JP4346014B2 - Projection screen and polarization selective reflection layer forming coating solution - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、投影機による投影等に用いられる投影スクリーンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、業務用や家庭用として、プロジェクタから光を投影スクリーンに投影し、画像等を投影するプロジェクションシステムが用いられている。
【0003】
このようなプロジェクションシステムに用いられる投影スクリーンとしては通常、透明媒体に保持された透明または半透明の多孔質の微粒子と、その背後に配置された反射材料とを有するものである。具体的には、従来の投影システムでは、投影スクリーン上に投射される投影機からの投射光(映像光)の強度差によって映像の濃淡が作り出されており、例えば、黒地に白の絵を映し出すような場合には、投射光が投影スクリーンに当たる部分が白、それ以外の部分が黒となり、このような白黒の明るさの差により映像の濃淡が作り出されている。この場合、良好な映像表示を実現するためには、白表示の部分をより明るくし、黒表示の部分をより暗くして、コントラスト差を大きくする必要がある。
【0004】
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った。
【0005】
そこで、このような問題を解決するために、コレステリック液晶を用いて外光等の反射を抑える投影スクリーン(特許文献1参照)も提案されている。しかしながら、コレステリック液晶の表面は、鏡面であることから、投影された光を鏡面反射してしまうことから、実用化には至っていない。
【0006】
また、他の方法として特許文献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、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も記載されている。
【0007】
しかしながら、上記特許文献2に記載された前者のものは、あくまでも多層反射性偏光材などの直線偏光要素(スリーエム社製のDBEFなど)を前提とするものであるので、投影システムなどに組み込んで用いる際には、直線偏光を出射する液晶プロジェクタなどの投影機との間で偏光面を一致させる必要があり、両者の偏光面が一致しない場合には良好な映像表示を実現することができないという問題があった。
【0008】
また、上記特許文献2に記載された後者のものでは、反射性偏光要素としてコレステリック反射性偏光材などの円偏光要素が用いられているものの、反射性偏光要素の観察者側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であるので、反射性偏光要素により与えられる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という問題があった。
【0009】
すなわち、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ので、反射性偏光要素に入射する前に光が拡散要素を透過し、その偏光状態が乱されてしまう(これを「消偏」という)。ここで、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という問題があった。
【0010】
またさらに、上記発明においては、ギラつき防止をするために、ギラつき防止層を形成する必要があり、このギラつき防止層によっても偏光分離機能が低下するという問題があった。
【0011】
【特許文献1】
特開平5−107660号公報
【特許文献2】
特表2002−540445号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから、明るい環境のもとでも使用可能であり、かつ明度の高い投影スクリーンの提供が望まれている。
【0013】
【課題が解決するための手段】
本発明は、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、上記偏光選択反射層は、上記コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する非液晶性化合物を含有し、前記非液晶性化合物は、コレステリック液晶層の固化前の状態において重合性を有し、前記非液晶性化合物は、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、エポキシ樹脂からなる群から選ばれることを特徴とする投影スクリーンを提供する。
【0014】
通常、コレステリック液晶構造を有する層による反射は鏡面となることから、投影スクリーンとして用いることは困難であるが、本発明によれば、非液晶性化合物を含有する偏光選択反射層とすることにより、偏光選択反射層が有するコレステリック液晶構造を構造的に不均一とすることができ、投影された光を鏡面反射することなく、また偏光分散機能を損なうことなく拡散させることが可能となり、映像の視認性に優れた投影スクリーンとすることができる。また、投影機から投影される光を、所定の円偏光に偏光することにより、投影された光を効率よく反射することができる。さらに、コレステリック液晶の特定波長反射性および円偏光性によって、外光の反射による影響を防止することができることから、明るい環境のもとでも明度の高い投影スクリーンとすることができる。また、ギラつき防止層等の表面の凹凸(マット形状)を形成することなく、映像を視認することが可能となることから、ざらつきのない鮮明な映像品質を得ることが可能な投影スクリーンとすることができる。
また、コレステリック液晶層の固化前の状態において重合性を有する非液晶性化合物であれば、コレステリック規則性を有する重合性液晶材料と重合し液晶構造を形成した際、このような重合性の非液晶性化合物と重合して形成された液晶構造は、コレステリック液晶構造の配向を乱すため、コレステリック液晶構造が構造的に不均一となるように偏光選択反射層を形成することができる。また、重合性液晶材料と重合し偏光選択反射層を形成することから、安定性の高い偏光選択反射層とすることができる。
【0016】
さらに本発明において、上記偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域の一部のみであることが好ましい。これにより、可視光域の特定の波長の光を選択反射することが可能となる。また、上記特定の波長域を投影機等からの光に合わせることで、映像光のみを効率的に反射し、外光や照明光等については、コレステリック液晶構造により反射される光の量を低減することができ、より明るい環境下でも明度の高い投影スクリーンとすることが可能となるからである。
【0017】
また本発明において、上記偏光選択反射層は、当該偏光選択反射層に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が430〜460nm、540〜570nmおよび580〜620nmの範囲に存在する光を選択的に反射することが好ましい。これにより、例えば液晶プロジェクタ等から照射された三原色の波長域の光を反射することができ、良好なカラー表示が可能な投影スクリーンとすることができるからである。
【0018】
さらに本発明においては、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層を形成するための偏光選択反射層形成用塗工液であって、上記偏光選択反射層形成用塗工液は、上記コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する非液晶性化合物と、上記コレステリック液晶構造を形成するコレステリック規則性を有する重合性液晶材料とを有し、前記非液晶性化合物は、コレステリック液晶層の固化前の状態において重合性を有し、前記非液晶性化合物は、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、エポキシ樹脂からなる群から選ばれることを特徴とする偏光選択反射層形成用塗工液を提供する。
【0019】
このような偏光選択反射層形成用塗工液を用いて形成された偏光選択反射層であれば、コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されるため、投影された光を鏡面反射することなく、また偏光分散機能を損なうことなく拡散させることが可能となる。
また、コレステリック液晶層の固化前の状態において重合性を有する非液晶性化合物であれば、コレステリック規則性を有する重合性液晶材料と重合し液晶構造を形成した際、このような重合性の非液晶性化合物と重合して形成された液晶構造は、コレステリック液晶構造の配向を乱すため、コレステリック液晶構造が構造的に不均一となるように偏光選択反射層を形成することができる。また、重合性液晶材料と重合し偏光選択反射層を形成することから、安定性の高い偏光選択反射層とすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投影スクリーンおよび偏光選択反射層形成用塗工液について説明する。
【0021】
A.投影スクリーン
まず、本発明の投影スクリーンについて詳しく説明する。
【0022】
本発明の投影スクリーンは、基材と、前記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、前記偏光選択反射層は、前記コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する非液晶性化合物を含有することを特徴とするものである。
【0023】
本発明の投影スクリーンは、例えば図1に示すように、基材1と、その基材1上に形成された偏光選択反射層2とを有するものである。本発明においては、この偏光選択反射層2に非液晶性化合物を含有させることにより、偏光選択反射層2のコレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成することができるため、投影機3から投影された光を、拡散して反射することができる。
【0024】
本発明においては、上記偏光選択反射層は、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おり、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。
【0025】
またこの場合の最大旋光光散乱は、次式(1)の波長λで生じる。
【0026】
λ=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。
【0027】
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。
【0028】
△λ=△n・p … (2)
すなわち、例えば図2に示すように、投影スクリーンの観察者側から入射する無偏光状態の光(選択反射波長域内の右円偏光11R及び左円偏光11L、選択反射波長域外の右円偏光12R及び左円偏光12L)は、上述したような偏光分離特性に従って、選択反射中心波長λ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11R)が反射光13として反射され、その他の光(例えば選択反射波長域内の左円偏光11L、選択反射波長域外の右円偏光12R及び左円偏光12L)が透過される。
【0029】
したがって、本発明によれば、偏光選択反射層を投影機等から射出される光と同じ側の偏光の特定波長を反射させる層とすることにより、投影された光を効率よく反射することができ、明度の高い投影スクリーンとすることができるのである。また、外光や照明光等は、上記偏光選択反射層によって特定の波長の光のみが反射され、それ以外の波長の光は反射されない。これにより、外光等に含まれる波長のうち、半分以上を透過させることが可能となり、照明光や外光等が存在する環境においても、明度の高い投影スクリーンとすることができるのである。
【0030】
また、本発明においては、上記偏光選択反射層に非液晶性化合物を含有させることにより、偏光選択反射層が有するコレステリック液晶構造を構造的に不均一とすることができることから、上記コレステリック液晶に入射した特定の波長の光は、散乱して反射(拡散)されることとなる。これによって、投影スクリーンで反射された反射光を観察者が視認することが可能となるのである。また、非液晶性化合物を用い、コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成することにより拡散性を得ることができることから、偏光選択反射層は、偏光分離機能を損なうことなく、拡散反射をすることができる、という利点も有する。
【0031】
以下、このような本発明の投影スクリーンの各構成について説明する。
【0032】
(偏光選択反射層)
まず、本発明の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層について説明する。本発明の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層は、後述する基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有し、このコレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する非液晶性化合物を含有するものである。
【0033】
ここで、コレステリック液晶構造を構造的に不均一にするとは、偏光選択反射層を配向させた際、各液晶相における配向の向きが一様な方向に揃わず、乱れた状態となることを意味し、具体的には、図3に示すように、偏光選択反射層2の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、図示していないが、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)等を挙げることができる。本発明においては、このように構造的に不均一なコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層を形成するために、偏光選択反射層に非液晶性化合物を含有させたことを特徴とする。
【0034】
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より生じる「拡散」とは、図1に示すように、投影スクリーン3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。
【0035】
ここで、本発明に用いられる偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域(例えば400nm〜700nmの波長域)の一部のみであることが好ましい。これにより、可視光域の特定の波長の光を選択反射することが可能となる。上述したように、コレステリック液晶は、特定の波長のみの光を、強く反射することから、この特定の波長以外の波長の光は基材等にほぼ吸収されることとなる。したがって、外光や照明光等が投影スクリーンに入射した場合に、コレステリック液晶構造により強く反射される光の波長の領域を可視光のうち一部とすることにより、外光や照明光の反射を低減させることができ、より明るい環境下でも明度の高い投影スクリーンとすることが可能となるからである。上記偏光選択反射層を構成するコレステリック液晶の反射する波長域は、コレステリック液晶の螺旋ピッチの長さにより決定される。
【0036】
また、本発明の偏光選択反射層は、投影機等の光源から照射される波長の光を反射することが可能であれば、1種類の螺旋ピッチ長からなるものであってもよいが、例えば赤色(R)及び緑色(G)の波長域が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には、これらの波長の螺旋ピッチ長と、青色(B)の螺旋ピッチ長とを有するものであることが好ましく、特に赤色(R)、青色(B)、緑色(G)のそれぞれの波長の螺旋ピッチ長を有するものであることが好ましい。これは、通常投影機から射出される光は、赤色(R)、青色(B)、緑色(G)からなるものであり、この三原色によりカラー表示を実現しているからである。
【0037】
本発明においては、上記の波長として具体的には、投影機の種類にもよるが、青色(B)の430nm〜460nm、緑色(G)の540nm〜570nm、赤色(R)の580nm〜620nmの波長を選択的に反射するものであることが好ましい。これにより、装置の設計や光源の種類などによって波長に差があってもカラー表示をすることが可能であり、良好な白色も表現可能な投影スクリーンとすることができるからである。
【0038】
