JP2014081580A - 画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大画面で、高精細かつ色再現性の高い透明表示を可能にする画像表示方法を提供する。
【解決手段】電気駆動により光透過状態と光散乱状態を切り替えできる液晶調光層を表示領域に備えた表示スクリーンに、光源から前記表示スクリーンに可視光の光線を走査して画像を描画する画像表示方法であって、前記表示スクリーンの光散乱状態が帯状領域をなすように切り替えされ、前記走査における主走査方向が前記帯状領域の長さ方向と一致し、前記走査における副走査方向が前記帯状領域の幅方向と一致し、前記帯状領域に前記光線を走査させ、前記帯状領域の位置を前記走査の副走査と同調して周期的に変化させ、観察者が前記表示領域に表示される画像と、前記表示領域の背景を同時に視認できることを特徴とする画像表示方法により解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクリーンと画像投影機から構成される画像表示装置を用いた画像表示方法に関する。更に詳しくは、電気駆動により光透過状態と光散乱状態を切り替えできる液晶調光層を表示領域に備えた表示スクリーンであって、観察者が前記表示領域に表示される画像と、前記表示領域の背景を同時に視認できることを特徴とする画像表示方法に関するものである。

近年、窓ガラスやフィルムなどの透明体に映像を写し、同時に非表示部の背景も見えるようにした透明ディスプレイの開発が進められている。従来技術としては、透明ＬＣＤ、透明ＯＬＥＤ、透明ＰＤＰといった、従来型のＦＰＤ部材を透明化することにより透明表示を行うディスプレイが知られている。しかしながら、これらのディスプレイは、非表示部の光線透過率が高いものでも５０％程度であり、暗い場所では背景が見えないという問題がある。

これに対し、透明体として光透過状態と光散乱状態を切り替え可能なスクリーンを使用し、スクリーンが光散乱状態の時にプロジェクターで投影した映像を結像させ、視認可能にする透明表示方法が知られている。この表示方法を用いることで、非表示部の光線透過率を５０％より大きくすることが可能であり、暗い場所でも背景が視認可能な、これまでにない透明感のある映像を提供することができる。

特許文献１には、スクリーン上で、プロジェクターからの射出光を投影する領域を散乱状態にし、残りの領域を光透過状態にすることで透明表示を行うシステムが開示されている。
特許文献２には、スクリーンの光透過状態と光散乱状態とを周期的に変化させ、プロジェクターでの映像投射をスクリーン変調に同期させる表示システムが開示されている。特許文献２の表示方法であれば、スクリーンの表示をセグメントに分割する必要はなく、安価な装置で透明表示を得ることができる。さらに、プロジェクターとスクリーンのアライメントを精密に行う必要がなく、プロジェクターの設置位置の自由度が増える利点も有する。

プロジェクターとしては、近年、レーザーモジュールおよび光学エンジンの発達が目覚しく、高輝度、高光変換効率を兼ね備えたレーザー走査型のプロジェクターが民生品として入手可能になり、色再現性の高い映像を利用できるようになった。大面積のスクリーンとレーザー走査型のプロジェクターを組み合わせることで、鮮やかで迫力のある表示を生み出すことができる。

特開２０１０ー１９７４８６号公報 特開２００４ー１８４９７９号公報

特許文献１の表示方法では、任意の画像を表示することを考えた場合、スクリーンをドットマトリクス表示にする必要がある。そのため大面積で高解像度の画像を得るためには、多数の画素が必要となり、高価な装置となる。また、プロジェクターとスクリーンのア
ライメントを精密に行わなければならず、両者の位置がわずかでもずれてしまうと、映像が途切れる、映像のない場所に光散乱領域が生じ、見栄えが悪くなる等の不具合が生じるため、プロジェクターの設置位置に大きな制限がかかる問題がある。

一方、特許文献２には、スクリーン表示をセグメントに分割する思想は記載されておらず、スクリーン全面を同時に切り替えるものである。この表示方法では、走査型プロジェクターを用いて大面積のスクリーンに高精細な画像を表示する場合、走査線本数が大幅に増加するため、走査時間が増大してしまい、スクリーン表示にちらつきが生じてしまう問題がある。また、同様の理由で背景の透明性が十分得られなくなるという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、大画面で、高精彩かつ色再現性の高い透明表示を可能にする画像表示方法を提供することを目的とするものである。

本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、電気駆動により光透過状態と光散乱状態を切り替えできるスクリーンと、前記スクリーンに光線を走査して描画する画像表示方法において、スクリーン変調を帯状にし、スクリーン変調と同期させて光線を走査することにより、簡便な装置で大面積の透明表示画像を表示できることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明の要旨は、以下に存する。
（１）電気駆動により光透過状態と光散乱状態を切り替えできる液晶調光層を表示領域に備えた表示スクリーンに、光源から前記表示スクリーンに可視光の光線を走査して画像を描画する画像表示方法であって、
前記表示スクリーンの光散乱状態が帯状領域をなすように切り替えされ、
前記走査における主走査方向が前記帯状領域の長さ方向と一致し、前記走査における副走査方向が前記帯状領域の幅方向と一致し、
前記帯状領域に前記光線を走査させ、前記帯状領域の位置を前記走査の副走査と同調して周期的に変化させ、
観察者が前記表示領域に表示される画像と、前記表示領域の背景を同時に視認できることを特徴とする画像表示方法。
（２）前記帯状領域の面積の平均値が、前記表示スクリーンの表示領域の面積に対し、１％以上、２０％以下となることを特徴とする前記（1）に記載の画像表示方法。
（３）リフレッシュ周波数が４０Ｈｚ以上７０Hz以下である前記（1）または（２）に記
載の画像表示方法。
（４）前記帯状領域における平行光線透過率が、３０％以下である前記（1）〜（３）の
何れか１に記載の画像表示方法。
（５）光透過状態である前記表示スクリーンにおける平行光線透過率が、８０％以上である前記（1）〜（４）の何れか１に記載の画像表示方法。
（６）前記液晶調光層が、対向して配置される一対の電極付き透明基板を有し、且つ、前記基板間に、液晶と高分子樹脂を含む複合体を含むものであり、
前記液晶が、誘電異方性が正のカイラルネマチック液晶であることを特徴とする前記（１）〜（５）の何れか１に記載の画像表示方法。
（７）前記複合体が、誘電率異方性が正であるカイラルネマチック液晶と下記一般式（１）で表される高分子前駆体を含む混合物を硬化させたものであることを特徴とする前記（６）に記載の画像表示方法。

[一般式（１）中、Ａ^１及びＡ^２はそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３は、それぞれ独立に、置換基を有しても良い２価の芳香族炭化水素環基または置換基を有しても良い２価の芳香族複素環基を表し、
Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立に、直接結合、炭素二重結合、炭素三重結合、エーテル結合、エステル結合、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状アルキレン基、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状オキシアルキレン基を表し、
Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状アルキレン基、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状オキシアルキレン基、又は炭素数２〜６の直鎖状アルキルエステル基を表し、
ｍ、ｎ、ｐ及びｑは、それぞれ独立に、０または１を表す。
ただし、Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３のうち、少なくともいずれか１つは、置換基を有しても良い２価の芳香族炭化水素縮合環基又は置換基を有しても良い２価の芳香族複素環基を表す。]
（８）前記一般式（１）で表される高分子前駆体が、下記一般式（２）で表されることを特徴とする前記（７）に記載の画像表示方法。

[一般式（２）中、Ａ^１及びＡ^２はそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
Ａｒ^４は、置換基を有しても良い２価の芳香族炭化水素縮合環基または置換基を有しても良い２価の芳香族複素縮合環基を表し、
Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状アルキレン基、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状オキシアルキレン基、又は炭素数２〜６の直鎖状アルキルエステル基を表し、
ｐ、ｑは、それぞれ独立に、０または１を表す。]

