JP2003227938A - Polarization conversion element and reflection liquid crystal projector using the same - Google Patents
Polarization conversion element and reflection liquid crystal projector using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ
に用いる偏光変換素子に関するものであり、さらには、
それを用いた反射型液晶プロジェクタにも関係してい
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization conversion element used in a liquid crystal projector, and further,
It is also related to a reflective liquid crystal projector using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶プロジェクタは、パーソナルコンピ
ュータやテレビ、ビデオなどの映像を拡大してスクリー
ンに写し出すことができる装置として、広く使用されて
いる。そして、従来は透過型液晶セルを用いたプロジェ
クタが主流であったが、近年、小型化や高精細化を目的
に、反射型液晶セルを用いた反射型液晶プロジェクタが
開発されている。2. Description of the Related Art Liquid crystal projectors are widely used as devices capable of enlarging and projecting images such as personal computers, televisions, and videos on a screen. In the past, a projector using a transmissive liquid crystal cell was mainstream, but in recent years, a reflective liquid crystal projector using a reflective liquid crystal cell has been developed for the purpose of miniaturization and high definition.
【0003】反射型液晶プロジェクタの概念を図1に基
づいて説明すると、かかる液晶プロジェクタは通常、光
源系10、画像形成系20及び拡大投射系30からな
る。光源系10は、白色光源11、UV・IRカットフ
ィルター12、及び集光レンズ13を有しており、白色
光源11からの白色光LをUV・IRカットフィルター
12に通して紫外線及び赤外線をカットし、さらに集光
レンズ13で集光して、画像形成系20へ送るようにな
っている。なお、光源系10では、偏光ビームスプリッ
タ14(PBSと略称されることもある)によりP偏光
又はS偏光に変換されるのが一般的である。白色光源1
1には通常、メタルハライドランプや高圧水銀ランプな
どの高輝度ランプが用いられる。The concept of the reflection type liquid crystal projector will be described with reference to FIG. 1. Such a liquid crystal projector usually comprises a light source system 10, an image forming system 20 and a magnifying projection system 30. The light source system 10 includes a white light source 11, a UV / IR cut filter 12, and a condenser lens 13. The white light L from the white light source 11 is passed through the UV / IR cut filter 12 to cut ultraviolet rays and infrared rays. Then, the light is condensed by the condenser lens 13 and sent to the image forming system 20. In the light source system 10, it is general that the light is converted into P-polarized light or S-polarized light by a polarization beam splitter 14 (sometimes abbreviated as PBS). White light source 1
A high-intensity lamp such as a metal halide lamp or a high-pressure mercury lamp is usually used for 1.
【0004】画像形成系20は、白色光Lをダイクロイ
ックミラーやダイクロイックプリズムで、赤色光R、緑
色光G及び青色光Bに分光し、それぞれの色に対応する
液晶セルでそれぞれの色の像を形成し、次いで色合成を
行った後、拡大投射系30へ送るものである。図1に
は、ダイクロイックミラー21,22を用いた例を示し
ている。すなわち、第一のダイクロイックミラー21
は、赤色光R及び青色光Bだけを透過するものであり、
ここを透過した赤色光R及び青色光Bは、第二のダイク
ロイックミラー22へと送られる。第一のダイクロイッ
クミラー21で反射された緑色光Gは、全反射ミラー2
3へと送られ、ここで反射された後、緑用の偏光ビーム
スプリッタ24Gへと送られる。一方、第二のダイクロ
イックミラー22は、青色光Bだけを透過するものであ
り、第一のダイクロイックミラー21を通過してここへ
到達した赤色光R及び青色光Bのうち、赤色光Rは第二
のダイクロイックミラー22で反射して、赤用の偏光ビ
ームスプリッタ24Rへと送られ、青色光Bは第二のダ
イクロイックミラー22を透過して、青用の偏光ビーム
スプリッタ24Bへと送られる。The image forming system 20 splits the white light L into red light R, green light G and blue light B by a dichroic mirror or a dichroic prism, and forms an image of each color in a liquid crystal cell corresponding to each color. The image is formed, then color-synthesized, and then sent to the magnifying projection system 30. FIG. 1 shows an example using the dichroic mirrors 21 and 22. That is, the first dichroic mirror 21
Is for transmitting only red light R and blue light B,
The red light R and the blue light B transmitted therethrough are sent to the second dichroic mirror 22. The green light G reflected by the first dichroic mirror 21 is reflected by the total reflection mirror 2
3 and is reflected here, and then sent to the polarizing beam splitter 24G for green. On the other hand, the second dichroic mirror 22 transmits only the blue light B, and the red light R out of the red light R and the blue light B which have reached the first dichroic mirror 21 through the first dichroic mirror 21 is the first light. The light is reflected by the second dichroic mirror 22 and sent to the red polarization beam splitter 24R, and the blue light B passes through the second dichroic mirror 22 and is sent to the blue polarization beam splitter 24B.
【0005】こうして分光され、それぞれの偏光ビーム
スプリッタ24R,24G,24Bへと到達する偏光
は、P偏光又はS偏光となっているので、各偏光ビーム
スプリッタ24R,24G,24Bが、入射するP偏光
又はS偏光を液晶セル26R,26G,26B側へ反射
するようにしておけば、各スプリッタ面で、その背面側
へ反射し、各色に対応する偏光変換素子40R,40
G,40Bを経て、反射型液晶セル26R,26G,2
6Bへと到達し、ここで各色の画像が形成される。そし
て、反射型液晶セル26R,26G,26Bの背面側に
設けられた反射面で反射した偏光は、再び液晶セル26
R,26G,26B、偏光変換素子40R,40G,4
0B及び偏光ビームスプリッタ24R,24G,24B
を通って、色合成プリズム28へと送られ、ここで色合
成されて、拡大投射系30へと送られる。なお、光源系
10に偏光ビームスプリッタ14を設けなかった場合
は、画像形成系20に設けられた各色に対応する偏光ビ
ームスプリッタ24R,24G,24Bで、必要なP偏
光又はS偏光が反射されて液晶セル26R,26G,2
6B側へ送られ、残りは透過又は光源側への反射によっ
て消費されることになる。The polarized light thus split and reaching the respective polarization beam splitters 24R, 24G, and 24B is P-polarized light or S-polarized light, so that the respective polarized beam splitters 24R, 24G, and 24B enter the P-polarized light. Alternatively, if the S-polarized light is reflected to the liquid crystal cells 26R, 26G, and 26B side, each splitter surface reflects it to the rear surface side, and the polarization conversion elements 40R and 40R corresponding to the respective colors.
After passing through G and 40B, the reflection type liquid crystal cells 26R, 26G and 2
6B, where an image of each color is formed. Then, the polarized light reflected by the reflecting surface provided on the back side of the reflective liquid crystal cells 26R, 26G, and 26B is again reflected by the liquid crystal cell 26.
R, 26G, 26B, polarization conversion elements 40R, 40G, 4
0B and polarization beam splitters 24R, 24G, 24B
And is sent to the color combining prism 28, where the colors are combined and sent to the magnifying projection system 30. If the polarization beam splitter 14 is not provided in the light source system 10, the necessary P-polarized light or S-polarized light is reflected by the polarization beam splitters 24R, 24G, 24B corresponding to the respective colors provided in the image forming system 20. Liquid crystal cells 26R, 26G, 2
6B, and the rest is consumed by transmission or reflection on the light source side.
