JP2014021140A - スクリーン、および画像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】光散乱特性を制御することによって、優れた表示特性（特に、明るさおよび視野角）を発揮することのできるスクリーン、および画像表示システムを提供する。
【解決手段】高分子２５２中に液晶分子２５３を分散させるとともに前記液晶分子２５３および前記高分子２５２を相分離させて形成してなる高分子分散型液晶層２５を有し、前記高分子分散型液晶層２５に電界が作用しない電界非発生状態では透過状態となり、前記高分子分散型液晶層２５に電界が作用する電界発生状態では散乱状態となるスクリーン２であって、前記高分子２５２のツイスト角が０°以上１８０°未満であることを特徴とするスクリーン。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像表示用スクリーン、およびスクリーンを備えた画像表示システムに関する。

近年、画像を表示するスクリーンとして、高分子中に液晶を分散させた高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）を用いたものが注目されている（例えば、特許文献１）。このような表示素子は、液晶と高分子との屈折率の差を利用しており、例えば、電界非印加状態では透過状態となり、電界印加により散乱状態となる。そして、散乱状態としたところにプロジェクターなどにより映像光を投射することでスクリーンに所望の画像が表示される。

国際公開０４／０２１０７９号パンフレット

しかしながら、特許文献１に記載のスクリーンでは、明るさや視野角特性に影響を与える光散乱特性を制御する方法が不明であり、例えば、液晶表示素子に表示される画像の明るさが低かったり、視野角特性を制御する方法がなかったりといった問題が発生する。
ここで視野角特性に関しては、このような表示機器（スクリーン）を、個人的な情報を表示する用途として用い、且つ不特定多数の人が集まる公共な場で用いる環境を想定した場合、表示内容が全方向から視認されてしまうと個人的な情報などが周囲に漏れ、情報管理の安全上、問題がある。
また、駅構内に設置される電子広告のような大型表示機器（スクリーン）のような用途では、上下方向からの視野角を求められることは少なく、可能な限り左右方向に視野角特性を高めることにより光利用効率を高めることができるため、全方向に散乱している場合は光利用効率の点で問題がある。

本発明の目的は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、光散乱特性を制御することによって、優れた表示特性（特に、明るさおよび視野角）を発揮することのできるスクリーン、および画像表示システムを、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るスクリーンは、高分子中に液晶分子を分散させるとともに前記液晶分子および前記高分子を相分離させて形成してなる高分子分散型液晶層を有し、前記高分子分散型液晶層に電界が作用しない電界非発生状態では透過状態となり、前記高分子分散型液晶層に電界が作用する電界発生状態では散乱状態となるスクリーンであって、前記高分子のツイスト角が０°以上１８０°未満であることを特徴とする。

本適用例によれば、高分子分散型液晶層中の高分子のツイスト角θが０°以上１８０°未満である。そのため、例えば、高分子が配向方向に沿って配向し、スクリーンが散乱状態の場合、高分子は配向方向と同一方向の回折格子と同様の機能を発揮することとなり、スクリーン平面視にて高分子は強い散乱を示すこととなる。このことにより優れた視野角特性を発揮することのできるスクリーンが得られる。

［適用例２］上記適用例に記載のスクリーンにおいて、前記高分子のツイスト角は、０°であることが好ましい。

本適用例によれば、高分子分散型液晶層中の高分子は、ツイスト角θが０°に設定されているため、高分子分散型液晶層中でツイストすることがなく、スクリーンが散乱状態の場合、平面視にて高分子は非常に強い散乱を示すこととなる。このことにより、より優れた視野角特性を発揮することのできるスクリーンが得られる。

［適用例３］上記適用例に記載のスクリーンにおいて、前記高分子分散型液晶層は、該高分子分散型液晶層の平面視にて光散乱強度の異方性を有し、前記スクリーンの横方向への光散乱強度が、縦方向への光散乱強度よりも大きいことが好ましい。

本適用例によれば、スクリーンは異方性を有し、横方向への光散乱強度が縦方向への光散乱強度よりも大きい。これにより、スクリーンの横方向の明るさおよび視野角を高く（大きく）することができ、スクリーンの横方向の広い範囲から、スクリーンに表示された明るい画像を観察することができるようになる。

［適用例４］上記適用例に記載のスクリーンにおいて、前記ツイスト角は、α（ただし、αは、０＜＝α＜１８０を満足する。）で表され、前記αに含まれる所定の角度方向が前記スクリーンの縦方向に一致することが好ましい。

