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技術 投影スクリーン

出願人 大日本印刷株式会社
発明者 梅谷雅規
出願日 2003年8月8日 (17年3ヶ月経過) 出願番号 2003-290163
公開日 2005年3月10日 (15年8ヶ月経過) 公開番号 2005-062329
状態 拒絶査定
技術分野 OHP及び映写スクリーン
主要キーワード 最大反射強度 微細構造面 密着性向上層 偏光材 短ピッチ 緑色偏光 耐熱変形 BEF
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年3月10日)のものです。
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課題

例えば、明るい環境のもとでも使用可能であり、かつ明度が高く、帯電を防止することが可能な投影スクリーンの提供が望まれている。

解決手段

本発明は、基板と、上記基板上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に反射する選択反射機能と、上記特定の偏光成分の光を拡散して反射する拡散反射機能とを有する偏光選択反射層とを有し、投影機から照射された映像光を反射して映像を表示する投影スクリーンであって、上記投影スクリーンの表面側または裏面側の少なくとも一方に、投影スクリーンの帯電を防止する帯電防止層が設けられていることを特徴とする投影スクリーンを提供することにより上記課題を解決する。

概要

背景

従来より、業務用や家庭用として、投影機から光を投影スクリーン投影し、画像等を投影するプロジェクションシステムが用いられている。

このようなプロジェクションシステムに用いられる投影スクリーンとしては通常、透明媒体に保持された透明または半透明多孔質微粒子と、その背後に配置された反射材料とを有するものである。具体的には、従来の投影システムでは、投影スクリーン上に投射される投影機からの投射光映像光)の強度差によって映像濃淡が作り出されており、例えば、黒地に白の絵を映し出すような場合には、投射光が投影スクリーンに当たる部分が白、それ以外の部分が黒となり、このような白黒の明るさの差により映像の濃淡が作り出されている。この場合、良好な映像表示を実現するためには、白表示の部分をより明るくし、黒表示の部分をより暗くして、コントラスト差を大きくする必要がある。

しかしながら、上述した従来の投影スクリーンでは、外光照明光などの環境光を映像光との区別なく反射してしまうので、白表示の部分及び黒表示の部分の両方が明るくなり、白黒の明るさの差が小さくなってしまう。このため、上述した従来の投影スクリーンでは、部屋を暗くするための手段や環境などを用いて外光や照明光などの環境光の影響を抑えない限り、良好な映像表示を実現することが困難であるという問題があった。

そこで、このような問題を解決するために、コレステリック液晶を用いて外光等の反射を抑える投影スクリーン(特許文献1参照)も提案されている。しかしながら、コレステリック液晶の表面は、鏡面であるため、投影された光を鏡面反射してしまうことから、実用化には至っていない。

また、他の方法として特許文献2には、拡散性を有する多層反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、多層反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、多層反射性偏光材を構成する屈折率の異なる材料の界面反射、又は、多層反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により、反射光散乱効果を与えるものが記載されている。また、コレステリック反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、この反射性偏光要素と拡散要素とを組み合わせて用い、コレステリック反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、コレステリック反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものも記載されている。

しかしながら、上記特許文献2に記載された前者のものは、あくまでも多層反射性偏光材などの直線偏光要素(スリエム社製のDBEFなど)を前提とするものであるので、投影システムなどでに組み込んで用いる際には、直線偏光を出射する液晶プロジェクターなどの投影機との間で偏光面を一致させる必要があり、両者の偏光面が一致しない場合には良好な映像表示を実現することができないという問題があった。

また、上記特許文献2に記載された後者のものでは、反射性偏光要素としてコレステリック反射性偏光材などの円偏光要素が用いられているものの、反射性偏光要素の観察者側に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものであるので、反射性偏光要素により与えられる偏光分離機能が損なわれてしまい、映像の視認性を十分に向上させることができないという問題があった。

すなわち、反射性偏光要素の観察者側に拡散要素が設けられているので、反射性偏光要素に入射する前に光が拡散要素を透過し、その偏光状態が乱されてしまう(これを「消偏」という)。ここで、拡散要素を透過する光には環境光(外光など)と映像光の2種類があるが、環境光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来透過されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射される成分に変換されてしまい、不要な光として反射性偏光要素で反射されてしまう。また、映像光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来反射されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射されない成分に変換されてしまい、反射性偏光要素を透過してしまう。このような2つの現象により、本来の偏光分離機能が損なわれてしまい、映像の視認性を十分に向上させることができないという問題があった。

また、投影スクリーンは、例えば、静電気等の影響から表面が帯電する場合があり、このように帯電した投影スクリーンは、ごみおよびほこり等が付着しやすくなるため、投影スクリーンの帯電を防止する必要があった。

特開平5−107660号公報

特表2002−540445号公報

概要

例えば、明るい環境のもとでも使用可能であり、かつ明度が高く、帯電を防止することが可能な投影スクリーンの提供が望まれている。 本発明は、基板と、上記基板上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に反射する選択反射機能と、上記特定の偏光成分の光を拡散して反射する拡散反射機能とを有する偏光選択反射層とを有し、投影機から照射された映像光を反射して映像を表示する投影スクリーンであって、上記投影スクリーンの表面側または裏面側の少なくとも一方に、投影スクリーンの帯電を防止する帯電防止層が設けられていることを特徴とする投影スクリーンを提供することにより上記課題を解決する。

目的

以上のことから、明るい環境のもとでも使用可能であり、かつ明度が高く、帯電を防止することが可能な投影スクリーンの提供が望まれている。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

基板と、前記基板上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に反射する選択反射機能と、前記特定の偏光成分の光を拡散して反射する拡散反射機能とを有する偏光選択反射層とを有し、投影機から照射された映像光を反射して映像を表示する投影スクリーンであって、前記投影スクリーンの表面側または裏面側の少なくとも一方に、投影スクリーンの帯電を防止する帯電防止層が設けられていることを特徴とする投影スクリーン。

請求項2

前記帯電防止層の表面抵抗は、1×1011Ω/□以下であることを特徴とする請求項1に記載の投影スクリーン。

請求項3

前記特定の偏光成分の光は、右円偏光または左円偏光であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の投影スクリーン。

請求項4

前記特定の偏光成分の光は、片方直線偏光であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の投影スクリーン。

請求項5

前記偏光選択反射層が、前記選択反射機能を有する選択反射層と、前記拡散反射機能を有する拡散層とを有する層であることを特徴とする請求項1から請求項4でのいずれかの請求項に記載の投影スクリーン。

請求項6

前記偏光選択反射層が、1つの層の中に、前記選択反射機能と、前記拡散反射機能とを有することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の投影スクリーン。

請求項7

前記偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造を有し、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、前記コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されていることを特徴とする請求項6に記載の投影スクリーン。

請求項8

前記偏光選択反射層は、前記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域の一部のみであることを特徴とする請求項7に記載の投影スクリーン。

請求項9

前記偏光選択反射層は、当該偏光選択反射層に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が430〜460nm、540〜570nmおよび580〜620nmの範囲に存在する光を選択的に反射することを特徴とする請求項8に記載の投影スクリーン。

請求項10

前記帯電防止層は、前記投影スクリーンのぎらつきを防止する防眩機能を有することを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれかの請求項に記載の投影スクリーン。

請求項11

前記帯電防止層は、紫外線を吸収する紫外線吸収機能を有することを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれかの請求項に記載の投影スクリーン。

請求項12

前記帯電防止層は、前記投影スクリーンの表面を保護するハードコート機能を有することを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれかの請求項に記載の投影スクリーン。

技術分野

0001

本発明は、例えば、投影機による投影等に用いられる投影スクリーンに関するものである。

背景技術

0002

従来より、業務用や家庭用として、投影機から光を投影スクリーンに投影し、画像等を投影するプロジェクションシステムが用いられている。

0003

このようなプロジェクションシステムに用いられる投影スクリーンとしては通常、透明媒体に保持された透明または半透明多孔質微粒子と、その背後に配置された反射材料とを有するものである。具体的には、従来の投影システムでは、投影スクリーン上に投射される投影機からの投射光映像光)の強度差によって映像濃淡が作り出されており、例えば、黒地に白の絵を映し出すような場合には、投射光が投影スクリーンに当たる部分が白、それ以外の部分が黒となり、このような白黒の明るさの差により映像の濃淡が作り出されている。この場合、良好な映像表示を実現するためには、白表示の部分をより明るくし、黒表示の部分をより暗くして、コントラスト差を大きくする必要がある。

