JP6194256B2 - 投映システムおよびプロジェクター - Google Patents
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本発明は、投映システムおよびプロジェクターに関する。より詳しくは、本発明は、プロジェクターとコレステリック液晶相を固定した層を含む投映像表示用部材とを含む投映システムおよびコレステリック液晶相を固定した層を含む投映像表示用部材での投映像の表示のためのプロジェクターに関する。
近年、ホームシアターにおける利用や車載用などで、プロジェクターの使用場面が広がっている。プロジェクターの光源や描画方式に由来して現在使用されている多くのプロジェクターは投射光が偏光となっている。
特許文献１においては、スクリーンに右円偏光あるいは左円偏光の可視光をそれぞれ反射するコレステリック液晶相を固定した層を含む反射フィルムを用い、外部光のある環境下でプロジェクターからの偏光投射光を選択的に反射して投映像をより鮮明にするシステムが提案されている。
特許文献２においては、偏光投射光の偏光状態が投射レンズ中のレンズやミラーによって乱されることにより生じるフレネルレンズのスクリーン上の表示画像の色ムラを、光の偏光状態を疑似的に無偏光にする偏光変換部材を利用して解消することが提案されている。
特許文献１においては、スクリーンに右円偏光あるいは左円偏光の可視光をそれぞれ反射するコレステリック液晶相を固定した層を含む反射フィルムを用い、外部光のある環境下でプロジェクターからの偏光投射光を選択的に反射して投映像をより鮮明にするシステムが提案されている。
特許文献２においては、偏光投射光の偏光状態が投射レンズ中のレンズやミラーによって乱されることにより生じるフレネルレンズのスクリーン上の表示画像の色ムラを、光の偏光状態を疑似的に無偏光にする偏光変換部材を利用して解消することが提案されている。
本発明の課題は、明所でも鮮明で色ムラ等の不良も少ない投映像を与えることが可能な投映システムを提供することである。また、本発明の課題は、コレステリック液晶相を固定した層を含む投映像表示用部材での投映像の表示において投映像に色ムラ等の不良が生じにくいプロジェクターを提供することである。
本発明者らはコレステリック液晶相を固定した層を含む反射フィルムを投映像表示部材として用いる研究の過程で、市販のプロジェクターを用いた投映像に明暗や色のムラが生じるという問題に直面した。そして明暗や色のムラの程度は、プロジェクター投射光の波長や偏光状態、偏光面の方向に依存するようであることを発見した。コレステリック液晶相を固定した層はＳ偏光に対してもＰ偏光に対しても同様に右または左のいずれかのセンスの円偏光を反射するためこの発見は予想外であった。本発明者らは、この発見に基づき上記問題は、偏光投射光に対しては、反射フィルムの最表面での反射光と、コレステリック液晶層での選択反射光との干渉によってコレステリック層での選択反射が強められたり弱められたりすることによるムラが観測される、反射率の偏光依存性により生じると仮定し、この仮定に基づいてさらに検討を重ね、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は下記の［１］〜［１２］を提供するものである。
［１］偏光を出射する描画デバイスを含むプロジェクターと前記プロジェクターから投射される投映像を表示する投映像表示用部材とを含む投映システムであって、前記描画デバイスと前記投映像表示用部材との間に中間像スクリーンを含み、前記描画デバイスと前記中間像スクリーンとの間に、前記偏光を疑似的に無偏光とする大きさの位相差を有する位相差膜を含み、前記投映像表示用部材がコレステリック液晶相を固定した層を含む投映システム。
［２］前記中間像スクリーンがプラスチックを含む［１］に記載の投映システム。
［１］偏光を出射する描画デバイスを含むプロジェクターと前記プロジェクターから投射される投映像を表示する投映像表示用部材とを含む投映システムであって、前記描画デバイスと前記投映像表示用部材との間に中間像スクリーンを含み、前記描画デバイスと前記中間像スクリーンとの間に、前記偏光を疑似的に無偏光とする大きさの位相差を有する位相差膜を含み、前記投映像表示用部材がコレステリック液晶相を固定した層を含む投映システム。
［２］前記中間像スクリーンがプラスチックを含む［１］に記載の投映システム。
［３］前記中間像スクリーンと前記投映像表示用部材との間に、フィールドレンズを含み、前記フィールドレンズは前記中間像スクリーン側から入射する光の方向を変えて投映像表示用部材への投映像の大きさを調節する［１］または［２］に記載の投映システム。
［４］前記描画デバイスがレーザー光源を含み、かつ前記位相差膜の位相差が２０００００ｎｍ以上である［１］〜［３］のいずれか一項に記載の投映システム。
［５］前記描画デバイスがＭＥＭＳを用いた走査方式描画デバイスである［４］に記載の投映システム。
［６］前記位相差膜が延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを含む［１］〜［５］のいずれか一項に記載の投映システム。
［４］前記描画デバイスがレーザー光源を含み、かつ前記位相差膜の位相差が２０００００ｎｍ以上である［１］〜［３］のいずれか一項に記載の投映システム。
［５］前記描画デバイスがＭＥＭＳを用いた走査方式描画デバイスである［４］に記載の投映システム。
［６］前記位相差膜が延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを含む［１］〜［５］のいずれか一項に記載の投映システム。
［７］前記投映像表示用部材がコレステリック液晶相を固定した層を２層以上含む［１］〜［６］のいずれか一項に記載の投映システム。
［８］前記投映像表示用部材が表面に投映像を実像として表示する反射スクリーンである［１］〜［７］のいずれか一項に記載の投映システム。
［９］前記投映像表示用部材が可視光透過性を有するハーフミラーである［１］〜［７］のいずれか一項に記載の投映システム。
［１０］ヘッドアップディスプレイである［９］に記載の投映システム。
［１１］コレステリック液晶相を固定した層を含む投映像表示用部材に投映像を投射するためのプロジェクターであって、偏光を出射する描画デバイス、位相差膜、および中間像スクリーンをこの順で含み、前記位相差膜は、前記偏光を疑似的に無偏光とする大きさの位相差を有するプロジェクター。
［１２］前記描画デバイスがレーザー光源を含み、かつ前記位相差膜の位相差が２０００００ｎｍ以上である［１１］に記載のプロジェクター。
［８］前記投映像表示用部材が表面に投映像を実像として表示する反射スクリーンである［１］〜［７］のいずれか一項に記載の投映システム。
［９］前記投映像表示用部材が可視光透過性を有するハーフミラーである［１］〜［７］のいずれか一項に記載の投映システム。
［１０］ヘッドアップディスプレイである［９］に記載の投映システム。
［１１］コレステリック液晶相を固定した層を含む投映像表示用部材に投映像を投射するためのプロジェクターであって、偏光を出射する描画デバイス、位相差膜、および中間像スクリーンをこの順で含み、前記位相差膜は、前記偏光を疑似的に無偏光とする大きさの位相差を有するプロジェクター。
［１２］前記描画デバイスがレーザー光源を含み、かつ前記位相差膜の位相差が２０００００ｎｍ以上である［１１］に記載のプロジェクター。
本発明により、明所でも鮮明で色ムラ等の不良も少ない投映像を与えることが可能な投映システムおよびコレステリック液晶相を固定した層を含む投映像表示用部材での投映像の表示において投映像に色ムラ等の不良が生じにくいプロジェクターが提供される。
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、「位相差」または「レターデーション」は面内のレターデーションを表す。位相差は、位相差が数千ｎｍまでの試料では、ＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社製の偏光位相差解析装置ＡｘｏＳｃａｎを用いてスペクトルスキャンモードで測定波長間隔を狭く取ることで測定することができる。また位相差が数千ｎｍを超える試料では、５５０ｎｍのバンドパスフィルターを通した偏光顕微鏡のコノスコープ観察で、光軸から垂直入射方向までの縞模様の本数を計測して干渉の次数ｎを求めて、ＡｘｏＳｃａｎを用いて測定した０次のレターデーション値にｎ×５５０を加えることで位相差を算出できる。
なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、「位相差」または「レターデーション」は面内のレターデーションを表す。位相差は、位相差が数千ｎｍまでの試料では、ＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社製の偏光位相差解析装置ＡｘｏＳｃａｎを用いてスペクトルスキャンモードで測定波長間隔を狭く取ることで測定することができる。また位相差が数千ｎｍを超える試料では、５５０ｎｍのバンドパスフィルターを通した偏光顕微鏡のコノスコープ観察で、光軸から垂直入射方向までの縞模様の本数を計測して干渉の次数ｎを求めて、ＡｘｏＳｃａｎを用いて測定した０次のレターデーション値にｎ×５５０を加えることで位相差を算出できる。
本明細書では、特に付記がない場合は、測定波長は５５０ｎｍである。例えば、単に位相差と記載されているときは、波長は５５０ｎｍにおける位相差を示す。
また、本明細書において、角度（例えば「９０°」等の角度）、およびその関係（例えば「直交」、「平行」、および「４５°で交差」等）については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±１０°未満の範囲内であることを意味し、厳密な角度との誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。
また、本明細書において、角度（例えば「９０°」等の角度）、およびその関係（例えば「直交」、「平行」、および「４５°で交差」等）については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±１０°未満の範囲内であることを意味し、厳密な角度との誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。