【0006】画像形成系20には、特定波長の直線偏光
を回転させる素子が使われることもある。そのような素
子として、カラーリンク社製の“カラーセレクト”など
がある。また、偏光変換素子40R,40G,40B
は、直線偏光の偏光面を回転させたり、直線偏光をほぼ
円偏光にしたりするために用いられる。図1には、偏光
ビームスプリッタ24R,24G,24Bと液晶セル2
6R,26G,26Bとの間に偏光変換素子40R,4
0G,40Bが配置される例を示したが、場合によって
は、この位置ではなく、偏光ビームスプリッタ24R,
24G,24Bの前面側、すなわち、ダイクロイックミ
ラー22と偏光ビームスプリッタ24Rの間、ダイクロ
イックミラー22と偏光ビームスプリッタ24Bの間、
及び全反射ミラー23と偏光ビームスプリッタ24Gの
間に、偏光変換素子が配置されることもある。またここ
では、最初に緑色光を分光し、次に赤色光と青色光を分
光する形式を示したが、ダイクロイックミラーの選択に
より、分光の順番は任意に変更できる。The image forming system 20 may include an element for rotating linearly polarized light of a specific wavelength. An example of such an element is "Color Select" manufactured by Color Link Co., Ltd. Further, the polarization conversion elements 40R, 40G, 40B
Is used to rotate the plane of polarization of linearly polarized light or to convert linearly polarized light into substantially circularly polarized light. In FIG. 1, the polarization beam splitters 24R, 24G and 24B and the liquid crystal cell 2 are shown.
Polarization conversion elements 40R, 4 between 6R, 26G, 26B
Although the example in which 0G and 40B are arranged is shown, in some cases, the polarization beam splitters 24R and
The front side of 24G, 24B, that is, between the dichroic mirror 22 and the polarization beam splitter 24R, between the dichroic mirror 22 and the polarization beam splitter 24B,
A polarization conversion element may be disposed between the total reflection mirror 23 and the polarization beam splitter 24G. Further, here, the format in which the green light is first split and then the red light and the blue light are split is shown, but the order of the splitting can be arbitrarily changed by selecting the dichroic mirror.
【0007】拡大投射系30は、投射レンズ31を有し
ており、ここでそれぞれの光に対応する画像が拡大され
て、スクリーン32へ拡大像を投影することになる。The magnifying projection system 30 has a projection lens 31, where an image corresponding to each light is magnified and a magnified image is projected on the screen 32.
【0008】このような反射型液晶プロジェクタ、ある
いはそれに用いる偏光ビームスプリッタや偏光変換素子
について、従来から各種の提案がなされている(例え
ば、特許文献1〜4参照)。Various proposals have been made for such a reflection type liquid crystal projector, or a polarization beam splitter and a polarization conversion element used therefor (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
【0009】[0009]
【特許文献1】特開2000−206463号公報[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-206463
【特許文献2】特開2001−209024号公報[Patent Document 2] Japanese Patent Laid-Open No. 2001-209024
【特許文献3】特開2001−215491号公報[Patent Document 3] Japanese Patent Laid-Open No. 2001-215491
【特許文献4】特開平11−231132号公報[Patent Document 4] Japanese Patent Laid-Open No. 11-231132
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】反射型液晶プロジェク
タに用いられる偏光変換素子は、強い光によって発熱す
るため、空冷ファンで表面を冷却しているが、冷却効率
を上げるために風量を上げると、長時間の送風で偏光変
換素子の表面にゴミが付着し、一方で送風効率を下げる
と、偏光変換素子に蓄熱して特性が変化することから、
長期間の使用において表示される画像の色バランス、コ
ントラスト、明るさ、均一性等の表示品位が低下すると
いう問題があった。Since the polarization conversion element used in the reflection type liquid crystal projector generates heat by strong light, its surface is cooled by an air-cooling fan. However, if the air volume is increased to improve the cooling efficiency, Dust adheres to the surface of the polarization conversion element by blowing air for a long time, and if the efficiency of blowing air is reduced, heat is accumulated in the polarization conversion element and the characteristics change.
There is a problem that the display quality such as color balance, contrast, brightness, and uniformity of an image displayed during long-term use deteriorates.
【0011】そこで本発明者は、長時間にわたって表示
品位の安定した反射型液晶プロジェクタを実現し得る偏
光変換素子を開発すべく、研究を行ってきた。その結
果、ガラス基材に位相差板を貼合した偏光変換素子にお
いて、その位相差板を特定の材料で構成することによ
り、熱による性能変化を抑制することができ、さらにこ
の位相差板の表面を特定性状とすることにより、空冷フ
ァンによる冷却効率を上げてもゴミなどの付着がなく、
投射される画像の色バランスやコントラスト、明るさ、
均一性など、表示品質の低下が少ない反射型液晶プロジ
ェクタを与え得ることを見出し、本発明に至った。Therefore, the present inventor has conducted research to develop a polarization conversion element that can realize a reflection type liquid crystal projector with stable display quality for a long time. As a result, in the polarization conversion element in which the retardation plate is attached to the glass substrate, the performance change due to heat can be suppressed by configuring the retardation plate with a specific material. By making the surface a specific property, even if the cooling efficiency by the air cooling fan is improved, there is no adhesion of dust, etc.
The color balance, contrast, and brightness of the projected image,
The present inventors have found that a reflective liquid crystal projector can be provided with less deterioration in display quality such as uniformity, and have reached the present invention.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ガラ
ス基材に、140℃以上のガラス転移温度及び50×1
0-13cm2/dyne以下の光弾性係数を有する樹脂からなる
位相差板が積層され、その位相差板の露出面における表
面接触角度が80度以上である偏光変換素子を提供する
ものである。この偏光変換素子においては、ガラス基材
と位相差板に加えて、直線偏光板を積層することもでき
る。That is, the present invention provides a glass substrate with a glass transition temperature of 140 ° C. or higher and 50 × 1.
It is intended to provide a polarization conversion element in which retardation plates made of a resin having a photoelastic coefficient of 0 -13 cm 2 / dyne or less are laminated, and a surface contact angle on the exposed surface of the retardation plate is 80 degrees or more. . In this polarization conversion element, a linear polarizing plate may be laminated in addition to the glass base material and the retardation plate.
【0013】この偏光変換素子は、反射型液晶プロジェ
クタに組み込まれて用いられる。したがって本発明はま
た、上記の偏光変換素子が反射型液晶セルの反射面とは
反対側に配置されてなる反射型液晶プロジェクタをも提
供する。この反射型液晶プロジェクタはより具体的に
は、白色光源と、その白色光源からの白色光を赤色光、
緑色光及び青色光の三原色の光に分光するためのダイク
ロイックコート層を有する光学部品と、それぞれの色の
P偏光又はS偏光のみを液晶セル側へ反射させるための
偏光ビームスプリッタと、反射型液晶セルと、上記の偏
光変換素子とを有している。This polarization conversion element is used by being incorporated in a reflection type liquid crystal projector. Therefore, the present invention also provides a reflective liquid crystal projector in which the above-mentioned polarization conversion element is arranged on the side opposite to the reflective surface of the reflective liquid crystal cell. More specifically, this reflective liquid crystal projector is a white light source and white light from the white light source is red light.
An optical component having a dichroic coating layer for splitting into three primary colors of green light and blue light, a polarization beam splitter for reflecting only P-polarized light or S-polarized light of each color to the liquid crystal cell side, and a reflective liquid crystal It has a cell and the above-mentioned polarization conversion element.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の偏光変換素子に適用され
るガラス基材は、透明なものであれば特に限定はなく、
例えば、白板ガラス、青板ガラス、サファイアガラス
板、水晶ガラス板などであり得る。なかでも、サファイ
アガラス板や水晶ガラス板は、熱伝導係数が大きく、放
熱効率に優れるため、好ましい。サファイアガラス板
は、アルミナ(Al2O3)の単結晶体であって、例えば
EFG法(Edge-defined Film-fedGrowth 法 )により
板状に形成されたものなどが用いられる。水晶ガラス板
は、SiO2 の単結晶であって、天然水晶でも人工水晶
でもよい。なお、サファイアガラス板や水晶ガラス板を
用いる場合は、その結晶軸と位相差板の延伸軸をほぼ一
致させるか、又はほぼ90度ずらす必要がある。また、
サファイアガラス板や水晶ガラス板に偏光板を積層する
ときは、ガラスの結晶軸と偏光板の吸収軸をほぼ一致さ
せるか、又はほぼ90度ずらす必要がある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The glass substrate applied to the polarization conversion element of the present invention is not particularly limited as long as it is transparent.