このような複数の螺旋ピッチ長を有する偏光選択反射層は、各螺旋ピッチ長を有するコレステリック液晶構造を有する層を積層することにより構成することができる。
【0039】
また、上記偏光選択反射層(偏光選択反射層が複数の層からなる場合には各層)は、特定の偏光を100%反射するような膜厚とすることが好ましい。上記偏光選択反射層の偏光に対する反射率は、偏光選択反射層の膜厚に依存するものであり、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。上記反射率を100%とするためには、通常4ピッチ〜8ピッチとすることが好ましく、具体的には、上記偏光選択反射層の材料の種類や特定の偏光の波長にもよるが、通常1μm〜10μmとされる。上記膜厚より薄い場合には、反射率が低くなり、投影スクリーンに投影された画像等を明度良く再現することが困難となり、また上記膜厚より厚い場合には、コレステリック液晶構造制御が困難となる場合や、ムラが生じること等があるからである。
【0040】
このような本発明における偏光選択反射層は、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用いる非液晶性化合物と、コレステリック液晶構造を形成するコレステリック規則性を有する重合性液晶材料とを有する。以下、本発明における偏光選択反射層に用いられる材料および偏光選択反射層の形成方法についてそれぞれ説明する。
【0041】
(1)非液晶性化合物
まず、本発明に用いられる非液晶性化合物について説明する。
【0042】
本発明に用いられる非液晶性化合物は、後述する重合性液晶材料等により形成されるコレステリック液晶構造の配向を乱すように、コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成させるものである。
【0043】
このような非液晶性化合物としては、非液晶性のものであ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ことができるものであれば特に限定はされない。例えば、一般的に偏光選択反射層を形成する際に添加剤として使用する界面活性剤、光重合開始剤、光重合禁止剤等の非重合性の非液晶性化合物、重合性液晶材料合成時に生成する副生成物、微粒子、および重合性の非液晶性化合物を挙げることができる。
【0044】
このような非液晶性化合物の添加量としては、偏光選択反射層のコレステリック液晶構造が構造的に不均一性を有する状態となるようであれば特に限定はされない。具体的には、用いる重合性液晶材料および非液晶性化合物等に応じて得られる効果の違い等を考慮し、投影スクリーンに反射された反射光(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の拡散性を得ることができる添加量に適宜調整することが好ましい。一方で、選択反射が発現しないほど添加量を増加することは好ましくない。
【0045】
このような非液晶性化合物の中でも、本発明においては、重合性の非液晶性化合物であることが好ましい。重合性を有する非液晶性化合物であれば、後述する重合性液晶材料と重合し液晶構造を形成した際、このような重合性の非液晶性化合物と重合して形成された液晶構造は、コレステリック液晶構造の配向を乱すため、コレステリック液晶構造が構造的に不均一となるように偏光選択反射層を形成することができるからである。また、重合性液晶材料と重合し偏光選択反射層を形成することから、安定性の高い偏光選択反射層とすることができる。
【0046】
具体的に重合性の非液晶性化合物としては、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。また、下記式で表される化合物も用いることができる。
【0047】
【化1】

Figure 0004346014
【0048】
【化2】
Figure 0004346014
【0049】
【化3】
Figure 0004346014
【0050】
また、このような重合性の非液晶性化合物の添加量は、偏光選択反射層のコレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成することができるのであれば特に限定はされないが、具体的には、液晶に対して1重量%〜30重量%の範囲内、中でも、5重量%〜15重量%の範囲内であることが好ましい。
【0051】
(2)重合性液晶材料
次に、重合性液晶材料について説明する。本発明における重合性液晶材料としては、コレステリック規則性を有するものであれば特に限定はされない。例えば、カイラルネマチック液晶や、コレステリック液晶等を挙げることができ、中でも分子の両末端に重合性官能基を有する重合性液晶材料であることが好ましい。これにより、硬化後、光学的に安定した投影スクリーンを得ることができるからである。また、上記重合性液晶材料が、ネマチック規則性もしくはスメクチック規則性を呈する場合には、重合性カイラル剤を用いてもよい。
【0052】
このような重合性官能基を有する重合性液晶材料の一例としては、例えば下記の一般式(1)で表される化合物(I)を挙げることができる。化合物(I)としては、一般式(1)に包含される化合物の2種を混合して使用することも可能である。またさらに、上記化合物(I)と下記の一般式(2)〜(12)で表わされる化合物(II)とで構成されるものであってもよい。
【0053】
化合物(I)としては、一般式(1)に包含される化合物の2種を混合して使用することができる。
【0054】
【化4】
Figure 0004346014
【0055】
【化5】
Figure 0004346014
【0056】
化合物(I)を表わす一般式(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は共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、化合物(I)の分子鎖両端の(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取り得るが、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性を示す温度範囲が狭く好ましくない。
【0057】
上述した例では、重合性液晶モノマーの例を挙げたが、本発明においては、重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子等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としては、従来提案されているものを適宜選択して用いることが可能である。
【0058】
(3)カイラル剤
本発明においては、ネマチック液晶にカイラル剤を加えた、コレステリック規則性を有するカイラルネマチック液晶を、好適に使用することもできる。
【0059】
本発明に用いられるカイラル剤とは、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、分子量1500以下の化合物を意味する。カイラル剤は主として、例えば化合物(I)や、必要に応じて用いられる化合物(II)に示されるような重合性液晶材料が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋ピッチ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、重合性液晶材料、例えば化合物(I)と、もしくは化合物(I)および化合物(II)の混合物と、溶液状態あるいは溶融状態において相溶し、上記ネマチック規則性をとりうる重合性液晶材料の液晶性を損なうことなく、これに所望の螺旋ピッチを誘起できるものであれば、下記に示す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が、分子の両末端に重合性官能基があることが耐熱性のよい光学素子を得る上で好ましい。液晶に螺旋ピッチを誘起させるために使用するカイラル剤は、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須である。従って、本発明で使用可能な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、キラルなスルフォキシド等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、ビナフトール等の軸不斉を持つ化合物が例示できる。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、Merck社製S−811等が挙げられる。
【0060】
しかし、選択したカイラル剤の性質によっては、化合物(I)と、もしくは化合物(I)および化合物(II)の混合物として例示されるような重合性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、あるいは該化合物が非重合性の場合には、液晶性組成物の硬化性の低下、硬化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使用は、組成物のコストアップを招く。従って、短ピッチのコレステリック規則性を有する円偏光制御光学素子を製造する場合には、本発明に用いられる重合性液晶材料に含有させる光学活性な部位を有するカイラル剤には、螺旋ピッチを誘発する効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には一般式(13)、(14)又は(15)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(III)の使用が好ましい。
【0061】
【化6】
Figure 0004346014
【0062】
【化7】
Figure 0004346014
【0063】
【化8】
Figure 0004346014
【0064】
カイラル剤(III)を表わす一般式(13)又は(14)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、なかでも、式(i),(ii),(iii),(v)及び(vii)の何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d及びe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。d又はeの値が0又は1である一般式(13)又は(14)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、d又はeの値が13以上である化合物は融点(Tm)が低い。これらの化合物は液晶性を示す化合物(I)と、もしくは化合物(I)および化合物(II)の混合物との相溶性が低下し、濃度によっては相分離等が起きるおそれがある。
【0065】
本発明の重合性液晶材料に配合されるカイラル剤の量は、螺旋ピッチ誘起能力や最終的に得られる円偏光制御光学素子のコレステリック性を考慮して最適値が決められる。具体的には、用いる重合性液晶材料により大きく異なるものではあるが、重合性液晶材料の合計量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。この配合量が上記範囲よりも少ない場合は、重合性液晶材料に充分なコレステリック性を付与できない場合があり、上記範囲を越える場合は、分子の配向が阻害され、活性放射線によって硬化させる際に悪影響を及ぼす危惧がある。
【0066】
本発明においては、このようなカイラル剤としては、特に重合性を有することが必須ではない。しかしながら、得られる偏光選択反射層の熱安定性等を考慮すると、上述した重合性液晶材料と重合し、コレステリック規則性を固定化することが可能な重合性のカイラル剤を用いることが好ましい。
【0067】
(4)その他
また、本発明に用いられる偏光選択反射層には、上記非液晶性化合物、重合性液晶材料およびカイラル剤の他に、必要に応じて、添加剤として光重合開始剤、増感剤、レベリング剤等、一般的な偏光選択反射層に用いられる材料を適宜用いてもよい。
【0068】
本発明に用いられる光重合開始剤としては、例えばベンジル(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。
【0069】
ここで、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。
【0070】
なお、本発明においては、上記添加剤によっては、偏光選択反射層のコレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成することが可能な場合があることから、そのような場合これらの添加量等は、その目的等により適宜選択するものとする。
【0071】
(5)偏光選択反射層の形成
本発明においては、上記各材料を混合した組成物を、後述する基材上に塗布し、配向させて固化することにより、上記偏光選択反射層を得ることができる。
【0072】
基材上に組成物を塗布する方法としては、上記各材料を混合した組成物をそのまま塗布してもよいが、粘性や配向性を調整する等の面から、有機溶媒に溶解させて用いることが好ましい。この際、用いられる溶媒は、後述する基材を侵食しないものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アセトン、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等を用いることができる。この場合、上記組成物は通常、5重量%〜50重量%、中でも10重量%〜30重量%に希釈して用いられる。
【0073】
また、上記組成物を塗布する方法としては、一般的に用いられている方法を用いることが可能であり、例えばロールコート法、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、浸漬法等により行うことができる。また、上記基材がプラスチックフィルムである場合には、ロールツーロールのフィルムコーティングであってもよい。
【0074】
続いて、上記組成物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、上記組成物を配向させる。なお、本発明において最終的に得られる偏光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く、構造的に不均一性を有し、配向が乱れた状態であるが、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基材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を形成させるような配向処理は必要となるからである。
【0075】
配向処理の方法としては、上記組成物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ことによって行うことができ、これによりコレステリック液晶は液晶相を呈し、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を固定化することができるのである。
【0076】
なお、このような配向処理工程は、基材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。
【0077】
次に、上述した配向処理工程において配向させた、コレステリック液晶層中の液晶分子を、固化処理工程によりコレステリック液晶層を固化させ、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。
【0078】
ここで、固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。
【0079】
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基材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。
【0080】
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。
【0081】
なお、基材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。
【0082】
加熱温度としては一般に、100℃以上の高温が必要となるが、基材の耐熱性から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基材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。
【0083】
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、液晶性組成物に上述したように光重合開始剤が添加されていることが好ましい。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。
