專利名稱：光學補償板及使用該光學補償板的反射型液晶投影儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適用于液晶投影儀的光學補償板，進而涉及使用了該光學補償板的反射型液晶投影儀。
背景技術：
液晶投影儀作為能夠將個人計算機、電視機和錄像機等的圖像放大后投影到屏幕上的裝置，正在被廣泛使用。而且，過去，使用了透過型液晶單元的投影儀是主流產(chǎn)品，但是，近年來，以小型化和高清晰度為目的，正在開發(fā)使用了反射型液晶單元的反射型液晶投影儀。
根據(jù)圖1說明反射型液晶投影儀的概念，該液晶投影儀通常由光源系統(tǒng)10、圖像形成系統(tǒng)20和放大投影系統(tǒng)30構成。光源系統(tǒng)10具有白色光源11、UV·IR截止濾光片12和聚光透鏡13，使從白色光源11來的白色光L通過UV·IR截止濾光片12后，濾掉紫外線和紅外線，進而，使用聚光透鏡13聚光后，再送往圖像形成系統(tǒng)20。再有，在光源系統(tǒng)10中，一般利用偏振光分束器14(有時也簡稱為PBS)將其變化成P偏振光或S偏振光。白色光源11通常使用金屬鹵化物燈或高壓水銀燈等高亮度燈。
圖像形成系統(tǒng)20利用雙色鏡或雙色棱鏡等將來自光源系統(tǒng)10的白色光L分光為紅色光R、綠色光G和藍色光B，在與各色對應的液晶單元形成各色的圖像，圖1示出使用了雙色鏡21、22的例子。即，第1雙色鏡21只透過紅色光R和綠色光G，透過去的紅色光R和綠色光G被送往第2雙色鏡22。被第1雙色鏡21反射的藍色光B送往全反射鏡23，在此發(fā)生反射后，送往藍色偏振光分束器24B。另一方面，第2雙色鏡22只透過紅色光R，在透過第1雙色鏡21后到達這里的紅色光R和綠色光G中，綠色光G在這里反射后送往綠色偏振光分束器24G，紅色光R透過這里后被送往紅色偏振光分束器24R。
像這樣分光后并分別到達各偏振光分束器24R、24G、24B的偏振光變成P偏振光或S偏振光，所以，若各偏振光分束器24R、24G、24B將入射的P偏振光或S偏振光反射到液晶單元26R、26G、26B一側，則在各分束器的面上向其背面一側反射，并到達反射型液晶單元26R、26G、26B，這里，形成各色圖像。而且，經(jīng)位于反射型液晶單元26R、26G、26B背面的反射面所反射的偏振光再次通過液晶單元26R、26G、26B和偏振光分束器24R、24G、24B后，送往色合成棱鏡28，在此進行色合成后再送往放大投影系統(tǒng)30。再有，當光源系統(tǒng)10沒有設置偏振光分束器14時，利用設在圖像形成系統(tǒng)20中的與各色對應的偏振光分束器24R、24G、24B，使必要的P偏振光或S偏振光發(fā)生反射后，再送往液晶單元26R、26G、26B側，剩下的光或透射過去、或向光源側反射而被消耗掉了。
圖像形成系統(tǒng)20中有時使用使特定波長的線偏振光發(fā)生旋轉的元件。作為這樣的元件，有カラ-リンク公司銷售的“選色片(color-slector)”等。此外，用來使線偏振光的偏振面旋轉或使線偏振光變成近似圓偏振光的偏振光變換元件或光學補償板有時配置在偏振光分束器24R、24G、24B和液晶單元26R、26G、26B之間。圖1示出了在紅色偏振光分束器24R和液晶單元26R之間、綠色偏振光分束器24G和液晶單元26G之間、以及藍色偏振光分束器24B和液晶單元26B之間分別配置光學補償板40R、40G和40B的例子。
放大投影系統(tǒng)30具有投影透鏡31，在這里，放大與各色光對應的圖像，再將放大的圖像投影到屏幕32上。
我們知道，上述那樣的偏振光變換元件乃至光學補償板使用1/4波長板，例如，在特開2000-206463號公報(專利文獻1)、特開2001-209024號公報(專利文獻2)和特開2003-227938號公報(專利文獻3)中，示出了將1/4波長板配置在反射型液晶投影儀中的結構。
