JP7478722B2 - 透過型スクリーンおよび映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、透過型スクリーンおよび該透過型スクリーンを用いた映像表示装置に関する。

従来、プロジェクタ等の映像源からスクリーンの一方の面に投影された映像を他方の面に表示する技術が知られている。

上記技術の一例として、特許文献１には、透過率を制御して光透過状態（透明状態）と光散乱状態とその中間状態とをとることができる液晶素子を用いることにより、高い透過性を維持しつつ、背面から投影された映像を前面に表示できる透過型スクリーンが開示されている。このような透過型スクリーンを店舗のショーウインドウ等に使用すると、ショーウインドウの内側から映像を投影することで、ショーウインドウの外側にいる観察者に映像を視認させるとともに、ショーウインドウ内に展示している実態物を同時に観察させることができる。

上記技術の別の例として、特許文献２には、光透過状態と光散乱状態とを切替可能で、両面がそれぞれ、その背面に投影された映像を表示可能な透過型スクリーンを用いて、該透過型スクリーンの一方の面に投影される映像と、他方の面に投影される映像と、該透過型スクリーンの光散乱状態と、が同期するように制御することにより、該透過型スクリーンの両面を表示面として使用できる映像表示装置が開示されている。

特開２０１２－２２０５４０号公報 特開２０１５－２２６２９６号公報

特許文献１および特許文献２に記載されるような透過型スクリーンにおいて、入射した光は、主として前方散乱する一方で、後方への反射散乱も存在する。したがって、特許文献１の映像表示装置では、表示面の反対側（映像源側）からスクリーンを見たときに、表示面に表示する映像の反転映像が見えてしまい、文字情報等の反転が望ましくない映像の場合には好ましくない。また、特許文献２の映像表示装置では、各表示面において、本来表示されるべき映像に加えて、他方の面に表示されるべき映像の反転映像がノイズのように重なってしまい、表示効果（例えば、広告効果）を低減させてしまう。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、映像源側への反射散乱が低減された、調光層を含む透過型スクリーンおよび該透過型スクリーンを用いた映像表示装置を提供することにある。

本発明者らが上記課題を解決するべく検討を行ったところ、一対の透明電極層付基材と該一対の透明電極層付基材に挟持される調光層とを有する透過型スクリーンにおいて、（ｉ）調光層が含む液晶化合物として、０．０５～０．１５の複屈折を有する液晶化合物を選択すること、（ｉｉ）少なくとも表示面側の透明電極層と透明基材との間に、屈折率調整層を設けること、および、（ｉｉｉ）少なくとも表示面側の透明基材の視認側に反射防止層を設けること、の３つの条件をすべて同時に満たすことにより、映像源側への反射散乱を顕著に抑制でき、反転映像が視認されない水準を達成できることを見出した。

本発明によれば、第１の透明基材と、第１の透明電極層と、液晶化合物を含み、印加される電圧に応じて光透過状態と光散乱状態とを切替可能な調光層と、第２の透明電極層と、第２の透明基材とをこの順に備え、該第１の透明基材側の面に投影された映像を該第２の透明基材側の面に表示する透過型スクリーンが提供される。該透過型スクリーンにおいて、該調光層が、０．０５～０．１５の複屈折を有する液晶化合物を含み、該第２の透明基材と該第２の透明電極層との間に、屈折率調整層が設けられており、該第２の透明基材の該第２の透明電極層が配置される側と反対側に、反射防止層が設けられている。
１つの実施形態において、上記第１の透明基材と上記第１の透明電極層との間に、屈折率調整層が設けられている。
１つの実施形態において、上記第１の透明基材の上記第１の透明電極層が配置される側と反対側に、反射防止層が設けられている。
１つの実施形態において、上記第１の透明基材と上記第１の透明電極層との間に、屈折率調整層が設けられており、上記第１の透明基材の上記第１の透明電極層が配置される側と反対側に、反射防止層が設けられており、上記第１の透明基材側の面に投影された映像を上記第２の透明基材側の面に表示し、上記第２の透明基材側の面に投影された映像を上記第１の透明基材側の面に表示する。
本発明の別の局面によれば、上記透過型スクリーンと、該透過型スクリーンの一方の面に映像を投影する映像源とを含む、映像表示装置が提供される。
１つの実施形態において、上記映像表示装置は、上記透過型スクリーンの他方の面に映像を投影する映像源をさらに含む。

本発明によれば、映像源側への反射散乱が低減された、調光層を含む透過型スクリーンおよび該透過型スクリーンを用いた映像表示装置が提供される。

本発明の１つの実施形態における透過型スクリーンの概略断面図である。 本発明の別の実施形態における透過型スクリーンの概略断面図である。 本発明のさらに別の実施形態における透過型スクリーンの概略断面図である。 実施例および比較例で作製した映像表示装置を上から見た概略図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。なお、本明細書において、第１の透明基材と第２の透明基材を透明基材と総称すること、および、第１の透明電極層と第２の透明電極層とを透明電極層と総称することがある。また、調光層を挟持する積層体であって、透明基材と透明電極層とを含む積層体を、透明導電性フィルムと称することもある。

Ａ．透過型スクリーン
Ａ－１．透過型スクリーンの全体構成
図１は、本発明の１つの実施形態における透過型スクリーンの概略断面図である。透過型スクリーン１００ａは、第１の透明基材１０ａと、第１の透明電極層２０ａと、調光層３０と、第２の透明電極層２０ｂと、第２の透明基材１０ｂとをこの順に備え、第２の透明基材１０ｂと第２の透明電極層２０ｂとの間に、屈折率調整層４０ｂが設けられており、第２の透明基材１０ｂの第２の透明電極層２０ｂが配置される側と反対側に、反射防止層５０ｂが設けられている。透過型スクリーン１００ａはさらに、第１の透明基材１０ａの第１の透明電極層２０ａが配置される側と反対側に、接着層６０を介して透明板７０を備えている。

