(57)【要約】【課題】赤、緑及び青の各波長の光に対して、優れた位相差機能を有し、１／４波長板として用いることができる位相差フィルムを提供する。【解決手段】本発明に係る位相差フィルム２は、クロスニコル偏光板の間に、該クロスニコル偏光板の両透過軸と４５度光学軸を傾けて位相差フィルム２を挿入したときに、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光における透過率が、パラニコル偏光板の同じ波長の光における透過率の３５％以上、６５％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロスニコル偏光板の間に、該クロスニコル偏光板の両透過軸と４５度光学軸を傾けて位相差フィルムを挿入したときに、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光における透過率が、パラニコル偏光板の同じ波長の光における透過率の３５％以上、６５％以下である、位相差フィルム。
【請求項２】
赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光に対してそれぞれ、１／４波長板として機能する、請求項１に記載の位相差フィルム。
【請求項３】
投写型画像表示装置に用いられる位相差フィルムである、請求項１又は２に記載の位相差フィルム。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の位相差フィルムと、
赤、緑及び青の各波長の光を出射可能な少なくとも１つの光源ユニットと、
投写レンズとを備える、投写型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型画像表示装置などの表示装置に用いられる位相差フィルム、並びに該位相差フィルムを用いた投写型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ及びプロジェクションテレビジョンなどの投写型画像表示装置が広く用いられている。
【０００３】
上記投写型画像表示装置の一例が下記の特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の投写型画像表示装置は、光源と、該光源から出射された光が側面部から入射され、該側面部に略直交する前面部及び背面部の少なくとも一方に設けられた拡散体により上記側面部から入射された光を前面部外方に出射する導光体と、該導光体の背面部側に配設された１／４波長板と、該１／４波長板に対し上記導光体とは反対側に配設された正反射素子と、上記導光体の前面部に配設された反射型偏光分離素子と、この反射型偏光分離素子から上記導光体とは反対側に出射された光を直接的に受光するように配設され該受光した光を変調する光変調器と、該光変調器によって変調された光を投影する投写レンズとを備える。
【０００４】
また、下記の特許文献２には、上記１／４波長板として機能する位相差フィルムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３０１１０号公報
【特許文献２】特開２００９−２７６７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の投写型画像表示装置では、赤、緑及び青の各波長の光に対して、１／４波長板が用いられている。このような１／４波長板として用いることが可能な新規な位相差フィルムの開発は有用である。
【０００７】
一方で、特許文献１では、赤、緑及び青の各波長のいずれの光に対しても、１／４波長板が１／４波長板として作用することについての記載は一切ない。すなわち、例えば、赤の波長の光に対して用いる１／４波長板が、緑の波長の光に対しても１／４波長板として作用したり、青の波長の光に対しても１／４波長板として作用したりすることについては記載されていない。
【０００８】
特許文献２の位相差フィルムは、１／４波長板として機能し得る。しかしながら、特許文献２には、位相差フィルムが１／４波長板として機能し得る光の波長等の詳細は、特に記載されていない。
【０００９】