［適用例５］上記適用例に記載のスクリーンにおいて、前記αの角度を二等分する線分が、前記スクリーンの縦方向に一致することが好ましい。

［適用例６］上記適用例に記載のスクリーンにおいて、前記高分子分散型液晶層は、該高分子分散型液晶層の平面視にて光散乱強度の異方性を有しており、前記スクリーンの縦方向への光散乱強度が、横方向への光散乱強度よりも大きいことが好ましい。

［適用例７］上記適用例に記載のスクリーンにおいて、前記ツイスト角は、α（ただし、αは、０＜＝α＜１８０を満足する。）で表され、前記αに含まれる所定の角度方向が前記スクリーンの横方向に一致することが好ましい。

［適用例８］上記適用例に記載のスクリーンにおいて、前記ツイスト角は、α（ただし、αは、０＜＝α＜１８０を満足する。）で表され、前記αの角度を二等分する線分が、前記スクリーンの横方向に一致することが好ましい。

［適用例９］本適用例に係る画像表示システムは、上記適用例に記載のスクリーンと、前記スクリーンに画像を投射するプロジェクターと、前記スクリーンおよび前記プロジェクターの駆動を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

第１実施形態にかかるスクリーンの断面図。 第１実施形態にかかるスクリーンが有する高分子の捩じれ構造を示す平面図。 第１実施形態にかかるスクリーンの光散乱特性を示す図。 ツイスト角が１８０°である高分子の捩じれ構造を示す平面図。 ツイスト角が１８０°である高分子の光散乱特性を示す図。 第１実施形態にかかるスクリーンを適用した画像表示システムの概略構成図。 第１実施形態にかかるプロジェクターの構成を示す概略構成図。 第２実施形態にかかるスクリーンの断面図。 第２実施形態にかかるスクリーンが有する高分子の捩じれ構造を示す平面図。 第２実施形態にかかるスクリーンの光散乱特性を示すグラフ。 第２実施形態にかかるスクリーンの縦および横方向と高分子の配向方向との関係を示す平面図。 第３実施形態にかかるスクリーンの断面図。 第３実施形態にかかるスクリーンが有する高分子の捩じれ構造を示す平面図。 第３実施形態にかかるスクリーンの光散乱特性を示すグラフ。 第３実施形態にかかるスクリーンの縦および横方向と高分子の配向方向との関係を示す平面図。

以下、本発明のスクリーンおよび画像表示システムの好適な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
１．スクリーン
図１は、本発明の第１実施形態にかかるスクリーンの断面図である。図１に示すように、スクリーン２は、一対の透明基板２０、２１と、一対の透明電極２２、２３と、一対の配向膜２４１、２４２と、一対の透明基板２０、２１の間に設けられた高分子分散型液晶層２５と、一対の透明基板２０、２１の間を封止する図示しない封止部（シール材）とを有している。なお、前記封止部は、一対の透明基板２０、２１間に高分子分散型液晶層２５を形成するための空隙（空間）を形成するスペーサーとしても機能する。

透明基板２０、２１は、透明電極２２、２３、および配向膜２４１、２４２を支持する機能を有している。このような透明基板２０、２１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、石英ガラス等のガラスや、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料等が挙げられる。この中でも特に、石英ガラス等のガラスで構成されたものが好ましい。これにより、反り、撓み等の生じにくい、より安定性に優れたスクリーン２を得ることができる。

一対の透明電極２２、２３のうちの透明電極２２は、透明基板２０の下面（透明基板２１側の面）に形成されており、透明電極２３は、透明基板２１の上面（透明基板２０側の面）に形成されている。透明電極２２、２３は、導電性を有しており、例えば、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムオキサイド（ＩＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）等で構成されている。

一対の配向膜２４１、２４２のうちの配向膜２４１は、透明電極２２の下面（透明基板２１側の面）に形成されており、配向膜２４２は、透明電極２３の上面（透明基板２０側の面）に形成されている。配向膜２４１、２４２は、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール等からなる膜にラビング処理等の配向処理を施したものである。

高分子分散型液晶層２５は、ＰＤＬＣ（高分子分散型液晶）２５１を含んでいる。このような高分子分散型液晶層２５は、透過状態と散乱状態とを印加電界の強度により切替えることができる。
ＰＤＬＣ２５１は、高分子２５２と液晶分子２５３とを含んでいる。例えば、液晶性モノマー等の高分子前駆体と液晶分子との混合物により形成することができる。ＰＤＬＣ２５１を形成するには、混合物を配向膜２４１、２４２により配向させた状態で、混合物に紫外線光等のエネルギーを照射して液晶性モノマーを重合させる。すると、液晶性モノマーは、配向を保持したまま重合し、配向規制力を有する高分子２５２になる。液晶分子２５３は、高分子２５２から相分離され、高分子２５２の配向規制力により配向する。