図２は、本発明の別の実施形態における透過型スクリーンの概略断面図である。透過型スクリーン１００ｂは、第１の透明基材１０ａと、第１の透明電極層２０ａと、調光層３０と、第２の透明電極層２０ｂと、第２の透明基材１０ｂとをこの順に備え、第１の透明基材１０ａと第１の透明電極層２０ａとの間および第２の透明基材１０ｂと第２の透明電極層２０ｂとの間にそれぞれ、屈折率調整層４０ａ、４０ｂが設けられており、第２の透明基材１０ｂの第２の透明電極層２０ｂが配置される側と反対側に、反射防止層５０ｂが設けられている。透過型スクリーン１００ｂは、さらに、第２の透明基材１０ｂと反射防止層５０ｂとの間に、第２の透明基材１０ｂからこの順に接着層６０および透明板７０を備えている。

図３は、本発明のさらに別の実施形態における透過型スクリーンの概略断面図である。透過型スクリーン１００ｃは、第１の透明基材１０ａと、第１の透明電極層２０ａと、調光層３０と、第２の透明電極層２０ｂと、第２の透明基材１０ｂとをこの順に備え、第１の透明基材１０ａと第１の透明電極層２０ａとの間および第２の透明基材１０ｂと第２の透明電極層２０ｂとの間にそれぞれ、屈折率調整層４０ａ、４０ｂが設けられており、第１の透明基材１０ａの第１の透明電極層２０ａが配置される側と反対側および第２の透明基材１０ｂの第２の透明電極層２０ｂが配置される側と反対側にそれぞれ、反射防止層５０ａ、５０ｂが設けられている。透過型スクリーン１００ｃは、さらに、第２の透明基材１０ｂと反射防止層５０ｂとの間に、第２の透明基材１０ｂからこの順に接着層６０および透明板７０を備えている。

上記透過型スクリーン１００ａおよび１００ｂは、映像源２００ａから第１の透明基材１０ａ側の面に対して投影された映像を、第２の透明基材１０ｂ側の面に表示することができる。一方、透過型スクリーン１００ｃは、映像源２００ａから第１の透明基材１０ａ側の面に対して投影された映像を第２の透明基材１０ｂ側の面に表示するとともに、映像源２００ｂから第２の透明基材１０ｂ側の面に対して投影された映像を第１の透明基材１０ａ側の面に表示することができる。

上記図示例においては、透過型スクリーンは、任意の適切な接着層（接着剤層または粘着剤層）を介して積層された透明板を備えているが、該透明板および接着層は、目的に応じて省略され得る。また、図示しないが、調光層の駆動モード等に応じて、透明電極層の調光層と対向する面に配向膜が設けられ得る。

透過型スクリーンの厚みは、例えば１００μｍ～５０００μｍ、好ましくは１５０μｍ～３０００μｍである。

透過型スクリーンのヘイズは、調光層が光透過状態において、例えば１０％以下であり、好ましくは５％以下である。また、該ヘイズは、調光層が光散乱状態において、例えば５０％以上であり、好ましくは９０％以上である。

Ａ－２．第１の透明基材
第１の透明基材を構成する材料は、任意の適切な材料が用いられ得る。具体的には、例えば、フィルムやプラスチック基材等の高分子基材が好ましく用いられる。平滑性および透明電極層形成用組成物に対する濡れ性に優れ、また、ロールによる連続生産により生産性を大幅に向上させ得るからである。

第１の透明基材を構成する材料は、代表的には熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムである。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂；ポリノルボルネン等のシクロオレフィン系樹脂；アクリル系樹脂；ポリカーボネート樹脂；セルロース系樹脂等が挙げられる。なかでも好ましくは、ポリエステル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂またはアクリル系樹脂である。これらの樹脂は、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れる。上記熱可塑性樹脂は、単独で、または２種以上組み合わせて用いてもよい。また、偏光板に用いられるような光学フィルム、例えば、低位相差基材、高位相差基材、位相差板、吸収型偏光フィルム、偏光選択反射フィルム等を第１の透明基材として用いることも可能である。

第１の透明基材の厚みは、好ましくは２００μｍ以下であり、より好ましくは３μｍ～１００μｍであり、さらに好ましくは５μｍ～５０μｍである。第１の透明基材の厚みを２００μｍ以下とすることにより、調光層の機能を十分に発揮させることができる。

第１の透明基材の全光線透過率は、好ましくは３０％以上であり、より好ましくは６０％以上であり、さらに好ましくは８０％以上である。

Ａ－３．第１の透明電極層
第１の透明電極層は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ_２）等の金属酸化物を用いて形成され得る。好ましくはＩＴＯを含む透明電極層が形成される。ＩＴＯを含む透明電極層は透明性に優れる。第１の透明電極層は、目的に応じて、所望の形状にパターニングされ得る。

第１の透明電極層の光透過率は、好ましくは８５％以上であり、より好ましくは８７％以上であり、さらに好ましくは９０％以上である。本発明においては、このような範囲の光透過率を有する透明電極層を用いることにより、光透過状態において高い光透過率を有する。当該光透過率は高いほど好ましいが、その上限は、例えば、９９％である。

好ましくは、第１の透明電極層は、結晶粒を含有する。結晶粒を含有することで光透過率を向上することができる。結晶粒の形成方法に限定はないが、例えば、大気下で加熱することで好適に結晶粒を形成することができる。透明電極層における結晶粒の面積占有率は、例えば３０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは８０％以上である。当該面積占有率の上限は、例えば１００％である。結晶粒の面積占有率が上記範囲であれば、光透過率を向上することができる。なお、結晶粒の面積占有率は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で透明電極層の表面を観察し、結晶粒領域と非結晶領域の面積比から算出することができる。