For example, it may be a white plate glass, a blue plate glass, a sapphire glass plate, a quartz glass plate, or the like. Of these, a sapphire glass plate and a quartz glass plate are preferable because they have a large thermal conductivity coefficient and excellent heat dissipation efficiency. The sapphire glass plate is a single crystal body of alumina (Al 2 O 3 ), and for example, a plate-shaped plate formed by the EFG method (Edge-defined Film-fed Growth method) is used. The quartz glass plate is a single crystal of SiO 2 , and may be natural quartz or artificial quartz. When a sapphire glass plate or a quartz glass plate is used, it is necessary to make the crystal axis of the sapphire glass plate and the stretching axis of the retardation plate substantially coincide with each other or to shift them by about 90 degrees. Also,
When a polarizing plate is laminated on a sapphire glass plate or a quartz glass plate, the crystal axis of the glass and the absorption axis of the polarizing plate need to be substantially coincident with each other, or they should be shifted by approximately 90 degrees.
【0015】ガラス板の場合、その厚みは通常0.1〜
3mm程度であり、好ましくは0.3〜2mm程度である。
また、ガラス板の形状や外形寸法は、目的とする反射型
液晶プロジェクタ、特にそこに用いる液晶セルの形状や
外形寸法に応じて適宜選択されるが、代表的な例を示せ
ば、一辺が10〜100mmの長方形又は正方形、直径が
5〜100mmの円形又は楕円形などがある。In the case of a glass plate, its thickness is usually 0.1-
It is about 3 mm, preferably about 0.3 to 2 mm.
The shape and external dimensions of the glass plate are appropriately selected according to the shape and external dimensions of the target reflective liquid crystal projector, particularly the liquid crystal cell used therein. There are rectangles or squares of -100 mm, circles or ellipses of 5-100 mm in diameter, and the like.
【0016】ガラス基材は、位相差板が積層される側と
は反対側の面、すなわち露出面に、反射防止層を有する
のが好ましい。また、ガラス基材は、その片面又は両面
にダイクロイックコート層を形成して、特定波長範囲の
光のみを透過し、他の波長範囲の光は透過しない特性を
有していてもよい。片面にダイクロイックコート層を有
する場合は、そのダイクロイックコート層の上に位相差
板が積層されてもよいし、ダイクロイックコート層とは
反対側の面に位相差板が積層されてもよい。またガラス
基材は、2個又はそれより多くのガラス部品を貼り合せ
た偏光ビームスプリッタでもよい。偏光ビームスプリッ
タのガラス面に上記ダイクロイックコート層を有してい
てもよい。さらに、平凸レンズや平凹レンズなども使用
できる。The glass substrate preferably has an antireflection layer on the surface opposite to the side where the retardation film is laminated, that is, on the exposed surface. Further, the glass base material may have a characteristic that a dichroic coating layer is formed on one surface or both surfaces of the glass base material to transmit only light in a specific wavelength range and not transmit light in other wavelength ranges. When the dichroic coat layer is provided on one surface, the retardation plate may be laminated on the dichroic coat layer, or the retardation plate may be laminated on the surface opposite to the dichroic coat layer. Further, the glass substrate may be a polarization beam splitter in which two or more glass parts are bonded together. The glass surface of the polarization beam splitter may have the above dichroic coat layer. Further, a plano-convex lens or a plano-concave lens can be used.
【0017】ガラス基材には位相差板が積層されるが、
この位相差板は、140℃以上のガラス転移温度及び5
0×10-13cm2/dyne以下の光弾性係数を有する樹脂か
らなる。ガラス転移温度が140℃より低いか又は光弾
性係数が50×10-13cm2/dyneより大きい樹脂からな
る位相差板を用いると、それを組み込んだ液晶プロジェ
クタを長時間にわたって使用した場合に、表示品質の低
下を招きやすくなる。なお、光弾性とは、等方性、すな
わち複屈折が0である物質に外力を加えて内部に応力を
起こさせたときに、光学的異方性を呈し、複屈折を示す
ようになる現象をいう。物質に作用する応力(単位面積
あたりに作用する力)をσとし、複屈折をΔnとした場
合、応力σと複屈折Δnは理論的には比例関係にあっ
て、Δn=Cσと表すことができ、このCが光弾性係数
である。換言すれば、物質に作用する応力σを横軸にと
り、その応力が作用したときの複屈折Δnを縦軸にとる
と、理論的には両者の関係は直線となり、この直線の勾
配が光弾性係数である。A retardation plate is laminated on the glass substrate,
This retarder has a glass transition temperature of 140 ° C. or higher and 5
It is made of a resin having a photoelastic coefficient of 0 × 10 −13 cm 2 / dyne or less. When a retardation plate made of a resin having a glass transition temperature lower than 140 ° C. or a photoelastic coefficient larger than 50 × 10 −13 cm 2 / dyne is used, when a liquid crystal projector incorporating it is used for a long time, The display quality is likely to deteriorate. Photoelasticity is a phenomenon that isotropic, that is, when an external force is applied to a substance having a birefringence of 0 to cause internal stress, it exhibits optical anisotropy and exhibits birefringence. Say. When the stress acting on a substance (force acting on a unit area) is σ and the birefringence is Δn, the stress σ and the birefringence Δn are theoretically proportional to each other and may be expressed as Δn = Cσ. Yes, this C is the photoelastic coefficient. In other words, when the stress σ acting on a substance is plotted on the horizontal axis and the birefringence Δn when the stress acts is plotted on the vertical axis, theoretically the relationship between the two becomes a straight line, and the gradient of this straight line is the photoelasticity. It is a coefficient.
【0018】本発明では、位相差板として、ガラス転移
温度が140℃以上で光弾性係数が50×10-13cm2/
dyne以下の樹脂を用いる。このガラス転移温度は、15
0℃以上であるのが好ましく、さらには160℃以上で
あるのが一層好ましい。また光弾性係数は、10×10
-13cm2/dyne以下であるのが好ましく、さらには6×1
0-13cm2/dyne以下であるのが一層好ましい。位相差板
を構成する樹脂のガラス転移温度の上限には特別な制限
はなく、例えば、ガラス転移温度が300℃程度の樹脂
であってもよい。また、光弾性係数の下限にも特別な制
限はなく、例えば、光弾性係数が0.1×10-13cm2/d
yne 程度の樹脂であってもよい。In the present invention, the retardation plate has a glass transition temperature of 140 ° C. or higher and a photoelastic coefficient of 50 × 10 -13 cm 2 /
The resin below dyne is used. This glass transition temperature is 15
The temperature is preferably 0 ° C or higher, and more preferably 160 ° C or higher. The photoelastic coefficient is 10 × 10.
-13 cm 2 / dyne or less, preferably 6 × 1
More preferably, it is not more than 0 -13 cm 2 / dyne. There is no particular limitation on the upper limit of the glass transition temperature of the resin forming the retardation plate, and for example, a resin having a glass transition temperature of about 300 ° C. may be used. Also, there is no particular limitation on the lower limit of the photoelastic coefficient. For example, the photoelastic coefficient is 0.1 × 10 −13 cm 2 / d.
It may be a resin of about yne.
