JPWO2018169095A1 - コレステリック液晶層を有する透明スクリーン、および透明スクリーンシステム - Google Patents
コレステリック液晶層を有する透明スクリーン、および透明スクリーンシステム Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、透明性に優れ、画像未表示時の反射部輪郭が認識されにくい透明スクリーンを提供する。本発明の光学シートは、基板と該基板上にコレステリック液晶層とを有し、該コレステリック液晶層全体が仮想的輪郭線に囲まれており、該コレステリック液晶層は、一様領域、および該一様領域と少なくとも一部の該仮想的輪郭線の間に位置する変調領域を有しており、該仮想的輪郭線と該一様領域の最短距離が１０ｍｍ以上であり、該変調領域の反射率が、該一様領域側から該仮想的輪郭線側に向かって単調に減少する。
Description
本発明は、コレステリック液晶層を有する透明スクリーン、およびそれを用いた透明スクリーンシステムに関する。
近年、表示装置の一つとして、前面側からの光は反射し、裏面側からの光は透過する透明スクリーンが提案されている。
例えば、特許文献１には、光を透過可能であり、略平行平板状に形成された基材層と、基材層の映像源側とは反対側である裏面側に突出してスクリーン面に沿って１次元又は２次元方向に多数並べて配列され、光を透過可能な単位形状と、単位形状の裏面側頂部に設けられ、単位形状を通過した映像光を反射する反射層と、を備え、単位形状は、隙間を空けて配列されており、単位形状同士が配列される間には、基材層又は基材層と平行な平面が露出した状態となっている背景透過部が設けられている半透過型反射スクリーンが記載されている。この半透過型反射スクリーンは、前方からの映像光を反射面により反射させて観察可能としながらも、裏面側の背景を前方から観察可能なスクリーンである。
透明スクリーンの前面側からの光は反射し、裏面側からの光は透過するという特徴からこの透明スクリーンを壁や窓、机などに設置すればアンビエント・ディスプレイとして機能する。アンビエントとは、「周囲の、環境の」といった意味がある。
環境に溶け込むアンビエント・ディスプレイとして上記の透明スクリーンを使用できるが、前面側光を反射するための部位の輪郭が、画像未表示時に使用者から認識されてしまうとこの「アンビエント」性が損なわれてしまうという問題があった。
環境に溶け込むアンビエント・ディスプレイとして上記の透明スクリーンを使用できるが、前面側光を反射するための部位の輪郭が、画像未表示時に使用者から認識されてしまうとこの「アンビエント」性が損なわれてしまうという問題があった。
本発明は、上記実情に鑑みて、透明性に優れ、画像未表示時の反射部輪郭が認識されにくい透明スクリーンを提供することを課題とする。
本発明者等は下記により上記課題を解決できることを見出した。
［１］ 基板と該基板上にコレステリック液晶層とを有し、コレステリック液晶層全体が仮想的輪郭線に囲まれており、コレステリック液晶層は、一様領域、および一様領域と少なくとも一部の仮想的輪郭線の間に位置する変調領域を有しており、仮想的輪郭線と一様領域の最短距離が１０ｍｍ以上であり、変調領域の反射率が、一様領域側から仮想的輪郭線側に向かって単調に減少する透明スクリーン。
［２］ 基板と波長選択反射層とを有する透明スクリーンであって、透明スクリーンは、面内に一様領域と透明領域と、一様領域と透明領域の間に位置する変調領域を有し、透明領域の反射率は、一様領域の反射率よりも小さく、変調領域の反射率は、一様領域の反射率と、透明領域の反射率の間であり、かつ面内において一様領域側から透明領域側に減少し、変調領域の幅が１０ｍｍ以上である透明スクリーン。
［３］ 一様領域の可視光域における反射率が１０％を超え、透明領域の可視光域における反射率が１０％以下である［２］に記載の透明スクリーン。
［４］ 一様領域が、変調領域または透明スクリーンの端部で囲まれている［２］または［３］に記載の透明スクリーン。
［５］ 一様領域が、変調領域で囲まれている［２］または［３］に記載の透明スクリーン。
［６］ 波長選択反射層がコレステリック液晶層を有する［２］〜［５］のいずれかに記載の透明スクリーン。
［７］ 一様領域および変調領域はコレステリック液晶層が基板上にドット形状で分布しており、変調領域は、反射率の減少方向にコレステリック液晶層の分布密度が小さくなる［１］または［６］に記載の透明スクリーン。
［８］ 一様領域および変調領域はコレステリック液晶層を全面に有し、変調領域は、反射率の減少方向に膜厚が小さくなる［１］または［６］に記載の透明スクリーン。
［９］ 一様領域はコレステリック液晶層を全面に有し、変調領域は、液晶性化合物を有し、液晶性化合物が、コレステリック相で固定されている部分と、コレステリック相以外の相で固定されている部分をパターン状に有し、反射率の減少方向に、コレステリック相以外の相で固定されている部分の割合が増加している［１］または［６］に記載の透明スクリーン。
［１０］ 一様領域および変調領域はコレステリック液晶層を全面に有し、変調領域は、反射率の減少方向にコレステリック液晶層のカイラルピッチが増加している［１］または［６］に記載の透明スクリーン。
［１１］ 一様領域および変調領域はコレステリック液晶層を全面に有し、変調領域は、反射率の減少方向にコレステリック液晶層のカイラルピッチが減少している［１］または［６］に記載の透明スクリーン。
［１２］ ［１］〜［１１］のいずれかに記載の透明スクリーンと画像投影装置とを有する透明スクリーンシステム。
［１］ 基板と該基板上にコレステリック液晶層とを有し、コレステリック液晶層全体が仮想的輪郭線に囲まれており、コレステリック液晶層は、一様領域、および一様領域と少なくとも一部の仮想的輪郭線の間に位置する変調領域を有しており、仮想的輪郭線と一様領域の最短距離が１０ｍｍ以上であり、変調領域の反射率が、一様領域側から仮想的輪郭線側に向かって単調に減少する透明スクリーン。
［２］ 基板と波長選択反射層とを有する透明スクリーンであって、透明スクリーンは、面内に一様領域と透明領域と、一様領域と透明領域の間に位置する変調領域を有し、透明領域の反射率は、一様領域の反射率よりも小さく、変調領域の反射率は、一様領域の反射率と、透明領域の反射率の間であり、かつ面内において一様領域側から透明領域側に減少し、変調領域の幅が１０ｍｍ以上である透明スクリーン。
［３］ 一様領域の可視光域における反射率が１０％を超え、透明領域の可視光域における反射率が１０％以下である［２］に記載の透明スクリーン。
［４］ 一様領域が、変調領域または透明スクリーンの端部で囲まれている［２］または［３］に記載の透明スクリーン。
［５］ 一様領域が、変調領域で囲まれている［２］または［３］に記載の透明スクリーン。
［６］ 波長選択反射層がコレステリック液晶層を有する［２］〜［５］のいずれかに記載の透明スクリーン。
［７］ 一様領域および変調領域はコレステリック液晶層が基板上にドット形状で分布しており、変調領域は、反射率の減少方向にコレステリック液晶層の分布密度が小さくなる［１］または［６］に記載の透明スクリーン。
［８］ 一様領域および変調領域はコレステリック液晶層を全面に有し、変調領域は、反射率の減少方向に膜厚が小さくなる［１］または［６］に記載の透明スクリーン。
［９］ 一様領域はコレステリック液晶層を全面に有し、変調領域は、液晶性化合物を有し、液晶性化合物が、コレステリック相で固定されている部分と、コレステリック相以外の相で固定されている部分をパターン状に有し、反射率の減少方向に、コレステリック相以外の相で固定されている部分の割合が増加している［１］または［６］に記載の透明スクリーン。
［１０］ 一様領域および変調領域はコレステリック液晶層を全面に有し、変調領域は、反射率の減少方向にコレステリック液晶層のカイラルピッチが増加している［１］または［６］に記載の透明スクリーン。
［１１］ 一様領域および変調領域はコレステリック液晶層を全面に有し、変調領域は、反射率の減少方向にコレステリック液晶層のカイラルピッチが減少している［１］または［６］に記載の透明スクリーン。
［１２］ ［１］〜［１１］のいずれかに記載の透明スクリーンと画像投影装置とを有する透明スクリーンシステム。
本発明によれば、透明性に優れ、画像未表示時の反射部輪郭が認識されにくい透明スクリーンを提供することができる。
以下、本発明の透明スクリーンについて詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」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範囲を意味する。
本明細書において、例えば、「４５°」、「平行」、「垂直」あるいは「直交」等の角度は、特に記載がなければ、厳密な角度との差異が５度未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との差異は、４度未満であることが好ましく、３度未満であることがより好ましい。
本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
本明細書において、「同一」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」などというとき、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。
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可視光は電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長域の光を示す。非可視光は、３８０ｎｍ未満の波長域または７８０ｎｍを超える波長域の光である。
