JPWO2019039163A1

JPWO2019039163A1 - 透明スクリーン、及びディスプレイシステム

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Publication number: JPWO2019039163A1
Application number: JP2019538002A
Authority: JP
Inventors: 郁哉橋本; 敬介村田; 忍荒田; 史人小林
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2020-08-20
Also published as: WO2019039163A1

Abstract

【課題】プロジェクターの投影側からは映像を観察しやすく、且つプロジェクターの投影側とは反対側に位置するユーザーからは、映像を観察しにくい、反射タイプの透明スクリーンを提供することを課題とする。【解決手段】プロジェクターによるカラー映像コンテンツを前記プロジェクターの投影側に表示せしめる、可視光透過性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、前記映像コンテンツの投影像の形成能を有する、可視光透過性と可視光散乱性の光散乱層と、前記投影像の鏡像形成能を有する、前記プロジェクターの投影側からの可視光反射率が１０％〜４５％の可視光反射層と、を含む層構造を備え、前記光散乱層は、媒体と前記媒体中に分散された可視光散乱微粒子とを有する層からなり、前記可視光反射層は、可視光吸収性を有し、前記可視光反射層の反射界面を通過した、前記光散乱層に形成された投影像の前方散乱を減衰する、こと。

Description

本発明は、プロジェクターの映像コンテンツをプロジェクターの投影側に表示せしめ、且つ可視光透過性を有する、反射タイプの透明スクリーンに関する。

プロジェクターからの投影映像を表示し、且つ可視光透過できる光散乱層を備える物品（例えば、特許文献１、２）が提案されている。このような光散乱層を備える物品は、光散乱性（表示映像の鮮鋭性）と可視光透過率（ディスプレイシステムの背面の透視性）の相反する物性を両立するために、前記光散乱層内にプロジェクターからの光が透過する方向への光散乱（前方散乱）性の高い光散乱性粒子が分散されている。そのため、前記光散乱層に投影された映像コンテンツは、プロジェクターからの光が該層を透過した側（以下、「透過側」と表記する）からの観察に適したものである。このような物品は、透過タイプ（リアプロジェクションタイプ）の透明スクリーンとして分類される。

前記光散乱層をベースにして、前記映像コンテンツをプロジェクターの投影側（以下、「反射側」と表記する）に表示せしめる、所謂反射タイプ（フロントプロジェクションタイプ）の透明スクリーンを形成しようとすると、表示映像の鮮鋭性の観点から、前記光散乱層と、可視光が透過できかつ一部の可視光を反射する層との組合せとする必要がある（例えば、特許文献３、４）。

また、特許文献３にあっては、反射型の映像表示透明部材にあっては、該部材を境にして、プロジェクターの反対側からの映像の観察を妨げる必要性があることが提唱され、映像表示部材と、中空層を介して配置された、低放射膜を有する透明板とからなる物品が開示されている。

特開２０１７−２１１５５号公報特開２０１７−２７０２６号公報特開２０１７−７６０７８号公報ＷＯ２０１６／０８８７０１号公報

前記光散乱層と、可視光反射層とを備える構造は、反射タイプの透明スクリーンとして、有望な構造と考えられる。この構造は、前記光散乱層に投影された映像コンテンツの投影像を、前記可視光反射層にて鏡像としてプロジェクターの投影側に位置するユーザーに表示する。

前述のように前記光散乱層は、前方散乱性の高い構成とすることが、透明スクリーンとしての映像鮮鋭性と透視性を両立する上で有利となるが、「透明な」スクリーンであるが故に、所望するプロジェクターの投影側への光散乱だけでなく、プロジェクターからの光が透過する方向においても光散乱することになる。従って、前記透明スクリーンと、前記プロジェクターとを備える、ディスプレイシステムにあっては、映像コンテンツは、プロジェクターの投影側に位置するユーザーに表示されるだけでなく、プロジェクターの投影側とは反対側に位置するユーザーにも表示されることになる。例えば前記透明スクリーンを窓として用いる場合、プロジェクターの投影方向のユーザーだけでなく、窓の外に存在する傍観者にも映像コンテンツを覗き見られる可能性が、スクリーンが透明であるゆえの問題として生じ、映像コンテンツの種類などによっては好ましくないことがある。

そのために、投影側とは反対側に位置するユーザーからの映像の観察を妨げるニーズを充足するためには、透明スクリーンの可視光透過性を抑制する必要がある。

本発明は、以上のことを考慮し、プロジェクターの投影側からは映像を観察しやすく、且つプロジェクターの投影側とは反対側に位置するユーザーからは、映像を観察しにくい、反射タイプの透明スクリーンを提供することを課題とする。