另一方面，反射型液晶投影儀中所使用的液晶單元可以是各種模式，但其中之一是在不施加電壓的狀態(tài)下液晶配置在與單元襯底大致垂直的方向上的、所謂垂直取向(VA)模式。例如，在特開平10-142605號公報(專利文獻4)、特開平11-52361號公報(專利文獻5)和特開2003-186015號公報(專利文獻6)中，示出了使用垂直取向模式的液晶單元作為反射型液晶投影儀。
專利文獻1特開2000-206463號公報專利文獻2特開2001-209024號公報專利文獻3特開2003-227938號公報專利文獻4特開平10-142605號公報專利文獻5特開平11-52361號公報專利文獻6特開2003-186015號公報發(fā)明內(nèi)容使用了垂直取向模式的液晶單元的反射型液晶投影儀要求能提高顯示的對比度。因此，為了開發(fā)出提高反射型液晶投影儀的對比度并能夠在長期間內(nèi)實現(xiàn)高質量顯示的光學補償板，本發(fā)明者進行了研究。其結果是，給具有特定的相位差特性的光學補償膜賦予了特定的反射特性，并將其積層在透明的玻璃襯底上，由此構成光學補償板，結果發(fā)現(xiàn)，通過使用這樣的光學補償板，可以提高對比度，能夠長時間維持高質量的圖像，達到本發(fā)明的目的。
即，按照本發(fā)明，可以提供一種光學補償板，在透明的玻璃襯底上積層厚度方向的相位差值大于等于80nm的光學補償膜，該光學補償膜的和空氣接觸一側的面的對波長550nm的反射率小于等于2％。
這里，為了使光學補償膜的和空氣接觸一側的面的反射率滿足上述規(guī)定，例如，可以在厚度方向的相位差值大于等于80nm的光學補償膜的一個面上直接設置抗反射膜，此外，例如，也可以準備一個面的對波長550nm的反射率小于等于2％的透明薄膜，使其另一個面與粘貼在光學補償膜的玻璃襯底上的面相反一側的面相粘貼，這樣也比較有利，其中該光學補償膜的厚度方向的相位差值大于等于80nm。因此，按照本發(fā)明，也可以提供一種光學補償板，在透明的玻璃襯底上，按順序積層厚度方向的相位差值大于等于80nm的光學補償膜、與空氣接觸的面的對波長550nm的反射率小于等于2％的透明薄膜。
在這些光學補償板中，光學補償膜除了可以由滿足上述特性的1塊薄膜構成之外，也可以由多塊、即2塊或2塊以上的積層膜，即整體滿足上述特性要求的積層膜構成。若是后者，例如可以是厚度方向的相位差值大于等于80nm的薄膜與在面內(nèi)取向的相位差膜的積層膜。
上述光學補償板可以裝入到反射型液晶投影儀中使用。因此，按照本發(fā)明，也可以提供一種反射型液晶投影儀，在反射型液晶投影儀中，和上述反射型液晶單元的反射面相反一側配置了上述光學補償板。更具體地，該反射型液晶投影儀包括白色光源、具有用來將來自該白色光源的白色光分成紅色光、綠色光和藍色光的三原色光的雙色涂敷層的光學元件、用來使各色的P偏振光或S偏振光向液晶單元側反射的偏振光分束器、反射型液晶單元和上述光學補償板。這時的光學系統(tǒng)例如具有用來將來自該白色光源的白色光分光成紅色光、綠色光和藍色光的三原色光的雙色鏡、全反射鏡和聚光透鏡。
本發(fā)明的光學補償板可以有效地使用于反射型液晶投影儀，特別是具有垂直取向模式的液晶單元的反射型液晶投影儀，將該光學補償板配置在液晶單元前面的反射型液晶投影儀的投影圖像的對比度較高，而且能長時間維持高質量的顯示。


圖1是概要地示出反射型液晶投影儀的構成例的圖。
圖2是示出本發(fā)明的光學補償板的積層結構的例子之剖面模式圖。
具體實施例方式
下面，詳細說明本發(fā)明。首先，根據(jù)以剖面模式圖示出本發(fā)明的光學補償板的層結構之例子的圖2說明該光學補償板的層結構。
在圖2(A)所示的例子中，在透明玻璃襯底41的一個面上，經(jīng)粘接劑層(未圖示)積層光學補償膜42，構成光學補償板40。該光學補償膜42厚度方向的相位差大于等于80nm。而且，在玻璃襯底41的露出面46上形成了抗反射層48。此外，在光學補償膜42的與空氣接觸一側的面47上也形成抗反射層49，使該面的對波長550nm的反射率小于等于2％。