高分子前駆体としては、液晶分子２５３に溶解し、その混合液が液晶性を有するものであればよく、例えば、高分子中にベンゼン骨格、好ましくはビフェニル骨格が導入されているものが挙げられる。また、ベンゼン骨格を有しなくても、液晶分子２５３とともに配向する高分子であれば同様に使用することができる。
高分子２５２、および高分子前駆体の具体例としては、例えば、ビフェニルメタノールもしくはナフトールのメタクリル酸エステル、もしくはアクリル酸エステル、またはこれらの化合物の誘導体がある。また、これらにビフェノールのメタクリル酸エステル、もしくはアクリル酸エステル誘導体を混合して用いてもよい。また、その他の例として、α−メチルスチレン、エポキシ樹脂等を用いることもできる。

一方、液晶分子２５３としては、屈折率異方性および誘電異方性を有するものであればよく、例えばネマティック液晶を用いることができる。

本実施形態のＰＤＬＣ２５１は、いわゆる「リバース型」である。そのため、高分子分散型液晶層２５は、一対の透明電極２２、２３間に電圧を印加していない電圧非印加状態（高分子分散型液晶層２５に電界が作用していない電界非発生状態）において透過性を有する透過状態となり、一対の透明電極２２、２３間に電圧を印加している電圧印加状態（高分子分散型液晶層２５に電界が作用している電界発生状態）において拡散性を有する散乱状態となる。

具体的に説明すれば、電圧非印加状態においては、液晶分子２５３と高分子２５２との間で屈折率が連続しており、ＰＤＬＣ２５１に入射した光はほとんど拡散されずに射出され、透過状態となる。反対に、電圧印加状態では、高分子２５２の方位角が変化しないのに対して、液晶分子２５３の方位角が電界に応じて変化し、これにより、高分子２５２と液晶分子２５３との間で屈折率が不連続に変化することにより入射した光が散乱されて射出され、光散乱状態となる。

なお、前記「電界非発生状態」とは、高分子分散型液晶層２５に電界が全く作用していない状態のみならず、一対の透明電極２２、２３間に、電界発生状態にて印加される電圧よりも弱い電圧が印加され、電界発生状態と比較して強度の小さい電界が発生している場合も含むものとする。

このような構成のスクリーン２によれば、スクリーン２を使用しない場合には、スクリーン２を透過状態とすることにより透明とすることができる。そのため、例えば、スクリーン２を生活空間にて使用する場合には、スクリーン２が与える圧迫感を低減することができる。このようなスクリーン２は、リバース型のＰＤＬＣ２５１を有するため、スクリーン２に画像を表示している時間（散乱状態の時間）が、スクリーン２に画像を表示しない時間（透過状態の時間）よりも短い用途に用いるのが好ましい。これにより、スクリーン２の省電力駆動が可能となる。 以上、スクリーン２の基本的な構成について説明した。

次いで、本発明の特徴でもある高分子分散型液晶層中の高分子２５２のツイスト角について詳細に説明する。
本実施形態では、スクリーン２に形成された高分子分散型液晶層２５においては、透明基板２０側では配向膜２４１の配向方向Ａに沿って高分子２５２および液晶分子２５３が配向しており、透明基板２１側では配向膜２４２の配向方向Ｂに沿って高分子２５２および液晶分子２５３が配向している。スクリーン２では、配向膜２４１、２４２の配向方向が互いに異なっており、透明基板２０側から透明基板２１側へ、高分子２５２および液晶分子２５３の配向方向が特定のチルト角をもって捩れることなく揃った構造で形成されている。なお、配向方向の回転方向は、特に限定されず、時計周りに回転してもいいし、反時計回りに回転していてもよい。

本発明のスクリーンは、高分子分散型液晶層中の高分子のツイスト角θが０°以上１８０°未満であることを特徴としている。このような特徴を有することにより、後述するように、優れた視野角特性を発揮することのできるスクリーンが得られる。

特に、本実施形態のスクリーン２では、高分子分散型液晶層２５中の高分子２５２のツイスト角θが０°に設定されている。このようなツイスト角θとすることにより、明るく、特定の角度方向のみに視野角を有するスクリーンを実現することができる。以下、この理由について詳細に説明する。

高分子分散型液晶層２５中の高分子２５２は、透明基板２０側にて配向膜２４１の配向方向Ａに沿って配向している。そのため、スクリーン２が散乱状態のとき、高分子２５２は、透明基板２０側にてその配向軸（配向方向Ａ）と同一方向の回折格子と同様の機能を発揮することとなり、スクリーン２の平面視にて、配向方向Ａと直交する方向により強い散乱を示すこととなる。このような高分子２５２は、０°の配向であるため高分子分散型液晶層２５中でツイストすることがなく、これにより配向方向Ａと直行する方向に非常に強い散乱を示すこととなる。

