JP4173772B2 - Projection screen and projection system including the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影機により投影スクリーン上に映像光を投射して映像を表示する投影システムに係り、とりわけ、映像を鮮明に表示することが可能な視認性に優れた投影スクリーン及びそれを備えた投影システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の投影システムとしては、投影機により投射された映像光を投影スクリーン上に映し出し、その反射光を観察者が映像として観察するものが一般的である。
【０００３】
このような従来の投影システムで用いられる投影スクリーンとしては、白色の紙材や布材の他、プラスチックフィルム上に光を白色散乱するインキを塗装したものなどが一般に用いられている。また、より高品質な投影スクリーンとして、ビーズやパールなどを練りこんだ散乱層を含み、この散乱層によって映像光の散乱状態を制御するものが市販されている。
【０００４】
ところで、近年では、投影機本体の小型化や価格の低下などに伴って、ホームシアターなどの家庭用途の需要が増加してきており、投影システムが一般家庭で用いられることが多くなってきている。この場合、投影システムは家庭のリビングスペースなどに設置されることが多いが、このような場所は通常、外光や照明光などの環境光が入りやすい設計となっている。このため、家庭用途の投影システムで用いられる投影スクリーンとしては、明るい環境光の下でも良好な映像表示を実現することが可能なものが望まれている。
【０００５】
しかしながら、上述した従来の投影スクリーンでは、外光や照明光などの環境光についても映像光と同様に反射してしまうので、明るい環境光の下で良好な映像表示を実現することが困難であるという問題がある。
【０００６】
具体的には、従来の投影システムでは、投影スクリーン上に投射される投影機からの投射光（映像光）の強度差によって映像の濃淡が作り出されており、例えば、黒地に白の絵を映し出すような場合には、投射光が投影スクリーンに当たる部分が白、それ以外の部分が黒となり、このような白黒の明るさの差により映像の濃淡が作り出されている。この場合、良好な映像表示を実現するためには、白表示の部分をより明るくし、黒表示の部分をより暗くして、コントラスト差を大きくする必要がある。
【０００７】
しかしながら、上述した従来の投影スクリーンでは、外光や照明光などの環境光を映像光との区別なく反射してしまうので、白表示の部分及び黒表示の部分の両方が明るくなり、白黒の明るさの差が小さくなってしまう。このため、上述した従来の投影スクリーンでは、部屋を暗くするための手段や環境などを用いて外光や照明光などの環境光の影響を抑えない限り、良好な映像表示を実現することが困難であるという問題がある。
【０００８】
このような背景の下で、従来から、明るい環境光の下でも良好な映像表示を実現することが可能な投影スクリーンが研究されており、例えばホログラムを利用したものや、偏光分離層を利用したものなどが提案されている（特許文献１及び２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−１０７６６０号公報
【特許文献２】
特開２００２−５４０４４５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の投影スクリーンのうち、ホログラムを利用した投影スクリーンでは、散乱効果を制御して白表示の部分をより明るくすることができ、明るい環境光の下で比較的良好な映像表示を実現することができるものの、ホログラムは波長選択性はあるものの、偏光選択性を有しておらず、一定の限度でしか映像を鮮明に表示することができないという問題がある。また、ホログラムを利用した投影スクリーンでは、製造上の問題から大画面化が困難であるという問題がある。さらに、ホログラムを利用した投影スクリーンでは、偏光選択性がないという問題もある。
【００１１】
一方、偏光分離層を利用した投影スクリーンでは、白表示の部分を明るくしつつ、黒表示の部分をより暗くすることが可能であり、ホログラムを利用したものに比べて、明るい環境光の下で映像を鮮明に表示することができる。
【００１２】
具体的には例えば、上記特許文献１には、映像光に含まれる赤色、緑色及び青色の各色の光（右円偏光又は左円偏光）を反射するコレステリック液晶を用い、コレステリック液晶の円偏光分離機能により環境光の略半分を反射させないようにする投影スクリーンが記載されている。
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１に記載された投影スクリーンでは、コレステリック液晶がプラーナー配向状態となっているので、このようなコレステリック液晶により光を反射させた場合には光の反射が鏡面反射となり、光を映像として視認することが困難である。すなわち、光を映像として視認するためには反射光に散乱効果が与えられている必要があるが、上記特許文献１に記載された投影スクリーンではこの点についての考慮が全くなされていない。
【００１４】
一方、上記特許文献２には、拡散性を有する多層反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、多層反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、多層反射性偏光材を構成する屈折率の異なる材料の界面反射、又は、多層反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により、反射光に散乱効果を与えるものが記載されている。また、上記特許文献２には、コレステリック反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、この反射性偏光要素と拡散要素とを組み合わせて用い、コレステリック反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、コレステリック反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものが記載されている。
【００１５】
しかしながら、上記特許文献２に記載された前者のものは、あくまでも多層反射性偏光材などの直線偏光要素（スリーエム社製のＤＢＥＦなど）を前提とするものであるので、投影システムなどでに組み込んで用いる際には、直線偏光を出射する液晶プロジェクターなどの投影機との間で偏光面を一致させる必要があり、両者の偏光面が一致しない場合には良好な映像表示を実現することができないという問題がある。
【００１６】
また、上記特許文献２に記載された後者のものでは、反射性偏光要素としてコレステリック反射性偏光材などの円偏光要素が用いられているものの、反射性偏光要素の観察者側に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものであるので、反射性偏光要素により与えられる偏光分離機能が損なわれてしまい、映像の視認性を十分に向上させることができないという問題がある。
【００１７】
すなわち、反射性偏光要素の観察者側に拡散要素が設けられているので、反射性偏光要素に入射する前に光が拡散要素を透過し、その偏光状態が乱されてしまう（これを「消偏」という）。ここで、拡散要素を透過する光には環境光（外光など）と映像光の２種類があるが、環境光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来透過されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射される成分に変換されてしまい、不要な光として反射性偏光要素で反射されてしまう。また、映像光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来反射されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射されない成分に変換されてしまい、反射性偏光要素を透過してしまう。このような２つの現象により、本来の偏光分離機能が損なわれてしまい、映像の視認性を十分に向上させることができない。
【００１８】
以上のように、上述した従来の投影スクリーンでは、ホログラムを利用したもの、及び上記特許文献１及び２に記載されたような偏光分離層を利用したもののいずれにおいても、明るい環境光の下では一定の限度でしか映像を鮮明に表示することができず、映像の視認性を十分に向上させることができなかった。
【００１９】
本発明はこのような背景の下でなされたものであり、明るい環境光の下でも映像を鮮明に表示することが可能な視認性に優れた投影スクリーン及びそれを備えた投影システムを提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
（解決手段）
本発明は、第１の解決手段として、投射された映像光を反射して映像を表示する投影スクリーンにおいて、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層であって、前記コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させる偏光選択反射層を備えたことを特徴とする投影スクリーンを提供する。
【００２１】
なお、上述した第１の解決手段において、前記コレステリック液晶構造は、螺旋軸の方向が異なる複数の螺旋構造領域を含むことが好ましい。
【００２２】
また、上述した第１の解決手段において、前記偏光選択反射層は、可視光域の一部のみをカバーする特定の波長域の光を選択的に反射することが好ましい。ここで、前記偏光選択反射層は、当該偏光選択反射層に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を選択的に反射することが好ましい。
【００２３】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記偏光選択反射層は互いに積層された少なくとも２層以上の部分選択反射層を有し、前記各部分選択反射層は、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造であって、その構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるコレステリック液晶構造を有し、前記各部分選択反射層のコレステリック液晶構造は、その螺旋ピッチ長が互いに異なることが好ましい。
【００２４】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記投影スクリーンは、前記偏光選択反射層を支持する支持基材をさらに備えることが好ましい。ここで、前記支持基材は、可視光域の光を吸収する光吸収層を含むことが好ましい。
【００２５】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記投影スクリーンは、前記偏光選択反射層と前記支持基材との間に設けられた中間層をさらに備え、前記偏光選択反射層の前記コレステリック液晶構造のうち前記中間層との界面近傍の液晶分子のダイレクターが複数の方向に向くようにすることが好ましい。ここで、前記中間層は、可視光域の光を吸収する光吸収層を含むことが好ましい。
【００２６】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記投影スクリーンは、前記支持基材のうち前記偏光選択反射層が設けられる側の表面とは反対の表面の側に設けられ、前記偏光選択反射層が設けられた前記支持基材を外部の部材に貼り付けるための粘着層をさらに備えることが好ましい。
【００２７】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記投影スクリーンは、前記支持基材のうち前記偏光選択反射層が設けられる側の表面とは反対の表面の側に設けられ、前記支持基材に入射する光を反射する光反射層をさらに備えることが好ましい。
【００２８】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記投影スクリーンは、ハードコート層、防眩層、反射防止層、紫外線吸収層及び帯電防止層からなる群から選択された少なくとも一つの層を含む機能性保持層をさらに備えることが好ましい。
【００２９】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記偏光選択反射層は、重合性の液晶材料からなることが好ましい。
【００３０】
本発明は、第２の解決手段として、上述した第１の解決手段に係る投影スクリーンと、前記投影スクリーン上に映像光を投射する投影機とを備えたことを特徴とする投影システムを提供する。
【００３１】
なお、上述した第２の解決手段において、前記投影スクリーンは、前記投影機により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に反射することが好ましい。
【００３２】
また、上述した第２の解決手段において、前記投影機により前記投影スクリーン上に投射される前記映像光は、前記投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光を主として含むことが好ましい。
【００３３】
さらに、上述した第２の解決手段において、前記投影システムは、前記投影スクリーンが設置される観察空間を照明する照明光源であって、前記投影スクリーン上に直接的に照明光が照射されるように配置された照明光源をさらに備え、前記照明光源から前記投影スクリーンへ向けて出射される前記照明光は、前記投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光を主として含むことが好ましい。
【００３４】
さらに、上述した第２の解決手段において、前記投影スクリーンが設置される観察空間を照明する照明光源であって、照明光反射体を介して前記投影スクリーン上に間接的に照明光が照射されるように配置された照明光源をさらに備え、前記照明光源から前記照明光反射体へ向けて出射される前記照明光は、前記投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光を主として含むことが好ましい。
【００３５】
（本発明の原理及び作用）
本発明によれば、投影スクリーンにおいて、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層を備え、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域の螺旋軸の方向のばらつきなどによるコレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるようにしている。
【００３６】
このとき、偏光選択反射層においては、コレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）のみを選択的に反射するので、偏光特性のない外光や照明光などの環境光を偏光選択反射層で約５０％しか反射しないようにすることができる。このため、白表示など明表示の部分の明るさが同じ場合でも、黒表示などの暗表示の部分の明るさを略半分にして、映像のコントラストを略２倍にすることができる。なおこのとき、投射された映像光が、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすれば、投射された映像光を偏光選択反射層で略１００％反射することができ、映像光を効率的に反射することができる。
【００３７】
また、偏光選択反射層においては、コレステリック液晶構造が構造的な不均一性を有し、例えばコレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域の螺旋軸の方向がばらついたりしているので、映像光が鏡面反射でなく拡散反射され、映像が視認しやすくなる。なおこのとき、偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光を拡散させながら反射する一方で、その他の光については拡散させずに透過させることができる。このため、偏光選択反射層を透過する環境光や映像光について、上述したような「消偏」の問題は起こらず、偏光選択反射層の本来の偏光分離機能を維持しつつ、映像の視認性を向上させることができる。
【００３８】
以上のように、本発明によれば、外光や照明光などの環境光の影響をコレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により抑えて映像のコントラストを高める一方で、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により映像の視認性を低下させることなく映像光の反射光に散乱効果を与えることができるので、明るい環境光の下でも映像を鮮明に表示することができる。
【００３９】
また、本発明によれば、偏光選択反射層において、可視光域の一部のみをカバーする特定の波長域の光を選択的に反射するようにすることにより、外光や照明光などの環境光の影響をさらに抑えて映像のコントラストを高めることができ、映像の視認性をより向上させることができる。
【００４０】
すなわち、投影スクリーン上に映像光を投射する投影機は一般に、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光によりカラー表示を実現しており、例えば、投影スクリーンに対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を投射している。このため、投影スクリーンにおいて、投影機により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に反射するようにすることにより、外光や照明光などの環境光のうち上述した波長域から外れた範囲にある可視光域の光の反射を防止して映像のコントラストを高めることができる。