0004

しかしながら、上述した従来の投影スクリーンでは、外光照明光などの環境光を映像光との区別なく反射してしまうので、白表示の部分及び黒表示の部分の両方が明るくなり、白黒の明るさの差が小さくなってしまう。このため、上述した従来の投影スクリーンでは、部屋を暗くするための手段や環境などを用いて外光や照明光などの環境光の影響を抑えない限り、良好な映像表示を実現することが困難であるという問題があった。

0005

そこで、このような問題を解決するために、コレステリック液晶を用いて外光等の反射を抑える投影スクリーン(特許文献1参照)も提案されている。しかしながら、コレステリック液晶の表面は、鏡面であるため、投影された光を鏡面反射してしまうことから、実用化には至っていない。

0006

また、他の方法として特許文献2には、拡散性を有する多層反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、多層反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、多層反射性偏光材を構成する屈折率の異なる材料の界面反射、又は、多層反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により、反射光散乱効果を与えるものが記載されている。また、コレステリック反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、この反射性偏光要素と拡散要素とを組み合わせて用い、コレステリック反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、コレステリック反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものも記載されている。

0007

しかしながら、上記特許文献2に記載された前者のものは、あくまでも多層反射性偏光材などの直線偏光要素(スリエム社製のDBEFなど)を前提とするものであるので、投影システムなどでに組み込んで用いる際には、直線偏光を出射する液晶プロジェクターなどの投影機との間で偏光面を一致させる必要があり、両者の偏光面が一致しない場合には良好な映像表示を実現することができないという問題があった。

0008

また、上記特許文献2に記載された後者のものでは、反射性偏光要素としてコレステリック反射性偏光材などの円偏光要素が用いられているものの、反射性偏光要素の観察者側に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものであるので、反射性偏光要素により与えられる偏光分離機能が損なわれてしまい、映像の視認性を十分に向上させることができないという問題があった。

0009

すなわち、反射性偏光要素の観察者側に拡散要素が設けられているので、反射性偏光要素に入射する前に光が拡散要素を透過し、その偏光状態が乱されてしまう(これを「消偏」という)。ここで、拡散要素を透過する光には環境光(外光など)と映像光の2種類があるが、環境光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来透過されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射される成分に変換されてしまい、不要な光として反射性偏光要素で反射されてしまう。また、映像光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来反射されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射されない成分に変換されてしまい、反射性偏光要素を透過してしまう。このような2つの現象により、本来の偏光分離機能が損なわれてしまい、映像の視認性を十分に向上させることができないという問題があった。

0010

また、投影スクリーンは、例えば、静電気等の影響から表面が帯電する場合があり、このように帯電した投影スクリーンは、ごみおよびほこり等が付着しやすくなるため、投影スクリーンの帯電を防止する必要があった。

0011

特開平5−107660号公報

0012

特表2002−540445号公報

発明が解決しようとする課題

0013

以上のことから、明るい環境のもとでも使用可能であり、かつ明度が高く、帯電を防止することが可能な投影スクリーンの提供が望まれている。

課題を解決するための手段

0014

本発明は、基板と、上記基板上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に反射する選択反射機能と、上記特定の偏光成分の光を拡散して反射する拡散反射機能とを有する偏光選択反射層とを有し、投影機から照射された映像光を反射して映像を表示する投影スクリーンであって、上記投影スクリーンの表面側または裏面側の少なくとも一方に、投影スクリーンの帯電を防止する帯電防止層が設けられていることを特徴とする投影スクリーンを提供する。

0015

本発明においては、帯電防止層を設けることにより、投影スクリーンの帯電を防止することができるので、例えば、帯電を要因として生じるごみおよびほこり等の付着を容易に防止することができる。

0016

また本発明においては、上記帯電防止層の表面抵抗は、1×1011Ω/□以下であることが好ましい。上記範囲内の表面抵抗を有する帯電防止層であれば、十分に投影スクリーンの帯電を防止することができるからである。

0017

また本発明においては、上記特定の偏光成分の光は、右円偏光または左円偏光であることが好ましい。これにより、特定の偏光成分の光(例えば右円偏光)のみを選択的に反射するので、偏光特性のない外光や照明光などの環境光を偏光選択反射層で約50%しか反射しないようにすることができる。このため、白表示などの明表示の部分の明るさが同じ場合でも、黒表示などの暗表示の部分の明るさを略半分にして、映像のコントラストを略2倍にすることができる。なおこのとき、投射された映像光が、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光(例えば右円偏光)を主として含むようにすれば、投射された映像光を偏光選択反射層で略100%反射することができ、映像光を効率的に反射することができる。

0018

さらに本発明においては、上記特定の偏光成分の光は、片方の直線偏光であってもよい。この場合、偏光選択反射層が反射する特定の偏光成分の光は、P偏光またはS偏光であり、偏光選択反射層の偏光分離特性により、特定の偏光成分の光(例えばP偏光)のみを選択的に反射するので、偏光特性のない外光や照明光などの環境光を偏光選択反射層で約50%しか反射しないようにすることができる。このため、白表示などの明表示の部分の明るさが同じ場合でも、黒表示などの暗表示の部分の明るさを略半分にして、映像のコントラストを略2倍にすることができる。なおこのとき、投射された映像光が、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光(例えばP偏光)を主として含むようにすれば、投射された映像光を偏光選択反射層で略100%反射することができ、映像光を効率的に反射することができる。また、特定の偏光成分の光は、片方の直線偏光であるので、直線偏光を出射する投影機の直線偏光の方向に合わせることにより、映像を明るく表示することができる。

0019

ここで、上記発明においては、上記偏光選択反射層が、上記選択反射機能を有する選択反射層と、上記拡散反射機能を有する拡散層とを有する層であってもよい。上記選択反射機能を有する層と拡散反射機能を有する層とを独立させることにより、それぞれの特性の制御を容易に行うことができるようになるからである。

0020

また本発明においては、上記偏光選択反射層が、1つの層の中に、上記選択反射機能と、上記拡散反射機能とを有する層であってもよい。これにより、1層で選択反射機能と拡散反射機能とを果たすことが可能となり、製造効率コスト等の面からも好ましい投影スクリーンとすることができるからである。

0021

この際、上記偏光選択反射層が、コレステリック液晶構造を有し、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、上記コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されていることが好ましい。このように偏光選択反射層が、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されていることから、投影された光を偏光分散機能を損なうことなく拡散させることが可能となり、映像の視認性に優れた投影スクリーンとすることができる。また、投影機から投影される光を、所定の円偏光に偏光することにより、投影された光を効率よく反射することができる。さらに、コレステリック液晶の特定波長反射性および円偏光性によって、外光の反射による影響を防止することができることから、明るい環境のもとでも明度の高い投影スクリーンとすることができる。

0022

さらに本発明において、上記偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域の一部のみであることが好ましい。これにより、可視光域の特定の波長の光を選択反射することが可能となる。また、上記特定の波長域を投影機等からの光に合わせることで、映像光のみを効率的に反射し、外光や照明光等については、コレステリック液晶構造により反射される光の量を低減することができ、より明るい環境下でも明度の高い投影スクリーンとすることが可能となるからである。

0023

また本発明において、上記偏光選択反射層は、当該偏光選択反射層に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が430〜460nm、540〜570nmおよび580〜620nmの範囲に存在する光を選択的に反射することが好ましい。これにより、例えば液晶プロジェクター等から照射された三原色の波長域の光を反射することができ、良好なカラー表示が可能な投影スクリーンとすることができるからである。

0024

さらに本発明においては、上記帯電防止層は、上記投影スクリーンのぎらつきを防止する防眩機能、紫外線を吸収する紫外線吸収機能、または、上記投影スクリーンの表面を保護するハードコート機能を有することが好ましい。本発明においては、このような他の機能を有する帯電防止層とすることにより、簡便な構造で、品質に優れた投影スクリーンを効率良く製造することができるからである。

発明の効果

0025

本発明においては、帯電防止層を設けることにより、投影スクリーンの帯電を防止することができるので、例えば、帯電を要因として生じるごみおよびほこり等の付着を容易に防止することができる。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下、本発明の投影スクリーンについて説明する。

