JPH06301005A

JPH06301005A - スクリーン

Info

Publication number: JPH06301005A
Application number: JP5086542A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Sakata; 秀文坂田; Masayuki Yazaki; 正幸矢崎; Hidekazu Kobayashi; 英和小林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1993-04-13
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】明るいところでも見やすいスクリーンを提供す
る。【構成】透明電極が形成された２枚の透明基板で高分子
と液晶からなる層を挟持した構造をもつスクリーンにお
いて、前記高分子が特定方向に配向していることを特徴
とする。電界印加時、投影器で偏光した光をスクリーン
に照射すると、配向方向に偏光した光だけが散乱するた
めコントラストの高い映像の表示ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投影器の映像を表示する
スクリーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクリーンは、例えば、特開平０
４ー２１２９２７、特開平０４ー２２０６２０、特開平
０４ー３４９４２６のように、電極を形成した２枚の基
板の間に、高分子と屈折率異方性を持つ液晶からなる液
晶層を挟持した構成からなっている。液晶層の中で高分
子と液晶は相分離状態にあり、液晶の常光屈折率と高分
子の屈折率とが等しい関係にある。基板間に電界が印加
されていない時、液晶はランダムに配向しており、高分
子と液晶の境界で屈折率に差が生じるため、調光層に入
射した光は散乱する。基板間に電界を印加すると液晶が
電界方向に配向し、電界と平行方向から入射した光に対
する液晶の屈折率と高分子の屈折率が等しいため透明と
なる。この現象を利用して、電界無印加時にスクリー
ン、広告板として用い、電界印加時に窓として用いるも
のがあった。

【０００３】また、液晶を用いないスクリーンとして
は、一般に使用されている白色の布以外に、投影器の偏
光方向と偏光板の透過軸が一致する向きに偏光板を、白
色の布に貼り付けて投影像のコントラストを向上させた
ものがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の液晶を
用いたスクリーンには、電圧印加時に透明となるため、
スクリーンとして使用しないときにも常時電力を供給し
なければ透明状態が保てなかった。また、周囲が明るい
所では投影像のコントラストが悪くなり非常に見にくい
という問題があった。

【０００５】また、液晶を用いないスクリーンでは、投
影器からの偏光した光は、まずスクリーンに貼られた偏
光板を通過し、次に白色の布で散乱し、再度偏光板を通
過して観測されるが、布で散乱する際に偏光方向が変化
し、偏光板の透過軸と平行でないものは偏光板によって
吸収されるため、光量の損失があるという問題点があっ
た。本発明は、このような問題点を解決するものであっ
て、その目的は、簡便な手段により高性能なスクリーン
を提供するところにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のスクリーンは、
電極が形成された２枚の基板に挟持された、高分子と液
晶からなるスクリーンにおいて、前記高分子が配向して
いることを特徴とする。

【０００７】また、前記高分子は前記液晶中に粒状で配
向していることを特徴とする。

【０００８】また、前記高分子は前記液晶中で配向した
網状組織を形成していることを特徴とする。

【０００９】また、前記液晶は前記高分子中にカプセル
状で配向していることを特徴とする。

【００１０】また、前記スクリーンにおいて、前記基板
の電極の形成されていない一方の面に偏光板を備えたこ
とを特徴とする。

【００１１】また、前記スクリーンにおいて、前記基板
の電極の形成されていない一方の面に偏光板及び反射板
を備えたことを特徴とする。

【００１２】

【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を示す。

【００１３】（実施例１）図１に本発明のスクリーンの
構成を示す。

【００１４】ガラス製の透明基板１０１、１０７の片側
にＩＴＯの透明電極１０２、１０６を形成し、さらにそ
の上にポリイミドの配向膜１０３、１０５を塗布焼成
し、布で１方向にラビングする。次にラビング方向が互
いに平行になるように２枚の基板を重ね、基板の間隔を
５μｍほど離して固定し、基板の間隙に屈折率異方性を
持つ液晶（メルク社製ＢＬー００７）と、高分子の前駆
体であるビフェニルメタクリレートからなる液晶混合物
を封入した。液晶と重合した高分子は共に屈折率異方性
を持ち、またそれぞれの常光に対する屈折率と異常光に
対する屈折率がともに似た値となるように選ぶ。液晶混
合物は、液晶に対してビフェニルメタクリレートが１０
ｗｔ％となるようにした。封入された液晶は基板に施さ
れた配向処理に従い配向する。