在上述(A)中，示出了直接在光學補償膜42的與空氣接觸一側的面47上直接設置抗反射層49以減小該面的反射率的例子，但也可以準備一個面的對波長550nm的反射率小于等于2％的透明薄膜，使其另一個面與和面向光學補償膜42的玻璃襯底一側相反一側的面粘貼在一起，并減小和空氣相接觸一側的面的反射率。這時的例子在圖2(B)中示出。即，在圖2(B)所示的例子中，在透明玻璃襯底41的一個面上，經(jīng)粘接劑層(未圖示)，按照順序分別積層光學補償膜42和透明薄膜44，構成光學補償板40。而且，在玻璃襯底41的露出面46上形成抗反射層48。
此外，在透明薄膜44的和空氣接觸一側的面47上也形成抗反射層49。
進而，可以使用多層薄膜的積層膜構成光學補償膜42。圖2(C)示出以2塊薄膜的積層膜構成光學補償膜42的例子。即，在圖2(C)所示的例子中，在透明玻璃襯底41的一個面上，經(jīng)粘接劑層(未圖示)，按照順序分別積層第2光學補償膜43、第1光學補償膜42a和透明薄膜44，構成光學補償板40。第1光學補償膜42a和第2光學補償膜43的積層膜構成光學補償膜42。在該例子中，也在玻璃襯底41的露出面46上形成抗反射層48，此外，在透明薄膜44的和空氣接觸一側的面47上也形成抗反射層49。
如以上參照圖2所示的3個例子所說明的那樣，在本發(fā)明中，在透明玻璃襯底41上積層厚度方向的相位差大于等于80nm的光學補償膜42，作為光學補償板40，光學補償膜42的與空氣接觸一側的面47的反射率小于等于2％。這時，可以如圖2(A)所示的例子那樣，直接在光學補償膜42的與空氣接觸一側的面上設置抗反射層，使該面的反射率小于等于2％，也可以如圖2(B)所示的例子那樣，在一個面上形成抗反射層49，準備一個面的對波長550nm的反射率小于等于2％的透明薄膜44，使其另一個面與粘貼在面向光學補償膜42的玻璃襯底41的一側相反側的面粘貼在一起，由此，減小和空氣接觸的面的反射率。進而，也可以如圖2(C)所示的例子那樣，由多個薄膜的積層膜構成光學補償膜42。
該光學補償膜42在厚度方向示出規(guī)定的相位差值，當裝入到反射型液晶投影儀中時，用來補償由液晶單元中的液晶分子所產(chǎn)生的光學相位差。厚度方向的相位差值(Rth)是可由下式表示的值。
厚度方向的相位差值Rth＝[(nx+ny)/2-nz]×d
這里，nx、ny分別表示薄膜面內(nèi)的相位滯后軸方向和相位超前軸方向的折射率，nz表示厚度方向的折射率，d表示薄膜的厚度。
光學補償膜42的厚度方向的相位差值(Rth)大于等于80nm。對厚度方向的相位差值的上限沒有特別限定，但最好小于等于200nm。此外，該光學補償膜42的面內(nèi)相位差值(Rth)最好通常大于等于0nm而小于等于100nm，大于等于0nm而小于等于40nm則更好。由一個薄膜構成光學補償膜42時的面內(nèi)相位差值(R0)、以及由多個薄膜的積層膜構成光學補償膜42時的、厚度方向的相位差值(Rth)大于等于80nm的薄膜的面內(nèi)相位差值(R0)大于等于0nm而小于等于5nm則更加好。面內(nèi)相位差值(R0)是由下式表示的值。
面內(nèi)相位差值R0＝(nx-ny)×d其中，nx、ny和d表示的含義和上述相同。
如上所述，光學補償膜42其厚度方向的相位差值(Rth)最好大于面內(nèi)相位差值(R0)。具有這樣的相位差特性的光學補償膜例如可以通過將樹脂溶解在溶劑中的狀態(tài)下澆鑄到襯底上并使其干燥的溶劑流延法來制造。根據(jù)樹脂的種類，也可以利用熔融擠出法制造出能滿足這樣的相位差特性的薄膜。此外，也可以進行適當?shù)难由?，例如，也可以通過二軸延伸來發(fā)現(xiàn)這樣的相位差值。
作為光學補償膜42中所使用的樹脂，例如可以舉出像從具有芴骨架的改性聚碳酸酯或雙酚A得到的一般的聚碳酸酯那樣的聚碳酸酯系樹脂、像二乙酰纖維素或三乙酰纖維素、丙基纖維素、乙酰丙基纖維素、乙酰丁基纖維素那樣的纖維素系樹脂、作為降冰片烯系單體的聚合物的環(huán)狀聚烯烴系樹脂、聚砜系樹脂、聚醚砜系樹脂、聚酯系樹脂、聚酰亞胺系樹脂、聚酰胺系樹脂、芳香族聚酯系樹脂等。該樹脂薄膜的厚度通常是10～500μm左右，最好大于等于20μm而小于等于200μm。
