(57)【要約】【課題】光学多層膜の膜厚のばらつきの許容範囲を広くすることのできる反射型スクリーンを提供する。【解決手段】光源からの光を反射して画像を表示する反射型スクリーン１０において、基板１１上に、高屈折率の第１の光学膜１２Ｈとこれより低い屈折率をもつ第２の光学膜１２Ｌとが交互に積層されてなり、複数の特定波長領域の光に対してそれぞれ反射率ピークをもつ高反射特性を有し、前記特定波長領域以外の少なくとも可視波長領域に対して高透過特性を有する光学多層膜１２を備え、前記反射率ピークのいずれか１つのピークの波長が光源の最強輝度ピークの波長と略一致するように、前記光学膜それぞれの目標膜厚が設定されてなる。【選択図】図１
2005321432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を反射して画像を表示する反射型スクリーンにおいて、
基板上に、高屈折率の第１の光学膜とこれより低い屈折率をもつ第２の光学膜とが交互に積層されてなり、複数の特定波長領域の光に対してそれぞれ反射率ピークをもつ高反射特性を有し、前記特定波長領域以外の少なくとも可視波長領域に対して高透過特性を有する光学多層膜を備え、
前記反射率ピークのいずれか１つのピークの波長が光源の最強輝度ピークの波長と略一致するように、前記光学膜それぞれの目標膜厚が設定されてなることを特徴とする反射型スクリーン。
【請求項２】
前記光学膜の目標膜厚は、以下の式（１）に基づいて設定されることを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。
ｄ＝ＱＷＯＴ・（λ／４）／ｎ  ・・・（１）
（ｄ：目標膜厚、ＱＷＯＴ：９以上の奇数、λ：波長、ｎ：光学膜の屈折率）
【請求項３】
前記光源は、高圧水銀ランプであることを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項４】
前記特定波長領域それぞれは、赤、緑、青の波長領域のいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項５】
前記光学多層膜上に光拡散層を備え、該光拡散層とは反対面側に黒色光吸収層を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型スクリーンに関し、より詳細には、投射型プロジェクター、例えば、ビデオプロジェクター、フィルムプロジェクター、オーバーヘッドプロジェクター等の投射画像を写すスクリーンに適用されるものであり、特に、明光下でもプロジェクター光による投影画像が高コントラストであり、且つ色再現性の優れた選択波長反射型スクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、会議等において発言者が資料を提示する方法としてオーバーヘッドプロジェクターやスライドプロジェクターが広く用いられている。また、一般家庭においても液晶を用いたビデオプロジェクターや動画フィルムプロジェクターが普及しつつある。これらプロジェクターの映写方法は光源から出力された光を、例えば透過形の液晶パネル等によって光変調して画像光を形成し、この画像光をレンズ等の光学系を通して出射してスクリーン上に映写するものである。
【０００３】
例えばスクリーン上にカラー画像を形成することができるフロント・プロジェクターは、光源から出射された光線を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の光線に分離して所定の光路に収束させる照明光学系と、この照明光学系によって分離されたＲＧＢ各色の光束をそれぞれ光変調する液晶パネル（ライトバルブ）と、液晶パネルにより光変調されたＲＧＢ各色の光束を合成する光合成部とを備え、光合成部により合成したカラー画像を投射レンズによりスクリーンに拡大投影するようにしている。
【０００４】
また、上述したようなプロジェクターにおいては、投影像を得るために投影用スクリーンが用いられるが、この投影用スクリーンには大別して、スクリーンの裏面から投影光を照射してスクリーンの表面から見る透過型のものと、スクリーンの表側から投影光を照射して当該投影光のスクリーンでの反射光を見る反射型のものとがある。
いずれの方式にしても、視認性の良好なスクリーンを実現するためには、明るい画像、コントラストの高い画像が得られることが必要である。
【０００５】
反射型スクリーンとして、例えばナイロンなど合成繊維により織り込まれた布の表面に、粒子径の異なるシリカ球を分散させた透明樹脂を塗布することにより作製されるものがある。これにより入射したプロジェクター画像が散乱反射され、広い視野角とある程度の反射によるコントラスト特性を得ることが出来る。
【０００６】
しかしながら、太陽光、蛍光灯や白色光などの外光光源がプロジェクターにより投影された画像に重畳されると、その外光光源の強度によっては、著しいコントラストの低下を招来することとなり、プロジェクター投影時は、室内照明を消灯し、カーテンを閉めるなど外光をさえぎるなどの処置が必要であった。
【０００７】
この問題に対して、スパッタリング法などドライプロセスにより形成される高屈折率の誘電体膜と低屈折率の誘電体膜とが交互に積層され、特定波長領域の光に対して高反射特性を有し、少なくとも該波長域光以外の可視波長域光に対しては高透過特性を有する誘電体多層膜からなる光学薄膜（光学多層膜）を備えた反射型スクリーンが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
上記スクリーンにおいて、光学多層膜はいわゆる波長帯域フィルターとしての役割を果たし、この光学多層膜の作用により特定波長領域の光はその大部分が反射される。また、例えば外光が入射した場合には、特定波長領域以外の大部分が光学薄膜を透過し、ほとんど反射することがない。
【０００９】