本発明の反射タイプの透明スクリーンは、プロジェクターによるカラー映像コンテンツを前記プロジェクターの投影側に表示せしめる、可視光透過性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、
前記映像コンテンツの投影像の形成能を有する、可視光透過性と可視光散乱性の光散乱層と、
前記投影像の鏡像形成能を有する、前記プロジェクターの投影側からの可視光反射率が１０％〜４５％の可視光反射層と、
を含む層構造を備え、
前記光散乱層は、媒体と前記媒体中に分散された可視光散乱微粒子とを有する層からなり、
前記可視光反射層は、可視光吸収性を有し、前記可視光反射層の反射界面を通過した、前記光散乱層に形成された投影像の前方散乱を減衰する、ものである。

本発明の透明スクリーンでは、上記構造を備えることで、プロジェクターの投影側に位置するユーザーからの透明スクリーンの可視光透過性を有しつつ、投影側とは反対側に位置するユーザーから、前記層構造に表示された映像を観察しにくいものとできる。また、前記可視光反射層は、後述するように、「映像表示部材と、中空層を介して配置された、低放射膜を有する透明板とからなる物品」で生じうるような、二重像の問題が生じにくいものとなる。尚、前記可視光反射率は、ＪＩＳＲ３１０６：１９９８の規格によって測定することができる。

本発明によれば、プロジェクターの投影側に位置するユーザーからの透明スクリーンの可視光透過性を有しつつ、投影側とは反対側に位置するユーザーからの映像の観察を抑制することができる。また、前記可視光反射層が、可視光吸収性を有することで、照明などの環境光についても減衰することから、透明スクリーンに表示される映像コンテンツのコントラストも改善する。

本発明の透明スクリーン用いて構成されたディスプレイシステムを模式的に説明する図である。第一の透明スクリーンのディスプレイシステムとしての活用時における、光散乱層内に生じた映像コンテンツの投影像と、前記投影像の鏡像との関係を模式的に説明する図である。第二の透明スクリーンのディスプレイシステムとしての活用時における、光散乱層内に生じた映像コンテンツの投影像と、前記投影像の鏡像との関係を模式的に説明する図である。

本発明の透明スクリーンを用いて構成されたディスプレイシステムを、図面を用いて説明する。図１は、光散乱層２２と、光散乱層２２の直上に形成された可視光反射層２１と、反射界面２１１とを備える、第一の透明スクリーン２を用いて構成されたディスプレイシステム１を模式的に説明する図、図２は、前記透明スクリーン２のディスプレイシステムとしての活用時における、光散乱層２２内に生じた映像コンテンツの投影像と、前記投影像の鏡像との関係を模式的に説明する図である。

また、図３は、可視光反射層２１と、光散乱層２２との間に、可視光透過性と可視光非散乱性の中間層２４を備える、第二の透明スクリーン２０を用いて構成された、ディスプレイシステム１の活用時における、光散乱層２２内に生じた映像コンテンツの投影像と、前記投影像の鏡像との関係を模式的に説明する図である。透明スクリーン２、２０のいずれでも、前記光散乱層２２は、プロジェクター３と、鏡像形成能を有する可視光反射層２１との間に配置される。また、透明スクリーン２、２０の各層の各主面は、平行な関係となっている。

図１に図示したように、本発明のディスプレイシステム１は、プロジェクター３と、第一の透明スクリーン２とを備えるものである。透明スクリーン２に対して、プロジェクター３は、映像コンテンツを光散乱層２２に投影できるような位置、例えば、透明スクリーンに対して斜め方向となるように配置される。前記ディスプレイシステム１は、前記第一の透明スクリーン２に代わって、第二の透明スクリーン２０を備える構成であってもよい（図示省略）。光散乱層２２に対して斜めの方向から、プロジェクター３から映像コンテンツを投影する。プロジェクター３から投影された映像コンテンツは光散乱層２２内に投影像５１ａ、ｂ、ｃを形成する。尚、プロジェクター３としては、市販のものを使用でき、カラー映像を投影できるものであれば、その種類は特には問わない。

光散乱層２２内の投影像５１ａ、ｂ、ｃは、プロジェクターから光が進行する方向に強く光散乱（すなわち、前方散乱）をするので、前記可視光反射層２１内には、投影像５１ａ、ｂ、ｃの鏡像５２ａ、ｂ、ｃが形成される。ユーザー４には、前記投影像５１ａ、ｂ、ｃの鏡像５２ａ、ｂ、ｃが認識される。それと同時に、ユーザー４は、可視光反射層２１の向こう側の景色も認識することができる。

光散乱層２２内の投影像は、プロジェクター側にも、光散乱（すなわち、後方光散乱；図３中では、点線矢印で表されている）を生じる。透過方向の光散乱と比較すると弱い強度であるが、ユーザー４は、鏡像５２ａ、ｂ、ｃだけでなく、投影像５１ａ、ｂ、ｃを同時に視認し、二重像として問題となることがある。第一の透明スクリーン２を備えるディスプレイシステム１では、可視光反射層２１上に、光散乱層２２が配置されているので、投影像５１ａ、ｂ、ｃの後方散乱によってユーザー４に認識される像と、鏡像５２ａ、ｂ、ｃとが一致した像として、ユーザー４に認識させることできる。すなわち、二重像の問題を抑制せしめる。

