(57)【要約】【課題】様々な視野角で、映像コンテンツの表示色を一定に表示せしめ、且つ可視光透過性を有する透明スクリーンを提供することを課題とする。【解決手段】プロジェクターによるカラー映像コンテンツを前記プロジェクターの投影側に表示せしめる、可視光透過性を有する透明スクリーンであって、前記透明スクリーンは、前記映像コンテンツの投影像の形成能を有する、可視光透過性と可視光散乱性の光散乱層と、前記投影像の鏡像形成能を有する、可視光反射層と、を含む層構造を備え、前記光散乱層は、媒体と前記媒体中に分散された可視光散乱微粒子とを有する層からなり、前記透明スクリーンに表示された前記カラー映像コンテンツの、任意の観察角度θにおけるＣＩＥＬＡＢ１９７６ａｂ色相角ｈａｂ（θ）と、観察角度θ±２０°におけるｈａｂ（θ±２０°）の差ｈａｂ（θ）−ｈａｂ（θ±２０°）の絶対値が１０°以内とすること。
2019039162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクターによるカラー映像コンテンツを前記プロジェクターの投影側に表示せしめる、可視光透過性を有する透明スクリーンであって、
前記透明スクリーンは、
前記映像コンテンツの投影像の形成能を有する、可視光透過性と可視光散乱性の光散乱層と、
前記投影像の鏡像形成能を有する、可視光反射層と、を含む層構造を備え、
前記光散乱層は、媒体と前記媒体中に分散された可視光散乱微粒子とを有する層からなり、
前記透明スクリーンに表示された前記カラー映像コンテンツの、任意の観察角度θにおけるＣＩＥＬＡＢ１９７６ａｂ色相角ｈａｂ（θ）と、観察角度θ±２０°におけるｈａｂ（θ±２０°）の差ｈａｂ（θ）−ｈａｂ（θ±２０°）の絶対値が１０°以内である、透明スクリーン。
【請求項２】
前記光散乱層の光学的厚さは、１００ｎｍ〜１００００ｎｍ、前記可視光反射層の光学的厚さは、１０ｎｍ〜２００ｎｍである、請求項１に記載の、透明スクリーン。
【請求項３】
前記可視光反射層は、前記光散乱層の直上に形成されている、請求項１又は２に記載の透明スクリーン。
【請求項４】
前記可視光反射層と、前記光散乱層との間に、可視光透過性と可視光非散乱性の中間層を備え、前記中間層の厚さは０．１ｍｍ〜３ｍｍである、請求項１又は２に記載の透明スクリーン。
【請求項５】
可視光透過性と可視光非散乱性の第二基材を備え、前記可視光反射層が、前記第二基材上に配置されている、請求項４に記載の透明スクリーン。
【請求項６】
前記可視光反射層が、酸化チタン、酸化すず、酸化亜鉛、ニッケルクロム複合酸化物、窒化チタンからなる、請求項１乃至５のいずれかに記載の透明スクリーン。
【請求項７】
前記媒体が、ケイ素の酸化物からなる、請求項１乃至６のいずれかに記載の透明スクリーン。
【請求項８】
可視光透過性と可視光非散乱性の第一基材を備え、前記光散乱層が、前記第一基材上に配置されている、請求項１乃至７のいずれかに記載の透明スクリーン。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の透明スクリーンと
プロジェクターと、
を備えるディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターの映像コンテンツをプロジェクターの投影側に表示せしめ、且つ可視光透過性を有する、反射タイプの透明スクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターからの投影映像を表示し、且つ可視光透過できる光散乱層を備える物品（例えば、特許文献１、２）が提案されている。このような光散乱層を備える物品は、光散乱性（表示映像の鮮鋭性）と可視光透過率（ディスプレイシステムの背面の透視性）の相反する物性を両立するために、前記光散乱層内にプロジェクターからの光が透過する方向への光散乱（前方散乱）性の高い光散乱性粒子が分散されている。そのため、前記光散乱層に投影された映像コンテンツは、プロジェクターからの光が該層を透過した側からの観察に適したものである。このような物品は、透過タイプ（リアプロジェクションタイプ）の透明スクリーンとして分類される。【０００３】
前記光散乱層をベースにして、前記映像コンテンツをプロジェクターの投影側に表示せしめる、所謂反射タイプ（フロントプロジェクションタイプ）の透明スクリーンを形成しようとすると、表示映像の鮮鋭性の観点から、前記光散乱層と、可視光が透過できかつ一部の可視光を反射する層との組合せとする必要がある（例えば、特許文献３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２１１５５号公報
【特許文献２】特開２０１７−２７０２６号公報
【特許文献３】特開２０１７−７６０７８号公報
【特許文献４】ＷＯ２０１６／０８８７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記光散乱層と、可視光反射層とを備える構造は、反射タイプの透明スクリーンとして、有望な構造と考えられる。この構造は、前記光散乱層に投影された映像コンテンツの投影像を、前記可視光反射層にて鏡像としてプロジェクターの投影側に位置するユーザーに表示する。前記可視光反射層を、可視光透過性を有するようにするためには、その厚さは必然的に薄いものとせざるを得ない。そのため、前記可視光線は、前記光散乱層と前記可視光反射層とを含む層構造による薄膜干渉の影響が不可避となる。すなわち、前記層構造に対する前記可視光線の伝搬方向（角度）に依存して光路長が変化するため、薄膜干渉条件の波長依存性が生じる。結果として、様々な視野角において、前記透明スクリーンに投影された映像コンテンツの表示色を一定にして表示することを、難しいものとする。【０００６】