このように、上記反射型スクリーンでは、特定波長の光のみを選択的に反射することができ、通常のスクリーンに比べて相対的に外光の反射を抑えることができるため、スクリーン上に形成される画像のコントラストの低下が抑制されるとともに外光の映り込みが効果的に低減され、明るい画像を得ることができる。また、この反射型スクリーンでは、映写環境が明るい場合においても明瞭な画像が得られ、映写環境の明るさに影響されずに明瞭な画像を得ることができる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２７０７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のように所定の屈折率の光学膜の組み合わせによりある種の波長の光を選択的に反射あるいは透過する光学多層膜は、色再現性や色むらを改善するために膜厚のコントロールが非常に厳密に要求されるという問題点があった。
【００１２】
すなわち、光学多層膜は反射色変化に関して膜厚依存性が高く、色のばらつきを人間が検知できない範囲内（例えば、３ＪＮＤ：Just Noticeable Difference（弁別閾）、又はΔｕ´ｖ´：Edward H Stupp,Projection Displays,SID）に収める為には厳しい膜厚コントロールが必要であった。
【００１３】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、光学多層膜の膜厚のばらつきの許容範囲を広くすることのできる反射型スクリーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ところで、本出願人と同一の出願人により、高屈折率の光学膜と低屈折率の光学膜とが交互に積層され、特定波長領域の光に対して高反射特性を有し、少なくとも該波長域光以外の可視波長域光に対しては高透過特性を有する光学多層膜を塗布により形成する発明が提案されている（特願２００３−１３７７９２号）。この発明により大面積の反射型スクリーンを容易に製造することができるが、当該光学多層膜は反射色変化に関して膜厚依存性が非常に高くなり、膜厚のばらつきを目標膜厚に対して±０．５％以内に制御する必要があるため、光学多層膜の膜厚のばらつきの許容範囲を広くすることがより必要であった。
【００１５】
発明者らは、上記反射光の色むらに関する要因を検討したところ、プロジェクター側の光源の発光スペクトルとスクリーン側の光学多層膜の反射特性との関係が一因となっていることを把握した。
【００１６】
すなわち、プロジェクターから出射される画像光は光源の発光スペクトルの合成により得られているが、この光源の発光スペクトルの特定の波長には鋭い輝線ピークがあり、光学多層膜でこのピーク位置の光を反射する強度が変化することにより色が大きく変化して反射型スクリーン面での色のばらつきが大きくなっていた。
【００１７】
発明者らは、この知見に基づき鋭意検討したところ、プロジェクター側の光源の発光スペクトルとスクリーン側の光学多層膜の反射特性との関係を適正化することにより従来よりも色のばらつきを抑えることが可能であることを見出し、本発明を成すに至った。
【００１８】
すなわち、前記課題を解決するために提供する本発明は、光源からの光を反射して画像を表示する反射型スクリーンにおいて、基板上に、高屈折率の第１の光学膜とこれより低い屈折率をもつ第２の光学膜とが交互に積層されてなり、複数の特定波長領域の光に対してそれぞれ反射率ピークをもつ高反射特性を有し、前記特定波長領域以外の少なくとも可視波長領域に対して高透過特性を有する光学多層膜を備え、前記反射率ピークのいずれか１つのピークの波長が光源の最強輝度ピークの波長と略一致するように、前記光学膜それぞれの目標膜厚が設定されてなることを特徴とする反射型スクリーンである。
【００１９】
ここで、前記光学膜の目標膜厚は、以下の式（１）に基づいて設定されることが好ましい。
ｄ＝ＱＷＯＴ・（λ／４）／ｎ  ・・・（１）
（ｄ：目標膜厚、ＱＷＯＴ：９以上の奇数、λ：波長、ｎ：光学膜の屈折率）
【００２０】
また、前記光源は、高圧水銀ランプであることが好ましい。
【００２１】
前記特定波長領域それぞれは、赤、緑、青の波長領域のいずれかを含むことが好ましく、前記光学多層膜上に光拡散層を備え、該光拡散層とは反対面側に黒色光吸収層を備えてなるとよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、光学多層膜の膜厚のばらつきの許容範囲を広くすることのできる。例えば、塗布により形成される光学多層膜の場合、各光学膜の目標膜厚に対して±１．５％まで膜厚のばらつきを許容することができる。
また、本発明により、反射型スクリーンの歩留まり及び生産効率も改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る反射型スクリーンの実施の形態について説明する。なお、本発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００２４】
図１は、本発明に係る反射型スクリーンの構成を示す断面図である。
図１に示すように、反射型スクリーン１０は、基板１１上に、反射層である光学多層膜１２と、光拡散層１３とが順番に設けられた構成であり、さらに基板１１の背面側の光学多層膜１２上に黒色光吸収層１４が設けられている。
【００２５】
基板１１は透明であり、透明フィルム、ガラス板、アクリル板、メタクリルスチレン板、ポリカーボネート板、レンズ等の所望の光学特性を満足するものであればよい。光学特性として、上記基板１１を構成する材料の屈折率は１．３〜１．７、ヘイズは８％以下、透過率は８０％以上が好ましい。また、基板１１にアンチグレア機能をもたせてもよい。
【００２６】