第１の透明電極層の表面粗さＲａは、例えば、０．１ｎｍ以上である。第１の透明電極層の表面粗さＲａが０．１ｎｍ未満の場合、基材との密着性が悪化するおそれがある。第１の透明電極層の表面粗さＲａの上限は、好ましくは１．２ｎｍ未満であり、より好ましくは１．０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは１．０ｎｍ未満であり、特に好ましくは０．８ｎｍ以下である。第１の透明電極層の表面粗さＲａが大きすぎる場合、好適に結晶粒を形成することが難しくなるおそれがある。なお、本明細書における表面粗さＲａとは、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：原子間力顕微鏡）により測定される、算術平均粗さＲａを意味する。

第１の透明電極層の厚みは、例えば、１０ｎｍ以上であり、好ましくは１５ｎｍ以上である。透明電極層の厚みが１０ｎｍ未満の場合、結晶粒の面積占有率が低下するおそれがある。第１の透明電極層の厚みの上限は、例えば、５０ｎｍ以下であり、好ましくは３５ｎｍ以下であり、より好ましくは３０ｎｍ未満であり、さらに好ましくは２７ｎｍ以下である。透明電極層の厚みが５０ｎｍを超える場合、透過率が悪化するおそれがあり、また、透明電極層の表面粗さが大きくなるおそれがある。

Ａ－４．調光層
上記のとおり、調光層は、液晶化合物を含む。液晶化合物を含む調光層は、代表的には、高分子マトリクス中に液晶化合物を分散させて構成される。該調光層においては、電圧印加の有無により、液晶化合物の配向度を変化させて、光透過状態と光散乱状態とを切替えることができる。本発明の透過型スクリーンにおいては、光散乱状態の調光層の一方の面に向かって投影された映像が他方の面に表示される。

１つの実施形態において、調光層は、電圧が印加された状態で光透過状態となり、電圧が印加されていない状態で光散乱状態となる（ノーマルモード）。この実施形態においては、電圧無印加時においては液晶化合物が配向していないために光散乱状態となり、電圧の印加によって液晶化合物が配向して液晶化合物の屈折率と高分子マトリクスの屈折率とが揃う結果、光透過状態となる。

別の実施形態において、調光層は、電圧が印加された状態で光散乱状態となり、電圧が印加されていない状態で光透過状態となる（リバースモード）。この実施形態においては、透明電極層表面に設けられた配向膜によって電圧無印加時に液晶化合物が配向して光透過状態となり、電圧の印加によって液晶化合物の配向が乱れて光散乱状態となる。

上記のような調光層としては、高分子分散型液晶を含む調光層、高分子ネットワーク型液晶を含む調光層等が挙げられる。高分子分散型液晶は、高分子マトリクス中に液滴状の液晶化合物が分散された構造を有する。高分子ネットワーク型液晶は、高分子ネットワーク中に液晶化合物が分散された構造を有しており、高分子ネットワーク中の液晶は、連続相を有する。

高分子分散型液晶の場合、液晶化合物の液滴の平均粒子径は、体積平均の場合、例えば４μｍ～９μｍであり得る。高分子ネットワーク型液晶の場合、高分子ネットワークによって形成される液晶ドメインの平均径は、例えば４μｍ～９μｍである。これらの径が小さすぎると、スクリーンとしての十分な散乱性が得られないという問題が生じ得る。一方、これらの径が大きすぎると、スクリーンとしての十分な散乱性が得られない、後方への反射散乱が大きくなる、等の問題が生じ得る。

上記液晶化合物としては、波長５８９ｎｍにおいて０．０５～０．１５の複屈折Δｎ（＝ｎ_ｅ－ｎ_ｏ；ｎ_ｅは液晶化合物分子の長軸方向の屈折率、ｎ_ｏは液晶化合物分子の短軸方向の屈折率）を有し、かつ、非重合型である限りにおいて、任意の適切な液晶化合物が用いられる。液晶化合物の複屈折が０．０５未満の場合、スクリーンとしての十分な散乱が得られないという問題が生じ得る。また、液晶化合物の複屈折が０．１５を超える場合、スクリーンとしての十分な散乱性が得られない、後方への反射散乱が大きくなる、等の問題が生じ得る。液晶化合物の複屈折Δｎは、好ましくは０．０５～０．１２である。

上記液晶化合物の誘電異方性は、正でも負でもよい。液晶化合物は、例えば、ネマティック型、スメクティック型、コレステリック型液晶化合物であり得る。光透過状態において優れた透明性を実現できることから、ネマティック型液晶化合物を用いることが好ましい。上記ネマティック型液晶化合物としては、ビフェニル系化合物、フェニルベンゾエート系化合物、シクロヘキシルベンゼン系化合物、アゾキシベンゼン系化合物、アゾベンゼン系化合物、アゾメチン系化合物、ターフェニル系化合物、ビフェニルベンゾエート系化合物、シクロヘキシルビフェニル系化合物、フェニルピリジン系化合物、シクロヘキシルピリミジン系化合物、コレステロール系化合物、フッ素系化合物等が挙げられる。液晶化合物は、単独の化合物または２種以上の化合物の組み合わせであってよい。

調光層中における液晶化合物の含有量は、例えば４０重量％以上、好ましくは５０重量％～９９重量％であり、より好ましくは５０重量％～８０重量％である。

高分子マトリクスを形成する樹脂は、光透過率、上記液晶化合物の屈折率等に応じて適切に選択され得る。光等方性樹脂であってもよく、光異方性樹脂であってもよい。１つの実施形態において、当該樹脂は、活性エネルギー線硬化型樹脂であり、例えば、重合型液晶化合物の硬化によって得られる液晶ポリマー、（メタ）アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド樹脂等が好ましく用いられ得る。

調光層中における高分子マトリクスの含有量は、好ましくは１重量％～６０重量％であり、より好ましくは２０重量％～５０重量％である。高分子マトリクスの含有量が１重量％未満であると、調光層の機械強度が損なわれる等の問題が生じ得る。一方、高分子マトリクスの含有量が６０重量％を超えると、駆動電圧が高くなる、調光機能が低下する等の問題が生じ得る。