【００４１】
さらに、本発明によれば、投影機により投影スクリーン上に投射される映像光の偏光状態を制御することにより、映像光に起因した迷光などの影響を抑えて映像のコントラストを高めることができ、映像の視認性をより向上させることができる。
【００４２】
すなわち、投影機により投影スクリーン上に投射される映像光が、投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光を主として含むようにすることにより、投影スクリーンの偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）に起因した迷光などの発生を効果的に防止して映像のコントラストを高めることができる。
【００４３】
さらにまた、本発明によれば、照明光源から出射された照明光の偏光状態を制御することにより、照明光の影響を抑えて映像のコントラストを高めることができ、映像の視認性をより向上させることができる。
【００４４】
すなわち、照明光源から出射された照明光が投影スクリーン上に直接的に照射されるように照明光源が配置されている場合には、照明光源から投影スクリーンへ向けて出射される照明光が、投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）を主として含むようにすることが好ましい。これにより、投影スクリーンの偏光選択反射層で照明光が反射されてしまうことを効果的に防止して映像のコントラストを高めることができる。また、照明光源から出射された照明光が投影スクリーン上に照明光反射体を介して間接的に照射されるように照明光源が配置されている場合には、照明光源から照明光反射体へ向けて出射される照明光が、投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすることが好ましい。これにより、照明光反射体でその偏光状態が逆転された照明光は、投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）を主として含むこととなり、投影スクリーンの偏光選択反射層で照明光が反射されてしまうことを効果的に防止して映像のコントラストを高めることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００４６】
投影スクリーン
まず、図１により、本発明の一実施の形態に係る投影スクリーンについて説明する。
【００４７】
図１に示すように、本実施の形態に係る投影スクリーン１０は、観察者側（図面の上方側）から投射された映像光を反射して映像を表示するものであり、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層１１と、偏光選択反射層１１を支持する支持基材１２とを備えている。
【００４８】
このうち、偏光選択反射層１１は、コレステリック規則性を示す液晶性組成物からなり、液晶分子の物理的な分子配列として、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造をとっている。
【００４９】
そして、偏光選択反射層１１は、このような液晶分子の物理的な分子配列に基づいて、一方向の円偏光成分と、これと逆回りの円偏光成分とを分離する偏光分離特性を有している。すなわち、偏光選択反射層１１において、螺旋軸に沿って入射した無偏光状態の光は、２つの偏光状態の光（右円偏光及び左円偏光）に分離され、一方は透過され、残りは反射される。この現象は、円偏光二色性として知られ、液晶分子の螺旋構造における螺旋巻き方向を適宜選択すると、この螺旋巻き方向と同一の旋光方向を有する円偏光成分が選択的に反射される。
【００５０】
この場合の最大旋光光散乱は、次式（１）の波長λ０で生じる。
λ０＝ｎａｖ・ｐ … （１）
ここで、ｐは液晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチ長（液晶分子の分子螺旋の１ピッチ当たりの長さ）、ｎａｖは螺旋軸に直交する平面内での平均屈折率である。
【００５１】
また、このときの反射光の波長バンド幅△λは次式（２）で表される。ここで、△ｎは複屈折値である。
△λ＝△ｎ・ｐ … （２）
【００５２】
すなわち、図１において、投影スクリーン１０の観察者側から入射する無偏光状態の光（選択反射波長域内の右円偏光３１Ｒ及び左円偏光３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）は、上述したような偏光分離特性に従って、選択反射中心波長λ０を中心とした波長バンド幅△λの範囲（選択反射波長域）に属する一方の円偏光成分（例えば選択反射波長域内の右円偏光３１Ｒ）が反射光３３として反射され、その他の光（例えば選択反射波長域内の左円偏光３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）が透過される。
【００５３】
なお、このような偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、図２(a)に示すように、螺旋軸Ｌの方向が異なる複数の螺旋構造領域３０を含んでいる。そして、このようなコレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光（反射光３３）を拡散させるようになっている。ここで、コレステリック液晶構造が構造的な不均一性を有する状態とは、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向がばらついた状態の他、ネマチックレイヤー面（液晶分子のダイレクターがＸＹ方向で同一である面）の少なくとも一部が偏光選択反射層１１の面に対して平行でないような状態（染色処理したコレステリック液晶構造膜の断面ＴＥＭ写真を撮ったときに濃淡パターンで現われる層の１つながりの曲線が基板面と平行でない状態）や、コレステリック液晶からなる微粒子を顔料として分散させた状態などをいう。また、このようなコレステリック液晶構造の構造的な不均一性に生じる「拡散」とは、投影スクリーン１０で反射された反射光（映像光）を観察者が映像として認識することができる程度に拡げたり散乱させたりすることをいう。
【００５４】
これに対し、一般的なコレステリック液晶構造は、プラーナー配向状態となっており、図２(b)に示すように、コレステリック液晶構造に含まれる各螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向は全て層の厚さ方向に一様に平行に延びており、選択的に反射される光（反射光３６）は鏡面反射される。
【００５５】
なお、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域３０は、可視光域（例えば例えば４００〜７００ｎｍの波長域）の一部のみをカバーする特定の波長域の光を選択的に反射するように、特定の螺旋ピッチ長を有していることが好ましい。より具体的には、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、液晶プロジェクターなどの投影機により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に反射するように、不連続的に異なる少なくとも２種類以上の螺旋ピッチ長を有していることが好ましい。なお、投影機は一般に、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光によりカラー表示を実現しているので、例えば、偏光選択反射層１１に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を選択的に反射するように、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチ長を決定するようにするとよい。
【００５６】
なお、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域として用いられる、４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍは、光の三原色によって白色を表現するディスプレイに用いられるカラーフィルターや光源などの波長域として一般的なものである。ここで、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各色は特定の波長（例えば緑色（Ｇ）は代表的なものでは５５０ｎｍ）にピークを持つ輝線として表される。しかしながら、このような輝線にはある程度の幅があり、また、装置の設計や光源の種類などによって波長に差があることから、各色について、３０〜４０ｎｍの波長バンド幅を持つことが好ましい。なお、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各色の波長域を上述した範囲以外に設定した場合には、白色を表現することができず、白色が、黄味がかった白色や赤味がかった白色などになってしまう。
【００５７】
ここで、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域が互いに独立した選択反射波長域として表される場合には、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、不連続的に異なる３種類の螺旋ピッチ長を有することが好ましい。なお、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）の波長域は一つの螺旋ピッチ長での選択反射波長域の波長バンド幅に含まれる場合があるが、この場合には、コレステリック液晶構造は、不連続的に異なる２種類の螺旋ピッチ長を有することが好ましい。
【００５８】
なお、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造が不連続的に異なる２種類以上の螺旋ピッチ長を有する場合には、偏光選択反射層１１は、螺旋ピッチ長が互いに異なる少なくとも２層以上の部分選択反射層を互いに積層することにより構成することができる。具体的には、図３に示すように、青色（Ｂ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ａと、緑色（Ｇ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｂと、赤色（Ｒ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｃとを、支持基材１２側から順に積層するようにするとよい。なお、部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃの積層の順番は必ずしもこれに限られるものではなく、適宜任意の順番をとることができる。なお、図３において、各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、図１及び図２(a)に示す偏光選択反射層１１と同様に、特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）を選択的に反射するコレステリック液晶構造であって、その構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるコレステリック液晶構造を有している。
【００５９】
なお、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の厚さは、選択的に反射される特定の偏光状態の光を略１００％反射する程度の大きさ（反射率が飽和する程度の大きさ）とすることが好ましい。これは、選択的に反射される特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）に対して１００％未満の反射率であれば、映像光を効率的に反射することができないからである。なお、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の反射率は直接的には螺旋ピッチ数に依存しているが、螺旋ピッチ長が固定であるとすれば間接的には偏光選択反射層１１の厚さに依存している。具体的には、１００％の反射率を得るためには、４〜８ピッチ程度必要といわれているので、液晶性組成物の材料の種類や選択反射波長域にもよるが、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれかの波長域の光を反射する一層分の部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃであれば１〜１０μｍ程度の厚さが必要である。一方で、部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃの厚さは、厚くなればなるほどよいというわけではなく、厚くなりすぎると配向の制御などが困難となったり、ムラが生じたり、また材料自体による光吸収の程度が大きくなるので、上述した範囲が適切である。
【００６０】
次に、支持基材１２について説明する。
【００６１】
支持基材１２は、偏光選択反射層１１を支持するためのものであり、プラスチックフィルムや金属、紙材、布材、ガラスなどの材料を用いて形成することができる。
【００６２】
ここで、支持基材１２は、可視光域の光を吸収する光吸収層を含むことが好ましい。
【００６３】
具体的には例えば、図４に示すように、黒い顔料を練りこんだプラスチックフィルム（例えばカーボンを練りこんだ黒色ＰＥＴフィルム）などを用いて支持基材１２（１２Ａ）を形成するようにするとよい。この場合には、支持基材１２の全体が光吸収層（光吸収基材）となる。これにより、投影スクリーン１０の観察者側から入射する無偏光状態の光のうち反射光３３として本来反射されるべきででない光（選択反射波長域内の左円偏光３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）や、投影スクリーン１０の背面側から入射する光を吸収して、外光や照明光などの環境光に起因した反射光や、映像光に起因した迷光などの発生を効果的に防止することができる。
【００６４】
また、図４に示す支持基材１２（１２Ａ）のような態様以外にも、図５及び図６に示すように、プラスチックフィルムなどの透明な支持フィルム１４のいずれかの側の表面上に、黒い顔料などからなる光吸収層１５を形成することにより、支持基材１２（１２Ｂ，１２Ｃ）を形成してもよい。
【００６５】
なお、支持基材１２の厚さは、巻き取りできるようにすることを考慮するならば１５〜３００μｍが好ましく、より好ましくは２５〜１００μｍである。一方、パネルとして用いられる場合のように支持基材１２にフレキシブル性が必ずしも必要とされない場合には制限なく厚くすることができる。
【００６６】
また、支持基材１２や支持フィルム１４の材料として用いられるプラスチックフィルムとしては、ポリカーボネート系高分子、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル系高分子、ポリイミド系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリアクリレート系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子などの熱可塑性ポリマーなどからなるフィルムを用いることができる。なお、支持基材１２や支持フィルム１４の材料はこれに限定されるものではなく、金属や紙材、布材、ガラスなどの材料を用いることもできる。
【００６７】
なお、支持基材１２上に偏光選択反射層１１を積層する場合には、後述するように、コレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布した後、配向処理及び硬化処理を行うのが一般的である。
【００６８】
この場合、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造がプラーナー配向状態とならないように制御する必要があるので、支持基材１２としては、液晶性組成物が塗布される側の表面に配向能を有していないものを用いることが好ましい。
【００６９】
ただし、支持基材１２のうち液晶性組成物が塗布される側の表面の材料が、延伸フィルムなどのように表面に配向能を有しているものであっても、支持基材１２としての延伸フィルムの表面に表面処理を施したり、液晶性組成物の材料や、液晶性組成物を配向処理する際のプロセス条件などを制御することにより、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造がプラーナー配向状態とならないように制御することが可能である。
【００７０】
また、支持基材１２のうち液晶性組成物が塗布される側の表面が配向能を有している場合には、図７に示すように、偏光選択反射層１１と支持基材１２（１２Ａ）との間に易接着層などの中間層１３を設けることにより、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造の配向状態を制御し、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造のうち中間層１３との界面近傍の液晶分子のダイレクターが複数の方向に向くようにすることも可能である。なお、易接着層などの中間層１３を設ける場合には、偏光選択反射層１１と支持基材１２との間の密着性を高めることもできる。なお、このような中間層１３としては、偏光選択反射層１１の材質及び支持基材１２の材質の両方に対して高い密着性が得られるものであればよく、一般に市販されているものを用いることができる。具体的には例えば、東洋紡社製の易接着層付ＰＥＴフィルムＡ４１００や、パナック社製の易接着材料ＡＣ−Ｘ、ＡＣ−Ｌ、ＡＣ−Ｗなどが挙げられる。なお、中間層１３は、図４に示す支持基材１２（１２Ａ）と同様に、黒い顔料などを練りこみ、可視光域の光を吸収する光吸収層として用いることもできる。