またこれに限定されるものではないが、可視光のうち、４２０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長域の光は、青色光であり、４９５ｎｍ〜５７０ｎｍの波長域の光は、緑色光であり、６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域の光は、赤色光である。
赤外光のうち、近赤外光は７８０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長域の電磁波である。紫外光は波長１０〜３８０ｎｍの範囲の光である。
またこれに限定されるものではないが、可視光のうち、４２０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長域の光は、青色光であり、４９５ｎｍ〜５７０ｎｍの波長域の光は、緑色光であり、６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域の光は、赤色光である。
赤外光のうち、近赤外光は７８０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長域の電磁波である。紫外光は波長１０〜３８０ｎｍの範囲の光である。
本明細書において、可視光域における反射率、という場合は３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長域における視感度補正反射率を表す。
本明細書において再帰反射は入射した光が入射方向に反射される反射を意味する。
本明細書において、「ヘイズ」は、日本電色工業株式会社製のヘーズメーターＮＤＨ−２０００を用いて測定される値を意味する。
理論上は、ヘイズは、以下式で表される値を意味する。
（３８０〜７８０ｎｍの自然光の散乱透過率）/（３８０〜７８０ｎｍの自然光の散乱透過率＋自然光の直透過率）×１００％
散乱透過率は分光光度計と積分球ユニットを用いて、得られる全方位透過率から直透過率を差し引いて算出することができる値である。直透過率は、積分球ユニットを用いて測定した値に基づく場合、０°での透過率である。つまり、ヘイズが低いということは、全透過光量のうち、直透過光量が多いことを意味する。
屈折率は、波長５８９．３ｎｍの光に対する屈折率である。
理論上は、ヘイズは、以下式で表される値を意味する。
（３８０〜７８０ｎｍの自然光の散乱透過率）/（３８０〜７８０ｎｍの自然光の散乱透過率＋自然光の直透過率）×１００％
散乱透過率は分光光度計と積分球ユニットを用いて、得られる全方位透過率から直透過率を差し引いて算出することができる値である。直透過率は、積分球ユニットを用いて測定した値に基づく場合、０°での透過率である。つまり、ヘイズが低いということは、全透過光量のうち、直透過光量が多いことを意味する。
屈折率は、波長５８９．３ｎｍの光に対する屈折率である。
＜透明スクリーン＞
本発明の透明スクリーンの第一の態様は、基板と基板上にコレステリック液晶層とを有し、コレステリック液晶層全体が仮想的輪郭線に囲まれており、コレステリック液晶層は、一様領域、および一様領域と少なくとも一部の仮想的輪郭線の間に位置する変調領域を有しており、仮想的輪郭線と一様領域の最短距離が１０ｍｍ以上であり、変調領域の反射率が、一様領域側から仮想的輪郭線側に向かって単調に減少する透明スクリーンである。
本発明の透明スクリーンの第一の態様は、基板と基板上にコレステリック液晶層とを有し、コレステリック液晶層全体が仮想的輪郭線に囲まれており、コレステリック液晶層は、一様領域、および一様領域と少なくとも一部の仮想的輪郭線の間に位置する変調領域を有しており、仮想的輪郭線と一様領域の最短距離が１０ｍｍ以上であり、変調領域の反射率が、一様領域側から仮想的輪郭線側に向かって単調に減少する透明スクリーンである。
本発明の透明スクリーンの第二の態様は、基板と波長選択反射層を有し、面内に一様領域と、透明領域と、一様領域と透明領域の間に位置する変調領域を有し、透明領域の反射率は、一様領域の反射率よりも小さく、変調領域の反射率は、一様領域の反射率と、透明領域の反射率の間であり、面内において一様領域側から透明領域側に単調に減少し、変調領域の幅が１０ｍｍ以上である透明スクリーンである。
〔一様領域〕
本発明の透明スクリーンは、視感度補正反射率が一定である一様領域を有する。ここで視感度補正反射率が一定であるとは、視感度補正反射率の変動が±１％以内であることを指す。１ｍｍ以上のアパーチャーサイズで平面内１０点以上の反射率を測定すれば確認できる。
また、一様領域の可視光域における反射率は１０％を超えることが好ましい。
本発明の透明スクリーンは、視感度補正反射率が一定である一様領域を有する。ここで視感度補正反射率が一定であるとは、視感度補正反射率の変動が±１％以内であることを指す。１ｍｍ以上のアパーチャーサイズで平面内１０点以上の反射率を測定すれば確認できる。
また、一様領域の可視光域における反射率は１０％を超えることが好ましい。
本発明に用いられる一様領域は、後述の変調領域、および透明スクリーンの端部で囲まれているのが好ましい。また、別の態様では、変調領域と透明領域で囲まれていることも好ましい。さらに、別の態様では、変調領域のみで囲まれていることも好ましい。
〔透明領域〕
本発明の透明スクリーンは、一様領域よりも可視光域における透過率が小さく、視感度補正反射率が一定である透明領域を有する。
また、透明領域の可視光域における反射率は１０％以下であることが好ましい。
本発明の透明スクリーンは、一様領域よりも可視光域における透過率が小さく、視感度補正反射率が一定である透明領域を有する。
また、透明領域の可視光域における反射率は１０％以下であることが好ましい。
〔変調領域〕
本発明の透明スクリーンは、一様領域と透明領域の間に位置する変調領域を有する。また、別の態様では、仮想的輪郭線を定義し、一様領域と、少なくとも一部の仮想的輪郭線の間に位置する変調領域を有する。この変調領域の視覚的作用により輪郭を認識しにくくすることができる。
本発明の透明スクリーンは、一様領域と透明領域の間に位置する変調領域を有する。また、別の態様では、仮想的輪郭線を定義し、一様領域と、少なくとも一部の仮想的輪郭線の間に位置する変調領域を有する。この変調領域の視覚的作用により輪郭を認識しにくくすることができる。
本発明では、変調領域の可視光域における反射率が一様領域側から透明領域側、または仮想的輪郭線側に向かって減少することにより視覚的作用を生じる。単調に減少することが好ましい。
反射率は、１ｍｍ〜５ｍｍ程度のアパーチャーサイズで可視光波長の反射率を測定し、その視感度補正反射率を求めることとし、一様領域側から透明領域側、または仮想的輪郭線側に向かって１ｍｍ毎に反射率を測定し、１ｍｍ毎の反射率の変化、即ちＲn−Ｒn+1（nは０以上の整数）が始点から終点まで０以上５％以下である場合を単調に減少するものとした。このとき、始点の反射率Ｒ0（n＝0）を変調領域に近い一様領域の端部とし、終点の反射率Ｒt（n+1＝ｔ）を変調領域に近い透明領域の端部、または仮想的輪郭線の外側とする。
単調減少は、測定位置に対して線形的に減少してもよいし、非線形的に減少してもよい。
単調減少は、測定位置に対して線形的に減少してもよいし、非線形的に減少してもよい。
本発明の透明スクリーンに用いられる基板は１枚でも複数でもよく、波長選択反射層も１層でも複数層でもよく、それら基板と波長選択反射層の対が複数貼合された積層体であってもよい。透明、不透明、着色、黒色のいずれであってもよいが、透明であることが好ましい。
用途としては、画像投映スクリーン、透明スクリーン、加飾シート等が挙げられ、直接的に視認されるシート状部材として用いることができる。とりわけ、透明スクリーンとして用いることが好ましく、プロジェクタ等の画像を投映する装置とセットにした透明スクリーンシステムに好適である。
用途としては、画像投映スクリーン、透明スクリーン、加飾シート等が挙げられ、直接的に視認されるシート状部材として用いることができる。とりわけ、透明スクリーンとして用いることが好ましく、プロジェクタ等の画像を投映する装置とセットにした透明スクリーンシステムに好適である。
本発明において、好適な透明スクリーンとしては、国際公開２０１６／１３３２２３号公報に詳細に記載されており、その記載を基に作製することができる。
〔波長選択反射層〕
本発明の透明スクリーンでは、面内の位置に応じて波長選択反射層の状態を変えることで、面内の位置に応じて反射率を変化させている。
本発明の透明スクリーンでは、面内の位置に応じて波長選択反射層の状態を変えることで、面内の位置に応じて反射率を変化させている。
本発明に用いられる波長選択反射層は、通常用いられるものであれば特に限定はない。コレステリック液晶層を有することが好ましい。
本発明に用いられるコレステリック液晶層は、コレステリック構造を有する液晶材料、あるいはそれを含む硬化物からなり、さらにコレステリック液晶層とは、連続的な膜状物であってもよく、基板上に不連続的に分布したドットの集合であってもよい。
また、コレステリック液晶層は、液晶材料の螺旋構造、すなわちコレステリック構造を有し、特定の波長において選択反射性を示す。
本発明において、コレステリック構造、コレステリック液晶層として好適なドットについては、国際公開２０１６／１３３２２３号公報に記載されている。
コレステリック液晶層は、１層でも複数層のいずれでもよく、特に可視光Ｂ、Ｇ、Ｒの各波長の選択反射性を有する３層を有することが好ましく、その積層順は基板側からＲ、Ｇ、Ｂであることが好ましい。