在市售的樹脂薄膜中，也有能夠滿足上述厚度方向的相位差值(Rth)較大這一特性的薄膜。例如，作為纖維素系樹脂薄膜，有富士膠片公司出售的“フジタツク”或コニカミノルタオプト公司出售的“KC10UBR”、“KC10UDR”和“KC8UCR3”等(均為商品名稱)。在市售的環(huán)狀聚烯烴(降冰片烯系)系樹脂薄膜中，有JSR公司出售的“ア—トン”、日本ゼオン公司出售的“ゼオネツクス”和“ゼオノア”、積水化學工業(yè)公司出售的“エスシ—ナ”等(均為商品名稱)。此外，在市售的聚碳酸酯樹脂薄膜中，有帝人公司出售的“ピユアエ—ス WR”(商品名稱)等。當這些樹脂薄膜顯示出上述相位差特性時，可以直接使用。也可以在任意方向上進行適當?shù)难由?。此外，也可以將市售的樹脂重新溶解在溶劑中，再利用溶劑流延法制膜，以得到必要的相位差特性。進而，也可以從市售的相位差膜中選擇能滿足上述相位差特性的薄膜進行使用。
進而，在將液晶性化合物或板狀化合物涂敷在樹脂薄膜上的狀態(tài)下，也可以將具有上述相位差特性的薄膜作為光學補償膜42使用。液晶化合物例如可以是盤狀分子(デイスコチツク)液晶化合物或高分子液晶化合物等。作為板狀化合物，可以是像合成云母那樣的無機層狀化合物等。液晶性化合物的取向方法可以是通常的方法，例如，可以采用預先對基底膜表面進行取向處理，在其上涂敷液晶性化合物，干燥后，利用熱處理使液晶性化合物的取向固定的方法等。
光學補償膜42也可以是1塊薄膜構成，但也可以像在圖2(C)中所舉例示出的那樣，是多塊薄膜積層的狀態(tài)。當積層多塊薄膜時，例如包括將2塊或2塊以上的厚度方向的相位差值(Rth)相對較小的薄膜積層在一起，使其厚度方向的相位差值(Rth)達到所要的值的形態(tài)。再有，當積層多塊薄膜時，整個積層體的厚度方向的相位差值(Rth)是各薄膜所示厚度方向相位差值之和。
此外，在厚度方向的相位差值大于等于80nm的光學補償膜也可以積層示出其他特性的光學補償膜。作為示出上述其他特性的光學補償膜的例子，可以舉出在面內(nèi)取向的相位差膜。對積層面內(nèi)取向的相位差膜來說，希望光學補償膜42整體具有某種程度的面內(nèi)相位差值(R0)比較有利。面內(nèi)取向的相位差膜例如可以從住友化學公司出售的“スミカライト”的“SES”、“SEF”、“SET”、“SEN”各系列等中適當選擇。
當積層面內(nèi)取向的相位差膜(將圖2(C)中的符號43的薄膜作為該相位差膜)時，對第1光學補償膜42a和相位差膜43的位置關系沒有特別的限定，無論哪一個與玻璃襯底41粘貼都可以，但是，最好使相位差膜43與玻璃襯底41粘貼。這樣，在積層相位差膜43的情況下，作為積層狀態(tài)下的光學補償膜42整體，面內(nèi)的相位差值(R0)小于等于100nm，特別地，小于等于40nm是有利的。再有，在將多塊薄膜重疊在一起使各自的相位滯后軸方向一致的情況下，積層薄膜整體的面內(nèi)相位差值(R0)是各薄膜所示的面內(nèi)相位差值之和，此外，例如當將2塊薄膜進行重疊以便使各自的相位滯后軸正交時，則變成各薄膜所示的面內(nèi)相位差值的差。
在本發(fā)明中，像以上那樣構成的光學補償膜42的和空氣接觸一側的面47對波長550nm的反射率小于等于2％。該反射率最好小于等于1％，小于等于0.5％更好。這樣的特性可以通過在表面設置抗反射層49來達到?？狗瓷鋵邮菧p小與空氣層界面上的反射光的層，即防止因該反射光而引起的散射光的發(fā)生。作為形成抗反射層的金屬，通常使用的例如有由從金屬、金屬氧化物和金屬氟化物中選出的化合物形成的單層或多層。作為形成抗反射層的金屬，例如有銀等，作為金屬氧化物，例如有氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鉭、氧化釔、氧化鋯等，作為金屬氟化物，例如有氟化鎂等。該抗反射層49可以是單層，也可以例如由2層、3層或4層及4層以上的多層構成?？狗瓷鋵拥暮穸然蚱錇槎鄬訒r各層的厚度可以根據(jù)其層數(shù)、各層中所使用的物質的折射率等來適當選擇。
