CN1573524A - 背面反射镜和使用它的背面投影型映像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种背面反射镜和使用它的背面投影型映像显示装置，与先前的背面反射镜比较可得到更好的耐蚀性能。为此，根据本发明，在基层材料(1)的平坦表面上具有金属镀层(2)和外涂层(3)的背面反射镜(30)中，其特征在于，在基层材料(1)的平坦表面上，利用金属镀敷形成银反射膜(2)，然后，除去基层材料(1)的侧面上的反射膜，或从最初就不在基层材料(1)的侧面上形成反射膜，再利用外涂层(3)完全覆盖基板(1)和反射膜(2)的接合面的侧部。

Description

背面反射镜和使用它的背面投影型映像显示装置

技术领域

本发明涉及为了减薄背面投影型映像显示装置的厚度所用的、作为将从投射映像光的投影装置发出的投射映像光，向着屏幕方向折返的表面镜的背面反射镜。特别是涉及用金属薄膜形成构成反射面的反射膜，将作为该金属薄膜的保护膜的无色透明的树脂涂在外面的背面反射镜及其制造方法，和使用该背面反射镜的背面投影型映像显示装置。

背景技术

先前，在背面投影型映像显示装置中都安装着将从投射映像光的投影装置发出的投射映像光，向着屏幕方向折返的背面反射镜。一般，该背面反射镜多数使用在玻璃基层材料的表面侧的面上，通过作为真空成膜过程的真空镀敷或真空溅射等，形成铝金属的金属反射膜，在其上用透明无机材料形成了增强反射膜的反射镜。已知在例如特开2001-235798号公报(专利文献1)中记载了这种先前的技术。

但是，在背面投影型映像显示装置中使用的背面反射镜尺寸大，例如，溅射装置等的成膜装置成本高。另外，由于利用真空镀敷或真空溅射等的成膜，作业效率低，因此，背面反射镜的价格高。

另外，虽然在背面反射镜中不用，但是作为其他金属反射膜，特别是反射系数高的银的反射膜的成膜方法，除了上述的真空镀敷法、真空溅射法外，还提出了利用将含有金属盐的溶液和含有还原剂的溶液对着被镀物品喷涂而实施电镀的银镜反应的喷镀方法(例如，参照特开2001-295059号公报(专利文献2))。另外，还有电解电镀法。这些方法，当形成金属反射面时，不需要如真空镀敷法或真空溅射法等高价的设备。

但是，由于银化学上不稳定，容易被大气中的水蒸气、其他酸性气体等微量有害成分腐蚀，因此，在银的反射膜上要形成外涂层作为保护膜，以保护不被腐蚀等。

作为提高银反射膜的耐蚀性能的方法，已知具有由基层材料层、基础涂布层、镀银层和外涂层构成的镀银层的层叠品(参照特开2002-256455号公报(专利文献3))。

在制造这种层叠品时，首先，在基层材料的表面上涂基础涂布层剂，形成基础涂布层。然后，利用银镜反应，在基础涂布层的表面上涂覆镀银层。其次，在镀银层上进行冷热处理或超声波处理，形成微裂纹后，将外涂层剂涂布在镀银层的表面上，形成外涂层。采用这种方法，通过有意形成微裂纹，在局部地方产生银腐蚀的情况下，可以防止腐蚀扩大到全体镀银层(横方向)，可以提高电镀制品的耐蚀性能。

另外，在玻璃基层材料的背面具有可防止腐蚀的背面防止涂布膜，带有银反射膜的浴用的背面镜中，为了防止银端面的银反射膜的露出部分腐蚀，也可在端面部分作出在边缘涂层的涂膜(参照特开平11-128041号公报(专利文献4))。

在上述专利文献1所公开的背面反射镜或上述专利文献3所公开的、具有镀银层的层叠品中，考虑了来自制品上面的耐蚀性，但没有考虑防止从制品侧面的腐蚀。

例如，在投射式映像显示装置中所用的背面反射镜中，作为反射膜的金属材料，从耐蚀性这点看，使用反射率比银差的铝。因此，在背面反射镜的侧面，反射膜露出。

另外，在上述专利文献3所述的、具有镀银层的层叠品中，由于氯化物离子从侧面的银露出部位侵入外涂层和镀银层之间，银被腐蚀。例如，当进行盐水喷雾试验(JIS Z 2371)时，盐水从侧面进入基层材料和外涂层之间的接合面，进行渗入式的腐蚀。由于这样，不能利用上述的微裂纹来阻止这种腐蚀的进行。