コレステリック液晶層が基板上にドット形状で分布したものの場合は、可視光Ｂ、Ｇ、Ｒの各波長の選択反射性を有するドットが基板の同一面上に混在してもよく、便宜的にコレステリック液晶層は１層とする。
また、コレステリック液晶層は、液晶材料の螺旋構造、すなわちコレステリック構造を有し、特定の波長において選択反射性を示す。
本発明において、コレステリック構造、コレステリック液晶層として好適なドットについては、国際公開２０１６／１３３２２３号公報に記載されている。
コレステリック液晶層は、１層でも複数層のいずれでもよく、特に可視光Ｂ、Ｇ、Ｒの各波長の選択反射性を有する３層を有することが好ましく、その積層順は基板側からＲ、Ｇ、Ｂであることが好ましい。
コレステリック液晶層が基板上にドット形状で分布したものの場合は、可視光Ｂ、Ｇ、Ｒの各波長の選択反射性を有するドットが基板の同一面上に混在してもよく、便宜的にコレステリック液晶層は１層とする。
〔仮想的輪郭線〕
本発明の透明スクリーンの一態様では、コレステリック液晶層全体が仮想的輪郭線に囲まれている。
仮想的輪郭線とは、広義にはコレステリック液晶層全体の外縁を結んだ仮想的な線である。
コレステリック液晶層が連続的な膜状の場合は、膜の外縁を結んだ仮想的な線であり、コレステリック液晶層が基板上に不連続的に分布したドットの集合の場合は、最も外側のドットを外縁として結んだ仮想的な線である。
また、仮想的輪郭線とは、狭義にはコレステリック液晶層全体の可視光に選択反射性を有する部分とそうでない部分の境界を結んだ仮想的な線であってもよい。
また、仮想的輪郭線と一様領域の最短距離は１０ｍｍ以上であり、好ましくは２０ｍｍ以上である。仮想的輪郭線と一様領域の最短距離は、後述する変調領域の有効幅に相当する数値であり、１０ｍｍ未満であると輪郭が認識されやすい。上記最短距離の上限値について特に制約はないが、機能的な観点から透明スクリーンの縦、又は横サイズの２０％程度を上限値とすることが好ましい。
本発明の透明スクリーンの一態様では、コレステリック液晶層全体が仮想的輪郭線に囲まれている。
仮想的輪郭線とは、広義にはコレステリック液晶層全体の外縁を結んだ仮想的な線である。
コレステリック液晶層が連続的な膜状の場合は、膜の外縁を結んだ仮想的な線であり、コレステリック液晶層が基板上に不連続的に分布したドットの集合の場合は、最も外側のドットを外縁として結んだ仮想的な線である。
また、仮想的輪郭線とは、狭義にはコレステリック液晶層全体の可視光に選択反射性を有する部分とそうでない部分の境界を結んだ仮想的な線であってもよい。
また、仮想的輪郭線と一様領域の最短距離は１０ｍｍ以上であり、好ましくは２０ｍｍ以上である。仮想的輪郭線と一様領域の最短距離は、後述する変調領域の有効幅に相当する数値であり、１０ｍｍ未満であると輪郭が認識されやすい。上記最短距離の上限値について特に制約はないが、機能的な観点から透明スクリーンの縦、又は横サイズの２０％程度を上限値とすることが好ましい。
〔基板〕
本発明に用いられる基板は、表面に波長選択反射層を形成するための基材として機能する。
基板は、波長選択反射層が光を反射する波長において、光の反射率が低いことが好ましく、波長選択反射層が光を反射する波長において光を反射する材料を含んでいないことが好ましい。
また、基板は可視光領域において、透明であることが好ましい。また、基板は、着色していてもよいが、着色していないか、着色が少ないことが好ましい。さらに基板は屈折率が１．２〜２．０程度であることが好ましく、１．４〜１．８程度であることがより好ましい。
なお、本明細書において透明というとき、具体的には波長３８０〜７８０ｎｍの非偏光透過率（全方位透過率）が５０％以上であればよく、７０％以上であればよく、８５％以上であることが好ましい。
本発明に用いられる基板は、表面に波長選択反射層を形成するための基材として機能する。
基板は、波長選択反射層が光を反射する波長において、光の反射率が低いことが好ましく、波長選択反射層が光を反射する波長において光を反射する材料を含んでいないことが好ましい。
また、基板は可視光領域において、透明であることが好ましい。また、基板は、着色していてもよいが、着色していないか、着色が少ないことが好ましい。さらに基板は屈折率が１．２〜２．０程度であることが好ましく、１．４〜１．８程度であることがより好ましい。
なお、本明細書において透明というとき、具体的には波長３８０〜７８０ｎｍの非偏光透過率（全方位透過率）が５０％以上であればよく、７０％以上であればよく、８５％以上であることが好ましい。
また、基板のヘイズ値は、３０％以下が好ましく、０．１％〜２５％がより好ましく、０．１％〜１０％が特に好ましい。さらに、ＡＧ（アンチグレア）基板のようにヘイズの高い基板を用いることで、透明性を悪化させ、正面輝度や視野角特性を良化させるような調整も可能となる。
基板の厚みは用途に応じて選択すればよく、特に限定されないが、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〜１５０μｍである。
基板の厚みは用途に応じて選択すればよく、特に限定されないが、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〜１５０μｍである。
基板は単層であっても、多層であってもよく、単層である場合の基板の例としては、ガラス、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリオレフィン等からなる基板が挙げられる。多層である場合の基板の例としては、上記の単層である場合の基板の例のいずれかなどを支持体として含み、上記支持体の表面に他の層を設けたものなどが挙げられる。
基板には基板と波長選択反射層の間に下地層を設けてもよい。下地層は樹脂層であることが好ましく、透明樹脂層であることが特に好ましい。下地層の例としては、波長選択反射層形成に最適な表面エネルギーに調整するための層、波長選択反射層との接着特性を改善するための層、波長選択反射層形成の際の重合性液晶化合物の配向を調整するための配向層などが挙げられる。
また、下地層は、波長選択反射層が光を反射する波長において、光の反射率が低いことが好ましく、波長選択反射層が光を反射する波長において光を反射する材料を含んでいないことが好ましい。また、下地層は透明であることが好ましい。さらに下地層は屈折率が１．２〜２．０程度であることが好ましく、１．４〜１．８程度であることがより好ましい。下地層は支持体表面に直接塗布された重合性化合物を含む組成物の硬化により得られた熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂であることも好ましい。重合性化合物の例としては、（メタ）アクリレートモノマー、ウレタンモノマーなどの非液晶性の化合物が挙げられる。
下地層の厚みは、特に限定されないが、０．０１〜５０μｍであることが好ましく、０．０５〜２０μｍであることがさらに好ましい。
また、下地層は、波長選択反射層が光を反射する波長において、光の反射率が低いことが好ましく、波長選択反射層が光を反射する波長において光を反射する材料を含んでいないことが好ましい。また、下地層は透明であることが好ましい。さらに下地層は屈折率が１．２〜２．０程度であることが好ましく、１．４〜１．８程度であることがより好ましい。下地層は支持体表面に直接塗布された重合性化合物を含む組成物の硬化により得られた熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂であることも好ましい。重合性化合物の例としては、（メタ）アクリレートモノマー、ウレタンモノマーなどの非液晶性の化合物が挙げられる。
下地層の厚みは、特に限定されないが、０．０１〜５０μｍであることが好ましく、０．０５〜２０μｍであることがさらに好ましい。
（変調領域の製造方法）
変調領域の反射率減少性を実現する手段としては、例えば波長選択反射層がコレステリック液晶層であり、連続的な膜状物である場合、変調領域の塗布量を制御することにより膜厚を減少させる方法があげられ、基板上に不連続的に分布したドットの集合である場合は、変調領域のドットの分布密度を変化させる方法があげられる。
上記膜厚やドットの分布密度を変化させる方法としては、インクジェット法やスプレー塗布、スクリーン印刷など種々の印刷方法を用いることができる。
変調領域の反射率減少性を実現する手段としては、例えば波長選択反射層がコレステリック液晶層であり、連続的な膜状物である場合、変調領域の塗布量を制御することにより膜厚を減少させる方法があげられ、基板上に不連続的に分布したドットの集合である場合は、変調領域のドットの分布密度を変化させる方法があげられる。
上記膜厚やドットの分布密度を変化させる方法としては、インクジェット法やスプレー塗布、スクリーン印刷など種々の印刷方法を用いることができる。
また、他の一例としては、変調領域のコレステリック相とコレステリック相以外の相の比率を変化させる方法が挙げられ、より具体的には変調領域に温度勾配を付与してコレステリック相とコレステリック相以外の相の比率を変化させた後に一様に紫外線硬化して固定化する方法、変調領域に、網点等のマスクを用いたパターン露光により紫外線硬化の度合いが異なる領域を設け、その後、一様な加熱処理を行ない、硬化の弱い部分をコレステリック相以外の相に変更してから固定化する方法がある。コレステリック相以外の相としては等方相が好ましい。
さらに、変調領域のコレステリック層の選択反射波長について可視光部と非可視光部の比率を変化させる方法が挙げられ、より具体的には変調領域にスプレー塗布等の手段により塗布量を変化させながらキラル剤を塗工し、可視光選択反射性を示す領域の一部を赤外光選択反射性、又は紫外光選択反射性に変更する方法がある。
