(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフレクタ基体と、
反射層と、
抑制層とをこの順に有し、
前記反射層は銀又は銀合金で構成され、
前記抑制層はバインダーおよび無機粒子を有し、
前記バインダーは珪素化合物から形成され、
前記バインダーはシリカゾルであり、
前記無機粒子は酸化ケイ素であり、
前記抑制層と前記反射層との界面に凹凸が形成され、前記抑制層の厚さが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるリフレクタ。
【請求項２】
前記リフレクタ基体は有機の樹脂、又は有機の樹脂と無機材料とで形成される請求項１に記載のリフレクタ。
【請求項３】
前記反射層の厚さが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のリフレクタ。
【請求項４】
前記抑制層上にフッ素系樹脂で構成される防水層を有することを特徴とする請求項１に記載のリフレクタ。
【請求項５】
前記防水層の厚さが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載のリフレクタ。
【請求項６】
前記リフレクタ基体と前記反射層との間に酸化チタン又は酸化珪素で構成される下地層を有することを特徴とする請求項１に記載のリフレクタ。
【請求項７】
前記下地層の厚さが１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載のリフレクタ。
【請求項８】
光源と、
該光源からの光を反射するリフレクタと、
映像表示素子と、
投射レンズとを有し、
前記リフレクタは請求項１に記載するものであるプロジェクタ。
【請求項９】
前記映像表示素子が一対の基板に挟まれた液晶層を有することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記リフレクタは、前記光源に近い側から順に、前記抑制層，前記反射層，前記リフレクタ基体が配置するものである請求項８に記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
光源と、
該光源からの光を反射するリフレクタと、
映像表示素子と、
投射レンズと、
該投射レンズからの光を反射する反射鏡と、
該反射鏡で反射された光を映し出すスクリーンとを有し、
前記リフレクタは請求項１に記載するものであるプロジェクションテレビ。
【請求項１２】
前記映像表示素子が一対の基板に挟まれた液晶層を有することを特徴とする請求項１１に記載のプロジェクションテレビ。
【請求項１３】
前記リフレクタは、前記光源に近い側から順に、前記抑制層，前記反射層，前記リフレクタ基体が配置するものである請求項１１に記載のプロジェクションテレビ。
【請求項１４】
光源ユニットと、
前記光源ユニット上に配置された光学部材と、
前記光学部材上に設けられた非発光型表示パネルと、を有し、
前記光源ユニットには反射層および抑制層が形成され、
前記反射層は銀又は銀合金で構成され、
前記抑制層はバインダーおよび無機粒子を有し、
前記バインダーは珪素化合物から形成され、
前記バインダーはシリカゾルであり、
前記無機粒子は酸化ケイ素であり、
前記抑制層と前記反射層との界面に凹凸が形成され、
前記抑制層の厚さが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高い光反射率を有するミラーに係わり、特に反射層の耐熱性，耐水性の高いミラーに関する。主な用途として投写型画像表示装置用の光源のリフレクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
光源として大光量を照射する超高圧水銀ランプ等を用い、液晶表示素子等の映像表示素子を介して投写画像をスクリーンに表示する投写型画像表示装置として、背面投写型液晶プロジェクションテレビ，液晶プロジェクタが企業，一般家庭に普及し始めている。
【０００３】
こうした投写型画像表示装置にとって、画像の明るさを長期に保つには、光源の長寿命化とともに、出射された光を有効に前面に向けるためのミラーであるリフレクタが安定した反射を維持することが重要となる。リフレクタは光源から出射した光を適切な方向に反射させる必要がある。このため、リフレクタへの要求は成形精度が高いこと、反射膜が劣化しにくいこと等が挙げられる。またリフレクタに装着、或いは近傍にあるランプは連続して発光すると高温になるため、冷却ファン等を用いる等対応しているが、かなりの発熱のため、リフレクタには耐熱性は必要である。これらの要請から、リフレクタの反射層として銀、或いは銀合金を用いる。銀、或いは銀合金は無電解メッキ液を塗布することにより、真空プロセスを経ず製膜でき、また真空系が不要であるというメリットがある。
【０００４】
ここで、銀等を用いた反射層の劣化を防止する技術としては、銀等の膜表面にトップコート層を設け腐食を抑制する発明が下記特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５６４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１では、リフレクタを高温化で使用した場合の、いわゆるマイグレーションによる反射膜の劣化については考慮していない。
【０００７】
