半透明扩散型偏光叠层体及其用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在头戴可视显示器、窗口显示器等半透明屏幕中含有的扩散型偏光叠 层体，具备该叠层体的半透明（半透射型）投影屏幕及具备该屏幕的投影系统以及提高投 影像及透射像的视认性的方法。
【背景技术】
[0002] 半透明屏幕（半透射型屏幕或者透明的反射型或者透射型屏幕）是可以将从投影 仪（投影机或者投射型显示装置）投影的映像显示在屏幕上，并且也可以透过屏幕看到屏 幕的对侧的景色的屏幕，可用于窗口显示器、平视显示器（head up display(HUD))、头戴可 视显示器（head mounted display (HMD))等。作为半透明屏幕（透明型的投影屏幕），已知 使用全息图的屏幕（全息图屏幕）、使用半反射镜的屏幕等。但是，由于全息图屏幕不具有 偏振光选择性，不能区分自然光与人工光（偏振光），因此难以在明亮的自然光下清晰地显 示映像。另一方面，对使用半反射镜（half mirror)的屏幕而言，不可避免地形成挡住一部 分视野的结构，原理上，也难以大型化。进一步，作为半透明屏幕，还已知使用扩散型偏振光 板的屏幕。
[0003] 在日本特开2006-227581号公报（专利文献1)中，公开了透过反射两用投影屏 幕，其具备反射屏幕与透射型屏幕，在对投射的映像光进行反射及透过从而在其两面显示 映像的透过反射两用投影屏幕中，该反射屏幕对投射的映像光中给定的偏振光成分进行反 射，该透射型屏幕使上述映像光中不被上述反射型屏幕反射而透过的、与上述给定的偏振 光成分不同的偏振光成分的光透过。该文献中，作为反射型屏幕，记载了由具有胆留相液晶 结构的偏振光分离膜形成的偏振光选择反射层，作为透射型屏幕，记载了由透过型体积全 息图构成的背面侧衍射层。进一步，记载了通过在反射型屏幕与透射型屏幕之间，设置吸收 由反射型屏幕必须反射的给定的偏振光成分的光的吸收型偏振片，可以更确实地分离投影 屏幕所应该反射及透过的2种类偏振光。
[0004] 在日本特开2007-219258号公报（专利文献2)中，公开了具备第一透明屏幕与第 二屏幕的投影屏幕，对于包含一方向的偏振光成分及另一方向的偏振光成分的光，第一透 明屏幕将具有一方向的偏振光成分的光扩散反射、其他的光通过，第二屏幕设置在第一透 明屏幕的背面，将通过第一透明屏幕的光扩散反射，并且第一透明屏幕与第二屏幕彼此相 分离地设置。该文献中，作为第一透明屏幕，记载了由具有胆留相规则性的液晶组合物构成 的偏振光选择反射层，作为第二屏幕，记载了通过使用与第一透明屏幕相同的透明性材料， 可以看到背面的背景。另外，记载了通过在第一透明屏幕与第二屏幕之间，设置对具有一方 向的偏振光成分的光进行吸收并屏蔽的吸收型偏光层，在第一透明屏幕的偏振光分离功能 不充分的情况下，可以将通过了第一透明屏幕的偏振光完全隔断。
[0005] 但是，在这些文献中，作为吸收型偏振片的作用，仅记载了利用偏振光选择反射层 提高偏振光的分离功能的功能，没有记载与来自背景的户外光（自然光等）的关系。特别 是对专利文献1的屏幕而言，没有记载以从配置有投影机侧的一侧与没有配置的一侧的两 侧都可以看到为目的，以及没有记载对于外景、室内的视认性。
[0006] 进一步，对具有胆留相液晶结构的偏振光分离膜而言，由于入射角依赖性大，根据 入射角不同，反射强度、颜色再现性也不同，因此对反射型屏幕而言，在从投影仪大角度入 射光的情况下（入射角大的情况）正面亮度降低，不能显示清晰的画像。因此，不适用于从 投影仪向屏幕的光的入射角度大的用途，例如，HMD等短焦型投影仪。另外，即使是透射型 屏幕，图像看起来也发白、清晰性低，且不能大角度入射，因此投影仪的光源容易在屏幕中 反射。另外，由于将是圆偏振片的具有胆留相液晶结构的偏振光分离膜，与是直线偏振片的 吸收型偏振片组合，因此需要隔着位相差板。