【0019】ガラス転移温度が140℃以上で光弾性係
数が50×10-13cm2/dyne以下である特性を示す樹脂
としては、例えば、ノルボルネン系のモノマーを用いた
環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、
ポリサルフォン系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹
脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミ
ド系樹脂、ポリアリレート系樹脂などが挙げられる。市
販のノルボルネン系樹脂フィルムには、ジェイエスアー
ル(株)製の“アートン”(商品名)や日本ゼオン
(株)製の“Zeonex”(商品名)などがある。また、市
販のポリカーボネート系樹脂フィルムには、帝人(株)
製の“ピュアエースWR”(商品名)などがある。Examples of the resin having a glass transition temperature of 140 ° C. or higher and a photoelastic coefficient of 50 × 10 -13 cm 2 / dyne or less include, for example, a cyclic polyolefin resin using a norbornene monomer and a polycarbonate resin. resin,
Examples thereof include polysulfone-based resin, polyether sulfone-based resin, polyester-based resin, polyimide-based resin, polyamide-based resin, and polyarylate-based resin. Commercially available norbornene-based resin films include "Arton" (trade name) manufactured by JSR Co., Ltd. and "Zeonex" (trade name) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. In addition, commercially available polycarbonate resin films include Teijin Ltd.
There is "Pure Ace WR" (trade name) manufactured by the company.
【0020】これらの樹脂から位相差板を作製するに
は、例えば、これらの樹脂からなるフィルムを延伸すれ
ばよく、延伸の程度により、目的とするレターデーショ
ンを有する位相差板とすることができる。また、市販さ
れている位相差板を用いることもできる。位相差板の厚
みは通常10〜500μm 程度であり、好ましくは50
μm 以上、また150μm 以下である。To produce a retardation plate from these resins, for example, a film made of these resins may be stretched, and a retardation plate having a desired retardation can be obtained depending on the degree of stretching. . Alternatively, a commercially available retardation plate can be used. The thickness of the retarder is usually about 10 to 500 μm, preferably 50.
It is not less than μm and not more than 150 μm.
【0021】位相差板が1/4波長板の場合、そのレタ
ーデーション値は、これを透過する光が赤色光である場
合には145〜175nm程度であり、緑色光である場合
には125〜145nm程度であり、また青色光である場
合には108〜125nm程度である。位相差板が1/2
波長板の場合、そのレターデーション値は、これを透過
する光が赤色光である場合には290〜350nm程度で
あり、緑色光である場合には250〜290nm程度であ
り、また青色光である場合には216〜250nm程度で
ある。When the retardation plate is a quarter-wave plate, its retardation value is about 145 to 175 nm when the light passing through it is red light, and 125 to 175 nm when it is green light. It is about 145 nm, and in the case of blue light, it is about 108 to 125 nm. Phase difference plate is 1/2
In the case of a wave plate, the retardation value thereof is about 290 to 350 nm when the light passing therethrough is red light, about 250 to 290 nm when the light is green light, and blue light. In this case, it is about 216 to 250 nm.
【0022】かかる位相差板は、ガラス基材の一方の面
側に、例えば、接着剤層を介して積層される。この場合
の接着剤としては、通常、透明で光学的に等方性のもの
が用いられる。具体的には、アクリル系感圧型接着剤、
ウレタン系感圧型接着剤、シリコーン系感圧接着剤など
の感圧型接着剤が好ましい。接着剤層の厚みは、通常1
0〜60μm 程度、好ましくは10〜30μm である。
なお、感圧型接着剤は粘着剤とも呼ばれている。The retardation plate is laminated on one surface side of the glass base material, for example, via an adhesive layer. As the adhesive in this case, a transparent and optically isotropic adhesive is usually used. Specifically, an acrylic pressure-sensitive adhesive,
A pressure sensitive adhesive such as a urethane pressure sensitive adhesive or a silicone pressure sensitive adhesive is preferable. The thickness of the adhesive layer is usually 1
It is about 0 to 60 μm, preferably 10 to 30 μm.
The pressure sensitive adhesive is also called an adhesive.
【0023】この接着剤は、25℃における緩和弾性率
の減少率が−0.14〜−0.09の範囲にある感圧型接
着剤が好ましい。接着剤は一般に、粘弾性を示し、粘弾
性体に歪みγ0 を瞬間的に与えた後それを一定に保つ
と、応力σ(t) が時間の経過とともに減少して一定値に
近づき、これを応力緩和というが、このとき、緩和する
応力σ(t) はσ(t)=G(t)・γ0 と表すことができ、G
(t) は時間に依存する弾性率で、これを緩和弾性率とい
う。換言すれば、緩和弾性率は、時間とともに減少する
応力σ(t) と外から加えた一定歪みγ0 の比である。そ
して、25℃における緩和弾性率の減少率とは、温度2
5℃で測定される緩和弾性率G(t) を縦軸に、時間t
(単位:秒)を横軸にして両対数プロットしたときの一
時勾配を意味し、次式
log10[G(t)]=a・log10[t]+b
(ここで、a及びbは定数である)における値aのこと
である。緩和弾性率の減少率aは、log10[t] に対する
log10[G(t)] の値から、最小二乗法により求めること
ができる。This adhesive is preferably a pressure-sensitive adhesive having a relaxation elastic modulus reduction rate at 25 ° C. in the range of -0.14 to -0.09. Adhesives generally exhibit viscoelasticity, and if the strain γ 0 is momentarily applied to the viscoelastic body and then kept constant, the stress σ (t) decreases with time and approaches a constant value. Is called stress relaxation. At this time, the stress σ (t) to be relaxed can be expressed as σ (t) = G (t) · γ 0, and G
(t) is a time-dependent elastic modulus, which is called relaxation elastic modulus. In other words, the relaxation elastic modulus is the ratio of the stress σ (t) that decreases with time and the constant strain γ 0 applied from the outside. And, the decrease rate of the relaxation elastic modulus at 25 ° C. is the temperature 2
The relaxation elastic modulus G (t) measured at 5 ° C. is plotted on the vertical axis and the time t
(Unit: second) means the temporal gradient when plotted in logarithmic scale on the horizontal axis, and the following equation log 10 [G (t)] = a · log 10 [t] + b (where a and b are constants) Is the value a in. The relaxation rate a of relaxation elastic modulus is relative to log 10 [t]
It can be obtained from the value of log 10 [G (t)] by the method of least squares.
【0024】本発明の偏光変換素子においては、位相差
板を2枚以上積層してもよい。この場合、複数の位相差
板のレターデーション値は、同一でも異なっていてもよ
い。また、位相差板を2枚以上積層する場合の貼合角度
は、各々の遅相軸方向がほぼ一致するようにしてもよい
し、その方向をずらしてもよい。1/4波長板2枚を各
々の遅相軸がほぼ一致するように貼合すれば、1/2波
長板と同じ機能を発現するものとなる。また、レターデ
ーション値が275nm±10nmの範囲にある位相差板と
レターデーション値が140nm±5nmの範囲にある位相
差板を、遅相軸が60度ずれるように積層すれば、広い
波長範囲にわたって1/4波長板の機能を発現するもの
となる。In the polarization conversion element of the present invention, two or more retardation plates may be laminated. In this case, the retardation values of the plurality of retardation plates may be the same or different. When laminating two or more retardation plates, the laminating angles may be such that the slow axis directions are substantially the same, or the directions may be shifted. If the two quarter-wave plates are bonded so that their slow axes are substantially the same, the same function as that of the half-wave plate is exhibited. Also, if a retardation plate having a retardation value in the range of 275 nm ± 10 nm and a retardation plate having a retardation value in the range of 140 nm ± 5 nm are laminated so that the slow axis is shifted by 60 degrees, a wide wavelength range can be obtained. The function of the quarter wave plate is exhibited.
【0025】本発明の偏光変換素子は、ガラス基材と位
相差板に加えて、直線偏光板を積層したものであっても
よい。直線偏光板としては通常、偏光子フィルムの片面
又は両面に保護フィルムが積層されたものが用いられ
る。偏光子フィルムとしては、例えば、ポリビニルアル
コール系樹脂フィルムに二色性染料又はヨウ素を吸着配
向させたものが用いられるが、なかでも、二色性染料が
吸着配向されたものは、耐熱性などの点で好ましい。直
線偏光板の保護フィルムとしては、例えば、ジアセチル
セルロースやトリアセチルセルロースのようなセルロー
ス系樹脂からなるフィルムが用いられる。The polarization conversion element of the present invention may be a laminate of a linear polarizing plate in addition to the glass substrate and the retardation plate. As the linearly polarizing plate, one having a protective film laminated on one side or both sides of a polarizer film is usually used. As the polarizer film, for example, a polyvinyl alcohol-based resin film in which a dichroic dye or iodine is adsorbed and oriented is used. It is preferable in terms. As the protective film for the linear polarizing plate, for example, a film made of a cellulose resin such as diacetyl cellulose or triacetyl cellulose is used.