本発明者は、プロジェクタ、或いはプロジェクションテレビでは、リフレクタが高温化にさらされるため、銀、或いは銀合金で形成した反射層において、銀粒子の移動、いわゆるマイグレーションにより、層の平坦性が損なわれ、反射率が低下するという問題を見出した。銀のマイグレーションに対しては、上記特許文献１のように反射層上に保護膜を形成する手段を用いても、リフレクタとして十分な反射率低下抑制には至らないことが考えられる。本発明では、高温化で使用する場合であっても、マイグレーションによる劣化を防止することが可能な高性能なリフレクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
我々は種々の材料・方法を検討した結果、銀、或いは銀合金の反射膜の上に加水分解性基を有する珪素化合物から形成されるバインダーと無機粒子からなる層が銀のマイグレーションが抑制できることを見出し本発明に至った。
【０００９】
またこの層の上に防水層を設けることにより、塩水等に対する耐性も付与することを見出した。
【００１０】
上記課題を解決するための手段を以下に示す。
【００１１】
解決手段の一つとして、リフレクタ基体と、反射層と、抑制層とをこの順に有し、前記反射層は銀又は銀合金で構成され、前記抑制層は珪素を含む薄膜中に無機粒子を有する層であるリフレクタの構成をとる。また、前記リフレクタ基体は有機の樹脂、又は有機の樹脂と無機材料とで形成される構成をとる。また、前記無機粒子は、酸化ケイ素，酸化アルミニウム，酸化チタンのいずれかにより形成される構成をとる。また、前記反射層の厚さが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である構成、或いは前記抑制層の厚さが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である構成をとる。
【００１２】
更に他の解決手段として、前記抑制層上にフッ素系樹脂で構成される防水層を有する構成、或いは前記リフレクタ基体と前記反射層との間に酸化チタン又は酸化珪素で構成される下地層を有する構成をとる。
【００１３】
また、他の解決手段の構成として、光源と、該光源からの光を反射する前記のリフレクタと、映像表示素子と、投射レンズとを有するプロジェクタの構成をとる。また、前記映像表示素子が一対の基板に挟まれた液晶層を有する構成をとる。また、前記リフレクタは、前記光源に近い側から順に、前記抑制層，前記反射層，前記リフレクタ基体が配置するものである構成をとる。
【００１４】
また、他の解決手段の構成として、光源と、該光源からの光を反射する前記のリフレクタと、映像表示素子と、投射レンズと、該投射レンズからの光を反射する反射鏡と、該反射鏡で反射された光を映し出すスクリーンとを有するプロジェクションテレビの構成をとる。また、前記映像表示素子が一対の基板に挟まれた液晶層を有する構成をとる。また、前記リフレクタは、前記光源に近い側から順に、前記抑制層，前記反射層，前記リフレクタ基体が配置するものである構成をとる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の構成により、熱による反射率の低下を抑制したリフレクタを提供することができる。また、このリフレクタを用いることにより長時間の連続使用を可能としたプロジェクタ又はプロジェクションテレビを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず本発明の概要を説明する。但し、発明の主旨を超えない限り、本発明は具体例に限定されるものではない。
［１］リフレクタの層構造
本発明のリフレクタの断面模式図を図１に示す。図１のリフレクタは、リフレクタ基体１の上に反射層２、その上に珪素を含む薄膜中に無機粒子を有する銀マイグレーションの抑制層３を形成して構成される。図２には、図１の改良形態の模式図が示されている。防水性を高めるため銀マイグレーション抑制層の上に透明樹脂からなる層（防水層）４が設けられている。またリフレクタからの揮発性物質が反射層側から揮発することを抑制するために、リフレクタ基体と反射層の間に下地層５が設けられている。これら層は役割が異なるので単独でも、併用でも機能を発揮する。
【００１７】
各層について以下に詳細を記述する。
（１）リフレクタ基体
図１のリフレクタの場合、リフレクタ基体は、光源から発せられる熱により加熱される。その温度は装置や装着されている発光管によっても異なるが、発光管の出力が２００Ｗの場合でおおよそ１４０〜１６０℃程度である。そのため基体を形成する材料は１６０℃程度の耐熱性は必要となる。そのため耐熱性の観点からリフレクタの基体はガラスやセラミックスが好適である。ただし、ガラスやセラミックスで成形精度が高い基体を形成するには加工の点で難しい。この点、耐熱性の高い材料を選択すれば成形精度を高められる点で、有機の樹脂、或いは有機の樹脂と無機材料が構成材料が好適である。有機の樹脂としては、金型に材料を投入し、加圧することにより形成するプロセスに適用しやすい点で、ポリエーテルケトン，ポリフェニレンサルファイド，芳香族ポリアミド，液晶ポリマー，ポリブチルテレフタレート等、３００℃程度に加熱すると溶融、或いは軟化し、またこれら樹脂は１６０℃程度の温度ではリフレクタとして問題になるほどの変形を起こさない耐熱性があるという点で好適である。また上記樹脂より軟化温度が低いポリカーボネートや、ポリエチレンテレフタレートもガラス繊維を１０〜５０％程度加えることにより、耐熱性を１６０℃以上まで高められ、しかも金型に材料を投入し、加圧することにより形成する成形方法に適用可能な点で好適である。ガラス繊維の他、酸化ケイ素，酸化チタン，酸化アルミ，酸化亜鉛等の金属やセラミック材料の微粒子を含有させることにより耐熱性を向上させることも可能である。その他、熱硬化性樹脂を用いても良い。例えばエポキシ樹脂重合物（硬化剤としては複数のアミノ基を有する化合物，複数の水酸基を有する化合物，フェノール系樹脂等），ポリイミド，メラミン樹脂，ユリア樹脂等が挙げられる。これらのモノマー、或いは前駆体を金型に投入して加熱・加圧することにより成形する。
