WO2023190134A1 - リアプロジェクション用表示システム - Google Patents

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WO2023190134A1
WO2023190134A1 PCT/JP2023/011769 JP2023011769W WO2023190134A1 WO 2023190134 A1 WO2023190134 A1 WO 2023190134A1 JP 2023011769 W JP2023011769 W JP 2023011769W WO 2023190134 A1 WO2023190134 A1 WO 2023190134A1
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WO
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light
liquid crystal
transparent screen
projection
cholesteric liquid
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PCT/JP2023/011769
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English (en)
French (fr)
Inventor
雄二郎 矢内
浩史 遠山
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54Accessories
    • G03B21/56Projection screens
    • G03B21/60Projection screens characterised by the nature of the surface
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B21/54Accessories
    • G03B21/56Projection screens
    • G03B21/60Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62Translucent screens

Definitions

  • the present invention relates to a rear projection display system.
  • Patent Document 1 discloses a transmission type screen that transmits projection light for display, and includes a light entrance surface on which the projection light enters, a light exit surface facing the light entrance surface and from which the projection light exits, and a transmission screen that transmits the projection light.
  • the light exit surface is located between the light entrance surface and the light exit surface, and is arranged in a plurality along a predetermined direction, and totally reflects at least a portion of the projected light incident from the light entrance surface.
  • a total reflection surface facing towards the total reflection surface, and the angle between the connection surface formed by the light exit side end of the total reflection surface and the light input side end of the total reflection surface adjacent thereto and the total reflection surface is an acute angle.
  • a transmissive screen is described.
  • a rear projection display system that uses a transparent screen with a visible background
  • the projection light from the projection device is incident on the transparent screen from an oblique direction, and the transparent screen allows the projection light to be projected from the transparent screen in a substantially normal direction (front).
  • the image is projected towards the target and displayed as a projected image.
  • the visibility of the projected image is often insufficient. Therefore, there is a desire for a rear projection display system with better visibility of projected images.
  • An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and to provide a rear projection display that can improve the visibility of projected images in a rear projection display system using a transparent screen with a visible background.
  • the goal is to provide a system.
  • the present invention has the following configuration.
  • It has a projection device that emits projection light, and a transparent screen that projects the projection light emitted by the projection device in the observation direction,
  • the thickness of the light projection layer for projecting the projection light is 10 to 30 ⁇ m
  • the projection device projects the projection light onto the transparent screen such that the angle between the optical axis and the normal line of the transparent screen is 30° or more
  • the transparent screen is a rear projection display system in which the transmittance of the projected light in the optical axis direction emitted by the projection device is 50% or less.
  • the rear projection display system according to [1] which includes a quarter-wave plate between the transparent screen and the projection device.
  • the transparent screen has at least one cholesteric liquid crystal layer as a light projection layer, and In the cholesteric liquid crystal layer, in a cross section in the thickness direction observed by a scanning electron microscope, bright lines and dark lines originating from the cholesteric liquid crystal phase are inclined with respect to the main surface of the cholesteric liquid crystal layer, [1] ⁇ [4] The rear projection display system according to any one of [4].
  • It has a projection device that emits projection light, and a transparent screen that projects the projection light emitted by the projection device in the observation direction, In the transparent screen, the thickness of the light projection layer for projecting the projection light is 10 to 30 ⁇ m, The projection device projects the projection light onto the transparent screen such that the angle between the optical axis and the normal line of the transparent screen is 30° or more, and further,
  • the transparent screen is a rear projection display system that changes the traveling direction of 10% or more of the projected light in the optical axis direction emitted by the projection device to a direction of ⁇ 10° with respect to the normal line of the transparent screen.
  • the transparent screen has at least one cholesteric liquid crystal layer as a light projection layer, and
  • the cholesteric liquid crystal layer is characterized in that bright lines and dark lines originating from the cholesteric liquid crystal phase are inclined with respect to the main surface of the cholesteric liquid crystal layer in a cross section observed by a scanning electron microscope, [7] to [10].
  • the rear projection display system according to any one of the above.
  • the rear projection display system according to [12] wherein the bright line and dark line derived from the cholesteric liquid crystal phase are inclined at 20 to 90 degrees with respect to the main surface of the cholesteric liquid crystal layer.
  • a rear projection display system that uses a transparent screen on which the background can be seen, and in which the visibility of the projected image is good.
  • FIG. 1 is a diagram conceptually showing an example of a first aspect of a rear projection display system of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the first aspect of the rear projection display system of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram conceptually showing an example of a cholesteric liquid crystal layer of a transparent screen.
  • FIG. 4 is a plan view of the cholesteric liquid crystal layer shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a diagram conceptually showing a cross-sectional SEM image of the cholesteric liquid crystal layer shown in FIG. 3.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing the cholesteric liquid crystal layer shown in FIG. 3.
  • FIG. 3 is a diagram conceptually showing an example of a first aspect of a rear projection display system of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the first aspect of the rear projection display system of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram conceptually showing an example of a cholesteric liquid crystal
  • FIG. 7 is a diagram conceptually showing an example of a light diffusion layer included in the rear projection display system of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram conceptually showing an example of the second aspect of the rear projection display system of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the second aspect of the rear projection display system of the present invention.
  • a numerical range expressed using “ ⁇ ” means a range that includes the numerical values written before and after " ⁇ " as the lower limit and upper limit.
  • “(meth)acrylate” is a notation representing both acrylate and methacrylate
  • “(meth)acryloyl group” is a notation representing both acryloyl group and methacryloyl group
  • “(Meth)acrylic” is a notation representing both acrylic and methacrylic.
  • terms such as “same” shall include a generally accepted error range in the technical field.
  • terms such as “same” regarding angles mean that the difference from the exact angle is within a range of less than 5 degrees, unless otherwise specified. The difference from the exact angle is preferably less than 4°, more preferably less than 3°.
  • the use of the rear projection display system of the present invention is not limited, and can be used to display various types of projected images.
  • it is preferable to project images onto windows of public facilities, various buildings, vehicles, etc.
  • it is particularly suitable for displaying projected images on store windows, vehicle windows (automobiles, buses, trains, etc.).
  • FIG. 1 conceptually shows an example of a rear projection display system of the present invention.
  • This rear projection display system 100 is a first aspect of the rear projection display system of the present invention.
  • a rear projection display system 100 shown in FIG. 1 includes a projection device 110 and a transparent screen 102.
  • the transparent screen 102 has a structure in which a light projection layer 10 is laminated on a support 106.
  • the side on which the projected image is viewed by the observer U is also referred to as the front side, and the opposite side is also referred to as the back side. Therefore, the main surface of the transparent screen 102 facing the viewer U is the front surface, and the main surface facing the projection device 110 is the back surface.
  • the main surface is the largest surface of a sheet-like object (film, plate-like object, layer, etc.), and usually both sides in the thickness direction.
  • the projection device 110 is arranged on the rear surface 103 side of the transparent screen 102.
  • the projection device 110 emits projection light (image light, projection light) and projects the projection light onto the transparent screen 102 from the back surface 103 side. Further, as shown in FIG. 1, the projection device 110 projects projection light onto the back surface 103 of the transparent screen 102 from an oblique direction.
  • the transparent screen 102 changes the traveling direction (optical path) of the projected light irradiated onto the back surface 103 side to the substantially normal direction of the front surface 104 side, as shown by arrow I1 , so that the projected light can be directed to the viewer U.
  • the image is projected in the viewing direction and the projected image is viewed by the viewer U.
  • the normal line is a direction perpendicular to the surface, and in the case of the transparent screen 102, it is a direction perpendicular to the main surface of the transparent screen 102.
  • substantially normal direction includes "normal direction".
  • the transparent screen 102 changes the traveling direction of the projected light irradiated onto the back surface 103 side to approximately the front direction of the transparent screen 102 as shown by the arrow I1 , and directs the projected light in the observation direction by the observer U.
  • the projected image is projected onto the screen for viewing by the viewer U.
  • the projected light whose traveling direction is changed by the transparent screen 102 and is observed as a projected image by the observer U, indicated by the arrow I1 is also referred to as the projected light I1 .
  • transparent screen 102 has a light projection layer 10 and a support 106 that supports light projection layer 10.
  • the light projection layer 10 changes the traveling direction of the projection light incident from an oblique direction to a substantially normal direction of the transparent screen 102 (surface 104).
  • the light projection layer 10 include a light scattering layer containing light scattering particles, a cholesteric liquid crystal layer, and the like. The light projection layer 10 will be described in detail later.
  • the projection device 110 irradiates the transparent screen 102 with projection light from the back surface 103 side so that the viewer U can observe it from the front surface 104 side, and The side scenery (background) can be made visible.
  • the light projection layer 10 of the transparent screen 102 for displaying the projected image projected by the projection device 110 has a thickness of 10 to 30 ⁇ m. Furthermore, the projection device 110 transparently transmits the projected light from an oblique direction so that the angle ⁇ formed by the optical axis shown by the dashed line in FIG. 1 and the normal line of the transparent screen shown by the broken line in FIG. 1 is 30 degrees or more. It is projected onto the screen 102. Note that the optical axis of the projection device 110 is the optical axis (center) of the light projected by the projection device 110.
  • the transparent screen 102 has a transmittance of 50% or less of the projected light in the optical axis direction of the projected light emitted by the projection device 110.
  • a measuring device 112 measures the tristimulus values (X 2 , Y 2 , Z 2 ) of the straight transmitted light I 2 that is the projected light that travels straight and is transmitted without changing its traveling direction.
  • the transparent screen 102 is removed from the rear projection display system 100, and the projection apparatus 110 emits light on the optical axis of the projection apparatus 110 in exactly the same way as the measurement on the right side.
  • the tristimulus values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the projected light I 0 are measured by the measuring device 112 .
  • the transparent screen 102 of the rear projection display system 100 of the present invention has tristimulus values (X 2 , Y 2 , Z 2 ) and the tristimulus values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the projected light I 0 that does not pass through the transparent screen 102, the transmittance of each stimulus value calculated by the following formula is 50% or less. be.
  • the present invention realizes a rear projection display system with good visibility of the projected image.
  • the transparent screen has high light transmittance. Therefore, a part of the projected light projected by the projection device, like straight transmitted light I 2 shown by arrow I 2 in Figure 1, travels straight through the transparent screen without being changed to the approximately normal direction and becomes transparent. It passes through the screen. If this straight transmitted light I 2 (sneak light) is visible to the observer U, there is a problem in that it is covered by the projected light I 1 directed in the substantially normal direction by the transparent screen, resulting in poor visibility. be.
  • the transparent screen 102 has a transmittance of 50% or less of the projected light in the optical axis direction of the projected light emitted by the projection device 110. That is, the rear projection display system 100 of the present invention has a low transmittance of the straight transmitted light I 2 that travels straight through the transparent screen 102 without changing its traveling direction. Therefore, since the rear projection display system 100 of the present invention can reduce the light amount (brightness) of the straight transmitted light I 2 , it is possible to suppress the straight transmitted light I 2 from being visually recognized by the observer U, and as a result, the projection Image visibility can be improved.
  • projection is performed such that the angle ⁇ between the normal line (broken line) of the transparent screen 102 and the optical axis (dotted chain line) of the projection device 110 is 30° or more.
  • a device 110 projects projection light onto a transparent screen 102 . Therefore, in the present invention, the straight transmitted light I 2 that passes through the transparent screen 102 without being changed in its traveling direction is difficult to be visually recognized by the observer U. With this configuration, visibility can be further improved by suppressing the rectilinear transmitted light I 2 from being covered by the projected light I 1 directed in the substantially normal direction by the transparent screen 102.
  • the thickness of the light projection layer 10 that changes the traveling direction of the projection light and projects the projected image I 1 to be observed by the observer U is 10. ⁇ 30 ⁇ m. Therefore, the rear projection display system 100 of the present invention has good visibility of the background, not only when the projected image is not being projected, but also when the projected image is being projected. The background can be clearly seen even when
  • the tristimulus values (X 2 , Y 2 , Z 2 ) of the straight transmitted light I 2 that has passed straight through the transparent screen 102 and the transparent screen 102 The transmittance of the transparent screen 102 on the optical axis of the projection device 110, calculated from the tristimulus values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the projected light that does not pass through, is 50% or less.
  • the transmittance of the transparent screen 102 exceeds 50%, the straight transmitted light I 2 is easily visible to the observer U, and the effect of improving the visibility of the projected image cannot be obtained sufficiently.
  • the light I 2 causes problems such as deterioration of the visibility of the projected image.
  • the transmittance of the transparent screen 102 is preferably 47.5% or less, more preferably 45% or less.
  • the transmittance of the transparent screen 102 In terms of visibility of the projected image, the lower the transmittance of the transparent screen 102, the better. However, considering the visibility of the background, etc., it is preferable that the transmittance of the transparent screen 102 on the optical axis of the projection device 110 is 20% or more.
  • the transmittance of the transparent screen 102 may be measured, for example, at intervals of 5 nm in the entire wavelength range of the projection light projected by the projection device 110.
  • the transmittance of the transparent screen 102 is measured from 495 nm to 570 nm at 5 nm intervals.
  • the transmittance of the transparent screen 102 is measured from 380 nm to 780 nm at 5 nm intervals.
  • the transmittance tristimulus value
  • the transmittance of the transparent screen 102 may be an average value of the measured transmittances of each wavelength.
  • the transmittance of the transparent screen 102 is such that the transmittance of the tristimulus values (X, Y, Z) during white display is It is preferably 50% or less, and more preferably the transmittance of each tristimulus value (X, Y, Z) is the same.
  • the angle ⁇ between the optical axis (dotted chain line) of the projection device 110 and the normal line (broken line) of the transparent screen 102 is 30° or more. . If the angle ⁇ is less than 30°, there will be problems such as the straight transmitted light I 2 being easily visible to the observer U and the visibility of the projected image being deteriorated due to reflection of the straight transmitted light I 2 .
  • the angle ⁇ is preferably 35° or more, more preferably 40° or more.
  • the angle ⁇ between the optical axis of the projection device 110 and the normal line of the transparent screen 102 is 45 to 65 degrees, that is, close to the Brewster angle (56 degrees).
  • the projection device 110 emits P-polarized projection light.
  • the projection light reflected by the back surface 103 of the transparent screen 102 can be reduced, and the utilization efficiency of the projection light emitted by the projection device 110 can be improved.
  • this reflected light can be suppressed from being observed by the observer U, and the visibility of the projected image can be improved.
  • the angle ⁇ may be 30° or more, but if the angle ⁇ is too large, the projected image may not be properly projected depending on the type of the projection device 110 and/or the transparent screen 102. When the reflection on the back surface increases and the reflected light is reflected on walls and ceilings, problems such as worsening of the visibility of the projected image may occur. Considering this point, the angle ⁇ is preferably 60° or less, more preferably 57.5° or less.
  • the projection device 110 receives projection light from above at an angle of 30° or more with respect to the normal to the transparent screen 102.
  • the present invention is not limited to this, and the projection light may be incident from below at an angle of 30° or more with respect to the normal to the transparent screen 102.
  • the transparent screen 102 has a light projection layer 10 that projects the projection light in the observation direction, and the thickness thereof is 10 to 30 ⁇ m. That is, in the rear projection display system 100 of the present invention, the light projection layer 10 changes the traveling direction of the projection light incident on the transparent screen 102 at an angle of 30 degrees or more to the substantially normal direction. The thickness is 10 to 30 ⁇ m.
  • the thickness of the light projection layer 10 is less than 10 ⁇ m, the projected light incident on the transparent screen 102 cannot be sufficiently directed in the substantially normal direction of the transparent screen 102, and the transmittance of the transparent screen becomes high, resulting in straight transmitted light.
  • the influence of I 2 causes inconveniences such as poor visibility of the projected image.
  • the thickness of the light projection layer exceeds 30 ⁇ m, disadvantages arise such as the transparency of the transparent screen 102, that is, the visibility of the background, and the resolution of the projected image, which deteriorates the visibility.
  • the thickness of the light projection layer 10 of the transparent screen 102 is preferably 10 to 27.5 ⁇ m, more preferably 10 to 26 ⁇ m, and even more preferably 12 to 26 ⁇ m.
  • the haze of the transparent screen 102 there is no limit to the haze of the transparent screen 102, but it is preferably 25% or less.
  • the haze of the transparent screen 102 is more preferably 22.5% or less, and even more preferably 20% or less.
  • haze may be measured using a haze meter NDH-2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries. Theoretically, haze means a value expressed by the following formula. (Scattered transmittance of natural light from 380 to 780 nm)/(Scattered transmittance of natural light from 380 to 780 nm + Direct transmittance of natural light) x 100%
  • the scattered transmittance is a value that can be calculated by subtracting the direct transmittance from the obtained omnidirectional transmittance using a spectrophotometer and an integrating sphere unit.
  • the direct transmittance is the transmittance at 0° when based on the value measured using an integrating sphere unit.
  • low haze means that the amount of directly transmitted light is large among the total amount of transmitted light.
  • the total light transmittance of the transparent screen 102 there is no limit to the light transmittance of the transparent screen 102, but it is preferable that the total light transmittance is 80% or more. It is preferable that the total light transmittance of the transparent screen 102 be 80% or more, since it is possible to achieve both visibility of the projected image and visibility of the background.
  • the total light transmittance of the transparent screen 102 is more preferably 82.5% or more, and even more preferably 85% or more. Note that the total light transmittance of the transparent screen may be measured in accordance with JIS K 7361 using a spectrophotometer or the like.
  • the rear projection display system of the present invention includes a projection device 110 and a transparent screen 102.
  • the transparent screen 102 also includes a support 106 and a light projection layer 10.
  • the light projection layer 10 is a layer that changes the traveling direction of the projection light emitted by the projection device 110 to approximately the normal direction of the transparent screen 102, and displays a projected image that is observed by the viewer U as projection light I1 .
  • the light projection layer 10 is a layer for tilting the optical path of the projection light emitted by the projection device 110 substantially in the normal direction to form the projection light I 1 .
  • the projection device 110 is not limited, and various known projection devices (display systems, projectors) used in rear projection display systems and the like can be used.
  • An example of the projection device is a projection device having a display and a projection lens.
  • the display is not limited, and various known displays used in AR glasses and the like can be used, for example.
  • the display include a liquid crystal display, an organic electroluminescence display, and a scanning type display using a DLP (Digital Light Processing) and a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror.
  • the liquid crystal display includes LCOS (Liquid Crystal On Silicon) and the like.
  • the rear projection display system is configured to display a multicolor image
  • a display that displays a multicolor image is used as the display.
  • the projection lens is also a known projection lens used in rear projection display systems and the like.
  • the transparent screen 102 displays the projection light that is obliquely irradiated onto the back side in a direction substantially normal to the front side.
  • the transparent screen is not limited, and various known transparent screens used in rear projection display systems and the like can be used.
  • the transparent screen 102, the support body 106, and the light projection layer 10 change the traveling direction of the projection light emitted by the projection device 110 to approximately the normal direction, and display the projected image. It has a projection layer 10.
  • the support 106 various sheet-like materials (films, plate-like materials) can be used as long as they can support the light projection layer 10.
  • the support preferably has high transparency.
  • the support 106 preferably has a total light transmittance of 50% or more, more preferably 70% or more, and even more preferably 85% or more.
  • the thickness of the support is preferably 1 to 2000 ⁇ m, more preferably 3 to 500 ⁇ m, and even more preferably 5 to 250 ⁇ m.
  • the support may be a single layer or a multilayer.
  • the support in the case of a single layer include supports made of resin such as glass, triacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polyvinyl chloride, acrylic, and polyolefin.
  • a glass substrate may be used as the support.
  • An example of a multilayer support includes one that includes any of the above-mentioned single-layer supports as a substrate and provides another layer on the surface of this substrate.
  • the support used when forming the light projection layer may be used, or the light projection layer may be formed on another temporary support and then transferred onto the support.
  • the light projection layer 10 allows the projection light to travel in the direction in which the angle ⁇ between the optical axis (dotted chain line) and the normal line (dashed line) of the transparent screen 102 is 30° or more. , for changing the direction toward the substantially normal direction of the transparent screen 102, that is, toward the substantially front direction.
  • the light projection layer 10 has a thickness of 10 to 30 ⁇ m, and any light projection layer used in various known transparent screens can be used as long as it exhibits such an effect. Examples of the light projection layer include a light scattering layer containing light scattering particles and a cholesteric liquid crystal layer.
