JP2003262722A - 液晶プロジェクター用偏光板 - Google Patents

液晶プロジェクター用偏光板

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JP2003262722A
JP2003262722A JP2002063618A JP2002063618A JP2003262722A JP 2003262722 A JP2003262722 A JP 2003262722A JP 2002063618 A JP2002063618 A JP 2002063618A JP 2002063618 A JP2002063618 A JP 2002063618A JP 2003262722 A JP2003262722 A JP 2003262722A
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polarizing plate
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Norio Ishizuki
紀男 石月
Tadashi Matsuo
正 松尾
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Nippon Kayaku Co Ltd
Polatechno Co Ltd
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Nippon Kayaku Co Ltd
Polatechno Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】投影した画像上に光漏れや色ムラ等の現象を生
じない液晶プロジェクター用の偏光板を提供する。 【解決手段】面内での位相差変化が小さいシクロオレフ
ィン系の低複屈折性の支持体を少なくとも1枚以上使用
し、単体の透過率が36%以上、偏光率が99.5%以
上である偏光板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は液晶プロジェクター用の偏
光板に関する。さらに詳しくは高輝度、高耐熱を必要と
する液晶プロジェクターに使用する偏光板に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般的に偏光板とは一軸延伸されたポリ
ビニルアルコール(PVA)にヨウ素、染料等の二色性
を示す分子を物理的又は化学的に吸着ないしは結合した
偏光子をプラスチックフィルム等の支持体で挟んだ構成
となっている。一般的な支持体としてはトリアセチルセ
ルロース(TAC)等のセルロース系のフィルムが広く
使用されている。このTACフィルムは写真のネガフィ
ルムにも使用されていることから世界中で量産化されて
おり、グレードも多岐にわたる。量産化されているTA
Cフィルムは位相差値が小さく、偏光板の支持体として
好適に利用される。
【0003】偏光板は液晶材料と組み合わせてコンピュ
ータのモニターやTV等の表示装置等に幅広く利用され
ている。その中で液晶プロジェクターはライトバルブか
らの光線を小さな液晶表示装置を通して大画面に拡大し
て投影するため、液晶表示装置や偏光板の単位面積あた
りの光量が大きく、発熱量も大きい。そのため熱や光に
対して耐久性の高い偏光板を使用しなければならない。
【0004】しかし、耐久性の高い偏光板を使用しても
使用環境によっては投影された画像のユニフォーミティ
が悪くなってしまうことがある。例えば、偏光板の温度
上昇が起こると光漏れ現象を生じることが知られてい
る。これは支持体のTACフィルムとガラス基板との間
にひずみが生じ、TACフィルムの周辺部に軸ずれを起
こし、直交位に配置したときに周辺部で光が漏れ出てし
まうためであり、この光漏れ現象のため液晶プロジェク
ターの投影画面でも周辺部が画面のムラとなってしま
う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は液晶プロジェ
クターの投影画像のユニフォーミティが良い、すなわち
全黒画面表示での光漏れ現象をなくし、周辺部のムラを
