JP6194256B2 - 投映システムおよびプロジェクター - Google Patents
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Landscapes
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Description
特許文献1においては、スクリーンに右円偏光あるいは左円偏光の可視光をそれぞれ反射するコレステリック液晶相を固定した層を含む反射フィルムを用い、外部光のある環境下でプロジェクターからの偏光投射光を選択的に反射して投映像をより鮮明にするシステムが提案されている。
特許文献2においては、偏光投射光の偏光状態が投射レンズ中のレンズやミラーによって乱されることにより生じるフレネルレンズのスクリーン上の表示画像の色ムラを、光の偏光状態を疑似的に無偏光にする偏光変換部材を利用して解消することが提案されている。
[1]偏光を出射する描画デバイスを含むプロジェクターと前記プロジェクターから投射される投映像を表示する投映像表示用部材とを含む投映システムであって、前記描画デバイスと前記投映像表示用部材との間に中間像スクリーンを含み、前記描画デバイスと前記中間像スクリーンとの間に、前記偏光を疑似的に無偏光とする大きさの位相差を有する位相差膜を含み、前記投映像表示用部材がコレステリック液晶相を固定した層を含む投映システム。
[2]前記中間像スクリーンがプラスチックを含む[1]に記載の投映システム。
[4]前記描画デバイスがレーザー光源を含み、かつ前記位相差膜の位相差が200000nm以上である[1]〜[3]のいずれか一項に記載の投映システム。
[5]前記描画デバイスがMEMSを用いた走査方式描画デバイスである[4]に記載の投映システム。
[6]前記位相差膜が延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを含む[1]〜[5]のいずれか一項に記載の投映システム。
[8]前記投映像表示用部材が表面に投映像を実像として表示する反射スクリーンである[1]〜[7]のいずれか一項に記載の投映システム。
[9]前記投映像表示用部材が可視光透過性を有するハーフミラーである[1]〜[7]のいずれか一項に記載の投映システム。
[10]ヘッドアップディスプレイである[9]に記載の投映システム。
[11]コレステリック液晶相を固定した層を含む投映像表示用部材に投映像を投射するためのプロジェクターであって、偏光を出射する描画デバイス、位相差膜、および中間像スクリーンをこの順で含み、前記位相差膜は、前記偏光を疑似的に無偏光とする大きさの位相差を有するプロジェクター。
[12]前記描画デバイスがレーザー光源を含み、かつ前記位相差膜の位相差が200000nm以上である[11]に記載のプロジェクター。
なお、本明細書において「〜」とはそ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意味で使用される。
本明細書において、「位相差」または「レターデーション」は面内のレターデーションを表す。位相差は、位相差が数千nmまでの試料では、AXOMETRICS社製の偏光位相差解析装置AxoScanを用いてスペクトルスキャンモードで測定波長間隔を狭く取ることで測定することができる。また位相差が数千nmを超える試料では、550nmのバンドパスフィルターを通した偏光顕微鏡のコノスコープ観察で、光軸から垂直入射方向までの縞模様の本数を計測して干渉の次数nを求めて、AxoScanを用いて測定した0次のレターデーション値にn×550を加えることで位相差を算出できる。
また、本明細書において、角度(例えば「90°」等の角度)、およびその関係(例えば「直交」、「平行」、および「45°で交差」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±10°未満の範囲内であることを意味し、厳密な角度との誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
本明細書において、「プロジェクター」は「光または画像を投映する装置」であり、「描画した画像を投映像表示用部材に投射する装置」を含む。本明細書において、投映像表示用部材とは別に、描画した画像を表示するスクリーンを「中間像スクリーン」ということがある。プロジェクターは、例えば、小型の中間像スクリーンに描画された画像を投映像表示用部材に拡大投射していればよい。
本明細書において、「投映像表示用部材」は投映像を表示するための部材を意味する。投映像表示用部材は、実像として表面に投映像を表示するスクリーンであっても、観察者から見て投映像表示用部材の先に浮かび上がって見える虚像として投映像を表示するハーフミラーであってもよい。
投映像は、単色画像であっても、2色以上の多色画像であっても、フルカラー画像であってもよい。
本明細書において、光透過率の算出に関連して必要である光強度の測定は、例えば通常の可視スペクトルメータを用いて、リファレンスを空気として、測定したものであればよい。
本明細書において、単に「反射光」または「透過光」というときは、散乱光および回折光を含む意味で用いられる。
また、照度計や光スペクトルメータに測定対象物を取り付けても測定することができる。右円偏光透過板をつけ、右円偏光量を測定、左円偏光透過板をつけ、左円偏光量を測定することにより、比率を測定できる。