本発明の目的は、赤、緑及び青の各波長の光に対して、優れた位相差機能を有し、１／４波長板として用いることができる位相差フィルム、並びに該位相差フィルムを用いた投写型画像表示装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広い局面によれば、クロスニコル偏光板の間に、該クロスニコル偏光板の両透過軸と４５度光学軸を傾けて位相差フィルムを挿入したときに、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光における透過率が、パラニコル偏光板の同じ波長の光における透過率の３５％以上、６５％以下である、位相差フィルムが提供される。
【００１１】
本発明に係る位相差フィルムのある特定の局面では、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光に対してそれぞれ、１／４波長板として機能する。
【００１２】
本発明に係る位相差フィルムの他の特定の局面では、該位相差フィルムは、投写型画像表示装置に用いられる位相差フィルムである。
【００１３】
本発明に係る投写型画像表示装置は、上記位相差フィルムと、赤、緑及び青の各波長の光を出射可能な少なくとも１つの光源ユニットと、投写レンズとを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る位相差フィルムは、クロスニコル偏光板の間に、該クロスニコル偏光板の両透過軸と４５度光学軸を傾けて位相差フィルムを挿入したときに、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光における透過率が、パラニコル偏光板の同じ波長の光における透過率の３５％以上、６５％以下であるので、赤、緑及び青の各波長の光に対して、適当な位相差機能を有する。従って、本発明に係る位相差フィルムは、赤、緑及び青の各波長の光に対して、１／４波長板として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る投写型画像表示装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００１７】
本発明に係る位相差フィルムでは、クロスニコル偏光板の間に、該クロスニコル偏光板の両透過軸と４５度光学軸を傾けて位相差フィルムを挿入したときに、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光における透過率（以下、Ｔ２と記載することがある）が、パラニコル偏光板の同じ波長の光における透過率（以下、Ｔ１と記載することがある）の３５％以上、６５％以下である。
【００１８】
すなわち、赤の波長６３０ｎｍの光における透過率Ｔ２が、赤の波長６３０ｎｍの光における透過率Ｔ１の３５％以上、６５％以下であり、緑の波長５２５ｎｍの光における透過率Ｔ２が、緑の波長５２５ｎｍの光における透過率Ｔ１の３５％以上、６５％以下であり、かつ青の波長４５０ｎｍの光における透過率Ｔ２が、青の波長４５０ｎｍの光における透過率Ｔ１の３５％以上、６５％以下である。
【００１９】
上記構成を備えることで、赤、緑及び青の各波長の光に対して、位相差フィルムが適当な位相差機能を有するようになる。上記構成を備えることで、例えば、投写型画像表示装置などの表示装置において、本発明に係る位相差フィルムを、赤、青及び緑の各波長の光に対して、１／４波長板として用いることが可能になる。
【００２０】
また、本発明に係る位相差フィルムは、赤、緑及び青の各波長の光それぞれに対して、１／４波長板として用いることができるので、赤の波長の光に対して１／４波長板をとして用いることができる位相差フィルムと、青の波長の光に対して１／４波長板として用いることができる位相差フィルムと、緑の波長の光に対して１／４波長板として用いることができる位相差フィルムとを別々に用意しなくてもよい。本発明に係る位相差フィルムを１種類のみ用意するだけで、該１種類の位相差フィルムを、赤、緑及び青の各波長の光に対して、１／４波長板として適用可能である。
【００２１】
上記透過率Ｔ２は、上記透過率Ｔ１の５０％に近いほどよい。上記透過率Ｔ２が、上記透過率Ｔ１の５０％に近い場合には、赤、緑及び青の各波長の光に対して、位相差フィルムを１／４波長板としてより一層好適に用いることができる。
【００２２】
本発明に係る位相差フィルムでは、式（１）：ｓｉｎ２（πＲｅ／λ）（λ：光源波長、Ｒｅ：正面位相差）で表される値は、赤、青及び緑の各波長のいずれに対しても、０．５に近いほどよい。
【００２３】