本発明の画像表示装置は、公告板、コンピューター端末、プロジェクション等に用いることができる。

第１実施の形態の画像表示装置の構成を示す図である。 第１実施の形態の表示画面を示す図である。 表示スクリーン１に備えられた液晶調光層において、液晶−高分子複合体を挟持 するガラス基板を示す図である。 表示スクリーン１を全面散乱状態にし、表示画像５Bを表示 させた図である。 第１実施の形態における、表示スクリーン１での帯状領域の切り替え方法と、レーザー光の走査方法を示す図である。 表示スクリーン１に備えられた液晶調光層において、液晶−高分子複合体を挟持するガラス基板を示す図である。 第１実施の形態における、n本のストライプ状透明電極付きガラス基板６Cを用いた場合の帯状領域と表示画像の対応を示す図である。 第２実施の形態における、表示スクリーン１での帯状領域の切り替え方法と、レーザー光投射のタイミングを示す図である。 第３の実施形態において、ドットマトリクスパネルを用いた表示スクリーン１での帯状領域の切り替え方法と、レーザー光の走査方法を示す図である。 第３の実施の形態において、透明表示と非透明表示を組み合わせた表示画面を示す図である。 マトリクスパネルを用いた透明表示と非透明表示の組み合わせ表示の方法を示す。

以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、これらの内容に特定されない。
本発明の画像表示方法は、観察者が前記表示領域に表示される画像と、前記表示領域の背景を同時に視認できることを特徴とする。このような表示を以下、透明表示と表現する。

本発明の画像表示方法に用いられる画像表示装置は、光透過状態と光散乱状態を切り替えできる液晶調光層を表示領域に備えた表示スクリーンと、前記表示スクリーンに画像を描画するための光線光源から構成され、前記表示スクリーンが光源に対して配置されたものである。本明細中で、特に断りがない場合、光とは可視光（波長３８０〜８００ｎｍ）を意味する。

本発明の光透過状態とは、スクリーン越しに対向する風景が視認できる状態を指し、平行光線透過率が高い方が、前記視認が高まるため好ましい。
本発明の光散乱状態とは、スクリーンが白濁してスクリーン越しに対向する風景を視認し難い状態を指し、平行光線透過率が低い方が、表示領域に表示される画像の視認性が向上するため好ましい。ここで、平行光線透過率はJIS Ｋ７１３６（２０００年）の方法
で測定される。なお、光透過状態と光散乱状態を切り替える場合には、通常、中間的な過渡状態を経由するので、切り替えを行う間に光透過状態と光散乱状態の中間状態をとっても構わない。

本発明において、前記表示スクリーンの光透過状態と光散乱状態との切り替えを周期的に行い、スクリーンが光散乱状態である期間に光源から光線を射出して描画することで、スクリーン上に画像を結像させることができる。なお、周期的とは通常、毎周期まったく同じことを指すが、本発明の趣旨を外れない範囲でなら一部異なった周期が含まれていても良い。

本発明において、１周期とは、後述する光源からの光線の走査が、走査開始位置から表示スクリーンの表示領域全体を走査し、走査開始位置に戻るまでの時間を意味する。
上記条件下での、１周期に対してスクリーンの光透過状態と光散乱状態との切り替えが行なわれる最小単位の領域が光散乱状態である時間の比をｄとする。ｄを一定以下に設定
することで、透明表示が可能になる。ｄは小さいほど表示領域の背景の透過性が良くなり、一方で画像の輝度が低下するため、視認性が落ちる。画像の視認性と背景の透過性両方を確保するには、ｄを０．０１以上、０．２０以下に設定することが好ましい。

また、スクリーンの光透過状態と光散乱状態との切り替えの周波数をFとすると、Fは小さい場合にはスクリーンがちらついて見えるが、周波数を大きく設定することで、表示画像のちらつきを感じないようにすることができる。しかし、大きすぎると一般的にスクリーンの切り替えが追随できなくなり、背景の透過性が低下する。ちらつきを感じず、背景の透過性を確保するにはFを４０Hz以上、７０Hz以下に設定することが好ましい。

ここで、１周期におけるスクリーンの散乱時間をT_Dとすると、T_D＝ｄ／Fである。
一般に、特許文献２のようなスクリーン表示を分割せず光線の走査により描画を行う場合の、大面積表示の問題点として以下が挙げられる。画像の解像度は、主走査方向は主走査の走査角度で、副走査方向は走査線の本数で決定される。副走査方向は走査線の本数をN、主走査の周波数をF_Hとすると、表示領域全体を走査するのに要する時間は、ほぼN／F_Hになる。すなわち、T_D＝N／F_Hである。

ここで仮に、０．０１≦ｄ≦０．２０、４０Hz≦F≦７０Hzにしようとすると、０．１
ｍｓ≦T_D≦５．０ｍｓとなる。ところが、現行の光学エンジン技術の制約から、F_Hは３０ｋHz程度に制限される。したがって、４本≦N≦１５０本となる。すなわち、走査型プロ
ジェクターではごく小さい面積しか透明表示できないことになる。
本発明の画像表示方法は、走査中、光線が当たっている近傍の領域を光散乱状態に切り替え、また、光散乱状態である領域を走査しやすい帯状に分割することで、現行の光学エンジンを備えた走査型プロジェクターを用いても、大画面で高精細の透明表示を得ることができるようにするものである。

本発明の画像表示方法は、前記表示スクリーンの光散乱状態が帯状領域をなすように切り替えされ、前記走査における主走査方向が前記帯状領域の長さ方向と一致し、前記走査における副走査方向が前記帯状領域の幅方向と一致し、前記帯状領域に前記光線を走査させ、前記帯状領域の位置を前記走査の副走査と同調して周期的に変化させることを特徴とする。前記帯状領域に前記光線を走査させ、前記帯状領域の位置を前記走査の副走査と同調して周期的に変化させる。すなわち、走査中、光線が当たっている近傍の領域のみに光散乱状態に切り替えることで、実効的に背景の透過性を上げることができるのである。また、光散乱状態である領域を走査しやすい帯状に分割することで、透明表示可能な走査線本数を増やすことができるのである。

＜表示スクリーン＞
本発明に用いる表示スクリーンは、電気駆動により光透過状態と光散乱状態を切り替えできる液晶調光層を表示領域に備えている。液晶調光層としては、例えば光透過状態と光散乱状態を電気駆動により切り替えることのできる透過−散乱型の液晶−高分子複合体を使用することができる。

通常、液晶調光層は対向して配置される一対の電極付き基板間に挟持され、前記基板に閾値以上の実効値を持つ、直流電圧、交流電圧、パルス電圧またはそれらの組み合わせの電圧を印加することによって、光透過状態と光散乱状態に切り替えることができる。液晶調光層としては、電圧無印加時に光散乱状態で電圧印加中に光透過状態になるノーマルモード、電圧無印加時に光透過状態で電圧印加中に光散乱状態となるリバースモード、光透過状態と光散乱状態の切り替え時のみ電圧印加を行うメモリモードの駆動をするものいずれを用いても良い。中でもリバースモードとメモリモードは、例えば窓やショーケースのような用途において、通常時（電圧無印加）に透明であり、電圧印加時に光散乱状態で画
像を表示させることができるため、省エネルギーの観点から有用である。

＜光源＞
本発明で用いる光源は、一般的な可視光光源ならいずれでもよく、レーザー、ランプ、LED、OLED等が使用できる。このなかでも、レーザーが射出光の色再現性が高く、好まし
い。
光源からの発光は光線としてスクリーンに投射される。光線を得る方法は、レーザー等の光線を射出する光源を用いてもよく、レーザー、ランプ、LED、OLED等の光をコリメー
タを使用して集光しても良い。また、光線を拡散レンズ等によって拡散させてビーム径を広げても良い。