0027

本発明の投影スクリーンは、基板と、前記基板上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に反射する選択反射機能と、前記特定の偏光成分の光を拡散して反射する拡散反射機能とを有する偏光選択反射層とを有し、投影機から照射された映像光を反射して映像を表示する投影スクリーンであって、前記投影スクリーンの表面側または裏面側の少なくとも一方に、投影スクリーンの帯電を防止する帯電防止層が設けられていることを特徴とするものである。

0028

本発明の投影スクリーンは、例えば図1に示すように、基材1と、その基材1上に形成された偏光選択反射層2と、上記偏光選択反射層上に形成された帯電防止層3とを有する。この帯電防止層3は、投影スクリーン5の投影機10側、すなわち、表面側に形成されており、投影スクリーン5の帯電を防止し、投影スクリーン5表面にごみおよびほこり等が付着することを防いでいる。また、本発明においては、偏光選択反射層2のコレステリック液晶構造を、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、構造的に不均一に形成しているため、投影機10から投影された光を、拡散して反射することができる。

0029

また、ここでいう偏光選択反射層による拡散反射とは、図1に示すように、投影スクリーン5で反射された反射光(映像光)を観察者が映像として認識することができる程度に拡げたり散乱させたりすることをいう。

0030

以下、このような本発明の投影スクリーンの各構成について説明する。
1.帯電防止層
まず、本発明の投影スクリーンに用いられる帯電防止層について説明する。本発明の投影スクリーンに用いられる帯電防止層は、投影スクリーンの表面側または裏面側のいずれか一方に形成され、投影スクリーンの帯電を防止するものである。

0031

このような帯電防止層は、投影スクリーンの表面側または裏面側の少なくとも一方に形成されていればよい。例えば、図1に示すように、投影スクリーン5の投影機10側である表面側に設ける場合や、図示していないが、投影スクリーンの投影機側とは反対側である裏面側に設ける場合である。投影スクリーンの表面側に設けた場合には、表面にごみおよびほこり等が付着することにより生じる影響を解消することができる。また、投影スクリーンの裏面側に設けた場合には、静電気による人への放電を防止することができ、また、例えば、本発明の投影スクリーンをロールスクリーンとした場合、かべ、または家具等に静電気で引き付けられて生じるスクリーンの歪みを防止することができるといった利点を有する。または、表面側および裏面側の両方の面に形成する場合であってもよい。この場合は、投影スクリーンの帯電を防止する効果をより十分に得ることができる。このような帯電防止層は、通常、投影スクリーンの最表面または最裏面に形成される。帯電を要因として生じる不都合を、効果的に回避することができるからである。

0032

本発明における帯電防止層は、投影スクリーンの帯電を防止する帯電防止機能を有していれば特に限定はされないが、上記帯電防止機能に加え、他の機能を有する帯電防止層であってもよい。例えば、他の機能としては、投影スクリーンの表面におけるぎらつきを防止する防眩機能、偏光選択反射層の紫外線による黄変等を防止するため紫外線を吸収する紫外線吸収機能、または、投影スクリーンの表面を保護するハードコート機能等を挙げることができる。本発明においては、上記防眩機能、紫外線吸収機能またはハードコート機能のうち少なくとも一つの機能を有する帯電防止層であることが好ましい。簡便な構造で、品質に優れた投影スクリーンを効率良く製造することができるからである。

0033

本発明においては、中でも、投影スクリーンの表面を保護するために、投影スクリーンの投影機側の最表面にハードコート層が形成されている場合には、このハードコート層を帯電防止剤を含有して形成等することにより、ハードコート機能を有する帯電防止層とすることが好ましい。これによりハードコート機能および帯電防止機能の両方の機能が十分に得られる投影スクリーンとすることができるからである。

0034

例えば、図3(a)に示すように、基材1上に偏光選択反射層2が形成されており、この偏光選択反射層2の投影機側の最表面にハードコート層30が形成されている場合、当該ハードコート層30を帯電防止剤等が含有されたものとして形成することにより、ハードコート機能を有する帯電防止層とすることができる。また、図3(b)に示すように、基材1上に偏光選択反射層2が形成されており、さらに、上記偏光選択反射層2上に、投影スクリーン5のぎらつきを防止するために表面が凹凸状に形成された防眩層31が形成されている場合、この防眩層31を、帯電防止剤が含有されたものとして形成することにより、防眩機能を有する帯電防止層とする場合や、さらに、図3(c)に示すように、基材1上に偏光選択反射層2が形成されており、さらに、上記偏光選択反射層2上に、この偏光選択反射層2を紫外線による影響から保護するため、紫外線吸収層32が形成されている場合、この紫外線吸収層32を、帯電防止剤が含有されたものとして形成することにより、紫外線吸収機能を有する帯電防止層とする場合であってもよい。

0035

なお、本発明の投影スクリーンにおいて外光の反射を抑制する反射防止層が設けられている場合には、本発明における帯電防止層は、当該反射防止層の表面側上には形成しないことが好ましい。反射防止層の表面側上に帯電防止層を形成すると、反射防止層における外光の反射を抑制する機能が損なわれてしまう場合があるからである。

0036

また本発明において、帯電防止層を形成する方法としては、金属または金属酸化物からなる帯電を防止する機能を有する成分を蒸着または塗布する方法、シリケート化合物を塗布する方法、および帯電防止剤を含有する塗工液を用い、これを塗布して形成する方法挙げることができる。

0037

具体的に金属または金属酸化物としては、帯電を防止することができる程度に表面抵抗が低いものであれば特に限定されるものではなく、スズ、アルミニウムケイ素、銅、銀、金、インジウムなどの金属、これらの金属の酸化物または複合酸化物等が挙げられる。また、帯電防止層を投影スクリーンの表面側に設ける場合には、透明性が良いものが好ましく、この観点からは、酸化インジウムシリカ蒸着層が好適である。さらに、シリケート化合物も、透明性が高いため、好適に用いることができる。

0038

また、帯電防止剤としては、静電気等による帯電を防ぐ程度に帯電防止層の表面抵抗を低下させることが可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、第4級アンモニウム塩ピリジニウム塩、第1〜3級アミノ基などのカチオン性基を有する各種のカチオン性帯電防止剤スルホン酸塩基硫酸エステル塩基リン酸エステル塩基、ホスホン酸塩基などのアニオン性基を有するアニオン性帯電防止剤アミノ酸系、アミノ硫酸エステル系などの両性帯電防止剤、アミノアルコール系、グリセリン系ポリエチレングリコール系などのノニオン性帯電防止剤などの各種界面活性剤型帯電防止剤等を挙げることができる。さらには、上記のような帯電防止剤を高分子量化した高分子型帯電防止剤等も用いることができる。

0039

さらに、上記帯電防止層は、主たる構成材料として帯電防止剤からなるもの、または、適切なバインダー樹脂に帯電防止剤が添加されたもの等を挙げることができる。例えば、後者の場合に使用可能なバインダー樹脂としては、透明性の高く、帯電を防止する機能を阻害しないものであれば特に限定はされないが、上述したように、本発明における帯電防止層は、ハードコート機能、紫外線防止機能および防眩機能等の他の機能を兼備することが好ましいことから、一般的に、これらの機能を有する層を形成する際に使用する樹脂材料等を挙げることができる。

0040

例えば、ハードコート機能を有する帯電防止層とした場合には、バインダー樹脂として熱硬化型樹脂熱可塑樹脂紫外線硬化型樹脂電子線硬化型樹脂二液混合型樹脂等を挙げることができ、紫外線防止機能を有する帯電防止層とした場合には、フェノキシ樹脂ビニル系樹脂ポリエステル系樹脂ポリスチレン系樹脂ポリアミド系樹脂ポリウレタン系樹脂アクリル系樹脂等を挙げることができる。

0041

上記帯電防止剤がバインダー樹脂等に添加されてなる帯電防止層を形成した場合、帯電防止剤の帯電防止層に対する含有量は、1重量%〜50重量%の範囲内、中でも5重量%〜20重量%の範囲内であることが好ましい。上記範囲よりも含有量を少なくすると、表面抵抗が充分に低下しない場合があり、一方、上記範囲よりも含有量を多くすると外観劣化耐熱変形温度低下等を招く場合あるため好ましくない。