  • the cholesteric liquid crystal layer has a thickness of 10 to 30 ⁇ m, and has a thickness of 10 to 30 ⁇ m, and is capable of controlling the traveling direction of projected light incident from an oblique direction where the angle ⁇ between the optical axis of the projection device 110 and the normal line of the transparent screen 102 is 30° or more. , can be suitably changed in the substantially normal direction of the transparent screen 102, and is preferably used.
  • the cholesteric liquid crystal layer is formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase.
  • the cholesteric liquid crystal layer used as the light projection layer 10 has bright lines originating from the cholesteric liquid crystal phase observed by a scanning electron microscope (SEM) in a cross section perpendicular to the main surface of the cholesteric liquid crystal layer. (bright area) and dark line (dark area) are inclined with respect to the main surface of the cholesteric liquid crystal layer.
  • FIG. 3 is a diagram conceptually showing an example of the alignment state of liquid crystal compounds in a cholesteric liquid crystal layer used as a light projection layer.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the cholesteric liquid crystal layer shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a diagram conceptually showing a cross-sectional SEM image obtained by observing the cholesteric liquid crystal layer shown in FIG. 3 in a cross section perpendicular to the main surface using an SEM.
  • direction X and direction Y indicate the directions of two mutually orthogonal coordinate axes on the main surface of the cholesteric liquid crystal layer.
  • Direction Z is a direction perpendicular to the main surface of the cholesteric liquid crystal layer.
  • 3 and 5 are views observed in the XZ plane, and the direction perpendicular to the plane of the paper is the Y direction.
  • FIG. 4 is a diagram observed in the XY plane, and the direction perpendicular to the plane of the paper is the Z direction.
  • the transparent screen 102 is arranged so that the direction Z is the left-right direction in the figure.
  • the cholesteric liquid crystal layer 10a is a layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase in which the liquid crystal compound 40 is cholesterically aligned.
  • the examples shown in FIGS. 3 and 4 are examples in which the liquid crystal compound is a rod-shaped liquid crystal compound.
  • the cholesteric liquid crystal layer 10a includes a liquid crystal compound 40.
  • the liquid crystal compound 40 is arranged in a spiral along the helical axis C 1 . That is, the cholesteric liquid crystal layer 10a has a helical structure in which the liquid crystal compound 40 is spirally rotated and stacked, and the liquid crystal compound 40 is spirally rotated once (rotated by 360 degrees) and stacked.
  • the liquid crystal compound 40 has a structure in which a plurality of pitches of the liquid crystal compound 40 spirally swirling are laminated.
  • the helical axis C 1 is perpendicular to the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40.
  • the helical axis C 1 is inclined with respect to the perpendicular to the two main surfaces of the cholesteric liquid crystal layer 10a.
  • a region where the optical axis 40A is parallel to the observation direction is observed as a dark line in the cross-sectional SEM image.
  • a region where the optical axis 40A is perpendicular to the observation direction is observed as a bright line in the cross-sectional SEM image.
  • the observation direction refers to a direction perpendicular to the observation plane.
  • parallel includes positions close to parallel.
  • orthogonal includes positions close to orthogonal.
  • the liquid crystal compounds 40 observed on the main surface of the cholesteric liquid crystal layer 10a are arranged along one of the in-plane directions of the cholesteric liquid crystal layer 10a. That is, the liquid crystal compounds 40 observed on the main surface of the cholesteric liquid crystal layer 10a are aligned along one direction of the alignment axis D1 among the in-plane directions of the cholesteric liquid crystal layer 10a. Further, on each alignment axis D1 , the direction of the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 changes while continuously rotating in one direction within the plane along the alignment axis D1 .
  • the arrangement axis D 1 is oriented in the X direction.
  • liquid crystal compounds 40 whose optical axes 40A are in the same direction are aligned at equal intervals.
  • the direction of the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 is changing while continuously rotating in the direction of the alignment axis D1 .
  • the angle formed by the optical axis 40A and the arrangement axis D1 direction differs depending on the position in the arrangement axis D1 direction, and the angle formed by the optical axis 40A and the arrangement axis D direction is different along the arrangement axis D1 direction. This means that the angle changes sequentially from ⁇ to ⁇ +180° or ⁇ 180°.
  • the difference in angle between the optical axes 40A of the liquid crystal compounds 40 adjacent to each other in the alignment axis D1 direction is preferably 45° or less, more preferably 15° or less, and a smaller angle is preferable. More preferred.
  • the liquid crystal compounds are rotated in a direction in which the angle formed by the optical axes 40A of the liquid crystal compounds 40 adjacent to each other in the direction of the alignment axis D1 becomes smaller. Therefore, in the cholesteric liquid crystal layer 10a shown in FIG. 4, the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 is rotated counterclockwise along the direction of the arrow of the alignment axis D.
  • the liquid crystal compound 40 forming the cholesteric liquid crystal layer 10a is oriented in the Y direction perpendicular to the alignment axis D1 direction, that is, in the Y direction perpendicular to one direction in which the optical axis 40A rotates continuously. are equal.
  • the angle between the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 and the alignment axis D1 direction is equal in the Y direction.
  • the surface along the bright line and the dark line substantially coincides with the reflective surface. Therefore, in the present invention, the cholesteric liquid crystal layer 10a has a reflective surface that is inclined with respect to the main surface of the cholesteric liquid crystal layer 10a. Therefore, in the rear projection display system 100 of the present invention, the light incident on the transparent screen 102 (the cholesteric liquid crystal layer 10a) is regularly reflected on the reflective surface of the cholesteric liquid crystal layer 10a, and the light is reflected on the main surface of the transparent screen 102. In this case, the incident angle and the reflection angle are different, resulting in non-regular reflection.
  • the transparent screen 102 having the above-mentioned cholesteric liquid crystal layer 10a as a light projection layer allows light incident on the back surface of the transparent screen 102 from an oblique direction to be transmitted in a substantially normal direction to the front surface side (a direction substantially perpendicular to the main surface). It can be emitted to
  • the bright lines 42 and dark lines 44 of the cholesteric liquid crystal layer 10a are preferably inclined at 20 to 90 degrees with respect to the main surface of the cholesteric liquid crystal layer 10a. That is, as shown in FIG. 5, the angle ⁇ between the main surface of the cholesteric liquid crystal layer 10a and the bright line 42 and dark line 44 of the cholesteric liquid crystal layer 10a is preferably 20 to 90 degrees.
  • the angle ⁇ formed by the optical axis of the projection device 110 and the normal line of the transparent screen 102 can be set to 30° or more, and the thickness of the light projection layer 10 can be made as thin as 10 to 30 ⁇ m.
  • the light that has entered the back surface of the transparent screen 102 from an oblique direction can be suitably emitted in the substantially normal direction of the front surface.
  • the angle ⁇ is more preferably 35 to 87.5 degrees, and even more preferably 50 to 85 degrees.
  • the angle ⁇ between the optical axis of the projection device 110 and the normal line of the transparent screen is preferably 30 to 60 degrees, and 35 to 57.5 degrees. is more preferable.
  • the angle ⁇ is preferably 30 to 60 degrees, and 35 to 57.5 degrees. is more preferable.
  • the cholesteric liquid crystal layer 10a described above when used as the light projection layer 10, compared to the case where the light scattering layer 10b described later is used, more light incident on the back surface of the transparent screen 102 from an oblique direction is transmitted to the front surface. The light can be emitted in the substantially normal direction. Therefore, the cholesteric liquid crystal layer 10a can be made thinner than the light scattering layer 10b described later, and its transparency can be further improved. That is, by using the cholesteric liquid crystal layer 10a as the light projection layer 10, the thickness of the light projection layer 10 can be suitably set to 10 to 30 ⁇ m, as described above.
  • the transparent screen 102 may have one cholesteric liquid crystal layer 10a or a plurality of cholesteric liquid crystal layers 10a with different selective reflection wavelengths. It's good.
  • the light projection layer 10 includes a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects red light and a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects green light. , and a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects blue light.
  • the transparent screen 102 may have cholesteric liquid crystal layers 10a having different circular polarization selectivities. That is, it may include a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects right-handed circularly polarized light and a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects left-handed circularly polarized light.
  • a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects right-handed circularly polarized red light there is a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects right-handed circularly polarized red light
  • a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects left-handed circularly polarized red light and a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects right-handed circularly polarized green light.
  • a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects left-handed circularly polarized green light; a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects right-handed circularly polarized blue light; and a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects left-handed circularly polarized blue light.
  • a structure including a liquid crystal layer may also be used.
  • the transparent screen 102 may have an alignment film between the support 106 and the cholesteric liquid crystal layer 10a.
  • the alignment film will be described later.
  • Such a cholesteric liquid crystal layer 10a can be manufactured as follows, for example. Note that in the method for manufacturing the cholesteric liquid crystal layer that becomes the light projection layer 10 of the transparent screen 102 used in the present invention, the bright lines and dark lines observed in the cross-sectional SEM image perpendicular to the main surface of the cholesteric liquid crystal layer are The methods described below are not limited as long as they can produce a cholesteric liquid crystal layer that is inclined with respect to the main surface.
  • the method for manufacturing the cholesteric liquid crystal layer described above includes a step of applying a composition containing a liquid crystal compound and a chiral agent onto a support (temporary support) (hereinafter also referred to as “step (A)"), and It is preferable to include a step of applying a shearing force to the surface of the composition applied onto the body (hereinafter also referred to as “step (B)").
  • step (A) and step (B) a cholesteric liquid crystal layer can be formed on the support.
  • step (B) by applying shear force to the composition containing the liquid crystal compound and the chiral agent, the bright lines and dark lines observed in the cross-sectional SEM image are inclined with respect to the main plane of the cholesteric liquid crystal layer.
  • a cholesteric liquid crystal layer can be formed.
  • step (B) by repeating step (A) and step (B), a plurality of cholesteric liquid crystals can be formed on the support.
  • step (A) a composition containing a liquid crystal compound and a chiral agent is applied onto a support.
  • “Applying a composition onto a support” is not limited to directly contacting the composition with the support, but includes contacting the composition with the support via an arbitrary layer.
  • the optional layer may be one of the components of the support or may be a layer formed on the support prior to application of the composition. Examples of the arbitrary layer include an alignment film for aligning a liquid crystal compound. The method for forming the alignment film will be described later.
  • step (A) examples include the support described in the above-mentioned support 106.
  • a preferred embodiment of the support used in step (A) is the same as the support in support 106 described above.
  • An alignment film may be provided in advance on the surface of the support used in step (A).
  • liquid crystal compound contained in the composition for example, a known liquid crystal compound that forms cholesteric liquid crystal can be used.
  • the composition may contain one type of liquid crystal compound or two or more types of liquid crystal compounds.
  • the liquid crystal compound may have a polymerizable group.
  • the liquid crystal compound may have one kind alone or two or more kinds of polymerizable groups.
  • the liquid crystal compound may have two or more polymerizable groups of the same type. Since the liquid crystal compound has a polymerizable group, the liquid crystal compound can be polymerized. By polymerizing a liquid crystal compound, the stability of cholesteric liquid crystal can be improved.
  • Examples of the polymerizable group include a group having an ethylenically unsaturated double bond, a cyclic ether group, and a nitrogen-containing heterocyclic group capable of causing a ring-opening reaction.
  • Examples of the group having an ethylenically unsaturated double bond include an acryloyl group, a methacryloyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, a vinyl group, a vinylphenyl group, and an allyl group.
  • Examples of the cyclic ether group include an epoxy group and an oxetanyl group.
  • An example of the nitrogen-containing heterocyclic group capable of causing a ring-opening reaction is an aziridinyl group.
  • the polymerizable group is preferably at least one selected from the group consisting of a group having an ethylenically unsaturated double bond and a cyclic ether group. Specifically, the polymerizable group is selected from the group consisting of acryloyl group, methacryloyl group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, vinyl group, vinylphenyl group, allyl group, epoxy group, oxetanyl group, and aziridinyl group.
  • At least one type and more preferably at least one type selected from the group consisting of an acryloyl group, a methacryloyl group, an acryloyloxy group, and a methacryloyloxy group, and an acryloyloxy group and a methacryloyloxy group. It is particularly preferred that at least one member is selected from the group consisting of:
  • Liquid crystal compounds are classified into, for example, rod-like liquid crystal compounds and discotic liquid crystal compounds, depending on their chemical structure.
  • a rod-like liquid crystal compound is known as a liquid crystal compound having a rod-like chemical structure.
  • a known rod-like liquid crystal compound can be used.
  • a discotic liquid crystal compound is known as a liquid crystal compound having a discotic chemical structure.
  • a known discotic liquid crystal compound can be used.
  • the liquid crystal compound is preferably a rod-shaped liquid crystal compound, more preferably a rod-shaped thermotropic liquid crystal compound, from the viewpoint of adjusting the optical properties (particularly light diffraction properties) of the cholesteric liquid crystal layer.
  • a rod-shaped thermotropic liquid crystal compound is a compound that has a rod-shaped chemical structure and exhibits liquid crystallinity in a specific temperature range.
  • the rod-shaped thermotropic liquid crystal compound for example, a known rod-shaped thermotropic liquid crystal compound can be used.
  • rod-shaped thermotropic liquid crystal compounds examples include "Makromol. Chem., Vol. 190, p. 2255 (1989)", “Advanced Materials, Vol. 5, p. 107 (1993)", US Pat. No. 4,683,327, U.S. Pat. Patent No. 5622648, US Patent No. 5770107, International Publication No. 95/22586, International Publication No. 95/24455, International Publication No. 97/00600, International Publication No. 98/23580, International Publication No.
  • thermotropic liquid crystal compounds include liquid crystal compounds represented by general formula 1 in JP-A No. 2016-81035, and liquid crystal compounds represented by general formula (I) or general formula (II) in JP-A No. 2007-279688. Also included are the compounds represented.
  • the rod-shaped thermotropic liquid crystal compound is preferably a compound represented by the following general formula (1).
  • Q 1 and Q 2 each independently represent a polymerizable group
  • L 1 , L 2 , L 3 and L 4 each independently represent a single bond or a divalent group.
  • a 1 and A 2 each independently represent a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms
  • M represents a mesogenic group.
  • examples of the polymerizable groups represented by Q 1 and Q 2 include the polymerizable groups described above.
  • Preferred embodiments of the polymerizable groups represented by Q 1 and Q 2 are the same as the polymerizable groups described above.
  • the divalent linking groups represented by L 1 , L 2 , L 3 and L 4 are -O-, -S-, -CO-, -NR-, -CO-O- , -O-CO-O-, -CO-NR-, -NR-CO-, -O-CO-, -O-CO-NR-, -NR-CO-O-, and NR-CO-NR
  • a divalent linking group selected from the group consisting of - is preferable.
  • R in the above divalent linking group represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a hydrogen atom.
  • At least one of L 3 and L 4 is preferably -O-CO-O-.
  • the divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms represented by A 1 and A 2 is an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, or an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms; An alkenylene group having 2 to 12 carbon atoms or an alkynylene group having 2 to 12 carbon atoms is preferred, and an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms is more preferred.
  • the divalent hydrocarbon group is preferably chain-like.
  • the divalent hydrocarbon group may contain non-adjacent oxygen atoms or non-adjacent sulfur atoms.
  • the divalent hydrocarbon group may have a substituent. Examples of substituents include halogen atoms (eg, fluorine, chlorine, and bromine), cyano groups, methyl groups, and ethyl groups.
  • the mesogenic group represented by M is a group that forms the main skeleton of a liquid crystal compound that contributes to liquid crystal formation.
  • the mesogenic group represented by M for example, the description in "Flussige Kristalle in Tabellen II” (VEB Manual Verlag fur Grundstoff Industrie, Leipzig, published in 1984) (especially pages 7 to 16) and "Liquid Crystal Handbook” (Liquid Crystal Handbook) (Edited by Handbook Editorial Committee, Maruzen, published in 2000) (particularly Chapter 3) can be referred to.
  • a specific structure of the mesogenic group represented by M includes, for example, the structure described in paragraph [0086] of JP-A No. 2007-279688.
  • the mesogenic group represented by M is a group containing at least one cyclic structure selected from the group consisting of an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic group, and an alicyclic hydrocarbon group. is preferable, and a group containing an aromatic hydrocarbon group is more preferable.
  • the mesogenic group represented by M is preferably a group containing 2 to 5 aromatic hydrocarbon groups, and preferably a group containing 3 to 5 aromatic hydrocarbon groups. It is more preferable that
  • the mesogenic group represented by M preferably contains 3 to 5 phenylene groups, and the phenylene groups are connected to each other by -CO-O-.
  • the cyclic structure e.g., aromatic hydrocarbon group, heterocyclic group, and alicyclic hydrocarbon group
  • the substituent include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (eg, a methyl group).
  • rod-shaped thermotropic liquid crystal compounds are shown below.
  • the rod-shaped thermotropic liquid crystal compound is not limited to the compounds shown below.
  • the liquid crystal compound may be a synthetic product synthesized by a known method or a commercially available product.
  • Commercially available liquid crystal compounds are available from, for example, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. and Merck & Co., Ltd.
  • the content of the liquid crystal compound is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 90% by mass or more, based on the total mass of the cholesteric liquid crystal layer.
  • the upper limit of the content of the liquid crystal compound is not limited.
  • the content of the liquid crystal compound may be determined within a range of 100% by mass or less based on the total mass of the cholesteric liquid crystal layer.
  • the content of the liquid crystal compound is less than 100% by mass (preferably 98% by mass or less or 95% by mass or less) based on the total mass of the cholesteric liquid crystal layer. You can decide.
  • the content of the liquid crystal compound is preferably 70% by mass or more and less than 100% by mass, more preferably 80% by mass or more and less than 100% by mass, and 90% by mass or more and less than 100% by mass, based on the total mass of the cholesteric liquid crystal layer. More preferred.
  • the content of the liquid crystal compound in the composition is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 90% by mass or more, based on the solid mass of the composition.
  • the upper limit of the content of the liquid crystal compound may be determined depending on the content of components other than the liquid crystal compound.
  • the content of the liquid crystal compound may be determined in a range of less than 100% by mass (preferably 98% by mass or less, or 95% by mass or less) based on the solid mass of the composition.
  • composition for forming the cholesteric liquid crystal layer contains a chiral agent.
  • chiral agent is not limited.
  • examples of chiral agents include known chiral agents (for example, "Liquid Crystal Device Handbook, Chapter 3 Section 4-3, Chiral Agents for TN and STN, p. 199, edited by the 142nd Committee of the Japan Society for the Promotion of Science, 1989"). (chiral agents described in ) can be used.
  • chiral agents contain asymmetric carbon atoms. However, chiral agents are not limited to compounds containing asymmetric carbon atoms. Chiral agents include, for example, axially asymmetric compounds containing no asymmetric carbon atoms and planar asymmetric compounds. Examples of the axially asymmetric compound or the planar asymmetric compound include binaphthyl, helicene, paracyclophane, and derivatives thereof.
  • the chiral agent may have a polymerizable group.
  • a polymer having a structural unit derived from the chiral agent and a structural unit derived from the liquid crystal compound can be obtained.
  • Examples of the polymerizable group in the chiral agent include the polymerizable groups exemplified in the explanation of the liquid crystal compound mentioned above.
  • a preferred embodiment of the polymerizable group in the chiral agent is the same as the polymerizable group exemplified in the explanation of the liquid crystal compound mentioned above.
  • the type of polymerizable group in the chiral agent is preferably the same as the type of polymerizable group in the liquid crystal compound.
  • Examples of chiral agents exhibiting strong twisting force include those described in JP-A Nos. 2010-181852, 2003-287623, 2002-080851, 2002-080478, and 2002-080478. Examples include chiral agents described in JP-A No. 302487 and the like.
  • isosorbide compounds having a corresponding structure can also be used as chiral agents.
  • isosorbide compounds having a corresponding structure can also be used as chiral agents.
  • the content of the chiral agent is preferably 0.1 to 20.0% by mass, more preferably 0.2 to 15.0% by mass, and 0.5 to 10.0% by mass based on the solid mass of the composition. % is more preferred.
  • composition may contain components other than those described above.
  • components other than the above-mentioned components are also referred to as "other components.”
  • other components include a solvent, an alignment regulator, a polymerization initiator, a leveling agent, an alignment aid, and a sensitizer.