本明細書において、「投映システム」はプロジェクターと投映像表示用部材との組み合わせを意味する。プロジェクターと投映像表示用部材とは分離していても、一体になっていてもよい。
本明細書において、「プロジェクター」は「光または画像を投映する装置」であり、「描画した画像を投映像表示用部材に投射する装置」を含む。本明細書において、投映像表示用部材とは別に、描画した画像を表示するスクリーンを「中間像スクリーン」ということがある。プロジェクターは、例えば、小型の中間像スクリーンに描画された画像を投映像表示用部材に拡大投射していればよい。
本明細書において、「投映像表示用部材」は投映像を表示するための部材を意味する。投映像表示用部材は、実像として表面に投映像を表示するスクリーンであっても、観察者から見て投映像表示用部材の先に浮かび上がって見える虚像として投映像を表示するハーフミラーであってもよい。
投映像は、単色画像であっても、２色以上の多色画像であっても、フルカラー画像であってもよい。
本明細書において、「プロジェクター」は「光または画像を投映する装置」であり、「描画した画像を投映像表示用部材に投射する装置」を含む。本明細書において、投映像表示用部材とは別に、描画した画像を表示するスクリーンを「中間像スクリーン」ということがある。プロジェクターは、例えば、小型の中間像スクリーンに描画された画像を投映像表示用部材に拡大投射していればよい。
本明細書において、「投映像表示用部材」は投映像を表示するための部材を意味する。投映像表示用部材は、実像として表面に投映像を表示するスクリーンであっても、観察者から見て投映像表示用部材の先に浮かび上がって見える虚像として投映像を表示するハーフミラーであってもよい。
投映像は、単色画像であっても、２色以上の多色画像であっても、フルカラー画像であってもよい。
本明細書において、円偏光につき「選択的」というときは、照射される光の右円偏光成分または左円偏光成分のいずれかの光量が、他方の円偏光成分よりも多いことを意味する。具体的には「選択的」というとき、光の円偏光度は、０．３以上であることが好ましく、０．６以上がより好ましく、０．８以上がさらに好ましい。実質的に１．０であることがさらに好ましい。 ここで、円偏光度とは、光の右円偏光成分の強度をＩR、左円偏光成分の強度をＩLとしたとき、｜ＩR−ＩL｜／（ＩR＋ＩL）で表される値である。光の円偏光成分の比を表すため、本明細書においては、円偏光度を用いることがある。
本明細書において、円偏光につき「センス」というときは、右円偏光であるか、または左円偏光であるかを意味する。円偏光のセンスは、光が手前に向かって進んでくるように眺めた場合に電場ベクトルの先端が時間の増加に従って時計回りに回る場合が右円偏光であり、反時計回りに回る場合が左円偏光であるとして定義される。
本明細書においては、コレステリック液晶の螺旋の捩れ方向について「センス」との用語を用いることもある。コレステリック液晶による選択反射は、コレステリック液晶の螺旋の捩れ方向（センス）が右の場合は右円偏光を反射し、左円偏光を透過し、センスが左の場合は左円偏光を反射し、右円偏光を透過する。
本明細書において、「光」という場合、特に断らない限り、可視光（自然光）を意味する。可視光線は電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、通常、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長域の光を示す。
本明細書において、光透過率の算出に関連して必要である光強度の測定は、例えば通常の可視スペクトルメータを用いて、リファレンスを空気として、測定したものであればよい。
本明細書において、単に「反射光」または「透過光」というときは、散乱光および回折光を含む意味で用いられる。
本明細書において、光透過率の算出に関連して必要である光強度の測定は、例えば通常の可視スペクトルメータを用いて、リファレンスを空気として、測定したものであればよい。
本明細書において、単に「反射光」または「透過光」というときは、散乱光および回折光を含む意味で用いられる。
なお、光の各波長の偏光状態は、円偏光板を装着した分光放射輝度計またはスペクトルメータを用いて測定することができる。この場合、右円偏光板を通して測定した光の強度がＩR、左円偏光板を通して測定した光の強度がＩLに相当する。また、白熱電球、水銀灯、蛍光灯、ＬＥＤ等の通常光源は、ほぼ自然光を発しているが、これらに装着されたフィルターなどの測定対象物などの偏光を作り出す特性は、例えば、ＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社製の偏光位相差解析装置ＡｘｏＳｃａｎなどを用いて測定することができる。
また、照度計や光スペクトルメータに測定対象物を取り付けても測定することができる。右円偏光透過板をつけ、右円偏光量を測定、左円偏光透過板をつけ、左円偏光量を測定することにより、比率を測定できる。
また、照度計や光スペクトルメータに測定対象物を取り付けても測定することができる。右円偏光透過板をつけ、右円偏光量を測定、左円偏光透過板をつけ、左円偏光量を測定することにより、比率を測定できる。
＜描画デバイス＞
プロジェクターは描画デバイスを含む。描画デバイスは、光源からの光を利用して画像または投映像を描画する。本明細書において、描画デバイスは光源、
光変調器、レーザー輝度変調手段、描画のための光偏向手段などを含むデバイスを意味する。
（光源）
光源は特に限定されず、レーザー光源、ＬＥＤ、放電管などを用いることができる。このうち、レーザー光源は、優れた指向性により放射される光を効率よく利用することができるので、エネルギー利用効率が高く、そのため放熱機構が比較的小さくて済み、プロジェクターの小型化に寄与し得るため好ましい。レーザー光源は特に限定されず、市販の半導体レーザーで所望の波長の光を照射可能なものを選択して適宜用いることができる。
プロジェクターは描画デバイスを含む。描画デバイスは、光源からの光を利用して画像または投映像を描画する。本明細書において、描画デバイスは光源、
光変調器、レーザー輝度変調手段、描画のための光偏向手段などを含むデバイスを意味する。
（光源）
光源は特に限定されず、レーザー光源、ＬＥＤ、放電管などを用いることができる。このうち、レーザー光源は、優れた指向性により放射される光を効率よく利用することができるので、エネルギー利用効率が高く、そのため放熱機構が比較的小さくて済み、プロジェクターの小型化に寄与し得るため好ましい。レーザー光源は特に限定されず、市販の半導体レーザーで所望の波長の光を照射可能なものを選択して適宜用いることができる。
（描画方式）
描画方式としては、２次元空間光変調器方式、走査方式、レーザー蛍光励起方式などがあげられ、使用する光源や用途に応じて選択することができる。
描画方式としては、２次元空間光変調器方式、走査方式、レーザー蛍光励起方式などがあげられ、使用する光源や用途に応じて選択することができる。
２次元空間光変調器方式では、各色の光が光変調器で変調、合波され、投射レンズで画像形成される。２次元空間光変調器としては、液晶を利用するＬＣＤ方式およびＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）方式などが挙げられる。
走査方式は光線をスクリーン上で走査させ、目の残像を利用して造影する方式であり、例えば、特開平７−２７０７１１号公報、特開２０１３−２２８６７４号公報の記載が参照できる。走査方式はレーザー光などの指向性の高い光を用いる場合の描画方式として好ましい。レーザー光源を用いた走査方式では、輝度変調された各色（例えば、赤色光、緑色光、青色光）のレーザー光が合波光学系または集光レンズなどで１本の光線に束ねられ、光線が光偏向手段により走査されて描画されていればよい。走査方式において、各色（例えば赤色光、緑色光、青色光）のレーザー光の輝度変調は光源の強度変化として直接行ってもよく、外部変調器により行ってもよい。光偏向手段としては、ガルバノミラー、ガルバノミラーとポリゴンミラーの組み合わせ、またはＭＥＭＳ（微小電子機械システム）が挙げられ、このうちＭＥＭＳが好ましい。走査方法としては、ランダムスキャン方式、およびラスタースキャン方式等が挙げられるが、ラスタースキャン方式を用いることが好ましい。ラスタースキャン方式において、レーザー光は、例えば、水平方向は共振周波数で、垂直方向はのこぎり波で駆動されることができる。
走査方式は投射レンズが不要であるため、装置の小型化が容易であり、好ましい。
走査方式は光線をスクリーン上で走査させ、目の残像を利用して造影する方式であり、例えば、特開平７−２７０７１１号公報、特開２０１３−２２８６７４号公報の記載が参照できる。走査方式はレーザー光などの指向性の高い光を用いる場合の描画方式として好ましい。レーザー光源を用いた走査方式では、輝度変調された各色（例えば、赤色光、緑色光、青色光）のレーザー光が合波光学系または集光レンズなどで１本の光線に束ねられ、光線が光偏向手段により走査されて描画されていればよい。走査方式において、各色（例えば赤色光、緑色光、青色光）のレーザー光の輝度変調は光源の強度変化として直接行ってもよく、外部変調器により行ってもよい。光偏向手段としては、ガルバノミラー、ガルバノミラーとポリゴンミラーの組み合わせ、またはＭＥＭＳ（微小電子機械システム）が挙げられ、このうちＭＥＭＳが好ましい。走査方法としては、ランダムスキャン方式、およびラスタースキャン方式等が挙げられるが、ラスタースキャン方式を用いることが好ましい。ラスタースキャン方式において、レーザー光は、例えば、水平方向は共振周波数で、垂直方向はのこぎり波で駆動されることができる。
走査方式は投射レンズが不要であるため、装置の小型化が容易であり、好ましい。
（偏光）
本発明の投映システムにおいては、描画デバイスからの出射光が偏光（直線偏光）を少なくとも含む。レーザー光源を用いた描画デバイスまたは描画方式において、ＬＣＤ、およびＬＣＯＳを用いた描画デバイスは、出射光が偏光である。描画デバイスからの出射光が複数の波長（色）の光を含むものである場合は、複数の光の偏光の偏光方向（透過軸方向）は同一であるかまたは互いに直交していることが好ましい。