0042

このような本発明における帯電防止層の表面抵抗は、投影スクリーンにおける帯電を防止することができる程度であれば特に限定はされないが、具体的には、1×1011Ω/□以下、中でも1×1010Ω/□以下であることが好ましく、さらには、1×109Ω/□以下であることが好ましい。上記範囲の表面抵抗を有する帯電防止層であれば、例えば、静電気等により生じる帯電を防止することができるため、帯電することにより生じるごみおよびほこり等の付着を容易に防止することができる。

0043

なお、上記表面抵抗は、試料を23℃、50%RHの雰囲気で24時間調湿した後、超絶縁計を用いて、ASTMD257に準拠し測定した。

0044

本発明における帯電防止層の膜厚としては0.5〜5μmの範囲内、中でも、1〜2μmの範囲内であることが好ましい。上記範囲よりも膜厚が薄いと、投影スクリーンの帯電を防止する帯電防止機能や、さらに防眩機能等の他の機能を有する場合、これらの機能を十分に得ることができないおそれがあり、一方、上記範囲よりも膜厚を厚くするとこれらの機能は十分達成されるが、投影機から投影された光の透過を妨げ、明度が低下するおそれがあるため好ましくない。

0045

2.偏光選択反射層
次に、本発明に用いられる偏光選択反射層について説明する。本発明における偏光選択反射層は、基板上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射する選択反射機能と、前記特定の偏光成分の光を拡散して反射する拡散反射機能とを有するものである。

0046

本発明においては、このような偏光選択反射層を設けることにより、投影機から投影された映像光が鏡面反射でなく拡散反射され、映像の視認性に優れた投影スクリーンとすることができる。

0047

このような偏光選択反射層において、この偏光選択反射層により拡散反射される特定の偏光成分の光は、右円偏光若しくは左円偏光、または、片方の直線偏光であることが好ましい。

0048

例えば、偏光選択反射層により反射される特定の偏光成分の光が、右円偏光または左円偏光である場合には、偏光選択反射層において、螺旋軸に沿って入射した無偏光状態の光は、2つの偏光状態の光(右円偏光及び左円偏光)に分離され、一方は透過され、残りは反射される。この現象は、円偏光二色性として知られ、例えば、液晶分子螺旋構造における螺旋巻き方向を適宜選択すると、この螺旋巻き方向と同一の旋光方向を有する円偏光成分が選択的に反射される。

0049

またこの場合の最大旋光光散乱は、次式(1)の波長λ0で生じる。

0050

λ0=nav・p … (1)
ここで、pは液晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチ長(液晶分子の分子螺旋の1ピッチ当たりの長さ)、navは螺旋軸に直交する平面内での平均屈折率である。

0051

また、このときの反射光の波長バンド幅△λは次式(2)で表される。ここで、△nは複屈折値である。

0052

△λ=△n・p … (2)
すなわち、例えば図2に示すように、投影スクリーンの観察者側から入射する無偏光状態の光(選択反射波長域内の右円偏光11R及び左円偏光11L、選択反射波長域外の右円偏光12R及び左円偏光12L)は、上述したような偏光分離特性に従って、選択反射中心波長λ0を中心とした波長バンド幅△λの範囲(選択反射波長域)に属する一方の円偏光成分(例えば選択反射波長域内の右円偏光11R)が反射光13として反射され、その他の光(例えば選択反射波長域内の左円偏光11L、選択反射波長域外の右円偏光12R及び左円偏光12L)が透過される。

0053

さらに、偏光選択反射層により拡散反射される特定の偏光成分の光が右円偏光または左円偏光である場合に、投影機(液晶プロジェクター等)が直線偏光を出射する場合には、直線偏光を円偏光へ変換するための位相差板を用いることにより、直線偏光の方向に関わらず、投影スクリーンを使用することができる。

0054

また、本発明における偏光選択反射層により拡散反射される特定の偏光成分の光は、片方の直線偏光であってもよい。ここで、直線偏光は、2つの偏光状態に区分でき、互いに直交する二方向を有しているので、直線偏光を出射する投影機の直線偏光の方向と、偏光選択反射層が拡散反射する直線偏光の方向とを合わせることにより、映像を明るく表示することができる。

0055

また、特定の偏光成分の光として、片方の直線偏光を拡散反射する層としては、例えば、屈折率の異なる材料により形成された拡散性を有する多層反射性偏光材(スリーエム社製のDBEF)がある。

0056

なお、直線偏光は、いわゆるP偏光(入射面に平行な成分)と、S偏光(入射面に垂直な成分)とを合成することにより表すことができるので、この直線偏光を拡散反射する層が特定の偏光成分の光(例えば、P偏光またはS偏光)のみを拡散反射するのであれば、映像のコントラストを高めることができる。さらに、投影された映像光がP偏光またはS偏光を主として含むようにすれば、映像光を効率的に反射することができる。

0057

このような偏光選択反射層は、上記特定の偏光成分の光を選択的に反射する選択反射機能と、上記特定の偏光成分の光を拡散して反射する拡散反射機能を有するものであれば特に限定はされない。具体的には、上記選択反射機能を有する選択反射層と、上記拡散反射機能を有する拡散層とを有するものである場合、または、1つの層の中に、上記選択反射機能と、上記拡散反射機能とを有するものである場合等を挙げることができる。以下、本発明における偏光選択反射層について、両方の場合に分けて詳細に説明する。

0058

(1)偏光選択反射層が上記選択反射機能を有する選択反射層と、上記拡散反射機能を有する拡散層とを有する層である場合
まず、上記偏光選択反射層が、上記選択反射機能を有する選択反射層と、上記拡散反射機能を有する拡散層とを有する層である場合について説明する。上記偏光選択反射層が、上記選択反射層と上記拡散層とを有する場合、それぞれ上記選択反射機能を有する層と拡散反射機能を有する層とが独立して形成されることとなる。これにより、それぞれの特性の制御を容易に行うことができるようになる点で好ましいものといえる。以下、それぞれの層について説明する。

0059

(a)選択反射層
本発明における選択反射層は、上述した特定の偏光成分の光を選択的に反射する選択反射機能を有するものである。具体的には、鏡面反射を行うもの、プラーナー配向状態のコレステリック液晶構造を有するもの等を挙げることができる。特に上述した多層反射性偏光材(スリーエム社製のDBEF)や、コレステリック液晶構造を有する液晶化合物からなる層等が挙げられる。このような選択反射層を用いることにより、偏光分離特性を得ることができるので、投影機から投影された光のうち、特定の偏光成分の光のみを反射させることができる。さらに、後述する拡散要素により、選択反射層により反射された光を拡散させることができるので、明るい環境のもとでも使用可能であり、かつ明度が高く、視認性に優れた投影スクリーンとすることができる。

0060

(b)拡散層
次に、拡散層について説明する。本発明に用いられる拡散層は、上記選択反射層により反射された光を拡散させる拡散機能を有するものである。通常、このような拡散層は、上記選択反射層により反射された光を拡散させ、投影スクリーンの観察者側へ出射させるため、上記選択反射層の観察側上に設けられる。これにより、上記選択反射層により反射された光を拡散させることができ、明るい環境のもとでも使用可能であり、かつ明度が高く、視認性に優れた投影スクリーンとすることができる。

0061

具体的に拡散層としては、バル拡散材表面拡散材、ホログラフ拡散材またはこれらの拡散材の任意の組合せ等を挙げることができる。具体的にバルク拡散材としては、透明媒体内に配置された粒子を挙げることができる。さらに、表面拡散材としては、構造面微細構造面、または粗化面等を挙げることができる。拡散材により達成される拡散は、ランダムであってもよく、または秩序だっている場合でもよく、また、部分的に秩序だっている場合でもよい。

0062

(2)偏光選択反射層が一つの層の中に選択反射機能と、拡散反射機能とを有する層である場合
次に、偏光選択反射層が、一つの層の中に上記選択反射機能と、上記拡散反射機能とを有する層である場合について説明する。上記偏光選択反射層が、上記の2つの機能を有する場合には、上述したように、拡散層等を形成する必要がないことから、製造効率の良いものとすることができ、コスト等の面からも好ましい投影スクリーンとすることができる。

0063

このような偏光選択反射層としては、1層中に上記選択反射機能と、上記拡散反射機能とを有するものであれば、特に限定されるものではないが、本発明においては、コレステリック液晶構造を有し、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、前記コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されているものを挙げることができる。以下、このような場合の偏光選択反射層について説明する。