該抗反射層例如可以使用像真空蒸鍍法、濺射法、離子電鍍法那樣的物理汽相淀積(PVDPhysical Vapor Deposition)法和涂敷法等通常的方法，設在基底材料膜(光學補償膜42或透明薄膜44)上。
在抗反射層和基底材料膜之間也可以具有固化覆蓋膜層。作為固化覆蓋膜層，例如可以是將由丙烯酸系樹脂、硅系樹脂、蜜胺系樹脂、聚氨酯系樹脂、環(huán)氧系樹脂等固化性樹脂形成的層固化后所形成的層。這樣的層通常稱作硬涂敷層。作為構成固化覆蓋膜層的丙烯酸系樹脂，有環(huán)氧丙烯酸系樹脂、聚酯丙烯酸酯系樹脂、丙烯酸酯系樹脂、甲基丙烯酸酯下樹脂和丙烯酸聚氨酯系樹脂等。
由固化性樹脂形成的層例如可以通過將固化性樹脂涂敷在透明薄膜的表面上來進行設置。固化性樹脂也可以含有流平劑、聚合開始劑等添加劑。
對固化性樹脂的涂敷方法沒有特別限定，例如，可以利用滾涂(Roll Coating)法、凹版涂布法、噴涂法等通常的方法進行涂敷。這樣得到的固化性樹脂層利用紫外線照射、電子射線照射或熱固化等方法固化后，變成固化覆蓋膜層。固化覆蓋膜層的厚度通常小于等于10μm，最好大于等于1μm而小于等于6μm。當固化覆蓋膜層的厚度超過10μm時，固化覆蓋膜容易破損。另一方面，當其厚度小于1μm時，容易產(chǎn)生對可見光的干涉。
具有抗反射層的表面的接觸角度最好大于等于80°，大于等于100°更好。這里所說的接觸角度對于液體是使用水時的值。當與空氣接觸的面的接觸角度不到80°時，因容易附著微粒，故使用了具有上述表面的光學補償板的液晶投影儀長期使用時，對比度容易降低。接觸角度的上限是180°。
當抗反射層的表面滿足此處規(guī)定的接觸角度時，可以直接將具有該抗反射層的薄膜用于本發(fā)明。只是，多數(shù)的情況下，當通常的抗反射層因不具有這里規(guī)定的接觸角度，故這時通過在抗反射層的上表面設置由氟化物形成的層，從而可以達到上述接觸角度。由氟化物形成的層可以通過將包含該化合物的涂敷液涂敷在表面上來進行設置。為此使用的氟化物只要是表面的接觸角度能夠達到80°或者80°以上即可，對其沒有特別的限定，為了防止表面的污染，可以使用通常使用的物質，例如含氟的硅烷化合物等。為了防止表面附著指紋等污染物，這樣的氟化合物是過去在涂層(coating)等領域通常使用的化合物。
像圖2(B)和(C)所示的例子那樣，當將一個面的對波長550nm的反射率小于等于2％的透明薄膜44和光學補償膜42粘貼后，再調整與空氣接觸的面的反射率時，該透明薄膜44可以由樹脂做成的膜構成。
作為具體的例子，可以舉出像從具有芴骨架的改性聚碳酸酯或雙酚A得到的一般的聚碳酸酯那樣的聚碳酸酯系樹脂、像二乙酰纖維素或三乙酰纖維素、丙基纖維素、乙酰丙基纖維素、乙酰丁基纖維素那樣的纖維素系樹脂、聚砜系樹脂、聚醚砜系樹脂、聚酯系樹脂、聚酰亞胺系樹脂、聚酰胺系樹脂、芳香族聚酯系樹脂和作為降冰片烯系單體的聚合物的環(huán)狀聚烯烴樹脂等。透明薄膜44的厚度通常是10～1000μm左右，最好是20μm～200μm。
可以使用市售品作為該透明薄膜，例如，合適的有富士膠片公司出售的添加了紫外線吸收劑的三乙酰纖維素薄膜(在‘富士TAC’商品名的下面有‘UZ’和‘UD’的品名)或コニカミノルタオプト公司出售的添加了紫外線吸收劑的三乙酰纖維素薄膜(有‘UX2M’‘UVN’和‘8UY’的品名)。此外，有帝人公司出售的聚碳酸酯薄膜“ピユアエ—ス”、積水化學工業(yè)公司出售的降冰片烯系樹脂薄膜“エスシ—ナ”、日本ゼオン公司出售的降冰片烯系樹脂薄膜“ゼオノア”、JSR公司出售的降冰片烯系樹脂薄膜“ア—トン”等(引號中的都是商品名稱)。
此外，該透明薄膜42最好使用對波長380nm的透光率小于等于10％的膜，小于等于5％更好。這樣的特性例如通過含有苯并三唑、苯甲酸酯系、二苯甲酮系、水楊酸脂系和鎳絡合物等的所謂紫外線吸收劑來達到。為了使薄膜中含有紫外線吸收劑，可以使用公認的常規(guī)方法，例如，對形成薄膜的樹脂摻雜劑(dope)液體中添加紫外線吸收劑后再成膜的方法，將溶解了紫外線吸收劑的溶液涂敷在透明薄膜上再進行干燥、固化的方法等。紫外線吸收劑的含量最好是例如相對于100個重量單位的樹脂為0.01～10個重量單位。