プロジェクターは描画デバイスを含む。描画デバイスは、光源からの光を利用して画像または投映像を描画する。本明細書において、描画デバイスは光源、
光変調器、レーザー輝度変調手段、描画のための光偏向手段などを含むデバイスを意味する。
(光源)
光源は特に限定されず、レーザー光源、LED、放電管などを用いることができる。このうち、レーザー光源は、優れた指向性により放射される光を効率よく利用することができるので、エネルギー利用効率が高く、そのため放熱機構が比較的小さくて済み、プロジェクターの小型化に寄与し得るため好ましい。レーザー光源は特に限定されず、市販の半導体レーザーで所望の波長の光を照射可能なものを選択して適宜用いることができる。
描画方式としては、2次元空間光変調器方式、走査方式、レーザー蛍光励起方式などがあげられ、使用する光源や用途に応じて選択することができる。
走査方式は光線をスクリーン上で走査させ、目の残像を利用して造影する方式であり、例えば、特開平7−270711号公報、特開2013−228674号公報の記載が参照できる。走査方式はレーザー光などの指向性の高い光を用いる場合の描画方式として好ましい。レーザー光源を用いた走査方式では、輝度変調された各色(例えば、赤色光、緑色光、青色光)のレーザー光が合波光学系または集光レンズなどで1本の光線に束ねられ、光線が光偏向手段により走査されて描画されていればよい。走査方式において、各色(例えば赤色光、緑色光、青色光)のレーザー光の輝度変調は光源の強度変化として直接行ってもよく、外部変調器により行ってもよい。光偏向手段としては、ガルバノミラー、ガルバノミラーとポリゴンミラーの組み合わせ、またはMEMS(微小電子機械システム)が挙げられ、このうちMEMSが好ましい。走査方法としては、ランダムスキャン方式、およびラスタースキャン方式等が挙げられるが、ラスタースキャン方式を用いることが好ましい。ラスタースキャン方式において、レーザー光は、例えば、水平方向は共振周波数で、垂直方向はのこぎり波で駆動されることができる。
走査方式は投射レンズが不要であるため、装置の小型化が容易であり、好ましい。
本発明の投映システムにおいては、描画デバイスからの出射光が偏光(直線偏光)を少なくとも含む。レーザー光源を用いた描画デバイスまたは描画方式において、LCD、およびLCOSを用いた描画デバイスは、出射光が偏光である。描画デバイスからの出射光が複数の波長(色)の光を含むものである場合は、複数の光の偏光の偏光方向(透過軸方向)は同一であるかまたは互いに直交していることが好ましい。
本発明の投映システムは中間像スクリーンを含む。中間像スクリーンにおいて画像が描画される。中間像スクリーンは描画デバイスと投映像表示用部材との間に配置される。中間像スクリーンは、プロジェクターの構成部材となっていてもよく、プロジェクターと投映像表示用部材との間に独立して配置されていてもよいが、プロジェクターの構成部材であることが好ましい。
中間像スクリーンは、入射光線を広げて透過させる機能を有するものを用いることにより、投映像表示用部材での投映像の視野角の拡大表示が可能であるものであることが好ましい。例えばマイクロレンズアレイで構成されるスクリーンが挙げられる。ヘッドアップディスプレイで用いられるマイクロアレイレンズについては、例えば、特開2012−226303号公報、特開2010−145745号公報、および特表2007−523369号公報に記載がある。
中間像スクリーンと前記投映像表示用部材との間にはフィールドレンズが配置されていてもよい。フィールドレンズは中間像スクリーンと近接して配置されていることが好ましく、物理的に隣接させてもよい。フィールドレンズは前記中間像スクリーン側から入射する光の方向を変えて投映像表示用部材への投映像の大きさを調節する機能を有する。フィールドレンズは上記中間像スクリーンと同様に入射した偏光の偏光面や光強度を乱す場合がある。
本発明の投映システムは描画デバイスと中間像スクリーンとの間に、前記偏光を疑似的に無偏光とする大きさの位相差を有する位相差膜を含む。
偏光を疑似的に無偏光とすることができる位相差については、特開2005−321544号公報の段落[0022]〜[0033]に記載があり、簡単には高い位相差が偏光を疑似的に無偏光とすることができるといえる。具体的な位相差の数値は、用いられる描画デバイス、光源、投映像に求められる精度などに応じて決定することができる。典型的には、位相差膜の位相差は20000nm以上であればよく、特に、本発明の投映システムにおいて、描画デバイスにレーザー光源を用いる場合は、位相差膜の位相差を200000nm以上とすることが好ましく、300000nm以上とすることがより好ましい。また、本発明の投映システムにおいて、描画デバイスにLED光源を用いる場合は、位相差膜の位相差を20000nm以上とすることが好ましく、30000nm以上とすることがより好ましい。
位相差膜としては、プラスチックフィルムや、水晶板などの複屈折性材料を挙げることができる。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアセタールフィルム、ポリアリレートフィルムなどが挙げられる。PETを主成分とした高い位相差を有する位相差膜については、特開2013−257579号広報などを参照することができる。光学コスモシャイン(登録商標)超複屈折タイプ(東洋紡)などの市販品を用いてもよい。