押さえた偏光板の開発を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は液晶プロジ
ェクターの画像のユニフォーミティを良くするため鋭意
努力した結果、以下の偏光板を用いることで解決できる
ことがわかった。すなわち本発明は、(1)シクロオレ
フィン系の低複屈折性の支持体を少なくとも1枚使用
し、単体の透過率が36%以上、偏光率が99.5%以
上である偏光板で、かつ、ガラス基板を挟み込むように
直交位に張り合わせ、すくなくとも80℃の雰囲気下で
24時間放置後に極大輝度となる点の輝度の平均値が極
小輝度となる点の輝度の平均値の2.0倍以下の光漏れ
度となることを満たす液晶プロジェクター用の偏光板、
(2)シクロオレフィン系の低複屈折性の支持体を少な
くとも1枚使用し、単体の透過率が36%以上、偏光率
が99.5%以上である染料系の偏光板で、かつ、ガラ
ス基板を挟み込むように直交位に張り合わせ、90℃の
雰囲気下で24時間放置後に極大輝度となる点の輝度の
平均値が極小輝度となる点の輝度の平均値の2.0倍以
下の光漏れ度となることを満たす液晶プロジェクター用
の偏光板、(3)シクロオレフィン系の低複屈折性の支
持体を少なくとも1枚使用し、単体の透過率が40%以
上、偏光率が99.8%以上であるヨウ素系の偏光板
で、かつ、ガラス基板を挟み込むように直交位に張り合
わせ、80℃の雰囲気下で24時間放置後に極大輝度と
なる点の輝度の平均値が極小輝度となる点の輝度の平均
値の2.0倍以下の光漏れ度となることを満たす液晶プ
ロジェクター用の偏光板、(4)ライトバルブから得ら
れた光線をスクリーン上に投影し、その法線上に請求項
1の偏光板を直交するように配置したときに、投射画面
上の極大照度となる点の照度の平均値が極小輝度となる
点の照度の平均値の1.3倍以下の均一度を有する液晶
プロジェクター用の偏光板に関する。
【発明の効果】
【0007】本発明の偏光板を使用した液晶プロジェク
ターは投影した画像上に光漏れ現象が生じなかった。ま
た画像のユニフォーミティも非常に良く色ムラ等の現象
も生じないことが判った。
【0008】
【発明の実施形態】本発明の偏光板は偏光子、支持体フ
ィルムから構成されている。偏光子は一般の偏光板の製
造方法と同等の方法で作成することが出来る。市販のP
VAフィルムをヨウ素分子又を吸着または結合させて一
軸方向に延伸すると、延伸方向にPVAの分子が配向
し、同時に二色性を示し偏光子となる。具体的な染料分
子としては二色性の高いものであればどのような構造で
も構わないが、好ましくは直接染料がよく、更に細かく
例を挙げればC.I.Direct Yellow 2
8、C.I.Direct Yellow 44、C.
I.Direct Orange 26、C.I.Di
rect Orange 39、C.I.Direct
Red 2、C.I.Direct Red 79、
C.I.Direct Red 81、C.I.Dir
ect Violet 9、C.I.Direct V
iolet 51、C.I.Direct Blue
71、C.I.Direct Blue 78、C.
I.Direct Blue 202、C.I.Dir
ect Blue 237、C.I.Direct G
reen80、C.I.Direct Green 8
5等が好適に使用できる。
【0009】本発明で使用する支持体フィルムは低複屈
折性であることが重要である。例えば、一軸方向に延伸
した場合、延伸方向の屈折率と、延伸方向と直交する方
向の屈折率の比が1に近いほうが好ましい。低複屈折性
の材料としてはノルボジエン等のシクロオレフィン系の
物質を重合させて作成したフィルムが好適に使用するこ
とができるがこれらに限定されない。具体的には(株)
JSR製のARTON、(株)日本ゼオン製のZEON
OR等のシクロオレフィン系の材料が市販品として使用
することができる。これらの材料を使用したフィルムは
ある一定の荷重を掛けたときの位相差値の変化量が極め
て小さく、また透明度も高い。
【0010】これらのフィルムの間に偏光子を挟み接着
剤や粘着剤等で固定すれば目的の偏光板を得ることが出
来る。更に偏光板の表面にハードコート加工や無反射