  • Organic solvents are preferred.
  • Organic solvents include, for example, amide solvents (e.g. N,N-dimethylformamide), sulfoxide solvents (e.g. dimethylsulfoxide), heterocyclic compounds (e.g. pyridine), hydrocarbon solvents (e.g. benzene and hexane), halogens.
  • alkyl solvents e.g., chloroform and dichloromethane
  • ester solvents e.g., methyl acetate, and butyl acetate
  • ketone solvents e.g., acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone
  • ether solvents e.g., tetrahydrofuran and 1,2-dimethoxy. ethane
  • the organic solvent is preferably at least one selected from the group consisting of halogenated alkyl solvents and ketone solvents, and ketone solvents are more preferred.
  • the composition may contain one type of solvent or two or more types of solvents.
  • the content of solids in the composition is preferably 25 to 40% by mass, more preferably 25 to 35% by mass, based on the total mass of the composition.
  • orientation regulating agent examples include compounds described in paragraphs [0012] to [0030] of JP-A No. 2012-211306, and compounds described in paragraphs [0037] to [0044] of JP-A-2012-101999.
  • Examples include compounds such as Further, a polymer containing polymerized units of a fluoroaliphatic group-containing monomer in an amount exceeding 50% by mass of the total polymerized units, which is described in JP-A-2004-331812, may be used as the alignment regulating agent.
  • the alignment regulating agent also includes a vertical alignment agent.
  • the vertical alignment agent include boronic acid compounds and/or onium salts described in JP-A No. 2015-38598, and onium salts described in JP-A No. 2008-26730.
  • the content of the orientation regulating agent is preferably more than 0% by mass and 5.0% by mass or less, and from 0.3 to 5.0% by mass, based on the solid mass of the composition. 2.0% by mass is more preferred.
  • polymerization initiator examples include photopolymerization initiators, thermal polymerization initiators, and the like.
  • the polymerization initiator is preferably a photopolymerization initiator from the viewpoint of suppressing deformation of the support and deterioration of the composition due to heat.
  • the photopolymerization initiator include ⁇ -carbonyl compounds (e.g., compounds described in US Pat. No. 2,367,661 and US Pat. No. 2,367,670), acyloin ethers (e.g., US Pat. No. 2,448,828). compounds described in US Pat. No. 3,046,127 and U.S. Pat. No. 2,951,758), combinations of triarylimidazole dimers and p-aminophenyl ketones (e.g., compounds described in U.S. Pat. No.
  • acridine compounds e.g., JP-A-Sho et al. 60-105667 and US Pat. No. 4,239,850
  • phenazine compounds for example, compounds described in JP-A-60-105667 and US Pat. No. 4,239,850
  • oxazines for example, the compounds described in US Pat. No. 4,212,970
  • acylphosphine oxide compounds for example, JP-B No. 63-40799, JP-B No. 5-29234, JP-A-10-95788) and JP-A No. 10-29997).
  • the content of the polymerization initiator is preferably 0.5 to 5.0% by mass, and 1.0 to 4.0% by mass based on the solid mass of the composition. Mass% is more preferred.
  • the method of preparing the composition is not limited.
  • methods for preparing the composition include a method of mixing the above-mentioned components.
  • a mixing method a known mixing method can be used.
  • the above-mentioned components may be mixed and then the resulting mixture may be filtered.
  • the method of applying the composition is not limited.
  • methods for applying the composition include extrusion die coater method, curtain coating method, dip coating method, spin coating method, print coating method, spray coating method, slot coating method, roll coating method, slide coating method, and blade coating method. , gravure coating method, and wire bar method.
  • the amount of the composition applied is not limited.
  • the amount of the composition to be applied depends on, for example, the thickness of the desired cholesteric liquid crystal layer and the thickness of the composition before being subjected to the shearing force described in the "Step (B)" section below. It may be determined as appropriate.
  • step (B) shearing force is applied to the surface of the applied composition.
  • step (B) it is preferable to apply shearing force to the surface of the composition using a blade or an air knife, and more preferably to apply shearing force to the surface of the composition using a blade.
  • the thickness of the composition may change before and after applying the shear force.
  • the thickness of the composition after shearing force is applied by the blade may be 1/2 or less or 1/3 or less of the thickness of the composition before shearing force is applied.
  • the thickness of the composition after shearing force is applied by the blade is preferably 1/4 or more of the thickness of the composition before shearing force is applied.
  • the material of the blade is not limited.
  • Examples of the material of the blade include metal (eg, stainless steel), resin (eg, Teflon (registered trademark), and polyetheretherketone (PEEK)), and the like.
  • the shape of the blade is not limited. Examples of the shape of the blade include a plate shape.
  • the blade is preferably a metal plate member from the viewpoint of easily applying shearing force to the composition.
  • the thickness of the tip of the blade that comes into contact with the composition is preferably 0.1 mm or more, more preferably 1 mm or more, from the viewpoint of easily applying shearing force to the composition. There is no upper limit to the thickness of the blade. The thickness of the blade may be determined, for example, within a range of 10 mm or less.
  • the shear force is applied to the surface of the composition by blowing compressed air onto the surface of the composition using the air knife.
  • the shear rate applied to the composition can be adjusted depending on the speed at which compressed air is blown.
  • the speed at which the compressed air is blown is the flow speed of the compressed air.
  • the direction in which the compressed air is blown by the air knife may be the same direction or the opposite direction to the direction in which the composition is conveyed.
  • the direction in which the compressed air is blown by the air knife should be the same as the direction in which the composition is conveyed, from the viewpoint of preventing fragments of the composition scraped off by the compressed air from adhering to the composition remaining on the support. is preferred.
  • the shear rate is preferably 1,000 seconds -1 or more, more preferably 10,000 seconds -1 or more, and particularly preferably 30,000 seconds -1 or more.
  • the upper limit of shear rate is not limited.
  • the shear rate may be determined within a range of, for example, 1.0 ⁇ 10 6 seconds ⁇ 1 or less.
  • the shear rate is determined by taking the shortest distance between the blade and the support as "d" and the conveying speed of the composition in contact with the blade (i.e., the relative speed between the composition and the blade). ) is determined by "V/d".
  • the shear rate is determined by setting the thickness of the composition after shearing is "h” and the relative speed between the surface of the composition and the surface of the support as "V". It is determined by "V/2h".
  • the surface temperature of the composition when shearing force is applied may be determined depending on the phase transition temperature of the liquid crystal compound contained in the composition.
  • the surface temperature of the composition when shearing force is applied is preferably 50 to 120°C, more preferably 60 to 100°C.
  • the surface temperature of the composition is measured using a radiation thermometer whose emissivity is calibrated based on the temperature value measured with a non-contact thermometer.
  • the surface temperature of the composition is measured with no reflective object within 10 cm from the surface opposite to the measurement surface.
  • the thickness of the composition before shearing force is applied is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 15 to 25 ⁇ m, from the viewpoint of forming a cholesteric liquid crystal layer with high alignment accuracy.
  • the thickness of the composition after shearing force is applied is preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 7 ⁇ m or less, from the viewpoint of forming a cholesteric liquid crystal layer with high alignment accuracy.
  • the lower limit of the thickness of the composition after shearing is applied is not limited.
  • the thickness of the composition after shearing force is applied is preferably 5 ⁇ m or more.
  • the method for producing a cholesteric liquid crystal layer includes adjusting the content of the solvent in the applied composition to the total mass of the composition between step (A) and step (B). It is preferable to include a step of adjusting the content to a range of 50% by mass or less. In the following description, this step of adjusting the content of the solvent is also referred to as "step (C)." By adjusting the content of the solvent in the composition to a range of 50% by mass or less, a cholesteric liquid crystal layer with high alignment accuracy can be formed.
  • the content of the solvent in the composition is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, based on the total mass of the composition.
  • the lower limit of the content of solvent in the applied composition is not restricted.
  • the content of the solvent in the applied composition may be 0% by weight or more than 0% by weight, based on the total weight of the composition.
  • the content of the solvent in the applied composition is preferably 10% by mass or more from the viewpoint of easily suppressing deterioration of the surface condition of the applied composition.
  • the content of the solvent in the composition is measured by an absolutely dry method. The specific steps of the measurement method will be explained below. After drying the sample taken from the composition at 60° C. for 24 hours, the change in mass of the sample before and after drying is determined. The content of the solvent in the sample is determined based on the change in mass of the sample before and after drying. The arithmetic mean of the values obtained by performing the above operation three times is taken as the content rate of the solvent. The change in mass of the sample before and after drying is the difference between the mass of the sample after drying and the mass of the sample before drying.
  • a method for controlling the content of the solvent in the applied composition includes, for example, drying.
  • drying means As a means for drying the composition, known drying means can be used. Examples of drying means include ovens, hot air blowers, and infrared heaters.
  • hot air may be applied directly to the composition, or hot air may be applied to the surface of the support opposite to the surface on which the composition is placed.
  • a diffusion plate may be installed to prevent the surface of the composition from flowing due to hot air.
  • Drying may be performed by suction.
  • a reduced pressure chamber having an exhaust mechanism can be used for drying by intake air.
  • By inhaling the gas around the composition the content of the solvent in the composition can be reduced.
  • Drying conditions are not limited as long as the content of the solvent in the composition can be 50% by mass or less.
  • the drying conditions may be determined depending on, for example, the components contained in the composition, the amount of the composition applied, and the conveyance speed.
  • the method for producing a cholesteric liquid crystal layer includes applying a shear force after step (B). It is preferable to have a step of curing the obtained composition. In the following description, this curing step is also referred to as "step (D)." By curing the composition in step (D), the molecular arrangement of the liquid crystal compound can be fixed.
  • step (D) examples of methods for curing the composition include heating and irradiation with active energy rays.
  • step (D) from the viewpoint of manufacturing suitability, it is preferable to cure the composition by irradiating the composition to which shear force has been applied with active energy rays.
  • active energy rays examples include alpha rays, gamma rays, X-rays, ultraviolet rays, infrared rays, visible light, and electron beams.
  • active energy rays are preferable from the viewpoint of curing sensitivity and equipment availability.
  • Examples of ultraviolet light sources include lamps, lasers, light emitting diodes, and cathode ray tubes.
  • lamps include tungsten lamps, halogen lamps, xenon lamps, xenon flash lamps, mercury lamps, mercury-xenon lamps, and carbon arc lamps.
  • Examples of lasers include semiconductor lasers, helium neon lasers, argon ion lasers, helium cadmium lasers, and YAG (yttrium aluminum garnet) lasers.
  • the peak wavelength of the ultraviolet light emitted by the ultraviolet light source is preferably 200 to 400 nm.
  • the exposure amount of ultraviolet rays is preferably 100 to 500 mJ/cm 2 .
  • the amount of exposure to ultraviolet rays is also referred to as the "integrated amount of light.”
  • the method for manufacturing a cholesteric liquid crystal layer may include steps other than those described above.
  • the method for manufacturing a cholesteric liquid crystal layer may include, for example, a step of forming an alignment film on a support.
  • the step of forming an alignment film on the support is preferably performed before step (A).
  • Examples of methods for forming the alignment film include rubbing treatment with an organic compound, oblique vapor deposition of an inorganic compound, and formation of a layer having microgrooves.
  • the organic compound to be subjected to the rubbing treatment is preferably a polymer.
  • the alignment film may be any film as long as it can provide an alignment regulating force to the liquid crystal compound.
  • the alignment film is preferably placed between the support and the cholesteric liquid crystal layer.
  • the alignment film for example, a known alignment film that has the function of imparting an alignment regulating force to the liquid crystal compound can be used.
  • the alignment film may be one in which an alignment function is produced by one or more of application of an electric field, application of a magnetic field, and light irradiation.
  • the thickness of the alignment film is preferably 0.1 to 10 ⁇ m, more preferably 1 to 5 ⁇ m.
  • the cholesteric liquid crystal layer may be manufactured using a roll to roll method.
  • each step is carried out while continuously conveying a long support.
  • the method for producing a cholesteric liquid crystal layer may be carried out using supports that are transported one by one.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an example of a method for manufacturing a cholesteric liquid crystal layer in which the bright lines and dark lines derived from the cholesteric liquid crystal phase described above are inclined with respect to the normal line of the cholesteric liquid crystal layer.
  • the cholesteric liquid crystal layer is manufactured by a roll-to-roll method.
  • the long support F wound into a roll is transported in the direction of the arrow by a transport roll 500.
  • the transport speed of the support F is preferably 10 to 100 m/min.
  • the coating device 150 applies the composition to the support F that has passed through the transport roll 500 (step (A)).
  • the composition includes a liquid crystal compound, a chiral agent, and a solvent.
  • the composition is preferably applied by the application device 150 in a region where the support F is wound around the backup roll 600.
  • preferred embodiments of the backup roll 600 will be described.
  • the surface of the backup roll 600 may be plated with hard chrome, for example.
  • the thickness of the plating is preferably 40 to 60 ⁇ m.
  • the surface roughness Ra of the backup roll 600 is preferably 0.1 ⁇ m.
  • the surface temperature of the backup roll 600 may be controlled within an arbitrary temperature range by a temperature control means.
  • the surface temperature of the backup roll 600 may be determined depending on the composition of the composition, the curing performance of the composition, the heat resistance of the support, and the like.
  • the surface temperature of the backup roll 600 is, for example, preferably 40 to 120°C, more preferably 40 to 100°C.
  • Examples of the temperature control means for the backup roll 600 include heating means and cooling means. Examples of heating means include induction heating, water heating, and oil heating. Examples of the cooling means include cooling with cooling water.
  • the diameter of the backup roll 600 is preferably 100 to 1,000 mm, more preferably 100 to 800 mm, and even more preferably 200 to 700 mm.
  • the wrap angle of the support F with respect to the backup roll 600 is preferably 60° or more, more preferably 90° or more. Further, the upper limit of the wrap angle can be set to 180°, for example. "Wrap angle" means the angle formed by the conveying direction of the support when the support comes into contact with the backup roll and the conveyance direction of the support when the support is separated from the backup roll.
  • the composition After applying the composition to the support F using the coating device 150, the composition is dried using the drying device 200 (step (C)). By drying the composition, the content of the solvent in the composition is adjusted.
  • the top surface of the composition that has passed through the conveyance roll 510 is scraped off using the blade 300 to apply shearing force to the surface of the composition (step (B)).
  • the shearing force is applied along the direction of transport of the composition, that is, the direction of transport of the support. It is preferable that the shear force is applied by the blade 300 in a region where the support F is wound around the backup roll 610.
  • a preferred embodiment of the backup roll 610 is the same as the backup roll 600.
  • the surface temperature of the backup roll 610 is, for example, preferably 50 to 120°C, more preferably 60 to 100°C.
  • the composition After applying a shearing force to the composition, the composition is cured by irradiating the composition with active energy rays from the light source 400 (step (D)).
  • a cholesteric liquid crystal layer is formed by curing the composition.
  • a cholesteric liquid crystal layer is formed on the support F obtained through the above steps. Furthermore, in the method for manufacturing a cholesteric liquid crystal layer shown in FIG. 6, by using the support F having an alignment film, a laminate having the support F, an alignment film, and a cholesteric liquid crystal layer in this order can be produced. can do.
  • the produced cholesteric liquid crystal layer may be used as a transparent screen together with the support F (and alignment film).
  • the cholesteric liquid crystal layer may be peeled off from the support F, transferred to another support, and used as a transparent screen.
  • FIG. 7 shows a conceptual diagram of a light scattering layer used as a light projection layer.
  • the light scattering layer 10b used as a light projection layer is a layer containing light scattering particles 50 in a resin serving as a base material 52.
  • the light scattering layer 10b scatters incident light due to the difference in refractive index between the base material 52 and the light scattering particles 50.
  • the light scattering layer 10b can scatter the projection light incident on the back surface from an oblique direction, thereby directing the projection light in a direction substantially perpendicular to the front surface.
  • the light scattering layer 10b various known light scattering layers used in transparent screens can be used.
  • the light scattering particles may be either organic fine particles or inorganic fine particles.
  • organic fine particles contained in the light scattering layer examples include acrylic polymers, styrene-acrylic copolymers, vinyl acetate-acrylic copolymers, vinyl acetate polymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, and chlorinated polyolefin polymers.
  • multicomponent copolymers such as ethylene-vinyl acetate-acrylic, SBR, NBR, MBR, carboxylated SBR, carboxylated NBR, carboxylated MBR, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyester, polyolefin, polyurethane, polymethacrylate, poly
  • multicomponent copolymers such as ethylene-vinyl acetate-acrylic, SBR, NBR, MBR, carboxylated SBR, carboxylated NBR, carboxylated MBR, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyester, polyolefin, polyurethane, polymethacrylate, poly
  • monocomponent copolymers such as ethylene-vinyl acetate-acrylic, SBR, NBR, MBR, carboxylated SBR, carboxylated NBR, carboxylated MBR, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyester, polyolef
  • Fine particles such as melamine resin and acrylic resin whose surfaces are coated with inorganic fine particles such as silica can also be used. Further, even when composite particles of such organic fine particles and a small amount of inorganic fine particles (the ratio of inorganic fine particles is less than 50% by mass) are used, they can be used as substantially organic fine particles. It is also possible to use monomers of these polymers in which sulfur atoms have been introduced for the purpose of increasing the refractive index, and those in which fluorine substituents have been introduced in order to improve weather resistance or to lower the refractive index.
  • the inorganic fine particles contained in the light scattering layer include colloidal silica, precipitated silica, gel silica, vapor phase silica, alumina, alumina hydrate, rutile and anatase titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, and lead.
  • inorganic fine particles having photocatalytic activity such as titanium oxide and zinc oxide
  • those whose surfaces are extremely thinly coated with silica, alumina, zirconia, etc. can also be used.
  • composite particles of inorganic fine particles and a small amount of organic fine particles are used, they can be substantially regarded as inorganic fine particles and used.
  • a small amount of organic fine particles means that the proportion of organic fine particles is less than 50% by mass.
  • the organic fine particles and inorganic fine particles used as light scattering particles can be used alone or in a mixture of multiple types, and it is also possible to use a mixture of both organic fine particles and inorganic fine particles. .
  • the light diffusion performance of the light scattering particles in the present invention is influenced by the relative refractive index of the light scattering layer base material and the light scattering particles. Therefore, the refractive index of the light scattering particles is preferably 1.6 or more, more preferably 2.0 or more. Particularly preferably used high refractive index light scattering particles are titanium oxide and zirconium oxide. Low refractive index light scattering particles such as colloidal silica may be used in combination with high refractive index light scattering particles to adjust the transparency and/or color tone of the transparent screen.
  • the average particle diameter of the light scattering particles is not limited, but is preferably 45 to 340 nm.
  • the average particle diameter of the light scattering particles is 45 to 340 nm, it becomes possible to achieve both light scattering performance and screen transparency at a high level.
  • the base material of the light scattering layer it is preferable to use a highly transparent resin.
  • the base material for the light scattering layer include polyethylene terephthalate, acrylic, polyester, polycarbonate, triacetyl cellulose cycloolefin polymer, and cyclic olefin copolymer.
  • gelatin gel described in JP-A-2019-174546 may be used as the base material of the light scattering layer.
  • the content of light scattering particles in the light scattering layer is preferably 50% by mass or less, more preferably 10 to 40% by mass, in order to sufficiently scatter incident projection light without impairing transparency. , more preferably 15% by mass to 30% by mass.
  • the angle ⁇ between the optical axis of the projection device 110 and the normal line of the transparent screen is preferably 45 to 60 degrees, and 47.5 degrees. ⁇ 57.5° is more preferred.
  • the light scattering layer 10b as the light projection layer 10
  • the angle ⁇ is set to 45 to 60°, the light incident on the back surface of the transparent screen 102 from an oblique direction can be properly directed approximately in the normal direction to the front surface. This is preferable because it allows the light to be emitted in a straight line and reduces the amount of straight transmitted light.
  • FIG. 8 shows a conceptual diagram of an example of the second aspect of the rear projection display system of the present invention. Note that the rear projection display system 120 shown in FIG. 8 has a similar configuration to the rear projection display system 100 shown in FIG. Mainly done.
  • the rear projection display system 120 includes a projection device 110 and a transparent screen 124.
  • Transparent screen 124 has support 106 and light projection layer 12 .
  • the projection device 110 and the support 106 are similar to the rear projection display system 100 described above.