＜透明スクリーンシステム＞
本発明の透明スクリーンシステムは、本発明の透明スクリーンと画像投影装置とを有する。画像投影装置は各種公知のものが利用でき、液晶プロジェクター、反射型液晶プロジェクター、レーザープロジェクター、等が挙げられる。
本発明の透明スクリーンシステムは、本発明の透明スクリーンと画像投影装置とを有する。画像投影装置は各種公知のものが利用でき、液晶プロジェクター、反射型液晶プロジェクター、レーザープロジェクター、等が挙げられる。
本発明の透明スクリーンをウィンドシールドガラス等に組み込み、ヘッドアップディスプレイシステムとした透明スクリーンシステムとするのも好ましい。
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
［実施例１］
（下地層の作製）
下記に示す組成物を、２５℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、下地層溶液を調製した。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
下地層溶液（質量部）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
下記の棒状液晶化合物 １００．０
ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９ (ＢＡＳＦ社製) ３．０
下記の化合物Ａ ０．６
メチルエチルケトン ９３２．４
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
（下地層の作製）
下記に示す組成物を、２５℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、下地層溶液を調製した。
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下地層溶液（質量部）
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下記の棒状液晶化合物 １００．０
ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９ (ＢＡＳＦ社製) ３．０
下記の化合物Ａ ０．６
メチルエチルケトン ９３２．４
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棒状液晶化合物
数値は質量％である。また、Ｒは酸素で結合する基である。
化合物Ａ
上記で調製した下地層溶液を、長手方向にラビング処理した１００μｍ厚の透明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート、東洋紡株式会社製、コスモシャインＡ４１００）基板に、＃２．６のバーコーターを用いて塗布した。その後、膜面温度が９５℃になるように加熱し、３０秒間乾燥した後に、酸素濃度１００ｐｐｍ以下の窒素パージ下で、紫外線照射装置により、５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射し、架橋反応を進行させ、下地層を作製した。
（コレステリック液晶ドットの形成）
下記に示す組成物を、２５℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、コレステリック液晶インク液Ｇｍ（液晶組成物）を調製した。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
コレステリック液晶インク液Ｇｍ（質量部）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
シクロペンタノン １３９．６
下記の棒状液晶化合物の混合物 １００．０
ＩＲＧＡＣＵＲＥ ９０７ (ＢＡＳＦ社製) ３．０
カヤキュアーＤＥＴＸ−Ｓ（日本化薬（株）製） １．０
（２、４−ジエチルチオキサントン）
下記構造のキラル剤Ａ ５．６３
下記構造の界面活性剤 ０．０８
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
下記に示す組成物を、２５℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、コレステリック液晶インク液Ｇｍ（液晶組成物）を調製した。
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コレステリック液晶インク液Ｇｍ（質量部）
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シクロペンタノン １３９．６
下記の棒状液晶化合物の混合物 １００．０
ＩＲＧＡＣＵＲＥ ９０７ (ＢＡＳＦ社製) ３．０
カヤキュアーＤＥＴＸ−Ｓ（日本化薬（株）製） １．０
（２、４−ジエチルチオキサントン）
下記構造のキラル剤Ａ ５．６３
下記構造の界面活性剤 ０．０８
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
棒状液晶化合物
数値は質量％である。また、Ｒは酸素で結合する基である。
キラル剤Ａ
界面活性剤
コレステリック液晶インク液Ｇｍは、中心波長５５０ｎｍの光を反射するドットを形成する材料である。また、コレステリック液晶インク液Ｇｍは、右円偏光を反射するドットを形成する材料である。すなわち、コレステリック液晶インク液Ｇｍは、右偏光緑色反射性ドットを形成するための材料である。
キラル剤Ａの添加量を４．７０質量部とする以外はコレステリック液晶インク液Ｇｍと同様にして、コレステリック液晶インク液Ｒｍを調製した。また、キラル剤Ａの添加量を７．０２質量部とする以外はコレステリック液晶インク液Ｇｍと同様にして、コレステリック液晶インク液Ｂｍを調製した。
コレステリック液晶インク液Ｒｍは、中心波長６５０ｎｍの右円偏光を反射する右偏光赤色反射性ドットを形成するための材料であり、コレステリック液晶インク液Ｂｍは、中心波長４５０ｎｍの右円偏光を反射する右偏光青色反射性ドットを形成するための材料である。
コレステリック液晶インク液Ｒｍは、中心波長６５０ｎｍの右円偏光を反射する右偏光赤色反射性ドットを形成するための材料であり、コレステリック液晶インク液Ｂｍは、中心波長４５０ｎｍの右円偏光を反射する右偏光青色反射性ドットを形成するための材料である。
（印刷パターン１の作成）
横１０００ピクセル×縦１０００ピクセルのビットマップ画像を作成し、左側の横４００ピクセル×縦１０００ピクセルを黒画素領域、右側の横４００ピクセル×縦１０００ピクセルを白画素領域とし、前記黒画素領域と前記白画素領域に囲まれた中央の横２００ピクセル×縦１０００ピクセルを、黒画素領域から白画素領域に向かって黒画素密度が線形に低減していくようにグラデーションをかけて印刷パターン用ビットマップ画像を作成した。インクジェットプリンター（ＤＭＰ−２８３１、ＦＵＪＩＦＩＬＭ Ｄｉｍａｔｉｘ社製）用ソフトウェアにて前記印刷パターン用ビットマップ画像を読み込み、１画素を１００ミクロンに対応させ、全体で横１００ｍｍ×縦１００ｍｍ、変調領域が中央に横２０ｍｍ×縦１００ｍｍ存在する印刷パターン１を作成した。
横１０００ピクセル×縦１０００ピクセルのビットマップ画像を作成し、左側の横４００ピクセル×縦１０００ピクセルを黒画素領域、右側の横４００ピクセル×縦１０００ピクセルを白画素領域とし、前記黒画素領域と前記白画素領域に囲まれた中央の横２００ピクセル×縦１０００ピクセルを、黒画素領域から白画素領域に向かって黒画素密度が線形に低減していくようにグラデーションをかけて印刷パターン用ビットマップ画像を作成した。インクジェットプリンター（ＤＭＰ−２８３１、ＦＵＪＩＦＩＬＭ Ｄｉｍａｔｉｘ社製）用ソフトウェアにて前記印刷パターン用ビットマップ画像を読み込み、１画素を１００ミクロンに対応させ、全体で横１００ｍｍ×縦１００ｍｍ、変調領域が中央に横２０ｍｍ×縦１００ｍｍ存在する印刷パターン１を作成した。
上記で調製したコレステリック液晶インク液Ｒｍをカートリッジに充填し、上記で作製した下地層上に、インクジェットプリンター（ＤＭＰ−２８３１、ＦＵＪＩＦＩＬＭ Ｄｉｍａｔｉｘ社製）にて上記印刷パターンを打滴し、６０℃１０分以上乾燥した後に、紫外線照射装置により、室温で５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を全面に照射して硬化させ、赤色コレステリック液晶ドットからなるコレステリック液晶層Ｒ１を形成した。
続いて前記コレステリック液晶層Ｒ１の上に、コレステリック液晶インク液Ｇｍを用いて上記インクジェットプリンターで重ね印刷することにより緑色コレステリック液晶ドットからなるコレステリック液晶層Ｇ１形成し、さらに、コレステリック液晶層Ｇ１の上に、コレステリック液晶インク液Ｂｍを用いて上記インクジェットプリンターで重ね印刷することにより青色コレステリック液晶ドットからなるコレステリック液晶層Ｂ１、を形成し、コレステリック液晶層Ｒ１Ｇ１Ｂ１を得た。
続いて前記コレステリック液晶層Ｒ１の上に、コレステリック液晶インク液Ｇｍを用いて上記インクジェットプリンターで重ね印刷することにより緑色コレステリック液晶ドットからなるコレステリック液晶層Ｇ１形成し、さらに、コレステリック液晶層Ｇ１の上に、コレステリック液晶インク液Ｂｍを用いて上記インクジェットプリンターで重ね印刷することにより青色コレステリック液晶ドットからなるコレステリック液晶層Ｂ１、を形成し、コレステリック液晶層Ｒ１Ｇ１Ｂ１を得た。
（ドット形状、コレステリック構造評価）
