專利名稱：反射器及采用它的投影型圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有高反射率的反射鏡，特別是涉及反射層的耐熱性、耐水性高的反射鏡。還涉及作為主要用途的投影型圖像顯示裝置用光源的反射器(reflector)。
背景技術(shù)：
采用照射大光量的超高壓水銀燈等作為光源，通過液晶顯示元件等影像顯示元件，作為把投影圖像在屏幕上顯示的投影型圖像顯示裝置，背投型液晶投影電視、液晶投影儀，已開始在企業(yè)、一般家庭普及。
對這種投影型圖像顯示裝置來說，為了長期保持圖像明亮，重要的是要求光源長壽命的同時，用于把射出的光有效地射向前面的反射鏡的反射器必須保持穩(wěn)定反射。反射器必須把從光源射出的光反射至適當(dāng)方向。因此，可舉出要求反射器具有高的成型精度，反射膜的不易老化等。另外，由于在反射器上、或處于近傍安裝的燈，由于連續(xù)發(fā)光時產(chǎn)生高溫，故應(yīng)采用冷卻風(fēng)扇等，但由于明顯的發(fā)熱，反射器必須具有耐熱性。從這些要求考慮，采用銀或銀合金作為反射器的反射層。銀或銀合金，通過涂布非電解電鍍液，不經(jīng)過真空工藝成膜，因而具有不需真空系統(tǒng)的優(yōu)點。
在這里，作為防止采用銀等的反射層老化的技術(shù)，在銀等膜表面上設(shè)置表層來抑制腐蝕的發(fā)明，已在下列專利文獻(xiàn)1中作了記載。
特開2002-256455號公報發(fā)明內(nèi)容但是，在所述專利文獻(xiàn)1中，對在高溫下使用反射器時，因所謂移動引起的反射膜老化也未作考慮。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在投影儀、或投影電視中，由于反射器經(jīng)受高溫，在由銀或銀合金形成的反射層中，發(fā)生通過銀粒子移動的所謂移動，層的平坦性受損，反射率降低的問題。針對銀的移動，即使所述專利文獻(xiàn)1中采用在反射層上形成保護(hù)膜的措施，作為反射器也不能達(dá)到充分抑制反射率的降低。在本發(fā)明中，提供一種即使高溫下使用仍可以防止因移動造成老化的高性能反射器。
本發(fā)明人對各種材料、方法的探討結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在銀或銀合金的反射膜上，由具有水解性基團(tuán)的硅化合物形成的粘合劑與無機粒子構(gòu)成的層，可以抑制銀的移動，完成本發(fā)明。
另外還發(fā)現(xiàn)，通過在該層上設(shè)置防水層，可以賦予對鹽水等的耐性。
用于解決所述課題的措施如下所示。
作為解決措施之一，采用的反射器器結(jié)構(gòu)是，依次具有反射器基體、反射層與抑制層，所述反射層由銀或銀合金構(gòu)成，所述抑制層是在含硅的薄膜中具有無機粒子的層。另外，所述反射器基體的結(jié)構(gòu)是由有機樹脂、或有機樹脂與無機材料形成。另外，所述無機粒子，是由氧化硅、氧化鋁、氧化鈦的任何一種形成的結(jié)構(gòu)。所述反射層的厚度為100nm以上200nm以下的構(gòu)成，或所述抑制層的厚度為100nm以上200nm以下的構(gòu)成。
作為另一解決措施，在所述抑制層上具有由氟類樹脂構(gòu)成的防水層結(jié)構(gòu)，或在所述反射器基體與所述反射層之間具有由氧化鈦或氧化硅構(gòu)成的基底層。