0064

このような偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造を有していることから、液晶分子の物理的な分子配列として、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造をとっており、このような液晶分子の物理的な分子配列に基づいて、例えば、一方向の円偏光成分と、これと逆回りの円偏光成分とを分離する偏光分離特性を有している。すなわち、このような偏光選択反射層において、螺旋軸に沿って入射した無偏光状態の光は、2つの偏光状態の光(右円偏光及び左円偏光)に分離され、一方は透過され、残りは反射される。この現象は、円偏光二色性として知られ、液晶分子の螺旋構造における螺旋巻き方向を適宜選択すると、この螺旋巻き方向と同一の旋光方向を有する円偏光成分が選択的に反射される。

0065

したがって、コレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とした場合には、このような偏光選択反射層を投影機等から射出される光と同じ側の偏光の特定波長を反射させる層とすることにより、投影された光を効率よく反射することができ、明度の高い投影スクリーンとすることができるのである。また、外光や照明光等は、このような偏光選択反射層によって特定の波長の光のみが反射され、それ以外の波長の光は反射されない。これにより、外光等に含まれる波長のうち、半分以上を透過させることが可能となり、照明光や外光等が存在する環境においても、明度の高い投影スクリーンとすることができるのである。

0066

さらに、このようなコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層は、そのコレステリック液晶構造が、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、構造的に不均一に形成されている。

0067

ここで、コレステリック液晶構造を構造的に不均一にするとは、偏光選択反射層を配向させた際、各液晶相における配向の向きが一様な方向に揃わず、乱れた状態であることを意味する。具体的には、図3に示すように、偏光選択反射層2のコレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域30の螺旋軸Lの方向がばらついた状態、図示していないが、ネマチックレイヤー面(液晶分子のダイレクターがXY方向で同一である面)の少なくとも一部が偏光選択反射層の面に対して平行でないような状態(染色処理したコレステリック液晶構造膜の断面TEM写真を撮ったときに濃淡パターンで現われる層の1つながり曲線が基板面と平行でない状態)、コレステリック液晶からなる微粒子を顔料として分散させた状態等を挙げることができる。いずれにおいても、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されていることから、投影機から投影された映像光が鏡面反射でなく拡散反射され、映像が視認しやすくなる。なお、このとき偏光選択反射層は、その構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光を拡散させながら反射する一方で、その他の光については拡散させずに透過させることができる。このため、偏光選択反射層を透過する環境光や映像光について、消偏といった問題は生じず、偏光選択反射層の偏光分離機能を維持しつつ、映像の視認性を向上させることができる。

0068

例えば、このようにコレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する方法としては、特に限定はされないが、例えば後述する基材を、一定方向の配向性を有しないものとする方法や、偏光選択反射層の形成に一般的に用いられる光重合開始剤またはレベリング剤の量を調整する方法や、偏光選択反射層中に非液晶性重合性化合物を添加する方法、液晶性の微粒子を含有させる方法等が挙げられる。これらの方法を任意に選択するものとし、また、これらの方法を組み合わせて用いてもよい。

0069

ここで、コレステリック液晶構造を有し、そのコレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されている偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域(例えば400nm〜700nmの波長域)の一部のみであることが好ましい。これにより、可視光域の特定の波長の光を選択反射することが可能となる。上述したように、コレステリック液晶は、特定の波長のみの光を、強く反射することから、この特定の波長以外の波長の光は基材等にほぼ吸収されることとなる。したがって、外光や照明光等が投影スクリーンに入射した場合に、コレステリック液晶構造により強く反射される光の波長の領域を可視光のうち一部とすることにより、外光や照明光の反射を低減させることができ、より明るい環境下でも明度の高い投影スクリーンとすることが可能となるからである。上記偏光選択反射層を構成するコレステリック液晶の反射する波長域は、コレステリック液晶の螺旋ピッチの長さにより決定される。

0070

また、このような偏光選択反射層は、投影機等の光源から照射される波長の光を反射することが可能であれば、1種類の螺旋ピッチ長からなるものであってもよいが、例えば赤色(R)及び緑色(G)の波長域が一つの螺旋ピッチ長での選択反射波長域の波長バンド幅に含まれる場合には、これらの波長の螺旋ピッチ長と、青色(B)の螺旋ピッチ長とを有するものであることが好ましく、特に赤色(R)、青色(B)、緑色(G)のそれぞれの波長の螺旋ピッチ長を有するものであることが好ましい。これは、通常投影機から射出される光は、赤色(R)、青色(B)、緑色(G)からなるものであり、この三原色によりカラー表示を実現しているからである。

0071

本発明においては、上記の波長として具体的には、投影機の種類にもよるが、青色(B)の430nm〜460nm、緑色(G)の540nm〜570nm、赤色(R)の580nm〜620nmの波長を選択的に反射するものであることが好ましい。これにより、装置の設計や光源の種類などによって波長に差があってもカラー表示をすることが可能であり、良好な白色も表現可能な投影スクリーンとすることができるからである。

0072

このような複数の螺旋ピッチ長を有する偏光選択反射層は、各螺旋ピッチ長を有するコレステリック液晶構造を有する層を積層することにより構成することができる。

0073

また、コレステリック液晶構造を有し、そのコレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されている偏光選択反射層(偏光選択反射層が複数の層からなる場合には各層)は、特定の偏光を100%反射するような膜厚とすることが好ましい。上記偏光選択反射層の偏光に対する反射率は、偏光選択反射層の膜厚に依存するものであり、選択的に反射される特定の偏光成分の光(例えば右円偏光)に対して100%未満の反射率であれば、映像光を効率的に反射することができないからである。上記反射率を100%とするためには、通常4ピッチ〜8ピッチとすることが好ましく、具体的には、上記偏光選択反射層の材料の種類や特定の偏光の波長にもよるが、通常1μm〜10μmとされる。上記膜厚より薄い場合には、反射率が低くなり、投影スクリーンに投影された画像等を明度良く再現することが困難となり、また上記膜厚より厚い場合には、コレステリック液晶構造制御が困難となる場合や、ムラが生じること等があるからである。

0074

ここで、コレステリック液晶構造を有し、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されている偏光選択反射層である場合の、偏光選択反射層を形成する材料としては、カイラルネマチック液晶や、コレステリック液晶を用いることができ、コレステリック規則性を有する材料であれば、特に限定されるものではないが、中でも分子の両末端重合性官能基を有する重合性液晶材料であることが好ましい。これにより、硬化後、光学的に安定した投影スクリーンを得ることができるからである。また、上記重合性液晶材料が、ネマチック規則性もしくはスメクチック規則性を呈する場合には、重合性カイラル剤を用いてもよい。以下、本発明の偏光選択反射層に用いられる材料および偏光選択反射層の形成方法についてそれぞれ説明する。

0075

(a)重合性液晶材料
このような重合性官能基を有する重合性液晶材料の一例としては、例えば下記の一般式(1)で表される化合物(I)を挙げることができる。化合物(I)としては、一般式(1)に包含される化合物の2種を混合して使用することも可能である。またさらに、上記化合物(I)と下記の一般式(2)〜(12)で表わされる化合物(II)とで構成されるものであってもよい。

0076

化合物(I)としては、一般式(1)に包含される化合物の2種を混合して使用することができる。

0077

0078

0079

化合物(I)を表わす一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ水素又はメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからR1及びR2は共に水素であることが好ましい。Xは水素、塩素臭素ヨウ素、炭素数1〜4のアルキル基メトキシ基シアノ基ニトロ基のいずれであっても差し支えないが、塩素又はメチル基であることが好ましい。また、化合物(I)の分子鎖両端の(メタアクリロイロキシ基と、芳香環とのスペーサであるアルキレン基鎖長を示すa及びbは、それぞれ個別に2〜12の範囲で任意の整数を取り得るが、4〜10の範囲であることが好ましく、6〜9の範囲であることがさらに好ましい。a=b=0である一般式(1)の化合物は、安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、a及びbがそれぞれ13以上である一般式(1)の化合物は、アイソトロピック転移温度(TI)が低い。この理由から、これらの化合物はどちらも液晶性を示す温度範囲が狭く好ましくない。

0080

上述した例では、重合性液晶モノマーの例を挙げたが、本発明においては、重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子等を用いることも可能である。このような重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子としては、従来提案されているものを適宜選択して用いることが可能である。