【００１８】
なお基体の成形方法としては、金型に材料を投入し、加圧することにより形成する圧縮成形がまず挙げられる。それ以外にも移送成形，射出成形，押出成形等が挙げられる。
（２）反射層
本発明のリフレクタの反射層は銀或いは銀合金で形成されている。本発明で反射層の形成は無電解メッキ法を用い、コーティングによって反射層を形成する。コーティングに用いる塗料は金属塩の溶液と、還元剤溶液の２種類をリフレクタ表面に塗布し、リフレクタ表面で混合されるようにする。例えば銀の場合、コーティングに用いる塗料はアンモニア性硝酸銀溶液と還元剤の溶液を用いる。塗布の場合、ロールコート，バーコート，刷毛塗り等のように塗布する際に用いる機材が塗布面に接触する方法ではなく、スピンコート，フローコート，スプレーコート等のように、塗布する際に用いる機材が塗布面に接触しない方法が好ましい。例えばスピンコートの場合、異なる２つの塗料配管からそれぞれ硝酸銀溶液と還元剤の溶液がリフレクタ表面に滴下することにより表面で混合される方法が望ましい。スプレーコートの場合も異なる２つのノズルからそれぞれ硝酸銀溶液と還元剤の溶液がリフレクタ表面に滴下することにより表面で混合される方法が望ましい。
【００１９】
還元剤としては例えば硫酸ヒドラジン，水酸化ナトリウム，グリオキサール，トリエタノールアミン，チオ硫酸ナトリウム，アスコルビン酸，次亜りん酸，ホスフィン酸等が挙げられる。
【００２０】
反射層は５０ｎｍ以上が望ましい。５０ｎｍ以上であれば、透過光量はかなり抑制され、ほとんどの光が反射する。５０ｎｍより薄い透過光量が大きくなり、反射光量が減少する。透過光量をほとんど０にするには反射層の厚さが１００ｎｍ以上あることが望ましい。ただ、あまり厚すぎると、膜の物理的強度が低下するので、３００ｎｍ以下が望ましい。より望ましくは２００ｎｍ以下が理想である。以上を勘案すると、反射層の膜厚は好ましくは５０〜３００ｎｍ、より好ましくは１００〜２００ｎｍが望ましい。
【００２１】
また銀の密着性を高めるため、予め塩化第二スズ溶液を塗布することも好ましい。
（３）銀マイグレーションの抑制層
本層は珪素化合物から形成されるバインダーと無機粒子からなる。この層が銀或いは銀合金のマイグレーションを抑制する理由は、添加した粒子によってこの層の反射層との界面に微細な凹凸が形成され、この凹凸が銀粒子の移動を押えるためと考えられる。
【００２２】
珪素化合物から形成されるバインダーは具体的にはアルコキシシシラン基を有するバインダー材料、或いはハロゲン化シリル基を有するバインダー材料であり、詳細は後述する。無機粒子としては酸化ケイ素，酸化アルミニウム，酸化チタン等が挙げられる。このうちマイグレーション抑制効果が高かったのは酸化ケイ素であった。銀マイグレーションを抑制する層はこれら材料を適切な液体（今後溶媒と記述）に溶解、或いは分散した塗料を塗布・硬化させることによって形成することが好ましい。この理由は塗布・硬化の工程は非真空プロセスのため、製造コスト低減につながるからである。塗料の各材料については以下に説明する。
（ａ）バインダー材料
アルコキシシシラン基、或いはハロゲン化シリル基は水分等の影響によりアルコールやハロゲン原子が脱離し珪素に水酸基が結合した構造に変化する。これが別のアルコキシシシラン基，ハロゲン化シリル基と反応しアルコール，ハロゲン化水素が脱離すると同時に珪素−酸素−珪素の結合を形成する。この反応が進むとアルコキシシシラン基、或いはハロゲン化シリル基は酸化ケイ素に変化する。こうしてバインダーが形成する。即ちアルコキシシシラン基、或いはハロゲン化シリル基より形成されるバインダーは酸化ケイ素である。
【００２３】
酸化ケイ素は可視領域に吸収が無いので、実質透明な材料である。また屈折率も１.５ 程度と低いので、銀の表面に形成されても、銀との界面での反射が小さいため、銀反射層の反射性能への影響は軽微で済むという利点がある。
【００２４】
酸化ケイ素微粒子は、膜の透明性を確保するため、サイズとしては１００ｎｍ未満が望ましい。これ以上大きくなると粒子による可視光の散乱が起こり銀マイグレーション抑制層の光透過率が低下し、白っぽくなる。可視光領域はおおよそ４００〜７００ｎｍであるので、下限の４００ｎｍの１／４の大きさ以上の粒子、即ち１００ｎｍ以上は可視光を散乱しやすくなる。そのため用いる微粒子は１００ｎｍ未満が望ましい。
【００２５】
以下はアルコキシシシラン基を有する材料で説明する。ハロゲン化シリル基を有する材料も同類の処理である。バインダーの材料としてはシリカゾルが挙げられる。シリカゾルの一般的な調製方法は以下の通りである。テトラアルコキシシランを弱酸性条件で加温するとアルコキシ基が加水分解して水酸基となり、これが近傍のアルコキシシラン基と反応しケイ素−酸素−ケイ素の結合を形成しながら高分子量化したものを示す。一般に平均分子量は数千にする。平均分子量が低すぎると（分子量数百の場合）、その後の加熱で酸化ケイ素の膜を形成する際、一部が揮発する問題が生じる。また平均分子量が高すぎると