作為另一解決措施的結(jié)構(gòu)，采用具有光源、反射來自該光源光的所述反射器、影像顯示元件、投影透鏡的投影儀的結(jié)構(gòu)。另外，采用具有用一對基板夾持所述影像顯示元件的液晶層的結(jié)構(gòu)。另外，可以采用的所述反射器，是從接近所述光源一側(cè)開始依次設(shè)置所述抑制層、所述反射層、所述反射器基體的結(jié)構(gòu)。
另外，作為另一解決措施的結(jié)構(gòu)，采用具有光源、反射來自該光源光的所述反射器、影像顯示元件、投影透鏡、反射來自該投影透鏡光的反射鏡、把該反射鏡反射的光映出在屏幕上的投影電視的結(jié)構(gòu)。另外，采用具有用一對基板夾持所述影像顯示元件的液晶層的結(jié)構(gòu)。另外，可以采用的所述反射器，是從接近所述光源一側(cè)開始依次設(shè)置所述抑制層、所述反射層、所述反射器基體的結(jié)構(gòu)。
發(fā)明的效果采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以提供一種抑制因熱引起反射率降低的反射器。另外，提供一種通過采用該反射器，可以長時間連續(xù)使用的投影儀或投影電視。


圖1是本發(fā)明反射器的斷面模式圖。
圖2是本發(fā)明反射器的斷面模式圖。
圖3是采用本發(fā)明反射器的光源單元的斷面模式圖。
圖4是采用本發(fā)明反射器的光源單元的斷面模式圖。
圖5是本發(fā)明投影儀的光學(xué)系統(tǒng)模式圖。
圖6是本發(fā)明的圖像顯示裝置之一例的投影電視的模式圖。
圖7是本發(fā)明的圖像顯示裝置的光源單元模式圖。
圖8是本發(fā)明的圖像顯示裝置的模式圖。
1反射器基體，2、43反射層，3抑制層，4防水層，5基底層，6、16反射器，7粘接層，8發(fā)光管，9放電用電極，10電極，11導(dǎo)線，12導(dǎo)線夾具，13第1反射器，14第2反射器，15燈，17凹透鏡，18第1透鏡陣列，19第2透鏡陣列，20偏光變換元件，21影像顯示元件2R，22影像顯示元件2G，23影像顯示元件2B，24集光透鏡，25集光器透鏡10R，26集光器透鏡10G，27集光器透鏡10B，28第1背投透鏡，29第2背投透鏡，30～33反光鏡，34、35二色鏡，36色合成棱鏡，37投影透鏡，38、42屏幕，39外殼，40光學(xué)單元，41反射鏡，44銀移動抑制層，45發(fā)光二極管芯片，46絕緣層，47導(dǎo)線框架，48放熱基板，49光學(xué)單元，50光學(xué)構(gòu)件組，51非發(fā)光型顯示板。
具體實施例方式
首先說明本發(fā)明的概要。但只要在不超出本發(fā)明的主要內(nèi)容范圍內(nèi)，本發(fā)明不限于這些具體例子。
反射器的層結(jié)構(gòu)本發(fā)明的反射器的剖面模式圖示于圖1。圖1的反射器的結(jié)構(gòu)是，在反射器基體1上形成反射層2、在其上的含硅的薄膜中形成具有無機粒子的銀移動抑制層3。圖2示出圖1改良形式的模式圖。在用于提高防水性的銀移動抑制層上設(shè)置由透明樹脂構(gòu)成的層4(防水層)。另外，為了抑制來自反射器的揮發(fā)性物質(zhì)從反射層側(cè)揮發(fā)，在反射器基體與反射層之間設(shè)置基底層5。由于這些層的作用不同，既可以單獨，也可以并用發(fā)揮功能。
對各層詳細(xì)說明如下。