  • the light projection layer 12 directs the traveling direction of the projection light of the projection device 110 that is obliquely incident from the back surface of the transparent screen 124 to the substantially normal direction of the transparent screen 124, that is, to the observer. The observation direction is changed to U.
  • the light projection layer 10 of the transparent screen 124 for displaying the projected image projected by the projection device 110 has a thickness of 10 to 30 ⁇ m.
  • the projection device 110 has an optical axis indicated by a dashed line in FIG. 8 and a normal line of the transparent screen 124 indicated by a broken line in FIG. The projected light is projected onto the transparent screen 124 from an oblique direction so that the angle ⁇ formed is 30° or more.
  • the thickness of the light projection layer 12 and the angle ⁇ formed by the optical axis of the projection device 110 and the normal to the transparent screen 124 are as described above. This is similar to the rear projection display system 100 of the first aspect.
  • the traveling direction of 10% or more of the projected light in the optical axis direction emitted by the projection device 110 is directed to the transparent screen 124.
  • the direction is changed by ⁇ 10° with respect to the normal.
  • the traveling direction is changed by the transparent screen 124, and the traveling direction is changed with respect to the normal line (broken line) of the transparent screen 124.
  • the measuring device 112 measures the tristimulus values (X 3 , Y 3 , Z 3 ) of the projected light I 3 traveling within a range of ⁇ 10°.
  • the transparent screen 124 of the rear projection display system 120 uses the tristimulus values (X 3 , Y 3 , Z 3 ) and the projection light emitted by the projection device 110 shown in FIG. 2 described above.
  • the tristimulus values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of I 0 satisfy the following formula. (X 3 /X 0 ) ⁇ 100 ⁇ 10[%] (Y 3 /Y 0 ) ⁇ 100 ⁇ 10[%] (Z 3 /Z 0 ) ⁇ 100 ⁇ 10[%]
  • the second aspect of the rear projection display system of the present invention has such a configuration, and as in the first aspect of the rear projection display system of the present invention, a rear projection display system with good visibility of the projected image is provided.
  • a display system for projection has been realized.
  • the transparent screen 124 allows the direction of travel of 10% or more of the projected light emitted by the projection device 110 and traveling on the optical axis to be ⁇ 10° with respect to the normal line. change in the direction of That is, the rear projection display system 120 of the present invention can change the traveling direction (optical path) of most of the light incident on the transparent screen 124 from an oblique direction to the substantially normal direction of the transparent screen 124. As a result, according to the rear projection display system 120 of the present invention, much of the projection light emitted by the projection device 110 can be projected toward the viewing direction by the viewer U through the transparent screen 124. Thereby, the second aspect of the rear projection display system of the present invention can improve the visibility of the projected image.
  • the rear projection display system 120 of the present invention can reduce the light amount (luminance) of the straight transmitted light I 2 and suppress it from being visible to the observer U. This also improves the visibility of the projected image. can be improved.
  • the visibility of the projected image can also be improved by setting the angle ⁇ between the optical axis of the projection device 110 and the normal line of the transparent screen 124 to 30 degrees or more. This is similar to the rear projection display system 100 of the first aspect described above. Furthermore, in the rear projection display system 120 of the second aspect of the present invention, by setting the thickness of the light projection layer 12 to 10 to 30 ⁇ m, effects such as improving the visibility of the background can be obtained. This is similar to the rear projection display system 100 of the first aspect described above.
  • the traveling direction of 10% or more of the projected light traveling along the optical axis of the projection device 110 is set at ⁇ 10° with respect to the normal to the transparent screen 124.
  • Change direction the percentage of projected light that travels on the optical axis of the projection device 110 and whose traveling direction is changed in a direction of ⁇ 10° with respect to the normal line of the transparent screen 124 will be expressed as "Proportion of projected light whose optical path is changed”. ” Also called. That is, in the rear projection display system 120 of the second aspect of the present invention, the proportion of the projected light whose optical path is changed by the transparent screen 124 is 10% or more.
  • the proportion of the projected light whose optical path is changed is less than 10%, problems such as not being able to obtain a sufficient effect of improving the visibility of the projected image and the straight transmitted light I 2 being easily recognized by the observer U occur.
  • the proportion of the projected light whose optical path is changed is preferably 12.5% or more, more preferably 15% or more.
  • the proportion of the projected light whose optical path is changed may be measured at intervals of 5 nm in the entire wavelength range of the projected light projected by the projection device 110, as described above.
  • the proportion of the projected light whose optical path is changed may be an average value of each measured wavelength.
  • the proportion of the projected light whose optical path is changed is the tristimulus value (X, Y , Z) is preferably 10% or more, and the proportion of the projected light whose optical path is changed by the tristimulus values (X, Y, Z) is preferably the same. is more preferable.
  • various preferable aspects such as the haze of the transparent screen and the total light transmittance of the transparent screen are based on the rear projection display system 120 of the first aspect of the present invention described above. This is similar to the projection display system 100.
  • the light projection layer 12 can be the same as the light projection layer 10 described above.
  • the cholesteric liquid crystal layer 10a is suitably used as the light projection layer 12.
  • a quarter wavelength plate may be provided between the transparent screen and the projection device in both the first aspect and the second aspect.
  • the light projection layer (light projection layer 10 and light projection layer 12) is the cholesteric liquid crystal layer 10a
  • a cholesteric liquid crystal layer selectively reflects specific circularly polarized light in a specific wavelength range. Therefore, when the light projection layer is the cholesteric liquid crystal layer 10a, it is preferable that at least a part of the projected light be made into circularly polarized light corresponding to the cholesteric liquid crystal layer 10a by a quarter-wave plate before being incident on the transparent screen. . This makes it possible to efficiently change the traveling direction of the projected light to approximately the normal direction of the transparent screen.
  • the quarter wavelength plate there is no limit to the 1/4 wavelength plate, and there are known 1/4 wavelength plates ( ⁇ /4 plate, ⁇ /4 retardation plate) that have a retardation of approximately 1/4 wavelength at any wavelength of visible light. ) are available in various types. Further, the quarter wavelength plate may be integrated with the transparent screen or may be a separate member. As the quarter-wave plate, for example, at a wavelength of 550 nm, a quarter-wave plate having a retardation of 100 to 180 nm is preferably exemplified, and a quarter-wave plate having a retardation of 120 to 160 nm is more preferably exemplified. Ru.
  • a linear polarizer may be provided between the projection device 110 and the quarter-wave plate, if necessary.
  • the linear polarizer There is no limit to the linear polarizer, and various known ones can be used.
  • the transparent screen (the transparent screen 102 and the transparent screen 124) is composed of the above-mentioned support 106, the alignment film, and the light projection layer (the light projection layer 10 and the light projection layer 12). It may have layers.
  • the transparent screen may include a louvered film that transmits only light incident at a predetermined angle of incidence. Further, the transparent screen may include a diffraction element that diffracts incident light in a predetermined direction.
  • the transparent screen has a louver film and/or a diffraction element, it is possible to reduce straight transmitted light and improve visibility.
  • Various known louver films can be used as the louver film, such as a light-shielding louver film and a scattering louver film.
  • a light-shielding louver film has strip-shaped light-transmitting bands and light-shielding bands arranged alternately, and transmits light incident from a specific direction and prevents light incident from other directions from passing through.
  • the scattering louver film transmits light incident from a specific direction and diffuses light incident from a direction other than the specific direction.
  • various known diffraction elements can be used as the diffraction element, such as a volume hologram, a surface relief, and a liquid crystal diffraction element.
  • the transparent screen may have an antireflection layer (antireflection film) on the back surface 103 side.
  • antireflection layer antireflection film
  • Various known antireflection layers can be used as the antireflection layer, such as a dielectric multilayer film formed by alternately laminating layers with a high refractive index and layers with a low refractive index, and a moth-eye film.
  • the light of the projected image from the projection device may be irradiated onto the back side of the transparent screen from the ceiling side or overhead side, or may be irradiated onto the transparent screen from the wall (side) side, based on the standing state of the rear projection display system.
  • the light may be irradiated or may be irradiated from the floor side.
  • the rear projection display system can be used to display images on the window glass of a car or building as a transparent screen.
  • a coating solution for an alignment film layer was prepared by mixing and stirring PVA-205 (4 parts by mass, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) while keeping a container containing pure water (96 parts by mass) at 80°C.
  • ⁇ Preparation of coating liquid for cholesteric liquid crystal layer> The following components were mixed to prepare a coating liquid for a cholesteric liquid crystal layer having the following composition. - 100 parts by mass of the following liquid crystal compound mixture 1 - 1.2 parts by mass of the following right-handed chiral agent LC-756 (manufactured by BASF) - 3 parts by mass of IRGACURE 907 (manufactured by BASF) - 0.5 parts by mass of the following alignment regulator Parts by mass ⁇ PM758 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 1 part by mass ⁇ Methyl ethyl ketone 184 parts by mass ⁇ Cyclohexanone 31 parts by mass
  • the prepared alignment layer coating solution was applied onto a triacetylcellulose film (manufactured by Fujifilm, thickness: 80 ⁇ m) as a support using a bar with a bar size of 6, and then heated at 100°C for 10 minutes. After drying, an alignment film with a thickness of 2 ⁇ m was formed on the base material.
  • cholesteric liquid crystal layer ⁇ Formation of cholesteric liquid crystal layer> Next, the support on which the alignment film was formed was heated to 70°C, and the prepared cholesteric liquid crystal layer coating solution was applied onto the alignment film using a bar with a bar number of 18. The cholesteric liquid crystal layer was dried at 70°C for 1 minute. A liquid crystal layer was formed. The thickness of the cholesteric liquid crystal layer was 10 ⁇ m.