スクリーン自体の着色などで表示色の色調に不具合があれば、コンテンツ側やプロジェクター側で補正をかけることは可能であるが、前述のように視野角度に依存して色調が変化してしまうと補正はできず、特に大面積の透明スクリーンをサイネージ等で使用する際にはユーザーの位置が様々であるため、各ユーザーの視認できるコンテンツの表示色にばらつきができてしまい、問題であった。【０００７】
本発明は、様々な視野角で、映像コンテンツの表示色を一定に表示せしめる、すなわち、様々な視野角での、前記映像コンテンツの表示色の一定な再現性を改善し、且つ可視光透過性を有する透明スクリーンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の反射タイプの透明スクリーンは、プロジェクターによるカラー映像コンテンツを前記プロジェクターの投影側に表示せしめる、可視光透過性を有する透明スクリーンであって、
前記透明スクリーンは、
前記映像コンテンツの投影像の形成能を有する、可視光透過性と可視光散乱性の光散乱層と、
前記投影像の鏡像形成能を有する、可視光反射層と、を含む層構造を備え、
前記光散乱層は、媒体と前記媒体中に分散された可視光散乱微粒子とを有する層からなり、
前記透明スクリーンに表示された前記カラー映像コンテンツの、任意の観察角度θにおけるCIELAB１９７６ａｂ色相角ｈａｂ（θ）と、観察角度θ±２０°におけるｈａｂ（θ±２０°）の差ｈａｂ（θ）−ｈａｂ（θ±２０°）の絶対値（以下、「色相角の差」と表記する）が１０°以内、好ましくは５°以内、より好ましくは３°以内である、ことを特徴とする。【０００９】
各観察角度θでのＣＩＥＬＡＢ１９７６ａｂ色相角ｈａｂは、ＪＩＳ  Ｚ８７８１−４：２０１３で定義され、
ｈａｂ＝ａｒｃｔａｎ（ｂ＊／ａ＊）
として求められる。ｈａｂは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図におけるａ＊ｂ＊平面での角度座標を示すため、各観察位置でのｈａｂの差を小さく設計することで、カラー映像コンテンツの表示色の観察位置による影響が小さい透明スクリーンを提供できる。【００１０】
本発明の透明スクリーンでは、上記構造を備えることで、前記透明スクリーンの可視光透過性と、前記透明スクリーンでのプロジェクターの映像コンテンツの表示性とが良好となり、様々な視野角での、前記映像コンテンツの表示色の一定な再現性が改善される。【００１１】
前記色相角の差は、例えば、次の方法にて定義することができる。すなわち、前記透明スクリーンの法線方向から標準イルミナント（Ｄ６５光源からの光）を照射し、前記光散乱層での投影像をもとにした、前記可視光反射層での鏡像を、前記透明スクリーンの法線方向を０°とし、２０°、４０°、６０°の各角度方向から色彩計等を用いて測色し（図４参照）、各方向でのCIELAB１９７６ａｂ色相角ｈａｂ（２０°）、ｈａｂ（４０°）、ｈａｂ（６０°）を求め、ｈａｂ（２０°）−ｈａｂ（４０°）、ｈａｂ（４０°）−ｈａｂ（６０°）のそれぞれの絶対値が、１０°以内であれば、前記色相角の差が１０°以内であると定義できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、様々な視野角で、映像コンテンツの表示色を一定に表示せしめ、可視光透過性を有する透明スクリーンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の透明スクリーン用いて構成されたディスプレイシステムを模式的に説明する図である。
【図２】第一の透明スクリーンのディスプレイシステムとしての活用時における、光散乱層内に生じた映像コンテンツの投影像と、前記投影像の鏡像との関係を模式的に説明する図である。
【図３】第二の透明スクリーンのディスプレイシステムとしての活用時における、光散乱層内に生じた映像コンテンツの投影像と、前記投影像の鏡像との関係を模式的に説明する図である。
【図４】本発明の透明スクリーンの視野角ごとの色相角の差を測定するときの測定角を概略的に説明する図である。
【図５】本発明の実施例１、２、比較例２、３、４の可視光反射スペクトルを示す図である。
【図６】本発明の実施例３、４、５、比較例１、５、６の可視光反射スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の透明スクリーンを用いて構成されたディスプレイシステムを、図面を用いて説明する。図１は、光散乱層２２と、光散乱層２２の直上に形成された可視光反射層２１とを備える、第一の透明スクリーン２を用いて構成されたディスプレイシステム１を模式的に説明する図、図２は、前記透明スクリーン２のディスプレイシステムとしての活用時における、光散乱層２２内に生じた映像コンテンツの投影像と、前記投影像の鏡像との関係を模式的に説明する図である。
【００１５】
また、図３は、可視光反射層２１と、光散乱層２２との間に、可視光透過性と可視光非散乱性の中間層２４を備える、第二の透明スクリーン２０を用いて構成された、ディスプレイシステム１の活用時における、光散乱層２２内に生じた映像コンテンツの投影像と、前記投影像の鏡像との関係を模式的に説明する図である。透明スクリーン２、２０のいずれでも、前記光散乱層２２は、プロジェクター３と、鏡像形成能を有する可視光反射層２１との間に配置される。また、透明スクリーン２、２０の各層の各主面は、平行な関係となっている。
【００１６】