（分子量数万以上の場合）用いる溶媒に不溶となるため塗料化したとき、析出するという問題を生じる。
【００２６】
シリカゾルを作製する際用いられるテトラアルコキシシランとしてはテトラメトキシシラン，テトラエトキシシラン，テトラプロポキシシラン，テトライソプロポキシシラン，テトライソブトキシシラン、テトラブトキシシラン等が挙げられる。これ以外にはアルコキシシラン基の代わりに塩素基を有するケイ素化合物、例えば四塩化ケイ素等も挙げられる。
【００２７】
シリカゾル以外に加水分解性残基を有するケイ素化合物としては、テトラアルコキシシラン以外に、アミノ基やクロル基，メルカプト基等を有する化合物を含まれる。具体的には３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。特にアミノ基，グリシジル基，ビニル基等を持ったシランカップリング剤は後述する微粒子との結合性が高いため、膜としての強度が向上する点で好ましい。更にアミノ基を有するシランカップリング剤は銀の酸化を抑制するのでより好適である。
（ｂ）無機粒子
無機粒子としては酸化ケイ素，酸化アルミニウム，酸化チタン等が好適である。特に光透過性が高く反射層の反射率を低下させにくい点で酸化ケイ素が好適である。
【００２８】
無機粒子は球形の場合、膜に入射した可視光（波長としては３８０〜７６０ｎｍ）が散乱しないよう平均粒子径は１９０ｎｍ以下が望ましい。これ以上になると入射した光が散乱するため膜が濁って見え、反射層の反射光強度が低下する恐れがある。また酸化ケイ素微粒子が鎖状の場合も上記と同様の理由で太さを１９０ｎｍ以下にする必要にすることが望ましい。なお無機粒子の粒子径は小さいほど透明性が向上する。そのため望ましくは平均粒子径が１００ｎｍ以下が好適である。また本発明で酸化ケイ素微粒子の大きさの下限は入手可能なサイズの関係で９ｎｍ程度であるが、膜中に良好に分散するのであればこれより小さくても問題は無い。
【００２９】
ところで用いるマトリクスである加水分解性残基を有するケイ素化合物、及び溶媒への分散性も不十分であると、凝集により大きな二次粒子になってしまい、やはり膜が濁って見えてしまうという問題がある。そこで、できれば無機粒子を良好に分散できる溶媒を使用するのが良いのであるが、基板の種類によってはそのような溶媒を使用できない場合も考えられる。そこでそのような場合には分散剤を添加する。具体的には非イオン性の分散剤が好適である。イオン性の分散剤の一部は加水分解性残基を有するケイ素化合物の重合を促進してしまう場合があり、基板への塗布前に塗料の粘度が著しく高まり、場合によってはゲル状、或いは完全に固体まで硬化してしまい、塗布できなくなってしまうこともあるので使用にあたってはこのような現象を生じないか否か確認することが望まれる。また分散剤を用いた場合、膜の強度が低下する傾向があるので、分散剤は可能な限り使用しないか、使用するとしてもなるべく少量にするよう検討することが望まれる。
【００３０】
無機粒子のうち、酸化ケイ素粒子としてはコロイダルシリカが好適である。コロイダルシリカとしては例えば日産化学製オルガノシリカゾル，スノーテックス等が挙げられる。これら微粒子は表面に水酸基を多数有しているため親水性が高い。またこれらを部材として形成した層は親水性であると同時に極めて抵抗が低い。具体的には１×１０10〜１０×１０10Ω程度である。この値はガラス，アクリル樹脂，ポリカーボネート樹脂，ＰＥＴ樹脂等の１万分の１〜百万分の１と非常に小さい。そのため、チリ等の埃が付着しにくい。更に表面に水酸基が多く存在するため、通常のガラス板等に比べてアルコキシシラン基を有する化合物を多くの割合結合できる。またこの層の上に防水層を形成する際も、水酸基が防水層の密着性を向上するので好適である。
【００３１】
無機粒子のうち、酸化アルミニウム粒子としては塗布の際の塗料に分散性が良好な点でアルミナゾルの形になっているものが好ましい。
【００３２】
無機粒子のうち、酸化チタンはチタニアゾルのアルコール溶液に酸を加えて攪拌することにより形成することができる。チタニアゾルのアルコール溶液の濁度が若干高まった段階で中和することにより１００ｎｍ以下の粒子の微細な酸化チタン粒子が得られる。
（ｃ）溶媒
塗料の溶媒はバインダーを溶解、或いは一様に分散できるものが有効である。バインダー材料として前述のシリカゾルと、酸化ケイ素微粒子を有する塗料の場合はアルコール系の溶媒が好適である。具体的にはエタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、ｎ−ペンタノール、イソペンタノール、tert−ペンタノール等が挙げられるアルコール系溶媒については炭素数の大きなアルコールは沸点が高くなる傾向がある。また枝分かれが多くなるほど沸点は低くなる傾向がある。
（４）防水層
マイグレーション抑制層は酸化ケイ素からなる。またアルコキシシラン基の重合によって層が形成される際に脱アルコール反応が起こるため、膜の密度が低下する。そのため防水性は高くない。そこで高湿環境下に長く置くと、次第に水分が浸入し、銀の反射層を酸化させる恐れがある。そこで高湿環境下でも銀の反射層の耐久性を向上させるため、マイグレーション抑制層の上に防水層を設けることが好ましい。
【００３３】
防水層としては可視領域の反射光を吸収しない透明な材料が望ましい。また、防水性が高いことも必要である。更に１６０℃以上の耐熱性も要求される。これらを勘案すると、フッ素系樹脂が好ましい。具体的にはサイトップ（旭硝子社製），ＩＮＴ３０４ＶＣ