他方で、第二の透明スクリーン２０では、中間層２４の厚さがあるので、ユーザー４は、投影像５１ａ、ｂ、ｃと、鏡像５２ａ、ｂ、ｃとで二重像を認識することがある(図３中の破線矢印と点線矢印のずれ)。二重像を小さいものとし、ユーザー４に対して自然な映像を見せるため、前記中間層の厚さは、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下としてもよい。

前記透明スクリーン２、２０は、可視光透過性と可視光非散乱性の第一基材２３を備え、前記光散乱層２２が、前記第一基材２３上に配置されていることが好ましい。また、前記透明スクリーン２０は、可視光透過性と可視光非散乱性の中間膜２４を備え、さらには、可視光透過性と可視光非散乱性の第二基材２５を備え、前記可視光反射層２１が、前記第二基材２５上に配置されていることが好ましい。

前記第一基材２３、第二基材２５は、耐候性などの耐久性などの性質を有し、可視光透過性と可視光非散乱性を有するものであれば、特に限定されることなく、各種基材を使用することができる。基材を、可視光非散乱性とするためには、基材中に光散乱の起因となる、微粒子や、空隙等が分散されていないものとする必要がある。当該基材の典型例は、ガラス基材である。ガラス材料としては、強化ガラスや、フィルム付着ガラス、合わせガラスなどが挙げられ、材質からは、ソーダ石灰ガラスやアルミノシリケイトガラス、硼珪酸ガラス、無アルカリガラスなど、各種のガラス材料を板状にして使用することができる。その他の基材としては、プラスチック製の樹脂板やフィルム基材、例えば、ポリカーボネート樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、ポリアミド樹脂、その他のプラスチック製の透明基材を使用することできる。耐候性などの耐久性の点からは、プラスチック製の透明基材よりも、ガラス等の金属酸化物の透明基材が好ましい。また、第一基材２３は、可視光吸収の原因となる、鉄、コバルト、ニッケルなどの遷移金属酸化物などの着色成分の含有は少ないことが好ましい。

例えば、その含有量としては、各基材に対して０．５質量％以下、好ましくは０．２質量％以下、さらに好ましくは０．１質量％以下としてもよい。一方で第二基材２５は、可視光吸収性を有してもよく、適宜熱線吸収ガラスなどを用いることもできる。第二基材の可視光吸収性により、本発明の課題である「プロジェクターと反対側からの映像の視認性」を下げる効果がある。

基材２３、２５の大きさは、用途に応じて、適宜決められるもので、基材２３、２５は同サイズとしてもよい。また、可視光反射層２１と、光散乱層２２とは、基材２３と同サイズで同形状、或いは、可視光反射層２１は基材２５と同サイズで同形状、光散乱層２２は基材２３と同サイズで同形状としてもよいし、異なるサイズ、形状として、透明スクリーンの一部分のみが映像コンテンツの表示をできるようにしてもよい。

また、基材２３、２５の厚さは、用途に応じて、例えば、使用される態様において必要とされる強度などに応じて通常設定される。具体的には、通常０．１ｍｍ〜３０ｍｍの厚さのものが用いられる。可視光透過性の基材の形状は、平板状でも、曲面形状でも良い。曲面形状の基材とは、三次元的に予め曲げられた凸面側と凹面側を有する基材であり、その曲率半径は０．５ｍ〜３ｍのものを用いてもよい。また、その曲率半径としては、好ましくは０．９ｍ〜２．６ｍとしてもよい。可視光透過性の基材としてガラス基材を用いる場合は、光散乱層との密着性を確保するために、酸化セリウム等で予め充分に研磨し、表面の汚れ等を丁寧に除去しておくことが好ましい。

前記透明スクリーン２０は、可視光反射層２１と、光散乱層２２との間に、可視光透過性と可視光非散乱性の中間層２４を備える。前記中間層２４は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）やエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）などのホットメルトタイプの接着性の樹脂中間膜を含む樹脂中間膜層を好適に用いることができる。中間層２４は、１層構造でも多層構造でもよく、一部が着色したもの、遮音機能や遮熱機能、視野角度選択機能を有する層をサンドイッチしたもの、厚さに傾斜があるもの、表面にエンボス加工が処理されたものなども使用できる。また、中間層２４に紫外線吸収剤、抗酸化剤、帯電防止剤、熱安定剤、着色剤、接着調整剤を適宜添加配合したものでも良く、特に近赤外線を吸収する微粒子を分散させたものは、高性能な遮熱性をもつ透明スクリーンを作製する上でより好ましく利用できる。安全性の観点から、本発明における中間層２４の厚さは０．１ｍｍ以上であることが好ましい。前述の二重像防止の観点とあわせると、中間層２４の厚さは、０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。

前記透明スクリーン２、２０において、前記透明スクリーン２、２０の主面の法線方向から４５度の角度で入射した光に対する法線方向の輝度Ｙが０．５〜２０であることが、表示される映像コンテンツの鮮鋭性の点から好ましい。本発明のディスプレイシステム１では、プロジェクター３は前記透明スクリーンに対して斜め方向から映像コンテンツを投影することが好ましい。