光の色としては、単色光源を使用しても良いし、白色光等の多色光源を使用しても良い。赤、緑、青の単色光源を組み合わせて色を再現しても良いし、多色光とカラーフィルタを組み合わせて調色しても良い。
光線をスクリーン上に走査するには、公知の光スキャナーが利用でき、MEMSスキャナー、ガルバノスキャナー、ポリゴンミラー等の可動ミラーを用いた光スキャナーや、音響光学効果、電気光学効果等の固体中での屈折率変調効果を利用した屈折率変調型の光スキャナーが挙げられる。可動ミラーを用いた光スキャナーとしては、小型で高速駆動可能であるMEMSスキャナーを用いたものが好ましく、２次元MEMSスキャナーを用いた方法、１次元MEMSスキャナーを２つ組み合わせた方法、１次元MEMSスキャナーとガルバノスキャナーを組み合わせた方法、ライトバルブと１次元MEMSスキャナーを組み合わせた方法等が挙げられる。MEMSスキャナーとしては、電磁方式、静電方式、圧電方式等、公知の方式が挙げられる。光線を走査させる装置としては、市販の走査型プロジェクターならいずれも使用でき、具体的には、SHOWWX LASER PICO PROJECTOR（マイクロビジョン社）等が挙げられる
。

本発明におけるスクリーンと光源の位置関係は、スクリーンを挟んで観察者と光源が対向するリアプロジェクション方式でもよく、スクリーンに対して観察者と光源が同じ側にいるフロントプロジェクション方式でもよい。光散乱状態の液晶調光層において、後方散乱が強い場合には前者を、前方散乱が強い場合には後者を用いれば良い。
また、スクリーンに対して光源の光射出口が垂直になるように設置してもよいし、角度をつけて設置してもよい。観察者の視界の妨げにならないように光源をスクリーンに対して見えなくなる程度に角度をつけて設置することもできる。この場合、投影された画像の形状をスクリーンの表示部分に合わせて補正することが好ましい。

また、表示領域に対して画像の輝度が均一になるように補正することが好ましい。平面ミラーによって光線を反射させ、光源を見えなくしたり、曲面ミラーによって画像の拡大、縮小したりすることもできる。
本発明の画像表示方法では、一つのスクリーンに一つの光源を配置してもよく、一つのスクリーンに二つ以上の光源を配置してもよい。一つのスクリーンに二つ以上の光源を配置する場合には、スクリーンの同じ場所に画像を描画してもよく、異なる場所に画像を描画しても良い。一つのスクリーンに二つ以上の光源を配置する場合、各光源から光線を同時に投射しても良いし、別々のタイミングで投射しても良い。例えば光源が赤緑青の三色からなる場合、各色を同時に投射することで色を再現しても良いし、時分割で赤緑青を表示することで色を再現するフィールドシーケンシャルカラー方式でも構わない。また一つの光源に対して二つ以上のスクリーンを配置してもよい。一つの光源に対して二つ以上のスクリーンを配置する場合、スクリーンを平面的に並べることもできるし、奥行き方向に並べることもできる。スクリーンを平面的に並べる場合、それぞれのスクリーンに独立した表示を行うこともできるし、各スクリーンの表示をつなげると全体でひとつの表示になる、マルチ表示を行うこともできる。

＜表示スクリーン切り替え方法＞
本発明の画像表示方法は、前記表示スクリーンの光散乱状態が帯状領域をなすように切り替えされる。帯状領域とは、通常長方形の領域であり、長さ方向は長辺方向、幅方向は短辺方向と一致する。しかし本発明の趣旨に外れない範囲において、長方形の角を切り取った五〜八角形等の多角形、鋭角の角度が６０度以上の平行四辺形、鋭角の角度が６０度以上の台形、長方形の角を１〜４つ丸めた形等、長方形に近い形状ならばいずれも取ることができる。いずれの場合についても、長さ方向とは、帯状領域の最も長い辺の方向（角が丸い場合は周の直線部分が最も長い方向）であり、幅方向とは、長さ方向と垂直の方向である。

表示スクリーンの表示領域は、各々位置が異なる最小単位を持ち、この最小単位は、帯状領域であってもよく、帯状領域を更に分割した単位でも良い。ある最小単位を光散乱状態から光透過状態へ切り替え、別の最小単位を光透過状態から光散乱状態へ切り替えることで、光透過状態から光散乱状態を行なう最小単位の位置が変化し、スクリーンの光散乱状態が切り替えられる。

最小単位同士は幅方向に隣接していることが好ましく、隣接する最小単位間に隙間が空いていても構わないが、隙間が小さい方が好ましく、全く隙間がない方がさらに好ましい。また、最小単位は長さ方向に隣接していても構わない。隣り合う最小単位を同じタイミングで切り替えることにより、ひとつの帯状領域として扱うこともできる。
光散乱状態を帯状に切り替える方法は、表示スクリーンに設けられている電極の構成によって設定することができる。例えば、表示スクリーン電極をセグメントに分割し、所望の領域に電圧を印加することで可能である。セグメントに分割する方法としては、片面の電極を帯が並んだストライプ状に、もう一方をベタ状に形成することもできるし、両面をストライプ状にすることもできる。両面ストライプ状の場合は、対向する基板の帯を平行に配置することもできるし、直交して配置することでドットマトリクスを形成しても良い。また、TFTを用いてアクティブマトリクスとしても良い。電極がドットマトリクスを形
成している場合、任意の数のドットからなる１列を同時に切り替えることで、帯状領域の最小単位をなすことができる。

表示スクリーンの最小単位は、それぞれが別の形状でも良いが、同じ幅であることが好ましく、すべて同じ形状であることがより好ましい。また、全ての最小単位が同時に出現するようにスクリーンを切り替えた場合、光散乱状態である領域がスクリーンの表示領域と一致することが好ましい。
１周期における帯状領域を切り替える順番は、表示領域のいちばん端にある帯状領域から順に切り替えることもできるし、順番を任意に入れ替えても良い。例えば、表示領域の１番端にある帯状領域から始めて、奇数番目の帯状領域を順に切り替えてゆき、次に表示領域の端から２番目にある帯状領域から始めて、偶数番目の帯状領域を順に切り替えれば、インターレース方式にも対応できる。

＜光線の走査方法＞
本発明に用いる光線の走査方法を説明する。光線での描画は、主走査と副走査を組み合わせることで、表示領域全域に走査線を描くことで行う。主走査とは、表示スクリーン上で光線の投射点を直線移動させて、走査線１本を描く走査である。主走査としては、片道だけ光を射出して走査線を描いてもよく、往復で光を射出して走査線を描いてもよい。副走査とは、位置を変えて主走査を平行に繰り返す走査である。主走査方向と副走査方向は通常垂直であるが、本発明の趣旨に外れない範囲において、鋭角をなしても良いし、鈍角をなしても良く、６０度以上１２０度以下であることが、２次元走査が効率的になるため好ましい。

走査方式としては、ラスタースキャンを用いることができる。ラスタースキャンの場合はプログレッシブ方式、インターレース方式のいずれでもよいし、表示スクリーンの帯状領域への切り替え位置に応じて任意の帯状領域に対してラスタースキャンするよう設定してもよい。
走査線は全て、いずれかの帯状領域に少なくとも一部、あるいは全体が入るように設定される。その際、投射点は全ていずれかの光散乱状態である領域内に入るように設定することで、スクリーンからの光抜けを防止できるので、安全面で好ましい。また、光線の走査領域と表示スクリーンの表示領域とが一致するようにアライメントすることで、表示領域全面に画像が表示可能になり、好ましい。

＜表示スクリーン切り替えと光線走査の同調＞
本発明の画像表示方法では、前記帯状領域に前記光線を走査させ、前記帯状領域の位置を前記走査の副走査と同調して周期的に変化させる。すなわち、スクリーンの帯状領域の位置を周期的に変化させるリフレッシュ周波数と、光線の副走査のリフレッシュ周波数を互いに一致させる。以降、本明細中ではどちらのリフレッシュ周波数かは区別しない。
１周期の中には、２つ以上の帯状領域ができるようにスクリーンを切り替え、かつ光線がその中のいずれか１つの領域を走査している時間が含まれていても良い。１周期の中には、１つまたは２つ以上の帯状領域ができるようにスクリーンを切り替え、かつ光源が光線を射出していない時間が含まれていても良い。また、１周期の中には、表示スクリーンに帯状領域がなく、かつ光源が光線を射出していない時間が含まれていても良い。例えば１周期の中には、光源が副走査を終えて、光線の射出位置をリセットするまでの時間も含まれる。その間は、光源は光線を射出せず、表示スクリーン上の全ての表示領域が光透過状態であるように設定することができる。中でも、１周期中に、表示領域全域が光透過状態である時間の割合がほぼ０であるとみなせるように設定すると、表示が滑らかに見えるので好ましい。

