KR100782017B1

KR100782017B1 - 액정 프로젝터의 콘트라스트비 개선방법

Info

Publication number: KR100782017B1
Application number: KR1020027015146A
Authority: KR
Inventors: 요시오카겐이치로; 도리고에미치코; 다나카고이치
Original assignee: 니폰 가야꾸 가부시끼가이샤; 가부시키가이샤 폴라테크노
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2007-12-06
Also published as: TW574570B; US20030112414A1; KR20030040209A; EP1291704A1; WO2001090808A1; EP1291704A4; CA2410074A1; HK1056229A1; CN1430735A; CN1209667C

Abstract

본 발명은 액정 프로젝터에 있어서 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트비를 향상시키는 방법에 관한 것으로, 적어도 광원, 전극을 구비한 적어도 하나 이상의 네마틱 액정으로 구성된 트위스티드 네마틱 액정 셀 및 이 액정 셀을 사이에 두도록 배치되는 두 개의 편광판으로 이루어지는 액정 프로젝터에 있어서, 편광판 사이에 2 매 이상의 HBLC 광학필름을 이 필름의 지상축이 필름면에 대한 법선방향의 위상차를 발생하지 않게 대략 직교하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 스크린에 투영된 표시화상의 콘트라스트비 개선방법 및 이 개선방법을 이용한 액정 프로젝터를 제공한다.

Description

액정 프로젝터의 콘트라스트비 개선방법{Contrast ratio improving method for liquid crystal projector}

본 발명은, 액정 프로젝터에서 표시화상의 콘트라스트비를 개선하는 방법 및 이 방법을 이용한 액정 프로젝터에 관한 것이다.

TFT(Thin Film Transister) 등을 이용한 액티브 구동 트위스티드 네마틱 액정 셀(twisted nematic liquid crystal cell)을 갖는 액정 프로젝터(이하, 간단히 액정 프로젝터라 한다)는 소형 및 경량이기 때문에 휴대하기가 용이하며 큰 화면의 표시가 가능하기 때문에 대형 텔레비전이나 대중이 모인 장소에 적합한 화상표시장치로서 널리 보급되고 있다. 액정 프로젝터는, 스크린에 투영된 화상을 보는 것이기 때문에 외광의 영향을 받기 쉬워 소위 노트북 크기의 퍼스컴이나 모니터에 사용되는 백라이트를 갖는 액정표시체와 같이 발광체로부터의 빛을 직시하는 경우에 비해 더욱 높은 콘트라스트비가 요구된다.

도 1은 종래의 액정 프로젝터의 일례로서 소위 3 판식(three-cell) 액정 프로젝터의 구성을 나타낸다. 도 1에서, 광원(1)으로부터 출사된 빛은 제 1 인테그레이터 렌즈(integrator lens)(3)를 통하여 편광 빔 스플리터(PBS, polarized beam splitter)(4)에 의해 편광 광화된다. 그리고 제 2 인테그레이터 렌즈(5)를 통과 한 편광은 전반사 미러(total reflection mirror)(6)에 의해 반사되고, 이어 두 개의 다이크로익 미러(dichroic mirror)(7)에 의해 적색, 녹색 및 청색 각각의 파장 영역에 대응하는 편광성분으로 분리된다. 분리된 각각의 편광성분 가운데, 적색 영역에 대응하는 편광은, 전반사 미러(6)에 의해 반사되고 콘덴서 렌즈(condenser lens)(8)에 의해 집광되어 적색 영역에 대응하는 파장 영역에 대하여 편광성을 나타내는 컬러 타원 편광판(color elliptical polarizer)(위상차 필름(retardation film)은 콘덴서 렌즈(8)측으로 배치되어 있다)(9)으로 입사된다. 컬러 타원 편광판(9)에 의해 더욱 직선 편광화된 편광은 마이크로렌즈 어레이(35)에 의해 집광되고, 한 쌍의 투명 기판 및 이 기판 사이에 협지된 네마틱 액정으로 구성된 TFT 회로를 갖는 트위스티드 네마틱 액정 셀(10)로 입사되며, 밝게 표시하는 경우에는 컬러 타원 편광판(위상차 필름은 크로스 프리즘에 배치되어 있다)(11)을 통과하고 크로스 프리즘(cross prism)(16)에 의해 편광 진로를 90° 바꾸어 투사렌즈(17)에 의해 다른 편광성분과 통합되어 스크린(18)으로 화상이 투사된다. 청색 영역에 대응하는 편광은 적색 영역의 경우와 마찬가지로, 컬러 타원 편광판(14 및 15) 및 마이크로렌즈 어레이(35)를 배치한 액정 셀(10)로 입사되고 크로스 프리즘(16)에 의해 편광 진로를 90° 바꾸어 투사렌즈(17)에 의해 다른 편광성분과 통합되어 스크린(18)으로 화상이 투사된다. 녹색 영역의 편광도 마찬가지로 컬러 타원 편광판(12 및 13) 및 마이크로렌즈 어레이(35)를 배치한 액정 셀(10)로 입사되지만, 크로스 프리즘(16)에 의해 편광 진로를 바꾸지 않고 투사렌즈(17)에 의해 다른 편광성분과 통합되어 스크린(18)으로 화상이 투사된다.

액정 프로젝터는, 상기한 바와 같이 복잡한 광학경로를 거쳐 최종적으로 출사측 타원 편광판을 통과한 빛을 렌즈에 의해 집광하여 스크린으로 투영한다. 이 때, 스크린에 투영된 화상의 콘트라스트는 집광된 빛의 종합적인 값으로 얻어지기 때문에, 여러 각도에서 액정 셀에 입사한 편광이 출사측 편광판을 통과한 후 렌즈에 의해 통합되어 스크린에 투영되게 된다. 그러나, 트위스티드 네마틱 액정 셀을 사용한 경우, 노멀리 화이트 모드(Normally White Mode)로 전압을 인가하여 검게(黑) 표시할 때, 이 액정 셀내 액정분자의 배향상태는 완전한 대칭성을 갖지 않는다. 즉, 전압 인가시에도 이 액정 셀내 배향막(alignment layer) 계면부근의 액정분자는 배향막 계면에 대하여 약간 기울게 배향되어 있기 때문에, 액정 셀에 입사되는 편광의 입사각에 따라 정면방향에서 얻어질 편광과는 다른 편광이 액정 셀을 통과한 후 출사되고 만다. 따라서, 액정 셀에 대한 편광의 입사각에 따라서는, 출사측 편광판이 액정 셀로부터 출사되는 편광을 완전히 흡수하지 못하여 충분히 검게 표시할 수 없다. 액정 프로젝터는 상기한 바와 같이 출사측 편광판에서 완전히 흡수하지 못한 빛도 통합하여 스크린에 투영되기 때문에, 결과로서 투영된 화상 전체를 충분히 검게 표시할 수 없어, 콘트라스트비를 향상시키는 것이 어려워져 버린다는 문제가 있었다. 이것은, 도 1에 나타낸 TFT 회로를 갖는 트위스티드 네마틱 액정 셀의 해당 TFT 부분에서 빛의 이용효율이 저하되는 것을 방지하기 위해 마이크로렌즈 어레이를 이용하여 편광을 집광하고 액정 셀로 입사시켜 이것을 스크린에 투영하는 경우에 더욱 중대한 문제가 된다. 그 때문에, 액정 프로젝터에 의해 투영된 화상의 콘트라스트비를 개선하는 것이 요구된다.