（ＩＮＴスクリーン社製）等が挙げられる。これらを溶媒で希釈後、塗布し、加熱することにより溶媒を揮発させ、場合によっては熱硬化させることにより製膜する。これら以外でも、ポリエチレンナフタレートのような耐熱性が１６０℃以上の透明樹脂も挙げられる。
【００３４】
防水性を発揮するには防水層は厚い方が望ましい。具体的には５０ｎｍ以上、望ましくは１００ｎｍ以上が好適である。また厚すぎると、物理的強度が低下する傾向があるため、層厚としては２００ｎｍ以下が望ましい。防水性と物理的強度から勘案すると防水層の層厚は１００〜２００ｎｍが望ましい。
（５）下地層
リフレクタ基体は有機の樹脂を用いているため、長期間の使用により、長期間加熱されると低分子分、或いはモノマー成分が揮発することがある。そのため、これら揮発成分が反射層，銀マイグレーション抑制層等の側に移動しないようにするためのバリア膜として下地層を設けることも好ましい。
【００３５】
下地層材料としては酸化チタン，酸化ケイ素等が好ましく、これらはそれぞれチタニアゾル，シリカゾルといった材料を硬化することによって形成できる。シリカゾルに関してはマイグレーション抑制層のところで説明しているので省く。チタニアゾルに関してはテトラメトキシチタン，テトラエトキシチタン，テトラプロポキシチタン，テトラブトキシチタン等を分子量数千まで重合したものを用いる。
【００３６】
下地層は低分子分、或いはモノマー成分の揮発を抑制するために厚い方が良い。具体的には１μｍ以上が好ましい。しかし層厚が大きくなるとリフレクタ基体と反射層との密着性が低下する傾向がある。具体的には１０μｍを超えると密着性の低下が顕著に現れる。よって低分子分或いはモノマー成分の揮発抑制、及び密着性を勘案すると下地層の層厚は１〜１０μｍが望ましい。
［２］リフレクタ
次に、本発明のリフレクタを用いた光源ユニットの模式図を図３に示す。図１または図２の層構造を有するリフレクタ６に、接着層７で固定された発光管８が装着されている。発光管は超高圧水銀ランプを例にしているため、内部に放電用電極９がある。発光管は電極１０とリード線１１により電気を供給される。発光管に接続している部分以外リード線は発光で高温になる発光管に触れぬよう配置し、リード線止め金具１２でたわまないように固定される。接着層を形成するための接着剤は発光管からの発熱に耐える必要がある。そのため耐熱性の高いセラミック系の接着剤が好適である。発光管は可視領域を強く出力するものが望ましい。また波長の短い紫外光はオゾンを発生させ、そのオゾンが長期間発生するとリフレクタ基体にダメージを与える恐れがある。そのため、発光管としては高圧水銀ランプ，超高圧水銀ランプ等が好適である。ランプのハウジング部材としては石英，ガラスが挙げられる。このうち波長の短い紫外光をカットできる点でガラスが好適である。
【００３７】
リフレクタを２つに分けたタイプの模式図を図４に示す。図４のタイプにおいて、本発明では以後、発光管を有する側を第一のリフレクタ１３、そうでない側を第二のリフレクタ１４とする。この構造を採るのは、ランプの出力が大きく発熱が大きい場合、最も高温になる発光管の装着部分が樹脂製リフレクタ基体では耐えられなくなる恐れがある。その場合、第一のリフレクタ１３をガラス等の耐熱性の高い部材にして、発光管が直接触れない第二のリフレクタ１４を樹脂にすることで対応できる。発光管を超高圧水銀ランプにした場合、消費電力１００〜２００Ｗ程度ではリフレクタ基体の温度は最高でも１４０〜
１６０℃程度であったが、消費電力３００Ｗでは２４０℃程度まで上昇し、樹脂製のリフレクタ基体では熱による変形が起こった。そこで、図４のようにリフレクタ基体を２つに分け、第一のリフレクタ１３をガラスに、第二のリフレクタ１４を樹脂とした場合、第二のリフレクタ１４の温度は最高でも１２０℃程度までしか上昇しなかった。そこで、発光管の出力が大きく、樹脂製リフレクタが耐えられない場合は図４のタイプが好ましい。
［３］用途
本発明のリフレクタはリアプロジェクションテレビ用の光源ユニットに用いる用途が考えられる。また光学系の変更によりフロントプロジェクターの光源ユニットとしても用いることができる。更に液晶表示装置のバックライトの反射部としても用いることができる。加えて自動車等の車両用の照明にも用いることができる。銀及び銀合金からなる反射層は、マイグレーション抑制層を設けることにより耐熱性が向上し、長期間安定した光量を出力できる。
【００３８】
本発明のリフレクタ反射層の上に設ける銀マイグレーション抑制層は銀の熱的マイグレーション抑制に加えて、電気的マイグレーション抑制効果も期待できる。例えば銀の配線のマイグレーション抑制には、銀マイグレーション抑制層を銀配線を挟み込むように形成することで対応する。具体的には銀配線の形成されている面、及び銀配線の上にマイグレーション抑制層を設けるようにする。またガラス，樹脂等非金属面に形成される金属層のマイグレーション抑制も期待でき、この場合は金属層を挟み込むように銀マイグレーション抑制層を形成することで対応する。
【００３９】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００４０】
リフレクタ基体にスプレー法で金属塩溶液と還元剤溶液を塗布し反射層を形成する。金属塩溶液はアンモニア性硝酸銀溶液、還元剤溶液はトリエタノールアミンを用いた。膜厚は塗料濃度とスプレー時間を制御することで平均膜厚を１００ｎｍに制御したものを製膜した。
【００４１】
