WO2017188182A1 - 透明スクリーンおよび画像表示システム - Google Patents
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- G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
- G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
- G09G2300/0469—Details of the physics of pixel operation
- G09G2300/0478—Details of the physics of pixel operation related to liquid crystal pixels
- G09G2300/0482—Use of memory effects in nematic liquid crystals
- G09G2300/0486—Cholesteric liquid crystals, including chiral-nematic liquid crystals, with transitions between focal conic, planar, and homeotropic states
Definitions
- the present invention relates to a transparent screen and an image display system using the transparent screen.
- a transparent screen that displays an image by diffusing and / or reflecting projection light from a projector and transmits light from the front and back surfaces is known as one of the screens constituting a projection display device. .
- Patent Document 1 as a projection-type liquid crystal projection system, a transparent screen using cholesteric liquid crystal that reflects right- or left-circularly polarized red light, green light, and blue light is used, and red light projected onto the transparent screen is used.
- Projection type liquid crystal projection system that transmits right or left circularly polarized light component of external light irradiated on transparent screen by polarizing green light and blue light to right or left circularly polarized light by ⁇ / 4 plate Is described.
- the hot spot is the opposite side of the projector of the transparent screen, and the light source of the projector is observed in the straight direction of the emitted light of the projector. It is a phenomenon. When such a hot spot is generated by the transmitted light that has passed through the transparent screen, it feels dazzling when observed from the side opposite to the projector of the transparent screen.
- the hot spot is very dazzling.
- the hot spot is extremely dazzling.
- the transparent screen of the present invention comprises a dot array formed by two-dimensionally arranging dots formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase, and There is provided a transparent screen comprising a layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase.
- the dot array includes a dot array that reflects red light, a dot array that reflects green light, and a dot array that reflects blue light, and a layer that reflects red light as a layer, and green light It is preferable to have a layer that reflects light and a layer that reflects blue light. Further, the dot array includes a dot array that reflects right circularly polarized light and a dot array that reflects left circularly polarized light, and the layer includes a layer that reflects right circularly polarized light and a layer that reflects left circularly polarized light. It is preferable to have. Furthermore, it is preferable to have a ⁇ / 4 plate.
- a second aspect of the image display system of the present invention provides an image display system comprising the transparent screen of the present invention having a ⁇ / 4 plate, and a projector whose emitted light is linearly polarized light. .
- a dot array is positioned between the layer and the projector, and the dot array directs the convexity of the dots toward the projector.
- the present invention it is possible to realize a transparent screen having good transparency and capable of reducing hot spots caused by transmitted light, and an image display system using this transparent screen and reduced hot spots caused by transmitted light.
- FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating an example of an image display system of the present invention.
- FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the operation of the transparent screen of the present invention.
- FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the operation of the transparent screen of the present invention.
- FIG. 4 is a diagram conceptually showing another example of the image display system of the present invention.
- FIG. 5 is a diagram conceptually showing another example of the image display system of the present invention.
- FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining an evaluation method in an embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining an evaluation method in an embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining a measurement method in the embodiment of the present invention.
- a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
- an angle such as “45 °”, “parallel”, “vertical” or “orthogonal” is within a range where the difference from the exact angle is less than 5 ° unless otherwise specified. Means. The difference from the exact angle is preferably less than 4 °, more preferably less than 3 °.
- “(meth) acrylate” is used to mean “one or both of acrylate and methacrylate”.
- “same” includes an error range generally allowed in the technical field.
- visible light is light having a wavelength that can be seen by human eyes among electromagnetic waves, and indicates light having a wavelength range of 380 to 780 nm.
- Invisible light is light having a wavelength range of less than 380 nm or a wavelength range of more than 780 nm.
- light in the wavelength range of 420 to 490 nm is blue light
- light in the wavelength range of 495 to 570 nm is green light
- wavelength range of 620 to 750 nm The light is red light.
- retroreflection means reflection in which incident light is reflected in the incident direction.
- haze means a value measured using a haze meter NDH-2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. Theoretically, haze means a value represented by the following equation. (Scattering transmittance of natural light of 380 to 780 nm) / (scattering transmittance of natural light of 380 to 780 nm + direct transmittance of natural light) ⁇ 100%
- the scattering 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 a transmittance at 0 ° based on a value measured using an integrating sphere unit. That is, the low haze means that the direct transmitted light amount is large in the total transmitted light amount.
- Re ( ⁇ ) and Rth ( ⁇ ) represent in-plane retardation and retardation in the thickness direction at a wavelength ⁇ , respectively. Unless otherwise specified, the wavelength ⁇ is 550 nm.
- Re ( ⁇ ) and Rth ( ⁇ ) are values measured at a wavelength ⁇ in AxoScan OPMF-1 (manufactured by Optoscience).
- the average refractive index values of the main optical films are exemplified below: cellulose acylate (1.48), cycloolefin polymer (1.52), polycarbonate (1.59), polymethyl methacrylate (1.49), Polystyrene (1.59).
- the selective reflection wavelength is a half-value transmittance represented by the following formula: T1 / 2 (%), where Tmin (%) is the minimum value of the transmittance of a target object (member). Is the average value of two wavelengths.
- T1 / 2 100 ⁇ (100 ⁇ Tmin) ⁇ 2
- “equal” for the selective reflection wavelengths of a plurality of objects does not mean that they are strictly equal, and an error in a range that does not affect optically is allowed.
- the selective reflection wavelengths of a plurality of objects are “equal”, which means that the difference in selective reflection wavelengths between the objects is 20 nm or less, and this difference is preferably 15 nm or less, More preferably, it is 10 nm or less.
- the transparent screen of the present invention has a dot array formed by two-dimensionally arranging dots formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase and a layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase.
- the image display system of the present invention includes the transparent screen of the present invention and a projector whose emitted light is polarized or non-polarized.
- FIG. 1 conceptually shows an example of the image display system of the present invention using an example of the transparent screen of the present invention.
- An image display system 10 shown in FIG. 1 includes the transparent screen 12 of the present invention and a projector 14 whose outgoing light is non-polarized light.
- the bonding layer can be made of various known materials as long as the target plate-shaped material (sheet-shaped material) can be bonded. That is, the bonding layer may be a layer made of an adhesive or a layer made of an adhesive.
- An adhesive has fluidity when bonded and then becomes a solid. The adhesive is a gel-like (rubber-like) soft solid when pasted, and the gel-like state does not change thereafter.
- the layer which consists of a material with the characteristic of both an adhesive agent and an adhesive may be sufficient as a bonding layer. Therefore, the bonding layer is a known material used for bonding sheet-like materials in optical devices and optical elements, such as optical transparent adhesive (OCA (Optical Clear Adhesive)), optical transparent double-sided tape, and ultraviolet curable resin. What is necessary is just to use.
- OCA optical Clear Adhesive
- the right polarizing dot film 20, the left polarizing dot film 24, the right polarizing reflective layer film 26, and the left polarizing reflective layer film 28 are laminated to form a frame or a jig instead of being bonded together with a bonding layer. You may comprise the transparent screen of this invention, hold
- the right polarizing dot film 20 includes a red right circular polarizing dot stack 30rR, a green right circular polarizing dot stack 30gR, and a blue right circular polarizing dot stack 30bR.
- the red right circularly polarized light dot stack 30rR embeds the support 32, the red right circularly polarized light reflective dot 34rR arranged two-dimensionally on one surface of the support 32, and the red right circularly polarized light reflective dot 34rR. And an overcoat layer 36 laminated on the support 32.
- the green right circularly polarized dot laminate 30gR embeds the support 32, the green right circularly polarized reflective dot 34gR and the green right circularly polarized reflective dot 34gR that are two-dimensionally arranged on one surface of the support 32. And an overcoat layer 36 laminated on the support 32.
- the blue right circularly polarized light dot stack 30bR embeds the support 32, the blue right circularly polarized light reflective dot 34bR and the blue right circularly polarized light reflective dot 34bR arranged two-dimensionally on one surface of the support 32. And an overcoat layer 36 laminated on the support 32.
- the left polarizing dot film 24 includes a red left circular polarizing dot stack 30rL, a green left circular polarizing dot stack 30gL, and a blue left circular polarizing dot stack 30bL.
- the red left circularly polarized light dot stack 30rL embeds the support 32, the red left circularly polarized light reflective dot 34rL arranged two-dimensionally on one surface of the support 32, and the red left circularly polarized light reflective dot 34rL. And an overcoat layer 36 laminated on the support 32.
- the green left circularly polarized light dot stack 30gL embeds the support 32, the green left circularly polarized light reflective dot 34gL and the green left circularly polarized light reflective dot 34gL arranged two-dimensionally on one surface of the support 32. And an overcoat layer 36 laminated on the support 32.
- the blue left circularly polarized light dot stack 30bL embeds the support 32, the blue left circularly polarized light reflective dot 34bL and the blue left circularly polarized light reflective dot 34bL arranged two-dimensionally on one surface of the support 32. And an overcoat layer 36 laminated on the support 32.
- each reflective dot laminated body which comprises each dot film.
- the red right circularly polarized dot laminate 30rR, the green right circularly polarized dot laminate 30gR, the blue right circularly polarized dot laminate 30bR, the red left circularly polarized dot laminate 30rL, and the green left circle are collectively referred to as “dot laminate”.
- the blue left circularly polarized reflective dot 34bL are collectively referred to as “reflective dots”.
- Each of the supports 32 included in the dot laminate of the right polarizing dot film 20 and the left polarizing dot film 24 supports reflective dots that are dots formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase described later.
- the support 32 preferably has a low light reflectance at the wavelength of light reflected by the reflective dots, and preferably does not include a material that reflects light at the wavelength of light reflected by the reflective dots.
- the support 32 is preferably transparent in the visible light region. Further, the support 32 may be colored, but is preferably not colored or less colored. Further, the support 32 preferably has a refractive index of about 1.2 to 2.0, more preferably about 1.4 to 1.8. In the present specification, when it is transparent, specifically, the non-polarized light transmittance (omnidirectional transmittance) at a wavelength of 380 to 780 nm may be 50% or more, preferably 70% or more, and preferably 85% or more. It is more preferable that
- the haze value of the support 32 is preferably 30% or less, more preferably 0.1 to 25%, and further preferably 0.1 to 10%. Further, by using the support 32 having a high haze like an AG (anti-glare) support, it is possible to make adjustments that deteriorate the transparency and improve the front luminance and viewing angle characteristics.
- the thickness of the support 32 may be selected according to the use and is not particularly limited, but may be about 5 to 1000 ⁇ m, preferably 10 to 250 ⁇ m, and more preferably 15 to 150 ⁇ m.
- the support 32 may be a single layer or multiple layers.
- Examples of the support 32 in the case of a single layer include a support made of glass, triacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polyvinyl chloride, acrylic, polyolefin, and the like.
- TAC triacetyl cellulose
- PET polyethylene terephthalate
- PC polycarbonate
- polyvinyl chloride acrylic
- acrylic polyolefin
- the underlayer is preferably a resin layer, and more preferably a transparent resin layer.
- the underlayer include a layer for adjusting the shape of the reflective dots when forming the reflective dots, a layer for improving the adhesion characteristics between the support 32 and the reflective dots, and the polymerizability when forming the reflective dots. Examples thereof include an alignment film for adjusting the alignment of the liquid crystal compound.
- the base layer preferably has a low light reflectance at the wavelength of light reflected by the reflective dots, and preferably does not include a material that reflects light at the wavelength of light reflected by the reflective dots.
- the underlayer is preferably transparent.
- the red left circularly polarizing reflecting dot 34rL of the red left circularly polarizing dot laminate 30rL is a dot that reflects red left circularly polarized light and transmits other light.
- the green left circularly polarized light reflecting dot 34gL of the green left circularly polarized dot laminate 30gL is a dot that reflects green left circularly polarized light and transmits other light.
- the blue left circularly polarized light reflecting dot 34bL of the blue left circularly polarized dot laminate 30bL is a dot that reflects the blue left circularly polarized light and transmits other light. That is, these reflective dots have different selective reflection wavelengths.
- Each reflective dot is a dot formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase. That is, the reflective dot is a dot made of a liquid crystal material having a cholesteric structure.
- the cholesteric liquid crystal phase that becomes a reflective dot gives a stripe pattern of a bright part and a dark part in the cross section of the reflective dot observed by a scanning electron microscope, and has a maximum height in the direction from the end to the center of the reflective dot.
- the angle between the normal of the line formed by the first dark portion from the surface of the reflective dot opposite to the support 32 and the surface of the reflective dot is A range of 70 to 90 ° is preferable. This point will be described in detail later.
- the arrangement density of the reflective dots in the dot stack is not particularly limited, and may be appropriately set according to the diffusibility (viewing angle) required for the transparent screen, transparency, and the like. From the viewpoints of suppressing hot spots, obtaining a wide viewing angle, obtaining high transparency, and appropriate density that can be produced without defects such as coalescence or defect of reflective dots during production, the support 32 is provided.
- the area ratio of the reflective dots to the support 32 when viewed from the normal direction of the main surface is preferably 1 to 90.6%, more preferably 2 to 50%, and 4 to 30 % Is more preferable.
- the dots 34bL are preferably circular when viewed from the normal direction of the main surface of the support 32.
- the dots 34bL are hemispherical (substantially hemispherical), spherically absent (substantially spherically absent), spherical base, This is a dot having a shape such as a circular shape or a truncated cone shape.
- the normal direction of the main surface of the support 32 is also referred to as “support normal direction”.
- the circular shape does not have to be a perfect circle and may be a substantially circular shape.
- the center of the reflective dot means the center or the center of gravity of the circle.
- the reflective dots only need to have a circular average shape, and some of the reflective dots may have a shape that does not correspond to a circle.
- the reflective dots preferably have an average diameter of 10 to 200 ⁇ m, more preferably 20 to 120 ⁇ m, when viewed from the normal direction of the support.
- the diameter of the reflective dot is from the edge (edge of the reflective dot or boundary) to the edge in an image obtained with a microscope such as a laser microscope, a scanning electron microscope (SEM), or a transmission electron microscope (TEM). It can be obtained by measuring the length of the straight line passing through the center of the reflective dot.
- the number of reflection dots and the distance between the reflection dots can also be confirmed by a microscope image such as a laser microscope, a scanning electron microscope, or a transmission electron microscope.
- the height of the reflective dot can be confirmed from a cross-sectional view of the dot obtained using a focus position scan with a laser microscope or a microscope such as SEM or TEM.
- the average maximum height of the reflective dots is preferably 5 to 30 ⁇ m, more preferably 8 to 25 ⁇ m, and even more preferably 10 to 20 ⁇ m.
- the reflective dot is a dot formed by fixing the cholesteric liquid crystal phase.
- the wavelength of light at which the reflective dot exhibits selective reflectivity can be adjusted (selected) by adjusting the helical pitch of the cholesteric liquid crystal phase forming the reflective dot.
- the spiral axis direction of the cholesteric liquid crystal phase forming the reflective dots in the transparent screen of the present invention is controlled as will be described later. For this reason, the light incident on the reflective dots is reflected not only in regular reflection but also in various directions.
- ⁇ Cholesteric liquid crystal phase ⁇ Cholesteric liquid crystal phase
- the pitch of the cholesteric liquid crystal phase depends on the kind of chiral agent used together with the polymerizable liquid crystal compound or the concentration of the chiral agent at the time of dot formation, so that a desired pitch can be obtained by adjusting these. Regarding the pitch adjustment, Fujifilm Research Report No.
- the cholesteric liquid crystal phase gives a stripe pattern of a bright part and a dark part in a sectional view of a reflective dot observed by a scanning electron microscope.
- the two bright parts and the dark part 2 in the repetition of the bright part and the dark part correspond to one pitch of the spiral. From this, the pitch can be measured from the SEM sectional view.
- the normal line of each line of the striped pattern is the spiral axis direction of the cholesteric liquid crystal phase.
- the reflected light of the cholesteric liquid crystal phase is circularly polarized light. That is, in the transparent screen 12 of the present invention, the reflective dots of each dot stack reflect circularly polarized light. Whether the reflected light is right-handed circularly polarized light or left-handed circularly polarized light depends on the twist direction of the spiral in the cholesteric liquid crystal phase.
- the selective reflection of circularly polarized light by the cholesteric liquid crystal phase reflects right circularly polarized light when the twist direction of the spiral of the cholesteric liquid crystal phase is right, and reflects left circularly polarized light when the twist direction of the spiral is left.
- ⁇ n can be adjusted by the type and mixing ratio of the liquid crystal compounds forming the reflective dots (the right circularly polarized light reflecting layer and the left circularly polarized light reflecting layer) and the temperature at which the orientation is fixed.
- the half-value width of the reflection wavelength band is adjusted according to the application of the transparent screen 12, and may be, for example, 50 to 500 nm, and preferably 100 to 300 nm.
- a reflective dot formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase gives a stripe pattern of a bright part and a dark part in a cross section.
- the reflection dot formed by fixing such a cholesteric liquid crystal phase is a line formed by the first dark portion from the surface of the reflection dot opposite to the support 32 when confirmed by a cross-sectional view observed with a scanning electron microscope.
- the angle formed between the normal line and the surface of the reflective dot opposite to the support 32 is preferably in the range of 70 to 90 °.
- “the surface of the reflective dot opposite to the support 32” is also simply referred to as “the surface of the reflective dot”.
- FIG. 2 shows a schematic diagram of a cross section of the reflective dot. In FIG.
- the line formed by the dark part is indicated by a bold line.
- the angle ⁇ 1 formed between the normal line (broken line) of the line Ld 1 formed by the first dark portion and the surface of the reflective dot is preferably 70 to 90 °.
- the angle ⁇ 1 is at a position of 30 ° and a position of 60 °.
- the angle between the normal of the line Ld 1 formed by the first dark portion from the surface of the reflective dot and the surface of the reflective dot is preferably in the range of 70 to 90 °, and at all positions on the surface of the reflective dot, More preferably, the angle formed by the normal of the line Ld 1 formed by the first dark portion from the surface of the reflective dot and the surface of the reflective dot is in the range of 70 to 90 °.
- the reflection dot preferably has an angle ⁇ 2 formed by the normal of the line Ld 2 formed by the second dark portion from the surface of the reflection dot and the surface of the reflection dot in the range of 70 to 90 °. It is more preferable that the angle formed between the normal line and the surface of the reflective dot is in the range of 70 to 90 ° with respect to the line formed by the third to fourth dark portions from the surface of the dot. More preferably, any of the lines formed by the 5th to 12th dark parts is in the range of 70 to 90 ° between the normal line and the reflective dot.
- the angle formed between the normal line of the dark part and the surface of the reflective dot is more preferably 80 to 90 °, and further preferably 85 to 90 °.
- Such a cross-sectional view of the reflective dot by SEM shows that on the surface of the reflective dot, the spiral axis of the cholesteric liquid crystal phase forms an angle in the range of 70 to 90 ° with the surface of the reflective dot (its tangent line). .
- the light incident on the reflective dot is parallel to the spiral axis direction of the cholesteric liquid crystal phase on the surface of the reflective dot when the light incident from the direction having an angle with respect to the normal direction of the support 32 is used. It can be incident at a close angle. Therefore, the light incident on the reflective dots can be reflected in various directions.
- the reflective dots regularly reflect incident light on the basis of the helical axis of the cholesteric liquid crystal phase. Therefore, as conceptually shown in FIG. 3, the reflected light Ir reflected near the center of the reflective dot is parallel to the normal direction of the support with respect to the light In incident from the normal direction of the support 32. Reflected.
- the reflected light Ir is a direction different from the normal direction of the support 32. Reflected in. Therefore, the light incident on the reflective dots can be reflected in various directions, and the viewing angle can be increased.
- the light Ip that passes through the reflective dots is transmitted in the same direction as the incident light In, the scattered light can be suppressed from being scattered, haze can be reduced, and transparency can be increased.
- the angle (half-value angle) at which the luminance is half of the front luminance (peak luminance) can be made 35 ° or more and has high reflectivity.
- the spiral axis of the cholesteric liquid crystal phase forms an angle in the range of 70 to 90 ° with the surface of the reflective dot, so that the angle formed between the normal direction of the first dark line from the surface and the normal direction of the support
- the height continuously decreases as the height increases continuously.
- the cross-sectional view is a cross-sectional view in an arbitrary direction including a portion having a height that continuously increases to the maximum height in the direction from the end of the dot toward the center, and typically includes and supports the center of the dot. Any cross-sectional view perpendicular to the body may be used.
- Reflective dots red right circular polarized reflective dot 34rR, green right circular polarized reflective dot 34gR and blue right circular polarized reflective dot 34bR, red left circular polarized reflective dot 34rL, green left circular polarized reflective dot 34gL and blue left circular polarized reflective
- the dots 34bL can be obtained by fixing the cholesteric liquid crystal phase in the form of dots.
- the structure in which the cholesteric liquid crystal phase is fixed may be any structure as long as the orientation of the liquid crystal compound in the cholesteric liquid crystal phase is maintained.
- a structure in which a cholesteric liquid crystal phase is fixed typically has a polymerizable liquid crystal compound in an aligned state of the cholesteric liquid crystal phase, and is then polymerized and cured by ultraviolet irradiation, heating, etc. to form a non-flowable layer.
- any structure may be used as long as the orientation is not changed by an external field or an external force.
- the cholesteric liquid crystal phase is fixed, it is sufficient that the optical properties of the cholesteric liquid crystal phase are maintained, and the liquid crystal compound may not exhibit liquid crystallinity.
- the polymerizable liquid crystal compound may have a high molecular weight by a curing reaction and lose liquid crystallinity.
- a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound can be given.
- the liquid crystal compound is preferably a polymerizable liquid crystal compound.
- the liquid crystal composition containing the liquid crystal compound used for forming the reflective dots preferably further contains a surfactant.
- the liquid crystal composition used for forming the reflective dots may further contain a chiral agent and a polymerization initiator.
- the polymerizable liquid crystal compound may be a rod-like liquid crystal compound or a disk-like liquid crystal compound, but is preferably a rod-like liquid crystal compound.
- Examples of the rod-like polymerizable liquid crystal compound that forms the cholesteric liquid crystal phase include a rod-like nematic liquid crystal compound.
- rod-like nematic liquid crystal compounds examples include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines.
- Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used. Not only low-molecular liquid crystal compounds but also high-molecular liquid crystal compounds can be used.
- the polymerizable liquid crystal compound can be obtained by introducing a polymerizable group into the liquid crystal compound.
- the polymerizable group include an unsaturated polymerizable group, an epoxy group, and an aziridinyl group, preferably an unsaturated polymerizable group, and more preferably an ethylenically unsaturated polymerizable group.
- the polymerizable group can be introduced into the molecule of the liquid crystal compound by various methods.
- the number of polymerizable groups possessed by the polymerizable liquid crystal compound is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3. Examples of polymerizable liquid crystal compounds are described in Makromol. Chem. 190, 2255 (1989), Advanced Materials 5, 107 (1993), US Pat. No.
- polymerizable liquid crystal compound examples include compounds represented by the following formulas (1) to (11).
- polymerizable liquid crystal compounds other than the above cyclic organopolysiloxane compounds having a cholesteric phase as disclosed in JP-A-57-165480 can be used.
- the above-mentioned polymer liquid crystal compound includes a polymer in which a mesogenic group exhibiting liquid crystal is introduced into the main chain, a side chain, or both the main chain and the side chain, and a polymer cholesteric in which a cholesteryl group is introduced into the side chain
- a liquid crystalline polymer as disclosed in JP-A-9-133810, a liquid crystalline polymer as disclosed in JP-A-11-293252, or the like can be used.
- the addition amount of the polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal composition is preferably 75 to 99.9% by mass with respect to the solid content mass (mass excluding the solvent) of the liquid crystal composition, and preferably 80 to 99. More preferably, it is more preferably 85% to 90% by weight.
- the surfactant when a surfactant is used, dots having an angle formed by the surface of the reflective dot and the support 32 of 40 ° or more are formed at the end of the reflective dot. That is, by adding a surfactant when forming the reflective dots, the contact angle between the reflective dots and the support 32 is formed in an angle range that can achieve both a wide viewing angle and high transparency. Can do.
- the surfactant is preferably a compound capable of functioning as an alignment control agent that contributes to stably or rapidly forming a planar cholesteric liquid crystal phase.
- the surfactant include a silicone-based surfactant and a fluorine-based surfactant, and a fluorine-based surfactant is preferably exemplified.
- the surfactant include compounds described in paragraphs [0082] to [0090] of JP-A-2014-119605, and compounds described in paragraphs [0031] to [0034] of JP-A-2012-203237. , Compounds exemplified in paragraphs [0092] and [0093] of JP-A-2005-99248, paragraphs [0076] to [0078] and paragraphs [0082] to [0085] of JP-A 2002-129162 And compounds exemplified therein, and fluorine (meth) acrylate polymers described in paragraphs [0018] to [0043] of JP-A-2007-272185, and the like.
- 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.
- fluorine-based surfactant compounds represented by the following general formula (I) described in paragraphs [0082] to [0090] of JP-A-2014-119605 are preferable.
- L 11 , L 12 , L 13 , L 14 , L 15 , and L 16 are each independently a single bond, —O—, —S—, —CO—, —COO. —, —OCO—, —COS—, —SCO—, —NRCO—, —CONR—
- R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
- NRCO- and -CONR- have the effect of reducing the solubility, and more preferably -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO- —COS— and —SCO—, and —O—, —CO—, —COO—, and —OCO— are more preferable from the viewpoint of the stability of the compound.
- the alkyl group that R can take may be linear or branched.
- the number of carbon atoms is more preferably 1 to 3, and examples thereof include a
- Sp 11 , Sp 12 , Sp 13 and Sp 14 each independently represents a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a single bond or an alkylene group having 1 to 7 carbon atoms. More preferably, it is a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
- the hydrogen atom of the alkylene group may be substituted with a fluorine atom.
- the alkylene group may or may not be branched, but a linear alkylene group having no branch is preferred. From the viewpoint of synthesis, it is preferable that Sp 11 and Sp 14 are the same, and Sp 12 and Sp 13 are the same.
- Examples of the substituent for the aromatic hydrocarbon group represented by A 11 and A 12 include a methyl group, an ethyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a bromine atom, a chlorine atom, and a cyano group.
- Molecules having many perfluoroalkyl moiety in the molecule it is possible to align the liquid crystal in a small amount, since the lead to haze reduction, A 11, A 12 to have much a perfluoroalkyl group in the molecule It is preferably tetravalent. From the viewpoint of synthesis, A 11 and A 12 are preferably the same.
- T 11 is the following (X in T 11 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group or an ester group, Ya, Yb, Yc and Yd each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably
- the alkyl group that X contained in T 11 can have 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms.
- the alkyl group may be linear, branched, or cyclic, and is preferably linear or branched. Examples of preferable alkyl groups include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group, and among them, a methyl group is preferable.
- the alkyl moiety of the alkoxy group X contained in the T 11 can be taken, it is possible to refer to the description and the preferred range of the alkyl group X contained in the T 11 can take.
- Examples of the halogen atom that X contained in T 11 can take include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a chlorine atom and a bromine atom are preferable.
- Examples of the ester group that X contained in T 11 can take include a group represented by R′COO—.
- Examples of R ′ include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
- Specific examples of the ester include CH 3 COO— and C 2 H 5 COO—.
- the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which Ya, Yb, Yc and Yd can take may be linear or branched.
- a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group and the like can be exemplified.
- the divalent heterocyclic group preferably has a 5-membered, 6-membered or 7-membered heterocyclic ring.