上記で得られた透明スクリーンのドットのうち、無作為に１０個を選択しドットの形状をレーザー顕微鏡（キーエンス社製）にて観察したところ、ドットは平均直径３０μｍ、平均最大高さ６μｍ、ドット端部のドット表面と下地層表面とが両者の接触部でなす角度（接触角）は平均４４度であり、ドット端部から中心に向かう方向で、連続的に高さが増加していた。
上記で得られた透明スクリーンの中央に位置する１つのドットについてドット中心を含む面で、垂直に切削し、断面を走査型電子顕微鏡で観察した。その結果、ドット内部に明部と暗部の縞模様が確認され、国際公開２０１６／１３３２２３号公報に記載の図１１と同様な断面図が得られた。
断面図から、ドットの空気界面側の表面から１本目の暗線がなす線の法線方向と、空気界面側の表面のなす角度を測定したところ、ドット端部、ドット端部と中央の間、ドット中央の順に９０度、８９度、９０度であった。
上記で得られた透明スクリーンのドットのうち、無作為に１０個を選択しドットの形状をレーザー顕微鏡（キーエンス社製）にて観察したところ、ドットは平均直径３０μｍ、平均最大高さ６μｍ、ドット端部のドット表面と下地層表面とが両者の接触部でなす角度（接触角）は平均４４度であり、ドット端部から中心に向かう方向で、連続的に高さが増加していた。
上記で得られた透明スクリーンの中央に位置する１つのドットについてドット中心を含む面で、垂直に切削し、断面を走査型電子顕微鏡で観察した。その結果、ドット内部に明部と暗部の縞模様が確認され、国際公開２０１６／１３３２２３号公報に記載の図１１と同様な断面図が得られた。
断面図から、ドットの空気界面側の表面から１本目の暗線がなす線の法線方向と、空気界面側の表面のなす角度を測定したところ、ドット端部、ドット端部と中央の間、ドット中央の順に９０度、８９度、９０度であった。
（オーバーコート層の形成）
下記に示す組成物を、２５℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、オーバーコート用塗布液を調製した。
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オーバーコート用塗布液（質量部）
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メチルエチルケトン １０３．５
ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ−３０（日本化薬株式会社製） ３０．０
下記の化合物Ｌ ４５．０
オグソールＥＡ−０２００（大阪ガスケミカル（株）製） ２５．０
（屈折率調整剤）
下記の化合物Ａ ０．５
ＩＲＧＡＣＵＲＥ １２７ (ＢＡＳＦ社製) ３．０
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下記に示す組成物を、２５℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、オーバーコート用塗布液を調製した。
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オーバーコート用塗布液（質量部）
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メチルエチルケトン １０３．５
ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ−３０（日本化薬株式会社製） ３０．０
下記の化合物Ｌ ４５．０
オグソールＥＡ−０２００（大阪ガスケミカル（株）製） ２５．０
（屈折率調整剤）
下記の化合物Ａ ０．５
ＩＲＧＡＣＵＲＥ １２７ (ＢＡＳＦ社製) ３．０
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化合物Ｌ
化合物Ａ
上記で調製したオーバーコート用塗布液を、コレステリック液晶ドットからなるコレステリック液晶層Ｒ１Ｇ１Ｂ１上に、＃１８のバーコーターを用いて塗布した。その後、膜面温度が５０℃になるように全面を加熱し、６０秒間乾燥した後に、紫外線照射装置により、５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を全面に照射し、架橋反応を進行させ、オーバーコート層を形成し、光学シート１を得た。
［比較例２］
（印刷パターン２の作成）
実施例１と同様に、横１０００ピクセル×縦１０００ピクセルのビットマップ画像を作成し、左側の横４７５ピクセル×縦１０００ピクセルを黒画素領域、右側の横４７５ピクセル×縦１０００ピクセルを白画素領域とし、前記黒画素領域と前記白画素領域に囲まれた中央の横５０ピクセル×縦１０００ピクセルを、黒画素領域から白画素領域に向かって黒画素密度が線形に低減していくようにグラデーションをかけて印刷パターン用ビットマップ画像を作成した。インクジェットプリンター（ＤＭＰ−２８３１、ＦＵＪＩＦＩＬＭＤｉｍａｔｉｘ社製）用ソフトウェアにて前記印刷パターン用ビットマップ画像を読み込み、１画素を１００ミクロンに対応させ、全体で横１００ｍｍ×縦１００ｍｍ、変調領域が中央に横５ｍｍ×縦１００ｍｍ存在する印刷パターン２を作成した。
印刷パターンを前記印刷パターン２に変更した以外は実施例１と同様にして、光学シート２を作製した。
（印刷パターン２の作成）
実施例１と同様に、横１０００ピクセル×縦１０００ピクセルのビットマップ画像を作成し、左側の横４７５ピクセル×縦１０００ピクセルを黒画素領域、右側の横４７５ピクセル×縦１０００ピクセルを白画素領域とし、前記黒画素領域と前記白画素領域に囲まれた中央の横５０ピクセル×縦１０００ピクセルを、黒画素領域から白画素領域に向かって黒画素密度が線形に低減していくようにグラデーションをかけて印刷パターン用ビットマップ画像を作成した。インクジェットプリンター（ＤＭＰ−２８３１、ＦＵＪＩＦＩＬＭＤｉｍａｔｉｘ社製）用ソフトウェアにて前記印刷パターン用ビットマップ画像を読み込み、１画素を１００ミクロンに対応させ、全体で横１００ｍｍ×縦１００ｍｍ、変調領域が中央に横５ｍｍ×縦１００ｍｍ存在する印刷パターン２を作成した。
印刷パターンを前記印刷パターン２に変更した以外は実施例１と同様にして、光学シート２を作製した。
［実施例３］
実施例１と同様にして作製した横１００ｍｍ×縦１００ｍｍの下地層上に、コレステリック液晶インクＲｍをスプレー塗布装置を用いて塗布し、左側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域に３．８ｍＬ／ｍ２の塗布量で均一な塗布領域を形成し、該均一な塗布領域に隣接する横２０ｍｍ×縦１００ｍｍにおいて、右側の塗布していない領域に向かって線形に塗布量が減少していくように塗布し、６０℃１０分以上乾燥した後に、紫外線照射装置により、室温で５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を全面に照射して硬化させ、コレステリック液晶層Ｒ３を形成した。
続いて前記コレステリック液晶層Ｒ３の上に、コレステリック液晶インク液Ｇｍを用いて、コレステリック液晶層Ｒ３と同一のパターンで塗布を行ない、コレステリック液晶層Ｇ３を作製し、さらに、コレステリック液晶層Ｇ３上に、コレステリック液晶インク液Ｂｍを用いて、コレステリック液晶層Ｒ３と同一のパターンで塗布を行ない、コレステリック液晶層Ｂ３、を作製し、コレステリック液晶層Ｒ３Ｇ３Ｂ３を得た。
実施例１と同様にして作製した横１００ｍｍ×縦１００ｍｍの下地層上に、コレステリック液晶インクＲｍをスプレー塗布装置を用いて塗布し、左側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域に３．８ｍＬ／ｍ２の塗布量で均一な塗布領域を形成し、該均一な塗布領域に隣接する横２０ｍｍ×縦１００ｍｍにおいて、右側の塗布していない領域に向かって線形に塗布量が減少していくように塗布し、６０℃１０分以上乾燥した後に、紫外線照射装置により、室温で５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を全面に照射して硬化させ、コレステリック液晶層Ｒ３を形成した。
続いて前記コレステリック液晶層Ｒ３の上に、コレステリック液晶インク液Ｇｍを用いて、コレステリック液晶層Ｒ３と同一のパターンで塗布を行ない、コレステリック液晶層Ｇ３を作製し、さらに、コレステリック液晶層Ｇ３上に、コレステリック液晶インク液Ｂｍを用いて、コレステリック液晶層Ｒ３と同一のパターンで塗布を行ない、コレステリック液晶層Ｂ３、を作製し、コレステリック液晶層Ｒ３Ｇ３Ｂ３を得た。
実施例１と同様に、上記で調製したオーバーコート用塗布液を、コレステリック液晶ドットからなるコレステリック液晶層Ｒ３Ｇ３Ｂ３上に、＃１８のバーコーターを用いて塗布した。その後、膜面温度が５０℃になるように全面を加熱し、６０秒間乾燥した後に、紫外線照射装置により、５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を全面に照射し、架橋反応を進行させ、オーバーコート層を形成し、光学シート３を得た。
［実施例４］
（配向膜の形成）
市販のセルローストリアシレートフィルム（フジタックＴＧ４０、富士フイルム（株）製）を基板としてその上に、下記の組成の配向膜液を＃１４のワイヤーバーで連続的に塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに１００℃の温風で１２０秒乾燥した。得られた塗布膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、ラビング方向は搬送方向と平行である。