【0084】
以上のような一連の工程(塗布工程、配向処理工程及び固化処理工程)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を備えた投影スクリーン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を備えた投影スクリーンを製造することが可能である。ここで、光の拡散性を有する偏光選択反射層上に、さらに偏光選択反射層を塗布した場合、下層の配向状態が継続されることから、配向制御をする層を間に設ける必要は特にないが、例えば易接着層等の他の層を形成してもよい。
【0085】
(基材)
次に、本発明の投影スクリーンに用いられる基材について説明する。本発明の投影スクリーンに用いられる基材としては、上記偏光選択反射層が形成可能であれば、特に限定されるものではないが、本発明においては、中でも可視光領域の波長の光を吸収するものであることが好ましく、具体的には400nm〜700nmの範囲内の光を吸収するものであることが好ましい。これにより、上記コレステリック液晶の円偏光と逆の円偏光や、上記偏光選択反射層が反射する特定の波長以外の波長の光が入射した場合に、反射を防止することができ、明度の高い投影スクリーンとすることができるからである。
【0086】
このような可視光領域の波長を吸収する基材としては、例えば黒い顔料を練りこんだプラスチックフィルム等とすることができる。また、透明なプラスチックフィルム等の上に、光吸収層が形成されたものであってもよく、この光吸収層は上記偏光選択反射層が形成される側に形成されるものであってもよく、また反対側に形成されるものであってもよい。
【0087】
また、本発明においては、上述したように、上記偏光選択反射層における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、基材が表面の配向の少ない材料としてもよい。表面の配向の少ない材料としては、例えば延伸等されていないプラスチックフィルムや、ラビング処理等されていないものを用いることができる。通常、偏光選択反射層は規則性が良好となるように、延伸やラビング処理等が施されたプラスチックフィルム等に形成されるものであるが、本発明においては、延伸やラビング処理等が施されていない基材上に上記偏光選択反射層を形成することにより、基材表面の液晶が規則的に配向せず、これにより上記偏光選択反射層のコレステリック液晶構造の配向を乱すことが可能となるからである。
【0088】
上記基材に用いられる材料としては、特に限定されるものではなく例えばプラスチックフィルムや、金属、紙、ガラス等が挙げられる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリカーボネート系高分子、ポリアリレートやポリエチレンテレフタレート等の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等の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、ポリメチルメタクリレート系高分子等の熱可塑性ポリマー等からなるフィルムを用いることができる。
【0089】
また、本発明に用いられる基材の膜厚としては、その投影スクリーンの用途や種類等により適宜選択されるものであり、例えば投影スクリーンが巻き取り式で用いられる場合には、通常15μm〜300μm、中でも25μm〜100μmとすることができる。また、巻き取り式で用いられず、例えばパネル型等のようにフレキシブル性を要求されない場合には、基材の膜厚は特に限定されるものではない。
【0090】
また、本発明に用いられる基材は、上記偏光選択反射層との密着性を向上させるために、例えばコロナ処理やUV洗浄等により、表面を処理したものであってもよい。
【0091】
またさらに、易接着層が形成されているプラスチックフィルム等を用いてもよく、例えば易接着層付PETフィルムA4100(商品名 東洋紡社製)や易接着材料AC−X、AC−L、AC−W(商品名 パナック社製)等を用いてもよい。
【0092】
(投影スクリーン)
次に、本発明の投影スクリーンについて説明する。本発明の投影スクリーンは、上記基材上に、上記偏光選択反射層が形成されたものであれば、特に限定されるものではなく、例えば図4に示すように、基材1上に、密着性向上層4が形成され、その密着性向上層4上に上記偏光選択反射層2が形成されるものであってもよい。また、上述したように、上記偏光選択反射層は、1層に限定されるものではなく、例えば図4に示すように、赤色偏光選択反射層(2R)、緑色偏光選択反射層(2G)、青色偏光選択反射層(2B)等としてもよく、またさらに、他の色の層等を設けたものであってもよい。
【0093】
本発明によれば、偏光選択反射層がコレステリック液晶構造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で約50%しか反射しないようにすることができる。このため、白表示などの明表示の部分の明るさが同じ場合でも、黒表示などの暗表示の部分の明るさを略半分にして、映像のコントラストを略2倍にすることができる。なおこのとき、投射された映像光が、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光(例えば右円偏光)を主として含むようにすれば、投射された映像光を偏光選択反射層で略100%反射することができ、映像光を効率的に反射することができる。
【0094】
また、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、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、偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光(例えば選択反射波長域内の右円偏光)を拡散させながら反射する一方で、その他の光(例えば選択反射波長域内の左円偏光、選択反射波長域外の右円偏光及び左円偏光)については拡散させずに透過させることができる。このため、偏光選択反射層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。
【0095】
以上のように、本発明によれば、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内に含まれる構造的な不均一性の作用によって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ことができる。
【0096】
なお、本発明においては、上記密着性向上層を形成することが好ましく、この密着性向上層は、上記基材と上記偏光選択反射層との密着性を向上させるために設けられるものである。このような密着性向上層としては、特にその種類や材料等は特に限定されるものではなく、例えばアクリル系やエポキシ系の材料等を用いることができる。
【0097】
また、必要に応じて適宜、傷つき防止層や、低反射層、紫外線防止層等を設けたものであってもよい。
【0098】
なお、本発明においては、上記投影スクリーンに像を射出する機器は、上記投影スクリーンに光の濃淡により画像を映し出すことが可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば光源の前にフィルム等を配置することによって画像を形成する映写機のようなものであってもよい。本発明においては中でも、CRT方式等の自発光タイプ、液晶方式、DLP方式等のライトバルブタイプの投影機を用いることが好ましく、特に射出される光を円偏光に偏光させることが好ましい。例えば液晶方式の投影機であれば、射出させる直線偏光を円偏光に変換する位相差版を通過させることによって、ほとんど光量の損失がなく、円偏光に変換することが可能となる。この際、用いられる位相差板としては、1/4波長を有するものであることが好ましく、具体的には視感度が最も高い550nmに合せて、137.5nmであるものを用いることが好ましい。さらに、射出されるRGB全ての波長に適用させることから、広帯域1/4波長位相差板であることが特に好ましい。また、また材料の複屈折の制御による単体の位相差板、または1/4波長位相差板と1/2波長位相差板を組み合わせたものを用いてもよい。ここで、上記位相差板は、投影機内部に組み込まれているものであってもよく、また外付けで射出口に装着させるものであってもよい。
【0099】
また、CRT方式およびDLP方式の投影機は、射出光が偏光制御されていないことから、光学素子を介して直線偏光にし、位相差板を配置することが好ましい。この場合、投影機自体の光量は半減するが、コントラスト向上効果を得ることが可能となる。
【0100】
また、本発明においては上記投影スクリーンが使用される室内の照明や外光は、上記投影スクリーンが反射する円偏光と反対の円偏光とされることが好ましい。これにより、外光や照明等が投影スクリーンに入射した場合であっても、投影スクリーンがその光を反射することなく、吸収されることから、明るい環境でも明度が高いものとすることができるからである。この際、上記照明や外光を制御する方法としては、吸収型の円偏光板や、円偏光分離層、直線偏光分離層を用いる反射型の円偏光板等を用いることができる。
【0101】
B.偏光選択反射層形成用塗工液
次に、本発明の偏光選択反射層形成用塗工液について説明する。
【0102】
本発明の偏光選択反射層形成用塗工液は、基材と、前記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層を形成するための偏光選択反射層形成用塗工液であって、前記偏光選択反射層形成用塗工液は、前記コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する非液晶性化合物と、前記コレステリック液晶構造を形成するコレステリック規則性を有する重合性液晶材料とを有することを特徴とするものである。
【0103】
本発明の偏光選択反射層形成用塗工液を用いて形成された偏光選択反射層であれば、コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されるため、投影された光を鏡面反射することなく、また偏光分散機能を損なうことなく拡散させることが可能となる。
【0104】
このような本発明の偏光選択反射層形成用塗工液は、コレステリック規則性を有する重合性液晶材料と、コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する非液晶性化合物とを有するものであるが、このような偏光選択反射層形成用塗工液を用い偏光選択反射層を形成する際に、粘性や配向性を調整する等の面から、これらが適切な溶媒に溶解または分散したものであってもよい。さらに必要に応じ、光重合開始剤、増感剤、レベリング剤等の一般的に偏光選択反射層を形成する際に使用する添加剤等が添加されたものであってもよい。
【0105】
なお、上記重合性液晶材料、非液晶性化合物、溶媒および各種添加剤に関しては、上述した「A.投影スクリーン」の各項目の中に記載したものと同様であるためここでの説明は省略する。
【0106】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0107】
【実施例】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【0108】
[実施例]
紫外線硬化型ネマチック液晶からなる主剤にカイラル剤を添加したモノマー混合液晶をシクロヘキサノン溶解し、光重合開始剤(チバガイギー製)を5重量%添加し、非液晶性化合物として3官能アクリレートモノマーを液晶に対して15重量%を混合した。上記で得られたコレステリック液晶塗工液1を、200mm□の延伸黒ペット基材(パナック社製)にバーコートにより塗布した。その後80℃のオーブンで90秒、乾燥および配向処理を行い、溶剤が除去されたコレステリック液晶膜を得た。次に紫外線(50mW/cm、1分)を照射し硬化させることにより1層目の440nmに選択反射帯域を有する偏光選択反射層を得た。次に上記の偏光選択反射層上に直接、2層目の塗工液2を1層目と同様にして塗布し、乾燥、配向、硬化処理を行った。2層目の塗工液2は塗工液1と同様にして調製し、カイラル剤の添加量により、550nmに選択反射中心波長を有する液晶組成とした。上記と同様にして、3層目に600nmに選択反射中心波長を有する偏光選択反射層を積層した。以上により440、550、600nmを選択波長に含む偏光選択反射機能を有する投影スクリーン1を得た。各層の膜厚は1層目を3μm、2層目を4μm、3層目を5μmとした。
【0109】
以上により、拡散角が±30°の拡散コレステリック層を有するスクリーンを得た。
【0110】
ここでいう拡散角とは、スクリーン平面法線方向を基準に30°の角度から光を入射し、そのときの後方散乱を測定した場合に、最大反射強度(界面反射分を除く)となる測定角を0°としたとき、その最大反射強度の1/3の反射強度をもつ測定角を意味するものである。
【0111】
[比較例]
液晶塗工液に非液晶性化合物を添加しない以外は、実施例と同様にしてスクリーンを作製した。この場合、コレステリック層に拡散性が得られず、鏡面反射をするものが得られた。
【0112】
【発明の効果】
本発明によれば、非液晶性化合物を含有する偏光選択反射層とすることにより、偏光選択反射層が有するコレステリック液晶構造を構造的に不均一とすることができ、投影された光を鏡面反射することなく、また偏光分散機能を損なうことなく拡散させることが可能となり、映像の視認性に優れた投影スクリーンとすることができる。また、投影機から投影される光を、所定の円偏光に偏光することにより、投影された光を効率よく反射することができる。さらに、コレステリック液晶の特定波長反射性および円偏光性によって、外光の反射による影響を防止することができることから、明るい環境のもとでも明度の高い投影スクリーンとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の投影スクリーンの一例を示す説明図である。
【図2】本発明における偏光選択反射層の光学的機能を説明するための説明図である。
【図3】本発明における偏光選択反射層が有するコレステリック液晶構造の構造的な不均一性を説明するための説明図である。
【図4】本発明の投影スクリーンの他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 … 基材
2 … 偏光選択反射層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection screen used for projection by a projector, for example.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a projection system for projecting light from a projector onto a projection screen and projecting an image or the like is used for business use or home use.
[0003]
A projection screen used in such a projection system usually has a transparent or translucent porous fine particle held in a transparent medium and a reflective material disposed behind the transparent fine particle. 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.
[0004]
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 was a problem of being.
[0005]
In order to solve such problems, a projection screen (see Patent Document 1) that suppresses reflection of external light or the like using cholesteric liquid crystal has been proposed. However, since the surface of the cholesteric liquid crystal is a mirror surface, the projected light is specularly reflected, so that it has not been put into practical use.
[0006]