また、本発明の透明スクリーン２、２０を用いて、複層構成や合わせ構成としてもよい。

以下に、透明スクリーン２、２０の要部である、光散乱層２２、可視光反射層２１を詳述する。
前記光散乱層２２の光学的厚さは、１００ｎｍ〜１００００ｎｍ、前記可視光反射層２１の光学的厚さは、１０ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましい。ここで、本発明における各層の光学的厚さは、各層の波長６３３ｎｍでの屈折率と、各層の正味の厚みとの積から求めたものである。光散乱層２２の光学的厚さが１００ｎｍ未満であると、光散乱性が不足し、表示映像の鮮鋭性が不足する。一方で１００００ｎｍを超えると、透明スクリーン２、２０に表示された投影像を斜視した場合に、厚さ分の映像のぼやけが肉眼で認識されるようになり不適である。より好ましい光散乱層２２の光学的厚さは、２００ｎｍ〜５０００ｎｍである。また、可視光反射層２１の光学的厚さが１０ｎｍ未満であると、可視光反射率が低下し、プロジェクターの投影側から見た表示映像の鮮鋭性が不足する。２００ｎｍを超えると、可視光透過性が不十分となることが多く、透明スクリーンとしての透明性が不足する恐れがある。より好ましくは２０ｎｍ〜１５０ｎｍである。

前記光散乱層２２は、媒体と前記媒体中に分散された可視光散乱微粒子とを有する層からなる。前記媒体の例としては、有機高分子や無機高分子等が挙げられる。有機高分子としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアセチルセルロース樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等があげられる。また、無機高分子としては、ケイ素や、チタン、ジルコニウム、鉄、亜鉛、錫、ハフニウム、タングステンなどの原子を中心として、酸素原子を介して、網目状に高分子化した無機酸化物高分子であり、例えば、シリカ等のケイ素酸化物や、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ハフニウム、酸化タングステンなどの原料又は出発材料を挙げることができ、またこれらを混合して用いることもできる。特には、前記媒体としては、ケイ素の酸化物からなることが、安定性が高い点や屈折率が低い（可視光散乱微粒子の比屈折率を高くしやすい）点などから好ましい。

本発明において、「無機酸化物高分子」、「シリカ」としては、「中心原子が全て酸素と結合した純粋な酸化物（例えばＳｉＯ_２で表される網目状の高分子）」に限定されず、「中心元素の一部が、別の置換基と結合した化学種」も使用可能である。むしろ後者（中心元素の一部が、別の置換基と結合した化学種」）の方が、１００ｎｍ〜１００００ｎｍといった光学的厚さの光散乱層を形成するには適していることが多い。

具体的には、シリカを例にとると、該無機酸化物高分子を形成するための「前駆体」としては、
Ｒ¹ _4-a―Ｓｉ−Ｘ_a
（但し、Ｒ¹は、水素原子、または、Ｃ原子で中心のＳｉ原子と結合する1価の有機基、Ｘは炭素数１〜３のアルコキシ基又はハロゲン、ａは１〜４の整数）から選ぶことができる。それらは次の（ａ）（ｂ）、２つのタイプに分類できる。

（ａ）タイプ：上記「前駆体」の化学式において、ａが４である場合。この場合、Ｓｉの４つの結合手の全てが加水分解を受けて「ＯＨ基」に変換する。具体的には、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラクロロシランが挙げられる。

（ｂ）タイプ：上記「前駆体」の化学式において、ａが１、２、または３である場合。この場合、Ｓｉの４つの結合手の一部のみが加水分解を受けて「ＯＨ基」に変換する。残るＲ^１基は不変のままである。具体的には、モノメチルトリエトキシシラン、モノメチルトリメトキシシラン、トリクロロシラン、モノメチルトリクロロシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジクロロシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシランが挙げられる。

例えば、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランは、加水分解処理を行うと、３つのメトキシ基は全て加水分解され、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの網目構造に取り込まれるが、「３−グリシジルオキシプロピル基」だけは反応せず、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合による網目構造とは別の「側鎖」として、「無機酸化物高分子」中に残り続ける。このような「側鎖」を部分的に残す高分子も、本発明の「無機酸化物高分子」媒体として有効に機能することから、本発明では、こうしたものも「無機酸化物高分子」、「シリカ」の概念に含めることとする。

可視光散乱微粒子の例としては、中空シリカビーズ、中空樹脂ビーズなどの低屈折率粒子や、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化すず、チタン酸バリウム、ダイヤモンドなどの高屈折率粒子等があげられる。ここでの低屈折率、高屈折率とは、ＲＧＢ光の波長において、前記媒体の屈折率と比較して低い値の屈折率、高い値の屈折率のことを示す。このなかでは、酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子やダイヤモンド粒子が、屈折率が高く光散乱性が強いため、光散乱層２２の可視光透過性と、光散乱性を両立させた上で、映像コンテンツの鏡像の鮮鋭性を向上せしめる。

