WO2017191778A1 - 透明スクリーンおよび画像表示システム - Google Patents

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WO2017191778A1
WO2017191778A1 PCT/JP2017/016281 JP2017016281W WO2017191778A1 WO 2017191778 A1 WO2017191778 A1 WO 2017191778A1 JP 2017016281 W JP2017016281 W JP 2017016281W WO 2017191778 A1 WO2017191778 A1 WO 2017191778A1
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light
reflective
dot
transparent screen
liquid crystal
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雄二郎 矢内
永井 道夫
昌 山本
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富士フイルム株式会社
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    • GPHYSICS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B5/30Polarising elements
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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.
  • a concavo-convex structure is provided on the outermost surface of the screen to diffuse light and reduce hot spots caused by specularly reflected light.
  • a transparent screen as shown in Patent Document 1 if a concavo-convex structure is imparted to the outermost surface, the transparency is significantly reduced, and this countermeasure cannot be used.
  • An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, a transparent screen having good transparency and capable of reducing hot spots caused by transmitted light, and an image using the transparent screen To provide a display system.
  • the present inventors have obtained a first ⁇ / 4 plate, a reflective layer having a structure in which a cholesteric liquid crystal phase is fixed, and reflecting a part of incident light, It has been found that the above problems can be solved by having a polarizing film having an absorption axis in the thickness direction in this order, and the present invention has been completed. That is, it has been found that the above object can be achieved by the following configuration.
  • the transparent screen according to [1] having a second ⁇ / 4 plate between the reflective layer and the polarizing film.
  • [3] The transparent screen according to [2], wherein the slow axis of the first ⁇ / 4 plate and the slow axis of the second ⁇ / 4 plate are orthogonal to each other.
  • the reflective layer has a structure in which reflective dots formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase are two-dimensionally arranged,
  • 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.
  • 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 nm 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 nm to 490 nm is blue light
  • light in the wavelength range of 495 nm to 570 nm is green light
  • wavelength range of 620 nm to 750 nm 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 nm to 780 nm) / (scattering transmittance of natural light of 380 nm 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.
  • the refractive index is a refractive index for light having a wavelength of 589.3 nm.
  • Re ( ⁇ ) and Rth ( ⁇ ) represent in-plane retardation and retardation in the thickness direction at the 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 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 includes a first ⁇ / 4 plate, A reflection layer that has a structure in which a cholesteric liquid crystal phase is fixed and reflects a part of incident light; A transparent screen having a polarizing film having an absorption axis in the thickness direction in this order.
  • the image display system of the present invention includes the transparent screen of the present invention, A short-focus projector that projects light onto the transparent screen from the first ⁇ / 4 plate side, This is an image display system in which light emitted from a short focus projector is linearly polarized light.
  • 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 12a of the present invention and a projector 14 whose outgoing light is linearly polarized light.
  • the transparent screen 12a has a configuration in which a first ⁇ / 4 plate 16, a reflective layer 30, a second ⁇ / 4 plate 20, and a polarizing film 18 are stacked in this order.
  • the first ⁇ / 4 plate 16, the second ⁇ / 4 plate 20, and the support 32 described later are hatched, and the polarizing film
  • the absorption axis in 18 is schematically indicated by a bold line.
  • the bonding layer can be made of various known materials as long as the target plate-shaped material (sheet-shaped material) can be bonded. As a bonding layer, it has fluidity when bonded, and then becomes a solid, adhesive layer, or a gel-like (rubber-like) soft solid when bonded, and a gel-like layer after that. It may be a layer made of a pressure-sensitive adhesive whose state does not change, or a layer made of a material having characteristics of both an adhesive and a pressure-sensitive adhesive.
  • 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 first ⁇ / 4 plate 16, the reflective layer 30, the second ⁇ / 4 plate 20, and the polarizing film 18 are laminated without using a bonding layer, and a frame or a jig is used.
  • the transparent screen of the present invention may be configured by holding.
  • the reflective layer 30 includes a support 32, reflective dots 34 that are two-dimensionally arranged on one surface of the support 32, and an overcoat layer 36 that embeds the reflective dots 34 and is stacked on the support 32. Have.
  • the support 32 included in the reflective layer 30 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 34, and preferably does not include a material that reflects light at the wavelength of light reflected by the reflective dots 34.
  • 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 nm 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 application and is not particularly limited, but may be about 5 ⁇ m to 1000 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m to 250 ⁇ m, and more preferably 15 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the support 32 of the reflective layer 30 has low Re ( ⁇ ) and Rth ( ⁇ ).
  • the support 32 preferably has Re (550) of 0 nm to 20 nm, and more preferably 0 nm to 10 nm.
  • the support 32 preferably has Rth (550) of 0 nm to 50 nm, more preferably 0 nm to 40 nm.
  • 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 dot 34 when forming the reflective dot 34, a layer for improving the adhesion characteristics between the support 32 and the reflective dot 34, and the formation of the reflective dot 34.
  • the underlayer preferably has a low light reflectance at the wavelength of light reflected by the reflective dots 34, and preferably does not include a material that reflects light at the wavelength of light reflected by the reflective dots 34.
  • the underlayer is preferably transparent.
  • the base layer preferably has a refractive index of about 1.2 to 2.0, more preferably about 1.4 to 1.8.
  • the underlayer is preferably a layer containing a resin obtained by curing a composition containing a polymerizable compound applied directly to the surface of the support 32.
  • the polymerizable compound include non-liquid crystalline compounds such as (meth) acrylate monomers and urethane monomers.
  • the thickness of the underlayer is not particularly limited, but is preferably 0.01 ⁇ m to 50 ⁇ m, and more preferably 0.05 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the reflective dots 34 of the reflective layer 30 are dots that reflect either a right circularly polarized light or a left circularly polarized light having a predetermined wavelength range, that is, a selective reflection wavelength, and transmit the other light.
  • the reflective dot 34 reflects the red right circularly polarized light with the red wavelength as the selective reflection wavelength, as in the red right circularly polarized reflective dot 34rR of the transparent screen 12c of FIG. It may be one that transmits light, or like the green right circularly polarized light reflecting dot 34gR, it reflects green right circularly polarized light with the green wavelength as the selective reflection wavelength and transmits other light.
  • the blue wavelength may be a selective reflection wavelength and the blue right circularly polarized light may be reflected and other light may be transmitted.
  • the reflective dot reflects the right circularly polarized light having the selective reflection wavelength.
  • the present invention is not limited to this, and the reflective dot may reflect the left circularly polarized light having the selective reflection wavelength.
  • a 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 with a scanning electron microscope, and is maximum in the direction from the end of the reflective dot toward the center.
  • An angle formed between the normal of the line formed by the first dark part from the surface of the reflective dot opposite to the support 32 and the surface of the reflective dot. Is preferably in the range of 70 ° to 90 °. This point will be described in detail later.
  • the reflective dots 34 may be arranged regularly or irregularly as long as they are arranged two-dimensionally.
  • the arrangement density of the reflection dots 34 in the reflection layer 30 may be uniform over the entire surface, or may have regions with different arrangement densities.
  • the arrangement density of the reflective dots 34 in the reflective layer 30 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 34 with respect 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%. More preferably, it is 4% to 30%.
  • the area ratio of the reflective dots 34 is measured in a region of 1 mm ⁇ 1 mm in an image obtained by a microscope such as a laser microscope, a scanning electron microscope (SEM), or a transmission electron microscope (TEM). For example, an average value of five locations may be used as the dot area ratio.
  • a microscope such as a laser microscope, a scanning electron microscope (SEM), or a transmission electron microscope (TEM). For example, an average value of five locations may be used as the dot area ratio.
  • the pitch of the adjacent reflective dots 34 is preferably 20 ⁇ m to 500 ⁇ m, more preferably 20 ⁇ m to 300 ⁇ m, in that hot spots can be suppressed, a wide viewing angle can be obtained, and high transparency can be obtained. 20 ⁇ m to 150 ⁇ m is more preferable.
  • the pitch of the reflective dots is the distance between the centers of the reflective dots.
  • the diameter and / or shape of the reflective dots 34 may all be the same or may be different from each other, but are preferably the same.
  • the reflective dots 34 are formed under the same conditions with the intention of forming dots having the same diameter and shape.
  • the reflective dots 34 are preferably circular when viewed from the normal direction of the main surface of the support 32 (hereinafter also referred to as the support normal direction), for example, hemispherical (substantially hemispherical) It is a dot having a shape of (substantially spherical), a truncated cone shape, a cone shape, a truncated cone shape, or the like.
  • the circular shape does not have to be a perfect circle and may be a substantially circular shape.
  • the center of the reflective dot 34 means the center or the center of gravity of this circle.
  • the reflective dots 34 only have to be circular in average shape, and some of the reflective dots 34 may have shapes that do not correspond to a circle.
  • the reflective dots 34 preferably have an average diameter of 10 ⁇ m to 200 ⁇ m, more preferably 20 ⁇ m to 120 ⁇ m, when viewed from the normal direction of the support.
  • the diameter of the reflective dot 34 is from the edge (edge or boundary of the reflective dot) to the edge in an image obtained by 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 a straight line passing through the center of the reflective dot 34. Note that the number of reflection dots 34 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 diameter of the circle having the same circular area as the projected area of the reflective dot 34 is the diameter of the reflective dot 34.
  • the average diameter is obtained by measuring the diameter of ten randomly selected reflective dots 34 by the above method and arithmetically averaging them.
  • the height of the reflective dot 34 can be confirmed from a cross-sectional view of a dot obtained using a focus position scan by a laser microscope or a microscope such as SEM or TEM.
  • the average maximum height of the reflective dots 34 is preferably 1 ⁇ m to 40 ⁇ m, more preferably 3 ⁇ m to 30 ⁇ m, and even more preferably 5 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the reflective dot 34 has wavelength selective reflectivity.
  • the transparent screen of the present invention is basically used as a screen that can be observed by superimposing the image by the video light emitted from the short focus projector 14 and the background on the back side of the transparent screen.
  • the light exhibiting selective reflectivity is preferably visible light, and is preferably selected according to the wavelength of light emitted from the short focus projector 14. For example, when the light emitted from the short focus projector 14 is green, the reflective dot 34 may have a green wavelength region as a selective reflection wavelength.
  • the reflective dot 34 is a dot formed by fixing the cholesteric liquid crystal phase.
  • the wavelength of light at which the reflective dots 34 exhibit selective reflectivity can be adjusted (selected) by adjusting the helical pitch of the cholesteric liquid crystal phase forming the reflective dots 34.
  • the cholesteric liquid crystal phase forming the reflective dots 34 in the transparent screen of the present invention is controlled in the direction of the helical axis 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.
  • the reflective dots 34 may be colored, but are preferably not colored or less colored. Thereby, the transparency of a transparent screen can be improved.
  • ⁇ Cholesteric liquid crystal phase ⁇ Cholesteric liquid crystal phase
  • 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. Two bright parts and two dark parts 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 12a of the present invention, the reflective dots 34 of the reflective layer 30 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. Therefore, in the transparent screen 12c of the example shown in FIG.
  • the red right circularly polarized light reflecting dot 34rR, the green right circularly polarized light reflecting dot 34gR, and the blue right circularly polarized light reflecting dot 34bR all fix the right twisted cholesteric liquid crystal phase. It is a dot formed.
  • the direction of rotation of the cholesteric liquid crystal phase can be adjusted depending on the type of liquid crystal compound forming the reflective dots (reflective layer) or the type of chiral agent added.
  • the half width of the reflection wavelength band is adjusted according to the application of the transparent screen, and may be, for example, 50 nm to 500 nm, preferably 100 nm to 300 nm.