調光層の厚みは、例えば５μｍ～１００μｍ、好ましくは１０μｍ～８０μｍ、より好ましくは１５μｍ～５０μｍである。

調光層は、任意の適切な方法で作製され得る。具体例としては、エマルション方式および重合誘起相分離方式の作製方法が挙げられる。

エマルション方式の調光層の作製方法は、例えば、第１の透明導電性フィルムの透明電極層面に、高分子マトリクス形成用樹脂と液晶化合物とを含むエマルション塗工液を塗工して塗工層を形成すること、および、該塗工層を乾燥させて該高分子マトリクス形成用樹脂に高分子マトリクスを形成させること、を含む。該エマルション塗工液は、好ましくは高分子マトリクス形成用樹脂を連続相に含み、液晶化合物を分散相に含むエマルションであり、例えば、高分子マトリクス形成用樹脂と塗工溶剤（水、水性有機溶剤またはこれらの混合液等）との混合液を連続相に含み、液晶化合物を分散相に含むエマルションであり得る。エマルション化された塗工液を塗工および乾燥することにより、高分子マトリクス中に液晶化合物の液滴が分散された構成を有する調光層が形成され得る。代表的には、形成された調光層上に第２の透明導電性フィルムを積層することにより、透過型スクリーンが得られる。

上記エマルション方式を用いる場合は、膜乳化法等により予め所定の粒子径および粒子径分布に制御された液晶カプセルを含む液晶分散液を作製し、当該液晶分散液と高分子マトリクス形成用樹脂とを混合してエマルション塗工液を調製することができる。膜乳化法によれば、所望の粒子径を有し、かつ、粒度分布が揃った液晶カプセルが好適に調製され得る。

上記液晶カプセルの平均粒子径は、例えば４μｍ以上であり、好ましくは５μｍ以上である。また、液晶カプセルの平均粒子径は、９μｍ以下であり、好ましくは８μｍ以下である。液晶カプセルの平均粒子径が当該範囲内であれば、調光層における液晶化合物の液滴の平均粒子径を所望の範囲とすることができる。なお、上記液晶カプセルの平均粒子径は、体積平均粒子径である。

上記エマルション塗工液における上記液晶カプセルの平均粒子径は、比較的狭い粒度分布を有することが好ましい。粒子径の均一性を向上することにより、調光層において透過率の波長依存性の大きな粒径（例えば４μｍ未満または９μｍ超の粒子径）の液滴が含まれなくなるので、全ての可視光波長に対して、透過率が一定の光散乱を実現できるという効果が得られ得る。上記エマルション塗工液における液晶カプセルの平均粒子径の変動係数（ＣＶ値）は、例えば０．４０未満であり得、好ましくは０．３５以下、より好ましくは０．３０以下であり得る。１つの実施形態において、上記平均粒子径が４μｍ未満または９μｍ超である液晶カプセルを実質的に含まないエマルション塗工液（例えば、液晶カプセルの総体積に対する４μｍ未満または９μｍ超である液晶カプセルの体積の割合が１０％以下であるエマルション塗工液）が用いられ得る。

上記膜乳化法においては、液晶化合物と分散媒との混合液に、貫通孔を有する多孔膜を複数回通過させることによって所望の粒子径を有する液晶カプセルを含む液晶分散液が得られ得る。多孔膜を通過させる回数は、例えば１０回以上とすることができる。多孔膜の孔径は、液晶カプセルに所望される径の略等倍～略３倍程度であることが好ましい。また、多孔膜を通過させる際の分散液の流速は、例えば１０ｍＬ／分／ｃｍ^２～１５０ｍＬ／分／ｃｍ^２、好ましくは３０ｍＬ／分／ｃｍ^２～９０ｍＬ／分／ｃｍ^２であってよい。なお、エマルション塗工液の乾燥によって形成される調光層において、液晶化合物の液滴の粒子径は、塗工液における液晶カプセルの粒子径よりも１μｍ程度大きく、もしくは小さくなり得る。膜乳化法の詳細については、特開平４－３５５７１９号公報、特開２０１５－４０９９４号公報（これらは、本明細書に参考として援用される)等の開示を参照することができる。

重合誘起相分離方式の調光層の作製方法は、例えば、第１の透明導電性フィルムの透明電極層面に、放射線硬化型の高分子マトリクス形成用樹脂と液晶化合物とを含む塗工液を塗工して塗工層を形成すること、塗工層上に第２の透明導電性フィルムを積層して積層体を形成すること、および、該積層体に放射線を照射して高分子マトリクス形成用樹脂を重合させることにより高分子マトリクスと液晶化合物とを相分離させること、を含む。塗工液は、好ましくは均一相状態である。代替的には、スペーサーを介して積層された第１の透明導電性フィルムと第２の透明導電性フィルムとの間に塗工液を充填し、その後、放射線照射による相分離が行われ得る。

上記重合誘起相分離方式を用いる場合は、透明電極層の表面を表面処理することにより、透明電極層界面の重合誘起相分離への化学的影響を防ぎ、液晶化合物の液滴の粒子径および／または粒度分布を所望の範囲に調整することができる。表面処理としては、薄膜コーティング、シランカップリング剤等の樹脂コート、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化チタン等のスパッタ、プラズマ処理、ＵＶオゾン処理、コロナ処理等が挙げられる。

Ａ－５．第２の透明基材
第２の透明基材については、第１の透明基材と同様の説明が適用できる。第２の透明基材は、第１の透明基材と同様の構成であってもよく、異なる構成であってもよい。

Ａ－６．第２の透明電極層
第２の透明電極層については、第１の透明電極層と同様の説明が適用できる。第２の透明電極層は、第１の透明電極層と同様の構成であってもよく、異なる構成であってもよい。

Ａ－７．屈折率調整層
本発明においては、少なくとも、表示面側（視認側）の透明基材と透明電極層との間に屈折率調整層が設けられる。このような構成とすることにより、透明基材－透明電極層間における界面反射を干渉効果により抑制できるので、スクリーン背面側への反射散乱の低減に寄与し得る。屈折率調整層は、単層からなってもよく、２層以上の積層体であってもよい。