- a 5-membered ring or a 6-membered ring is more preferable, and a 6-membered ring is more preferable.
- As the hetero atom constituting the heterocyclic ring a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom are preferable.
- the heterocyclic group is preferably an aromatic heterocyclic group.
- heterocyclic rings examples include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, pyrroline ring, pyrrolidine ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, imidazole ring, imidazoline ring, imidazolidine ring, pyrazole ring, pyrazoline Ring, pyrazolidine ring, triazole ring, triazane ring, tetrazole ring, pyran ring, thiyne ring, pyridine ring, piperidine ring, oxazine ring, morpholine ring, thiazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, piperazine ring and triazine ring included.
- the divalent heterocyclic group may have a substituent.
- substituents that can be taken by the above-described monovalent to tetravalent aromatic hydrocarbons of A 1 and A 2 .
- Hb 11 represents a perfluoroalkyl group having 2 to 30 carbon atoms, more preferably a perfluoroalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and still more preferably a perfluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms.
- the perfluoroalkyl group may be linear, branched, or cyclic, but is preferably linear or branched, and more preferably linear.
- m11 and n11 are each independently 0 to 3, and m11 + n11 ⁇ 1.
- a plurality of structures in parentheses may be the same or different from each other, but are preferably the same.
- M11 and n11 in the general formula (I) are determined by the valences of A 11 and A 12 , and the preferable range is also determined by the preferable ranges of the valences of A 11 and A 12 .
- O and p contained in T 11 are each independently an integer of 0 or more, and when o and p are 2 or more, a plurality of X may be the same or different from each other.
- O contained in T 11 is preferably 1 or 2.
- P contained in T 11 is preferably an integer of 1 to 4, and more preferably 1 or 2.
- the compound represented by the general formula (I) may have a symmetrical molecular structure or may have no symmetry.
- the symmetry means at least one of point symmetry, line symmetry, and rotational symmetry
- asymmetry means any of point symmetry, line symmetry, and rotational symmetry. Means not applicable.
- the compound represented by the general formula (I) includes the perfluoroalkyl group (Hb 11 ) and the linking group — (— Sp 11 —L 11 —Sp 12 —L 12 ) m 11 —A 11 —L 13 —. and -L 14 -A 12 - (L 15 -Sp 13 -L 16 -Sp 14 -) n 11 -, and is preferably a compound which is a combination of T is a divalent group having the excluded volume effect.
- the two perfluoroalkyl groups (Hb 11 ) present in the molecule are preferably the same as each other, and the linking group present in the molecule — (— Sp 11 -L 11 -Sp 12 -L 12 ) m 11 -A 11 -L 13 - and -L 14 -A 12 - (L 15 -Sp 13 -L 16 -Sp 14 -) n 11 - preferably also the same.
- the terminal Hb 11 -Sp 11 -L 11 -Sp 12 -and -Sp 13 -L 16 -Sp 14 -Hb 11 are preferably groups represented by any one of the following general formulas.
- a is preferably from 2 to 30, more preferably from 3 to 20, and even more preferably from 3 to 10.
- b is preferably 0 to 20, more preferably 0 to 10, and still more preferably 0 to 5.
- a + b is 3 to 30.
- r is preferably from 1 to 10, and more preferably from 1 to 4.
- Hb 11 -Sp 11 -L 11 -Sp 12 -L 12 -and -L 15 -Sp 13 -L 16 -Sp 14 -Hb 11 at the terminal of the general formula (I) are any of the following general formulas: It is preferable that it is group represented by these.
- the addition amount of the surfactant in the liquid crystal composition is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass, and more preferably 0.02 to 1% with respect to the total mass of the polymerizable liquid crystal compound. More preferred is mass%.
- the chiral agent has a function of inducing a helical structure of a cholesteric liquid crystal phase.
- the chiral agent may be selected according to the purpose because the twist direction or the spiral pitch of the spiral induced by the compound is different.
- the chiral agent is not particularly limited, and is a known compound (for example, liquid crystal device handbook, Chapter 3-4, chiral agent for TN (twisted nematic), STN (Super Twisted Nematic), 199 pages, Japan Science Foundation) 142), 1989), isosorbide and isomannide derivatives can be used.
- a chiral agent generally contains an asymmetric carbon atom, but an axially asymmetric compound or a planar asymmetric compound that does not contain an asymmetric carbon atom can also be used as the chiral agent.
- the axial asymmetric compound or the planar asymmetric compound include binaphthyl, helicene, paracyclophane, and derivatives thereof.
- the chiral agent may have a polymerizable group. When both the chiral agent and the liquid crystal compound have a polymerizable group, they are derived from the repeating unit derived from the polymerizable liquid crystal compound and the chiral agent by a polymerization reaction between the polymerizable chiral agent and the polymerizable liquid crystal compound.
- the polymerizable group possessed by the polymerizable chiral agent is preferably the same group as the polymerizable group possessed by the polymerizable liquid crystal compound. Therefore, the polymerizable group of the chiral agent is also preferably an unsaturated polymerizable group, an epoxy group or an aziridinyl group, more preferably an unsaturated polymerizable group, and an ethylenically unsaturated polymerizable group. Further preferred.
- the chiral agent may be a liquid crystal compound.
- the chiral agent has a photoisomerizable group because a pattern having a desired reflection wavelength corresponding to the emission wavelength can be formed by photomask irradiation such as actinic rays after coating and orientation.
- the photoisomerization group an isomerization site of a compound exhibiting photochromic properties, an azo group, an azoxy group, or a cinnamoyl group is preferable.
- Specific examples of the compound include JP2002-80478, JP200280851, JP2002-179668, JP2002-179669, JP2002-179670, and JP2002.
- chiral agent examples include compounds represented by the following formula (12).
- X is 2 to 5 (integer).
- the liquid crystal composition contains a polymerizable compound, it preferably contains a polymerization initiator.
- the polymerization initiator to be used is preferably a photopolymerization initiator that can start the polymerization reaction by ultraviolet irradiation.
- photopolymerization initiators include ⁇ -carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), ⁇ -hydrocarbon substituted aromatics.
- Group acyloin compounds described in US Pat. No.
- the content of the photopolymerization initiator in the liquid crystal composition is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 12% by mass with respect to the content of the polymerizable liquid crystal compound. .
- the liquid crystal composition may optionally contain a crosslinking agent in order to improve the film strength after curing and improve the durability.
- a crosslinking agent one that can be cured by ultraviolet rays, heat, moisture, or the like can be suitably used.
- a well-known catalyst can be used according to the reactivity of a crosslinking agent, and productivity can be improved in addition to membrane strength and durability improvement. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
- the content of the crosslinking agent is preferably 3 to 20% by mass and more preferably 5 to 15% by mass with respect to the solid content mass of the liquid crystal composition. If content of a crosslinking agent is in the said range, the effect of a crosslinking density improvement will be easy to be acquired, and stability of a cholesteric liquid crystal phase will improve more.
- the liquid crystal composition may contain a monofunctional polymerizable monomer in order to obtain generally required ink properties.
- the monofunctional polymerizable monomer include 2-methoxyethyl acrylate, isobutyl acrylate, isooctyl acrylate, isodecyl acrylate, octyl / decyl acrylate, and the like.
- a polymerization inhibitor, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a colorant, metal oxide fine particles, etc. in a range that does not deteriorate the optical performance and the like. Can be added.
- the liquid crystal composition is preferably used as a liquid when forming reflective dots.
- the liquid crystal composition may contain a solvent.
- a solvent There is no restriction
- the organic solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, alkyl halides, amides, sulfoxides, heterocyclic compounds, hydrocarbons , Esters, ethers and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, ketones are preferable in consideration of environmental load.
- the above-described components such as the above-mentioned monofunctional polymerizable monomer may function as a solvent.
- the liquid crystal composition is applied in the form of dots on the support 32 and then cured to form reflective dots.
- the liquid crystal composition is applied onto the support 32 by, for example, a printing method, and preferably by droplet ejection.
- the printing method is not particularly limited, and an inkjet method, a gravure printing method, a flexographic printing method, or the like can be used, but an inkjet method is preferable.
- Reflective dot patterns can also be formed by applying known printing techniques.
- the liquid crystal composition coated on the support 32 is dried or heated as necessary, and then cured to form reflective dots. It is sufficient that the polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal composition is aligned in the drying and / or heating step.
- the heating temperature is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 130 ° C. or lower.
- Dot laminate (red right circularly polarized dot laminate 30rR, green right circularly polarized dot laminate 30gR and blue right circularly polarized dot laminate 30bR, red left circularly polarized dot laminate 30rL, green left circularly polarized dot laminate 30gL And the blue left circularly polarized light dot stack 30bL) have an overcoat layer 36 embedded in the support 32 so as to embed reflective dots.
- the overcoat layer 36 only needs to be provided on the side of the support 32 on which the reflective dots are formed, and the surface of the dot stack is preferably flattened.
- the dot laminates are bonded together by the overcoat layer 36 to produce right and left polarizing dot films.
- a dot laminated body may be bonded together by the bonding layer, and a right and left polarizing dot film may be produced.
- the overcoat layer 36 is not particularly limited, but the smaller the difference from the refractive index of the reflective dots, the better, and the difference in refractive index is preferably 0.04 or less. Since the reflective dot has a refractive index of about 1.6, a resin layer having a refractive index of about 1.4 to 1.8 is preferable. By using the overcoat layer 36 having a refractive index close to the refractive index of the reflective dot, the angle (polar angle) from the normal of the light incident on the reflective dot can be reduced. For example, when the overcoat layer 36 having a refractive index of 1.6 is used and light is incident on the transparent screen at a polar angle of 45 °, the polar angle actually incident on the reflective dot can be about 27 °.
- the transparent screen 12 can widen the polar angle of light exhibiting retroreflectivity, and the angle formed between the surface of the reflective dot and the support 32 is small.
- high retroreflectivity is obtained in a wider range.
- the overcoat layer 36 may have a function as an antireflection layer or a hard coat layer.
- the thickness of the overcoat layer 36 is not particularly limited and may be determined in consideration of the maximum height of the reflective dots, may be about 5 to 100 ⁇ m, preferably 10 to 50 ⁇ m, and more preferably 20 ⁇ 40 ⁇ m. The thickness is the distance from the dot-forming surface of the support where there are no dots to the surface of the overcoat layer on the opposite surface.
- the transparent screen 12 further has a right polarization reflection layer film 26 and a left polarization reflection layer film 28.
- the blue right circularly polarized light reflecting layer 42bR is a uniform layer formed by fixing the cholesteric liquid crystal phase, reflects the blue right circularly polarized light, and transmits other light. That is, these reflective layers have different selective reflection wavelengths. Each reflective layer has the same selective reflection wavelength as any of the reflective layers of the left polarizing reflective layer film 28. Furthermore, the reflective layer of the right polarization reflective layer film 26 and the reflective dot of the right polarization dot film 20 both reflect right circularly polarized light, that is, reflect circularly polarized light in the same rotational direction.
- the left polarization reflection layer film 28 is obtained by stacking a red left circular polarization reflection layer 42rL, a green left circular polarization reflection layer 42gL, and a blue left circular polarization reflection layer 42bL on the support 40.
- the red left circularly polarized light reflecting layer 42rL is a uniform layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase, reflects red left circularly polarized light, and transmits other light.
- the green left circularly polarized light reflection layer 42gL is a uniform layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase, reflects green left circularly polarized light, and transmits other light.
- the blue left circularly polarized light reflecting layer 42bL is a uniform layer formed by fixing the cholesteric liquid crystal phase, reflects the blue left circularly polarized light, and transmits other light. That is, these reflective layers have different selective reflection wavelengths. Each reflective layer has the same selective reflection wavelength as the reflective layer of the right polarized reflective layer film 26. Furthermore, the reflective layer of the left polarized reflective layer film 28 and the reflective dot of the left polarized dot film 24 are both It reflects left circularly polarized light, that is, reflects circularly polarized light in the same rotational direction.
- the red right circular polarization reflection layer 42rR, the green right circular polarization reflection layer 42gR, the blue right circular polarization reflection layer 42bR, the red left circular polarization reflection layer 42rL, the green left circular polarization reflection layer 42gL, and the blue left circular polarization reflection layer 42bL As described above, it is a uniform layer (film), that is, a uniform layer (film) over the entire surface, a so-called solid layer (solid film).
- the support 40 supports the three reflective layers, and the same material as the support 32 that forms the dot laminate described above may be used.
- each of the reflective layers is a layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase.
- the liquid crystal compound forming these reflective layers can be the same as the liquid crystal compound forming the reflective dots, preferably the same as the polymerizable liquid crystal compound. Therefore, the right polarization reflection layer film 26 and the left polarization reflection layer film 28 having these reflection layers have a helical pitch corresponding to the corresponding wavelength band and a twisting direction of the spiral corresponding to the circularly polarized light to be reflected, similarly to the reflection dots.
- a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound may be prepared so as to fix the cholesteric liquid crystal phase, and each reflective layer may be formed.
- any known method that can uniformly apply a liquid to a sheet-like material such as bar coating or spin coating can be used.
- a liquid crystal composition for forming the green right circularly polarized reflective layer 42gR is applied, dried and cured to form the green right circularly polarized reflective layer 42gR.
- the liquid crystal composition for forming the blue right circular polarization reflection layer 42bR is similarly applied on the green right circular polarization reflection layer 42gR, dried and cured to form the blue right circular polarization reflection layer 42bR.
- the right polarization reflection layer film 26 is produced.
- the left polarization reflection layer film 28 can be similarly produced.
- the right polarization reflection layer film 26 is formed of three layers of a red right circular polarization reflection layer 42rR, a green right circular polarization reflection layer 42gR, and a blue right circular polarization reflection layer 42bR on a single support 40.
- the present invention is not limited to this.
- an optical element in which a red right circular polarized reflection layer 42rR is formed on the support 40 an optical element in which a green right circular polarized reflection layer 42gR is formed on the support 40, and a blue right on the support 40.
- the right polarization reflection layer film 26 may be formed by preparing an optical element on which the circularly polarized reflection layer 42bR is formed and bonding the three optical elements with the same bonding layer as described above. In this regard, the same applies to the left polarization reflection layer film 28.
- the image display system 10 of the present invention includes a transparent screen 12 formed by laminating the right polarizing dot film 20, the left polarizing dot film 24, the right polarizing reflective layer film 26, and the left polarizing reflective layer film 28, the projector 14, and the like.
- the projector 14 is a known projector that displays a picture on the transparent screen 12 by performing trapezoidal correction (distortion correction) as necessary and projecting projection light carrying the image onto the transparent screen 12.
- the projector 14 is a projector whose outgoing light is non-polarized light.
- all known projectors having no polarized light such as a DLP (Digital Light Processing) projector can be used.
- the projector 14 is preferably a so-called short focus projector having a short focal length. Further, the image display system 10 of the present invention is preferably a so-called front projection type in which the convex side of the reflection dot of the dot stack is preferably arranged toward the projector 14 side, and the image is observed on the projector 14 side. Is preferred. Further, in the image display system 10 of the present invention, the projector 14 is arranged so that the incident angle of the light emitted from the projector 14 is 25 to 75 °, particularly 40 to 70 ° with respect to the normal line of the transparent screen 12. It is preferable to do this.
- the projectors 54 and 64 in which the emitted light is linearly polarized light has the emitted light as a P wave with respect to the transparent screen, and the incident light from the projector 14 with respect to the normal line of the transparent screen 12. It is also preferable that the angle be 56 ° ⁇ 10 °.
- the transparent screen 12 of the present invention reflects light by the reflective dots formed by fixing the cholesteric liquid crystal phase.
- the spiral axis of the cholesteric liquid crystal phase is An angle in the range of 70 to 90 ° is formed with the surface of the reflective dot.
- the transparent screen 12 can reflect not only retroreflection but also various directions on the light incident side, not only retroreflection.
- the image display system 10 of the present invention is not projected from the normal direction of the transparent screen, but is arranged below the transparent screen, like a short focus projector, so that it is large relative to the normal of the projection screen.
- the image display system 10 of the present invention is a front projection type, and the projector 14 is arranged near the transparent screen by setting the incident angle of the projector 14 to the normal line of the transparent screen 12 to 25 to 75 °.
- the image display system can be reduced in size.
- the optical path from the projector 14 to the observer can be a folded optical path by a transparent screen, so that the overall optical distance can be shortened and the image display system can be further miniaturized.
- the projection light carrying the image emitted by the projector 14 first enters the blue right circularly polarized dot laminate 30 b R of the right polarized dot film 20.
- the blue right circularly polarized light dot stack 30bR Of the light incident on the blue right circularly polarized light dot stack 30bR, only the blue right circularly polarized light is reflected by the blue right circularly polarized light reflecting dot 34bR and the other light is incident on the blue right circularly polarized light reflecting dot 34bR. Passes through the blue right circularly polarized light reflecting dot 34bR and passes through the blue right circularly polarized light dot stack 30bR. Further, the light incident on the portion other than the blue right circularly polarized light reflecting dot 34bR passes through the blue right circularly polarized light dot stack 30bR as it is.
- the light that has passed through the blue right circularly polarized dot laminate 30bR then enters the green right circularly polarized dot laminate 30gR.
- the green right circularly polarized light dot stack 30gR only the green right circularly polarized light incident on the green right circularly polarized light reflecting dot 34gR is reflected by the green right circularly polarized light reflecting dot 34gR, and the green right circularly polarized light is reflected.
- Light other than the green right circularly polarized light incident on the dot 34gR and light incident on portions other than the green right circularly polarized reflective dot 34gR pass through the green right circularly polarized dot laminate 30gR.
- the light that has passed through the green right circularly polarized dot laminate 30gR then enters the red right circularly polarized dot laminate 30rR.
- the red right circularly polarized dot laminate 30rR only the red right circularly polarized light of the light incident on the red right circularly polarized reflective dot 34rR is reflected by the red right circularly polarized reflective dot 34rR, and the red right circle
- the light other than the red right circularly polarized light incident on the polarization reflecting dot 34rR and the light incident on other than the red right circularly polarized reflective dot 34rR pass through the red right circularly polarized dot laminate 30rR, that is, the right polarizing dot film 20.
- the light that has passed through the right polarizing dot film 20 (red right circular polarizing dot laminate 30rR) then enters the left polarizing dot film 24.
- the light incident on the left polarizing dot film 24 first enters the blue left circularly polarized dot laminate 30bL, and similarly, only the blue left circularly polarized light incident on the blue left circularly polarized reflecting dot 34bL is blue left circularly polarized.
- the light reflected by the reflective dot 34bL and incident on the blue left circularly polarized reflective dot 34bL and the light incident on the portion other than the blue left circularly polarized reflective dot 34bL It passes through the body 30bL.
- the light that has passed through the blue left circularly polarized dot laminate 30bL then enters the green left circularly polarized dot laminate 30gL.
- the green left circularly polarized dot laminate 30gL only the green left circularly polarized light incident on the green left circularly polarized reflective dot 34gL is reflected by the green left circularly polarized reflective dot 34gL, and the green left circularly polarized light is reflected.
- Light other than the green left circularly polarized light incident on the dot 34gL and light incident on portions other than the green left circularly polarized reflective dot 34gL pass through the green left circularly polarized dot laminate 30gL.
- the light other than the red left circularly polarized light incident on the dot 34rL and the light incident on the portion other than the red left circularly polarized reflective dot 34rL pass through the red left circularly polarized dot laminate 30rL, and the left polarized dot film 24 Pass through.
- the light that has passed through the left polarizing dot film 24 (red left circular polarizing dot laminate 30rL) then enters the right polarizing reflective layer film 26.
- the light incident on the right polarization reflection layer film 26 first enters the blue right circular polarization reflection layer 42bR, and only the blue right circular polarization reflection is reflected, and the other light passes through the blue right circular polarization reflection layer 42bR.
- the light that has passed through the blue right circularly polarized reflective layer 42bR then enters the green right circularly polarized reflective layer 42gR, and only the green right circularly polarized light is reflected. pass.
- the light that has passed through the right polarization reflection layer film 26 (red right circular polarization reflection layer 42rR) then enters the left polarization reflection layer film 28.
- the light incident on the left polarization reflection layer film 28 first enters the blue left circular polarization reflection layer 42bL, and only the blue left circular polarization reflection is reflected, and the other light passes through the blue left circular polarization reflection layer 42bL. To do.
- the light that has passed through the blue left circularly polarized reflective layer 42bL then enters the green left circularly polarized reflective layer 42gL, and only the green left circularly polarized light is reflected, and the other light passes through the green left circularly polarized reflective layer 42gL. pass.
- an image is displayed by the light reflected by the right polarizing dot film 20 and the left polarizing dot film 24. Further, the light that has not been used for displaying the image passes through the transparent screen. That is, in the case of a transparent screen that displays an image with dots that reflect light, the light that has not entered the dots and the light that has passed through the dots passes through the transparent screen and is opposite to the projector 14 of the transparent screen. Observed from the surface. In the following description, the surface opposite to the projector 14 in various layers and films is also referred to as a “back surface”.
- Hot spots are very dazzling.
- the hot spots are extremely dazzling.
- the transparent screen 12 of the present invention has a right polarizing reflection layer film 26 that reflects red, green, and blue right circularly polarized light on the back side of the left polarizing dot film 24, and a red, green, and blue left side. It has a left polarization reflection layer film 28 that reflects circularly polarized light.
- the circularly polarized light transmitted through the right polarizing dot film 20 and the left polarizing dot film 24 is reflected by the right polarizing reflective layer film 26 and the left polarizing reflective layer film 28, so that hot spots can be significantly suppressed.
- the right polarization reflection layer film 26 and the left polarization reflection layer film 28 do not reflect the entire wavelength range of visible light, but between red light and green light and between green light and blue light, or visible light. In the long wavelength and short wavelength regions of light, there are also wavelength bands that do not reflect light. Therefore, the transparent screen 12 of the present invention suppresses hot spots by the right polarization reflection layer film 26 and the left polarization reflection layer film 28 and can also ensure good transparency. Furthermore, as described above, the light passing therethrough is transmitted without being scattered, so that the haze is small.
- the light is reflected by the reflective dots in which the cholesteric liquid crystal phase is fixed, and preferably, as shown in FIG.
- the image is displayed on the transparent screen 12 by reflecting light with the reflective dots having an angle of 70 to 90 °. Therefore, as shown in FIG. 3, the reflective dots of the transparent screen 12 can reflect the incident light not only in retroreflection but also in various directions on the light incident side. Therefore, even when the short focus projector is disposed close to the transparent screen 12 and the projection light is incident on the transparent screen at a large angle with respect to the normal line of the transparent screen, a wide viewing angle can be achieved.
- it is possible to observe a high-quality image with a large amount of reflected light with a wide viewing angle by a small image display system of a front projection type.
- FIG. 4 conceptually shows another example of the image display system of the present invention using another example of the transparent screen of the present invention.
- the image display system 50 shown in FIG. 4 uses many the same members as the image display system 10 shown in FIG. .
- An image display system 50 shown in FIG. 4 includes the transparent screen 52 of the present invention and a projector 54.
- the transparent screen 52 includes a ⁇ / 4 plate 56, the right polarizing dot film 20, and the right polarizing reflective layer film 26.
- the interface between the right polarizing dot film 20 and the right polarizing reflective layer film 26 is indicated by a thick line.
- illustration is abbreviate
- This expression only needs to be achieved at any wavelength in the visible light range (for example, 550 nm).
- the ⁇ / 4 plate 56 has a configuration in which an optically anisotropic layer having a ⁇ / 4 function is formed on a support, even though the optically anisotropic layer has only a ⁇ / 4 function.
- the combination of the support and the optically anisotropic layer is intended to be a ⁇ / 4 plate.
- the right polarizing dot film 20 includes a support 32, a red right circular polarizing dot laminate 30rR having a red right circular polarizing reflecting dot 34rR and an overcoat layer 36, a support 32, a green right circular polarizing reflective dot 34gR and an overcoat layer.
- the right polarization plate layer 30gR having a green right circular polarization dot having 36 and the blue right circle polarization dot stack 30bR having a support 32, a blue right circular polarization reflection dot 34bR and an overcoat layer 36 are laminated. This is a dot film 20.
- the right polarization reflection layer film 26 is formed by laminating the support 40, the red right circular polarization reflection layer 42rR, the green right circular polarization reflection layer 42gR, and the blue right circular polarization reflection layer 42bR. This is a polarizing reflection layer film 26.
- the transparent screen 52 has only the right polarizing dot film 20 and the right polarizing reflection layer film 26 that reflect right circularly polarized light
- a ⁇ / 4 plate 56 is incorporated in the transparent screen, and the projector 54 is incorporated.
- the projector 54 Uses a projector whose output light is linearly polarized light, and the light that is right-circularly polarized by the ⁇ / 4 plate 56 enters the right-polarized dot film 20 and further the right-polarized reflective layer film 26. Therefore, in this case, in order to maintain the polarization, it is preferable that the support 32 of the right polarizing dot film 20 and the support 40 of the right polarizing reflection layer film 26 have low Re ( ⁇ ) and Rth ( ⁇ ).
- the support 32 and the support 40 preferably have Re (550) of 0 to 20 nm, and more preferably 0 to 5 nm.
- the support 32 and the support 40 preferably have Rth (550) of 0 to 50 nm, more preferably 0 to 40 nm.
- the projector 54 uses a projector whose outgoing light is linearly polarized light.
- a ⁇ / 4 plate that makes the light emitted from the projector circularly polarized, a dot film that reflects right or left circularly polarized light, and a reflective layer
- a transparent screen is composed of film.
- the ⁇ / 4 plate is not used.
- a dot film that reflects right circularly polarized light a dot film that reflects left polarized light
- a dot film that reflects left polarized light a dot film that reflects left polarized light
- a right circle A transparent screen is composed of a reflective layer film that reflects polarized light and a reflective layer film that reflects left polarized light.
- the light emitted from the projector 54 and incident on the transparent screen 52 is P wave with respect to the transparent screen 52, and the projector 54 transmits the transparent screen 52.
- the incident angle of light is 56 ° ⁇ 10 ° with respect to the normal line of the transparent screen 52. That is, when using a projector 54 with linearly polarized light, the light emitted from the projector 54 and incident on the transparent screen 52 is P wave with respect to the transparent screen 52, and the optical axis of the projector 54 is The angle is preferably 56 ° ⁇ 10 ° with respect to the normal line of the transparent screen 52.
- the hot spot in the image display system using the transparent screen is not only a hot spot where the light source of the projector is observed through the transparent screen in the straight traveling direction of the light emitted from the projector, but also from the projector. Even in a position where the emitted light of the projector is regularly reflected on the surface of the screen in the straight direction of the emitted light, the light source of the projector is indirectly observed and becomes a hot spot.
- the reflectance of linearly polarized light varies depending on the incident angle on the reflecting surface. Is incident, the reflectance of light becomes almost zero. Therefore, the light emitted from the linearly polarized projector 54 and incident on the transparent screen 52 is set as a P wave with respect to the transparent screen 52, and the incident angle of the light from the projector 54, that is, the optical axis of the projector 54 is set.
- the angle By setting the angle to 56 ° ⁇ 10 ° with respect to the normal line of the transparent screen 52, hot spots generated when the light from the projector 54 is regularly reflected by the transparent screen 52 can be greatly reduced.
- Various known methods such as a method of rotating the light source of the projector 54 around the optical axis can be used as the method of making the linearly polarized light emitted from the projector 54 P wave with respect to the transparent screen 52.
- red right circularly polarized light dot stack 30rR only the red right circularly polarized light incident on the red right circularly polarized light reflecting dot 34rR is reflected by the red right circularly polarized light reflecting dot 34rR, and the red right circularly polarized light is reflected.