【００１５】配向処理は液晶が平行に配向すれば、特に
ポリイミドの配向膜をラビングするという方法でなくと
もよく、斜方蒸着による方法や電極や基板を直接ラビン
グする方法などでもよい。

【００１６】次にこの液晶パネルに紫外線を照射し、高
分子前駆体を重合させると、光学的に異方性を持つ高分
子１０８となり相分離状態で液晶１０９中に分散する。

【００１７】こうして作製した液晶パネルの動作原理を
図２に示す。基板間に電圧を印加すると液晶分子は電界
方向に配向するが、高分子はそのままである。このた
め、ラビング方向に偏光した光に対しての屈折率が高分
子と液晶で異なり、光は高分子と液晶の境界で散乱す
る。ラビング方向と垂直に偏光した光に対しては高分子
と液晶で屈折率に差がないため、光はそのまま透過す
る。

【００１８】基板間に電圧を印加しない状態では、液晶
と高分子は共にラビング方向に配向している。液晶と高
分子の屈折率は近い値となっているため、偏光方向に関
係なく光は透過する。

【００１９】図３は液晶パネルをスクリーンとして用い
る場合の構成を示している。投影器３０１にはツイスト
配向型の液晶パネルを使用した。この場合、液晶パネル
に偏光板が付いているため、出射する光は直線偏光とな
る。投影器から出射される光が直線偏光でない場合は、
投影器３０１とスクリーン３０２の間に偏光板を配置
し、スクリーンに直線偏光が照射されるようにする。ス
クリーンのラビング方向と投影器の光の偏光方向が等し
くなるようにスクリーンもしくは、投影器の偏光板の偏
光軸を合わせて配置する。スクリーンとして用いる液晶
パネルの基板間に電圧を印加すると液晶パネルは白濁状
態となり、照射された投影器からの光は全てスクリーン
上で散乱され、映像が映し出される。

【００２０】スクリーンの周囲が明るい場合、通常の白
色の布を用いたスクリーンではノイズ光のほとんどがス
クリーン上で散乱して見にくくなるが、本発明のスクリ
ーンを用いた場合、周囲のランダムに偏光したノイズ光
の内半分以上を散乱させずに透過させることができる。
図３では投影器側からみた場合の光の偏光方向を丸で囲
んだ矢印で示している。そこで、スクリーンの裏側に黒
い紙をおいてスクリーンを透過した光を吸収させたとこ
ろ、観測者側に戻るノイズ光の量が減少して、再生像の
コントラストを高くすることができ、非常に見やすい映
像が得られた。

【００２１】（実施例２）図４に本発明の別の実施例の
構成を示す。

【００２２】ＩＴＯの透明電極４０２、４０４を形成し
たガラス製の透明基板４０１、４０５に配向処理を行
う。次に基板の配向方向が互いに平行になるように２枚
の基板を重ね、基板の間隔を５μｍほど離して固定し、
基板の間隙に屈折率異方性を持つ液晶（メルク社製ＢＬ
ー００７）と、屈折率異方性のないジアクリレート（Ｂ
ＤＨ社製Ｃ６Ｈ）５ｗｔ％、及び光重合開始剤（チバ
ガイギー社製イルガキュアー６５１）１ｗｔ％からな
る液晶混合物を封入する。