屈折率調整層の屈折率は、１．３～１．８であることが好ましく、１．３５～１．７であることがより好ましく、１．３８～１．６８であることがさらに好ましい。単層の場合は、例えば透明電極層がＩＴＯの場合、ＩＴＯの屈折率を光学的に緩和できるようむしろ低い屈折率が望ましく、例えば１．３８～１．４６が好ましい。これにより、透明基材－透明電極層間における界面反射を好適に低減できる。

屈折率調整層は、無機物、有機物、あるいは無機物と有機物との混合物により形成される。屈折率調整層を形成する材料としては、ＮａＦ、Ｎａ_３ＡｌＦ_６、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、ＳｉＯ_２、ＬａＦ_３、ＣｅＦ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＳｉＯ_ｘ（ｘは１．５以上２未満）等の無機物や、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、シロキサン系ポリマー等の有機物が挙げられる。特に、有機物として、メラミン樹脂とアルキド樹脂と有機シラン縮合物の混合物からなる熱硬化型樹脂を使用することが好ましい。

屈折率調整層は、平均粒径が１ｎｍ～１００ｎｍのナノ微粒子を含んでいてもよい。屈折率調整層中にナノ微粒子を含有することによって、屈折率調整層自体の屈折率の調整を容易に行うことができる。

屈折率調整層中のナノ微粒子の含有量は０．１重量％～９０重量％であることが好ましい。また、屈折率調整層中のナノ微粒子の含有量は１０重量％～８０重量％であることがより好ましく、２０重量％～７０重量％であることがさらに好ましい。

ナノ微粒子を形成する無機酸化物としては、例えば、酸化ケイ素（シリカ）、中空ナノシリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ等が挙げられる。これらの中でも、酸化ケイ素（シリカ）、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ジルコニウム、酸化ニオブが好ましい。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

屈折率調整層の厚みは、１０ｎｍ～２００ｎｍであることが好ましく、２０ｎｍ～１５０ｎｍであることがより好ましく、３０ｎｍ～１３０ｎｍであることがさらに好ましい。屈折率調整層の厚みが過度に小さいと連続被膜となりにくい。また、屈折率調整層の厚みが過度に大きいと、光透過状態におけるスクリーンの透明性が低下したり、クラックが生じ易くなったりする傾向がある。

屈折率調整層は、上記の材料を用いて、ウエット法、グラビアコート法やバーコート法などの塗工法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などにより形成できる。

Ａ－８．反射防止層
本発明においては、少なくとも、表示面側（視認側）の透明基材の視認側に反射防止層が設けられる。反射防止層は、透過型スクリーンの最表面層となるように配置され得る。反射防止層は、反射率に大きな影響を与えない（結果として、本発明の効果を損なわない）範囲において、フッ素基含有のシラン系化合物、フッ素基含有の有機化合物等を含む防汚層をその表面に有していてもよい。

反射防止層の波長５８９ｎｍの光の反射率は、好ましくは０．１％～１．５％であり、より好ましくは０．１％～１．０％である。

反射防止層の形成においては、一般に、入射光と反射光の逆転した位相が互いに打ち消し合うように、薄膜の光学膜厚（屈折率と厚みの積）が調整される。反射防止層は、単層の薄膜からなってもよく、２層以上の薄膜の積層体であってもよい。反射防止層を、屈折率の異なる２層以上の薄膜の積層体とすることにより、可視光の広帯域の波長範囲において、反射率を小さくできる。

反射防止層を構成する薄膜の材料としては、金属の酸化物、窒化物、フッ化物等が挙げられる。例えば、屈折率１．３５～１．５５程度の低屈折率材料として、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム等、屈折率１．８０～２．４０程度の高屈折材料として、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）等が挙げられる。また、低屈折率層と高屈折率層に加えて、屈折率１．５０～１．８５程度の中屈折率層として、例えば、酸化チタンや、上記低屈折率材料と高屈折材料の混合物（酸化チタンと酸化ケイ素との混合物等）からなる薄膜を形成してもよい。

反射防止層の積層構成としては、光学膜厚２４０ｎｍ～２６０ｎｍ程度の高屈折率層と、光学膜厚１２０ｎｍ～１４０ｎｍ程度の低屈折率層との２層構成；光学膜厚１７０ｎｍ～１８０ｎｍ程度の中屈折率層と、光学膜厚６０ｎｍ～７０ｎｍ程度の高屈折率層と、光学膜厚１３５ｎｍ～１４５ｎｍ程度の低屈折率層との３層構成；光学膜厚２５ｎｍ～５５ｎｍ程度の高屈折率層と、光学膜厚３５ｎｍ～５５ｎｍ程度の低屈折率層と、光学膜厚８０ｎｍ～２４０ｎｍ程度の高屈折率層と、光学膜厚１２０ｎｍ～１５０ｎｍ程度の低屈折率層との４層構成；光学膜厚１５ｎｍ～３０ｎｍ程度の低屈折率層と、光学膜厚２０ｎｍ～４０ｎｍ程度の高屈折率層と、光学膜厚２０ｎｍ～４０ｎｍ程度の低屈折率層と、光学膜厚２４０ｎｍ～２９０ｎｍ程度の高屈折率層と、光学膜厚１００ｎｍ～２００ｎｍ程度の低屈折率層との５層構成等が挙げられる。反射防止層を構成する薄膜の屈折率や膜厚の範囲は上記例示に限定されない。また、反射防止層は、６層以上の薄膜の積層体でもよい。

反射防止層の形成方法は特に限定されず、ウェットコーティング法、ドライコーティング法のいずれでもよい。膜厚の均一な薄膜を形成し得ること、および膜厚の調整が容易であることから、真空蒸着、ＣＶＤ，スパッタ、電子線蒸等のドライコーティング法が好ましい。