  • the reflective dots 34 formed by fixing the cholesteric liquid crystal phase give a stripe pattern of a bright part and a dark part in the cross section.
  • the reflection dot 34 formed by fixing such a cholesteric liquid crystal phase forms a first dark portion from the surface of the reflection dot 34 on the side opposite to the support 32 when confirmed by a sectional view observed with a scanning electron microscope.
  • the angle formed by the normal of the line and the surface of the reflective dot 34 opposite to the support 32 is preferably in the range of 70 ° to 90 °.
  • “the surface of the reflective dot opposite to the support” 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 34. 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 30 ° and 60 °.
  • the angle formed by the normal of the line Ld 1 formed by the first dark portion from the surface of the reflective dot 34 and the surface of the reflective dot is preferably in the range of 70 ° to 90 °. In all positions, it is more preferable that the angle formed by the normal of the line Ld 1 formed by the first dark portion from the surface of the reflective dot 34 and the surface of the reflective dot 34 is in the range of 70 ° to 90 °.
  • the reflective dot 34 does not satisfy the above angle at a part of the surface of the reflective dot 34, for example, does not intermittently satisfy the above angle at a part of the surface of the reflective dot 34. It is preferable that the angle is satisfied.
  • the angle formed by the normal line of the dark portion and the surface of the reflective dot 34 is formed by the tangent line and the normal line of the surface of the reflective dot 34. Means angle.
  • the angle is shown as an acute angle, which means a range of 70 ° to 110 ° when the angle formed between the normal line and the surface of the reflective dot 34 is expressed as an angle of 0 ° to 180 °.
  • the angle ⁇ 2 formed by the normal of the line Ld 2 formed by the second dark portion from the surface of the reflective dot 34 and the surface of the reflective dot 34 is in the range of 70 ° to 90 °. It is preferable that the lines formed by the third to fourth dark portions from the surface of the reflective dot 34 each have an angle between the normal line and the surface of the reflective dot 34 in the range of 70 ° to 90 °. More preferably, any of the lines formed by the 5th to 12th dark parts from the surface of the reflective dot 34 is more preferably in the range of 70 ° to 90 ° between the normal line and the reflective dot 34.
  • the angle formed by the normal line of the dark part and the surface of the reflective dot 34 is more preferably 80 ° to 90 °, and still more preferably 85 ° to 90 °.
  • the cross-sectional view of the reflective dot 34 by SEM shows that the spiral axis of the cholesteric liquid crystal phase forms an angle in the range of 70 ° to 90 ° with the surface (its tangent line) of the reflective dot 34 on the surface of the reflective dot 34. Is shown.
  • light incident on the reflective dot 34 is incident on the surface of the reflective dot 34 from the direction of the spiral axis of the cholesteric liquid crystal phase. It can be made incident at an angle close to parallel. Therefore, the light incident on the reflective dot 34 can be reflected in various directions.
  • the reflective dots 34 regularly reflect incident light with the helical axis of the cholesteric liquid crystal phase as a reference. Therefore, as conceptually shown in FIG. 3, the reflected light Ir reflected near the center of the reflective dot 34 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 in. On the other hand, the reflected light Ir differs from the normal direction of the support 32 at a position shifted from the center of the reflection dot 34 (a position where the spiral axis of the cholesteric liquid crystal phase is inclined with respect to the normal direction of the support 32). Reflected in the direction. Therefore, the light incident on the reflective dots 34 can be reflected in various directions, and the viewing angle can be increased.
  • the light Ip that passes through the reflective dot 34 is transmitted in the same direction as the incident light In, it is possible to reduce the haze by suppressing the scattered light from being scattered, and to increase the transparency. .
  • light incident from the normal direction of the support 32 can be reflected in all directions.
  • 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 34, whereby the normal direction of the line formed by the first dark portion from the surface and the normal direction of the support are formed.
  • the angle preferably decreases continuously 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.
  • the reflective dots 34 can be obtained by fixing the cholesteric liquid crystal phase in a dot shape.
  • 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.
  • any structure may be used as long as it is polymerized and cured by ultraviolet irradiation, heating, or the like to form a layer having no fluidity, and at the same time, the orientation is not changed by an external field or an external force.
  • the cholesteric liquid crystal phase 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 a liquid crystal compound used for forming the reflective dots 34 preferably further contains a surfactant.
  • the liquid crystal composition used for forming the reflective dots 34 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.
  • a 11 and A 12 are monovalent to tetravalent aromatic hydrocarbon groups.
  • the aromatic hydrocarbon group preferably has 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 14 carbon atoms, still more preferably 6 to 10 carbon atoms, and still more preferably 6.
  • the aromatic hydrocarbon groups represented by A 11 and A 12 may have a substituent. Examples of such a substituent include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, or an ester group. For the explanation and preferred ranges of these groups, the corresponding description of T below can be referred to.
  • 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 compound 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 content of the chiral agent in the liquid crystal composition is preferably 0.01 mol% to 200 mol%, more preferably 1 mol% to 30 mol%, based on the amount of the polymerizable liquid crystal compound.
  • the liquid crystal composition 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.
  • polyfunctional acrylate compounds such as a trimethylol propane tri (meth) acrylate and pentaerythritol tri (meth) acrylate
  • Glycidyl (meth) acrylate Epoxy compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether; aziridine compounds such as 2,2-bishydroxymethylbutanol-tris [3- (1-aziridinyl) propionate], 4,4-bis (ethyleneiminocarbonylamino) diphenylmethane; hexa Isocyanate compounds such as methylene diisocyanate and biuret type isocyanate; polyoxazoline compounds having an oxazoline group in the side chain; vinyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylto Alkoxysilane compounds such as methoxy silane.
  • 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 the reflective dots 34.
  • the liquid crystal composition is preferably applied onto the support 32 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 the reflective dots 34. 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.
  • the aligned liquid crystal compound may be further polymerized.
  • the polymerization may be either thermal polymerization or photopolymerization by light irradiation, but photopolymerization is preferred. It is preferable to use ultraviolet rays for light irradiation.
  • the irradiation energy is preferably 10 ⁇ 3000mJ / cm 2, more preferably 100 ⁇ 1,500mJ / cm 2.
  • light irradiation may be performed under heating conditions or in a nitrogen atmosphere.
  • the irradiation ultraviolet wavelength is preferably 250 nm to 430 nm.
  • the polymerization reaction rate is preferably high from the viewpoint of stability, preferably 70% or more, and more preferably 80% or more.
  • the polymerization reaction rate can determine the consumption rate of a polymerizable functional group using an IR (infrared) absorption spectrum.
  • the reflective layer 30 has an overcoat layer 36 that embeds the reflective dots 34 and is laminated on the support 32.
  • the overcoat layer 36 only needs to be provided on the surface side of the support 32 where the reflective dots 34 are formed, and the surface is preferably flattened.
  • the overcoat layer 36 is not particularly limited, but the smaller the difference from the refractive index of the reflective dots 34, the better, and the difference in refractive index is preferably 0.04 or less. Since the reflective dot 34 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 34, the angle (polar angle) from the normal of the light incident on the reflective dot 34 can be reduced.
  • the overcoat layer 36 having a refractive index of 1.6 when used and light is incident on the transparent screen at a polar angle of 45 °, the polar angle actually incident on the reflective dot 34 can be about 27 °. . Therefore, by using the overcoat layer 36, the transparent screen 12a can widen the polar angle of light exhibiting retroreflectivity, and the angle formed between the surface of the reflective dot 34 and the support 32 is small. However, 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 overcoat layer 36 examples include a resin layer obtained by applying a composition containing a monomer to the surface of the support 32 on which the reflective dots 34 are formed, and then curing the coating film.
  • the resin used for the overcoat layer 36 is not particularly limited, and may be selected in consideration of adhesion to the support 32 and the reflective dots 34.
  • a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or the like can be used. From the viewpoint of durability, solvent resistance, etc., a resin of a type that is cured by crosslinking is preferable, and an ultraviolet curable resin that can be cured in a short time is particularly preferable.
  • Monomers that can be used to form the overcoat layer 36 include ethyl (meth) acrylate, ethylhexyl (meth) acrylate, styrene, methylstyrene, N-vinylpyrrolidone, polymethylolpropane tri (meth) acrylate, hexanediol (meta ) Acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl Examples include glycol di (meth) acrylate.
  • 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 34, may be about 5 ⁇ m to 100 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m to 50 ⁇ m, and more preferably 20 ⁇ m to 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.
  • a first ⁇ / 4 plate 16 is laminated on the surface of the reflective layer 30 on which the reflective dots 34 are formed (hereinafter also referred to as the surface of the reflective layer). That is, the first ⁇ / 4 plate 16 is laminated on the convex side of the reflective dot 34.
  • a second ⁇ / 4 plate 20 is laminated on the surface of the reflective layer 30 on the support 32 side (hereinafter also referred to as the back surface of the reflective layer).
  • Each of the first ⁇ / 4 plate 16 and the second ⁇ / 4 plate 20 is a conventionally known ⁇ / 4 plate, and when the light incident on the ⁇ / 4 plate is linearly polarized light, it is emitted as circularly polarized light. When the light incident on the ⁇ / 4 plate is circularly polarized light, it is emitted as linearly polarized light.
  • the transparent screen of the present invention is suitably combined with a short focus projector that emits linearly polarized light, the first ⁇ disposed on the side (surface side) on which light from the short focus projector is projected.
  • the / 4 plate 16 changes the incident linearly polarized light into circularly polarized light and makes the circularly polarized light enter the reflective layer 30.
  • the second ⁇ / 4 plate 20 disposed on the back side of the reflective layer 30 converts the circularly polarized light transmitted through the reflective layer 30 into linearly polarized light and makes it incident on a polarizing film 18 described later.
  • the first ⁇ / 4 plate 16 is arranged with the slow axis aligned so that the emitted light becomes circularly polarized light in the direction reflected by the reflective dots 34 of the reflective layer 30.
  • the second ⁇ / 4 plate 20 is arranged with the slow axis aligned so that the circularly polarized light transmitted through the reflective layer 30 becomes linearly polarized light.
  • the polarization direction of the light emitted from the second ⁇ / 4 plate 20 is absorbed by the polarizing film 18 described later. It arrange
  • the first ⁇ / 4 plate 16 By arranging the first ⁇ / 4 plate 16, the second ⁇ / 4 plate 20, and their slow axes in parallel or orthogonal to each other, the light that has been circularly polarized by the first ⁇ / 4 plate 16. Can be linearly polarized by the second ⁇ / 4 plate 20.
  • the linearly polarized light before being incident on the first ⁇ / 4 plate 16 becomes linearly polarized light rotated by 90 °, and light of 550 nm, for example, is perfect due to the influence of wavelength dispersion. Even if it returns to linearly polarized light, since the other wavelengths become elliptically polarized light, a change in color occurs.
  • the ⁇ / 4 plate may be composed of only an optically anisotropic layer having a ⁇ / 4 function, or may be configured by forming an optically anisotropic layer having a ⁇ / 4 function on a support. However, when the ⁇ / 4 plate has a support, the combination of the support and the optically anisotropic layer is intended to be a ⁇ / 4 plate.
  • the in-plane retardation Re (550) at a wavelength of 550 nm is not particularly limited, but is preferably 115 nm to 165 nm, more preferably 120 nm to 150 nm, and still more preferably 125 nm to 145 nm. Even when the ⁇ / 4 plate includes a layer other than the optically anisotropic layer such as a support, the ⁇ / 4 plate preferably exhibits this in-plane retardation range.
  • the ⁇ / 4 plate preferably has a small Rth (550) which is retardation in the thickness direction.
  • Rth (550) is preferably ⁇ 50 nm to 50 nm, more preferably ⁇ 30 nm to 30 nm, and even more preferably Rth ( ⁇ ) is zero.