プロジェクターは筐体を含んでいてもよく、描画デバイスが筐体内部に設置されていればよい。筐体は遮光性材料で形成されていることが好ましい。中間像スクリーンがプロジェクターの一部を構成している場合は、中間像スクリーンが筐体の開口部であって投射光の出口部に配置されていることも好ましい。描画デバイスから出射される光は筐体の構造により必要に応じて内部に配置した反射ミラーで折り曲げられ、中間像スクリーンに照射するようにされていれてもよい。プロジェクターが反射ミラーを含む場合、位相差膜は、描画デバイスと反射ミラーの間に配置してもよく、反射ミラーと中間像スクリーンとの間に配置してもよいが、反射ミラーと中間像スクリーンとの間に配置することが好ましい。
本発明の投映システムで用いられる投映像表示用部材はコレステリック液晶相を固定した層を少なくとも1層含む。本明細書においては、コレステリック液晶相を固定した層をコレステリック液晶層または液晶層ということがある。
投映像表示用部材は、コレステリック液晶層の他に後述の反射防止層、配向層、支持体、接着層、基材などの層を含んでいてもよい。
投映像表示用部材は薄膜のフィルム状、シート状、または板状などであればよい。投映像表示用部材は、曲面を有していない平面状であってもよく、曲面を有していてもよい。全体として凹型または凸型の形状を有していてもよい。
スクリーン上に実像を形成するためは、スクリーンが投射光波長に対して散乱反射することが必要である。この散乱反射性能は、微粒子をバインダーなどに混合し透明媒体に塗布して形成する拡散層をスクリーンの光入射側に形成する方法や、コレステリック液晶層の配向の均一性を乱す方法によって、付与することができる。散乱が小さいと視野角が狭くなり、逆に大きすぎると周囲光の散乱のために表示のコントラストが低下する。そのため、上記の場合の投映像表示用部材のヘイズ値は、2〜50%が好ましく、4〜25%がより好ましい。なお、本明細書において、ヘイズ値は、{(自然光の散乱反射率)/(自然光の散乱反射率+自然光の正反射率)×100(%)}である。正反射率は分光光度計で、反射率の全角度測定値は分光光度計に積分球ユニットを組み合わせることで測定できる。正反射率は測定の都合上、例えば入射角5°での測定値であればよい。散乱反射率は反射率の全角度測定値から正反射率を差し引いて算出することができる。ヘイズ値の測定は、日本電飾社製のヘイズメーターNDH−2000を用いて行うことができる。
コレステリック液晶層は選択反射帯(選択反射波長域) において、右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射させ、他方のセンスの円偏光を透過させる円偏光選択反射層として機能する。すなわち、反射される円偏光のセンスは、透過される円偏光のセンスが右であれば左であり、透過される円偏光のセンスが左であれば右である。コレステリック液晶層の上記の機能により、投射光のうち選択反射を示す波長において、いずれか一方のセンスの円偏光を反射させて、投映像を形成することができる。
円偏光選択反射性を示すフィルムとして、重合性液晶化合物を含む組成物から形成されたフィルムは従来から数多く知られており、コレステリック液晶相を固定した層(コレステリック液晶層)については、それらの従来技術を参照することができる。
選択反射の中心波長λは、コレステリック相における螺旋構造のピッチ長P(=螺旋の周期)に依存し、コレステリック液晶層の平均屈折率nとλ=n×Pの関係に従う。なお、本明細書において、コレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長λは、当該コレステリック液晶層の法線方向から測定した円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長を意味する。上記式から分かるように、螺旋構造のピッチ長を調節することによって、選択反射の中心波長を調整できる。すなわち、n値とP値を調節して、例えば、青色光に対して右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射させるために、中心波長λを調節し、見かけ上の選択反射の中心波長が450nm〜495nmの波長域となるようにすることができる。なお、見かけ上の選択反射の中心波長とは実用の際(投映像表示用部材としての使用時)の観察方向から測定したコレステリック液晶層の円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長を意味する。コレステリック液晶相のピッチ長は重合性液晶化合物ととも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、これらを調整することによって所望のピッチ長を得ることができる。なお、螺旋のセンスや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。
円偏光選択反射を示す選択反射帯の半値幅Δλ(nm)は、Δλが液晶化合物の複屈折Δnと上記ピッチ長Pに依存し、Δλ=Δn×Pの関係に従う。そのため、前記選択反射帯の幅の制御は、Δnを調整して行うことができる。Δnの調整は重合性液晶化合物の種類やその混合比率を調整したり、配向固定時の温度を制御したりすることで行うことができる。