ここで、図２は、スクリーン２を透明基板２０側から見た、高分子２５２の捩じれ構造を示す模式平面図であり、図３は、スクリーン２の光散乱特性を示すグラフである。なお、図３のグラフに示す光散乱特性は、透明基板２０の表面に対する法線方向から、透明基板２０上に平行光線（可視光）を照射し、透明基板２１の法線上の位置にて透過散乱光を測定して得られたデータである。グラフの外側に記載されている０（３６０）、９０、１８０、２７０は入射光の方位角φを示したものであり、この方位角と光散乱特性との関係は、そのままスクリーン２の視野角特性を示すものとなる。

これに対し図４に示すように、高分子２５２のツイスト角が１８０°であると、高分子２５２の捩じれ中心Ｏから全角度方向に高分子２５２の配向軸が均一に存在することとなる。そのため、図５に示すように、捩じれ中心Ｏから全角度方向に均一な強い散乱強度を示すこととなる。言い換えれば、全角度方向に対して視野角依存のない配光分布を示すこととなるため、全角度方向に視野角を有するスクリーンとなる。このような視野角特性を有するスクリーンは、例えば不特定多数の人が行き交う公共の場で、個人情報を含む情報を表示する際などには好ましくない視野角特性となる。また、駅構内に設置される電子広告のような大型表示機器のような用途では、上下方向からの視野角を求められることは少なく、可能な限り左右方向に視野角特性を高めることにより光利用効率を高めることができるため、全方向に散乱している場合は光利用効率の点で好ましくない視野角特性となる。

２．画像表示システム
次に、スクリーン２を適用した画像表示システム１００について説明する。
図６に示すように、画像表示システム１００は、スクリーン２と、スクリーン２に画像を投射するプロジェクター３００と、スクリーン２およびプロジェクター３００の駆動を制御する制御部４００とを有している。このような画像表示システム１００では、スクリーン２の背面（観察者と反対側の面）へ画像を投射する。なお、スクリーンの表面（観察者側の面）へ画像を投射してもよい。

プロジェクター３００としては、スクリーン２に画像を表示することができれば、特に限定されないが、液晶パネルのようなマイクロイメージャーに光を照明することにより、スクリーン２に画像光を拡大投射する照明投射型のプロジェクターや、スクリーン２に光を走査して画像を形成する走査型のプロジェクターであってもよい。以下に、プロジェクター３００の一例を示す。

図７は、プロジェクター３００の光学系の構成を示す平面図である。図７に示すように、プロジェクター３００は、照明光学系３１０と、色分離光学系３２０と、平行化レンズ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂと、空間光変調装置３４０Ｒ、３４０Ｇ、３４０Ｂと、光合成部であるクロスダイクロイックプリズム３５０とを備えている。

照明光学系３１０は、光源３１１と、リフレクター３１２と、第１のレンズアレイ３１３と、第２のレンズアレイ３１４と、偏光変換素子３１５と、重畳レンズ３１６とを有している。

光源３１１は、超高圧水銀ランプであり、リフレクター３１２は、放物面鏡を有して構成されている。光源３１１から射出された放射状の光束は、リフレクター３１２で反射されて略平行光束となり、第１のレンズアレイ３１３へと射出される。なお、光源３１１としては、超高圧水銀ランプに限らず、例えばメタルハライドランプ等を採用してもよい。また、リフレクター３１２としては、放物面鏡に限らず、楕円面鏡からなるリフレクターの射出面に平行化凹レンズを配置した構成を採用してもよい。

第１のレンズアレイ３１３および第２のレンズアレイ３１４は、小レンズをマトリックス状に配列して形成されている。光源３１１から射出された光束は、第１のレンズアレイ３１３によって複数の微小な部分光束に分割され、各部分光束は、第２のレンズアレイ３１４および重畳レンズ３１６によって照明対象である３つの空間光変調装置３４０Ｒ、３４０Ｇ、３４０Ｂの表面で重畳される。

偏光変換素子３１５は、ランダム偏光の光束を一方向に振動する直線偏光（Ｓ偏光、若しくはＰ偏光）に揃える機能を有しており、本実施形態では、色分離光学系３２０での光束の損失が少ないＳ偏光に揃えている。

色分離光学系３２０は、照明光学系３１０から射出された光束（Ｓ偏光）を、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光の３色の色光に分離する機能を有しており、Ｂ光反射ダイクロイックミラー３２１、ＲＧ光反射ダイクロイックミラー３２２、Ｇ光反射ダイクロイックミラー３２３、および反射ミラー３２４、３２５を備えている。