  • the polarizing film 18 is laminated on the surface of the second ⁇ / 4 plate 20 opposite to the reflective layer 30 side, and one of the light transmitted through the reflective layer 30 and the second ⁇ / 4 plate 20. This is a layer for shielding the part. Specifically, the polarizing film 18 is transparent by transmitting light incident at a small incident angle with respect to the film surface of the polarizing film 18, that is, light incident substantially perpendicularly, and shielding light incident at a large incident angle. This is to reduce hot spots caused by transmitted light transmitted through the screen 12a.
  • the polarizing film 18 is a film having an absorption axis in the thickness direction. In other words, the polarizing film 18 is a film having an absorption axis parallel to the normal direction of the film surface.
  • the polarizing film 18 When light enters the polarizing film 18 from the vertical direction, the light travels without being absorbed because the traveling direction of the light does not intersect the absorption axis of the polarizing film 18. On the other hand, when light is incident on the polarizing film 18 from an oblique direction, the light travels in a direction intersecting the absorption axis. Transparent. Thereby, the polarizing film 18 shields a part of the light.
  • the absorption axis of the polarizing film 18 is oriented substantially perpendicular to the polarizing film surface. In this way, the absorption axis is oriented substantially perpendicularly to the main surface of the polarizing film (maximum surface, hereinafter also referred to as the polarizing film surface), so that the film has a high transmittance from the front. Since it absorbs longitudinal wave light, it becomes a film with low transmittance.
  • substantially perpendicular direction means that the absorption axis is oriented at an angle of 80 ° to 90 ° with respect to the polarizing film surface, and is preferably oriented at 85 ° to 90 °. More preferably, it is oriented vertically (90 °). If the angle of the absorption axis with respect to the polarizing film surface is less than 80 °, the transmittance from the front may be lowered.
  • the fact that the absorption axis is oriented in a direction substantially perpendicular to the plane of the polarizing film can be confirmed, for example, by observing the cross section of the polarizing film with a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the configuration of the polarizing film 18 is not particularly limited as long as its absorption axis is in the thickness direction.
  • a polarizing film 18 including a birefringent material (a material having birefringence) and having the birefringent material oriented in a predetermined direction is preferable. More specifically, for example, when a dichroic dye described later is used as the birefringent material, the long axis of the dichroic dye is arranged so as to be parallel to the thickness direction of the polarizing film 18.
  • the birefringent material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • examples thereof include inorganic particles, dichroic dyes, anisotropic metal nanoparticles, carbon nanotubes, and metal complexes.
  • dichroic dyes, anisotropic metal nanoparticles, and carbon nanotubes are particularly preferable.
  • dichroic dyes examples include azo dyes and anthraquinone dyes. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • the dichroic dye is defined as a compound having a function of absorbing light.
  • the dichroic dye may have any absorption maximum and absorption band, but preferably has an absorption maximum in the yellow region (Y), magenta region (M), or cyan region (C). .
  • Two or more kinds of dichroic dyes may be used, and it is preferable to use a mixture of dichroic dyes having absorption maximums in Y, M, and C, and absorb all the visible range (400 nm to 750 nm). Thus, it is more preferable to use a mixture of dichroic dyes.
  • the yellow region is a range of 420 nm to 490 nm
  • the magenta region is a range of 495 nm to 570 nm
  • the cyan region is a range of 620 nm to 750 nm.
  • the chromophore used for the dichroic dye will be described.
  • the chromophore of the dichroic dye is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples include an azulene dye, a dioxazine dye, a polythiophene dye, and a phenoxazine dye. Among these, azo dyes, anthraquinone dyes, and phenoxazine dyes are preferable, and anthraquinone dyes and phenoxazone dyes (phenoxazine-3-one) are more preferable. Specific examples of the dye include those described in JP-A-2008-275976, paragraphs 0022 to 0075, the contents of which are incorporated herein.
  • Anisotropic metal nanoparticles are nano-sized rod-like metal fine particles having a size of several to 100 nm.
  • the rod-shaped metal fine particles mean particles having an aspect ratio (major axis length / minor axis length) of 1.5 or more.
  • Such anisotropic metal nanoparticles exhibit surface plasmon resonance and absorption in the ultraviolet to infrared region.
  • anisotropic metal nanoparticles having a minor axis length of 1 nm to 50 nm, a major axis length of 10 nm to 1,000 nm, and an aspect ratio of 1.5 or more have absorption positions in the minor axis direction and the major axis direction. Therefore, a polarizing film in which such anisotropic metal nanoparticles are oriented obliquely with respect to the horizontal plane of the film becomes an anisotropic absorption film.
  • -carbon nanotube- Carbon nanotubes are long and thin tube-like carbon having a fiber diameter of 1 nm to 1,000 nm, a length of 0.1 ⁇ m to 1,000 ⁇ m, and an aspect ratio of 100 to 10,000.
  • Known methods for producing carbon nanotubes include, for example, arc discharge, laser evaporation, thermal CVD, and plasma CVD.
  • the carbon nanotubes obtained by the arc discharge method and the laser evaporation method include single-walled carbon nanotubes (SWNT: Single Wall Nanotube) having only one graphene sheet and multi-walled carbon nanotubes (MWNT: Multi Wall Nanotube) comprising a plurality of graphene sheets. And exist.
  • SWNT has a structure in which one graphene sheet in which carbon atoms are connected in a hexagonal shape by the strongest bond called SP2 bond is wound in a cylindrical shape.
  • the content of the birefringent material in the polarizing film is preferably 0.1% by mass to 90.0% by mass, and more preferably 1.0% by mass to 30.0% by mass.
  • the content of the birefringent material is 0.1% by mass or more, sufficient polarization can be obtained.
  • the content is 90% by mass or less, the polarizing film can be formed without any trouble, and the transmittance of the polarizing film can be maintained.
  • the polarizing film contains other components such as a dispersant, a solvent, and a binder resin depending on the method of forming the polarizing film (orientation method).
  • the method for producing the polarizing film is not particularly limited as long as the absorption axis can be substantially perpendicular to the substrate surface (polarizing film surface), and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the guest-host liquid crystal method is particularly preferable. Examples of the method include those described in paragraphs 0087 to 0108 of JP-A-2008-275976, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • the thickness of the polarizing film is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, preferably 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, more preferably 0.3 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • the image display system 10 of the present invention includes a transparent screen 12a formed by stacking the first ⁇ / 4 plate 16, the reflective layer 30, the second ⁇ / 4 plate 20, and the polarizing film 18, and a short focus projector. 14.
  • the short focus projector 14 performs trapezoidal correction (distortion correction) as necessary, and projects projection light carrying the image onto the transparent screen 12a, thereby displaying the image on the transparent screen 12a. It is.
  • the short focus projector 14 uses a projector whose emitted light is linearly polarized light.
  • the output light of the short focus projector 14 is linearly polarized light
  • the transparent screen 12a is a first ⁇ / 4 plate 16 that converts the linearly polarized light of the output light of the short focus projector 14 into circularly polarized light.
  • a reflective layer 30 that reflects right or left circularly polarized light.
  • the short focus projector 14 various known projectors such as an LCOS (Liquid crystal on silicon) projector and a laser projector can be used as long as the emitted light is linearly polarized light.
  • a short focus projector has a large incident angle of light projected on a transparent screen (an angle with respect to the normal line of the projection surface of the transparent screen) and a short distance (focal length) from the projector to the transparent screen.
  • the image display system 10 of the present invention is preferably a so-called front projection type in which the convex side of the reflective dots 34 of the reflective layer 30 is arranged facing the projector 14 side and the image is observed on the projector 14 side. Preferably there is.
  • the short focus projector 14 is also simply referred to as a projector 14.
  • the short focus projector is arranged so that the incident angle of light emitted from the projector is 30 ° to 70 ° with respect to the normal line of the transparent screen 12a.
  • the projector 14 is preferably arranged so that the incident angle of the light emitted from the projector 14 is 40 ° to 60 ° with respect to the normal line of the transparent screen 12a.
  • the outgoing light is P wave with respect to the transparent screen 12a, and the incident angle of the light from the projector 14 with respect to the normal line of the transparent screen 12a. Is preferably 56 ° ⁇ 10 °.
  • the transparent screen 12a 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 12a can reflect not only retroreflection but also various directions on the light incident side, as shown in FIG.
  • 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 (or above) like the projector so that the normal of the projection screen is obtained.
  • the image display system 10 of the present invention is a front projection type, and the projector 14 is placed near the transparent screen by setting the incident angle of the projector 14 with respect to the normal line of the transparent screen 12a to 30 ° to 70 °.
  • the image display system can be miniaturized.
  • the optical path from the projector 14 to the observer can be a folded optical path by a transparent screen by using the front projection type, the overall optical distance can be shortened and the size can be reduced.
  • the projector 14 emits light having a selective reflection wavelength of the reflection dots 34 of the transparent screen 12a. Therefore, in the image display system 10 shown in FIG. 1, since the transparent screen 12a has one kind of reflective dot 34, a monochrome image is displayed.
  • the linearly polarized light carrying the image emitted from the projector 14 is first converted into circularly polarized light by the first ⁇ / 4 plate 16.
  • the light that has been circularly polarized by the first ⁇ / 4 plate 16 enters the reflective layer 30.
  • the circularly polarized light incident on the reflective layer 30 only the circularly polarized light having the selective reflection wavelength is reflected by the reflective dots 34, and the light other than the selective reflective wavelength and the light incident on portions other than the reflective dots 34 are reflected by the reflective layer. Pass through 30.
  • the image is displayed (projected) on the transparent screen 12a by the circularly polarized light having the selective reflection wavelength reflected by the reflective dots 34.
  • the circularly polarized light that has passed through the reflective layer 30 then enters the second ⁇ / 4 plate 20.
  • the circularly polarized light incident on the second ⁇ / 4 plate 20 is converted into linearly polarized light and is incident on the polarizing film 18.
  • the polarizing film 18 has an absorption axis in the thickness direction. Therefore, the polarizing film 18 transmits light incident at a small incident angle with respect to the film surface of the polarizing film 18 (light incident substantially perpendicularly), and blocks light incident at a large incident angle. As a result, hot spots caused by transmitted light that has passed through the transparent screen 12a are reduced.
  • an image is displayed by the light reflected by the reflective layer. 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 a reflective layer, light that has passed through the reflective layer passes through the transparent screen and is observed from the surface (back surface) opposite to the projector of the transparent screen. Therefore, on the back side, when the emitted light of the projector is viewed from the straight direction of the emitted light through the transparent screen, the light source of the projector is observed and a hot spot is generated. Hot spots are very dazzling, especially in the case of a laser projector that uses a laser as the light source.
  • the transparent screen 12a of the present invention has the polarizing film 18 whose absorption axis is substantially perpendicular to the film surface on the back side of the reflective layer 30. Therefore, among the light that has been transmitted through the reflective layer 30 and has been linearly polarized by the second ⁇ / 4 plate 20, the light that is incident substantially perpendicularly to the film surface of the polarizing film 18 has its traveling direction absorbed by the polarizing film 18. Since it is parallel to the axis, it passes through the polarizing film 18 without being absorbed.
  • the light incident obliquely on the film surface of the polarizing film 18 has its traveling direction intersecting the absorption axis of the polarizing film 18, and the incident light is parallel to the absorption axis of the polarizing film 18 as described above. Since it is linearly polarized light polarized in any direction, it is absorbed by the polarizing film 18. Thereby, the transmittance
  • the reflective layer of the transparent screen of the present invention has a structure in which the cholesteric liquid crystal phase is fixed, and reflects light in the selective reflection wavelength region. That is, the reflective layer does not reflect the entire wavelength range of visible light, but has a wavelength band that does not reflect light. Therefore, good transparency can be secured. Furthermore, the structure in which the cholesteric liquid crystal phase of the reflective layer is fixed transmits light as it is without being scattered, so that the haze is small.