前記可視光散乱微粒子の平均粒径は、０．１〜１μｍが好ましく、０．２〜０．８μｍがさらに好ましい。該平均粒径が０．１μｍより小さいと、光散乱層２２の光散乱性を向上させにくい。一方、該平均粒径が１μｍより大きいと、前記光散乱体を含む光散乱層２２の外観が、白濁等の不良を生じやすくなる。なお、ここで平均粒径とは、動的光散乱法にて水中での強度分布を測定して得られた粒度分布におけるＤ５０値（累積５０％粒径）として定義される。

前記光散乱層２２は、コーティングからなることが好ましい。前記分散媒体や前記分散媒体の前駆体と、前記光散乱体とを含む塗布液（光散乱層形成塗布液）を、可視光透過性の基材、又は、可視光反射層に対して、例えば、スピンコート法、バーコート法、リバースロールコート法、その他のロールコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ノズルコート法、ディスペンサーコート法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等の公知の方法で、塗膜を、好ましくは基材２３上に形成することで、コーティングからなる光散乱層２２を形成することができる。前記光散乱層形成塗布液は、前記分散媒体や前記分散媒体の前駆体と、前記光散乱体と、好ましくは水やメタノール、エタノールなどのアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトンなどのケトン等の溶媒とを混合して調製することができる。

次に可視光反射層２１について説明する。前記可視光反射層２１は、前記光散乱層２２側に反射界面２１１を備え、可視光透過性と可視光反射性の双方を有する、いわばマジックミラーの特性を有するものである。光散乱層２２の媒体よりも高い可視光屈折率、例えば、波長６３３ｎｍにおいて、屈折率が０．５以上高い層からなることが好ましい。さらには、前記可視光反射層２１は、可視光吸収性を有し、反射界面２１１を通過した、映像コンテンツの投影像５１の前方散乱光を減衰するものである。可視光反射率を高めることで、反射側から視認した映像が鮮鋭となり、可視光吸収性を高めることで、透過側から視認した映像が観察しにくくなるが、そのどちらも透明スクリーンとしての透視性が失われることに直結するため、やみくもに高くすることはできない。

前記可視光反射層２１の前記プロジェクターの投影側からの可視光反射率は、１０％〜４５％とされる。１０％未満では、鏡像形成能が低く、４５％超では、可視光透過性を得にくくなる。これらを考慮すると、前記可視光反射率は好ましくは１５％〜４０％、より好ましくは１５％〜３０％としてもよい。前記可視光反射層２１の可視光透過率（当該可視光透過率は可視光反射層の可視光吸収を反映したものとなる。）は、透明スクリーンの透視性と、投影側とは反対側に位置するユーザーからの映像の観察の視認性を考慮すると、４％〜５０％、より好ましくは６％〜３０％としてもよい。

また、第一の透明スクリーン２にあっては、その全光線透過率は、３％〜４０％、さらには５％〜３０％としてもよい。さらには、第二の透明スクリーン２０にあっては、前記可視光反射層２１と、第二基材２５からなる物品の全光線透過率は、３％〜４０％、さらには５％〜３０％としてもよい。これら全光線透過率は、実質的に可視光反射層２１の可視光反射率と、可視光の吸光度を反映した値でもある。この全光線透過率は、ＪＩＳＫ７３６１：１９９７の規格に基づいて求められるものである。

前記可視光反射層２１として、ステンレス鋼、窒化ステンレス鋼等からなるものを使用することができる。前記可視光反射層２１は、コーティングからなることが好ましい。可視光反射層２１は、光散乱層２２、又は、可視光透過性の基材に対して、例えば、スパッタリングなどの物理成膜法、化学蒸着やめっき、ゾルゲル法などの湿式コーティングなどの化学成膜法、フィルム貼付などの公知の方法を用いることで形成することができる。

前記可視光反射層２１の厚さは、１ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。１ｎｍ未満の場合、プロジェクターの投影側から見た映像の鮮鋭性が不十分となることが多い、プロジェクターの反対側から見た映像が鮮鋭に見えやすい、といった不具合が生じやすい。他方、１００ｎｍ超の場合、可視光透過率が小さくなり過ぎて、透明スクリーンとしての透視性が失われてしまいやすい。これらを考慮すると、前記可視光反射層２１の厚さは、好ましくは２ｎｍ〜８０ｎｍ、より好ましくは４ｎｍ〜６０ｎｍとしてもよい。

以下の実施例、比較例に示した、各種透明スクリーン２、２０を用いて、図１に示すようなディスプレイシステム１を組み、透明スクリーン２、２０に現れる、映像コンテンツの見え方を評価した。具体的には、本実施例では、以下の項目の評価が行われた。尚、本実施例でのディスプレイシステム１では、市販のプロジェクター３が、透明スクリーン２、２０の中心部に対して、入射光角度４５°で映像コンテンツを投影できるように配置された。