照明光学系３１０から射出された光束のうち、Ｂ光の成分は、Ｂ光反射ダイクロイックミラー３２１によって反射され、さらに反射ミラー３２４、３６１によって反射されて平行化レンズ３３０Ｂに至る。一方、照明光学系３１０から射出された光束のうち、Ｇ光、Ｒ光の成分は、ＲＧ光反射ダイクロイックミラー３２２によって反射され、さらに反射ミラー３２５によって反射されてＧ光反射ダイクロイックミラー３２３に至る。その中のＧ光の成分は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー３２３および反射ミラー３６２に反射されて平行化レンズ３３０Ｇに至り、Ｒ光の成分は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー３２３を透過して、反射ミラー３６３に反射されて平行化レンズ３３０Ｒに至る。

平行化レンズ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂは、照明光学系３１０からの複数の部分光束が、空間光変調装置３４０Ｒ、３４０Ｇ、３４０Ｂをそれぞれ照明するように各部分光束が、それぞれ略平行な光束となるように設定されている。

平行化レンズ３３０Ｒを透過したＲ光は、空間光変調装置３４０Ｒに至り、平行化レンズ３３０Ｇを透過したＧ光は、空間光変調装置３４０Ｇに至り、平行化レンズ３３０Ｂを透過したＢ光は、空間光変調装置３４０Ｂに至る。
空間光変調装置３４０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。空間光変調装置３４０Ｒに設けられた図示しない液晶パネルは、２つの透明基板の間に、光を画像信号に応じて変調するための液晶層を封入している。空間光変調装置３４０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム３５０へ入射する。なお、空間光変調装置３４０Ｇ、３４０Ｂの構成および機能は、空間光変調装置３４０Ｒと同様である。

クロスダイクロイックプリズム３５０は、三角柱状の４つのプリズムを貼り合わせることにより、略正方形断面の角柱状に形成されたものであり、Ｘ字状の貼り合せ面に沿って誘電体多層膜３５１、３５２が設けられている。誘電体多層膜３５１は、Ｇ光を透過してＲ光を反射し、誘電体多層膜３５２は、Ｇ光を透過してＢ光を反射する。そして、クロスダイクロイックプリズム３５０は、空間光変調装置３４０Ｒ、３４０Ｇ、３４０Ｂから出射された各色光の変調光をそれぞれ入射面３５０Ｒ、３５０Ｇ、３５０Ｂから入射して合成し、カラー画像を表す画像光を形成し、投写光学部３６０に射出する。
これにより、プロジェクター３００から、直線偏光である映像光Ｌが出射される。

図６に示すように、制御部４００は、プロジェクター３００へ画像信号を出力する画像信号出力部４１０と、スクリーン２の駆動（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御するスクリーン制御部４２０とを有している。画像信号出力部４１０からの画像信号を受けたプロジェクター３００は、その画像信号に基づく映像光Ｌを出射する。

このような制御部４００は、画像信号出力部４１０からプロジェクター３００へ画像信号を出力するのに対応させて、スクリーン制御部４２０によってスクリーン２の駆動を制御するように構成されている。具体的には、制御部４００は、画像信号出力部４１０から画像信号を出力していない状態では、スクリーン制御部４２０によってスクリーン２を透過状態とする。反対に、制御部４００は、画像信号出力部４１０から画像信号を出力している状態では、スクリーン制御部４２０によってスクリーン２を散乱状態とする。

このような制御によれば、プロジェクター３００から映像光Ｌが出射されていないとき、すなわちスクリーン２に表示する画像が存在しないときには、スクリーン２を透過状態とすることができる。また、プロジェクター３００から映像光Ｌが出射されているときは、スクリーン２を散乱状態とすることができ、スクリーン２に画像光Ｌに対応する画像を表示することができる。すなわち、簡単な制御によって、スクリーン２に画像が表示されているとき以外は、スクリーン２を透明とすることができ、省電力化を図ることができるとともに、生活空間へ与える圧迫感を低減することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明のスクリーンの第２実施形態について説明する。
図８は、本発明の第２実施形態にかかるスクリーンの断面図、図９は、図８に示すスクリーンが有する高分子の捩じれ構造を示す平面図、図１０は、図８に示すスクリーンの光散乱特性を示すグラフ、図１１は、図８に示すスクリーンの縦および横方向と高分子の配向方向との関係を示す平面図である。

以下、第２実施形態のスクリーンについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかるスクリーンは、高分子のツイスト角が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