  • the light is reflected by the reflective dots having a fixed cholesteric liquid crystal phase, and more preferably, the spiral axis of the cholesteric liquid crystal phase is the surface of the reflective dot as shown in FIG.
  • An image is displayed on the transparent screen 12a by reflecting light with the reflective dots having an angle in the range of 70 to 90 °. Therefore, as shown in FIG. 3, the reflective dots of the transparent screen 12a can reflect the incident light not only in retroreflection but also in various directions on the light incident side.
  • the light emitted from the projector 14 and incident on the transparent screen 12a is P wave with respect to the transparent screen 12a, and the incident angle of the light from the projector 14 to the transparent screen 12a is the normal line of the transparent screen 12a.
  • the angle is preferably 56 ° ⁇ 10 °.
  • a hot spot in an image display system using a transparent screen is not only when the projector light source is observed through the transparent screen, but also at a position where the light emitted from the projector is regularly reflected on the surface of the screen. May be indirectly observed and become 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. Accordingly, the light emitted from the linearly polarized projector 14 and incident on the transparent screen 12a is P wave with respect to the transparent screen 12a, and the incident angle of the light from the projector 14, that is, the optical axis of the projector 14 is set.
  • the angle By setting the angle to 56 ° ⁇ 10 ° with respect to the normal line of the transparent screen 12a, it is possible to significantly reduce hot spots generated when the light from the projector 14 is regularly reflected by the transparent screen 12a.
  • FIG. 4 shows a conceptual diagram of another example of the transparent screen of the present invention.
  • the transparent screen 12b shown in FIG. 4 has a configuration in which a first ⁇ / 4 plate 16, a reflective layer 30, and a polarizing film 18 are laminated in this order. That is, the polarizing film 18 is laminated on the support 32 side of the reflective layer 30.
  • the transparent screen 12b shown in FIG. 4 has the same configuration as that of the transparent screen 12a shown in FIG. 1 except that the second ⁇ / 4 plate 20 is not provided. Show.
  • the linearly polarized light carrying the image emitted from the projector 14 is first circularly transmitted by the first ⁇ / 4 plate 16. Polarized.
  • the light that has been circularly polarized by the first ⁇ / 4 plate 16 enters the reflective layer 30.
  • the circularly polarized light incident on the reflective layer 30 only the circularly polarized light having the selective reflection wavelength is reflected by the reflective dots 34, and the light other than the selective reflective wavelength and the light incident on portions other than the reflective dots 34 are reflected by the reflective layer. Pass through 30.
  • An image is displayed (projected) on the transparent screen 12 a by the circularly polarized light having the selective reflection wavelength reflected by the reflection dot 34.
  • the circularly polarized light that has passed through the reflective layer 30 then enters the polarizing film 18.
  • the polarizing film 18 transmits light incident at a small incident angle (from a substantially vertical direction) with respect to the film surface of the polarizing film 18 and transmits light incident at a large incident angle (from an oblique direction). Shield from light. At that time, since the incident light is circularly polarized, a part of the light is absorbed by the polarizing film 18 and the remaining part is transmitted. That is, of the light incident on the polarizing film 18 from an oblique direction, the polarization component in the direction parallel to the absorption axis of the polarizing film 18 is absorbed. Accordingly, it is possible to reduce the amount of hot spots generated on the back surface side of the transparent screen 12b in the straight traveling direction of light emitted from the short focus projector 14 and incident on the transparent screen 12b from an oblique direction.
  • the reflective layer 30 is configured to have one layer in which the reflective dots are two-dimensionally arranged.
  • the present invention is not limited to this, and the reflective dots are two-dimensionally arranged. It is good also as a structure which has two or more layers.
  • FIG. 5 shows a conceptual diagram of another example of the transparent screen of the present invention.
  • the transparent screen 12c shown in FIG. 5 includes a reflective layer 30b having a first ⁇ / 4 plate 16, a blue right circularly polarized dot laminate 31bR, a green right circularly polarized dot laminate 31gR, and a red right circularly polarized dot laminate 31rR.
  • the second ⁇ / 4 plate 20 and the polarizing film 18 are stacked in this order. Since the transparent screen 12c shown in FIG. 5 has the same configuration as the transparent screen 12a shown in FIG. 1 except that it has a reflective layer 30b instead of the reflective layer 30, the same parts are denoted by the same reference numerals and the following. The description will mainly focus on different parts.
  • the reflective layer 30b is a layer formed by laminating a blue right circularly polarized dot laminate 31bR, a green right circularly polarized dot laminate 31gR, and a red right circularly polarized dot laminate 31rR.
  • the red right circularly polarized light dot stack 31rR embeds the support 32, the red right circularly polarized light reflective dot 34rR and the red right circularly polarized light reflective dot 34rR arranged two-dimensionally on one surface of the support 32.
  • an overcoat layer 36 laminated on the support 32.
  • the green right circularly polarized dot laminate 31gR embeds the support 32, the green right circularly polarized reflective dot 34gR and the green right circularly polarized reflective dot 34gR arranged two-dimensionally on one surface of the support 32. And an overcoat layer 36 laminated on the support 32.
  • the blue right circularly polarized dot laminate 31bR embeds the support 32, the blue right circularly polarized reflective dot 34bR and the blue right circularly polarized reflective dot 34bR that are two-dimensionally arranged on one surface of the support 32. And an overcoat layer 36 laminated on the support 32.
  • the red right circularly polarized light reflecting dot 34rR is a reflective dot that reflects red right circularly polarized light with the red wavelength as a selective reflection wavelength and transmits other light.
  • the green right circularly polarized light reflecting dot 34gR is a reflective dot that reflects green right circularly polarized light with the green wavelength as a selective reflection wavelength and transmits other light.
  • the blue right circularly polarized light reflecting dot 34bR is a reflective dot that reflects blue right circularly polarized light with the blue wavelength as a selective reflection wavelength and transmits other light. That is, these reflective dots have different selective reflection wavelengths.
  • the image projected onto the transparent screen can be displayed in color.
  • the light emitted from the projector can be used regardless of whether it is red light, green light, or blue light.
  • the operation of the transparent screen 12c will be described.
  • the first ⁇ / 4 plate 16 converts the light into right circularly polarized light.
  • the light that has been right-circularly polarized by the first ⁇ / 4 plate 16 enters the reflective layer 30b.
  • the right circularly polarized light incident on the reflective layer 30b is first incident on the blue right circularly polarized dot stack 31bR, and only the blue right circularly polarized light incident on the blue right circularly polarized reflective dot 34bR is the same as before.
  • Light other than the blue right circularly polarized light that is reflected by the blue right circularly polarized reflective dot 34bR and incident on the blue right circularly polarized reflective dot 34bR and light that is incident on portions other than the blue right circularly polarized reflective dot 34bR are blue. It passes through the right circularly polarized light dot stack 31bR.
  • the light that has passed through the blue right circularly polarized dot laminate 31bR then enters the green right circularly polarized dot laminate 31gR.
  • the green right circularly polarized dot laminate 31gR only the green right circularly polarized light incident on the green right circularly polarized reflective dot 34gR is reflected by the green right circularly polarized reflective 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 31gR.
  • the red right circularly polarized light dot stack 31rR 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.
  • An image is displayed (projected) on the transparent screen 12c by the blue, green, and red right circular polarized light reflected by the blue right circular polarized reflective dot 34bR, the green right circular polarized reflective dot 34gR, and the green right circular polarized reflective dot 34gR. )
  • the circularly polarized light incident on the second ⁇ / 4 plate 20 is linearly polarized and enters the polarizing film 18.
  • the polarizing film 18 transmits light that is incident on the film surface of the polarizing film 18 at a small incident angle (light that is incident substantially perpendicularly), and blocks light that is incident at a large incident angle. As a result, hot spots due to the transmitted light transmitted through the transparent screen 12c are reduced.
  • the light that has passed through the reflective layer 30b and has not been used for display is absorbed by the polarizing film 18, so that hot spots can be greatly reduced.
  • an image with a wide viewing angle can be displayed by light reflection with high diffusibility by the reflective dots.
  • the reflective layer 30b does not reflect the entire wavelength range of visible light, but between red light and green light, between green light and blue light, and in the long wavelength and short wavelength regions of visible light. Some wavelength bands do not reflect light. Therefore, the transparent screen 12c can ensure good transparency.
  • the reflective layer is formed by stacking a plurality of dot stacks (red right circularly polarized dot stack 31rR, green right circularly polarized dot stack 31gR, and blue right circularly polarized dot stack 31bR).
  • the dot laminates may be bonded together by the overcoat layer 36, and the dot laminate is bonded by the bonding layer in the same manner as the bonding layer for bonding the respective films described above. May be.
  • each reflective dot 34 is configured to reflect light in one wavelength range.
  • the present invention is not limited to this, and one reflective dot emits light in a plurality of wavelength ranges. It is good also as a structure which reflects. That is, it is good also as a structure containing the dot which has 2 or more of the area
  • FIG. 6 shows a schematic diagram of another example of the reflective layer.
  • the reflective layer 30T shown in FIG. 6 includes, as a plurality of dots, a red right circular polarization reflection region 35rR that reflects the right circular polarization of red light and a green right circle that reflects the right circular polarization of green light in one dot.
  • the three-color reflection dot 34T having the polarization reflection region 35gR and the blue right circular polarization reflection region 35bR that reflects the right circular polarization of blue light is two-dimensionally arranged on the support 32.
  • the three-color reflective dot 34T is formed of a red right circularly polarized light reflection region 35rR formed in a hemispherical shape on the support 32 side and a green right circularly polarized light layered on the surface of the red right circularly polarized light reflection region 35rR. It has a configuration in which three layers of a reflection region 35gR and a blue right circular polarization reflection region 35bR stacked on the surface of the green right circular polarization reflection region 35gR are stacked in the normal direction of the support 32.
  • Such a three-color reflective dot 34T has a layer that reflects red light, a layer that reflects green light, and a layer that reflects blue light. Therefore, the red light, the green light, and the blue light that are incident on a single dot. It can reflect light.
  • the configuration includes three layers that reflect red light, green light, and blue light.
  • the present invention is not limited to this, and includes two layers that reflect light in different wavelength ranges. It may be a thing, or may consist of four or more layers.
  • the three-color reflective dots 34T are stacked in the order of the red right circular polarized light reflective region 35rR, the green right circular polarized reflective region 35gR, and the blue right circular polarized reflective region 35bR from the support 32 side.
  • the present invention is not limited to this, and the order of stacking the layers may be any order.
  • the reflection dots 34 in one dot stack are assumed to reflect all the reflection dots 34 in the same wavelength range, but are not limited thereto, and have different wavelengths. It is good also as a structure containing 2 or more types of the dot which reflects the light of a area
  • a red right circularly polarized reflective dot 34rR that reflects the right circularly polarized light of red light
  • a green right circularly polarized reflective dot that reflects the right circularly polarized light of green light in the same layer.
  • 34gR and a plurality of blue right circularly polarized light reflecting dots 34bR that reflect the right circularly polarized light of blue light may be two-dimensionally arranged.
  • the configuration includes a reflective dot that reflects red light, green light, and blue light.
  • the present invention is not limited to this. You may have a dot or you may have 4 or more types of reflective dots.
  • the arrangement of the dots is not particularly limited. For example, the dots may be arranged alternately or randomly. Good.
  • the projector 14 whose outgoing light is linearly polarized light is used.
  • light is intensified or weakened due to high coherence of laser light, and a large number of fine light and dark portions are displayed on 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.