광원의 빛을 직접 보게 되는 트위스티드 네마틱 액정 셀을 갖는 액정 디스플레이 화상의 경우, 보는 위치에 따라 콘트라스트비가 저하되거나 색상이 변화하는 문제, 소위 시야각 의존성에 의해 야기되는 문제와는 달리 상기한 바와 같이 투영된 화상에서 콘트라스트비가 저하된다고 하는 액정 프로젝터에서 발생하는 특유의 문제이고 그 해결이 요망되고 있다.

본 발명자들은, 본 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 적어도 광원, 전극을 구비한 네마틱 액정으로 구성된 트위스티드 네마틱 액정 셀 및 이 액정 셀을 사이에 두도록 배치되는 두 개의 편광판으로 이루어지는 액정 프로젝터에 있어서, 편광판 사이에 2 매 이상의 하이브리드 배향된 액정층을 갖는 광학필름을 이 필름의 지상축(slow axis)이 필름면에 대한 법선 방향의 위상차를 발생하지 않게 대략 직교하도록 배치함으로써 액정 프로젝터에 의해 투영되는 화상의 콘트라스트비를 대폭 개선(향상)할 수 있다는 것을 밝혀내었다.

즉, 본 발명은 하기 (1) 내지 (16)에 관한 것이다.

(1) 적어도 광원, 전극을 구비한 트위스티드 네마틱 액정 셀(이하, TN 액정 셀이라 한다) 및 이 액정 셀을 사이에 두도록 배치되는 두 개의 편광판을 갖는 액정 프로젝터에 있어서, 편광판 사이에 하이브리드 배향된 액정층을 갖는 광학필름(이하, HBLC 광학필름이라 한다) 2 매 이상을 이 필름의 지상축(slow axis)이 필름면에 대한 법선 방향의 위상차를 발생하지 않게 대략 직교하도록 배치하는 것을 특징으로 하는, 스크린에 투영된 표시화상의 콘트라스트비 개선방법.

(2) 상기 (1)에 있어서, 2 매 이상의 HBLC 광학필름의 지상축을 편광판의 흡수축에 대하여 대략 평행 또는 대략 직교하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.

(3) 상기 (2)에 있어서, 짝수 매의 HBLC 광학필름의 지상축이 반은 일방의 편광판의 흡수축과 대략 직교하고 나머지 반은 편광판의 흡수축과 대략 평행하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.

(4) 상기 (3)에 있어서, 짝수 매의 HBLC 광학필름의 지상축이 반은 일방의 편광판의 흡수축과 대략 직교하고 나머지 반은 편광판의 흡수축과 대략 평행하도록 배치하며, 각각 반의 광학필름이 배치되는 방향이 액정층과 이 액정층을 지지하는 기재 필름이 교대로 되도록 배치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 있어서, HBLC 광학필름의 위상차 값이 서로 같은 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.

(6) 상기 (1)에 있어서, 편광판 사이에 2 매 이상의 평면(planar) 배향된 액정층을 갖는 광학필름(이하, PLLC 광학필름이라 한다)을 이 필름의 지상축이 필름면에 대한 법선방향의 위상차를 발생하지 않게 각각 대략 직교하도록 배치하고, HBLC 광학필름의 지상축과도 각각 대략 평행 또는 대략 직교하도록 배치하는 것을 특징으로 하는, 스크린에 투영된 표시화상의 콘트라스트비 개선방법.

(7) 상기 (6)에 있어서, 2 매 이상의 PLLC 광학필름의 지상축을 편광판의 흡수축에 대하여 대략 평행 또는 대략 직교하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.

(8) 상기 (7)에 있어서, 짝수 매의 PLLC 광학필름의 지상축이 반은 일방의 편광판의 흡수축과 대략 직교하고 나머지 반은 편광판의 흡수축과 대략 평행하도록 배치하며, TN 액정 셀과 일방의 편광판 사이에 배치된 HBLC 광학필름과 PLLC 광학필름이 액정층과 이 액정층을 지지하는 기재 필름이 교대로 되도록 배치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.

(9) 상기 (6) 내지 (8) 중 어느 한 항에 있어서, PLLC 광학필름의 위상차 값이 서로 같은 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.

(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 있어서, 액정층을 지지하는 기재 필름이, 필름면내 지상축방향의 굴절률을 nx, 필름면내 진상축(fast axis)방향의 굴절률을 ny, 필름의 두께방향의 굴절률을 nz로 할 때, nx≥ny＞nz이고 nz－{(nx＋ny)/2}＜0인 콘트라스트비 개선방법.

(11) 상기 (10)에 있어서, 액정층을 지지하는 기재 필름이 트리아세틸 셀룰로오즈 필름인 콘트라스트비 개선방법.

(12) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 있어서, 액정층을 형성하는 화합물이 서모트로픽(thermotropic) 액정성 화합물 또는 리오트로픽(lyotropic) 액정성 화합물인 콘트라스트비 개선방법.

(13) 상기 (12)에 있어서, 액정층을 형성하는 화합물이 자외선 경화형 또는 열경화형 액정성 화합물인 콘트라스트비 개선방법.

(14) 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 한 항의 콘트라스트비 개선방법을 이용한 액정 프로젝터.

(15) 편광판 사이에 TN 액정 셀 및 2 매 이상의 HBLC 광학필름을 갖는 광학계에 있어서, 필름의 지상축이 필름면에 대한 법선방향의 위상차를 발생하지 않게 대략 직교하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터에 의해 투영된 스크린위의 표시화상의 콘트라스트비를 개선하기 위한 광학계.

(16) 적어도 한 쌍의 HBLC 광학필름과 PLLC 광학필름을 갖는 콘트라스트비 개선용 복합 광학필름.

도 1은, 종래의 액정 프로젝터의 일례를 나타낸다.

도 2는, 본 발명의 콘트라스트비 개선방법에 대한 하나의 실시예이다.

도 3은, 본 발명의 콘트라스트비 개선방법에 대한 다른 실시예이다.

도 4는, 본 발명의 콘트라스트비 개선방법에 대한 또 다른 실시예이다.