【００７１】
ここで、支持基材１２の表面が配向能を有しておらず、また偏光選択反射層１１と支持基材１２との間の密着性も十分高い場合には、必ずしも中間層１３を設ける必要はない。また、偏光選択反射層１１と支持基材１２との間の密着性を高めるための方法としては、コロナ処理やＵＶ洗浄などのプロセス的な方法を用いることもできる。
【００７２】
なお、本実施の形態に係る投影スクリーン１０においては、図８に示すように、支持基材１２のうち偏光選択反射層１１が設けられる側の表面とは反対の表面の側に、支持基材１２に入射する光を反射する光反射層１６を設けるようにしてもよい。これにより、支持基材１２が図４乃至図６に示すような態様で光吸収層を含む場合において、投影スクリーン１０の背面側から入射した外光や照明光などの環境光をそれが支持基材１２（特にその内部に含まれる光吸収層）に到達する前に効果的に反射することができ、支持基材１２の発熱を効果的に抑制することができる。なお、光反射層１６としては、白色の散乱層（紙材や白色フィルム、塗料膜など）や金属板、アルミ粉膜などを用いることが好ましい。
【００７３】
また、図８に示すように、支持基材１２のうち偏光選択反射層１１が設けられる側の表面とは反対の表面の側（図８では光反射層１６の背面側）に、偏光選択反射層１１が設けられた支持基材１２を外部の部材に貼り付けるための粘着層１７を設けるようにしてもよい。これにより、投影スクリーン１０を使用時に必要に応じてホワイトボードや壁などの外部の部材に貼り付けることが可能となる。なお、粘着層１７としては、偏光選択反射層１１が設けられた支持基材１２を外部の部材に剥離可能に貼り付けることができるものであることが好ましく、再剥離粘着フィルム（パナック社製）などの弱粘着性の粘着フィルムを用いることが好ましい。また、粘着層１７の表面には、未使用時に当該粘着層１７を保護する目的で剥離フィルム１８を貼り付けておくことが好ましい。
【００７４】
さらに、図８に示すように、偏光選択反射層１１の観察者側の表面に、機能性保持層１９を設けるようにしてもよい。機能性保持層１９としては、各種のものを用いることができるが、例えば、ハードコート層（ＨＣ層）、防眩層（ＡＧ層）、反射防止層（ＡＲ層）、紫外線吸収層（ＵＶ吸収層）及び帯電防止層（ＡＳ層）などが挙げられる。
【００７５】
ここで、ハードコート層（ＨＣ層）は、投影スクリーン１０の表面を保護して傷付きや汚れの付着などを防止するための層である。防眩層（ＡＧ層）は、投影スクリーン１０のぎらつきなどを防止するための層である。反射防止層（ＡＲ層）は、投影スクリーン１０の表面での光の反射を抑えるための層である。紫外線吸収層（ＵＶ吸収層）は、投影スクリーン１０に入射する光のうち液晶性組成物を黄色へ変化させる原因となる紫外線成分を吸収するための層である。帯電防止層（ＡＳ層）は、投影スクリーン１０で生じる静電気を除去するための層である。なお、機能性保持層１９が帯電防止層として用いられる場合には、機能性保持層１９は必ずしも偏光選択反射層１１の観察者側の表面に設けられている必要はなく、支持基材１２の背面側の表面に設けてもよく、また、支持基材１２に炭素粒子などを練りこむことにより、支持基材１２自体に静電気を除去する機能を付与してもよい。
【００７６】
次に、上述したような投影スクリーン１０の製造方法について説明する。
【００７７】
まず、偏光選択反射層１１が積層される支持基材１２を準備する。また、必要に応じて、支持基材１２のうち偏光選択反射層１１が設けられる側の表面上に易接着層などの中間層１３を積層する。なおこのとき、支持基材１２のうち液晶性組成物が塗布される側の表面（又は中間層１３がある場合にはその表面）は配向能を有していないようにする。
【００７８】
次に、このようにして準備された支持基材１２上に、コレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布した後、配向処理及び硬化処理を行うことにより、偏光選択反射層１１を積層（固着）させる。
【００７９】
以下、偏光選択反射層１１を積層（固着）させるための各工程（塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程）の詳細について説明する。
【００８０】
（塗布工程）
塗布工程においては、支持基材１２上に、コレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布することにより、コレステリック液晶層を形成する。このとき、液晶性組成物を塗布する方法としては、既存の任意の方法を用いることができる。具体的には、ロールコート法やグラビアコート法、バーコート法、スライドコート法、ダイコート法、スリットコート法、浸漬法などを用いることができる。また、支持基材１２としてプラスチックフィルムを用いる場合には、いわゆるロール・ツー・ロール（Roll to Roll）システムによるフィルムコーティングなどを用いることができる。
【００８１】
なお、支持基材１２上に塗布される液晶性組成物としては、コレステリック規則性を示すカイラルネマチック液晶やコレステリック液晶を用いることができる。このような材料としては、コレステリック液晶構造を形成し得る液晶材料であれば特に限定されるものではないが、特に、分子の両末端に重合性の官能基があるような重合性の液晶材料が、硬化後に光学的に安定した偏光選択反射層１１を得る上で好ましい。
【００８２】
以下、液晶性組成物としてカイラルネマチック液晶を用いる場合を例に挙げて説明する。なお、カイラルネマチック液晶は、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料とカイラル剤とを混合したものである。ここで、カイラル剤は、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の螺旋ピッチ長を制御し、液晶性組成物が全体としてコレステリック規則性を呈するようにするためのものである。また、このような液晶性組成物には、重合開始剤や適当な添加剤が添加される。
【００８３】
ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の一例としては、例えば、下記の一般式（１）で表わされる化合物や、下記の式（２−ｉ）〜（２−ｘｉ）で表される化合物を挙げることができる。また、これらの化合物を単独で、もしくは混合して用いることができる。
【化１】
上記一般式（１）において、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ水素又はメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからＲ１及びＲ２はともに水素であることが好ましい。Ｘは水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数１〜４のアルキル基、メトキシ基、シアノ基、ニトロ基のいずれであっても差し支えないが、塩素又はメチル基であることが好ましい。また、上記一般式（１）において、分子鎖両端の（メタ）アクリロイロキシ基と芳香環とのスペーサーであるアルキレン基の鎖長を示すａ及びｂは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ａ＝ｂ＝０である一般式（１）の化合物は、安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、ａ及びｂがそれぞれ１３以上である一般式（１）の化合物は、アイソトロピック転移温度（ＴＩ）が低い。この理由から、これらの化合物はどちらも液晶相を示す温度範囲が狭く好ましくない。
【００８５】
なお、以上においては、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料として重合性液晶モノマーの例を挙げて説明したが、これに限らず、重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子、液晶ポリマーなどを用いることも可能である。このような重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子、液晶ポリマーとしては、従来から提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。
【００８６】
一方、カイラル剤は、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、主として分子量１５００以下の化合物である。カイラル剤は主として、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋構造を誘起させる目的で用いられる。この目的が達成される限り、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料との間で溶液状態あるいは溶融状態において相溶し、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の液晶性を損なうことなく、これに所望の螺旋構造を誘起できるものであれば、カイラル剤としての低分子化合物の種類は特に限定されない。
【００８７】
なお、このようにして液晶に螺旋構造を誘起させるために用いられるカイラル剤は、少なくとも分子中に何らかのキラリティーを有していることが必要である。従って、ここで用いられるカイラル剤としては、例えば１つあるいは２つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミンやキラルなスルフォキシドなどのようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、あるいはクムレンやビナフトールなどの軸不斉を持つ光学活性な部位を有する化合物が挙げられる。さらに具体的には、市販のカイラルネマチック液晶（例えばキラルドーパント液晶Ｓ−８１１（Ｍｅｒｃｋ社製））が挙げられる。
【００８８】
しかしながら、選択されたカイラル剤の性質によっては、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料が形成するネマチック規則性の破壊、配向性の低下、あるいはカイラル剤が非重合性の場合には、液晶性組成物の硬化性の低下や、硬化後のフィルムの信頼性の低下を招くおそれがある。さらに、光学活性な部位を有するカイラル剤の多量な使用は、液晶性組成物のコストアップを招く。従って、短い螺旋ピッチ長のコレステリック規則性を有する偏光選択反射層を形成する場合には、液晶性組成物に含有させる光学活性な部位を有するカイラル剤としては、螺旋構造を誘起させる効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には下記の一般式（３）、（４）又は（５）で表されるような、分子内に軸不斉を有する低分子化合物を用いることが好ましい。
【化３】
上記一般式（３）又は（４）において、Ｒ４は水素又はメチル基を示す。Ｙは上記に示す式（ｉ）〜（ｘｘｉｖ）の任意の一つであるが、中でも、式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）及び（ｖｉｉ）のいずれか一つであることが好ましい。また、アルキレン基の鎖長を示すｃ及びｄは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ｃ又はｄの値が０又は１である上記一般式（３）又は（４）の化合物は、安定性に欠け、加水分解を受けやすく、結晶性も高い。一方、ｃ又はｄの値が１３以上である化合物は融点（Ｔｍ）が低い。これらの化合物では、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料との間の相溶性が低下し、濃度によっては相分離などが起きるおそれがある。
【００９０】
なお、このようなカイラル剤は、特に重合性を有する必要はない。しかしながら、カイラル剤が重合性を有している場合には、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料と重合され、コレステリック規則性が安定的に固定化されるので、熱安定性などの面では非常に好ましい。特に、分子の両末端に重合性の官能基があることが、耐熱性の良好な偏光選択反射層１１を得る上で好ましい。
【００９１】
なお、液晶性組成物に含有されるカイラル剤の量は、螺旋構造の誘起能力や最終的に得られる偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造などを考慮して最適値が決められる。具体的には、用いられる液晶性組成物の材料により大きく異なるものではあるが、液晶性組成物の合計量１００重量部当り、０．０１〜６０重量部、好ましくは０．１〜４０重量部、さらに好ましくは０．５〜３０重量部、最も好ましくは１〜２０重量部の範囲で選ばれる。カイラル剤の含有量が上述した範囲よりも少ない場合は、液晶性組成物に充分なコレステリック規則性を付与することができない場合があり、上述した範囲を越える場合は、液晶分子の配向が阻害され、活性放射線などによって硬化させる際に悪影響を及ぼす危惧がある。
【００９２】
なお、液晶性組成物は支持基材１２上にそのまま塗布することも可能であるが、粘性を塗布装置に合わせたり、良好な配向状態を得る目的で有機溶媒などの適当な溶媒に溶解させてインキ化するようにしてもよい。
【００９３】
このような溶媒としては、上述したような重合性の液晶材料を溶解することが可能であれば特に限定されるものではないが、支持基材１２を浸食しないものであることが好ましい。具体的には、アセトンや、酢酸−３−メトキシブチル、ジグライム、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、塩化メチレン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。重合性の液晶材料の希釈の程度は特に限定されるものではないが、液晶自体が溶解性の低い材料であり、また粘性が高いことなどを考慮して、５〜５０％、さらに好ましくは１０〜３０％程度に希釈することが好ましい。
【００９４】
（配向処理工程）
上述した塗布工程において、支持基材１２上に液晶性組成物を塗布し、コレステリック液晶層を形成した後、配向処理工程において、コレステリック液晶層をコレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持し、コレステリック液晶層中の液晶分子を配向させる。
【００９５】
なお、本実施の形態において最終的に得られるべき偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、プラーナー配向状態ではなく、図２(a)に示すように、複数の螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向が層内でばらついた配向状態となっているが、この場合でも、配向処理は必要となる。すなわち、コレステリック液晶構造の液晶分子のダイレクターを支持基材１２上で一定方向に揃えるような配向処理は必要とされないが、コレステリック液晶構造中に複数の螺旋構造領域３０を形成させるような配向処理は必要となるからである。
【００９６】
ここで、支持基材１２上に形成されたコレステリック液晶層を、コレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持すると、コレステリック液晶層は液晶相を呈し、液晶分子自体の自己集積作用により、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造が形成される。そして、このような液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造は、後述するような手法でコレステリック液晶層を硬化させることにより、固定化することができる。
【００９７】
なお、このような配向処理工程は、支持基材１２上に塗布された液晶性組成物に溶媒が含有されている場合には、通常、溶媒を除去するための乾燥処理とともに行われる。なお、溶媒を除去するためには、４０〜１２０℃、好ましくは６０〜１００℃の乾燥温度が適しており、乾燥時間（加熱時間）はコレステリック液晶構造が発現し、実質上溶媒が除去されればよく、例えば、１５〜６００秒が好ましく、さらに好ましくは３０〜１８０秒である。なお、乾燥後に配向状態が不十分であることが分かった場合には、適宜加熱時間を延長するようにするとよい。なお、このような乾燥処理において減圧乾燥の手法を用いる場合には、配向処理のために別途加熱処理を行うことが好ましい。
【００９８】
（硬化処理工程）
上述した配向処理工程において、コレステリック液晶層中の液晶分子を配向させた後、硬化処理工程において、コレステリック液晶層を硬化させ、液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造を固定化する。
【００９９】
ここで、硬化処理工程で用いられる方法としては、(1)液晶性組成物中の溶媒を乾燥させる方法、(2)加熱により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、(3)放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、及び(4)それらの方法を組み合わせた方法を用いることができる。
