つぎに比較例として、前記実施例の光学多層膜と積層数がほぼ同じ状態で、該光学多層膜の膜厚設計のみにより色度調整を行うことを試みた。
（比較例１）
実施例１において、図４における色素層１２及び光反射層１１を用いず、その代わりにその部位を黒色ＰＥＴフィルムである光吸収層とし、それ以外は実施例１と同じ条件で反射型スクリーンを作製した。なお、比較例１のＰＥＴフィルム両面に光学多層膜１４が設けられた段階のサンプルについての分光反射率特性を図１０（ｉ）に示す。

（比較例２，３）
実施例１において、図４における色素層１２及び光反射層１１を用いず、その代わりにその部位を黒色ＰＥＴフィルムである光吸収層とし、さらに光学多層膜１４の膜厚設計をそれぞれ表１のごとく、光学膜１４Ｈ（１）／１４Ｌ（１）／１４Ｈ（２）として４２５／１３３４／９２１ｎｍ（比較例２）、４２５／１５３３／１０６３ｎｍ（比較例３）に変更し、以外は実施例１と同じ条件で反射型スクリーンを作製した。なお、比較例２，３それぞれのＰＥＴフィルム両面に光学多層膜１４が設けられた段階のサンプルについての分光反射率特性を図１０（ｊ），図１０（ｋ）に示す。

以上の得られた実施例の反射型スクリーンの分光反射率特性を図１１，図１２に示す。また、実施例、比較例の反射型スクリーンの色度評価結果を表２に示す。
表２の色度差Δｕｖの値の大きさについて実施例と比較例とを比較してみると、実施例のほうがいずれも比較例よりも小さく、本発明による色調整が有効であることが確認された。

本発明の前提となる反射型スクリーンの構成を示す断面図である。 図１の反射型スクリーンにおける反射特性と、高圧水銀ランプを用いたプロジェクタの光源スペクトルとの関係を示す図である。 本発明の基本原理の概念図である。 本発明に係る反射型スクリーンの実施の形態の構成を示す断面図である。 本発明の反射型スクリーンを構成する各層の分光特性例である。 実施例における光学多層膜形成段階のサンプルの分光反射率特性（１）である。 実施例で使用した色素含有粘着フィルムＢの分光透過率曲線である。 実施例における光学多層膜形成段階のサンプルの分光反射率特性（２）である。 実施例で使用した色素含有粘着フィルムＣの分光透過率曲線である。 比較例における光学多層膜形成段階のサンプルの分光反射率特性である。 実施例の反射型スクリーンの分光反射率特性（１）である。 実施例の反射型スクリーンの分光反射率特性（２）である。

符号の説明

１０，９０…反射型スクリーン、１１…光反射層、１２…色素層、１３…基板、１４…光学多層膜、１４Ｈ（１），１４Ｈ（２），１４Ｌ（１），９４Ｈ，９４Ｌ…光学膜、１５…粘着フィルム、１６…光拡散層、９１…光吸収層

Claims (6)

1. 投射光により画像を表示する反射型スクリーンにおいて、
   少なくとも可視波長領域における反射率が略均一である光反射層と、
   顔料及び／又は染料の色素を含有し、透過する光の一部を吸収する色素層と、
   屈折率がそれぞれ異なる数種の光学膜が積層された複数層からなり、特定波長領域に反射率ピークを有するとともに、前記特定波長領域以外の波長領域に対して高透過特性を有する光学多層膜とが順次積層されてなることを特徴とする反射型スクリーン。
2. 前記光学多層膜は、前記特定波長領域として少なくとも緑色成分の波長領域に反射率ピークを有し、
   前記色素層は、赤色成分及び青色成分の波長領域における透過率よりも、前記緑色成分の波長領域における透過率が小さいことを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。
3. 前記光学多層膜の緑色成分の波長領域における反射率ピークの反射率が７５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。
4. 前記特定波長領域は、前記投射光の赤色成分、緑色成分及び青色成分の各波長領域であって、該各波長領域の光の強度に応じて、前記光学多層膜は前記各波長領域それぞれの反射率が調整された反射特性を有するとともに、前記色素層は前記各波長領域それぞれの透過率が調整された透過・吸収特性を有することを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。
5. 前記色素層は、前記投射光の赤色成分の輝線ピークの波長と緑色成分の輝線ピークの波長との間、及び緑色成分の輝線ピークの波長と青色成分の輝線ピークの波長との間に吸収特性を有することを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。
6. 前記光学多層膜上に反射光を散乱させる光拡散層を備えることを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。

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