(アンチリフィレクション)コート、低反射(ローリフ
ィレクション)コート、防汚コート等を施しても良い。
また、ガラスと貼り合わせない面は歪が生じないので、
その面を従来使用しているTACフィルムを使用しても
よい。
【0011】前述のように本発明の偏光板は支持体フィ
ルムの低複屈折性すなわち複屈折の変化量が極めて小さ
いこと(延伸方向とこれと直行する方向の屈折率が1に
近いこと)が特徴である。複屈折の変化は面内の位相差
変化による軸ずれが起きることを示しており、すなわち
光漏れを生じる原因となる。ところが本発明の偏光板を
同様にガラス等に貼り合わせたものは複屈折の変化量が
殆ど無いため軸ずれがなく、光漏れも生じない。
【0012】液晶プロジェクターの大部分は光源、偏光
ビームスプリッター、偏光板、液晶セル、クロスプリズ
ム、投射レンズ等の光学系を使用している。偏光板は透
明基板に貼り合わせ、液晶セルの前後に1枚ずつ配置さ
れる。このときの透明基板は板ガラスのような平滑性の
高い物がよく、具体的にはサファイアガラス、石英ガラ
ス、ホウ珪酸ガラスや青板ガラス等が適している。
【0013】本発明で記載の透過率は自然光を偏光板に
法線方向から入射し、反対側から透過する光の量であ
り、本発明においては通常、36%以上(染料系)又は
40%以上(ヨウ素系)であり、自然光の波長範囲は3
70nmから700nmの範囲である。また偏光率は2
枚の偏光板をお互いの偏光軸が平行になるように配置
し、それらの法線方向から自然光を入射したときの透過
率をT1、同様に偏光軸が直交するように配置し、自然
光を入射したときの透過率をT2としたときに以下に記
載する数1によって求められる。通常、本発明において
偏光率は99.5%以上(染料系)又は99.8%以上
(ヨウ素系)である。
【0014】
【数1】
【0015】本発明の効果は偏光板を直交位にガラス基
板を挟んで貼り合わせ一番光が漏れ出ている部位の平均
値を一番漏れ出ていな部位の平均値で割った値で評価す
ることができる。特に偏光板の対角線を偏光軸方向とし
て9cm角の正方形に切り出してガラス基板を挟んで直
交位に貼り合わせ、少なくとも80℃(好ましくは染料
系の偏光板では90℃、ヨウ素系の偏光板では80℃)
の環境下において24時間放置した。この後サンプルの
背面から白色光を照射し、輝度計でサンプルの前面の輝
度を測定したとき、面内で極大となる四辺の中間部の輝
度の平均値を極小となる四つの頂点と偏光板の中心部の
輝度の平均値で割った値を本発明では光漏れ度として使
用する。光漏れ度は通常2.0倍以下であるが、好まし
くは1.5〜1.0倍であって、1.0倍に近いほうが
より好ましい。また、本発明における輝度とは、例えば
化学大辞典2(共立出版株式会社、昭和50年3月10
日発行)第752頁に記載の意味を有し、照度とは同4
第806〜807頁に記載の意味を有する。
【0016】またプロジェクターにセットし、スクリー
ン上に40インチのサイズになるように距離を調整して
投影し黒画面表示でのスクリーン上の照度を照度計を用
いて測定することで評価することも出来る。本発明では
極大となる4点の照度の平均値を極小となる5点の照度
の平均値で割った値を均一度として使用する。均一度は
通常1.3倍以下であるが、好ましくは1.2〜1.0
倍であって、1.0倍に近いほうがより好ましい。
【実施例】
【0017】次に本発明の偏光板を使用した実施例と従
来の偏光板を使用した場合の比較例を説明する。 (実施例1)PVAフィルム((株)クラレ製 VF−
XS、厚さ75μm)を50℃の水中で膨潤させ、次い
で水100重量部、C.I.Direct Orang
e39 0.03部、C.I.Direct Red7
9 0.03部、C.I.Direct Blue 2
37 0.04部からなる混合染料0.1重量部、芒硝
1.0重量部からなる水溶液に5分間浸漬し染料分子を
PVAに吸着させた。このフィルムを水100重量部、
ホウ酸5重量部からなる水溶液中で45℃で5倍に一軸
延伸し、乾燥させて偏光素子を作成した。
【0018】ポリオレフィン系の樹脂(日本ゼオン
(株)ZEONOR1600R)30重量部とジオクチ
ルフタレート1重量部をシクロヘキサン35重量部、キ
