(57)【要約】【課題】映写環境の明るさに影響されずに、高いコントラストで、且つ色再現性の優れた画像を表示できる反射型スクリーンを提供する。【解決手段】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と、５２５〜５８０ｎｍの波長領域の透過率が低い光吸収層１３とを備える。【選択図】図１
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【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と、５２５〜５８０ｎｍの波長領域の透過率が低い光吸収層とを備えることを特徴とする反射型スクリーン。
【請求項２】
前記透過率が、波長５４０ｎｍにおいて３５〜６５％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３】
前記光吸収層が、顔料色素、染料色素、金属微粒子、金属被覆微粒子のいずれかを含んで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。
【請求項４】
前記光源が、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプのいずれか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５】
前記特定波長領域それぞれが、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６】
前記光吸収層上に、光拡散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】
しかしながら、フロント・プロジェクターは、自発光型ディスプレイやリアプロジェクターとは異なり、例えばＮＤフィルターを用いて外光の映り込みを低減することができず、反射型スクリーン上の明所コントラストを高くすることが困難であるという問題があった。
【０００６】
この問題に対して、マトリクス法に基づいたシミュレーションにより誘電体多層膜の各光学膜の膜厚が設計され、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。）。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
【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】
【００１０】
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。
【００１１】
すなわち、図６に示すように、例えばプロジェクターの光源として高圧水銀ランプの光は、選択波長反射膜（反射光吸収膜）によりそれぞれ赤（図中、Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のスペクトルに分離された光となるが、ブロードであり、また赤色波長領域のピーク強度が低いのでそのままでは色バランスが悪く、色再現性に欠けていた。
【００１２】
このような光源を使用する場合、そのプロジェクターの光源の強度が大きく変化する波長領域で選択反射するように膜厚設計すると、色むらをサンジェンド内（３ＪＮＤ：Just Noticeable Difference、弁別閾）に収める為に厳しい膜厚コントロールが必要であった。
【００１３】
その例を図７に示す。図７は、光学多層膜の反射特性（Ａ）と、高圧水銀ランプの光源スペクトル（Ｂ）との関係図である。ここで、光学多層膜は後述する実施例において、該光学多層膜を構成する光学膜（Ｉ）、光学膜（II）の膜厚をそれぞれ６６０，９４０ｎｍとし、それ以外は実施例と同じ条件として形成したものである。
【００１４】
図７において、光源のスペクトル強度変化が大きい領域（図中、領域Ｃ）に選択波長透過領域を持つ光学多層膜となるため、膜厚のバラツキが色のばらつきに与える影響が大きく、サンジェンド内（３ＪＮＤ）に収めるためには膜厚バラツキを±０．２５％と厳しく抑えなければならなかった。
【００１５】
またそれゆえ、膜厚コントロールを緩やかにするために、選択反射の波長領域をプロジェクター光源の強度変化の小さい領域にする必要があるが、そのような波長領域のみを選択すると、このプロジェクターでは赤色波長領域の強度が弱いため、スクリーンに映し出された場合に緑色が強くなり、色再現性が悪くなるという問題があった。
【００１６】
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、映写環境の明るさに影響されずに、高いコントラストで、且つ色再現性の優れた画像を表示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】
【００１７】
発明者らは、上記問題に対して、光源のＲＧＢの各波長領域の特性に対応した光吸収層を持たせることにより解決を図ろうとした。
その関連技術として、特開平5-216123号公報では、選択波長吸収色素を有し４００ｎｍと５００ｎｍと６００ｎｍと７００ｎｍとの波長のうち、少なくとも１つの波長領域において選択的に光を吸収する反射型スクリーンが開示されている。このように色素吸収半値幅が２０ｎｍ以内の色素はある種の会合体（例えばJ会合体）があり保存安定性に欠け、それ故にＲＧＢの各波長領域でその光吸収膜を持たせる事は困難であった。また、特開平6-82915号公報では、反射型スクリーンの最上層に光吸収インクからなる光吸収層を設け、グレイバランスを崩さない範囲で、人間の眼の比視感度が最も高い５７５ｎｍ付近の光を選択的に吸収させ投影画像のコントラストを向上させる技術が開示されているが、上記関連の技術のみでは明るい外光の環境下では、充分なコントラストと色再現性を確保することはできなかった。