  • the cholesteric liquid crystal layer was irradiated with ultraviolet rays from a metal halide lamp through a long wavelength cut filter (manufactured by Asahi Bunko Co., Ltd., SH0325) (exposure amount: 2 mJ/cm 2 ). Thereafter, the long wavelength cut filter was removed, and ultraviolet rays were irradiated (exposure amount: 500 mJ/cm 2 ) using a metal halide lamp under a nitrogen atmosphere (oxygen concentration: less than 100 ppm) to produce a transparent screen 1.
  • a metal halide lamp manufactured by Asahi Bunko Co., Ltd., SH0325
  • Transparent screen 2 was produced in the same manner as transparent screen 1 except that bars with a bar number of 22 were used when applying the cholesteric liquid crystal layer coating liquid onto the alignment film.
  • the thickness of the cholesteric liquid crystal layer formed was 12 ⁇ m.
  • Transparent screen 3 was produced in the same manner as transparent screen 1, except that bars with a bar number of 47 were used when applying the cholesteric liquid crystal layer coating liquid onto the alignment film.
  • the thickness of the cholesteric liquid crystal layer formed was 26 ⁇ m.
  • a transparent screen H1 was produced in the same manner as transparent screen 1, except that bars with a bar number of 6 were used when applying the cholesteric liquid crystal layer coating liquid onto the alignment film.
  • the thickness of the cholesteric liquid crystal layer formed was 3 ⁇ m.
  • Transparent screen H2 was produced in the same manner as transparent screen 1, except that bars with a bar number of 16 were used when applying the cholesteric liquid crystal layer coating liquid onto the alignment film.
  • the thickness of the cholesteric liquid crystal layer formed was 8 ⁇ m.
  • Transparent screen H3 was produced in the same manner as transparent screen 1, except that bars with a bar number of 60 were used when applying the cholesteric liquid crystal layer coating liquid onto the alignment film.
  • the thickness of the cholesteric liquid crystal layer formed was 33 ⁇ m.
  • Transparent screens each having a cholesteric liquid crystal layer were prepared in a size of 15 cm square, and bonded to a transparent glass plate via an adhesive (SK adhesive, manufactured by Souken Kagaku Co., Ltd.). At this time, the cholesteric liquid crystal layer side was made to be the glass side.
  • SK adhesive manufactured by Souken Kagaku Co., Ltd.
  • Image visibility of the projected image was visually evaluated from the front side of the transparent screen, that is, the opposite side from the projector.
  • the image light was changed to full white display.
  • the tristimulus values (X 2 , Y 2 , Z 2 ) and the tristimulus values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the projected light from the projector during white display without a transparent screen were measured at the same position (see FIG. 2).
  • the tristimulus values (X 3 , Y 3 , Z 3 ) were also measured (see Figure 9).
  • the transmittance of the transparent screen is “(X 2 /X 0 ) ⁇ 100”, “(Y 2 /Y 0 ) ⁇ 100” and “(Z 2 /Z 0 ) ⁇ 100”, and
  • the percentage of projected light that is changed by the transparent screen in a direction of ⁇ 10° with respect to the normal line of the transparent screen that is, the percentage of projected light whose optical path is changed (projection ratio to the front) ⁇ (X 3 / X 0 ) ⁇ 100”, “(Y 3 /Y 0 ) ⁇ 100” and “(Z 3 /Z 0 ) ⁇ 100” were calculated.
  • the results are shown in the table below.
  • film thickness is the film thickness of the cholesteric liquid crystal layer, which is the light projection layer
  • visibility is the image visibility when viewing the projected image from the front.
  • the transmittance of the transparent screen is the transmittance of the transparent screen obtained by measuring the tristimulus values with and without the transparent screen on the optical axis.
  • the front projection ratio is the ratio of the tristimulus value of the projected light whose optical path is changed by the transparent screen in the direction of ⁇ 10° of the normal to the projected light irradiated by the projector.
  • the incident angle is the angle between the optical axis of the projector and the normal line of the transparent screen.
  • the haze and total light transmittance of each transparent screen were measured using a haze meter NDH-2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries. The results are shown in Table 2 below.
  • the total light transmittance is a value of (scattered transmittance of natural light from 380 to 780 nm+direct transmittance of natural light) ⁇ 100%.
  • the angle of incidence of the projected light on the transparent screen is 30° or more
  • the thickness of the light projection layer is 10 to 30 ⁇ m
  • the transmittance of the transparent screen is 50% or less
  • the projection ratio of the projected light to the front is 50% or more
  • the incident angle is Brewster's angle (56°)
  • It can be suitably used for displaying projected images in which the background can be visually recognized, using the window glass of various buildings and vehicles.

Abstract

背景が視認可能な透明スクリーンを用い、投映像の視認性が高いリアプロジェクション用表示システムの提供を課題とする。投映装置と透明スクリーンとを有し、透明スクリーンは光投映層の厚さが10~30μmで、投映装置は、光軸と透明スクリーンの法線との角度が30°以上となるように投映光を投映し、さらに、透明スクリーンは、投映装置が出射した光軸方向の投映光の透過率が50%以下であることにより、課題を解決する。

Description

リアプロジェクション用表示システム
 本発明は、リアプロジェクション用表示システムに関する。
 近年、表示システムの一つとして、裏面側に配置される投映装置から投映された投映光を正面側に向けて投映することで映像を表示すると共に、背景が視認可能な、透明スクリーンを用いたリアプロジェクション型の表示システムが知られている。
 例えば、特許文献1には、投映光を透過させて表示する透過型スクリーンであって、投映光が入射する入光面と、入光面に対向し、投映光が出射する出光面と、透過型スクリーンの厚さ方向において、入光面と出光面との間に位置し、所定の方向に沿って複数配列され、入光面から入射した投映光の少なくとも一部を全反射させて出光面へ向ける全反射面と、を備え、全反射面の出光側端部とこれに隣接する全反射面の入光側端部とで形成される接続面と全反射面とがなす角度が鋭角である、透過型スクリーンが記載されている。
特開2018-013634号公報
 背景が視認可能な透明スクリーンを用いたリアプロジェクション用表示システムでは、投映装置からの投映光は、透明スクリーンに対して斜め方向から入射され、透明スクリーンによって、透明スクリーンの略法線方向(正面)に向けて投映されて、投映像として表示される。
 しかしながら、従来の透明スクリーンを用いたリアプロジェクション用表示システムでは、投映像の視認性が不十分である場合も多い。そのため、より投映像の視認性が良好なリアプロジェクション用表示システムの出現が望まれている。
 本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、背景が視認可能な透明スクリーンを用いたリアプロジェクション用表示システムにおいて、投映像の視認性を向上できるリアプロジェクション用表示システムを提供することにある。
 この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
 [1] 投映光を出射する投映装置と、投映装置が出射した投映光を観察方向に投映する透明スクリーンと、を有し、
 透明スクリーンは、投映光を投映するための光投映層の厚さが10~30μmであり、
 投映装置は、光軸と透明スクリーンの法線とが成す角度が30°以上となるように、投映光を透明スクリーンに投映するものであり、さらに、
 透明スクリーンは、投映装置が出射した光軸方向の投映光の透過率が50%以下である、リアプロジェクション用表示システム。
 [2] 透明スクリーンと投映装置との間に1/4波長板を有する、[1]に記載のリアプロジェクション用表示システム。
 [3] 透明スクリーンのヘイズが25%以下である、[1]または[2]に記載のリアプロジェクション用表示システム。
 [4] 透明スクリーンの全光透過率が80%以上である、[1]~[3]のいずれかに記載のリアプロジェクション用表示システム。
 [5] 透明スクリーンが、光投映層として、少なくとも1層のコレステリック液晶層を有し、かつ、
 コレステリック液晶層は、走査型電子顕微鏡によって観察される厚さ方向の断面において、コレステリック液晶相に由来する明線および暗線が、コレステリック液晶層の主面に対して傾斜している、[1]~[4]のいずれかに記載のリアプロジェクション用表示システム。
 [6] コレステリック液晶相に由来する明線および暗線が、コレステリック液晶層の主面に対して20~90°傾斜している、[5]に記載のリアプロジェクション用表示システム。
 [7] 投映光を出射する投映装置と、投映装置が出射した投映光を観察方向に投映する透明スクリーンと、を有し、
 透明スクリーンは、投映光を投映するための光投映層の厚さが10~30μmであり、
 投映装置は、光軸と透明スクリーンの法線とが成す角度が30°以上となるように、投映光を透明スクリーンに投映するものであり、さらに、
 透明スクリーンは、投映装置が出射した光軸方向の投映光の10%以上の進行方向を、透明スクリーンの法線に対して±10°の方向に変更させる、リアプロジェクション用表示システム。
 [8] 透明スクリーンと投映装置との間に1/4波長板を有する、[7]に記載のリアプロジェクション用表示システム。
 [9] 透明スクリーンのヘイズが25%以下である、[7]または[8]に記載のリアプロジェクション用表示システム。
 [10] 透明スクリーンの全光透過率が80%以上である、[7]~[9]のいずれかに記載のリアプロジェクション用表示システム。
 [11] 透明スクリーンが、光投映層として、少なくとも1層のコレステリック液晶層を有し、かつ、
 コレステリック液晶層は、走査型電子顕微鏡によって観察される断面において、コレステリック液晶相に由来する明線および暗線が、コレステリック液晶層の主面に対して傾斜している、[7]~[10]のいずれかに記載のリアプロジェクション用表示システム。
 [12] コレステリック液晶相に由来する明線および暗線が、コレステリック液晶層の主面に対して20~90°傾斜している、[11]に記載のリアプロジェクション用表示システム。
 本発明によれば、背景が視認可能な透明スクリーンを用いたリアプロジェクション用表示システムにおいて、投映像の視認性が良好なリアプロジェクション用表示システムが提供される。
図1は、本発明のリアプロジェクション用表示システムの第1の態様の一例を概念的に示す図である。 図2は、本発明のリアプロジェクション用表示システムの第1の態様を説明するための概念図である。 図3は、透明スクリーンのコレステリック液晶層の一例を概念的に示す図である。 図4は、図3に示すコレステリック液晶層の平面図である。 図5は、図3に示すコレステリック液晶層の断面SEM画像を概念的に示す図である。 図6は、図3に示すコレステリック液晶層の製造方法を説明するための概略図である。 図7は、本発明のリアプロジェクション用表示システムが有する光拡散層の一例を概念的に示す図である。 図8は、本発明のリアプロジェクション用表示システムの第2の態様の一例を概念的に示す図である。 図9は、本発明のリアプロジェクション用表示システムの第2の態様を説明するための概念図である。
 以下、本発明のリアプロジェクション用表示システムについて、添付の図面に示される好適実施例をもとに、詳細に説明する。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
 また、以下に示す図は、いずれも、本発明を説明するための概念的な図であって、各部材および部位などの大きさ、厚さ、および、位置関係等は、必ずしも、現実の物と一致しない。
 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。
 また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートの両方を表す表記であり、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基およびメタクリロイル基の両方を表す表記であり、「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよびメタクリルの両方を表す表記である。
 本明細書において、「同一」等の用語は、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、角度についての「同一」等の用語は、特に記載がなければ、厳密な角度との差異が5°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°未満が好ましく、3°未満がより好ましい。
 また、本発明のリアプロジェクション用表示システムの用途には、制限はなく、各種の投映像(投影像)の表示に利用可能である。
 一例として、公共の施設、各種の建造物、乗り物等のウィンドウに画像を投映することが好ましい例として挙げられる。具体的には、店舗の窓、車両(自動車、バスおよび電車等)の窓などに投映像を表示する用途に、特に適している。
 図1に、本発明のリアプロジェクション用表示システムの一例を概念的に示す。このリアプロジェクション用表示システム100は、本発明のリアプロジェクション用表示システムの第1の態様である。
 図1に示すリアプロジェクション用表示システム100は、投映装置110と、透明スクリーン102とを有する。図1に示す例では、透明スクリーン102は、支持体106上に光投映層10を積層した構成を有する。
 以下の説明では、便宜的に、観察者Uによる投映像の観察側を表面側、逆側を裏面側ともいう。従って、透明スクリーン102の、観察者U側の主面が表面であり、投映装置110側の主面が裏面となる。なお、主面とは、シート状物(フィルム、板状物、層等)の最大面であり、通常、厚さ方向の両面である。
 投映装置110は、透明スクリーン102の裏面103側に配置される。
 投映装置110は、投映光(映像光、投影光)を出射して、透明スクリーン102に裏面103側から投映光を投映する。また、図1に示すように、投映装置110は、透明スクリーン102の裏面103に対して、斜め方向から投映光を投映する。
 透明スクリーン102は、裏面103側に照射された投映光の進行方向(光路)を、矢印I1で示すように表面104側の略法線方向に変更することにより、投映光を観察者Uによる観察方向に投映して、投映像を観察者Uに観察させるものである。なお、法線とは、面と直交する方向であり、透明スクリーン102においては、透明スクリーン102の主面と直交する方向である。また、本発明においては、『略法線方向』には『法線方向』も含む。
 言い換えれば、透明スクリーン102は、裏面103側に照射された投映光の進行方向を、矢印I1で示すように透明スクリーン102の略正面方向に変更して、投映光を観察者Uによる観察方向に投映して、投映像を観察者Uに観察させるものである。
 以下の説明では、矢印I1で示す、透明スクリーン102によって進行方向を変更された、観察者Uによって投映像として観察される投映光を、投映光I1ともいう。
 図1に示す例では、透明スクリーン102は、光投映層10と、光投映層10を支持する支持体106とを有している。透明スクリーン102では、光投映層10が、斜め方向から入射した投映光の進行方向を、透明スクリーン102(表面104)の略法線方向に変更する。
 光投映層10としては、光散乱粒子を含有する光散乱層、および、コレステリック液晶層等が挙げられる。光投映層10については、後に詳述する。
 このようなリアプロジェクション用表示システム100は、投映装置110が、裏面103側から透明スクリーン102に投映光を照射して表面104側から観察者Uに観察可能にすると共に、透明スクリーン102の裏面103側の景色(背景)を視認可能にすることができる。
 以上の点に関しては、後述する図8に示す本発明のリアプロジェクション用表示システムの第2の態様も同様である。
 ここで、本発明のリアプロジェクション用表示システム100においては、投映装置110が投映した投映像を表示するための透明スクリーン102の光投映層10は、厚さが10~30μmである。
 また、投映装置110は、図1に一点鎖線で示す光軸と、図1に破線で示す透明スクリーンの法線とが成す角度θが30°以上となるように、斜め方向から投映光を透明スクリーン102に投映する。なお、投映装置110の光軸とは、すなわち投映装置110による投映光の光軸(中心)である。
 さらに、本発明のリアプロジェクション用表示システム100においては、透明スクリーン102は、投映装置110が出射した投映光のうち、光軸方向の投映光の透過率が50%以下である。
 具体的には、図2の右側に概念的に示すように、リアプロジェクション用表示システム100において、投映装置110の光軸(一点鎖線)上において、投映装置110が投映して、透明スクリーン102によって進行方向を変更されずに、直進して透過した投映光である直進透過光I2の三刺激値(X2、Y2、Z2)を、測定装置112で測定する。
 また、図2の左側に概念的に示すように、リアプロジェクション用表示システム100から透明スクリーン102を取り外して、投映装置110の光軸上において、右側の測定と全く同様に、投映装置110が出射した投映光I0の三刺激値(X0、Y0、Z0)を測定装置112で測定する。
 本発明のリアプロジェクション用表示システム100の透明スクリーン102は、このようにして投映装置110の光軸上で測定した、透明スクリーン102の直進透過光I2の三刺激値(X2、Y2、Z2)と、透明スクリーン102を透過しない投映光I0の三刺激値(X0、Y0、Z0)とから、下記の式で算出した各刺激値の透過率が、50%以下である。
  (X2/X0)×100=Xの透過率[%]
  (Y2/Y0)×100=Yの透過率[%]
  (Z2/Z0)×100=Zの透過率[%]
 以下、このように測定した投映装置110の光軸上における透明スクリーン102のXの透過率、Yの透過率およびZの透過率を、単に『透明スクリーンの透過率』ともいう。
 本発明は、このような構成を有することにより、投映像の視認性が良好なリアプロジェクション用表示システムを実現している。
 前述のとおり、背景が視認可能な透明スクリーンを用いたリアプロジェクション用表示システムでは、透明スクリーンの光透過性が高い。そのため、図1に矢印I2で示す直進透過光I2のように、投映装置が投映した投映光の一部が、透明スクリーンで進行方向を略法線方向に変更されずに直進して透明スクリーンを透過してしまう。
 この直進透過光I2(すぬけ光)が観察者Uに視認されてしまうと、透明スクリーンによって略法線方向に向けられた投映光I1に被って視認性が悪くなってしまうという問題がある。
 これに対して、本発明のリアプロジェクション用表示システム100において、透明スクリーン102は、投映装置110が出射した投映光のうち、光軸方向の投映光の透過率が50%以下である。
 すなわち、本発明のリアプロジェクション用表示システム100は、透明スクリーン102によって進行方向を変更されずに直進して透過する直進透過光I2の透過率が低い。そのため、本発明のリアプロジェクション用表示システム100は、直進透過光I2の光量(輝度)を低減できるので、直進透過光I2が観察者Uに視認されることを抑制でき、その結果、投映像の視認性を向上できる。
 加えて、本発明のリアプロジェクション用表示システム100では、透明スクリーン102の法線(破線)と、投映装置110の光軸(一点鎖線)とが成す角度θが30°以上となるように、投映装置110が透明スクリーン102に投映光を入射する。そのため、本発明においては、透明スクリーン102によって進行方向を変更されずに、そのまま透過する直進透過光I2が観察者Uに視認されにくくなる。この構成によって、直進透過光I2が透明スクリーン102によって略法線方向に向けられた投映光I1に被ることを抑制して、さらに視認性を向上できる。
 さらに、本発明のリアプロジェクション用表示システム100の透明スクリーン102は、投映光の進行方向を変更して、観察者Uが観察する投映像I1として投映する光投映層10の厚さが、10~30μmである。
 そのため、本発明のリアプロジェクション用表示システム100は、背景の視認性が良好であり、投映像を投映していない状態での背景の視認性が良好であることはもちろん、投映像を投映している状態で、背景を好適に視認できる。
 本発明のリアプロジェクション用表示システム100においては、上述のように、透明スクリーン102を直進して透過した直進透過光I2の三刺激値(X2、Y2、Z2)と、透明スクリーン102を透過しない投映光の三刺激値(X0、Y0、Z0)とから算出した、投映装置110の光軸上における透明スクリーン102の透過率が、50%以下である。