- Light other than red right circularly polarized light incident on the dot 34rR and light incident on portions other than the red right circularly polarized reflective dot 34rR pass through the red right circularly polarized dot laminate 30rR and pass through the right polarized dot film 20 Pass through.
- the blue, green and red right circularly polarized light reflected by the blue right circularly polarized reflective dot 34bR, the green right circularly polarized reflective dot 34gR and the green right circularly polarized reflective dot 34gR causes the transparent screen 52 to An image is displayed (projected).
- the right circularly polarized light that has passed through the right polarized dot film 20 (red right circularly polarized dot laminate 30rR) then enters the right polarized reflective layer film 26.
- the light incident on the right polarization reflection layer film 26 first enters the blue right circular polarization reflection layer 42bR, and only the blue right circular polarization reflection is reflected, and the other light passes through the blue right circular polarization reflection layer 42bR. To do.
- the light that has passed through the blue right circularly polarized reflective layer 42bR then enters the green right circularly polarized reflective layer 42gR, and only the green right circularly polarized light is reflected. pass.
- the light emitted from the projector 54 and incident on the right polarizing dot film 20 is right circularly polarized light. Since the right circularly polarized light that has not been provided is reflected by the right polarized light reflection layer film 26, hot spots can be greatly reduced. Furthermore, as in the previous example, an image with a wide viewing angle can be displayed by light reflection with high diffusibility by the reflective dots. Further, since the transparent screen 52 has a smaller number of films than the transparent screen 12 shown in FIG. 1, it can have higher light transmittance and lower haze.
- the projector 54 whose outgoing light is polarized light is used.
- light is intensified or weakened due to the high coherence of the laser light, and there are many fine light and dark portions in the display image.
- a phenomenon called speckle that causes flickering of a formed and glittering image may be a problem.
- the transparent screen of the present invention diffuses the light that becomes the display image with high diffusibility by the reflective dots, it is possible to suppress the generation of speckles when a laser projector is used.
- the reflection dots of the right polarization dot film 20 and the reflection of the right polarization reflection layer film 26 are used.
- the reflective dots and the reflective layer have a narrow wavelength corresponding to the wavelength band of the emitted light of the laser projector It is preferable to reflect only the circularly polarized light in the band.
- the wavelength range of light that can be transmitted through the right polarizing dot film 20 and the right polarizing reflective layer film 26 is widened, and the transparency of the transparent screen can be further increased, and the light enters the reflecting dots.
- the light in the wavelength band emitted by the projector 54 can be reliably reflected to display an appropriate image.
- ⁇ n of the liquid crystal compound constituting the reflective dots and the reflective layer is preferably 0.01 to 0.1, and preferably 0.03 to 0.07. More preferably.
- the transparent screen 52 shown in FIG. 4 uses the right polarizing dot film 20 and the right polarizing reflection layer film 26 that reflect right circularly polarized light, and the light is right circularly polarized by the ⁇ / 4 plate 56. Is not limited to this. That is, the linearly polarized light is converted into left circularly polarized light by the ⁇ / 4 plate 56, the left polarizing dot film 24 that reflects the left circularly polarized light is used instead of the right polarizing dot film 20, and the left circularly polarized light is changed into the right polarizing reflective layer film 26.
- a similar transparent screen and image display system can also be configured using the left polarization reflective layer film 28 that reflects the light.
- linearly polarized light is incident on the ⁇ / 4 plate 56 using the projector 54 whose outgoing light is polarized light, but the present invention is not limited to this.
- a projector that emits non-polarized light is used. May be incident on the linearly polarizing plate to obtain linearly polarized light, and the light that has been linearly polarized by the linearly polarizing plate may be incident on the ⁇ / 4 plate 56.
- FIG. 5 conceptually shows another example of the image display system of the present invention using another example of the transparent screen of the present invention.
- the image display system 60 shown in FIG. 5 also uses the same members as the image display system 10 shown in FIG. 1 described above, and therefore, the same members are denoted by the same reference numerals, and the following description is made using different parts as seeds. .
- An image display system 60 shown in FIG. 5 includes the transparent screen 62 of the present invention and a projector 64.
- the image display system 60 performs monochrome image display, and the illustrated example displays an image of one green color. Therefore, the projector 64 is a green monochrome projector.
- the transparent screen 62 includes a ⁇ / 4 plate 56, a green right circularly polarized light dot stack 30gR, a support 40, and a green right circularly polarized light reflecting layer 42gR.
- the ⁇ / 4 plate 56, the green right circularly polarized dot laminate 30gR, and the green right circularly polarized dot laminate 30gR and the green right circularly polarized reflective layer 42gR are: It is bonded by the bonding layer.
- the ⁇ / 4 plate 56 is the same as described above.
- the green right circularly polarized light dot stack 30gR is the same as the previous one having the support 32, the green right circularly polarized light reflecting dot 34gR, and the overcoat layer 36. Further, the support 40 and the green right circularly polarized light reflection layer 42gR are the same as described above.
- the projector 64 can use various projectors whose emitted light is linearly polarized light, like the projector 54 described above, except that it is a monochromatic projector.
- the green light that has been right-circularly polarized by the ⁇ / 4 plate 56 enters the right polarizing dot film 20.
- the right circularly polarized light incident on the right polarizing dot film 20 is then incident on the green right circularly polarized dot laminate 30gR.
- the green right circularly polarized light dot stack 30gR only the green right circularly polarized light incident on the green right circularly polarized light reflecting dot 34gR is reflected by the green right circularly polarized light reflecting dot 34gR in the same manner as described above.
- the light that has passed through the green right circularly polarized dot laminate 30gR is incident on the green right circularly polarized reflective layer 42gR, and only the green right circularly polarized light is reflected, and the other light passes through the green right circularly polarized reflective layer 42gR. To do.
- the example shown in FIG. 5 also uses the green right circularly polarized dot laminate 30gR and the green right circularly polarized reflective layer 42gR to reflect the right circularly polarized light.
- the linearly polarized light emitted from the projector 64 by the ⁇ / 4 plate 56 is left circularly reflected.
- the left circularly polarized light may be reflected by using the green left circularly polarized dot laminate 30gL and the green left circularly polarized light reflecting layer 42gL.
- the image display system 60 shown in FIG. 5 displays a green single-color image, but the present invention is not limited to this, and can correspond to display of single-color images of various colors.
- the blue right circularly polarized dot laminate 30bR is used instead of the green right circularly polarized dot laminate 30gR, and the blue right circularly polarized reflection is changed to the green right circularly polarized reflective layer 42gR.
- an image display system that displays a blue monochromatic image may be used.
- the transparent screen of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 1, FIG. 4 and FIG. That is, the transparent screen of the present invention has various configurations as long as it has a dot array in which dots formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase are two-dimensionally arranged and a uniform layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase. Is available.
- a transparent screen corresponding to a green single color display may be configured with only the green right circularly polarized light dot stack 30gR and the green right circularly polarized light reflective layer 42gR.
- the structure which formed the right polarizing film only with the support body 40 and the green right circularly polarized light reflection layer 42gR may be sufficient. Even in this configuration, since the green right circularly polarized light reflection layer 42gR can reflect the green right circularly polarized light, the effect of reducing hot spots can be obtained.
- you may comprise a transparent screen only with the right polarizing dot film 20 and the left polarizing reflective layer film 28.
- the transparent screen 12 shown in FIG. 1 may be configured without the right polarizing reflection layer film 26. Even in these configurations, since the left circularly polarized light can be reflected by the left polarization reflection layer film 28, the effect of reducing hot spots can be obtained similarly.
- the present invention is not limited to a transparent screen corresponding to red, green and blue full-color images, and a transparent screen corresponding to a single color such as one green color.
- a transparent screen corresponding to a single color such as one green color.
- the right polarizing dot film 20 does not have the blue right circular polarizing dot laminate 30bR
- the right polarizing reflective layer film 26 does not have the blue right circular polarizing reflective layer 42bR.
- an image display with two colors of red and green may be performed.
- the dot array is configured by two-dimensionally forming the reflective dots on the support 32, but the present invention is not limited to this.
- the reflective dots are formed two-dimensionally on the surface of the layer formed by fixing the cholesteric liquid crystal phase such as the blue right circularly polarized reflective layer 42bR.
- a dot arrangement in which dots formed by fixing the cholesteric liquid crystal phase are two-dimensionally arranged may be formed.
- the cholesteric liquid crystal ink liquid gR is a material that forms dots that reflect light having a central wavelength of 550 nm.
- the cholesteric liquid crystal ink liquid gR is a material for forming dots that reflect right circularly polarized light. That is, the cholesteric liquid crystal ink liquid gR is a material for forming the green right circularly polarized light reflecting dots 34gR.
- the prepared cholesteric liquid crystal ink liquid gR was placed on the base layer of the support 32 on which the base layer was prepared by using an ink jet printer (DMP-2831 manufactured by FUJIFILM Dimatix) with the platen heated to 60 ° C. Drops were deposited on the entire surface of a 100 ⁇ 100 mm area with a distance (pitch) of 60 ⁇ m. After drying on the platen at 60 ° C. for 30 seconds or more, the substrate 32 is cured by irradiating with 500 mJ / cm 2 of ultraviolet rays at room temperature with an ultraviolet irradiation device to form a green right circularly polarized reflective dot 34gR on the surface. It was.
- the dots 34gR, 10 were selected at random, and the shape of the dots was observed with a laser microscope (manufactured by Keyence Corporation).
- the dots have an average diameter of 30 ⁇ m, an average maximum height of 6 ⁇ m, and the angle (contact angle) formed by the contact surface between the dot surface at the dot end and the surface of the base layer is an average of 44 °, and the center from the dot end The height continuously increased in the direction toward.
- the measurement is performed by a line formed by the outermost dark part of the dot (line Ld 1 (dot end part) formed by the first dark part in FIG. 2) and an innermost dark part of the dot.
- a line (dot center) and a line formed by three dark portions (between the dot end portion and the center) formed by an intermediate dark portion between the dot end portion and the dot center were performed. As a result, they were 90 °, 89 °, and 90 ° in the order of the dot end, the dot end and the center, and the dot center.
- the angle between the normal direction of the line formed by the dark part of the dot and the surface of the dot is almost the same whether the dot is near the dot surface, in the center of the dot (innermost), or in the middle part of the dot. Met.
- the prepared coating solution for overcoat was applied onto the support 32 (underlying layer) on which the green right circularly polarized reflective dots 34gR were formed, using a # 8 bar coater. Then, after heating the coating film so that the coating surface temperature becomes 50 ° C. and drying for 60 seconds, the coating film is irradiated with UV of 500 mJ / cm 2 by an UV irradiation device, and the crosslinking reaction is advanced. The coat layer 36 was produced, and a green right circularly polarized dot laminate 30 gR was obtained.
- a cholesteric liquid crystal ink liquid rR was prepared in the same manner as the cholesteric liquid crystal ink liquid gR, except that the addition amount of the chiral agent A was 4.7 parts by mass. Further, a cholesteric liquid crystal ink liquid bR was prepared in the same manner as the cholesteric liquid crystal ink liquid gR except that the addition amount of the chiral agent A was 7.02 parts by mass.
- the cholesteric liquid crystal ink liquid rR is a material for forming red right circularly polarized light reflecting dots 34rR that reflect right circularly polarized light having a center wavelength of 650 nm.
- the cholesteric liquid crystal ink liquid bR is a material for forming blue right circularly polarized light reflecting dots 34bR that reflect right circularly polarized light having a center wavelength of 450 nm.
- cholesteric liquid crystal ink liquid gL was prepared in the same manner as the cholesteric liquid crystal ink liquid gR except that the chiral agent A was changed to the chiral agent B and the addition amount of the chiral agent B was 8.09 parts by mass.
- a cholesteric liquid crystal ink liquid rL was prepared in the same manner as the cholesteric liquid crystal ink liquid gL except that the addition amount of the chiral agent B was 6.98 parts by mass. Further, a cholesteric liquid crystal ink liquid bL was prepared in the same manner as the cholesteric liquid crystal ink liquid gL except that the addition amount of the chiral agent B was 9.62 parts by mass.
- the cholesteric liquid crystal ink liquid rL is a material for forming a red left circularly polarized light reflecting dot 34rL that reflects left circularly polarized light having a center wavelength of 650 nm.
- the cholesteric liquid crystal ink bL is a material for forming the blue left circularly polarized light reflecting dot 34bL that reflects left circularly polarized light having a center wavelength of 450 nm.
- the red right circularly polarized dot laminate 30rR is the same as the green right circularly polarized dot laminate 30gR except that the prepared cholesteric liquid crystal inks rR, bR, gL, rL and bL are used instead of the cholesteric liquid crystal ink liquid gR.
- blue right circularly polarized dot laminate 30bR, green left circularly polarized dot laminate 30gL, red left circularly polarized dot laminate 30rL and blue left circularly polarized dot laminate 30bL are used instead of the cholesteric liquid crystal ink liquid gR.
- An optical element rR having a red right circularly polarized reflective layer 42rR on the surface of the body 40 was produced.
- the optical element gR having the green right circularly polarized reflection layer 42gR on the surface of the support 40 the support An optical element bR having a blue right circularly polarized reflective layer 42bR on the surface of 40, an optical element rL having a red left circularly polarized reflective layer 42rL on the surface of the support 40, and a green left circularly polarized reflective layer 42gL on the surface of the support 40.
- the optical element gL having the blue left circularly polarized light reflection layer 42bL on the surface of the optical element gL and the support 40 was prepared.