本実施形態のスクリーン２ａが有する高分子分散型液晶層２５は、その平面視にて光散乱強度の異方性を有し、スクリーン２ａの横方向への光散乱強度が縦方向への光散乱強度よりも大きい。これにより、スクリーン２ａの横方向の明るさおよび視野角を高く（大きく）することができ、スクリーン２ａの横方向の広い範囲から、スクリーン２ａ上に表示された明るい画像を観察することができるようになる。
そのため、本実施形態のスクリーン２ａは、例えば、街角、店舗等に設置された大型スクリーンのように、異なる位置にいる大勢の人間に同時に画像を観察させるためのスクリーンとして好適に用いることができる。

以下、本実施形態のスクリーン２ａについて詳細に説明する。
本実施形態のスクリーン２ａでは、透明基板２０側から透明基板２１側へ、高分子２５２、および液晶分子２５３の配向方向が時計回りに回転している。なお、なお、配向方向の回転方向は、特に限定されず、反時計回りに回転していてもよい。

また、高分子２５２のツイスト角θは、０°以上であり、かつ、１８０°未満の角度である。すなわち、高分子２５２のツイスト角θは、α°（ただし、０＜＝α°＜１８０を満足する。）なる関係を満足している。このようなツイスト角θとしては、例えば、０°、４５°、９０°、１３５°等が挙げられる。

図８に示すように、本実施形態のスクリーン２ａでは、高分子２５２のツイスト角θは、９０°に設定されている。これにより、前述した第１実施形態と同様に、特定の角度方向に強い散乱強度を示すことができる。さらには、次のような効果を発揮することができる。

図９に示すように、スクリーン２ａの平面視にて、方位角が０°以上９０°以下および１８０°以上２７０°以下の第１領域Ｓ１では、複数の高分子２５２がねじれを伴って存在している。これに対して、方位角が９０°超１８０°未満、および２７０°超３６０°未満の第２領域Ｓ２では、高分子２５２が存在しない。

このような状態では、第１領域Ｓ１では光が散乱するが第２領域Ｓ２では光が散乱しないため、第１領域Ｓ１に直交する方向への光散乱強度が、第２領域Ｓ２に直交する方向への光散乱強度よりも大きくなる。したがって、本実施形態のスクリーン２ａは、図１０に示すように、異方性を有する光散乱強度を有する。

そのため、スクリーン２ａの横方向の明るさおよび視野角を高くするためには、図１１に示すように、スクリーン２ａの縦方向に沿って、光散乱強度の強い領域である第１領域Ｓ１が並ぶように、配向膜２４１、２４２の配向方向Ａ、Ｂを規定すればよい。すなわち、前記α°に含まれる所定の角度方向、より具体的には各第１領域Ｓ１の一端同士である方位角０°、１８０°を結ぶ線分Ｌ１、各第１領域Ｓ１の他端同士である方位角９０°、２７０°を結ぶ線分Ｌ２、または、線分Ｌ１、Ｌ２の間にある多数の線分Ｌ３のいずれかが、スクリーン２ａの縦方向に沿うように、配向膜２４１、２４２の配向方向Ａ、Ｂを規定すればよい。これにより、横方向への光散乱強度が縦方向への光散乱強度よりも大きく、横方向の明るさおよび視野角が高いスクリーン２ａが得られる。

より好ましい配置としては、各第１領域Ｓ１に含まれる方位角の中央値（中間値）である４５°、２２５°を結んだ線分（角度α°を二等分する線分）Ｌ３が、スクリーン２ａの縦方向に沿う配置が挙げられる。これにより、スクリーン２ａの横方向の明るさおよび視野角をより高くすることができる。

駅構内に設置される電子広告のような大型表示機器のような用途では、上下方向からの視野角を求められることは少ない。従って、このようなスクリーンを大型表示機器に用いることは、可能な限り左右方向に視野角特性を高めることにより光利用効率を高めることができるため有用である。

＜第３実施形態＞
次に、本発明のスクリーンの第３実施形態について説明する。
図１２は、本発明の第２実施形態にかかるスクリーンの断面図、図１３は、図１２に示すスクリーンが有する高分子の捩じれ構造を示す平面図、図１４は、図１２に示すスクリーンの光散乱特性を示すグラフ、図１５は、図１２に示すスクリーンの縦および横方向と高分子の配向方向との関係を示す平面図である。

以下、第３実施形態のスクリーンについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態にかかるスクリーンは、配向膜の配向方向が異なる以外は、前述した第２実施形態と同様である。なお、前述した第２実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