 透明スクリーン102の透過率が50%を超えると、直進透過光I2が観察者Uに視認され易く、投映像の視認性の向上効果を十分に得られない、壁および天井で反射した直進透過光I2によって投映像の視認性が悪化する等の不都合を生じる。
 透明スクリーン102の透過率は、47.5%以下が好ましく、45%以下がより好ましい。
 投映像の視認性の点では、透明スクリーン102の透過率は、基本的に、低い程、好ましい。
 しかしながら、背景の視認性等を考慮すると、投映装置110の光軸上における透明スクリーン102の透過率は、20%以上であるのが好ましい。
 本発明において、透明スクリーン102の透過率は、一例として、投映装置110が投映する投映光の全波長域において、5nm間隔で、測定すればよい。
 例えば、投映装置110が、495~570nmの波長域の緑色光を出射、すなわち緑色の投映像を投映する場合には、495nmから570nmまで、5nm間隔で透明スクリーン102の透過率を測定する。また、投映装置110が380~780nmの波長域の可視光領域の光を出射、すなわちフルカラーの投映像を投映する場合には、380nmから780nmまで、5nm間隔で透明スクリーン102の透過率を測定する。
 なお、透過率(三刺激値)は、例えば、分光放射計を用いて測定すればよい。
 ここで、本発明のリアプロジェクション用表示システム100において、透明スクリーン102の透過率は、測定した各波長の透過率の平均値であってもよい。
 しかしながら、投映像の色バランス、背景の色味付きの抑制等を考慮すると、本発明において、透明スクリーン102の透過率は、白表示時の三刺激値(X、Y、Z)の透過率が50%以下であるのが好ましく、かつ、三刺激値(X、Y、Z)の各透過率が同一であるのがより好ましい。
 本発明のリアプロジェクション用表示システム100は、図1に示すように、投映装置110の光軸(一点鎖線)と、透明スクリーン102の法線(破線)とが成す角度θが30°以上である。
 この角度θが30°未満では、直進透過光I2が観察者Uに視認され易くなる、直進透過光I2の反射によって投映像の視認性が悪化する等の不都合が生じる。
 角度θは、35°以上が好ましく、40°以上がより好ましい。
 また、投映装置110の光軸と、透明スクリーン102の法線とが成す角度θを45~65°、すなわちブリュースター角(56°)に近くするのも好ましい。また、この際には、投映装置110がP偏光の投映光を出射するのが、より好ましい。
 これにより、透明スクリーン102の裏面103で反射される投映光を低減して、投映装置110が出射した投映光の利用効率を向上できる。さらに、透明スクリーン102の裏面103で反射される投映光を低減することで、この反射光が観察者Uによって観察されることを抑制して、投映像の視認性を向上できる。
 角度θは、30°以上であればよいが、この角度θが大きすぎると、投映装置110および/または透明スクリーン102の種類によっては、投映像を適正に投映できなくなってしまう、透明スクリーン102の裏面における反射が大きくなり、その反射光が壁および天井で反射することによって、投映像の視認性が悪化する等の不都合が生じる可能性がある。
 この点を考慮すると、角度θは、60°以下が好ましく、57.5°以下がより好ましい。
 図示例のリアプロジェクション用表示システム100では、投映装置110は、上方から透明スクリーン102の法線に対して30°以上の角度で投映光を入射している。
 しかしながら、本発明は、これに制限はされず、下方から透明スクリーン102の法線に対して30°以上の角度で投映光を入射してもよい。
 本発明のリアプロジェクション用表示システム100において、透明スクリーン102は、投映光を観察方向に投映する光投映層10の厚さが、10~30μmである。
 すなわち、本発明のリアプロジェクション用表示システム100においては、透明スクリーン102の法線に対して30°以上の角度で入射した投映光の進行方向を、略法線方向に変更する光投映層10の厚さが、10~30μmである。
 光投映層10の厚さが10μm未満では、透明スクリーン102に入射した投映光を、十分に透明スクリーン102の略法線方向に向けることができない、透明スクリーンの透過率が高くなり、直進透過光I2の影響で投映像の視認性が悪くなる等の不都合が生じる。
 光投映層の厚さが30μmを超えると、透明スクリーン102の透明性すなわち背景の視認性が悪くなる、投映像の解像度悪化により視認性が悪くなる等の不都合が生じる。
 透明スクリーン102の光投映層10の厚さは、10~27.5μmが好ましく、10~26μmがより好ましく、12~26μmがさらに好ましい。
 本発明のリアプロジェクション用表示システム100において、透明スクリーン102のヘイズには、制限はないが、25%以下であるのが好ましい。
 透明スクリーン102のヘイズを25%以下とすることにより、透明スクリーン102の光透過性を良好にして、投映像の視認性の向上、背景の視認性の向上、投映像と背景の視認性の両立等を図ることができる。
 透明スクリーン102のヘイズは、22.5%以下がより好ましく、20%以下がさらに好ましい。
 なお、本発明において、「ヘイズ」は、日本電色工業社製のヘーズメーターNDH-2000を用いて測定すればよい。
 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。
 また、透明スクリーン102の光透過率には、制限はないが、全光透過率が80%以上であるのが好ましい。
 透明スクリーン102の全光透過率を80%以上とすることにより、投影像の視認性と背景の視認性とを両立することができる等の点で好ましい。
 透明スクリーン102の全光透過率は82.5%以上がより好ましく、85%以上がさらに好ましい。
 なお、透明スクリーンの全光透過率は、分光光度計等を用いて、JIS K 7361に準拠して測定すればよい。
 上述のように、本発明のリアプロジェクション用表示システムは、投映装置110と、透明スクリーン102とを有する。
 また、透明スクリーン102は、支持体106と、光投映層10とを有する。光投映層10は、投映装置110が出射した投映光の進行方向を透明スクリーン102の略法線方向に変更して、投映光I1として観察者Uが観察する投映像を表示する層である。言い換えれば、光投映層10は、投映装置110が出射した投映光の光路を略法線方向に傾けて、投映光I1とするための層である。
 本発明のリアプロジェクション用表示システム100において、投映装置110には制限はなく、リアプロジェクション用表示システム等に用いられる公知の投映装置(表示システム、プロジェクター)が、各種、利用可能である。投映装置としては、一例として、ディスプレイと投映レンズとを有する投映装置が例示される。
 本発明のリアプロジェクション用表示システムにおいて、ディスプレイには、制限はなく、例えば、ARグラス等に用いられる公知のディスプレイが、各種、利用可能である。
 ディスプレイとしては、一例として、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、ならびに、DLP(Digital Light Processing)およびMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーなどを用いたスキャニング方式のディスプレイ等が例示される。なお、本発明においては、液晶ディスプレイには、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)などを含む。
 なお、リアプロジェクション用表示システムが多色画像を表示する構成の場合には、ディスプレイは、多色画像を表示するディスプレイが用いられる。
 本発明のリアプロジェクション用表示システムに用いられる投映装置おいて、投映レンズも、リアプロジェクション用表示システム等に用いられる公知の投映レンズである。
 上述のように、透明スクリーン102は、裏面側に斜め方向から照射された投映光を、表面側の略法線方向に向けて表示するものである。本発明のリアプロジェクション用表示システムにおいて、透明スクリーンには制限はなく、リアプロジェクション用表示システム等に用いられる公知の透明スクリーンが、各種、利用可能である。
 図1に示すように、透明スクリーン102は、支持体106と、光投映層10は、投映装置110が出射した投映光の進行方向を略法線方向に変更して、投映像を表示する光投映層10とを有する。
 支持体106は、光投映層10を支持できるものであれば、各種のシート状物(フィルム、板状物)が利用可能である。
 なお、支持体は、透明性が高いのが好ましい。具体的には、支持体106は、全光透過率が50%以上であるのが好ましく、70%以上であるのがより好ましく、85%以上であるのがさらに好ましい。
 支持体の厚さには、制限はなく、支持体の形成材料等に応じて、光投映層を保持できる厚さを、適宜、設定すればよい。支持体の厚さは、1~2000μmが好ましく、3~500μmがより好ましく、5~250μmがさらに好ましい。
 支持体は単層であっても、多層であってもよい。単層である場合の支持体としては、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、および、ポリオレフィン等の樹脂からなる支持体が例示される。あるいは、支持体としてガラス基板を用いてもよい。多層である場合の支持体の例としては、前述の単層の支持体のいずれかなどを基板として含み、この基板の表面に他の層を設けたもの等が例示される。
 支持体は、光投映層を形成する際の支持体を用いてもよいし、光投映層を別の仮支持体上に形成した後に、光投映層を支持体上に転写してもよい。
 上述のように、光投映層10は、光軸(一点鎖線)と透明スクリーン102の法線(破線)とが成す角度θが30°以上である、斜め方向から入射した投映光の進行方向を、透明スクリーン102の略法線方向すなわち略正面方向に向かうように変更するためのものである。
 光投映層10は、10~30μmの厚さで、このような作用を発現するものであれば、各種の公知の透明スクリーンで用いられている光投映層が利用可能である。
 光投映層としては、光散乱粒子を含有する光散乱層、および、コレステリック液晶層等が挙げられる。中でも、コレステリック液晶層は、10~30μmの厚さで、投映装置110の光軸と透明スクリーン102の法線とが成す角度θが30°以上である斜め方向から入射した投映光の進行方向を、好適に透明スクリーン102の略法線方向に変更でき、好ましく利用される。
 コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相を固定してなるものである。
 ここで、光投映層10として用いられるコレステリック液晶層は、コレステリック液晶層の主面に垂直な断面において走査型電子顕微鏡(SEM(Scanning Electron Microscope))によって観察されるコレステリック液晶相に由来する明線(明部)および暗線(暗部)が、コレステリック液晶層の主面に対して傾斜しているものである。
 図3は、光投映層として用いられるコレステリック液晶層における液晶化合物の配向状態の一例を概念的に示す図である。図4は、図3に示すコレステリック液晶層の概略平面図である。図5は、図3に示すコレステリック液晶層を主面に垂直な断面においてSEMにて観察した断面SEM画像を概念的に示す図である。
 図3~図5において、方向Xおよび方向Yは、コレステリック液晶層の主面において、互いに直交する2つの座標軸の向きを示す。方向Zは、コレステリック液晶層の主面に垂直な方向である。図3および図5は、X-Z面を観察した図であり、紙面に垂直な方向がY方向である。図4は、X-Y面を観察した図であり、紙面に垂直な方向がZ方向である。また、図1では、方向Zが図中左右方向となるように、透明スクリーン102が配置されている。
 コレステリック液晶層10aは、液晶化合物40をコレステリック配向したコレステリック液晶相を固定してなる層である。図3および図4に示す例は、液晶化合物が棒状液晶化合物の場合の例である。なお、本発明において、コレステリック液晶層は、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、層中の液晶化合物は液晶性を示さなくてもよい。
 図3に示すように、コレステリック液晶層10aは、液晶化合物40を含む。液晶化合物40は、螺旋軸C1に沿って螺旋状に配列している。すなわち、コレステリック液晶層10aは、液晶化合物40が螺旋状に旋回して積み重ねられた螺旋構造を有し、液晶化合物40が螺旋状に1回転(360°回転)して積み重ねられた構成を螺旋1ピッチとして、螺旋状に旋回する液晶化合物40が、複数ピッチ、積層された構造を有する。
 螺旋軸C1は、液晶化合物40の光学軸40Aに対して直交している。螺旋軸C1は、コレステリック液晶層10aの2つの主面の垂線に対してそれぞれ傾斜している。光学軸40Aの向きが観察方向に対して平行となる領域は、断面SEM画像において、暗線として観察される。光学軸40Aの向きが観察方向に対して直交する領域は、断面SEM画像において、明線として観察される。
 なお、この説明において、観察方向とは、観察面に対して直交する方向をいう。また、平行には、平行に近い位置を含む。さらに、直交には、直交に近い位置を含む。
 従って、図5に示すように、コレステリック液晶層10aのX-Z面をSEMにて観察すると、明線42と暗線44とが交互に配列され、明線42と暗線44とが、主面(X-Y面)の法線に対して所定角度βで傾斜している縞模様が観察される。なお、図5中の明線42が2つと暗線44が2つで、螺旋1ピッチ分すなわち螺旋の巻き数1回分に相当する。
 図4に示すように、コレステリック液晶層10aの主面で観察される液晶化合物40は、コレステリック液晶層10aの面内方向のうち一方向に沿って配列している。すなわち、コレステリック液晶層10aの主面で観察される液晶化合物40は、コレステリック液晶層10aの面内方向のうち配列軸D1の一方向に沿って配列している。さらに、それぞれの配列軸D1上において、液晶化合物40の光学軸40Aの向きは、配列軸D1に沿った面内の一方向に連続的に回転しながら変化している。ここでは、説明のために、配列軸D1がX方向に向いているとする。また、Y方向においては、光学軸40Aの向きが等しい液晶化合物40が等間隔で配向している。
 液晶化合物40の光学軸40Aの向きが配列軸D1方向に連続的に回転しながら変化しているとは、具体的には、配列軸D1方向に沿って配列されている液晶化合物40の光学軸40Aと、配列軸D1方向とが成す角度が、配列軸D1方向の位置によって異なっており、配列軸D1方向に沿って、光学軸40Aと配列軸D方向とが成す角度がθからθ+180°あるいはθ-180°まで、順次、変化していることを意味する。
 なお、配列軸D1方向に互いに隣接する液晶化合物40の光学軸40Aの角度の差は、45°以下であるのが好ましく、15°以下であるのがより好ましく、より小さい角度であるのがさらに好ましい。
 また、本発明において、配列軸D1方向に互いに隣接する液晶化合物40の光学軸40Aがなす角度が小さくなる向きに液晶化合物が回転しているものとする。従って、図4に示すコレステリック液晶層10aにおいては、液晶化合物40の光学軸40Aは、配列軸Dの矢印の方向に沿って、左回り(反時計回り)に回転している。
 一方、コレステリック液晶層10aを形成する液晶化合物40は、配列軸D1方向と直交するY方向、すなわち、光学軸40Aが連続的に回転する一方向と直交するY方向では、光学軸40Aの向きが等しい。言い換えれば、コレステリック液晶層10aを形成する液晶化合物40は、Y方向では、液晶化合物40の光学軸40Aと配列軸D1方向とが成す角度が等しい。
 コレステリック液晶層は、明線および暗線に沿った面が反射面と略一致する。そのため、本発明において、コレステリック液晶層10aは、コレステリック液晶層10aの主面に対して傾斜した反射面を有するものとなる。
 したがって、本発明のリアプロジェクション用表示システム100では、透明スクリーン102(コレステリック液晶層10a)に入射した光はコレステリック液晶層10aの反射面に対して正反射して、透明スクリーン102の主面に対しては、入射角と反射角とが異なる非正反射となる。その結果、上述したコレステリック液晶層10aを光投映層として有する透明スクリーン102は、透明スクリーン102の裏面に斜め方向から入射した光を、表面側の略法線方向(主面に略垂直な方向)に出射させることができる。
 ここで、コレステリック液晶層10aの明線42および暗線44は、コレステリック液晶層10aの主面に対して20~90°傾斜しているのが好ましい。すなわち、図5に示すように、コレステリック液晶層10aの主面と、コレステリック液晶層10aの明線42および暗線44とが成す角度βは、20~90°が好ましい。
 角度βをこの範囲とすることで、投映装置110の光軸と、透明スクリーン102の法線とが成す角度θを30°以上とし、かつ、光投映層10の厚さを10~30μmと薄くした場合でも、透明スクリーン102の裏面に斜め方向から入射した光を、好適に、表面側の略法線方向に出射させることができる。
 角度βは、35~87.5°がより好ましく、50~85°がさらに好ましい。
 また、光投映層10として、コレステリック液晶層10aを用いる場合には、投映装置110の光軸と透明スクリーンの法線とがなす角度θは、30~60°が好ましく、35~57.5°がより好ましい。
 光投映層10として、コレステリック液晶層10aを用いる場合には、角度θを30~60°とすることにより、透明スクリーン102の裏面に斜め方向から入射した光を、表面側の法線方向に適正に出射させることができる、直進透過光を低減できる等の点で好ましい。
 また、光投映層10として、上述したコレステリック液晶層10aを用いる場合は、後述する光散乱層10bを用いる場合に比べて、透明スクリーン102の裏面に斜め方向から入射した光をより多く、表面側の略法線方向に出射させることができる。そのため、コレステリック液晶層10aは、後述する光散乱層10bに比べて、より薄くでき、透明性をより向上できる。
 すなわち、光投映層10としてコレステリック液晶層10aを用いることにより、上述のように、好適に光投映層10の厚さを10~30μmにできる。
 なお、光投映層10として、コレステリック液晶層10aを用いる場合には、透明スクリーン102は、1層のコレステリック液晶層10aを有するものでも、選択反射波長が異なる複数のコレステリック液晶層10aを有するものであってよい。
 例えば、投映装置がRGBのフルカラー画像を投映するものである場合には、光投映層10として、赤色光を選択的に反射するコレステリック液晶層と、緑色光を選択的に反射するコレステリック液晶層と、青色光を選択的に反射するコレステリック液晶層と、を有する構成としてもよい。
 また、光投映層10として、上述したコレステリック液晶層10aを用いる場合には、透明スクリーン102は、円偏光選択性が異なるコレステリック液晶層10aを有するものであってもよい。すなわち、右円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層と、左円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層と、を有するものであってもよい。
 例えば、赤色光の右円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層と、赤色光の左円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層と、緑色光の右円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層と、緑色光の左円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層と、青色光の右円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層と、青色光の左円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層と、を有する構成としてもよい。
 また、光投映層10として、上述したコレステリック液晶層10aを用いる場合には、透明スクリーン102は、支持体106とコレステリック液晶層10aとの間に配向膜を有していてもよい。配向膜については後述する。
 このようなコレステリック液晶層10aは、一例として、以下のように製造できる。
 なお、本発明で用いる透明スクリーン102の光投映層10となるコレステリック液晶層の製造方法は、コレステリック液晶層の主面に垂直な断面SEM画像において観察される明線および暗線が、コレステリック液晶層の主面に対して傾斜しているコレステリック液晶層を製造可能な方法であれば、以下に示す方法に制限はされない。
 上述したコレステリック液晶層の製造方法は、支持体(仮支持体)上に、液晶化合物、およびキラル剤を含む組成物を塗布する工程(以下、「工程(A)」ともいう)、および、支持体上に塗布された組成物の表面にせん断力を与える工程(以下、「工程(B)」ともいう)、を含むことが好ましい。工程(A)および工程(B)を経て、支持体上に、コレステリック液晶層を形成することができる。
 工程(B)において、液晶化合物、およびキラル剤を含む組成物にせん断力を与えることで、断面SEM画像において観察される明線および暗線が、コレステリック液晶層の主面に対して傾斜しているコレステリック液晶層を形成することができる。また、工程(A)および工程(B)を繰り返すことによって、支持体上に複数のコレステリック液晶を形成することができる。
 以下、各工程について具体的に説明する。
 (工程(A))
 工程(A)においては、支持体上に、液晶化合物、およびキラル剤を含む組成物を塗布する。
 「支持体上に組成物を塗布する」とは、支持体に組成物を直接接触させることに限られず、支持体に任意の層を介して組成物を接触させることを包含する。任意の層は、支持体の構成要素の1つであってもよく、または組成物の塗布前に支持体上に形成された層であってもよい。任意の層としては、例えば、液晶化合物を配向させるための配向膜が挙げられる。配向膜の形成方法については後述する。
 -支持体-
 工程(A)において用いられる支持体としては、例えば、上述した支持体106において説明した支持体が挙げられる。工程(A)において用いられる支持体の好ましい態様は、上述した支持体106において支持体と同様である。工程(A)において用いられる支持体の表面に、予め配向膜が設けられていてもよい。
 -液晶化合物-
 組成物に含まれる液晶化合物としては、例えば、コレステリック液晶を形成する公知の液晶化合物を利用することができる。組成物は、1種単独または2種以上の液晶化合物を含んでいてもよい。
 液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。液晶化合物は、1種単独または2種以上の重合性基を有していてもよい。液晶化合物は、同種の2つ以上の重合性基を有していてもよい。
 液晶化合物が重合性基を有することで、液晶化合物を重合させることができる。液晶化合物を重合させることで、コレステリック液晶の安定性を向上させることができる。
 重合性基としては、例えば、エチレン性不飽和二重結合を有する基、環状エーテル基、および開環反応を起こすことが可能な含窒素複素環基が挙げられる。
 エチレン性不飽和二重結合を有する基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルフェニル基、および、アリル基等が挙げられる。
 環状エーテル基としては、例えば、エポキシ基、および、オキセタニル基等が挙げられる。
 開環反応を起こすことが可能な含窒素複素環基としては、例えば、アジリジニル基が挙げられる。
 重合性基は、エチレン性不飽和二重結合を有する基、および、環状エーテル基からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 具体的に、重合性基は、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルフェニル基、アリル基、エポキシ基、オキセタニル基、および、アジリジニル基からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、および、メタクリロイルオキシ基からなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましく、アクリロイルオキシ基、および、メタクリロイルオキシ基からなる群より選択される少なくとも1種であることが特に好ましい。
 液晶化合物は、化学構造に応じて、例えば、棒状液晶化合物および円盤状液晶化合物に分類される。
 棒状液晶化合物は、棒状の化学構造を有する液晶化合物として知られている。棒状液晶化合物としては、例えば、公知の棒状液晶化合物を利用することができる。円盤状液晶化合物は、円盤状の化学構造を有する液晶化合物として知られている。円盤状液晶化合物としては、例えば、公知の円盤状液晶化合物を利用することができる。
 液晶化合物は、コレステリック液晶層の光学特性(特に光の回折特性)の調節の観点から、棒状液晶化合物が好ましく、棒状サーモトロピック液晶化合物でがより好ましい。
 棒状サーモトロピック液晶化合物は、棒状の化学構造を有し、かつ、特定の温度範囲で液晶性を示す化合物である。棒状サーモトロピック液晶化合物としては、例えば、公知の棒状サーモトロピック液晶化合物を利用することができる。
 棒状サーモトロピック液晶化合物としては、例えば、「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、米国特許第5622648号明細書、米国特許第5770107明細書、国際公開第95/22586号、国際公開第95/24455号、国際公開第97/00600号、国際公開第98/23580号、国際公開第98/52905号、特開平1-272551号公報、特開平6-16616号公報、特開平7-110469号公報、特表平11-513019号公報、特開平11-80081号公報、特開2001-328973号公報、および、特開2007-279688号公報に記載された化合物等が挙げられる。
 棒状サーモトロピック液晶化合物としては、例えば、特開2016-81035号公報において一般式1で表される液晶化合物、および、特開2007-279688号公報において一般式(I)または一般式(II)で表される化合物も挙げられる。
 棒状サーモトロピック液晶化合物は、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
 一般式(1)中、Q1およびQ2は、それぞれ独立して、重合性基を表し、L1、L2、L3、およびL4は、それぞれ独立して、単結合、または2価の連結基を表し、A1、およびA2は、それぞれ独立して、炭素原子数が2~20である2価の炭化水素基を表し、Mは、メソゲン基を表す。
 一般式(1)中、Q1およびQ2で表される重合性基としては、例えば、既述の重合性基が挙げられる。Q1およびQ2で表される重合性基の好ましい態様は、既述の重合性基と同様である。
 一般式(1)中、L1、L2、L3およびL4で表される2価の連結基は、-O-、-S-、-CO-、-NR-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR-、-NR-CO-、-O-CO-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-、および、NR-CO-NR-からなる群より選択される2価の連結基であることが好ましい。上記した2価の連結基におけるRは、炭素原子数が1~7であるアルキル基、または水素原子を表す。