另外，作出上述专利文献4所述的边缘涂布的涂膜，来防止端面银反射膜的腐蚀时，从上述专利文献4的图1可看出，由于只在端面部作出边缘涂布涂膜，该部分的膜厚变厚。因此，在要求均匀的反射特性的表面镜中不能使用。

为了降低在背面投影型映像显示装置中使用的背面反射镜的成本，发明者等利用银镜反应，在玻璃基层材料的上面，形成反射率比铝好的银反射膜，试制在其上加上透明的保护膜的反射镜。研究这种试制的反向镜的耐蚀性。结果，在进行上述盐水喷雾试验过程中，发现银反射膜的腐蚀从侧面开始进行，外涂层剥离。

主要原因是在玻璃基层材料的侧面上未进行碱洗涤。即：由于玻璃基层材料的侧面未充分用碱洗涤，在该侧面上流动形成的反射膜的密切相接力弱，即使不但在玻璃基层材料的上面，且在侧面上进行外涂层，外涂层一部分仍剥离。结果，该外涂层从剥离部分开始腐蚀。

发明内容

本发明是考虑上述问题，根据发明者的研究结果提出的，其目的是要提供一种防止从侧面腐蚀可降低成本，耐蚀性好的背面反射镜及其制造方法，和使用该背面反射镜的背面投影型映像显示装置。

为了解决上述问题，在本发明中，一种在背面投影型映像显示装置中使用的背面反射镜，它利用背面反射镜，将从投影装置发出的映像光，向着屏幕方向折返投射，其特征为，它至少包括：用玻璃构成的基层材料；构成在该基层材料上形成的反射面的银的反射膜；和在该反射膜上，用透明树脂形成的外涂层。

另外，只在上述映像光入射侧的该基层材料的面上形成该反射膜；也可以至少在该基层材料侧面的规定范围形成该上述外涂层，以覆盖该反射膜的侧面。该反射膜还可利用银镜反应形成。利用外涂层覆盖基层材料和反射膜的接合面的侧部。

这样，由于不在玻璃基层材料的侧面上设置反射膜，可以减小从侧面的腐蚀。另外，不用真空成膜形成反射膜，而利用银镜反应形成，因此可以降低成本。

附图说明

图1为示意性地表示本发明的实施方式1的背面反射镜的结构的截面图。

图2为说明图1所示的背面反射镜的制造方法的流程图。

图3为图2所示的步骤S16的去除水分吹风工序后的中间图。

图4为示意性地表示作为比较例的背面反射镜的结构的截面图。

图5为示意性表示本发明的实施方式2的背面反向镜的结构的截面图。

图6为表示安装有背面反射镜的背面投影型映像显示装置的结构的截面图。

具体实施方式

以下，利用附图，详细地说明本发明的背面反射镜和使用它的背面投影型映像显示装置的实施方式。

图1为说明本发明的实施方式1的背面反射镜的结构的截面图。在图1中，背面反射镜30由具有平坦的表面的基层材料1；在基层材料1的平坦的表面上形成的反射膜2；和覆盖反射膜2的表面，作为用于防止反射膜2的腐蚀的保护膜的外涂层3构成。该外涂层3延伸至基层材料1的侧面，完全覆盖基层材料和反射膜2的接合面的侧部。

在这个实施方式中，使用玻璃作为具有平坦表面的基层材料1，但如果是平坦表面的精度好的基板，则不局限于玻璃。反射膜2为反射率好的银的薄膜，利用银镜反应，在基板的平坦表面上形成。作为保护膜的外涂层3由无色透明的树脂构成。

反射膜2是通过利用喷射法涂布，使氨化硝酸银溶液和还原剂溶液，在基层材料1的平坦表面上混合，引起氧化还原反应，从而在基层材料的表面上析出银的所谓银镜反应形成。这时，银的厚度为50-100nm。利用银镜反应，不需要高价的真空成膜装置等设备，可以廉价地提供背面反射镜。

外涂层3是在反射膜2的表面上涂布或浸渍外涂层剂后，通过干燥形成的。作为上述外涂层剂有丙烯酸酯系树脂等。因为容易用喷射法涂布，优选使用双组分丙烯酸酯聚氨酯树脂。使用喷射法，涂布作业容易，成本可降低。

入射在具有这种结构的背面反射镜30上的入射光10，通过外涂层3，被反射膜2反射，再通过外涂层3，作为反射光10′射出。

从图1中可以看出，作为实施方式1的背面反射镜30，不在侧面设置反射膜2；另外，外涂层3以其侧面覆盖在基层材料1的一部分上，以便完全覆盖基层材料1和反射膜2的接合面的侧部。