[0007] 在日本特开2010-231080号公报（专利文献3)中，公开了一种屏幕，该屏幕为包 含偏振光性扩散膜的屏幕，上述偏振光性扩散膜为单轴拉伸树脂膜，该单轴拉伸树脂膜对 于可见光线的透过雾度为15~90 %，上述单轴拉伸树脂膜由固有双折射为0. 1以上的1种 结晶性树脂构成，上述单轴拉伸树脂膜的结晶度为8~30%，垂直于上述单轴拉伸树脂膜 面的拉伸方向的横截面可以观察到海岛结构。该文献中，记载了通过以使具有偏振光性的 颜料层的吸收轴与偏振光性扩散膜的拉伸轴大约正交的方式设置颜料层，颜料层可以有效 地吸收及去除垂直于偏振光性扩散膜的拉伸轴的偏振光（对图像没有贡献的偏振光），可 以提高在明亮处的对比度。另外，记载了对透明的反射型屏幕而言，从确保透明性的观点出 发，优选不设置颜料层及偏振片。进一步，记载了单轴拉伸树脂膜的海岛结构由结晶性相对 高的岛状的亮部、与结晶性相对低的暗部形成。
[0008] 但是，该文献虽然也记载了对半透明屏幕（透明的反射型或者透射型屏幕）而言 优选不设置颜料层及偏振片，但对半透明屏幕中户外光与颜料层或者与偏振片的关系没有 记载。进一步，偏振光性扩散膜，由于单一的结晶性树脂中结晶性的差异而形成海岛结构， 因此折射率的控制困难，很难提高散射特性或偏光特性。因此，很难实现偏振光性扩散膜在 半透明屏幕中的应用。
[0009] 需要说明的是，投影仪为用于将映像在屏幕上扩大投影显示的装置，在半透明屏 幕上映出的映像的视认性受周围的照度（来自自然光、人工光等的照度）所影响。因此，根 据周围的照度，通过调整投影仪光源的照度（亮度），可以对视认性有一定程度的调节，但 是存在以下的情况：由于周围的照度（特别是对于来自照度大的日光的户外光），仅调整投 影仪光源的照度不能提高视认性。另外，如果提高投影仪光源的照度，则消耗电力变大，经 济性、环境性也降低。特别是对半透明屏幕而言，该结构上，难以作为透射像的外景（对于 观察者是屏幕的对侧的景色，屋外或者室内的景色）的视认性与在屏幕上投影的映像（投 影像）的视认性兼容，在屋子的内外照度（光量）差幅度大的情况下特别困难。例如，在汽 车等车辆的窗、面向大厦外的窗户等中利用半透明屏幕的情况下，如果光量大的太阳光作 为户外光入射，则难以清晰地看到投影像。
[0010] 即，对专利文献1~3的投影屏幕而言，由于不能调节户外光的光量，因此在室外 与室内的照度大幅不同的情况下，不能同时清晰地看到投影像和外景。特别是在室内配置 投影仪的反射型半透明屏幕中，如果户外光的光量过大，则即使增大投影仪的光量，也不能 提高投影像的视认性。
[0011] 作为调节进入汽车等车辆的窗户的户外光的照度的方法，在日本特开平9-300516 号公报（专利文献4)中，公开了由光致变色层与在该光致变色层的两面设置的透明树脂层 构成的车辆用遮光膜。
[0012] 但是，该文献中，没有记载在车辆的窗上显示映像。
[0013] 现有技术文献
[0014] 专利文献
[0015]专利文献1 :日本特开2006-227581号公报（权利要求书，段落[0086]，图2)
[0016] 专利文献2:日本特开2007-219258号公报（权利要求书，段落[0023] [0033] [0071]，图 6)
[0017] 专利文献3:日本特开2010-231080号公报（权利要求书，段落[0074] [0110] [0117][0119])
[0018] 专利文献4 :日本特开平9-300516号公报（权利要求1)
【发明内容】
[0019] 发明要解决的问题
[0020] 因此，本发明的目的在于提供偏光叠层体及具备该叠层体的半透明投影屏幕，以 及具备该屏幕的投影系统以及提高投影像及透射像的视认性的方法，该偏光叠层体即使是 对于包含扩散型偏振片的半透明屏幕，也可以一边保持从投影仪投影的映像的视认性（亮 度、清晰度等），一边显示清晰的透射像。