  • a liquid crystal compound having a low ⁇ n (low ⁇ nLC) is used as the liquid crystal constituting the cholesteric liquid crystal phase forming the reflective dots of the reflective layer.
  • liquid crystal liquid crystal
  • the reflective dots (reflective layer) reflect only circularly polarized light in a narrow wavelength band corresponding to the wavelength band of the emitted light of the laser projector.
  • ⁇ n of the liquid crystal compound constituting the reflective dot is preferably 0.02 to 0.1, and preferably 0.04 to 0.06. More preferred.
  • linearly polarized light is incident on the first ⁇ / 4 plate 16 using the projector 14 whose outgoing light is polarized light.
  • the present invention is not limited to this.
  • the projector uses a non-polarized projector as the projector, and the light emitted by the projector May be incident on the linearly polarizing plate to be linearly polarized light, and light that has been linearly polarized by the linearly polarizing plate may be incident on the first ⁇ / 4 plate 16.
  • the reflective layer has a configuration in which the reflective dots formed by fixing the cholesteric liquid crystal phase are two-dimensionally arranged.
  • the present invention is not limited to this, and the cholesteric liquid crystal phase is fixed. It is also possible to have a configuration having a uniform layer formed by reflecting circularly polarized light in one direction of the selective reflection wavelength and transmitting other light. That is, the reflective layer may have a uniform layer (film), that is, a so-called solid layer (solid film).
  • the liquid crystal compound that forms these solid films can be the same as the liquid crystal compound that forms the reflective dots, preferably the same as the polymerizable liquid crystal compound. Accordingly, these solid films, like the reflective dots, have a liquid crystal compound containing a liquid crystal compound so as to fix a cholesteric liquid crystal phase having a helical pitch according to the corresponding wavelength band and a helical twist direction according to the reflected circularly polarized light.
  • the composition may be prepared and formed by forming each solid film.
  • the reflective layer may be configured to have one layer of a solid film formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase, or may be configured to have two or more layers. In the case of a configuration having two or more solid films, the selective reflection wavelengths of the solid films may be different or the same.
  • the reflective layer has a structure in which one or more layers each having two-dimensionally arranged reflective dots formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase (dot laminate) and a solid film formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase are provided. May be. In the case of a configuration having reflective dots and a solid film, the reflective dots are not formed on the support but are two-dimensionally arranged on the surface of the solid film formed by fixing the cholesteric liquid crystal phase. May be.
  • a transparent PET film (Toyobo Co., Ltd., Cosmo Shine A4100) having a thickness of 75 ⁇ m was prepared as the support 32.
  • the prepared underlayer solution was applied to the support 32 using a # 2.6 bar coater. Thereafter, the coating film was heated so that the coating film surface temperature became 50 ° C., dried for 60 seconds, and then irradiated with 500 mJ / cm 2 of ultraviolet rays by an ultraviolet irradiation device under a nitrogen purge with an oxygen concentration of 100 ppm or less. Irradiation was performed to advance the cross-linking reaction, and an underlayer was prepared. In addition, it was 0.8% when the haze value of the support body 32 in which the base layer was formed was measured.
  • the cholesteric liquid crystal ink liquid gR is a material that forms dots that reflect light having a selective reflection 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 is centered from the dot end. The height continuously increased in the direction toward.
  • One green right circularly polarized light reflecting dot 34gR located at the center of the support 32 was cut perpendicularly to the support 32 on the surface including the dot center, and the cross section was observed with a scanning electron microscope. As a result, a bright and dark stripe pattern as shown in FIGS. 2 and 3 was confirmed inside the dot. Further, as shown in FIG. 2 from the cross-sectional view, the dark portion of the dot is formed at the position where the angle ⁇ 1 with respect to the perpendicular (one-dot chain line) of the surface of the support 32 passing through the center of the dot is 30 ° and 60 °. The angles ⁇ 1 and ⁇ 2 formed by the normal direction of the line and the surface of the dot were measured.
  • 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 31 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 selective reflection 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 selective reflection wavelength of 450 nm.
  • the red right circularly polarized dot laminate 31rR and the blue color are the same as the green right circularly polarized dot laminate 31gR except that the prepared cholesteric liquid crystal ink rR and the cholesteric liquid crystal ink bR are used instead of the cholesteric liquid crystal ink gR.
  • a right circularly polarized dot laminate 31bR was produced.
  • a cellulose acetate film was prepared with reference to Examples ([0267] to [0270]) of JP2012-18396A. This is designated as a protective film 01.
  • 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.
  • Liquid crystalline compound having a photopolymerizable group BASF, trade name: PALIOCOLOR LC242
  • polymer surfactant Megafac F780F, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • Dissolved solution 1.11 g was added and stirred for 5 minutes for complete dissolution.
  • 0.023 g of dichroic azo dye G241 manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories Co., Ltd. and 0.005 g of dichroic azo dye G472 manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories Co., Ltd. are added to the obtained solution for 5 minutes.
  • a polarizing film coating solution was prepared by ultrasonic dispersion.
  • UV ultraviolet rays
  • FIG. 1 A transparent screen like this was prepared.
  • the stacking order is the first ⁇ / 4 plate 16, the red right circularly polarized dot stack 31rR, the green right circularly polarized dot stacked body 31gR, the blue right circularly polarized dot stacked body 31bR, the second ⁇ / 4 plate 20 and the polarized light.
  • the order of the film 18 was adopted.
  • the dot stack was stacked so that the dots were on the surface on the first ⁇ / 4 plate 16 side.
  • Example 1 A transparent screen was produced in the same manner as in Example 1 except that the polarizing film 18 was not provided. That is, this transparent screen is a transparent screen comprising a first ⁇ / 4 plate, a reflective layer, and a second ⁇ / 4 plate.
  • the projector used LSPX-P1 (manufactured by SONY) 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 laser projector, and the emitted light is linearly polarized light.
  • FIGS. 9 and 10 ⁇ Evaluation of hot spot (transmission straight light)> As shown in FIGS. 9 and 10, a complete diffuser plate D made of barium sulfate is arranged on the extended line of the light emitted from the projector H and the center of the transparent screen S, and a color luminance meter is viewed from the normal direction of the complete diffuser plate D. The luminance was measured using B (Topcon, BM-5). 9 is a top view and FIG. 10 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. 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(12a)、および、この透明スクリーン(12a)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を提供する。第1のλ/4板(16)と、コレステリック液晶相を固定してなる構造を有し入射光の一部を反射する反射層(30)と、厚さ方向に吸収軸を有する偏光膜(18)と、をこの順に有する。

Description

透明スクリーンおよび画像表示システム
 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。
特開平5-107660号公報
 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。
 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。
 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、第1のλ/4板と、コレステリック液晶相を固定してなる構造を有し入射光の一部を反射する反射層と、厚み方向に吸収軸を有する偏光膜と、をこの順に有することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。
 [1] 第1のλ/4板と、
 コレステリック液晶相を固定してなる構造を有し、入射光の一部を反射する反射層と、
 厚み方向に吸収軸を有する偏光膜と、をこの順に有する透明スクリーン。
 [2] 反射層と偏光膜との間に第2のλ/4板を有する[1]に記載の透明スクリーン。
 [3] 第1のλ/4板の遅相軸と第2のλ/4板の遅相軸とが直交している[2]に記載の透明スクリーン。
 [4] 反射層が、コレステリック液晶相を固定してなる反射ドットを二次元的に配列した構造を有し、
 反射ドットが第1のλ/4板側に凸状である[1]~[3]のいずれかに記載の透明スクリーン。
 [5] 偏光膜が、2色性色素を垂直配向した構造を有する[1]~[4]のいずれかに記載の透明スクリーン。
 [6] [1]~[5]のいずれかに記載の透明スクリーンと、
 透明スクリーンに第1のλ/4板側から光を投影する短焦点プロジェクターと、を有し、
 短焦点プロジェクターが出射する光が直線偏光である画像表示システム。
 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。
本発明の画像表示システムの一例を概念的に示す図である。 本発明の透明スクリーンの作用を説明するための概念図である。 本発明の透明スクリーンの作用を説明するための概念図である。 本発明の透明スクリーンの他の一例を概念的に示す図である。 本発明の透明スクリーンの他の一例を概念的に示す図である。 反射層の他の一例を概念的に示す図である。 反射層の他の一例を概念的に示す図である。 本発明の実施例におけるコレステリック構造の評価方法を説明するための概念図である。 本発明の実施例における評価方法を説明するための概念図である。 本発明の実施例における評価方法を説明するための概念図である。
 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、可視光は、電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、380nm~780nmの波長域の光を示す。非可視光は、380nm未満の波長域または780nmを超える波長域の光である。
 またこれに限定されるものではないが、可視光のうち、420nm~490nmの波長域の光は青色光であり、495nm~570nmの波長域の光は緑色光であり、620nm~750nmの波長域の光は赤色光である。
 本明細書において、再帰反射は、入射した光が入射方向に反射される反射を意味する。
 本明細書において、「ヘイズ」は、日本電色工業株式会社製のヘーズメーターNDH-2000を用いて測定される値を意味する。
 理論上は、ヘイズは、以下式で表される値を意味する。