包含圖2(A)所示的1塊光學補償膜42粘貼在玻璃襯底41上的情形或圖2(B)和圖2(C)所示的多塊薄膜粘貼在玻璃襯底上的情形，除了光學補償板40的玻璃襯底41之外的全部薄膜的面內(nèi)相位差值(R0)最好大于等于0nm而小于等于150nm，大于等于0nm而小于等于40nm則更好。當沒有粘貼面內(nèi)取向的相位差膜時，全部薄膜的面內(nèi)相位差值(R0)最好大于等于0nm而小于等于10nm。全部薄膜的厚度方向的相位差(Rth)最好大于等于100nm而小于等于250nm，大于等于120nm而小于等于200nm則更好。
本發(fā)明將上述那樣的光學補償膜42或光學補償膜42與透明薄膜44的積層膜積層在透明玻璃襯底41上。若是光學補償膜42與透明薄膜44的積層膜，則將該光學補償膜42側積層在玻璃襯底41上。
作為玻璃襯底41，可以使用稱之為青板玻璃或白板玻璃的通常的硅石系玻璃板或線膨脹系數(shù)小的石英玻璃等。此外，使用熱傳導率高的藍寶石玻璃(Sapphire glass)或水晶玻璃、YAG(釔鋁石榴石)玻璃等也很合適。藍寶石玻璃是氧化鋁(Al2O3)的單晶體，例如可以采用通過EFG法(Edge-defined Film-fed Growth法邊緣限定硅膜生長法)形成為板狀的單晶體，水晶玻璃可以是合成水晶，也可以是天然水晶。
再有，當在藍寶石玻璃板或水晶玻璃板等具有結晶軸和光學各向異性的玻璃板上積層光學補償膜時，有必要使玻璃的結晶軸和光學補償膜的面內(nèi)相位滯后軸大致一致，或大致錯開90度。
最好在透明玻璃襯底41的一個面、即露出面46上具有抗反射層48。透明玻璃襯底41的厚度通常是0.3～2mm左右，最好大于等于0.5nm而小于等于0.8nm。透明玻璃襯底的面積可以根據(jù)反射型液晶投影儀，特別是根據(jù)它所使用的液晶單元的形狀和外形尺寸進行適當?shù)倪x擇。典型的例子是一邊為10～100nm的長方形或正方形、直徑為5～100nm的圓形或橢圓形等。
如圖2(B)和(C)所示，當積層透明薄膜44時，使透明薄膜44成為其一個外表面，通常按照透明玻璃襯底41、光學補償膜42、透明薄膜44的順序進行積層。對于圖2(A)～(C)的所有情況，光學補償膜42的面積、以及積層透明薄膜44時的該面積通常和透明玻璃襯底41的面積大致相同，或比它稍微小一點。若薄膜的面積小一點，則容易粘貼到玻璃面上，所以，這時最好減小光學補償膜42的面積或光學補償膜42和透明薄膜44的積層膜的面積，將其粘貼在透明玻璃襯底41的內(nèi)側，距邊緣0.5～5mm左右。
玻璃襯底41和光學補償膜42的貼合、光學補償膜42和透明薄膜44的貼合、以及當用多塊薄膜的積層膜構成光學補償膜42時它們之間的貼合通常經(jīng)過粘接劑層來進行。作為構成粘接劑層的粘接劑，例如，可以使用丙烯酸系壓敏型粘接劑、尿烷壓敏型粘接劑、硅壓敏型粘接劑等壓敏型粘接劑。壓敏型粘接劑一般是透明的且具有光學各向同性。再有，壓敏型粘接劑又稱作粘合劑。粘接劑層的厚度通常是10～60μm左右。
該粘接劑最好是25℃時緩和彈性率的減小率在-0.14～-0.09范圍內(nèi)的壓敏型粘接劑。粘接劑一般表示粘彈性，當對粘彈性體瞬間加應變γ0之后再使其保持一定時，應力σ(t)隨著時間而減小并接近一定值，這就叫做應力緩和，這時，緩和的應力σ(t)可由σ(t)＝G(t)·γ0來表示，G(t)是與時間有關的彈性率，稱作緩和彈性率。換言之，緩和彈性率是隨時間而減小的應力σ(t)與外加的一定的應變r0之比。而且，25℃時緩和彈性率的減小率表示當以25℃時所測定的緩和彈性率G(t)的對數(shù)作為縱軸、以時間t(單位秒)的對數(shù)作為橫軸時曲線的斜率，是下式中的值a。
log10[G(t)]＝a·log10[t]+b這里，a和b是常數(shù)。
緩和彈性率的減小率a可以根據(jù)log10[G(t)]與log10[t]的比值，利用最小二乘法求出。