本発明の投映システムにおいては、描画デバイスからの出射光が偏光（直線偏光）を少なくとも含む。レーザー光源を用いた描画デバイスまたは描画方式において、ＬＣＤ、およびＬＣＯＳを用いた描画デバイスは、出射光が偏光である。描画デバイスからの出射光が複数の波長（色）の光を含むものである場合は、複数の光の偏光の偏光方向（透過軸方向）は同一であるかまたは互いに直交していることが好ましい。
＜中間像スクリーン＞
本発明の投映システムは中間像スクリーンを含む。中間像スクリーンにおいて画像が描画される。中間像スクリーンは描画デバイスと投映像表示用部材との間に配置される。中間像スクリーンは、プロジェクターの構成部材となっていてもよく、プロジェクターと投映像表示用部材との間に独立して配置されていてもよいが、プロジェクターの構成部材であることが好ましい。
本発明の投映システムは中間像スクリーンを含む。中間像スクリーンにおいて画像が描画される。中間像スクリーンは描画デバイスと投映像表示用部材との間に配置される。中間像スクリーンは、プロジェクターの構成部材となっていてもよく、プロジェクターと投映像表示用部材との間に独立して配置されていてもよいが、プロジェクターの構成部材であることが好ましい。
中間像スクリーンの例としては、散乱膜、マイクロレンズアレイ、リアプロジェクション用のスクリーンなどが挙げられる。中間像スクリーンとしてプラスチック材料を用いる場合などにおいて、中間像スクリーンが複屈折性を有すると、中間像スクリーンに入射した偏光の偏光面や光強度が乱され、投映像表示部材において、色ムラ等が生じやすくなるが、所定の位相差を有する位相差膜を用いることにより、この色ムラの問題が低減できる。
中間像スクリーンは、入射光線を広げて透過させる機能を有するものを用いることにより、投映像表示用部材での投映像の視野角の拡大表示が可能であるものであることが好ましい。例えばマイクロレンズアレイで構成されるスクリーンが挙げられる。ヘッドアップディスプレイで用いられるマイクロアレイレンズについては、例えば、特開２０１２−２２６３０３号公報、特開２０１０−１４５７４５号公報、および特表２００７−５２３３６９号公報に記載がある。
中間像スクリーンは、入射光線を広げて透過させる機能を有するものを用いることにより、投映像表示用部材での投映像の視野角の拡大表示が可能であるものであることが好ましい。例えばマイクロレンズアレイで構成されるスクリーンが挙げられる。ヘッドアップディスプレイで用いられるマイクロアレイレンズについては、例えば、特開２０１２−２２６３０３号公報、特開２０１０−１４５７４５号公報、および特表２００７−５２３３６９号公報に記載がある。
＜フィールドレンズ＞
中間像スクリーンと前記投映像表示用部材との間にはフィールドレンズが配置されていてもよい。フィールドレンズは中間像スクリーンと近接して配置されていることが好ましく、物理的に隣接させてもよい。フィールドレンズは前記中間像スクリーン側から入射する光の方向を変えて投映像表示用部材への投映像の大きさを調節する機能を有する。フィールドレンズは上記中間像スクリーンと同様に入射した偏光の偏光面や光強度を乱す場合がある。
中間像スクリーンと前記投映像表示用部材との間にはフィールドレンズが配置されていてもよい。フィールドレンズは中間像スクリーンと近接して配置されていることが好ましく、物理的に隣接させてもよい。フィールドレンズは前記中間像スクリーン側から入射する光の方向を変えて投映像表示用部材への投映像の大きさを調節する機能を有する。フィールドレンズは上記中間像スクリーンと同様に入射した偏光の偏光面や光強度を乱す場合がある。
＜位相差膜＞
本発明の投映システムは描画デバイスと中間像スクリーンとの間に、前記偏光を疑似的に無偏光とする大きさの位相差を有する位相差膜を含む。
偏光を疑似的に無偏光とすることができる位相差については、特開２００５−３２１５４４号公報の段落[００２２]〜[００３３]に記載があり、簡単には高い位相差が偏光を疑似的に無偏光とすることができるといえる。具体的な位相差の数値は、用いられる描画デバイス、光源、投映像に求められる精度などに応じて決定することができる。典型的には、位相差膜の位相差は２００００ｎｍ以上であればよく、特に、本発明の投映システムにおいて、描画デバイスにレーザー光源を用いる場合は、位相差膜の位相差を２０００００ｎｍ以上とすることが好ましく、３０００００ｎｍ以上とすることがより好ましい。また、本発明の投映システムにおいて、描画デバイスにＬＥＤ光源を用いる場合は、位相差膜の位相差を２００００ｎｍ以上とすることが好ましく、３００００ｎｍ以上とすることがより好ましい。
本発明の投映システムは描画デバイスと中間像スクリーンとの間に、前記偏光を疑似的に無偏光とする大きさの位相差を有する位相差膜を含む。
偏光を疑似的に無偏光とすることができる位相差については、特開２００５−３２１５４４号公報の段落[００２２]〜[００３３]に記載があり、簡単には高い位相差が偏光を疑似的に無偏光とすることができるといえる。具体的な位相差の数値は、用いられる描画デバイス、光源、投映像に求められる精度などに応じて決定することができる。典型的には、位相差膜の位相差は２００００ｎｍ以上であればよく、特に、本発明の投映システムにおいて、描画デバイスにレーザー光源を用いる場合は、位相差膜の位相差を２０００００ｎｍ以上とすることが好ましく、３０００００ｎｍ以上とすることがより好ましい。また、本発明の投映システムにおいて、描画デバイスにＬＥＤ光源を用いる場合は、位相差膜の位相差を２００００ｎｍ以上とすることが好ましく、３００００ｎｍ以上とすることがより好ましい。
位相差膜は描画デバイスと中間像スクリーンとの間に配置される。中間像スクリーンおよび／またはフィールドレンズ等は複屈折性を有し、描画デバイスからの光の偏光状態または偏光方向を乱す。そのため反射率の偏光依存性が可視化し上述の色ムラが生じていると考えられる。位相差膜を描画デバイスと中間像スクリーンとの間に配置して、中間像スクリーンおよびフィールドレンズへ入射する前に疑似的に無偏光とすることにより、色ムラを軽減することが可能となった。
位相差膜は描画デバイスからの偏光の偏光方向（偏光透過軸方向）に対し、光軸（遅相軸）方向が４５度となるように配置されることが好ましい。
位相差膜としては、プラスチックフィルムや、水晶板などの複屈折性材料を挙げることができる。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（PET）などのポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアセタールフィルム、ポリアリレートフィルムなどが挙げられる。PETを主成分とした高い位相差を有する位相差膜については、特開２０１３−２５７５７９号広報などを参照することができる。光学コスモシャイン（登録商標）超複屈折タイプ（東洋紡）などの市販品を用いてもよい。
位相差膜としては、プラスチックフィルムや、水晶板などの複屈折性材料を挙げることができる。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（PET）などのポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアセタールフィルム、ポリアリレートフィルムなどが挙げられる。PETを主成分とした高い位相差を有する位相差膜については、特開２０１３−２５７５７９号広報などを参照することができる。光学コスモシャイン（登録商標）超複屈折タイプ（東洋紡）などの市販品を用いてもよい。
高い位相差を有するプラスチックフィルムは一般的には、樹脂を溶融押出ししてドラム上などにキャストしてフィルム状に成形し、これを加熱しながら、一軸、または二軸に２〜５倍の延伸倍率で延伸することによって形成できる。 また結晶化を促進しフィルムの強度を上げる目的で、延伸した後に延伸温度を超える温度で「熱固定」とよばれる熱処理を行ってもよい。
＜プロジェクターの構成＞
プロジェクターは筐体を含んでいてもよく、描画デバイスが筐体内部に設置されていればよい。筐体は遮光性材料で形成されていることが好ましい。中間像スクリーンがプロジェクターの一部を構成している場合は、中間像スクリーンが筐体の開口部であって投射光の出口部に配置されていることも好ましい。描画デバイスから出射される光は筐体の構造により必要に応じて内部に配置した反射ミラーで折り曲げられ、中間像スクリーンに照射するようにされていれてもよい。プロジェクターが反射ミラーを含む場合、位相差膜は、描画デバイスと反射ミラーの間に配置してもよく、反射ミラーと中間像スクリーンとの間に配置してもよいが、反射ミラーと中間像スクリーンとの間に配置することが好ましい。
プロジェクターは筐体を含んでいてもよく、描画デバイスが筐体内部に設置されていればよい。筐体は遮光性材料で形成されていることが好ましい。中間像スクリーンがプロジェクターの一部を構成している場合は、中間像スクリーンが筐体の開口部であって投射光の出口部に配置されていることも好ましい。描画デバイスから出射される光は筐体の構造により必要に応じて内部に配置した反射ミラーで折り曲げられ、中間像スクリーンに照射するようにされていれてもよい。プロジェクターが反射ミラーを含む場合、位相差膜は、描画デバイスと反射ミラーの間に配置してもよく、反射ミラーと中間像スクリーンとの間に配置してもよいが、反射ミラーと中間像スクリーンとの間に配置することが好ましい。
＜投映像表示用部材＞
本発明の投映システムで用いられる投映像表示用部材はコレステリック液晶相を固定した層を少なくとも１層含む。本明細書においては、コレステリック液晶相を固定した層をコレステリック液晶層または液晶層ということがある。
投映像表示用部材は、コレステリック液晶層の他に後述の反射防止層、配向層、支持体、接着層、基材などの層を含んでいてもよい。
投映像表示用部材は薄膜のフィルム状、シート状、または板状などであればよい。投映像表示用部材は、曲面を有していない平面状であってもよく、曲面を有していてもよい。全体として凹型または凸型の形状を有していてもよい。
本発明の投映システムで用いられる投映像表示用部材はコレステリック液晶相を固定した層を少なくとも１層含む。本明細書においては、コレステリック液晶相を固定した層をコレステリック液晶層または液晶層ということがある。
投映像表示用部材は、コレステリック液晶層の他に後述の反射防止層、配向層、支持体、接着層、基材などの層を含んでいてもよい。