- Example 1 A transparent screen was produced in the same manner as in Example 1 except that the optical element rL, the optical element gL, the optical element bL, the optical element rR, the optical element gR, and the optical element bR were not used. That is, this transparent screen is a transparent screen that does not include the right polarizing film 23 and the left polarizing reflective layer film 28 and is composed only of the right polarizing dot film 20 and the left polarizing dot film 24.
- the projector used PJWX4141 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) to irradiate an image from the lower part of the transparent screen so that white of 5 cm square was displayed at the center of the produced transparent screen.
- This projector is a DLP projector, and the emitted light is non-polarized light.
- FIGS. 6 and 7 ⁇ Evaluation of hot spot (transmission straight light)> As shown in FIGS. 6 and 7, a complete diffuser plate D made of barium sulfate is arranged on the extended line of the light emitted from the projector P and the center of the transparent screen S. The luminance was measured using B (Topcon, BM-5). 6 is a top view and FIG. 7 is a side view. When the luminance measurement result using the transparent screen of Comparative Example 1 was normalized as 100, the luminance measurement result of the transparent screen of Example 1 was 10, and it was found that hot spots were significantly suppressed.
- an alignment film coating solution having the following composition was applied at 28 mL / m 2 with a # 16 wire bar coater. Thereafter, the film was dried with warm air of 60 ° C. for 60 seconds and further with warm air of 90 ° C. for 150 seconds. The formed film surface was rubbed with a rubbing roll in a direction parallel to the conveying direction at 1000 rpm to produce a protective film 01 with an alignment film.
- the adhesive manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., SK Dyne
- the produced ⁇ / 4 plate, the reflective dot laminate, and the optical element were bonded together, and the right polarized reflective layer film 26 and the right polarized dot as shown in FIG.
- a transparent screen having the film 20 was produced.
- the stacking order is: optical element rR, optical element gR, optical element bR, red right circularly polarized dot stacked body 30rR, green right circularly polarized dot stacked body 30gR, blue right circularly polarized dot stacked body 30bR, and ⁇ / 4 plate 56. It was. Further, the dot laminate was laminated so that the dots were on the side opposite to the optical element.
- Example 2 A transparent screen was produced in the same manner as in Example 2 except that the optical element rR, the optical element gR, and the optical element bR were not used.
- this transparent screen is a transparent screen which does not have the right polarizing reflection layer film 26 and is composed only of the ⁇ / 4 plate 56 and the right polarizing dot film 20.
- Example 1 ⁇ Evaluation of hot spot (transmission straight light)>
- the luminance was measured with a luminance meter B as shown in FIGS.
- the luminance measurement result using the transparent screen of Comparative Example 2 was normalized as 100, the luminance measurement result was 7 for the transparent screen of Example 2, and it was found that hot spots were significantly suppressed. From the above results, the effects of the present invention are clear.
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Abstract
良好な透明性を有し、ホットスポットを低減できる透明スクリーン、および、この透明スクリーンを用いることで、スクリーンを介した視認性が良好で、かつ、ホットスポットを低減した画像表示システムの提供を課題とする。コレステリック液晶相を固定してなるドットを二次元的に配列してなるドット配列(20,24)と、コレステリック液晶相を固定してなる層(26,28)と、を有する透明スクリーン(12)によって、課題を解決する。
Description
本発明は、透明スクリーン、および、この透明スクリーンを用いる画像表示システムに関する。
近年、投影型の表示装置を構成するスクリーンの一つとして、プロジェクターからの投影光を拡散および/または反射して画像を表示すると共に、表裏面からの光を透過する透明スクリーンが知られている。
例えば、特許文献1には、投影型の液晶プロジェクションシステムとして、右または左円偏光の赤色光、緑色光および青色光を反射するコレステリック液晶を用いる透明スクリーンを用い、この透明スクリーンに投影する赤色光、緑色光および青色光をλ/4板によって右あるいは左円偏光に偏光することにより、透明スクリーンに照射される外部光の右または左円偏光成分を透過するようにした、投影型液晶プロジェクションシステムが記載されている。
ところで、プロジェクターを用いる画像表示では、ホットスポットが生じるという問題が有る。ホットスポットとは、例えば、特許文献1に記載されるような透明スクリーンを用いる画像表示システムでは、透明スクリーンのプロジェクターとは逆側で、プロジェクターの出射光の直進方向において、プロジェクターの光源が観察される現象である。このような透明スクリーンを透過した透過光によるホットスポットが生じると、透明スクリーンのプロジェクターとは逆側から観察した際に、眩しく感じる。
特許文献1に示されるような透明スクリーンでは、スクリーンの透明性が高い場合には、ホットスポットは非常に眩しい。特に、透明スクリーンを用い、レーザーを光源として用いるレーザープロジェクターでは、ホットスポットは極めて眩しい。
通常の非透明なスクリーンでは、プロジェクターの出射光の直進方向の正反射光がホットスポットとなる。このような非透明のスクリーンでは、スクリーンの最表面に凹凸構造を付与することで、光を拡散させて、正反射光によるホットスポットを低減させている。
しかしながら、特許文献1に示されるような透明スクリーンでは、最表面に凹凸構造を付与すると、透明性が著しく低下するため、この対応策は利用できない。
しかしながら、特許文献1に示されるような透明スクリーンでは、最表面に凹凸構造を付与すると、透明性が著しく低下するため、この対応策は利用できない。
すなわち、透明スクリーンを用いる画像表示システムでは、良好な透明性を確保し、かつ、透過光によるホットスポットを低減した透明スクリーン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、良好な透明性を有し、かつ、透過光によるホットスポットも低減できる透明スクリーン、および、この透明スクリーンを用いる画像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、本発明の透明スクリーンは、コレステリック液晶相を固定してなるドットを二次元的に配列してなるドット配列と、
コレステリック液晶相を固定してなる層と、を有することを特徴とする透明スクリーンを提供する。
コレステリック液晶相を固定してなる層と、を有することを特徴とする透明スクリーンを提供する。
このような本発明の透明スクリーンにおいて、ドットの選択反射波長と、層の選択反射波長とが等しいのが好ましい。
また、ドットにより反射される円偏光の回転方向と、層により反射される円偏光の回転方向とが同じであるのが好ましい。
また、ドット配列を、複数、有し、かつ、それぞれのドット配列の選択反射波長が異なり、さらに、層を、複数、有し、かつ、それぞれの層の選択反射波長が異なるのが好ましい。
また、ドット配列として、赤色光を反射するドット配列と、緑色光を反射するドット配列と、青色光を反射するドット配列と、を有し、層として、赤色光を反射する層と、緑色光を反射する層と、青色光を反射する層と、を有するのが好ましい。
また、ドット配列として、右円偏光を反射するドット配列と、左円偏光を反射するドット配列と、を有し、層として、右円偏光を反射する層と、左円偏光を反射する層と、を有するのが好ましい。
さらに、λ/4板を有するのが好ましい。
また、ドットにより反射される円偏光の回転方向と、層により反射される円偏光の回転方向とが同じであるのが好ましい。
また、ドット配列を、複数、有し、かつ、それぞれのドット配列の選択反射波長が異なり、さらに、層を、複数、有し、かつ、それぞれの層の選択反射波長が異なるのが好ましい。
また、ドット配列として、赤色光を反射するドット配列と、緑色光を反射するドット配列と、青色光を反射するドット配列と、を有し、層として、赤色光を反射する層と、緑色光を反射する層と、青色光を反射する層と、を有するのが好ましい。
また、ドット配列として、右円偏光を反射するドット配列と、左円偏光を反射するドット配列と、を有し、層として、右円偏光を反射する層と、左円偏光を反射する層と、を有するのが好ましい。
さらに、λ/4板を有するのが好ましい。
また、本発明の画像表示システムの第1の態様は、本発明の透明スクリーンと、出射光が無偏光のプロジェクターと、を有することを特徴とする画像表示システムを提供する。
さらに、本発明の画像表示システムの第2の態様は、λ/4板を有する本発明の透明スクリーンと、出射光が直線偏光のプロジェクターと、を有することを特徴とする画像表示システムを提供する。
このような本発明の画像表示システムにおいて、層とプロジェクターとの間に、ドット配列が位置し、かつ、ドット配列は、ドットの凸をプロジェクターに向けるのが好ましい。
本発明によれば、良好な透明性を有し、透過光によるホットスポットを低減できる透明スクリーン、および、この透明スクリーンを用いる、透過光によるホットスポットを低減した画像表示システムを実現できる。
以下、本発明の透明スクリーンおよび画像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基に詳細に説明する。
本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、例えば、「45°」、「平行」、「垂直」あるいは「直交」等の角度は、特に記載がなければ、厳密な角度との差異が5°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°未満であるのが好ましく、3°未満であるのがより好ましい。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
本明細書において、「同一」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」などというとき、100%である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば99%以上、95%以上、または90%以上である場合を含むものとする。
本明細書において、例えば、「45°」、「平行」、「垂直」あるいは「直交」等の角度は、特に記載がなければ、厳密な角度との差異が5°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°未満であるのが好ましく、3°未満であるのがより好ましい。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
本明細書において、「同一」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」などというとき、100%である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば99%以上、95%以上、または90%以上である場合を含むものとする。
本明細書において、可視光は、電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、380~780nmの波長域の光を示す。非可視光は、380nm未満の波長域または780nmを超える波長域の光である。
またこれに限定されるものではないが、可視光のうち、420~490nmの波長域の光は青色光であり、495~570nmの波長域の光は緑色光であり、620~750nmの波長域の光は赤色光である。
またこれに限定されるものではないが、可視光のうち、420~490nmの波長域の光は青色光であり、495~570nmの波長域の光は緑色光であり、620~750nmの波長域の光は赤色光である。
本明細書において、再帰反射は、入射した光が入射方向に反射される反射を意味する。
本明細書において、「ヘイズ」は、日本電色工業社製のヘーズメーターNDH-2000を用いて測定される値を意味する。
理論上は、ヘイズは、以下式で表される値を意味する。
(380~780nmの自然光の散乱透過率)/(380~780nmの自然光の散乱透過率+自然光の直透過率)×100%
散乱透過率は分光光度計と積分球ユニットを用いて、得られる全方位透過率から直透過率を差し引いて算出することができる値である。直透過率は、積分球ユニットを用いて測定した値に基づく場合、0°での透過率である。つまり、ヘイズが低いということは、全透過光量のうち、直透過光量が多いことを意味する。
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。
本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)は、各々、波長λにおける面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、550nmとする。
本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)はAxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((Nx+Ny+Nz)/3)と膜厚(d(μm))とを入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((Nx+Ny)/2ーNz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScanで算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)はAxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((Nx+Ny+Nz)/3)と膜厚(d(μm))とを入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((Nx+Ny)/2ーNz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScanで算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
本明細書において、屈折率Nx、Ny、Nzは、アッベ屈折計(NAR-4T、アタゴ社製)を使用し、光源にナトリウムランプ(λ=589nm)を用いて測定する。また、波長依存性を測定する場合は、多波長アッベ屈折計DR-M2(アタゴ社製)にて、干渉フィルタとの組合せで測定できる。
また、屈折率は、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することもできる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する: セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。
また、屈折率は、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することもできる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する: セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。
本明細書において、選択反射波長とは、対象となる物(部材)における透過率の極小値をTmin(%)とした場合、下記の式で表される半値透過率:T1/2(%)を示す2つの波長の平均値のことを言う。
半値透過率を求める式: T1/2=100-(100-Tmin)÷2
また、複数の物の選択反射波長が「等しい」とは、厳密に等しいことを意味するものではなく、光学的に影響のない範囲の誤差は許容される。具体的には、複数の物の選択反射波長が「等しい」とは、それぞれの物同士における選択反射波長の差が20nm以下であることを意図し、この差は15nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。
半値透過率を求める式: T1/2=100-(100-Tmin)÷2
また、複数の物の選択反射波長が「等しい」とは、厳密に等しいことを意味するものではなく、光学的に影響のない範囲の誤差は許容される。具体的には、複数の物の選択反射波長が「等しい」とは、それぞれの物同士における選択反射波長の差が20nm以下であることを意図し、この差は15nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。
本発明の透明スクリーンは、コレステリック液晶相を固定してなるドットを二次元的に配列してなるドット配列と、コレステリック液晶相を固定してなる層と、を有するものである。また、本発明の画像表示システムは、本発明の透明スクリーンと、出射光が偏光または無偏光のプロジェクターとを有するものである。
図1に、本発明の透明スクリーンの一例を用いる、本発明の画像表示システムの一例を概念的に示す。
図1に示す画像表示システム10は、本発明の透明スクリーン12と、出射光が無偏光であるプロジェクター14とを有する。
図1に示す画像表示システム10は、本発明の透明スクリーン12と、出射光が無偏光であるプロジェクター14とを有する。
画像表示システム10において、透明スクリーン12は、右偏光ドットフィルム20と、左偏光ドットフィルム24と、右偏光反射層フィルム26と、左偏光反射層フィルム28とを積層した構成を有する。なお、透明スクリーン12の構成を明確に示すために、後述する支持体32および支持体40には、斜線を付す。また、右偏光ドットフィルム20と左偏光ドットフィルム24との界面、左偏光ドットフィルム24と右偏光反射層フィルム26との界面、および、右偏光反射層フィルム26と左偏光反射層フィルム28との界面は、太い線で示す。
なお、以下の説明は、特に断りが無い場合には、図1に示す画像表示システム10の透明スクリーンのみならず、後述する各種の本発明の画像表示システムに用いられる各種の本発明の透明スクリーンも、同様である。
なお、以下の説明は、特に断りが無い場合には、図1に示す画像表示システム10の透明スクリーンのみならず、後述する各種の本発明の画像表示システムに用いられる各種の本発明の透明スクリーンも、同様である。
また、図示は省略するが、右偏光ドットフィルム20と左偏光ドットフィルム24、左偏光ドットフィルム24と右偏光反射層フィルム26、および、右偏光反射層フィルム26と左偏光反射層フィルム28とは、いずれも、各フィルム間に設けられた貼合層によって貼り合わされている。
本発明において、貼合層は、対象となる板状物(シート状物)を貼り合わせられる物であれば、公知の各種の材料からなるものが利用可能である。すなわち、貼合層は、接着剤からなる層でも、粘着剤からなる層でもよい。接着剤とは、貼り合わせる際には流動性を有し、その後、固体になるものである。粘着剤とは、貼り合わせる際にゲル状(ゴム状)の柔らかい固体で、その後もゲル状の状態が変化しないものである。また、貼合層は、接着剤と粘着剤との両方の特徴を持った材料からなる層でもよい。従って、貼合層は、光学透明接着剤(OCA(Optical Clear Adhesive))、光学透明両面テープ、および、紫外線硬化型樹脂等の、光学装置および光学素子でシート状物の貼り合わせに用いられる公知のものを用いればよい。
あるいは、貼合層で貼り合わせるのではなく、右偏光ドットフィルム20と、左偏光ドットフィルム24と、右偏光反射層フィルム26と、左偏光反射層フィルム28とを積層して、枠体または治具等で保持して、本発明の透明スクリーンを構成してもよい。
本発明において、貼合層は、対象となる板状物(シート状物)を貼り合わせられる物であれば、公知の各種の材料からなるものが利用可能である。すなわち、貼合層は、接着剤からなる層でも、粘着剤からなる層でもよい。接着剤とは、貼り合わせる際には流動性を有し、その後、固体になるものである。粘着剤とは、貼り合わせる際にゲル状(ゴム状)の柔らかい固体で、その後もゲル状の状態が変化しないものである。また、貼合層は、接着剤と粘着剤との両方の特徴を持った材料からなる層でもよい。従って、貼合層は、光学透明接着剤(OCA(Optical Clear Adhesive))、光学透明両面テープ、および、紫外線硬化型樹脂等の、光学装置および光学素子でシート状物の貼り合わせに用いられる公知のものを用いればよい。
あるいは、貼合層で貼り合わせるのではなく、右偏光ドットフィルム20と、左偏光ドットフィルム24と、右偏光反射層フィルム26と、左偏光反射層フィルム28とを積層して、枠体または治具等で保持して、本発明の透明スクリーンを構成してもよい。
右偏光ドットフィルム20は、赤色右円偏光ドット積層体30rRと、緑色右円偏光ドット積層体30gRと、青色右円偏光ドット積層体30bRと、を有する。
赤色右円偏光ドット積層体30rRは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される赤色右円偏光反射ドット34rRと、赤色右円偏光反射ドット34rRを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される緑色右円偏光反射ドット34gRと、緑色右円偏光反射ドット34gRを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
青色右円偏光ドット積層体30bRは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される青色右円偏光反射ドット34bRと、青色右円偏光反射ドット34bRを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
赤色右円偏光ドット積層体30rRは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される赤色右円偏光反射ドット34rRと、赤色右円偏光反射ドット34rRを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される緑色右円偏光反射ドット34gRと、緑色右円偏光反射ドット34gRを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
青色右円偏光ドット積層体30bRは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される青色右円偏光反射ドット34bRと、青色右円偏光反射ドット34bRを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
一方、左偏光ドットフィルム24は、赤色左円偏光ドット積層体30rLと、緑色左円偏光ドット積層体30gLと、青色左円偏光ドット積層体30bLと、を有する。
赤色左円偏光ドット積層体30rLは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される赤色左円偏光反射ドット34rLと、赤色左円偏光反射ドット34rLを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
緑色左円偏光ドット積層体30gLは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される緑色左円偏光反射ドット34gLと、緑色左円偏光反射ドット34gLを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
青色左円偏光ドット積層体30bLは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される青色左円偏光反射ドット34bLと、青色左円偏光反射ドット34bLを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
赤色左円偏光ドット積層体30rLは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される赤色左円偏光反射ドット34rLと、赤色左円偏光反射ドット34rLを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
緑色左円偏光ドット積層体30gLは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される緑色左円偏光反射ドット34gLと、緑色左円偏光反射ドット34gLを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
青色左円偏光ドット積層体30bLは、支持体32と、支持体32の一方の表面に二次元的に配列される青色左円偏光反射ドット34bLと、青色左円偏光反射ドット34bLを包埋して支持体32に積層されるオーバーコート層36と、を有する。
以下、各ドットフィルムを構成する各反射ドット積層体の構成部材を説明する。
なお、以下の説明では、赤色右円偏光ドット積層体30rRと、緑色右円偏光ドット積層体30gRと、青色右円偏光ドット積層体30bRと、赤色左円偏光ドット積層体30rLと、緑色左円偏光ドット積層体30gLと、青色左円偏光ドット積層体30bLとを区別する必要がない場合には、これらをまとめて『ドット積層体』とも言う。
また、以下の説明では、赤色右円偏光反射ドット34rRと、緑色右円偏光反射ドット34gRと、青色右円偏光反射ドット34bRと、赤色左円偏光反射ドット34rLと、緑色左円偏光反射ドット34gLと、青色左円偏光反射ドット34bLとを区別する必要がない場合には、これらをまとめて『反射ドット』とも言う。
なお、以下の説明では、赤色右円偏光ドット積層体30rRと、緑色右円偏光ドット積層体30gRと、青色右円偏光ドット積層体30bRと、赤色左円偏光ドット積層体30rLと、緑色左円偏光ドット積層体30gLと、青色左円偏光ドット積層体30bLとを区別する必要がない場合には、これらをまとめて『ドット積層体』とも言う。
また、以下の説明では、赤色右円偏光反射ドット34rRと、緑色右円偏光反射ドット34gRと、青色右円偏光反射ドット34bRと、赤色左円偏光反射ドット34rLと、緑色左円偏光反射ドット34gLと、青色左円偏光反射ドット34bLとを区別する必要がない場合には、これらをまとめて『反射ドット』とも言う。
<支持体>
右偏光ドットフィルム20および左偏光ドットフィルム24のドット積層体が有する支持体32は、いずれも、後述するコレステリック液晶相を固定してなるドットである反射ドットを支持するものである。
右偏光ドットフィルム20および左偏光ドットフィルム24のドット積層体が有する支持体32は、いずれも、後述するコレステリック液晶相を固定してなるドットである反射ドットを支持するものである。
支持体32は、反射ドットが反射する光の波長において、光の反射率が低いのが好ましく、反射ドットが反射する光の波長において光を反射する材料を含んでいないのが好ましい。
また、支持体32は可視光領域において、透明であるのが好ましい。また、支持体32は、着色していてもよいが、着色していないか、着色が少ないのが好ましい。さらに支持体32は屈折率が1.2~2.0程度であるのが好ましく、1.4~1.8程度であるのがより好ましい。
なお、本明細書において透明というとき、具体的には波長380~780nmの非偏光透過率(全方位透過率)が50%以上であればよく、70%以上であるのが好ましく、85%以上であるのがより好ましい。
また、支持体32は可視光領域において、透明であるのが好ましい。また、支持体32は、着色していてもよいが、着色していないか、着色が少ないのが好ましい。さらに支持体32は屈折率が1.2~2.0程度であるのが好ましく、1.4~1.8程度であるのがより好ましい。
なお、本明細書において透明というとき、具体的には波長380~780nmの非偏光透過率(全方位透過率)が50%以上であればよく、70%以上であるのが好ましく、85%以上であるのがより好ましい。
また、支持体32のヘイズ値は、30%以下が好ましく、0.1~25%がより好ましく、0.1~10%がさらに好ましい。さらに、AG(アンチグレア)支持体のようにヘイズの高い支持体32を用いることで、透明性を悪化させ、正面輝度および視野角特性を良化させるような調節も可能となる。
支持体32の厚さは、用途に応じて選択すればよく、特に限定されないが、5~1000μm程度であればよく、好ましくは10~250μmであり、より好ましくは15~150μmである。
支持体32の厚さは、用途に応じて選択すればよく、特に限定されないが、5~1000μm程度であればよく、好ましくは10~250μmであり、より好ましくは15~150μmである。
支持体32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32としては、ガラス、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリオレフィン等からなる支持体が挙げられる。多層である場合の支持体32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などが挙げられる。
なお、支持体32と後述する反射ドットとの間には、下地層を設けてもよい。下地層は樹脂層であるのが好ましく、透明樹脂層であるのがより好ましい。下地層の例としては、反射ドットを形成する際の反射ドットの形状を調節するための層、支持体32と反射ドットとの接着特性を改善するための層、反射ドット形成の際の重合性液晶化合物の配向を調節するための配向膜などが挙げられる。
また、下地層は、反射ドットが反射する光の波長において、光の反射率が低いのが好ましく、反射ドットが反射する光の波長において光を反射する材料を含んでいないのが好ましい。また、下地層は、透明であるのが好ましい。さらに下地層は屈折率が1.2~2.0程度であるのが好ましく、1.4~1.8程度であるのがより好ましい。下地層は、支持体表面に直接塗布された重合性化合物を含む組成物の硬化により得られた樹脂を含む層であることも好ましい。重合性化合物の例としては、(メタ)アクリレートモノマー、ウレタンモノマーなどの非液晶性の化合物が挙げられる。
下地層の厚さは、特に限定されないが、0.01~50μmであるのが好ましく、0.05~20μmであるのがより好ましい。
また、下地層は、反射ドットが反射する光の波長において、光の反射率が低いのが好ましく、反射ドットが反射する光の波長において光を反射する材料を含んでいないのが好ましい。また、下地層は、透明であるのが好ましい。さらに下地層は屈折率が1.2~2.0程度であるのが好ましく、1.4~1.8程度であるのがより好ましい。下地層は、支持体表面に直接塗布された重合性化合物を含む組成物の硬化により得られた樹脂を含む層であることも好ましい。重合性化合物の例としては、(メタ)アクリレートモノマー、ウレタンモノマーなどの非液晶性の化合物が挙げられる。
下地層の厚さは、特に限定されないが、0.01~50μmであるのが好ましく、0.05~20μmであるのがより好ましい。
<反射ドット>
右偏光ドットフィルム20において、赤色右円偏光ドット積層体30rRの赤色右円偏光反射ドット34rRは、赤色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。また、緑色右円偏光ドット積層体30gRの緑色右円偏光反射ドット34gRは、緑色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。さらに、青色右円偏光ドット積層体30bRの青色右円偏光反射ドット34bRは、青色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。すなわち、これらの反射ドットは、互いに選択反射波長が異なる。
他方、左偏光ドットフィルム24において、赤色左円偏光ドット積層体30rLの赤色左円偏光反射ドット34rLは、赤色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。また、緑色左円偏光ドット積層体30gLの緑色左円偏光反射ドット34gLは、緑色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。さらに、青色左円偏光ドット積層体30bLの青色左円偏光反射ドット34bLは、青色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。すなわち、これらの反射ドットは、互いに選択反射波長が異なる。
右偏光ドットフィルム20において、赤色右円偏光ドット積層体30rRの赤色右円偏光反射ドット34rRは、赤色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。また、緑色右円偏光ドット積層体30gRの緑色右円偏光反射ドット34gRは、緑色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。さらに、青色右円偏光ドット積層体30bRの青色右円偏光反射ドット34bRは、青色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。すなわち、これらの反射ドットは、互いに選択反射波長が異なる。