现利用图2和图3说明本发明的背面反射镜的制造方法。图2为表示本发明的背面反射镜制造方法工序的流程图，图3(a)为图2中的步骤S16中的除去水分吹气工序后的中间图，图3(b)、图3(b’)为图2的步骤S17中的侧面处理工序后的中间图。

在制造上述这样构成的背面反射镜时，在图2中，首先用碱洗净具有平坦表面的玻璃基层材料1的平坦表面(步骤S10)。接着，利用纯水洗净玻璃基层材料1的平坦表面(步骤S11)。通过这个工序，除去基层材料1的平坦表面上的杂物，改善基层材料和镀银反射膜的紧密接触性。

其次，作为银镜前处理工序，在用上述纯水洗净后的基层材料1的平坦表面上，涂布或浸渍2-3％的二氯化锡(SnCl₂)，在锡吸附在基层材料1的平坦表面上后(步骤S12)，用纯水除去不能吸附的剩余的二氯化锡(SnCl₂)(步骤S13)。

接着，进行银镜涂布工序(步骤S14)。这个银镜涂布工序是通过在步骤S13的水洗后的基层材料1的平坦表面上，同时涂布氨性硝酸银溶液和还原剂溶液，使两溶液在基层材料1的表面上反应，析出银。另外，在这个银镜涂布工序中，当利用上述专利文献2所述的喷射法，利用双头喷射枪涂布两溶液时，作业性好。上述析出的银，与吸附在基板材料1表面上的锡置换，并且吸附层叠在基层材料1的表面上，形成镀银层的反射膜2。

接着，用纯水水洗镀银层(反射膜2)的表面，除去在银镜反应后残留的溶液或置换后的锡等(步骤S15)。然后，将压缩空气(吹气)吹在镀银层(反射膜2)的表面上，进行除去水分的喷吹工序(步骤S16)。

其次，进行基层材料1的侧面处理工序(步骤S17)。当形成反射膜2时，在步骤S12的银镜前处理工序中，二氯化锡(SnCl₂)溶液和在步骤S14的银镜涂布工序中氨性硝酸银溶液和还原剂溶液(以下，将二氯化锡溶液、氨性硝酸银溶液和还原剂溶液总称为镀敷液)流入基层材料1的侧面中，不但是在基层材料1的上表面，而且在如图3(a)那样，在侧面上形成镀银。如图3(b)那样，用布擦去这种镀银，可使玻璃的侧面基底面露出。一般，不是仅限于用布擦拭。也可以如图3(b′)那样，倾斜地切去侧面，露出基层材料1的基底面。

在步骤S17的侧面处理后，在70℃下进行20分钟干燥的干燥工序(步骤S18)后，进行外涂层的涂布工序(步骤S19)。外涂层涂布工序是在反射膜2的表面上，形成由外涂层剂构成的外涂层3的工序。在这个外涂层涂布工序中，首先在将外涂层剂均匀地涂布在镀银层(反射膜2)的表面上后，使镀银层(反射膜2)不露出，而且覆盖着基板1的侧面，再在干燥工序中，在140℃下干燥10分钟(步骤S20)。这样，形成覆盖反射膜2的表面和基层材料1的侧面的外涂层3，形成不露出基层材料和反射膜的接合面的背面反射镜30。

图4是为了比较本发明的效果所用的、以省略图2中的步骤S17的侧面处理工序而制造的基层材料1的侧面上形成有反射膜的背面反射镜。以下，称该背面反射镜为比较品。

对于实施方式1的背面反射镜及其比较品，进行根据JIS Z2371规定的盐水喷射雾试验方法，进行腐蚀试验。即：将试料静置在使5％的氯化钠水溶液保持在35℃并喷雾的试验装置内，用眼看的方法判定腐蚀的进行状况。

现说明试验结果。腐蚀首先从侧面开始腐蚀，接着，向内侧侵蚀。在比较品的背面反射镜中，24小时后腐蚀从侧面开始达20mm以上，而在本发明的背面反射镜中，经过96小时后也不见腐蚀，另外，反射膜的反射率也不降低。

比较品容易从背面腐蚀的主要原因，如上所述，是由于玻璃基层材料的侧面不进行碱洗涤，在玻璃基层材料的侧面上流动形成的反射膜的紧密接触力弱，即使不但在在玻璃基层材料的上表面，而且在侧面上进行外涂层，外涂层的一部分剥离，从该部分进行腐蚀。

