JP4346016B2 - 偏光選択反射層形成用塗工液、それを用いた投影スクリーンおよび投影スクリーンの製造方法 - Google Patents

Description

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。

従来より、業務用や家庭用として、プロジェクタ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。

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の多孔質の微粒子と、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の濃淡が作り出されており、例えば、黒地に白の絵を映し出すような場合には、投射光が投影スクリーンに当たる部分が白、それ以外の部分が黒となり、このような白黒の明るさの差により映像の濃淡が作り出されている。この場合、良好な映像表示を実現するためには、白表示の部分をより明るくし、黒表示の部分をより暗くして、コントラスト差を大きくする必要がある。

しかしながら、上述した従来の投影スクリーンでは、外光や照明光などの環境光を映像光との区別なく反射してしまうので、白表示の部分およ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、鏡面であることから、投影された光を鏡面反射してしまい、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、または、多層反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により、反射光に散乱効果を与えるものが記載されている。また、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（スリーエム社製のＤＢＥＦなど）を前提とするものであるので、投影システムなど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。

またさらに、上記発明においては、ギラつき防止をするために、ギラつき防止層を形成する必要があり、このギラつき防止層によっても偏光分離機能が低下するという問題があった。

特開平５−１０７６６０号公報

特表２００２−５４０４４５号公報

本発明は、投影スクリーンに用いられる、偏光分離機能および拡散反射性に優れた偏光選択反射層を形成するための偏光選択反射層形成用塗工液、および明るい環境のもとでも使用可能であり、明度の高い投影スクリーンを提供することを主目的とする。

上記課題を達成するために、本発明は、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、上記偏光選択反射層はレベリング剤を有し、上記レベリング剤は、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を構造的に不均一に形成する量である、重合性液晶材料１００重量部に対して０．０６重量部〜５重量部の範囲内で含有されており、上記偏光選択反射層が、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角度が０°〜４５°の範囲内である上記螺旋軸構造領域を有し、上記角度を有する螺旋軸構造領域が、上記偏光選択反射層内において５０％以上含有されていることを特徴とする投影スクリーンを提供する。

本発明においては、レベリング剤が上記所定量含有された偏光選択反射層とすることにより、そのコレステリック液晶構造を構造的に不均一とすることができる。このような偏光選択反射層を有する投影スクリーンは、投影された光を鏡面反射することなく、偏光を分離して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を製造することができる。また、ギラつき防止層等の表面の凹凸（マット形状）を形成することなく、映像を視認することが可能となることから、ざらつきのない鮮明な映像品質を得ることが可能な投影スクリーンとなる。
また、本発明においては、上記角度を有する螺旋軸構造領域が上記範囲未満となる場合には、入射した光の反射効率が低下し、スクリーンとして暗くなってしまう可能性があり、上記角度が上記範囲より大きい場合には、入射した光が観察者側に効率的に反射されない可能性がある。

さらに上記発明においては、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からである。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。

また上記発明においては、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４３０ｎｍ〜４６０ｎｍ、５４０ｎｍ〜５７０ｎｍおよび５８０ｎｍ〜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。

また本発明は、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンの製造方法であって、基材上に、偏光選択反射層形成用塗工液を塗布する塗布工程と、上記塗布工程により上記基材上に成膜された偏光選択反射層に配向処理を施す配向処理工程と、上記配向処理工程で配向させた偏光選択反射層に硬化処理を施し硬化させ、上記偏光選択反射層内における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固定化工程と、上記偏光選択反射層形成用塗工液を調製するに際して、上記偏光選択反射層形成用塗工液中のレベリング剤の濃度を、重合性液晶材料１００重量部に対して０．０６重量部〜５重量部の範囲内となるように増減させ、得られる偏光選択反射層内における螺旋軸構造領域の螺旋軸の角度を変化させることにより、得られる偏光選択反射層中の上記螺旋軸の角度を、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と上記螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角度が０°〜４５°の範囲内となるように調整する螺旋軸角度調製工程と、を有することを特徴とする投影スクリーンの製造方法。

本発明においては、上述した偏光選択反射層形成用塗工液を用いることにより、コレステリック液晶構造が構造的に不均一となるように偏光選択反射層を形成することができる。したがって、このような偏光選択反射層を有する投影スクリーンであれば、投影された光を鏡面反射することなく、偏光を分離して拡散させることが可能となり、映像の視認性を向上させることができる。また、ギラつき防止層等の表面の凹凸（マット形状）を形成することなく、映像を視認することが可能となることから、ざらつきのない鮮明な映像品質を有する投影スクリーンを製造することができる。
また、通常のコレステリック液晶構造においては、基材平面の法線と同じ方向の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域のみが存在し、これらの螺旋軸構造領域が整列して配向している。一方、本発明においては、偏光選択反射層形成用塗工液中のレベリング剤の濃度を変化させることにより、螺旋軸が基材平面の法線に対して鋭角を形成するように、螺旋軸の角度を調整するため、コレステリック液晶構造が構造的に不均一となるように偏光選択反射層を形成することができる。さらに、このような偏光選択反射層を有する投影スクリーンであれば、投影された光を鏡面反射することなく、偏光を分離して拡散させることが可能となり、映像の視認性を向上させることができる。
また、本発明においては、上記角度が上記範囲より大きい場合には、入射した光が観察者側に効率的に反射されない可能性がある。