【0026】直線偏光板は、位相差板とガラス基材との
間や、位相差板が貼合されている面と反対側のガラス基
材面に、例えば、接着剤層を介して積層される。接着剤
層を構成する接着剤としては、先に説明したのと同様の
感圧型接着剤が好ましく使用され、この場合も、25℃
における緩和弾性率の減少率が−0.14〜−0.09で
ある感圧型接着剤が好ましい。接着剤層の厚みは、通常
10〜60μm 程度、好ましくは10〜30μm であ
る。The linear polarizing plate is laminated between the retardation plate and the glass substrate, or on the surface of the glass substrate opposite to the surface on which the retardation plate is bonded, for example, with an adhesive layer interposed therebetween. It As the adhesive constituting the adhesive layer, the same pressure-sensitive adhesive as described above is preferably used, and in this case as well, at 25 ° C.
The pressure sensitive adhesive having a relaxation elastic modulus reduction rate of -0.14 to -0.09 is preferable. The thickness of the adhesive layer is usually about 10 to 60 μm, preferably 10 to 30 μm.
【0027】位相差板と直線偏光板の配置は適宜選択さ
れるが、例えば、次のような形態などが挙げられる。
位相差板の遅相軸と直線偏光板の吸収軸を一致させ
る、
位相差板の遅相軸と直線偏光板の吸収軸を45度ず
らす、
位相差板の遅相軸と直線偏光板の吸収軸を67.5
度ずらす。The arrangement of the retardation plate and the linearly polarizing plate is appropriately selected, and examples thereof include the following forms. Align the slow axis of the retardation plate with the absorption axis of the linear polarizing plate, shift the slow axis of the retardation plate and the absorption axis of the linear polarizing plate by 45 degrees, absorb the slow axis of the retardation plate and the linear polarizing plate 67.5 axis
Stagger.
【0028】また、先に例示したレターデーション値が
275nm±10nmの範囲にある位相差板とレターデーシ
ョン値が140nm±5nmの範囲にある位相差板とが、遅
相軸を60度ずらして積層された積層位相差板に対して
は、直線偏光板の吸収軸とレターデーション値275nm
±10nmの範囲の位相差板の遅相軸が15度ずれるよう
に配置することが好ましい。その積層順序は、例えば次
のような構成が、好ましいものとして挙げられる。The retardation plate having the retardation value in the range of 275 nm ± 10 nm and the retardation plate having the retardation value in the range of 140 nm ± 5 nm, which are exemplified above, are laminated with the slow axis shifted by 60 degrees. For the laminated retardation plate, the absorption axis of the linear polarizing plate and the retardation value of 275 nm
It is preferable to dispose the retardation plate in the range of ± 10 nm so that the slow axis is displaced by 15 degrees. Regarding the stacking order, for example, the following configurations are preferable.
【0029】 レターデーション値140nm±5nmの
位相差板/レターデーション値275nm±10nmの位相
差板/直線偏光板/ガラス基材、
レターデーション値140nm±5nmの位相差板/レ
ターデーション値275nm±10nmの位相差板/ガラス
基材/直線偏光板、
レターデーション値140nm±5nmの位相差板/ガ
ラス基材/レターデーション値275nm±10nmの位相
差板/直線偏光板。Retardation value 140 nm ± 5 nm retardation plate / retardation value 275 nm ± 10 nm retardation plate / linear polarizing plate / glass substrate, retardation value 140 nm ± 5 nm retardation plate / retardation value 275 nm ± 10 nm Retardation plate / glass substrate / linear polarizing plate, retardation value 140 nm ± 5 nm retardation plate / glass substrate / retardation value 275 nm ± 10 nm retardation plate / linear polarizing plate.
【0030】本発明の偏光変換素子において、位相差板
はその一方の面が空気層に露出することになるが、この
露出面における反射率は2%以下、さらには1%以下で
あるのが、反射光に起因する迷光の発生を抑制し得るの
で好ましい。このように反射率を低くするには、例え
ば、位相差板の露出面に反射防止層を形成すればよい。
反射防止層は、通常の方法により位相差板の表面に設け
ることができる。なお、位相差板の露出面における反射
率は、可視光の全域にわたって2%以下であってもよい
が、そこを通過する光の波長範囲に対して2%以下であ
れば有効である。In the polarization conversion element of the present invention, one surface of the retardation plate is exposed to the air layer, and the reflectance on this exposed surface is 2% or less, further 1% or less. It is preferable since stray light caused by reflected light can be suppressed. To reduce the reflectance in this way, for example, an antireflection layer may be formed on the exposed surface of the retardation film.
The antireflection layer can be provided on the surface of the retardation plate by a usual method. The reflectance on the exposed surface of the retardation plate may be 2% or less over the entire visible light range, but it is effective if it is 2% or less with respect to the wavelength range of light passing therethrough.
【0031】反射防止層としては、通常使用されている
もの、例えば、金属、金属酸化物及び金属フッ化物から
選ばれる単層又は多層のものが挙げられる。金属として
は、例えば、銀などが挙げられ、金属酸化物としては、
例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、
酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムな
どが挙げられ、金属フッ化物としては、例えば、弗化マ
グネシウムなどが挙げられる。この反射防止層は、単層
であってもよいし、2層、3層、4層又はそれ以上の層
からなる多層であってもよい。反射防止層の厚みや、そ
れが多層である場合の各層の厚みは、その層数、各層に
用いる物質の屈折率などにより、適宜選択される。Examples of the antireflection layer include those usually used, for example, a single layer or a multi-layer selected from metals, metal oxides and metal fluorides. Examples of the metal include silver and the like, and examples of the metal oxide include
For example, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide,
Examples thereof include tantalum oxide, yttrium oxide, zirconium oxide, and the like, and examples of the metal fluoride include magnesium fluoride and the like. This antireflection layer may be a single layer or a multilayer consisting of two layers, three layers, four layers or more layers. The thickness of the antireflection layer and the thickness of each layer when it is a multilayer are appropriately selected depending on the number of layers, the refractive index of the substance used for each layer, and the like.
【0032】かかる反射防止層は、例えば、真空蒸着
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法のよう
な物理気相堆積(PVD:Physical Vapor Deposition
)法、コーティング法など、通常の方法により設ける
ことができる。The antireflection layer is formed by physical vapor deposition (PVD: Physical Vapor Deposition) such as a vacuum vapor deposition method, a sputtering method and an ion plating method.
) Method, coating method and the like.
【0033】なお、反射防止層と位相差板の間に硬化皮
膜層を有していてもよい。硬化皮膜層としては、例え
ば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、メラミン系樹
脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂などの硬化性樹脂
からなる層を硬化してなる層が挙げられる。このような
層は、通常、ハードコート層と呼ばれている。硬化皮膜
層を構成するアクリル系樹脂としては、エポキシアクリ
レート系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、アク
リル酸エステル系樹脂、メタクリル酸エステル系樹脂、
アクリルウレタン系樹脂などが例示される。硬化性樹脂
からなる層は、例えば、硬化性樹脂を位相差フィルムの
表面に塗布することにより、設けることができる。硬化
性樹脂は、レベリング剤、重合開始剤などの添加剤を含
有していてもよい。硬化塗膜層の厚みは、1〜10μm
程度であるのが好ましく、さらには2〜5μm 程度であ
るのが一層好ましい。A hardened film layer may be provided between the antireflection layer and the retardation plate. Examples of the cured film layer include a layer formed by curing a layer made of a curable resin such as an acrylic resin, a silicone resin, a melamine resin, a urethane resin, and an epoxy resin. Such a layer is usually called a hard coat layer. As the acrylic resin constituting the cured film layer, epoxy acrylate resin, polyester acrylate resin, acrylic ester resin, methacrylic ester resin,
Acrylic urethane resins and the like are exemplified. The layer made of a curable resin can be provided, for example, by applying a curable resin to the surface of the retardation film. The curable resin may contain additives such as a leveling agent and a polymerization initiator. The thickness of the cured coating layer is 1-10 μm
It is preferably about 3 to 5 μm, more preferably about 2 to 5 μm.