As another method, Patent Document 2 discloses a projection screen that uses a diffusive multilayer reflective polarizer or the like as a reflective polarization element. In addition to preventing reflection of light, the reflection of the reflected light is imparted by interfacial reflection of materials having different refractive indexes constituting the multilayer reflective polarizing material or by a diffusing element provided separately from the multilayer reflective polarizing material. Things are listed. Further, the projection screen uses a cholesteric reflective polarizing material as a reflective polarizing element, and the reflective polarizing element and the diffusing element are used in combination. In addition, there is also described that the light is not reflected, and a scattering effect is given to the reflected light by a diffusing element provided separately from the cholesteric reflective polarizing material.
[0007]
However, the former described in Patent Document 2 is based on a linearly polarizing element such as a multilayer reflective polarizing material (such as DBEF manufactured by 3M), and is used by being incorporated in a projection system or the like. In such a case, it is necessary to match the plane of polarization with a projector such as a liquid crystal projector that emits linearly polarized light. If the planes of polarization do not match, a good image display cannot be realized. was there.
[0008]
Moreover, in the latter thing described in the said patent document 2, although circularly polarizing elements, such as a cholesteric reflective polarizing material, are used as a reflective polarizing element, the spreading | diffusion provided in the observer side of the reflective polarizing element Since the element imparts a scattering effect to the reflected light, the polarization separation function provided by the reflective polarizing element is impaired, and there is a problem that the visibility of the image cannot be sufficiently improved.
[0009]
In other words, since the diffusing element is provided on the viewer side of the reflective polarizing element, the light is transmitted through the diffusing element before entering the reflective polarizing element, and the polarization state is disturbed (which is Called "bias"). Here, there are two types of light that pass through the diffusing element: ambient light (external light, etc.) and image light. When the polarization state of the ambient light is disturbed by the diffusing element, The light to be transmitted is converted into a component reflected by the reflective polarizing element by 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 there is a problem in that the visibility of images cannot be sufficiently improved.
[0010]
Furthermore, in the above invention, in order to prevent glare, it is necessary to form a glare prevention layer, and there is a problem that the polarization separation function is lowered by this glare prevention layer.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-5-107660
[Patent Document 2]
Special Table 2002-540445
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
From the above, it is desired to provide a projection screen that can be used in a bright environment and has high brightness.
[0013]
[Means for solving the problems]
  The present invention is a projection screen having a base material and a polarization selective reflection layer having a cholesteric liquid crystal structure that is formed on the base material and selectively reflects light of a specific polarization component. The layer contains a non-liquid crystalline compound that forms the cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniformly, and the non-liquid crystalline compound is polymerizable in a state before the cholesteric liquid crystal layer is solidified, and the non-liquid crystalline Compound is modified acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, epoxy resinSelected from the group consisting ofA projection screen is provided.
[0014]
  Usually, reflection by a layer having a cholesteric liquid crystal structure becomes a mirror surface, so it is difficult to use as a projection screen, but according to the present invention, by using a polarization selective reflection layer containing a non-liquid crystalline compound, The cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer can be structurally non-uniform, and the projected light can be diffused without specular reflection and without impairing the polarization dispersion function. It can be set as the projection screen excellent in property. Further, by polarizing the light projected from the projector into a predetermined circularly polarized light, the projected light can be efficiently reflected. Furthermore, since the influence of reflection of external light can be prevented by the specific wavelength reflectivity and circular polarization of the cholesteric liquid crystal, a projection screen with high brightness can be obtained even in a bright environment. In addition, since it is possible to view the image without forming surface irregularities (matte shape) such as a glare-preventing layer, a projection screen capable of obtaining clear image quality without roughness is provided. be able to.
In addition, if a non-liquid crystalline compound having polymerizability in the state before solidification of the cholesteric liquid crystal layer, such a polymerizable non-liquid crystal is formed when polymerizing with a polymerizable liquid crystal material having cholesteric regularity to form a liquid crystal structure. Since the liquid crystal structure formed by polymerization with the volatile compound disturbs the orientation of the cholesteric liquid crystal structure, the polarization selective reflection layer can be formed so that the cholesteric liquid crystal structure is structurally nonuniform. Moreover, since it superposes | polymerizes with polymeric liquid crystal material and forms a polarization selective reflection layer, it can be set as a highly stable polarization selective reflection layer.
[0016]
Furthermore, in the present invention, it is preferable that the polarization selective reflection layer has a wavelength region having a reflection intensity that is more than half of the maximum reflection intensity of the polarization selective reflection layer in only a part of the visible light region. This makes it possible to selectively reflect light having a specific wavelength in the visible light range. In addition, by matching the specific wavelength range to the light from the projector, etc., only the image light is efficiently reflected, and the amount of light reflected by the cholesteric liquid crystal structure is reduced for external light and illumination light. This is because a projection screen with high brightness can be obtained even in a brighter environment.
[0017]
In the present invention, the polarization selective reflection layer has a selective reflection center wavelength in a range of 430 to 460 nm, 540 to 570 nm, and 580 to 620 nm on the basis of a case where light is perpendicularly incident on the polarization selective reflection layer. It is preferable to selectively reflect light existing in the light source. This is because, for example, light in the wavelength range of the three primary colors irradiated from a liquid crystal projector or the like can be reflected, and a projection screen capable of good color display can be obtained.