도 5는, 본 발명의 콘트라스트비 개선방법에 대한 또 다른 실시예이다.

도 6은, 본 발명의 콘트라스트비 개선방법에 대한 또 다른 실시예이다.

도 7은, 실시예 1의 액정 프로젝터에 대한 예이다.

도 8은, 본 발명의 콘트라스트비 개선방법의 또 다른 실시예이다.

도 9는, 실시예 3의 액정 프로젝터에 대한 예이다.

<부호의 설명>

1 : 광원

2 : 리플렉터(reflector)

3 : 제 1 인테그레이터 렌즈

4 : 편광 빔 스플리터

5 : 제 2 인테그레이터 렌즈

6 : 전반사 미러

7 : 다이크로익 미러

8 : 콘덴서 렌즈

9 : 입사측 적색 영역에 대응하는 컬러 타원 편광판

10 : 액정 셀

11 : 출사측 적색 영역에 대응하는 컬러 타원 편광판

12 : 입사측 녹색 영역에 대응하는 컬러 타원 편광판

13 : 출사측 녹색 영역에 대응하는 컬러 타원 편광판

14 : 입사측 청색 영역에 대응하는 컬러 타원 편광판

15 : 출사측 청색 영역에 대응하는 컬러 타원 편광판

16 : 크로스 프리즘

17 : 투사 렌즈

18 : 스크린

19 : 입사광

20 : 입사측 편광판

21 : 흡수축

22 : 러빙 방향(rubbing direction)

23 : 액정 셀내 액정분자

24 : 하이브리드 배향된 액정층

25 : 하이브리드 배향된 액정분자

26 : 기재 필름

27 : 하이브리드 배향된 액정층을 갖는 광학필름(HBLC 광학필름)

28 : 출사측 편광판

29 : 하이브리드 배향된 액정층의 지상축

30 : 평면 배향된 액정층

31 : 평면 배향된 액정분자

32 : 평면 배향된 액정층의 지상축

33 : 평면 배향된 액정층을 갖는 광학필름(PLLC 광학필름)

34 : 본 발명에서 사용되는 액정층을 갖는 광학필름을 적층한 광학필름 또는 광학부재

35 : 마이크로렌즈 어레이

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

도 2는 본 발명의 콘트라스트비 개선방법에 대한 일례를 나타낸다. 본 발명의 콘트라스트비 개선방법에서 사용되는 하이브리드 배향된 액정층을 갖는 광학필름(HBLC 광학필름)의 하이브리드 배향이란, 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이 액정층을 지지하는 기재 필름(26) 위의 액정층(액정성 화합물로 이루어진 층)(24)에서 액정층을 구성하는 액정분자(25)가 기재 필름측에서는 대략 평면(기재 필름면에 대하여 평행) 배향하고 공기 계면측에서는 호메오트로픽적으로(homeotropically) 배향하도록 연속적으로 변화된 배향으로 되어 있는 상태를 말한다. 본 발명에서 사용되는 HBLC 광학필름(27)을 2 매 사용한 경우, 이 광학필름의 지상축방향(29)이 광학필름면에 대하여 법선방향의 위상차를 발생시키지 않도록 배치한다. 이와 같은 배치로는, 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이 입사광(19)에 대하여 편광판(20), 액정 셀(10), 2 매의 HBLC 광학필름(27), 출사측 편광판(28)이 배치되어 있는 구성에 있어서 위상차 값이 같은 광학필름(27)을 각각의 지상축(29)을 직교시켜 배치하는 방법을 들 수 있다. 또한, 3 매 사용한 경우에는, 특정 위상차 값을 갖는 광학필름 1 매와 이 광학필름의 반 정도의 위상차 값을 갖는 광학필름 2 매를 사용하고, 위상차 값이 낮은 광학필름을 각각의 지상축(29)이 평행하도록 배치하고, 위상차 값이 높은 광학필름의 지상축(29)을 직교하도록 배치하는 방법을 들 수 있다. 또, 4 매를 사용하는 경우에는, 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이 위상차 값이 모두 같은 광학필름(27)을 2 매는 각각의 지상축(29)을 평행하게 나머지 2 매는 상기 지상축(29)을 평행하게 배치한 광학필름에 대하여 직교하도록 각각의 지상축(29)을 평행하게 배치하는 방법을 들 수 있다. 이들 HBLC 광학필름을 배치할 때 각각의 지상축(29)이 이루는 각도의 정밀도는 하이브리드 배향된 액정층의 배향 균일성 정도나 배치할 때의 정밀도를 고려하면 완전한 평행 또는 직교가 되는 위치에 대하여 바람직하게는 -3∼+3°, 보다 바람직하게는 -2∼+2°의 범위내가 되도록 하는 것이 좋다.

또한, 본 발명에서 사용되는 HBLC 광학필름을 2 매 이상 사용하여 각각의 지 상축이 편광판의 흡수축에 대하여 대략 평행 또는 대략 직교하도록 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 예로는, 도 2에 있어서 편광판(20)에 가까운 측의 광학필름(27)의 지상축(29)을 편광판(20)의 흡수축(21)에 대하여 직교시키고, 편광판(28)에 가까운 측의 광학필름(27)의 지상축(29)을 편광판(28)의 흡수축(21)과 직교시키는 배치를 들 수 있다. 이렇게 배치함으로써 각 광학필름의 필름면에 대한 법선방향의 위상차를 발생시키지 않기 때문에, 예를 들어 상이한 위상차 값을 갖는 2 매의 광학필름의 지상축(29)을 편광판의 흡수축(21)에 대하여 대략 평행 또는 대략 직교로 배치하여 콘트라스트비를 개선하는 것도 가능하게 된다. 광학필름을 배치할 때 각각의 지상축(29)과 편광판(20 또는 28)의 흡수축(21)이 이루는 각도의 정밀도는 하이브리드 배향된 액정층의 배향 균일성 정도나 배치할 때의 정밀도를 고려하면 완전한 평행 또는 직교가 되는 위치에 대하여 바람직하게는 -5∼+5°, 더욱 바람직하게는 -3∼+3°, 더욱더 바람직하게는 -2∼+2°의 범위가 되도록 하는 것이 좋다.

본 발명에 있어서 또한, 필요에 따라 2 매 이상, 특히 4 매 이상의 위상차 값이 같고 짝수 매의 HBLC 광학필름을 사용하여, 반은 일방의 편광판의 흡수축과 대략 직교로 나머지 반은 편광판의 흡수축과 대략 평행하게 배치하여 법선방향의 위상차를 발생시키지 않도록 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 예로는, 도 3에 나타낸 바와 같이 4 매의 HBLC 광학필름(27)에서 편광판(28)에 가까운 측의 2 매의 광학필름(27)의 지상축(29)을 편광판(28)의 흡수축(21)에 대하여 직교시키고, 나머지 2 매의 광학필름(27)의 지상축(29)을 편광판(28)의 흡수축(21)에 대하여 평행하 게 되는 배치를 들 수 있다.