【０１００】
このうち、上記(1)の方法は、コレステリック液晶層の材料である液晶性組成物に含有されるネマチック規則性を示す重合性の液晶材料として液晶ポリマーを用いた場合に適した方法である。この方法では、液晶ポリマーを有機溶媒などの溶媒に溶解させた状態で支持基材１２に塗布することとなるが、この場合には、乾燥処理により溶媒を除去するだけで、コレステリック規則性を有する固体化したコレステリック液晶層が形成される。なお、溶媒の種類や乾燥条件などについては、上述した塗布工程及び配向処理工程で述べたものを用いることができる。
【０１０１】
上記(2)の方法は、加熱により液晶性組成物中の液晶分子を熱重合させてコレステリック液晶層を硬化させる方法である。この方法では、加熱（焼成）温度によって液晶分子の結合状態が変化するので、加熱時にコレステリック液晶層の面内で温度ムラがあると、膜硬度などの物性や光学的な特性にムラが生じる。ここで、膜硬度の分布を±１０％以内にするためには、加熱温度の分布も±５％以内に抑えることが好ましく、より好ましくは±２％以内に抑えることが好ましい。
【０１０２】
なお、支持基材１２上に形成されたコレステリック液晶層を加熱する方法としては、加熱温度の均一性が得られれば特に限定はなく、ホットプレート上に密着して保持したり、ホットプレートとの間にわずかな気層を設けてホットプレートと平行になるように保持する方法を用いることができる。また、オーブンのような特定の空間全体を加熱する装置内に静置したり当該装置内を通過させる方法でもよい。なお、フィルムコーターなどを用いる場合には、乾燥ゾーンを長くして加熱時間を十分にとることができるようにすることが好ましい。
【０１０３】
加熱温度としては一般に、１００℃以上の高温が必要となるが、支持基材１２の耐熱性から１５０℃程度までとすることが好ましい。ただし、耐熱性に特化したフィルムなどを支持基材１２の材料として用いれば、１５０℃以上の高温での加熱も可能である。
【０１０４】
上記(3)の方法は、放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を光重合させてコレステリック液晶層を硬化させる方法である。この方法では、放射線として、電子線や紫外線などを条件に応じて適宜用いることができる。通常は、装置の容易性などの観点から紫外線が好ましく用いられ、その波長は２５０〜４００ｎｍである。ここで、紫外線を用いる場合には、液晶性組成物に光重合開始剤が添加されていることが好ましい。
【０１０５】
液晶性組成物中に添加される光重合開始剤としては、ベンジル（ビベンゾイルともいう）や、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４′−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどを挙げることができる。なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。
【０１０６】
なお、液晶性組成物に添加される光重合開始剤の添加量は、０．０１〜２０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲であることが好ましい。
【０１０７】
以上のような一連の工程（塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程）を行うことにより、単層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層１１を備えた投影スクリーン１０を製造することができるが、上述した一連の工程を繰り返すことにより、複数層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層１１を備えた投影スクリーン１０を製造することが可能である。これにより、例えば、図３に示すように、偏光選択反射層１１として、青色（Ｂ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ａと、緑色（Ｇ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｂと、赤色（Ｒ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｃとが、支持基材１２側から順に積層された投影スクリーン１０を製造することが可能となる。
【０１０８】
この場合、下層のコレステリック液晶層が形成されてそれが固定化されていれば、２層目以降のコレステリック液晶層の液晶性組成物を塗布するときも同様の手法により行うことができる。この場合、上層のコレステリック液晶層のコレステリック液晶構造（配向状態）は下層のコレステリック液晶層のコレステリック液晶構造（配向状態）を継続したものとなり、積層されるコレステリック液晶層の間に配向制御などのための層を設ける必要はない。ただし、必要に応じて、積層されるコレステリック液晶層の間に易接着層などの中間層を設けるようにしてもよい。なお、２層目以降のコレステリック液晶層を形成するに際しての、塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程に関する条件や用いる材料などに関しては、上述した通りであるので、ここでの説明は省略する。
【０１０９】
このように本実施の形態によれば、投影スクリーン１０において、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層１１を備え、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向のばらつきなどによるコレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるようにしている。
【０１１０】
このとき、偏光選択反射層１１においては、コレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）のみを選択的に反射するので、偏光特性のない外光や照明光などの環境光を偏光選択反射層１１で約５０％しか反射しないようにすることができる。このため、白表示などの明表示の部分の明るさが同じ場合でも、黒表示などの暗表示の部分の明るさを略半分にして、映像のコントラストを略２倍にすることができる。なおこのとき、投射された映像光が、偏光選択反射層１１で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすれば、投射された映像光を偏光選択反射層１１で略１００％反射することができ、映像光を効率的に反射することができる。
【０１１１】
また、偏光選択反射層１１においては、コレステリック液晶構造が構造的な不均一性を有し、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向がばらついたりしているので、映像光が鏡面反射でなく拡散反射され、映像が視認しやすくなる。なおこのとき、偏光選択反射層１１は、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光（例えば選択反射波長域内の右円偏光３１Ｒ）を拡散させながら反射する一方で、その他の光（例えば選択反射波長域内の左円偏光３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）については拡散させずに透過させることができる。このため、偏光選択反射層１１を透過する環境光や映像光について、上述したような「消偏」の問題は起こらず、偏光選択反射層１１の本来の偏光分離機能を維持しつつ、映像の視認性を向上させることができる。
【０１１２】
以上のように、本実施の形態によれば、外光や照明光などの環境光の影響をコレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により抑えて映像のコントラストを高める一方で、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により映像の視認性を低下させることなく映像光の反射光に散乱効果を与えることができ、明るい環境光の下でも映像を鮮明に表示することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態によれば、偏光選択反射層１１において、可視光域の一部のみをカバーする特定の波長域の光を選択的に反射するようにしているので、外光や照明光などの環境光の影響をさらに抑えて映像のコントラストを高めることができ、映像の視認性をより向上させることができる。
【０１１４】
投影システム
なお、上述した投影スクリーン１０は、図９に示すように、投影機２１を備えた投影システム２０に組み込んで用いることができる。
【０１１５】
図９に示すように、投影システム２０は、投影スクリーン１０と、投影スクリーン１０上に映像光を投射する投影機２１とを備えている。
【０１１６】
このうち、投影機２１としては、ＣＲＴや液晶プロジェクター、ＤＬＰ（digital light processing）プロジェクターなどを用いることができるが、特に限定はされない。ただし、投影機２１により投影スクリーン１０上に投射される映像光は、投影スクリーン１０により選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むことが好ましい。
【０１１７】
ここで、投影機２１として液晶プロジェクターを用いる場合には、その動作原理から、実質的に直線偏光が出射されている場合が多い。このような場合には、投影機２１から出射された映像光を位相差板２２などを介して出射させることにより、光量の損失なく直線偏光を円偏光へと変換することができる。
【０１１８】
なお、位相差板２２としては、１／４波長位相差を持つものが好ましく用いられ、具体的には視感度が最も高い５５０ｎｍに合わせて１３７．５ｎｍの位相差を持つものが理想的である。また、出射される赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の全ての波長域の光に適用することができるという意味で、広帯域１／４波長位相差板がさらに好ましい。さらに、材料の複屈折を制御することで得られる単体の位相差板、又は、１／４波長位相差板と１／２波長位相差板とを組み合わせたものなどを用いることもできる。
【０１１９】
このような位相差板２２は、図９に示すように、外付けで投影機２１の出射口に装着される他、投影機２１の内部に組み込まれていてもよい。
【０１２０】
なお、投影機２１としてＣＲＴやＤＬＰプロジェクターが用いられる場合には、投影機２１から出射される光が無偏光状態の光であるので、円偏光を出射する場合には、直線偏光板及び位相差板からなる円偏光板を配置する必要がある。この場合、投影機２１自体の光量は半減するが、投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１で選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）に起因した迷光などの発生を効果的に防止して映像のコントラストを高めることができる。
【０１２１】
ここで、投影機２１は一般に、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光によりカラー表示を実現しており、例えば、投影スクリーン１０に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を投射している。このため、投影スクリーン１０においては、投影機２１により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に反射するようにすることが好ましい。これにより、外光や照明光などの環境光のうち上述した波長域から外れた範囲にある可視光域の光の反射を防止して映像のコントラストを高めることができる。
【０１２２】
なお、投影システム２０は通常、室内の天井などの照明光源設置部２５に設置された照明光源２３を備えており、投影スクリーン１０が設置される観察空間を照明するようになっている。
【０１２３】
ここで、図９に示すように、照明光源２３から出射された照明光が投影スクリーン１０上に直接的に照射されるように照明光源２３が配置されている場合には、照明光源２３から投影スクリーン１０へ向けて出射される照明光３４が、投影スクリーン１０により選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）を主として含むようにすることが好ましい。これにより、照明光が投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１で反射されてしまうことを効果的に防止して映像のコントラストを高めることができる。
【０１２４】
なお、照明光源２３から出射された照明光３４の偏光状態は、照明光源２３の近傍に、左円偏光を透過する偏光フィルム２４を設けることにより制御することができる。ここで、偏光フィルム２４としては、吸収型の円偏光板や偏光分離板（反射型の円偏光板）を用いることができる。なお、偏光分離板としては、コレステリック液晶層を利用した円偏光分離板や、直線偏光分離板の出射側に、直線偏光を円偏光へ変換するための位相差板を設けたものを用いることができる。なお、このような偏光分離板は、吸収型の円偏光板に比べて光量の損失が少ないという意味で好ましいものである。
【０１２５】
なお、図９に示す投影システム２０においては、照明光源２３から出射された照明光が投影スクリーン１０上に直接的に照射されているが、これに限らず、図１０に示すように、天井以外の照明光源設置部２６に照明光源２３を設置し、照明光源２３から出射された照明光３５が天井などの照明光反射体２７を介して照明光３５′として投影スクリーン１０上に間接的に照射される場合にも同様にして適用することができる。ただし、この場合には、照明光反射体２７により光が反射したときに円偏光の偏光状態が逆転するので、照明光源２３から照明光反射体へ向けて出射される照明光３５は、図９に示す場合と同様に、右円偏光を透過する偏光フィルム２４′などを配置することにより、投影スクリーン１０により選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすることが好ましい。なお、偏光フィルム２４′としては、上述した偏光フィルム２４と同様のものを用いることができる。これにより、照明光反射体２７でその偏光状態が逆転された照明光３５′は、投影スクリーン１０により選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）を主として含むこととなり、投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１で照明光３５′が反射されてしまうことを効果的に防止して映像のコントラストを高めることができる。
【０１２６】
【実施例】
次に、上述した実施の形態の具体的実施例について述べる。
【０１２７】
（実施例）
紫外線硬化型のネマチック液晶からなる主剤（９４．７重量％）にカイラル剤（５．３重量％）を添加したモノマー混合液晶をシクロヘキサノンに溶解し、４４０ｎｍに選択反射中心波長を有する第１のコレステリック液晶溶液を調整した。
【０１２８】
なお、ネマチック液晶としては、上記の化学式（２−ｘｉ）で表される化合物を含む液晶を用いた。
【０１２９】
また、重合性カイラル剤としては、上記の化学式（５）で表される化合物を用いた。
【０１３０】
さらに、第１のコレステリック液晶溶液には、光重合開始剤としてＩｒｇ３６９（Ciba Speciality Chemicals社製）を５重量％添加した。
【０１３１】
そして、以上のようにして調整した第１のコレステリック液晶溶液を、２００ｍｍ□の黒色ＰＥＴフィルム上に易接着層を成膜した支持基材（ルミラー／ＡＣ−Ｘ、パナック社製）上にバーコート法により塗布した。
【０１３２】
次に、８０℃のオーブンで９０秒加熱し、配向処理（乾燥処理）を行い、溶媒が除去されたコレステリック液晶層を得た。
【０１３３】
その後、窒素雰囲気下でコレステリック液晶層に対して３６５ｎｍの紫外線を５０ｍＷ／ｃｍ２で１分間照射し、コレステリック液晶層を硬化させることにより、４４０ｎｍに選択反射中心波長を有する１層目の部分選択反射層を得た。
【０１３４】
同様にして、第２のコレステリック液晶溶液を、１層目の部分選択反射層上に直接塗布し、配向処理（乾燥処理）及び硬化処理を行った。これにより、５５０ｎｍに選択反射中心波長を有する２層目の部分選択反射層を得た。なお、第２のコレステリック液晶溶液は、第１のコレステリック液晶溶液と同様の手法により調整されたものであり、ネマチック液晶とカイラル剤との混合比率を制御することにより、５５０ｎｍに選択反射中心波長を有するようにした。
【０１３５】
同様にして、第３のコレステリック液晶溶液を、２層目の部分選択反射層上に直接塗布し、配向処理（乾燥処理）及び硬化処理を行った。これにより、６００ｎｍに選択反射中心波長を有する、３層目の部分選択反射層を得た。なお、第３のコレステリック液晶溶液は、第１のコレステリック液晶溶液と同様の手法により調整されたものであり、ネマチック液晶とカイラル剤との混合比率を制御することにより、６００ｎｍに選択反射中心波長を有するようにした。
【０１３６】