本発明では、表示スクリーンの表示領域の最小単位につき、５本以上１４０本以下の走査線を描画することが好ましい。主走査の周波数が大きいほど、単位時間内にさらに多くの走査線を描画できるようになるので好ましい。最小単位の幅は、描画する走査線の数に応じて決定すれば良いが、通常、幅の長さに対して多くの走査線を描画すれば、高精細かつ高輝度の画像が得られる。

それぞれの帯状領域について、ｄが０．０１以上であることが好ましく、０．０５であることが更に好ましい。また、０．２０以下であることが好ましく、０．１５以下であることが更にこのましい。この範囲であることで、画像の視認性と背景の透過性を両立できる傾向にある。
また、Ｆが４０Hz以上であることが好ましく、４５Hz以上であることが更に好ましい。≦F≦７０Hzを満たすことにより、ちらつきを押さえながら画像の視認性を確保できるの
で好ましい。さらに好ましくは４５Hz≦F≦６０Hzである。

前記帯状領域の位置の周期的変化に対し、１周期における帯状領域の面積の平均値が、前記表示スクリーンの表示領域の面積に対し、１％以上２０％以下となれば、画像の視認性と背景の透過性を両立するので好ましい。さらに好ましくは５％以上１５％以下である。
前記リフレッシュ周波数が４０Ｈｚ以上７０Hz以下であれば、ちらつきを押さえながら画像の視認性を確保できるので好ましい。さらに好ましくは４５Hz以上６０Hz以下である。

光散乱状態である前記帯状領域における平行光線透過率が３０％以下であることで、表
示画像の視認性が良好になり、好ましい。さらに好ましくは２０％以下であり、低いほど良いが、下限は０％である。
光透過状態である前記表示スクリーンの表示領域における平行光線透過率が８０％以上であることで、表示領域の背景の視認性が良好になり、好ましい。さらに好ましくは９０％以上であり、高いほど良いが、上限は１００％である。

＜液晶調光層＞
液晶調光層としては、透過−散乱型の液晶−高分子複合体、強誘電液晶、動的散乱液晶など、公知の方式を用いることができ、中でも透過−散乱型の液晶−高分子複合体が大面積化が容易であり、好ましい。透過−散乱型の液晶−高分子複合体としては、Polymer Dispersed Liquid Crystals（PDLC）やPolymer Network Liquid Crystals（PNLC）など公知のものが使用でき、中でもPNLCは光透過状態と光散乱状態の切り替え速度が速く、好ましい。PNLCの中でも、液晶として誘電異方性が正のカイラルネマチック液晶を用いるPolymer Stabilized Cholesteric Texture（PSCT）が、高コントラストと高速応答を両立できるので、好ましい。

通常は、液晶調光層に電圧が印加された場合、光散乱状態に切り替わる際の平行光線透過率が減少しきるためには有限の時間を要し、一方、光透過状態に切り替わる際の平行光線透過率が増加しきるのにもやはり有限の時間を要する。平行光線透過率が時間とともに変動するこれら過渡状態があることで、本来光透過状態であってほしいタイミングで、平行光線透過率が低かったり、本来光散乱状態であってほしいタイミングで平行光線透過率が高いという不都合が生じ、その結果、背景の透過性が低下したり、表示画像の視認性が低下することが起きる。

本明細書中に記載の応答時間とは、表示スクリーンが光透過状態の平行光線透過率をT_max、光散乱状態の平行光線透過率の最小値をT_minとし、パルス電圧印加開始時刻をｔ_１、印加終了時刻をｔ_２としたとき、立ち上がりの応答時間をτ_１、立ち下がりの応答時間をτ_２とすると、ノーマルモードの場合：τ_１はｔ_２から初めて平行光線透過率がT_１０に
到達するまでの時間であり、τ_２はｔ_１から初めて平行光線透過率がT_９０に到達するま
での時間であると定義する。

リバースモードおよびメモリモードの場合：τ_１はｔ_１から初めて平行光線透過率がT
_１０に到達するまでの時間であり、τ_２はｔ_２から初めて平行光線透過率がT_９０に到達
するまでの時間であると定義する。
ただし、T_１０、T_９０はそれぞれ、以下で表される。
T_１０＝０．１×（T_max−T_min）
T_９０＝０．９×（T_max−T_min）
本発明の表示スクリーンに周波数が４０Ｈｚ以上７０Ｈｚ以下であり、かつデューティー比が０．０１以上０．２０以下のバースト電圧を印加し、表示スクリーンが光透過状態から光散乱状態へ変化し、さらに光透過状態に戻る過程において、表示スクリーンの立ち上がりの応答時間τ_１と立ち下がりの応答時間τ_２が、いずれも３．０ｍｓ以下であることが好ましい。さらに好ましくはいずれも２．０ｍｓ以下である。

本発明のスクリーンは、電圧無印加時に光透過状態であり、電圧印加時に光散乱状態となり、スクリーンに直流電圧または交流電圧の連続波を印加することで、ヘイズが８５％以上に切り替わることが好ましく、９０％以上になることが好ましい。また上限は１００％であり、高いほど好ましい。これらの範囲であることで表示映像の視認性が良好になる傾向にある。
本発明のスクリーンの動作温度上限はカイラルネマチック液晶相のＴｎｉであるが、低温では応答時間が長くなる傾向があるため、動作温度範囲としては、好ましくは−１０℃
以上、更に好ましくは０℃以上である。また、好ましくは６０℃以下であり、更に好ましくは４０℃以下である。

＜液晶＞
本発明のスクリーンに用いる液晶は、誘電率異方性が正であるカイラルネマチック液晶であることが好ましい。カイラルネマチック液晶を用い、該誘電率異方性が正であることで、T_minの低下およびτ_１、τ_２の短縮を両立できる。
カイラルネマチック液晶の誘電率異方性値（Δε）は正であれば特に限定されないが、５以上であることが好ましく、８以上であることが、スクリーンの駆動電圧低減のために好ましい。また、重合開始剤を使用する場合、カイラルネマチック液晶を構成する個々の分子が開始剤の吸収波長に重なる波長の吸収を持たないことが、重合性モノマーの硬化時間を短くする点で好ましい。

カイラルネマチック液晶としては、液晶自身がコレステリック相を示す液晶性化合物の集合でもよく、ネマチック液晶にカイラル剤を添加することでカイラルネマチック液晶としたものでもよい。液晶組成物設計の観点では、目的に応じてネマチック液晶にカイラル剤を添加し、カイラルピッチ長（ｐ）および液晶−等方相転移温度（Ｔｎｉ）を制御することが好ましい。

カイラルネマチック液晶のカイラルピッチ長ｐと電極付き基板間の距離ｇの関係ｇ／ｐが１以上であることが好ましい。更に好ましくは、２以上、特に好ましくは４以上である。また、２０以下であることが好ましく、１２以下であることが特に好ましい。ｇ／ｐが大きいほど、駆動時の散乱が大きくなり、遮光特性が向上するが、一方でスクリーンの駆動電圧も同時に増加するため、遮光特性と省エネや安全性の両立の観点から、上記の範囲内に収めることが好適である。

カイラルネマチック液晶のｐは、０．３μｍ以上が好ましく、０．８μｍ以上が更に好ましい。一方、３μｍ以下が好ましく、更に２μｍ以下が更に好ましい。
ｐが小さすぎるとスクリーンの駆動電圧が高くなる傾向があり、大きすぎるとコントラストが劣る傾向がある。一般にｐはカイラル剤の濃度に反比例するので、必要なｐの値から逆算してカイラル剤の濃度を決定すれば良い。なお、ｐ×ｎ（ｎはカイラルネマチック液晶の屈折率）が可視光波長（３８０ｎｍ〜８００ｎｍ）の範囲内にある場合、最終的に得られるスクリーンは電圧無印加時に有色となり、可視光範囲外にある場合は電圧無印加時に無色透明になるので、目的に応じてｐを選択すれば良い。

