JPH04247404A - 液晶投射型ディスプレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶放射型ディスプレー
に関する。さらに詳しくは耐光性、耐熱性に優れた高信
頼性の液晶投射型ディスプレーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、専らＣＲＴ（カソードレイチュー
ブ）方式で構成されていたプロジェクシヨンテレビの分
野で、最近、液晶表示体の高密度画素形式技術の発展に
より、液晶投射型ディスプレーによる方式が、採用され
る様になって来た。

【０００３】液晶投射型ディスプレーの場合、その液晶
画像形成部に偏光板、カラーフィルターを使用する為に
それらにより光が大幅に吸収されること、および１イン
チ〜６インチの小面積の画像を数１０インチ乃至１００
数インチ適度まで拡大すること等により明るさの低減は
避けられず、その為光源としては高い輝度のものが使用
される。一方、現状のプロジュクシヨンテレビの一層の
明るさの向上要望も根強く、その結果として自ずと、使
用する光源強度は益々強くなって来ている。

【０００４】ところで、一般に液晶投射型ディスプレー
の液晶画像形成部に使用されている偏光板は沃素系偏光
板であるが、この種の偏光板は沃素が偏光子であるが故
に耐光性、耐熱性、耐湿熱性が十分でなく、実際の使用
に際して種々の問題が起きている。

【０００５】即ち強烈な光線により偏光子が化学分解す
る他、吸収された光エネルギーが熱エネルギーに変換さ
れ、偏光板の温度を上昇させ、その熱によっても偏光子
は劣化する。その結果として、偏光板の偏光率が低下す
ることにより、液晶表示体の電圧のＯＮ−ＯＦＦによる
コントラストが低下したり、偏光板の色相がニュトラル
グレーから褐色ないし赤色に変色することにより、カラ
ー液晶表示の鮮明な色相が損われるに至ることが多い。

【０００６】図１は一般的な液晶投射型ディスプレーの
基本的構成を表し、表１は各要素部品を光が透過または
反射する際の透過率または反射率を表したものである。 即ち図１においてメタルハライドランプ等の高輝度光源
から発せられた光は、レッド、グリーン、ブルーへの色
分解を行う光学系を経由してそれぞれ２枚の偏光板、液
晶セルより構成された３組の液晶画像形成部で画像を形
成し、該３組の画像は色合成系で一体化され、さらに投
射レンズて拡大され、スクリーンに像を表示せしめられ
るものである。

【０００７】

【０００８】各光学系の中で特に光の吸収による損失の
大きい光学要素は入射（光源）側偏光板と液晶セルの２
個所である。即ち、入射側偏光板に入った高エネルギー
の光の６０％は偏光板の偏光子によって吸収され、偏光
子の光化学的な分解反応を誘起させるばかりでなく、熱
エネルギーに変換され温度の上昇を招き、この高温と熱
的作用によっても偏光子の分解は促進されるものである
。

【０００９】出射側（スクーリン側）偏光板は入射側偏
光板及び液晶セルにより大部分の光が吸収される為、入
射側偏光板より少ない光しか受光されず、光エネルギー
及び熱エネルギーによる劣化は比較的少ない。このよう
に液晶投射型ディスプレーに使用する偏光板は入射側、
出射側の何れに設けられる偏光板も優れた耐光性及び耐
熱性が要求されるが、少なくとも入射側偏光板について
は、これら耐久性の向上は必須な要件である。

【００１０】一方、これら耐久性向上の必要性の他に、
液晶投射型ディスプレーにおいて要求される特性は明る
さとコントラストであり、かくして、偏光板には高い偏
光率と同時に高い透過率を有することが必要である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】強い光源を使用しても
、光線および熱による性能劣化の少ない液晶投射型ディ
スプレーの開発が望まれている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記した様
な課題を解決すべく鋭意検討の結果、液晶投射型ディス
プレーに使用する単数または複数の液晶画像形成部の光
源側又は光源側とスクリーン側の両側に偏光板として単
体透過率３６％以上でかつ平均偏光率９９．０％以上の
染料系偏光板を採用することにより、前記課題が解決さ
れることを見い出し、本発明に至ったものである。

【００１３】即ち本発明は単数又は複数の液晶画像形成
部を含む液晶投射型ディスプレーにおいて液晶の光源側
又は光源側とスクリーン側の両側に単体透過率が３６％
以上でかつ平均偏光率が９９．０％以上の染料系偏光板
を配置してなる液晶投射型ディスプレーを提供する。

【００１４】本発明を詳細に説明する。本発明において
単体透過率が３６％以上でかつ平均偏光率が９９．０％
以上である染料系偏光板（染料系ハイコントラスト偏光
板）は例えば次のようにして製造される。最大吸収波長
で特に高い二色性を有する黄色、赤色、青色、緑色の染
料の配合組成物を含む染浴中にポリビニルアルコールフ
ィルムを浸漬した後、ホウ酸を含む水溶液中で一軸方向
に４〜５倍に自由幅一軸延伸し、水洗、乾燥して偏光膜
を得る。偏光膜のみで偏光機能は有するが、強烈な光線
照射、高温または高温高湿の苛酷な環境条件に対して十
分高い耐久性を付与する為に、紫外線吸収剤を含有する
トリアセチルセルロース等の支持フィルムを両面より積
層接着して偏光板とするのが好ましい。

【００１５】単体透過率が３６％以上でかつ平均偏光率
が９９．０％以上である染料系偏光板（染料系ハイコン
トラスト偏光板）の一例としてはＳＧ−９、ＫＰＬ−Ｔ
−１３Ｕ、ＫＰＬ−Ｔ−１４Ｕ、ＳＧ−９−３８（いず
れもカヤポーラー（株）製）等が挙げられるが、その１
例の光学特性、耐久性能を市販の沃素系ハイコントラス
ト偏光板Ａおよび市販の従来の染料系偏光板Ｂと対比し
て表２に示す。