以上により、偏光選択反射層として、青色（Ｂ）の波長域の光（４４０ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する１層目の部分選択反射層と、緑色（Ｇ）の波長域の光（５５０ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する２層目の部分選択反射層と、赤色（Ｒ）の波長域の光（６００ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する３層目の部分選択反射層とが、支持基材側から順に積層された投影スクリーンを得た。なお、１層目の部分選択反射層の厚さは３μｍ、２層目の部分選択反射層の厚さは４μｍ、３層目の部分選択反射層の厚さは５μｍとした。なお、このようにして得られた投影スクリーンの偏光選択反射層の各部分選択反射層のコレステリック液晶構造はプラーナー配向状態ではなかった。
【０１３７】
（比較例１）
支持基材として、延伸フィルムである黒色ＰＥＴフィルム（ルミラー、パナック社製）を用い、実施例と同様の手法により偏光選択反射層を製造し、投影スクリーンを得た。なお、このようにして得られた投影スクリーンの偏光選択反射層の各部分選択反射層のコレステリック液晶構造はプラーナー配向状態であった。
【０１３８】
（比較例２）
市販の投影スクリーンとして、布材の表面にビーズ入りの散乱層を形成した投影スクリーン（オーエス社製）を準備した。
【０１３９】
（評価結果）
実施例、比較例１及び比較例２に係る各投影スクリーン上に、投影機から出射された映像光を投射してコントラストを測定した。なお、投影機としては、液晶プロジェクター（ＥＬＰ−５２、エプソン社製）を用いた。
【０１４０】
ここで、投影機の出射口には、出射された映像光が円偏光となるように円偏光板を配置した。また、投影機及び投影スクリーンが設置される室内の照明は、天井に設置された蛍光灯（無偏光状態の光を出射するもの）により行い、天井からおよそ５０度の角度で投影スクリーン上に照明光が照射されるような関係で配置した。このとき、投影スクリーンの真下での明るさは、照度計（デジタル照度計５１０−０２、横河Ｍ＆Ｃ社製）により測定したところ、２００ルクス（ｌｘ）であった。
【０１４１】
なお、投影スクリーンは、床に対して垂直に設置した。また、投影機を投影スクリーンから垂直な方向（床に平行な方向）に約２．５ｍ離れたところに配置した。
【０１４２】
この状態で、投影機により投影スクリーン上に映像光（白と黒のエリアがある静止映像）を投射し、映像のコントラストを測定した。具体的には、輝度計（ルミナンスメーターＢＭ−８、トプコン社製）により、投影スクリーンの中央部の白色及び黒色の映像のそれぞれの輝度を測定し、その比をコントラスト（コントラスト＝白映像の輝度÷黒映像の輝度）として表した。
【０１４３】
次表１に、実施例、比較例１及び比較例２に係る各投影スクリーンについてのコントラストを示した。
【０１４４】
また、各投影スクリーンを目視により観察したが、この場合、比較例１に係る投影スクリーンでは、光の反射が鏡面的に起こり、映像が視認しにくく測定できなかった。実施例及び比較例２の各投影スクリーンでは良好に映像を視認することができたが、コントラストについては、実施例に係る投影スクリーンの方が、比較例２に係る投影スクリーンに比べて約８倍向上した。
【０１４５】
【表１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、明るい環境光の下でも映像を鮮明に表示することが可能な視認性に優れた投影スクリーン及びそれを備えた投影システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る投影スクリーンを示す概略断面図。
【図２】図１に示す投影スクリーンの偏光選択反射層の配向状態及び光学的機能を説明するための模式図。
【図３】図１に示す投影スクリーンの一変形例を示す概略断面図。
【図４】図１に示す投影スクリーンの他の変形例を示す概略断面図。
【図５】図１に示す投影スクリーンのさらに他の変形例を示す概略断面図。
【図６】図１に示す投影スクリーンのさらに他の変形例を示す概略断面図。
【図７】図１に示す投影スクリーンのさらに他の変形例を示す概略断面図。
【図８】図１に示す投影スクリーンのさらに他の変形例を示す概略断面図。
【図９】本発明の一実施の形態に係る投影スクリーンを備えた投影システムの一例を示す概略図。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る投影スクリーンを備えた投影システムの他の例を示す概略図。
【符号の説明】
１０ 投影スクリーン
１１ 偏光選択反射層
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 部分選択反射層
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 支持基材
１３ 中間層
１４ 支持フィルム
１５ 光吸収層
１６ 光反射層
１７ 粘着層
１８ 剥離フィルム
１９ 機能性保持層
２０ 投影システム
２１ 投影機
２２ 位相差板
２３ 照明光源
２４，２４′ 偏光フィルム
２５，２６ 照明光源設置部
２７ 照明光反射体
３０ 螺旋構造領域
３１Ｒ 選択反射波長域内の右円偏光
３１Ｌ 選択反射波長域内の左円偏光
３２Ｒ 選択反射波長域外の右円偏光
３２Ｌ 選択反射波長域外の左円偏光
３３ 反射光
３４，３５，３５′ 照明光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection system for projecting image light onto a projection screen by a projector and displaying the image, and in particular, includes a projection screen excellent in visibility capable of clearly displaying an image and the same. It relates to a projection system.
[0002]
[Prior art]
As a conventional projection system, an image light projected by a projector is projected on a projection screen, and an observer observes the reflected light as an image.
[0003]
As a projection screen used in such a conventional projection system, a white paper material or a cloth material, or a plastic film coated with an ink that scatters white light is generally used. Further, as a higher quality projection screen, a screen that includes a scattering layer in which beads, pearls and the like are kneaded, and the scattering state of image light is controlled by this scattering layer is commercially available.
[0004]
By the way, in recent years, the demand for home use such as a home theater has increased with the miniaturization of the projector main body and the price reduction, and the projection system is often used in general homes. In this case, the projection system is often installed in a living space at home, but such a place is usually designed to easily receive ambient light such as outside light and illumination light. For this reason, a projection screen used in a projection system for home use is desired to be able to realize a good video display even under bright ambient light.
[0005]
However, in the above-described conventional projection screen, ambient light such as outside light and illumination light is reflected in the same manner as image light, so that it is difficult to realize a good image display under bright ambient light. There is a problem.
[0006]
Specifically, in the conventional projection system, the shade of the image is created by the difference in intensity of the projection light (image light) from the projector projected onto the projection screen. For example, a white picture is projected on a black background. In such a case, the portion where the projection light hits the projection screen is white and the other portion is black, and the shade of the image is created by such a difference in brightness between black and white. In this case, in order to realize a good video display, it is necessary to make the white display portion brighter and the black display portion darker to increase the contrast difference.
[0007]
However, since the above-described conventional projection screen reflects ambient light such as external light and illumination light without distinction from image light, both the white display portion and the black display portion become bright, and the brightness of black and white is increased. The difference in height will be small. For this reason, with the conventional projection screen described above, it is difficult to realize a good image display unless the influence of ambient light such as outside light or illumination light is suppressed by using a means or environment for darkening the room. There is a problem that.
[0008]
Under such a background, conventionally, a projection screen capable of realizing a good image display even under bright ambient light has been studied, for example, using a hologram or using a polarization separation layer. A thing etc. are proposed (refer patent documents 1 and 2).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-5-107660
[Patent Document 2]
JP 2002-540445 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, among the conventional projection screens described above, the projection screen using a hologram can control the scattering effect to make the white display portion brighter, and can display a relatively good image under bright ambient light. Although it can be realized, the hologram has a wavelength selectivity, but does not have a polarization selectivity, and there is a problem that an image can be clearly displayed only within a certain limit. Further, a projection screen using a hologram has a problem that it is difficult to enlarge the screen due to a manufacturing problem. Furthermore, a projection screen using a hologram has a problem that there is no polarization selectivity.
[0011]
On the other hand, in the projection screen using the polarization separation layer, it is possible to make the white display portion brighter while making the black display portion darker. The video can be displayed clearly.
[0012]
Specifically, for example, in Patent Document 1 described above, cholesteric liquid crystal that reflects red, green, and blue light (right circularly polarized light or left circularly polarized light) included in video light is used, and circularly polarized light separation of cholesteric liquid crystal is performed. A projection screen is described that prevents approximately half of the ambient light from being reflected by function.
[0013]
However, in the projection screen described in Patent Document 1, since the cholesteric liquid crystal is in the planar alignment state, when light is reflected by such a cholesteric liquid crystal, the reflection of light becomes specular reflection, and the light is reflected. It is difficult to visually recognize as an image. That is, in order to visually recognize light as an image, the reflected light needs to have a scattering effect. However, the projection screen described in Patent Document 1 does not consider this point at all.