本実施形態のスクリーン２ｂが有する高分子分散型液晶層２５は、その平面視にて光散乱強度の異方性を有し、スクリーン２ｂの縦方向への光散乱強度が横方向への光散乱強度よりも大きい。これにより、スクリーン２ｂの縦方向の明るさ、および視野角を高く（大きく）することができ、スクリーン２ｂの縦方向の広い範囲から、スクリーン２ｂ上に表示された明るい画像を観察することができるようになる。
そのため、本実施形態のスクリーン２ｂは、例えば、フォトフレームやパーソナルコンピューター用モニター等、比較的小型で一個人が視認するようなパーソナルユースのスクリーンとして好適に用いることができる。

このようなパーソナルユースのスクリーン２ｂでは、通常、１人の観察者が正面からスクリーン２ｂに表示された画像を観察するため、横方向の視野角は重要でない。一方、観察者の伸長や体位（座っているのか立っているの）などによって、スクリーン２ｂと観察者の顔（目）の位置とが縦方向にずれるため、縦方向の視野角が広いことが重要となる。
また不特定多数の人が行き交う公共の場で個人情報を含む情報をスクリーンに表示する際などには、横方向の視野角が限定されることが重要となる。以下、本実施形態のスクリーン２ｂについて詳細に説明する。

本実施形態のスクリーン２ｂでは、透明基板２０側から透明基板２１側へ、高分子２５２および液晶分子２５３の配向方向が時計回りに回転している。なお、配向方向の回転方向は、特に限定されず、反時計回りに回転していてもよい。

また、高分子２５２のツイスト角θは、０°以上であり、かつ、１８０°未満の角度である。すなわち、高分子２５２のツイスト角θは、α°（ただし、０＜＝α°＜１８０を満足する。）なる関係を満足している。このようなツイスト角θとしては、例えば、０°、４５°、９０°、１３５°等が挙げられる。

図１２に示すように、本実施形態のスクリーン２ｂでは、高分子２５２のツイスト角θは、９０°に設定されている。これにより、前述した第１実施形態、および第２実施形態と同様に、特定の角度方向に強い散乱強度を示すことができる。さらに、次のような効果を発揮することができる。

図１３に示すように、スクリーン２ｂの平面視にて、方位角が０°以上９０°以下および１８０°以上２７０°以下の第１領域Ｓ１では、複数の高分子２５２がねじれを伴って存在している。これに対して、方位角が９０°超１８０°未満および２７０°超３６０°未満の第２領域Ｓ２では、高分子２５２が存在しない。このような状態では、第１領域Ｓ１では光が散乱するが第２領域Ｓ２では光が散乱しないため、第１領域Ｓ１に直交する方向への光散乱強度が、第２領域Ｓ２に直交する方向への光散乱強度よりも大きくなる。したがって、本実施形態のスクリーン２ｂは、図１４に示すように、異方性を有する光散乱強度を有する。

そのため、スクリーン２ｂの縦方向の明るさおよび視野角を高くするためには、図１５に示すように、スクリーン２ｂの横方向に沿って、光散乱強度の強い領域である第１領域Ｓ１が並ぶように、配向膜２４１、２４２の配向方向Ａ、Ｂを規定すればよい。すなわち、前記α°に含まれる所定の角度方向、より具体的には各第１領域Ｓ１の一端同士である方位角０°、１８０°を結ぶ線分Ｌ１、各第１領域Ｓ１の他端同士である方位角９０°、２７０°を結ぶ線分Ｌ２、または、線分Ｌ１、Ｌ２の間にある多数の線分Ｌ３のいずれかが、スクリーン２ｂの横方向に沿うように、配向膜２４１、２４２の配向方向Ａ、Ｂを規定すればよい。これにより、縦方向への光散乱強度が横方向への光散乱強度よりも大きく、縦方向の明るさ、および視野角が高いスクリーン２ｂが得られる。

より好ましい配置としては、各第１領域Ｓ１に含まれる方位角の中央値（中間値）である４５°、２２５°を結んだ線分（角度α°を二等分する線分）Ｌ３が、スクリーン２ｂの横方向に沿う配置が挙げられる。これにより、スクリーン２ｂの縦方向の明るさ、および視野角をより高くすることができる。

上述した実施形態によれば、明るく、特定の角度方向のみに光散乱強度を有する光散乱特性を発揮することができる。そのため、明るさおよび視野角特性に優れたスクリーンとなる。
このようなスクリーンを個人的な情報を表示する用途として用い、且つ不特定多数の人が集まる公共な場で用いる環境を想定した場合、表示内容が特定方向からしか視認されないため、情報管理の安全上、有用である。

以上、本発明のスクリーンおよび画像表示システムについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。例えば、投射型画像表示装置用スクリーン、ホーム、オフィス、デジタルサイネージなどにおける映像表示機器などに適用することが可能である。また、上述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