表示スクリーンの電極付き基板間の距離（ｇ）は、通常３μｍ以上が好ましく、５μｍ以上が更に好ましい。また、１００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下が更に好ましい。カイラルネマチック液晶を使用する場合、表示スクリーンの電極付き基板間の距離（ｇ）は、使用するカイラルネマチック液晶のｐ以上であることが好ましい。電圧を印加していない状態でのスクリーンの光透過率は、ｇの増加に対して減少し、また、表示ディスプレイの応答時間も長くなる場合がある。一方で、ｇが小さすぎることで、駆動時の遮光特性が低減し、また大面積のスクリーンの場合、スクリーンが短絡してしまう場合がある。上記範囲であることで、これらの要求をバランスよく満足することができる。

カイラルネマチック液晶のＴｎｉは、スクリーンの動作可能な温度上限がカイラルネマチック液晶のＴｎｉにより決定されることから５０℃以上が好ましく、７０℃以上が更に好ましい。一方、Ｔｎｉが高くなると粘度が高くなる傾向があるので、２００℃以下が好ましく、１５０℃以下が更に好ましい。
ネマチック液晶としては、公知のいずれでもよく、構成分子の分子骨格、置換基、分子量に制限は特になく、合成品でも市販品でもよい。ネマチック液晶の誘電率異方性は正で
大きいことが、スクリーンのカイラルネマチック液晶相及び液晶組成物のカイラルネマチック液晶の誘電率異方性を正とするために好ましい。また、重合開始剤を用いる場合、構成分子が構成する個々の分子が開始剤の吸収波長に重なる波長の吸収を持たないことが、重合性モノマーの硬化時間を短くする点で好ましい。

公知の液晶性物質を用いる場合、具体的には日本学術振興会第１４２委員会編；「液晶デバイスハンドブック」日本工業新聞社（１９８９年）、第１５２頁〜第１９２頁および液晶便覧編集委員会編；「液晶便覧」丸善株式会社（２０００年）、第２６０頁〜第３３０頁に記載されているようなビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサン系などの各種低分子系の化合物または混合物を使用することができる。また、液晶便覧編集委員会編；「液晶便覧」丸善株式会社（２０００年）、第３６５頁〜第４１５頁に記載されているような高分子系化合物または混合物を使用することもできる。ネマチック液晶を構成する化合物としては例えば、

等が挙げられる。コレステリック液晶およびネマチック液晶としては粘度が低く、誘電率異方性の高いものが、スクリーンの高速応答性や製造性の点で好ましい。
カイラル剤としては、ホスト液晶へ相溶するカイラル化合物であればいずれでもよく、合成品でも市販品でよく、自身が液晶性を示すものでもよいし、重合性の官能基を有していても良い。また、右旋性でも左旋性でもよく、右旋性のカイラル剤と左旋性のカイラル剤を併用してもよい。また、カイラル剤としては、それ自身の誘電異方性が正に大きく、
粘度の低いものがスクリーンの駆動電圧低減および応答速度の観点から好ましく、カイラル剤が液晶をねじる力の指標とされるＨｅｌｉｃａｌ Ｔｗｉｓｔｉｎｇ Ｐｏｗｅｒが大きいほうが好ましい。重合開始剤を用いる場合には、開始剤の吸収波長に重なる波長の吸収を持たないことが好ましい。

カイラル剤としては、例えばＣＢ１５（商品名 メルク社製）、Ｃ１５（商品名 メルク社製）、Ｓ−８１１（商品名 メルク社製）、Ｒ−８１１（商品名 メルク社製）、Ｓ−１０１１（商品名 メルク社製）、Ｒ−１０１１（商品名 メルク社製）などが挙げられる。
＜高分子樹脂＞
本発明の高分子樹脂は、特定の高分子前駆体を硬化したものであることが好ましい。
本発明の高分子樹脂は、前記カイラルネマチック液晶に対し、１０質量％以下であることが好ましく、７質量％以下であることが更に好ましい。また、０．１質量％以上であることが好ましく、１質量％以上であることが好ましい。高分子樹脂の割合が少なすぎると、高分子樹脂が機械的に脆弱となり、繰り返し耐久性が悪くなる。また、液晶分子が十分な界面相互作用を受けられなくなるため、スクリーンのコントラストおよび応答速度が劣化する場合がある。一方で、高分子樹脂の割合が多すぎると、駆動電圧が上昇したり、スクリーンの透明性が悪くなったりする場合がある。

本発明の液晶調光層に用いられる高分子樹脂は、本発明の効果を損なわなければ特に限定されないが、本発明の前記複合体は、誘電率異方性が正であるカイラルネマチック液晶と下記一般式（１）で表される高分子前駆体を含む混合物を硬化させたものであることが、スクリーンの電圧印加時の平行光線透過率の最小値T_minの低減、およびτ_１、τ_２の短縮を両立できる傾向があるため好ましい。

[式（１）中、Ａ^１及びＡ^２はそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３は、それぞれ独立に、置換基を有しても良い２価の芳香族炭化水素環基または置換基を有しても良い２価の芳香族複素環基を表し、
Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立に、直接結合、炭素二重結合、炭素三重結合、エーテル結合、エステル結合、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状アルキレン基、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状オキシアルキレン基を表し、
Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状アルキレン基、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状オキシアルキレン基、又は炭素数２〜６の直鎖状アルキルエステル基を表し、
ｍ、ｎ、ｐ及びｑは、それぞれ独立に、０または１を表す。
ただし、Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３のうち、少なくともいずれか１つは、置換基を有しても良い２価の芳香族縮合環基又は置換基を有しても良い２価の芳香族複素環基を表す。]
Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３の置換基を有しても良い２価の芳香族炭化水素環基としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されないが、２価の芳香族炭化水素環基としては、単環、あるいはこれが２〜４個縮合してなる縮合環から、水素原子を２個除いて得られる２価の基であり、具体例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリ
セン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオランテン環、フルオレン環などの基が挙げられる。この中でも、炭素数が６以上であることが好ましく、一方、３０以下、さら２６以下、特に１８以下であることが、重合時の硬化性の点から好ましい。具体的には、以下の構造等が挙げられる。

Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３の置換基を有しても良い２価の芳香族炭化水素環基としては、上記の中でも特に以下の構造であることが、高分子前駆体の硬化性が高く好ましい。

Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３の２価の芳香族炭化水素環基が有していても良い置換基としては、フッ素原子、塩素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基等が挙げられ、高分子前駆体の硬化性の点から、好ましくはフッ素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、メトキシ基である。

Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３の置換基を有しても良い２価の芳香族複素環基としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定はされないが、単環、あるいはこれが２〜４個縮合してなる縮合環から、水素原子を２個除いて得られる２価の基であり、具体例としては、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などの基が挙げられる。この中でも、炭素数が６以上であることが好ましく、一方、３０以下、さら２６以下、特に１８以下であることが、重合時の硬化性の点から好ましい。具体的には、以下の構造等が挙げられる。

Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３の置換基を有しても良い２価の芳香族複素環基としては、上記の中でも特に以下の構造であることが、高分子前駆体の硬化性が高く好ましい。

Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３の２価の芳香族複素環基が有していても良い置換基としては、フッ素原子、塩素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基等が挙げられ、高分子前駆体の硬化性の点から、好ましくはフッ素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、メトキシ基である。

Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立に、直接結合、炭素二重結合、炭素三重結合、エーテル結合、エステル結合、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状アルキレン基、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状オキシアルキレン基を表し、好ましくは直接結合、エーテル結合、エステル結合、メチレン基である。有していても良い置換基としては、フッ素原子、塩素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基等が挙げられ、好ましくはフッ素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、メトキシ基である。

Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状アルキレン基、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状オキシアルキレン基、又は炭素数２〜６の直鎖状アルキルエステル基を表す。炭素数２〜６の直鎖状アルキルエステル基とは、例えば以下の構造を表す。