【0034】硬化性樹脂の塗布方法は特に限定されず、
例えば、ロールコーティング法、グラビアコーティング
法、スプレーコーティング法などの方法により塗布する
ことができる。こうして得られる硬化性樹脂層は、紫外
線照射、電子線照射、熱硬化などの方法により硬化させ
て、硬化皮膜層とされる。硬化皮膜層の厚みは、通常1
0μm 以下であり、好ましくは1μm 以上、また6μm
である。硬化皮膜層の厚みが10μm を超えると、硬化
皮膜が割れやすくなる傾向にある。一方、その厚みが1
μm より小さいと、可視光に対する干渉が生じやすくな
る。The method of applying the curable resin is not particularly limited,
For example, it can be applied by a roll coating method, a gravure coating method, a spray coating method, or the like. The curable resin layer thus obtained is cured by a method such as ultraviolet irradiation, electron beam irradiation, or heat curing to form a cured film layer. The thickness of the cured film layer is usually 1
0 μm or less, preferably 1 μm or more, and 6 μm
Is. If the thickness of the cured film layer exceeds 10 μm, the cured film tends to crack. On the other hand, its thickness is 1
If it is smaller than μm, interference with visible light is likely to occur.
【0035】本発明に係る偏光変換素子の好適な層構成
の例を図2に基づいて説明する。図2の(a)では、ガ
ラス基材41の一方の面に、位相差板42が接着剤層
(図示せず)を介して積層され、偏光変換素子40が構
成されている。そして、ガラス基材41の露出面45に
は、反射防止層48が形成されている。また、位相差板
42の露出面46にも、反射防止層49が形成されてい
る。一方、図2の(b)では、ガラス基材41の一方の
面に、直線偏光板43及び位相差板42がこの順で、そ
れぞれ接着剤層(図示せず)を介して積層され、偏光変
換素子40が構成されている。この例でも、ガラス基材
41の露出面45には、反射防止層48が形成されてお
り、また位相差板42の露出面46にも、反射防止層4
9が形成されている。An example of a suitable layer structure of the polarization conversion element according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2A, the retardation plate 42 is laminated on one surface of the glass substrate 41 via an adhesive layer (not shown) to form the polarization conversion element 40. An antireflection layer 48 is formed on the exposed surface 45 of the glass substrate 41. An antireflection layer 49 is also formed on the exposed surface 46 of the retardation plate 42. On the other hand, in FIG. 2B, the linear polarizing plate 43 and the retardation plate 42 are laminated in this order on one surface of the glass substrate 41 with an adhesive layer (not shown), respectively, and the polarized light The conversion element 40 is configured. Also in this example, the antireflection layer 48 is formed on the exposed surface 45 of the glass substrate 41, and the antireflection layer 4 is also formed on the exposed surface 46 of the retardation plate 42.
9 is formed.
【0036】本発明に係る偏光変換素子は、位相差板4
2の外面、例えば、反射防止層49を有する面における
接触角度が80度以上のものである。この表面接触角度
は、100度以上であるのがより好ましい。ここでいう
接触角度は、液体として水を用いた場合の値である。接
触角度が80度未満であると、ゴミ等の微粒子や汚れが
付着しやすいので、そのような表面を有する偏光変換素
子を用いた液晶プロジェクタは、長期間にわたって使用
した場合に、コントラストが低下しやすい傾向にある。
なお、接触角度の上限は180度である。The polarization conversion element according to the present invention comprises the retardation plate 4
The second outer surface, for example, the surface having the antireflection layer 49 has a contact angle of 80 degrees or more. This surface contact angle is more preferably 100 degrees or more. The contact angle here is a value when water is used as the liquid. When the contact angle is less than 80 degrees, fine particles such as dust and dirt are likely to be attached, and therefore a liquid crystal projector using a polarization conversion element having such a surface has a reduced contrast when used for a long period of time. It tends to be easy.
The upper limit of the contact angle is 180 degrees.
【0037】反射防止層を有する位相差板も市販されて
いるが、通常の反射防止層は、ここで規定する接触角度
を有していない。そこで、反射防止層49の上面にフッ
素化合物からなる層を設けて、接触角度を80度以上と
することができる。このために用いるフッ素化合物は、
接触角度を80度以上にし得るものであれば特に限定さ
れず、表面の汚染を防止するために通常用いられるも
の、例えば、含フッ素シラン化合物などを挙げることが
できる。かかるフッ素化合物は、表面に指紋などの汚れ
が付着するのを防止するために、通常用いられるもので
ある。好ましい含フッ素シラン化合物として、具体的に
は例えば、下記一般式(I)で示されるものが挙げられ
る。Although a retardation plate having an antireflection layer is commercially available, a usual antireflection layer does not have the contact angle defined here. Therefore, a layer made of a fluorine compound can be provided on the upper surface of the antireflection layer 49 so that the contact angle is 80 degrees or more. The fluorine compound used for this purpose is
The contact angle is not particularly limited as long as the contact angle can be 80 degrees or more, and examples thereof include those usually used for preventing surface contamination, such as fluorine-containing silane compounds. Such a fluorine compound is usually used to prevent dirt such as fingerprints from adhering to the surface. Specific examples of preferred fluorine-containing silane compounds include those represented by the following general formula (I).
【0038】 [0038]
【0039】式中、R0 は炭素数1〜16の直鎖状又は
分岐状パーフルオロアルキル基を、Xはヨウ素原子又は
水素原子を、Yは水素原子又は低級アルキル基を、Zは
フッ素原子又はトリフルオロメチル基を、R1 は加水分
解可能な基を、R2 は水素原子又は不活性な一価の有機
基を、a、b、c及びdはそれぞれ独立に0〜200の
整数を、eは0又は1を、mは0〜2の整数を、nは0
〜2の整数を、pは1以上の整数をそれぞれ表す。In the formula, R 0 is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, X is an iodine atom or a hydrogen atom, Y is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and Z is a fluorine atom. Or a trifluoromethyl group, R 1 is a hydrolyzable group, R 2 is a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, and a, b, c and d each independently represent an integer of 0 to 200. , E is 0 or 1, m is an integer of 0 to 2, and n is 0.
˜2, and p represents an integer of 1 or more.
【0040】より具体的には、例えば、下式(II)で示
され、分子量が約4,500 の含フッ素シラン化合物が
挙げられる(これらの含フッ素シラン化合物について
は、例えば、特開平 1-294709 号公報参照)。More specifically, for example, a fluorine-containing silane compound represented by the following formula (II) and having a molecular weight of about 4,500 can be mentioned. (For these fluorine-containing silane compounds, see, for example, JP-A-1- (See Japanese Patent No. 294709).