投映像表示用部材は薄膜のフィルム状、シート状、または板状などであればよい。投映像表示用部材は、曲面を有していない平面状であってもよく、曲面を有していてもよい。全体として凹型または凸型の形状を有していてもよい。
投映像表示用部材が実像として表面に投映像を表示するスクリーンである場合は、光を反射または吸収する光遮断層を含んでいてもよい。また、さらに、反射防止層やハードコート層を観察側最表面となる表面側に含んでいてもよい。
スクリーン上に実像を形成するためは、スクリーンが投射光波長に対して散乱反射することが必要である。この散乱反射性能は、微粒子をバインダーなどに混合し透明媒体に塗布して形成する拡散層をスクリーンの光入射側に形成する方法や、コレステリック液晶層の配向の均一性を乱す方法によって、付与することができる。散乱が小さいと視野角が狭くなり、逆に大きすぎると周囲光の散乱のために表示のコントラストが低下する。そのため、上記の場合の投映像表示用部材のヘイズ値は、２〜５０％が好ましく、４〜２５％がより好ましい。なお、本明細書において、ヘイズ値は、｛（自然光の散乱反射率）/（自然光の散乱反射率＋自然光の正反射率）×１００（％）｝である。正反射率は分光光度計で、反射率の全角度測定値は分光光度計に積分球ユニットを組み合わせることで測定できる。正反射率は測定の都合上、例えば入射角５°での測定値であればよい。散乱反射率は反射率の全角度測定値から正反射率を差し引いて算出することができる。ヘイズ値の測定は、日本電飾社製のヘイズメーターＮＤＨ−２０００を用いて行うことができる。
スクリーン上に実像を形成するためは、スクリーンが投射光波長に対して散乱反射することが必要である。この散乱反射性能は、微粒子をバインダーなどに混合し透明媒体に塗布して形成する拡散層をスクリーンの光入射側に形成する方法や、コレステリック液晶層の配向の均一性を乱す方法によって、付与することができる。散乱が小さいと視野角が狭くなり、逆に大きすぎると周囲光の散乱のために表示のコントラストが低下する。そのため、上記の場合の投映像表示用部材のヘイズ値は、２〜５０％が好ましく、４〜２５％がより好ましい。なお、本明細書において、ヘイズ値は、｛（自然光の散乱反射率）/（自然光の散乱反射率＋自然光の正反射率）×１００（％）｝である。正反射率は分光光度計で、反射率の全角度測定値は分光光度計に積分球ユニットを組み合わせることで測定できる。正反射率は測定の都合上、例えば入射角５°での測定値であればよい。散乱反射率は反射率の全角度測定値から正反射率を差し引いて算出することができる。ヘイズ値の測定は、日本電飾社製のヘイズメーターＮＤＨ−２０００を用いて行うことができる。
投映像表示用部材が観察者から見て投映像表示用部材の先に浮かび上がって見える虚像として投映像を表示するハーフミラーである場合は、光を反射または吸収する光遮断層を含まないことが好ましい。周囲風景の視認や投映像表示用部材の反対側の情報の視認のための高い透明性（６０％以上、好ましくは７０％以上の光透過性）を得るためである。この場合の投映像表示用部材のヘイズ値は２％以下であることが好ましく、１％以下であることがより好ましい。
（コレステリック液晶相を固定した層：コレステリック液晶層）
コレステリック液晶層は選択反射帯(選択反射波長域) において、右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射させ、他方のセンスの円偏光を透過させる円偏光選択反射層として機能する。すなわち、反射される円偏光のセンスは、透過される円偏光のセンスが右であれば左であり、透過される円偏光のセンスが左であれば右である。コレステリック液晶層の上記の機能により、投射光のうち選択反射を示す波長において、いずれか一方のセンスの円偏光を反射させて、投映像を形成することができる。
円偏光選択反射性を示すフィルムとして、重合性液晶化合物を含む組成物から形成されたフィルムは従来から数多く知られており、コレステリック液晶相を固定した層（コレステリック液晶層）については、それらの従来技術を参照することができる。
コレステリック液晶層は選択反射帯(選択反射波長域) において、右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射させ、他方のセンスの円偏光を透過させる円偏光選択反射層として機能する。すなわち、反射される円偏光のセンスは、透過される円偏光のセンスが右であれば左であり、透過される円偏光のセンスが左であれば右である。コレステリック液晶層の上記の機能により、投射光のうち選択反射を示す波長において、いずれか一方のセンスの円偏光を反射させて、投映像を形成することができる。
円偏光選択反射性を示すフィルムとして、重合性液晶化合物を含む組成物から形成されたフィルムは従来から数多く知られており、コレステリック液晶相を固定した層（コレステリック液晶層）については、それらの従来技術を参照することができる。
コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている層であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した層であればよい。なお、コレステリック液晶層においては、コレステリック液晶相の光学的性質が層中において保持されていれば十分であり、該層中の液晶性化合物はもはや液晶性を示していなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。
前記コレステリック液晶層は、コレステリック液晶の螺旋構造に由来した円偏光反射を示す。本明細書においては、この円偏光反射を選択反射という。
選択反射の中心波長λは、コレステリック相における螺旋構造のピッチ長Ｐ（＝螺旋の周期）に依存し、コレステリック液晶層の平均屈折率ｎとλ＝ｎ×Ｐの関係に従う。なお、本明細書において、コレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長λは、当該コレステリック液晶層の法線方向から測定した円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長を意味する。上記式から分かるように、螺旋構造のピッチ長を調節することによって、選択反射の中心波長を調整できる。すなわち、ｎ値とＰ値を調節して、例えば、青色光に対して右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射させるために、中心波長λを調節し、見かけ上の選択反射の中心波長が４５０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長域となるようにすることができる。なお、見かけ上の選択反射の中心波長とは実用の際（投映像表示用部材としての使用時）の観察方向から測定したコレステリック液晶層の円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長を意味する。コレステリック液晶相のピッチ長は重合性液晶化合物とともに用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調整することによって所望のピッチ長を得ることができる。なお、螺旋のセンスやピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編 シグマ出版２００７年出版、４６頁、および「液晶便覧」液晶便覧編集委員会 丸善 １９６頁に記載の方法を用いることができる。
選択反射の中心波長λは、コレステリック相における螺旋構造のピッチ長Ｐ（＝螺旋の周期）に依存し、コレステリック液晶層の平均屈折率ｎとλ＝ｎ×Ｐの関係に従う。なお、本明細書において、コレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長λは、当該コレステリック液晶層の法線方向から測定した円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長を意味する。上記式から分かるように、螺旋構造のピッチ長を調節することによって、選択反射の中心波長を調整できる。すなわち、ｎ値とＰ値を調節して、例えば、青色光に対して右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射させるために、中心波長λを調節し、見かけ上の選択反射の中心波長が４５０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長域となるようにすることができる。なお、見かけ上の選択反射の中心波長とは実用の際（投映像表示用部材としての使用時）の観察方向から測定したコレステリック液晶層の円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長を意味する。コレステリック液晶相のピッチ長は重合性液晶化合物とともに用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調整することによって所望のピッチ長を得ることができる。なお、螺旋のセンスやピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編 シグマ出版２００７年出版、４６頁、および「液晶便覧」液晶便覧編集委員会 丸善 １９６頁に記載の方法を用いることができる。
各コレステリック液晶層としては、螺旋のセンスが右または左のいずれかであるコレステリック液晶層が用いられる。コレステリック液晶層の反射円偏光のセンスは螺旋のセンスに一致する。
円偏光選択反射を示す選択反射帯の半値幅Δλ（nm）は、Δλが液晶化合物の複屈折Δｎと上記ピッチ長Ｐに依存し、Δλ＝Δｎ×Ｐの関係に従う。そのため、前記選択反射帯の幅の制御は、Δｎを調整して行うことができる。Δｎの調整は重合性液晶化合物の種類やその混合比率を調整したり、配向固定時の温度を制御したりすることで行うことができる。
選択反射の中心波長が同一の１種のコレステリック液晶層の形成のために、周期Ｐが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を複数積層してもよい。周期Ｐが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することによって、特定の波長で円偏光選択性を高くすることができる。