[0018]
  Further, in the present invention, the polarization selective reflection used for a projection screen having a base material and a polarization selective reflection layer having a cholesteric liquid crystal structure that is formed on the base material and selectively reflects light of a specific polarization component. A polarizing selective reflection layer forming coating liquid for forming a layer, wherein the polarizing selective reflection layer forming coating liquid comprises a non-liquid crystalline compound that forms the cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniformly; A polymerizable liquid crystal material having a cholesteric regularity that forms the cholesteric liquid crystal structure, the non-liquid crystalline compound has a polymerizable property in a state before solidification of the cholesteric liquid crystal layer, and the non-liquid crystalline compound is: Modified acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, epoxy resinSelected from the group consisting ofA polarizing selective reflection layer-forming coating solution is provided.
[0019]
  In the case of a polarization selective reflection layer formed using such a coating liquid for forming a polarization selective reflection layer, the cholesteric liquid crystal structure is structurally non-uniformly formed, so that the projected light is specularly reflected. In addition, it is possible to diffuse without impairing the polarization dispersion function.
In addition, if a non-liquid crystalline compound having polymerizability in the state before solidification of the cholesteric liquid crystal layer, such a polymerizable non-liquid crystal is formed when polymerizing with a polymerizable liquid crystal material having cholesteric regularity to form a liquid crystal structure. Since the liquid crystal structure formed by polymerization with the volatile compound disturbs the orientation of the cholesteric liquid crystal structure, the polarization selective reflection layer can be formed so that the cholesteric liquid crystal structure is structurally nonuniform. Moreover, since it superposes | polymerizes with polymeric liquid crystal material and forms a polarization selective reflection layer, it can be set as a highly stable polarization selective reflection layer.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the projection screen and the polarizing selective reflection layer forming coating liquid of the present invention will be described.
[0021]
A. Projection screen
First, the projection screen of the present invention will be described in detail.
[0022]
The projection screen of the present invention is a projection screen comprising a base material and a polarization selective reflection layer having a cholesteric liquid crystal structure that is formed on the base material and selectively reflects light of a specific polarization component, The polarization selective reflection layer contains a non-liquid crystalline compound that forms the cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniformly.
[0023]
For example, as shown in FIG. 1, the projection screen of the present invention has a base material 1 and a polarization selective reflection layer 2 formed on the base material 1. In the present invention, since the cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer 2 can be formed structurally non-uniformly by incorporating a non-liquid crystalline compound into the polarization selective reflection layer 2, projection from the projector 3. The diffused light can be diffused and reflected.
[0024]
In the present invention, the polarization selective reflection layer is made of a liquid crystalline composition exhibiting cholesteric regularity, and the liquid crystal molecule director rotates continuously in the thickness direction of the layer as the physical molecular arrangement of the liquid crystal molecules. Based on the physical molecular arrangement of such liquid crystal molecules, it has polarization separation characteristics that separates a circularly polarized light component in one direction and a circularly polarized light component in the opposite direction. is doing. That is, in the polarization selective reflection layer, the unpolarized light incident along the spiral axis is separated into two polarized light (right circularly polarized light and left circularly polarized light), one of which is transmitted and the other is reflected. The This phenomenon is known as circular dichroism, and when a spiral direction in the spiral structure of liquid crystal molecules is appropriately selected, a circularly polarized component having the same optical rotation direction as this spiral direction is selectively reflected.
[0025]
In this case, the maximum optical rotation light scattering is the wavelength λ of the following equation (1).0It occurs in.
[0026]
λ0= 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 orthogonal to the helical axis.
[0027]
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.
[0028]
Δλ = Δn · p (2)
That is, for example, as shown in FIG. 2, unpolarized light (right circularly polarized light 11R and left circularly polarized light 11L within the selective reflection wavelength region, right circularly polarized light 12R outside the selective reflection wavelength region, and the like, which is incident from the viewer side of the projection screen. The left circularly polarized light 12L) has a selective reflection center wavelength λ according to the polarization separation characteristics as described above.0One circularly polarized light component (for example, the right circularly polarized light 11R within the selective reflection wavelength region) belonging to the range (selective reflection wavelength region) of the wavelength bandwidth Δλ centered on is reflected as the reflected light 13 and other light (for example, selected light) Left circularly polarized light 11L within the reflection wavelength region, right circularly polarized light 12R and left circularly polarized light 12L outside the selective reflection wavelength region) are transmitted.
[0029]
Therefore, according to the present invention, the projected light can be efficiently reflected by using the polarization selective reflection layer as a layer that reflects a specific wavelength of polarized light on the same side as the light emitted from a projector or the like. Therefore, a projection screen with high brightness can be obtained. In addition, for external light, illumination light, and the like, only light having a specific wavelength is reflected by the polarization selective reflection layer, and light having other wavelengths is not reflected. As a result, it is possible to transmit more than half of the wavelengths included in the external light and the like, and a projection screen with high brightness can be obtained even in an environment where illumination light, external light, or the like exists.
[0030]
In the present invention, the cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer can be made structurally non-uniform by including a non-liquid crystalline compound in the polarization selective reflection layer, so that it is incident on the cholesteric liquid crystal. The light having the specific wavelength is scattered and reflected (diffused). As a result, the observer can visually recognize the reflected light reflected by the projection screen. In addition, diffusivity can be obtained by using a non-liquid crystalline compound to form a cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniformly, so that the polarization selective reflection layer diffuses and reflects without impairing the polarization separation function. It has the advantage of being able to.
[0031]
Hereinafter, each configuration of the projection screen of the present invention will be described.
[0032]
(Polarization selective reflection layer)
First, the polarization selective reflection layer used in the projection screen of the present invention will be described. The polarization selective reflection layer used in the projection screen of the present invention is formed on a substrate to be described later and has a cholesteric liquid crystal structure that selectively reflects light of a specific polarization component. It contains a non-liquid crystalline compound that forms non-uniformly.
[0033]
Here, to make the cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniform means that when the polarization selective reflection layer is oriented, the orientation directions of the liquid crystal phases are not uniform and are in a disordered state. Specifically, as shown in FIG. 3, the direction of the helical axis L of the helical structure region 30 included in the cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer 2 is not shown, but not shown Take a cross-sectional TEM picture of the dyed cholesteric liquid crystal structure film so that at least a part of the layer surface (surface with the same liquid crystal molecule director in the XY direction) is not parallel to the surface of the polarization selective reflection layer And a continuous curve of the layers appearing in the light and shade pattern is not parallel to the substrate surface). The present invention is characterized in that a non-liquid crystalline compound is contained in the polarization selective reflection layer in order to form a polarization selective reflection layer having a structurally non-uniform cholesteric liquid crystal structure.
[0034]
In addition, the “diffusion” caused by the structural non-uniformity of the cholesteric liquid crystal structure is such that the observer recognizes the reflected light (image light) reflected by the projection screen 3 as an image as shown in FIG. To spread or scatter to the extent that can be done.
[0035]
Here, in the polarization selective reflection layer used in the present invention, the wavelength region having a reflection intensity of more than half of the maximum reflection intensity of the polarization selective reflection layer is a visible light region (for example, a wavelength region of 400 nm to 700 nm). It is preferable that it is only a part. This makes it possible to selectively reflect light having a specific wavelength in the visible light range. As described above, since the cholesteric liquid crystal strongly reflects light having a specific wavelength, light having a wavelength other than the specific wavelength is almost absorbed by the substrate or the like. Therefore, when external light, illumination light, or the like is incident on the projection screen, reflection of external light or illumination light is made by making the wavelength region of light strongly reflected by the cholesteric liquid crystal structure part of visible light. This is because a projection screen with high brightness can be obtained even in a brighter environment. The wavelength range reflected by the cholesteric liquid crystal constituting the polarization selective reflection layer is determined by the length of the helical pitch of the cholesteric liquid crystal.
[0036]
In addition, the polarization selective reflection layer of the present invention may be composed of one type of helical pitch length as long as it can reflect light having a wavelength irradiated from a light source such as a projector. When the wavelength band of red (R) and green (G) is included in the wavelength bandwidth of the selective reflection wavelength band with one spiral pitch length, the spiral pitch length of these wavelengths and the blue (B) spiral It is preferable to have a pitch length, and it is particularly preferable to have a helical pitch length of each wavelength of red (R), blue (B), and green (G). This is because the light normally emitted from the projector consists of red (R), blue (B), and green (G), and color display is realized by these three primary colors.
[0037]
In the present invention, the above wavelengths are specifically 430 nm to 460 nm for blue (B), 540 to 570 nm for green (G), and 580 to 620 nm for red (R), although depending on the type of projector. It is preferable to selectively reflect the wavelength. This is because a color screen can be displayed even if there is a difference in wavelength depending on the design of the apparatus, the type of light source, and the like, and a projection screen capable of expressing good white can be obtained.
[0038]
Such a polarization selective reflection layer having a plurality of helical pitch lengths can be formed by laminating layers having a cholesteric liquid crystal structure each having a helical pitch length.
[0039]
Moreover, it is preferable that the polarization selective reflection layer (each layer in the case where the polarization selective reflection layer is composed of a plurality of layers) has a thickness that reflects 100% of specific polarized light. The reflectance of the polarization selective reflection layer with respect to the polarization depends on the thickness of the polarization selective reflection layer, and is less than 100% with respect to light of a specific polarization component (for example, right circularly polarized light) that is selectively reflected. This is because the image light cannot be reflected efficiently if the reflectance is. In order to set the reflectance to 100%, it is usually preferable to set the pitch to 4 to 8 pitches. Specifically, although it depends on the type of material of the polarization selective reflection layer and the wavelength of specific polarization, 1 μm to 10 μm. If it is thinner than the above film thickness, the reflectance will be low, making it difficult to reproduce the image projected on the projection screen with good brightness, and if it is thicker than the above film thickness, it will be difficult to control the cholesteric liquid crystal structure. This is because unevenness may occur.
[0040]
Such a polarization selective reflection layer in the present invention comprises a non-liquid crystalline compound used for forming a cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniformly and a polymerizable liquid crystal material having a cholesteric regularity forming a cholesteric liquid crystal structure. Have. Hereinafter, the material used for the polarization selective reflection layer and the method for forming the polarization selective reflection layer in the present invention will be described.