本発明の偏光選択反射層形成用塗工液を用いて形成された偏光選択反射層であれば、コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されるため、投影された光を鏡面反射することなく、偏光を分離して拡散させることが可能となる。

本発明は、偏光選択反射層形成用途工液、それを用いた投影スクリーン、および投影スクリーンの製造方法を含むものである。以下、それぞれについて項を分けて説明する。

Ａ．偏光選択反射層形成用途工液
まず、本発明の偏光選択反射層形成用塗工液について説明する。

本発明の偏光選択反射層形成用塗工液は、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層を形成するための偏光選択反射層形成用塗工液であって、上記偏光選択反射層形成用塗工液は、上記コレステリック液晶構造を形成するコレステリック規則性を有する重合性液晶材料とレベリング剤とを有し、上記レベリング剤は、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を構造的に不均一に形成する量含有されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、偏光選択反射層形成用塗工液中に、レベリング剤が所定量含有されていることから、このような偏光選択反射層形成用塗工液を用いて形成された偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されるため、投影された光を鏡面反射することなく、偏光を分離して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を製造することができる。

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、形成された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、乱れた状態となることを意味し、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軸構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向がばらついた状態の他、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つながりの曲線が基板面と平行でない状態）等を挙げることができる。

また、このようなコレステリック液晶構造の構造的な不均一性により生じる「拡散」とは、図１に示すように、基材１と偏光選択反射層２とを有する投影スクリーン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。

本発明においては、レベリング剤が偏光選択反射層形成用塗工液中に所定量含有されていることにより、このような偏光選択反射層形成用塗工液を用いて形成された偏光選択反射層は、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るものであるが、これは以下の理由によるものである。

すなわち、偏光選択反射層形成用途工液を基材上に塗工すると、上記レベリング剤が自己集合し、成膜された偏光選択反射層表面に上記レベリング剤の薄い膜が生成する。レベリング剤の含有量の増加に伴って、レベリング剤は、偏光選択反射層表面に膜を形成するだけでなく、偏光選択反射層の内部にまで侵入することとなる。よって、本発明においては、レベリング剤の含有量を所定量とすることにより、レベリング剤が偏光選択反射層表面に膜を形成するだけでなくその内部にまで侵入するため、コレステリック液晶構造が乱れることとなり、構造的に不均一に形成されるのである。

また、偏光選択反射層形成用途工液中のレベリング剤の量を変化させることにより、コレステリック液晶構造ドメインの構築に分子レベルでの影響が及ぼされることから、結果的に図３に示すような偏光選択反射層２内における螺旋軸構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向を調整することが可能となる。したがって、本発明においては、偏光選択反射層形成用塗工液中にレベリング剤を所定量含有させることにより、得られる偏光選択反射層内における螺旋軸構造領域の螺旋軸の方向を変化させ、コレステリック液晶構造を構造的に不均一にすることができるのである。

以下、本発明の偏光選択反射層形成用塗工液における各構成について説明する。

（１）重合性液晶材料
まず、本発明の偏光選択反射層形成用塗工液に用いられる重合性液晶材料について説明する。本発明における重合性液晶材料としては、コレステリック規則性を有するものであれば特に限定はされない。例えば、カイラルネマチック液晶や、コレステリック液晶等を挙げることができ、中でも分子の両末端に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。

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。

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。

化合物（Ｉ）を表わす一般式（１）において、Ｒ¹およびＲ²はそれぞれ水素また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および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、塩素また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の鎖長を示すａおよび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および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。

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。

（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。

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、キラルなアミン、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。

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、液晶性組成物の硬化性の低下、硬化フィルムの信頼性の低下を招くおそれがある。さらに、光学活性な部位を有するカイラル剤の多量使用は、組成物の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）または（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。

カイラル剤（III）を表わす一般式（１３）において、Ｒ⁴は水素またはメチル基を示す。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）および（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および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またはｅの値が０または１である一般式（１３）または（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または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。

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、上記範囲を超える場合は、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。

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。

（２）レベリング剤
次に、本発明の偏光選択反射層形成用途工液に用いられるレベリング剤について説明する。本発明におけるレベリング剤は、投影された光が偏光を分離されて拡散するように、偏光選択反射層形成用途工液中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量含有されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、偏光選択反射層形成用塗工液中に、レベリング剤が所定量含有されていることから、このような偏光選択反射層形成用塗工液を用いて形成された偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成されるため、投影された光を鏡面反射することなく、偏光を分離して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を製造することができる。