Ａ－９．透明板
透明板は、透過型スクリーンのたわみを防止する等の目的で、必要に応じて設けられ得る。透明板の形成材料としては、ガラス、または、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の透明プラスチック等が挙げられる。

Ｂ．映像表示装置
１つの実施形態において、本発明の映像表示装置は、Ａ項に記載の透過型スクリーンと、該透過型スクリーンの一方の面に映像を投影する映像源と、を有する。当該実施形態においては、図１または図２に示すように、調光層を基準として、反射防止層が形成されており、かつ、透明基材と透明電極層との間に屈折率調整層が設けられている側の面が表示面側（視認側）となるように、その背面に対して映像源から映像を投影する。

別の実施形態において、本発明の映像表示装置は、Ａ項に記載の透過型スクリーンと、該透過型スクリーンの一方の面に映像を投影する映像源と、該透過型スクリーンの他方の面に映像を投影する映像源と、を有する。当該実施形態においては、両面に反射防止層を備え、かつ、第１の透明基材と第１の透明電極層との間および第２の透明基材と第２の透明電極層との間に屈折率調整層が設けられている透過型スクリーンが用いられるので、両面を表示面とすることができる。

映像源は、例えば、プロジェクタである。プロジェクタの投影方式は限定されず、ＬＣＤ方式、ＤＬＰ方式、ＬＣｏＳ方式等であり得る。焦点型も限定されず、短焦点型、標準型、長焦点型等のいずれであってもよい。２つのプロジェクタを用いてスクリーンの両面に映像を投影する場合、輝度が著しく異なるものでなければ、互いに異なるプロジェクタであってよい。

映像源の配置位置は、目的、用途等に応じて適切に設定され得る。映像源は、スクリーンに対して正面方向または斜め方向に配置され得る。例えば、映像源を天吊りにして、下方に配置したスクリーンに向かって映像を投影してもよい。あるいは、映像源を床置きにして、上方に配置したスクリーンに向かって映像を投影してもよい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例になんら限定されるものではない。また、以下の「部」または「％」の記載はそれぞれ、特段の記載が無いかぎり、「重量部」または「重量％」を意味する。

実施例における評価方法は以下のとおりである。
（１）反射防止層の反射率
反射防止層の裏面に位置する反射防止層付基材の面に粘着層を介して黒アクリル板（例えば、クラレ社製、パラグラス黒（厚み１ｍｍ）を貼り合わせた後に、分光光度計（日立ハイテクサイエンス社製、ＵＨ４１５０）、反射積分球を用いて、５°入射における視感度反射率を測定した。
（２）液晶化合物の複屈折
アッベ屈折率計（例えば、アタゴ社製、ＮＡＲ－１Ｔ ＳＯＬＩＤ、偏光板付接眼鏡付）の測定プレート上にレシチンを薄く塗工した後に、液晶化合物を滴下し、液晶を測定プレート上に垂直配向させた。その状態で、接眼鏡の偏光方向を変えることで、ｎ_ｏ、ｎ_ｅ共に測定した。

［実施例１］
（第１の透明導電性フィルム）
透明基材（ＰＥＴ基材、厚み：５０μｍ）の一方の面に、ＳｉＯ_２層、ＴｉＯ_２層、ＳｉＯ_２層、ＴｉＯ_２層、ＳｉＯ_２層の５層を、各層の光学膜厚が３０ｎｍ、３５ｎｍ、３５ｎｍ、２７０ｎｍ、１１５ｎｍとなるように蒸着法により順次形成して、反射防止層を設けた。この反射防止層の反射率は、０．２％であった。次に、透明基材の他方の面に、厚み３ｎｍのＳｉＯｘ（ｘ＝１．５）層と、ＳｉＯｘ層上に形成された厚み１７ｎｍのＳｉＯ_２層とをスパッタ法によりこの順で形成して、屈折率調整層を設けた。次に、該屈折率調整層上にスパッタ法により透明電極層（ＩＴＯ層）を形成して、［反射防止層／透明基材／屈折率調整層／透明電極層］の構成を有する透明導電性フィルムＡを得た。

（第２の透明導電性フィルム）
第２の透明導電性フィルムとして、上記透明導電性フィルムＡを用いた。
（液晶化合物の作製）
下記の組成の化合物を１５０℃で２０分混合し、その後室温に徐冷するにより、Δｎ＝０．０９７、Δε＝６．５、液晶温度＝－４０℃～９０℃の液晶化合物（１）を得た。
（液晶乳化）
液晶化合物（１）６０部、純水４０部、および分散剤（第一工業製薬社製、「ノイゲンＥＴ１５９」）０．５部を混合し、ホモジナイザーを用い８０００回転で１０分間撹拌して液晶エマルジョンを得た。
（塗工液の作製）
上記乳化によって得られた液晶分散液５０部に、ウレタンエマルション溶液（楠本化成社製、製品名「ＮｅｏＲｅｚ Ｒ９６７」、溶剤＝水、固形分濃度４０％）５０部を混合し、塗工液を作製した。
（調光層の作製）
上記エマルション塗工液を、第１の透明導電性フィルムの透明電極層側表面に塗布および乾燥させて、第１の透明導電性フィルムの表面からみたときの液晶化合物の液滴の体積平均粒径６μｍ、層厚み２０μｍの調光層を形成した。その後、透明導電極側表面が調光層に対向するように第２の透明導電性フィルムを積層することにより、透過型スクリーンＡを得た。