[0014]
On the other hand, the above-mentioned Patent Document 2 is a projection screen that uses a diffusive multilayer reflective polarizer as a reflective polarization element, and reflects a part of ambient light by a polarization separation function such as a multilayer reflective polarizer. It is described that the scattering effect is given to the reflected light by the interface reflection of the materials having different refractive indexes constituting the multilayer reflective polarizing material or the diffusion element provided separately from the multilayer reflective polarizing material. Has been. Further, Patent Document 2 discloses a projection screen using a cholesteric reflective polarizing material or the like as a reflective polarizing element, and using the reflective polarizing element and a diffusing element in combination, polarization of a cholesteric reflective polarizing material or the like. There is a description that a part of the ambient light is not reflected by the separation function and a scattering effect is given to the reflected light by a diffusion element provided separately from the cholesteric reflective polarizing material.
[0015]
However, the former described in Patent Document 2 is based on a linear polarization element such as a multilayer reflective polarizing material (such as DBEF manufactured by 3M), and is incorporated in a projection system or the like. When used, it is necessary to match the plane of polarization with a projector such as a liquid crystal projector that emits linearly polarized light. If the planes of polarization do not match, good image display cannot be realized. There's a problem.
[0016]
Moreover, in the latter thing described in the said patent document 2, although circularly polarizing elements, such as a cholesteric reflective polarizing material, are used as a reflective polarizing element, the spreading | diffusion provided in the observer side of the reflective polarizing element Since the element imparts a scattering effect to the reflected light, the polarization separation function provided by the reflective polarizing element is impaired, and there is a problem that the visibility of the image cannot be sufficiently improved.
[0017]
In other words, since the diffusing element is provided on the viewer side of the reflective polarizing element, the light is transmitted through the diffusing element before entering the reflective polarizing element, and the polarization state is disturbed (which is Called "bias"). Here, there are two types of light that pass through the diffusing element: ambient light (external light, etc.) and image light. When the polarization state of the ambient light is disturbed by the diffusing element, The light to be transmitted is converted into a component reflected by the reflective polarizing element by depolarization, and is reflected by the reflective polarizing element as unnecessary light. In addition, when the polarization state of the image light is disturbed by the diffusing element, the light that should be reflected by the reflective polarizing element is converted to a component that is not reflected by the reflective polarizing element due to the depolarization. The element is transparent. Due to these two phenomena, the original polarization separation function is impaired, and the visibility of the image cannot be sufficiently improved.
[0018]
As described above, in the conventional projection screen described above, both the one using a hologram and the one using a polarization separation layer as described in Patent Documents 1 and 2 are constant under bright ambient light. Therefore, the video can be clearly displayed only within the limit, and the visibility of the video cannot be sufficiently improved.
[0019]
The present invention has been made under such a background, and provides a projection screen excellent in visibility capable of clearly displaying an image even under bright ambient light and a projection system including the projection screen. With the goal.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
(Solution)
As a first solution, the present invention provides a polarization selective reflection layer having a cholesteric liquid crystal structure that selectively reflects light of a specific polarization component in a projection screen that reflects projected image light and displays an image. According to another aspect of the present invention, there is provided a projection screen comprising a polarization selective reflection layer for diffusing selectively reflected light due to the structural nonuniformity of the cholesteric liquid crystal structure.
[0021]
In the first solving means described above, the cholesteric liquid crystal structure preferably includes a plurality of spiral structure regions having different spiral axis directions.
[0022]
In the first solving means described above, it is preferable that the polarization selective reflection layer selectively reflects light in a specific wavelength range that covers only a part of the visible light range. Here, the polarization selective reflection layer has a selective reflection center wavelength in the range of 430 to 460 nm, 540 to 570 nm, and 580 to 620 nm with reference to the case where light is incident perpendicularly to the polarization selective reflection layer. It is preferable that the reflected light is selectively reflected.
[0023]
Further, in the first solving means described above, the polarization selective reflection layer has at least two or more partially selective reflection layers stacked on each other, and each partial selective reflection layer selects light of a specific polarization component. Reflective cholesteric liquid crystal structure having a cholesteric liquid crystal structure that diffuses selectively reflected light due to its structural non-uniformity, and the cholesteric liquid crystal structure of each of the partial selective reflection layers is The helical pitch lengths are preferably different from each other.
[0024]
Furthermore, in the first solving means described above, it is preferable that the projection screen further includes a support base material that supports the polarization selective reflection layer. Here, it is preferable that the support substrate includes a light absorption layer that absorbs light in a visible light region.
[0025]
Furthermore, in the first solving means described above, the projection screen further includes an intermediate layer provided between the polarization selective reflection layer and the support base, and the projection selective reflection layer has the cholesteric liquid crystal structure. Of these, it is preferable that the director of the liquid crystal molecules in the vicinity of the interface with the intermediate layer is directed in a plurality of directions. Here, the intermediate layer preferably includes a light absorption layer that absorbs light in a visible light region.
[0026]
Further, in the first solving means described above, the projection screen is provided on the surface of the support base opposite to the surface on the side where the polarization selective reflection layer is provided, and the polarization selective reflection layer is provided. It is preferable to further include an adhesive layer for attaching the provided support substrate to an external member.
[0027]
Furthermore, in the first solving means described above, the projection screen is provided on the surface of the support base opposite to the surface on which the polarization selective reflection layer is provided, and is incident on the support base. It is preferable to further include a light reflection layer that reflects the light to be transmitted.
[0028]
Furthermore, in the first solving means described above, the projection screen includes at least one layer selected from the group consisting of a hard coat layer, an antiglare layer, an antireflection layer, an ultraviolet absorption layer, and an antistatic layer. It is preferable to further include a holding layer.
[0029]
Furthermore, in the first solving means described above, the polarization selective reflection layer is preferably made of a polymerizable liquid crystal material.
[0030]
The present invention provides, as a second solution means, a projection system comprising the projection screen according to the first solution means described above and a projector that projects image light on the projection screen. .
[0031]
In the second solving means described above, it is preferable that the projection screen selectively reflects only light in a wavelength range corresponding to a wavelength range of image light projected by the projector.
[0032]
Further, in the second solving means described above, the image light projected on the projection screen by the projector is light having the same polarization component as the polarization component of light selectively reflected by the projection screen. It is preferable to contain mainly.
[0033]
Furthermore, in the second solving means described above, the projection system is an illumination light source that illuminates an observation space in which the projection screen is installed, and the illumination light is directly irradiated onto the projection screen. The illumination light emitted from the illumination light source toward the projection screen mainly includes light having a polarization component different from the polarization component of light selectively reflected by the projection screen. It is preferable.
[0034]
Furthermore, in the second solving means described above, the illumination light source illuminates the observation space where the projection screen is installed, and the illumination light is indirectly irradiated onto the projection screen via an illumination light reflector. The illumination light emitted from the illumination light source toward the illumination light reflector is the same polarization component as the polarization component of the light selectively reflected by the projection screen It is preferable that the main light is included.
[0035]
(Principle and operation of the present invention)
According to the present invention, the projection screen includes a polarization selective reflection layer having a cholesteric liquid crystal structure that selectively reflects light of a specific polarization component, and variation in the direction of the helical axis of the helical structure region included in the cholesteric liquid crystal structure. Due to the structural non-uniformity of the cholesteric liquid crystal structure due to the above, light that is selectively reflected is diffused.
[0036]
At this time, the polarization selective reflection layer selectively reflects only light of a specific polarization component (for example, right circularly polarized light) due to the polarization separation characteristic of the cholesteric liquid crystal structure, so external light or illumination light having no polarization characteristic, etc. In this case, only about 50% of the ambient light is reflected by the polarization selective reflection layer. For this reason, even when the brightness of the bright display portion such as white display is the same, the brightness of the dark display portion such as black display can be substantially halved and the contrast of the image can be approximately doubled. At this time, if the projected image light mainly includes light having the same polarization component as that of the light selectively reflected by the polarization selective reflection layer (for example, right circularly polarized light), the projected image light is projected. The image light can be reflected almost 100% by the polarization selective reflection layer, and the image light can be reflected efficiently.
[0037]
In addition, in the polarization selective reflection layer, the cholesteric liquid crystal structure has structural non-uniformity, and for example, the direction of the helical axis of the helical structure region included in the cholesteric liquid crystal structure varies, so that the image light is mirrored. Diffuse reflection, not reflection, makes it easier to see the image. At this time, the polarization selective reflection layer diffuses the selectively reflected light due to the structural non-uniformity of the cholesteric liquid crystal structure. This light can be transmitted without being diffused. For this reason, the above-mentioned “depolarization” problem does not occur with respect to ambient light and image light transmitted through the polarization selective reflection layer, and image visibility is maintained while maintaining the original polarization separation function of the polarization selective reflection layer. Can be improved.
[0038]
As described above, according to the present invention, the influence of ambient light such as external light and illumination light is suppressed by the polarization separation characteristic of the cholesteric liquid crystal structure to increase the contrast of the image, while the structural failure of the cholesteric liquid crystal structure. Since the uniformity can provide a scattering effect to the reflected light of the image light without reducing the visibility of the image, the image can be clearly displayed even under bright ambient light.
[0039]
Further, according to the present invention, the polarization selective reflection layer selectively reflects light in a specific wavelength range that covers only a part of the visible light range, so that the environment such as external light or illumination light can be reflected. The contrast of the image can be increased by further suppressing the influence of light, and the visibility of the image can be further improved.
[0040]
That is, a projector that projects image light on a projection screen generally realizes color display with light in the wavelength ranges of red (R), green (G), and blue (B), which are the three primary colors of light. The light having a selective reflection center wavelength in the range of 430 to 460 nm, 540 to 570 nm, and 580 to 620 nm is projected on the basis of the case where the light is vertically incident on the projection screen. For this reason, in the projection screen, by selectively reflecting only the light in the wavelength range corresponding to the wavelength range of the image light projected by the projector, the above-mentioned environmental light such as external light and illumination light is the above-mentioned. Thus, reflection of light in the visible light range that is out of the wavelength range is prevented, and the contrast of the image can be increased.
[0041]
Furthermore, according to the present invention, by controlling the polarization state of the image light projected on the projection screen by the projector, the contrast of the image can be increased while suppressing the influence of stray light caused by the image light, The visibility of the video can be further improved.
[0042]
In other words, the image light projected on the projection screen by the projector mainly includes light having the same polarization component as the polarization component of the light selectively reflected by the projection screen, thereby selecting the polarization of the projection screen. It is possible to effectively prevent the generation of stray light caused by light having a polarization component different from the polarization component of light selectively reflected by the reflection layer (for example, left circularly polarized light), thereby increasing the contrast of the image.
[0043]
Furthermore, according to the present invention, by controlling the polarization state of the illumination light emitted from the illumination light source, it is possible to suppress the influence of the illumination light and increase the contrast of the image, thereby further improving the visibility of the image. be able to.
[0044]
That is, when the illumination light source is arranged so that the illumination light emitted from the illumination light source is directly irradiated onto the projection screen, the illumination light emitted from the illumination light source toward the projection screen is projected. It is preferable to mainly include light having a polarization component different from the polarization component of light selectively reflected by the screen (for example, left circularly polarized light). Thereby, it is possible to effectively prevent the illumination light from being reflected by the polarization selective reflection layer of the projection screen and to increase the contrast of the image. When the illumination light source is arranged so that the illumination light emitted from the illumination light source is indirectly irradiated onto the projection screen via the illumination light reflector, the illumination light source is directed to the illumination light reflector. It is preferable that the illumination light emitted in this manner mainly includes light having the same polarization component as that of the light selectively reflected by the projection screen (for example, right circularly polarized light). Thereby, the illumination light whose polarization state is reversed by the illumination light reflector mainly includes light having a polarization component different from the polarization component of the light selectively reflected by the projection screen (for example, left circularly polarized light), It is possible to effectively prevent the illumination light from being reflected by the polarization selective reflection layer of the projection screen and to increase the contrast of the image.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0046]
Projection screen
First, a projection screen according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0047]
As shown in FIG. 1, the
[0048]
Among them, the polarization
[0049]
The polarization
[0050]
In this case, the maximum optical rotation light scattering is the wavelength λ of the following equation (1).0It occurs in.