【００１６】 ＊１　　耐久試験 （１）６３℃カーボンアーク１０００時間照射（２）１
００℃乾熱　　１０００時間処理

【００１７】ここでＸ
、Ｙ、ＺはそれぞれＣ光源での視感補正の単体、平行位
、直交位透過率を表しρは

【００１８】 で計算される平均偏光率を表し、（Ｐ）、（Ｃ）は平行
位、直交位の色相変化を表すものである。

【００１９】従来の染料系偏光板は、偏光率が低く、し
かも透過率が低いが故に液晶投射型ディスプレーには全
く使用出来る性能ではなかったが、染料系、ハイコント
ラスト偏光板の高い透過率、偏光率特性の実現によって
、ディスプレー分野へも使用可能な水準となった。

【００２０】本発明の液晶投射型ディスプレーへ使用可
能な偏光板の光学性能は単体透過率が３６％以上の明る
さを有し、かつ、平均偏光率が９９．０％以上の性能を
有することが必要であり、単体偏光率が３６％より低い
と表示画面が暗くなり、又平均偏光率が９９．０％より
低い場合には画像のコントラストが悪くなる。好ましく
は単体透過率が３８％以上でかつ平均偏光率９９．９％
以上の性能が要求され、さらに好ましくは単体透過率が
３９％以上でかつ平均偏光率が９９．９６％以上の性能
を有するものである。

【００２１】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。 実施例１ カヤポーラー（株）製、染料系ハイコントラスト偏光板
ＳＧ−９−３８と市販の沃素系ハイコントラスト偏光板
Ａ（表２にその性能、耐久性を示す。）をはり合わせて
テストピースを作成した。このものの光学特性を表３に
示した。（Ａ欄）このテストピースについて入射側（光
源側）が、染料系ハイコントラスト偏光板（ＳＧ−９−
３８）に、又、出射側が沃素系ハイコントラスト偏光板
Ａになるように超耐光テスト（条件：カーボンアーク、
放電電圧、２１６０Ｗ、放電点からの距離１４０ｍｍ、
テストピース表面温度９５℃、１００時間暴露）を実施
した。その結果を表３に示した。（Ｂ欄）

【００２２】
透過率、偏光率特性は、沃素系偏光板２枚使用の場合（
後述比較例１）に匹敵する性能を有し、かつ超耐光性テ
ストにおいても平均偏光率の低下、色相の変化等の性能
劣化はほとんどなかった。

【００２３】又液晶セルの光源側（入射側）にＳＧ−９
−３８を、スクリーン側（出射側）に沃素系ハイコント
ラスト偏光板を貼りつけたＲ、Ｇ、Ｂ用の３枚の液晶パ
ネルを作製し、液晶投射型ディスプレーを構成した。光
源として２５０Ｗメタルハライドランプの長時間の光照
射を行ったが、明るさの変化、コントラストの低下の少
ない高信頼性の液晶投射型ディスプレーであることが確
認された。

【００２４】実施例２ 偏光板として染料系ハイコントラスト偏光板ＳＧ−９−
３８　　２枚を組み合せた場合の光学特性の測定と超耐
光性テストを実施例１と同様な方法で実施し、その結果
を表３に表す。明るさ、コントラストは沃素系ハイコン
トラスト偏光板２枚使用した場合よりは少し劣るが、超
耐光性テストにおいては、偏光率の低下、色相の変化は
ほとんどなかった。また、この偏光板を液晶セルの両側
に貼り合せた液晶パネルより構成された液晶投射型ディ
スプレーは強烈なメタルハイランドランプによって長時
間照射されても高い信頼性を示した。

【００２５】比較例１ 偏光板として２枚の沃素系ハイコントラスト偏光板Ａを
組み合せた場合の光学特性の測定および超耐光性テスト
と実施例１と同様な方法で実施し、その結果を表３に表
す。光学特性は優れた性能を有するが、超耐光性テスト
後の入射側偏光板は部分的に著しく褐変し、２枚の偏光
板のクロスニコル色はニュートラルグレーから赤色に変
化していた。

【００２６】またこの偏光板を使った液晶投射型ディス
プレーのメタルハライドランプ照射下での信頼性は実施
例１、２の場合よりかなり劣り、強い光源の照射された
部分が斑状に褐変し、この部分のコントラスト及び色調
の鮮明さが失われていた。

【００２７】 ＊１　　Ｘ：平行位透過率、Ｙ：直交位透過率、ρ：平
均偏光率 ＊２　　ＣＲは偏光板のコントラスト比でＸ／Ｙで計算
される。 ＊３　　超耐光性テストの条件 カーボンアーク、２１６０Ｗ放電／１４０ｍｍポイント
９５℃、１００時間照射

【００２８】

【発明の効果】強烈な光源の長時間照射によってもコン
トラストの低下しない高信頼性の液晶投射型ディスプレ
ーを製作することが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　液晶投射型ディスプレーの基本構成を示す
図である。

【符号の説明】

１．光源 ２．集光レンズ ３．色分解光学系（ダイクロイックミラー）４．液晶パ
ネル（Ｒ、Ｇ、Ｂの３組よりなる）５．入射側偏光板 ６．液晶セル ７．出射側偏光板 ８．色合成光学系（ダイクロイックプリズム）９．投射
レンズ １０．スクリーン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　単数または複数の液晶画像形成部を含
   む液晶投射型ディスプレーにおいて液晶の光源側又は光
   源側とスクリーン側の両方に単体透過率が３６％以上で
   かつ平均偏光率が９９．０％以上である染料系偏光板を
   配置してなる液晶投射型ディスプレー。