(380nm~780nmの自然光の散乱透過率)/(380nm~780nmの自然光の散乱透過率+自然光の直透過率)×100%
 散乱透過率は分光光度計と積分球ユニットを用いて、得られる全方位透過率から直透過率を差し引いて算出することができる値である。直透過率は、積分球ユニットを用いて測定した値に基づく場合、0°での透過率である。つまり、ヘイズが低いということは、全透過光量のうち、直透過光量が多いことを意味する。
 屈折率は、波長589.3nmの光に対する屈折率である。
 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))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((Nx+Ny)/2-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(株)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(株)製)にて、干渉フィルタとの組み合わせで測定できる。
 また、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。
 本発明の透明スクリーンは、第1のλ/4板と、
 コレステリック液晶相を固定してなる構造を有し、入射光の一部を反射する反射層と、
 厚み方向に吸収軸を有する偏光膜と、をこの順に有する透明スクリーンである。
 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、
 透明スクリーンに第1のλ/4板側から光を投影する短焦点プロジェクターと、を有し、
 短焦点プロジェクターが出射する光が直線偏光である画像表示システムである。
 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12aと、出射光が直線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12aは、第1のλ/4板16と、反射層30と、第2のλ/4板20と、偏光膜18とをこの順に積層した構成を有する。なお、透明スクリーン12aの構成を明確に示すために、第1のλ/4板16、第2のλ/4板20、および、後述する支持体32には斜線を付し、また、偏光膜18中の吸収軸を太線で模式的に示す。
 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。
 また、図示は省略するが、第1のλ/4板16と反射層30と第2のλ/4板20と偏光膜18とは、いずれも、各層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。貼合層としては、貼り合わせる際には流動性を有し、その後、固体になる、接着剤からなる層でも、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、粘着剤からなる層でも、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、第1のλ/4板16と反射層30と第2のλ/4板20と偏光膜18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。
 <反射層>
 反射層30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反射ドット34と、反射ドット34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。
 <<支持体>>
 反射層30が有する支持体32は、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34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34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380nm~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、5μm~1000μm程度であればよく、好ましくは10μm~250μmであり、より好ましくは15μm~150μmである。
 ここで、後述するが、本発明の透明スクリーンを用いる画像表示システムにおいては、プロジェクターとして出射光が直線偏光の短焦点プロジェクターを用い、λ/4板16で円偏光にした光を、反射層30に入射する。
 従って、この場合には、偏光を維持するために、反射層30の支持体32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は、Re(550)が0nm~20nmであるのが好ましく、0nm~10nmであるのがより好ましい。また、支持体32は、Rth(550)が0nm~50nmであるのが好ましく、0nm~40nmであるのがより好ましい。
 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34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34を形成する際の反射ドット34の形状を調節するための層、支持体32と反射ドット34との接着特性を改善するための層、反射ドット34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34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34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32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、0.01μm~50μmであるのが好ましく、0.05μm~20μmであるのがより好ましい。
 <<反射ドット>>
 反射層30の反射ドット34は、所定の波長域、すなわち、選択反射波長の右円偏光または左円偏光のいずれか一方の光を反射して、それ以外の光を透過するドットである。
 例えば、反射ドット34は、後に詳述する図5の透明スクリーン12cが有する赤色右円偏光反射ドット34rRのように、赤色の波長を選択反射波長として赤色の右円偏光を反射してそれ以外の光を透過するものであってもよいし、緑色右円偏光反射ドット34gRのように、緑色の波長を選択反射波長として緑色の右円偏光を反射してそれ以外の光を透過するものであってもよいし、あるいは、青色右円偏光反射ドット34bRのように、青色の波長を選択反射波長として青色の右円偏光を反射してそれ以外の光を透過するものであってもよい。また、図5に示す例では反射ドットは選択反射波長の右円偏光を反射するものとしたが、これに限定はされず、選択反射波長の左円偏光を反射するものであってもよい。
 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。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。
 反射層30において、反射ドット34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、反射層30における反射ドット34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、反射層30における反射ドット34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34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34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、1mm×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34のピッチは、20μm~500μmが好ましく、20μm~300μmがより好ましく、20μm~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。
 反射層30において、反射ドット34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34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が、説明される反射ドットを含む本発明の透明スクリーンが、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34は、支持体32の主面の法線方向(以下、支持体法線方向とも言う)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。
 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34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34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34が含まれていてもよい。
 反射ドット34は支持体法線方向から見たときの平均直径が10μm~200μmであるのが好ましく、20μm~120μmであるのがより好ましい。
 反射ドット34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34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34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34の形状が円形以外の場合には、この反射ドット34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34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34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34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34の平均最大高さは、1μm~40μmが好ましく、3μm~30μmがより好ましく、5μm~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34は波長選択反射性を有する。
 本発明の透明スクリーンは、基本的に、短焦点プロジェクター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34が選択反射性を示す光は、可視光であるのが好ましく、また、短焦点プロジェクター14から出射される光の波長に従って選択されるのが好ましい。
 例えば、短焦点プロジェクター14から出射される光が緑色である場合には、反射ドット34は、緑色の波長領域を選択反射波長とすればよい。
 前述のように、反射ドット34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34が選択反射性を示す光の波長は、反射ドット34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34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34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。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12aにおいて、反射層30の反射ドット34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5に示す例の透明スクリーン12cにおいては、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はいずれも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の用途に応じて調節され、例えば50nm~500nmであればよく、好ましくは100nm~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34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34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34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34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34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34の表面の位置を、反射ドット34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34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34の表面の全ての位置において、反射ドット34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34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34は、反射ドット34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34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34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34の表面とが成す角度は、反射ドット34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34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34は、断面図において、反射ドット34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34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34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34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34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34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34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34の断面図は、反射ドット34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34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34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34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34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34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34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34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34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34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。
 コレステリック液晶相の螺旋軸が、反射ドット34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。
 <<<反射ドットの作製方法>>>
 反射ドット34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く、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34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34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34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、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[化合物(11)において、X1は2~5(整数)である]
 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。
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 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
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
であり、さらに好ましくは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
である。
 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-、C25COO-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。
 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。
(Ca2a+1)-(Cb2b)-
(Ca2a+1)-(Cb2b)-O-(Cr2r)-
(Ca2a+1)-(Cb2b)-COO-(Cr2r)-
(Ca2a+1)-(Cb2b)-OCO-(Cr2r)-
 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。
(Ca2a+1)-(Cb2b)-O-
(Ca2a+1)-(Cb2b)-COO-
(Ca2a+1)-(Cb2b)-O-(Cr2r)-O-
(Ca2a+1)-(Cb2b)-COO-(Cr2r)-COO-
(Ca2a+1)-(Cb2b)-OCO-(Cr2r)-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。キラル化合物は、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。
 キラル剤の具体例としては以下の式(12)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
式中、Xは2~5(整数)である。
 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、液晶組成物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%であるのがより好ましい。
--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。
--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。
 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、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34を形成する。
 反射ドット34を形成する際には、支持体32上への液晶組成物の塗布は、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34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、10~3000mJ/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250nm~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。
 <<オーバーコート層>>
 反射層30は、反射ドット34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34が形成された面側に設けられていればよく、表面を平坦化しているのが好ましい。