そこで、上記光学多層膜との組合せにおいて光吸収層の光吸収特性の最適化を図るべく鋭意検討を行った結果、本発明をなすに至った。
【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と、５２５〜５８０ｎｍの波長領域の透過率が低い光吸収層とを備えることを特徴とする反射型スクリーンである。
【００１９】
ここで、前記透過率は、波長５４０ｎｍにおいて３５〜６５％であることが好ましい。
【００２０】
また、前記光吸収層は、顔料色素、染料色素、金属微粒子、金属被覆微粒子のいずれかを含んでなることが好ましい。
【００２１】
また、前記光源は、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプのいずれかであることが好ましい。
【００２２】
前記特定波長領域それぞれが、赤、緑、青の波長領域のいずれかを含むことが好ましく、前記光吸収層上に、光拡散層を備えてなるとよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、通常のスクリーンに比べて大幅に外光の反射を抑えることができ、その結果、投影用スクリーン上に形成される画像のコントラストの低下や外光の映り込みを効果的に低減することができ、且つ色再現性の優れた明るい画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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、光吸収層１３と、拡散層１４と、保護層１５が順番に設けられた構成である。
【００２６】
基板１１は、反射型スクリーン１０の支持体となるものであり、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリオレフィン（ＰＯ）等の無色ポリマーにより構成することができる。
【００２７】
また、基板１１中に黒色塗料等を含有させることにより、黒色の基板としてもよい。これにより、基板１１自体が黒色光吸収層として機能し、光学多層膜１２を透過した光を吸収して、その透過光の反射戻りを防ぐことができる。
本発明のスクリーンでは、この効果により、確実に三原色波長域光のみを反射光として得ることが可能となり、黒レベルを高め、コントラストを向上させることが可能となる。また、同じ目的で基板１１の背面側に黒色層を設ける構成としてもよい。
【００２８】
また、基板１１として可撓性を有する材料を用いれば、可撓性を有する反射型スクリーン１０とすることができる。
【００２９】
光学多層膜１２は、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薄膜である。
【００３０】
上記光学多層膜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とすればよい。
【００３１】
また、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。
【００３２】
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。
【００３３】
なお、本発明においては、光学膜１２Ｈの構成材料は、上述したもの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の構成材料は、上述したもの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。
また、光学膜１２Ｈ，１２Ｌの膜厚は、光学的なシミュレーションに基づいて計算して決定するとよい。
【００３４】
光学多層膜１２のこのほかの態様としては、例えば、湿式法により形成された高屈折率の第１の光学膜１２Ｈと、同様に湿式法により形成された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る光学薄膜としてもよい。この場合とくに、基板１１上に、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ことが好ましい。
【００３５】
この場合の光学膜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。
【００３６】
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。
【００３７】
光学膜１２Ｌの膜厚は、８０ｎｍ〜１５μｍ、より好ましくは６００〜１０００ｎｍとする。
【００３８】
以上の構成により、光学多層膜１２は、赤色、緑色、青色の３つの波長領域の光に対して高反射特性を有し、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。なお、光学膜１２Ｈ，１２Ｌそれぞれの屈折率や厚みを調整することにより、光学多層膜１２として反射する三波長帯の波長位置をシフトさせて調整することが可能であり、これによりプロジェクターから投射される光の波長に対応させた光学多層膜１２とすることができる。
【００３９】
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。
【００４０】