다음으로, 본 발명에서 2 매 이상의 HBLC 광학필름을 배치하는 경우의 필름 방향에 대하여 설명한다. 광학필름의 방향은 하기한 것으로 한정되지 않지만, 바람직한 태양에 대하여 설명한다.

2 매의 HBLC 광학필름을 사용하는 경우, 통상 양자의 동일면이 마주 보며 양자의 하이브리드 배향이 연속적으로 변화하도록 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 양자의 액정층과 액정층이 마주보거나 반대로 필름층과 필름층이 마주보도록 배치할 수도 있지만, 통상 필름층과 필름층이 마주보도록 배치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 양자의 광학필름은 도 2에 나타낸 바와 같이 서로 인접할 수도 있고, 양자 사이에 TN 액정 셀, 그 외의 광투과성 필름 등이 배치되어 있을 수 도 있다.

3 매 이상의 HBLC 광학필름을 사용하는 경우에는, 통상 필름에서의 위상차 값을 서로 소거하는 것끼리 서로 역방향이 되도록(같은 면, 예를 들어 액정층면과 액정층면, 또는 필름면과 필름면이 마주본다) 배치할 수 있다. 예를 들어, 3 매일 때는 위상차 값이 낮은 2 매의 광학필름은 같은 방향으로, 위상차 값이 큰 1 매의 광학필름과는 필름면 또는 액정층면에서 마주보도록 할 수 있다.

또한, 4 매 이상의, 바람직하게는 위상차 값이 같은 짝수 매의 HBLC 광학필름을 사용하는 경우에는, 반 정도의 HBLC 광학필름의 지상축이 일방의 편광판의 흡수축과 대략 직교하고 나머지 반의 HBLC 광학필름의 지상축은 편광판의 흡수축과 대략 평행하게 배치함과 동시에, 각각 반의 광학필름이 배치되는 방향이 액정층과 이 액정층을 지지하는 기재 필름이 교대로 되도록 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 배치로는, 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이 4 매의 HBLC 광학필름(27) 가운데 액정 셀(10)에 가까운 측으로부터 2 매를 기재 필름(26)이 편광판(28)측이 되게 하여 지상축(29)을 편광판(28)의 흡수축(21)과 평행하게 배치하고, 나머지 2 매를 액정층(24)이 편광판(28)측이 되게 하여 지상축(29)을 편광판(28)의 흡수축(21)과 직교하도록 배치하는 방법을 들 수 있다.

본 발명에서 사용되는 HBLC 광학필름의 위상차 값은 서로 같은 값인 것이 보다 효과적으로 콘트라스트비를 개선할 수 있다. 바람직한 위상차 값으로는 한 개당 광학필름의 필름면에 대하여 법선방향의 위상차 값이 20∼150 ㎚, 보다 바람직하게는 30∼100 ㎚ 정도가 좋다.

위상차 값은 통상법에 따라, 예를 들어 분광광도계를 사용한 회전검광자법이나 자동복굴절계(automatic birefringence refractometer)에 따라 측정할 수 있다.

본 발명의 콘트라스트비 개선방법에 있어서는 경우에 따라 적어도 2 매 이상의 PLLC 광학필름을 병용함으로써 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 평면 배향이란, 도 4에 나타낸 바와 같이, 액정층을 지지하는 기재 필름(26) 위에 액정성 화합물로 이루어지는 층(30)이 기재 필름측 및 공기 계면측 모두에서 액정분자(31)가 대략 평면(평행) 배향되어 있는 상태를 말한다.

본 명세서에서 대략 평면 배향되어 있다고 한 경우, 가능한 한 필름 평면에 평행한 것이 바람직하지만, 본 발명의 효과를 달성할 수 있는 정도로 평행하게 되어 있으면 문제가 없고, 통상 필름면에 대하여 액정분자의 기울기(틸트(tilt) 각) 가 0∼5 도의 범위, 바람직하게는 0∼3 도의 범위, 더욱 바람직하게는 0∼1 도의 범위에 있으면 된다.

이러한 PLLC 광학필름은 일본국 특허출원 공개 평12-98133(P2000-98133) 등에 기재되어 있고 공지이다.

PLLC 광학필름은 편광판 사이에 2 매 이상 배치되며 이 PLLC 광학필름의 지상축이 필름면에 대한 법선방향의 위상차를 발생하지 않게 각각 대략 직교하도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 HBLC 광학필름의 지상축과도 각각 대략 평행 또는 대략 직교하도록 배치함으로써 더욱 효과적으로 콘트라스트비를 개선할 수 있다.

이들 PLLC 광학필름과 HBLC 광학필름의 배치 순서는 그다지 상관없지만, 통상 HBLC 광학필름의 액정층측에 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 배치로는 예를 들어, 도 5에 나타낸 바와 같이 PLLC 광학필름(33)을 액정 셀(10)을 사이에 두도록 각 지상축(32)을 직교시키고, HBLC 광학필름(27)의 지상축(29)과 광학필름(33)의 지상축(32)을 직교하도록 배치하는 경우를 들 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 경우에 따라 2 매 이상의 PLLC 광학필름의 지상축을 편광판의 흡수축에 대하여 대략 평행 또는 대략 직교하도록 배치하고, HBLC 광학필름의 지상축과도 각각 대략 평행 또는 대략 직교하도록 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 배치로는, 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, PLLC 광학필름(33)을 액정 셀(10)을 사이에 두도록 각 지상축(32)을 광학필름(33)의 기재 필름(26)이 액정 셀(10)측이 되게 하여 직교시키고, 편광판(20)측 광학필름(33)의 지상축(32)과 편광판(20) 흡수축(21)을 직교시키며, 편광판(28)측 광학필름(33)의 지상축(32)과 편광판(28)의 흡수축(21)을 직교시키고, HBLC 광학필름(27)의 지상축(29)과 광학필름(33)의 지상축(32)을 직교하도록 배치하는 경우를 들 수 있다. 다른 예로는, 도 5에 나타낸 바와 같이, PLLC 광학필름(33)을 액정 셀(10)을 사이에 두도록 각 지상축(32)을 액정층(30)이 액정 셀(10)측이 되게 하여 직교시키고, 편광판(20)측 광학필름(33)의 지상축(32)과 편광판(20)의 흡수축(21)을 직교시키며, 편광판(28)측 광학필름(33)의 지상축(32)과 편광판(28)의 흡수축(21)을 직교시키고, HBLC 광학필름(27)의 지상축(29)과 광학필름(33)의 지상축(32)을 직교하도록 배치하는 경우를 들 수 있다.