このようにレベリング剤が所定量含有されていることにより、コレステリック液晶構造が構造的に不均一に形成される理由としては、上述した理由によるものである。

すなわち、偏光選択反射層形成用途工液中のレベリング剤の量を変化させることにより、得られる偏光選択反射層内におけるコレステリック液晶構造ドメインの構築に分子レベルでの影響を及ぼし、個々のドメインがそれぞれ成長した形で図３に示すような不均一な構造の発現を促すことから、結果的に図３に示すような偏光選択反射層２内における螺旋軸構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向を調整することが可能となる。したがって、本発明においては、偏光選択反射層形成用塗工液中にレベリング剤を所定量含有させることにより、得られる偏光選択反射層内における螺旋軸構造領域の螺旋軸の方向を変化させ、コレステリック液晶構造を構造的に不均一にすることができるのである。

また、本発明においては、上記偏光選択反射層形成用塗工液を用いて形成される偏光選択反射層の厚みを考慮して、偏光選択反射層形成用塗工液中に含有させるレベリング剤の量を決定する必要がある。つまり、レベリング剤の含有量が等しい偏光選択反射層形成用塗工液を同面積の基材上に塗布した場合、得られる偏光選択反射層の厚みが厚いほど偏光選択反射層中に含まれるレベリング剤の量は多くなり、また偏光選択反射層の厚みが薄いほど偏光選択反射層中に含まれるレベリング剤の量は少なくなってしまう。よって、偏光選択反射層の厚みにより、偏光選択反射層中に含まれるレベリング剤の量が異なるものとなってしまうのである。本発明においては、上述したように偏光選択反射層形成用塗工液中のレベリング剤の含有量を変化させ、得られる偏光選択反射層中における螺旋軸構造領域の螺旋軸の角度を変化させ調整することにより、最適な螺旋軸角度を有するコレステリック液晶構造を形成するものである。

このようなレベリング剤の含有量としては、具体的には、レベリング剤の種類、重合性液晶材料の種類、溶媒の種類、さらには偏光選択反射層形成用塗工液を塗布する基材の種類にもよるが、上記重合性液晶材料の合計量１００重量部に対して０．０６〜５重量部、中でも０．０６〜３重量部の範囲内であることが好ましい。

上述したように、偏光選択反射層形成用塗工液中にレベリング剤を上述した範囲内の量で含有させることにより、得られる偏光選択反射層内における螺旋軸構造領域の螺旋軸の角度を調整し、最適な螺旋軸角度を有するコレステリック液晶構造とすることができるからである。また、レベリング剤の含有量が上述した範囲を超えて多い場合、重合性液晶材料の液晶性が発現しなくなる可能性があるからである。

なお、上記レベリング剤の含有量は、上記偏光選択反射層形成用途工液を塗布する基材が配向能を有しないものとした場合に適用されるものである。基材が配向能を有する場合は、基材の配向能によりコレステリック液晶が配向してしまうため、レベリング剤を含有させてもコレステリック液晶構造が均一となる場合がある。この場合、コレステリック液晶構造が均一となるようなレベリング剤の含有量は、上述した範囲から除外することとする。

本発明に用いられるレベリング剤としては、イミダゾリン、第四級アンモニウム塩、アルキルアミンオキサイド、ポリアミン誘導体等の陽イオン系界面活性剤；ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物、第一級あるいは第二級アルコールエトキシレート、アルキルフェノールエトキシレート、ポリエチレングリコールおよびそのエステル、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸アミン類、アルキル置換芳香族スルホン酸塩、アルキルリン酸塩、脂肪族あるいは芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物等の陰イオン系界面活性剤；ラウリルアミドプロピルベタイン、ラウリルアミノ酢酸ベタイン等の両性系界面活性剤；ポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキルアミン等の非イオン系界面活性剤；パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル基・親水性基含有オリゴマー、パーフルオロアルキル・親油基含有オリゴマーパーフルオロアルキル基含有ウレタン等のフッ素系界面活性剤；ポリアクリル酸、アクリル酸共重合体、メタクリル酸、メタクリル酸共重合体等のアクリル系界面活性剤等が挙げられる。中でも、本発明においては、アクリル系界面活性剤を用いることが好ましい。

（３）その他
また、本発明の偏光選択反射層形成用塗工液には、上記重合性液晶材料およびレベリング剤の他に、必要に応じて、添加剤として増感剤、光重合開始剤等、一般的な偏光選択反射層に用いられる材料を添加剤として適宜用いてもよい。

このような添加剤としては、一般的に偏光選択反射層を形成する際に使用するものを用いることができる。

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等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。

また、上記光重合開始剤の含有量は、重合性液晶材料の合計量１００重量部当り、０．０１〜２０重量部、好ましくは０．１〜１０重量部、より好ましくは０．５〜５重量部の範囲とする。