シレン35重量部の混合溶媒中に溶解し、キャスト法に
よって製膜し、支持体フィルムを作成した。この支持体
フィルムの膜厚は50μmであった。
【0019】支持体フィルムに200W・min・m−
2の強度のコロナ放電処理を施し、PVA系の接着剤で
作成しておいた偏光素子を挟み込み接着し、偏光板とし
た。この偏光板の透過率は38%、偏光率は99.9%
であった。この偏光板2枚を偏光軸が45°で90mm
角の正方形に切り取り、偏光軸が直交するように粘着剤
を介してガラス基板を挟みこむように貼り合わせた。こ
の状態で90℃の環境で24時間放置し、バックライト
ユニット((株)浅沼商会キングブライトボックス)上
で光漏れがないことを確認した。また後記、図2で示す
点の輝度を輝度計(ミノルタカメラ(株)製 LS−1
00)を使用して測定し、(数2)より光漏れ度を求め
た。結果を(表1)に示した。
【0020】
【数2】
【0021】
【表1】
【0022】(実施例2)
【0023】実施例1と同様の方法で偏光素子と支持体
フィルムを作成し、50μmのTACフィルム(富士写
真フィルム(株)製)と支持体フィルムとの間に偏光素
子を挟みこみPVA系の接着剤で接着し、偏光板とし
た。この偏光板の透過率は38%、偏光率は99.9%
であった。この偏光板を偏光軸が45°で90mm角の
正方形に切り取り、偏光軸が直交し、かつ支持体面が内
側になるように粘着剤を介してガラス基板を挟みこむよ
うに貼り合わせた。実施例1と同様の方法で光漏れがな
いことを確認し、光漏れ度を測定した。結果を表1に示
した。 (比較例1)
【0024】実施例2で作成した偏光板を偏光軸が45
°で90mm角の正方形に切り取り、偏光軸が直交し、
かつ支持体面が外側になるように粘着剤を介してガラス
基板を挟みこむように貼り合わせた。90℃の環境で2
4時間放置後、バックライトユニット上で目視で光漏れ
を調べた。結果、大きく光漏れが発生していることを確
認した。また輝度計を使用した光漏れ度の測定結果を表
1に示した。 (比較例2)
【0025】実施例1で作成した偏光素子をPVA系の
接着剤を使用してTACフィルムで挟みこみ、偏光板を
作成した。この偏光板の透過率は38%、偏光率は9
9.9%であった。この偏光板を偏光軸が45°で90
mm角の正方形に切り取り、偏光軸が直交するように粘
着剤を介してガラス基板を挟みこむように貼り合わせ
た。90℃の環境で24時間放置したところ、大きく光
漏れが発生していることを確認した。また光漏れ度の測
定結果を表1に示した。 (実施例3)
【0026】PVAフィルムを50℃の水中で膨潤さ
せ、次いで水100重量部、ヨウ素1重量部、ヨウ化カ
リウム20重量部からなる水溶液中に5分間浸漬し、ヨ
ウ素分子をPVAフィルムに吸着させた。このフィルム
を水100重量部、ホウ酸5重量部からなる水溶液中で
液温45℃において一軸方向に4倍延伸し、乾燥させて
偏光素子を得た。実施例1で作成した支持体フィルムに
200W・min・m−2の強度のコロナ放電処理を施
し、PVA系の接着剤で作成しておいた偏光素子を挟み
込み接着し、偏光板とした。この偏光板の透過率は42
%、偏光率は99.9%であった。この偏光板を偏光軸
が45°で90mm角の正方形に切り取り、偏光軸が直
交するように粘着剤を介してガラス基板を挟みこむよう
に貼り合わせた。この状態で80℃の環境で24時間放
置し、バックライトユニットで光漏れがないことを確認
した。また(図2)で示す点の輝度を輝度計を使用して
測定し、光漏れ度を求めた。結果を表2に示した。
【0027】
【表2】
【0028】(比較例3)
【0029】実施例3で作成した偏光素子をPVA系の
接着剤でTACフィルムに挟みこみ接着した。この偏光
板の透過率は42%、偏光率は99.9%であった。こ
の偏光板を実施例3と同様の方法で光漏れを調べたとこ
ろ、大きく発生していることがわかった。同時に光漏れ
度を測定した。結果を表2に示した。
【0030】実施例1の偏光板を液晶プロジェクター内
にセットし、スクリーン上に40インチのサイズになる
ように距離を調整して投影した。入力信号をOFFにし
て黒画面表示にして5分間放置したところ、均一な黒表