［光散乱層２２のヘーズ、全光線透過率、透明スクリーン２の全光線透過率］
光散乱層２２と、可視光透過性基材２３とからなる積層体に対して、ヘーズメーター（スガ試験機製、ＨＺ−Ｔ）を用いて測定し、ＪＩＳＫ７１３６（２０００年）、およびＪＩＳＫ７３６１（１９９７年）に従って得られた値を、光散乱層２２のヘーズ、全光線透過率とした。尚、本実施例では、可視光透過性基材は、ヘーズ値が無視できる程に小さなクリア系のフロートガラス板が使用された。また、透明スクリーン２、２０に対して同様に測定し、ＪＩＳＫ７３６１（１９９７年）に従い、透明スクリーン２、２０の全光線透過率を得た。

［光散乱層２２、可視光反射層２１の厚み］
光散乱層２２、可視光反射層２１をサーフコーダー（小坂研究所、ET-4000A）、または走査型プローブ顕微鏡（島津製作所、SPM-９６００）を用いて測定し、厚みを得た。

［可視光反射層２１の可視光反射率、可視光透過率]
可視光反射層２１と、可視光透過性基材２３とからなる積層体に対して、ＪＩＳＲ３１０６：１９９８に準拠し、自記分光光度計（日立ハイテクノロジーズ、U-4000）を用いて測定し、得られた可視光反射率スペクトルおよび可視光透過率スペクトルから、可視光反射率および可視光透過率を算出した。なお可視光反射率スペクトルは、入射方向から見て可視光透過性基材が手前側、可視光反射層２１が奥側となるように反射測定用アタッチメント（入射角度８°）に固定して測定した。

［輝度Ｙ］
透明スクリーン２、２０に対して、分光変角色差計（日本電色工業社製、ＧＣ５０００）を用いて測定した。付属の標準白色板を用いて校正し、入射光の光源を標準イルミナントＤ６５、入射光角度を４５°、入射方向から見て光散乱層２２が手前側、可視光反射層２１が奥側となる配置とし、入射角度に対して４５°ずれた角度（透明スクリーンに対する法線方向）の輝度Ｙを得た。

［透明スクリーン２での映像コンテンツの見え方の官能評価］
ディスプレイシステム１に対してユーザー４の目視にて下の官能評価を行った。ユーザー４の位置は、透明スクリーン２、２０に正対した反射側の位置Ａ１、斜め６０°の位置Ｂ１（Ａ１とＢ１は、プロジェクターの投影側からの映像の観察となる）、および透明スクリーン２、２０に正対した透過側の位置Ａ２、斜め６０°の位置Ｂ２（Ａ２とＢ２は、プロジェクターの投影側とは反対側に位置するユーザーからの映像の観察となる）とした。

透過性
１：位置Ａ１から、プロジェクター方向の背景が極めてくっきりと見える
２：位置Ａ１から、プロジェクター方向の背景が見える
３：位置Ａ１から、プロジェクター方向の背景が全く見えない
評価１及び２を合格とした。

映像の鮮鋭性：反射側
１：位置Ａ１、Ｂ１から見た投影像の発色が鮮やかで、輪郭がはっきりしている
２：位置Ａ１、Ｂ１から見た投影像が全体的に白っぽく、輪郭が薄い
３：位置Ａ１、Ｂ１から投影像が見えない
評価１及び２を合格とした。

映像の鮮鋭性：透過側
１：位置Ａ２、Ｂ２から投影像がほとんど見えない
２：位置Ａ２、Ｂ２から見た投影像の輪郭が不鮮明で投影像の認識が難しい
３：位置Ａ２、Ｂ２から見た投影像の発色が鮮やかで、輪郭がはっきりしている
評価１及び２を合格とした。

二重像
１：位置Ａ１、Ｂ１から見た投影像が二重像なく視認できる
２：位置Ａ１、Ｂ１から見た投影像が二重像となり、映像の視認に支障をきたす
３：位置Ａ１、Ｂ１から投影像が見えない
評価１を合格とした。

［実施例１］
（基材２３の準備）
３００ｍｍ角で板厚４ｍｍのクリア系のフロートガラス板（表１内ではＦＬ４と表記）の表面を酸化セリウムで研磨した後、イオン交換水で洗浄し、乾燥させて基材２３とした。

（光散乱層形成塗布液の調製）
ガラス容器に、可視光散乱微粒子として平均粒子径１６０ｎｍのダイヤモンド粒子(０．２０ｇ)、イオン交換水(９．６０ｇ)を添加し、超音波洗浄槽にて２５℃で６０分間超音波分散した後に、ポリビニルピロリドン（０．２０ｇ）を添加し、１晩攪拌して、ダイヤモンド粒子分散液（ダイヤモンド粒子濃度：２質量％）とした。次に、ガラス容器に、エタノール(６８．３０ｇ)、イオン交換水(８．６７ｇ)、テトラエトキシシラン(ＴＥＯＳ、９．５８ｇ)、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(ＧＰＴＭＳ、２．７２ｇ)、１規定硝酸(０．７３ｇ)を添加し、更に、上記ダイヤモンド粒子分散液Ａ(１０．００ｇ)を添加して、室温(２０℃)で２時間攪拌して、光散乱層形成塗布液（全固形分濃度５．０質量％、全固形分中のダイヤモンド粒子濃度４．０質量％）を得た。なお、ここで、全固形分とは、（１）ダイヤモンド粒子＋（２）ＴＥＯＳのうちＳｉＯ_２換算分＋（３）ＧＰＴＭＳのうちＲ−ＳｉＯ_3/2換算分（Ｒは、３−グリシジルオキシプロピル基）＋（４）ポリビニルピロリドン、として計算したものである。