また、本発明の偏光選択反射層形成用塗工液は、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層を形成する際に使用するが、例えば、偏光選択反射層形成用塗工液を塗布する際の塗工適性、粘性および配向性を調整する等の面から、重合性液晶材料およびレベリング剤が適切な溶媒に溶解または分散しているものであってもよい。この場合、用いられる溶媒は、例えば、偏光選択反射層形成用塗工液を基材上に塗布する際に、その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。また、上記重合性液晶材料およびレベリング剤を合せた濃度は通常、５重量％〜５０重量％、中でも１０重量％〜３０重量％とすることが好ましい。

Ｂ．投影スクリーン
次に、本発明の投影スクリーンについて説明する。

本発明の投影スクリーンにおいては、二つの実施態様がある。第１実施態様としては、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、上記偏光選択反射層はレベリング剤を有し、上記レベリング剤は、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を構造的に不均一に形成する量含有されていることを特徴とするものである。また、第２実施態様としては、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、上記偏光選択反射層が、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角度が０°〜４５°の範囲内である上記螺旋軸構造領域を有し、上記角度を有する螺旋軸構造領域が、上記偏光選択反射層内において５０％以上含有されていることを特徴とするものである。

以下、各実施態様にわけて説明する。

（１）第１実施態様
本実施態様の投影スクリーンは、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、上記偏光選択反射層はレベリング剤を有し、上記レベリング剤は、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を構造的に不均一に形成する量含有されていることを特徴とするものである。

本実施態様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とを有するものである。本実施態様においては、この偏光選択反射層２がレベリング剤を所定量含有したものとすることにより、コレステリック液晶構造が構造的な不均一性を有する偏光選択反射層とすることができるため、投影機３から投影された光を拡散して反射することができる。

本実施態様においては、上記偏光選択反射層は、コレステリック規則性を示す重合性液晶材料とレベリング剤とを含む液晶性組成物からなり、液晶分子の物理的な分子配列として、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋軸構造をとっている。このような液晶分子の物理的な分子配列に基づいて、一方向の円偏光成分と、これと逆回りの円偏光成分とを分離する偏光分離特性を有している。すなわち、偏光選択反射層において、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（右円偏光および左円偏光）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、液晶分子の螺旋軸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。

またこの場合の最大旋光光散乱は、次式（１）の波長λ_０で生じる。

λ_０＝ｎａｖ・ｐ … （１）
ここで、ｐは液晶分子の螺旋軸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。

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

Δλ＝Δｎ・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および左円偏光１１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光１２Ｒおよび左円偏光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λ_０を中心とした波長バンド幅Δλ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および左円偏光１２Ｌ）が透過される。

したがって、本実施態様によれば、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、上記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。

また、本実施態様においては、上述したようにレベリング剤が所定量で含有された偏光選択反射層とすることから、偏光選択反射層内の螺旋軸構造領域の螺旋軸角度を調整し、最適な螺旋軸角度を有するコレステリック液晶構造を形成することができるため、コレステリック液晶構造に入射した特定の波長の光は、散乱して反射（拡散）されることとなる。これにより、投影スクリーンで反射された反射光を観察者が視認することが可能となる。また、偏光選択反射層は偏光分離機能を損なうことなく、拡散反射をすることができるという利点も有する。

以下、本実施態様の投影スクリーンを構成する偏光選択反射層および基材について説明する。

（偏光選択反射層）
まず、本実施態様の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層について説明する。

本実施態様の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層は、後述する基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有するものである。さらに、このような偏光選択反射層において、本実施態様では、レベリング剤が、偏光選択反射層に対して、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を構造的に不均一とする量含有されていることを特徴とするものである。

本実施態様においては、レベリング剤が所定量含有された偏光選択反射層とすることにより、偏光選択反射層内の螺旋軸構造領域の螺旋軸角度を調整し、最適な螺旋軸角度を有するコレステリック液晶構造を形成することができる。このような偏光選択反射層を有する投影スクリーンは、投影された光を鏡面反射することなく、偏光を分離して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を製造することができる。また、ギラつき防止層等の表面の凹凸（マット形状）を形成することなく、映像を視認することが可能となることから、ざらつきのない鮮明な映像品質を得ることが可能な投影スクリーンとなる。

本実施態様において、偏光選択反射層は、基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角が所定の角度である上記螺旋軸構造領域を有し、上記所定の角度を有する螺旋軸構造領域が、上記偏光選択反射層内において５０％以上、特に７５％以上含有されていることが好ましい。上記所定の角度を有する螺旋軸構造領域が上述した範囲未満となる場合には、入射した光の反射効率が低下し、スクリーンとして暗くなってしまう可能性があるからである。

また、上記の螺旋軸と基材平面の法線とが形成する角度として、０°〜４５°の範囲内、中でも０°〜３０°の範囲内であることが好ましい。上記角度が上述した範囲より大きい場合には、入射した光が観察者側に効率的に反射されない可能性があるからである。