２，２ａ，２ｂ…スクリーン、２０，２１…透明基板、２２，２３…透明電極、２５…高分子分散型液晶層、１００…画像表示システム、２４１，２４２…配向膜、２５１…ＰＤＬＣ（高分子分散型液晶）、２５２…高分子、２５３…液晶分子、３００…プロジェクター、４００…制御部、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…線分。

高分子分散型液晶層２５中の高分子２５２は、透明基板２０側にて配向膜２４１の配向方向Ａに沿って配向している。そのため、スクリーン２が散乱状態のとき、高分子２５２は、透明基板２０側にてその配向軸（配向方向Ａ）と同一方向の回折格子と同様の機能を発揮することとなり、スクリーン２の平面視にて、配向方向Ａと直交する方向により強い散乱を示すこととなる。このような高分子２５２は、０°の配向であるため高分子分散型液晶層２５中でツイストすることがなく、これにより配向方向Ａと直交する方向に非常に強い散乱を示すこととなる。

２．画像表示システム
次に、スクリーン２を適用した画像表示システム１００について説明する。
図６に示すように、画像表示システム１００は、スクリーン２と、スクリーン２に画像を投射するプロジェクター３００と、スクリーン２およびプロジェクター３００の駆動を制御する制御部４００とを有している。このような画像表示システム１００では、スクリーン２の背面（観察者と反対側の面）へ画像を投射する。なお、スクリーン２の表面（観察者側の面）へ画像を投射してもよい。

＜第３実施形態＞
次に、本発明のスクリーンの第３実施形態について説明する。
図１２は、本発明の第３実施形態にかかるスクリーンの断面図、図１３は、図１２に示すスクリーンが有する高分子の捩じれ構造を示す平面図、図１４は、図１２に示すスクリーンの光散乱特性を示すグラフ、図１５は、図１２に示すスクリーンの縦および横方向と高分子の配向方向との関係を示す平面図である。

このようなパーソナルユースのスクリーン２ｂでは、通常、１人の観察者が正面からスクリーン２ｂに表示された画像を観察するため、横方向の視野角は重要でない。一方、観察者の身長や体位（座っているのか立っているの）などによって、スクリーン２ｂと観察者の顔（目）の位置とが縦方向にずれるため、縦方向の視野角が広いことが重要となる。
また不特定多数の人が行き交う公共の場で個人情報を含む情報をスクリーンに表示する際などには、横方向の視野角が限定されることが重要となる。以下、本実施形態のスクリーン２ｂについて詳細に説明する。

Claims (9)

1. 高分子中に液晶分子を分散させるとともに前記液晶分子および前記高分子を相分離させて形成してなる高分子分散型液晶層を有し、前記高分子分散型液晶層に電界が作用しない電界非発生状態では透過状態となり、前記高分子分散型液晶層に電界が作用する電界発生状態では散乱状態となるスクリーンであって、
   前記高分子のツイスト角が０°以上１８０°未満であることを特徴とするスクリーン。
2. 前記高分子のツイスト角は、０°である請求項１に記載のスクリーン。
3. 前記高分子分散型液晶層は、該高分子分散型液晶層の平面視にて光散乱強度の異方性を有し、前記スクリーンの横方向への光散乱強度が、縦方向への光散乱強度よりも大きい請求項１に記載のスクリーン。
4. 前記ツイスト角は、α（ただし、αは、０＜＝α＜１８０を満足する。）で表され、前記αに含まれる所定の角度方向が前記スクリーンの縦方向に一致する請求項３に記載のスクリーン。
5. 前記αの角度を二等分する線分が、前記スクリーンの縦方向に一致する請求項３に記載のスクリーン。
6. 前記高分子分散型液晶層は、該高分子分散型液晶層の平面視にて光散乱強度の異方性を有しており、前記スクリーンの縦方向への光散乱強度が、横方向への光散乱強度よりも大きい請求項１に記載のスクリーン。
7. 前記ツイスト角は、α（ただし、αは、０＜＝α＜１８０を満足する。）で表され、前記αに含まれる所定の角度方向が前記スクリーンの横方向に一致する請求項６に記載のスクリーン。
8. 前記ツイスト角は、α（ただし、αは、０＜＝α＜１８０を満足する。）で表され、前記αの角度を二等分する線分が、前記スクリーンの横方向に一致する請求項３に記載のスクリーン。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載のスクリーンと、
   前記スクリーンに画像を投射するプロジェクターと、
   前記スクリーンおよび前記プロジェクターの駆動を制御する制御部と、を有することを特徴とする画像表示システム。

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