0081

(b)カイラル剤
本発明においては、ネマチック液晶にカイラル剤を加えた、コレステリック規則性を有するカイラルネマチック液晶を、好適に使用することもできる。

0082

本発明に用いられるカイラル剤とは、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、分子量1500以下の化合物を意味する。カイラル剤は主として、例えば化合物(I)や、必要に応じて用いられる化合物(II)に示されるような重合性液晶材料が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋ピッチを誘起させる目的で用いられる。この目的が達成される限り、重合性液晶材料、例えば化合物(I)と、もしくは化合物(I)および化合物(II)の混合物と、溶液状態あるいは溶融状態において相溶し、上記ネマチック規則性をとりうる重合性液晶材料の液晶性を損なうことなく、これに所望の螺旋ピッチを誘起できるものであれば、下記に示すカイラル剤としての低分子化合物の種類は特に限定されないが、分子の両末端に重合性官能基があることが耐熱性のよい光学素子を得る上で好ましい。液晶に螺旋ピッチを誘起させるために使用するカイラル剤は、少なくとも分子中に何らかのキラリティーを有していることが必須である。従って、本発明で使用可能なカイラル剤としては、例えば1つあるいは2つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルアミン、キラルなスルフォキシド等のようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、あるいはクムレンビナフトール等の軸不斉を持つ化合物が例示できる。さらに具体的には、市販のカイラルネマチック液晶、例えば、Merck社製S−811等が挙げられる。

0083

しかし、選択したカイラル剤の性質によっては、化合物(I)と、もしくは化合物(I)および化合物(II)の混合物として例示されるような重合性液晶材料が形成するネマチック規則性の破壊、配向性の低下、あるいは該化合物が非重合性の場合には、液晶性組成物硬化性の低下、硬化フィルム信頼性の低下を招くおそれがある。さらに、光学活性な部位を有するカイラル剤の多量使用は、組成物コストアップを招く。従って、短ピッチのコレステリック規則性を有する円偏光制御光学素子を製造する場合には、本発明に用いられる重合性液晶材料に含有させる光学活性な部位を有するカイラル剤には、螺旋ピッチを誘発する効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には一般式(13)、(14)又は(15)で表されるような分子内に軸不斉を有する低分子化合物(III)の使用が好ましい。

0084

0085

0086

0087

カイラル剤(III)を表わす一般式(13)又は(14)において、R4は水素又はメチル基を示す。Yは上記に示す式(i)〜(xxiv)の任意の一つであるが、なかでも、式(i),(ii),(iii),(v)及び(vii)の何れか一つであることが好ましい。また、アルキレン基の鎖長を示すd及びeは、それぞれ個別に2〜12の範囲で任意の整数をとり得るが、4〜10の範囲であることが好ましく、6〜9の範囲であることがさらに好ましい。d又はeの値が0又は1である一般式(13)又は(14)の化合物は、安定性に欠け、加水分解を受けやすく、結晶性も高い。一方、d又はeの値が13以上である化合物は融点(Tm)が低い。これらの化合物は液晶性を示す化合物(I)と、もしくは化合物(I)および化合物(II)の混合物との相溶性が低下し、濃度によっては相分離等が起きるおそれがある。

0088

本発明の重合性液晶材料に配合されるカイラル剤の量は、螺旋ピッチ誘起能力や最終的に得られる円偏光制御光学素子のコレステリック性を考慮して最適値が決められる。具体的には、用いる重合性液晶材料により大きく異なるものではあるが、重合性液晶材料の合計量100重量部当り、0.01〜60重量部、好ましくは0.1〜40重量部、さらに好ましくは0.5〜30重量部、最も好ましくは1〜20重量部の範囲で選ばれる。この配合量が上記範囲よりも少ない場合は、重合性液晶材料に充分なコレステリック性を付与できない場合があり、上記範囲を越える場合は、分子の配向が阻害され、活性放射線によって硬化させる際に悪影響を及ぼす危惧がある。

0089

本発明においては、このようなカイラル剤としては、特に重合性を有することが必須ではない。しかしながら、得られる偏光選択反射層の熱安定性等を考慮すると、上述した重合性液晶材料と重合し、コレステリック規則性を固定化することが可能な重合性のカイラル剤を用いることが好ましい。

0090

(c)その他
また、この場合の偏光選択反射層には、上記重合性液晶材料、カイラル剤の他に、必要に応じて、光重合開始剤、増感剤、レベリング剤等、一般的な偏光選択反射層に用いられる材料を適宜用いてもよい。

0091

本発明に用いられる光重合開始剤としては、例えばベンジルビベンゾイルともいう)や、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルベンゾフェノンベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4´−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタールジメチルアミノメチルベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,3´−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、2−メチル−1−(4−(メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントンなどを挙げることができる。なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。

0092

ここで、本発明に用いられる光重合開始剤の添加量は、0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%、より好ましくは0.5〜5重量%の範囲であることが好ましい。

0093

なお、本発明においては、上述したように、これらの材料の添加量を調整することによって偏光選択反射層を、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成する場合もある。例えば、光重合開始剤の添加量を多量に添加することにより、コレステリック液晶の分子鎖を短いものとし、コレステリック液晶表面の配向を乱すことができる。この際、反応終了後の光重合開始剤は、コレステリック液晶中でコレステリック液晶の配向を乱す不純物としての役割も果たす。

0094

また、液晶配向性を有しない非液晶性の重合性化合物を添加することによっても、コレステリック液晶の配向が乱され、構造的に不均一に形成することができる。また、液晶性の微粒子を添加することにより、コレステリック液晶の配向を乱す場合であってもよい。なお、本発明においては上記の方法を組み合わせて用いてもよく、これらの添加剤の種類や添加量等はその目的等によって適宜選択されるものとする。

0095

(d)コレステリック液晶構造を有し、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されている場合の偏光選択反射層の形成
本発明においては、上記各材料を混合した組成物を、後述する基材上に塗布し、配向させて固化することにより、上記偏光選択反射層を得ることができる。

0096

基材上に組成物を塗布する方法としては、上記各材料を混合した組成物をそのまま塗布してもよいが、粘性や配向性を調整する等の面から、有機溶媒に溶解させて用いることが好ましい。この際、用いられる溶媒は、後述する基材を侵食しないものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アセトン酢酸−3−メトキシブチルジグライムシクロヘキサノンテトラヒドロフラントルエンキシレンクロロベンゼン塩化メチレンメチルエチルケトン等を用いることができる。この場合、上記組成物は通常、5重量%〜50重量%、中でも10重量%〜30重量%に希釈して用いられる。

0097

また、上記組成物を塗布する方法としては、一般的に用いられている方法を用いることが可能であり、例えばロールコート法グラビアコート法バーコート法スライドコート法、ダイコート法スリットコート法浸漬法等により行うことができる。また、上記基材がプラスチックフィルムである場合には、ロールツーロールのフィルムコーティングであってもよい。

0098

続いて、上記組成物をコレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持し、上記組成物を配向させる。なお、本発明において最終的に得られる偏光選択反射層のコレステリック液晶構造は、プラーナー配向状態ではなく、構造的に不均一性を有し、配向が乱れた状態であるが、この場合でも、配向処理は必要となる。すなわち、コレステリック液晶構造の液晶分子のダイレクターを基材上で一定方向に揃えるような配向処理は必要とされないが、コレステリック液晶構造中に複数の螺旋構造領域を形成させるような配向処理は必要となるからである。

0099

配向処理の方法としては、上記組成物をコレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持することによって行うことができ、これによりコレステリック液晶は液晶相を呈し、液晶分子自体の自己集積作用により、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造が形成される。そして、このような液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造は、後述するような手法でコレステリック液晶を固定化することができるのである。

0100

なお、このような配向処理工程は、基材上に塗布された液晶性組成物に溶媒が含有されている場合には、通常、溶媒を除去するための乾燥処理とともに行われる。なお、溶媒を除去するためには、40〜120℃、好ましくは60〜100℃の乾燥温度が適しており、乾燥時間(加熱時間)はコレステリック液晶構造が発現し、実質上溶媒が除去されればよく、例えば、15〜600秒が好ましく、さらに好ましくは30〜180秒である。なお、乾燥後に配向状態が不十分であることが分かった場合には、適宜加熱時間を延長するようにするとよい。なお、このような乾燥処理において減圧乾燥の手法を用いる場合には、配向処理のために別途加熱処理を行うことが好ましい。