与此比较，本发明的背面反射镜结构为，将利用银镜涂布工序使镀敷液在基层材料的侧面流动而成的侧面的反射膜，用布等擦拭，然后，用外涂层剂涂布，使反射膜不露出于表面。由于这样，因为阻止了空气与镀银层的接触，可以减小从容易引起腐蚀的侧面的镀银层(反射膜)的腐蚀，可得到耐蚀性能高的背面反射镜。

另外，由于不需要形成银反射膜的真空镀敷装置等高价的设备，可以廉价地提供背面反射镜。

如上所述，在银镜涂布工序中，用布等擦拭镀敷液在基层材料的侧面上流动形成的、不希望的侧面反射膜，而除去反射膜。然而，在玻璃基层材料侧面表面的没有污染的部分上，在基层材料侧面上流动的二氯化锡(SnCl₂)附着在基层材料上，在基层材料侧面上流动的氨性硝酸银溶液和还原剂溶液的混合，可以很好地正常引起氧化还原反应，在析出银的一部分地方(玻璃基层材料侧面)，玻璃基层材料和反射膜的粘着力好。因此，在这种情况下，即使擦拭也擦不掉，有时反射膜呈斑迹模样存在。但是，在这种情况下，如果转动地在基层材料1的侧面进行外涂层，覆盖基层材料和反射膜的接合面，由由于侧面上斑迹模样残留的银反射膜与玻璃基层材料的粘着力强，不会剥离，因此可减小从侧面的腐蚀。

其次，说明本发明的实施方式2。实施方式1的特征为，除去在侧面上形成的镀银的反射膜，露出基本材料的基底面。另一方面。，实施方式2的特征为，预先对基层材料进行遮蔽，使得从最初在基层材料侧面上不形成镀银(反射膜)。在进行遮蔽而在银镜涂布工序后去除遮蔽的方案，比在形成镀银(反射膜)后除去侧面的镀银(反射膜)，可更大地降低制造成本。

图5为表示实施方式2的图。在图5中，与图1共通的部分用相同符号表示，省略其说明。从图5中可看出，本实施方式的背面反射镜30′，不仅是在侧面就是在形成反射膜的基层材料1的上面的周边部分4上也不形成反射膜2。

该背面反射镜30′是如下这样制造的。即：在图2中，在步骤S10的碱洗涤工序之前，首先对基层材料1的侧面进行遮蔽。遮蔽是将位于基层材料1的端部上面处的周边部分4的允许范围设定在规定范围30mm以内，优选在20mm以内。即：可以在离基层材料1的边缘30mm以内不形成反射膜，而当将背面反射镜安装在背面投影型映像显示装置上时，由于可以利用安装工具可以隐蔽离边缘大约20mm，因此没有问题。另外，在步骤S17的侧面处理工序中，去除遮蔽。这个以外的工序，通过进行与图2相同的工序，可制造如图5所示的背面反射镜。

与实施方式1同样，在实施方式2中，在进行盐水喷雾试验的地方，没有发现与实施方式1的优点有差别。

上述实施方式2发挥的效果，除了与实施方式1相同的效果以外，不需要进行擦去在图2的侧面上形成的反射膜2的作业。由于这样，工序简化，可以降低制造成本。即使切去用这种方法得到的背面反射镜的基层材料1的周边，基层材料1和反射膜2的接合面的侧面，可用外涂层3覆盖，可以达到与图5所示的背面反射镜相同的效果。

图6为从侧面看的安装上述背面反射镜的背面投影型映像显示装置的一个实施方式的结构截面图。在图6中，31为投影装置。投影装置的代表中可举出三管式的投射管，但是不是仅限于此。使用用显示元件调制光强度，形成与映像信号相应的光学象，再用投影装置放大投射该光学象的光学装置也可以。32为本发明的背面反射镜，33为屏幕，34为背面投影型映像显示装置的框体。

在背面投影型映像显示装置中，将从投影装置31出来的投射映像光投射在背面反射镜32上，利用该背面反射镜32反射该投射映像光，使光路向屏幕方向折返，从背面侧将投射象映在屏幕33上。

通过在这种背面投影型映像显示装置中使用进行了本发明的侧面处理的耐蚀性好的背面反射镜，可以长期抑制银反射膜的腐蚀，可防止图象的角落变暗，映不出图象，成为难以出现亮度和对比度或清晰度变差的背面投影型映像显示装置。

如上所述，作为背面反射镜的基层材料使用玻璃，但本发明不是仅限于此。例如，利用塑料树脂作为基层材料也可以。另外，在塑料树脂表面的表面精度不高的情况下，可以设置基底涂层，提高平坦表面的精度，在其上再设置银反射膜。