Ｒ^１及びＲ^２が有していても良い置換基としては、フッ素原子、塩素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基等が挙げられ、好ましくはフッ素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、メトキシ基である。

Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３のうち、少なくともいずれか１つは、置換基を有しても良い２価の芳香族縮合環基又は置換基を有しても良い２価の芳香族複素環基である。置換基を有しても良い２価の芳香族縮合環基又は置換基を有しても良い２価の芳香族複素環基を分子内に持つことで、硬化後の高分子樹脂相の剛性が高くなり、τ_１、τ_２を短縮させる傾向があり、好ましい。

前記一般式（１）で表される高分子前駆体が、下記一般式（２）で表される高分子前駆体であることが更に好ましい。

[式（２）中、Ａ^１及びＡ^２はそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
Ａｒ^４は、置換基を有しても良い２価の芳香族炭化水素縮合環基または置換基を有しても良い２価の複素縮合環基を表し、
Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い炭素数２〜６のアルキレン基を表し、
ｐ、ｑは、それぞれ独立に、０または１を表す。]
Ａｒ^４の置換基を有しても良い２価の芳香族炭化水素環基及び置換基を有しても良い２価の複素環基としては、具体的には、Ａｒ^１で挙げたものと同義であり、有していても良い置換基も同義である。この中でも、以下で表される構造が、高分子前駆体の硬化性が高くなるため、好ましい。

一般式（１）で表される高分子前駆体の具体例を以下に例示する。本発明はその要旨を超えない限りこれらに限定されるものではない。

本発明の液晶調光層に用いる高分子前駆体は、上記式（１）で表される高分子前駆体１種類だけを用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
本発明のスクリーンに用いる一般式（１）で表される高分子前駆体と他の高分子前駆体の比率は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されないが、一般式（１）で表される繰り返し単位が３０質量％以上であるのが好ましく、更に好ましくは５０質量％以上、最も好ましくは８０質量％以上である。

上記式（１）で表される高分子前駆体の割合が少なすぎると、短時間でのスクリーン製造、高いコントラスト、短い応答時間のいずれか、もしくは複数が十分ではなくなる場合がある。また、上記式（１）で表される高分子前駆体の上限は、１００質量％である。
また本発明の高分子樹脂相が有する高分子樹脂が共重合体である場合、交互共重合体、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれでも良い。

＜その他＞
本発明のスクリーンのカイラルネマチック液晶には、重合開始剤、光安定剤、抗酸化剤、増粘剤、重合禁止剤、光増感剤、接着剤、消泡剤、界面活性剤等を有していてもよい。又、上記その他の成分の含有量は、本発明のスクリーンの性能を損なわない範囲の任意の割合で配合することができる。

高分子前駆体の硬化法は光硬化、熱硬化等いずれでも良いが、光硬化が好ましく、光硬化の中でも、紫外線または近紫外線による硬化が特に好ましい。又、光重合の光源としては、用いるラジカル光重合開始剤の吸収波長にスペクトルを有するものならいずれでもよく、典型的には２２０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波長の光を照射可能な光源ならばいずれ
でもよい。例としては高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、ＵＶ−ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ等が挙げられる。そのほか、熱線カットフィルタ、紫外線カットフィルタ、可視光カットフィルタ等を併用してもよい。光はスクリーンの透明基板上から少なとも一面に照射すればよく、液晶組成物を挟持する基板が両面とも透明である場合には、両面とも光照射してもよい。光照射は一度に行ってもよいし、数回に分割して行ってもよい。光の放射照度をスクリーンの厚み方向に分布を持たせ、高分子樹脂の密度を連続的に変化させた、いわゆるＰＳＣＯＦ（Ｐｈａｓｅ Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｌｍ）（Ｖ． Ｖｏｒｆｌｕｓｅｖ ａｎｄ Ｓ． Ｋｕｍａｒ， Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８３， １９０３ （１９９９））としても良い。

光硬化の場合に、スクリーンに照射される光の放射照度は、通常０．０１ｍＷ／ｃｍ^２以上、好ましくは１ｍＷ／ｃｍ^２以上、さらに好ましくは１０ｍＷ／ｃｍ^２以上、特に好ましくは３０ｍＷ／ｃｍ^２以上である。放射照度が小さすぎると重合が十分進行しない傾向となる。又、液晶組成物の光硬化には、通常、２Ｊ／ｃｍ^２以上、好ましくは３Ｊ／ｃｍ^２以上の積算照射量を与えれば良く、光照射時間は光源の放射強度に応じて決定すれば良いが、生産性を高める観点から通常２００秒以内、好ましくは６０秒以内に光照射を完了するのがよく、一方１０秒以上光照射するのが好ましい。光照射時間が短すぎるとスクリーンの繰り返し耐久性が劣る場合がある。プラスチックフィルム基板を用いて大面積のシート状スクリーンを製造する場合は、光源またはシートを移動させながら連続で光照射する方法をとることもでき、光源の放射照度に応じてその移動速度を調節すればよい。
上記のようにして得られた液晶調光層は、薄膜状の透明高分子中にカイラルネマチック液晶が粒子状に分散または連続層を形成しているが、最も良好なコントラストを示すのは連続層を形成している場合である。

＜表示スクリーン構成＞
本発明に用いる表示スクリーンは、電気駆動により光透過状態と光散乱状態を切り替えできる液晶調光層を表示領域に備えている。本発明に用いるスクリーンは上記のスクリーンであれば特に限定されないが、以下に代表的な構造を説明する。
液晶調光層は対抗する２つの電極つき基板に挟持されており、基板は少なくとも一方が透明であり、好ましくは両方とも透明である。基板の材質としては、例えば、ガラスや石英等の無機透明物質、金属、金属酸化物、半導体、セラミック、プラスチック板、プラスチックフィルム等の無色透明或いは着色透明、又は不透明のものが挙げられ、電極は、その基板の上に、例えば、金属酸化物、金属、半導体、有機導電物質等の薄膜を基板全面或いは部分的に既知の塗布法や印刷法やスパッタ等の蒸着法等により形成されたものである。又、導電性の薄膜形成後に部分的にエッチングしたものや、レーザー等で除去したものを用いてもよい。特に大面積のスクリーンを得るためには、生産性及び加工性の面からPETやPEN等の透明高分子フィルム上にＩＴＯ（酸化インジウムと酸化スズの混合物）電極をスパッタ等の蒸着法や印刷法等を用いて形成した電極基板を用いることが望ましい。

尚、基板上に電極間或いは電極と外部を結ぶための配線が設けられていてもよい。例えば、セグメント駆動用電極基板やマトリックス駆動用電極基板、アクティブマトリクス駆動用電極基板等であってもよい。セグメント駆動用電極基板の場合には、一方の基板に帯状電極が帯の短辺方向に並んだものを用い、他方にベタ電極を用いて帯状のセグメントを成すこともできるし、両方の基板に帯状電極を用い、帯が直交するように対向させてマトリクス状のセグメントを成すこともできる。電極にセグメントを形成する場合、セグメント間の距離が小さい方が、表示時に光抜けが目立たず、１００μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましい。一方でセグメント間の短絡が懸念されるため、１μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましい。

更に、基板上に設けられた電極面上が、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、シリコン、シアン化合物等の有機化合物、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２等の無機化合物、又はこれらの混合物よりなる保護膜や配向膜で全面或いは一部が覆われていてもよい。尚、基板は、液晶を基板面に対して配向させるよう配向処理されていても良く、配向処理されている場合、接触するカイラルネマチック液晶がプレナー構造をとるならば、いずれの配向処理を用いても構わない。例えば、２枚の基板ともホモジニアス配向であっても良いし、一方がホモジニアス配向で、もう一方がホメオトロピック配向である、いわゆるハイブリッドであっても構わない。これらの配向処理には、電極表面を直接ラビングしてもよく、ＴＮ液晶、ＳＴＮ液晶等に用いられるポリイミド等の通常の配向膜を使用してもよい。また、配向膜の製造法に、基板上の有機薄膜に直線偏光等の異方性を有する光を照射して膜に異方性を与える、いわゆる光配向法を用いても構わない。