透明フィルムはプラスチックフィルムが好ましく、このフィルムを形成する材料としては、例えばセルロース誘導体（例、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース及びニトロセルロース）、ポリメチルメタアクリレート、メチルメタクリレートと他のアルキル（メタ）アクリレート、スチレンなどといったビニルモノマーとの共重合体などの（メタ）アクリル系樹脂；ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＣＲ−３９）などのポリカーボネート系樹脂；（臭素化）ビスフェノールＡ 型のジ（メタ）アクリレートの単独重合体ないし共重合体、（臭素化）ビスフェノールＡ のモノ（メタ）アクリレートのウレタン変性モノマーの重合体および共重合体などといった熱硬化性（メタ）アクリル系樹脂；ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよび不飽和ポリエステル；アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが好ましい。また、耐熱性を考慮したアラミド系樹脂の使用も可能である。この場合には加熱温度の上限が２００℃以上となり、その温度範囲が幅広くなることが予想される。
プラスチックフィルムは、これらの樹脂を伸延あるいは溶剤に希釈後フィルム状に成膜して乾燥するなどの方法で得ることができる。厚さは剛性の面からは厚いほうがよいが、ヘイズの面からは薄いほうが好ましく、通常２５〜５００μｍ程度である。
【００２７】
また、上記プラスチックフィルムの表面がハードコートなどの被膜材料で被覆されたものであってもよく、無機物と有機物からなる光学多層膜の下層にこの被膜材料を存在させることによって、付着性、硬度、耐薬品性、耐久性、染色性などの諸物性を向上させることも可能である。
【００２８】
光学多層膜１２は、第１の光学膜として高屈折率の光学膜１２Ｈと、第２の光学膜として低屈折率の光学膜１２Ｌとが交互に積層された構成である。図１において、基板１１両面それぞれに、まず高屈折率の光学膜１２Ｈが設けられ、ついで低屈折率の光学膜１２Ｌが設けられ、以降光学膜１２Ｈと光学膜１２Ｌとが交互に設けられ、最後に光学膜１２Ｈが設けられた構成であり、片面当り２ｎ＋１層（両面層数２（２ｎ＋１））（ｎは１以上の整数である。）からなる積層膜となっている。
【００２９】
光学膜１２Ｈは、基板１１、または光学膜１２Ｌの上に後述する光学膜用材料Ａを塗布した後に硬化反応により形成される光学膜である。この光学膜１２Ｈは屈折率を調整するために微粒子が含まれている
光学膜１２Ｈの膜厚は、８０ｎｍ〜１５μｍ、より好ましくは６００〜１０００ｎｍとする。１５μｍより厚くすると、分散し切れなかった微粒子によるヘイズ成分が増大して光学膜としての機能が得られないからである。
また、光学膜１２Ｈの屈折率は、１．７０〜２．１０とすることが好ましい。屈折率を２．１０よりも高くすると、微粒子の分散性が不充分となって光学膜としての機能が損なわれる。また、屈折率を１．７０よりも低くすると、光学膜１２Ｌを積層した場合の反射特性が十分ではなくなり、スクリーンとしての特性が不充分となる。
【００３０】
光学膜１２Ｌは、光学膜１２Ｈの上に後述する光学膜用材料Ｂを塗布した後に硬化反応により形成される屈折率１．３０〜１．６９の光学膜である。光学膜１２Ｌの屈折率は光学膜用材料Ｂに含まれる樹脂の種類、場合によっては微粒子の種類及び添加量などにより決まる。なお、屈折率が１．６９よりも高くなると光学膜１２Ｈとの屈折率の差が確保できず、光学膜１２Ｈに積層した場合の反射特性が十分ではなくなり、スクリーンとしての特性が不充分となる。また、１．３よりも低い屈折率をもった膜を形成することが困難であり、屈折率１．３が製造上の下限となる。
【００３１】
光学膜１２Ｌの膜厚は、８０ｎｍ〜１５μｍ、より好ましくは６００〜１０００ｎｍとする。
【００３２】
なお、光学多層膜１２を構成する光学膜１２Ｈ，１２Ｌの層数は特に限定されるものではなく、所望の層数とすることができる。また、光学多層膜１２はプロジェクター光の入射側及びその反対側の最外層が光学膜１２Ｈとなる奇数層により構成されることが好ましい。光学多層膜１２を奇数層の構成とすることにより、偶数層とした構成の場合よりも三原色波長帯域フィルターとして機能が優れたものとなる。
【００３３】
光学多層膜１２の具体的な層数は３〜７層の奇数層とすることが好ましい。層数が２以下の場合には反射層としての機能が十分ではないためである。一方、層数が多いほど反射率は増加するが、層数８以上では反射率の増加率が小さくなり、光学多層膜１２の形成所要時間をかけるほど反射率の改善効果が得られなくなるためである。
【００３４】
以上の構成により、光学多層膜１２は、赤色、緑色、青色の三波長帯の光に対してそれぞれ反射率ピークをもつ高反射特性を有し、少なくともこれらの波長領域以外の可視波長域の光に対しては高透過特性を有するようになる。
【００３５】
ここで、本発明の根幹となる光学膜１２Ｈ，１２Ｌそれぞれの目標膜厚の設定について説明する。なお、ここでいう目標膜厚とは、光学多層膜の形成の際に狙いとされる膜厚のことである。
【００３６】
光学膜１２Ｈ，１２Ｌそれぞれの目標膜厚は、光学多層膜１２の反射率ピークのいずれか１つのピークの波長が光源の最強輝度ピークの波長と略一致するように設定されることが好ましい。
【００３７】
詳しくは、つぎの手順で目標膜厚を設定するとよい。
（ｓ１）光学膜１２Ｈ，１２Ｌそれぞれを形成するための光学膜用材料Ａ，Ｂの組成を決定する。これにより光学膜１２Ｈ，１２Ｌそれぞれの屈折率ｎＨ，ｎＬが決まる。
（ｓ２）プロジェクターの光源スペクトルから最強輝度ピークの波長λを確認する。
（ｓ３）ステップｓ１の屈折率ｎＨ，ｎＬ、ステップｓ２の波長λを使い、以下の式（１）に基づいて光学膜１２Ｈ，１２Ｌそれぞれの目標膜厚を設定する。
ｄ＝ＱＷＯＴ・（λ／４）／ｎ  ・・・（１）