図１に図示したように、本発明のディスプレイシステム１は、プロジェクター３と、第一の透明スクリーン２とを備えるものである。透明スクリーン２に対して、プロジェクター３は、映像コンテンツを光散乱層２２に投影できるような位置、例えば、透明スクリーンに対して斜め方向となるように配置される。前記ディスプレイシステム１は、前記第一の透明スクリーン２に代わって、第二の透明スクリーン２０を備える構成であってもよい（図示省略）。光散乱層２２に対して斜めの方向から、プロジェクター３から映像コンテンツを投影する。プロジェクター３から投影された映像コンテンツは光散乱層２２内に投影像５１ａ、ｂ、ｃを形成する。  尚、プロジェクター３としては、市販のものを使用でき、カラー映像を投影できるものであれば、その種類は特には問わない。  
【００１７】
光散乱層２２内の投影像５１ａ、ｂ、ｃは、プロジェクターから光が進行する方向に強く光散乱（すなわち、前方散乱）をするので、前記可視光反射層２１内には、投影像５１ａ、ｂ、ｃの鏡像５２ａ、ｂ、ｃが形成される。ユーザー４には、前記投影像５１ａ、ｂ、ｃの鏡像５２ａ、ｂ、ｃが認識される。それと同時に、ユーザー４は、可視光反射層２１の向こう側の景色も認識することができる。本発明では、前記色相角度が１０°以内と設定されているので、視野角の異なる、鏡像５２ａ、ｂ、ｃが、映像コンテンツの色が再現良く表示されるようになる。
【００１８】
光散乱層２２内の投影像は、プロジェクター側にも、光散乱（すなわち、後方光散乱；図３中では、点線矢印で表されている）を生じる。透過方向の光散乱と比較すると弱い強度であるが、ユーザー４は、鏡像５２ａ、ｂ、ｃだけでなく、投影像５１ａ、ｂ、ｃを同時に視認し、二重像として問題となることがある。第一の透明スクリーン２を備えるディスプレイシステム１では、可視光反射層２１上に、光散乱層２２が配置されているので、投影像５１ａ、ｂ、ｃの後方散乱によってユーザー４に認識される像と、鏡像５２ａ、ｂ、ｃとが一致した像として、ユーザー４に認識させることできる。すなわち、二重像の問題を抑制せしめる。
【００１９】
他方で、第二の透明スクリーン２０では、中間層２４の厚さがあるので、ユーザー４は、投影像５１ａ、ｂ、ｃと、鏡像５２ａ、ｂ、ｃとで二重像を認識することがある(図３中の破線矢印と点線矢印のずれ)。二重像を小さいものとし、ユーザー４に対して自然な映像を見せるため、前記中間層の厚さは、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下としてもよい。
【００２０】
前記透明スクリーン２、２０は、可視光透過性と可視光非散乱性の第一基材２３を備え、前記光散乱層２２が、前記第一基材２３上に配置されていることが好ましい。また、前記透明スクリーン２０は、可視光透過性と可視光非散乱性の中間膜２４を備え、さらには、可視光透過性と可視光非散乱性の第二基材２５を備え、前記可視光反射層２１が、前記第二基材２５上に配置されていることが好ましい。
【００２１】
前記第一基材２３、第二基材２５は、耐候性などの耐久性などの性質を有し、可視光透過性と可視光非散乱性を有するものであれば、特に限定されることなく、各種基材を使用することができる。基材を、可視光非散乱性とするためには、基材中に光散乱の起因となる、微粒子や、空隙等が分散されていないものとする必要がある。当該基材の典型例は、ガラス基材である。ガラス材料としては、強化ガラスや、フィルム付着ガラス、合わせガラスなどが挙げられ、材質からは、ソーダ石灰ガラスやアルミノシリケイトガラス、硼珪酸ガラス、無アルカリガラスなど、各種のガラス材料を板状にして使用することができる。その他の基材としては、プラスチック製の樹脂板やフィルム基材、例えば、ポリカーボネート樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、ポリアミド樹脂、その他のプラスチック製の透明基材を使用することできる。耐候性などの耐久性の点からは、プラスチック製の透明基材よりも、ガラス等の金属酸化物の透明基材が好ましい。また、用途によっては、強化ガラス、耐熱強化ガラス、防犯ガラス、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラス、低放射膜つきガラス、低反射ガラス、防眩ガラス、合わせガラスを用いてもよい。
【００２２】
基材２３、２５の大きさは、用途に応じて、適宜決められるもので、基材２３、２５は同サイズとしてもよい。また、可視光反射層２１と、光散乱層２２とは、基材２３と同サイズで同形状、或いは、可視光反射層２１は基材２５と同サイズで同形状、光散乱層２２は基材２３と同サイズで同形状としてもよいし、異なるサイズ、形状として、透明スクリーンの一部分のみが映像コンテンツの表示をできるようにしてもよい。
【００２３】
また、基材２３、２５の厚さは、用途に応じて、例えば、使用される態様において必要とされる強度などに応じて通常設定される。具体的には、通常０．１ｍｍ〜３０ｍｍの厚さのものが用いられる。可視光透過性の基材の形状は、平板状でも、曲面形状でも良い。曲面形状の基材とは、三次元的に予め曲げられた凸面側と凹面側を有する基材であり、その曲率半径は０．５ｍ〜３ｍのものを用いてもよい。また、その曲率半径としては、好ましくは０．９ｍ〜２．６ｍとしてもよい。可視光透過性の基材としてガラス基材を用いる場合は、光散乱層との密着性を確保するために、酸化セリウム等で予め充分に研磨し、表面の汚れ等を丁寧に除去しておくことが好ましい。
【００２４】