본 발명에 있어서 또한, 2 매 이상이고 짝수 매인 PLLC 광학필름의 지상축이 반은 일방의 편광판의 흡수축과 대략 직교하고, 나머지 반은 편광판의 흡수축과 대략 평행하게 배치하고, HBLC 광학필름과 PLLC 광학필름이 배치되는 방향이 액정층과 이 액정층을 지지하는 기재 필름이 교대로 되도록 배치한 것도 가능하다. 이러한 배치로는, 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, PLLC 광학필름(33)을 액정 셀(10)을 사이에 두도록 또한 액정 셀(10)측에 기재 필름(26)이 배치되도록 하여 각 지상축(32)을 직교시키고, 편광판(20)측 광학필름(33)의 지상축(32)과 편광판(20)의 흡수축(21)을 직교시키며, 편광판(28)측 광학필름(33)의 지상축(32)과 편광판(28)의 흡수축(21)을 직교시키고, HBLC 광학필름(27)을 기재 필름(26)이 평면 배향된 액정층(30)측에 배치되도록 하여 광학필름(27)의 지상축(29)과 광학필 름(33)의 지상축(32)을 직교하도록 배치하는 경우를 들 수 있다. 다른 예로는, 도 5에 나타낸 바와 같이, PLLC 광학필름(33)을 액정 셀(10)을 사이에 두도록, 또한 액정 셀(10)측에 평면배향된 액정층(30)이 배치되도록 하여 각 지상축(32)을 직교시키고, 편광판(20)측 광학필름(33)의 지상축(32)과 편광판(20)의 흡수축(21)을 직교시키며, 편광판(28)측 광학필름(33)의 지상축(32)과 편광판(28)의 흡수축(21)을 직교시키고, HBLC 광학필름(27)을 하이브리드 배향된 액정층(24)이 광학필름(33)의 기재 필름(26)측에 배치되도록 하여 광학필름(27)의 지상축(29)과 광학필름(33)의 지상축(32)을 직교하도록 배치하는 경우를 들 수 있다.

본 발명에서 사용되는 PLLC 광학필름의 위상차 값은 서로 같은 값인 것이 보다 효과적으로 콘트라스트비를 개선할 수 있다. 바람직한 위상차 값으로는 한 개당 광학필름의 필름면에 대하여 법선방향의 위상차 값이 20∼200 ㎚, 보다 바람직하게는 50∼150 ㎚ 정도가 좋다.

본 발명의 콘트라스트비 개선방법은, 도 2 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 편광판의 흡수축(21)과 액정 셀의 러빙 방향(22)이 평행한, 소위 O-모드인 경우에 한정되지 않고, 편광판의 흡수축(21)과 액정 셀의 러빙 방향(22)이 직교하는, 소위 E-모드인 경우에도 사용할 수 있다. 이러한 예로는, 도 6에 나타낸 바와 같이 2 매의 HBLC 광학필름(27)을, 액정층(24)내 액정분자(25)의 배향방향을 도 2의 경우에 대하여 180° 회전시킨 상태로 각 지상축(29)을 직교시켜 배치하는 방법을 들 수 있다.

본 발명에서 사용되는 액정층을 갖는 광학필름의 기재 필름으로는 투명성이 우수하고 본 발명의 방법에 따른 콘트라스트비 개선효과를 절감시키지 않는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 이러한 기재 필름으로는, 예를 들어 복굴절성이 매우 적은 플라스틱 필름을 들 수 있다. 복굴절성이 매우 적은 플라스틱 필름으로는 고유 복굴절률이 작은 트리아세틸 셀룰로오즈 등의 셀룰로오즈 유도체, 노보넨 유도체, 무정형 폴리올레핀 등의 플라스틱 필름이나, 2축연신(biaxial stretching) 등의 기계적 처리에 의해 복굴절률을 제어한 플라스틱 필름 등을 들 수 있다. 또한, 1축연신처리한 플라스틱 필름을 본 발명에서 사용되는 PLLC 광학필름 대신 사용할 수 있다. 이들 플라스틱 필름의 두께는 액정층을 형성할 때의 가공성 등을 고려하면 20∼200 ㎛가 좋다.

또한, 본 발명에서 사용되는 액정층을 갖는 광학필름의 기재 필름으로는, 필름면내 지상축방향의 굴절률을 nx, 필름면내 진상축방향의 굴절률을 ny, 필름의 두께방향의 굴절률을 nz로 할 때, nx≥ny＞nz이고 nz－{(nx＋ny)/2}＜0인 필름을 사용함으로써 보다 효과적으로 콘트라스트비를 개선할 수 있기 때문에, 특히 적합하게 사용된다. 이러한 기재 필름으로는, 트리아세틸 셀룰로오즈, 디아세틸 셀룰로오즈, 질산 셀룰로오즈 등의 셀룰로오즈 유도체로 이루어진 플라스틱 필름을 들 수 있고, 특히 트리아세틸 셀룰로오즈 필름이 실용성면에서 바람직하다. 이들 플라스틱 필름의 두께는 액정층을 형성할 때의 가공성이나 필름면의 법선방향으로부터 기울어진 각도에 따라 발생하는 복굴절률로부터 수득되는 콘트라스트비 개선효과를 최대로 하는데 필요한 위상차에 따라 변화하기 때문에, 일률적으로 말할 수 없지만 30∼150 ㎛ 정도가 좋다.

본 발명에서 사용되는 하이브리드 배향된 액정층을 형성하는 액정성 화합물로는, 특정 온도 범위에서 액정성을 나타내는 서모트로픽 액정성 화합물이나 특정 용액의 특정 농도범위에서 액정성을 나타내는 리오트로픽 액정성 화합물을 들 수 있다. 특히, 서모트로픽 액정은 넓은 온도범위에서 액정성을 나타낼 수 있기 때문에 복수의 액정성 화합물을 혼합하여 사용하는 경우가 많다. 액정성 화합물은 저분자량, 고분자량 및 이들의 혼합물일 수 있고, 나타내는 액정상태는 네마틱상(nematic phase)인 것이 바람직하다. 이러한 화합물로는, 예를 들어 일본국 특허출원 공개 평10-339813호 공보에 기재된 액정성 고분자 등을 들 수 있다. 또한, 배향상태를 고정하기 위해, 액정성 화합물은 자외선 또는 열에 의해 중합 또는 가교하게 되는 화합물이 바람직하다. 이러한 액정성 화합물로는, (메트)아크릴로일, 에폭시기, 비닐기 등의 중합성기를 갖는 화합물, 또는 아미노기나 하이드록실기 등의 가교성 관능기를 갖는 화합물인 것이 바람직하고, 그러한 것으로는 예를 들어, 일본국 특허출원 공개 평7-325221호 공보에 기재된 트리페닐렌 유도체 등으로 대표되는 디스코틱(discotic) 액정이나 WO97/44703호 공보에 기재된 두 개의 액정성 화합물(후술하는 실시예중 화학식 1 및 화학식 2의 화합물)의 혼합물로 이루어지는 저분자 액정 등을 들 수 있다. 이들 화합물은 중합개시제 또는 가교제의 존재하에 자외선이나 열 등에 의해 배향상태를 유지한 채 중합 또는 가교시킴으로써 수득된 광학이방체(optical anisotripic product)가 이후의 온도변화 등에 대하여 일정한 배향상태를 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 PLLC 광학필름에서 평면 배향의 액정층을 형성하는 액정성 화합물 또는 조성물로는 평면 배 향하는 것이라면 특별히 한정되지 않는데, 예를 들어 일본국 특허출원 공개 평12-98133호 공보에 기재된 액정성 화합물과 계면활성제의 혼합물, 예를 들어 하기 조성물 등을 들 수 있다.