円偏光選択反射を示す選択反射帯の半値幅Δλ（nm）は、Δλが液晶化合物の複屈折Δｎと上記ピッチ長Ｐに依存し、Δλ＝Δｎ×Ｐの関係に従う。そのため、前記選択反射帯の幅の制御は、Δｎを調整して行うことができる。Δｎの調整は重合性液晶化合物の種類やその混合比率を調整したり、配向固定時の温度を制御したりすることで行うことができる。
選択反射の中心波長が同一の１種のコレステリック液晶層の形成のために、周期Ｐが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を複数積層してもよい。周期Ｐが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することによって、特定の波長で円偏光選択性を高くすることができる。
選択反射帯の幅は、例えば可視光領域において、通常１種の材料では１５ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。選択反射帯の幅を広げるためには、周期Ｐを変えた反射光の中心波長が異なるコレステリック液晶層を２種以上積層すればよい。この際、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することが好ましい。また、１つのコレステリック液晶層内において、周期Ｐを膜厚方向に対して緩やかに変化させることで選択反射帯の幅を広げることもできる。 選択反射帯の幅は、特に限定されないが、１ｎｍ、１０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、または２００ｎｍなどの波長幅であってもよい。幅は、１００ｎｍ程度以下であることが好ましい。
本発明の投映システムにおいて、フルカラーの投映像を表示するためには、投映像表示用部材は、赤色光、緑色光、および青色光に対してそれぞれ見かけ上の選択反射の中心波長を有していればよい。具体的には、投映像表示用部材が、７５０―６２０ｎｍ、６３０―５００ｎｍ、５３０―４２０ｎｍのそれぞれの範囲であって、互いに異なる（例えば５０ｎｍ以上異なる）選択反射の中心波長を３つ有することが好ましい。このような性質は３種以上のコレステリック液晶層を含む構成により達成することができる。具体的には、周期Ｐが異なり、故に選択反射の中心波長が異なるコレステリック液晶層を３種以上含む構成とすればよい。好ましくは、投映像表示用部材は、赤色光に対して右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射するコレステリック液晶層（７５０―６２０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層）、緑色光に対して右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射するコレステリック液晶層（６３０―５００ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層）、青色光に対して右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射するコレステリック液晶層（５３０―４２０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層）を含むことが好ましい。
使用するコレステリック液晶層の選択反射の中心波長を、本発明の投映システムで用いられるプロジェクターからの投射光の波長域、および投映像表示用部材の使用態様に応じて調整することにより光利用効率良く鮮明な投映像を表示することができる。特に複数のコレステリック液晶層の選択反射の中心波長をそれぞれプロジェクターからの投射光の波長域などに応じてそれぞれ調整することにより、光利用効率良く鮮明なカラー投映像を表示することができる。投映像表示用部材の使用態様としては、特に投映像表示用部材表面への投射光の入射角、投映像表示用部材表面の投映像観察方向などが挙げられる。
選択反射の中心波長が異なるコレステリック液晶層の螺旋のセンスは全て同じであっても、異なるものが含まれていてもよい。
複数のコレステリック液晶層の積層の際は、別に作製したコレステリック液晶層を接着剤等を用いて積層してもよく、後述の方法で形成された先のコレステリック液晶層の表面に直接、重合性液晶化合物等を含む液晶組成物を塗布し、配向および固定の工程を繰り返してもよい。
（コレステリック液晶相を固定した層の作製方法）
以下、コレステリック液晶層の作製材料および作製方法について説明する。
上記コレステリック液晶層の形成に用いる材料としては、重合性液晶化合物とキラル剤（光学活性化合物）とを含む液晶組成物などが挙げられる。必要に応じてさらに界面活性剤や重合開始剤などと混合して溶剤などに溶解した上記液晶組成物を、基材（支持体、配向膜、下層となるコレステリック液晶層など）に塗布し、コレステリック配向熟成後、固定化してコレステリック液晶層を形成することができる。
以下、コレステリック液晶層の作製材料および作製方法について説明する。
上記コレステリック液晶層の形成に用いる材料としては、重合性液晶化合物とキラル剤（光学活性化合物）とを含む液晶組成物などが挙げられる。必要に応じてさらに界面活性剤や重合開始剤などと混合して溶剤などに溶解した上記液晶組成物を、基材（支持体、配向膜、下層となるコレステリック液晶層など）に塗布し、コレステリック配向熟成後、固定化してコレステリック液晶層を形成することができる。
重合性液晶化合物
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であることが好ましい。
コレステリック液晶層を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。前記棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であることが好ましい。
コレステリック液晶層を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。前記棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは１〜６個、より好ましくは１〜３個である。重合性液晶化合物の例は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、同５６２２６４８号明細書、同５７７０１０７号明細書、国際公開ＷＯ９５／２２５８６号公報、同９５／２４４５５号公報、同９７／００６００号公報、同９８／２３５８０号公報、同９８／５２９０５号公報、特開平１−２７２５５１号公報、同６−１６６１６号公報、同７−１１０４６９号公報、同１１−８００８１号公報、および特開２００１−３２８９７３号公報などに記載の化合物が含まれる。２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。２種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
また、液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量（溶媒を除いた質量）に対して、８０〜９９．９質量％であることが好ましく、８５〜９９．５質量％であることがより好ましく、９０〜９９質量％であることが特に好ましい。
キラル剤（光学活性化合物）
キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル化合物は、化合物によって誘起する螺旋のセンスまたは螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４−３項、ＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル化合物は、化合物によって誘起する螺旋のセンスまたは螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４−３項、ＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
キラル剤が光異性化基を有する場合には、塗布、配向後に活性光線などのフォトマスク照射によって、発光波長に対応した所望の反射波長のパターンを形成することができるので好ましい。光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ、アゾキシ、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２００２−８０４７８号公報、特開２００２−８０８５１号公報、特開２００２−１７９６６８号公報、特開２００２−１７９６６９号公報、特開２００２−１７９６７０号公報、特開２００２−１７９６８１号公報、特開２００２−１７９６８２号公報、特開２００２−３３８５７５号公報、特開２００２−３３８６６８号公報、特開２００３−３１３１８９号公報、特開２００３−３１３２９２号公報に記載の化合物を用いることができる。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶性化合物量の０．０１モル％〜２００モル％が好ましく、１モル％〜３０モル％がより好ましい。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶性化合物量の０．０１モル％〜２００モル％が好ましく、１モル％〜３０モル％がより好ましい。
重合開始剤
液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜５質量％であることがさらに好ましい。
液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜５質量％であることがさらに好ましい。
架橋剤
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、４，４−ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、３質量％〜２０質量％が好ましく、５質量％〜１５質量％がより好ましい。架橋剤の含有量が、３質量％以上の場合、架橋密度向上の効果がより高く、２０質量％以下の場合、コレステリック液晶層の安定性がより高い。