【００２３】次に液晶混合物に紫外線を照射して重合さ
せると、液晶と高分子は相分離し、液晶４０７中に高分
子４０６が３次元網目状に広がる。ここで、基板に配向
処理が施されているため高分子の網目構造は等方的でな
く配向処理の向きに細長くなる。電界を印加しない状態
では液晶は高分子に沿って配向するため、全体として液
晶は配向処理の向きに整列することになる。液晶の異常
光屈折率と高分子の屈折率が近い値となるように選んで
おく。すると電圧を印加しない状態では高分子と液晶の
屈折率が近いため透明状態となる。次に電圧を印加した
場合、液晶は電界の向きに配向する。すると、液晶パネ
ルに入射した光の内、ラビング方向に偏光した光に対す
る液晶と高分子の屈折率に差が生じて、液晶と高分子の
境界で光が散乱を起こす。ラビング方向に垂直に偏光し
た光はそのまま透過する。

【００２４】そして、スクリーンの裏側においてある黒
い紙で吸収される。こうして、実施例１の場合と同じよ
うに、投影器でラビング方向と平行な直線偏光を液晶パ
ネルに照射したところ、コントラストの高い映像が映し
出された。

【００２５】（実施例３）図５に本発明の第３の実施例
の構成を示す。

【００２６】ＩＴＯの透明電極５０２、５０４を形成し
たガラス製の透明基板５０１、５０５を平行に重ね、基
板の間隔を５μｍほど離して、基板の間隙に屈折率異方
性を持つ液晶（メルク社製Ｅ７）と、同じく屈折率異方
性を持つエポキシ樹脂（Wilmington Chemicals社製Ｍ
Ｋ１０７とＢＰー１０を１対１で混合）を封入した後、
熱キュアーによって硬化させる。次にガラスを平行にず
らす操作（シアリング）を行うと、液晶と高分子は相分
離し、高分子中に液晶がカプセル状となって分散する。
ここで液晶のカプセルはシアリングによってガラスをず
らした方向に配向している。また、高分子も同じ方向に
配向している。電界を印加しない状態では液晶はカプセ
ルの表面に沿って配向するため、全体として液晶はシア
リングの向きに整列する。液晶と高分子はそれぞれの常
光に対する屈折率と異常光に対する屈折率がともに似た
値となるように選んである。

【００２７】このため、電圧を印加しない状態では高分
子と液晶の屈折率が近いため透明状態である。電圧を印
加した場合、液晶はカプセルの内部で電界の向きに配向
する。高分子の配向はそのままであるため、液晶パネル
に入射した光の内、シアリング方向に偏光した光に対す
る液晶と高分子の屈折率に差が生じて、液晶と高分子の
境界で光が散乱を起こす。シアリング方向に垂直に偏光
した光はそのまま透過する。こうして、実施例１、２の
場合と同様に、投影器で高分子の配向方向に偏光した光
を液晶パネルに照射したところ、コントラストの高い映
像が映し出された。

【００２８】このように本発明のスクリーンに用いる液
晶パネルは、液晶パネルに入射した光の内、特定方向の
偏光成分だけを散乱させる機能をもつことが特徴である
ため、透明基板の材料、液晶の材料、高分子の材料、混
合比、液晶パネルの構造、製造方法は前述したものに限
定されず、同様の機能を持てばよい。

【００２９】（実施例４）図６に本発明の第４の実施例
の構成を示す。

【００３０】実施例１または実施例２の構成と同じスク
リーン６０２の裏側に偏光板６０３を貼り付けた構成か
らなる。

【００３１】偏光板の透過軸はスクリーンに用いた液晶
パネルの配向処理の方向と平行になるようにする。液晶
パネルの基板間に電圧を印加してスクリーンとして用い
た場合、周囲のノイズ光がスクリーンを透過してもスク
リーンの裏側にある偏光板に吸収されるため、実施例１
や実施例２の場合に用いた黒い紙と同じ働きをする。電
圧を印加しない場合には、ガラスに偏光板を貼り付けた
のと同じで、スクリーンの裏側が透けて見え、窓として
の機能をもつ。