a) 1 종 또는 2 종의 하기 화학식 Ia의 중합성 화합물 10∼50 중량% 및 1 종 또는 2 종의 하기 화학식 Ib의 중합성 화합물 5∼35 중량%;

(상기 식에서, W는 H 또는 CH₃이고, n은 3∼6의 정수이며, R은 탄소원자 1∼8 개를 갖는 알킬 또는 알콕시기이다)

b) 하기 화학식 II의 중합성 화합물 15∼60 중량부;

(상기 식에서, W는 H 또는 CH₃이고, n은 3∼6의 정수이며, Z¹ 및 Z²는 각각 독립적으로 -COO- 또는 -OCO-이고, X¹ 및 X²는 각각 독립적으로 H 또는 CH₃이다)

c) 광개시제 0.1∼8 중량%;

d) 하기 화학식 III 및 IV의 화합물로부터 선택되는 비이온성 플루오로알킬- 알콕실레이트 계면활성제를 50∼2500 ppm; 추가로 필요에 따라

(상기 식에서, n은 4∼12의 정수이며, x는 5∼15의 정수이다)

e) 1 종 또는 2 종 이상의 하기 화학식 V의 화합물을 5∼50 중량%를 함유하는 상기 중합성 조성물 등을 들 수 있다:

(상기 식에서, W, n 및 R은 화학식 1에 정의된 의미를 갖는다).

본 발명에서 사용되는 HBLC 광학필름 또는 PLLC 광학필름을 제작하는 방법으로는, 예를 들어 기재 필름을 직접 또는 폴리비닐알콜 유도체 또는 폴리이미드 등의 소위 배향막을 형성한 기재 필름을 벨벳 천으로 감은 롤로 균일하게 문지르는, 소위 러빙 처리하고, 이어 액정성 화합물을 적당한 용제에 용해시킨 용액을 기재 필름에 도포한 다음, 가열에 의해 건조시키며 액정성 화합물이 자외선 또는 열에 의해 중합 또는 가교하는 경우에는 액정 상태가 유지된 환경하에서 중합개시제 또는 가교제의 존재하에 자외선 또는 열에 의해 중합 또는 가교시킴으로써 수득할 수 있다. 액정성 화합물 용액을 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 도포된 후 액정층의 두께가 위상차 값에 영향을 미치기 때문에 균일한 두께로 도포할 수 있는 방법이 바람직하다. 이러한 도포 방법으로는, 예를 들어 마이크로그라비아 (microgravure) 코팅 방식, 그라비아(gravure) 코팅 방식, 와이어 바(wire bar) 코 팅 방식, 딥(dip) 코팅 방식, 스프레이(spray) 코팅 방식, 메니스커스(meniscus) 코팅 방식 등에 의한 방법을 들 수 있다. 액정성 화합물층의 두께는 소망하는 위상차 값에 따라 다르며, 그 위상차 값은 사용된 액정성 화합물의 복굴절에 따라 다르나 바람직하게는 0.05∼10 ㎛, 보다 바람직하게는 0.1∼5 ㎛ 정도이다.

본 발명의 콘트라스트비 개선방법은, 예를 들어 도 7에 나타낸 바와 같이 도 1과 동일한 종래의 액정 프로젝터에 2 매의 HBLC 광학필름(27)을 도 2에 도시한 배치(필름면이 마주보는 배치)가 되도록 각각 유리판의 양면에(또는 2 매의 광학필름(27)을 먼저 도 2에 도시한 배치가 되도록 점착제 등으로 적층한 것을 유기판의 일면에) 점착제 등으로 서로 붙여 광학부재(34)를 제작하고, 액정 셀(10)과 컬러 타원 편광판(11), 액정 셀(10)과 컬러 타원 편광판(13) 및 액정 셀과 컬러 타원 편광판(15) 사이에 각각 도 7의 배치가 되도록 배치하여 달성된다. 이들 편광판은 각 파장 영역에 대응한 컬러 타원 편광판에 한정되는 것이 아니라, 상이한 흡수파장영역을 갖는 복수의 이색성 색소나 요오드 다량체, 폴리엔 구조 등을 포함하는 가시영역 전체에 대응한 편광판을 사용할 수도 있다. 또한, 컬러 타원 편광판(8과 11), (8과 13), (8과 15) 각각에 도 3 내지 도 6의 배치가 되도록 HBLC 광학필름(27), 필요에 따라 추가로 PLLC 광학필름(33)을 배치함으로써 달성할 수 있다. 이들 각각의 광학필름은, 각각 따로따로 배치할 수도 있고, 점착제 또는 접착제로 붙일 수도 있으며, 유리판을 사용하여 그 일면 또는 양면에 마찬가지로 점착제 또는 접착제로 붙일 수도 있다. 각각의 광학필름은 점착제 또는 접착제를 사용하여 편광판에 붙일 수 있고, 점착제 또는 접착제를 사용하여 액정 셀에 붙일 수도 있다. 특히, 편광판은 통상 1축연신한 폴리비닐알콜에 이색성 색소를 흡착시킨 후, 접착제를 사용하여 표면을 검화처리한 트리아세틸 셀룰로오즈 필름에 협지한 구조이기 때문에, 편광판의 액정 셀측 트리아세틸 셀룰로오즈 필름위에 직접 본 발명에서 사용되는 액정층을 형성함으로써, 기재 필름을 생략할 수 있다. 또한, 각 필름의 표면이나 기재 필름 및 유리판 등이 공기 계면측에 오는 경우는 이들 각 기재의 표면에 반사방지처리를 실시함으로써 표면반사를 억제시켜 광 투과율을 더욱 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 본 발명의 광학필름 또는 광학부재는 마이크로렌즈 어레이에서 집중된 후의 빛에 적용하는 것이 바람직하고, 마이크로렌즈 어레이의 뒤(광 출사측)에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 액정층을 갖는 광학필름을 배치함으로써, 본 발명의 액정 프로젝터를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 적어도 한 쌍의 HBLC 광학필름과 PLLC 광학필름을 가지며 HBLC 광학필름에서의 액정측에 PLLC 광학필름이 존재하는 것을 특징으로 하는 복합 광학필름은 통상법에 따라, HBLC 광학필름의 액정측에 적당한 접착제로 PLLC 광학필름을 직접 접착할 수 있고, 필요에 따라 양자 사이에 추가로 투명한 다른 광학필름을 개재하여 접착할 수도 있다. 본 발명의 적어도 한 쌍의 HBLC 광학필름과 PLLC 광학필름을 갖는 광학필름은 도 5 또는 도 8에 나타낸 HBLC 광학필름(27)과 PLLC 광학필름(33)에서의 배치로 액정 프로젝터에 사용되며, 액정 프로젝터에 의한 투영 화상의 콘트라스트비를 개선하기 위해 사용된다. 복합 광학필름은 또한 편광판에 접착되어 편광판과 일체화될 수도 있고 복합 광학필름을 지지체에 접착시켜 사용할 수도 있다.