ここで、本実施態様における螺旋軸構造領域とは、例えば図３に示すように、コレステリック液晶構造の中で実質的に一定方向の螺旋軸Ｌを持ったコレステリック液晶のブロック構造３０で、螺旋ピッチが実質的に１ピッチ以上存在する領域をいうこととする。通常のコレステリック液晶構造においては、基材平面の法線と同じ方向の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域のみが存在し、これらの螺旋軸構造領域が整列して配向している。一方、本発明の偏光選択反射層は、例えば図４に示すように、螺旋軸Ｌが、基材１の法線ａに対して鋭角αを形成する螺旋軸構造領域３０を有するものである。これにより、偏光選択反射層中に入射した特定の波長の光が、一定方向のみではなく、例えば図３に示すように、散乱して反射することが可能となるのである。

上記螺旋軸の角度は、透過電子顕微鏡により撮影された断面構造の写真から、例えば図５に示すように、液晶分子の螺旋ピッチが実質的に１ピッチ以上の螺旋軸構造領域の螺旋軸Ｌと、基材の法線ａとの角度を測定することにより得た値をいうこととする。ここで、上記液晶分子の螺旋ピッチは、透過電子顕微鏡において、例えば図５に示すように、白色で観察される線と黒色で観察される線とが、二組で１ピッチとなる。また上記軸方向は、白色で観察される線または黒色で観察される線の垂線方向とする。

また、本発明において、偏光選択反射層が、基材平面の法線を含む断面において、法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角度が０°〜４５°の範囲内である螺旋軸構造領域を有し、この角度を有する螺旋軸構造領域が、偏光選択反射層内において５０％以上含有されているとは、図５に示すような透過電子顕微鏡により撮影された断面構造の写真において、染色により白色で観察される線または黒色で観察される線の垂線方向と基材平面の法線方向とのなす角度が０°〜４５°の範囲内である面積が、断面構造の写真の螺旋軸構造領域の面積の５０％以上を占めている領域が偏光選択反射層内に存在することをいうこととする。

また、本実施態様において、レベリング剤の含有量は、偏光選択反射層の単位体積当り５×１０^−４〜５×１０^−３ｇ／ｃｍ^３、中でも５×１０^−４〜３×１０^−３ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることが好ましい。偏光選択反射層中にレベリング剤を上述した範囲内の量で含有させることにより、偏光選択反射層内における螺旋軸構造領域の螺旋軸の角度を調整し、最適な螺旋軸角度を有するコレステリック液晶構造を形成することができるからである。また、レベリング剤の含有量が上述した範囲を超えて多い場合、重合性液晶材料の液晶性が発現しなくなる可能性があるからである。

ここで、偏光選択反射層中に含有されるレベリング剤の量は、偏光選択反射層を分析して得られた値としてもよく、偏光選択反射層を形成する際に用いた偏光選択反射層形成用途工液中に含まれるレベリング剤の量から算出した値としてもよい。

本実施態様においては、偏光選択反射層は、単層で形成されるものでもよく、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）等からなる多層で形成してもよいものである。よって、例えば図６に示すような３層の偏光選択反射層を形成する場合は、そのうちの１層の偏光選択反射層中に含まれるレベリング剤が上述した範囲になるものである。

なお、本実施態様に用いられるレベリング剤に関しては、上述した「Ａ．偏光選択反射層形成用塗工液」に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。

また、本実施態様に用いられる偏光選択反射層は、可視光域（例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域）の一部のみをカバーする特定の波長域の光の最大波長の半分以上を選択的に反射することが好ましい。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。

また、本実施態様の偏光選択反射層は、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）および緑色（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。

本実施態様においては、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。

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。

また、上記偏光選択反射層（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。

本実施態様の投影スクリーンは、基材上に、偏光選択反射層が形成されたものであれば、特に限定されるものではなく、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。

本実施態様によれば、偏光選択反射層がコレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）のみを選択的に反射するので、偏光特性のない外光や照明光などの環境光を偏光選択反射層で約５０％しか反射しないようにすることができる。このため、白表示など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二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。

また、偏光選択反射層においては、コレステリック液晶構造が構造的な不均一性を有し、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋軸構造領域の螺旋軸Ｌの方向がばらついたりしているので、映像光が鏡面反射でなく拡散反射され、映像が視認しやすくなる。なおこのとき、偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光（例えば選択反射波長域内の右円偏光）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および左円偏光）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。

以上のように、本実施態様によれば、外光や照明光などの環境光の影響をコレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により抑えて映像のコントラストを高める一方で、コレステリック液晶構造内に含まれる構造的な不均一性の作用によって映像の視認性を低下させることなく映像光の反射光に散乱効果を与えることができ、明るい環境光の下でも映像を鮮明に表示することができる。

（基材）
次に、本実施態様の投影スクリーンに用いられる基材について説明する。本実施態様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、本実施態様においては、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、上記コレステリック液晶の円偏光と逆の円偏光や、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。