（映像表示装置）
図４（ａ）に示すように、透過型スクリーン１００として透過型スクリーンＡを配置し、その一方の面に対する投影角度θが３０°となり、かつ、距離が５０ｃｍになるようにプロジェクタ２００ａ（ｉＣＯＤＩＳ社製、「Ｇ２ ミニ プロジェクタ 小型 ＤＬＰ」（１５０ＡＮＳＩルーメン））を配置して映像表示装置Ａを構成した。さらに、透過型スクリーンのプロジェクタ配置側面の正面方向に５０ｃｍの距離で分光放射計３００ｂ（トプコンテクノハウス社製、「ＳＲ－ＵＬ２」）を配置し、他方の面（表示面）側の正面方向に５０ｃｍの距離で分光放射計３００ａ（トプコンテクノハウス社製、「ＳＲ－ＵＬ２」）を配置した。当該構成において、プロジェクタ２００ａから白表示の映像を投影した際の透過型スクリーンの表示面および背面（プロジェクタ配置側面）の輝度を、分光放射計を用いて測定した。次いで、靴と文字の映像を投影して、背面（プロジェクタ配置側面）を観察した。

［実施例２］
（第１の透明導電性フィルム）
反射防止層を形成しないこと以外は、透明導電性フィルムＡの作製と同様にして、［透明基材／屈折率調整層／透明電極層］の構成を有する透明導電性フィルムＢを得た。

（第２の透明導電性フィルム）
第２の透明導電性フィルムとして、上記透明導電性フィルムＡを用いた。

（調光層）
実施例１と同様にして調光層を形成して、透過型スクリーンＢを得た。

（映像表示装置）
透過型スクリーン１００として、透過型スクリーンＢを第２の透明導電性フィルムが表示面側となるように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、映像表示装置Ｂを構成した。該映像表示装置Ｂを用いて白表示の映像を投影した際の透過型スクリーンの表示面およびその背面（プロジェクタ配置側面）の輝度を、実施例１と同様にして測定した。次いで、靴と文字の映像を投影して、背面（プロジェクタ配置側面）を観察した。

［実施例３］
（第１の透明導電性フィルム）
反射防止層および屈折率調整層を形成しないこと以外は、透明導電性フィルムＡの作製と同様にして、［透明基材／透明電極層］の構成を有する透明導電性フィルムＣを得た。

（第２の透明導電性フィルム）
第２の透明導電性フィルムとして、上記透明導電性フィルムＡを用いた。

（調光層）
実施例１と同様にして調光層を形成して、透過型スクリーンＣを得た。

（映像表示装置）
透過型スクリーン１００として、透過型スクリーンＣを第２の透明導電性フィルムが表示面側となるように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、映像表示装置Ｃを構成した。該映像表示装置Ｃを用いて白表示の映像を投影した際の透過型スクリーンの表示面および背面（プロジェクタ配置側面）の輝度を、実施例１と同様にして測定した。次いで、靴と文字の映像を投影して、背面（プロジェクタ配置側面）を観察した。

［比較例１］
（第１の透明導電性フィルム）
第１の透明導電性フィルムとして、上記透明導電性フィルムＣを用いた。

（第２の透明導電性フィルム）
第２の透明導電性フィルムとして、上記透明導電性フィルムＣを用いた。

（液晶化合物の作製）
下記の組成の化合物を１５０℃で２０分混合し、その後室温に徐冷するにより、Δｎ＝０．２３、Δε＝１３．８、液晶温度＝－３０℃～５８℃の液晶化合物（２）を得た。
（調光層）
液晶化合物（２） ５０部と、ＵＶ硬化型アクリル樹脂（Ｎｏｒｌａｎｄ社製、「ＮＯＡ６５」） ５０部（固形分）の混合液を、７μｍのスペーサーを介して対向させた第１の透明導電性フィルムと第２の透明導電性フィルムの間に充填し、１０ｍＷ／ｃｍ^２の光強度を持つ紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射して紫外線硬化性樹脂モノマーの重合に伴う樹脂と液晶化合物の相分離により調光層を形成し、これにより透過型スクリーンＤを得た。

（映像表示装置）
透過型スクリーン１００として、透過型スクリーンＤを第２の透明導電性フィルムが表示面側となるように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、映像表示装置Ｄを構成した。該映像表示装置Ｄを用いて白表示の映像を投影した際の透過型スクリーンの表示面および背面（プロジェクタ配置側面）の輝度を、実施例１と同様にして測定した。次いで、靴と文字の映像を投影して、背面（プロジェクタ配置側面）を観察した。

［比較例２］
（第１の透明導電性フィルム）
第１の透明導電性フィルムとして、上記透明導電性フィルムＣを用いた。

（第２の透明導電性フィルム）
第２の透明導電性フィルムとして、上記透明導電性フィルムＡを用いた。

（調光層）
透明導電性フィルムＣと透明導電性フィルムＡを使うこと以外は比較例１と同様にして、透過型スクリーンＥを得た。

（映像表示装置）
透過型スクリーン１００として、透過型スクリーンＥを第２の透明導電性フィルムが表示面側となるように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、映像表示装置Ｅを構成した。該映像表示装置Ｅを用いて白表示の映像を投影した際の透過型スクリーンの表示面および背面（プロジェクタ配置側面）の輝度を、実施例１と同様にして測定した。次いで、靴と文字の映像を投影して、背面（プロジェクタ配置側面）を観察した。

［比較例３］
（第１の透明導電性フィルム）
第１の透明導電性フィルムとして、上記透明導電性フィルムＣを用いた。

（第２の透明導電性フィルム）
屈折率調整層を形成しないこと以外は、透明導電性フィルムＡの作製と同様にして、［反射防止層／透明基材／透明電極層］の構成を有する透明導電性フィルムＤを得た。

（調光層）
実施例１と同様にして調光層を形成して、透過型スクリーンＦを得た。

（映像表示装置）
透過型スクリーン１００として、透過型スクリーンＦを第２の透明導電性フィルムが表示面側となるように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、映像表示装置Ｆを構成した。該映像表示装置Ｆを用いて白表示の映像を投影した際の透過型スクリーンの表示面および背面（プロジェクタ配置側面）の輝度を、実施例１と同様にして測定した。次いで、靴と文字の映像を投影して、背面（プロジェクタ配置側面）を観察した。