（ｄ：目標膜厚、ＱＷＯＴ：９以上の奇数、λ：波長、ｎ：光学膜の屈折率）
【００３８】
本発明はプロジェクター光源が光源スペクトルとして最強輝度ピークを有する光源である場合に好適であり、光源として、例えば高圧水銀ランプが挙げられる。高圧水銀ランプの最強輝度ピーク位置は条件により変動する可能性があるが、波長５３０〜５６０ｎｍの範囲内に入る。
【００３９】
また、式（１）におけるＱＷＯＴとは１／４波長を単位とする光学的距離のことで、９以上の奇数が好ましく、９〜１９の奇数（９，１１，１３，１５，１７，１９）であることがより好ましい。ＱＷＯＴが９未満であると光学多層膜１２の反射特性として赤色領域に反射率ピークがとれず、ＱＷＯＴが１９を超えるとコントラストが劣化するため好ましくない。
【００４０】
上記手順により設定された光学膜１２Ｈ，１２Ｌそれぞれの目標膜厚に基づいて光学多層膜１２を形成すると、当該目標膜厚に対して±１．５％まで光学膜１２Ｈ，１２Ｌそれぞれの実際の膜厚がばらついても、色のばらつきを人間が検知できない範囲内に抑えることができる。
【００４１】
なお、光学多層膜１２は、例えば、乾式法で高屈折率材料により形成された誘電体薄膜である高屈折率の光学膜１２Ｈと、低屈折率材料により形成された誘電体薄膜である低屈折率の光学膜１２Ｌとを交互に重ねてなる誘電体多層膜とし、当該誘電体多層膜の各層の構成を、マトリクス法に基づいたシミュレーションにより光学薄膜が特定波長領域の光に対して高反射特性を有し、少なくとも該波長領域の光以外の可視波長域光に対しては高透過特性を有するように膜厚設計したものであってもよい。
【００４２】
本発明の反射型スクリーンにおいては、特定波長として赤色波長、緑色波長及び青色波長を選択して、マトリクス法に基づいたシミュレーションによりこれらの波長領域の光に対して高反射特性を有し、少なくとも該波長領域の光以外の可視波長域光に対しては高透過特性を有するように設計する。これは、例えば本出願人と同一の出願人により提案された光学多層膜（特開２００３−２７０７２５号公報等）を用いればよい。
【００４３】
この場合の光学膜１２Ｈは、例えば五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）などの高屈折率材料により構成することができる。また、光学膜１２Ｌは、例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ２）や弗化マグネシウム（ＭｇＦ２）などの低屈折率材料により構成することができる。光学膜１２Ｈの構成材料は、これに限定されるものではなく、屈折率が２．０〜２．６程度のものであれば種々のものを用いることができる。同様に、光学膜１２Ｌの構成材料もこれに限定されるものではなく、屈折率が１．３〜１．５程度のもので種々のものを用いることができる。
【００４４】
光拡散層１３は、光学多層膜１２で反射された光を散乱して散乱光を得るものであり、光学多層膜１２上に透明樹脂を塗布し、エンボス加工、ビーズコート処理によって表面に凹凸を設ける。あるいは光拡散機能を有するフィルムを貼り合わせてもよい。
【００４５】
光吸収層１４は、光学多層膜１２、基板１１を透過した光を吸収しその透過光の反射戻りを防ぐためのもので、例えば、図１では基板１１の背面側（光拡散層１３とは反対面）の光学多層膜１２の最外層表面に黒色の樹脂フィルムを貼り付けた態様を示している。
【００４６】
あるいは、光吸収層１４は、黒色の塗料を用いて塗布によって得られた層でもよい。
黒色の塗料として、カーボンブラック微粒子、シリカ微粒子等表面にカーボンブラックを被着させた微粒子等が挙げられる。これらの微粒子には導電性があっても良い。
また、カーボンブラック微粒子の製法は、オイルファーネス法、チャンネル法、ランプ法、サーマル法等が知られている。
【００４７】
黒色を沈める目的の場合、微粒子の一次粒子径、分散性が塗膜としての黒色を決定する大きな要素となり、一次粒子径が小さく表面積が大きなものほど漆黒性は向上する。また、表面官能基の多いカーボンブラックは、アルキド樹脂のようにＯＨ基やカルボキシル基など極性官能基を有するビヒクルと親和性が高く、極性の低い炭化水素系溶剤と組み合わせることにより、樹脂との濡れ性がよくなり、光沢や漆黒度が高くなる。また、上記樹脂がもつ官能基と反応性のあるイソシアネート基、カルボキシル基をもつ硬化剤を添加して、塗膜を硬化させると良い。
【００４８】
一般に表面官能基の量は、チャンネルカーボンの方がファーネスカーボンよりも多いが、ファーネス法でも酸化処理を施すことによって、官能基量を増やすことができる。カーボンブラックの一次粒子径は、好ましくは３０ｎｍ以下であり、より好ましくは２０ｎｍ以下である。粒子径が大きくなると、漆黒度が下がり、光吸収層としての性能が落ちる。
【００４９】
塗布方法は、スクリーン塗布、ブレード塗布、スプレー塗布等従来既知の方法で構わない。
【００５０】
また、膜厚は、１０〜５０μｍ程度が好ましく、より好ましくは１５〜２５μｍである。膜厚が１０μｍよりも小さい場合には、とくにスプレー塗布の場合に漆黒度が低下してしまう。一方、膜厚が５０μｍよりも大きい場合には、塗膜が脆くなり、クラックが発生し易くなる。
【００５１】
あるいは、基板１１中に黒色塗料等を含有させて黒色の基板とすることにより、基板１１自体を黒色光吸収層として機能させ、黒色光吸収層１４を省略してもよい。
【００５２】
上記反射スクリーン１０によって、プロジェクターからの特定波長の光を反射し、外光などのそれ以外の波長領域の入射光を透過・吸収する選択反射が可能となり、スクリーン１０上の映像の黒レベルを下げて高コントラストを達成するものであり、部屋が明るい状態でもコントラストの高い映像を表示することが可能となる。例えば、グレーティング・ライト・バルブ（ＧＬＶ）を用いた回折格子型プロジェクターのようなＲＧＢ光源からの光を投射した場合にスクリーン１０上で広視野角で、かつコントラストが高く、外光の映り込みのない良好な映像が鑑賞できるようになる。