光学多層膜１２の具体的な層数は、上記乾式法による構成では５０〜１００層程度の奇数層、湿式法による構成では３〜７層の奇数層とすることが好ましい。いずれの場合も層数が下限を下回る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、層数を上限を超える場合に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。
【００４１】
光吸収層１３は、５２５〜５８０ｎｍの波長領域の透過率が低い膜である。これは、光源の発光強度のアンバランス、例えば高圧水銀ランプなどにおける緑色波長領域の発光強度の過剰分を抑制するである。
【００４２】
また、前記透過率は波長５４０ｎｍにおいて３５〜６５％であることが好ましい。
【００４３】
また、光吸収層１３は、赤色波長領域の透過率が高い膜であることが好ましい。これは、例えば高圧水銀ランプなどの光源における緑色波長領域のスペクトル強度の過剰と、赤色波長領域のスペクトル強度の不足とのアンバランスを、光吸収層１３により補ってやるためである。
【００４４】
前記赤色波長領域は、６００ｎｍ以上の可視領域であることが好ましく、その領域における透過率は８０％以上であることが好ましい。
なお、上記最大透過率は他のスペクトルとの関係で調整されるべきである。
【００４５】
上記特性を実現するために光吸収層１３は、顔料色素、染料色素、金属微粒子、金属被覆微粒子いずれかの材料を含んでなることが好ましく、いずれもマゼンタ系材料であることが好ましい。
【００４６】
顔料色素としてはピグメントレッド（ＰＲ）系色素が好ましく、例えば、以下の構造式で表されるジクロルキナクリドン（ＰＲ２０９）がある。この色素は、波長５２５〜５８０ｎｍの領域において透過率が最小値をとる波長（最小透過波長）は５４０ｎｍであり、その透過率は青色、赤色波長領域それぞれにおける透過率の最小値よりも小さい。
また、同様な特性をもつ色素として、最小透過波長５４４ｎｍのジケトピロロピロール（ＰＲ２５４）、５１０ｎｍのジメチルキナクリドン（ＰＲ１２２）などが挙げられる。
なお、染料色素を使用しても構わないが、耐候性の観点から顔料色素の方が好ましい。
また、金属微粒子、金属被覆微粒子としては、例えば最小透過波長が５２９ｎｍの金コロイドがある。
【００４７】
【化１】
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【００４８】
光吸収層１３は、対象とする波長領域における透過率を考慮して、上記組成物添加量、膜厚等を設計すればよい。
図２に、ＰＲ２０９色素を含む光吸収層の光透過特性を示す。ここでは、膜厚５μｍ一定、試料（１）を色素添加なし、試料（２）〜（７）の順番で色素濃度を高くしている。具体的には試料（１）〜（７）は色素をアクリル系樹脂に分散させたが、そのときの顔料色素濃度を変えることにより（1）-（７）を作製した。
図２において、色素濃度が増加するにしたがって波長５４０ｎｍにおける透過率は低下する傾向がある。試料（７）の濃度を超えると透過光は少し赤味が強くなり、試料（２）、（３）、（４）では透過光は緑味が強くなる。この試験の場合には、試料（５）、（６）、（７）において透過光は適度な白バランスを得ることができた。
また、この場合にはとくに膜厚は関係なく、透過率が関係するため、膜厚を少なくしたい場合には色素濃度を高くすればよい。
【００４９】
なお、プロジェクターの光源は、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプのいずれかであることを前提とするとよい。
【００５０】
拡散層１４は、光吸収層１３上に形成され、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る。
【００５１】
反射型スクリーンは、光学多層膜１２を備えることにより三原色波長域の光を反射するため、観察者は、このスクリーンに映写された画像の反射画像を観視することになり、すなわち、反射型スクリーンに映写された画像の反射光のみを見ることになる。しかし、スクリーンでの反射光が反射スペキュラー成分のみである場合には、良好な画像を視認することが難しく、視野が限られる等、観察者にとって不利となり、自然な画像を視認することができない。
【００５２】
そこで、本発明の反射型スクリーン１０では拡散層１４を備えることにより、該スクリーン１０からの散乱反射光を観視できるように構成されている。すなわち、光学多層膜１２上に拡散層１４を設けた構成とすることにより、拡散層１４を通過して入射してきた光は、光学多層膜１２において特定波長領域の光が選択的に反射されるが、このとき、該反射光は光拡散層１４を通過する際に拡散され、反射スペキュラー成分以外の散乱反射光を得ることができる。そして、反射型スクリーン１０からの反射光としては、反射スペキュラー成分と散乱反射光とが存在することになるため、観察者は反射スペキュラー成分以外にも散乱反射光を観察することが可能となり、視野特性が大幅に改善される。その結果、観察者は自然な画像を視認することが可能になる。
【００５３】
拡散層１４は、特に限定されるものではなく従来公知のものを用いることが可能であり、例えばビーズを配列した層により構成することができる。このようにビーズを配列することにより構成した光拡散層は、使用するビーズの種類、大きさ等の諸条件により、ある特定範囲の波長の光に対して優れた光散乱特性を有するなどの特性を設計することも可能である。また、光拡散層としては、マイクロレンズアレー（ＭＬＡ）を形成したフィルムなどを用いることも可能である。