λ0= Nav · p (1)
Here, p is the helical pitch length in the helical structure of the liquid crystal molecules (the length per pitch of the molecular helix of the liquid crystal molecules), and nav is the average refractive index in a plane orthogonal to the helical axis.
[0051]
Further, the wavelength bandwidth Δλ of the reflected light at this time is expressed by the following equation (2). Here, Δn is a birefringence value.
Δλ = Δn · p (2)
[0052]
That is, in FIG. 1, unpolarized light incident from the viewer side of the projection screen 10 (right circularly
[0053]
Note that such a cholesteric liquid crystal structure of the polarization
[0054]
On the other hand, a general cholesteric liquid crystal structure is in a planar alignment state, and as shown in FIG. 2B, the direction of the helical axis L of each
[0055]
The
[0056]
In addition, 430-460 nm, 540-570 nm, and 580-620 nm used as a wavelength range of red (R), green (G), and blue (B) are color filters used for a display that expresses white by the three primary colors of light. This is a general wavelength range for light sources and light sources. Here, each color of red (R), green (G), and blue (B) is represented as a bright line having a peak at a specific wavelength (for example, green (G) is typically 550 nm). However, such a bright line has a certain width, and since there is a difference in wavelength depending on the design of the apparatus and the type of light source, it is preferable that each color has a wavelength bandwidth of 30 to 40 nm. In addition, when the wavelength range of each color of red (R), green (G), and blue (B) is set outside the above-described range, white cannot be expressed, and white is yellowish white Or reddish white.
[0057]
Here, when the wavelength ranges of red (R), green (G), and blue (B) are expressed as selective reflection wavelength ranges that are independent from each other, the cholesteric liquid crystal structure of the polarization
[0058]
When the cholesteric liquid crystal structure of the polarization
[0059]
The thickness of the polarization selective reflection layer 11 (or each of the partial
[0060]
Next, the
[0061]
The
[0062]
Here, the
[0063]
Specifically, for example, as shown in FIG. 4, the support base 12 (12 </ b> A) may be formed using a plastic film (for example, a black PET film containing carbon) kneaded with a black pigment. . In this case, the
[0064]
In addition to the embodiment of the support substrate 12 (12A) shown in FIG. 4, as shown in FIGS. 5 and 6, on the surface on either side of the
[0065]
The thickness of the
[0066]
The plastic film used as the material for the
[0067]
In addition, when laminating the polarization
[0068]
In this case, since it is necessary to control the cholesteric liquid crystal structure of the polarization
[0069]
However, even if the material on the surface of the
[0070]
Further, when the surface of the
[0071]
Here, when the surface of the
[0072]
In the
[0073]
Further, as shown in FIG. 8, the polarization selective reflection is performed on the side of the
[0074]
Furthermore, as shown in FIG. 8, a
[0075]
Here, the hard coat layer (HC layer) is a layer for protecting the surface of the
[0076]
Next, a method for manufacturing the
[0077]
First, the
[0078]
Next, after applying a liquid crystalline composition exhibiting cholesteric regularity on the
[0079]
Hereinafter, details of each process (application process, alignment process process, and curing process process) for laminating (adhering) the polarization
[0080]
(Coating process)
In the coating step, a cholesteric liquid crystal layer is formed by coating a liquid crystalline composition exhibiting cholesteric regularity on the
[0081]
In addition, as a liquid crystalline composition apply | coated on the
[0082]
Hereinafter, the case where a chiral nematic liquid crystal is used as the liquid crystalline composition will be described as an example. The chiral nematic liquid crystal is a mixture of a polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity and a chiral agent. Here, the chiral agent is for controlling the helical pitch length of the polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity so that the liquid crystalline composition exhibits cholesteric regularity as a whole. Moreover, a polymerization initiator and a suitable additive are added to such a liquid crystalline composition.
[0083]
Examples of polymerizable liquid crystal materials exhibiting nematic regularity include, for example, compounds represented by the following general formula (1) and compounds represented by the following formulas (2-i) to (2-xi). Can be mentioned. These compounds can be used alone or in combination.
[Chemical 1]
In the general formula (1), R1And R2Each represents hydrogen or a methyl group, but from the wide temperature range showing the liquid crystal phase, R1And R2Both are preferably hydrogen. X may be hydrogen, chlorine, bromine, iodine, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a methoxy group, a cyano group, or a nitro group, but is preferably a chlorine or methyl group. Moreover, in the said General formula (1), a and b which show the chain length of the alkylene group which is a spacer of the (meth) acryloyloxy group and aromatic ring of both ends of a molecular chain are arbitrary in the range of 2-12, respectively. Although it can take an integer, it is preferably in the range of 4 to 10, and more preferably in the range of 6 to 9. The compound of the general formula (1) in which a = b = 0 is poor in stability, easily subjected to hydrolysis, and the compound itself has high crystallinity. In addition, the compound of the general formula (1) in which a and b are each 13 or more has a low isotropic transition temperature (TI). For this reason, both of these compounds are not preferable because the temperature range in which the liquid crystal phase is exhibited is narrow.
[0085]
In the above, examples of polymerizable liquid crystal monomers have been described as polymerizable liquid crystal materials exhibiting nematic regularity, but not limited thereto, polymerizable liquid crystal oligomers, polymerizable liquid crystal polymers, liquid crystal polymers, etc. It is also possible to use it. Such a polymerizable liquid crystal oligomer, polymerizable liquid crystal polymer and liquid crystal polymer can be appropriately selected from those conventionally proposed.
[0086]
On the other hand, a chiral agent is a low molecular compound having an optically active site, and is mainly a compound having a molecular weight of 1500 or less. The chiral agent is mainly used for the purpose of inducing a helical structure in the positive uniaxial nematic regularity expressed by the polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity. As long as this purpose is achieved, it is compatible with a polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity in a solution state or a molten state, without impairing the liquid crystal property of the polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity, The kind of the low molecular compound as the chiral agent is not particularly limited as long as it can induce a desired helical structure.
[0087]
In addition, the chiral agent used for inducing a helical structure in the liquid crystal in this way needs to have at least some chirality in the molecule. Accordingly, the chiral agent used here includes, for example, a compound having one or more asymmetric carbons, a compound having an asymmetric point on a heteroatom such as a chiral amine or chiral sulfoxide, or a cumulene. And compounds having an optically active moiety having axial asymmetry such as binaphthol. More specifically, a commercially available chiral nematic liquid crystal (for example, chiral dopant liquid crystal S-811 (manufactured by Merck)) can be mentioned.
[0088]
However, depending on the properties of the selected chiral agent, the nematic regularity formed by the polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity, the orientation deterioration, or the liquid crystallinity when the chiral agent is non-polymerizable. There exists a possibility of causing the fall of the sclerosis | hardenability of a composition, and the fall of the reliability of the film after hardening. Furthermore, the use of a large amount of a chiral agent having an optically active site leads to an increase in the cost of the liquid crystal composition. Therefore, when a polarization selective reflection layer having a cholesteric regularity with a short helical pitch length is formed, a chiral agent having an optically active site to be contained in the liquid crystalline composition has a large effect of inducing a helical structure. It is preferable to select an agent. Specifically, it is preferable to use a low molecular compound having axial asymmetry in the molecule as represented by the following general formula (3), (4) or (5). .
[Chemical 3]
In the general formula (3) or (4), R4Represents hydrogen or a methyl group. Y is any one of formulas (i) to (xxiv) shown above, and among them, any one of formulas (i), (ii), (iii), (v), and (vii) Preferably there is. Moreover, although c and d which show the chain length of an alkylene group can each take arbitrary integers in the range of 2-12, it is preferable that it is the range of 4-10, and is the range of 6-9. Is more preferable. The compound of the above general formula (3) or (4) in which the value of c or d is 0 or 1 lacks stability, is susceptible to hydrolysis, and has high crystallinity. On the other hand, a compound having a value of c or d of 13 or more has a low melting point (Tm). In these compounds, compatibility with a polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity is lowered, and phase separation or the like may occur depending on the concentration.
[0090]
In addition, such a chiral agent does not need to have polymerizability in particular. However, when the chiral agent has polymerizability, it is polymerized with a polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity, and the cholesteric regularity is stably fixed, so in terms of thermal stability, etc. Highly preferred. In particular, it is preferable to have a polymerizable functional group at both ends of the molecule in order to obtain the polarization
[0091]
The amount of the chiral agent contained in the liquid crystal composition is determined in consideration of the ability to induce a helical structure, the cholesteric liquid crystal structure of the polarization
[0092]
The liquid crystalline composition can be applied as it is on the
[0093]
Such a solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the polymerizable liquid crystal material as described above, but is preferably one that does not erode the
[0094]
(Orientation process)
In the coating step described above, after applying the liquid crystalline composition on the
[0095]
It should be noted that the cholesteric liquid crystal structure of the polarization
[0096]
Here, when the cholesteric liquid crystal layer formed on the
[0097]
In addition, when the solvent is contained in the liquid crystalline composition apply | coated on the
[0098]
(Curing process)
After aligning the liquid crystal molecules in the cholesteric liquid crystal layer in the alignment treatment step described above, in the curing treatment step, the cholesteric liquid crystal layer is cured to fix the cholesteric liquid crystal structure expressed in the liquid crystal phase.
[0099]
Here, as a method used in the curing treatment step, (1) a method of drying a solvent in the liquid crystalline composition, (2) a method of polymerizing liquid crystal molecules in the liquid crystalline composition by heating, (3) radiation A method of polymerizing liquid crystal molecules in the liquid crystalline composition by irradiation of (4) and (4) a method combining these methods can be used.
[0100]
Among these, the method (1) is a method suitable when a liquid crystal polymer is used as a polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity contained in a liquid crystalline composition that is a material of a cholesteric liquid crystal layer. In this method, the liquid crystal polymer is applied to the
[0101]
The method (2) is a method of curing the cholesteric liquid crystal layer by thermally polymerizing liquid crystal molecules in the liquid crystal composition by heating. In this method, the bonding state of the liquid crystal molecules changes depending on the heating (firing) temperature. Therefore, if there is temperature unevenness in the plane of the cholesteric liquid crystal layer during heating, physical properties such as film hardness and optical characteristics are uneven. Here, in order to keep the film hardness distribution within ± 10%, the heating temperature distribution is also preferably within ± 5%, and more preferably within ± 2%.
[0102]
The method for heating the cholesteric liquid crystal layer formed on the
[0103]
In general, a heating temperature of 100 ° C. or higher is required as the heating temperature, but it is preferably about 150 ° C. due to the heat resistance of the
[0104]
The method (3) is a method of curing the cholesteric liquid crystal layer by photopolymerizing liquid crystal molecules in the liquid crystalline composition by irradiation with radiation. In this method, an electron beam, ultraviolet rays, or the like can be appropriately used as radiation according to conditions. Usually, ultraviolet rays are preferably used from the viewpoint of easiness of the apparatus, and the wavelength is 250 to 400 nm. Here, when ultraviolet rays are used, it is preferable that a photopolymerization initiator is added to the liquid crystalline composition.
[0105]
Examples of the photopolymerization initiator added to the liquid crystal composition include benzyl (also referred to as bibenzoyl), benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoyl benzoic acid, benzoyl methyl benzoate, 4-benzoyl-4'- Methyldiphenyl sulfide, benzylmethyl ketal, dimethylaminomethylbenzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 3,3'-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methylobenzoylpho Mate, 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane-1- ON, 1- ( -Dodecylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) 2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxy Examples include thioxanthone. In addition to the photopolymerization initiator, it is also possible to add a sensitizer as long as the object of the present invention is not impaired.
[0106]
In addition, the addition amount of the photopolymerization initiator added to the liquid crystalline composition is 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight. Preferably there is.