當玻璃襯底41具有光學各向異性時，有必要使其結晶軸和透過的偏振光的偏振軸平行或正交。例如，當玻璃襯底41是藍寶石玻璃時，配置成使藍寶石玻璃的C軸和透過的偏振光的偏振軸大致平行，或大致正交。
以上說明的光學補償板40適合應用于反射型液晶投影儀。具體地說，使用時配置在構成反射型液晶投影儀的液晶單元的前面，即和反射型液晶單元的反射面相反的一側。更具體地說，例如，在圖1所示的反射型液晶投影儀中，可以作為分別配置在紅色偏振光分束器24R和液晶單元26R之間、綠色偏振光分束器24G和液晶單元26G之間、以及藍色偏振光分束器24B和液晶單元26B之間的光學補償板40R、40G、40B的至少一個進行使用。當將光學補償板配置在液晶單元的前面時，玻璃襯底41和光學補償膜42或透明薄膜43中的任何一方在液晶單元一側，但是，一般地，玻璃襯底41在遠離液晶單元的一側。
因此，本發(fā)明的反射型液晶投影儀包括白色光源11；具有用來將來自光源11的白色光L分光成紅色光R、綠色光G和藍色光B的三原色光的雙色涂敷層的光學元件(通常稱作雙色鏡)21、22；用來只使各色的P偏振光或S偏振光向液晶單元26R、26G、26B側反射的偏振光分束器24R、24G、24B；液晶單元26R、26G、26B；和配置在該液晶單元26R、26G、26B前面?zhèn)鹊闹辽僖粋€本發(fā)明的上述光學補償板40R、40G、40B。使紅綠藍光學補償板40R、40G、40B全部由本發(fā)明的光學補償板構成則更加有效。配置了該光學補償板的反射型液晶投影儀的投影圖像的對比度高，而且即使長時間使用，顯示質量也很少降低。
該光學補償板對垂直取向模式(VA模式)的反射型液晶單元特別有效。垂直取向模式的液晶單元是在不施加電壓的狀態(tài)下液晶相對單元襯底大致垂直地取向，通過施加電壓來使液晶的取向狀態(tài)發(fā)生改變，從而使透過該液晶層的光的偏振狀態(tài)發(fā)生改變來進行顯示的液晶單元。
實施例下面，舉出具體例子來進一步詳細說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這些例子。再有，薄膜的厚度方向的相位差值(Rth)和面內(nèi)相位差值(R0)都使用王子計測機器公司的產(chǎn)品“K0BRA-21ADH”進行了測定。
實施例1準備下面的薄膜。
透明薄膜對一個面進行抗反射處理，并且該面的對波長550nm的表面反射率為0.5％的三乙酰纖維素。
光學補償膜厚度方向的相位差值(Rth)為110nm、面內(nèi)的相位差值(R0)為2nm、由改性纖維素系樹脂形成的薄膜(コニカミノルタオプト公司出售的“KC10UBR”)。
在上述透明薄膜的和抗反射處理面相反一側的面上，經(jīng)粘接劑積層了上述光學補償膜。該整個積層膜的厚度方向的相位差值(Rth)為160nm、面內(nèi)的相位差值(R0)為3nm。進而，對角尺寸為0.9英寸(約23mm)，在一個面已進行了抗反射處理的藍寶石玻璃板的、和抗反射處理面相反一側的面上，經(jīng)粘接劑粘貼從上面得到的透明薄膜與光學補償膜的積層膜，以便使光學補償膜在玻璃板一側，從而制作出圖2(B)所示結構的光學補償板。
當將上面制作出來的光學補償板設置在反射型液晶投影儀的紅(R)、綠(G)、藍(B)各液晶單元的前面，使該透明薄膜側在液晶單元側時，可以提高屏幕上圖像的對比度，而且可以長時間維持較高的顯示質量。
實施例2在實施例1使用的透明薄膜和光學補償膜的基礎上，再準備下面的薄膜。
相位差膜是降冰片烯系樹脂的單軸延伸膜，即面內(nèi)的相位差值(R0)為25nm、厚度方向的相位差值(Rth)為13nm的薄膜(住友化學公司出售的“SES440025”)。
經(jīng)粘接劑將上述相位差膜積層在和實施例1的過程中同樣得到的透明薄膜和光學補償膜的積層膜之光學補償膜一側。這時，對光學補償膜和相位差膜進行粘貼，使各個面內(nèi)的相位滯后軸一致。該整個積層膜的厚度方向的相位差值(Rth)為173nm、面內(nèi)的相位差值(R0)為28nm。進而，對角尺寸為0.9英寸(約23mm)，在一個面已進行了抗反射處理的藍寶石玻璃板的、和抗反射處理面相反一側的面上，經(jīng)粘接劑粘貼上述透明薄膜、光學補償膜和相位差膜的積層膜，使相位差膜成為玻璃板一側，并制作出圖2(C)所示結構的光學補償板。