【0041】 [0041]
【0042】本発明の偏光変換素子を用いた反射型液晶
プロジェクタは、投射される画像の表示品質の低下が少
ない。この偏光変換素子は、具体的には、反射型液晶プ
ロジェクタを構成する液晶セルよりも前面側、すなわ
ち、反射型液晶セルの反射面とは反対側に配置して用い
られる。より具体的には、図1に示すような反射型液晶
プロジェクタにおいて、各三原色に対応する液晶セル2
6R,26G,26Bの前面に配置される偏光変換素子
40R,40G,40Bの少なくとも一つとして用いる
ことができる。場合によっては、偏光ビームスプリッタ
24R,24G,24Bの前面側、すなわち、ダイクロ
イックミラー22と偏光ビームスプリッタ24Rの間、
ダイクロイックミラー22と偏光ビームスプリッタ24
Bの間及び全反射ミラー23と偏光ビームスプリッタ2
4Gの間に、偏光変換素子が配置されることもある。い
ずれの場合も、白色光源11と、光源11からの白色光
Lを赤色光R、緑色光G及び青色光Bの三原色の光に分
光するためのダイクロイックコート層を有する光学部品
(通常ダイクロイックミラーと呼ばれる)21,22
と、それぞれの色のP偏光又はS偏光のみを液晶セル2
6R,26G,26B側へ反射させるための偏光ビーム
スプリッタ24R,24G,24Bと、液晶セル26
R,26G,26Bと、その液晶セル26R,26G,
26Bの少なくとも一つよりも前面側(直前でなくても
よい)に配置された本発明の偏光変換素子とを有するも
のとなる。The reflection type liquid crystal projector using the polarization conversion element of the present invention causes little deterioration in the display quality of the projected image. Specifically, the polarization conversion element is used by being arranged on the front side of the liquid crystal cell forming the reflection type liquid crystal projector, that is, on the side opposite to the reflection surface of the reflection type liquid crystal cell. More specifically, in the reflection type liquid crystal projector as shown in FIG. 1, the liquid crystal cell 2 corresponding to each of the three primary colors is used.
It can be used as at least one of the polarization conversion elements 40R, 40G, and 40B arranged in front of the 6R, 26G, and 26B. In some cases, the front side of the polarization beam splitters 24R, 24G, 24B, that is, between the dichroic mirror 22 and the polarization beam splitter 24R,
Dichroic mirror 22 and polarization beam splitter 24
Between B and the total reflection mirror 23 and the polarization beam splitter 2
A polarization conversion element may be arranged between 4G. In any case, a white light source 11 and an optical component having a dichroic coat layer for splitting the white light L from the light source 11 into lights of three primary colors of red light R, green light G and blue light B (usually a dichroic mirror and Called) 21,22
And P-polarized light or S-polarized light of each color
Polarizing beam splitters 24R, 24G and 24B for reflecting to the 6R, 26G and 26B sides, and a liquid crystal cell 26.
R, 26G, 26B and the liquid crystal cells 26R, 26G,
26B, and the polarization conversion element of the present invention arranged on the front side (not necessarily immediately before) of at least one of 26B.
【0043】反射型液晶プロジェクタにおいて分光され
る三原色の光のなかでも、特に青色光は光エネルギーが
高いため、かかる青色光Bに対応する液晶セル26Bの
偏光変換素子40Bに対して、本発明の偏光変換素子が
好適に用いられるが、もちろん、赤色光Rに対応する偏
光変換素子40Rや、緑色光Gに対応する偏光変換素子
40Gに、本発明の偏光変換素子を適用することも可能
である。偏光変換素子40R,40G,40Bのすべて
に対して、本発明の偏光変換素子を適用するのも有効で
ある。Of the three primary colors of light that are dispersed in the reflective liquid crystal projector, blue light has a high optical energy, so that the present invention is applied to the polarization conversion element 40B of the liquid crystal cell 26B corresponding to the blue light B. A polarization conversion element is preferably used, but it is of course possible to apply the polarization conversion element of the present invention to the polarization conversion element 40R corresponding to the red light R and the polarization conversion element 40G corresponding to the green light G. . It is also effective to apply the polarization conversion element of the present invention to all of the polarization conversion elements 40R, 40G, 40B.
【0044】このような反射型液晶プロジェクタにおい
て、本発明の偏光変換素子を図1に示す位置、すなわ
ち、偏光ビームスプリッタ24R,24G,24Bと液
晶セル26R,26G,26Bの間に配置する場合、図
2に示す偏光変換素子40の位相差板42側は、図1に
おける液晶セル26R,26G又は26B側、偏光ビー
ムスプリッタ24R,24G又は24B側のいずれに向
けて配置することもできるが、偏光変換素子40の位相
差板42側が液晶セル26R,26G又は26B側に向
けて配置されることが多い。In such a reflection type liquid crystal projector, when the polarization conversion element of the present invention is arranged at the position shown in FIG. 1, that is, between the polarization beam splitters 24R, 24G and 24B and the liquid crystal cells 26R, 26G and 26B, The retardation plate 42 side of the polarization conversion element 40 shown in FIG. 2 can be arranged toward either the liquid crystal cell 26R, 26G or 26B side or the polarization beam splitter 24R, 24G or 24B side in FIG. In many cases, the phase difference plate 42 side of the conversion element 40 is arranged toward the liquid crystal cell 26R, 26G or 26B side.
【0045】[0045]
【実施例】以下、具体的な例を示して本発明をさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定され
るものではない。The present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0046】例1
環状ポリオレフィン系樹脂フィルム“アートン”〔ジェ
イエスアール(株)製、ガラス転移温度約170℃、光弾
性係数4×10-13cm2/dyne〕を延伸して、レターデー
ション値が112nm、138nm及び153nmの位相差板
とした。それぞれの位相差板の片面にアクリル系硬化樹
脂を塗布して乾燥後、紫外線硬化して、約3μm 厚のア
クリル系樹脂硬化層を形成した。このアクリル系樹脂硬
化層の表面に、蒸着にて反射防止層を形成した。さらに
その反射防止層の表面に、下式に相当する分子量が約
4,500の含フッ素シラン化合物を塗布した。Example 1 A cyclic polyolefin resin film "ARTON" (manufactured by JSR Co., Ltd., glass transition temperature of about 170 ° C., photoelastic coefficient of 4 × 10 -13 cm 2 / dyne) was stretched to give a retardation value. The retardation plates were 112 nm, 138 nm and 153 nm. An acrylic-based curable resin was applied to one surface of each retardation plate, dried, and then ultraviolet-cured to form an acrylic-based resin cured layer having a thickness of about 3 μm. An antireflection layer was formed on the surface of the cured acrylic resin layer by vapor deposition. Further, the surface of the antireflection layer was coated with a fluorine-containing silane compound having a molecular weight of about 4,500 corresponding to the formula below.
【0047】 [0047]
【0048】得られた含フッ素シラン化合物塗布面の接
触角度は、110度であった。そして、片面が反射防止
処理されたガラスの反射防止処理されていない面に、上
で得られた位相差板を、その含フッ素シラン化合物が塗
布されていない面で、アクリル系の粘着剤を介して貼合
し、偏光変換素子とした。この偏光変換素子は、図2の
(a)に示した層構成を有する。The contact angle of the obtained coated surface of the fluorine-containing silane compound was 110 degrees. And, the retardation plate obtained above on the non-reflection-treated surface of the glass whose one surface has been subjected to antireflection treatment, on the surface not coated with the fluorine-containing silane compound, through an acrylic pressure-sensitive adhesive. And bonded to form a polarization conversion element. This polarization conversion element has the layer structure shown in FIG.
【0049】これらの偏光変換素子のうち、レターデー
ション値が112nmの位相差板を用いたものは、投射型
液晶表示装置(反射型液晶プロジェクタ)の青チャンネ
ルに有効であり、また、レターデーション値が138nm
の位相差板を用いたものは同じく緑チャンネルに、レタ
ーデーション値が153nmの位相差板を用いたものは同
じく赤チャンネルにそれぞれ有効である。そして、これ
らの偏光変換素子を反射型液晶プロジェクタの各チャン
ネルにセットして使用すれば、表示品位の低下が小さい
ものとなる。Among these polarization conversion elements, the one using a retardation plate having a retardation value of 112 nm is effective for the blue channel of a projection type liquid crystal display device (reflection type liquid crystal projector), and the retardation value is also used. Is 138 nm
The one using the retardation plate of No. 3 is also effective for the green channel, and the one using the retardation plate having a retardation value of 153 nm is also effective for the red channel. When these polarization conversion elements are set and used in each channel of the reflection type liquid crystal projector, the deterioration of display quality becomes small.