選択反射の中心波長が同一の1種のコレステリック液晶層の形成のために、周期Pが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を複数積層してもよい。周期Pが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することによって、特定の波長で円偏光選択性を高くすることができる。
以下、コレステリック液晶層の作製材料および作製方法について説明する。
上記コレステリック液晶層の形成に用いる材料としては、重合性液晶化合物とキラル剤(光学活性化合物)とを含む液晶組成物などが挙げられる。必要に応じてさらに界面活性剤や重合開始剤などと混合して溶剤などに溶解した上記液晶組成物を、基材(支持体、配向膜、下層となるコレステリック液晶層など)に塗布し、コレステリック配向熟成後、固定化してコレステリック液晶層を形成することができる。
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であることが好ましい。
コレステリック液晶層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。前記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。
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センス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、STN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あるい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、同種の基であることが好ましい。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ことが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶性化合物量の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。
液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。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ことが好ましい。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%であることが好ましく、0.5質量%〜5質量%であることがさらに好ましい。
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、3質量%〜20質量%が好ましく、5質量%〜15質量%がより好ましい。架橋剤の含有量が、3質量%以上の場合、架橋密度向上の効果がより高く、20質量%以下の場合、コレステリック液晶層の安定性がより高い。
液晶組成物中には、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層とするために寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例としては特開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、特開2012−203237号公報の段落[0031]〜[0034]等に記載の式(I)〜(IV)で表される化合物などが挙げられる。
なお、配向制御剤としては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。
その他、液晶組成物は、塗膜の表面張力を調整し膜厚を均一にするための界面活性剤、および重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも1種を含有していてもよい。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、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。
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特に好ましい。
支持体は特に限定されない。コレステリック液晶層の形成のために用いられる支持体は、コレステリック液晶層形成後に剥離される仮支持体であってもよい。支持体が仮支持体である場合は、投映像表示用部材を構成する層とはならないため、透明性や屈折性などの光学特性に関する制限は特にない。支持体(仮支持体)としては、プラスチックフィルムの他、ガラス等を用いてもよい。プラスチックフィルムの例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、シリコーンなどが挙げられる。
支持体の膜厚としては、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〜90μmである。