 一般式(1)中、L3およびL4の少なくとも一方は、-O-CO-O-であることが好ましい。
 一般式(1)中、Q1-L1-およびQ2-L2-は、それぞれ独立して、CH2=CH-CO-O-、CH2=C(CH3)-CO-O-、および、CH2=C(Cl)-CO-O-のいずれであるのが好ましく、CH2=CH-CO-O-がより好ましい。
 一般式(1)中、A1およびA2で表される、炭素原子数が2~20である2価の炭化水素基は、炭素原子数が2~12であるアルキレン基、炭素原子数が2~12であるアルケニレン基、または、炭素原子数が2~12であるアルキニレン基が好ましく、炭素原子数が2~12であるアルキレン基でがより好ましい。2価の炭化水素基は、鎖状であることが好ましい。2価の炭化水素基は、互いに隣接していない酸素原子、または互いに隣接していない硫黄原子を含んでいてもよい。
 2価の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、および臭素)、シアノ基、メチル基、およびエチル基が挙げられる。
 一般式(1)中、Mで表されるメソゲン基は、液晶形成に寄与する液晶化合物の主要骨格を形成する基である。Mで表されるメソゲン基については、例えば、「FlussigeKristalle in Tabellen II」(VEB DeutscheVerlag fur Grundstoff Industrie,Leipzig、1984年刊)の記載(特に第7頁~第16頁)、および「液晶便覧」(液晶便覧編集委員会編、丸善、2000年刊)の記載(特に第3章)を参照することができる。
 一般式(1)中、Mで表されるメソゲン基の具体的な構造としては、例えば、特開2007-279688号公報の段落[0086]に記載された構造が挙げられる。
 一般式(1)中、Mで表されるメソゲン基は、芳香族炭化水素基、複素環基、および、脂環式炭化水素基からなる群より選択される少なくとも1種の環状構造を含む基であることが好ましく、芳香族炭化水素基を含む基であることがより好ましい。
 一般式(1)中、Mで表されるメソゲン基は、2個~5個の芳香族炭化水素基を含む基であることが好ましく、3個~5個の芳香族炭化水素基を含む基であることがより好ましい。
 一般式(1)中、Mで表されるメソゲン基は、3個~5個のフェニレン基を含み、かつ、上記フェニレン基が互いに-CO-O-によって連結された基であることが好ましい。
 一般式(1)中、Mで表されるメソゲン基に含まれる環状構造(例えば、芳香族炭化水素基、複素環基および脂環式炭化水素基)は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、炭素数が1~10のアルキル基(例えば、メチル基)が挙げられる。
 一般式(1)で表される化合物の具体例を以下に示す。ただし、一般式(1)で表される化合物は、以下に示す化合物に制限されるものではない。以下に示す化合物の化学構造において、「-Me」は、メチル基を表す。
 棒状サーモトロピック液晶化合物の具体例を以下に示す。ただし、棒状サーモトロピック液晶化合物は、以下に示す化合物に制限されるものではない。
 液晶化合物は、公知の方法によって合成した合成品、または市販品であってもよい。液晶化合物の市販品は、例えば、東京化成工業株式会社、および、メルク社から入手可能である。
 液晶化合物の含有率は、耐熱性の観点から、コレステリック液晶層の全質量に対して、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が特に好ましい。液晶化合物の含有率の上限は、制限されない。
 液晶化合物の含有率は、コレステリック液晶層の全質量に対して、100質量%以下の範囲で決定すればよい。
 コレステリック液晶層が液晶化合物以外の成分を含む場合、液晶化合物の含有率は、コレステリック液晶層の全質量に対して、100質量%未満(好ましくは、98質量%以下または95質量%以下)の範囲で決定すればよい。
 液晶化合物の含有率は、コレステリック液晶層の全質量に対して、70質量%以上100質量%未満が好ましく、80質量%以上100質量%未満がより好ましく、90質量%以上100質量%未満とがさらに好ましい。
 組成物中における液晶化合物の含有率は、組成物の固形分質量に対して、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が特に好ましい。液晶化合物の含有率の上限は、液晶化合物以外の成分の含有量に応じて決定すればよい。
 液晶化合物の含有率は、組成物の固形分質量に対して、100質量%未満(好ましくは、98質量%以下、または95質量%以下)の範囲で決定すればよい。
 -キラル剤-
 コレステリック液晶層を形成するための組成物は、キラル剤を含有している。
 キラル剤の種類は、制限されない。キラル剤としては、例えば、公知のキラル剤(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、日本学術振興会第一42委員会編、1989」に記載されたキラル剤)を利用することができる。
 キラル剤の多くは、不斉炭素原子を含む。ただし、キラル剤は、不斉炭素原子を含む化合物に制限されない。キラル剤としては、例えば、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物、および面性不斉化合物も挙げられる。軸性不斉化合物、または面性不斉化合物としては、例えば、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン、および、これらの誘導体が挙げられる。
 キラル剤は、重合性基を有していてもよい。例えば、重合性基を有するキラル剤と、重合性基を有する液晶化合物との反応により、上記キラル剤に由来する構成単位と、上記液晶化合物に由来する構成単位とを有する重合体が得られる。
 キラル剤における重合性基としては、例えば、上述した液晶化合物の説明において例示した重合性基が挙げられる。キラル剤における重合性基の好ましい態様は、上述した液晶化合物の説明において例示した重合性基と同様である。
 キラル剤における重合性基の種類は、液晶化合物における重合性基の種類と同じであることが好ましい。
 強いねじれ力を示すキラル剤としては、例えば、特開2010-181852号公報、特開2003-287623号公報、特開2002-080851号公報、特開2002-080478号公報、および、特開2002-302487号公報等に記載されているキラル剤が挙げられる。
 上記のような文献に記載されているイソソルビド化合物類については、対応する構造のイソマンニド化合物類をキラル剤として用いることもできる。また、上記のような文献に記載されているイソマンニド化合物類については、対応する構造のイソソルビド化合物類をキラル剤として用いることもできる。
 キラル剤の含有率は、組成物の固形分質量に対して、0.1~20.0質量%が好ましく、0.2~15.0質量%がより好ましく、0.5~10.0質量%がさらに好ましい。
 -他の成分-
 組成物は、上記した成分以外の成分を含んでいてもよい。以下の説明では、上記した成分以外の成分を「他の成分」ともいう。
 他の成分としては、例えば、溶媒、配向規制剤、重合開始剤、レベリング剤、配向助剤、および、増感剤等が挙げられる。
 溶媒としては、有機溶媒が好ましい。有機溶媒としては、例えば、アミド溶媒(例えば、N,N-ジメチルホルムアミド)、スルホキシド溶媒(例えば、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例えば、ピリジン)、炭化水素溶媒(例えば、ベンゼンおよびヘキサン)、ハロゲン化アルキル溶媒(例えば、クロロホルムおよびジクロロメタン)、エステル溶媒(例えば、酢酸メチル、および酢酸ブチル)、ケトン溶媒(例えば、アセトン、メチルエチルケトンおよびシクロヘキサノン)、ならびに、エーテル溶媒(例えば、テトラヒドロフランおよび1、2-ジメトキシエタン)等が挙げられる。有機溶媒は、ハロゲン化アルキル溶媒、および、ケトン溶媒からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、ケトン溶媒がより好ましい。
 組成物は、1種単独または2種以上の溶媒を含んでいてもよい。
 組成物中の固形分の含有率は、組成物の全質量に対して、25~40質量%が好ましく、25~35質量%がより好ましい。
 配向規制剤としては、例えば、特開2012-211306号公報の段落[0012]~段落[0030]に記載された化合物、特開2012-101999号公報の段落[0037]~段落[0044]に記載された化合物、特開2007-272185号公報の段落[0018]~段落[0043]に記載された含フッ素(メタ)アクリレートポリマー、および、特開2005-099258号公報に合成方法と共に詳細に記載された化合物等が挙げられる。
 また、特開2004-331812号公報に記載されている、フルオロ脂肪族基含有モノマーの重合単位を全重合単位の50質量%超で含むポリマーを、配向規制剤として用いてもよい。
 配向規制剤としては、垂直配向剤も挙げられる。
 垂直配向剤としては、例えば、特開2015-38598号公報に記載されたボロン酸化合物および/またはオニウム塩、ならびに、特開2008-26730号公報に記載されたオニウム塩等が挙げられる。
 組成物が配向規制剤を含有する場合においては、配向規制剤の含有率は、組成物の固形分質量に対して、0質量%を超えて5.0質量%以下が好ましく、0.3~2.0質量%がより好ましい。
 重合開始剤としては、光重合開始剤、および、熱重合開始剤等が挙げられる。
 重合開始剤は、熱による支持体の変形、および組成物の変質を抑制する観点から、光重合開始剤であることが好ましい。
 光重合開始剤としては、例えば、α-カルボニル化合物(例えば、米国特許第2367661号明細書および米国特許第2367670号明細書に記載された化合物)、アシロインエーテル(例えば、米国特許第2448828号明細書に記載された化合物)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(例えば、米国特許第2722512号明細書に記載された化合物)、多核キノン化合物(例えば、米国特許第3046127号明細書および米国特許第2951758号明細書に記載された化合物)、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(例えば、米国特許第3549367号明細書に記載された化合物)、アクリジン化合物(例えば、特開昭60-105667号公報および米国特許第4239850号明細書に記載された化合物)、フェナジン化合物(例えば、特開昭60-105667号公報および米国特許第4239850号明細書に記載された化合物)、オキサジアゾール化合物(例えば、米国特許第4212970号明細書に記載された化合物)、ならびに、アシルフォスフィンオキシド化合物(例えば、特公昭63-40799号公報、特公平5-29234号公報、特開平10-95788号公報および特開平10-29997号公報に記載された化合物)等が挙げられる。
 組成物が重合開始剤を含有する場合においては、重合開始剤の含有率は、組成物の固形分質量に対して、0.5~5.0質量%が好ましく、1.0~4.0質量%がより好ましい。
 -組成物の調製方法-
 組成物の調製方法は、制限されない。
 組成物の調製方法としては、例えば、上記各成分を混合する方法が挙げられる。混合方法としては、公知の混合方法を利用することができる。組成物の調製方法においては、上記の各成分を混合した後、得られた混合物をろ過してもよい。
 -塗布方法-
 組成物の塗布方法は、制限されない。組成物の塗布方法としては、例えば、エクストルージョンダイコータ法、カーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、および、ワイヤーバー法が挙げられる。
 -塗布量-
 組成物の塗布量は、制限されない。
 組成物の塗布量は、例えば、目的とするコレステリック液晶層の厚さ、および、下記「工程(B)」の項において説明するせん断力が与えられる前の組成物の厚さ等に応じて、適宜、決定すればよい。
 (工程(B))
 工程(B)においては、塗布された組成物の表面にせん断力を与える。
 -せん断力を付与する手段-
 せん断力を付与する手段としては、例えば、ブレード、エアナイフ、バー、および、アプリケーターが挙げられる。工程(B)においては、ブレードまたはエアナイフを用いて組成物の表面にせん断力を与えることが好ましく、ブレードを用いて組成物の表面にせん断力を与えることがより好ましい。
 ブレードを用いて組成物の表面にせん断力を与える方法においては、ブレードによって組成物の表面を掻き取ることが好ましい。
 上記方法においては、せん断力を付与する前後で組成物の厚さが変化する場合がある。ブレードによってせん断力が与えられた後の組成物の厚さは、せん断力が与えられる前の組成物の厚さに対して、1/2以下または1/3以下であってもよい。ブレードによってせん断力が与えられた後の組成物の厚さは、せん断力が与えられる前の組成物の厚さに対して、1/4以上であることが好ましい。
 ブレードの材料は、制限されない。ブレードの材料としては、例えば、金属(例えば、ステンレス)、樹脂(例えば、テフロン(登録商標)、および、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK))等が挙げられる。
 ブレードの形状は、制限されない。ブレードの形状としては、例えば、板状が挙げられる。
 ブレードは、組成物に対してせん断力を与えやすいという観点から、金属製の板状部材であることが好ましい。
 組成物に接触するブレードの先端部の厚さは、組成物に対してせん断力を与えやすいという観点から、0.1mm以上が好ましく、1mm以上がより好ましい。
 ブレードの厚さの上限は、制限されない。ブレードの厚さは、例えば、10mm以下の範囲で決定すればよい。
 エアナイフを用いて組成物の表面にせん断力を与える方法においては、組成物の表面にエアナイフによって圧縮空気を吹き付けることで、組成物の表面にせん断力が付与される。圧縮空気を吹き付ける速度に応じて、組成物に付与するせん断速度を調節することができる。圧縮空気を吹き付ける速度とは、すなわち圧縮空気の流速である。
 エアナイフによる圧縮空気の吹き付け方向は、組成物の搬送方向に対して、同じ方向であっても反対方向であってもよい。エアナイフによる圧縮空気の吹き付け方向は、圧縮空気によって掻き取られた組成物の断片が支持体上に残る組成物に付着することを防止するという観点から、組成物の搬送方向と同じ方向であることが好ましい。
 -せん断速度-
 工程(B)におけるせん断速度が大きいほど、配向精度が高いコレステリック液晶層を形成することができる。せん断速度は、1,000秒-1以上であることが好ましく、10,000秒-1以上であることがより好ましく、30,000秒-1以上であることが特に好ましい。せん断速度の上限は、制限されない。せん断速度は、例えば、1.0×106-1以下の範囲で決定すればよい。
 以下、せん断速度の求め方について説明する。
 例えば、ブレードを用いてせん断力を与える場合、せん断速度は、ブレードと支持体との最短距離を「d」とし、ブレードに接触する組成物の搬送速度(すなわち、組成物とブレードとの相対速度)を「V」としたとき、「V/d」によって求められる。
 また、例えば、エアナイフを用いてせん断力を与える場合、せん断速度は、せん断付与後の組成物の厚さを「h」とし、組成物表面と支持体表面との相対速度を「V」としたとき、「V/2h」によって求められる。
 -組成物の表面温度-
 せん断力が与えられる際の組成物の表面温度は、組成物に含まれる液晶化合物の相転移温度に応じて決定すればよい。
 せん断力が与えられる際の組成物の表面温度は、50~120℃が好ましく、60~100℃がより好ましい。組成物の表面温度を上記範囲に調節することで、配向精度が高いコレステリック液晶層を得ることができる。
 組成物の表面温度は、非接触式温度計で測定した温度値によって放射率が校正された放射温度計を用いて測定する。組成物の表面温度は、測定面とは反対側の表面から10cm以内に反射物がない状態で測定する。
 -組成物の厚さ-
 せん断力が与えられる前の組成物の厚さは、配向精度が高いコレステリック液晶層を形成するという観点から、30μm以下が好ましく、15~25μmがより好ましい。
 せん断力が与えられた後の組成物の厚さは、配向精度が高いコレステリック液晶層を形成するという観点から、10μm以下が好ましく、7μm以下がより好ましい。
 せん断力が与えられた後の組成物の厚さの下限は、制限されない。せん断力が与えられた後の組成物の厚さは、5μm以上が好ましい。
 (工程(C))
 組成物が溶媒を含む場合、コレステリック液晶層の製造方法は、工程(A)と工程(B)との間に、塗布された組成物中の溶媒の含有率を上記組成物の全質量に対して50質量%以下の範囲に調節する工程を有することが好ましい。以下の説明では、この溶媒の含有率を調節する工程を「工程(C)」ともいう。
 組成物中の溶媒の含有率を50質量%以下の範囲に調節することで、配向精度が高いコレステリック液晶層を形成することができる。
 工程(C)において、組成物中の溶媒の含有率は、上記組成物の全質量に対して、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましい。
 塗布された組成物中の溶媒の含有率の下限は、制限されない。塗布された組成物中の溶媒の含有率は、上記組成物の全質量に対して、0質量%であってもよく、または、0質量%を超えてもよい。塗布された組成物中の溶媒の含有率は、塗布された組成物の表面状態の悪化を抑制しやすいという観点から、10質量%以上が好ましい。
 組成物中の溶媒の含有率は、絶乾法によって測定する。以下、測定方法の具体的な手順を説明する。
 組成物から採取した試料を、60℃で24時間乾燥した後、乾燥前後の試料の質量変化を求める。乾燥前後の試料の質量変化に基づいて、試料中の溶媒の含有率を求める。上記操作を3回行うことで得られた値の算術平均を、溶媒の含有率とする。乾燥前後の試料の質量変化とは、すなわち、乾燥後の試料の質量と乾燥前の試料の質量との差である。
 工程(C)において、塗布された組成物中の溶媒の含有率を調節する方法としては、例えば、乾燥が挙げられる。
 組成物の乾燥手段としては、公知の乾燥手段を利用することができる。乾燥手段として、例えば、オーブン、温風機、および、赤外線ヒーター等が挙げられる。
 温風機を用いる乾燥においては、組成物に対して温風を直接当ててもよく、または支持体の組成物が配置された面とは反対側の面に対して温風を当ててもよい。また、組成物の表面が温風によって流動することを抑制するために、拡散板を設置してもよい。
 乾燥は、吸気によって行ってもよい。吸気による乾燥においては、例えば、排気機構を有する減圧室を用いることができる。組成物の周囲の気体を吸気することで、組成物中の溶媒の含有率を低減することができる。
 乾燥条件は、組成物中の溶媒の含有率を50質量%以下にすることができれば制限されない。乾燥条件は、例えば、組成物に含まれる成分、組成物の塗布量、および、搬送速度等に応じて決定すればよい。
 (工程(D))
 組成物が重合性化合物(例えば、重合性基を有する液晶化合物および/または重合性基を有するキラル剤)を含む場合、コレステリック液晶層の製造方法は、工程(B)の後に、せん断力が与えられた組成物を硬化させる工程を有することが好ましい。以下の説明では、この硬化させる工程を「工程(D)」ともいう。
 工程(D)において組成物を硬化させることで、液晶化合物の分子配列を固定することができる。
 組成物を硬化させる方法としては、例えば、加熱および活性エネルギー線の照射等が挙げられる。工程(D)においては、製造適性の観点から、せん断力が与えられた組成物に活性エネルギー線を照射することによって、上記組成物を硬化させることが好ましい。
 活性エネルギー線としては、例えば、α線、γ線、X線、紫外線、赤外線、可視光線、および、電子線等が挙げられる。活性エネルギー線は、硬化感度および装置の入手容易性の観点から、紫外線が好ましい。
 紫外線の光源としては、例えば、ランプ、レーザー、発光ダイオード、および、陰極線管等が挙げられる。
 ランプとしては、例えば、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、および、カーボンアークランプが例示される。また、レーザーとしては、例えば、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、および、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザーが例示される。
 紫外線の光源が出射する紫外線のピーク波長は、200~400nmが好ましい。
 紫外線の露光量は、100~500mJ/cm2が好ましい。以下の説明では、紫外線の露光量を『積算光量』ともいう。
 (他の工程)
 コレステリック液晶層の製造方法は、上記した工程以外の工程を有していてもよい。
 コレステリック液晶層の製造方法は、例えば、支持体上に配向膜を形成する工程を有していてもよい。支持体上に配向膜を形成する工程は、工程(A)の前に実施されることが好ましい。
 配向膜の形成方法としては、例えば、有機化合物のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、および、マイクログルーブを有する層の形成等が挙げられる。なお、ラビング処理される有機化合物は、重合体であるのが好ましい。
 -配向膜-
 配向膜は、液晶化合物に対して配向規制力を与えることができるものであればよい。
 配向膜は、支持体とコレステリック液晶層との間に配置されることが好ましい。
 配向膜としては、例えば、液晶化合物に対して配向規制力を与える機能を有する公知の配向膜を利用することができる。配向膜は、電場の付与、磁場の付与および光照射の1以上によって配向機能が生じる配向膜であってもよい。
 配向膜の厚さは、0.1~10μmが好ましく、1~5μmがより好ましい。
 (製造方式)
 コレステリック液晶層の製造方法は、ロールトゥロール(Roll to Roll)方式によって実施してもよい。ロールトゥロール方式においては、例えば、長尺の支持体を連続搬送しながら各工程を実施する。コレステリック液晶層の製造方法は、1つずつ搬送される支持体を用いて実施してもよい。
 コレステリック液晶層の製造方法について、図6を参照して説明する。
 図6は、上述したコレステリック液晶相に由来する明線および暗線が、コレステリック液晶層の法線に対して傾斜しているコレステリック液晶層の製造方法の一例を説明するための概略図である。
 図6において、コレステリック液晶層は、ロールトゥロール方式によって製造される。ロール状に巻回された長尺の支持体Fは、搬送ロール500によって矢印の方向へ搬送される。支持体Fの搬送速度は、10~100m/分が好ましい。
 搬送ロール500を通過した支持体Fに対して、塗布装置150によって組成物を塗布する(工程(A))。上記組成物は、液晶化合物、キラル剤、および、溶媒を含む。
 塗布装置150による組成物の塗布は、支持体Fがバックアップロール600上に巻き掛けられた領域で行われることが好ましい。以下、バックアップロール600の好ましい態様について説明する。
 バックアップロール600の表面は、例えば、ハードクロムメッキが施されていてもよい。メッキの厚さは、40~60μmが好ましい。
 バックアップロール600の表面粗Raは、0.1μmが好ましい。
 バックアップロール600の表面温度は、温度制御手段によって任意の温度範囲に制御されていてもよい。
 バックアップロール600の表面温度は、組成物の組成、組成物の硬化性能、および、支持体の耐熱性等に応じて決定すればよい。バックアップロール600の表面温度は、例えば、40~120℃が好ましく、40~100℃がより好ましい。
 バックアップロール600の温度制御手段としては、例えば、加熱手段および冷却手段が挙げられる。加熱手段としては、例えば、誘導加熱、水加熱および油加熱が挙げられる。冷却手段としては、例えば、冷却水による冷却が挙げられる。
 バックアップロール600の直径は、100~1,000mmが好ましく、100~800mmがより好ましく、200~700mmがさらに好ましい。
 バックアップロール600に対する支持体Fのラップ角は、60°以上が好ましく、90°以上がより好ましい。
 また、ラップ角の上限は、例えば、180°に設定することができる。「ラップ角」とは、支持体がバックアップロールに接触する際の支持体の搬送方向と、バックアップロールから支持体が離間する際の支持体の搬送方向とがなす角を意味する。
 塗布装置150によって支持体Fに組成物を塗布した後、乾燥装置200によって組成物を乾燥する(工程(C))。組成物を乾燥することで、組成物中の溶媒の含有率を調節する。
 乾燥装置200によって組成物を乾燥した後、搬送ロール510を通過した組成物の上面を、ブレード300を用いて掻き取ることによって、組成物の表面にせん断力を与える(工程(B))。
 せん断力は、組成物の搬送方向、すなわち、支持体の搬送方向に沿って与えられる。ブレード300によるせん断力の付与は、支持体Fがバックアップロール610上に巻き掛けられた領域で行われることが好ましい。
 バックアップロール610の好ましい態様は、バックアップロール600と同様である。バックアップロール610の表面温度は、例えば、50~120℃が好ましく、60~100℃がより好ましい。
 組成物にせん断力を与えた後、組成物に対して光源400から活性エネルギー線を照射することによって、組成物を硬化させる(工程(D))。組成物を硬化させることで、コレステリック液晶層を形成する。
 以上の各工程を経て得られる支持体F上にコレステリック液晶層が形成される。また、図6に示されるコレステリック液晶層の製造方法において、配向膜を有する支持体Fを用いることで、支持体Fと、配向膜と、コレステリック液晶層と、をこの順で有する積層体を製造することができる。
 作製されたコレステリック液晶層は、支持体F(および配向膜)と共に透明スクリーンとして用いられてもよい。あるいは、コレステリック液晶層は、支持体Fから剥離されて別の支持体に転写されて透明スクリーンとして用いられてもよい。
 上述のように、透明スクリーン102の光投映層10としては、このようなコレステリック液晶層10aに加え、光散乱粒子を含有する光散乱層も利用可能である。
 図7に、光投映層として用いられる光散乱層を概念的に表す図を示す。
 図7に示すように、光投映層として用いられる光散乱層10bは、光散乱粒子50を母材52となる樹脂中に含有する層である。光散乱層10bは、母材52と光散乱粒子50との屈折率の差によって、入射した光を散乱する。光散乱層10bは、裏面に斜め方向から入射した投映光を散乱することによって、表面に略垂直な方向に向かわせることができる。
 光散乱層10bとしては、透明スクリーンに用いられている種々の公知の光散乱層が利用可能である。
 光散乱粒子としては、有機微粒子あるいは無機微粒子のいずれであっても良い。