示であった。このときの画像の(図3)で指定した点の
面内の照度を色彩照度計(横河M&C(株)製COLO
RI METER 520−06)を用いて測定し、下
記 数3より均一度を求めた。ここでいう均一度とは数
字が1に近いほど黒画面での周辺の光漏れが少ないこと
を示し、光漏れが全く無ければ1になる。(表3)に結
果を示した。
【0031】
【数3】
【0032】
【表3】
【0033】同様に実施例2、比較例1についてプロジ
ェクター内にセットしたときの黒画面での周辺の光漏れ
と均一度の測定を行い、(表3)に結果を示した。
【発明の効果】
【0034】本発明の偏光板は光漏れが極めて少ないた
め、プロジェクターに使用したときに周辺部の光漏れに
よる色ムラが少ない。従って面内のユニフォーミティが
高く、品位の高い画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプロジェクター用の偏光板の構造を示
す図である。左側の図;本発明の実施例1の偏光板の構
成右側の図;本発明の実施例2の偏光板の構成
【図2】面内の光漏れ度を測定するときの平面図であ
る。
【図3】プロジェクターに実装して照度を測定するとき
の図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H049 BA02 BA27 BB18 BB22 BB43 BC10 BC22 2H091 FA08X FA08Z FB02 LA03 LA18 MA06 2K103 AA05 AB05 AB06 BC16

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シクロオレフィン系の低複屈折性の支持体
    を少なくとも1枚使用し、単体の透過率が36%以上、
    偏光率が99.5%以上である偏光板で、かつ、ガラス
    基板を挟み込むように直交位に張り合わせ、少なくとも
    80℃の雰囲気下で24時間放置後に極大輝度となる点
    の輝度の平均値が極小輝度となる点の輝度の平均値の
    2.0倍以下の光漏れ度となることを満たす液晶プロジ
    ェクター用の偏光板。
  2. 【請求項2】シクロオレフィン系の低複屈折性の支持体
    を少なくとも1枚使用し、単体の透過率が36%以上、
    偏光率が99.5%以上である染料系の偏光板で、か
    つ、ガラス基板を挟み込むように直交位に張り合わせ、
    90℃の雰囲気下で24時間放置後に極大輝度となる点
    の輝度の平均値が極小輝度となる点の輝度の平均値の
    2.0倍以下の光漏れ度となることを満たす液晶プロジ
    ェクター用の偏光板。
  3. 【請求項3】シクロオレフィン系の低複屈折性の支持体
    を少なくとも1枚使用し、単体の透過率が40%以上、
    偏光率が99.8%以上であるヨウ素系の偏光板で、か
    つ、ガラス基板を挟み込むように直交位に張り合わせ、
    80℃の雰囲気下で24時間放置後に極大輝度となる点
    の輝度の平均値が極小輝度となる点の輝度の平均値の
    2.0倍以下の光漏れ度となることを満たす液晶プロジ
    ェクター用の偏光板。
  4. 【請求項4】ライトバルブから得られた光線をスクリー
    ン上に投影し、その法線上に請求項1の偏光板を直交す
    るように配置したときに、投射画面上の極大照度となる
    点の照度の平均値が極小輝度となる点の照度の平均値の
    1.3倍以下の均一度を有する液晶プロジェクター用の
    偏光板。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013101281A (ja) * 2011-11-09 2013-05-23 Keio Gijuku 粘着剤付偏光板、粘着剤付偏光板の設計方法、液晶パネルの製造方法、偏光板の製造方法、及び、粘着剤付偏光板の製造方法
JP2016173589A (ja) * 2016-05-04 2016-09-29 学校法人慶應義塾 粘着剤付偏向板、液晶パネル及び粘着剤

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