0101

次に、上述した配向処理工程において配向させた、偏光選択反射層中の液晶分子を、固化処理工程によりコレステリック液晶構造を固化させ、液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造を固定化する。

0102

ここで、固化処理工程で用いられる方法としては、(1)液晶性組成物中の溶媒を乾燥させる方法、(2)加熱により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、(3)放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、及び(4)それらの方法を組み合わせた方法を用いることができる。

0103

このうち、上記(1)の方法は、偏光選択反射層の材料である液晶性組成物に含有されるネマチック規則性を示す液晶材料として液晶ポリマーを用いた場合に適した方法である。この方法では、液晶ポリマーを有機溶媒などの溶媒に溶解させた状態で基材に塗布することとなるが、この場合には、乾燥処理により溶媒を除去するだけで、コレステリック規則性を有する固体化した偏光選択反射層が形成される。なお、溶媒の種類や乾燥条件などについては、上述した塗布工程及び配向処理工程で述べたものを用いることができる。

0104

上記(2)の方法は、加熱により液晶性組成物中の液晶分子を熱重合させて偏光選択反射層を硬化させる方法である。この方法では、加熱(焼成)温度によって液晶分子の結合状態が変化するので、加熱時に偏光選択反射層の面内で温度ムラがあると、膜硬度などの物性や光学的な特性にムラが生じる。ここで、膜硬度の分布を±10%以内にするためには、加熱温度の分布も±5%以内に抑えることが好ましく、より好ましくは±2%以内に抑えることが好ましい。

0105

なお、基材上に形成された偏光選択反射層を加熱する方法としては、加熱温度の均一性が得られれば特に限定はなく、ホットプレート上に密着して保持したり、ホットプレートとの間にわずかな気層を設けてホットプレートと平行になるように保持する方法を用いることができる。また、オーブンのような特定の空間全体を加熱する装置内に静置したり当該装置内を通過させる方法でもよい。なお、フィルムコーターなどを用いる場合には、乾燥ゾーンを長くして加熱時間を十分にとることができるようにすることが好ましい。

0106

加熱温度としては一般に、100℃以上の高温が必要となるが、基材の耐熱性から150℃程度までとすることが好ましい。ただし、耐熱性に特化したフィルムなどを基材の材料として用いれば、150℃以上の高温での加熱も可能である。

0107

上記(3)の方法は、放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を光重合させて偏光選択反射層を硬化させる方法である。この方法では、放射線として、電子線や紫外線などを条件に応じて適宜用いることができる。通常は、装置の容易性などの観点から紫外線が好ましく用いられ、その波長は250〜400nmである。ここで、紫外線を用いる場合には、液晶性組成物に上述したように光重合開始剤が添加されていることが好ましい。なお、液晶性組成物に添加される光重合開始剤の添加量は、0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%、より好ましくは0.5〜5重量%の範囲であることが好ましい。

0108

以上のような一連の工程(塗布工程、配向処理工程及び固化処理工程)を行うことにより、単層の偏光選択反射層を備えた投影スクリーンを製造することができるが、上述した一連の工程を繰り返すことにより、複数層の偏光選択反射層を備えた投影スクリーンを製造することが可能である。ここで、光の拡散性を有する偏光選択反射層上に、さらに偏光選択反射層を塗布した場合、下層の配向状態が継続されることから、配向制御をする層を間に設ける必要は特にないが、例えば易接着層等の他の層を形成してもよい。

0109

3.基材
次に、本発明の投影スクリーンに用いられる基材について説明する。本発明の投影スクリーンに用いられる基材としては、上記偏光選択反射層が形成可能であれば、特に限定されるものではないが、本発明においては、中でも可視光領域の波長の光を吸収するものであることが好ましく、具体的には400nm〜700nmの範囲内の光を吸収するものであることが好ましい。これにより、上記偏光選択反射層が反射する特定の波長以外の波長の光が入射した場合に、反射を防止することができ、明度の高い投影スクリーンとすることができるからである。

0110

このような可視光領域の波長を吸収する基材としては、例えば、図5(a)に示すように、黒い顔料を練りこんだプラスチックフィルム50等とすることができる。また、図5(b)に示すように、透明なプラスチックフィルム51等の上に、光吸収層52が形成されたものであってもよく、この光吸収層52は偏光選択反射層が形成される側に形成される場合であってもよく、また図5(c)に示すように、反対側に形成される場合であってもよい。

0111

また、本発明においては、例えば、上述した偏光選択反射層が、コレステリック液晶構造を有し、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、そのコレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されている場合、コレステリック液晶構造を構造的に不均一に形成するため、基材が表面の配向の少ない材料としてもよい。表面の配向の少ない材料としては、例えば延伸等されていないプラスチックフィルムや、ラビング処理等されていないものを用いることができる。通常、このような場合の偏光選択反射層は規則性が良好となるように、延伸やラビング処理等が施されたプラスチックフィルム等に形成されるものであるが、本発明においては、延伸やラビング処理等が施されていない基材上に上記偏光選択反射層を形成することにより、基材表面の液晶が規則的に配向せず、投影機から投影された光が偏光を分離されて拡散するように、コレステリック液晶構造の配向を乱すことが可能となるからである。

0112

上記基材に用いられる材料としては、特に限定されるものではなく例えばプラスチックフィルムや、金属、紙、ガラス等が挙げられる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリカーボネート系高分子ポリアリレートポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系高分子ポリイミド系高分子ポリスルホン系高分子ポリエーテルスルホン系高分子ポリスチレン系高分子、ポリエチレンポリプロピレン等のポリオレフィン系高分子ポリビニルアルコール系高分子酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子ポリメチルメタクリレート系高分子等の熱可塑性ポリマー等からなるフィルムを用いることができる。

0113

また、本発明に用いられる基材の膜厚としては、その投影スクリーンの用途や種類等により適宜選択されるものであり、例えば投影スクリーンが巻き取り式で用いられる場合には、通常15μm〜300μm、中でも25μm〜100μmとすることができる。また、巻き取り式で用いられず、例えばパネル型等のようにフレキシブル性を要求されない場合には、基材の膜厚は特に限定されるものではない。

0114

また、本発明に用いられる基材は、上記偏光選択反射層との密着性を向上させるために、例えばコロナ処理UV洗浄等により、表面を処理したものであってもよい。

0115

またさらに、易接着層が形成されているプラスチックフィルム等を用いてもよく、例えば易接着層付PETフィルムA4100(商品東洋紡社製)や易接着材料AC−X、AC−L、AC−W(商品名 パナック社製)等を用いてもよい。

0116

4.投影スクリーン
本発明の投影スクリーンは、上記基材上に、上記偏光選択反射層を有し、このような投影スクリーンの表面側または裏面側の少なくとも一方に、帯電防止層が形成されているものであれば、特に限定されるものではない。例えば図6に示すように、基材1上に、密着性向上層4が形成され、その密着性向上層4上に上記偏光選択反射層2が形成されており、さらに偏光選択反射層2上に、帯電防止層3が形成されているものであってもよい。また、上述したように、上記偏光選択反射層は、1層に限定されるものではなく、例えば図6に示すように、赤色偏光選択反射層(2R)、緑色偏光選択反射層(2G)、青色偏光選択反射層(2B)等としてもよく、またさらに、他の色の層等を設けたものであってもよい。さらに、上述したように、帯電防止層3は、投影スクリーンの帯電を防止する帯電防止機能のみを有する場合であっても良く、または、帯電防止機能に加え、防眩機能、紫外線吸収機能またはハードコート機能等の他の機能を有している場合であってもよい。また、投影スクリーンの態様に応じて、例えば、反射防止層や、防眩層、紫外線吸収層およびハードコート層等を別個に設けたものであってもよい。

0117

本発明によれば、帯電防止層を設けていることにより、例えば、静電気等により投影スクリーンが帯電しやすい状態であっても、帯電を防止することができるので、帯電を要因として生じるごみおよびほこり等の付着を容易に防止することができる。さらに、偏光選択反射層においては、投影された光のうち、特定の偏光成分の光を拡散反射するので、映像光が鏡面反射でなく拡散反射され、映像が視認しやすくなる。また、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光(例えば選択反射波長域内の右円偏光)を拡散させながら反射する一方で、その他の光(例えば選択反射波長域内の左円偏光、選択反射波長域外の右円偏光及び左円偏光)については拡散させずに透過させることができる。このため、偏光選択反射層を透過する環境光や映像光について、上述したような「消偏」の問題は起こらず、偏光選択反射層の本来の偏光分離機能を維持しつつ、映像の視認性を向上させることができる。