次に固形分が約２重量％のシリカゾル溶液、及びコロイダルシリカ（粒子径１０〜１５ｎｍ、固形分濃度は３０重量％）を１：５の割合で混合した溶液を調製する。反射層を形成した上記２個のリフレクタ基体のうち１個にこの溶液をスプレー法で反射層に塗布後、１６０℃で１０分間加熱する。こうして加水分解性基を有する珪素化合物から形成されるバインダーと無機粒子からなる層、即ち銀マイグレーション抑制層が形成される。膜厚は塗料濃度とスプレー時間を制御することで平均膜厚をそれぞれ５０ｎｍ,９０ｎｍ,１００ｎｍ，２００ｎｍ，２４０ｎｍに制御したものを製膜した。また反射層のみ形成し、銀マイグレーション抑制層を形成しないリフレクタも用意しておく。
【００４２】
これらリフレクタに２００Ｗ超高圧水銀ランプを装着し点灯させた。光量が安定後、光量を測定し、その後１２時間点灯後、及び１２０時間点灯後の光量を測定した。その結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0004655813.tif 000002
【００４４】
銀マイグレーション抑制層を形成しないものは１２時間点灯でも光量が２０％も低下する。それに対して銀マイグレーション抑制層を形成したものは光量の低下は認められなかった。また１２０時間点灯したところ、銀マイグレーション抑制層を形成しないものは光量が３０％も低下する。しかし銀マイグレーション抑制層を形成したものは膜厚が１００ｎｍ以下の場合は若干光量の低下が見られたが、１００ｎｍ以上ある場合に光量の低下は認められなかった。１２０時間点灯後、銀マイグレーション抑制層を形成していない反射層は目視では光沢が無くなっていた。しかし銀マイグレーション抑制層を形成している反射層は点灯前と同様の光沢を維持していた。また１２時間後、及び１２０時間点灯直後の反射層、或いは銀マイグレーション抑制層の温度はいずれも約１４０〜１８０℃であり、ランプの近くほど高温であった。
【００４５】
次に銀マイグレーション抑制層の密着性をピール強度試験で調べた。結果を表１に併記する。膜厚が２００ｎｍ以内では１０００Ｎ／ｍ以上であったが、それより厚くなるとピール強度が低下する傾向があった。よって銀マイグレーション抑制層の厚さは反射率低下抑制の点で１００ｎｍ以上が好ましいが密着性の点で２００ｎｍ以下が好ましいことがわかった。
【００４６】
以上より反射層の上に加水分解性基を有する珪素化合物から形成されるバインダーと無機粒子からなる層、即ち銀マイグレーション抑制層を形成したリフレクタは反射層の反射率低下を抑制することが確かめられた。また銀マイグレーション抑制層の厚さは１００〜２００ｎｍが好適であることもわかった。
【実施例２】
【００４７】
コロイダルシリカの代わりにアルミナゾル（粒子径１０〜２０ｎｍ、固形分濃度は１０重量％）を同量用いる以外は実施例１と同様にして溶液調製，塗布，加熱することにより反射層の上に無機粒子として酸化アルミニウムを用い、厚さが約１００ｎｍの銀マイグレーション抑制層を形成したリフレクタを作製した。
【００４８】
またテトラプロピルチタンに希塩酸を加えて、加温し、平均粒子径１０ｎｍの酸化チタン粒子を作製する。コロイダルシリカの代わりにこの粒子の懸濁液（固形分濃度は２０重量％）を同量用いる以外は実施例１と同様にして溶液調製，塗布，加熱することにより反射層の上に厚さが約１００ｎｍの銀マイグレーション抑制層を形成したリフレクタを作製した。
【００４９】
これらリフレクタに２００Ｗ超高圧水銀ランプを装着し点灯させた。光量が安定後、光量を測定し、その後１２時間点灯後、及び１２０時間点灯後の光量を測定した。その結果を表２に示す。
【００５０】
【表２】
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【００５１】
銀マイグレーション抑制層を形成したものは光量の低下は認められなかった。１２０時間点灯後、銀マイグレーション抑制層を形成している反射層は目視では点灯前と同様の光沢を維持していた。
【実施例３】
【００５２】
実施例１と同様にして反射層の上に厚さが約１００ｎｍの銀マイグレーション抑制層を形成したリフレクタを作製した。
【００５３】
次にサイトップＣＴＬ−１０７Ｍ（旭硝子製）を付属の希釈溶媒で１％に希釈した溶液を調製する。この液を銀マイグレーション抑制層の上に塗布し後、加熱することにより銀マイグレーション抑制層の上に防水層を有するリフレクタが作製された。なお、銀マイグレーション抑制層の上に防水層を設けないリフレクタも用意しておく。
【００５４】
これらリフレクタに２００Ｗ超高圧水銀ランプを装着し点灯させた。光量が安定後、光量を測定した。その後これらリフレクタを８０℃，湿度８０％ＲＨの高湿恒温槽に１００時間放置後、再度点灯させ、光量が安定後、光量を測定した。結果を表３に示す。
【００５５】
【表３】
0004655813.tif 000004
【００５６】
防水層を形成していないものは光量が２０％も低下する。それに対して防水層を形成したものは光量の低下は認められなかった。
【実施例４】
【００５７】
実施例３と同様にして銀マイグレーション抑制層の上に防水層を形成したリフレクタ、及び形成していないリフレクタを作製する。これらリフレクタに２００Ｗ超高圧水銀ランプを装着し点灯させた。光量が安定後、光量を測定した。
【００５８】
次にこれらリフレクタから超高圧水銀ランプを外した後、温度３０℃，湿度７０％ＲＨ，硫化水素ガス濃度１.５ppm，二酸化窒素ガス濃度３.０ppmの雰囲気の容器に入れ、２４時間放置する。再びこれらリフレクタに２００Ｗ超高圧水銀ランプを装着し点灯させ、光量が安定後、光量を測定した。結果を表３に併記する。