【００５３】
すなわち、スクリーン１０に入射する光は、光拡散層１３を透過し、光学多層膜１２に到達し、当該光学多層膜１２にて入射光に含まれる外光成分は透過されて光吸収層１４で吸収され、映像に関わる特定波長領域の光のみ選択的に反射され、その反射光は光拡散層１３の表面にて拡散され視野角の広い画像光として視聴者に供される。したがって、上記反射光である画像光への外光の影響を高いレベルで排除することができ、従来にない高コントラスト化が可能となる。
【００５４】
なお、本発明に係る反射型スクリーンとして、基板１１のおもて面に上記と同じ構成の光学多層膜１２が形成され、基板１１の裏面に、黒色光吸収層１４が形成された構成としてもよい。このスクリーンでも、プロジェクターからの特定波長の光を反射し、外光などのそれ以外の波長領域の入射光を透過・吸収することによりスクリーン上の黒レベルを下げて高コントラストとともに、優れた色再現性を達成することが可能である。
【００５５】
ここで、上記第１の光学膜１２Ｈ及び第２の光学膜１２Ｌを湿式法で形成するための塗料である光学膜用材料Ａ及びＢについて説明する。
（１）光学膜用材料Ａ
光学膜用材料Ａは、微粒子と、有機溶媒と、エネルギーを吸収して硬化反応を起こす結合剤と、分散剤とを含有する。
【００５６】
微粒子は、成膜された後の光学膜の屈折率を調整するために添加される高屈折率材料の微粒子であり、Ti、Zr、Al、Ce、Sn、La、In、Y、Sb、等の酸化物、または、In- Sn等の合金酸化物が挙げられる。なお、光触媒を抑える目的でTi酸化物にAl、Zr等の酸化物が適当量含有されたとしても、本発明の効果を妨げるものではない。
【００５７】
また、微粒子の比表面積は55〜85 m2/gが好ましく、75〜85 m2/gであることがより好ましい。比表面積がこの範囲にあると、微粒子の分散処理により、光学膜用材料中における微粒子の粒度で100nm以下に抑えることが可能となり、ヘイズの非常に小さな光学膜を得ることが可能である。
【００５８】
有機溶媒は、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール等のアルコール系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、エチレングリコールアセテート等のエステル系溶媒等が用いられる。これら有機溶媒は必ずしも１００％純粋である必要はなく、異性体、未反応物、分解物、酸化物、水分等の不純成分が２０％以下であれば含まれていてもかまわない。また、低い表面エネルギーをもつ支持体や光学膜上に塗布するためには、より低い表面張力をもつ溶媒を選択することが望ましく、例えばメチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール等が挙げられる。
【００５９】
分散剤と硬化反応する結合剤は、熱硬化性樹脂、紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂、電子線（ＥＢ）硬化型樹脂等があげられる。熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化型樹脂、ＥＢ硬化型樹脂の例としてはポリスチレン樹脂、スチレン共重合体、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリアミン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。その他の環状（芳香族、複素環式、脂環式等）基を有するポリマーでもよい。また、炭素鎖中にフッ素、シラノール基の入った樹脂でも構わない。
【００６０】
上記樹脂を硬化反応させる方法は放射線または熱いずれでもよいが、紫外線照射により樹脂の硬化反応を行う場合には、重合開始剤の存在下で行うことが好ましい。ラジカル重合開始剤としては、例えば、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）等のアゾ系開始剤；ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオクトエート等のパーオキシド系開始剤が挙げられる。これらの開始剤の使用量は、重合性単量体合計１００重量部あたり０．２〜１０重量部、より好ましくは０．５〜５重量部とする。
【００６１】
上記微粒子を分散させる分散剤は、その含有量が微粒子に対し3.2〜9.6×1011mol/m2であるが、これより含有量が少ないと光学膜に十分な分散性を得ることができない。逆に、含有量が多いと、塗膜中における分散剤体積比率が上昇するために、膜屈折率が低下して屈折率の調整範囲が狭くなることから光学膜積層設計が困難となる。
【００６２】
上記の分散剤に含まれる親水基の極性官能基の量は、10-3〜10-１mol/gである。官能基がこれより少ない、あるいは多い場合には、微粒子の分散に対する効果が発現せず、分散性低下などにつながる。
【００６３】
極性官能基として、以下に示すような官能基でも凝集状態にならないため、有用である。
・-SO3M、-OSO3M、-COOM、P=O(OM)2（ここで、式中Mは、水素原子あるいは、リチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属である。）、3級アミン、4級アンモニウム塩
・R1(R2)(R3)NHX（ここで、式中R1、R2、R3は、水素原子あるいは炭化水素基であり、Ｘ-は塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン元素イオンあるいは無機・有機イオンである。）
・-OH、-SH、-CN、エポキシ基等
極性官能基の導入部位は特に規定はない。これら分散剤は、1種単独で用いられることが可能であるが、2種以上を併用することも可能である。