(1)反射器基體圖1為反射器時，反射器基體通過來自光源發(fā)生的熱進(jìn)行加熱。其溫度因裝置及安裝的發(fā)光管而異，但當(dāng)發(fā)光管的輸出功率為200W時，達(dá)到約140～160℃左右。因此，形成基體的材料必須具有160℃左右的耐熱性。因此，從耐熱性的觀點看，反射器基體為玻璃或陶瓷是優(yōu)選的。但是，采用玻璃或陶瓷時，為了形成成型精度高的基體，從加工性考慮是困難的。因此，只要選擇耐熱性高的材料，再從提高成型精度考慮，由有機樹脂、或有機樹脂與無機材料作為構(gòu)成材料是優(yōu)選的。作為有機樹脂，把材料放入金屬模具，從容易采用通過加壓的形成工藝的觀點考慮，聚醚酮、聚亞苯基硫醚、芳香族聚酰胺、液晶聚合物、聚對苯二甲酸二丁醇酯等，當(dāng)加熱至300℃左右的溫度時發(fā)生熔融或軟化，另外，這些樹脂在160℃左右的溫度，作為反射器不產(chǎn)生成為問題的變形，從具有耐熱性這點看是優(yōu)選的。另外，比所述樹脂軟化溫度低的聚碳酸酯及對苯二甲酸乙二醇酯，通過加入玻璃纖維10～50％左右，耐熱性提高到160℃以上，并且從把材料投入金屬模具，通過適用加壓形成的成型方法的觀點看，是優(yōu)選的。除玻璃纖維外，含氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅等金屬與陶瓷材料微粒，也可以提高耐熱性。另外，也可以采用熱固性樹脂。例如，環(huán)氧樹脂聚合物(作為固化劑，具有多個氨基的化合物、具有多個羥基的化合物、酚醛類樹脂等)、聚酰亞胺、蜜胺樹脂、脲樹脂等。把這些單體或前體放入金屬模具，通過加熱、加壓成型。
作為基材的成型方法，首先舉出把材料放入金屬模具，通過加壓形成的壓縮成型。除此之外，還可舉出注射成型、擠出成型等。
(2)反射層本發(fā)明的反射器的反射層由銀或銀合金形成。本發(fā)明中反射層的形成采用非電解電鍍法，即通過涂布法形成反射層。涂布中使用的涂料是金屬鹽溶液、與還原劑溶液的2種，涂布在反射器的表面上，在反射器的表面上加以混合。例如，當(dāng)采用銀時，涂布中使用的涂料采用氨性硝酸銀溶液和還原劑溶液。在涂布時，當(dāng)采用輥涂、棒涂、毛刷涂布法等進(jìn)行涂布時，所用的機械與涂布面接觸的方法均不能采用，如旋轉(zhuǎn)涂布、流延涂布、噴霧涂布等那樣，在涂布時，所用的機械與涂布面不接觸的方法是優(yōu)選的。例如，當(dāng)為旋轉(zhuǎn)涂布時，從不同的2個涂料配管分別把硝酸銀溶液與還原劑溶液滴至反射器表面，在表面進(jìn)行混合的方法是優(yōu)選的。當(dāng)采用噴霧涂布時，也是從不同的2個噴嘴分別把硝酸銀溶液與還原劑溶液滴至反射器表面，在表面進(jìn)行混合的方法是優(yōu)選的。
作為還原劑，例如，可以舉出硫酸肼、氫氧化鈉、乙二醛、三乙醇胺、硫代硫酸鈉、抗壞血酸、次磷酸、膦酸等。
反射層為50nm以上是優(yōu)選的。如在50nm以上，則透光量被明顯抑制，幾乎無反射光。當(dāng)比50nm薄時，透光量變大，反射光量減少。為使透光量幾乎為0，反射層的厚度為100nm以上是優(yōu)選的。當(dāng)過厚時，膜的物理強度下降，故優(yōu)選300nm以下。更優(yōu)選200nm以下。由所述可知，反射層的膜厚優(yōu)選50～300nm，更優(yōu)選100～200nm。
另外，為了提高銀的密合性，預(yù)先涂布氯化錫溶液是優(yōu)選的。