【００５９】
防水層を形成していないものは光量が４０％も低下する。これに対して防水層を形成したものは光量の低下は極僅かであった。防水層を形成していないリフレクタの反射層は黒く変色していた。分析したところ、硫化銀が生成していたことから、硫化水素によって銀が硫化されたものと考えられる。
【００６０】
実施例３，４より銀マイグレーション抑制層の上に防水層を設けることによって、耐湿性、及び耐ガス性の向上することが確認された。
【実施例５】
【００６１】
反射層を形成する前にリフレクタに固形分が約２重量％のシリカゾル溶液を塗布し、加熱することにより、下地層（層厚は約１μｍ）を形成する以外は実施例１と同様の方法で銀マイグレーション層（層厚は約１００ｎｍ）を有するリフレクタを作製した。なお下地層を形成しないリフレクタも作製しておく。これらリフレクタに２００Ｗ超高圧水銀ランプを装着し点灯させた。光量が安定後、光量を測定した。
【００６２】
次にこれらリフレクタから超高圧水銀ランプを外した後、温度２００℃の恒温槽に２４時間放置する。再びこれらリフレクタに２００Ｗ超高圧水銀ランプを装着し点灯させ、光量が安定後、光量を測定した。この実験はリフレクタの劣悪な高温環境での使用を想定した試験である。結果を表４に示す。
【００６３】
【表４】
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【００６４】
下地層を形成していないものは光量が２０％も低下する。これに対して下地層を形成したものは光量の低下は極僅かであった。下地層を形成していないリフレクタの反射層は表面に細かな凹凸があった。下地層を形成しているリフレクタではこの凹凸が見られなかった。この凹凸はリフレクタ内部から何らかの物質が揮発する際に発生したものと推定される。下地層を設けたことにより、反射層側からの揮発物が下地層によってブロックされ、反射層側に移動が抑制されることにより、反射層表面の凹凸形成が押えられたため光量低下が防げたものと考える。
【実施例６】
【００６５】
実施例１で作製したリフレクタ（銀マイグレーション抑制層の厚さは１００ｎｍ）を用いた液晶プロジェクタを作製する。比較のため銀マイグレーション抑制層を形成しないリフレクタを用いた液晶プロジェクタも製作する。図５に製作した本発明の液晶プロジェクタの光学系の模式図を示す。
【００６６】
まずこの光学系を説明する。
【００６７】
ランプ１５より発生した白色光はリフレクタ１６により集められ、凹レンズ１７を介して第１レンズアレイ１８へと出射される。第１レンズアレイは、入射した光束を複数の光束に分割して効率良く第２レンズアレイ１９と偏光変換素子２０を通過させるように導く。第２レンズアレイは、構成するレンズセルそれぞれが、対応する第１レンズアレイのレンズセルの像を、赤緑青（ＲＧＢ）の３原色に対応する映像表示素子２Ｒ２１、及び
２Ｇ２２，２Ｂ２３側に投影する。これら第１レンズアレイの各レンズセルの投影像を集光レンズ２４、及びコンデンサレンズ１０Ｒ２５、及び１０Ｇ２６，１０Ｂ２７，第１リレーレンズ２８，第２リレーレンズ２９により各映像表示素子２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ上に重ね合わせる。また光学系内で光の方向を変えるためのミラー３０〜３３も設ける。上記過程において、ダイクロイックミラー３４，３５により光源で発生した白色光はＲＧＢの３原色に分離され、それぞれ対応する映像表示素子２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに照射される。映像表示素子２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ上の映像は色合成プリズム３６によって色合成され、更に投射レンズ３７によってスクリーン３８上へと投射されることにより大画面映像を形成する。また第１リレーレンズ，第２リレーレンズは映像表示素子２Ｒ，２Ｇに比べて映像表示素子
２Ｂの光源からの光路が長くなっていることを補うためのものである。更にコンデンサレンズ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは投射レンズによる効率良い投射を行うために映像表示素子２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ通過後の光線の広がりを抑えるものである。
【００６８】
初めに輝度が安定後、液晶プロジェクタのスクリーン上の輝度を測定する。その後１２時間連続使用し、再度輝度を測定する。
【００６９】
その結果、銀マイグレーション抑制層を形成しないものは１２時間使用でも輝度が２０％も低下した。それに対して銀マイグレーション抑制層を形成したものは輝度の低下は認められなかった。
【００７０】
よって、反射層の上に加水分解性基を有する珪素化合物から形成されるバインダーと無機粒子からなる層、即ち銀マイグレーション抑制層を形成したリフレクタを有する液晶プロジェクタは画像の輝度低下を抑制することが確かめられた。
【実施例７】
【００７１】
実施例１で作製したリフレクタ（銀マイグレーション抑制層の厚さは１００ｎｍ）を用いた背面投写型液晶プロジェクションテレビを作製する。比較のため銀マイグレーション抑制層を形成しないリフレクタを用いた背面投写型液晶プロジェクションテレビも製作する。図６に製作した本発明の背面投写型液晶プロジェクションテレビの模式図を示す。