[0021] 本发明的其它目的在于提供偏光叠层体及具备该叠层体的半透明投影屏幕，以及 具备该屏幕的投影系统以及提高投影像及透射像的视认性的方法，该偏光叠层体即使是从 投影仪以大角度的入射角将映像投影在半透明屏幕上，也可以提高正面亮度。
[0022] 本发明的进一步其它目的在于提供可以提高半透明屏幕（半透过型投影屏幕）的 薄壁性及轻质性的偏光叠层体，及具备该叠层体的半透明投影屏幕，以及具备该屏幕的投 影系统以及提高投影像及透射像的视认性的方法。
[0023] 本发明的其它目的于提供偏光叠层体，及具备该叠层体的半透明投影屏幕，以及 具备该屏幕的投影系统以及提高投影像及透射像的视认性的方法，该偏光叠层体可以通过 控制从投影仪射出的偏振光，区分使用透射型屏幕与反射型屏幕。
[0024] 本发明的进一步其他的目的在于提供偏光叠层体，及具备该叠层体的半透明投影 屏幕，以及具备该屏幕的投影系统以及提高投影像及透射像的视认性的方法，该偏光叠层 体在反射型或者透射型屏幕中，从一侧可以清晰地看到从投影仪投影的映像，且从另一侧 几乎不能看到从投影仪投影的映像。
[0025] 本发明的其他的目的在于，提供偏光叠层体，及具备该叠层体的半透明投影屏幕， 以及具备该屏幕的投影系统以及提高投影像及透射像的视认性的方法，该偏光叠层体从没 有配置投影仪的一侧（屏幕的背面），可以清晰看到从投影仪投影的映像，且可以抑制投影 仪的光源在屏幕中反射（映*9込办）。
[0026] 本发明的目的在于提供偏光叠层体，及具备该叠层体的半透明投影屏幕，以及具 备该屏幕的投影系统以及提高投影像及透射像的视认性的方法，该偏光叠层体即使是对于 包含扩散型偏振片的半透明屏幕，也不受户外光等周围的亮度影响，可以一边保持从投影 仪投影的映像的视认性（亮度、清晰度等），一边显示清晰的透射像。
[0027] 解决问题的方法
[0028] 本发明人为了解决上述问题进行了深入研宄，结果发现，通过对扩散型偏光层与 吸收型偏光层以两层的透射轴大致平行的方式进行组合而作为半透明投影屏幕使用，则 即使是包含扩散型偏振片的半透明屏幕，也能一边保持从投影仪投影的映像的视认性（亮 度、清晰度等），一边显示清晰的透射像，其中，该扩散型偏光层包括：包含第1透明热塑性 树脂的连续相，以及包含具有与该连续相不同折射率的第2透明热塑性树脂的分散相，从 而完成了本发明。
[0029] 即，本发明的偏光叠层体为透明、且是用于显示从投影仪投影的映像的半透明投 影屏幕所包含的偏光叠层体，其包括扩散型偏光层与吸收型偏光层，两层的透射轴大致平 行，且上述扩散型偏光层包括：包含第1透明热塑性树脂的连续相，以及包含具有与该连 续相不同的折射率的第2透明热塑性树脂的分散相。上述扩散型偏光层，能够使入射的自 然光偏振，并且使自然光中一个方向的直线偏振光成分比另一方向的直线偏振光成分扩散 更多以及透过更少。在具有这样的偏光层的偏光叠层体中，从吸收型偏光层侧入射与透射 轴大致平行的直线偏振光时，总光线透射率可以为80%以上，且扩散光线透射率为25%以 下。另外，在上述偏光叠层体中，从吸收型偏光层侧入射大致垂直于透射轴的直线偏振光 时，可以是总光线反射率为60%以上。上述扩散型偏光层也可以包括拉伸膜，连续相的面内 双折射小于〇. 05,分散相的面内双折射为0.05以上，且连续相与分散相对于直线偏振光的 折射率差在拉伸方向和垂直于该拉伸方向的方向上不同。在上述扩散型偏光层中，可以是 在拉伸方向上连续相与分散相的折射率差的绝对值为0.1~0.3,且在垂直于拉伸方向的 方向上连续相与分散相的折射率差的绝对值为0.1以下。上述连续相可以包括聚碳酸酯， 上述分散相可以包括聚萘二甲酸烷二醇酯（步y b b-卜）类树脂。上述 分散相也可以为平均长宽比2~200的长条状（長尺状），上述分散相大致均匀地分散在连 续相中，且上述分散相的长轴方向沿与面方向大致平行的方向取向。上述吸收型偏光层可 以包括含碘的乙烯醇类树脂的拉伸膜。上述扩散型偏光层与上述吸收型偏光层可以隔着透 明的粘接层叠层。本发明的偏光叠层体，可以进一步包含可以相对于入射光的光量减少出 射光的光量的调光层。在该调光层与扩散型偏光层之间，可以夹着吸收型偏光层。上述调 光层也可以是能够调节光量的减少量的调光层。包含调光层的偏光叠层体适用于反射型屏