このような可視光領域の波長を吸収する基材としては、例えば黒い顔料を練りこんだプラスチックフィルム等とすることができる。また、透明なプラスチックフィルム等の上に、光吸収層が形成されたものであってもよく、この光吸収層は上記偏光選択反射層が形成される側に形成されるものであってもよく、また反対側に形成されるものであってもよい。

また、本実施態様においては、上述したように、上記偏光選択反射層における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、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、本実施態様においては、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、これにより上記偏光選択反射層の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。

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、ポリアリレートや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、ポリエチレンや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。

また、本実施態様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。

また、本実施態様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、例えばコロナ処理やＵＶ洗浄等により、表面を処理したものであってもよい。

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（商品名 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。

（その他）
本実施態様においては、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。

また、必要に応じて適宜、傷つき防止層や、低反射層、紫外線防止層等を設けたものであってもよい。

なお、本実施態様においては、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。本実施態様においては中でも、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く、特に射出される光を円偏光に偏光させることが好ましい。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、また外付けで射出口に装着させるものであってもよい。

また、ＣＲＴ方式およびＤＬＰ方式の投影機は、射出光が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。

また、本実施態様の投影スクリーンが使用される室内の照明や外光は、投影スクリーンが反射する円偏光と反対の円偏光とされることが好ましい。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、吸収型の円偏光板や、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。

（２）第２実施態様
本実施態様の投影スクリーンは、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、上記偏光選択反射層が、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角度が０°〜４５°の範囲内である上記螺旋軸構造領域を有し、上記角度を有する螺旋軸構造領域が、上記偏光選択反射層内において５０％以上含有されていることを特徴とするものである。

本実施態様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とを有するものである。本実施態様においては、この偏光選択反射層２内における螺旋軸構造領域の螺旋軸と基材平面の法線とがなす角度が０°〜４５°の範囲内である螺旋軸構造領域が偏光選択反射層内において所定の範囲で含有されていることにより、コレステリック液晶構造が構造的な不均一性を有する偏光選択反射層とすることができるため、投影機３から投影された光を拡散して反射することができる。

以下、本実施態様の投影スクリーンの各構成について説明する。

（偏光選択反射層）
まず、本実施態様の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層について説明する。

本実施態様の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層は、後述する基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有するものである。さらに、偏光選択反射層が、基材平面の法線を含む断面において、法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角度が０°〜４５°の範囲内である螺旋軸構造領域を有し、上記角度を有する螺旋軸構造領域が、偏光選択反射層内において５０％以上含有されているものである。

本実施態様においては、偏光選択反射層内における螺旋軸構造領域の螺旋軸と基材平面の法線とがなす角度が０°〜４５°の範囲内である螺旋軸構造領域が光選択反射層内において所定の範囲で含有されていることにより、そのコレステリック液晶構造を構造的に不均一とすることができる。このような偏光選択反射層を有する投影スクリーンは、投影された光を鏡面反射することなく、偏光を分離して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を製造することができる。また、ギラつき防止層等の表面の凹凸（マット形状）を形成することなく、映像を視認することが可能となることから、ざらつきのない鮮明な映像品質を得ることが可能な投影スクリーンとなる。

なお、本実施態様に用いられる偏光選択反射層に関しては、上述した第１実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。

また、本実施態様の投影スクリーンに用いられる基材、および投影スクリーンに関するその他のことについては、上述した第１実施態様に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。

Ｃ．投影スクリーンの製造方法
次に、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、基材と、上記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンの製造方法であって、基材上に、本発明の偏光選択反射層形成用塗工液を塗布する塗布工程と、上記塗布工程により上記基材上に成膜された偏光選択反射層に配向処理を施す配向処理工程と、上記配向処理工程で配向させた偏光選択反射層に硬化処理を施し硬化させ、上記偏光選択反射層内における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固定化工程とを有することを特徴とするものである。

本発明においては、上述した偏光選択反射層形成用塗工液を用いることにより、コレステリック液晶構造が構造的に不均一となるように偏光選択反射層を形成することができる。したがって、このような偏光選択反射層を有する投影スクリーンであれば、投影された光を鏡面反射することなく、偏光を分離して拡散させることが可能となり、映像の視認性を向上させることができる。また、ギラつき防止層等の表面の凹凸（マット形状）を形成することなく、映像を視認することが可能となることから、ざらつきのない鮮明な映像品質を有する投影スクリーンを製造することができる。

なお、本発明に用いられる偏光選択反射層形成用塗工液に関しては、上述した「Ａ．偏光選択反射層形成用塗工液」に記載したものと同様であり、また本発明に用いられる偏光選択反射層、基材および投影スクリーンに関しては、上述した「Ｂ．投影スクリーン」に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。

以下、本発明の投影スクリーンの製造方法について各工程に分けて詳細に説明する。

（１）塗布工程
まず、塗布工程について説明する。塗布工程は、上述した偏光選択反射層形成用塗工液を用いて、基材上に上記偏光選択反射層形成用塗工液を塗布する工程である。