（光散乱層２２と、可視光透過性基材２３とからなる積層体の作製）
前記基材２３の表面に、前記光散乱層形成塗布液をスピンコーターにて塗布した後、２５０℃の電気炉内で１０分間焼成し、膜厚が２μｍの光散乱層２２（波長６３３ｎｍでの屈折率１．４）と、可視光透過性基材２３とからなる積層体を作製した。ヘーズを評価したところ、１８．５％であった。

（光散乱層上への可視光反射層２１の形成）
得られた光散乱層２２と、可視光透過性基材２３とからなる積層体を基材ホルダーに保持させ、真空チャンバー内に所望のターゲットを設置し、以下の手順で窒化ステンレス鋼層（厚さ１５ｎｍ、波長６３３ｎｍでの屈折率３．４）および窒化チタン層（厚さ４５ｎｍ、波長６３３ｎｍでの屈折率２．２）を形成することで、透明スクリーン２を作製した。

手順１：マグネトロンスパッタリング装置において、ステンレス鋼ターゲットを使用し、その裏側にマグネットを配置し、真空チャンバー内を真空ポンプによって排気した。次に、ターゲットへ電力を印加した。この時、真空ポンプを連続的に稼動させながら、真空チャンバー内にアルゴンガス、窒素ガスを導入した。この操作により、光散乱層２２上に膜厚１５ｎｍの窒化ステンレス鋼層を成膜した。

手順２：ターゲットをＴｉ、導入ガスをアルゴンガス、窒素ガスとして手順１を繰り返し、手順１で得られた窒化ステンレス鋼層上に、膜厚３５ｎｍの窒化チタン層を成膜した。

上述のようにして得られた透明スクリーン２に対して、前記評価を行い、さらに、透明スクリーン２を用いて、図１に示すようなディスプレイシステム１を組み、前記した透明スクリーン２での映像コンテンツの見え方の官能評価を行った。本実施例の結果を表１に示す。本実施例では、反射側からの映像コンテンツの投影像は鮮鋭なものが得られた。他方、透過側からの映像コンテンツの投影像はほとんど視認できないものであった。

［実施例２］
可視光反射層２１の形成において、実施例１の手順１での窒化ステンレス鋼層の厚さを１０ｎｍとし、手順２での導入ガスを酸素ガスから窒素ガスへとすることで形成された層を窒化チタン層から酸化チタン層（波長６３３ｎｍでの屈折率２．３）とし、その膜厚を１０ｎｍとした以外は、実施例１と同様の点順にて透明スクリーン２を作製した。本実施例では、反射側からの映像コンテンツの投影像は鮮鋭なものが得られた。他方、透過側かは、映像コンテンツの投影像は輪郭が不鮮明で、その認識が難しいものであった。本実施例の上記評価結果は、表１に示される。

［実施例３］
実施例１での基材２３の準備と同様の手順で、基材２５を準備した。基材２５の上に、実施例１での可視光反射層２１の形成と同様の手順で窒化ステンレス鋼層および窒化チタン層を形成し、基材２５と可視光反射層２１の積層体を得た。

実施例１の、光散乱層２２と基材２３とからなる積層体と、中間層２４と、前述の基材２５と可視光反射層２１の積層体とを用い、以下の手順で透明スクリーン２０を作製した。

手順１：光散乱層２２と基材２３とからなる積層体の主面のうち、光散乱層２２の形成された主面と、基材２５と可視光反射層２１の積層体の主面のうち、可視光反射層２１の形成された主面との間に、樹脂中間膜（ポリビニルブチラール、厚さ０．７６ｍｍ、積水化学工業社製）を挟み込み、合わせガラスを作製した。

手順２：手順１で作製した合わせガラスを真空袋に入れて、チューブで真空袋につながれている真空ポンプを用いて、真空袋内を排気した。

手順３：前記排気した真空袋をオートクレーブ内に置き、３０分間、９０℃に加熱し、加圧脱気して合わせ処理した。

手順４：オートクレーブ内を大気圧、常温に戻し、オートクレーブ内から真空袋を取出し、真空袋の中を大気圧に戻して、真空袋から合わせガラスを取出した。
手順５：この合わせガラスを再度、オートクレーブ内に置き、３０分間、１３０℃で加熱・加圧処理した。