[0041]
(1) Non-liquid crystalline compounds
First, the non-liquid crystalline compound used in the present invention will be described.
[0042]
The non-liquid crystalline compound used in the present invention forms a cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniformly so as to disturb the alignment of the cholesteric liquid crystal structure formed by a polymerizable liquid crystal material described later.
[0043]
Such a non-liquid crystalline compound is not particularly limited as long as it is non-liquid crystalline and can form a cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniformly. For example, non-polymerizable non-liquid crystalline compounds such as surfactants, photopolymerization initiators, photopolymerization inhibitors, etc. that are generally used as additives when forming a polarization selective reflection layer, and produced during the synthesis of polymerizable liquid crystal materials And by-products, fine particles, and polymerizable non-liquid crystalline compounds.
[0044]
The amount of such a non-liquid crystalline compound added is not particularly limited as long as the cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer is structurally nonuniform. Specifically, the observer recognizes the reflected light (image light) reflected by the projection screen as an image in consideration of the difference in effect obtained according to the polymerizable liquid crystal material and non-liquid crystal compound used. It is preferable to appropriately adjust the addition amount so that diffusibility can be obtained. On the other hand, it is not preferable to increase the amount of addition so that selective reflection does not occur.
[0045]
Among such non-liquid crystalline compounds, a polymerizable non-liquid crystalline compound is preferable in the present invention. If it is a non-liquid crystalline compound having polymerizability, when the liquid crystal structure is polymerized with a polymerizable liquid crystal material described later to form a liquid crystal structure, the liquid crystal structure formed by polymerizing with such a polymerizable non-liquid crystalline compound is a cholesteric compound. This is because the polarization selective reflection layer can be formed so that the cholesteric liquid crystal structure is structurally nonuniform because the orientation of the liquid crystal structure is disturbed. Moreover, since it superposes | polymerizes with polymeric liquid crystal material and forms a polarization selective reflection layer, it can be set as a highly stable polarization selective reflection layer.
[0046]
Specific examples of polymerizable non-liquid crystalline compounds include modified acrylates, urethane acrylates, polyester acrylates, and epoxy resins. These may be monofunctional or polyfunctional, and there are monomer and oligomer types. 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. Moreover, the compound represented by a following formula can also be used.
[0047]
[Chemical 1]
Figure 0004346014
[0048]
[Chemical formula 2]
Figure 0004346014
[0049]
[Chemical 3]
Figure 0004346014
[0050]
The amount of the polymerizable non-liquid crystalline compound added is not particularly limited as long as the cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer can be structurally nonuniformly formed. In the range of 1% by weight to 30% by weight, particularly in the range of 5% by weight to 15% by weight with respect to the liquid crystal.
[0051]
(2) Polymerizable liquid crystal material
Next, the polymerizable liquid crystal material will be described. The polymerizable liquid crystal material in the present invention is not particularly limited as long as it has cholesteric regularity. For example, chiral nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal and the like can be mentioned, and among them, a polymerizable liquid crystal material having a polymerizable functional group at both ends of the molecule is preferable. This is because an optically stable projection screen can be obtained after curing. In addition, when the polymerizable liquid crystal material exhibits nematic regularity or smectic regularity, a polymerizable chiral agent may be used.
[0052]
As an example of the polymerizable liquid crystal material having such a polymerizable functional group, for example, compound (I) represented by the following general formula (1) can be given. As the compound (I), it is also possible to use a mixture of two compounds included in the general formula (1). Furthermore, it may be composed of the compound (I) and the compound (II) represented by the following general formulas (2) to (12).
[0053]
As the compound (I), two kinds of compounds included in the general formula (1) can be mixed and used.
[0054]
[Formula 4]
Figure 0004346014
[0055]
[Chemical formula 5]
Figure 0004346014
[0056]
In general formula (1) representing compound (I), R1And R2Each represents hydrogen or a methyl group, but from the wide temperature range showing the liquid crystal phase, R1And R2Both are preferably hydrogen. 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, a and b which show the chain length of the (meth) acryloyloxy group of the molecular chain both ends of compound (I), and the alkylene group which is a spacer with an aromatic ring are respectively arbitrary integers in the range of 2-12. Although it can take, it is preferable that it is the range of 4-10, and it is more preferable that it is the range of 6-9. 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 preferred because the temperature range showing liquid crystallinity is narrow.
[0057]
In the example described above, an example of a polymerizable liquid crystal monomer has been described. However, in the present invention, a polymerizable liquid crystal oligomer, a polymerizable liquid crystal polymer, or the like can be used. As such a polymerizable liquid crystal oligomer and a polymerizable liquid crystal polymer, those conventionally proposed can be appropriately selected and used.
[0058]
(3) Chiral agent
In the present invention, a chiral nematic liquid crystal having a cholesteric regularity in which a chiral agent is added to a nematic liquid crystal can also be suitably used.
[0059]
The chiral agent used in the present invention is a low molecular compound having an optically active site and means a compound having a molecular weight of 1500 or less. The chiral agent is mainly used for the purpose of inducing a helical pitch in the positive uniaxial nematic regularity expressed by the polymerizable liquid crystal material as shown in, for example, the compound (I) or the compound (II) used as necessary. . As long as this object is achieved, the polymerizable liquid crystal material, for example, the compound (I) or a mixture of the compound (I) and the compound (II) is compatible with each other in a solution state or a molten state, and the above nematic regularity is obtained. As long as the desired helical pitch can be induced in the polymerizable liquid crystal material without impairing the liquid crystallinity of the polymerizable liquid crystal material, the kind of the low-molecular compound as a chiral agent shown below is not particularly limited. It is preferable to have a polymerizable functional group in order to obtain an optical element having good heat resistance. It is essential that the chiral agent used for inducing a helical pitch in the liquid crystal has at least some chirality in the molecule. Accordingly, the chiral agent that can be used in the present invention 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, a chiral sulfoxide, Alternatively, compounds having axial asymmetry such as cumulene and binaphthol can be exemplified. More specifically, commercially available chiral nematic liquid crystal, for example, S-811 manufactured by Merck Co., etc. may be mentioned.
[0060]
However, depending on the properties of the selected chiral agent, nematic regularity destruction and orientation formed by the polymerizable liquid crystal material exemplified by the compound (I) or a mixture of the compound (I) and the compound (II) Or when the compound is non-polymerizable, the curability of the liquid crystalline composition may be lowered and the reliability of the cured film may be lowered. Furthermore, the use of a large amount of a chiral agent having an optically active site causes an increase in the cost of the composition. Therefore, when producing a circularly polarized light controlling optical element having a short pitch cholesteric regularity, a helical pitch is induced in a chiral agent having an optically active site to be contained in the polymerizable liquid crystal material used in the present invention. It is preferable to select a chiral agent having a large effect. Specifically, the low molecular compound (III) having axial asymmetry in the molecule as represented by the general formula (13), (14) or (15) Use is preferred.
[0061]
[Chemical 6]
Figure 0004346014
[0062]
[Chemical 7]
Figure 0004346014
[0063]
[Chemical 8]
Figure 0004346014
[0064]
In the general formula (13) or (14) representing the chiral agent (III), RFourRepresents 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) It is preferable that Moreover, d and e which show the chain length of an alkylene group can take arbitrary integers in the range of 2-12 individually, but it is preferable that it is the range of 4-10, and is the range of 6-9. Is more preferable. The compound of general formula (13) or (14) in which the value of d or e is 0 or 1 lacks stability, is susceptible to hydrolysis, and has high crystallinity. On the other hand, a compound having a d or e value of 13 or more has a low melting point (Tm). These compounds are less compatible with the compound (I) exhibiting liquid crystallinity or with the mixture of the compound (I) and the compound (II), and may cause phase separation depending on the concentration.
[0065]
The amount of the chiral agent blended in the polymerizable liquid crystal material of the present invention is determined in consideration of the helical pitch inducing ability and the cholesteric property of the finally obtained circularly polarized light controlling optical element. Specifically, although it varies greatly depending on the polymerizable liquid crystal material to be used, 0.01 to 60 parts by weight, preferably 0.1 to 40 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the total amount of the polymerizable liquid crystal material. Is selected in the range of 0.5 to 30 parts by weight, most preferably 1 to 20 parts by weight. When the blending amount is less than the above range, the polymerizable liquid crystal material may not be provided with sufficient cholesteric properties. When the blending amount exceeds the above range, the orientation of the molecule is inhibited and adversely affects when cured by actinic radiation. There is a risk of affecting.
[0066]
In the present invention, it is not essential that such a chiral agent has polymerizability. However, in consideration of the thermal stability and the like of the obtained polarization selective reflection layer, it is preferable to use a polymerizable chiral agent that can be polymerized with the above-described polymerizable liquid crystal material and fix the cholesteric regularity.
[0067]
(4) Other
In addition to the non-liquid crystalline compound, the polymerizable liquid crystal material, and the chiral agent, the polarization selective reflection layer used in the present invention includes, as necessary, a photopolymerization initiator, a sensitizer, and a leveling agent. For example, a material used for a general polarization selective reflection layer may be appropriately used.
[0068]
Examples of the photopolymerization initiator used in the present invention include benzyl (also referred to as bibenzoyl), benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoyl benzoic acid, benzoyl methyl benzoate, and 4-benzoyl-4'-methyl diphenyl sulfide. Benzylmethyl ketal, dimethylaminomethyl benzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methylobenzoyl formate, 2 -Methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, -(4- 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-propoxythioxanthone And so on. 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.
[0069]
Here, the addition amount of the photopolymerization initiator is preferably 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight.
[0070]
In the present invention, depending on the above-mentioned additives, the cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer may be structurally non-uniformly formed. , And so on depending on the purpose and the like.