如上所述，在本发明的背面反射镜中具有带有平坦表面的基层材料、构成在该基层材料的平坦表面上形成的反射面的银的反射膜、和由在该反射膜上形成的透明树脂构成的外涂层。另外，通过用上述外涂层覆盖上述基层材料和上述反射膜的接合面的侧面，可以廉价地制成可防止来自上述接合面的侧面的银反射膜的腐蚀的背面反射镜。由于不在基层材料的侧面上设置反射膜，可以抑制从侧面腐蚀，因此可以提供耐蚀性好的背面反射镜和使用它的背面投影型映像显示装置。

Claims (12)

1.一种在背面投影型映像显示装置中使用的背面反射镜，利用背面反射镜，将从投影装置发出的映像光，向着屏幕方向折返投射，其特征在于，该背面反射镜包括：

具有平坦表面的基层材料；

构成在该基层材料的平坦表面上形成的反射面的银的反射膜；和

由在该反射膜上形成的透明树脂构成的外涂层；

利用所述外涂层覆盖所述基层材料和所述反射膜的接合面的侧部。

2.如权利要求1所述的背面反射镜，其特征为，

所述反射膜为在基层材料的平坦表面上，利用银镜反应形成的银反射膜。

3.如权利要求1所述的背面反射镜，其特征在于，

所述反射膜只在所述映像光入射侧的所述基层材料的平坦表面上形成；所述外涂层至少在所述基层材料的侧面的规定范围内形成，以覆盖所述基层材料和所述反射膜的接合面的侧部。

4.如权利要求1所述的背面反射镜，其特征在于，

所述反射膜只在所述映像光入射侧的所述基层材料的平坦表面上，而且在离该基层材料的端面规定距离范围外的区域上形成。

5.如权利要求1所述的背面反射镜，其特征在于，

所述反射膜只在所述映像光入射侧的所述基层材料的平坦表面上，而且在离该基层材料的端面30mm以内的距离范围外的区域上形成。

6.如权利要求1所述的背面反射镜，其特征在于，

构成所述外涂层的材料为丙烯酸酯类树脂。

7.一种背面投影型映像显示装置，利用背面反射镜，将从投影装置发出的映像光，向着屏幕方向折返投射，其特征在于，具有保持所述背面反射镜的保持部，该背面反射镜包括：

具有平坦表面的基层材料；

构成在该基层材料的平坦表面上形成的反射面的银的反射膜；和

在该银反射膜上由透明树脂形成的外涂层，

所述银反射膜只在所述映像光入射侧的所述基层材料的平坦表面上，而且在离该基层材料的端面规定距离范围外的区域上形成；

离该基层材料端面的规定距离范围，包含与基于所述保持部的保持范围大致相同的该保持范围。

8.一种背面反射镜的制造方法，该背面反射镜在背面投影型映像显示装置中使用，其特征在于，该方法包括：

在基层材料的平坦表面上形成银的反射膜的反射膜形成工序；

在所述反射膜上利用透明树脂进行外涂层作为保护膜的外涂层形成工序；

除去在该反射膜形成工序中附带在所述玻璃基层材料的侧面上形成的所述反射膜的工序；和

形成所述反射膜的形成工序。

9.一种背面反射镜的制造方法，该背面反射镜在背面投影型映像显示装置中使用，利用背面反射镜，将从投影装置发出的映像光，向着屏幕方向折返投射，其特征在于，该方法包括：

至少将该玻璃基层材料侧面的规定范围加以遮蔽，以只在所述映像光入射侧的所述玻璃基层材料上面形成反射膜的遮蔽工序；

在玻璃基层材料上形成银的反射膜的反射膜形成工序；和

在该反射膜上，利用透明树脂进行外涂层，作为保护膜的外涂层形成工序。

10.如权利要求8或9所述的背面反射镜的制造方法，其特征在于，

所述反射膜形成工序为通过利用了溅射法的银镜反应，形成所述银的反射膜的工序。

11.一种背面投影型映像显示装置，利用背面反射镜，将从投影装置发出的映像光，向着屏幕方向折返投射，其特征在于，该背面反射镜包括：

具有平坦表面的基层材料；

构成在该基层材料的平坦表面上形成的反射面的银的反射膜；和

由在该反射膜上形成的透明树脂构成的外涂层，

利用所述外涂层覆盖所述基层材料和所述反射膜的接合面的侧部。

12.一种背面投影型映像显示装置，其特征在于，

使用了如权利要求8或9所述的背面反射镜的制造方法制造的背面反射镜。

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