なお、上記式（１）の計算は、クロスニコル偏光板の間に、該クロスニコル偏光板の両透過軸と４５度光学軸を傾けて位相差フィルムを挿入したときの各波長の光における透過率Ｔ２を、パラニコル偏光板の同じ各波長の光における透過率Ｔ１で規格化して、振れ幅を０〜１００％の正弦波状曲線とした上で行われる。
【００２４】
位相差フィルムを１／４波長板として機能させるためには、理想的には、ある正面位相差Ｒｅの位相差フィルムに対して、上記式（１）を満たす赤、緑及び青の各波長をもつレーザーが適用される。しかし、現実的には、赤、緑及び青の各波長は規格で定まっているため、１／４波長板の場合は、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長において、上記透過率Ｔ２が上記透過率Ｔ１の３５％以上、６５％以下であれば実用上十分である。
【００２５】
各波長に対するクロスニコル透過率の変化率が緩やかになることから、上記の式（１）を満たす正面位相差Ｒｅは、できるだけ小さい方が望ましい。位相差付与のコストを考慮しても、正面位相差Ｒｅは小さい方が好ましい。
【００２６】
上記位相差フィルムは、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光に対してそれぞれ、１／４波長板として機能することが好ましい。上記位相差フィルムは、投写型画像表示装置に好適に用いられる。１／４波長板として機能する位相差フィルムは、投写型画像表示装置に好適に用いられる。
【００２７】
上記位相差フィルムは、樹脂により形成されていることが好ましい。該樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂等が挙げられる。上記位相差フィルムは、熱可塑性樹脂により形成されていることがより好ましい。上記熱可塑性樹脂として、結晶性樹脂を用いてもよく、非晶性樹脂を用いてもよい。
【００２８】
上記樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）系樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン共重合体）系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、熱可塑性エラスマー、及び（メタ）アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。なかでも、ポリオレフィン系樹脂等の結晶性樹脂が好適である。上記樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２９】
上記位相差フィルムの製造方法としては、通常用いられる方法が採用される。例えば、上記樹脂を、流延（溶液キャスト）法、カレンダー法又は溶融押出法等により成膜した後、延伸することにより、位相差フィルムを得ることが可能である。また、延伸法としては、縦一軸延伸法、横一軸延伸法及び二軸延伸法等が挙げられる。
【００３０】
本発明に係る投写型画像表示装置は、上記位相差フィルムと、赤、緑及び青の各波長の光を出射する少なくとも１つの光源ユニットと、投写レンズとを備える。本発明に係る投写型画像表示装置は、赤、緑及び青の各波長の光をいずれも出射可能な１つの光源ユニットを備えていてもよい。本発明に係る投写型画像表示装置は、赤の波長の光を出射可能な光源ユニットと、緑の波長の光を出射可能な光源ユニットと、青の波長の光を出射可能な光源ユニットとを備えていてもよい。本発明に係る投写型画像表示装置は、位相差フィルムを１種のみ備えていてもよく、２種以上備えていてもよい。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態に係る投写型画像表示装置を示す模式図である。
【００３２】
図１に示す投写型画像表示装置１は、位相差フィルム２と、光源ユニット３（光源ユニット３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ）と、投写レンズ４とを備える。クロスニコル偏光板の間に、該クロスニコル偏光板の両透過軸と４５度光学軸を傾けて位相差フィルム２を挿入したときに、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光における透過率Ｔ２はそれぞれ、パラニコル偏光板の同じ波長の光における透過率Ｔ１の３５％以上、６５％以下である。