[0071]
(5) Formation of polarization selective reflection layer
In the present invention, the above-mentioned polarization selective reflection layer can be obtained by applying a composition obtained by mixing the above-mentioned materials onto a substrate described later, orienting and solidifying the composition.
[0072]
As a method of applying the composition on the substrate, the composition obtained by mixing the above materials may be applied as it is, but from the viewpoint of adjusting the viscosity and orientation, it is used by dissolving in an organic solvent. Is preferred. In this case, the solvent to be used is not particularly limited as long as it does not erode the substrate described later. For example, acetone, 3-methoxybutyl acetate, diglyme, cyclohexanone, tetrahydrofuran, toluene, xylene, chlorobenzene , Methylene chloride, methyl ethyl ketone, and the like can be used. In this case, the composition is usually diluted to 5% to 50% by weight, particularly 10% to 30% by weight.
[0073]
In addition, as a method for applying the composition, a generally used method can be used. For example, a roll coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a slide coating method, a die coating method, a slit coating method. It can be carried out by a method, a dipping method or the like. When the substrate is a plastic film, roll-to-roll film coating may be used.
[0074]
Subsequently, the composition is held at a predetermined temperature at which the cholesteric liquid crystal structure is expressed, and the composition is oriented. Note that the cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer finally obtained in the present invention is not in a planar alignment state but structurally non-uniform and in a disordered alignment state. Processing is required. That is, an alignment process that aligns the directors of liquid crystal molecules having a cholesteric liquid crystal structure in a certain direction on the substrate is not required, but an alignment process that forms a plurality of helical structure regions in the cholesteric liquid crystal structure is necessary. Because it becomes.
[0075]
The alignment treatment can be performed by maintaining the above composition at a predetermined temperature at which the cholesteric liquid crystal structure develops. As a result, the cholesteric liquid crystal exhibits a liquid crystal phase, and the liquid crystal molecules themselves are self-assembled to produce a liquid crystal. A helical structure is formed, in which molecular directors are continuously rotated in the layer thickness direction. The cholesteric liquid crystal structure developed in such a liquid crystal phase can fix the cholesteric liquid crystal by a method as described later.
[0076]
In addition, when the solvent is contained in the liquid crystalline composition apply | coated on the base material, such an alignment process process is normally performed with the drying process for removing a solvent. In order to remove the solvent, a drying temperature of 40 to 120 ° C., preferably 60 to 100 ° C. is suitable. The drying time (heating time) exhibits a cholesteric liquid crystal structure, and the solvent is substantially removed. For example, it is preferably 15 to 600 seconds, and more preferably 30 to 180 seconds. In addition, when it turns out that an orientation state is inadequate after drying, it is good to extend a heating time suitably. In addition, when using the vacuum drying method in such a drying process, it is preferable to perform a separate heat treatment for the alignment process.
[0077]
Next, the cholesteric liquid crystal layer that has been aligned in the above-described alignment treatment step is solidified in the cholesteric liquid crystal layer by the solidification treatment step, and the cholesteric liquid crystal structure expressed in the liquid crystal phase is fixed.
[0078]
Here, as a method used in the solidification 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 And (4) a method combining these methods can be used.
[0079]
Among these, the method (1) is a method suitable when a liquid crystal polymer is used as a liquid crystal material exhibiting nematic regularity contained in a liquid crystal composition that is a material of a cholesteric liquid crystal layer. In this method, the liquid crystal polymer is applied to the substrate in a state of being dissolved in a solvent such as an organic solvent. In this case, the solidification with cholesteric regularity can be achieved simply by removing the solvent by a drying process. A cholesteric liquid crystal layer is formed. In addition, about the kind of solvent, drying conditions, etc., what was described in the apply | coating process and orientation process mentioned above can be used.
[0080]
The method (2) is a method in which liquid crystal molecules in the liquid crystalline composition are thermally polymerized by heating to cure the cholesteric liquid crystal layer. 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%.
[0081]
The method of heating the cholesteric liquid crystal layer formed on the substrate is not particularly limited as long as the uniformity of the heating temperature can be obtained, and it can be held in close contact with the hot plate or between the hot plate. A method can be used in which a slight air layer is provided and held so as to be parallel to the hot plate. Further, it may be a method in which the entire specific space such as an oven is heated or passed through the apparatus. In the case of using a film coater or the like, it is preferable to lengthen the drying zone so that a sufficient heating time can be taken.
[0082]
The heating temperature generally requires a high temperature of 100 ° C. or higher, but is preferably about 150 ° C. due to the heat resistance of the substrate. However, if a film specialized in heat resistance is used as the material of the substrate, heating at a high temperature of 150 ° C. or higher is also possible.
[0083]
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 as described above. 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.
[0084]
A projection screen having a polarization selective reflection layer composed of a single cholesteric liquid crystal layer can be produced by performing the above-described series of steps (application step, alignment step and solidification step). By repeating the series of steps, it is possible to manufacture a projection screen having a polarization selective reflection layer composed of a plurality of cholesteric liquid crystal layers. Here, when a polarization selective reflection layer is further coated on the polarization selective reflection layer having light diffusivity, the orientation state of the lower layer is continued, so there is no need to provide a layer for controlling the orientation in between. However, you may form other layers, such as an easily bonding layer, for example.
[0085]
(Base material)
Next, the base material used for the projection screen of the present invention will be described. The base material used for the projection screen of the present invention is not particularly limited as long as the above-mentioned polarization selective reflection layer can be formed. In the present invention, the light of the visible light wavelength is absorbed. It is preferable that it absorbs light within a range of 400 nm to 700 nm. This prevents reflection when circularly polarized light opposite to the circularly polarized light of the cholesteric liquid crystal or light having a wavelength other than a specific wavelength reflected by the polarization selective reflection layer is incident, and projection with high brightness is possible. This is because it can be a screen.
[0086]
As the base material that absorbs the wavelength in the visible light region, for example, a plastic film or the like in which a black pigment is kneaded can be used. Further, a light absorption layer may be formed on a transparent plastic film or the like, and this light absorption layer may be formed on the side where the polarization selective reflection layer is formed. Further, it may be formed on the opposite side.
[0087]
In the present invention, as described above, since the cholesteric liquid crystal structure in the polarization selective reflection layer is structurally non-uniformly formed, the base material may be a material with little surface alignment. As a material with less surface orientation, for example, a plastic film that has not been stretched or a material that has not been rubbed can be used. Usually, the polarization selective reflection layer is formed on a plastic film or the like that has been subjected to stretching or rubbing treatment so that the regularity is good, but in the present invention, it is subjected to stretching or rubbing treatment or the like. By forming the polarization selective reflection layer on a non-base material, the liquid crystal on the surface of the base material is not regularly aligned, thereby making it possible to disturb the orientation of the cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer. Because.
[0088]
The material used for the substrate is not particularly limited, and examples thereof include a plastic film, metal, paper, and glass. Examples of the plastic film include polycarbonate polymers, polyester polymers such as polyarylate and polyethylene terephthalate, polyimide polymers, polysulfone polymers, polyethersulfone polymers, polystyrene polymers, polyethylene and polypropylene. A film made of a thermoplastic polymer such as a polyolefin polymer, a polyvinyl alcohol polymer, a cellulose acetate polymer, a polyvinyl chloride polymer, or a polymethyl methacrylate polymer can be used.
[0089]
Further, the film thickness of the base material used in the present invention is appropriately selected depending on the use and type of the projection screen. For example, when the projection screen is used in a roll-up manner, it is usually 15 μm to 300 μm. In particular, the thickness may be 25 μm to 100 μm. In addition, the film thickness of the base material is not particularly limited when the film is not used in a roll-up type and does not require flexibility such as a panel type.
[0090]
In addition, the base material used in the present invention may have a surface treated by, for example, corona treatment or UV cleaning in order to improve the adhesion with the polarization selective reflection layer.
[0091]
Furthermore, a plastic film or the like on which an easy-adhesion layer is formed may be used. For example, PET film A4100 with an easy-adhesion layer (trade name, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and easy-adhesion materials AC-X, AC-L, AC-W (Trade name, manufactured by Panac) may be used.
[0092]
(Projection screen)
Next, the projection screen of the present invention will be described. The projection screen of the present invention is not particularly limited as long as the polarization selective reflection layer is formed on the base material. For example, as shown in FIG. The property improvement layer 4 may be formed, and the polarization selective reflection layer 2 may be formed on the adhesion improvement layer 4. As described above, the polarization selective reflection layer is not limited to one layer. For example, as shown in FIG. 4, a red polarization selective reflection layer (2R), a green polarization selective reflection layer (2G), It may be a blue polarized light selective reflection layer (2B) or the like, and may further be provided with layers of other colors.
[0093]
According to the present invention, the polarization selective reflection layer 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. It is possible to reflect only about 50% of the ambient light such as 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.
[0094]
In addition, in the polarization selective reflection layer, the cholesteric liquid crystal structure has structural non-uniformity, and the direction of the helical axis L of the helical structure region included in the cholesteric liquid crystal structure varies, so that the image light is mirrored Diffuse reflection, not reflection, makes it easier to see the image. At this time, the polarization selective reflection layer diffuses selectively reflected light due to the structural nonuniformity of the cholesteric liquid crystal structure. ) While being diffused, other light (for example, left circularly polarized light within the selective reflection wavelength region, right circularly polarized light and left circularly polarized light outside the selective reflection wavelength region) can be transmitted without being diffused. For this reason, the above-mentioned “depolarization” problem does not occur with respect to ambient light and image light transmitted through the polarization selective reflection layer, and image visibility is maintained while maintaining the original polarization separation function of the polarization selective reflection layer. Can be improved.
[0095]
As described above, according to the present invention, 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 to increase the contrast of the image, while the structure included in the cholesteric liquid crystal structure. Due to the effect of the non-uniformity, a scattering effect can be given to the reflected light of the image light without reducing the visibility of the image, and the image can be displayed clearly even under bright ambient light.