前記透明スクリーン２０は、可視光反射層２１と、光散乱層２２との間に、可視光透過性と可視光非散乱性の中間層２４を備える。前記中間層２４は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）やエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）などのホットメルトタイプの接着性の樹脂中間膜を含む樹脂中間膜層を好適に用いることができる。中間層２４は、薄膜干渉による影響が小さい限りは１層構造でも多層構造でもよく、一部が着色したもの、遮音機能や遮熱機能、視野角度選択機能を有する層をサンドイッチしたもの、厚さに傾斜があるもの、表面にエンボス加工が処理されたものなども使用できる。また、中間層２４に紫外線吸収剤、抗酸化剤、帯電防止剤、熱安定剤、着色剤、接着調整剤を適宜添加配合したものでも良く、特に近赤外線を吸収する微粒子を分散させたものは、高性能な遮熱性をもつ透明スクリーンを作製する上でより好ましく利用できる。安全性の観点から、本発明における中間層２４の厚さは０．１ｍｍ以上であることが好ましい。前述の二重像防止の観点とあわせると、中間層２４の厚さは、０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。
【００２５】
前記透明スクリーン２、２０において、前記透明スクリーン２、２０の主面の法線方向から４５度の角度で入射した光に対する法線方向の輝度Ｙが０．５〜２０であることが、表示される映像コンテンツの鮮鋭性の点から好ましく、３．５〜２０であることがより好ましい。また前記透明スクリーン２、２０の透視性の観点から、透明スクリーン２、２０の全光線透過率は２０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。本発明のディスプレイシステム１では、プロジェクター３は前記透明スクリーンに対して斜め方向から映像コンテンツを投影することが好ましい。
【００２６】
また、本発明の透明スクリーン２、２０を用いて、複層構成や合わせ構成としてもよい。
【００２７】
以下に、透明スクリーン２、２０の要部である、光散乱層２２、可視光反射層２１を詳述する。
前記光散乱層２２の光学的厚さは、１００ｎｍ〜１００００ｎｍ、前記可視光反射層２１の光学的厚さは、１０ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましい。ここで、本発明における各層の光学的厚さは、各層の波長６３３ｎｍでの屈折率と、各層の正味の厚さとの積から求めたものである。光散乱層２２の光学的厚さが１００ｎｍ未満であると、光散乱性が不足し、表示映像の鮮鋭性が不足する。一方で１００００ｎｍを超えると、透明スクリーン２、２０に表示された投影像を斜視した場合に、厚さ分の映像のぼやけが肉眼で認識されるようになり不適である。より好ましい光散乱層２２の光学的厚さは、２００ｎｍ〜５０００ｎｍである。また、可視光反射層２１の光学的厚さが１０ｎｍ未満であると、可視光反射率が低下し、プロジェクターの投影側から見た表示映像の鮮鋭性が不足する。１０００ｎｍを超えると、可視光透過性が不十分となることが多く、透明スクリーンとしての透明性が不足する恐れがある。より好ましくは２０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００２８】
前記光散乱層２２は、媒体と前記媒体中に分散された可視光散乱微粒子とを有する層からなる。前記媒体の例としては、有機高分子や無機高分子等が挙げられる。有機高分子としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアセチルセルロース樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等があげられる。また、無機高分子としては、ケイ素や、チタン、ジルコニウム、鉄、亜鉛、錫、ハフニウム、タングステンなどの原子を中心として、酸素原子を介して、網目状に高分子化した無機酸化物高分子であり、例えば、シリカ等のケイ素酸化物や、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ハフニウム、酸化タングステンなどの原料又は出発材料を挙げることができ、またこれらを混合して用いることもできる。特には、前記媒体としては、ケイ素の酸化物からなることが、安定性が高い点や屈折率が低い（可視光散乱微粒子の比屈折率を高くしやすい）点などから好ましい。
【００２９】
本発明において、「無機酸化物高分子」、「シリカ」としては、「中心原子が全て酸素と結合した純粋な酸化物（例えばＳｉＯ２で表される網目状の高分子）」に限定されず、「中心元素の一部が、別の置換基と結合した化学種」も使用可能である。むしろ後者（中心元素の一部が、別の置換基と結合した化学種」）の方が、１００ｎｍ〜１００００ｎｍといった光学的厚さの光散乱層を形成するには適していることが多い。
具体的には、シリカを例にとると、該無機酸化物高分子を形成するための「前駆体」としては、
Ｒ14-a―Ｓｉ−Ｘa
（但し、Ｒ1は、水素原子、または、Ｃ原子で中心のＳｉ原子と結合する1価の有機基、Ｘは炭素数１〜３のアルコキシ基又はハロゲン、ａは１〜４の整数）から選ぶことができる。それらは次の（ａ）（ｂ）、２つのタイプに分類できる。
【００３０】
（ａ）タイプ：上記「前駆体」の化学式において、ａが４である場合。この場合、Ｓｉの４つの結合手の全てが加水分解を受けて「ＯＨ基」に変換する。具体的には、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラクロロシランが挙げられる。
【００３１】