他方、左偏光ドットフィルム24において、赤色左円偏光ドット積層体30rLの赤色左円偏光反射ドット34rLは、赤色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。また、緑色左円偏光ドット積層体30gLの緑色左円偏光反射ドット34gLは、緑色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。さらに、青色左円偏光ドット積層体30bLの青色左円偏光反射ドット34bLは、青色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。すなわち、これらの反射ドットは、互いに選択反射波長が異なる。
反射ドットは、いずれも、コレステリック液晶相を固定してなるドットである。すなわち、反射ドットは、コレステリック構造を有する液晶材料からなるドットである。
ここで、反射ドットとなるコレステリック液晶相は、走査型電子顕微鏡によって観測される反射ドットの断面において、明部と暗部との縞模様を与え、反射ドットの端部から中心に向かう方向で最大高さまで連続的に増加する高さを有する部位を含み、この部位において、支持体32と反対側の反射ドットの表面から1本目の暗部が成す線の法線と反射ドットの表面との成す角度は70~90°の範囲であるのが好ましい。
この点については後に詳述する。
ここで、反射ドットとなるコレステリック液晶相は、走査型電子顕微鏡によって観測される反射ドットの断面において、明部と暗部との縞模様を与え、反射ドットの端部から中心に向かう方向で最大高さまで連続的に増加する高さを有する部位を含み、この部位において、支持体32と反対側の反射ドットの表面から1本目の暗部が成す線の法線と反射ドットの表面との成す角度は70~90°の範囲であるのが好ましい。
この点については後に詳述する。
各ドット積層体において、反射ドットは、二次元的に配列されていれば、規則的に配列されても、不規則に配列されてもよい。
また、各ドット積層体における反射ドットの配列密度は、全面的に均一でも、配列密度が異なる領域を有してもよい。
また、各ドット積層体における反射ドットの配列密度は、全面的に均一でも、配列密度が異なる領域を有してもよい。
ここで、ドット積層体における反射ドットの配置密度には特に限定はなく、透明スクリーンに求められる拡散性(視野角)、および、透明性等に応じて適宜設定すればよい。
ホットスポットが抑制できる、広い視野角が得られる、高い透明性を得られる等の観点と、製造時に反射ドットの合一または欠損などの欠陥なく製造できる適切な密度等の観点から、支持体32の主面の法線方向から見た際の、支持体32に対する反射ドットの面積率は、1~90.6%であるのが好ましく、2~50%であるのがより好ましく、4~30%であるのがさらに好ましい。
なお、反射ドットの面積率は、レーザー顕微鏡、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)などの顕微鏡で得られる画像において、1×1mmの大きさの領域で面積率を測定し、例えば5箇所の平均値をドットの面積率とすればよい。
ホットスポットが抑制できる、広い視野角が得られる、高い透明性を得られる等の観点と、製造時に反射ドットの合一または欠損などの欠陥なく製造できる適切な密度等の観点から、支持体32の主面の法線方向から見た際の、支持体32に対する反射ドットの面積率は、1~90.6%であるのが好ましく、2~50%であるのがより好ましく、4~30%であるのがさらに好ましい。
なお、反射ドットの面積率は、レーザー顕微鏡、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)などの顕微鏡で得られる画像において、1×1mmの大きさの領域で面積率を測定し、例えば5箇所の平均値をドットの面積率とすればよい。
同様に、ホットスポットを抑制できる点、広い視野角が得られる点、および、高い透明性が得られる点で、隣接する反射ドットのピッチは、20~500μmが好ましく、20~300μmがより好ましく、20~150μmがさらに好ましい。反射ドットのピッチとは、反射ドットの中心と中心との距離である。
ドット積層体において、反射ドットの直径および/または形状はすべて同一であってもよく、互いに異なるものが含まれていてもよいが、同一であるのが好ましい。例えば、同一の直径および形状のドット形成を意図して、同条件で形成された反射ドットであるのが好ましい。
本明細書において、反射ドットについて説明されるとき、その説明は、本発明の透明スクリーン中のすべての反射ドットについて適用できる。また、説明される反射ドットを含む本発明の透明スクリーンは、本技術分野で許容される誤差またはエラーなどにより同説明に該当しないドットを含むことを許容するものとする。
反射ドット(赤色右円偏光反射ドット34rR、緑色右円偏光反射ドット34gRおよび青色右円偏光反射ドット34bR、ならびに、赤色左円偏光反射ドット34rL、緑色左円偏光反射ドット34gLおよび青色左円偏光反射ドット34bL)は、支持体32の主面の法線方向から見たとき円形であるのが好ましく、例えば、半球状(略半球状)、球欠状(略球欠状)、球台形状、円錐状、円錐台状等の形状を有するドットである。以下の説明では、支持体32の主面の法線方向を、『支持体法線方向』とも言う。
円形は正円でなくてもよく、略円形であればよい。反射ドットについて中心というときは、この円形の中心または重心を意味する。反射ドットは、平均的形状が円形であればよく、一部に円形に該当しない形状の反射ドットが含まれていてもよい。
円形は正円でなくてもよく、略円形であればよい。反射ドットについて中心というときは、この円形の中心または重心を意味する。反射ドットは、平均的形状が円形であればよく、一部に円形に該当しない形状の反射ドットが含まれていてもよい。
反射ドットは支持体法線方向から見たときの平均直径が10~200μmであるのが好ましく、20~120μmであるのがより好ましい。
反射ドットの直径は、レーザー顕微鏡、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)などの顕微鏡で得られる画像において、端部(反射ドットのへり、または、境界部)から端部までの直線であって、反射ドットの中心を通る直線の長さを測定することにより得ることができる。なお、反射ドットの数、反射ドット間距離もレーザー顕微鏡、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡などの顕微鏡画像で確認できる。
支持体法線方向から見た際の反射ドットの形状が円形以外の場合には、この反射ドットの投影面積と等しい円面積を持つ円の直径(円相当径)を反射ドットの直径とする。
上記平均直径は、無作為に選択した10個の反射ドットの直径を上記方法により測定し、それらを算術平均して求める。
反射ドットの直径は、レーザー顕微鏡、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)などの顕微鏡で得られる画像において、端部(反射ドットのへり、または、境界部)から端部までの直線であって、反射ドットの中心を通る直線の長さを測定することにより得ることができる。なお、反射ドットの数、反射ドット間距離もレーザー顕微鏡、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡などの顕微鏡画像で確認できる。
支持体法線方向から見た際の反射ドットの形状が円形以外の場合には、この反射ドットの投影面積と等しい円面積を持つ円の直径(円相当径)を反射ドットの直径とする。
上記平均直径は、無作為に選択した10個の反射ドットの直径を上記方法により測定し、それらを算術平均して求める。
反射ドットの高さは、レーザー顕微鏡による焦点位置スキャン、またはSEMもしくはTEMなどの顕微鏡を用いて得られるドットの断面図から確認することができる。
反射ドットの平均最大高さは、5~30μmが好ましく、8~25μmがより好ましく、10~20μmがさらに好ましい。
反射ドットの平均最大高さは、5~30μmが好ましく、8~25μmがより好ましく、10~20μmがさらに好ましい。
<<反射ドットの光学的性質>>
反射ドットは波長選択反射性を有する。具体的には、赤色右円偏光反射ドット34rRおよび赤色左円偏光反射ドット34rLは赤色の光を反射し、緑色右円偏光反射ドット34gRおよび緑色左円偏光反射ドット34gLは緑色の光を反射し、青色右円偏光反射ドット34bRおよび青色左円偏光反射ドット34bLは青色の光を反射する。
本発明の透明スクリーン12は、基本的に、プロジェクター14から出射される映像光による画像と、透明スクリーン12の裏面側の背景とを重畳して観察できるスクリーンとして使用されるので、反射ドットが選択反射性を示す光は、可視光であるのが好ましい。
あるいは、反射ドットの反射波長は、プロジェクター14から出射される光の波長に従って選択されるのも好ましい。
反射ドットは波長選択反射性を有する。具体的には、赤色右円偏光反射ドット34rRおよび赤色左円偏光反射ドット34rLは赤色の光を反射し、緑色右円偏光反射ドット34gRおよび緑色左円偏光反射ドット34gLは緑色の光を反射し、青色右円偏光反射ドット34bRおよび青色左円偏光反射ドット34bLは青色の光を反射する。
本発明の透明スクリーン12は、基本的に、プロジェクター14から出射される映像光による画像と、透明スクリーン12の裏面側の背景とを重畳して観察できるスクリーンとして使用されるので、反射ドットが選択反射性を示す光は、可視光であるのが好ましい。
あるいは、反射ドットの反射波長は、プロジェクター14から出射される光の波長に従って選択されるのも好ましい。
前述のように、反射ドットは、コレステリック液晶相を固定してなるドットである。
反射ドットが選択反射性を示す光の波長は、反射ドットを形成するコレステリック液晶相の螺旋ピッチを調節することにより調節(選択)できる。
また、本発明の透明スクリーンにおいて反射ドットを形成するコレステリック液晶相は、後述するように螺旋軸方向が制御されている。そのため、反射ドットに入射した光は、正反射だけでなく、種々の方向に反射される。
反射ドットが選択反射性を示す光の波長は、反射ドットを形成するコレステリック液晶相の螺旋ピッチを調節することにより調節(選択)できる。
また、本発明の透明スクリーンにおいて反射ドットを形成するコレステリック液晶相は、後述するように螺旋軸方向が制御されている。そのため、反射ドットに入射した光は、正反射だけでなく、種々の方向に反射される。
反射ドットは着色していてもよいが、着色していないか、着色が少ないのが好ましい。これにより、透明スクリーンの透明性を向上できる。
<<コレステリック液晶相>>
コレステリック液晶相は、特定の波長において選択反射性を示すことが知られている。選択反射の中心波長λは、コレステリック液晶相における螺旋構造のピッチP(=螺旋の周期)に依存し、コレステリック液晶相の平均屈折率nとλ=n×Pの関係に従う。そのため、この螺旋構造のピッチを調節することによって、選択反射波長を調節することができる。コレステリック液晶相のピッチは、ドットの形成の際、重合性液晶化合物と共に用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調節することによって所望のピッチを得ることができる。
なお、ピッチの調節については富士フイルム研究報告No.50(2005年)p.60-63に詳細な記載がある。螺旋のセンスおよびピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編 シグマ出版2007年出版、46頁、および「液晶便覧」液晶便覧編集委員会 丸善 196頁に記載の方法を用いることができる。
コレステリック液晶相は、特定の波長において選択反射性を示すことが知られている。選択反射の中心波長λは、コレステリック液晶相における螺旋構造のピッチP(=螺旋の周期)に依存し、コレステリック液晶相の平均屈折率nとλ=n×Pの関係に従う。そのため、この螺旋構造のピッチを調節することによって、選択反射波長を調節することができる。コレステリック液晶相のピッチは、ドットの形成の際、重合性液晶化合物と共に用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調節することによって所望のピッチを得ることができる。
なお、ピッチの調節については富士フイルム研究報告No.50(2005年)p.60-63に詳細な記載がある。螺旋のセンスおよびピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編 シグマ出版2007年出版、46頁、および「液晶便覧」液晶便覧編集委員会 丸善 196頁に記載の方法を用いることができる。
コレステリック液晶相は走査型電子顕微鏡によって観測される反射ドットの断面図において、明部と暗部との縞模様を与える。この明部と暗部の繰り返しの、明部2つおよび暗部2が、螺旋1ピッチに相当する。このことから、ピッチは、SEM断面図から測定することができる。反射ドットにおいては、上記縞模様の各線の法線がコレステリック液晶相の螺旋軸方向となる。
なお、コレステリック液晶相の反射光は円偏光である。すなわち、本発明の透明スクリーン12において、各ドット積層体の反射ドットは、円偏光を反射する。反射光が右円偏光であるか左円偏光であるかは、コレステリック液晶相は螺旋の捩れ方向による。コレステリック液晶相による円偏光の選択反射は、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向が右の場合は右円偏光を反射し、螺旋の捩れ方向が左の場合は左円偏光を反射する。
従って、図示例の透明スクリーン12においては、右偏光ドットフィルム20の各ドット積層体の反射ドットは、右捩れのコレステリック液晶相を固定してなるドットであり、左偏光ドットフィルム24の各ドット積層体の反射ドットは、左捩れのコレステリック液晶相を固定してなるドットである。また、後述する右偏光反射層フィルム26の各右円偏光反射層は、右捩れのコレステリック液晶相を固定してなる層であり、さらに、左偏光反射層フィルム28の各左円偏光反射層は、左捩れのコレステリック液晶相を固定してなる層である。
なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、反射ドット(反射層)を形成する液晶化合物の種類または添加されるキラル剤の種類によって調節できる。
従って、図示例の透明スクリーン12においては、右偏光ドットフィルム20の各ドット積層体の反射ドットは、右捩れのコレステリック液晶相を固定してなるドットであり、左偏光ドットフィルム24の各ドット積層体の反射ドットは、左捩れのコレステリック液晶相を固定してなるドットである。また、後述する右偏光反射層フィルム26の各右円偏光反射層は、右捩れのコレステリック液晶相を固定してなる層であり、さらに、左偏光反射層フィルム28の各左円偏光反射層は、左捩れのコレステリック液晶相を固定してなる層である。
なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、反射ドット(反射層)を形成する液晶化合物の種類または添加されるキラル剤の種類によって調節できる。
また、選択反射を示す選択反射帯域(円偏光反射帯域)の半値幅Δλ(nm)は、コレステリック液晶相のΔnと螺旋のピッチPとに依存し、Δλ=Δn×Pの関係に従う。そのため、選択反射帯域の幅の制御は、Δnを調節して行うことができる。Δnは、反射ドット(右円偏光反射層および左円偏光反射層)を形成する液晶化合物の種類およびその混合比率、ならびに、配向固定時の温度により調節できる。反射波長帯域の半値幅は透明スクリーン12の用途に応じて調節され、例えば50~500nmであればよく、好ましくは100~300nmであればよい。
コレステリック液晶相を固定してなる反射ドットは、断面において、明部と暗部との縞模様を与える。このようなコレステリック液晶相を固定してなる反射ドットは、走査型電子顕微鏡で観察される断面図で確認した際、支持体32と反対側の反射ドットの表面から1本目の暗部が成す線の法線と、支持体32と反対側の反射ドットの表面とが成す角度が70~90°の範囲であるのが好ましい。
以下の説明では、『支持体32と反対側の反射ドットの表面』を、単に『反射ドットの表面』とも言う。
図2に反射ドットの断面の概略図を示す。図2では、暗部が成す線を太線で示す。図2に示すように、1本目の暗部が成す線Ld1の法線(破線)と、反射ドットの表面とが成す角度θ1が、70~90°であるのが好ましい。
以下の説明では、『支持体32と反対側の反射ドットの表面』を、単に『反射ドットの表面』とも言う。
図2に反射ドットの断面の概略図を示す。図2では、暗部が成す線を太線で示す。図2に示すように、1本目の暗部が成す線Ld1の法線(破線)と、反射ドットの表面とが成す角度θ1が、70~90°であるのが好ましい。
ここで、反射ドットの表面の位置を、反射ドットの中心を通る支持体32表面の垂線(一点鎖線)に対する角度α1で表したとき、角度α1が30°の位置および60°の位置において、反射ドットの表面から1本目の暗部が成す線Ld1の法線と反射ドットの表面とが成す角度が70~90°の範囲であるのが好ましく、反射ドットの表面の全ての位置において、反射ドットの表面から1本目の暗部が成す線Ld1の法線と反射ドットの表面とが成す角度が70~90°の範囲であるのがより好ましい。
すなわち、反射ドットは、反射ドットの表面の一部において上記角度を満たすもの、例えば、反射ドットの表面の一部において断続的に上記角度を満たすものでなはく、連続的に上記角度を満たすものであるのが好ましい。なお、断面図において、反射ドットの表面が曲線であるときは、暗部が成す線の法線と反射ドットの表面とが成す角度は、反射ドットの表面の接線と法線とが成す角度を意味する。また、上記角度は鋭角で示されており、法線と反射ドットの表面とが成す角度を0~180°の角度で表すときの、70~110°の範囲を意味する。
すなわち、反射ドットは、反射ドットの表面の一部において上記角度を満たすもの、例えば、反射ドットの表面の一部において断続的に上記角度を満たすものでなはく、連続的に上記角度を満たすものであるのが好ましい。なお、断面図において、反射ドットの表面が曲線であるときは、暗部が成す線の法線と反射ドットの表面とが成す角度は、反射ドットの表面の接線と法線とが成す角度を意味する。また、上記角度は鋭角で示されており、法線と反射ドットの表面とが成す角度を0~180°の角度で表すときの、70~110°の範囲を意味する。
反射ドットは、断面図において、反射ドットの表面から2本目の暗部が成す線Ld2の法線と反射ドットの表面とが成す角度θ2が70~90°の範囲であるのが好ましく、反射ドットの表面から3~4本目までの暗部が成す線が、いずれも、その法線と反射ドットの表面とが成す角度が70~90°の範囲であるのがより好ましく、反射ドットの表面から5~12本目以上の暗部が成す線が、いずれも、その法線と反射ドットとが成す角度が70~90°の範囲であるのがさらに好ましい。
さらに、この暗部が成す線の法線と、反射ドットの表面とが成す角度は、80~90°であるのがより好ましく、85~90°であるのがさらに好ましい。
このようなSEMによる反射ドットの断面図は、反射ドットの表面において、コレステリック液晶相の螺旋軸が、反射ドットの表面(その接線)と70~90°の範囲の角度を成すことを示している。
このような構造により、反射ドットに入射する光は、支持体32の法線方向に対して角度を有する方向から入射する光を、反射ドットの表面において、コレステリック液晶相の螺旋軸方向と平行に近い角度で入射させることができる。そのため、反射ドットに入射する光を様々な方向に反射させることができる。
このような構造により、反射ドットに入射する光は、支持体32の法線方向に対して角度を有する方向から入射する光を、反射ドットの表面において、コレステリック液晶相の螺旋軸方向と平行に近い角度で入射させることができる。そのため、反射ドットに入射する光を様々な方向に反射させることができる。
また、反射ドットはコレステリック液晶相の螺旋軸を基準として、入射光を正反射させる。そのため、図3に概念的に示すように、支持体32の法線方向から入射する光Inに対して、反射ドットの中心付近で反射される反射光Irは支持体の法線方向に平行に反射される。一方、反射ドットの中心からずれた位置(コレステリック液晶相の螺旋軸が支持体32の法線方向に対して傾いている位置)では、反射光Irは支持体32の法線方向とは異なる方向に反射される。したがって、反射ドットに入射する光を様々な方向に反射させることができ、広視野角化することができる。また、反射ドットを透過する光Ipは、入射光Inと同方向に透過するので、透過光が散乱されることを抑制してヘイズを小さくすることができ、透明性を高くすることができる。
また、支持体32の法線方向から入射する光を、全方位に反射できるのが好ましい。特に、正面輝度(ピーク輝度)の半分の輝度となる角度(半値角)が35°以上にでき、高い反射性を有することが好ましい。
また、支持体32の法線方向から入射する光を、全方位に反射できるのが好ましい。特に、正面輝度(ピーク輝度)の半分の輝度となる角度(半値角)が35°以上にでき、高い反射性を有することが好ましい。
コレステリック液晶相の螺旋軸が、反射ドットの表面と70~90°の範囲の角度を成すことにより、表面から1本目の暗部が成す線の法線方向と支持体の法線方向との成す角度は、上記高さが連続的に増加するにしたがって連続的に減少していることが好ましい。
なお、断面図は、ドットの端部から中心に向かう方向で最大高さまで連続的に増加する高さを有する部位を含む任意の方向の断面図であり、典型的にはドットの中心を含み支持体に垂直な任意の面の断面図であればよい。
なお、断面図は、ドットの端部から中心に向かう方向で最大高さまで連続的に増加する高さを有する部位を含む任意の方向の断面図であり、典型的にはドットの中心を含み支持体に垂直な任意の面の断面図であればよい。
<<反射ドットの作製方法>>
反射ドット(赤色右円偏光反射ドット34rR、緑色右円偏光反射ドット34gRおよび青色右円偏光反射ドット34bR、ならびに、赤色左円偏光反射ドット34rL、緑色左円偏光反射ドット34gLおよび青色左円偏光反射ドット34bL)は、コレステリック液晶相をドット状に固定して得ることができる。
コレステリック液晶相を固定した構造は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている構造であればよい。コレステリック液晶相を固定した構造は、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、外場または外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した構造であればよい。
なお、コレステリック液晶相を固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、液晶化合物は、液晶性を示さなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、液晶性を失っていてもよい。
反射ドット(赤色右円偏光反射ドット34rR、緑色右円偏光反射ドット34gRおよび青色右円偏光反射ドット34bR、ならびに、赤色左円偏光反射ドット34rL、緑色左円偏光反射ドット34gLおよび青色左円偏光反射ドット34bL)は、コレステリック液晶相をドット状に固定して得ることができる。
コレステリック液晶相を固定した構造は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている構造であればよい。コレステリック液晶相を固定した構造は、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、外場または外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した構造であればよい。
なお、コレステリック液晶相を固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、液晶化合物は、液晶性を示さなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、液晶性を失っていてもよい。
コレステリック液晶相を固定してなる反射ドットの形成に用いる材料としては、一例として、液晶化合物を含む液晶組成物が挙げられる。液晶化合物は重合性液晶化合物であるのが好ましい。
反射ドットの形成に用いる液晶化合物を含む液晶組成物は、さらに界面活性剤を含むのが好ましい。また、反射ドットの形成に用いる液晶組成物は、さらにキラル剤、重合開始剤を含んでいてもよい。
反射ドットの形成に用いる液晶化合物を含む液晶組成物は、さらに界面活性剤を含むのが好ましい。また、反射ドットの形成に用いる液晶組成物は、さらにキラル剤、重合開始剤を含んでいてもよい。
--重合性液晶化合物--
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であるのが好ましい。
コレステリック液晶相を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であるのが好ましい。
コレステリック液晶相を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基がより好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは1~6個、より好ましくは1~3個である。重合性液晶化合物の例は、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、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開WO95/22586号公報、同95/24455号公報、同97/00600号公報、同98/23580号公報、同98/52905号公報、特開平1-272551号公報、同6-16616号公報、同7-110469号公報、同11-80081号公報、および特開2001-328973号公報などに記載の化合物が含まれる。2種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。2種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
重合性液晶化合物の具体例としては、下記式(1)~(11)に示す化合物が挙げられる。
また、上記以外の重合性液晶化合物としては、特開昭57-165480号公報に開示されているようなコレステリック相を有する環式オルガノポリシロキサン化合物等を用いることができる。さらに、前述の高分子液晶化合物としては、液晶を呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖および側鎖の両方の位置に導入した高分子、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレステリック液晶、特開平9-133810号公報に開示されているような液晶性高分子、特開平11-293252号公報に開示されているような液晶性高分子等を用いることができる。
また、液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量(溶媒を除いた質量)に対して、75~99.9質量%であるのが好ましく、80~99質量%であるのがより好ましく、85~90質量%であるのがさらに好ましい。
--界面活性剤--
本発明者らは、反射ドットを形成する際に用いる液晶組成物に界面活性剤を加えることにより、反射ドット形成時に重合性液晶化合物が空気界面側で水平に配向し、螺旋軸方向が上述のように制御された反射ドットが得られることを見出した。
一般的に、ドットの形成のためには、印刷の際の液滴形状を保つため、表面張力を低下させない必要がある。そのため界面活性剤を加えても反射ドットの形成が可能であり、かつ、多方向からの再帰反射性の高い反射ドットが得られたことは驚くべきことであった。本発明者らの検討によれば、界面活性剤を用いた場合、反射ドットの端部で、反射ドットの表面と支持体32とが成す角度が40°以上のドットが形成されている。すなわち、反射ドットを形成する際に界面活性剤を加えることにより、反射ドットと支持体32との接触角を、広い視野角と、高い透明性とを両立することができる角度範囲に形成することができる。
界面活性剤は、安定的にまたは迅速にプレーナー配向のコレステリック液晶相とするために寄与する配向制御剤として機能できる化合物が好ましい。界面活性剤としては、例えば、シリコ-ン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤が挙げられ、フッ素系界面活性剤が好ましく例示される。
本発明者らは、反射ドットを形成する際に用いる液晶組成物に界面活性剤を加えることにより、反射ドット形成時に重合性液晶化合物が空気界面側で水平に配向し、螺旋軸方向が上述のように制御された反射ドットが得られることを見出した。
一般的に、ドットの形成のためには、印刷の際の液滴形状を保つため、表面張力を低下させない必要がある。そのため界面活性剤を加えても反射ドットの形成が可能であり、かつ、多方向からの再帰反射性の高い反射ドットが得られたことは驚くべきことであった。本発明者らの検討によれば、界面活性剤を用いた場合、反射ドットの端部で、反射ドットの表面と支持体32とが成す角度が40°以上のドットが形成されている。すなわち、反射ドットを形成する際に界面活性剤を加えることにより、反射ドットと支持体32との接触角を、広い視野角と、高い透明性とを両立することができる角度範囲に形成することができる。
界面活性剤は、安定的にまたは迅速にプレーナー配向のコレステリック液晶相とするために寄与する配向制御剤として機能できる化合物が好ましい。界面活性剤としては、例えば、シリコ-ン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤が挙げられ、フッ素系界面活性剤が好ましく例示される。
界面活性剤の具体例としては、特開2014-119605号公報の段落[0082]~[0090]に記載の化合物、特開2012-203237号公報の段落〔0031〕~〔0034〕に記載の化合物、特開2005-99248号公報の段落[0092]および[0093]中に例示されている化合物、特開2002-129162号公報の段落[0076]~[0078]および段落[0082]~[0085]中に例示されている化合物、特開2007-272185号公報の段落〔0018〕~〔0043〕等に記載のフッ素(メタ)アクリレート系ポリマー、などが挙げられる。
なお、水平配向剤としては1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
フッ素系界面活性剤として、特開2014-119605号公報の段落[0082]~[0090]に記載の下記一般式(I)で表される化合物が好ましい。
なお、水平配向剤としては1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
フッ素系界面活性剤として、特開2014-119605号公報の段落[0082]~[0090]に記載の下記一般式(I)で表される化合物が好ましい。
一般式(I)において、L11、L12、L13、L14、L15、および、L16は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-NRCO-、-CONR-(一般式(I)中におけるRは水素原子または炭素数が1~6のアルキル基を表す)を表し、-NRCO-、-CONR-は溶解性を減ずる効果があり、ドット作製時にヘイズが上昇する傾向があることからより好ましくは-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-であり、化合物の安定性の観点からさらに好ましくは-O-、-CO-、-COO-、-OCO-である。上記のRがとりうるアルキル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。炭素数は1~3であるのがより好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基を例示することができる。
Sp11、Sp12、Sp13、および、Sp14は、それぞれ独立して、単結合または炭素数1~10のアルキレン基を表し、より好ましくは単結合または炭素数1~7のアルキレン基であり、さらに好ましくは単結合または炭素数1~4のアルキレン基である。但し、アルキレン基の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。アルキレン基には、分枝があっても無くてもよいが、好ましいのは分枝がない直鎖のアルキレン基である。合成上の観点からは、Sp11とSp14が同一であり、かつ、Sp12とSp13が同一であるのが好ましい。
A11、A12は1~4価の芳香族炭化水素基である。芳香族炭化水素基の炭素数は6~22であるのが好ましく、6~14であるのがより好ましく、6~10であるのがさらに好ましく、6であるのがさらにより好ましい。A11、A12で表される芳香族炭化水素基は置換基を有していてもよい。そのような置換基の例として、炭素数1~8のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはエステル基を挙げることができる。これらの基の説明と好ましい範囲については、下記のTの対応する記載を参照することができる。A11、A12で表される芳香族炭化水素基に対する置換基としては、例えばメチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、臭素原子、塩素原子、および、シアノ基などを挙げることができる。パーフルオロアルキル部分を分子内に多く有する分子は、少ない添加量で液晶を配向させることができ、ヘイズ低下につながることから、分子内にパーフルオロアルキル基を多く有するようにA11、A12は4価であるのが好ましい。合成上の観点からは、A11とA12は同一であるのが好ましい。
T11は、下記の
で表される二価の基または二価の複素環基を表す(上記T11中に含まれるXは炭素数1~8のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはエステル基を表し、Ya、Yb、Yc、Ydはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す)のが好ましく、より好ましくは、
上記T11中に含まれるXがとりうるアルキル基の炭素数は1~8であり、1~5であるのが好ましく、1~3であるのがより好ましい。アルキル基は、直鎖状、分枝状、および、環状のいずれであってもよく、直鎖状または分枝状であるのが好ましい。好ましいアルキル基として、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基などを例示することができ、その中でもメチル基が好ましい。上記T11中に含まれるXがとりうるアルコキシ基のアルキル部分については、上記T11中に含まれるXがとりうるアルキル基の説明と好ましい範囲を参照することができる。上記T11中に含まれるXがとりうるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙げることができ、塩素原子、臭素原子が好ましい。上記T11中に含まれるXがとりうるエステル基としては、R’COO-で表される基を例示することができる。R’としては炭素数1~8のアルキル基を挙げることができる。R’がとりうるアルキル基の説明と好ましい範囲については、上記T11中に含まれるXがとりうるアルキル基の説明と好ましい範囲を参照することができる。エステルの具体例として、CH3COO-、C2H5COO-を挙げることができる。Ya、Yb、Yc、Ydがとりうる炭素数1~4のアルキル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基などを例示することができる。
二価の複素環基は、5員、6員または7員の複素環を有することが好ましい。5員環または6員環がより好ましく、6員環がさらに好ましい。複素環を構成する複素原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましい。複素環基は、芳香族複素環基であるのが好ましい。複素環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピロリン環、ピロリジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、イミダゾリン環、イミダゾリジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、フラザン環、テトラゾール環、ピラン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環およびトリアジン環が含まれる。二価の複素環基は置換基を有していてもよい。そのような置換基の例の説明と好ましい範囲については、上記のA1とA2の1~4価の芳香族炭化水素が取り得る置換基に関する説明と記載を参照することができる。
Hb11は炭素数2~30のパーフルオロアルキル基を表し、より好ましくは炭素数3~20のパーフルオロアルキル基であり、さらに好ましくは3~10のパーフルオロアルキル基である。パーフルオロアルキル基は、直鎖状、分枝状、および、環状のいずれであってもよいが、直鎖状または分枝状であるのが好ましく、直鎖状であるのがより好ましい。
m11、n11はそれぞれ独立に0から3であり、かつm11+n11≧1である。このとき複数存在する括弧内の構造は互いに同一であっても異なっていてもよいが、互いに同一であるのが好ましい。一般式(I)のm11、n11は、A11、A12の価数によって定まり、好ましい範囲もA11、A12の価数の好ましい範囲によって定まる。
T11中に含まれるoおよびpはそれぞれ独立に0以上の整数であり、oおよびpが2以上であるとき複数のXは互いに同一であっても異なっていてもよい。T11中に含まれるoは1または2であるのが好ましい。T11中に含まれるpは1~4のいずれかの整数であるのが好ましく、1または2であるのがより好ましい。