【0050】例2
例1で用いたのと同じ環状ポリオレフィン系樹脂フィル
ム“アートン”を延伸して、レターデーション値が11
2nm、138nm及び153nmの位相差板を作製した。こ
れらの片面に、蒸着にて反射防止層を形成した。さらに
その反射防止層の表面に、例1で用いたのと同じ分子量
が約4,500 の含フッ素シラン化合物を塗布した。得
られた含フッ素シラン化合物塗布面の接触角度は、11
0度であった。そして、片面が反射防止処理されたガラ
スの反射防止処理されていない面に、上で得られた位相
差板を、その含フッ素シラン化合物が塗布されていない
面で、アクリル系の粘着剤を介して貼合し、偏光変換素
子とした。この偏光変換素子も、図2の(a)に示した
層構成を有する。Example 2 The same cyclic polyolefin resin film "Arton" as used in Example 1 was stretched to give a retardation value of 11
Phase retarders of 2 nm, 138 nm and 153 nm were produced. An antireflection layer was formed on these one surfaces by vapor deposition. Further, on the surface of the antireflection layer, the same fluorine-containing silane compound having a molecular weight of about 4,500 as that used in Example 1 was applied. The contact angle of the obtained coated surface of the fluorine-containing silane compound was 11
It was 0 degrees. And, the retardation plate obtained above on the non-reflection-treated surface of the glass whose one surface has been subjected to antireflection treatment, on the surface not coated with the fluorine-containing silane compound, through an acrylic pressure-sensitive adhesive. And bonded to form a polarization conversion element. This polarization conversion element also has the layer structure shown in FIG.
【0051】これらの偏光変換素子のうち、レターデー
ション値が112nmの位相差板を用いたものは、投射型
液晶表示装置(反射型液晶プロジェクタ)の青チャンネ
ルに有効であり、また、レターデーション値が138nm
の位相差板を用いたものは同じく緑チャンネルに、レタ
ーデーション値が153nmの位相差板を用いたものは同
じく赤チャンネルにそれぞれ有効である。そして、これ
らの偏光変換素子を反射型液晶プロジェクタの各チャン
ネルにセットして使用すれば、表示品位の低下が小さい
ものとなる。Among these polarization conversion elements, one using a retardation plate having a retardation value of 112 nm is effective for the blue channel of a projection type liquid crystal display device (reflection type liquid crystal projector), and the retardation value is also used. Is 138 nm
The one using the retardation plate of No. 3 is also effective for the green channel, and the one using the retardation plate having a retardation value of 153 nm is also effective for the red channel. When these polarization conversion elements are set and used in each channel of the reflection type liquid crystal projector, the deterioration of display quality becomes small.
【0052】[0052]
【発明の効果】本発明の偏光変換素子は、反射型液晶プ
ロジェクタに有効に用いられ、この偏光変換素子を液晶
セルの前面に配置した反射型液晶プロジェクタは、投射
される画像の色バランス、コントラスト、明るさ、均一
性などの表示品質の低下が少ないものとなる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The polarization conversion element of the present invention is effectively used for a reflection type liquid crystal projector, and the reflection type liquid crystal projector in which this polarization conversion element is arranged in front of a liquid crystal cell has a color balance and a contrast of a projected image. In addition, the display quality such as the brightness and the uniformity is less deteriorated.
【図1】反射型液晶プロジェクタの構成例を概略的に示
す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a reflective liquid crystal projector.
【図2】本発明に係る偏光変換素子の層構成の例を示す
断面模式図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of the layer structure of the polarization conversion element according to the present invention.
10……光源系、 11……白色光源、 12……UV・IRカットフィルター、 13……集光レンズ、 14……光源用の偏光ビームスプリッタ、 20……画像形成系、 21,22……ダイクロイックミラー、 23……全反射ミラー、 24R,24G,24B……偏光ビームスプリッタ、 26R,26G,26B……反射型液晶セル、 28……色合成プリズム、 30……拡大投射系、 31……投射レンズ、 32……スクリーン、 L……白色光(光源光)、 R……赤色光、 G……緑色光、 B……青色光、 40,40R,40G,40B……偏光変換素子、 41……ガラス基材、 42……位相差板、 43……直線偏光板、 45……ガラス基材の露出面、 46……位相差板の露出面、 48,49……反射防止層。 10 ... Light source system, 11 ... White light source, 12 …… UV / IR cut filter, 13 ... Condensing lens, 14 ... Polarizing beam splitter for light source, 20 ... Image forming system, 21, 22 ... Dichroic mirror, 23 ... total reflection mirror, 24R, 24G, 24B ... Polarizing beam splitter, 26R, 26G, 26B ... Reflective liquid crystal cell, 28: Color synthesis prism, 30 ... Enlarged projection system, 31 ... Projection lens, 32 ... screen, L: White light (light source), R ... red light, G: green light, B ... blue light 40, 40R, 40G, 40B ... Polarization conversion element, 41 ... Glass substrate, 42 ... Retardation plate, 43 ... Linear polarizing plate, 45 ... exposed surface of glass substrate, 46 ... exposed surface of retardation plate, 48, 49 ... Antireflection layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 21/00 G02B 1/10 A Fターム(参考) 2H049 BA02 BA06 BA25 BA27 BB03 BB43 BB44 BB45 BB48 BB51 BB65 BC03 BC14 BC22 2H088 EA12 EA16 HA17 HA18 HA21 2H091 FA08 FA11 FA14 FA37 FD06 GA01 2K009 AA04 AA05 AA06 AA07 AA15 BB02 BB11 BB24 CC03 CC06 CC24 CC33 CC34 CC35 CC42 DD02 DD03 DD04 DD05 2K103 AA05 AA14 AA16 AB10 BC12 CA19 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme code (reference) G03B 21/00 G02B 1/10 AF term (reference) 2H049 BA02 BA06 BA25 BA27 BB03 BB43 BB44 BB45 BB48 BB51 BB65 BC03 BC14 BC22 2H088 EA12 EA16 HA17 HA18 HA21 2H091 FA08 FA11 FA14 FA37 FD06 GA01 2K009 AA04 AA05 AA06 AA07 AA15 BB02 BB11 BB24 CC03 CC06 CC24 CC33 CC34 CC35 CC42 DD02 DD03 DD04 DD05 2K103 A1905AA14 AA10 AB14 A14
Claims (6)
温度及び50×10-13cm2/dyne以下の光弾性係数を有
する樹脂からなる位相差板が積層され、その位相差板の
露出面における表面接触角度が80度以上であることを
特徴とする偏光変換素子。1. A retardation plate made of a resin having a glass transition temperature of 140 ° C. or higher and a photoelastic coefficient of 50 × 10 −13 cm 2 / dyne or lower is laminated on a glass substrate, and the retardation plate is exposed. A polarization conversion element having a surface contact angle of 80 degrees or more.
する請求項1記載の偏光変換素子。2. The polarization conversion element according to claim 1, wherein the retardation plate has an antireflection layer on its exposed surface.
1又は2記載の偏光変換素子。3. The polarization conversion element according to claim 1, wherein two or more retardation plates are laminated.
は2記載の偏光変換素子。4. The polarization conversion element according to claim 1, wherein the retardation plate is a quarter wavelength plate.
が積層されている請求項1〜4のいずれかに記載の偏光
変換素子。5. The polarization conversion element according to claim 1, wherein a linear polarizing plate is laminated between the glass substrate and the retardation plate.
素子が反射型液晶セルの反射面とは反対側に配置されて
なることを特徴とする反射型液晶プロジェクタ。6. A reflection type liquid crystal projector, wherein the polarization conversion element according to any one of claims 1 to 5 is arranged on a side opposite to a reflection surface of a reflection type liquid crystal cell.
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