対向する基板は周辺部に適宜、基板を接着支持する樹脂体を含む接着層を有してもよい尚、本発明に用いるスクリーンの端面あるいは液晶の注入口を、粘着テープ、熱圧着テープ、熱硬化性テープ等のテープ類、又は／及び、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、湿気硬化型樹脂、室温硬化型接着剤、嫌気性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコ−ン系接着剤、弗素樹脂系接着剤、ポリエステル系接着剤、塩化ビニル系接着剤等の硬化性樹脂類や熱可塑性樹脂類等で封止することで、内部の液晶等の染み出しを防ぐことができる。また、この封止は同時にスクリーンの劣化を防ぎ働きがあってもよい。その際の端面の保護法としては、端面を全体に覆ってもよいし、端面からスクリーン内部に硬化性樹脂類や熱可塑性樹脂類を流し込み固化させることによりなしてもよく、更にこの上をテープ類で覆ってもよい。

対向配置される基板間には、球状または筒状のガラス、プラスチック、セラミック、あるいはプラスチックフィルム等のスペーサーを存在させてもよい。スペーサーは、液晶組成物中に分散させてもよく、基板間の液晶調光層中に固定させていてもよく、スクリーン組み立ての際に基板上に散布したり、接着剤と混合して接着層の中に存在させたりしてもよい。

本発明に用いる調光スクリーンに含まれる液晶調光層は、例えば、スペーサーを介して対向配置される一対の電極付き基板周辺部を光硬化性接着剤等で接着層を形成して封止セルとし、あらかじめ１つ以上設けた接着層の切り欠きに常圧または真空中で液晶組成物に浸して注入するか、或いは、一方の基板上にコーターを使用して液晶組成物を塗布し、その上に他方の基板を重ねる等の公知の方法で挟持させた後、紫外光、可視光、電子線等の放射線によって重合・硬化することで形成される。プラスチックフィルム基板の場合、連続で供給される電極付き基板を２本のロール等で挟み、その間に、スペーサーを含有分散させた液晶組成物を供給し、挟み込み、その後連続で光硬化させることができるので生産性が高い。

スクリーンの少なくとも一方の表面または両面の表面には反射防止膜、防眩膜、紫外線遮断膜、あるいは防汚膜で覆われていてもよい。例えばスクリーンの表裏を反射防止膜で覆うことで、基板表面での外光反射を防ぎ、スクリーンの見栄えが良くなる場合がある。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で多様な変形が可能である。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の構成について説明する。なお、本発明の画像表示方法を、ショーウィンドウに適用する例を挙げて説明する。
図１は、本発明の画像表示方法を適用したショーウィンドウの構成である。１は表示ス
クリーンであり、レーザープロジェクター２と観察者Oが対向したリアプロジェクション
方式になっている。観察者Oは表示スクリーン１越しに、背景B（商品）を見ることができる。レーザープロジェクター２は、赤緑青の三色のレーザーを光源にし、MEMSミラーをスキャナーに用いたプロジェクターである。レーザープロジェクター２は主走査の周波数F_H＝１８kＨｚでレーザー光を走査することができる。制御装置３によって、表示スクリー
ン１は帯状領域切り替えの位置とタイミングを、レーザープロジェクター２は走査位置とタイミングを制御されている。

図２は観察者Oから見た表示スクリーン１の表示領域４であり、画像５Ａと同時に背景Bが見える様子を示している。
図１に示す表示スクリーン１は、図２に示す表示領域４にリバースモードの透過−散乱型の液晶−高分子複合体を挟持した１対の透明電極基板がはめ込まれている。図３で透明電極基板の構成を説明する。透明電極基板は、ITOをガラス上にスパッタしたものを用い
、片方がストライプ状透明電極付きガラス基板６Aであり、もう片方がベタ状透明電極付
きガラス基板６Bで構成される。ストライプ状透明電極付きガラス基板６Aの帯の間隔は２０μｍで、周辺部の電極は表示領域の末端と一致する。ベタ状透明電極付きガラス基板６Bは、表示領域全域にわたってITOがスパッタされている。したがって、表示スクリーン１は独立した帯状のセグメントを５つ備えていることになる。また、透過−散乱型の液晶−高分子複合体はリバースモードの駆動をするものであり、表示領域４は電圧を印加しない状態で光透過状態である。ベタ状透明電極付きガラス基板６Bをコモン電極とし、ストラ
イプ状透明電極付きガラス基板６Aの個々の電極に電圧を印加することで、５箇所のうち
の任意の場所に帯状領域を形成できる。

図１に示す表示スクリーン１を全面散乱状態にし、表示画像５Bを表示させると図４の
ようになる。以後の説明を容易にするため、表示画像は図２の５Ａから５Ｂへと変えてある。レーザープロジェクター２から射出される光は表示領域４全域を走査し、走査が表示領域４から出ないように位置調整されている。主走査方向と副走査方向は直行している。
次に、１周期における表示スクリーン１での帯状領域の切り替え方法と、レーザー光の走査方法を図５を用いて説明する。始めに最上段に帯状領域７aができるよう表示スクリ
ーン１を切り替え、概領域を光線で走査し、表示画像５aを描画する。次に最上段の帯状
領域を光透過状態に切り替る。同時に上から２段目に帯状領域７ｂができるようスクリーンを切り替え、概領域を光線で走査すし、表示画像５bを描画する。この手順を同様に、
全ての帯状領域について繰り返して帯状領域７ｃ〜eにそれぞれ表示画像５ｃ〜５eを描画する。最下段の帯状領域７eへの走査が終了したら、最下段の帯状領域７eを光透過状態に切り替える。同時にレーザー光を停止し、走査位置を初期位置までリセットする、ブランクタイムとする。以上で１周期が終了であり、次の周期に移る。

第１の実施の形態では、スクリーンが光散乱状態に変化し、定常状態になっている期間のみ、レーザー光を投射している。光透過状態と光散乱状態間の切り替えには一定時間を要するため、レーザー光を投射する以前に切り替え始める。光散乱状態から光透過状態への切り替えタイミングを、次の帯状領域が定常状態になった瞬間に合わせるように調整する。

リフレッシュ周波数Fを５６．８１Hzに設定し、ブランクタイムを０．１ｍｓに設定す
ると、１つの帯状領域あたり、走査時間が３．５ｍｓになり、６４本の走査線を描画できる。この場合、表示領域の面積に対し、１周期における帯状領域の面積の割合の平均値は２０％で、１周期における走査線の総数は３２０本となる。
液晶調光層を挟持する５本のストライプ状透明電極付きガラス基板６Aの代わりに、図
６で示すn本のストライプ状透明電極付きガラス基板６Cに変更する。この場合、図７に示すように帯状領域７_１〜７_nの切り替えができる。表示画像５Bをn分割した表示画像５_１
〜５_nを、順に帯状領域７_１〜７_nに描画する。リフレッシュ周波数をF、プロジェクター
２の主走査の周波数をF_Hとすると、表示領域の面積に対し、１周期における帯状領域の面積の平均値は１／nで算出される。また、１周期における走査線の総数はF_H／Fで算出される。ただし、ブランクタイムが１周期１／Fに対し、実効的に無視できるほど短いとした
。したがって、第１の実施の形態においては、ストライプ状透明電極付きガラス基板６C
のストライプの数を多くすれば、表示領域４中の背景の透過性が良好になる。また、表示のちらつきを抑えるにはFを大きくすれば良いが、その上で高精細な画像を得るためにはF_Hが十分大きいことが望まれる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、スクリーン切り替えとレーザー光投射のタイミングを第１の実施の形態におけるタイミングから変更している。画像表示装置は第１の実施の形態と同じ装置構成のものを用いる。第２の実施の形態では、スクリーンが光散乱状態に変化し、定常状態になっている期間の一部でレーザー光を投射している。