【００３３】
また、投写型画像表示装置１は、色合成光学素子１１を更に備える。投写レンズ４は、色合成光学素子１１の光出射面側に配置されている。
【００３４】
図１において、光源ユニット３Ｒは赤Ｒの波長６３０ｎｍの光を出射し、光源ユニットＧは緑Ｇの波長５２５ｎｍの光を出射し、光源ユニット３Ｂは青Ｂの波長４５０ｎｍの光を出射する。すなわち、複数の光源ユニット３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂは、互いに発色光が異なる光の３原色である赤Ｒ、緑Ｇ、及び青Ｂの各光を出射する。複数の光源ユニット３はそれぞれ単独で、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長のレーザーをいずれも出射可能であってもよい。
【００３５】
光源ユニット３（光源ユニット３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ）は、光源ユニット３を構成する光源３ａ（光源３ａＲ，３ａＧ，３ａＢ）と、光源３ａを保持する保持部材３ｂ（保持部材３ｂＲ，３ｂＧ，３ｂＢ）とを有する。光源３ａとしては特に限定されず、発光ダイオード等が挙げられる。
【００３６】
また、光源３ａ（光源３ａＲ，３ａＧ，３ａＢ）に対応して、光源３ａの下方には、導光体１２が各光源ユニット３Ｒ，３Ｇ，３Ｂで１つずつ配置されており、投写型画像表示装置１は３つの導光体１２を備える。また、３つの導光体１２に対応して、導光体１２の前方には、光変調器１３が１つずつ配置されており、投写型画像表示装置１は３つの光変調器１３を備える。色合成光学素子１１の三方が、３つの光変調器１３により囲まれている。３つの導光体１２と、３つの光変調器１３との間には、それぞれ反射型偏光分離素子１４が１つずつ配置されており、投写型画像表示装置１は３つの反射型偏光分離素子１４を備える。
【００３７】
また、３つの導光体１２に対応して、導光体１２の後方には、１／４波長板として機能する位相差フィルム２が１つずつ配置されており、投写型画像表示装置１は３つの位相差フィルム２を備える。３つの位相差フィルム２は、１種類の同じ位相差フィルムである。但し、３つの位相差フィルムは異なっていてもよい。また、３つの位相差フィルム２の導光体１２側とは反対側には、正反射素子１５が１つずつ配置されており、投写型画像表示装置１は３つの正反射素子１５を備える。
【００３８】
導光体１２の上面は、光の入射面１２ａである。導光体１２の前面部の中央より下方は、光の出射面１２ｂである。光の出射面１２ｂは、拡散体により形成されている。該拡散体は特に限定されないが、例えば、光の出射面１２ｂを粗面にすることにより形成できる。
【００３９】
投写型画像表示装置１を動作させる際には、光源ユニット３から出射された赤、緑及び青の光束は、入射面１２ａから、導光体１２の内部に入射される。導光体１２の内部に入射された光束は、導光体１２の内部を反射しながら伝播する。光束は、伝播の途中で、導光体１２の出射面１２ｂに設けられた拡散体により、導光体１２の外部に出射される。出射された光は、反射型偏光分離素子１４に入射される。無偏光光束のうち特定方向の直線偏光光は反射されて光束となり、光束と直交する方向の直線偏光光は反射型偏光分離素子を透過して透過光束となる。透過光束は、光変調器１３に入射される。
【００４０】
一方で、反射型偏光分離素子１４で反射された光束は、逆方向（図１の左方向）に導光体１２を透過する。導光体１２を透過した光束は、１／４波長板である位相差フィルム２に入射される。位相差フィルム２は、光学軸が光束の直線偏光方向と４５度をなすように配置されている。従って、位相差フィルム２を透過した光束は円偏光になる。光束は、正反射素子１５により反射されて光束となり、位相差フィルム２に再度入射する。位相差フィルム２に再度入射した光束は、１／４波長板である偏光方向の変換を受け、光束の直線偏光方向と直交した直線偏光光となる。直線偏光光となった光束は、導光体１２を通過し、反射型偏光分離素子１４を透過して透過光束となる。この透過光束も、光変調器１３に入射される。
【００４１】