[0107]
The
[0108]
In this case, if the lower cholesteric liquid crystal layer is formed and fixed, the same method can be used when applying the liquid crystalline composition of the second and subsequent cholesteric liquid crystal layers. In this case, the cholesteric liquid crystal structure (alignment state) of the upper cholesteric liquid crystal layer is a continuation of the cholesteric liquid crystal structure (alignment state) of the lower cholesteric liquid crystal layer, for alignment control between stacked cholesteric liquid crystal layers. There is no need to provide a layer. However, if necessary, an intermediate layer such as an easy adhesion layer may be provided between the cholesteric liquid crystal layers to be laminated. Since the conditions and materials used for the coating process, the alignment process process, and the curing process process when forming the second and subsequent cholesteric liquid crystal layers are as described above, the description thereof is omitted here.
[0109]
As described above, according to the present embodiment, the
[0110]
At this time, the polarization
[0111]
Further, in the polarization
[0112]
As described above, according to the present embodiment, the influence of ambient light such as external light and illumination light is suppressed by the polarization separation characteristic of the cholesteric liquid crystal structure, and the contrast of the image is increased, while the structural of the cholesteric liquid crystal structure is increased. Due to this non-uniformity, a scattering effect can be given to the reflected light of the image light without reducing the visibility of the image, and the image can be clearly displayed even under bright ambient light.
[0113]
Further, according to the present embodiment, the polarization
[0114]
Projection system
The
[0115]
As shown in FIG. 9, the
[0116]
Among these, as the
[0117]
Here, when a liquid crystal projector is used as the
[0118]
In addition, as the
[0119]
As shown in FIG. 9, such a
[0120]
When a CRT or DLP projector is used as the
[0121]
Here, the
[0122]
The
[0123]
Here, as shown in FIG. 9, when the
[0124]
The polarization state of the
[0125]
In the
[0126]
【Example】
Next, specific examples of the above-described embodiment will be described.
[0127]
(Example)
A first cholesteric compound having a selective reflection center wavelength at 440 nm is prepared by dissolving a monomer mixed liquid crystal in which a chiral agent (5.3 wt%) is added to a main agent (94.7 wt%) composed of an ultraviolet curable nematic liquid crystal and dissolved in cyclohexanone. A liquid crystal solution was prepared.
[0128]
Note that a liquid crystal containing a compound represented by the above chemical formula (2-xi) was used as the nematic liquid crystal.
[0129]
As the polymerizable chiral agent, the compound represented by the above chemical formula (5) was used.
[0130]
Furthermore, 5 wt% of Irg369 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was added to the first cholesteric liquid crystal solution as a photopolymerization initiator.
[0131]
Then, the first cholesteric liquid crystal solution prepared as described above is bar-coated on a support base material (Lumirror / AC-X, manufactured by Panac Co., Ltd.) in which an easy-adhesion layer is formed on a 200 mm □ black PET film. It was applied by the method.
[0132]
Next, the film was heated in an oven at 80 ° C. for 90 seconds to perform alignment treatment (drying treatment) to obtain a cholesteric liquid crystal layer from which the solvent was removed.
[0133]
Thereafter, ultraviolet light of 365 nm is applied to the cholesteric liquid crystal layer in a nitrogen atmosphere at 50 mW / cm.2Was irradiated for 1 minute to cure the cholesteric liquid crystal layer, whereby a first partial selective reflection layer having a selective reflection center wavelength at 440 nm was obtained.
[0134]
Similarly, the second cholesteric liquid crystal solution was directly applied on the first partially selective reflection layer, and an alignment treatment (drying treatment) and a curing treatment were performed. As a result, a second partial selective reflection layer having a selective reflection center wavelength at 550 nm was obtained. The second cholesteric liquid crystal solution is prepared by the same method as the first cholesteric liquid crystal solution, and the selective reflection center wavelength is set to 550 nm by controlling the mixing ratio of the nematic liquid crystal and the chiral agent. To have.
[0135]
Similarly, the third cholesteric liquid crystal solution was directly applied onto the second partially selective reflection layer, and subjected to alignment treatment (drying treatment) and curing treatment. As a result, a third partial selective reflection layer having a selective reflection center wavelength at 600 nm was obtained. The third cholesteric liquid crystal solution is prepared by the same method as the first cholesteric liquid crystal solution, and the selective reflection center wavelength is set to 600 nm by controlling the mixing ratio of the nematic liquid crystal and the chiral agent. To have.
[0136]
As described above, as the polarization selective reflection layer, the first partial selective reflection layer that selectively reflects light in the blue (B) wavelength region (light having a selective reflection center wavelength at 440 nm), and green (G) A second partial selective reflection layer that selectively reflects light in the wavelength range (light having a selective reflection center wavelength at 550 nm) and light in the red (R) wavelength range (light having a selective reflection center wavelength at 600 nm). A projection screen was obtained in which a third partial selective reflection layer that selectively reflects () was laminated in order from the support base material side. The thickness of the first partial selective reflection layer was 3 μm, the thickness of the second partial selective reflection layer was 4 μm, and the thickness of the third partial selective reflection layer was 5 μm. The cholesteric liquid crystal structure of each partial selective reflection layer of the polarization selective reflection layer of the projection screen thus obtained was not in the planar alignment state.
[0137]
(Comparative Example 1)
Using a black PET film (Lumirror, manufactured by Panac Co., Ltd.), which is a stretched film, as a supporting base material, a polarization selective reflection layer was produced in the same manner as in Example, and a projection screen was obtained. The cholesteric liquid crystal structure of each partial selective reflection layer of the polarization selective reflection layer of the projection screen thus obtained was in a planar alignment state.
[0138]
(Comparative Example 2)
As a commercially available projection screen, a projection screen (manufactured by OS Co., Ltd.) in which a scattering layer containing beads was formed on the surface of a cloth material was prepared.
[0139]
(Evaluation results)
The image light emitted from the projector was projected onto each projection screen according to the example, comparative example 1 and comparative example 2, and the contrast was measured. A liquid crystal projector (ELP-52, manufactured by Epson Corporation) was used as the projector.
[0140]
Here, a circularly polarizing plate was disposed at the exit of the projector so that the emitted image light was circularly polarized. In addition, the indoor lighting where the projector and the projection screen are installed is performed by a fluorescent lamp installed on the ceiling (which emits non-polarized light) and is illuminated on the projection screen at an angle of about 50 degrees from the ceiling. They were placed in such a relationship that they were irradiated with light. At this time, the brightness just below the projection screen was 200 lux (lx) as measured by an illuminometer (digital illuminometer 510-02, manufactured by Yokogawa M & C).
[0141]
The projection screen was installed perpendicular to the floor. In addition, the projector was arranged at a position approximately 2.5 m away from the projection screen in a direction perpendicular to the projection screen (a direction parallel to the floor).
[0142]
In this state, image light (a still image with white and black areas) was projected onto the projection screen by the projector, and the contrast of the image was measured. Specifically, the luminance of each of the white and black images at the center of the projection screen is measured by a luminance meter (luminance meter BM-8, manufactured by Topcon Corporation), and the ratio is determined as the contrast (contrast = brightness of the white image). ÷ Intensity of black image).
[0143]
Table 1 below shows the contrast for each projection screen according to the example, comparative example 1, and comparative example 2.
[0144]
Each projection screen was visually observed. In this case, in the projection screen according to Comparative Example 1, reflection of light occurred specularly, and the image was difficult to view and could not be measured. In each of the projection screens of the example and the comparative example 2, it was possible to visually recognize an image. However, the contrast of the projection screen according to the example was about 8 times that of the projection screen according to the comparative example 2. Improved.
[0145]
[Table 1]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a projection screen excellent in visibility capable of clearly displaying an image even under bright ambient light and a projection system including the projection screen.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a projection screen according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram for explaining an alignment state and optical functions of a polarization selective reflection layer of the projection screen shown in FIG. 1;
3 is a schematic sectional view showing a modification of the projection screen shown in FIG.
4 is a schematic sectional view showing another modification of the projection screen shown in FIG.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing still another modification of the projection screen shown in FIG.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing still another modification of the projection screen shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing still another modification of the projection screen shown in FIG.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing still another modification of the projection screen shown in FIG.
FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a projection system including a projection screen according to an embodiment of the invention.
FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the projection system including the projection screen according to the embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
10 Projection screen
11 Polarization selective reflection layer
11a, 11b, 11c Partial selective reflection layer
12, 12A, 12B, 12C Support base material
13 Middle layer
14 Support film
15 Light absorption layer
16 Light reflection layer
17 Adhesive layer
18 Release film
19 Functionality retention layer
20 Projection system
21 Projector
22 Phase difference plate
23 Illumination light source
24,24 'Polarizing film
25, 26 Illumination light source installation part
27 Illumination light reflector
30 Spiral structure region
31R Right circularly polarized light in the selective reflection wavelength range
31L Left circularly polarized light within the selective reflection wavelength range
Right circularly polarized light outside the 32R selective reflection wavelength range
32L Left circularly polarized light outside the selective reflection wavelength range
33 Reflected light
34, 35, 35 'Illumination light
Claims (15)
特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層であって、コレステリック液晶構造に含まれる複数の螺旋構造領域の螺旋軸の方向のばらつきによる前記コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させる偏光選択反射層と、
前記偏光選択反射層を支持する支持基材と、
前記偏光選択反射層と前記支持基材との間に設けられた中間層と、
を備え、
この中間層は、偏光選択反射層のコレステリック液晶構造の配向状態を制御し、偏光選択反射層のコレステリック液晶構造のうち前記中間層との界面近傍の液晶分子のダイレクターが複数の方向に向くよう構成されていることを特徴とする投影スクリーン。 In the projection screen that reflects the projected image light and displays the image,
A polarization selective reflection layer having a cholesteric liquid crystal structure that selectively reflects light of a specific polarization component, the structure of the cholesteric liquid crystal structure due to variations in the direction of the helical axis of a plurality of helical structure regions included in the cholesteric liquid crystal structure A polarization selective reflection layer for diffusing selectively reflected light due to general non-uniformity;
A support substrate for supporting the polarization selective reflection layer;
An intermediate layer provided between the polarization selective reflection layer and the support substrate;
With
This intermediate layer controls the orientation state of the cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer so that the directors of the liquid crystal molecules in the vicinity of the interface with the intermediate layer of the cholesteric liquid crystal structure of the polarization selective reflection layer are directed in a plurality of directions. A projection screen characterized in that it is configured.
前記各部分選択反射層は、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造であって、その構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるコレステリック液晶構造を有し、前記各部分選択反射層のコレステリック液晶構造は、その螺旋ピッチ長が互いに異なることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の投影スクリーン。The polarization selective reflection layer has at least two partially selective reflection layers stacked on each other,
Each of the partial selective reflection layers has a cholesteric liquid crystal structure that selectively reflects light of a specific polarization component, and has a cholesteric liquid crystal structure that diffuses selectively reflected light due to its structural nonuniformity. The projection screen according to claim 1 , wherein the cholesteric liquid crystal structures of the partial selective reflection layers have different helical pitch lengths.
前記投影スクリーン上に映像光を投射する投影機とを備えたことを特徴とする投影システム。A projection screen according to any one of claims 1 to 10 ,
A projection system comprising: a projector that projects image light on the projection screen.
前記照明光源から前記投影スクリーンへ向けて出射される前記照明光は、前記投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光を主として含むことを特徴とする、請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の投影システム。An illumination light source that illuminates an observation space where the projection screen is installed, further comprising an illumination light source arranged so that illumination light is directly irradiated onto the projection screen,
The illumination light emitted toward the projection screen from the illumination source, characterized in that it comprises a light component of different polarization from the light polarization components of light that is selectively reflected by the projection screen mainly claim 11 The projection system according to any one of claims 13 to 13 .
前記照明光源から前記照明光反射体へ向けて出射される前記照明光は、前記投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光を主として含むことを特徴とする、請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の投影システム。An illumination light source that illuminates an observation space where the projection screen is installed, further comprising an illumination light source arranged so that illumination light is indirectly irradiated onto the projection screen via an illumination light reflector,
The illumination light emitted from the illumination light source toward the illumination light reflector mainly includes light having the same polarization component as the polarization component of light selectively reflected by the projection screen. The projection system according to any one of claims 11 to 14 .
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