【００６４】
また、塗膜における本発明の分散剤は、総量で上記強磁性粉末１００重量部に対して、２０〜６０重量部が好ましく、３８〜５５重量部がより好ましい。
【００６５】
また、分散剤親油基の重量平均分子量は１１０〜３０００が好ましい。分子量がこの範囲よりも低いと、有機溶媒に対して十分に溶解しないなどの弊害が生じる。逆に高すぎる場合には光学膜に十分な分散性を得ることができない。なお、分散剤の分子量の測定はゲルパーミエーションクロマトグラフ（GPC）法により行えばよい。
【００６６】
上記分散剤には、結合剤と硬化反応を起こすための官能基を有していてもよい。また、本発明の分散剤以外の結合剤を含む場合には結合基を多く有する多官能ポリマー、またはモノマーが好ましい。
【００６７】
光学膜用材料Ａは塗布により塗膜とされた後、放射線または熱によって硬化反応が促進され高屈折率タイプの第１の光学膜となる。
【００６８】
（２）光学膜用材料Ｂ
光学膜用材料Ｂは、有機溶媒と、結合剤とを含有するものである。結合剤は有機溶媒に溶解されており、必要に応じてその中に微粒子が添加され分散されていてもよい。
結合剤は、紫外線などの放射線、熱からのエネルギーにより硬化反応を起こす官能基を分子内に有する樹脂であり、フッ素系樹脂などが好適である。
微粒子は、成膜された後の光学膜の屈折率を調整するために必要に応じて添加される低屈折率材料の微粒子であり、SiO2、MgF2、あるいは中空微粒子、フッ素系樹脂からなる微粒子が挙げられる。また、Ti、Zr、Al、Ce、Sn、La、In、Y、Sb、等の酸化物、または、In- Sn等の合金酸化物が添加されていてもよい。なお、光触媒を抑える目的でTi酸化物にAl、Zr等の酸化物が適当量含有されたとしても、本発明の効果を妨げるものではない。
【００６９】
有機溶媒は、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール等のアルコール系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、エチレングリコールアセテート等のエステル系溶媒、含フッ素溶媒としては、パーフルオロベンゼン、ペンタフルオロベンゼン、１，３−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン、１，４−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼンなどの含フッ素芳香族炭化水素類、パーフルオロトリブチルアミン、パーフルオロトリプロピルアミンなどの含フッ素アルキルアミン類、パーフルオロヘキサン、パーフルオロオクタン、パーフルオロデカン、パーフルオロドデカン、パーフルオロ−２，７−ジメチルオクタン、１，３−ジクロロ−１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン、１Ｈ−１，１−ジクロロパーフルオロプロパン、１Ｈ−１，３−ジクロロパーフルオロプロパン、１Ｈ−パーフルオロブタン、２Ｈ，３Ｈ−パーフルオロペンタン、３Ｈ，４Ｈ−パーフルオロ−２−メチルペンタン、２Ｈ，３Ｈ−パーフルオロ−２−メチルペンタン、パーフルオロ−１，２−ジメチルヘキサン、パーフルオロ−１，３−ジメチルヘキサン、１Ｈ−パーフルオロヘキサン、１Ｈ，１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロヘキサン、１Ｈ，１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクタン、１Ｈ−パーフルオロオクタン、１Ｈ−パーフルオロデカン、１Ｈ，１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデカンなどの含フッ素脂肪族炭化水素類、パーフルオロデカリン、パーフルオロシクロヘキサン、パーフルオロ−１，３，５−トリメチルシクロヘキサンなどの含フッ素脂環族炭化水素類、パーフルオロ−２−ブチルテトラヒドロフラン、フッ素含有低分子量ポリエーテルなどの含フッ素エーテル類を単独または混合して用いることが可能である。例えば、光学膜用材料Ａに用いられる有機溶媒をメチルイソブチルケトンとし、光学膜用材料Ｂに用いられる有機溶媒を含フッ素アルコール（C6F13C2H4OH）とパーフルオロブチルアミンとの混合溶媒（９５：５）とする。また、これら有機溶媒は必ずしも１００％純粋である必要はなく、異性体、未反応物、分解物、酸化物、水分等の不純成分が２０％以下であれば含まれていてもかまわない。
【００７０】
また、光学膜用材料Ｂは塗布により塗膜とされた後、硬化反応により第１の光学膜よりも低屈折率の第２の光学膜１２Ｌとなる。
【００７１】
上記光学膜用材料Ａ，Ｂの製造に当たっては、混練工程、分散工程及びこれらの工程の前後に必要に応じて設けた混合工程によって行われる。本発明において使用する微粒子、樹脂、溶媒など全ての原料は何れの工程の最初または途中で添加してもかまわない。また、個々の原料を２つ以上の工程で分割して添加してもかまわない。分散及び混練には、アジター、ペイントシェーカー等の従来公知の装置を用いればよい。
【００７２】
つぎに、本発明に係る反射スクリーン１０の製造方法について以下に説明する。
（ｓ１１）基板１１としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用意し、当該基板１１の主面に光学膜用材料Ａを所定量塗布する。ここで、光学膜用材料Ａの塗布量は、上記ステップｓ１〜ｓ３に基づいて設定された目標膜厚となる量とする。
（ｓ１２）光学膜用材料Ａの塗膜を乾燥後、紫外線を照射して硬化させ、所定膜厚の光学膜１２Ｈを形成する。
（ｓ１３）ついで、光学膜１２Ｈ上に光学膜用材料Ｂを所定量塗布する。ここで、光学膜用材料Ｂの塗布量は、上記ステップｓ１〜ｓ３に基づいて設定された目標膜厚となる量とする。