 オーバーコート層36は、特に限定されないが、反射ドット34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34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34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34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34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12a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34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34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34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34の最大高さを考慮して決定すればよく、5μm~100μm程度であればよく、好ましくは10μm~50μmであり、より好ましくは20μm~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。
 <第1のλ/4板および第2のλ/4板>
 反射層30の反射ドット34が形成される側の面(以下、反射層の表面ともいう)には、第1のλ/4板16が積層されている。すなわち、反射ドット34の凸側に第1のλ/4板16が積層されている。また、反射層30の支持体32側の面(以下、反射層の裏面ともいう)には、第2のλ/4板20が積層されている。
 第1のλ/4板16および第2のλ/4板20はいずれも従来公知のλ/4板であり、λ/4板に入射する光が直線偏光の場合には円偏光にして出射し、λ/4板に入射する光が円偏光の場合には直線偏光にして出射する。
 後述するように、本発明の透明スクリーンは、直線偏光を出射する短焦点プロジェクターと好適に組み合わされるので、短焦点プロジェクターからの光を投影される側(表面側)に配置される第1のλ/4板16は、入射する直線偏光を円偏光にして円偏光を反射層30に入射させる。また、反射層30の裏面側に配置される第2のλ/4板20は、反射層30を透過した円偏光を直線偏光にして後述する偏光膜18に入射させる。
 第1のλ/4板16は、出射光が反射層30の反射ドット34が反射する方向の円偏光になるように遅相軸を合わせて配置される。
 第2のλ/4板20は、反射層30を透過した円偏光が直線偏光になるように遅相軸を合わせて配置される。また、第2のλ/4板20は、透明スクリーン12aに垂直な方向から見た際に、第2のλ/4板20から出射される光の偏光方向が、後述する偏光膜18の吸収軸に平行な方向となるように配置される。
 また、第1のλ/4板16と第2のλ/4板20とは、第1のλ/4板16の遅相軸と第2のλ/4板20の遅相軸とが平行、もしくは、直交するように配置するが、直交するように配置されるのが好ましい。
 第1のλ/4板16と第2のλ/4板20とそれらの遅相軸が平行または直交するように配置することで、第1のλ/4板16により円偏光にされた光を第2のλ/4板20で直線偏光にできる。ここで、平行に配置した場合には、第1のλ/4板16に入射する前の直線偏光を90°回転した直線偏光となり、また、波長分散の影響で、例えば、550nmの光はぴったり直線偏光に戻っても、他の波長は楕円偏光になるため、色味の変化が生じる。一方、垂直に配置した場合には、第1のλ/4板16に入射する前の直線偏光と同じ方向の直線偏光となり、また、波長分散をキャンセルできるため、色味の変化を好適に抑制できる。
 第1のλ/4板16および第2のλ/4板20は、配置が異なる以外は同様の構成を有するので、以下の説明ではまとめて、λ/4板として説明する。
 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、115nm~165nmが好ましく、120nm~150nmがより好ましく、125nm~145nmがさらに好ましい。なお、λ/4板が、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、本発明の透明スクリーンにおいては、λ/4板は、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-50nm~50nmであるのが好ましく、-30nm~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。
 <偏光膜>
 偏光膜18は、第2のλ/4板20の反射層30側とは反対側の面に積層されるものであり、反射層30および第2のλ/4板20を透過した光の一部を遮光する層である。具体的には、偏光膜18は、偏光膜18の膜面に対して小さい入射角で、すなわち、略垂直に入射する光は透過し、大きな入射角で入射する光は遮光することで、透明スクリーン12aを透過した透過光によるホットスポットを低減するものである。
 偏光膜18は、その厚み方向に吸収軸を有する膜である。言い換えれば、偏光膜18は、膜表面の法線方向と平行な吸収軸を有する膜である。
 偏光膜18に垂直方向から光が入射すると、光の進行方向が偏光膜18の吸収軸と交差しないので、光は吸収されずに透過する。
 一方、偏光膜18に斜め方向から光が入射すると、光が吸収軸と交差する方向に進行するので、吸収軸に平行な方向の偏光成分は吸収され、吸収軸に直交する方向の偏光成分は透過される。これにより、偏光膜18は光の一部を遮光する。
 偏光膜18の吸収軸は、偏光膜面に対し略垂直に配向している。このように吸収軸を偏光膜の主面(最大面 以下、偏光膜面ともいう)に対し略垂直に配向させることによって、正面からは透過率が高い膜であるが、斜めに視点を傾けるほど縦波光を吸収するようになるので透過率が低い膜となる。
 また、「略垂直方向」とは、吸収軸が、偏光膜面に対し80°~90°の角度に配向していることを意味し、85°~90°に配向していることが好ましく、垂直(90°)に配向していることがより好ましい。吸収軸の偏光膜面に対する角度が80°未満であると、正面からの透過率が低くなってしまうことがある。
 ここで、吸収軸が偏光膜面に対し略垂直方向に配向していることは、例えば、偏光膜の断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察することにより確認することができる。
 偏光膜18は、その吸収軸が厚み方向に有していれば、その構成は特に制限されない。なかでも、複屈折性材料(複屈折性を有する材料)が含まれ、その複屈折性材料が所定の方向に配向されてなる偏光膜18が好ましい。より具体的には、例えば、複屈折性材料として後述する2色性色素が用いられる場合は、2色性色素の長軸が偏光膜18の厚み方向と平行になるように配置される。
 複屈折性材料としては、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、無機粒子、2色性色素、異方性金属ナノ粒子、カーボンナノチューブ、金属錯体などが挙げられる。これらの中でも、2色性色素、異方性金属ナノ粒子、カーボンナノチューブ、が特に好ましい。
 -2色性色素-
 2色性色素としては、例えば、アゾ系色素、アントラキノン系色素などが挙げられる。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。
 本発明において、2色性色素とは、光を吸収する機能を有する化合物と定義される。2色性色素としては、吸収極大及び吸収帯については、いかなるものであってもよいが、イエロー域(Y)、マゼンタ域(M)、あるいはシアン域(C)に吸収極大を有する場合が好ましい。また、2色性色素は2種類以上を用いてもよく、Y、M、Cに吸収極大を有する2色性色素の混合物を用いるのが好ましく、可視域(400nm~750nm)の範囲を全て吸収するように2色性色素を混合して用いるのがより好ましい。ここで、イエロー域とは420nm~490nmの範囲、マゼンタ域とは495nm~570nmの範囲、シアン域とは620nm~750nmの範囲である。
 ここで、2色性色素に用いられる発色団について説明する。2色性色素の発色団としては、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、例えば、アゾ色素、アントラキノン色素、ペリレン色素、メロシアニン色素、アゾメチン色素、フタロペリレン色素、インジゴ色素、アズレン色素、ジオキサジン色素、ポリチオフェン色素、フェノキサジン色素などが挙げられる。これらの中でも、アゾ色素、アントラキノン色素、フェノキサジン色素が好ましく、アントラキノン色素、フェノキサゾン色素(フェノキサジン-3-オン)がより好ましい。
 なお、上記色素の具体例としては、特開2008-275976号公報の段落0022~段落0075に記載の色素が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 -異方性金属ナノ粒子-
 異方性金属ナノ粒子は、数nm~100nmのナノサイズの棒状金属微粒子である。棒状金属微粒子とは、アスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)が1.5以上である粒子を意味する。
 このような異方性金属ナノ粒子は、表面プラズモン共鳴を示し、紫外~赤外領域に吸収を示す。例えば短軸長さが1nm~50nm、長軸長さが10nm~1,000nm、アスペクト比が1.5以上の異方性金属ナノ粒子は、短軸方向と、長軸方向とで吸収位置を変えることができるので、このような異方性金属ナノ粒子を膜の水平面に対し斜め方向に配向させた偏光膜は、異方性吸収膜となる。
 -カーボンナノチューブ-
 カーボンナノチューブは、繊維径が1nm~1,000nm、長さが0.1μm~1,000μm、アスペクト比が100~10,000の細長いチューブ状の炭素である。カーボンナノチューブの作製方法としては、例えばアーク放電法、レーザー蒸発法、熱CVD法、プラズマCVD法などが知られている。アーク放電法及びレーザー蒸発法により得られるカーボンナノチューブには、グラフェンシートが一層のみの単層カーボンナノチューブ(SWNT:Single Wall Nanotube)と、複数のグラフェンシートからなる多層カーボンナノチューブ(MWNT:Maluti Wall Nanotube)とが存在する。
 また、熱CVD法及びプラズマCVD法では、主としてMWNTが作製できる。SWNTは、炭素原子同士がSP2結合と呼ばれる最も強い結合により6角形状につながったグラフェンシート一枚が筒状に巻かれた構造を有する。
 偏光膜における複屈折性材料の含有量は、0.1質量%~90.0質量%が好ましく、1.0質量%~30.0質量%がより好ましい。複屈折性材料の含有量が、0.1質量%以上であると、十分な偏光性を得ることができる。一方、90質量%以下であると、偏光膜の成膜を支障なく行うことができ、偏光膜の透過率を維持することができる。
 偏光膜は、複屈折性材料以外にも偏光膜の形成方法(配向方法)に応じて、分散剤、溶媒、バインダー樹脂等のその他の成分を含有してなる。
 <<偏光膜の製造方法>>
 偏光膜の製造方法としては、基材面(偏光膜面)に対し吸収軸が略垂直方向となるようにできれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)液晶配向場における金属ナノロッド析出法、(2)ゲスト-ホスト液晶法、(3)陽極酸化アルミナ法、などが挙げられる。これらの中でも、ゲスト-ホスト液晶法が特に好ましい。
 上記方法は、特開2008-275976号公報の段落0087~段落0108に記載の方法が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 偏光膜の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1μm~10μmが好ましく、0.3μm~3μmがより好ましい。
 本発明の画像表示システム10は、このような第1のλ/4板16、反射層30、第2のλ/4板20および偏光膜18を積層してなる透明スクリーン12aと、短焦点プロジェクター14とを有する。
 短焦点プロジェクター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12aに投影することにより、透明スクリーン12aに画像を表示させる、公知の短焦点プロジェクターである。
 ここで、本発明の画像表示システム10では、短焦点プロジェクター14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、短焦点プロジェクター14の出射光が直線偏光であり、透明スクリーン12aは、短焦点プロジェクター14の出射光の直線偏光を円偏光にする第1のλ/4板16と、右あるいは左の円偏光を反射する反射層30とを有する構成である。
 短焦点プロジェクター14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。
 また、短焦点プロジェクターとは、透明スクリーンに投影する光の入射角(透明スクリーンの投影面の法線に対する角度)が大きく、プロジェクターから透明スクリーンまでの距離(焦点距離)が短いものである。
 また、本発明の画像表示システム10は、反射層30の反射ドット34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。
 なお、以下の説明においては、短焦点プロジェクター14を単にプロジェクター14ともいう。
 本発明において、短焦点プロジェクターとは、透明スクリーン12aの法線に対して、プロジェクターからの出射光の入射角度が30°~70°となるように、配置されるものである。
 本発明の画像表示システム10においては、透明スクリーン12a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40°~60°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。
 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14は、出射光を透明スクリーン12aに対してP波とし、かつ、透明スクリーン12a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12a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12a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、プロジェクターのように、透明スクリーンの下方(または、上方)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、プロジェクター側から、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12aの法線に対するプロジェクター14の入射角度を30°~70°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。また、フロント投影形とすることにより、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、小型化できる。
 また、プロジェクター14は、透明スクリーン12aの反射ドット34の選択反射波長の光を出射するものである。したがって、図1に示す画像表示システム10においては、透明スクリーン12aは1種類の反射ドット34を有するものであるので、モノクロの画像表示を行う。
 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12a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。
 プロジェクター14から出射された画像を担持する直線偏光の光は、まず、第1のλ/4板16によって、円偏光にされる。
 第1のλ/4板16によって円偏光にされた光は、反射層30に入射する。
 反射層30に入射した円偏光の光は、選択反射波長の円偏光のみが反射ドット34によって反射され、選択反射波長以外の光、および、反射ドット34以外の部分に入射した光は、反射層30を通過する。
 この反射ドット34によって反射された選択反射波長の円偏光の光によって、透明スクリーン12aに画像が表示(投影)される。
 反射層30を通過した円偏光は、次いで、第2のλ/4板20に入射する。
 第2のλ/4板20に入射した円偏光の光は直線偏光にされて偏光膜18に入射する。
 ここで、前述のとおり、偏光膜18は、吸収軸を厚さ方向に有する。したがって、偏光膜18は、偏光膜18の膜面に対して小さい入射角で入射する光(略垂直に入射する光)は透過し、大きな入射角で入射する光は遮光する。これにより、透明スクリーン12aを透過した透過光によるホットスポットを低減する。
 前述のように、透明スクリーンにおいては、反射層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、反射層によって画像を表示する透明スクリーンの場合には、反射層を通過した光は、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とは逆側の面(裏面)から観察される。
 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出射光の直進方向から見た場合に、プロジェクターの光源が観察され、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、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。
 これに対して、本発明の透明スクリーン12aは、反射層30の裏面側に、吸収軸が膜面に対し略垂直である偏光膜18を有する。
 そのため、反射層30を透過し第2のλ/4板20により直線偏光にされた光のうち、偏光膜18の膜面に略垂直に入射する光は、その進行方向が偏光膜18の吸収軸に平行であるので吸収されずに偏光膜18を透過する。一方、偏光膜18の膜面に斜めに入射する光は、その進行方向が偏光膜18の吸収軸と交差し、また、前述のとおり、この入射する光は、偏光膜18の吸収軸に平行な方向に偏光された直線偏光であるので偏光膜18に吸収される。これにより、正面の透過率は高くなり、斜めになるほど透過率が低くなる。
 したがって、このような透明スクリーン12aを、透明スクリーン12aに対する光の入射角が大きい短焦点プロジェクター14と組み合わせることにより、短焦点プロジェクター14からの出射光の直進方向、すなわち、透明スクリーン12aの斜め方向の、透明スクリーン12aの裏面側に生じるホットスポットを大幅に抑制することができる。
 また、前述のとおり、本発明の透明スクリーンの反射層は、コレステリック液晶相を固定してなる構造を有し、選択反射波長域の光を反射するものである。すなわち、反射層は、可視光の全波長域を反射する訳ではなく、光を反射しない波長帯域もある。そのため、良好な透明性も確保できる。さらに、反射層のコレステリック液晶相を固定してなる構造は、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、本発明においては、好ましくは、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、さらに好ましくは、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12aに画像を表示する。
 そのため、透明スクリーン12a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14を透明スクリーン12aに近接して配置して、透明スクリーン12aの法線に対して大きな角度で投影光を透明スクリーン12a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。
 ここで、プロジェクター14から出射して透明スクリーン12aに入射する光を、透明スクリーン12aに対してP波とし、かつ、プロジェクター14から透明スクリーン12aへの光の入射角度を、透明スクリーン12aの法線に対して56°±10°とするのが好ましい。
 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、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場合のみならず、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場合がある。
 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14から出射して透明スクリーン12aに入射する光を、透明スクリーン12aに対してP波とし、かつ、プロジェクター14からの光の入射角度すなわちプロジェクター14の光軸を、透明スクリーン12aの法線に対して56°±10°とすることにより、プロジェクター14からの光が透明スクリーン12a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14から出射する直線偏光を透明スクリーン12aに対してP波とする方法は、プロジェクター14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。