【００５４】
保護層１５は、本スクリーン１０の最上層に設けられ、光学多層膜１２、光吸収膜１３、拡散層１４を外部環境から保護する膜である。例えば、光学多層膜１２、光吸収層１３、拡散層１４それぞれを構成する材料が水分に弱く、反射型スクリーン１０が湿度の高い環境で使用された場合や、水がかかってしまった場合、光学多層膜１２、光吸収層１３、拡散層１４が劣化してしまう虞があり、耐久性や品質が低下してしまう虞がある。また、外的要因により擦り傷や引っ掻き傷等が生じた場合にも、耐久性や品質が低下してしまう虞がある。保護膜１５はその不良発生を防ぎ、耐久性や品質に優れた反射型スクリーン１０を実現するものである。
【００５５】
上記反射型スクリーン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、同時にその反射光のＲＧＢ波長領域ごとの発光強度のバランスを取ることが可能となる。これにより、反射型スクリーン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が高く、且つ色再現性の優れた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、色再現性に優れた良好な映像が鑑賞できるようになる。
【００５６】
すなわち、スクリーン１０に入射する光は、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、映像に関わる特定波長領域の光のみ選択的に反射される。ついで、その反射光は光吸収層１３において、光源が例えば高圧水銀ランプの場合には緑色波長領域の光がある程度吸収され、赤色波長領域の光が高い透過率で透過されることにより、発光強度のバランスがとられ、拡散層１４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り、かつ色再現性に優れた画像が提供できる。
【００５７】
なお、本発明に係る反射型スクリーンとして、基板１１の両面に上記と同じ構成の光学多層膜１２が形成され、一方の面の光学多層膜上に、光吸収層１３、拡散層１４、保護層１５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。
【００５８】
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、親油基および親水基からなる分散剤とを含有する。
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
分散剤は、親油基と親水基とからなり、微粒子の分散性を向上させる。分散剤の親油基の重量平均分子量は１１０〜３０００である。分子量が１１０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、分子量が３０００を超えると光学膜中の微粒子の十分な分散性を得ることができない。なお、分散剤には、結合材と硬化反応を起こすための官能基を有していてもよい。
【００６４】
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。極性官能基として以下に示すような官能基は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級アンモニウム塩が挙げられる。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。）。また、-OH、-SH、-CN、エポキシ基等の極性官能基もある。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。塗膜における本発明の分散剤は、総量で上記微粒子１００重量部に対して、２０〜６０重量部、好ましくは、３８から５５重量部である。
【００６５】
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１２Ｈとなる。
【００６６】
（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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
つぎに、反射型スクリーン１０の製造方法について説明する。
（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上に光学多層膜１２を形成する。
【００７１】
ここで、乾式法による場合には、例えば、例えば、ＡＣスパッタリング法により高屈折率層としてＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5等の高屈折率材料と、低屈折率層としてＳｉＯ2、ＭｇＦ2等の低屈折率材料とを交互に積層して光学膜１２Ｈ，１２Ｌを形成する。またこのとき、使用される光の波長域に応じて各層の膜厚設計を行っておく。
【００７２】
また、湿式法による場合には、例えば、基板１１上にディッピング方式により、上記光学膜用材料Ａ、Ｂを交互に塗布・硬化させることにより、光学膜１２Ｈ，１２Ｌを積層形成する。なおこのとき、光学膜１２Ｌ上に光学膜用材料Ａを塗布することは容易ではないが、その粘度、固形分、溶媒等を最適化して分散性を上げることにより塗布が可能となる。
【００７３】
（ｓ１２）上記光学多層膜１２上に所定の色素とアクリル系樹脂などの高分子材料とを混合した塗料を塗布・硬化させることにより光吸収層１３を形成する。
【００７４】