(3)銀移動抑制層本層是由從硅化合物形成的粘合劑與無機粒子構(gòu)成。該層抑制銀或銀合金移動的理由，可以認(rèn)為是通過添加的粒子，在與該層的反射層界面形成細(xì)微的凹凸，該凹凸抑制銀粒子的移動所致。
從硅化合物形成的粘合劑，具體的可以舉出具有烷氧基硅烷基的粘合劑材料、或具有鹵化甲硅烷基的粘合劑材料，其詳情在后面介紹。作為無機粒子，可以舉出氧化硅、氧化鋁、氧化鈦等。其中，這種移動效果抑制優(yōu)良的是氧化硅。抑制銀移動的層，將這些材料溶解或分散在適當(dāng)?shù)囊后w中(下面介紹的溶劑)的涂料，通過涂布、固化而形成是優(yōu)選的。其理由可以認(rèn)為是涂布、固化工序由于是非真空工藝，其制造成本可以降低。對涂料的各種材料說明如下。
(a)粘合劑材料烷氧基硅烷基或鹵代甲硅烷基，受水分等影響，醇或鹵原子脫離，變成在硅上結(jié)合了羥基的結(jié)構(gòu)。其與別的烷氧基硅烷基或鹵代甲硅烷基反應(yīng)，在醇、鹵化氫脫離的同時，形成硅-氧-硅鍵。當(dāng)該反應(yīng)進(jìn)行時，烷氧基硅烷基或鹵代甲硅烷基變成氧化硅。從而形成粘合劑。即，由烷氧基硅烷基或鹵代甲硅烷基形成的粘合劑是氧化硅。
因氧化硅在可見區(qū)域無吸收，是實質(zhì)上透明的材料。由于折射率低至1.5左右，所以，即使在銀的表面上形成，由于在與銀的界面上反射小，故具有對銀反射層的反射性能的影響輕微的優(yōu)點。
由于氧化硅微粒可以確保膜的透明性，故希望其大小低于100nm。當(dāng)大于該值時，粒子將引起可見光的散射，銀移動抑制層的光透過率下降而變略發(fā)白。由于可見光的區(qū)域大致在400～700nm，故下限400nm的1/4以上大小的粒子，即100nm以上，則容易引起可見光散射。因此，所用微粒小于100nm是優(yōu)選的。
下面對具有烷氧基硅烷基的材料加以說明。具有鹵代甲硅烷基的材料也同樣處理。作為粘合劑材料，可以舉出硅溶膠。硅溶膠的一般配制方法如下所述。當(dāng)四烷氧基硅烷在弱酸性條件下加溫時，烷氧基發(fā)生水解而生成羥基，其與近傍的烷氧基硅烷基反應(yīng)，一邊形成硅-氧-硅鍵，一邊高分子化。一般，平均分子量達(dá)到數(shù)千。當(dāng)平均分子量過低時(分子量數(shù)百)，在其后通過加熱形成氧化硅膜時，產(chǎn)生一部分發(fā)生揮發(fā)的問題。而當(dāng)平均分子量過高時(分子量數(shù)萬以上)，由于不溶于所用的有機溶劑，在制成涂料時產(chǎn)生析出的問題。
作為制造硅溶膠時使用的四烷氧基硅烷，可以舉出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四異丙氧基硅烷、四異丁氧基硅烷、四丁氧基硅烷等。此外，還可用具有鹵基的硅化合物，例如四氯化硅等代替烷氧基硅烷。
硅溶膠以外具有水解性殘基的硅化合物，除四烷氧基硅烷外，還包括具有氨基或氯基、巰基等的化合物。具體的可以舉出3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。特別是具有氨基、縮水甘油基、乙烯基等的硅烷偶合劑，與下述微粒的結(jié)合性高，作為膜從提高強度考慮是優(yōu)選的。另外，具有氨基的硅烷偶合劑，由于可以抑制銀的氧化，是更優(yōu)選的。
(b)無機粒子作為無機粒子，氧化硅、氧化鋁、氧化鈦等是優(yōu)選的。特別是從光透過性高、不易降低反射層的反射率的方面考慮是優(yōu)選的。