──────────────────────────────────
配向膜塗布液の組成
──────────────────────────────────
下記変性ポリビニルアルコール １０質量部
水 ３７１質量部
メタノール １１９質量部
グルタルアルデヒド ０．５質量部
光重合開始剤（イルガキュアー２９５９、ＢＡＳＦ社製） ０．３質量部
──────────────────────────────────
（配向膜の形成）
市販のセルローストリアシレートフィルム（フジタックＴＧ４０、富士フイルム（株）製）を基板としてその上に、下記の組成の配向膜液を＃１４のワイヤーバーで連続的に塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに１００℃の温風で１２０秒乾燥した。得られた塗布膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、ラビング方向は搬送方向と平行である。
──────────────────────────────────
配向膜塗布液の組成
──────────────────────────────────
下記変性ポリビニルアルコール １０質量部
水 ３７１質量部
メタノール １１９質量部
グルタルアルデヒド ０．５質量部
光重合開始剤（イルガキュアー２９５９、ＢＡＳＦ社製） ０．３質量部
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（コレステリック液晶塗布液の調製）
下記に示す組成物を、２５℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、コレステリック液晶塗布Ｇ（液晶組成物）を調製した。
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コレステリック液晶塗布液Ｇ（質量部）
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下記の棒状液晶化合物の混合物 １００．０
Ａ−ＴＭＭＴ（新中村化学工業（株）製） ２．０
ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９ (ＢＡＳＦ社製) ６．０
下記構造のキラル剤Ａ ６．２
下記構造の界面活性剤 ０．０８
メチルエチルケトン ２７９．８
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下記に示す組成物を、２５℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、コレステリック液晶塗布Ｇ（液晶組成物）を調製した。
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コレステリック液晶塗布液Ｇ（質量部）
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下記の棒状液晶化合物の混合物 １００．０
Ａ−ＴＭＭＴ（新中村化学工業（株）製） ２．０
ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９ (ＢＡＳＦ社製) ６．０
下記構造のキラル剤Ａ ６．２
下記構造の界面活性剤 ０．０８
メチルエチルケトン ２７９．８
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棒状液晶化合物
数値は質量％である。また、Ｒは酸素で結合する基である。
キラル剤Ａ
界面活性剤
コレステリック液晶塗布液Ｇは、中心波長５５０ｎｍの光を反射するコレステリック液晶層を形成する材料である。また、コレステリック液晶塗布液Ｇは、右円偏光を反射するドットを形成する材料である。すなわち、コレステリック液晶塗布液Ｇは、右偏光緑色反射性コレステリック液晶層を形成するための材料である。
キラル剤Ａを５．２質量部、メチルエチルケトンを２７７．３質量部とする以外はコレステリック液晶塗布液Ｇと同様にして、コレステリック液晶塗布液Ｒを調製した。また、キラル剤Ａの添加量を７．２質量部とする以外はコレステリック液晶塗布液Ｇと同様にして、コレステリック液晶塗布液Ｂを調製した。
コレステリック液晶塗布液Ｒは、中心波長６５０ｎｍの右円偏光を反射する右偏光赤色反射性コレステリック液晶層を形成するための材料であり、コレステリック液晶塗布液Ｂは、中心波長４５０ｎｍの右円偏光を反射する右偏光青色反射性コレステリック液晶層を形成するための材料である。
コレステリック液晶塗布液Ｒは、中心波長６５０ｎｍの右円偏光を反射する右偏光赤色反射性コレステリック液晶層を形成するための材料であり、コレステリック液晶塗布液Ｂは、中心波長４５０ｎｍの右円偏光を反射する右偏光青色反射性コレステリック液晶層を形成するための材料である。
上記で調製したコレステリック液晶塗布液Ｇを、上記で作製したラビング処理を施した配向膜上に、＃１０のバーコーターを用いて塗布した。その後、膜面温度９５℃で６０秒加熱し、コレステリック液晶の配向を促進させ、未硬化のコレステリック液晶層フィルムを作製した。
（マスク露光パターン１の作製）
横１００ｍｍ×縦１００ｍｍのＯＨＰシート上に、左側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍが白画素領域であり、右側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍが黒画素領域であり、前記白画素領域と前記黒画素領域の間の中央部分に、白画素領域から黒画素領域に向かって黒画素密度が線形に増加していくように設定された横２０ｍｍ×縦１００ｍｍの変調領域を有する印刷パターン用画像を印刷し、マスク露光用パターン１を作成した。前記マスク露光用パターン１は、白画素を印刷した部分が透明領域となり、黒画素を印刷した部分が不透明領域となり、マスクとして作用する。
横１００ｍｍ×縦１００ｍｍのＯＨＰシート上に、左側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍが白画素領域であり、右側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍが黒画素領域であり、前記白画素領域と前記黒画素領域の間の中央部分に、白画素領域から黒画素領域に向かって黒画素密度が線形に増加していくように設定された横２０ｍｍ×縦１００ｍｍの変調領域を有する印刷パターン用画像を印刷し、マスク露光用パターン１を作成した。前記マスク露光用パターン１は、白画素を印刷した部分が透明領域となり、黒画素を印刷した部分が不透明領域となり、マスクとして作用する。
マスク露光機Ｍ−２ＬＦ（ミカサ株式会社製）を用いて、上記未硬化のコレステリック液晶塗布フィルムに、上記マスク露光用パターン１を介して室温で２００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射し、マスクの透明領域に対応する領域を硬化させた。
上記マスク露光したサンプルをホットプレートで１３０℃に全面を加熱し、上記マスク露光で硬化されなかった、マスクの不透明領域に対応する領域のコレステリック液晶を等方相に相転移させ、該領域を等方相に維持したまま５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を全面に照射して硬化させ、コレステリック液晶層フィルムＧ４を得た。
コレステリック液晶塗布液Ｒを用いた以外はフィルムＧ４と同一のパターン、同一の工程によりコレステリック液晶層フィルムＲ４を作製した。同様に、コレステリック液晶塗布液Ｂを用いてコレステリック液晶層フィルムＢ４を作製した。
続いて、各々基板側を下側に向けて下から順にコレステリック液晶層フィルムＲ４、コレステリック液晶層フィルムＧ４、コレステリック液晶層フィルムＢ４の順にパターンが丁度重なりあうように、粘着剤ＳＫ２０５７（総研化学社製）を用いて貼り合せ、光学シート４を得た。
コレステリック液晶塗布液Ｒを用いた以外はフィルムＧ４と同一のパターン、同一の工程によりコレステリック液晶層フィルムＲ４を作製した。同様に、コレステリック液晶塗布液Ｂを用いてコレステリック液晶層フィルムＢ４を作製した。
続いて、各々基板側を下側に向けて下から順にコレステリック液晶層フィルムＲ４、コレステリック液晶層フィルムＧ４、コレステリック液晶層フィルムＢ４の順にパターンが丁度重なりあうように、粘着剤ＳＫ２０５７（総研化学社製）を用いて貼り合せ、光学シート４を得た。
［実施例５］
（マスク露光パターン２の作製）
横１００ｍｍ×縦１００ｍｍのＯＨＰシート上に、左側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍが白画素領域であり、右側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍが黒白画素領域であり、前記白画素領域と前記黒画素領域に囲まれた中央の横２０ｍｍ×縦１００ｍｍにおいて、白画素領域から黒画素領域に向かって２５０ミクロンの網点が、網点の密度を線形に増加していくように配置された印刷パターン用画像を印刷し、マスク露光用パターン２を作成した。前記マスク露光用パターン２は、白画素を印刷した部分が透明領域となり、黒画素を印刷した部分が不透明領域となり、マスクとして作用する。
（マスク露光パターン２の作製）