配向膜は、有機化合物、ポリマー(ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、変性ポリアミドなどの樹脂)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、またはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例えば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で、設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与または光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
特にポリマーからなる配向膜はラビング処理を行ったうえで、ラビング処理面に液晶層形成のための組成物を塗布することが好ましい。ラビング処理は、ポリマー層の表面を、紙、布で一定方向に、数回擦ることにより実施することができる。
配向膜を設けずに支持体表面、または支持体をラビング処理した表面に、液晶組成物を塗布してもよい。
支持体が仮支持体である場合は、配向膜は仮支持体とともに剥離されて投映像表示用部材を構成する層とはならなくてもよい。
配向層の厚さは0.01〜5μmであることが好ましく、0.05〜2μmであることがさらに好ましい。
投映像表示用部材は反射防止層を含んでいてもよい。反射防止層はコレステリック液晶層からみて観察側の面(最表面)に設けられていてもよく、投映像表示用部材がハーフミラーである場合などにおいては、後述の基材の面であって、コレステリック液晶層が設けられた面の反対側の面に設けてもよい。
反射防止層の膜厚は、特に限定されるものではないが、0.1〜10μm、1〜5μm、2〜4μm程度であればよい。
本明細書において、基材とは、コレステリック液晶層の形状の維持のために設けられる層を意味し、コレステリック液晶層の形成の際に用いられる支持体と同一であってもよく、支持体とは別に設けられるものであってもよい。
投映像表示用部材は基材を含んでいても含んでいなくてもよく、例えば、車両のフロントガラス等の他の物品の少なくとも一部に投映像表示用部材が貼付され、物品の少なくとも一部が基材として機能していてもよい。
基材の材料の具体例としては、アクリル樹脂(ポリメチル(メタ)アクリレートなどのアクリル酸エステル類など)、ポリカーボネート、シクロペンタジエン系ポリオレフィンやノルボルネン系ポリオレフィンなどの環状ポリオレフィン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリスチレンなどの芳香族ビニルポリマー類、ポリアリレート、セルロースアシレートを挙げることができる。
接着層は接着剤から形成されるものであればよい。
接着剤としては硬化方式の観点からホットメルトタイプ、熱硬化タイプ、光硬化タイプ、反応硬化タイプ、硬化の不要な感圧接着タイプがあり、それぞれ素材としてアクリレート系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、エポキシ系、エポキシアクリレート系、ポリオレフィン系、変性オレフィン系、ポリプロピレン系、エチレンビニルアルコール系、塩化ビニル系、クロロプレンゴム系、シアノアクリレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリビニルブチラール系などの化合物を使用することができる。作業性、生産性の観点から、硬化方式として光硬化タイプが好ましく、光学的な透明性、耐熱性の観点から、素材はアクリルレート系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系などを使用することが好ましい。
接着層の膜厚は0.5〜10μm、好ましくは1〜5μmであればよい。投映像表示用部材の色ムラ等を軽減するため均一な膜厚で設けられることが好ましい。
本発明の投映システムは、映画館などにおいて使用される、大型システムであってもよく、ホームシアター用のシステムであってもよく、いわゆるナノプロジェクター用のシステムであってもよく、用途は特に限定されない。投映像表示部材を可視光透過性を有するハーフミラー構造とし、コンバイナとして使用することにより、本発明の投映システムをヘッドアップディスプレイ、またはヘッドマウントディスプレイに用いることもできる。光源としてレーザーを用い、描画システムに走査型を採用することにより、より小型の投映システムの設計が可能である。
位相差膜の作製:
テレフタル酸及びエチレングリコールを質量比率4.7:1.8で直接反応させて水を留去し、エステル化した後、減圧下で重縮合を行う直接エステル化法を用いて、連続重合装置により原料ポリエステル1(Sb触媒系PET)を得た。この原料ポリエステル1を、1軸混練押出機のホッパーに投入した。原料ポリエステル1は、300℃に溶融し、ダイから温度25℃に設定された冷却キャストドラム上に押出し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて剥離し、厚さ4mmの未延伸ポリエステルフィルム1を得た。
続いて、未延伸ポリエステルフィルム1をテンター(横延伸機)に導き、フィルムの両端部をクリップで把持しながら、熱風ノズルから吹き出す90℃の熱風により加熱した。