[0030] 本发明还包括包含上述偏光叠层体的半透明投影屏幕。本发明的半透明投影屏 幕，也可以是将来自投影仪的映像从扩散型偏光层侧投影的反射型屏幕或者透射型屏幕 (特别是短焦型投影屏幕）。
[0031] 本发明还包含具备上述半透明投影屏幕及投影仪的投影系统。在本发明的投影系 统中，可以用以下方式配置投影仪：在投影仪侧配置有包括单轴拉伸片的扩散型偏光层，且 在垂直于上述拉伸片的拉伸方向的面方向中，来自投影仪的投影光以大于0°的入射角入 射至屏幕。对本发明的投影系统而言，上述投影仪也可以是能够射出具有相对于扩散型偏 光层的透射轴大致垂直的振动面的直线偏振光，且半透明投影屏幕为反射型屏幕。另外，对 本发明的投影系统而言，也可以是上述投影仪能够射出具有相对于扩散型偏光层的透射轴 大致平行的振动面的直线偏振光，且半透明投影屏幕为透射型屏幕。
[0032] 本发明还包括在上述投影系统中调整以半透明投影屏幕为边界的内外的照度和 投影仪的照度，提高从投影仪投影至上述屏幕的映像及透射像的视认性的方法。
[0033] 需要说明的是，本说明书的"大致平行（或者大致垂直）"意思是指不需要相对于 目标方向完全平行（或者垂直），例如，也包含以角度±15° (例如，±10°，特别是±5° ) 左右的范围内在倾斜方向交叉的情况。
[0034] 另外，"半透明屏幕（或者半透射型屏幕）是指可以将映像投影于屏幕，并且具有 可以越过屏幕看到室内或者室外的风景的透明性的屏幕。进一步，"反射型屏幕"是指可以 从配置投影仪的一侧（屏幕的表面侧）看到从投影仪投影的映像的屏幕，"透射型屏幕"意 思是指可以从没有配置投影仪的一侧（屏幕的背面侧）看到从投影仪投影的映像的屏幕。
[0035] 发明的效果
[0036] 对本发明而言，由于将扩散型偏光层与吸收型偏光层以两层的透射轴大致平行的 方式进行组合而用于半透明投影屏幕，其中，该扩散型偏光层包括：包含第1透明热塑性树 脂的连续相，以及包含具有与该连续相不同折射率的第2透明热塑性树脂的分散相，因此 即使是针对包含扩散型偏振片的半透明屏幕，也能一边保持从投影仪投影的映像的视认性 (亮度、清晰度等），一边显示清晰的透射像（背景的透射像）。特别是如果由特定的拉伸膜 形成扩散型偏光层，则即使从投影仪以大角度的入射角将映像投影于半透明屏幕，也可以 提高正面亮度。进一步，由于本发明的偏光叠层体为组合了扩散型偏光层与吸收型偏光层 的简单的结构，可以不使用相位差板而控制偏振光，因此可以提高半透明屏幕（半透过型 投影屏幕）的薄壁性及轻质性。
[0037] 另外，由于通过控制从投影仪射出的偏振光，可以从室外侧及室内侧中的任意侧 看到从投影仪投影的映像，因此可以选择利用反射型屏幕与透射型屏幕（可以区分使用）。 进一步，在反射型或者透射型屏幕中，可以调整为可以从一侧清晰地看到从投影仪投影的 映像，且从另一侧几乎不能看到的状态。特别是在透射型屏幕中，从没有配置投影仪的一侧 可以清晰地看到从投影仪投影的映像，且可以抑制投影仪的光源的映入。因此，例如，作为 透射型屏幕用于汽车、火车的窗户时，则可以在将窗户作为针对车外的广告介质利用的同 时，从车内可以不损伤窗户的功能、越过屏幕看到车外的景色（风景）。另一方面，通过控制 偏振光而作为反射型屏幕利用时，则可以作为车内显示器利用。特别是如果将本发明的叠 层体作为反射型或者透射型的半透明屏幕使用，则在从投影仪投影映像时和不投影时，都 可以从室内及室外的任意侧清晰地看到景色。因此，如果用于橱窗显示器用途，则可以扩增 实境体验。
[0038] 进一步，通过在可以相对入射光的光量减少出射光的光量的调光层与扩散型偏光 层之间夹着吸收型偏光层，即使是对于包含扩散型偏振片的半透明屏幕，也可以不受户外 光等周围的亮度影响，一边保持从投影仪投影的映像的视认性（亮度