横１００ｍｍ×縦１００ｍｍのＯＨＰシート上に、左側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍが白画素領域であり、右側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍが黒白画素領域であり、前記白画素領域と前記黒画素領域に囲まれた中央の横２０ｍｍ×縦１００ｍｍにおいて、白画素領域から黒画素領域に向かって２５０ミクロンの網点が、網点の密度を線形に増加していくように配置された印刷パターン用画像を印刷し、マスク露光用パターン２を作成した。前記マスク露光用パターン２は、白画素を印刷した部分が透明領域となり、黒画素を印刷した部分が不透明領域となり、マスクとして作用する。
マスク露光用パターンをマスク露光用パターン１からマスク露光用パターン２に変更した以外は、実施例４と同様にして、光学シート５を得た。
［実施例６］
実施例４と同様にして、コレステリック液晶塗布液Ｇを、ラビング処理を施した配向膜上に、＃１０のバーコーターを用いて塗布した。その後、膜面温度９５℃で６０秒加熱し、コレステリック液晶の配向を促進させ、横１００ｍｍ×縦１００ｍｍ未硬化のコレステリック液晶層フィルムを作製した。
実施例４と同様にして、コレステリック液晶塗布液Ｇを、ラビング処理を施した配向膜上に、＃１０のバーコーターを用いて塗布した。その後、膜面温度９５℃で６０秒加熱し、コレステリック液晶の配向を促進させ、横１００ｍｍ×縦１００ｍｍ未硬化のコレステリック液晶層フィルムを作製した。
前記未硬化のコレステリック液晶層フィルムの左側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域１は９５℃、右側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域２は１３０℃、前記領域１と領域２の間の横２０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域は領域１から領域２に向かって連続的に温度が上昇するようにして６０秒加熱し、前記温度を維持したまま５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して硬化させ、コレステリック液晶層フィルムＧ６を得た。
コレステリック液晶塗布液Ｒを用いた以外は上記Ｇ６と同一のパターン、同一の工程によりコレステリック液晶層フィルムＲ６を作製した。同様にコレステリック液晶塗布液Ｂを用いてコレステリック液晶層フィルムＢ６を作製した。
続いて、各々基板側を下側に向けて下から順にコレステリック液晶層フィルムＲ６、コレステリック液晶層フィルムＧ６、コレステリック液晶層フィルムＢ６の順にパターンが丁度重なりあうように、粘着剤ＳＫ２０５７（総研化学社製）を用いて貼り合せ、光学シート６を得た。
コレステリック液晶塗布液Ｒを用いた以外は上記Ｇ６と同一のパターン、同一の工程によりコレステリック液晶層フィルムＲ６を作製した。同様にコレステリック液晶塗布液Ｂを用いてコレステリック液晶層フィルムＢ６を作製した。
続いて、各々基板側を下側に向けて下から順にコレステリック液晶層フィルムＲ６、コレステリック液晶層フィルムＧ６、コレステリック液晶層フィルムＢ６の順にパターンが丁度重なりあうように、粘着剤ＳＫ２０５７（総研化学社製）を用いて貼り合せ、光学シート６を得た。
［実施例７］
（左キラル剤溶液の調製）
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左キラル剤溶液（質量部）
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シクロペンタノン ９０．０
下記構造のキラル剤Ｂ １０．０
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（左キラル剤溶液の調製）
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左キラル剤溶液（質量部）
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シクロペンタノン ９０．０
下記構造のキラル剤Ｂ １０．０
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キラル剤Ｂ
実施例４と同様にして、コレステリック液晶塗布液Ｇを、ラビング処理を施した配向膜上に、＃１０のバーコーターを用いて塗布した。その後、膜面温度９５℃で６０秒加熱し、コレステリック液晶の配向を促進させ、横１００ｍｍ×縦１００ｍｍ未硬化のコレステリック液晶層フィルムを作製した。
前記未硬化のコレステリック液晶層フィルムの右側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域２に、スプレー塗布装置を用いて、前記左キラル剤溶液を２．７ｍＬ／ｍ２の塗布量で均一にスプレー塗布した。前記領域２は、バーコーターで塗布されていたコレステリック液晶に含まれるキラル剤Ａと、スプレー塗布で塗布された左キラル剤溶液に含まれるキラル剤Ｂとのねじれ力が相殺し、選択反射波長が赤外領域となることで透明となる。
前記均一にスプレー塗布された領域２に隣接する横２０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域において、さらに左側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域１に向かって連続的に塗布量が減少するようにスプレー塗布し、９５℃６０秒乾燥した後に、紫外線照射装置により、室温で５００ｍＪ／ｃｍ2の全面に紫外線を照射して硬化させ、コレステリック液晶層フィルムＧ７を作製した。
コレステリック液晶塗布液Ｒを用いた以外はフィルムＧ７と同一のパターン、同一の工程によりコレステリック液晶層フィルムＲ７を作製した。同様にコレステリック液晶塗布液Ｂを用いてコレステリック液晶層フィルムＢ７を作製した。
続いて、各々基板側を下側に向けて下から順にコレステリック液晶層フィルムＲ７、コレステリック液晶層フィルムＧ７、コレステリック液晶層フィルムＢ７の順にパターンが丁度重なりあうように、粘着剤ＳＫ２０５７（総研化学社製）を用いて貼り合せ、光学シート７を得た。
前記均一にスプレー塗布された領域２に隣接する横２０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域において、さらに左側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域１に向かって連続的に塗布量が減少するようにスプレー塗布し、９５℃６０秒乾燥した後に、紫外線照射装置により、室温で５００ｍＪ／ｃｍ2の全面に紫外線を照射して硬化させ、コレステリック液晶層フィルムＧ７を作製した。
コレステリック液晶塗布液Ｒを用いた以外はフィルムＧ７と同一のパターン、同一の工程によりコレステリック液晶層フィルムＲ７を作製した。同様にコレステリック液晶塗布液Ｂを用いてコレステリック液晶層フィルムＢ７を作製した。
続いて、各々基板側を下側に向けて下から順にコレステリック液晶層フィルムＲ７、コレステリック液晶層フィルムＧ７、コレステリック液晶層フィルムＢ７の順にパターンが丁度重なりあうように、粘着剤ＳＫ２０５７（総研化学社製）を用いて貼り合せ、光学シート７を得た。
［実施例８］
（右キラル剤溶液の調製）
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右キラル剤溶液（質量部）
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シクロペンタノン ９０．０
下記構造のキラル剤Ａ １０．０
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（右キラル剤溶液の調製）
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右キラル剤溶液（質量部）
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シクロペンタノン ９０．０
下記構造のキラル剤Ａ １０．０
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キラル剤Ａ
実施例４と同様にして、コレステリック液晶塗布液Ｇを、ラビング処理を施した配向膜上に、＃１０のバーコーターを用いて塗布した。その後、膜面温度９５℃で６０秒加熱し、コレステリック液晶の配向を促進させ、横１００ｍｍ×縦１００ｍｍ未硬化のコレステリック液晶層フィルムを作製した。
前記未硬化のコレステリック液晶層フィルムの右側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域２に、スプレー塗布装置を用いて、前記右キラル剤溶液を２．２ｍＬ／ｍ２の塗布量で均一にスプレー塗布した。前記領域２は、バーコーターで塗布されていたコレステリック液晶に含まれるキラル剤Ａと、スプレー塗布で塗布された右キラル剤溶液に含まれるキラル剤Ａとのねじれ力が足し合わさり、選択反射波長が紫外領域となることで透明となる。
前記均一にスプレー塗布された領域２に隣接する横２０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域において、さらに左側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域１に向かって連続的に塗布量が減少するようにスプレー塗布し、９５℃６０秒乾燥した後に、紫外線照射装置により、室温で５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を全面に照射して硬化させ、コレステリック液晶層フィルムＧ８を作製した。