（ｓ１３）光吸収層１３上に低屈折率の透明接着剤（ＥＰＯＸＹ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製ＥＰＯＴＥＫ３９６）を塗布し、その上に板形状の拡散層１４の凹凸の有る面とは反対面を接触面として搭載した後に当該接着剤を硬化させて光吸収層１３と拡散層１４とを貼り合わせる接着層とする。
【００７５】
（ｓ１４）拡散層１４上に保護層を形成して、反射型スクリーン１０を得る。
【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）
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。
（１）光学膜用材料Ａ（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
・分散剤：SO3Na基含有分子
（重量平均分子量：１０００、ＳＯ３Ｎａ基濃度：２×１０−３  ｍｏｌ／ｇ）
２０重量部
・結合剤：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物
（日本化薬社製ＵＶ硬化性樹脂、商品名ＤＰＨＡ）                ３０重量部
・有機溶媒：メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）              ４８００重量部
まず微粒子、分散剤、有機溶媒を所定量混合し、ペイントシェーカーで分散処理を行いＴｉＯ２微粒子分散液を得た。ついで、該分散液に結合剤を添加し、攪拌機にて攪拌処理を行い、塗料（Ｉ）とした。
（２）光学膜用材料Ｂ（塗料（II））
・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
（旭硝子社製、商品名サイトップ）
【００７８】
（３）光学多層膜作製方法
（ｓ１１）透明基板（屈折率１．５９）の両面に塗料（Ｉ）をディッピング方式で塗布する。
（ｓ１２）塗料（Ｉ）の塗膜を８０℃で乾燥後、紫外線（ＵＶ）硬化（１０００ｍＪ／ｃｍ2）させ、片面当たり膜厚７８０ｎｍ、屈折率１．９４（波長５５０ｎｍ）の光学膜（Ｉ）を形成する。
（ｓ１３）ついで、その高屈折率の光学膜上に塗料（II）をディッピング方式で塗布する。
（ｓ１４）塗料（II）の塗膜を９０℃で乾燥させ、膜厚１１２０ｎｍ、屈折率１．３５（波長５５０ｎｍ）の光学膜（II）を形成する。
（ｓ１５）光学膜（II）上にステップｓ１１と同一条件で塗料（Ｉ）を塗布する。
（ｓ１６）塗料（Ｉ）の塗膜をステップｓ１２と同一条件で膜形成し、片面当たり膜厚７８０ｎｍ、屈折率１．９４の光学膜（Ｉ）を形成する。これにより透明支持体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。
【００７９】
こ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図３に示す。図３においてＡは光学多層膜の反射特性、Ｒは赤色領域の光源スペクトル、Ｇは緑色領域の光源スペクトル、Ｂは青色領域の光源スペクトルである。
この光学多層膜の構成であれば、色むらをサンジェンド内（３ＪＮＤ）に収めるためには、膜厚のばらつきが±１．５％以内まで許容されるので製造上の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００８０】
ついで、光学多層膜上にＰＲ２０９色素とアクリル系樹脂とを混合した塗料を塗布・硬化させて、図２における試料（７）の光吸収特性を有する膜厚５μｍの光吸収層を形成した。また、この光吸収層の表面に粘着層を介して拡散フィルムを貼合し、さらに保護層を形成して反射型スクリーンとした。
【００８１】
得られた反射型スクリーンに高圧水銀ランプを用いたプロジェクターから画像光を投射したところ、高コントラストで、色再現性に優れた画像が表示されることが確認された。また、上記プロジェクターから白色光を投射して、その反射光のスペクトルを測定した。その結果を図４に示す。また、実施例の構成において光吸収層を省略した構成の反射型スクリーンを作製し、同様に反射光スペクトルを測定した結果を比較例として図５に示す。
実施例の反射光スペクトルは比較例よりも赤色、緑色、青色波長領域のスペクトル強度のバランスがとれていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【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】光吸収膜の光吸収特性を示す図である。
【図３】実施例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】実施例の反射型スクリーンにおける反射光スペクトルを示す図である。
【図５】比較例の反射型スクリーンにおける反射光スペクトルを示す図である。
【図６】高圧水銀ランプの光源スペクトルを示す図である。
【図７】光源のスペクトル強度変化が大きい領域に選択波長透過領域を持つ光学多層膜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。
【符号の説明】
【００８３】
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…光吸収層、１４…拡散層、１５…保護層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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