T11中に含まれるoおよびpはそれぞれ独立に0以上の整数であり、oおよびpが2以上であるとき複数のXは互いに同一であっても異なっていてもよい。T11中に含まれるoは1または2であるのが好ましい。T11中に含まれるpは1~4のいずれかの整数であるのが好ましく、1または2であるのがより好ましい。
一般式(I)で表される化合物は、分子構造が対称性を有するものであってもよいし、対称性を有しないものであってもよい。なお、ここでいう対称性とは、点対称、線対称、および、回転対称のいずれかひとつに少なくとも該当するものを意味し、非対称とは点対称、線対称、および、回転対称のいずれにも該当しないものを意味する。
一般式(I)で表される化合物は、以上述べたパーフルオロアルキル基(Hb11)、連結基-(-Sp11-L11-Sp12-L12)m11-A11-L13-および-L14-A12-(L15-Sp13-L16-Sp14-)n11-、ならびに好ましくは排除体積効果を持つ2価の基であるTを組み合わせた化合物である。分子内に2つ存在するパーフルオロアルキル基(Hb11)は互いに同一であるのが好ましく、分子内に存在する連結基-(-Sp11-L11-Sp12-L12)m11-A11-L13-および-L14-A12-(L15-Sp13-L16-Sp14-)n11-も互いに同一であるのが好ましい。末端のHb11-Sp11-L11-Sp12-および-Sp13-L16-Sp14-Hb11は、以下のいずれかの一般式で表される基であるのが好ましい。
(CaF2a+1)-(CbH2b)-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-O-(CrH2r)-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-COO-(CrH2r)-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-OCO-(CrH2r)-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-O-(CrH2r)-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-COO-(CrH2r)-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-OCO-(CrH2r)-
上式において、aは2~30であるのが好ましく、3~20であるのがより好ましく、3~10であるのがさらに好ましい。bは0~20であるのが好ましく、0~10であるのがより好ましく、0~5であるのがさらに好ましい。a+bは3~30である。rは1~10であるのが好ましく、1~4であるのがより好ましい。
また、一般式(I)の末端のHb11-Sp11-L11-Sp12-L12-および-L15-Sp13-L16-Sp14-Hb11は、以下のいずれかの一般式で表される基であるのが好ましい。
(CaF2a+1)-(CbH2b)-O-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-COO-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-O-(CrH2r)-O-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-COO-(CrH2r)-COO-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-OCO-(CrH2r)-COO-
上式におけるa、bおよびrの定義は直上の定義と同じである。
また、一般式(I)の末端のHb11-Sp11-L11-Sp12-L12-および-L15-Sp13-L16-Sp14-Hb11は、以下のいずれかの一般式で表される基であるのが好ましい。
(CaF2a+1)-(CbH2b)-O-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-COO-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-O-(CrH2r)-O-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-COO-(CrH2r)-COO-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-OCO-(CrH2r)-COO-
上式におけるa、bおよびrの定義は直上の定義と同じである。
液晶組成物中における、界面活性剤の添加量は、重合性液晶化合物の全質量に対して0.01~10質量%が好ましく、0.01~5質量%がより好ましく、0.02~1質量%がさらに好ましい。
--キラル剤(光学活性化合物)--
キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向または螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4-3項、TN(twisted nematic)、STN(Super Twisted Nematic)用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、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含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であるのが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であるのが好ましく、不飽和重合性基であるのがより好ましく、エチレン性不飽和重合性基であるのがさらに好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向または螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4-3項、TN(twisted nematic)、STN(Super Twisted Nematic)用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、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含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であるのが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であるのが好ましく、不飽和重合性基であるのがより好ましく、エチレン性不飽和重合性基であるのがさらに好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
キラル剤が光異性化基を有する場合には、塗布、配向後に活性光線などのフォトマスク照射によって、発光波長に対応した所望の反射波長のパターンを形成することができるので好ましい。光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ基、アゾキシ基、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開2002-80478号公報、特開2002-80851号公報、特開2002-179668号公報、特開2002-179669号公報、特開2002-179670号公報、特開2002-179681号公報、特開2002-179682号公報、特開2002-338575号公報、特開2002-338668号公報、特開2003-313189号公報、特開2003-313292号公報に記載の化合物を用いることができる。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶化合物量の0.01モル%~200モル%が好ましく、1モル%~30モル%がより好ましい。
--重合開始剤--
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。光重合開始剤の例には、α-カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、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(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60-105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)等が挙げられる。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して0.1~20質量%であるのが好ましく、0.5~12質量%であるのがさらに好ましい。
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。光重合開始剤の例には、α-カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、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(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60-105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)等が挙げられる。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して0.1~20質量%であるのが好ましく、0.5~12質量%であるのがさらに好ましい。
--架橋剤--
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の多官能アクリレート化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物;2,2-ビスヒドロキシメチルブタノール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、4,4-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等のアジリジン化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物;オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物;ビニルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、液晶組成物の固形分質量に対して、3~20質量%が好ましく、5~15質量%がより好ましい。架橋剤の含有量が上記範囲内であれば、架橋密度向上の効果が得られやすく、コレステリック液晶相の安定性がより向上する。
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の多官能アクリレート化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物;2,2-ビスヒドロキシメチルブタノール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、4,4-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等のアジリジン化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物;オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物;ビニルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、液晶組成物の固形分質量に対して、3~20質量%が好ましく、5~15質量%がより好ましい。架橋剤の含有量が上記範囲内であれば、架橋密度向上の効果が得られやすく、コレステリック液晶相の安定性がより向上する。
--その他の添加剤--
反射ドットの形成に、後述するインクジェット法を用いる場合には、一般的に求められるインク物性を得るために、液晶組成物には単官能重合性モノマーが含まれていてもよい。単官能重合性モノマーとしては、2-メトキシエチルアクリレート、イソブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソデシルアクリレート、オクチル/デシルアクリレート等が挙げられる。
また、液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能等を低下させない範囲で添加することができる。
反射ドットの形成に、後述するインクジェット法を用いる場合には、一般的に求められるインク物性を得るために、液晶組成物には単官能重合性モノマーが含まれていてもよい。単官能重合性モノマーとしては、2-メトキシエチルアクリレート、イソブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソデシルアクリレート、オクチル/デシルアクリレート等が挙げられる。
また、液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能等を低下させない範囲で添加することができる。
液晶組成物は、反射ドットを形成する際には、液体として用いられることが好ましい。
液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。上述の単官能重合性モノマーなどの上述の成分が溶媒として機能していてもよい。
液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。上述の単官能重合性モノマーなどの上述の成分が溶媒として機能していてもよい。
液晶組成物は、支持体32上にドット状に塗布されて、その後、硬化され反射ドットを形成する。
反射ドットを形成する際には、支持体32上への液晶組成物の塗布は、一例として印刷法によって行われ、好ましくは打滴により行われる。印刷法は特に限定はされず、インクジェット法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法などを用いることができるが、インクジェット法が好ましい。反射ドットのパターン形成も、公知の印刷技術を応用して形成することができる。
反射ドットを形成する際には、支持体32上への液晶組成物の塗布は、一例として印刷法によって行われ、好ましくは打滴により行われる。印刷法は特に限定はされず、インクジェット法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法などを用いることができるが、インクジェット法が好ましい。反射ドットのパターン形成も、公知の印刷技術を応用して形成することができる。
支持体32上に塗布された液晶組成物は、必要に応じて乾燥または加熱され、その後、硬化され、反射ドットを形成する。この乾燥および/または加熱の工程で、液晶組成物中の重合性液晶化合物が配向していればよい。加熱を行う場合、加熱温度は、200℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。
配向させた液晶化合物は、さらに重合させればよい。重合は、熱重合、および、光照射による光重合のいずれでもよいが、光重合が好ましい。光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20~50J/cm2が好ましく、100~1,500mJ/cm2がより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下または窒素雰囲気下で光照射を実施してもよい。照射紫外線波長は250~430nmが好ましい。重合反応率は安定性の観点から、高いのが好ましく70%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。
重合反応率は、重合性の官能基の消費割合を、IR(赤外線)吸収スペクトルを用いて決定することができる。
重合反応率は、重合性の官能基の消費割合を、IR(赤外線)吸収スペクトルを用いて決定することができる。
<オーバーコート層>
ドット積層体(赤色右円偏光ドット積層体30rR、緑色右円偏光ドット積層体30gRおよび青色右円偏光ドット積層体30bR、ならびに、赤色左円偏光ドット積層体30rL、緑色左円偏光ドット積層体30gLおよび青色左円偏光ドット積層体30bL)は、反射ドットを包埋して、支持体32に積層されるオーバーコート層36を有する。
オーバーコート層36は、支持体32の反射ドットが形成された面側に設けられていればよく、ドット積層体の表面を平坦化しているのが好ましい。
図示例においては、オーバーコート層36によって、ドット積層体同士を貼り合わせて、右および左偏光ドットフィルムを作製している。あるいは、前述の各フィルムを貼合する貼合層と同様に、貼合層によってドット積層体を貼り合わせて、右および左偏光ドットフィルムを作製してもよい。
ドット積層体(赤色右円偏光ドット積層体30rR、緑色右円偏光ドット積層体30gRおよび青色右円偏光ドット積層体30bR、ならびに、赤色左円偏光ドット積層体30rL、緑色左円偏光ドット積層体30gLおよび青色左円偏光ドット積層体30bL)は、反射ドットを包埋して、支持体32に積層されるオーバーコート層36を有する。
オーバーコート層36は、支持体32の反射ドットが形成された面側に設けられていればよく、ドット積層体の表面を平坦化しているのが好ましい。
図示例においては、オーバーコート層36によって、ドット積層体同士を貼り合わせて、右および左偏光ドットフィルムを作製している。あるいは、前述の各フィルムを貼合する貼合層と同様に、貼合層によってドット積層体を貼り合わせて、右および左偏光ドットフィルムを作製してもよい。
オーバーコート層36は、特に限定されないが、反射ドットの屈折率との差が小さいほど好ましく、屈折率の差が0.04以下であるのが好ましい。反射ドットの屈折率は1.6程度であるので、屈折率が1.4~1.8程度の樹脂層であるのが好ましい。
反射ドットの屈折率に近い屈折率を有するオーバーコート層36を用いることによって、反射ドットに入射する光の法線からの角度(極角)を小さくすることができる。例えば、屈折率が1.6のオーバーコート層36を用い、極角45°で透明スクリーンに光を入射させたとき、反射ドットに実際に入射する極角は27°程度とすることができる。そのため、オーバーコート層36を用いることによっては透明スクリーン12が再帰反射性を示す光の極角を広げることが可能であり、反射ドットの表面と支持体32とが成す角度が小さい場合であっても、より広い範囲で、高い再帰反射性が得られる。また、オーバーコート層36は、反射防止層、ハードコート層としての機能を有していてもよい。
反射ドットの屈折率に近い屈折率を有するオーバーコート層36を用いることによって、反射ドットに入射する光の法線からの角度(極角)を小さくすることができる。例えば、屈折率が1.6のオーバーコート層36を用い、極角45°で透明スクリーンに光を入射させたとき、反射ドットに実際に入射する極角は27°程度とすることができる。そのため、オーバーコート層36を用いることによっては透明スクリーン12が再帰反射性を示す光の極角を広げることが可能であり、反射ドットの表面と支持体32とが成す角度が小さい場合であっても、より広い範囲で、高い再帰反射性が得られる。また、オーバーコート層36は、反射防止層、ハードコート層としての機能を有していてもよい。
オーバーコート層36の例としては、モノマーを含む組成物を、支持体32の反射ドットが形成された面側に塗布し、その後、塗布膜を硬化して得られる樹脂層などが挙げられる。
オーバーコート層36に利用される樹脂は、特に限定されず、支持体32や反射ドットとの密着性などを考慮して選択すればよい。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。耐久性、耐溶剤性等の点からは、架橋により硬化するタイプの樹脂が好ましく、特に、短時間での硬化が可能である紫外線硬化性樹脂が好ましい。オーバーコート層36の形成に用いることができるモノマーとしては、エチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、メチルスチレン、N-ビニルピロリドン、ポリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
オーバーコート層36に利用される樹脂は、特に限定されず、支持体32や反射ドットとの密着性などを考慮して選択すればよい。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。耐久性、耐溶剤性等の点からは、架橋により硬化するタイプの樹脂が好ましく、特に、短時間での硬化が可能である紫外線硬化性樹脂が好ましい。オーバーコート層36の形成に用いることができるモノマーとしては、エチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、メチルスチレン、N-ビニルピロリドン、ポリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
オーバーコート層36の厚さは、特に限定されず、反射ドットの最大高さを考慮して決定すればよく、5~100μm程度であればよく、好ましくは10~50μmであり、より好ましくは20~40μmである。厚さは、ドットが無い部分の支持体のドット形成表面から対向する面にあるオーバーコート層表面までの距離である。
透明スクリーン12は、さらに、右偏光反射層フィルム26、および、左偏光反射層フィルム28を有する。
右偏光反射層フィルム26は、支持体40に、赤色右円偏光反射層42rRと、緑色右円偏光反射層42gRと、青色右円偏光反射層42bRとを積層したものである。
赤色右円偏光反射層42rRは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、赤色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
緑色右円偏光反射層42gRは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、緑色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
さらに、青色右円偏光反射層42bRは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、青色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
すなわち、これらの各反射層は、互いに、選択反射波長が異なる。また、各反射層は、左偏光反射層フィルム28のいずれかの反射層と、選択反射波長が等しい。さらに、右偏光反射層フィルム26の反射層と右偏光ドットフィルム20の反射ドットとは、共に右円偏光を反射するものであり、すなわち、同じ回転方向の円偏光を反射する。
赤色右円偏光反射層42rRは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、赤色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
緑色右円偏光反射層42gRは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、緑色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
さらに、青色右円偏光反射層42bRは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、青色の右円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
すなわち、これらの各反射層は、互いに、選択反射波長が異なる。また、各反射層は、左偏光反射層フィルム28のいずれかの反射層と、選択反射波長が等しい。さらに、右偏光反射層フィルム26の反射層と右偏光ドットフィルム20の反射ドットとは、共に右円偏光を反射するものであり、すなわち、同じ回転方向の円偏光を反射する。
一方、左偏光反射層フィルム28は、支持体40に、赤色左円偏光反射層42rLと、緑色左円偏光反射層42gLと、青色左円偏光反射層42bLとを積層したものである。
赤色左円偏光反射層42rLは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、赤色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
緑色左円偏光反射層42gLは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、緑色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
さらに、青色左円偏光反射層42bLは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、青色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
すなわち、これらの各反射層は、互いに、選択反射波長が異なる。また、各反射層は、右偏光反射層フィルム26のいずれかの反射層、選択反射波長が等しい、さらに、左偏光反射層フィルム28の反射層と左偏光ドットフィルム24の反射ドットとは、共に左円偏光を反射するものであり、すなわち、同じ回転方向の円偏光を反射する。
赤色左円偏光反射層42rLは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、赤色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
緑色左円偏光反射層42gLは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、緑色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
さらに、青色左円偏光反射層42bLは、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層で、青色の左円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
すなわち、これらの各反射層は、互いに、選択反射波長が異なる。また、各反射層は、右偏光反射層フィルム26のいずれかの反射層、選択反射波長が等しい、さらに、左偏光反射層フィルム28の反射層と左偏光ドットフィルム24の反射ドットとは、共に左円偏光を反射するものであり、すなわち、同じ回転方向の円偏光を反射する。
赤色右円偏光反射層42rR、緑色右円偏光反射層42gRおよび青色右円偏光反射層42bR、ならびに、赤色左円偏光反射層42rL、緑色左円偏光反射層42gLおよび青色左円偏光反射層42bLは、前述のように一様な層(膜)であり、すなわち、全面的に均一な層(膜)であり、いわゆるベタ層(ベタ膜)である。
以下の説明では、赤色右円偏光反射層42rRと、緑色右円偏光反射層42gRと、青色右円偏光反射層42bRと、赤色左円偏光反射層42rLと、緑色左円偏光反射層42gLと、青色左円偏光反射層42bLとを区別する必要が無い場合には、これらをまとめて『反射層』とも言う。
以下の説明では、赤色右円偏光反射層42rRと、緑色右円偏光反射層42gRと、青色右円偏光反射層42bRと、赤色左円偏光反射層42rLと、緑色左円偏光反射層42gLと、青色左円偏光反射層42bLとを区別する必要が無い場合には、これらをまとめて『反射層』とも言う。
支持体40は3層の反射層を支持するものであり、前述のドット積層体を形成する支持体32と同様の物を用いればよい。
前述のように、反射層は、いずれも、コレステリック液晶相を固定してなる層である。
これらの反射層を形成する液晶化合物は、前述の反射ドットを形成する液晶化合物と同じ物、好ましくは重合性液晶化合物と同じ物を用いることができる。
従って、これらの反射層を有する右偏光反射層フィルム26および左偏光反射層フィルム28は、反射ドットと同様、対応する波長帯域に応じた螺旋ピッチおよび反射する円偏光に応じた螺旋の捩れ方向を有するコレステリック液晶相を固定するように、液晶化合物を含む液晶組成物を調製して、それぞれの反射層を形成して作製すればよい。
これらの反射層を形成する液晶化合物は、前述の反射ドットを形成する液晶化合物と同じ物、好ましくは重合性液晶化合物と同じ物を用いることができる。
従って、これらの反射層を有する右偏光反射層フィルム26および左偏光反射層フィルム28は、反射ドットと同様、対応する波長帯域に応じた螺旋ピッチおよび反射する円偏光に応じた螺旋の捩れ方向を有するコレステリック液晶相を固定するように、液晶化合物を含む液晶組成物を調製して、それぞれの反射層を形成して作製すればよい。
一例として、右偏光反射層フィルム26であれば、反射ドットを形成する液晶組成物と同様に、赤色右円偏光反射層42rRを形成する液晶組成物、緑色右円偏光反射層42gRを形成する液晶組成物および青色右円偏光反射層42bRを形成する液晶組成物を調製する。
次いで、支持体40の表面に、赤色右円偏光反射層42rRを形成する液晶組成物を一様(均一)に塗布して乾燥し、さらに、反射ドットと同様に液晶組成物を硬化して、赤色右円偏光反射層42rRを形成する。液晶組成物の塗布は、バーコートまたはスピンコートなどの、シート状物に液体を一様に塗布できる公知の方法が全て利用可能である。
次いで、赤色右円偏光反射層42rRの上に、同様に、緑色右円偏光反射層42gRを形成する液晶組成物を塗布、乾燥して、硬化することにより、緑色右円偏光反射層42gRを形成する。さらに、緑色右円偏光反射層42gRの上に、同様に、青色右円偏光反射層42bRを形成する液晶組成物を塗布、乾燥して、硬化することにより、青色右円偏光反射層42bRを形成して、右偏光反射層フィルム26を作製する。
左偏光反射層フィルム28も、同様に作製できる。
次いで、支持体40の表面に、赤色右円偏光反射層42rRを形成する液晶組成物を一様(均一)に塗布して乾燥し、さらに、反射ドットと同様に液晶組成物を硬化して、赤色右円偏光反射層42rRを形成する。液晶組成物の塗布は、バーコートまたはスピンコートなどの、シート状物に液体を一様に塗布できる公知の方法が全て利用可能である。
次いで、赤色右円偏光反射層42rRの上に、同様に、緑色右円偏光反射層42gRを形成する液晶組成物を塗布、乾燥して、硬化することにより、緑色右円偏光反射層42gRを形成する。さらに、緑色右円偏光反射層42gRの上に、同様に、青色右円偏光反射層42bRを形成する液晶組成物を塗布、乾燥して、硬化することにより、青色右円偏光反射層42bRを形成して、右偏光反射層フィルム26を作製する。
左偏光反射層フィルム28も、同様に作製できる。
なお、図示例は、右偏光反射層フィルム26は、1枚の支持体40の上に、赤色右円偏光反射層42rR、緑色右円偏光反射層42gRおよび青色右円偏光反射層42bRの3層を形成した構成を有するが、本発明は、これに限定はされない。
例えば、支持体40の上に赤色右円偏光反射層42rRを形成した光学素子、支持体40の上に緑色右円偏光反射層42gRを形成した光学素子、および、支持体40の上に青色右円偏光反射層42bRを形成した光学素子を作製して、3つの光学素子を前述と同様の貼合層で貼り合わせることにより、右偏光反射層フィルム26としてもよい。この点に関しては、左偏光反射層フィルム28も同様である。
例えば、支持体40の上に赤色右円偏光反射層42rRを形成した光学素子、支持体40の上に緑色右円偏光反射層42gRを形成した光学素子、および、支持体40の上に青色右円偏光反射層42bRを形成した光学素子を作製して、3つの光学素子を前述と同様の貼合層で貼り合わせることにより、右偏光反射層フィルム26としてもよい。この点に関しては、左偏光反射層フィルム28も同様である。
本発明の画像表示システム10は、このような右偏光ドットフィルム20、左偏光ドットフィルム24、右偏光反射層フィルム26および左偏光反射層フィルム28を積層してなる透明スクリーン12と、プロジェクター14とを有する。
プロジェクター14は、必要に応じて台形補正(歪み補正)を行って、画像を担持する投影光を透明スクリーン12に投影することにより、透明スクリーン12に画像を表示させる、公知のプロジェクターである。
ここで、透明スクリーン12が右円偏光および左円偏光の両円偏光に対応するドットフィルムおよびフィルムを有する図1に示す画像表示システム10では、プロジェクター14は、出射光が無偏光のプロジェクターである。画像表示システム10においては、出射光が無偏光のプロジェクターであれば、DLP(Digital Light Processing)プロジェクターなど、公知の出射光が無偏光のプロジェクターが、全て利用可能である。
ここで、透明スクリーン12が右円偏光および左円偏光の両円偏光に対応するドットフィルムおよびフィルムを有する図1に示す画像表示システム10では、プロジェクター14は、出射光が無偏光のプロジェクターである。画像表示システム10においては、出射光が無偏光のプロジェクターであれば、DLP(Digital Light Processing)プロジェクターなど、公知の出射光が無偏光のプロジェクターが、全て利用可能である。
本発明の画像表示システム10においては、プロジェクター14は、焦点距離が短い、いわゆる短焦点プロジェクターを用いるのが好ましい。
また、本発明の画像表示システム10は、ドット積層体の反射ドットの凸側をプロジェクター14側に向けて配置するのが好ましく、かつ、プロジェクター14側で画像を観察する、いわゆるフロント投影型であるのが好ましい。
さらに、本発明の画像表示システム10は、透明スクリーン12の法線に対して、プロジェクター14からの出射光の入射角度が25~75°、特に40~70°となるように、プロジェクター14を配置するのが好ましい。
なお、以上の点に関しては、後述する、出射光が直線偏光であるプロジェクター54を用いる画像表示システム50等も同様である。また、後述するが、出射光が直線偏光であるプロジェクター54および64は、出射光を透明スクリーンに対してP波とし、かつ、透明スクリーン12の法線に対して、プロジェクター14からの光の入射角度を56°±10°とするのも好ましい。
また、本発明の画像表示システム10は、ドット積層体の反射ドットの凸側をプロジェクター14側に向けて配置するのが好ましく、かつ、プロジェクター14側で画像を観察する、いわゆるフロント投影型であるのが好ましい。
さらに、本発明の画像表示システム10は、透明スクリーン12の法線に対して、プロジェクター14からの出射光の入射角度が25~75°、特に40~70°となるように、プロジェクター14を配置するのが好ましい。
なお、以上の点に関しては、後述する、出射光が直線偏光であるプロジェクター54を用いる画像表示システム50等も同様である。また、後述するが、出射光が直線偏光であるプロジェクター54および64は、出射光を透明スクリーンに対してP波とし、かつ、透明スクリーン12の法線に対して、プロジェクター14からの光の入射角度を56°±10°とするのも好ましい。
前述のように、本発明の透明スクリーン12は、コレステリック液晶相を固定してなる反射ドットによって光を反射するものであり、好ましくは、図2に示すように、コレステリック液晶相の螺旋軸が、反射ドットの表面と70~90°の範囲の角度を成す。これにより、透明スクリーン12は、図3に示すように、反射ドットに入射した光を、再帰反射のみならず、光の入射側の様々な方向に反射できる。
そのため、本発明の画像表示システム10は、透明スクリーンの法線方向からの投影ではなく、短焦点プロジェクターのように、透明スクリーンの下方にプロジェクターを配置して、投影スクリーンの法線に対して大きな角度で光を投影しても、広い視野角で好適に画像を視認できる。
従って、本発明の画像表示システム10は、フロント投影型にして、かつ、透明スクリーン12の法線に対するプロジェクター14の入射角度を25~75°とすることにより、プロジェクター14を透明スクリーンの近くに配置して、画像表示システムを小型化できる。加えて、フロント投影型とすることにより、プロジェクター14から観察者までの光路を透明スクリーンによる折り返しの光路にできるので、全体的な光学距離を短くして、さらに画像表示システムを小型化できる。
そのため、本発明の画像表示システム10は、透明スクリーンの法線方向からの投影ではなく、短焦点プロジェクターのように、透明スクリーンの下方にプロジェクターを配置して、投影スクリーンの法線に対して大きな角度で光を投影しても、広い視野角で好適に画像を視認できる。
従って、本発明の画像表示システム10は、フロント投影型にして、かつ、透明スクリーン12の法線に対するプロジェクター14の入射角度を25~75°とすることにより、プロジェクター14を透明スクリーンの近くに配置して、画像表示システムを小型化できる。加えて、フロント投影型とすることにより、プロジェクター14から観察者までの光路を透明スクリーンによる折り返しの光路にできるので、全体的な光学距離を短くして、さらに画像表示システムを小型化できる。
以下、画像表示システム10の作用を説明することにより、本発明の透明スクリーン12および画像表示システム10について、より詳細に説明する。
画像表示システム10において、プロジェクター14が出射した画像を担持する投影光は、まず、右偏光ドットフィルム20の青色右円偏光ドット積層体30bRに入射する。
青色右円偏光ドット積層体30bRに入射した光のうち、青色右円偏光反射ドット34bRに入射した光は、青色の右円偏光のみが青色右円偏光反射ドット34bRによって反射され、それ以外の光は、青色右円偏光反射ドット34bRを通過して、青色右円偏光ドット積層体30bRを通過する。また、青色右円偏光反射ドット34bR以外の部分に入射した光は、そのまま、青色右円偏光ドット積層体30bRを通過する。