（ｂ）タイプ：上記「前駆体」の化学式において、ａが１、２、または３である場合。この場合、Ｓｉの４つの結合手の一部のみが加水分解を受けて「ＯＨ基」に変換する。残るＲ１基は不変のままである。具体的には、モノメチルトリエトキシシラン、モノメチルトリメトキシシラン、トリクロロシラン、モノメチルトリクロロシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジクロロシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
【００３２】
例えば、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランは、加水分解処理を行うと、３つのメトキシ基は全て加水分解され、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの網目構造に取り込まれるが、「３−グリシジルオキシプロピル基」だけは反応せず、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合による網目構造とは別の「側鎖」として、「無機酸化物高分子」中に残り続ける。このような「側鎖」を部分的に残す高分子も、本発明の「無機酸化物高分子」媒体として有効に機能することから、本発明では、こうしたものも「無機酸化物高分子」、「シリカ」の概念に含めることとする。
【００３３】
可視光散乱微粒子の例としては、中空シリカビーズ、中空樹脂ビーズなどの低屈折率粒子や、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化すず、チタン酸バリウム、ダイヤモンドなどの高屈折率粒子等があげられる。ここでの低屈折率、高屈折率とは、ＲＧＢ光の波長において、前記媒体の屈折率と比較して低い値の屈折率、高い値の屈折率のことを示す。このなかでは、酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子やダイヤモンド粒子が、屈折率が高く光散乱性が強いため、光散乱層２２の可視光透過性と、光散乱性を両立させた上で、映像コンテンツの鏡像の鮮鋭性を向上せしめる。
【００３４】
前記可視光散乱微粒子の平均粒径は、０．１〜１μｍが好ましく、０．２〜０．８μｍがさらに好ましい。該平均粒径が０．１μｍより小さいと、光散乱層２２の光散乱性を向上させにくい。一方、該平均粒径が１μｍより大きいと、前記光散乱体を含む光散乱層２２の外観が、白濁等の不良を生じやすくなる。なお、ここで平均粒径とは、動的光散乱法にて水中での強度分布を測定して得られた粒度分布におけるＤ５０値（累積５０％粒径）として定義される。
【００３５】
前記光散乱層２２は、コーティングからなることが好ましい。前記分散媒体や前記分散媒体の前駆体と、前記光散乱体とを含む塗布液（光散乱層形成塗布液）を、可視光透過性の基材、又は、可視光反射層に対して、例えば、スピンコート法、バーコート法、リバースロールコート法、その他のロールコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ノズルコート法、ディスペンサーコート法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等の公知の方法で、塗膜を、好ましくは基材２３上に形成することで、コーティングからなる光散乱層２２を形成することができる。前記光散乱層形成塗布液は、前記分散媒体や前記分散媒体の前駆体と、前記光散乱体と、好ましくは水やメタノール、エタノールなどのアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトンなどのケトン等の溶媒とを混合して調製することができる。
【００３６】
次に可視光反射層２１について説明する。前記可視光反射層２１は、可視光透過性と可視光反射性の双方を有し、いわばマジックミラーの特性を有するものである。光散乱層２２の媒体よりも高い可視光屈折率、例えば、波長６３３ｎｍにおいて、屈折率が０．５以上高い層からなることが好ましい。例えば、可視光反射層２１として、酸化チタン、酸化すず、酸化亜鉛、ニッケルクロム複合酸化物、窒化チタン等からなるものを使用することができる。
【００３７】
前記可視光反射層２１は、コーティングからなることが好ましい。可視光反射層２１は、光散乱層２２、又は、可視光透過性の基材に対して、例えば、スパッタリングなどの物理成膜法、化学蒸着やめっき、ゾルゲル法などの湿式コーティングなどの化学成膜法、フィルム貼付などの公知の方法を用いることで形成することができる。
【００３８】
前記可視光反射層２１と、光散乱層２２とを含む層構造の反射率は、波長依存性がなくフラットなスペクトルであることが理想的であるが、現実的には波長依存性を有する。例えば短波長側あるいは長波長側に大きな傾きを持つ場合は、表示色が赤味を帯びる、青味を帯びるといった不具合が生じ、前記色相角の差も大きくなりやすい。また積層構造であるので、その可視光反射スペクトルはフリンジを描く。透明スクリーンとユーザーとの位置関係（視野角度）によって、前記層構造を伝搬する可視光の光路長が変化するため、前記フリンジの程度は視野角によって変化する。すなわち前記色相角の差と強く関係する。
【００３９】