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、４，４−ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、３質量％〜２０質量％が好ましく、５質量％〜１５質量％がより好ましい。架橋剤の含有量が、３質量％以上の場合、架橋密度向上の効果がより高く、２０質量％以下の場合、コレステリック液晶層の安定性がより高い。
配向制御剤
液晶組成物中には、安定的にまたは迅速にプレーナー配向のコレステリック液晶層とするために寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例としては特開２００７−２７２１８５号公報の段落[００１８]〜[００４３]等に記載のフッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、特開２０１２−２０３２３７号公報の段落[００３１]〜[００３４]等に記載の式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物などが挙げられる。
なお、配向制御剤としては１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
液晶組成物中には、安定的にまたは迅速にプレーナー配向のコレステリック液晶層とするために寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例としては特開２００７−２７２１８５号公報の段落[００１８]〜[００４３]等に記載のフッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、特開２０１２−２０３２３７号公報の段落[００３１]〜[００３４]等に記載の式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物などが挙げられる。
なお、配向制御剤としては１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
液晶組成物中における、配向制御剤の添加量は、重合性液晶化合物の全質量に対して０．０１質量％〜１０質量％が好ましく、０．０１質量％〜５質量％がより好ましく、０．０２質量％〜１質量％が特に好ましい。
その他の添加剤
その他、液晶組成物は、塗膜の表面張力を調整し膜厚を均一にするための界面活性剤、および重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも１種を含有していてもよい。また、液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。
その他、液晶組成物は、塗膜の表面張力を調整し膜厚を均一にするための界面活性剤、および重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも１種を含有していてもよい。また、液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。
コレステリック液晶層は、重合性液晶化合物および重合開始剤、更に必要に応じて添加されるキラル剤、界面活性剤等を溶媒に溶解させた液晶組成物を、支持体、配向層、または先に作製されたコレステリック液晶層等の上に塗布し、乾燥させて塗膜を得、この塗膜に活性光線を照射してコレステリック液晶性組成物を重合し、コレステリック規則性が固定化されたコレステリック液晶層を形成することができる。なお、複数のコレステリック液晶層からなる積層膜は、コレステリック液晶層の製造工程を繰り返し行うことにより形成することができる。
液晶組成物の調製に使用する溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が特に好ましい。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が特に好ましい。
基材上への液晶組成物の塗布方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ワイヤーバーコーティング法、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法などが挙げられる。また、別途支持体上に塗設した液晶組成物を基材上へ転写することによっても実施できる。塗布した液晶組成物を加熱することにより、液晶分子を配向させる。加熱温度は、２００℃以下が好ましく、１３０℃以下がより好ましい。この配向処理により、重合性液晶化合物が、フィルム面に対して実質的に垂直な方向に螺旋軸を有するようにねじれ配向している光学薄膜が得られる。
配向させた液晶化合物は、更に重合させればよい。前記重合は、熱重合、光照射による光重合のいずれでもよいが、光重合が好ましい。前記光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、０．０２Ｊ／ｃｍ2〜５０Ｊ／ｃｍ2が好ましく、０．１Ｊ／ｃｍ2〜１．５Ｊ／ｃｍ2がより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下または窒素雰囲気下で光照射を実施してもよい。照射紫外線波長は３５０ｎｍ〜４３０ｎｍが好ましい。重合反応率は安定性の観点から、高いほうが好ましく７０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。重合反応率は、重合性の官能基の消費割合を、ＩＲ吸収スペクトルを用いて決定することができる。
（支持体）
支持体は特に限定されない。コレステリック液晶層の形成のために用いられる支持体は、コレステリック液晶層形成後に剥離される仮支持体であってもよい。支持体が仮支持体である場合は、投映像表示用部材を構成する層とはならないため、透明性や屈折性などの光学特性に関する制限は特にない。支持体（仮支持体）としては、プラスチックフィルムの他、ガラス等を用いてもよい。プラスチックフィルムの例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、シリコーンなどが挙げられる。
支持体の膜厚としては、５μｍ〜１０００μｍ程度であればよく、好ましくは１０μｍ〜２５０μｍであり、より好ましくは１５μｍ〜９０μｍである。
支持体は特に限定されない。コレステリック液晶層の形成のために用いられる支持体は、コレステリック液晶層形成後に剥離される仮支持体であってもよい。支持体が仮支持体である場合は、投映像表示用部材を構成する層とはならないため、透明性や屈折性などの光学特性に関する制限は特にない。支持体（仮支持体）としては、プラスチックフィルムの他、ガラス等を用いてもよい。プラスチックフィルムの例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、シリコーンなどが挙げられる。
支持体の膜厚としては、５μｍ〜１０００μｍ程度であればよく、好ましくは１０μｍ〜２５０μｍであり、より好ましくは１５μｍ〜９０μｍである。
（配向膜）
配向膜は、有機化合物、ポリマー（ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、変性ポリアミドなどの樹脂）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、またはラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物（例えば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル）の累積のような手段で、設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与または光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
特にポリマーからなる配向膜はラビング処理を行ったうえで、ラビング処理面に液晶層形成のための組成物を塗布することが好ましい。ラビング処理は、ポリマー層の表面を、紙、布で一定方向に、数回擦ることにより実施することができる。
配向膜を設けずに支持体表面、または支持体をラビング処理した表面に、液晶組成物を塗布してもよい。
支持体が仮支持体である場合は、配向膜は仮支持体とともに剥離されて投映像表示用部材を構成する層とはならなくてもよい。
配向層の厚さは０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜２μｍであることがさらに好ましい。
配向膜は、有機化合物、ポリマー（ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、変性ポリアミドなどの樹脂）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、またはラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物（例えば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル）の累積のような手段で、設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与または光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
特にポリマーからなる配向膜はラビング処理を行ったうえで、ラビング処理面に液晶層形成のための組成物を塗布することが好ましい。ラビング処理は、ポリマー層の表面を、紙、布で一定方向に、数回擦ることにより実施することができる。
配向膜を設けずに支持体表面、または支持体をラビング処理した表面に、液晶組成物を塗布してもよい。
支持体が仮支持体である場合は、配向膜は仮支持体とともに剥離されて投映像表示用部材を構成する層とはならなくてもよい。
配向層の厚さは０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜２μｍであることがさらに好ましい。
（反射防止層）