［比較例４］
（第１の透明導電性フィルム）
第１の透明導電性フィルムとして、上記透明導電性フィルムＣを用いた。

（第２の透明導電性フィルム）
第２の透明導電性フィルムとして、上記透明導電性フィルムＢを用いた。

（調光層）
実施例１と同様にして調光層を形成して、透過型スクリーンＧを得た。

（映像表示装置）
透過型スクリーン１００として、透過型スクリーンＧを第２の透明導電性フィルムが表示面側となるように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、映像表示装置Ｇを構成した。該映像表示装置Ｇを用いて白表示の映像を投影した際の透過型スクリーンの表示面および背面（プロジェクタ配置側面）の輝度を、実施例１と同様にして測定した。次いで、靴と文字の映像を投影して、背面（プロジェクタ配置側面）を観察した。

上記実施例１～３および比較例１～４で得られた透過型スクリーンの構成ならびに映像表示装置のスクリーン輝度および表示特性を表１に示す。なお、背面の映像視認性は、表示面に表示されるべき映像の反転映像が、１５０ｌｘの視認照度環境下で背面（プロジェクタ配置側面）に目視で視認される場合を「見える」と評価し、視認されない場合を「見えない」と評価した。

表１に示されるとおり、実施例の映像表示装置では、背面輝度が顕著に低減されており、反転映像が全く視認されなかった。一方、比較例２～４の映像表示装置では、比較例１に比べて背面輝度が低減されているものの、反転映像が視認された。

[実施例４]
（映像表示装置）
図４（ｂ）に示すように、透過型スクリーン１００として実施例１で作製した透過型スクリーンＡを配置し、その一方の面（第１の表示面）に対する投影角度θが３０°となり、かつ、距離が５０ｃｍになるようにプロジェクタ２００ａ（ＡＳＵＳ社製、「ＺｅｎＢｅａｍ Ｅ１ ポケット ＬＥＤ プロジェクタ」（１５０ＡＮＳＩルーメン））を配置し、他方の面（第２の表示面）に対する投影角度θが３０°となり、かつ、距離が５０ｃｍになるようにプロジェクタ２００ｂ（ＡＳＵＳ社製、「ＺｅｎＢｅａｍ Ｅ１ ポケット ＬＥＤ プロジェクタ」（１５０ＡＮＳＩルーメン））を配置して映像表示装置Ｈを構成した。さらに、透過型スクリーンの第１および第２の表示面の正面方向にそれぞれ、５０ｃｍの距離で分光放射計３００ａ、３００ｂ（トプコンテクノハウス社製、「ＳＲ－ＵＬ２」を配置した。当該構成においてプロジェクタ２００ａ、２００ｂからそれぞれ白表示の映像を同時に投影した際の透過型スクリーンの第１および第２の表示面の輝度を、分光放射計を用いて測定した。次いで、プロジェクタ２００ａ、２００ｂからそれぞれ同じ映像（靴と文字の映像）を順次投影して、各投影時の映像源側面を観察した。また、プロジェクタ２００ａから日中の建物の映像を、プロジェクタ２００ｂから夜間の建物の映像を同時に投影して、第１および第２の表示面を観察した。

[比較例５]
（映像表示装置）
透過型スクリーン１００として、比較例１で作製した透過型スクリーンＤを配置したこと以外は、実施例４と同様にして、映像表示装置Ｉを構成した。該映像表示装置Ｉを用いて、実施例４と同様に第１および第２の表示面の輝度測定、背面の観察、ならびに、第１および第２の表示面の観察を行った。

上記実施例４および比較例５で得られた映像表示装置のスクリーン輝度および表示特性を表２に示す。

表２に示されるとおり、比較例５の映像表示装置では、背面に反転映像が視認されるのに対し、実施例４の映像表示装置では、反転映像が全く視認されなかった。また、スクリーン両面に異なる映像を同時に投影した場合において、比較例５の映像表示装置では、日中の建物の映像と夜間の建物の映像とが混ざり合った、質の悪い映像が表示されたのに対して、実施例４の映像表示装置では、第１の表示面と第２の表示面のそれぞれにおいて、映像の混じりがなく、全く異なる映像が表示された。

本発明の透過型スクリーンは、映像表示装置の分野において好適に用いられる。

１０ 透明基材
２０ 透明電極層
３０ 調光層
４０ 屈折率調整層
５０ 反射防止層
１００ 透過型スクリーン
２００ 映像源

Claims (6)

1. 第１の透明基材と、第１の透明電極層と、液晶化合物を含み、印加される電圧に応じて光透過状態と光散乱状態とを切替可能な調光層と、第２の透明電極層と、第２の透明基材とをこの順に備え、該第１の透明基材側の面に投影された映像を該第２の透明基材側の面に表示する透過型スクリーンであって、
   該調光層が、０．０５～０．１５の複屈折を有する液晶化合物を含み、
   該第２の透明基材と該第２の透明電極層との間に、屈折率調整層が設けられており、
   該第２の透明基材の該第２の透明電極層が配置される側と反対側に、反射防止層が設けられている、透過型スクリーン。
2. 前記第１の透明基材と前記第１の透明電極層との間に、屈折率調整層が設けられている、請求項１に記載の透過型スクリーン。
3. 前記第１の透明基材の前記第１の透明電極層が配置される側と反対側に、反射防止層が設けられている、請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
4. 前記第１の透明基材と前記第１の透明電極層との間に、屈折率調整層が設けられており、
   前記第１の透明基材の前記第１の透明電極層が配置される側と反対側に、反射防止層が設けられており、
   前記第１の透明基材側の面に投影された映像を前記第２の透明基材側の面に表示し、前記第２の透明基材側の面に投影された映像を前記第１の透明基材側の面に表示する、請求項１に記載の透過型スクリーン。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の透過型スクリーンと、該透過型スクリーンの一方の面に映像を投影する映像源とを含む、映像表示装置。
6. 前記透過型スクリーンの他方の面に映像を投影する映像源をさらに含む、請求項５に記載の映像表示装置。