透明スクリーンの光散乱層２２側からの、波長４００ｎｍ〜７８０ｎｍの入射光に対する可視光反射率スペクトルが描くフリンジの振幅（反射率の高低幅）が大きい値であると、視野角度が変化して薄膜干渉条件が元の角度からずれた場合のＲＧＢの三波長帯それぞれでの反射率の変化が大きくなるため、それらを混合して再現される映像コンテンツの色相を保つことは難しく、本発明で規定する色相角の差を１０°以下とすることが困難になる。そのため前記フリンジの振幅は、１０％以下が好ましく、より好ましくは８％以下、さらに好ましくは５％以下としてもよい。下限は特に設定するものではないが、０．０５％以上としてもよい。また、前記フリンジの周期は、ＲＧＢの各波長帯に対して極めて短い、あるいは極めて長いほうが好ましい。例えば、１０ｎｍ未満、あるいは３００ｎｍ以上となるようにしてもよい。このような可視光反射層の光学特性は、光学シミュレーションによって、導き出すことができる。
【００４０】
尚、可視光反射層の反射率スペクトルは、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６（１９９８年）「板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法」の“４．３．２．２分光可視光反射率の測定”に準拠し、測定波長範囲を４００ｎｍ〜７８０ｎｍに限定し、測定することで得られる。その規定では、１５°を超えない入射光角となっているが、本発明では、８°で固定して測定するものとする。また、透明スクリーン２、２０の反射率スペクトルを得る場合、拡散性を持つために前述の反射率スペクトルの測定法は本来適さないが、本発明では同様の測定方法にて透明スクリーン２の反射率スペクトルの測定を行うものとする。
【００４１】
可視光反射層２１が酸化チタンの場合、１００ｎｍ未満の膜厚に設定すれば、ＲＧＢ各波長帯での反射率が薄膜干渉によって大きく変動する（強め合う／弱め合う）条件、例えば、前記周期を３００ｎｍ以上としながら、透明スクリーンが可視光透過性を有するものとしつつ、可視光反射層２１での鏡像形成能を得やすいものとできる。該膜厚は、５ｎｍ〜９０ｎｍ、好ましくは、１０ｎｍ〜８０ｎｍ、より好ましくは２０ｎｍ〜７０ｎｍとしてもよい。同様の観点から、窒化チタンの場合、その膜厚は、５ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは、１０ｎｍ〜８０ｎｍ、より好ましくは１５ｎｍ〜６０ｎｍとしてもよい。また、酸化すずの場合、その膜厚は、１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは、２０ｎｍ〜１５０ｎｍ、より好ましくは３０ｎｍ〜１００ｎｍとしてもよい。さらに、酸化亜鉛の場合、その膜厚は、１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは、２０ｎｍ〜１５０ｎｍ、より好ましくは３０ｎｍ〜１００ｎｍとしてもよい。またさらに、ニッケルクロム複合酸化物の場合、その膜厚は、５ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは、１０ｎｍ〜１５０ｎｍ、より好ましくは２０ｎｍ〜１００ｎｍとしてもよい。
【実施例】
【００４２】
以下の実施例、比較例に示した、各種透明スクリーン２、２０を用いて、図１に示すようなディスプレイシステム１を組み、透明スクリーン２、２０に現れる、映像コンテンツの見え方を評価した。具体的には、本実施例では、以下の項目の評価が行われた。尚、本実施例でのディスプレイシステム１では、市販のプロジェクター３が、透明スクリーン２、２０の中心部に対して、入射光角度４５°で映像コンテンツを投影できるように配置された。【００４３】
［光散乱層２２のヘーズ、透明スクリーン２、２０の全光線透過率］
光散乱層２２と、可視光透過性基材２３とからなる積層体に対して、ヘーズメーター（スガ試験機製、ＨＺ−Ｔ）を用いて測定し、ＪＩＳ  Ｋ７１３６（２０００年）に従って得られた値を、光散乱層２２のヘーズとした。尚、本実施例では、可視光透過性基材は、ヘーズ値が無視できる程に小さなクリア系のフロートガラス板が使用された。また、透明スクリーン２、２０に対して同様に測定し、ＪＩＳ  Ｋ７３６１（１９９７年）に従い、透明スクリーン２、２０の全光線透過率を得た。【００４４】
［光散乱層２２、可視光反射層２１の厚さ］
光散乱層２２、可視光反射層２１をサーフコーダー（小坂研究所製、ET-4000A）、または走査型プローブ顕微鏡（島津製作所製、SPM-９６００）を用いて測定し、厚さを得た。【００４５】
［光散乱層２２、可視光反射層２１の屈折率］
光散乱層２２、可視光反射層２１をエリプソメーター（溝尻光学工業所製、DVA-FL3G）を用いて測定し、前記で測定した厚さの数値を用いることで、波長６３３ｎｍでの屈折率を得た。【００４６】
［光散乱層２２、可視光反射層２１の光学的厚さ］
前記で得た厚さと屈折率の積を算出することで、光散乱層２２と可視光反射層２１の光学的厚さデータを得た。【００４７】
[可視光反射率スペクトル]
自記分光光度計（日立ハイテクノロジーズ製、U-4000）を用い、透明スクリーン２、２０を入射方向から見て光散乱層２２が手前側、可視光反射層２１が奥側となるように反射測定用アタッチメント（入射角度８°）に固定して測定し、可視光反射率スペクトルを得た。各実施例、比較例の可視光反射率スペクトルは図５、６に示される。【００４８】
［輝度Ｙ、CIELAB１９７６ａｂ色相角ｈａｂ］
透明スクリーン２、２０に対して、分光変角色差計（日本電色工業社製、ＧＣ５０００）を用いて測定した。付属の標準白色板を用いて校正し、入射光の光源を標準イルミナントＤ６５、入射光角度を４５°、入射方向から見て光散乱層２２が手前側、可視光反射層２１が奥側となる配置とし、入射角度に対して４５°ずれた角度（透明スクリーンに対する法線方向）の輝度Ｙを得た。また、付属の標準白色板を用いて校正し、入射光の光源をＤ６５光源、入射光角度を０°、入射方向から見て光散乱層２２が手前側、可視光反射層２１が奥側となる配置とし、入射角度に対して２０°、４０°、６０°ずれた角度の色相ｈａｂ（２０°）、ｈａｂ（４０°）、ｈａｂ（６０°）を得、ｈａｂ（２０°）−ｈａｂ（４０°）、ｈａｂ（４０°）−ｈａｂ（６０°）の絶対値を算出した。【００４９】