（ｓ１４）その塗膜を乾燥後、熱硬化させ、所定膜厚の光学膜１２Ｌを形成する。これにより、光学膜１２Ｈと光学膜１２Ｌとの積層構成となる。
（ｓ１５）ついで、基板１１の最外層にある光学膜１２Ｌ上に所定量の光学膜用材料Ａを塗布する。ここでも、光学膜用材料Ａの塗布量は、上記ステップｓ１〜ｓ３に基づいて設定された目標膜厚となる量とする。
（ｓ１６）光学膜用材料Ａの塗膜を乾燥後、紫外線を照射して硬化させ、所定膜厚の光学膜１２Ｈを形成する。以降、ステップｓ１３〜ｓ１６までの処理を所定回数行い、基板１１上に光学多層膜１２を形成する。
【００７３】
（ｓ１７）おもて面の光学多層膜１２の最外層表面に接着層あるいは粘着層を介して板形状の光拡散層層１３の凹凸の有る面とは反対面を接触面として搭載する。
【００７４】
（ｓ１８）光拡散層１３とは反対面の光学多層膜１２上に黒色の光吸収剤を含有した樹脂を塗布し、黒色光吸収層１４を形成し、本発明に係る反射型スクリーン１０とする。
【００７５】
なお、光学膜用材料の塗布方法としては、ディッピング塗布、グラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、ダイコーティング、キャップコータなど従来公知の塗布方式によって塗布するとよい。
【実施例】
【００７６】
上記本発明を実際に実施した例を以下に説明する。この実施例は例示であり、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００７７】
（実施例１）
光学膜用材料Ａである塗料（Ｉ），光学膜用材料Ｂである塗料（II）の組成と製造方法及び光学多層膜の作製方法を以下に示す。
【００７８】
（１）光学膜用材料Ａ（塗料（Ｉ））
（実施例１）
実施例１における光学膜用材料Ａである塗料（Ｉ），光学膜用材料Ｂである塗料（II）の組成と製造方法、目標膜厚の設定、並びに反射型スクリーンの製造方法を以下に示す。
（１）塗料（Ｉ）
・微粒子：ＴｉＯ2微粒子
（石原産業社製、平均粒径約２０ｎｍ、屈折率２．４８）    １００重量部
・樹脂（結合剤）：ウレタンアクリレート
（数平均分子量：１０００、溶解性パラメーター：９．５）    ５０重量部
・有機溶媒：メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）
（溶解パラメーター：８．４）                          ４８００重量部
上記微粒子と樹脂と有機溶媒とを混合し、ペイントシェーカーで分散処理を行い微粒子分散液を得た。つぎに、この微粒子分散液に、重合開始材としてダロキュア１１７３（千葉スペシャリテーケミカルズ社製）を樹脂に対して３ｗｔ％添加し、十分攪拌して塗料（Ｉ）とした。塗料（Ｉ）で形成した光学膜（Ｉ）の屈折率を測定したところ、１．９４であった。なお、溶解性パラメーターとは樹脂の極性を示す指標であり、溶解パラメーターとは有機溶媒となる溶剤の極性を示す指標である。
【００７９】
（２）光学膜用材料Ｂ（塗料（II））
・樹脂：末端カルボキシル基をもつパーフルオロブテニルビニルエーテルの重合体（溶解性パラメーター：６．２）                          １００重量部
・有機溶媒：含フッ素アルコール（C6F13C2H4OH）とパーフルオロブチルアミンとの混合溶媒（混合比９５：５、溶解パラメーター：６．０）    １６６６重量部
上記樹脂と有機溶媒とを混合し、十分攪拌して塗料（II）とした。塗料（II）で形成した光学膜（II）の屈折率を測定したところ、１．３５であった。
【００８０】
（３）目標膜厚の設定
（ｓ２１）上記の通り、光学膜（Ｉ），（II）それぞれの屈折率はｎＨ＝１．９４，ｎＬ＝１．３５であった。
（ｓ２２）プロジェクターの光源を高圧水銀ランプとした場合の光源スペクトル例を図２に示す。その光源スペクトルから最強輝度ピークの波長λは５５０ｎｍであった。
（ｓ２３）上記式（１）において、ＱＷＯＴ＝１１として計算し、光学膜（Ｉ）の場合に７８０ｎｍ、光学膜（II）の場合に１１２０ｎｍが求められ、これらを光学膜（Ｉ），（II）それぞれの目標膜厚とした。
【００８１】
（４）反射型スクリーンの製造方法
（ｓ３１）ＰＥＴフィルム（厚み１８８μｍ、東レ社製、商品名Ｕ４２６）の主面に塗料（Ｉ）をディッピング方式で塗布した。塗料（Ｉ）の塗布量は目標膜厚７８０ｎｍとなる量とした。
（ｓ３２）塗料（Ｉ）の塗膜を８０℃で乾燥後、紫外線（ＵＶ）硬化（１０００ｍＪ／ｃｍ2）させ、光学膜（Ｉ）を形成した。
（ｓ３３）ついで、その光学膜（Ｉ）上に塗料（II）をディッピング方式で塗布した。塗料（II）の塗布量は目標膜厚１１２０ｎｍとなる量とした。
（ｓ３４）塗料（II）の塗膜を室温で乾燥後、９０℃で熱硬化を行い、光学膜（II）を形成した。
（ｓ３５）光学膜（II）上にステップｓ３１と同一条件で塗料（Ｉ）を塗布した。
（ｓ３６）塗料（Ｉ）の塗膜をステップｓ３２と同一条件で膜形成し、光学膜（Ｉ）を形成した。これによりＰＥＴフィルム上に片面当り光学膜（Ｉ）／光学膜（II）／光学膜（Ｉ）の３層、計６層の光学多層膜を得た。
【００８２】
（ｓ３７）おもて面の光学多層膜上に拡散板（ＰＯＣ社製、商品名ＬＳＤ１０ｘ６０）を粘着フィルム（リンテック社製）により貼り合わせた。
（ｓ３８）背面側の光学多層膜上に光吸収層として黒色ＰＥＴフィルム（帝人製）を貼り合わせて反射型スクリーンとした。
【００８３】
形成した光学多層膜の評価に当たっては、光学膜（Ｉ），光学膜（II）の屈折率と膜厚、並びに光学多層膜の反射特性をフィルメトリックス（松下インターテクノ社製）で測定した。
実施例１の光学膜（Ｉ），（II）の平均膜厚は、それぞれ７８０，１１２０ｎｍであった。
【００８４】
（比較例１）
光学膜（Ｉ）の目標膜厚を６７０ｎｍ、光学膜（II）の目標膜厚を９６０ｎｍとした以外は実施例１と同じ条件で反射型スクリーンを作製した。