【００７２】
ハウジング３９の中に光学ユニット４０，反射鏡４１，スクリーン４２が組み込まれている。光学ユニットは図５の光学系で示すスクリーン３８以外の部分に当たる。光学ユニットより出力された画像光が反射鏡４１に当たった後、スクリーン４２に向かって進む。こうして画像がスクリーン上に表示される。
【００７３】
初めに輝度が安定後、背面投写型液晶プロジェクションテレビのスクリーン上の輝度を測定する。その後１２時間連続使用し、再度輝度を測定する。
【００７４】
その結果、銀マイグレーション抑制層を形成しないものは１２時間使用で輝度が２０％も低下した。それに対して銀マイグレーション抑制層を形成したものは輝度の低下は認められなかった。
【００７５】
よって、反射層の上に加水分解性基を有する珪素化合物から形成されるバインダーと無機粒子からなる層、即ち銀マイグレーション抑制層を形成したリフレクタを有する背面投写型液晶プロジェクションテレビは画像の輝度低下を抑制することが確かめられた。
【実施例８】
【００７６】
実施例１で用いた溶液を用いて図７に示す光源ユニットにおける反射層４３、及び銀マイグレーション抑制層４４を形成する。
【００７７】
光源として発光ダイオードチップ４５を持ち、これは絶縁層４６で挟まれたリードフレーム４７より電力が供給される。また絶縁層の下には放熱基板４８を設け、光源ユニットの発熱を逃がすようにしている。それでも１２時間連続点灯すると１００℃前後まで温度が上昇する。
【００７８】
なお反射層のみ、即ち銀マイグレーション抑制層を形成していないものも用意する。
【００７９】
次にこれを用いた画像表示装置を図８に示す。
【００８０】
上記光源ユニット４９を複数個並べて画像表示装置用光源とする。この上に光学部材群５０（図に詳細は記していないが、拡散板，プリズムシート等）を配置し、その上に非発光型表示パネル５１（ここでは液晶表示パネル）を設ける。図に詳細は記していないが、非発光型表示パネルは背面側偏光板，液晶層，カラーフィルタ層，前面偏光板等から構成される。
【００８１】
初めに輝度が安定後、画像表示装置の輝度を測定する。その後１２時間連続使用し、再度輝度を測定する。
【００８２】
その結果、銀マイグレーション抑制層を形成しないものは１２時間使用で輝度が１０％も低下した。それに対して銀マイグレーション抑制層を形成したものは輝度の低下は認められなかった。
【００８３】
よって、反射層の上に加水分解性基を有する珪素化合物から形成されるバインダーと無機粒子からなる層、即ち銀マイグレーション抑制層を形成した光源ユニットを有する画像表示装置は長時間使用による画像の輝度低下を抑制することが確かめられた。
【実施例９】
【００８４】
自動車の前照灯用リフレクタ基体に実施例１で用いた溶液を用いて反射層、及び銀マイグレーション抑制層を形成する。なお反射層のみ、即ち銀マイグレーション抑制層を形成していないものも用意する。これらに前照灯用タングステンランプを装着し光量安定後、光量を測定し、更に連続１２時間点灯後光量を測定した。
【００８５】
その結果、銀マイグレーション抑制層を形成しないものは１２時間使用で輝度が１０％も低下した。それに対して銀マイグレーション抑制層を形成したものは輝度の低下は認められなかった。
【００８６】
よって、反射層の上に加水分解性基を有する珪素化合物から形成されるバインダーと無機粒子からなる層、即ち銀マイグレーション抑制層を形成した自動車の前照灯は長時間使用による光量低下を抑制することが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明のリフレクタの断面模式図である。
【図２】本発明のリフレクタの断面模式図である。
【図３】本発明のリフレクタを用いた光源ユニットの構造模式図である。
【図４】本発明のリフレクタを用いた光源ユニットの構造模式図である。
【図５】本発明のプロジェクタの光学系模式図である。
【図６】本発明の画像表示装置の一つであるプロジェクションテレビの模式図である。
【図７】本発明の画像表示装置の光源ユニット模式図である。
【図８】本発明の画像表示装置の模式図である。
【符号の説明】
【００８８】
１…リフレクタ基体、２，４３…反射層、３…抑制層、４…防水層、５…下地層、６，１６…リフレクタ、７…接着層、８…発光管、９…放電用電極、１０…電極、１１…リード線、１２…リード線止め金具、１３…第一のリフレクタ、１４…第二のリフレクタ、
１５…ランプ、１７…凹レンズ、１８…第１レンズアレイ、１９…第２レンズアレイ、
２０…偏光変換素子、２１…映像表示素子２Ｒ、２２…映像表示素子２Ｇ、２３…映像表示素子２Ｂ、２４…集光レンズ、２５…コンデンサレンズ１０Ｒ、２６…コンデンサレンズ１０Ｇ、２７…コンデンサレンズ１０Ｂ、２８…第１リレーレンズ、２９…第２リレーレンズ、３０〜３３…ミラー、３４，３５…ダイクロイックミラー、３６…色合成プリズム、３７…投射レンズ、３８，４２…スクリーン、３９…ハウジング、４０…光学ユニット、４１…反射鏡、４４…銀マイグレーション抑制層、４５…発光ダイオードチップ、
４６…絶縁層、４７…リードフレーム、４８…放熱基板、４９…光源ユニット、５０…光学部材群、５１…非発光型表示パネル。
【図１】
0004655813.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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