［透明スクリーン２での映像コンテンツの見え方の官能評価］
ディスプレイシステム１に対して、透明スクリーン２、２０に正対した位置Ａ、および斜め６０°の位置Ｂにおいて、ユーザー４の目視にて下の官能評価を行った。【００５０】
透過性
１：位置Ａから、プロジェクター方向の背景が極めてくっきりと見える
２：位置Ａから、プロジェクター方向の背景が見える
３：位置Ａから、プロジェクター方向の背景が全く見えない
評価１及び２を合格とした。【００５１】
映像の鮮鋭性
１：位置Ａ、Ｂから見た投影像の発色が鮮やかで、輪郭がはっきりしている
２：位置Ａ、Ｂから見た投影像が全体的に白っぽく、輪郭が薄い
３：位置Ａ、Ｂから投影像が見えない
評価１及び２を合格とした。【００５２】
色相
１：投影された映像の位置Ａ、Ｂでの表示色は一定である
２：投影された映像の位置Ａ、Ｂでの表示色はわずかに異なるが支障は少ない
３：投影された映像の位置Ａ、Ｂでの表示色が大きく異なり、映像の視認に支障をきたす
４：位置Ａ、Ｂから投影像が見えない
評価１及び２を合格とした。【００５３】
二重像
１：位置Ａ、Ｂから見た投影像が二重像なく視認できる
２：位置Ａ、Ｂから見た投影像が二重像となり、映像の視認に支障をきたす
３：位置Ａ、Ｂから投影像が見えない
評価１を合格とした。【００５４】
［実施例１］
（基材２３の準備）
３００ｍｍ角で板厚４ｍｍのクリア系のフロートガラス板（表１内ではＦＬ４と表記）の表面を酸化セリウムで研磨した後、イオン交換水で洗浄し、乾燥させて基材２３とした。【００５５】
（光散乱層形成塗布液の調製）
ガラス容器に、可視光散乱微粒子として平均粒子径１６０ｎｍのダイヤモンド粒子(０．２０ｇ)、イオン交換水(９．６０ｇ)を添加し、超音波洗浄槽にて２５℃で６０分間超音波分散した後に、ポリビニルピロリドン（０．２０ｇ）を添加し、１晩攪拌して、ダイヤモンド粒子分散液（ダイヤモンド粒子濃度：２質量％）とした。  次に、ガラス容器に、エタノール(６８．３０ｇ)、イオン交換水(８．６７ｇ)、テトラエトキシシラン(ＴＥＯＳ、９．５８ｇ)、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(ＧＰＴＭＳ、２．７２ｇ)、１規定硝酸(０．７３ｇ)を添加し、更に、上記ダイヤモンド粒子分散液Ａ(１０．００ｇ)を添加して、室温(２０℃)で２時間攪拌して、光散乱層形成塗布液（全固形分濃度５．０質量％、全固形分中のダイヤモンド粒子濃度４．０質量％）を得た。なお、ここで、全固形分とは、（１）ダイヤモンド粒子＋（２）ＴＥＯＳのうちＳｉＯ２換算分＋（３）ＧＰＴＭＳのうちＲ−ＳｉＯ3/2換算分（Ｒは、３−グリシジルオキシプロピル基）＋（４）ポリビニルピロリドン、として計算したものである。【００５６】
（光散乱層２２と、可視光透過性基材２３とからなる積層体の作製）
前記基材２３の表面に、前記光散乱層形成塗布液をスピンコーターにて塗布した後、２５０℃の電気炉内で１０分間焼成し、膜厚が２μｍの光散乱層２２（波長６３３ｎｍでの屈折率１．４）と、可視光透過性基材２３とからなる積層体を作製した。ヘーズを評価したところ、１８．５％であった。【００５７】
（光散乱層上への可視光反射層２１の形成）
得られた光散乱層２２と、可視光透過性基材２３とからなる積層体を基材ホルダーに保持させ、真空チャンバー内に所望のターゲットを設置した。マグネトロンスパッタリング装置において、Ｔｉターゲットを使用し、その裏側にマグネットを配置し、真空チャンバー内を真空ポンプによって排気した。次に、ターゲットへ電力を印加した。この時、真空ポンプを連続的に稼動させながら、真空チャンバー内にアルゴンガス、酸素ガスを導入した。この操作により、光散乱層２２上に、可視光反射層２１として膜厚４０ｎｍの酸化チタン層（波長６３３ｎｍでの屈折率２．３）を成膜することで、透明スクリーン２を作製した。【００５８】
上述のようにして得られた透明スクリーン２に対して、前記評価を行い、さらに、透明スクリーン２を用いて、図１に示すようなディスプレイシステム１を組み、前記した透明スクリーン２での映像コンテンツの見え方の官能評価を行った。本実施例の結果を表１に示す。本実施例では、視認位置による映像コンテンツの表示色のずれがなく、良好な投影像を視認することができた。 【００５９】
［実施例２］
可視光反射層２１の形成において、酸化チタン層の膜厚を５０ｎｍとした以外は、実施例１と同様の点順にて透明スクリーン２を作製した。本実施例では、視認位置による映像コンテンツの表示色のずれがなく、良好な投影像を視認することができた。本実施例の上記結果は、表１に示される。   【００６０】
［実施例3］
可視光反射層２１の形成において、導入ガスを酸素ガスから窒素ガスとすることで、形成された層を酸化チタン層から窒化チタン層（波長６３３ｎｍでの屈折率２．２）とし、その膜厚を２０ｎｍとした以外は、実施例１と同様の点順にて透明スクリーン２を作製した。本実施例では、視認位置による映像コンテンツの表示色のずれがなく、良好な投影像を視認することができた。本実施例の上記評価結果は、表１に示される。 【００６１】
［実施例４］
窒化チタン層の膜厚を４５ｎｍとした以外は、実施例３と同様の点順にて透明スクリーン２を作製した。本実施例では、視認位置による映像コンテンツの表示色のずれがなく、良好な投影像を視認することができた。本実施例の上記評価結果は、表１に示される。  【００６２】