0118

なお、本発明においては、上記密着性向上層を形成することが好ましく、この密着性向上層は、上記基材と上記偏光選択反射層との密着性を向上させるために設けられるものである。このような密着性向上層としては、特にその種類や材料等は特に限定されるものではなく、例えばアクリル系やエポキシ系の材料等を用いることができる。

0119

なお、本発明においては、上記投影スクリーンに像を射出する機器は、上記投影スクリーンに光の濃淡により画像を映し出すことが可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば光源の前にフィルム等を配置することによって画像を形成する映写機のようなものであってもよい。本発明においては中でも、CRT方式等の自発光タイプ、液晶方式、DLP方式等のライトバルブタイプの投影機を用いることが好ましい。また、特に射出される光を円偏光させる場合には、例えば液晶方式の投影機であれば、射出させる直線偏光を円偏光に変換する位相差版を通過させることによって、ほとんど光量の損失がなく、円偏光に変換することが可能となる。この際、用いられる位相差板としては、1/4波長を有するものであることが好ましく、具体的には視感度が最も高い550nmに合せて、137.5nmであるものを用いることが好ましい。さらに、射出されるRGB全ての波長に適用させることから、広帯域1/4波長位相差板であることが特に好ましい。また、また材料の複屈折の制御による単体の位相差板、または1/4波長位相差板と1/2波長位相差板を組み合わせたものを用いてもよい。ここで、上記位相差板は、投影機内部に組み込まれているものであってもよく、また外付け射出口に装着させるものであってもよい。

0120

また、CRT方式およびDLP方式の投影機は、射出光偏光制御されていないことから、光学素子を介して直線偏光にし、位相差板を配置することが好ましい。この場合、投影機自体の光量は半減するが、コントラスト向上効果を得ることが可能となる。

0121

また、本発明においては上記投影スクリーンが使用される室内の照明や外光は、上記投影スクリーンが反射する円偏光と反対の円偏光、または、上記投影スクリーンが反射する直線偏光に対してもう片方の直線偏光とすることが好ましい。これにより、外光や照明等が投影スクリーンに入射した場合であっても、投影スクリーンがその光を反射することなく、吸収されることから、明るい環境でも明度が高いものとすることができるからである。この際、上記照明や外光を制御する方法としては、吸収型円偏光板や、円偏光分離層直線偏光分離層を用いる反射型の円偏光板等を用いることができる。

0122

5.投影スクリーンの製造方法
最後に、本発明の投影スクリーンの製造方法について説明する。本発明の投影スクリーンの製造方法は、上述した基材を調整した後、上記基材上に、上述したように偏光選択反射層を形成する材料を混合した組成物を塗布することにより偏光選択反射層を形成する偏光選択反射層形成工程と、投影スクリーンの表面側または裏面側の少なくとも一方の面に、帯電防止層を形成する帯電防止層形成工程とを有する。これにより、基材上に偏光選択反射層が形成され、さらに、投影スクリーンの表面側または裏面側の少なくとも一方に帯電防止層が形成された投影スクリーンを製造することができる。

0123

このような投影スクリーンの製造方法において、上記偏光選択反射層工程で形成される偏光選択反射層の形成方法については、上述した「2.偏光選択反射層」に記載したものと同様なのでここでの説明は省略する。以下、帯電防止層形成工程について説明する。

0124

(帯電防止層形成工程)
本発明における帯電防止層形成工程は、基材と、前記基材上に形成された偏光選択反射層とを有する投影スクリーンにおいて、投影スクリーンの表面側または裏面側の少なくとも一方の面に帯電防止層を形成する工程である。

0125

本工程において、帯電防止層を形成する具体的な方法としては、金属または金属酸化物からなる帯電を防止する機能を有する成分を蒸着または塗布する方法、シリケート化合物を塗布する方法、および帯電防止剤を含有する帯電防止層形成用塗工液を用い、これを塗布して形成する方法挙げることができる。

0126

例えば、帯電防止剤を含有する帯電防止層形成用塗工液としては、主たる構成材料として帯電防止剤からなるもの、または、適切なバインダー樹脂に帯電防止剤が添加されたもの等を挙げることができる。また、本発明における帯電防止層は、上述したように、防眩機能、紫外線吸収機能またはハードコート機能のうち少なくとも一つの機能を有するものであることが好ましいことから、このような場合には、帯電防止層の形成に用いる材料の他に、各々の機能を発現させるために必要な材料が混合された塗工液を、本発明における帯電防止層形成用塗工液として用いることができる。

0127

さらに、このような帯電防止層形成用塗工液等を塗布して帯電防止層を形成する際の塗布法としては、一般的に用いられている方法を用いることが可能である。例えばロールコート法、グラビアコート法、バーコート法、スライドコート法、ダイコート法、スリットコート法、浸漬法等により行うことができる。また、基材がプラスチックフィルムである場合には、ロールツーロールのフィルムコーティングであってもよい。

0128

なお、その他、帯電防止層に関することは、上述した「1.帯電防止層」の項目に記載したものと同様なのでここでの説明は省略する。

0129

また、本発明の投影スクリーンの製造方法においては、必要に応じて、密着性向上層、反射防止層、防眩層、紫外線吸収層およびハードコート層等を形成する工程を有するものであってもよい。

0130

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

0131

以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。

0132

[実施例]
紫外線硬化型ネマチック液晶からなる主剤にカイラル剤を添加したモノマー混合液晶をシクロヘキサノン溶解し、光重合開始剤(チバガイギー製)を5重量%添加した。上記で得られたコレステリック液晶塗工液1を、200mm□の延伸黒ペット基材(パナック社製)にバーコートにより塗布した。その後80℃のオーブンで90秒、乾燥および配向処理を行い、溶剤が除去されたコレステリック液晶膜を得た。次に紫外線(50mW/cm2、1分)を照射し硬化させることにより1層目の440nmに選択反射帯域を有する偏光選択反射層を得た。次に上記の偏光選択反射層上に直接、2層目の塗工液2を1層目と同様にして塗布し、乾燥、配向、硬化処理を行った。2層目の塗工液2は塗工液1と同様にして調製し、カイラル剤の添加量により、550nmに選択反射中心波長を有する液晶組成とした。上記と同様にして、3層目に600nmに選択反射中心波長を有する偏光選択反射層を積層した。以上により440、550、600nmを選択波長に含む偏光選択反射機能を有する投影スクリーン1を得た。各層の膜厚は1層目を3μm、2層目を4μm、3層目を5μmとした。

0133

以上により、拡散角が±30°の拡散コレステリック層を有するスクリーンを得た。ここでいう拡散角とは、スクリーン平面法線方向を基準に30°の角度から光を入射し、そのときの後方散乱を測定した場合に、最大反射強度(界面反射分を除く)となる測定角を0°としたとき、その最大反射強度の1/3の反射強度をもつ測定角を意味するものである。

0134

作製した選択反射層上にハードコート層を形成する材料として、ポリエステルアクリレート酸化スズバインダーに対し30%で含有したキシレン溶液固形分比30%)を準備し、上記スクリーンの表面上にバーコートにより直接塗布し、80℃で乾燥させ、その後、UVを100mJ/cm2で照射することにより硬化させ、膜厚1μmの帯電防止層を形成した。表面抵抗は、1×1011Ω/□であった。これにより、帯電防止層が積層された投影スクリーンを得た。

0135

[比較例]
上記実施例において、帯電防止層を設けなかった以外は、上記実施例と同様にして投影スクリーンを製造した。

0136

上記実施例(帯電防止層あり)および比較例(帯電防止層なし)を比較したところ、実施例における投影スクリーンは、ほこりの付着を軽減できたことを確認した。

図面の簡単な説明

0137

本発明の投影スクリーンの一例を示す説明図である。
本発明における偏光選択反射層の光学的機能を説明するための説明図である。
本発明の投影スクリーンの他の例を示す概略断面図である。
本発明における偏光選択反射層が有するコレステリック液晶構造の構造的な不均一性を説明するための説明図である。
本発明における基材の他の例を示す概略断面図である。
本発明の投影スクリーンの他の例を示す概略断面図である。

符号の説明

0138

1 …基材
2 …偏光選択反射層
3 …帯電防止層
5 …投影スクリーン
10 … 投影機

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