또한, 도 1 내지 도 9는 본 발명을 실시하기 위한 경우에 대한 하나의 형태로서 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.

이하, 실시예 및 비교예를 예로 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.

실시예 1

하이브리드 배향하는 하기 액정성 화합물 (1) 및 화합물 (2)의 혼합물(화합물(1)을 23.5 중량부 및 화합물(2)를 70.5 중량부)과 광개시제 Irgacure 907(상품명: 치바-게이기(Ciba-Geigy)사제) 6 중량부를 톨루엔 174.7 중량부 및 사이클로헥사논 58.3 중량부의 혼합용제에 용해시켜 고형분 농도가 30%인 용액을 조제하였다:

화합물 (1)

화합물 (2)

이어, 두께 80 ㎛의 트리아세틸 셀룰로오즈 필름(지상축방향의 굴절률 nx=1.49522, 진상축방향의 굴절률 ny=1.49517, 두께방향의 굴절률 nz=1.49461) 일면을 레이온제 러빙 천(YA-20-R: 상품번호: 요시가와 가코(Yoshikawa Kako)사제)으로 감은 롤 직경 100 ㎜의 러빙 롤을 사용하여 러빙 롤의 회전수: 120 m/분, 필름과의 접촉 길이 30 ㎜, 필름의 반송속도: 5 m/분, 필름의 반송장력: 3 kgf/㎝의 조건으로 러빙처리하였다. 이어, 러빙처리한 필름의 러빙면에 상기 액정성 화합물 용액을 마이크로그라비아 코팅기를 사용하여 필름 반송속도: 5 m/분, 건조후의 막 두께가 약 1 ㎛가 되는 조건으로 도포하고 가열하여 용매를 제거한 후, 고압수은등(120 W/㎝)을 조사하여 경화처리시켜 본 발명에서 사용하는 HBLC 광학필름을 수득하였다. 이 광학필름의 필름면에 대한 법선방향의 위상차 값은 50 ㎚이었다. 그리고, 액정층측의 표면에 반사방지처리한 광학필름 2 매를 점착제를 사용하여 유리판 양면에 트리아세틸 셀룰로오즈 필름을 유리판측이 되게 하여, 도 2의 배치가 되도록 서로 붙였다. 이렇게 하여 수득된 광학부재를 도 7에 나타낸 바와 같은 액정 프로젝터의 각 액정 셀과 출사측 컬러 타원 편광판 사이에 배치하여, 본 발명의 액정 프로젝터를 수득하였다. 이 액정 프로젝터를 사용하여 60 인치 스크린에 투영된 화상의 콘트라스트비를 색채조도계(요코가와 일렉트릭(Yokogawa Electric)사제)를 사용하여 측정하였다. 또한, 측정은 「액정 프로젝터 측정방법·측정조건에 관한 가이드라인("Guideline for Method and Condition for Colorimetry with Liquid Crystal Projector")」(사단법인 일본사무기계공업회(the Office Appliances Industry Association of Japan) 편저, 1999년 6월 제정)에 따라 실시하였다. 측정 결과, 콘트라스트비는 450 이었다.

비교예

상기 실시예 1에서 사용한 광학부재를 사용하지 않은 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 액정성 프로젝터를 만들어(도 1의 구성에 상당함) 콘트라스트비를 측정하였다. 측정 결과, 콘트라스트비는 300 이었다.

실시예 1과 본 비교예로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 콘트라스트비가 비약적으로 향상되었음을 알 수 있다.

실시예 2 (본 발명의 복합 광학 필름)

하기 화합물 (3) 42.3 중량부, 화합물 (4) 32.9 중량부 및 화합물 (5) 18.8 중량부, Irgacure-907(상품명: 치바-게이기사제) 6 중량부 및 Florad FC-171(상품명: 3M 사제)을 톨루엔 174.7 중량부 및 사이클로헥사논 58.3 중량부의 혼합용제에 용해시키고, 추가로 비이온성 플루오로카본 계면활성제 Florad FC-171(상품명: 3M 사제)을 고형분에 대하여 1000 ppm 첨가하여 고형분 농도가 30%인 용액을 조제하였다:

이어, 실시예 1과 동일하게 조작하여 러빙처리한 트리아세틸 셀룰로오즈 필름에 도포하고 가열하여 용매를 제거한 후, 고압수은등(120 W/㎝)을 조사하여 경화시켜 본 발명에서 사용하는 PLLC 광학필름을 수득하였다. 이 광학필름의 필름면에 대한 법선방향의 위상차 값은 70 ㎚이었다. 그리고, 이 PLLC 광학필름의 액정층면과 실시예 1에서 사용한 HBLC 광학필름의 트리아세틸 셀룰로오즈면이 마주보게, 또한 각각의 지상축방향이 직교하도록 점착제를 사용하여 적층하여 본 발명의 콘트라스트비 개선용 복합 광학필름을 수득하였다. 이어, 이 콘트라스트비 개선용 복합 광학필름의 HBLC 광학필름의 액정층면에 염료계 편광필름 SHC-13U(상품명: 폴라테크노(Polatechno Co., Ltd.)사제)를 편광필름의 흡수축방향과 HBLC 광학필름 지상축방향이 평행하도록 점착제를 사용하여 적층하여 편광필름을 갖는 콘트라스트비 개선용 복합 광학필름을 수득하였다.