［実施例５］
実施例１での基材２３の準備と同様の手順で、基材２５を準備した。基材２５の上に、実施例１での可視光反射層２１の形成と同様の手順で酸化チタン層を形成し、基材２５と可視光反射層２１の積層体を得た。【００６３】
実施例１の、光散乱層２２と基材２３とからなる積層体と、中間層２４と、前述の基材２５と可視光反射層２１の積層体とを用い、以下の手順で透明スクリーン２０を作製した。 【００６４】
手順１：光散乱層２２と基材２３とからなる積層体の主面のうち、光散乱層２２の形成された主面と、基材２５と可視光反射層２１の積層体の主面のうち、可視光反射層２１の形成された主面との間に、樹脂中間膜（ポリビニルブチラール、厚さ０．７６ｍｍ、積水化学工業社製）を挟み込み、合わせガラスを作製した。【００６５】
手順２：手順１で作製した合わせガラスを真空袋に入れて、チューブで真空袋につながれている真空ポンプを用いて、真空袋内を排気した。【００６６】
手順３：前記排気した真空袋をオートクレーブ内に置き、３０分間、９０℃に加熱し、加圧脱気して合わせ処理した。【００６７】
手順４：オートクレーブ内を大気圧、常温に戻し、オートクレーブ内から真空袋を取出し、真空袋の中を大気圧に戻して、真空袋から合わせガラスを取出した。
手順５：この合わせガラスを再度、オートクレーブ内に置き、３０分間、１３０℃で加熱・加圧処理した。【００６８】
手順６：オートクレーブ内を大気圧、常温に戻し、オートクレーブ内から、透明スクリーン２０を取出した。【００６９】
本実施例では、視認位置による映像コンテンツの表示色のずれがなく、良好な投影像を視認することができた。本実施例の上記評価結果は、表１に示される。【００７０】
［比較例１］
実施例５における、基材２５と可視光反射層２１の積層体を透明スクリーン２として用いて、ディスプレイシステム１を作製したところ、投影像を視認することができなかった。本比較例の上記評価結果は、表１に示される。 【００７１】
［比較例２］
実施例１における、光散乱層２２と基材２３とからなる積層体を透明スクリーン２として用いて、ディスプレイシステム１を作製したところ、投影像は視認できるが全体的に白っぽく、輪郭が薄かった。また、視認位置を変えると映像コンテンツの表示色が大きく異なる場合があった。本比較例の上記評価結果は、表１に示される。【００７２】
［比較例３］
可視光反射層２１の形成において、酸化チタン層の膜厚を２ｎｍとした以外は、実施例１と同様の点順にて透明スクリーン２を作製した。本比較例では、投影像は視認できるが全体的に白っぽく、輪郭が薄かった。また、視認位置を変えると映像コンテンツの表示色が大きく異なる場合があった。本比較例の上記評価結果は、表１に示される。 【００７３】
［比較例４］
可視光反射層２１の形成において、酸化チタン層の膜厚を１００ｎｍとした以外は、実施例１と同様の点順にて透明スクリーン２を作製した。本比較例では、良好な投影像を視認できたが、視認位置を変えると映像コンテンツの表示色が大きく異なる場合があった。本比較例の上記評価結果は、表１に示される。 【００７４】
［比較例５］
可視光反射層２１の形成において、酸化チタン層のかわりに、以下の手順で窒化ステンレス鋼層（厚さ１０ｎｍ、波長６３３ｎｍでの屈折率３．４）および酸化チタン層（厚さ１０ｎｍ）を形成した以外は、実施例１と同様の手順にて透明スクリーン２を作製した。【００７５】
手順１：マグネトロンスパッタリング装置において、ステンレス鋼ターゲットを使用し、その裏側にマグネットを配置し、真空チャンバー内を真空ポンプによって排気した。次に、ターゲットへ電力を印加した。この時、真空ポンプを連続的に稼動させながら、真空チャンバー内にアルゴンガス、窒素ガスを導入した。この操作により、光散乱層２２上に膜厚１０ｎｍの窒化ステンレス鋼層を成膜した。【００７６】
手順２：ターゲットをＴｉ、導入ガスをアルゴンガス、酸素ガスとして手順１を繰り返し、手順１で得られた窒化ステンレス鋼層上に、膜厚１０ｎｍの酸化チタン層を成膜した。       【００７７】
本比較例では、良好な投影像を視認できたが、視認位置を変えると映像コンテンツの表示色が大きく異なる場合があった。本比較例の上記評価結果は、表１に示される。【００７８】
［比較例６］
窒化ステンレス鋼層の厚さを１５ｎｍ、酸化チタン層を窒化チタン層（厚さ３５ｎｍ）とした以外は、比較例５と同様の手順にて透明スクリーン２を作製した。本比較例では、良好な投影像を視認できたが、視認位置を変えると映像コンテンツの表示色が大きく異なる場合があった。本比較例の上記評価結果は、表１に示される。 【００７９】
【表１】
2019039162.tif 000003
【符号の説明】
【００８０】
１    ディスプレイシステム
２    第一の透明スクリーン
２０  第二の透明スクリーン
２１  可視光反射層
２２  光散乱層
２３  第一基材
２４  中間層
２５  第二基材
３    プロジェクター
４    ユーザー
５１  光散乱層内に生じた映像コンテンツの投影像
５２  可視光反射層内に生じた映像コンテンツの投影像の鏡像
【図１】
2019039162.tif 000004
【図２】
2019039162.tif 000005
【図３】
2019039162.tif 000006
【図４】
2019039162.tif 000007
【図５】
2019039162.tif 000008
【図６】
2019039162.tif 000009
【国際調査報告】
2019039162.tif 000010
2019039162.tif 000011
2019039162.tif 000012
2019039162.tif 000013