第２の実施の形態のスクリーン切り替えとレーザー光投射のタイミングを、図８を用いて説明する。図８では１周期中に、ひとつのセグメントを光透過状態に切り替えておく時間と、その帯状領域にレーザー光を投射する時間の比率が２：１になるように設定している。例えば帯状領域７aにレーザー光を走査する期間、つまり、帯状領域７ａが光散乱状
態である期間、表示画像５a^１を描画する間は帯状領域７aと７eが光散乱状態となるよう
に、また、表示画像５a^２を描画する間は帯状領域７aと７ｂが光散乱状態となるように、スクリーンの切り替えを行う。帯状領域７aへのレーザー光走査が終了したら、次に帯状
領域７ｂへのレーザー光走査を開始する。帯状領域７ｂにレーザー光を走査する期間、表示画像５ｂ^１を描画する間は帯状領域７aと７ｂが、また、表示画像５ｂ^２を描画する間
は帯状領域７ｂと７ｃが、それぞれ光散乱状態となるようにスクリーンの切り替えを行う。以下同様に切り替えを行い、帯状領域７ｃ、７ｄ、７eにそれぞれ表示画像５ｃ^１と５
ｃ^２、表示画像５ｄ^１と５ｄ^２、表示画像５e^１と５e^２を描画する。このように設定することで、レーザー投射のタイミングが前後にわずかにずれても表示に影響が出なくなり、精緻な制御装置を必要としなくなる。１周期中に、ひとつのセグメントを光透過状態に切り替えておく時間と、その帯状領域にレーザー光を投射する時間の比率は１．１：１〜３：１が好ましく、ひとつのセグメントを光透過状態に切り替えておく時間の割合が大きいほど、レーザー投射タイミングのマージンが長くなり制御が容易になるが、表示領域４中の背景の透過性が低下する傾向がある。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、表示スクリーン１として、ドットマトリクスパネルを用いた場合の画像表示を説明する。その他の装置の構成は、第１の実施の形態と同じである。ドットマトリクスパネルは、例えば表示スクリーン１に備えられた液晶調光層を挟持する基板を、両面とも図６で示すn本のストライプ状透明電極付きガラス基板６Cとし、直交するようにして対向させて、パッシブマトリクスパネルとして得ることができる。

図９に、第３の実施の形態において、マトリクスパネルを用いた表示スクリーン１での帯状領域の切り替え方法と、レーザー光の走査方法を示す。マトリクスパネルの場合、複数の隣接する画素をひとまとまりとして、同じタイミングで切り替えることにより、任意の帯状領域の最小単位を設定することができる。図９では、第１の実施の形態における図５と同じ位置、形状の帯状領域を最小単位として設定している。この場合、第１の実施の形態におけるとまったく同一の表示方法を取ることができる。

本発明で使用可能なマトリクスパネルは、一般的なドットマトリクスパネルのように高い解像度のものも使用できるが、画素数が数個〜数十個程度の簡素なマトリクスパネルで
も、大面積の透明表示を実現することができる。
第３の実施の形態では、透明表示と、通常の背景が見えない表示（非透明表示と表現する）とを組み合わせて表示することもできる。図１１に、透明表示と非透明表示を組み合わせた表示画面の例を示す。透明表示領域１０においては、表示画像５Aと、背景Bの両方を見ることができる。それに加えて、非透明表示領域１１にて、背景を見せない表示をすることができる。このように表示することで、背景の商品を強調したり、映像がより演出的になったりする。このような表示にする場合、透明表示を行う領域では第１の実施の形態におけると同じ表示方法を行い、非透明表示を行う領域では、全ての画素を散乱状態に保てば良い。図１０の表示の場合、図１１のようなマトリクスパネルを用い、透明表示領域１０内で、帯状領域を７１１〜７１４（帯状領域７１１は図１１の斜線部分を示す）のように、画素９aのような画素を複数あつめた領域として設定すればよい。非透明領域１
１では、画素９ｂのような非透明領域１１全ての素子を光散乱状態に保っておけばよい。光源は１つで表示領域全域を走査しても良いし、透明表示領域１０と非透明領域１１とで別の光源を使用しても構わない。

１：表示スクリーン
２：レーザープロジェクター
３：制御装置
４：表示スクリーンの表示領域
５A：表示画像
５B：表示画像
５_１〜５ｎ：表示画像
５a〜５e：表示画像
５a^１、５a^２ 〜 ５e^１、５e^２：表示画像
６A：ストライプ状透明電極付きガラス基板
６B：ベタ状透明電極付きガラス基板
６C：ストライプ状透明電極付きガラス基板
７_１〜７n：帯状領域
７a〜７e：帯状領域
８：ドットマトリクス
９：画素
９a、９ｂ：画素
１０：透明表示領域
１１：非透明表示領域
７１１〜７１４：帯状領域
B：背景
O：観察者
L：光線

Claims (8)

1. 電気駆動により光透過状態と光散乱状態を切り替えできる液晶調光層を表示領域に備えた表示スクリーンに、光源から前記表示スクリーンに可視光の光線を走査して画像を描画する画像表示方法であって、
   前記表示スクリーンの光散乱状態が帯状領域をなすように切り替えされ、
   前記走査における主走査方向が前記帯状領域の長さ方向と一致し、前記走査における副走査方向が前記帯状領域の幅方向と一致し、
   前記帯状領域に前記光線を走査させ、前記帯状領域の位置を前記走査の副走査と同調して周期的に変化させ、
   観察者が前記表示領域に表示される画像と、前記表示領域の背景を同時に視認できることを特徴とする画像表示方法。
2. 前記帯状領域の面積の平均値が、前記表示スクリーンの表示領域の面積に対し、１％以上、２０％以下となることを特徴とする請求項1に記載の画像表示方法。
3. リフレッシュ周波数が４０Ｈｚ以上７０Hz以下である請求項1または２に記載の画像表示
   方法。
4. 前記帯状領域における平行光線透過率が、３０％以下である請求項1〜３の何れか１項に
   記載の画像表示方法。
5. 光透過状態である前記表示スクリーンにおける平行光線透過率が、８０％以上である請求項1〜４の何れか１項に記載の画像表示方法。
6. 前記液晶調光層が、対向して配置される一対の電極付き透明基板を有し、且つ、前記基板間に、液晶と高分子樹脂を含む複合体を含むものであり、
   前記液晶が、誘電異方性が正のカイラルネマチック液晶であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の画像表示方法。
7. 前記複合体が、誘電率異方性が正であるカイラルネマチック液晶と下記一般式（１）で表される高分子前駆体を含む混合物を硬化させたものであることを特徴とする請求項６に記載の画像表示方法。
   

   

   [一般式（１）中、Ａ^１及びＡ^２はそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
   Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３は、それぞれ独立に、置換基を有しても良い２価の芳香族炭化水素環基または置換基を有しても良い２価の芳香族複素環基を表し、
   Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立に、直接結合、炭素二重結合、炭素三重結合、エーテル結合、エステル結合、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状アルキレン基、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状オキシアルキレン基を表し、
   Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状アルキレン基、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状オキシアルキレン基、又は炭素数２〜６の直鎖状アルキルエステル基を表し、
   ｍ、ｎ、ｐ及びｑは、それぞれ独立に、０または１を表す。
   ただし、Ａｒ^１、Ａｒ^２及びＡｒ^３のうち、少なくともいずれか１つは、置換基を有しても良い２価の芳香族炭化水素縮合環基又は置換基を有しても良い２価の芳香族複素環基を表す。]
8. 前記一般式（１）で表される高分子前駆体が、下記一般式（２）で表されることを特徴とする請求項７に記載の画像表示方法。
   

   

   [一般式（２）中、Ａ^１及びＡ^２はそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
   Ａｒ^４は、置換基を有しても良い２価の芳香族炭化水素縮合環基または置換基を有しても良い２価の芳香族複素縮合環基を表し、
   Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状アルキレン基、置換基を有していても良い炭素数１〜６の直鎖状オキシアルキレン基、又は炭素数２〜６の直鎖状アルキルエステル基を表し、
   ｐ、ｑは、それぞれ独立に、０または１を表す。]

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