本工程において基材上に偏光選択反射層形成用塗工液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、ロールトゥロールのフィルムコーティングであってもよい。

（２）配向処理工程
次に、配向処理工程について説明する。本発明における配向処理工程は、上記塗布工程により上記基材上に成膜された偏光選択反射層に配向処理を施す工程である。

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軸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。

配向処理の方法としては、上記塗布工程により基材上に成膜された偏光選択反射層をコレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持する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軸構造が形成される。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偏光選択反射層を硬化させることにより、固定化することができるのである。

なお、このような配向処理工程は、基材上に塗布された偏光選択反射層形成用塗工液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。

（３）固定化工程
さらに、固定化工程について説明する。本発明における固定化工程は、上記配向処理工程で配向させた偏光選択反射層に硬化処理を施し硬化させ、上記偏光選択反射層内における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工程である。

本工程において、硬化処理の方法としては、（ｉ）偏光選択反射層中の溶媒を乾燥させる方法、（ii）加熱により偏光選択反射層中の液晶分子を重合させる方法、（iii）放射線の照射により偏光選択反射層中の液晶分子を重合させる方法、および（iv）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。

このうち、上記（ｉ）の方法は、偏光選択反射層の材料である重合性液晶材料に含有されるネマチック規則性を示す液晶材料として重合性の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偏光選択反射層形成用塗工液を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、上述した塗布工程および配向処理工程で述べたものを用いることができる。

上記（ii）の方法は、加熱により偏光選択反射層中の液晶分子を熱重合させて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。

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。

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。

上記（iii）の方法は、放射線の照射により偏光選択反射層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、上記偏光選択反射層形成用途工液に光重合開始剤が添加されていることが好ましい。

以上のような一連の工程（塗布工程、配向処理工程および固定化工程）を行うことにより、単層の偏光選択反射層からなる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、さらに別の偏光選択反射層を形成した場合、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。

（４）螺旋軸角度調製工程
本発明においては、偏光選択反射層形成用塗工液を調製するに際して、偏光選択反射層形成用塗工液中のレベリング剤の濃度を増減させ、得られる偏光選択反射層内における螺旋軸構造領域の螺旋軸の角度を変化させることにより、得られる偏光選択反射層中の螺旋軸の角度を調整する螺旋軸角度調製工程を有することが好ましい。

通常のコレステリック液晶構造においては、基材平面の法線と同じ方向の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域のみが存在し、これらの螺旋軸構造領域が整列して配向している。一方、本発明においては、偏光選択反射層形成用塗工液中のレベリング剤の濃度を変化させることにより、例えば図４に示すように螺旋軸Ｌが法線ａに対して鋭角αを形成するように、螺旋軸の角度を調整するため、図３に示すようにコレステリック液晶構造が構造的に不均一となるように偏光選択反射層を形成することができるからである。よって、このような偏光選択反射層を有する投影スクリーンであれば、投影された光を鏡面反射することなく、偏光を分離して拡散させることが可能となり、映像の視認性を向上させることができる。

このように、偏光選択反射層中のレベリング剤の濃度を増減させることにより、螺旋軸と法線とのなす角度を調製することができるのは、上述した「Ａ．偏光選択反射層形成用塗工液」のレベリング剤の欄に記載した理由によるものである。すなわち、偏光選択反射層形成用途工液中のレベリング剤の濃度を増減させることにより、得られる偏光選択反射層内におけるコレステリック液晶構造ドメインの構築に分子レベルでの影響が及ぼされることから、結果的に図４に示すような螺旋軸構造領域３０の螺旋軸Ｌの角度αを調整することが可能となる。

なお、本工程に用いられるレベリング剤に関しては上述した「Ａ．偏光選択反射層形成用途工液」に記載したものと同様であり、また本工程に用いられる偏光選択反射層に関しては上述した「Ｂ．投影スクリーン」に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。

また、上記螺旋軸の角度は、透過電子顕微鏡により撮影された断面構造の写真から、例えば図５に示すように、液晶分子の螺旋ピッチが実質的に１ピッチ以上の螺旋軸構造領域の螺旋軸Ｌと、基材の法線ａとの角度を測定することにより得た値とする。ここで、上記液晶分子の螺旋ピッチは、透過電子顕微鏡において、例えば図５に示すように、白色で観察される線と黒色で観察される線とが、二組で１ピッチとなる。また上記軸方向は、白色で観察される線または黒色で観察される線の垂線方向とする。

本発明においては、このような螺旋軸角度調製工程を設けることにより、投影スクリーンの用途等に応じた最適な螺旋軸角度を有する螺旋軸構造領域をもつ偏光選択反射層を形成することが可能となるため、このような偏光選択反射層を有する投影スクリーンを作製するための偏光選択反射層形成用途工液とすることができる。

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。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。