 ここで、図1に示す透明スクリーン12aにおいては、反射層30と偏光膜18との間に、第2のλ/4板20を有する構成としたがこれに限定はされない。
 図4に、本発明の透明スクリーンの他の一例の概念図を示す。
 図4に示す透明スクリーン12bは、第1のλ/4板16と、反射層30と、偏光膜18とをこの順に積層した構成を有する。すなわち、反射層30の支持体32側に偏光膜18が積層されている。
 なお、図4に示す透明スクリーン12bは、第2のλ/4板20を有さない以外は、図1に示す透明スクリーン12aと同様の構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付して示す。
 このような透明スクリーン12bに斜め方向から、短焦点プロジェクター14の光を投影すると、プロジェクター14から出射された画像を担持する直線偏光の光は、まず、第1のλ/4板16によって、円偏光にされる。
 第1のλ/4板16によって円偏光にされた光は、反射層30に入射する。
 反射層30に入射した円偏光の光は、選択反射波長の円偏光のみが反射ドット34によって反射され、選択反射波長以外の光、および、反射ドット34以外の部分に入射した光は、反射層30を通過する。
 この反射ドット34によって反射された選択反射波長の円偏光の光によって、透明スクリーン12aに画像が表示(投影)される。
 反射層30を通過した円偏光は、次いで、偏光膜18に入射する。
 偏光膜18は、入射した光のうち偏光膜18の膜面に対して小さい入射角で(略垂直な方向から)入射する光は透過し、大きな入射角で(斜め方向から)入射する光は遮光する。その際、入射する光は円偏光であるので、その一部が偏光膜18に吸収され残りの一部は透過する。すなわち、偏光膜18に斜め方向から入射する光のうち、偏光膜18の吸収軸に平行な方向の偏光成分は吸収される。
 したがって、短焦点プロジェクター14から出射され、透明スクリーン12bに斜め方向から入射する光の直進方向の、透明スクリーン12bの裏面側に生じるホットスポットの光量を低減することができる。
 また、図1に示す透明スクリーンにおいては、反射層30は、反射ドットを2次元的に配列した層を1層有する構成としたがこれに限定はされず、反射ドットを2次元的に配列した層を複数層有する構成としてもよい。
 図5に、本発明の透明スクリーンの他の一例の概念図を示す。
 図5に示す透明スクリーン12cは、第1のλ/4板16、青色右円偏光ドット積層体31bRと緑色右円偏光ドット積層体31gRと赤色右円偏光ドット積層体31rRとを有する反射層30b、第2のλ/4板20、および、偏光膜18をこの順に積層した構成を有する。
 なお、図5に示す透明スクリーン12cは、反射層30に代えて反射層30bを有する以外は、図1に示す透明スクリーン12aと同様の構成を有するので、同じ部位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。
 反射層30bは、青色右円偏光ドット積層体31bRと緑色右円偏光ドット積層体31gRと赤色右円偏光ドット積層体31rRとを積層してなる層である。
 赤色右円偏光ドット積層体31rR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31gR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31bR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。
 赤色右円偏光反射ドット34rRは、赤色の波長を選択反射波長として赤色の右円偏光を反射してそれ以外の光を透過する反射ドットである。
 緑色右円偏光反射ドット34gRは、緑色の波長を選択反射波長として緑色の右円偏光を反射してそれ以外の光を透過する反射ドットである。
 青色右円偏光反射ドット34bRは、青色の波長を選択反射波長として青色の右円偏光を反射してそれ以外の光を透過する反射ドットである。
 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。
 このように、赤色光を反射する反射ドット、緑色光を反射する反射ドット、および青色光を反射する反射ドットを形成することで、透明スクリーンに入射される光の赤色光、緑色光および青色光を反射することができ、透明スクリーンに投影される映像をカラー表示することができる。またプロジェクターから出射される光が赤色光であっても緑色光であっても青色光であっても利用可能である。
 以下、透明スクリーン12cの作用を説明する。
 透明スクリーン12cにプロジェクター14から出射された画像を担持する直線偏光の光が投影されると、まず、第1のλ/4板16によって、右円偏光にされる。
 第1のλ/4板16によって右円偏光にされた光は、反射層30bに入射する。
 反射層30b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31bR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31bRを通過する。
 青色右円偏光ドット積層体31bRを通過した光は、次いで、緑色右円偏光ドット積層体31gRに入射する。
 緑色右円偏光ドット積層体31gR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31gRを通過する。
 緑色右円偏光ドット積層体31gRを通過した光は、次いで、赤色右円偏光ドット積層体31rRに入射する。
 赤色右円偏光ドット積層体31rR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31rRを通過して、反射層30b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12cに画像が表示(投影)される。
 反射層30bを通過した右円偏光は、次いで、第2のλ/4板20に入射する。
 第2のλ/4板20に入射した円偏光の光は、直線偏光にされて偏光膜18に入射する。
 偏光膜18は、偏光膜18の膜面に対して小さい入射角で入射する光(略垂直に入射する光)は透過し、大きな入射角で入射する光は遮光する。これにより、透明スクリーン12cを透過した透過光によるホットスポットを低減する。
 以上のように、本例においても、反射層30bを通過した、表示に供されなかった光は、偏光膜18によって吸収されるので、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、反射層30b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と青色光との間や、可視光の長波長および短波長の領域では、光を反射しない波長帯域も有る。そのため、透明スクリーン12cは、良好な透明性も確保できる。
 なお、図5に示す例のように、反射層を複数のドット積層体(赤色右円偏光ドット積層体31rR、緑色右円偏光ドット積層体31gRおよび青色右円偏光ドット積層体31bR)を積層した構成とする場合には、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もよいし、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もよい。
 また、図1に示す例では、各反射ドット34はそれぞれ、1つの波長域の光を反射する構成としたが、これに限定はされず、1つの反射ドットが、複数の波長域の光を反射する構成としてもよい。すなわち、1つのドット内に互いに異なる波長域の光を反射する領域を2以上有するドットを含む構成としてもよい。
 図6に反射層の他の一例の概略図を示す。
 図6に示す反射層30Tは、複数のドットとして、1つのドット内に、赤色光の右円偏光を反射する赤色右円偏光反射領域35rRと、緑色光の右円偏光を反射する緑色右円偏光反射領域35gRと、青色光の右円偏光を反射する青色右円偏光反射領域35bRとを有する三色反射ドット34Tを支持体32上に2次元的に配列してなる構成を有する。
 具体的には、三色反射ドット34Tは、支持体32側の、半球状に形成された赤色右円偏光反射領域35rRと、赤色右円偏光反射領域35rRの表面に積層された緑色右円偏光反射領域35gRと、緑色右円偏光反射領域35gRの表面に積層された青色右円偏光反射領域35bRとの3層を支持体32の法線方向に積層した構成を有する。
 このような三色反射ドット34Tは、赤色光を反射する層、緑色光を反射する層および青色光を反射する層を有するので、1つのドットで、入射した光の赤色光、緑色光および青色光を反射することができる。
 なお、図6に示す例では、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ反射する3層を有する構成としたが、これに限定はされず、互いに異なる波長域の光を反射する2層からなるものであってもよく、あるいは、4層以上からなるものであってもよい。
 また、図6に示す例では、三色反射ドット34Tは、支持体32側から赤色右円偏光反射領域35rR、緑色右円偏光反射領域35gRおよび青色右円偏光反射領域35bRの順に積層する構成としたがこれに限定はされず、各層の積層順はどのような順番であってもよい。
 また、図1に示す例においては、1つドット積層体における反射ドット34は、全ての反射ドット34が同じ波長域の光を反射するものとしたが、これに限定はされず、互いに異なる波長域の光を反射するドットを2種以上含む構成としてもよい。
 例えば、図7に示す反射層30Pのように、同じ層内に赤色光の右円偏光を反射する赤色右円偏光反射ドット34rRと、緑色光の右円偏光を反射する緑色右円偏光反射ドット34gRと、青色光の右円偏光を反射する青色右円偏光反射ドット34bRとを複数、2次元的に配列した構成を有する構成としてもよい。
 なお、図7に示す例では、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ反射する反射ドットを含む構成としたが、これに限定はされず、互いに異なる波長域の光を反射する2種の反射ドットを有するものであってもよく、あるいは、4種以上の反射ドットを有するものであってもよい。
 また、互いに異なる波長域の光を反射するドットを2種以上有する場合には、ドットの配列には特に限定はなく、例えば、交互に配列してもよいし、あるいは、ランダムに配列してもよい。
 前述のように、本発明において、出射光が直線偏光であるプロジェクター14を用いる。ここで、プロジェクター14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。
 また、プロジェクター14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、反射層の反射ドット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(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、反射層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14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、反射ドットを構成する液晶化合物のΔnは、0.02~0.1であるのが好ましく、0.04~0.06であるのがより好ましい。
 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14を用いて、直線偏光の光を第1のλ/4板16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)を反射する反射層を有する透明スクリーンを用いる本発明の画像表示システムにおいて、プロジェクターとして、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第1のλ/4板16に入射してもよい。
 また、図1に示す例では、反射層は、コレステリック液晶相を固定してなる反射ドットを二次元的に配列した構成を有するものとしたが、これに限定はされず、コレステリック液晶相を固定してなる一様な層を有する構成とし、選択反射波長の一方向の円偏光を反射して、それ以外の光を透過するものとしてもよい。すなわち、反射層を、全面的に均一な層(膜)、いわゆるベタ層(ベタ膜)を有する構成としてもよい。
 これらのベタ膜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、これらのベタ膜は、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、各ベタ膜を形成して作製すればよい。
 また、反射層は、コレステリック液晶相を固定してなるベタ膜を1層有する構成であっても2層以上有する構成であってもよい。ベタ膜を2層以上有する構成の場合には、各ベタ膜の選択反射波長は異なるものであってもよいし同じであってもよい。
 また、反射層は、コレステリック液晶相を固定してなる反射ドットを二次元的に配列した層(ドット積層体)とコレステリック液晶相を固定してなるベタ膜とをそれぞれ1層以上有する構成であってもよい。
 反射ドットとベタ膜を有する構成の場合には、反射ドットを支持体に形成するのではなく、コレステリック液晶相を固定してなるベタ膜の表面に、二次元的に配列して反射ドットを形成してもよい。
 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
棒状液晶化合物の混合物A
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 数値は質量%である。また、Rは酸素で結合する基である。
化合物A
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 支持体32として、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。
  <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
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
界面活性剤
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 コレステリック液晶インク液gRは、選択反射波長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。
  <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、1mm×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
化合物L
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 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31gR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、選択反射波長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、選択反射波長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。
  <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およびコレステリック液晶インク液bRを用いた以外は、緑色右円偏光ドット積層体31gR同様にして、赤色右円偏光ドット積層体31rRおよび青色右円偏光ドット積層体31bRを作製した。
  <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
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
  <λ/4板の作製>
 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。
 このようにして作製した2枚のλ/4板をそれぞれ第1のλ/4板16および第2のλ/4板20として用いた。
  <偏光膜の作製>
 光重合性基を有する液晶化合物(BASF社製、商品名:PALIOCOLOR LC242)3.04g、高分子界面活性剤(メガファックF780F、大日本インキ化学工業株式会社製)0.1gをメチルエチルケトン(MEK)5.07gに溶解した液晶溶液に、開始剤溶液〔イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.90g、及びカヤキュアDETX(日本化薬株式会社製)0.30gをメチルエチルケトン(MEK)8.80gに溶解した溶液〕1.11gを添加し、5分間攪拌することにより完全に溶解させた。
 次に、得られた溶液に、株式会社林原生物化学研究所製2色性アゾ色素G241を0.023g、株式会社林原生物化学研究所製2色性アゾ色素G472を0.005g加えて5分間超音波分散することにより、偏光膜塗布液を調製した。
 次に、第2のλ/4板の光学異方性層を形成していない保護フィルム01上に、回転数500rpm、15秒間の条件で10質量%のポリビニルアルコール(PVA、商品名:MP203、株式会社クラレ製)水溶液をスピンコートして乾燥させ、PVA垂直配向膜を形成した。
 次に、そのPVA垂直配向膜上に、上記偏光膜塗布液を回転数1,000rpm、20秒間の条件でスピンコートし、90℃に設定された恒温槽の中で2分間加熱した後、加熱した状態で紫外線(UV)照射(水銀キセノンランプ、200W、73mJ/cm)することにより、PVA垂直配向膜表面で、硬化性液晶分子とともに2色性色素が垂直配向した偏光膜を、λ/4板上に作製した。
  <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、作製した各ドット積層体、第1のλ/4板および偏光膜が形成された第2のλ/4板を貼り合わせて、図5に示すような透明スクリーンを作製した。
 積層順は、第1のλ/4板16、赤色右円偏光ドット積層体31rR、緑色右円偏光ドット積層体31gR、青色右円偏光ドット積層体31bR、第2のλ/4板20および偏光膜18の順番とした。また、ドット積層体は、ドットが第1のλ/4板16側の面となるように積層した。
 [比較例1]
 偏光膜18を有さない以外は、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、第1のλ/4板、反射層、第2のλ/4板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、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>
 図9および図10に示されるように、プロジェクターH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9は上面図、図10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。
 以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
 10 画像表示システム
 12a~12c 透明スクリーン
 14 短焦点プロシェクター
 16 第1のλ/4板
 18偏光膜
 20 第2のλ/4板
 30 反射層
 30T 三色右円偏光反射層
 30P 三色右円偏光反射層
 31rR 赤色右円偏光ドット積層体
 31gR 緑色右円偏光ドット積層体
 31bR 青色右円偏光ドット積層体
 32 支持体
 34 反射ドット
 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
 34T 三色反射ドット
 35rR 赤色右円偏光反射領域
 35gR 緑色右円偏光反射領域
 35bR 青色右円偏光反射領域
 36 オーバーコート層

Claims (6)

  1.  第1のλ/4板と、
     コレステリック液晶相を固定してなる構造を有し、入射光の一部を反射する反射層と、
     厚み方向に吸収軸を有する偏光膜と、をこの順に有する透明スクリーン。
  2.  前記反射層と前記偏光膜との間に第2のλ/4板を有する請求項1に記載の透明スクリーン。
  3.  前記第1のλ/4板の遅相軸と前記第2のλ/4板の遅相軸とが直交している請求項2に記載の透明スクリーン。
  4.  前記反射層が、コレステリック液晶相を固定してなる反射ドットを二次元的に配列した構造を有し、
     前記反射ドットが前記第1のλ/4板側に凸状である請求項1~3のいずれか一項に記載の透明スクリーン。
  5.  前記偏光膜が、2色性色素を垂直配向した構造を有する請求項1~4のいずれか一項に記載の透明スクリーン。
  6.  請求項1~5のいずれか一項に記載の透明スクリーンと、
     前記透明スクリーンに前記第1のλ/4板側から光を投影する短焦点プロジェクターと、を有し、
     前記短焦点プロジェクターが出射する光が直線偏光である画像表示システム。
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