當將上面制作出來的光學補償板設置在反射型液晶投影儀的紅(R)、綠(G)、藍(B)各液晶單元的前面，使該透明薄膜側在液晶單元側時，可以提高屏幕上的對比度，而且可以長時間維持較高的顯示質量。
實施例3若在實施例1使用的光學補償膜的一個面上形成抗反射層，經(jīng)粘接劑將和該抗反射層相反一側的面與單面進行了抗反射處理的藍寶石玻璃板的、和抗反射處理面相反一側的面進行貼合，則可以得到圖2(A)所示結構的光學補償板。
權利要求
1.一種光學補償板，其特征在于在透明的玻璃襯底上積層厚度方向的相位差值大于等于80nm的光學補償膜，該光學補償膜的和空氣接觸一側的面對波長550nm的反射率小于等于2％。
2.權利要求1記載的光學補償板，其特征在于在透明玻璃襯底上按順序積層厚度方向的相位差值大于等于80nm的光學補償膜、以及與空氣接觸的面的對波長550nm的反射率小于等于2％的透明薄膜。
3.權利要求1或2記載的光學補償板，其特征在于光學補償膜由厚度方向的相位差值大于等于80nm的1塊薄膜構成。
4.權利要求1或2記載的光學補償板，其特征在于光學補償膜是2塊薄膜的積層膜，即整個積層膜的厚度方向的相位差值大于等于80nm。
5.權利要求4記載的光學補償板，其特征在于光學補償膜是厚度方向的相位差值大于等于80nm的薄膜、和面內(nèi)取向的相位差膜的積層膜。
6.權利要求5記載的光學補償板，其特征在于積層狀態(tài)下的光學補償膜的面內(nèi)的相位差值小于等于100nm。
7.權利要求1、2、5和6中任何一項記載的光學補償板，其特征在于除了玻璃襯底以外的全部薄膜的厚度方向的相位差值大于等于100nm。
8.權利要求3記載的光學補償板，其特征在于除了玻璃襯底以外的全部薄膜的厚度方向的相位差值大于等于100nm。
9.權利要求4記載的光學補償板，其特征在于除了玻璃襯底以外的全部薄膜的厚度方向的相位差值大于等于100nm。
10.權利要求7記載的光學補償板，其特征在于除了玻璃襯底以外的全部薄膜的厚度方向的相位差值大于等于100nm而小于等于250nm。
11.一種反射型液晶投影儀，其特征在于權利要求1、2、5、6、8～10中任何一項記載的光學補償板配置在反射型液晶單元的反射面的相反一側。
12.一種反射型液晶投影儀，其特征在于權利要求3記載的光學補償板配置在反射型液晶單元的反射面的相反一側。
13.一種反射型液晶投影儀，其特征在于權利要求4記載的光學補償板配置在反射型液晶單元的反射面的相反一側。
14.一種反射型液晶投影儀，其特征在于權利要求7記載的光學補償板配置在反射型液晶單元的反射面的相反一側。
15.權利要求9記載的反射型液晶投影儀，其特征在于反射型液晶單元是垂直取向模式。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能提高反射型液晶投影儀的對比度、而且能實現(xiàn)長時間、高質量的顯示的光學補償板，進而提供使用了該光學補償板的反射型液晶投影儀。提供這樣一種光學補償板(40)，在透明的玻璃襯底(41)上積層厚度方向的相位差值大于等于80nm的光學補償膜(42)，該光學補償膜(42)的和空氣接觸一側的面(47)對波長550nm的反射率小于等于2％。通過在光學補償膜(42)的一個面上直接形成抗反射膜(49)，從而可以實現(xiàn)上述反射率，此外，通過準備一個面上設有抗反射層(49)的透明薄膜(44)，并將其粘貼在光學補償膜(42)的和空氣接觸一側的面上，也可以實現(xiàn)上述反射率。光學補償膜(42)可以由多塊薄膜(42a、43)的積層膜構成。
文檔編號G02B27/28GK1841101SQ200610071640
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月27日 優(yōu)先權日2005年3月29日
發(fā)明者林成年 申請人:住友化學株式會社