投映像表示用部材は反射防止層を含んでいてもよい。反射防止層はコレステリック液晶層からみて観察側の面（最表面）に設けられていてもよく、投映像表示用部材がハーフミラーである場合などにおいては、後述の基材の面であって、コレステリック液晶層が設けられた面の反対側の面に設けてもよい。
投映像表示用部材は反射防止層を含んでいてもよい。反射防止層はコレステリック液晶層からみて観察側の面（最表面）に設けられていてもよく、投映像表示用部材がハーフミラーである場合などにおいては、後述の基材の面であって、コレステリック液晶層が設けられた面の反対側の面に設けてもよい。
反射防止層は、実用上充分な耐久性、耐熱性を有し、例えば６０度入射での反射率を５％以下に抑えることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、微細な表面凹凸を形成した膜のほか、高屈折率膜と低屈折率膜を組み合わせた２層膜の構成、中屈折率膜、高屈折率膜、及び低屈折率膜を順次積層した３層膜構成などが挙げられる。
構成例としては、下側から順に、高屈折率層／低屈折率層の２層のものや、屈折率の異なる３層を、中屈折率層（下層よりも屈折率が高く、高屈折率層よりも屈折率の低い層）／高屈折率層／低屈折率層の順に積層されているもの等があり、更に多くの反射防止層を積層するものも提案されている。中でも、耐久性、光学特性、コストや生産性等から、ハードコート層上に、中屈折率層／高屈折率層／低屈折率層の順に有することが好ましく、例えば、特開平８−１２２５０４号公報、特開平８−１１０４０１号公報、特開平１０−３００９０２号公報、特開２００２−２４３９０６号公報、特開２０００−１１１７０６号公報等に記載の構成が挙げられる。また、膜厚変動に対するロバスト性に優れる３層構成の反射防止フィルムは特開２００８−２６２１８７号公報に記載されている。また、各層に他の機能を付与させてもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層、帯電防止性のハードコート層、防眩性のハードコート層としたもの（例、特開平１０−２０６６０３号公報、特開２００２−２４３９０６号公報、特開２００７−２６４１１３号公報等）等が挙げられる。
高屈折率層の屈折率は、１．６５〜２．２０であることが好ましく、１．７０〜１．８０であることがより好ましい。中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整される。中屈折率層の屈折率は、１．５５〜１．６５であることが好ましく、１．５８〜１．６３であることが更に好ましい。
反射防止層の膜厚は、特に限定されるものではないが、０．１〜１０μｍ、１〜５μｍ、２〜４μｍ程度であればよい。
反射防止層の膜厚は、特に限定されるものではないが、０．１〜１０μｍ、１〜５μｍ、２〜４μｍ程度であればよい。
（基材）
本明細書において、基材とは、コレステリック液晶層の形状の維持のために設けられる層を意味し、コレステリック液晶層の形成の際に用いられる支持体と同一であってもよく、支持体とは別に設けられるものであってもよい。
投映像表示用部材は基材を含んでいても含んでいなくてもよく、例えば、車両のフロントガラス等の他の物品の少なくとも一部に投映像表示用部材が貼付され、物品の少なくとも一部が基材として機能していてもよい。
本明細書において、基材とは、コレステリック液晶層の形状の維持のために設けられる層を意味し、コレステリック液晶層の形成の際に用いられる支持体と同一であってもよく、支持体とは別に設けられるものであってもよい。
投映像表示用部材は基材を含んでいても含んでいなくてもよく、例えば、車両のフロントガラス等の他の物品の少なくとも一部に投映像表示用部材が貼付され、物品の少なくとも一部が基材として機能していてもよい。
基材としては、上記の支持体の例として挙げたものと同様の材料を使用することができる。また、基材の膜厚としては、上記の支持体と同様の膜厚であってもよいが、１０００μｍより大きくてもよく、１０ｍｍ以上であってもよい。また、２００ｍｍ以下、１００ｍｍ以下、８０ｍｍ以下、６０ｍｍ以下、５０ｍｍ以下、４０ｍｍ以下、３０ｍｍ以下、２０ｍｍ以下などであればよい。
投映像表示用部材においては、基材の片面にコレステリック液晶層が設けられていればよく、他方の面にはコレステリック液晶層が設けられていないことが好ましい。
基材の材料の具体例としては、アクリル樹脂（ポリメチル（メタ）アクリレートなどのアクリル酸エステル類など）、ポリカーボネート、シクロペンタジエン系ポリオレフィンやノルボルネン系ポリオレフィンなどの環状ポリオレフィン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリスチレンなどの芳香族ビニルポリマー類、ポリアリレート、セルロースアシレートを挙げることができる。
基材の材料の具体例としては、アクリル樹脂（ポリメチル（メタ）アクリレートなどのアクリル酸エステル類など）、ポリカーボネート、シクロペンタジエン系ポリオレフィンやノルボルネン系ポリオレフィンなどの環状ポリオレフィン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリスチレンなどの芳香族ビニルポリマー類、ポリアリレート、セルロースアシレートを挙げることができる。
（接着層）
接着層は接着剤から形成されるものであればよい。
接着剤としては硬化方式の観点からホットメルトタイプ、熱硬化タイプ、光硬化タイプ、反応硬化タイプ、硬化の不要な感圧接着タイプがあり、それぞれ素材としてアクリレート系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、エポキシ系、エポキシアクリレート系、ポリオレフィン系、変性オレフィン系、ポリプロピレン系、エチレンビニルアルコール系、塩化ビニル系、クロロプレンゴム系、シアノアクリレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリビニルブチラール系などの化合物を使用することができる。作業性、生産性の観点から、硬化方式として光硬化タイプが好ましく、光学的な透明性、耐熱性の観点から、素材はアクリルレート系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系などを使用することが好ましい。
接着層の膜厚は０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍであればよい。投映像表示用部材の色ムラ等を軽減するため均一な膜厚で設けられることが好ましい。
接着層は接着剤から形成されるものであればよい。
接着剤としては硬化方式の観点からホットメルトタイプ、熱硬化タイプ、光硬化タイプ、反応硬化タイプ、硬化の不要な感圧接着タイプがあり、それぞれ素材としてアクリレート系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、エポキシ系、エポキシアクリレート系、ポリオレフィン系、変性オレフィン系、ポリプロピレン系、エチレンビニルアルコール系、塩化ビニル系、クロロプレンゴム系、シアノアクリレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリビニルブチラール系などの化合物を使用することができる。作業性、生産性の観点から、硬化方式として光硬化タイプが好ましく、光学的な透明性、耐熱性の観点から、素材はアクリルレート系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系などを使用することが好ましい。
接着層の膜厚は０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍであればよい。投映像表示用部材の色ムラ等を軽減するため均一な膜厚で設けられることが好ましい。
＜投映システム＞
本発明の投映システムは、映画館などにおいて使用される、大型システムであってもよく、ホームシアター用のシステムであってもよく、いわゆるナノプロジェクター用のシステムであってもよく、用途は特に限定されない。投映像表示部材を可視光透過性を有するハーフミラー構造とし、コンバイナとして使用することにより、本発明の投映システムをヘッドアップディスプレイ、またはヘッドマウントディスプレイに用いることもできる。光源としてレーザーを用い、描画システムに走査型を採用することにより、より小型の投映システムの設計が可能である。
本発明の投映システムは、映画館などにおいて使用される、大型システムであってもよく、ホームシアター用のシステムであってもよく、いわゆるナノプロジェクター用のシステムであってもよく、用途は特に限定されない。投映像表示部材を可視光透過性を有するハーフミラー構造とし、コンバイナとして使用することにより、本発明の投映システムをヘッドアップディスプレイ、またはヘッドマウントディスプレイに用いることもできる。光源としてレーザーを用い、描画システムに走査型を採用することにより、より小型の投映システムの設計が可能である。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
位相差膜の作製：
テレフタル酸及びエチレングリコールを質量比率４．７：１．８で直接反応させて水を留去し、エステル化した後、減圧下で重縮合を行う直接エステル化法を用いて、連続重合装置により原料ポリエステル１（Ｓｂ触媒系ＰＥＴ）を得た。この原料ポリエステル１を、１軸混練押出機のホッパーに投入した。原料ポリエステル１は、３００℃に溶融し、ダイから温度２５℃に設定された冷却キャストドラム上に押出し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて剥離し、厚さ４ｍｍの未延伸ポリエステルフィルム１を得た。
続いて、未延伸ポリエステルフィルム１をテンター（横延伸機）に導き、フィルムの両端部をクリップで把持しながら、熱風ノズルから吹き出す９０℃の熱風により加熱した。
位相差膜の作製：
テレフタル酸及びエチレングリコールを質量比率４．７：１．８で直接反応させて水を留去し、エステル化した後、減圧下で重縮合を行う直接エステル化法を用いて、連続重合装置により原料ポリエステル１（Ｓｂ触媒系ＰＥＴ）を得た。この原料ポリエステル１を、１軸混練押出機のホッパーに投入した。原料ポリエステル１は、３００℃に溶融し、ダイから温度２５℃に設定された冷却キャストドラム上に押出し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて剥離し、厚さ４ｍｍの未延伸ポリエステルフィルム１を得た。