レターデーション100000nmのPETフィルム1を3枚用いて合計のレターデーションが300000の位相差膜を作製し、この膜をレターデーションが400000の位相差膜の代わりに用いた以外は実施例1と同様にして実施例2のプロジェクターを作製した。
レターデーション100000nmのPETフィルム1を2枚用い、合計のレターデーションが200000の位相差膜を作製し、この膜をレターデーションが400000の位相差膜の代わりに用いた以外は実施例1と同様にして実施例3のプロジェクターを作製した。
4枚のPETフィルム1を装着しない状態で、実施例1で用いたプロジェクターを用いて、後述の評価を行った。
比較例2
PETフィルム1の4枚をフィールドレンズの外側(描画デバイス側の反対側)に装着した以外は、実施例1と同様にして比較例2のプロジェクターを形成した。
比較例3
4枚のPETフィルム1の代わりにPETフィルム1の1枚を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例3のプロジェクターを形成した。
ラビング処理を施した富士フイルム製PETのラビング処理面に、表1に示す塗布液A−1を乾燥後の乾膜の厚みが3μmになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。塗布層を室温にて30秒間乾燥させた後、85℃の雰囲気で2分間加熱し、その後70℃でフュージョン製Dバルブ(ランプ90mW/cm)にて出力60%で6〜12秒間UV照射し液晶層を得た。この液晶層上に表1に示す塗布液A−2を乾燥後の乾膜の厚みが3.5μmになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、UV照射を行い、2層目の液晶層を形成した。さらに2層目の液晶層上に表1に示す塗布液A−3を乾燥後の乾膜の厚みが4μmになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、UV照射を行い、3層目の液晶層を形成して、450nm、530nm、640nmに選択反射の中心波長を有する積層体を得た。
厚さ10mmのアクリルの板(三菱レイヨン社製)の片面にDIC株式会社製UV硬化型接着剤Exp.U12034−6を、乾燥後の乾膜の厚みが5μmになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。この塗布面と上記で作製した積層体のコレステリック液晶層側の面とを気泡が入らないように貼りあわせ、その後30℃でフュージョン製Dバルブ(ランプ90mW/cm)にて出力60%で6〜12秒間UV照射しハーフミラーを形成した。
暗所で、プロジェクター投影画像を白表示の状態に保ち、上記で作製したコレステリック液晶層を含むハーフミラーで反射させた投影像を、目視で観察した。この際、入射光側にコレステリック液晶層面が来るようにして目視観察を行い下記の評価基準で得られた結果を表3に記載した。
A: 色、明るさともに均一である。
B; 僅かに色ムラが認められる。(許容)
C: 明瞭な色ムラが認められる。
Claims (12)
- 偏光を出射する描画デバイスを含むプロジェクターと前記プロジェクターから投射される投映像を表示する投映像表示用部材とを含む投映システムであって、
前記描画デバイスと前記投映像表示用部材との間に中間像スクリーンを含み、
前記描画デバイスと前記中間像スクリーンとの間に、20000nm以上の位相差を有する位相差膜を含み、
前記投映像表示用部材がコレステリック液晶相を固定した層を含む投映システム。 - 前記中間像スクリーンがプラスチックを含む請求項1に記載の投映システム。
- 前記中間像スクリーンと前記投映像表示用部材との間に、フィールドレンズを含み、前記フィールドレンズは前記中間像スクリーン側から入射する光の方向を変えて投映像表示用部材への投映像の大きさを調節する請求項1または2に記載の投映システム。
- 前記描画デバイスがレーザー光源を含み、かつ前記位相差膜の位相差が200000nm以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の投映システム。
- 前記描画デバイスがMEMSを用いた走査方式描画デバイスである請求項4に記載の投映システム。
- 前記位相差膜が延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の投映システム。
- 前記投映像表示用部材がコレステリック液晶相を固定した層を2層以上含む請求項1〜6のいずれか一項に記載の投映システム。
- 前記投映像表示用部材が表面に投映像を実像として表示する反射スクリーンである請求項1〜7のいずれか一項に記載の投映システム。
- 前記投映像表示用部材が可視光透過性を有するハーフミラーである請求項1〜7のいずれか一項に記載の投映システム。
- ヘッドアップディスプレイである請求項9に記載の投映システム。
- コレステリック液晶相を固定した層を含む投映像表示用部材に投映像を投射するためのプロジェクターであって、
偏光を出射する描画デバイス、位相差膜、および中間像スクリーンをこの順で含み、
前記位相差膜は20000nm以上の位相差を有するプロジェクター。 - 前記描画デバイスがレーザー光源を含み、かつ前記位相差膜の位相差が200000nm以上である請求項11に記載のプロジェクター。
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