실시예 3

실시예 2와 동일하게 조작하여 제작한 위상차 값 50 ㎚의 HBLC 광학필름 2 매(도 8에서의 27)와, 위상차 값 75 ㎚의 PLLC 광학필름 2 매(도 8에서의 33)를 도 8의 배치(각 필름의 지상축은 인접하는 HBLC 또는 PLLC 광학필름의 지상축에 대하여 직교하고 있다)가 되도록 점착제를 사용하여 적층하여 본 발명의 콘트라스트비 개선용 복합 광학필름을 수득하였다. 이 필름을 유리판에 서로 붙인 입사측 컬러 타원 편광필름(위상차 필름은 빛의 입사측에 배치되어 있다)(도 9에서의 9, 12, 14)과 점착제를 사용하여 서로 붙여 광학부재를 제작하였다. 이 때, 입사측 컬러 타원 편광필름과 본 발명의 콘트라스트비 개선용 복합 광학필름의 접착시의 배치는 도 8과 같이 편광 필름의 흡수축(21)과 편광필름측에 배치되는 HBLC 광학필름의 지상축(29)이 평행하도록 하였다. 이렇게 하여 수득된 광학부재를 도 9에 나타낸 배치가 되도록 액정 프로젝터에 설치하여 본 발명의 액정 프로젝터를 수득하였다. 이 액정 프로젝터를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 스크린에 투영된 화상의 콘트라스트비를 측정하였다. 측정 결과, 콘트라스트비는 340 이었다.

본 발명은, 적어도 광원, 전극을 구비한 적어도 하나 이상의 네마틱 액정으로 구성된 트위스티드 네마틱 액정 셀 및 이 액정 셀을 사이에 두도록 배치되는 두 개의 편광판으로 이루어지는 액정 프로젝터에 있어서, 편광판 사이에 2 매 이상의 HBLC 광학필름을 이 필름의 지상축이 필름면에 대한 법선 방향의 위상차를 발생하지 않게 대략 직교하도록 배치하는 것을 특징으로 하는, 스크린에 투영된 표시화상의 콘트라스트비 개선방법으로서, 이 방법에 의해 스크린에 투영되는 화상 표시의 질을 향상시킬 수 있다. 특히, 마이크로 렌즈 어레이에서 집광된 후 투영되는 화상에 대한 콘트라스트비의 개선 효과가 우수하다.

Claims

적어도 광원, 전극을 구비한 트위스티드 네마틱 액정 셀(twisted nematic liquid crystal cell, 이하, TN 액정 셀이라 한다) 및 이 액정 셀을 사이에 두도록 배치되는 두 개의 편광판을 갖는 액정 프로젝터에 있어서, 편광판 사이에, 하이브리드 배향된 액정층을 갖는 광학필름(이하, HBLC 광학필름이라 한다) 2 매 이상을 이 필름의 지상축(slow axis)이 필름면에 대한 법선방향의 위상차를 발생하지 않게 직교로부터 -5∼+5°범위 내에 위치하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 스크린에 투영된 표시화상의 콘트라스트비 개선방법.
제 1 항에 있어서, 2 매 이상의 HBLC 광학필름의 지상축을 편광판의 흡수축에 대하여 평행으로부터 -5∼+5°범위 내 또는 직교로부터 -5∼+5°범위 내에 위치하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.
제 2 항에 있어서, 짝수 매의 HBLC 광학필름의 지상축이 반은 일방의 편광판의 흡수축과 직교로부터 -5∼+5°범위 내에, 나머지 반은 편광판의 흡수축과 평행으로부터 -5∼+5°범위 내에 위치하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.
제 3 항에 있어서, 짝수 매의 HBLC 광학필름의 지상축이 반은 일방의 편광판의 흡수축과 직교로부터 -5∼+5°범위 내에, 나머지 반은 편광판의 흡수축과 평행으로부터 -5∼+5°범위 내에 위치하도록 배치하며, 각각 반의 광학필름이 배치되는 방향이 액정층과 이 액정층을 지지하는 기재 필름이 교대로 되도록 배치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.
제 1 항에 있어서, HBLC 광학필름의 위상차 값이 서로 같은 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.
제 1 항에 있어서, 편광판 사이에 2 매 이상의 평면(planar) 배향된 액정층을 갖는 광학필름(이하, PLLC 광학필름이라 한다)을 이 필름의 지상축이 필름면에 대한 법선방향의 위상차를 발생하지 않게 각각 직교로부터 -5∼+5°범위 내에 위치하도록 배치하고, HBLC 광학필름의 지상축과도 각각 평행으로부터 -5∼+5°범위 내 또는 직교로부터 -5∼+5°범위 내에 위치하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 스크린에 투영된 표시화상의 콘트라스트비 개선방법.
제 6 항에 있어서, 2 매 이상의 PLLC 광학필름의 지상축을 편광판의 흡수축에 대하여 평행으로부터 -5∼+5°범위 내 또는 직교로부터 -5∼+5°범위 내에 위치하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.
제 7 항에 있어서, 짝수 매의 PLLC 광학필름의 지상축이 반은 일방의 편광판의 흡수축과 직교로부터 -5∼+5°범위 내에, 나머지 반은 편광판의 흡수축과 평행으로부터 -5∼+5°범위 내에 위치하도록 배치하고, TN 액정 셀과 일방의 편광판 사이에 배치된 HBLC 광학필름과 PLLC 광학필름이 액정층과 이 액정층을 지지하는 기재 필름이 교대로 되도록 배치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.
제 6 항에 있어서, PLLC 광학필름의 위상차 값이 서로 같은 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 액정층을 지지하는 기재 필름이, 이 필름면내 지상축방향의 굴절률을 nx, 필름면내 진상축(fast axis)방향의 굴절률을 ny, 필름의 두께방향의 굴절률을 nz로 할 때, nx≥ny＞nz이고 nz－{(nx＋ny)/2}＜0인 콘트라스트비 개선방법.
제 10 항에 있어서, 액정층을 지지하는 기재 필름이 트리아세틸 셀룰로오즈 필름인 콘트라스트비 개선방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 액정층을 형성하는 화합물이 서모트로픽(thermotropic) 액정성 화합물 또는 리오트로픽(lyotropic) 액정성 화합물인 콘트라스트비 개선방법.
제 12 항에 있어서, 액정층을 형성하는 화합물이 자외선 경화형 또는 열경화형 액정성 화합물인 콘트라스트비 개선방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 콘트라스트비 개선방법을 이용한 액정 프로젝터.
편광판 사이에 TN 액정 셀 및 2 매 이상의 HBLC 광학필름을 갖는 광학계에 있어서, 이 필름의 지상축이 필름면에 대한 법선방향의 위상차를 발생하지 않게 직교로부터 -5∼+5°범위 내에 위치하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터에 의해 투영된 스크린위의 표시화상의 콘트라스트비를 개선하기 위한 광학계.
적어도 한 쌍의 HBLC 광학필름과 PLLC 광학필름을 포함하되, 상기 HBLC 광학 필름의 지상축과 상기 PLLC 광학필름의 지상축은 직교하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트비 개선용 복합 광학필름.