【００３２】（実施例５）図７は本発明の第５の実施例
の構成である。

【００３３】実施例１または実施例２の構成と同じスク
リーン７０２の裏側に偏光板７０３さらに反射板７０４
を設けている。実施例４の場合と同じく、偏光板の透過
軸はスクリーンに用いた液晶パネルの配向処理の方向と
平行になるようにする。こうすることによって偏光板は
スクリーンを透過した周囲のノイズ光を吸収する働きを
している。本構成ではさらに偏光板の裏側にＡｌ製の反
射板を貼り付けている。スクリーンに照射された投影器
からの光はスクリーン上で散乱するが、当然スクリーン
の裏側向きにも散乱する。この光を再度、反射板で観測
者側へ反射させてやることで光の利用効率を高めること
ができ明るい映像の表示が可能となる。また、電界を印
加しないとスクリーンに入射した光は反射板で反射する
ため鏡として利用できる。

【００３４】以上本発明の実施例について述べてきた
が、本発明のスクリーンは、通常は窓や部屋の仕切り、
鏡として用い、必要な時にスクリーンとして用いること
ができる。また広く広告板やカーテン、ショーウィンド
ウなどとしても応用が可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００３６】（１）スクリーンで散乱する周囲からのノ
イズ光が減少するため明るい場所でもコントラストの高
い映像を得ることができる。

【００３７】（２）スクリーンとして使用しない時も、
窓や広告板、あるいは鏡として利用できる。

【００３８】（３）スクリーンとして使用しない時に電
力を供給しなくてもよいため経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクリーンの構成を示す側面図であ
る。

【図２】本発明のスクリーンの動作原理を示す図であ
る。（ａ）電界無印加時の様子を示す図。（ｂ）電界印加時の様子を示す図。

【図３】本発明のスクリーンに映像を投影する場合の構
成を示す図である。

【図４】本発明のスクリーンの別の構成を示す側面図で
ある。（ａ）電界無印加時の様子を示す図。（ｂ）電界印加時の様子を示す図。

【図５】本発明の実施例３におけるスクリーンの構成を
示す側面図である。（ａ）電界無印加時の様子を示す図。（ｂ）電界印加時の様子を示す図。

【図６】本発明の実施例４におけるスクリーンの構成を
示す側面図である。

【図７】本発明の実施例５におけるスクリーンの構成を
示す側面図である。

【符号の説明】

１０１、１０７基板１０２、１０６電極１０３、１０５配向膜１０４液晶層１０８高分子１０９液晶２０１、２０７基板２０２、２０６電極２０３、２０５配向膜２０４液晶層２０８高分子２０９液晶３０１投影器３０２スクリーン３０３ノイズ光４０１、４０５基板４０２、４０４電極４０３液晶層４０６高分子４０７液晶５０１、５０５基板５０２、５０４電極５０３液晶層５０６液晶５０７高分子６０１投影器６０２スクリーン６０３偏光板７０１投影器７０２スクリーン７０３偏光板７０４反射板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極が形成された２枚の基板に挟持され
た、高分子と液晶からなるスクリーンにおいて、前記高
分子が配向していることを特徴とするスクリーン。
【請求項２】前記高分子は前記液晶中に粒状で配向して
いることを特徴とする請求項１記載のスクリーン。
【請求項３】前記高分子は前記液晶中で配向した網状組
織を形成していることを特徴とする請求項１記載のスク
リーン。
【請求項４】前記液晶は前記高分子中にカプセル状で配
向していることを特徴とする請求項１記載のスクリー
ン。
【請求項５】前記スクリーンにおいて、前記基板の電極
の形成されていない一方の面に偏光板を備えたことを特
徴とする請求項１記載のスクリーン。
【請求項６】前記スクリーンにおいて、前記基板の電極
の形成されていない一方の面に偏光板及び反射板を備え
たことを特徴とする請求項１記載のスクリーン。