【００８５】
実施例１、比較例１の光学多層膜の反射特性と、高圧水銀ランプを用いたプロジェクターの光源スペクトルとの関係をそれぞれ図３，４に示す。
図３において、実施例１（光学膜（Ｉ）の膜厚：７８０ｎｍ、光学膜（II）の膜厚：１１２０ｎｍ）の反射特性として反射率ピークの１つが、高圧水銀ランプ光源の最強輝度ピーク（波長５５０ｎｍ）とほぼ一致していることが確認された。これにより、光学膜（Ｉ），（II）それぞれの膜厚が製造条件に起因して変動し、当該反射率ピークがずれたとしても、光源の輝度ピーク全体をほぼカバーしているため、この波長領域の反射光の輝度強度の変化は小さく、結果として反射光の色度の変化は小さい。また、波長５５０ｎｍの反射率ピーク（緑色領域）のほかに、青色領域（波長４７０ｎｍ）、赤色領域（波長６６５ｎｍ）それぞれに反射率ピークがあり、三原色波長領域の光を適正に反射することも確認された。
【００８６】
これに対して、図４では、比較例１（光学膜（Ｉ）の膜厚：６７０ｎｍ、光学膜（II）の膜厚：９６０ｎｍ）の反射特性として反射率ピークの１つが、高圧水銀ランプ光源の最強輝度ピーク（波長５５０ｎｍ）とは一致しておらず、当該最強輝度ピークの肩の部分に位置している。これにより、光学膜（Ｉ），（II）それぞれの膜厚が変動し、当該反射率ピークがすこしでもずれると、この波長領域の反射光の輝度強度が大きく変化し、反射光の色度が大きくずれることになる。したがって、仮にこの目標膜厚で光学多層膜を形成しようとすると、色のばらつきを人間が検知できない範囲内に収めるためには膜厚バラツキを厳しく抑えなければならない。
【００８７】
つぎに、実施例１、比較例１の反射型スクリーンの色度を、分光光度計（ミノルタ製：ＣＳ１０００）を用いて測定し、そのときの光学膜の膜厚のバラつきがプロジェクター光の反射光の色度に及ぼす影響について、ＴＦ−ＣＡＬＣ（ヒューリンクス社製）の光学シミュレーションソフトを用いて検証した結果を説明する。
【００８８】
光学膜（Ｉ），（II）の膜厚が目標膜厚に対して±１．５％変動した場合を想定した色度点のΔｕ´ｖ´を計算した結果を表１に示す。
【００８９】
【表１】
2005321432.tif 000003
【００９０】
比較例１において、光学多層膜の各層の膜厚を目標膜厚の＋１．５％とした場合と、目標膜厚の−１．５％とした場合との両色度点のΔｕ´ｖ´は０．０２となり、ＴＣＯ‘０３で定められているコンピュータディスプレーの規格値を超えることになる。
【００９１】
これに対して、実施例１では光学多層膜の各層の膜厚を目標膜厚の＋１．５％とした場合と、目標膜厚の−１．５％とした場合との両色度点のΔｕ´ｖ´は０．０１となり、ＴＣＯ‘０３で定められているコンピュータディスプレーの規格値以内に収めることができる。
【００９２】
また、実施例１、比較例１の光学多層膜を構成する光学膜各層の膜厚を、それぞれの目標膜厚に対して±１．５％の幅でランダムに変化させてプロジェクター光の反射光の色度のばらつきをシミュレーションした結果（ｕ´ｖ´座標による色度図）をそれぞれ図５，６に示す。
比較例１（図６）では色度のばらつきがかなり大きいが、実施例１（図５）では色度のばらつきを小さくすることができることが分かる。
【００９３】
（実施例２）
ＱＷＯＴ値を９とした以外は、実施例１と同じ条件で反射型スクリーンを作製した。
【００９４】
（実施例３）
ＱＷＯＴ値を１３とした以外は、実施例１と同じ条件で反射型スクリーンを作製した。
【００９５】
（実施例４）
ＱＷＯＴ値を１５とした以外は、実施例１と同じ条件で反射型スクリーンを作製した。
【００９６】
実施例２〜４の光学多層膜の反射特性をフィルメトリックス（松下インターテクノ社製）で測定し、緑色領域における反射率ピークの位置を求めた。その結果を表２に示す。
【００９７】
【表２】
2005321432.tif 000004
【００９８】
以上のことから波長５５０ｎｍに反射率ピークが現れる光学多層膜の膜構成とするには、式（１）においてＱＷＯＴ値を９，１１，１３，１５，・・・のように９以上の奇数として目標膜厚を設定すればよいことが分かった。また、このような膜構成となっている光学多層膜を有する反射型スクリーンは、高圧水銀ランプを光源に用いたプロジェクターに好適である。
なお、この場合に若干反射光が緑色に着色されている傾向があるが、プロジェクター側の色補正により回避することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る反射型スクリーンの構成を示す断面図である。
【図２】高圧水銀ランプを用いたプロジェクターの光源スペクトルを示す図である。
【図３】実施例１の反射型スクリーンにおける反射特性と、高圧水銀ランプを用いたプロジェクターの光源スペクトルとの関係を示す図である。
【図４】比較例１の反射型スクリーンにおける反射特性と、高圧水銀ランプを用いたプロジェクターの光源スペクトルとの関係を示す図である。
【図５】実施例１の反射型スクリーンにおけるプロジェクター光の反射光の色度に対する光学膜各層の膜厚変動の影響を示す図である。
【図６】比較例１の反射型スクリーンにおけるプロジェクター光の反射光の色度に対する光学膜各層の膜厚変動の影響を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０…反射型スクリーン、１１…基板、１２…光学多層膜、１２Ｈ…高屈折率光学膜、１２Ｌ…低屈折率光学膜、１３…光拡散層、１４…黒色光吸収層
【図１】
2005321432.tif 000005
【図２】
2005321432.tif 000006
【図３】
2005321432.tif 000007
【図４】
2005321432.tif 000008
【図５】
2005321432.tif 000009
【図６】
2005321432.tif 000010