続いて、未延伸ポリエステルフィルム１をテンター（横延伸機）に導き、フィルムの両端部をクリップで把持しながら、熱風ノズルから吹き出す９０℃の熱風により加熱した。
この加熱された未延伸ポリエステルフィルム１を、幅方向に延伸倍率４．３倍にてテンターを用いＴＤ方向に横延伸した。次いで、ポリエステルフィルムの膜面温度を１８０℃に制御しながら、１５秒間保持し熱固定処理を行った。その後のポリエステルフィルムを５０℃の冷却温度にて冷却して、厚さ９５０μｍ、レターデーション１０００００ｎｍのＰＥＴフィルム１を得た。
レーザー光源およびＭＥＭＳを含む走査型描画デバイスを有するパイオニア社製のＬＤプロジェクター（製品名ＡＶＩＣ−ＺＨ１０００９ＨＵＤ ＡＲ ＨＵＤユニット）のフィールドレンズおよびその光源側に位置する二枚のマイクロレンズアレイを取り外した。続いて上記で作製したレターデーション１０００００ｎｍのＰＥＴフィルム１を、その遅相軸を平行にして４枚積層し、かつその遅相軸が光源のレーザー光の偏光方向に対して４５度の方位になるように切り出して、取り外したマイクロレンズアレイの光源側面に貼り付けた。このマイクロレンズおよびフィールドレンズをＬＤプロジェクター本体に再度組み込んで、レンズ群の合計のレターデーションが４０００００の位相差膜を２枚のマイクロレンズの光源側面に有する実施例１のプロジェクターを作製した。
実施例２
レターデーション１０００００ｎｍのＰＥＴフィルム１を３枚用いて合計のレターデーションが３０００００の位相差膜を作製し、この膜をレターデーションが４０００００の位相差膜の代わりに用いた以外は実施例１と同様にして実施例２のプロジェクターを作製した。
レターデーション１０００００ｎｍのＰＥＴフィルム１を３枚用いて合計のレターデーションが３０００００の位相差膜を作製し、この膜をレターデーションが４０００００の位相差膜の代わりに用いた以外は実施例１と同様にして実施例２のプロジェクターを作製した。
実施例３
レターデーション１０００００ｎｍのＰＥＴフィルム１を２枚用い、合計のレターデーションが２０００００の位相差膜を作製し、この膜をレターデーションが４０００００の位相差膜の代わりに用いた以外は実施例１と同様にして実施例３のプロジェクターを作製した。
レターデーション１０００００ｎｍのＰＥＴフィルム１を２枚用い、合計のレターデーションが２０００００の位相差膜を作製し、この膜をレターデーションが４０００００の位相差膜の代わりに用いた以外は実施例１と同様にして実施例３のプロジェクターを作製した。
比較例１
４枚のＰＥＴフィルム１を装着しない状態で、実施例１で用いたプロジェクターを用いて、後述の評価を行った。
比較例２
ＰＥＴフィルム１の４枚をフィールドレンズの外側（描画デバイス側の反対側）に装着した以外は、実施例１と同様にして比較例２のプロジェクターを形成した。
比較例３
４枚のＰＥＴフィルム１の代わりにＰＥＴフィルム１の１枚を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例３のプロジェクターを形成した。
４枚のＰＥＴフィルム１を装着しない状態で、実施例１で用いたプロジェクターを用いて、後述の評価を行った。
比較例２
ＰＥＴフィルム１の４枚をフィールドレンズの外側（描画デバイス側の反対側）に装着した以外は、実施例１と同様にして比較例２のプロジェクターを形成した。
比較例３
４枚のＰＥＴフィルム１の代わりにＰＥＴフィルム１の１枚を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例３のプロジェクターを形成した。
ハーフミラーの作製
ラビング処理を施した富士フイルム製ＰＥＴのラビング処理面に、表１に示す塗布液Ａ−１を乾燥後の乾膜の厚みが３μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。塗布層を室温にて３０秒間乾燥させた後、８５℃の雰囲気で２分間加熱し、その後７０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間ＵＶ照射し液晶層を得た。この液晶層上に表１に示す塗布液Ａ−２を乾燥後の乾膜の厚みが３．５μｍになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、ＵＶ照射を行い、２層目の液晶層を形成した。さらに２層目の液晶層上に表1に示す塗布液Ａ−３を乾燥後の乾膜の厚みが４μｍになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、ＵＶ照射を行い、３層目の液晶層を形成して、４５０ｎｍ、５３０ｎｍ、６４０ｎｍに選択反射の中心波長を有する積層体を得た。
厚さ１０ｍｍのアクリルの板（三菱レイヨン社製）の片面にＤＩＣ株式会社製ＵＶ硬化型接着剤Ｅｘｐ．Ｕ１２０３４−６を、乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。この塗布面と上記で作製した積層体のコレステリック液晶層側の面とを気泡が入らないように貼りあわせ、その後３０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間ＵＶ照射しハーフミラーを形成した。
ラビング処理を施した富士フイルム製ＰＥＴのラビング処理面に、表１に示す塗布液Ａ−１を乾燥後の乾膜の厚みが３μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。塗布層を室温にて３０秒間乾燥させた後、８５℃の雰囲気で２分間加熱し、その後７０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間ＵＶ照射し液晶層を得た。この液晶層上に表１に示す塗布液Ａ−２を乾燥後の乾膜の厚みが３．５μｍになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、ＵＶ照射を行い、２層目の液晶層を形成した。さらに２層目の液晶層上に表1に示す塗布液Ａ−３を乾燥後の乾膜の厚みが４μｍになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、ＵＶ照射を行い、３層目の液晶層を形成して、４５０ｎｍ、５３０ｎｍ、６４０ｎｍに選択反射の中心波長を有する積層体を得た。
厚さ１０ｍｍのアクリルの板（三菱レイヨン社製）の片面にＤＩＣ株式会社製ＵＶ硬化型接着剤Ｅｘｐ．Ｕ１２０３４−６を、乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。この塗布面と上記で作製した積層体のコレステリック液晶層側の面とを気泡が入らないように貼りあわせ、その後３０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間ＵＶ照射しハーフミラーを形成した。
評価は以下の方法にしたがって行った。
暗所で、プロジェクター投影画像を白表示の状態に保ち、上記で作製したコレステリック液晶層を含むハーフミラーで反射させた投影像を、目視で観察した。この際、入射光側にコレステリック液晶層面が来るようにして目視観察を行い下記の評価基準で得られた結果を表３に記載した。
A: 色、明るさともに均一である。
B; 僅かに色ムラが認められる。（許容）
C: 明瞭な色ムラが認められる。
暗所で、プロジェクター投影画像を白表示の状態に保ち、上記で作製したコレステリック液晶層を含むハーフミラーで反射させた投影像を、目視で観察した。この際、入射光側にコレステリック液晶層面が来るようにして目視観察を行い下記の評価基準で得られた結果を表３に記載した。
A: 色、明るさともに均一である。
B; 僅かに色ムラが認められる。（許容）
C: 明瞭な色ムラが認められる。
Claims (12)
- 偏光を出射する描画デバイスを含むプロジェクターと前記プロジェクターから投射される投映像を表示する投映像表示用部材とを含む投映システムであって、
前記描画デバイスと前記投映像表示用部材との間に中間像スクリーンを含み、
前記描画デバイスと前記中間像スクリーンとの間に、２００００ｎｍ以上の位相差を有する位相差膜を含み、
前記投映像表示用部材がコレステリック液晶相を固定した層を含む投映システム。 - 前記中間像スクリーンがプラスチックを含む請求項１に記載の投映システム。
- 前記中間像スクリーンと前記投映像表示用部材との間に、フィールドレンズを含み、前記フィールドレンズは前記中間像スクリーン側から入射する光の方向を変えて投映像表示用部材への投映像の大きさを調節する請求項１または２に記載の投映システム。
- 前記描画デバイスがレーザー光源を含み、かつ前記位相差膜の位相差が２０００００ｎｍ以上である請求項１〜３のいずれか一項に記載の投映システム。
- 前記描画デバイスがＭＥＭＳを用いた走査方式描画デバイスである請求項４に記載の投映システム。
- 前記位相差膜が延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の投映システム。
- 前記投映像表示用部材がコレステリック液晶相を固定した層を２層以上含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の投映システム。
- 前記投映像表示用部材が表面に投映像を実像として表示する反射スクリーンである請求項１〜７のいずれか一項に記載の投映システム。
- 前記投映像表示用部材が可視光透過性を有するハーフミラーである請求項１〜７のいずれか一項に記載の投映システム。
- ヘッドアップディスプレイである請求項９に記載の投映システム。
- コレステリック液晶相を固定した層を含む投映像表示用部材に投映像を投射するためのプロジェクターであって、
偏光を出射する描画デバイス、位相差膜、および中間像スクリーンをこの順で含み、
前記位相差膜は２００００ｎｍ以上の位相差を有するプロジェクター。 - 前記描画デバイスがレーザー光源を含み、かつ前記位相差膜の位相差が２０００００ｎｍ以上である請求項１１に記載のプロジェクター。
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