青色右円偏光ドット積層体30bRに入射した光のうち、青色右円偏光反射ドット34bRに入射した光は、青色の右円偏光のみが青色右円偏光反射ドット34bRによって反射され、それ以外の光は、青色右円偏光反射ドット34bRを通過して、青色右円偏光ドット積層体30bRを通過する。また、青色右円偏光反射ドット34bR以外の部分に入射した光は、そのまま、青色右円偏光ドット積層体30bRを通過する。
青色右円偏光ドット積層体30bRを通過した光は、次いで、緑色右円偏光ドット積層体30gRに入射する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRに入射した光は、同様に、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光のみが緑色右円偏光反射ドット34gRによって反射され、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光以外の光、および、緑色右円偏光反射ドット34gR以外の部分に入射した光は、緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過した光は、次いで、赤色右円偏光ドット積層体30rRに入射する。
赤色右円偏光ドット積層体30rRに入射した光は、同様に、赤色右円偏光反射ドット34rRに入射した光の赤色の右円偏光のみが赤色右円偏光反射ドット34rRによって反射され、赤色右円偏光反射ドット34rRに入射した赤色の右円偏光以外の光、および、赤色右円偏光反射ドット34rR以外に入射した光は、赤色右円偏光ドット積層体30rRすなわち右偏光ドットフィルム20を通過する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRに入射した光は、同様に、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光のみが緑色右円偏光反射ドット34gRによって反射され、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光以外の光、および、緑色右円偏光反射ドット34gR以外の部分に入射した光は、緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過した光は、次いで、赤色右円偏光ドット積層体30rRに入射する。
赤色右円偏光ドット積層体30rRに入射した光は、同様に、赤色右円偏光反射ドット34rRに入射した光の赤色の右円偏光のみが赤色右円偏光反射ドット34rRによって反射され、赤色右円偏光反射ドット34rRに入射した赤色の右円偏光以外の光、および、赤色右円偏光反射ドット34rR以外に入射した光は、赤色右円偏光ドット積層体30rRすなわち右偏光ドットフィルム20を通過する。
右偏光ドットフィルム20(赤色右円偏光ドット積層体30rR)を通過した光は、次いで、左偏光ドットフィルム24に入射する。
左偏光ドットフィルム24に入射した光は、まず、青色左円偏光ドット積層体30bLに入射して、同様に、青色左円偏光反射ドット34bLに入射した青色の左円偏光のみが青色左円偏光反射ドット34bLによって反射され、青色左円偏光反射ドット34bLに入射した青色の左円偏光以外の光、および、青色左円偏光反射ドット34bL以外の部分に入射した光は、青色左円偏光ドット積層体30bLを通過する。
青色左円偏光ドット積層体30bLを通過した光は、次いで、緑色左円偏光ドット積層体30gLに入射する。
緑色左円偏光ドット積層体30gLに入射した光は、同様に、緑色左円偏光反射ドット34gLに入射した緑色の左円偏光のみが緑色左円偏光反射ドット34gLによって反射され、緑色左円偏光反射ドット34gLに入射した緑色の左円偏光以外の光、および、緑色左円偏光反射ドット34gL以外の部分に入射した光は、緑色左円偏光ドット積層体30gLを通過する。
緑色左円偏光ドット積層体30gLを通過した光は、次いで、赤色左円偏光ドット積層体30rLに入射する。
赤色左円偏光ドット積層体30rLに入射した光は、同様に、赤色左円偏光反射ドット34rLに入射した赤色の左円偏光のみが赤色左円偏光反射ドット34rLによって反射され、赤色左円偏光反射ドット34rLに入射した赤色の左円偏光以外の光、および、赤色左円偏光反射ドット34rL以外の部分に入射した光は、赤色左円偏光ドット積層体30rLを通過して、左偏光ドットフィルム24を通過する。
左偏光ドットフィルム24に入射した光は、まず、青色左円偏光ドット積層体30bLに入射して、同様に、青色左円偏光反射ドット34bLに入射した青色の左円偏光のみが青色左円偏光反射ドット34bLによって反射され、青色左円偏光反射ドット34bLに入射した青色の左円偏光以外の光、および、青色左円偏光反射ドット34bL以外の部分に入射した光は、青色左円偏光ドット積層体30bLを通過する。
青色左円偏光ドット積層体30bLを通過した光は、次いで、緑色左円偏光ドット積層体30gLに入射する。
緑色左円偏光ドット積層体30gLに入射した光は、同様に、緑色左円偏光反射ドット34gLに入射した緑色の左円偏光のみが緑色左円偏光反射ドット34gLによって反射され、緑色左円偏光反射ドット34gLに入射した緑色の左円偏光以外の光、および、緑色左円偏光反射ドット34gL以外の部分に入射した光は、緑色左円偏光ドット積層体30gLを通過する。
緑色左円偏光ドット積層体30gLを通過した光は、次いで、赤色左円偏光ドット積層体30rLに入射する。
赤色左円偏光ドット積層体30rLに入射した光は、同様に、赤色左円偏光反射ドット34rLに入射した赤色の左円偏光のみが赤色左円偏光反射ドット34rLによって反射され、赤色左円偏光反射ドット34rLに入射した赤色の左円偏光以外の光、および、赤色左円偏光反射ドット34rL以外の部分に入射した光は、赤色左円偏光ドット積層体30rLを通過して、左偏光ドットフィルム24を通過する。
この青色右円偏光反射ドット34bR、緑色右円偏光反射ドット34gRおよび赤色右円偏光反射ドット34rRによって反射された赤色、緑色および青色の右円偏光の光、ならびに、青色左円偏光反射ドット34bL、緑色左円偏光反射ドット34gLおよび赤色左円偏光反射ドット34rLによって反射された赤色、緑色および青色の左円偏光の光によって、透明スクリーン12に画像が表示(投影)される。
左偏光ドットフィルム24(赤色左円偏光ドット積層体30rL)を通過した光は、次いで、右偏光反射層フィルム26に入射する。
右偏光反射層フィルム26に入射した光は、まず、青色右円偏光反射層42bRに入射して、青色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は青色右円偏光反射層42bRを通過する。
青色右円偏光反射層42bRを通過した光は、次いで、緑色右円偏光反射層42gRに入射して、緑色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は緑色右円偏光反射層42gRを通過する。
緑色右円偏光反射層42gRを通過した光は、次いで、赤色右円偏光反射層42rRに入射して、赤色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は赤色右円偏光反射層42rRすなわち右偏光反射層フィルム26を通過する。
右偏光反射層フィルム26に入射した光は、まず、青色右円偏光反射層42bRに入射して、青色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は青色右円偏光反射層42bRを通過する。
青色右円偏光反射層42bRを通過した光は、次いで、緑色右円偏光反射層42gRに入射して、緑色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は緑色右円偏光反射層42gRを通過する。
緑色右円偏光反射層42gRを通過した光は、次いで、赤色右円偏光反射層42rRに入射して、赤色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は赤色右円偏光反射層42rRすなわち右偏光反射層フィルム26を通過する。
右偏光反射層フィルム26(赤色右円偏光反射層42rR)を通過した光は、次いで、左偏光反射層フィルム28に入射する。
左偏光反射層フィルム28に入射した光は、まず、青色左円偏光反射層42bLに入射して、青色の左円偏光のみが反射され、それ以外の光は青色左円偏光反射層42bLを通過する。
青色左円偏光反射層42bLを通過した光は、次いで、緑色左円偏光反射層42gLに入射して、緑色の左円偏光のみが反射され、それ以外の光は緑色左円偏光反射層42gLを通過する。
緑色左円偏光反射層42gLを通過した光は、次いで、赤色左円偏光反射層42rLに入射して、赤色の左円偏光のみが反射され、それ以外の光は赤色左円偏光反射層42rLすなわち左偏光反射層フィルム28を通過する。
左偏光反射層フィルム28に入射した光は、まず、青色左円偏光反射層42bLに入射して、青色の左円偏光のみが反射され、それ以外の光は青色左円偏光反射層42bLを通過する。
青色左円偏光反射層42bLを通過した光は、次いで、緑色左円偏光反射層42gLに入射して、緑色の左円偏光のみが反射され、それ以外の光は緑色左円偏光反射層42gLを通過する。
緑色左円偏光反射層42gLを通過した光は、次いで、赤色左円偏光反射層42rLに入射して、赤色の左円偏光のみが反射され、それ以外の光は赤色左円偏光反射層42rLすなわち左偏光反射層フィルム28を通過する。
前述のように、透明スクリーン12においては、右偏光ドットフィルム20および左偏光ドットフィルム24によって反射された光によって画像が表示される。また、画像の表示に供されなかった光は、透明スクリーンを通過する。
すなわち、光を反射するドットによって画像を表示する透明スクリーンの場合には、ドットに入射しなかった光およびドットを通過した光は、透明スクリーンを通過して、透明スクリーンのプロジェクター14とは逆側の面から観察される。以下の説明では、各種の層およびフィルムにおいて、プロジェクター14とは逆側の面を『裏面』とも言う。
そのため、裏面側において、透明スクリーンを介してプロジェクターの出射光を直進方向から見た場合に、プロジェクター14の光源が観察され、ホットスポットが生じる。ホットスポットは、非常に眩しく、特に、後述するような光源としてレーザーを用いるレーザープロジェクターの場合には、ホットスポットは、極めて眩しい。
すなわち、光を反射するドットによって画像を表示する透明スクリーンの場合には、ドットに入射しなかった光およびドットを通過した光は、透明スクリーンを通過して、透明スクリーンのプロジェクター14とは逆側の面から観察される。以下の説明では、各種の層およびフィルムにおいて、プロジェクター14とは逆側の面を『裏面』とも言う。
そのため、裏面側において、透明スクリーンを介してプロジェクターの出射光を直進方向から見た場合に、プロジェクター14の光源が観察され、ホットスポットが生じる。ホットスポットは、非常に眩しく、特に、後述するような光源としてレーザーを用いるレーザープロジェクターの場合には、ホットスポットは、極めて眩しい。
これに対し、本発明の透明スクリーン12は、左偏光ドットフィルム24の裏面側に、赤色、緑色および青色の右円偏光を反射する右偏光反射層フィルム26、および、赤色、緑色および青色の左円偏光を反射する左偏光反射層フィルム28を有する。
そのため、右偏光ドットフィルム20および左偏光ドットフィルム24を透過した円偏光は、この右偏光反射層フィルム26および左偏光反射層フィルム28によって反射されるため、ホットスポットを大幅に抑制することができる。
また、右偏光反射層フィルム26および左偏光反射層フィルム28は、可視光の全波長域を反射する訳ではなく、赤色光と緑色光との間および緑色光を青色光との間や、可視光の長波長および短波長な領域では、光を反射しない波長帯域も有る。そのため、本発明の透明スクリーン12は、右偏光反射層フィルム26および左偏光反射層フィルム28によってホットスポットを抑制すると共に、良好な透明性も確保できる。さらに、前述のように、通過する光は、散乱しないで、そのまま透過するので、ヘイズも小さい。
また、右偏光反射層フィルム26および左偏光反射層フィルム28は、可視光の全波長域を反射する訳ではなく、赤色光と緑色光との間および緑色光を青色光との間や、可視光の長波長および短波長な領域では、光を反射しない波長帯域も有る。そのため、本発明の透明スクリーン12は、右偏光反射層フィルム26および左偏光反射層フィルム28によってホットスポットを抑制すると共に、良好な透明性も確保できる。さらに、前述のように、通過する光は、散乱しないで、そのまま透過するので、ヘイズも小さい。
加えて、前述のように、本発明においては、コレステリック液晶相を固定した反射ドットによって光を反射することにより、好ましくは、図2に示すようにコレステリック液晶相の螺旋軸が、反射ドットの表面と70~90°の範囲の角度を成す反射ドットによって、光を反射することにより、透明スクリーン12に画像を表示する。
そのため、透明スクリーン12の反射ドットは、図3に示すように、入射した光を、再帰反射のみならず、光の入射側の様々な方向に反射できる。従って、短焦点プロジェクターを透明スクリーン12に近接して配置して、透明スクリーンの法線に対して大きな角度で投影光を透明スクリーンに入射した場合でも、広視野角化を図れる。
これにより、本発明によれば、フロント投影型の小型の画像表示システムによって、広い視野角で、十分な光量の反射光で、高画質な画像を観察することが可能である。
そのため、透明スクリーン12の反射ドットは、図3に示すように、入射した光を、再帰反射のみならず、光の入射側の様々な方向に反射できる。従って、短焦点プロジェクターを透明スクリーン12に近接して配置して、透明スクリーンの法線に対して大きな角度で投影光を透明スクリーンに入射した場合でも、広視野角化を図れる。
これにより、本発明によれば、フロント投影型の小型の画像表示システムによって、広い視野角で、十分な光量の反射光で、高画質な画像を観察することが可能である。
図4に、本発明の透明スクリーンの別の例を用いる、本発明の画像表示システムの別の例を概念的に示す。
なお、図4に示す画像表示システム50は、前述の図1に示す画像表示システム10と同じ部材を多用するので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。
なお、図4に示す画像表示システム50は、前述の図1に示す画像表示システム10と同じ部材を多用するので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。
図4に示す画像表示システム50は、本発明の透明スクリーン52と、プロジェクター54とを有する。
また、透明スクリーン52は、λ/4板56と、右偏光ドットフィルム20と、右偏光反射層フィルム26とを有する。図4においても、右偏光ドットフィルム20と右偏光反射層フィルム26との界面は、太い線で示す。なお、先の例と同様、図示は省略するが、λ/4板56と右偏光ドットフィルム20、および、右偏光ドットフィルム20と右偏光フィルムとは、貼合層によって貼り合わされている。
また、透明スクリーン52は、λ/4板56と、右偏光ドットフィルム20と、右偏光反射層フィルム26とを有する。図4においても、右偏光ドットフィルム20と右偏光反射層フィルム26との界面は、太い線で示す。なお、先の例と同様、図示は省略するが、λ/4板56と右偏光ドットフィルム20、および、右偏光ドットフィルム20と右偏光フィルムとは、貼合層によって貼り合わされている。
λ/4板56は、直線偏光を右円偏光にするものである。すなわち、λ/4板56は、出射光が、右偏光ドットフィルム20および右偏光反射層フィルム26に対応する右円偏光になるように、遅相軸を合わせて配置される。
λ/4板(λ/4機能を有する板)とは、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または、円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板である。より具体的には、所定の波長λnmにおける面内レターデーション値がRe(λ)=λ/4(または、この奇数倍)を示す板である。この式は、可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよい。
なお、λ/4板56は、λ/4機能を有する光学異方性層のみからなる構成であっても、支持体にλ/4機能を有する光学異方性層を形成した構成であってもよいが、λ/4板56が支持体を有する場合には、支持体と光学異方性層との組み合わせが、λ/4板であることを意図する。
λ/4板(λ/4機能を有する板)とは、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または、円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板である。より具体的には、所定の波長λnmにおける面内レターデーション値がRe(λ)=λ/4(または、この奇数倍)を示す板である。この式は、可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよい。
なお、λ/4板56は、λ/4機能を有する光学異方性層のみからなる構成であっても、支持体にλ/4機能を有する光学異方性層を形成した構成であってもよいが、λ/4板56が支持体を有する場合には、支持体と光学異方性層との組み合わせが、λ/4板であることを意図する。
λ/4板56は、公知のλ/4板が利用可能である。従って、波長550nmの面内レターデーションRe(550)は特に限定はないが、115~165nmが好ましく、120~150nmがより好ましく、125~145nmがさらに好ましい。なお、λ/4板56が、支持体等の光学異方性層以外の層を含んでいる場合であっても、λ/4板56は、この面内レターデーションの範囲を示すのが好ましい。
また、図示例の透明スクリーン52においては、λ/4板56は、厚さ方向のレターデーションであるRth(550)が少ないのが好ましい。
具体的には、Rth(550)が-50~50nmであるのが好ましく、-30~30nmであるのがより好ましく、Rth(λ)がゼロであるのがさらに好ましい。
これにより、λ/4板56に対して斜めに入射する直線偏光を円偏光に変換できる点で好ましい結果を得る。
具体的には、Rth(550)が-50~50nmであるのが好ましく、-30~30nmであるのがより好ましく、Rth(λ)がゼロであるのがさらに好ましい。
これにより、λ/4板56に対して斜めに入射する直線偏光を円偏光に変換できる点で好ましい結果を得る。
右偏光ドットフィルム20は、支持体32、赤色右円偏光反射ドット34rRおよびオーバーコート層36を有する赤色右円偏光ドット積層体30rRと、支持体32、緑色右円偏光反射ドット34gRおよびオーバーコート層36を有する緑色右円偏光ドット積層体30gRと、支持体32、青色右円偏光反射ドット34bRおよびオーバーコート層36を有する青色右円偏光ドット積層体30bRと、積層してなる、前述の右偏光ドットフィルム20である。
また、右偏光反射層フィルム26は、支持体40と、赤色右円偏光反射層42rRと、緑色右円偏光反射層42gRと、青色右円偏光反射層42bRとを積層してなる、前述の右偏光反射層フィルム26である。
また、右偏光反射層フィルム26は、支持体40と、赤色右円偏光反射層42rRと、緑色右円偏光反射層42gRと、青色右円偏光反射層42bRとを積層してなる、前述の右偏光反射層フィルム26である。
ここで、後述するが、透明スクリーン52が、右円偏光を反射する右偏光ドットフィルム20および右偏光反射層フィルム26のみを有する場合には、透明スクリーンにλ/4板56を組み込み、プロジェクター54は出射光が直線偏光のプロジェクターを用い、λ/4板56で右円偏光にした光を、右偏光ドットフィルム20さらには右偏光反射層フィルム26に入射する。
従って、この場合には、偏光を維持するために、右偏光ドットフィルム20の支持体32および右偏光反射層フィルム26の支持体40は、Re(λ)およびRth(λ)が低い方が好ましい。
具体的には、支持体32および支持体40は、Re(550)が0~20nmであるのが好ましく、0~5nmであるのがより好ましい。また、支持体32および支持体40は、Rth(550)が0~50nmであるのが好ましく、0~40nmであるのがより好ましい。
従って、この場合には、偏光を維持するために、右偏光ドットフィルム20の支持体32および右偏光反射層フィルム26の支持体40は、Re(λ)およびRth(λ)が低い方が好ましい。
具体的には、支持体32および支持体40は、Re(550)が0~20nmであるのが好ましく、0~5nmであるのがより好ましい。また、支持体32および支持体40は、Rth(550)が0~50nmであるのが好ましく、0~40nmであるのがより好ましい。
透明スクリーン52が、右円偏光を反射する右偏光ドットフィルム20および右偏光反射層フィルム26のみを有する場合には、プロジェクター54は、出射光が直線偏光のプロジェクターを用いる。
言い換えれば、本発明においては、プロジェクターの出射光が直線偏光である場合には、プロジェクターの出射光を円偏光にするλ/4板と、右あるいは左の円偏光を反射するドットフィルムおよび反射層フィルムで、透明スクリーンを構成する。
また、本発明においては、プロジェクターの出射光が無偏光の場合には、λ/4板は用いず、好ましくは、右円偏光を反射するドットフィルムおよび左偏光を反射するドットフィルムと、右円偏光を反射する反射層フィルムおよび左偏光を反射する反射層フィルムで、透明スクリーンを構成する。
言い換えれば、本発明においては、プロジェクターの出射光が直線偏光である場合には、プロジェクターの出射光を円偏光にするλ/4板と、右あるいは左の円偏光を反射するドットフィルムおよび反射層フィルムで、透明スクリーンを構成する。
また、本発明においては、プロジェクターの出射光が無偏光の場合には、λ/4板は用いず、好ましくは、右円偏光を反射するドットフィルムおよび左偏光を反射するドットフィルムと、右円偏光を反射する反射層フィルムおよび左偏光を反射する反射層フィルムで、透明スクリーンを構成する。
プロジェクター54は、出射光が直線偏光のものであれば、LCOS(Liquid crystal on silicon)プロジェクターおよびレーザープロジェクター等、公知の各種のプロジェクターが利用可能である。
なかでも、後述する理由で、レーザープロジェクターは好適に利用される。
なかでも、後述する理由で、レーザープロジェクターは好適に利用される。
ここで、出射光が直線偏光のプロジェクター54を用いる場合には、プロジェクター54から出射して透明スクリーン52に入射する光を、透明スクリーン52に対してP波とし、かつ、プロジェクター54から透明スクリーン52への光の入射角度を、透明スクリーン52の法線に対して56°±10°とするのが好ましい。
すなわち、出射光が直線偏光のプロジェクター54を用いる場合には、プロジェクター54から出射して透明スクリーン52に入射する光を、透明スクリーン52に対してP波とし、かつ、プロジェクター54の光軸が、透明スクリーン52の法線に対して56°±10°の角度となるようにするのが好ましい。
すなわち、出射光が直線偏光のプロジェクター54を用いる場合には、プロジェクター54から出射して透明スクリーン52に入射する光を、透明スクリーン52に対してP波とし、かつ、プロジェクター54の光軸が、透明スクリーン52の法線に対して56°±10°の角度となるようにするのが好ましい。
前述のように、透明スクリーンを用いた画像表示システムにおけるホットスポットは、プロジェクターからの出射光の直進方向において、透明スクリーンを透過してプロジェクターの光源が観察されるホットスポットのみならず、プロジェクターからの出射光の直進方向において、プロジェクターの出射光がスクリーンの表面で正反射される位置でも、プロジェクターの光源が間接的に観察され、ホットスポットとなる。
ここで、周知のように、直線偏光の反射率は、反射面への入射角度によって異なり、反射面に対してP波の場合には、反射面の法線に対して56°の角度で光が入射すると、光の反射率が、ほぼ、ゼロになる。
従って、出射光が直線偏光のプロジェクター54から出射して透明スクリーン52に入射する光を、透明スクリーン52に対してP波とし、かつ、プロジェクター54からの光の入射角度すなわちプロジェクター54の光軸を、透明スクリーン52の法線に対して56°±10°とすることにより、プロジェクター54からの光が透明スクリーン52によって正反射されて生じるホットスポットを大幅に低減できる。
なお、プロジェクター54から出射する直線偏光を透明スクリーン52に対してP波とする方法は、プロジェクター54の光源を光軸を中心に回転する方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
従って、出射光が直線偏光のプロジェクター54から出射して透明スクリーン52に入射する光を、透明スクリーン52に対してP波とし、かつ、プロジェクター54からの光の入射角度すなわちプロジェクター54の光軸を、透明スクリーン52の法線に対して56°±10°とすることにより、プロジェクター54からの光が透明スクリーン52によって正反射されて生じるホットスポットを大幅に低減できる。
なお、プロジェクター54から出射する直線偏光を透明スクリーン52に対してP波とする方法は、プロジェクター54の光源を光軸を中心に回転する方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
以下、画像表示システム50の作用を説明することにより、本発明の透明スクリーン52および画像表示システム50について、より詳細に説明する。
プロジェクター54から出射された画像を担持する直線偏光の光は、まず、λ/4板56によって、右円偏光にされる。
プロジェクター54から出射された画像を担持する直線偏光の光は、まず、λ/4板56によって、右円偏光にされる。
λ/4板56によって右円偏光にされた光は、右偏光ドットフィルム20に入射する。
右偏光ドットフィルム20に入射した右円偏光の光は、まず、青色右円偏光ドット積層体30bRに入射して、先と同様に、青色右円偏光反射ドット34bRに入射した青色の右円偏光のみが青色右円偏光反射ドット34bRによって反射され、青色右円偏光反射ドット34bRに入射した青色の右円偏光の以外の光、および、青色右円偏光反射ドット34bR以外の部分に入射した光は、青色右円偏光ドット積層体30bRを通過する。
青色右円偏光ドット積層体30bRを通過した光は、次いで、緑色右円偏光ドット積層体30gRに入射する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRに入射した光は、同様に、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光のみが緑色右円偏光反射ドット34gRによって反射され、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光以外の光、および、緑色右円偏光反射ドット34gR以外の部分に入射した光は、緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過した光は、次いで、赤色右円偏光ドット積層体30rRに入射する。
赤色右円偏光ドット積層体30rRに入射した光は、同様に、赤色右円偏光反射ドット34rRに入射した赤色の右円偏光のみが赤色右円偏光反射ドット34rRによって反射され、赤色右円偏光反射ドット34rRに入射した赤色の右円偏光以外の光、および、赤色右円偏光反射ドット34rR以外の部分に入射した光は、赤色右円偏光ドット積層体30rRを通過して、右偏光ドットフィルム20を通過する。
右偏光ドットフィルム20に入射した右円偏光の光は、まず、青色右円偏光ドット積層体30bRに入射して、先と同様に、青色右円偏光反射ドット34bRに入射した青色の右円偏光のみが青色右円偏光反射ドット34bRによって反射され、青色右円偏光反射ドット34bRに入射した青色の右円偏光の以外の光、および、青色右円偏光反射ドット34bR以外の部分に入射した光は、青色右円偏光ドット積層体30bRを通過する。
青色右円偏光ドット積層体30bRを通過した光は、次いで、緑色右円偏光ドット積層体30gRに入射する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRに入射した光は、同様に、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光のみが緑色右円偏光反射ドット34gRによって反射され、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光以外の光、および、緑色右円偏光反射ドット34gR以外の部分に入射した光は、緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過した光は、次いで、赤色右円偏光ドット積層体30rRに入射する。
赤色右円偏光ドット積層体30rRに入射した光は、同様に、赤色右円偏光反射ドット34rRに入射した赤色の右円偏光のみが赤色右円偏光反射ドット34rRによって反射され、赤色右円偏光反射ドット34rRに入射した赤色の右円偏光以外の光、および、赤色右円偏光反射ドット34rR以外の部分に入射した光は、赤色右円偏光ドット積層体30rRを通過して、右偏光ドットフィルム20を通過する。
先の例と同様、この青色右円偏光反射ドット34bR、緑色右円偏光反射ドット34gRおよび緑色右円偏光反射ドット34gRによって反射された青色、緑色および赤色の右円偏光の光によって、透明スクリーン52に画像が表示(投影)される。
右偏光ドットフィルム20(赤色右円偏光ドット積層体30rR)を通過した右円偏光は、次いで、右偏光反射層フィルム26に入射する。
右偏光反射層フィルム26に入射した光は、まず、青色右円偏光反射層42bRに入射して、青色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は青色右円偏光反射層42bRを通過する。
青色右円偏光反射層42bRを通過した光は、次いで、緑色右円偏光反射層42gRに入射して、緑色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は緑色右円偏光反射層42gRを通過する。
緑色右円偏光反射層42gRを通過した光は、次いで、赤色右円偏光反射層42rRに入射して、赤色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は赤色右円偏光反射層42rRすなわち右偏光反射層フィルム26を通過する。
右偏光反射層フィルム26に入射した光は、まず、青色右円偏光反射層42bRに入射して、青色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は青色右円偏光反射層42bRを通過する。
青色右円偏光反射層42bRを通過した光は、次いで、緑色右円偏光反射層42gRに入射して、緑色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は緑色右円偏光反射層42gRを通過する。
緑色右円偏光反射層42gRを通過した光は、次いで、赤色右円偏光反射層42rRに入射して、赤色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は赤色右円偏光反射層42rRすなわち右偏光反射層フィルム26を通過する。
以上のように、画像表示システム50においては、プロジェクター54から出射されて右偏光ドットフィルム20に入射する光は右円偏光であり、本例においても、右偏光ドットフィルム20を通過した、表示に供されなかった右円偏光は、右偏光反射層フィルム26によって反射されるので、ホットスポットを大幅に低減できる。さらに、反射ドットによる拡散性の高い光反射によって、広視野角の画像を表示できるのも、先の例と同様である。
また、透明スクリーン52は、図1に示す透明スクリーン12よりも、フィルムの数が少ないので、より光透過性が高くでき、かつ、ヘイズも低くできる。
また、透明スクリーン52は、図1に示す透明スクリーン12よりも、フィルムの数が少ないので、より光透過性が高くでき、かつ、ヘイズも低くできる。
前述のように、本例では、出射光が偏光であるプロジェクター54を用いる。ここで、プロジェクター54として、レーザープロジェクターを用いる画像表示システムでは、レーザー光の高い干渉性に起因して、光同士が強め合ったり、弱め合ったりして、表示画像に微細な明暗部が、多数、形成され、キラキラした感じの画像のチラつきを生じる、スペックルという現象が問題になる場合がある。
これに対し、本発明の透明スクリーンは、反射ドットによって、表示画像となる光を高い拡散性で拡散するので、レーザープロジェクターを用いた場合に、スペックルの発生を抑制できる。
これに対し、本発明の透明スクリーンは、反射ドットによって、表示画像となる光を高い拡散性で拡散するので、レーザープロジェクターを用いた場合に、スペックルの発生を抑制できる。
図4に示す画像表示システム50において、プロジェクター54としてレーザープロジェクターのように出射光の波長帯域が狭いプロジェクターを用いた場合には、右偏光ドットフィルム20の反射ドットおよび右偏光反射層フィルム26の反射層を形成するコレステリック液晶相を構成する液晶として、Δnが低い液晶化合物(低ΔnLC(liquid crystal))を用いて、反射ドットおよび反射層が、レーザープロジェクターの出射光の波長帯域に対応する狭い波長帯域の円偏光のみを反射するようにするのが好ましい。
このような構成とすることにより、右偏光ドットフィルム20および右偏光反射層フィルム26を透過できる光の波長域を広くして、透明スクリーンの透明性を、より高くできると共に、反射ドットに入射したプロジェクター54が出射する波長帯域の光を、確実に反射して適正な画像を表示できる。
このような構成とすることにより、右偏光ドットフィルム20および右偏光反射層フィルム26を透過できる光の波長域を広くして、透明スクリーンの透明性を、より高くできると共に、反射ドットに入射したプロジェクター54が出射する波長帯域の光を、確実に反射して適正な画像を表示できる。
具体的には、プロジェクターとしてレーザープロジェクターを用いる場合には、反射ドットおよび反射層を構成する液晶化合物のΔnは、0.01~0.1であるのが好ましく、0.03~0.07であるのがより好ましい。
なお、図4に示す透明スクリーン52は、右円偏光を反射する右偏光ドットフィルム20および右偏光反射層フィルム26を用い、λ/4板56によって光を右円偏光にしているが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、λ/4板56によって直線偏光を左円偏光とし、右偏光ドットフィルム20に変えて左円偏光を反射する左偏光ドットフィルム24を用い、右偏光反射層フィルム26に変えて左円偏光を反射する左偏光反射層フィルム28を用いても、同様の透明スクリーンおよび画像表示システムを構成できる。
すなわち、λ/4板56によって直線偏光を左円偏光とし、右偏光ドットフィルム20に変えて左円偏光を反射する左偏光ドットフィルム24を用い、右偏光反射層フィルム26に変えて左円偏光を反射する左偏光反射層フィルム28を用いても、同様の透明スクリーンおよび画像表示システムを構成できる。
また、図示例の画像表示システムは、出射光が偏光であるプロジェクター54を用いて、直線偏光の光をλ/4板56に入射しているが、本発明は、これに限定はされない。
例えば、右円偏光のみ(あるいは左円偏光のみ)を反射するドットフィルムおよび反射層フィルムを用いる本発明の画像表示システムにおいて、前述のプロジェクター14と同様、出射光が無偏光のプロジェクターを用い、プロジェクターが出射した光を直線偏光板に入射して直線偏光とし、直線偏光板によって直線偏光にした光をλ/4板56に入射してもよい。
例えば、右円偏光のみ(あるいは左円偏光のみ)を反射するドットフィルムおよび反射層フィルムを用いる本発明の画像表示システムにおいて、前述のプロジェクター14と同様、出射光が無偏光のプロジェクターを用い、プロジェクターが出射した光を直線偏光板に入射して直線偏光とし、直線偏光板によって直線偏光にした光をλ/4板56に入射してもよい。
図5に、本発明の透明スクリーンの別の例を用いる、本発明の画像表示システムの別の例を概念的に示す。
なお、図5に示す画像表示システム60も、前述の図1に示す画像表示システム10と同じ部材を多用するので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を種に行う。
なお、図5に示す画像表示システム60も、前述の図1に示す画像表示システム10と同じ部材を多用するので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を種に行う。
図5に示す画像表示システム60は、本発明の透明スクリーン62と、プロジェクター64とを有する。この画像表示システム60は、モノクロの画像表示を行うものであり、図示例は、緑色1色の画像表示を行う。
従って、プロジェクター64は、緑色の単色プロジェクターである。
また、透明スクリーン62は、λ/4板56と、緑色右円偏光ドット積層体30gRと、支持体40と、緑色右円偏光反射層42gRとを有する。なお、先の例と同様、図示は省略するが、λ/4板56と緑色右円偏光ドット積層体30gR、および、緑色右円偏光ドット積層体30gRと緑色右円偏光反射層42gRとは、貼合層によって貼り合わされている。
従って、プロジェクター64は、緑色の単色プロジェクターである。
また、透明スクリーン62は、λ/4板56と、緑色右円偏光ドット積層体30gRと、支持体40と、緑色右円偏光反射層42gRとを有する。なお、先の例と同様、図示は省略するが、λ/4板56と緑色右円偏光ドット積層体30gR、および、緑色右円偏光ドット積層体30gRと緑色右円偏光反射層42gRとは、貼合層によって貼り合わされている。
λ/4板56は、先と同様のものである。
緑色右円偏光ドット積層体30gRは、支持体32、緑色右円偏光反射ドット34gRおよびオーバーコート層36を有する、先と同様のものである。
また、支持体40および緑色右円偏光反射層42gRも、先と同様のものである。