コレステリック液晶塗布液Ｒを用いた以外は上記Ｇ６と同一のパターン、同一の工程によりコレステリック液晶層フィルムＲ８を作製した。同様にコレステリック液晶塗布液Ｂを用いてコレステリック液晶層フィルムＢ８を作製した。
続いて、各々基板側を下側に向けて下から順に支持体側からコレステリック液晶層フィルムＲ８、コレステリック液晶層フィルムＧ８、コレステリック液晶層フィルムＢ８の順にパターンが丁度重なりあうように、粘着剤ＳＫ２０５７（総研化学社製）を用いて貼り合せ、光学シート８を得た。
前記均一にスプレー塗布された領域２に隣接する横２０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域において、さらに左側の横４０ｍｍ×縦１００ｍｍの領域１に向かって連続的に塗布量が減少するようにスプレー塗布し、９５℃６０秒乾燥した後に、紫外線照射装置により、室温で５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を全面に照射して硬化させ、コレステリック液晶層フィルムＧ８を作製した。
コレステリック液晶塗布液Ｒを用いた以外は上記Ｇ６と同一のパターン、同一の工程によりコレステリック液晶層フィルムＲ８を作製した。同様にコレステリック液晶塗布液Ｂを用いてコレステリック液晶層フィルムＢ８を作製した。
続いて、各々基板側を下側に向けて下から順に支持体側からコレステリック液晶層フィルムＲ８、コレステリック液晶層フィルムＧ８、コレステリック液晶層フィルムＢ８の順にパターンが丁度重なりあうように、粘着剤ＳＫ２０５７（総研化学社製）を用いて貼り合せ、光学シート８を得た。
［比較例］
実施例４と同様にして調製したコレステリック液晶塗布液Ｇを、実施例４と同様にして作製した横１００ｍｍ×縦１００ｍｍのラビング処理を施した配向膜上に、左側の横４０ｍｍ×１００ｍｍの領域１のみ塗布されるように、領域１以外の横６０ｍｍ×１００ｍｍの領域にＰＥＴフィルムでカバーをした上で＃１０のバーコーターを用いて塗布した。その後、膜面温度９５℃で６０秒加熱し、コレステリック液晶の配向を促進させた後、紫外線照射装置により、室温で５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を全面に照射して硬化させ、コレステリック液晶層フィルムＧ９を作製した。
コレステリック液晶塗布液Ｒを用いた以外は上記Ｇ６と同一のパターン、同一の工程によりコレステリック液晶層フィルムＲ９を作製した。同様にコレステリック液晶塗布液Ｂを用いてコレステリック液晶層フィルムＢ９を作製した。
続いて、各々基板側を下側に向けて下から順に、支持体側からコレステリック液晶層フィルムＲ９、コレステリック液晶層フィルムＧ９、コレステリック液晶層フィルムＢ９の順に前記領域１が丁度重なりあうように粘着剤ＳＫ２０５７（総研化学社製）を用いて貼り合せ、光学シート９を得た。
実施例４と同様にして調製したコレステリック液晶塗布液Ｇを、実施例４と同様にして作製した横１００ｍｍ×縦１００ｍｍのラビング処理を施した配向膜上に、左側の横４０ｍｍ×１００ｍｍの領域１のみ塗布されるように、領域１以外の横６０ｍｍ×１００ｍｍの領域にＰＥＴフィルムでカバーをした上で＃１０のバーコーターを用いて塗布した。その後、膜面温度９５℃で６０秒加熱し、コレステリック液晶の配向を促進させた後、紫外線照射装置により、室温で５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を全面に照射して硬化させ、コレステリック液晶層フィルムＧ９を作製した。
コレステリック液晶塗布液Ｒを用いた以外は上記Ｇ６と同一のパターン、同一の工程によりコレステリック液晶層フィルムＲ９を作製した。同様にコレステリック液晶塗布液Ｂを用いてコレステリック液晶層フィルムＢ９を作製した。
続いて、各々基板側を下側に向けて下から順に、支持体側からコレステリック液晶層フィルムＲ９、コレステリック液晶層フィルムＧ９、コレステリック液晶層フィルムＢ９の順に前記領域１が丁度重なりあうように粘着剤ＳＫ２０５７（総研化学社製）を用いて貼り合せ、光学シート９を得た。
（評価方法）
評価としては、光学顕微鏡（ＮＩＫＯＮ社製ＥＣＬＩＰＳＥ Ｅ６００ＰＯＬ）に分光器（オーシャンオプティクス社製ＨＲ４０００）を接続し、横１００ｍｍ×縦１００ｍｍのフィルム上の縦５０ｍｍの位置において、横方向に１ｍｍずつずらして反射率を測定し、仮想境界線と一様領域の最短距離、および一様領域から仮想境界線への変化を評価した。
なお、反射率の測定に際しては視野の直径を５ｍｍとし、反射率は、得られた反射率スペクトルにＣＩＥ１９３１ ２°測色標準観察者の重価係数を乗じて積分することで三刺激値Ｙを算出したのち、同様に測定、算出した完全拡散板の三刺激値Ｙで割ることにより求めた。
また、１ｍｍ毎の反射率の変化、即ち Ｒn−Ｒn+1（nは０以上の整数）が０％以上５％以下である場合を単調に減少するものとした。このとき、始点の反射率Ｒ0（n＝0）を変調領域に近い一様領域の端部とし、終点の反射率Ｒt（n+1＝ｔ）を変調領域に近い仮想的輪郭線の外側とした。
評価としては、光学顕微鏡（ＮＩＫＯＮ社製ＥＣＬＩＰＳＥ Ｅ６００ＰＯＬ）に分光器（オーシャンオプティクス社製ＨＲ４０００）を接続し、横１００ｍｍ×縦１００ｍｍのフィルム上の縦５０ｍｍの位置において、横方向に１ｍｍずつずらして反射率を測定し、仮想境界線と一様領域の最短距離、および一様領域から仮想境界線への変化を評価した。
なお、反射率の測定に際しては視野の直径を５ｍｍとし、反射率は、得られた反射率スペクトルにＣＩＥ１９３１ ２°測色標準観察者の重価係数を乗じて積分することで三刺激値Ｙを算出したのち、同様に測定、算出した完全拡散板の三刺激値Ｙで割ることにより求めた。
また、１ｍｍ毎の反射率の変化、即ち Ｒn−Ｒn+1（nは０以上の整数）が０％以上５％以下である場合を単調に減少するものとした。このとき、始点の反射率Ｒ0（n＝0）を変調領域に近い一様領域の端部とし、終点の反射率Ｒt（n+1＝ｔ）を変調領域に近い仮想的輪郭線の外側とした。
輪郭の不可視性を、下記の基準に従い官能評価した。
Ａ：輪郭が視認できない
Ｂ：輪郭がやや視認できる
Ｃ：輪郭が視認できる
Ａ：輪郭が視認できない
Ｂ：輪郭がやや視認できる
Ｃ：輪郭が視認できる
構成と評価結果の詳細を表１に示した。
１ 基板
２ 選択反射層
１０ 透明スクリーン
１００ 一様領域
１０１ 変調領域
１０２ 透明領域
１０３ 仮想的輪郭線
２ 選択反射層
１０ 透明スクリーン
１００ 一様領域
１０１ 変調領域
１０２ 透明領域
１０３ 仮想的輪郭線
Claims (12)
- 基板と該基板上にコレステリック液晶層とを有し、
該コレステリック液晶層全体が仮想的輪郭線に囲まれており、
該コレステリック液晶層は、一様領域、および該一様領域と少なくとも一部の該仮想的輪郭線の間に位置する変調領域を有しており、
該仮想的輪郭線と該一様領域の最短距離が１０ｍｍ以上であり、
該変調領域の反射率が、該一様領域側から該仮想的輪郭線側に向かって単調に減少する透明スクリーン。 - 基板と波長選択反射層とを有する透明スクリーンであって、前記透明スクリーンは、面内に一様領域と透明領域と、前記一様領域と前記透明領域の間に位置する変調領域を有し、
前記透明領域の反射率は、前記一様領域の反射率よりも小さく、
前記変調領域の反射率は、前記一様領域の反射率と、前記透明領域の反射率の間であり、かつ面内において前記一様領域側から前記透明領域側に減少し、
前記変調領域の幅が１０ｍｍ以上である透明スクリーン。 - 前記一様領域の可視光域における反射率が１０％を超え、前記透明領域の可視光域における反射率が１０％以下である請求項２に記載の透明スクリーン。
- 前記一様領域が、前記変調領域または透明スクリーンの端部で囲まれている請求項２または３に記載の透明スクリーン。
- 前記一様領域が、前記変調領域で囲まれている請求項２または３に記載の透明スクリーン。
- 前記波長選択反射層がコレステリック液晶層を有する請求項２〜５のいずれか１項に記載の透明スクリーン。
- 前記一様領域および前記変調領域はコレステリック液晶層が基板上にドット形状で分布しており、前記変調領域は、反射率の減少方向にコレステリック液晶層の分布密度が小さくなる請求項１または６に記載の透明スクリーン。
- 前記一様領域および前記変調領域はコレステリック液晶層を全面に有し、前記変調領域は、反射率の減少方向に膜厚が小さくなる請求項１または６に記載の透明スクリーン。
- 前記一様領域はコレステリック液晶層を全面に有し、前記変調領域は、液晶性化合物を有し、前記液晶性化合物が、コレステリック相で固定されている部分と、コレステリック相以外の相で固定されている部分をパターン状に有し、反射率の減少方向に、コレステリック相以外の相で固定されている部分の割合が増加している請求項１または６に記載の透明スクリーン。
- 前記一様領域および前記変調領域はコレステリック液晶層を全面に有し、前記変調領域は、反射率の減少方向にコレステリック液晶層のカイラルピッチが増加している請求項１または６に記載の透明スクリーン。
- 前記一様領域および前記変調領域はコレステリック液晶層を全面に有し、前記変調領域は、反射率の減少方向にコレステリック液晶層のカイラルピッチが減少している請求項１または６に記載の透明スクリーン。
- 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の透明スクリーンと画像投影装置とを有する透明スクリーンシステム。
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