 光散乱層が含有する有機微粒子としては、例えば、アクリル重合体、スチレン-アクリル共重合体、酢酸ビニル-アクリル共重合体、酢酸ビニル重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリオレフィン重合体、エチレン-酢酸ビニル-アクリル等の多元共重合体、SBR、NBR、MBR、カルボキシル化SBR、カルボキシル化NBR、カルボキシル化MBR、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール系樹脂、ロジンエステル系樹脂、エピスルフィド系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン-アクリル樹脂、および、メラミン樹脂等、従来公知のものから広く選ぶことができる。メラミン樹脂およびアクリル系樹脂等の微粒子表面がシリカ等の無機微粒子で被覆されたものも使用できる。
 また、このような有機微粒子と少量の無機微粒子(無機微粒子の割合が50質量%を下回るもの)による複合粒子を用いた場合等でも、実質的には有機微粒子と見なし使用できる。これらのポリマーのモノマー中に屈折率を高める目的で硫黄原子を導入したもの、耐候性を向上させる、あるいは屈折率を下げるためにフッ素置換基を導入したものも用いることができる。
 光散乱層が含有する無機微粒子としては、コロイダルシリカ、沈降法シリカ、ゲル法シリカ、気相法シリカ、アルミナ、アルミナ水和物、ルチル型およびアナターゼ型の酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、鉛白、酸化アンチモン類、アンチモン酸亜鉛、チタン酸鉛、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ハフニウム、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化イットリウム、酸化クロム、酸化スズ、酸化モリブデン、ナノダイヤモンド、ATO(アンチモンドープ酸化錫)、ITO(酸化インジウム錫)、ならびに、ケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラスおよびホウ酸塩ガラス等の酸化ガラス等があり、これらの複合酸化物あるいは複合硫化物等も広く用いることができる。
 また、酸化チタンおよび酸化亜鉛等の光触媒活性を持つ無機微粒子の場合には、無機微粒子表面に極めて薄く、シリカ、アルミナ、および、ジルコニア等による被覆が行われているものも使用できる。
 さらに、無機微粒子と少量の有機微粒子による複合粒子を用いた場合等でも、実質的には無機微粒子と見なし使用できる。この際において、少量の有機微粒子とは、有機微粒子の割合が50質量%を下回ることを示す。
 本発明では、光散乱粒子として用いる有機微粒子および無機微粒子は、それぞれを単独もしくは複数種類を混合して使用することもでき、有機微粒子および無機微粒子の双方を混合して使用することも可能である。
 本発明における光散乱粒子の光拡散性能は、光散乱層の母材と光散乱粒子の相対屈折率に影響される。そのため、光散乱粒子の屈折率は、1.6以上が好ましく、2.0以上がより好ましい。特に好ましく用いられる高屈折率の光散乱粒子は、酸化チタン、酸化ジルコニウムである。透明スクリーンの透明性および/または色調を調節するために、コロイダルシリカなどの低屈折率の光散乱粒子を高屈折の光散乱粒子と併用しても構わない。
 また、光散乱粒子の平均粒子径には制限はないが、45~340nmが好ましい。
 光散乱粒子の平均粒子径が45~340nmであると、光散乱性能とスクリーンの透明性を高いレベルで両立することが可能となる。
 光散乱層の母材としては、透明性の高い樹脂を用いることが好ましい。光散乱層の母材としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、ポリエステル、ポリカーボネート、トリアセチルセルロースシクロオレフィンポリマー、および、環状オレフィンコポリマー等が挙げられる。
 あるいは、光散乱層の母材として、特開2019-174546号公報に記載されるゼラチンゲルを用いてもよい。
 また、透過性を損なわずに、入射した投映光を十分に散乱できる点で、光散乱層中における、光散乱粒子の含有量は、50質量%以下が好ましく、10~40質量%がより好ましく、15質量%~30質量%がさらに好ましい。
 また、光投映層10として、このような光散乱層10bを用いる場合には、投映装置110の光軸と透明スクリーンの法線とがなす角度θは、45~60°が好ましく、47.5~57.5°がより好ましい。
 光投映層10として、光散乱層10bを用いる場合に、角度θを45~60°とすることにより、透明スクリーン102の裏面に斜め方向から入射した光を、表面側の略法線方向に適正に出射させることができる、直進透過光を低減できる等の点で好ましい。
 図8に、本発明のリアプロジェクション用表示システムの第2の態様の一例の概念図を示す。
 なお、図8に示すリアプロジェクション用表示システム120は、図1に示すリアプロジェクション用表示システム100に類似する構成を有するので、同じ部材および部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる点を主に行う。
 リアプロジェクション用表示システム120は、投映装置110と、透明スクリーン124とを有する。透明スクリーン124は、支持体106と光投映層12とを有する。
 投映装置110および支持体106は、上述したリアプロジェクション用表示システム100と同様のものである。
 また、光投映層12は、上述した光投映層10と同様、透明スクリーン124の裏面から斜め方向に入射した投映装置110の投映光の進行方向を、透明スクリーン124の略法線方向すなわち観察者Uによる観察方向に変更するものである。
 本発明の第2の態様であるリアプロジェクション用表示システム120においても、投映装置110が投映した投映像を表示するための透明スクリーン124の光投映層10は、厚さが10~30μmである。
 また、本発明の第2の態様であるリアプロジェクション用表示システム120においても、投映装置110は、図8に一点鎖線で示す光軸と、図8に破線で示す透明スクリーン124の法線とが成す角度θが30°以上となるように、斜め方向から投映光を透明スクリーン124に投映する。
 本発明の第2の態様であるリアプロジェクション用表示システム120において、光投映層12の厚さ、および、投映装置110の光軸と透明スクリーン124の法線とが成す角度θに関しては、上述した第1の態様のリアプロジェクション用表示システム100と同様である。
 ここで、本発明の第2の態様のリアプロジェクション用表示システム120においては、投映装置110が出射した光軸方向の投映光のうち、10%以上の投映光の進行方向を、透明スクリーン124の法線に対して±10°の方向に変更させる。
 具体的には、図9に概念的に示すように、投映装置110の光軸を進行する投映光のうち、透明スクリーン124によって進行方向を変更され、透明スクリーン124の法線(破線)に対して±10°の範囲を進行する投映光I3の三刺激値(X3、Y3、Z3)を、測定装置112で測定する。
 本発明の第2の態様のリアプロジェクション用表示システム120の透明スクリーン124は、この三刺激値(X3、Y3、Z3)と、上述した図2に示す投映装置110が出射した投映光I0の三刺激値(X0、Y0、Z0)とが、下記式を満たす。
  (X3/X0)×100≧10[%]
  (Y3/Y0)×100≧10[%]
  (Z3/Z0)×100≧10[%]
 本発明のリアプロジェクション用表示システムの第2の態様は、このような構成を有することにより、本発明のリアプロジェクション用表示システムの第1の態様と同様に、投映像の視認性が良好なリアプロジェクション用表示システムを実現している。
 本発明のリアプロジェクション用表示システム120において、透明スクリーン124は、投映装置110が出射し、光軸上を進行する投映光のうち、10%以上の進行方向を、法線に対して±10°の方向に変更する。
 すなわち、本発明のリアプロジェクション用表示システム120は、斜め方向から透明スクリーン124に入射した光の多くの進行方向(光路)を、透明スクリーン124の略法線方向に変更することができる。その結果、本発明のリアプロジェクション用表示システム120によれば、投映装置110が出射した投映光の多くを、透明スクリーン124によって観察者Uによる観察方向に向けて投映できる。これにより、本発明のリアプロジェクション用表示システムの第2の態様は、投映像の視認性を向上できる。
 また、透明スクリーン124の略法線方向に進路を変更する投映光が多いということは、透明スクリーン124によって進行方向を変更されずに、直進して透過する直進透過光I2の透過率が低いということである。その結果、本発明のリアプロジェクション用表示システム120は、直進透過光I2の光量(輝度)を低減して観察者Uに視認されることも抑制できるので、この点でも、投映像の視認性を向上できる。
 なお、本発明の第2の態様のリアプロジェクション用表示システム120では、投映装置110の光軸と透明スクリーン124の法線とが成す角度θを30°以上とすることでも、投映像の視認性を向上できるのは、上述の第1の態様のリアプロジェクション用表示システム100と同様である。
 さらに、本発明の第2の態様のリアプロジェクション用表示システム120では、光投映層12の厚さを10~30μmとすることで、背景の視認性を向上できる等の効果を得られるのも、上述の第1の態様のリアプロジェクション用表示システム100と同様である。
 本発明のリアプロジェクション用表示システム120においては、上述のように、投映装置110の光軸を進行する投映光の10%以上の進行方向を、透明スクリーン124の法線に対して±10°の方向に変更する。
 以下、投映装置110の光軸上を進行して、透明スクリーン124の法線に対して±10°の方向に進行方向を変更される投映光の割合を『光路を変更される投映光の割合』ともいう。すなわち、本発明の第2の態様のリアプロジェクション用表示システム120は、透明スクリーン124によって光路を変更される投映光の割合が10%以上である。
 光路を変更される投映光の割合が10%未満では、投映像の視認性の向上効果を十分に得られない、直進透過光I2が観察者Uに視認され易い等の不都合を生じる。
 光路を変更される投映光の割合は、12.5%以上が好ましく、15%以上がより好ましい。
 本発明において、光路を変更される投映光の割合は、先と同様、一例として、投映装置110が投映する投映光の全波長域において、5nm間隔で、測定すればよい。
 ここで、本発明のリアプロジェクション用表示システム120において、光路を変更される投映光の割合は、測定した各波長の平均値であってもよい。
 しかしながら、投映像の色バランス、背景の色味付きの抑制等を考慮すると、本発明において、光路を変更される投映光の割合は、先と同様、白表示時の三刺激値(X、Y、Z)で光路を変更される投映光の割合が10%以上であるのが好ましく、かつ、三刺激値(X、Y、Z)で光路を変更される投映光の割合が同一であるのがより好ましい。
 なお、本発明の第2の態様のリアプロジェクション用表示システム120において、透明スクリーンのヘイズ、透明スクリーンの全光透過率等の各種の好ましい態様に関しては、上述した本発明の第1の態様のリアプロジェクション用表示システム100と同様である。
 また、本発明の第2の態様のリアプロジェクション用表示システム120において、光投映層12は、上述した光投映層10と同様のものが利用可能である。
 特に、コレステリック液晶層10aは、光投映層12として好適に利用される。
 本発明のリアプロジェクション用表示システムにおいては、第1の態様および第2の態様共に、透明スクリーンと投映装置との間に、1/4波長板を有してもよい。
 特に、光投映層(光投映層10および光投映層12)がコレステリック液晶層10aである場合には、透明スクリーンと投映装置110との間に、1/4波長板を有するのが好ましい。すなわち、光投映層がコレステリック液晶層10aである場合には、1/4波長板を透過した投映光を、透明スクリーンに入射するのが好ましい。
 周知のように、コレステリック液晶層は、特定の波長域の特定の円偏光を選択的に反射する。
 従って、光投映層がコレステリック液晶層10aである場合には、1/4波長板によって投映光の少なくとも一部をコレステリック液晶層10aに対応する円偏光とした後に、透明スクリーンに入射するのが好ましい。これにより、投映光の進行方向を、効率よく、透明スクリーンの略法線方向に変更することが可能になる。
 1/4波長板には制限はなく、可視光のいずれかの波長において約1/4波長となる位相差を有する、公知の1/4波長板(λ/4板、λ/4位相差板)が、各種、利用可能である。また、1/4波長板は、透明スクリーンと一体化してもよく、別部材でもよい。
 1/4波長板としては、例えば、波長550nmにおいて、100~180nmの位相差を有する1/4波長板が好ましく例示され、120~160nmの位相差を有する1/4波長板がより好ましく例示される。
 また、投映装置110が無偏光の投映光を出射するものである場合には、必要に応じて、投映装置110と1/4波長板との間に、直線偏光子を設けてもよい。
 直線偏光子にも制限はなく、公知のものが、各種、利用可能である。
 本発明のリアプロジェクション用表示システムにおいて、透明スクリーン(透明スクリーン102および透明スクリーン124)は、上述した支持体106、配向膜、および、光投映層(光投映層10および光投映層12)以外の層を有していてもよい。
 例えば、透明スクリーンは、所定の入射角で入射する光のみを透過するルーバーフィルムを有していてもよい。また、透明スクリーンは、入射光を所定の方向に回折する回折素子を有してもよい。
 透明スクリーンが、ルーバーフィルムおよび/または回折素子を有することにより、直進透過光を低減して、視認性を向上することができる。
 ルーバーフィルムは、遮光ルーバーフィルムおよび散乱ルーバーフィルム等の公知のものが、各種、利用可能である。遮光ルーバーフィルムは、帯状の光透過帯と遮光帯とが交互に配されており、特定方向から入射する光を透過し、その特定方向以外から入射する光の透過を妨げるものである。また、散乱ルーバーフィルムは、特定方向から入射する光を透過し、その特定方向以外から入射する光を拡散するものである。
 また、回折素子も、体積ホログラム、表面レリーフ、および、液晶回折素子等、公知の回折素子が、各種、利用可能である。
 さらに、透明スクリーンは、裏面103側に、反射防止層(反射防止フィルム)を有してもよい。
 反射防止層は、屈折率が大きい層と屈折率が小さい層とを交互に積層してなる誘電体多層膜、および、モスアイフィルムなど、公知の反射防止層が、各種、利用可能である。
 投映装置からの投映画像の光は、リアプロジェクション用表示システムの立位状態を基準として、例えば天井側あるいは頭上側から透明スクリーンの裏面に照射されてもよく、壁面(側面)側から透明スクリーンに照射されてもよく、床面側から照射されてもよい。
 前述のとおり、リアプロジェクション用表示システムは、自動車あるいは建物等の窓ガラスを透明スクリーンとして窓ガラスに画像を表示する用途に利用可能である。
 以上、本発明のリアプロジェクション用表示システムについて詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
 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、試薬、使用量、物質量、割合、処理内容、および、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。したがって、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。
[透明スクリーン1の作製]
<配向膜層用塗布液の調製>
 純水(96質量部)を入れた容器を80℃に保温した状態で、PVA-205(4質量部、クラレ社製)を混合、攪拌することで、配向膜層用塗布液を調製した。
<コレステリック液晶層用塗布液の調製>
 下記の成分を混合し、下記組成のコレステリック液晶層用塗布液を調製した。
・下記液晶化合物の混合物1              100質量部
・下記右旋回性キラル剤LC-756(BASF社製)  1.2質量部
・IRGACURE 907(BASF社製)        3質量部
・下記配向規制剤                   0.5質量部
・PM758(日本化薬株式会社製)            1質量部
・メチルエチルケトン                 184質量部
・シクロヘキサノン                   31質量部
・液晶化合物の混合物1
 数値は質量%である。
・右旋回性キラル剤
・配向規制剤
<配向膜の形成>
 支持体であるトリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム社製、厚さ:80μm)上に、調製した配向膜層用塗布液を、バー番手6のバーを用いて塗布し、その後、100℃で10分間乾燥させ、基材上に厚さ2μmの配向膜を形成した。
<コレステリック液晶層の形成>
 次いで、配向膜を形成した支持体を70℃に加熱し、バー番手18のバーを用いて、配向膜上に調製したコレステリック液晶層用塗布液を塗布し、70℃で1分間乾燥させ、コレステリック液晶層を形成した。コレステリック液晶層の厚さは10μmであった。
<せん断力の付与>
 次いで、形成したコレステリック液晶層を70℃に加熱した状態で、70℃に加熱したステンレス製ブレードをコレステリック液晶層に接触させた。接触した状態で、上記ブレードを1.5m/分の速度で移動させ、せん断力を与えた。せん断速度は、2500秒-1とした。
<硬化>
 せん断力を付与した後、メタルハライドランプからの紫外線を、長波長カットフィルター(朝日分光社製、SH0325)を通して、コレステリック液晶層に照射した(露光量:2mJ/cm2)。
 その後、長波長カットフィルターを取り除き、窒素雰囲気下(酸素濃度:100ppm未満)でメタルハライドランプを用いて紫外線を照射(露光量:500mJ/cm2)して、透明スクリーン1を作製した。
<明線および暗線の傾斜角と間隔>
 作製した透明スクリーン1を厚さ方向に切断し、SEMを用いて断面を観察した。
 その結果、明線および暗線とコレステリック液晶層の主面とが成す角度βが62°であることを確認した。また、明線と暗線との間隔は0.85μmであった。
[透明スクリーン2の作製]
 配向膜上にコレステリック液晶層用塗布液を塗布する際に、バー番手22のバーを用いた以外は、透明スクリーン1と同様に、透明スクリーン2を作製した。形成したコレステリック液晶層の厚さは12μmであった。
[透明スクリーン3の作製]
 配向膜上にコレステリック液晶層用塗布液を塗布する際に、バー番手47のバーを用いた以外は、透明スクリーン1と同様に、透明スクリーン3を作製した。形成したコレステリック液晶層の厚さは26μmであった。
[透明スクリーンH1の作製]
 配向膜上にコレステリック液晶層用塗布液を塗布する際に、バー番手6のバーを用いた以外は、透明スクリーン1と同様に、透明スクリーンH1を作製した。形成したコレステリック液晶層の厚さは3μmであった。
[透明スクリーンH2の作製]
 配向膜上にコレステリック液晶層用塗布液を塗布する際に、バー番手16のバーを用いた以外は、透明スクリーン1と同様に、透明スクリーンH2を作製した。形成したコレステリック液晶層の厚さは8μmであった。
[透明スクリーンH3の作製]
 配向膜上にコレステリック液晶層用塗布液を塗布する際に、バー番手60のバーを用いた以外は、透明スクリーン1と同様に、透明スクリーンH3を作製した。形成したコレステリック液晶層の厚さは33μmであった。
 透明スクリーン1と同様に確認した結果、透明スクリーン2および透明スクリーン3、透明スクリーンH1~H3において、明線および暗線とコレステリック液晶層の主面とがなす角度β、ならびに、明線と暗線との間隔は、透明スクリーン1と同様であった。
[評価]
 作製したコレステリック液晶層を有する透明スクリーンを、それぞれ15cm角のサイズで準備し、透明なガラス板に粘着剤(総研化学社製、SK粘着剤)を介して貼合した。この時、コレステリック液晶層側がガラス側となるようにした。
 次に、投映装置としてプロジェクター(BenQ社製、MH550)を用いて、透明スクリーンに投映光を入射し、投映像を表示した。投映像は、全面白の中央に「FUJIFILM」を黒色で配置した画像を用いた。
 この時、プロジェクターの光軸(投映光の中央)と、透明スクリーンの法線とが成す角度(入射角)が56°、35°、60°および28°のいずれかとなるように、プロジェクターと透明スクリーンとを配置した。投映光は、ガラス側から入射した。
 透明スクリーンの表面側すなわちプロジェクターと逆側の正面から、投映像の画像視認性を目視評価した。
 その後、映像光を全面白表示にした。
 この状態で、プロジェクターの光軸上に配置した分光放射計(トプコン社製、SR-UL1R)を用いて、透明スクリーンを直進して透過した直進透過光の三刺激値(X2、Y2、Z2)、および、透明スクリーンの無いときの白表示時のプロジェクターからの投映光の三刺激値(X0、Y0、Z0)を同位置で測定した(図2参照)。
 また、同じ分光放射計を用いて、光軸上を進行して、透明スクリーンによって透明スクリーンの法線に対して±10°の方向に変更された投映光の三刺激値(X3、Y3、Z3)も測定した(図9参照)。
 測定した三刺激値から、透明スクリーンの透過率『(X2/X0)×100』、『(Y2/Y0)×100』および『(Z2/Z0)×100』、ならびに、
 透明スクリーンによって透明スクリーンの法線に対して±10°の方向に変更された投映光の割合、すなわち光路を変更される投映光の割合(正面への投映率)『(X3/X0)×100』、『(Y3/Y0)×100』および『(Z3/Z0)×100』を算出した。
 結果を、下記の表に示す。
 上記の表において、上述のように、『膜厚』は、光投映層であるコレステリック液晶層の膜厚であり、『視認性』は、正面から投映像を視認した際の画像視認性である。
 また、透明スクリーンの透過率は、透明スクリーンが有る場合の三刺激値と、無い場合の三刺激値とを光軸上で測定して得られた、透明スクリーンの透過率である。
 正面への投映率は、プロジェクターによって照射された投映光に対する、透明スクリーンによって法線±10°の方向に光路を変更された投映光の三刺激値の割合である。
 さらに、入射角とは、プロジェクターの光軸と、透明スクリーンの法線とが成す角度である。
 また、日本電色工業社製のヘーズメーターNDH-2000を用いて、各透明スクリーンのヘイズと全光透過率を測定した。その結果を下記の表2に示す。
 ここで、全光透過率とは、(380~780nmの自然光の散乱透過率+自然光の直透過率)×100%の値である。
 上記表に示されるように、投映光の透明スクリーンへの入射角を30°以上、光投映層の厚さを10~30μmとし、さらに、透明スクリーンの透過率を50%以下、および/または、正面への投映光の投映率を10%以上とすることにより、直進透過光が投映像に悪影響を及ぼすことを防止して、高い画像視認性が得られる。
 中でも、透明スクリーンの透過率が50%以下、正面への投映光の投映率が10%以上の両者を満たし、かつ、入射角をブリュースター角(56°)とした実施例2は、特に良好な結果が得られている。
 以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
 各種の建築物および車両などの窓ガラス等を利用した、背景の視認が可能な投映像の表示に、好適に利用可能である。
 10、12 光投映層
 10a コレステリック液晶層
 10b 光散乱層
 40 液晶化合物
 40A 光学軸
 42 明線
 44 暗線
 50 光散乱粒子
 52 母材
 100、120 リアプロジェクション用表示システム
 102、124 透明スクリーン
 103 裏面
 104 表面
 106 支持体
 110 投映装置
 150 塗布装置
 200 乾燥装置
 300 ブレード
 400 光源
 500、510 搬送ロール
 600、610 バックアップロール
 θ 角度
 I1、I3投映光
 I2 直進透過光
 U 観察者
 D1 配列軸
 C1 螺旋軸
 β 角度

Claims (12)

  1.  投映光を出射する投映装置と、前記投映装置が出射した前記投映光を観察方向に投映する透明スクリーンと、を有し、
     前記透明スクリーンは、前記投映光を投映するための光投映層の厚さが10~30μmであり、
     前記投映装置は、光軸と前記透明スクリーンの法線とが成す角度が30°以上となるように、前記投映光を前記透明スクリーンに投映するものであり、さらに、
     前記透明スクリーンは、前記投映装置が出射した前記光軸方向の前記投映光の透過率が50%以下である、リアプロジェクション用表示システム。
  2.  前記透明スクリーンと前記投映装置との間に1/4波長板を有する、請求項1に記載のリアプロジェクション用表示システム。
  3.  前記透明スクリーンのヘイズが25%以下である、請求項1または2に記載のリアプロジェクション用表示システム。
  4.  前記透明スクリーンの全光透過率が80%以上である、請求項1または2に記載のリアプロジェクション用表示システム。
  5.  前記透明スクリーンが、前記光投映層として、少なくとも1層のコレステリック液晶層を有し、かつ、
     前記コレステリック液晶層は、走査型電子顕微鏡によって観察される厚さ方向の断面において、コレステリック液晶相に由来する明線および暗線が、前記コレステリック液晶層の主面に対して傾斜している、請求項1または2記載のリアプロジェクション用表示システム。
  6.  前記コレステリック液晶相に由来する明線および暗線が、前記コレステリック液晶層の主面に対して20~90°傾斜している、請求項5に記載のリアプロジェクション用表示システム。
  7.  投映光を出射する投映装置と、前記投映装置が出射した前記投映光を観察方向に投映する透明スクリーンと、を有し、
     前記透明スクリーンは、前記投映光を投映するための光投映層の厚さが10~30μmであり、
     前記投映装置は、光軸と前記透明スクリーンの法線とが成す角度が30°以上となるように、前記投映光を前記透明スクリーンに投映するものであり、さらに、
     前記透明スクリーンは、前記投映装置が出射した前記光軸方向の前記投映光の10%以上の進行方向を、前記透明スクリーンの法線に対して±10°の方向に変更させる、リアプロジェクション用表示システム。
  8.  前記透明スクリーンと前記投映装置との間に1/4波長板を有する、請求項7に記載のリアプロジェクション用表示システム。
  9.  前記透明スクリーンのヘイズが25%以下である、請求項7または8に記載のリアプロジェクション用表示システム。
  10.  前記透明スクリーンの全光透過率が80%以上である、請求項7または8に記載のリアプロジェクション用表示システム。
  11.  前記透明スクリーンが、前記光投映層として、少なくとも1層のコレステリック液晶層を有し、かつ、
     前記コレステリック液晶層は、走査型電子顕微鏡によって観察される断面において、コレステリック液晶相に由来する明線および暗線が、前記コレステリック液晶層の主面に対して傾斜している、請求項7または8に記載のリアプロジェクション用表示システム。
  12.  前記コレステリック液晶相に由来する明線および暗線が、前記コレステリック液晶層の主面に対して20~90°傾斜している、請求項11に記載のリアプロジェクション用表示システム。
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