光変調器１３に入射し、更に光変調器１３から出射された赤、緑及び青の光束はそれぞれ、色合成光学素子１１に入射される。色合成光学素子１１は、赤色を選択に反射する反射面と、緑色を選択的に反射する反射面と、青色を選択的に反射する反射面とを有しており、互いに異なる波長の光の光束を１本の光束に同軸で重ね合わせる機能を有する。従って、色合成光学素子１１に入射した光束は、１本の光束となり、色合成光学素子１１から出射される。出射された光束は、投写レンズ４により光束となり、図示しないスクリーンに投写され、映像が再現される。
【００４２】
なお、図１に示す投写型画像表示装置１は、位相差フィルムを用いることが可能な投写型画像表示装置の一例にすぎず、投写型画像表示装置の構成は適宜変更され得る。
【００４３】
以下、本発明の実施例について説明する。本発明は、下記の実施例に限定されない。
【００４４】
以下の実施例において、位相差フィルムの正面位相差Ｒｅは、位相差測定装置（王子計測機社製、ＫＯＢＲＡ）を用いて、測定した。
【００４５】
クロスニコル偏光板の間に、該クロスニコル偏光板の両透過軸と４５度光学軸を傾けて位相差フィルムを挿入したときの赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光における透過率Ｔ２、並びにパラニコル偏光板の同じ波長の光における透過率Ｔ１は、分光光度計（島津製作所社製、ＵＶ−３１０１ＰＣ）を用いて測定した。
【００４６】
（実施例１）
ポリカーボネート樹脂（帝人化成社製、パンライト１２２５ＬＬ）を一軸延伸して波長５２５ｎｍにおける正面位相差Ｒｅが１４４４ｎｍである位相差フィルムを得た。
【００４７】
クロスニコル偏光板の間に、該クロスニコル偏光板の両透過軸と４５度光学軸を傾けて得られた位相差フィルムを挿入し、透過率Ｔ２を測定した。この結果、透過率Ｔ２は、パラニコル偏光板の同じ波長の光における透過率Ｔ１の６３．０％（赤の波長６３０ｎｍの場合）、４９．９％（緑の波長５２５ｎｍの場合）、３７．２％（青の波長４５０ｎｍの場合）であった。
【００４８】
図１に示す投写型画像表示装置１において３つの位相差フィルム２として、実施例１で得られた位相差フィルムを用いた。この結果、実施例１で得られた位相差フィルムは、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光に対してそれぞれ、１／４波長板として機能した。１種類の位相差フィルムのみを用いたが、投写型画像表示装置として作動し、良好な映像が写し出された。
【００４９】
（実施例２）
ポリカーボネート樹脂（帝人化成社製、パンライト１２２５ＬＬ）を一軸延伸して波長５２５ｎｍにおける正面位相差Ｒｅが１７０５ｎｍである位相差フィルムを得た。
【００５０】
クロスニコル偏光板の間に、該クロスニコル偏光板の両透過軸と４５度光学軸を傾けて得られた位相差フィルムを挿入し、透過率Ｔ２を測定した。この結果、透過率Ｔ２は、パラニコル偏光板の同じ波長の光における透過率Ｔ１の６３．５％（赤の波長６３０ｎｍの場合）、４９．３％（緑の波長５２５ｎｍの場合）、３７．９％（青の波長４５０ｎｍの場合）であった。
【００５１】
図１に示す投写型画像表示装置１において３つの位相差フィルム２として、実施例２で得られた位相差フィルムを用いた。この結果、実施例２で得られた位相差フィルムは、赤の波長６３０ｎｍ、緑の波長５２５ｎｍ及び青の波長４５０ｎｍの各波長の光に対してそれぞれ、１／４波長板として機能した。１種類の位相差フィルムのみを用いたが、投写型画像表示装置として作動し、良好な映像が写し出された。
【００５２】
（参考例１）
図１に示す投写型画像表示装置１において３つの位相差フィルム２として、赤の波長６３０ｎｍの光に対して１／４波長板として機能する１／４波長板と、緑の波長５２５ｎｍの光に対して１／４波長板として機能する１／４波長板と、青の波長４５０ｎｍの光に対して１／４波長板として機能する１／４波長板との３種の１／４波長板を用いた。３種類の１／４波長板を用いた結果、投写型画像表示装置として作動した。しかし、この場合には、３種類の１／４波長板が必要であった。
【符号の説明】
【００５３】
１…投写型画像表示装置
２…位相差フィルム
３，３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…光源ユニット
３ａ，３ａＲ，３ａＧ，３ａＢ…光源
３ｂ，３ｂＲ，３ｂＧ，３ｂＢ…保持部材
４…投写レンズ
１１…色合成光学素子
１２…導光体
１２ａ…入射面
１２ｂ…出射面
１３…光変調器
１４…反射型偏光分離素子
１５…正反射素子
【図１】
2012189945.tif 000003