緑色右円偏光ドット積層体30gRは、支持体32、緑色右円偏光反射ドット34gRおよびオーバーコート層36を有する、先と同様のものである。
また、支持体40および緑色右円偏光反射層42gRも、先と同様のものである。
プロジェクター64は、単色のプロジェクターである以外は、前述のプロジェクター54と同様、出射光が直線偏光である各種のプロジェクターが利用可能である。
以下、画像表示システム60の作用を説明することにより、本発明の透明スクリーン62および画像表示システム50について、より詳細に説明する。
プロジェクター64から出射された画像を担持する直線偏光の緑色光は、まず、λ/4板56によって、右円偏光にされる。
プロジェクター64から出射された画像を担持する直線偏光の緑色光は、まず、λ/4板56によって、右円偏光にされる。
λ/4板56によって右円偏光にされた緑色光は、右偏光ドットフィルム20に入射する。
右偏光ドットフィルム20に入射した右円偏光の光は、次いで、緑色右円偏光ドット積層体30gRに入射する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRに入射した光は、先と同様に、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光のみが緑色右円偏光反射ドット34gRによって反射され、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光以外の光、および、緑色右円偏光反射ドット34gR以外の部分に入射した光は、緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過する。
先の例と同様、この緑色右円偏光反射ドット34gRによって反射された緑色の右円偏光の光によって、透明スクリーン62に画像が表示(投影)される。
右偏光ドットフィルム20に入射した右円偏光の光は、次いで、緑色右円偏光ドット積層体30gRに入射する。
緑色右円偏光ドット積層体30gRに入射した光は、先と同様に、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光のみが緑色右円偏光反射ドット34gRによって反射され、緑色右円偏光反射ドット34gRに入射した緑色の右円偏光以外の光、および、緑色右円偏光反射ドット34gR以外の部分に入射した光は、緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過する。
先の例と同様、この緑色右円偏光反射ドット34gRによって反射された緑色の右円偏光の光によって、透明スクリーン62に画像が表示(投影)される。
緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過した光は、緑色右円偏光反射層42gRに入射して、緑色の右円偏光のみが反射され、それ以外の光は緑色右円偏光反射層42gRを通過する。
以上のように、本例においても、緑色右円偏光ドット積層体30gRを通過した、表示に供されなかった右円偏光は、緑色右円偏光反射層42gRによって反射されるので、ホットスポットを大幅に低減できる。さらに、反射ドットによる拡散性の高い光反射によって、広視野角の画像を表示できるのも、先の例と同様である。
また、透明スクリーン62は、図5に示す透明スクリーン52よりも、さらにフィルムの数(層数)が少ないので、より光透過性が高くでき、かつ、ヘイズも低くできる。さらに、レーザープロジェクターを用いた場合のスペックルを低減できるのも、同様である。
また、透明スクリーン62は、図5に示す透明スクリーン52よりも、さらにフィルムの数(層数)が少ないので、より光透過性が高くでき、かつ、ヘイズも低くできる。さらに、レーザープロジェクターを用いた場合のスペックルを低減できるのも、同様である。
図5に示す例も、緑色右円偏光ドット積層体30gRおよび緑色右円偏光反射層42gRを用い、右円偏光を反射したが、λ/4板56によってプロジェクター64が出射した直線偏光を左円偏光として、緑色左円偏光ドット積層体30gLおよび緑色左円偏光反射層42gLを用い、左円偏光を反射するようにしてもよい。
また、図5に示す画像表示システム60は、緑色の単色画像を表示するものであるが、本発明は、これに限定はされず、各種の色の単色画像の表示に対応できる。例えば、青色の単色画像を出射するプロジェクターを用い、緑色右円偏光ドット積層体30gRに変えて青色右円偏光ドット積層体30bRを用い、緑色右円偏光反射層42gRに変えて青色右円偏光反射層42bRを用いることで、青色の単色画像を表示する画像表示システムとしてもよい。
また、図5に示す画像表示システム60は、緑色の単色画像を表示するものであるが、本発明は、これに限定はされず、各種の色の単色画像の表示に対応できる。例えば、青色の単色画像を出射するプロジェクターを用い、緑色右円偏光ドット積層体30gRに変えて青色右円偏光ドット積層体30bRを用い、緑色右円偏光反射層42gRに変えて青色右円偏光反射層42bRを用いることで、青色の単色画像を表示する画像表示システムとしてもよい。
本発明の透明スクリーンは、図1、図4および図5に示される構成に限定はされない。すなわち、本発明の透明スクリーンは、コレステリック液晶相を固定してなるドットを二次元配列したドット配列と、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層とを有するものであれば、各種の構成が利用可能である。
例えば、緑色単色の表示に対応する透明スクリーンを、緑色右円偏光ドット積層体30gRおよび緑色右円偏光反射層42gRのみで構成してもよい。あるいは、図4に示す透明スクリーン52において、右偏光フィルムを、支持体40と緑色右円偏光反射層42gRのみで形成した構成でもよい。この構成でも、緑色右円偏光反射層42gRによって、緑色の右円偏光を反射できるので、ホットスポットの低減効果が得られる。
また、図1に示す透明スクリーン12において、右偏光ドットフィルム20および左偏光反射層フィルム28のみで、透明スクリーンを構成してもよい。あるいは、図1に示す透明スクリーン12において、右偏光反射層フィルム26を有さないで透明スクリーンを構成してもよい。これらの構成でも、左偏光反射層フィルム28によって左円偏光を反射できるので、同様に、ホットスポットの低減効果が得られる。
また、図1に示す透明スクリーン12において、右偏光ドットフィルム20および左偏光反射層フィルム28のみで、透明スクリーンを構成してもよい。あるいは、図1に示す透明スクリーン12において、右偏光反射層フィルム26を有さないで透明スクリーンを構成してもよい。これらの構成でも、左偏光反射層フィルム28によって左円偏光を反射できるので、同様に、ホットスポットの低減効果が得られる。
また、本発明は、赤色、緑色および青色のフルカラーの画像に対応する透明スクリーン、および、緑色1色などの単色に対応する透明スクリーンにも限定はされない。
例えば、図4に示す透明スクリーン52において、右偏光ドットフィルム20が青色右円偏光ドット積層体30bRを有さず、また、右偏光反射層フィルム26が青色右円偏光反射層42bRを有さない、赤色と緑色との2色による画像表示を行うものであってもよい。
例えば、図4に示す透明スクリーン52において、右偏光ドットフィルム20が青色右円偏光ドット積層体30bRを有さず、また、右偏光反射層フィルム26が青色右円偏光反射層42bRを有さない、赤色と緑色との2色による画像表示を行うものであってもよい。
さらに、図示例は、いずれも、支持体32に反射ドットを二次元的に形成することで、ドット配列を構成しているが、本発明は、これに限定はされない。
例えば、反射ドットを支持体32に形成するのではなく、青色右円偏光反射層42bR等のコレステリック液晶相を固定してなる層の表面に、二次元的に配列して反射ドットを形成することで、コレステリック液晶相を固定してなるドットを二次元的に配列したドット配列を形成してもよい。
例えば、反射ドットを支持体32に形成するのではなく、青色右円偏光反射層42bR等のコレステリック液晶相を固定してなる層の表面に、二次元的に配列して反射ドットを形成することで、コレステリック液晶相を固定してなるドットを二次元的に配列したドット配列を形成してもよい。
以上、本発明の透明スクリーンおよび画像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、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。
[実施例1]
<下地層の作製>
下記に示す成分を、25℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、下地層溶液を調製した。
(下地層溶液)
下記の棒状液晶化合物の混合物A 100質量部
IRGACURE 819 (BASF社製) 3質量部
下記の化合物A 0.6質量部
メチルエチルケトン 932.4質量部
<下地層の作製>
下記に示す成分を、25℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、下地層溶液を調製した。
(下地層溶液)
下記の棒状液晶化合物の混合物A 100質量部
IRGACURE 819 (BASF社製) 3質量部
下記の化合物A 0.6質量部
メチルエチルケトン 932.4質量部
支持体32として、長手方向にラビング処理を施した厚さ75μmの透明なPETフィルム(東洋紡株式会社製、コスモシャインA4100)を用意した。
この支持体32に、調製した下地層溶液を#2.6のバーコーターを用いて塗布した。その後、塗膜面温度が50℃になるように塗膜を加熱し、60秒間乾燥した後に、酸素濃度100ppm以下の窒素パージ下で、紫外線照射装置により、500mJ/cm2の紫外線を塗膜に照射して、架橋反応を進行させ、下地層を作製した。
なお、下地層を形成した支持体32のヘイズ値を測定したところ、0.8%であった。
この支持体32に、調製した下地層溶液を#2.6のバーコーターを用いて塗布した。その後、塗膜面温度が50℃になるように塗膜を加熱し、60秒間乾燥した後に、酸素濃度100ppm以下の窒素パージ下で、紫外線照射装置により、500mJ/cm2の紫外線を塗膜に照射して、架橋反応を進行させ、下地層を作製した。
なお、下地層を形成した支持体32のヘイズ値を測定したところ、0.8%であった。
<コレステリック液晶ドットの形成>
下記に示す成分を、25℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、コレステリック液晶インク液gR(液晶組成物)を調製した。
(コレステリック液晶インク液gR)
シクロペンタノン 139.6質量部
前述の棒状液晶化合物の混合物A 100質量部
IRGACURE 907 (BASF社製) 3.0質量部
カヤキュアーDETX(日本化薬社製) 1質量部
下記のキラル剤A 5.78質量部
下記の界面活性剤 0.08質量部
下記に示す成分を、25℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、コレステリック液晶インク液gR(液晶組成物)を調製した。
(コレステリック液晶インク液gR)
シクロペンタノン 139.6質量部
前述の棒状液晶化合物の混合物A 100質量部
IRGACURE 907 (BASF社製) 3.0質量部
カヤキュアーDETX(日本化薬社製) 1質量部
下記のキラル剤A 5.78質量部
下記の界面活性剤 0.08質量部
キラル剤A
界面活性剤
コレステリック液晶インク液gRは、中心波長550nmの光を反射するドットを形成する材料である。また、コレステリック液晶インク液gRは、右円偏光を反射するドットを形成する材料である。すなわち、コレステリック液晶インク液gRは、緑色右円偏光反射ドット34gRを形成するための材料である。
調製したコレステリック液晶インク液gRを、プラテンを60℃に加熱しておいたインクジェットプリンター(FUJIFILM Dimatix社製、DMP-2831)にて、下地層を作製した支持体32の下地層上に、ドット中心間距離(ピッチ)60μmで100×100mmの領域全面に打滴した。プラテン上で60℃、30秒以上乾燥した後に、紫外線照射装置により、室温で500mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させ、表面に緑色右円偏光反射ドット34gRを形成した支持体32を得た。
<ドット形状、コレステリック構造評価>
作製した緑色右円偏光反射ドット34gRのうち、無作為に10個を選択して、ドットの形状をレーザー顕微鏡(キーエンス社製)にて観察した。その結果、ドットは平均直径30μm、平均最大高さ6μm、ドット端部のドット表面と下地層表面とが両者の接触部でなす角度(接触角)は平均44°であり、ドット端部から中心に向かう方向で、連続的に高さが増加していた。
支持体32の中央に位置する1つの緑色右円偏光反射ドット34gRについて、ドット中心を含む面で、支持体32に垂直に切削し、断面を走査型電子顕微鏡で観察した。その結果、ドット内部に図2および図3に示すような明部と暗部の縞模様が確認された。
さらに、断面図から、図2に示すように、ドットの中心を通る支持体32の表面の垂線(一点鎖線)に対する角度α1が30°の位置および60°の位置において、ドットの暗部が成す線の法線方向と、ドットの表面とが成す角度θ1およびθ2を測定した。測定は、図8に概念的に示すように、ドットの最も外側の暗部が成す線(図2における1本目の暗部が成す線Ld1(ドット端部))、ドットの最も内側の暗部が成す線(ドット中央)、および、ドット端部とドット中央との中間の暗部が成す線(ドット端部と中央の間)の、3本の暗部が成す線に対して行った。
その結果、ドット端部、ドット端部と中央の間、ドット中央の順に、90°、89°および90°であった。すなわち、このドットは、ドットの暗部が成す線の法線方向と、ドットの表面とが成す角度が、ドットの表面近傍でも、ドットの中央(最内部)でも、ドットの中間部でも、ほぼ同じであった。
作製した緑色右円偏光反射ドット34gRのうち、無作為に10個を選択して、ドットの形状をレーザー顕微鏡(キーエンス社製)にて観察した。その結果、ドットは平均直径30μm、平均最大高さ6μm、ドット端部のドット表面と下地層表面とが両者の接触部でなす角度(接触角)は平均44°であり、ドット端部から中心に向かう方向で、連続的に高さが増加していた。
支持体32の中央に位置する1つの緑色右円偏光反射ドット34gRについて、ドット中心を含む面で、支持体32に垂直に切削し、断面を走査型電子顕微鏡で観察した。その結果、ドット内部に図2および図3に示すような明部と暗部の縞模様が確認された。
さらに、断面図から、図2に示すように、ドットの中心を通る支持体32の表面の垂線(一点鎖線)に対する角度α1が30°の位置および60°の位置において、ドットの暗部が成す線の法線方向と、ドットの表面とが成す角度θ1およびθ2を測定した。測定は、図8に概念的に示すように、ドットの最も外側の暗部が成す線(図2における1本目の暗部が成す線Ld1(ドット端部))、ドットの最も内側の暗部が成す線(ドット中央)、および、ドット端部とドット中央との中間の暗部が成す線(ドット端部と中央の間)の、3本の暗部が成す線に対して行った。
その結果、ドット端部、ドット端部と中央の間、ドット中央の順に、90°、89°および90°であった。すなわち、このドットは、ドットの暗部が成す線の法線方向と、ドットの表面とが成す角度が、ドットの表面近傍でも、ドットの中央(最内部)でも、ドットの中間部でも、ほぼ同じであった。
<ドット面積率>
緑色右円偏光反射ドット34gRを形成した支持体32から、無作為に5箇所を選択して、レーザー顕微鏡(キーエンス社製)にて観察し、1×1mmの領域において、ドットの面積率を測定した。その結果、5箇所におけるドットの面積率の平均値は、20.2%であった。
緑色右円偏光反射ドット34gRを形成した支持体32から、無作為に5箇所を選択して、レーザー顕微鏡(キーエンス社製)にて観察し、1×1mmの領域において、ドットの面積率を測定した。その結果、5箇所におけるドットの面積率の平均値は、20.2%であった。
<オーバーコート層36の形成>
下記に示す成分を、25℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、オーバーコート用塗布液を調製した。
(オーバーコート用塗布液)
メチルエチルケトン 103.6質量部
KAYARAD DPCA-30(日本化薬社製) 40質量部
下記の化合物L 60質量部
前述の化合物A 0.6質量部
IRGACURE 127(BASF社製) 3質量部
下記に示す成分を、25℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、オーバーコート用塗布液を調製した。
(オーバーコート用塗布液)
メチルエチルケトン 103.6質量部
KAYARAD DPCA-30(日本化薬社製) 40質量部
下記の化合物L 60質量部
前述の化合物A 0.6質量部
IRGACURE 127(BASF社製) 3質量部
調製したオーバーコート用塗布液を、緑色右円偏光反射ドット34gRを形成した支持体32(下地層)の上に、#8のバーコーターを用いて塗布した。
その後、塗膜面温度が50℃になるように塗膜を加熱し、60秒間乾燥した後に、紫外線照射装置により、500mJ/cm2の紫外線を塗膜に照射し、架橋反応を進行させ、オーバーコート層36を作製し、緑色右円偏光ドット積層体30gRを得た。
その後、塗膜面温度が50℃になるように塗膜を加熱し、60秒間乾燥した後に、紫外線照射装置により、500mJ/cm2の紫外線を塗膜に照射し、架橋反応を進行させ、オーバーコート層36を作製し、緑色右円偏光ドット積層体30gRを得た。
<コレステリック液晶インク液rRおよびコレステリック液晶インク液bRの調製>
キラル剤Aの添加量を4.7質量部とする以外は、コレステリック液晶インク液gRと同様にして、コレステリック液晶インク液rRを調製した。また、キラル剤Aの添加量を7.02質量部とする以外はコレステリック液晶インク液gRと同様にして、コレステリック液晶インク液bRを調製した。
コレステリック液晶インク液rRは、中心波長650nmの右円偏光を反射する赤色右円偏光反射ドット34rRを形成するための材料である。また、コレステリック液晶インク液bRは、中心波長450nmの右円偏光を反射する青色右円偏光反射ドット34bRを形成するための材料である。
キラル剤Aの添加量を4.7質量部とする以外は、コレステリック液晶インク液gRと同様にして、コレステリック液晶インク液rRを調製した。また、キラル剤Aの添加量を7.02質量部とする以外はコレステリック液晶インク液gRと同様にして、コレステリック液晶インク液bRを調製した。
コレステリック液晶インク液rRは、中心波長650nmの右円偏光を反射する赤色右円偏光反射ドット34rRを形成するための材料である。また、コレステリック液晶インク液bRは、中心波長450nmの右円偏光を反射する青色右円偏光反射ドット34bRを形成するための材料である。
<コレステリック液晶インク液gLの調製>
キラル剤Aをキラル剤Bに変更し、かつ、キラル剤Bの添加量を8.09質量部とした以外は、コレステリック液晶インク液gRと同様にして、コレステリック液晶インク液gLを調製した。
キラル剤Aをキラル剤Bに変更し、かつ、キラル剤Bの添加量を8.09質量部とした以外は、コレステリック液晶インク液gRと同様にして、コレステリック液晶インク液gLを調製した。
<コレステリック液晶インク液rLおよびコレステリック液晶インク液bLの調製>
キラル剤Bの添加量を6.98質量部とした以外は、コレステリック液晶インク液gLと同様にして、コレステリック液晶インク液rLを調製した。また、キラル剤Bの添加量を9.62質量部とした以外は、コレステリック液晶インク液gLと同様にして、コレステリック液晶インク液bLを調製した。
コレステリック液晶インク液rLは、中心波長650nmの左円偏光を反射する赤色左円偏光反射ドット34rLを形成するための材料である。また、コレステリック液晶インク液bLは、中心波長450nmの左円偏光を反射する青色左円偏光反射ドット34bLを形成するための材料である。
キラル剤Bの添加量を6.98質量部とした以外は、コレステリック液晶インク液gLと同様にして、コレステリック液晶インク液rLを調製した。また、キラル剤Bの添加量を9.62質量部とした以外は、コレステリック液晶インク液gLと同様にして、コレステリック液晶インク液bLを調製した。
コレステリック液晶インク液rLは、中心波長650nmの左円偏光を反射する赤色左円偏光反射ドット34rLを形成するための材料である。また、コレステリック液晶インク液bLは、中心波長450nmの左円偏光を反射する青色左円偏光反射ドット34bLを形成するための材料である。
<ドット積層体の作製>
コレステリック液晶インク液gRに変えて、調製したコレステリック液晶インク液rR、bR、gL、rLおよびbLを用いた以外は、緑色右円偏光ドット積層体30gR同様にして、赤色右円偏光ドット積層体30rRおよび青色右円偏光ドット積層体30bR、ならびに、緑色左円偏光ドット積層体30gL、赤色左円偏光ドット積層体30rLおよび青色左円偏光ドット積層体30bLを作製した。
コレステリック液晶インク液gRに変えて、調製したコレステリック液晶インク液rR、bR、gL、rLおよびbLを用いた以外は、緑色右円偏光ドット積層体30gR同様にして、赤色右円偏光ドット積層体30rRおよび青色右円偏光ドット積層体30bR、ならびに、緑色左円偏光ドット積層体30gL、赤色左円偏光ドット積層体30rLおよび青色左円偏光ドット積層体30bLを作製した。
<右偏光反射層フィルム26および左偏光反射層フィルム28用の光学素子の作製>
支持体40として、長手方向にラビング処理を施した75μm厚の透明なPETフィルム(東洋紡株式会社製、コスモシャインA4100)を用意した。
この支持体40の表面に、#8のバーコーターを用いてコレステリック液晶インク液rRを塗布した。その後、塗膜面温度が60℃になるように塗膜を加熱し、120秒間乾燥した後に、紫外線照射装置により、500mJ/cm2の紫外線を塗膜に照射し、架橋反応を進行させ、支持体40の表面に赤色右円偏光反射層42rRを有する光学素子rRを作製した。
以下、支持体40、ならびに、コレステリック液晶インク液gR、bR、gL、rLおよびbLを用いて、同様にして、支持体40の表面に緑色右円偏光反射層42gRを有する光学素子gR、支持体40の表面に青色右円偏光反射層42bRを有する光学素子bR、支持体40の表面に赤色左円偏光反射層42rLを有する光学素子rL、支持体40の表面に緑色左円偏光反射層42gLを有する光学素子gL、および、支持体40の表面に青色左円偏光反射層42bLを有する光学素子bLを作製した。
支持体40として、長手方向にラビング処理を施した75μm厚の透明なPETフィルム(東洋紡株式会社製、コスモシャインA4100)を用意した。
この支持体40の表面に、#8のバーコーターを用いてコレステリック液晶インク液rRを塗布した。その後、塗膜面温度が60℃になるように塗膜を加熱し、120秒間乾燥した後に、紫外線照射装置により、500mJ/cm2の紫外線を塗膜に照射し、架橋反応を進行させ、支持体40の表面に赤色右円偏光反射層42rRを有する光学素子rRを作製した。
以下、支持体40、ならびに、コレステリック液晶インク液gR、bR、gL、rLおよびbLを用いて、同様にして、支持体40の表面に緑色右円偏光反射層42gRを有する光学素子gR、支持体40の表面に青色右円偏光反射層42bRを有する光学素子bR、支持体40の表面に赤色左円偏光反射層42rLを有する光学素子rL、支持体40の表面に緑色左円偏光反射層42gLを有する光学素子gL、および、支持体40の表面に青色左円偏光反射層42bLを有する光学素子bLを作製した。
<透明スクリーンの作製>
粘着剤(総研化学製SKダイン)を用いて、作製したドット積層体および光学素子を貼り合わせて、図1に示すような、左偏光反射層フィルム28、右偏光反射層フィルム26、左偏光ドットフィルム24および右偏光ドットフィルム20を有する透明スクリーンを作製した。
積層順は、光学素子rL、光学素子gL、光学素子bL、光学素子rR、光学素子gR、光学素子bR、赤色左円偏光ドット積層体30rL、緑色左円偏光ドット積層体30gL、青色左円偏光ドット積層体30bL、赤色右円偏光ドット積層体30rR、緑色右円偏光ドット積層体30gRおよび青色右円偏光ドット積層体30bRの順番とした。また、ドット積層体は、ドットが光学素子とは逆側の面となるように積層した。
粘着剤(総研化学製SKダイン)を用いて、作製したドット積層体および光学素子を貼り合わせて、図1に示すような、左偏光反射層フィルム28、右偏光反射層フィルム26、左偏光ドットフィルム24および右偏光ドットフィルム20を有する透明スクリーンを作製した。
積層順は、光学素子rL、光学素子gL、光学素子bL、光学素子rR、光学素子gR、光学素子bR、赤色左円偏光ドット積層体30rL、緑色左円偏光ドット積層体30gL、青色左円偏光ドット積層体30bL、赤色右円偏光ドット積層体30rR、緑色右円偏光ドット積層体30gRおよび青色右円偏光ドット積層体30bRの順番とした。また、ドット積層体は、ドットが光学素子とは逆側の面となるように積層した。
[比較例1]
光学素子rL、光学素子gL、光学素子bL、光学素子rR、光学素子gRおよび光学素子bRを用いない以外は、実施例1と同様に透明スクリーンを作製した。
すなわち、この透明スクリーンは、右偏光フィルム23および左偏光反射層フィルム28を有さない、右偏光ドットフィルム20および左偏光ドットフィルム24のみからなる透明スクリーンである。
光学素子rL、光学素子gL、光学素子bL、光学素子rR、光学素子gRおよび光学素子bRを用いない以外は、実施例1と同様に透明スクリーンを作製した。
すなわち、この透明スクリーンは、右偏光フィルム23および左偏光反射層フィルム28を有さない、右偏光ドットフィルム20および左偏光ドットフィルム24のみからなる透明スクリーンである。
[評価]
<プロジェクターと配置>
プロジェクターは、PJWX4141(リコー社製)を用いて、作製した透明スクリーンの中心で5cm角の白が表示されるように、透明スクリーン下部より画像を照射した。
このプロジェクターは、DLPプロジェクターであり、出射光は無偏光である。
<プロジェクターと配置>
プロジェクターは、PJWX4141(リコー社製)を用いて、作製した透明スクリーンの中心で5cm角の白が表示されるように、透明スクリーン下部より画像を照射した。
このプロジェクターは、DLPプロジェクターであり、出射光は無偏光である。
<ホットスポット(透過直進光)の評価>
図6および図7に示されるように、プロジェクターPの出射光と透明スクリーンSの中心の延長線上に硫酸バリウム製の完全拡散板Dを配置し、完全拡散板Dの法線方向から色彩輝度計B(トプコン社製、BM-5)を用いて輝度を測定した。
なお、図6は上面図、図7は側面図である。
比較例1の透明スクリーンを用いた輝度測定結果を100として規格化したところ、実施例1の透明スクリーンでは輝度測定結果は10であり、ホットスポットが大幅に抑制されていることが分かった。
図6および図7に示されるように、プロジェクターPの出射光と透明スクリーンSの中心の延長線上に硫酸バリウム製の完全拡散板Dを配置し、完全拡散板Dの法線方向から色彩輝度計B(トプコン社製、BM-5)を用いて輝度を測定した。
なお、図6は上面図、図7は側面図である。
比較例1の透明スクリーンを用いた輝度測定結果を100として規格化したところ、実施例1の透明スクリーンでは輝度測定結果は10であり、ホットスポットが大幅に抑制されていることが分かった。
[実施例2]
<保護フィルム01の作製>
特開2012-18396の実施例([0267]~[0270])を参考に、セルロースアセテートフィルムを作製した。これを保護フィルム01とする。
<保護フィルム01の作製>
特開2012-18396の実施例([0267]~[0270])を参考に、セルロースアセテートフィルムを作製した。これを保護フィルム01とする。
<配向膜の作製>
保護フィルム01の表面に、下記の組成の配向膜塗布液を#16のワイヤーバーコーターで28mL/m2塗布した。その後、60℃の温風で60秒、さらに90℃の温風で150秒乾燥した。形成された膜表面に、ラビングロールで搬送方向に平行な方向に1000回転/分で回転させてラビング処理を行い、配向膜付き保護フィルム01を作製した。
(配向膜塗布液)
下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部
水 370質量部
メタノール 120質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
保護フィルム01の表面に、下記の組成の配向膜塗布液を#16のワイヤーバーコーターで28mL/m2塗布した。その後、60℃の温風で60秒、さらに90℃の温風で150秒乾燥した。形成された膜表面に、ラビングロールで搬送方向に平行な方向に1000回転/分で回転させてラビング処理を行い、配向膜付き保護フィルム01を作製した。
(配向膜塗布液)
下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部
水 370質量部
メタノール 120質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
<λ/4板56の作製>
特開2012-18396の実施例([0272]~[0282])を参考に、配向膜付き保護フィルム01上に光学異方性層を形成し、λ/4板56を作製した。Re(550)およびRth(550)は、それぞれ、138nmおよび5nmであった。
特開2012-18396の実施例([0272]~[0282])を参考に、配向膜付き保護フィルム01上に光学異方性層を形成し、λ/4板56を作製した。Re(550)およびRth(550)は、それぞれ、138nmおよび5nmであった。
<ドット積層体の作製>
支持体32を、下地層を形成したPETフィルムに変えて、配向膜付き保護フィルム01とした以外は、実施例1と同様にして、赤色右円偏光ドット積層体30rR、緑色右円偏光ドット積層体30gRおよび青色右円偏光ドット積層体30bRを作製した。
<右偏光フィルム用の光学素子の作製>
支持体40を、長手方向にラビング処理したPETフィルムに変えて、配向膜付き保護フィルム01とした以外は、実施例1と同様にして、光学素子rR、gRおよびbRを作製した。
支持体32を、下地層を形成したPETフィルムに変えて、配向膜付き保護フィルム01とした以外は、実施例1と同様にして、赤色右円偏光ドット積層体30rR、緑色右円偏光ドット積層体30gRおよび青色右円偏光ドット積層体30bRを作製した。
<右偏光フィルム用の光学素子の作製>
支持体40を、長手方向にラビング処理したPETフィルムに変えて、配向膜付き保護フィルム01とした以外は、実施例1と同様にして、光学素子rR、gRおよびbRを作製した。
<透明スクリーンの作製>
粘着剤(総研化学製、SKダイン)を用いて、作製したλ/4板、反射ドット積層体および光学素子を貼り合わせて、図4に示すような、右偏光反射層フィルム26および右偏光ドットフィルム20を有する透明スクリーンを作製した。
積層順は、光学素子rR、光学素子gR、光学素子bR、赤色右円偏光ドット積層体30rR、緑色右円偏光ドット積層体30gR、青色右円偏光ドット積層体30bRおよびλ/4板56の順番とした。また、ドット積層体は、ドットが光学素子とは逆側の面となるように積層した。
粘着剤(総研化学製、SKダイン)を用いて、作製したλ/4板、反射ドット積層体および光学素子を貼り合わせて、図4に示すような、右偏光反射層フィルム26および右偏光ドットフィルム20を有する透明スクリーンを作製した。
積層順は、光学素子rR、光学素子gR、光学素子bR、赤色右円偏光ドット積層体30rR、緑色右円偏光ドット積層体30gR、青色右円偏光ドット積層体30bRおよびλ/4板56の順番とした。また、ドット積層体は、ドットが光学素子とは逆側の面となるように積層した。
[比較例2]
光学素子rR、光学素子gRおよび光学素子bRを用いない以外は、実施例2と同様に透明スクリーンを作製した。
すなわち、この透明スクリーンは、右偏光反射層フィルム26を有さない、λ/4板56と右偏光ドットフィルム20のみからなる透明スクリーンである。
光学素子rR、光学素子gRおよび光学素子bRを用いない以外は、実施例2と同様に透明スクリーンを作製した。
すなわち、この透明スクリーンは、右偏光反射層フィルム26を有さない、λ/4板56と右偏光ドットフィルム20のみからなる透明スクリーンである。
[評価]
<プロジェクターと配置>
プロジェクターは、LSPX-P1(SONY社製)を用いて、透明スクリーンの中心上で5cm角の白が表示されるように、透明スクリーンの下部より画像を照射した。
このプロジェクターはレーザープロジェクターであり、出射光は直線偏光である。
<プロジェクターと配置>
プロジェクターは、LSPX-P1(SONY社製)を用いて、透明スクリーンの中心上で5cm角の白が表示されるように、透明スクリーンの下部より画像を照射した。
このプロジェクターはレーザープロジェクターであり、出射光は直線偏光である。
<ホットスポット(透過直進光)の評価>
実施例1および比較例1と同様に、図6および図7に示すようにして輝度計Bで輝度を測定した。
比較例2の透明スクリーンを用いた輝度測定結果を100として規格化したところ、実施例2の透明スクリーンでは輝度測定結果は7であり、ホットスポットが大幅に抑制されていることが分かった。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
実施例1および比較例1と同様に、図6および図7に示すようにして輝度計Bで輝度を測定した。
比較例2の透明スクリーンを用いた輝度測定結果を100として規格化したところ、実施例2の透明スクリーンでは輝度測定結果は7であり、ホットスポットが大幅に抑制されていることが分かった。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
10,50,60 画像表示システム
12,52,62,S 透明スクリーン
14,54,64,P プロジェクター
20 右偏光ドットフィルム
24 左偏光ドットフィルム
26 右偏光フィルム
28 左偏光フィルム
30rR 赤色右円偏光ドット積層体
30gR 緑色右円偏光ドット積層体
30bR 青色右円偏光ドット積層体
30rL 赤色左円偏光ドット積層体
30gL 緑色左円偏光ドット積層体
30bL 青色左円偏光ドット積層体
32,40 支持体
34rR 赤色右円偏光反射ドット
34gR 緑色右円偏光反射ドット
34bR 青色右円偏光反射ドット
34rL 赤色左円偏光反射ドット
34gL 緑色左円偏光反射ドット
34bL 青色左円偏光反射ドット
36 オーバーコート層
42rR 赤色右円偏光反射層
42gR 緑色右円偏光反射層
42bR 青色右円偏光反射層
42rL 赤色左円偏光反射層
42gL 緑色左円偏光反射層
42bL 青色左円偏光反射層
B 輝度計
D 完全拡散板
12,52,62,S 透明スクリーン
14,54,64,P プロジェクター
20 右偏光ドットフィルム
24 左偏光ドットフィルム
26 右偏光フィルム
28 左偏光フィルム
30rR 赤色右円偏光ドット積層体
30gR 緑色右円偏光ドット積層体
30bR 青色右円偏光ドット積層体
30rL 赤色左円偏光ドット積層体
30gL 緑色左円偏光ドット積層体
30bL 青色左円偏光ドット積層体
32,40 支持体
34rR 赤色右円偏光反射ドット
34gR 緑色右円偏光反射ドット
34bR 青色右円偏光反射ドット
34rL 赤色左円偏光反射ドット
34gL 緑色左円偏光反射ドット
34bL 青色左円偏光反射ドット
36 オーバーコート層
42rR 赤色右円偏光反射層
42gR 緑色右円偏光反射層
42bR 青色右円偏光反射層
42rL 赤色左円偏光反射層
42gL 緑色左円偏光反射層
42bL 青色左円偏光反射層
B 輝度計
D 完全拡散板
Claims (10)
- コレステリック液晶相を固定してなるドットを二次元的に配列してなるドット配列と、
コレステリック液晶相を固定してなる層と、を有することを特徴とする透明スクリーン。 - 前記ドットの選択反射波長と、前記層の選択反射波長とが等しい請求項1に記載の透明スクリーン。
- 前記ドットにより反射される円偏光の回転方向と、前記層により反射される円偏光の回転方向とが同じである請求項1または2に記載の透明スクリーン。
- 前記ドット配列を、複数、有し、かつ、それぞれの前記ドット配列の選択反射波長が異なり、さらに、
前記層を、複数、有し、かつ、それぞれの前記層の選択反射波長が異なる請求項1~3いずれか1項に記載の透明スクリーン。 - 前記ドット配列として、赤色光を反射するドット配列と、緑色光を反射するドット配列と、青色光を反射するドット配列と、を有し、
前記層として、赤色光を反射する層と、緑色光を反射する層と、青色光を反射する層と、を有する請求項4に記載の透明スクリーン。 - 前記ドット配列として、右円偏光を反射するドット配列と、左円偏光を反射するドット配列と、を有し、
前記層として、右円偏光を反射する層と、左円偏光を反射する層と、を有する請求項1~5のいずれか1項に記載の透明スクリーン。 - さらに、λ/4板を有する請求項1~6のいずれか1項に記載の透明スクリーン。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の透明スクリーンと、
出射光が無偏光のプロジェクターと、を有することを特徴とする画像表示システム。 - 請求項7に記載の透明スクリーンと、
出射光が直線偏光のプロジェクターと、を有することを特徴とする画像表示システム。 - 前記層と前記プロジェクターとの間に、前記ドット配列が位置し、かつ、
前記ドット配列は、前記ドットの凸を前記プロジェクターに向ける請求項8または9に記載の画像表示システム。
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-
2017
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