［実施例１］
アルキル側鎖を有する棒状液晶構造において、その両末端にアクリル基を有する紫外線硬化型ネマチック液晶からなる主剤に、この主剤と同様に両末端にアクリル基を有し、キラル中心を有する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に溶解し、チバガイギー社製のアセトフェノン系光重合開始剤を上記混合液晶１００重量部に対して５重量部で添加した。得られた溶液にアクリル共重合系レベリング剤を上記混合液晶１００重量部に対して０．１重量部添加した。これにより、４４０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶塗工液１を調製し、２００ｍｍ□の黒延伸ＰＥＴ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層を得た。次に、このコレステリック液晶層に紫外線（１０ｍＷ／ｃｍ^２、６０分）を照射して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。さらに、上記偏光選択反射層上に直接、２層目の液晶塗工液２を、１層目の偏光選択反射層の場合と同様にして塗布し、乾燥、配向、硬化処理を行った。２層目の液晶塗工液２は、液晶塗工液１と同様にして調製し、カイラル剤の添加量の調整により、５５０ｎｍに選択反射中心波長を有するものとした。上述した方法と同様にして、３層目に６００ｎｍに選択反射帯域を有する偏光選択反射層を積層した。以上により、４４０、５５０、６００ｎｍを選択反射波長に含む偏光選択反射機能を有する投影スクリーンを得た。各層の膜厚は、１層目は３μｍ、２層目は４μｍ、３層目は５μｍとした。

［実施例２〜６］
液晶塗工液中のレベリング剤の含有量を混合液晶１００重量部に対して、それぞれ０．０６重量部、０．５重量部、１重量部、２．５重量部、５重量部とした以外は、実施例１と同様にして投影スクリーンを作製した。

［比較例１〜２］
液晶塗工液中のレベリング剤の含有量を混合液晶１００重量部に対して、それぞれ０．０５重量部、６重量部とした以外は、実施例１と同様にして投影スクリーンを作製した。

［評価］
実施例１〜６および比較例１〜２により作製された投影スクリーンの評価結果を表１に示す。

（拡散性）
鏡面 … 映像が良好に視認できない状態であり、拡散角は正反射方向を０°として±５°以内である。

拡散 … 映像が視認できる状態であり、拡散角は正反射方向を０°として±２０°以上である。

（視認性）
良好 … 偏光分離機能の効果により、明室においても高いコントラストが得られる状態である。具体的には、コントラストが１０以上のときとする。

不良 … 偏光分離機能の低下（消偏または反射効率低下）により、明室でコントラストが得られない状態である。具体的には、コントラストが５以下のときとする。

表１に示したように、実施例１〜５の投影スクリーンでは、選択反射光に拡散性が付与され、投影スクリーンに投影された映像光を視認することができた。しかしながら、比較例１の投影スクリーンにおいては、選択反射光が鏡面的に反射され、映像光を視認できなかった。また、比較例２の投影スクリーンでは、偏光分離機能が低下し、視認性が悪くなった。

本発明の投影スクリーンを説明するための説明図である。 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。 本発明の投影スクリーンの偏光選択反射層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偏光選択反射層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一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１ … 基材
２ … 偏光選択反射層

Claims (4)

1. 基材と、前記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンであって、
   前記偏光選択反射層はレベリング剤を有し、
   前記レベリング剤は、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を構造的に不均一に形成する量である、重合性液晶材料１００重量部に対して０．０６重量部〜５重量部の範囲内で含有されており、
   前記偏光選択反射層が、前記基材平面の法線を含む断面において、前記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角度が０°〜４５°の範囲内である前記螺旋軸構造領域を有し、
   前記角度を有する螺旋軸構造領域が、前記偏光選択反射層内において５０％以上含有されていることを特徴とする投影スクリーン。
2. 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１に記載の投影スクリーン。
3. 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４３０ｎｍ〜４６０ｎｍ、５４０ｎｍ〜５７０ｎｍおよび５８０ｎｍ〜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２に記載の投影スクリーン。
4. 基材と、前記基材上に形成され、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有する投影スクリーンの製造方法であって、
   基材上に、偏光選択反射層形成用塗工液を塗布する塗布工程と、
   前記塗布工程により前記基材上に成膜された偏光選択反射層に配向処理を施す配向処理工程と、
   前記配向処理工程で配向させた偏光選択反射層に硬化処理を施し硬化させ、前記偏光選択反射層内における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固定化工程と、
   前記偏光選択反射層形成用塗工液を調製するに際して、前記偏光選択反射層形成用塗工液中のレベリング剤の濃度を、重合性液晶材料１００重量部に対して０．０６重量部〜５重量部の範囲内となるように増減させ、得られる偏光選択反射層内における螺旋軸構造領域の螺旋軸の角度を変化させることにより、得られる偏光選択反射層中の前記螺旋軸の角度を、前記基材平面の法線を含む断面において、前記法線と前記螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角度が０°〜４５°の範囲内となるように調整する螺旋軸角度調製工程と、
   を有することを特徴とする投影スクリーンの製造方法。

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