[0096]
In the present invention, the adhesion improving layer is preferably formed, and this adhesion improving layer is provided in order to improve the adhesion between the substrate and the polarization selective reflection layer. There are no particular limitations on the type and material of such an adhesion improving layer, and for example, an acrylic or epoxy material can be used.
[0097]
Further, if necessary, a scratch prevention layer, a low reflection layer, an ultraviolet ray prevention layer, or the like may be provided.
[0098]
In the present invention, the device that emits an image on the projection screen is not particularly limited as long as it can project an image on the projection screen with light shading. It may be like a projector that forms an image by disposing a film or the like. In the present invention, it is particularly preferable to use a light-emitting type projector such as a CRT system, a liquid crystal system, a DLP system, etc., and it is particularly preferable to polarize emitted light into circularly polarized light. For example, in the case of a liquid crystal projector, by passing through a phase difference plate that converts linearly polarized light to be converted into circularly polarized light, it is possible to convert it into circularly polarized light with almost no light loss. In this case, the retardation plate used preferably has a quarter wavelength, and specifically, it is preferable to use a plate having a wavelength of 137.5 nm in accordance with the highest visibility of 550 nm. Furthermore, since it is applied to all wavelengths of emitted RGB, it is particularly preferable that it is a broadband quarter wavelength phase difference plate. In addition, a single retardation plate by controlling the birefringence of the material, or a combination of a 1/4 wavelength retardation plate and a 1/2 wavelength retardation plate may be used. Here, the retardation plate may be incorporated in the projector, or may be externally attached to the injection port.
[0099]
In addition, since the CRT type and DLP type projectors are not controlled in polarization, it is preferable that the CRT type and DLP type projectors be linearly polarized via an optical element and a phase difference plate be disposed. In this case, the light quantity of the projector itself is halved, but it is possible to obtain a contrast improvement effect.
[0100]
Further, in the present invention, it is preferable that indoor illumination or outside light in which the projection screen is used be circularly polarized light opposite to the circularly polarized light reflected by the projection screen. As a result, even when external light, illumination, or the like is incident on the projection screen, the projection screen absorbs the light without reflecting the light, so that the brightness can be high even in a bright environment. It is. At this time, as a method for controlling the illumination and external light, an absorption type circularly polarizing plate, a reflective type circularly polarizing plate using a circularly polarized light separating layer, a linearly polarized light separating layer, or the like can be used.
[0101]
B. Polarizing selective reflection layer forming coating solution
Next, the polarizing selective reflection layer forming coating solution of the present invention will be described.
[0102]
The polarizing selective reflection layer forming coating liquid of the present invention includes a base material and a polarization selective reflection layer having a cholesteric liquid crystal structure that is formed on the base material and selectively reflects light of a specific polarization component. A polarization selective reflection layer forming coating liquid for forming a polarization selective reflection layer used in a projection screen, wherein the polarization selective reflection layer forming coating liquid has a structurally non-uniform cholesteric liquid crystal structure. It has a non-liquid crystalline compound to be formed and a polymerizable liquid crystal material having cholesteric regularity that forms the cholesteric liquid crystal structure.
[0103]
If the polarization selective reflection layer is formed using the polarization selective reflection layer forming coating liquid of the present invention, the cholesteric liquid crystal structure is structurally non-uniformly formed, so that the projected light is specularly reflected. In addition, it is possible to diffuse without impairing the polarization dispersion function.
[0104]
Such a polarizing selective reflection layer-forming coating solution of the present invention comprises a polymerizable liquid crystal material having cholesteric regularity and a non-liquid crystalline compound that forms a cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniformly. However, when forming a polarization selective reflection layer using such a polarizing selective reflection layer forming coating solution, these are dissolved or dispersed in an appropriate solvent in terms of adjusting the viscosity and orientation. There may be. Further, if necessary, additives such as a photopolymerization initiator, a sensitizer, and a leveling agent, which are generally used when forming a polarization selective reflection layer, may be added.
[0105]
The polymerizable liquid crystal material, the non-liquid crystal compound, the solvent, and various additives are the same as those described in each item of “A. Projection screen” described above, and thus the description thereof is omitted here. .
[0106]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0107]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
[0108]
[Example]
A monomer mixed liquid crystal in which a chiral agent is added to a main component composed of an ultraviolet curable nematic liquid crystal is dissolved in cyclohexanone, 5% by weight of a photopolymerization initiator (manufactured by Ciba Geigy) is added, and a trifunctional acrylate monomer is added to the liquid crystal as a non-liquid crystalline compound. 15% by weight was mixed. The cholesteric liquid crystal coating liquid 1 obtained above was applied to a 200 mm □ stretched black pet base material (manufactured by Panac Co., Ltd.) by bar coating. Thereafter, drying and alignment treatment were performed in an oven at 80 ° C. for 90 seconds to obtain a cholesteric liquid crystal film from which the solvent was removed. Next, ultraviolet rays (50 mW / cm2For 1 minute) to obtain a polarization selective reflection layer having a selective reflection band at 440 nm of the first layer. Next, the coating liquid 2 for the second layer was applied directly on the above polarized light selective reflection layer in the same manner as for the first layer, followed by drying, orientation and curing treatment. The coating liquid 2 for the second layer was prepared in the same manner as the coating liquid 1, and a liquid crystal composition having a selective reflection center wavelength at 550 nm was prepared by adding the chiral agent. In the same manner as described above, a polarization selective reflection layer having a selective reflection center wavelength at 600 nm was laminated as the third layer. Thus, a projection screen 1 having a polarization selective reflection function including 440, 550, and 600 nm as selection wavelengths was obtained. The thickness of each layer was 3 μm for the first layer, 4 μm for the second layer, and 5 μm for the third layer.
[0109]
Thus, a screen having a diffusion cholesteric layer having a diffusion angle of ± 30 ° was obtained.
[0110]
The diffusion angle here refers to the measurement of the maximum reflection intensity (excluding interface reflection) when light is incident at an angle of 30 ° with respect to the normal direction of the screen plane and the backscattering at that time is measured. When the angle is 0 °, it means a measurement angle having a reflection intensity of 1/3 of the maximum reflection intensity.
[0111]
[Comparative example]
A screen was prepared in the same manner as in the example except that the non-liquid crystalline compound was not added to the liquid crystal coating liquid. In this case, the cholesteric layer was not diffusible and a specular reflection was obtained.
[0112]
【The invention's effect】
According to the present invention, by using a polarization selective reflection layer containing a non-liquid crystalline compound, the cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer can be structurally non-uniform, and the projected light is specularly reflected. Therefore, it is possible to diffuse without impairing the polarization dispersion function, and a projection screen with excellent image visibility can be obtained. Further, by polarizing the light projected from the projector into a predetermined circularly polarized light, the projected light can be efficiently reflected. Furthermore, since the influence of reflection of external light can be prevented by the specific wavelength reflectivity and circular polarization of the cholesteric liquid crystal, a projection screen with high brightness can be obtained even in a bright environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a projection screen of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an optical function of a polarization selective reflection layer in the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining structural non-uniformity of a cholesteric liquid crystal structure included in a polarization selective reflection layer in the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing another example of the projection screen of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Base material
2 ... Polarization selective reflection layer

Claims (4)

基材と、前記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、
前記偏光選択反射層は、前記コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する非液晶性化合物を含有し、
前記非液晶性化合物は、コレステリック液晶層の固化前の状態において重合性を有し、
前記非液晶性化合物は、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、エポキシ樹脂からなる群から選ばれることを特徴とする投影スクリーン。
A projection screen having a base material and a polarization selective reflection layer having a cholesteric liquid crystal structure that is formed on the base material and selectively reflects light of a specific polarization component,
The polarization selective reflection layer contains a non-liquid crystalline compound that forms the cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniformly,
The non-liquid crystalline compound is polymerizable in a state before the cholesteric liquid crystal layer is solidified,
The projection screen, wherein the non-liquid crystalline compound is selected from the group consisting of modified acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, and epoxy resin.
前記偏光選択反射層は、前記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域の一部のみであることを特徴とする請求項1に記載の投影スクリーン。  The wavelength range having a reflection intensity of the polarization selective reflection layer that is more than half of the maximum reflection intensity of the polarization selective reflection layer is only a part of the visible light range. Projection screen. 前記偏光選択反射層は、当該偏光選択反射層に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が430〜460nm、540〜570nmおよび580〜620nmの範囲に存在する光を選択的に反射することを特徴とする請求項2に記載の投影スクリーン。  The polarization selective reflection layer emits light having a selective reflection center wavelength in a range of 430 to 460 nm, 540 to 570 nm, and 580 to 620 nm with reference to a case where light is incident perpendicularly to the polarization selective reflection layer. The projection screen according to claim 2, wherein the projection screen selectively reflects. 基材と、前記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層を形成するための偏光選択反射層形成用塗工液であって、
前記偏光選択反射層形成用塗工液は、前記コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する非液晶性化合物と、前記コレステリック液晶構造を形成するコレステリック規則性を有する重合性液晶材料とを有し、
前記非液晶性化合物は、コレステリック液晶層の固化前の状態において重合性を有し、
前記非液晶性化合物は、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、エポキシ樹脂からなる群から選ばれることを特徴とする偏光選択反射層形成用塗工液。
Forming a polarization selective reflection layer used on a projection screen having a base material and a polarization selective reflection layer having a cholesteric liquid crystal structure that selectively reflects light of a specific polarization component formed on the base material A polarizing selective reflection layer forming coating solution,
The polarization selective reflection layer-forming coating solution has a non-liquid crystalline compound that forms the cholesteric liquid crystal structure structurally non-uniformly, and a polymerizable liquid crystal material that has the cholesteric regularity that forms the cholesteric liquid crystal structure. And
The non-liquid crystalline compound is polymerizable in a state before the cholesteric liquid crystal layer is solidified,
The non-liquid crystalline compound is selected from the group consisting of modified acrylates, urethane acrylates, polyester acrylates, and epoxy resins.
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