手順６：オートクレーブ内を大気圧、常温に戻し、オートクレーブ内から、透明スクリーン２０を取出した。

本実施例では、反射側からの映像コンテンツの投影像は鮮鋭なものが得られた。他方、透過側からの映像コンテンツの投影像はほとんど視認できないものであった。本実施例の上記評価結果は、表１に示される。

［実施例４］
可視光反射層２１の形成において、窒化ステンレス鋼層の厚さを１０ｎｍとし、窒化チタン層を酸化チタン層（厚さ１０ｎｍ）とした以外は、実施例３と同様の手順にて透明スクリーン２０を作製した。本実施例では、反射側からの映像コンテンツの投影像は鮮鋭なものが得られた。他方、透過側かは、映像コンテンツの投影像は輪郭が不鮮明で、その認識が難しいものであった。本実施例の上記評価結果は、表１に示される。

［比較例１］
実施例３における、基材２５と可視光反射層２１の積層体を透明スクリーン２として用いて、ディスプレイシステム１を作製したところ、投影像を視認することができなかった。本比較例の上記評価結果は、表１に示される。

［比較例２］
実施例１における、光散乱層２２と基材２３とからなる積層体を透明スクリーン２として用いて、ディスプレイシステム１を作製したところ、反射側からの映像コンテンツの投影像は視認できるものの全体的に白っぽく、輪郭が薄かった。一方で、透過側からの映像コンテンツの投影像は鮮鋭なものであった。本比較例の上記評価結果は、表１に示される。

［比較例３］
可視光反射層２１の形成において、ターゲットをＴｉ、導入ガスをアルゴンガスおよび酸素ガスとすることで、光散乱層上に形成した可視光反射層２１を、窒化ステンレス鋼／窒化チタンから、酸化チタン層（厚さ４０ｎｍ、波長６３３ｎｍでの屈折率２．３）とした以外は、実施例１と同様の手順にて透明スクリーン２を作製した。本比較例では、反射側からの映像コンテンツの投影像は鮮鋭なものが得られたが、透過側からの映像コンテンツの投影像も同様に鮮鋭なものであった。本比較例の上記評価結果は、表１に示される。

［比較例４］
基材２５と可視光反射層２１の積層体のかわりに、基材２５のみとした以外は、実施例３と同様の手順にて透明スクリーン２０を作製した。本比較例では、反射側からの映像コンテンツの投影像は視認できるものの全体的に白っぽく、輪郭が薄かった。一方で、透過側からの映像コンテンツの投影像は鮮鋭なものであった。本比較例の上記評価結果は、表１に示される。

１ディスプレイシステム
２第一の透明スクリーン
２０第二の透明スクリーン
２１可視光反射層
２２光散乱層
２３第一基材
２４中間層
２５第二基材
３プロジェクター
４ユーザー
５１光散乱層内に生じた映像コンテンツの投影像
５２可視光反射層内に生じた映像コンテンツの投影像の鏡像

Claims

プロジェクターによるカラー映像コンテンツを前記プロジェクターの投影側に表示せしめる、可視光透過性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、
前記映像コンテンツの投影像の形成能を有する、可視光透過性と可視光散乱性の光散乱層と、
前記投影像の鏡像形成能を有する、前記プロジェクターの投影側からの可視光反射率が１０％〜４５％の可視光反射層と、
を含む層構造を備え、
前記光散乱層は、媒体と前記媒体中に分散された可視光散乱微粒子とを有する層からなり、
前記可視光反射層は、可視光吸収性を有し、前記可視光反射層の反射界面を通過した、前記光散乱層に形成された投影像の前方散乱を減衰する、
透明スクリーン。
全光線透過率が３％〜４０％である、請求項１に記載の、透明スクリーン。
前記光散乱層の光学的厚さは、１００ｎｍ〜１００００ｎｍ、前記可視光反射層の光学的厚さは、１０ｎｍ〜２００ｎｍである、請求項１又は２に記載の、透明スクリーン。
前記可視光反射層は、前記光散乱層の直上に形成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の透明スクリーン。
前記可視光反射層と、前記光散乱層との間に、可視光透過性と可視光非散乱性の中間層を備え、前記中間層の厚さは０．１ｍｍ〜３ｍｍである、請求項１乃至４のいずれかに記載の透明スクリーン。
可視光透過性と可視光非散乱性の第二基材を備え、前記可視光反射層が、前記第二基材上に配置されている、請求項１乃至５のいずれかに記載の透明スクリーン。
前記可視光反射層が、ステンレス鋼または窒化ステンレス鋼からなる、請求項１乃至６のいずれかに記載の透明スクリーン。
前記媒体が、ケイ素の酸化物からなる、請求項１乃至７のいずれかに記載の透明スクリーン。
可視光透過性と可視光非散乱性の第一基材を備え、前記光散乱層が、前記第一基材上に配置されている、請求項１乃至８のいずれかに記載の透明スクリーン。
請求項１乃至９のいずれかに記載の透明スクリーンと
プロジェクターと、
を備えるディスプレイシステム。