當(dāng)無機粒子為球形時，為使入射至膜的可見光(作為波長為380～760nm)不被散射，故平均粒徑為190nm以下是優(yōu)選的。當(dāng)超過此值時，由于入射光散射，膜變混濁，反射層的反射光強度有下降之慮。另外，當(dāng)氧化硅微粒為鏈狀時，因與所述同樣的理由，粗度必須為190nm以下是優(yōu)選的。無機粒子的粒徑愈小，透明性愈提高。因此，優(yōu)選的是平均粒徑是100nm以下。在本發(fā)明中，氧化硅微粒大小的下限從容易得到的尺寸考慮是9nm左右，但如從在膜中良好分散考慮，即使比該值小也無妨。
因此，用作基體的具有水解性殘基的硅化合物，當(dāng)對溶劑的分散性也不充分時，由于凝聚而變成大的二次粒子，存在膜變得可見混濁的問題。在這里，如可能的話，可使用無機粒子良好分散的溶劑，但根據(jù)基板的種類，有時存在不能使用這種溶劑的情況。在這種情況下，可添加分散劑。具體的是，非離子性分散劑是優(yōu)選的。離子性分散劑的一部分，有時可以促進(jìn)具有水解性殘基的硅化合物的聚合，在向基板涂布前，涂料粘度顯著上升，視場合，有可能變成凝膠狀或完全固化成固體，變得不能涂布，因此在使用時確認(rèn)是否發(fā)生這種現(xiàn)象是所希望的。另外，當(dāng)使用分散劑時，膜的強度有下降的傾向，所以，要探討分散劑盡可能不要使用，或即使使用也要盡量少。
無機粒子中，膠體二氧化硅作為氧化硅粒子是合適的。作為膠體二氧化硅，例如，可以舉出日產(chǎn)化學(xué)制造的有機硅溶膠、スノ一テツクス等。這些微粒由于在表面多數(shù)具有羥基，故親水性高。另外，以這些作為構(gòu)件形成的層為親水性，同時電阻極低。具體為1×1010～10×1010Ω左右。該值為玻璃、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、PET樹脂等的萬分之一～百萬分之一，非常小。因此，塵埃等難以附著。另外，由于表面存在多個羥基，與通常的玻璃板等相比，具有烷氧基硅烷基的化合物結(jié)合的比例大。在該層上形成防水層時，羥基提高防水層的密合性，是優(yōu)選的。
無機粒子中，作為氧化鋁粒子，從涂布時在涂料中具有良好分散性這點看，形成氧化鋁溶膠形態(tài)是優(yōu)選的。
無機粒子中，氧化鈦，可通過往二氧化鈦溶膠的醇溶液中加酸，通過攪拌形成。二氧化鈦溶膠的醇溶液的濁度以若干高的等級中和，可以得到100nm以下粒子的細(xì)微氧化鈦粒子。
(c)溶劑涂料的溶劑對溶解、或均勻分散粘合劑是有效的。作為粘合劑材料，對所述硅溶膠及具有氧化硅微粒的涂料來說，醇類溶劑是優(yōu)選的。具體的可以舉出乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、正戊醇、異戊醇、叔戊醇等，關(guān)于醇類溶劑，一般的傾向是醇的碳數(shù)愈大，沸點愈高；支鏈愈多，沸點愈低。
(d)防水層移動抑制層由氧化硅構(gòu)成。通過烷氧基硅烷基的聚合形成層時，引起脫醇反應(yīng)，膜的密度降低。因此，防水性不高。當(dāng)長時間于高濕環(huán)境下放置時，水分逐漸浸入，銀反射層有被氧化的危險。在這里，即使在高濕環(huán)境下為了提高銀反射層的耐久性，在移動抑制層上設(shè)置防水層是優(yōu)選的。
作為防水層，不吸收可見光區(qū)域的反射光的透明材料是優(yōu)選的。另外，防水性必須高。另外，還要求160℃以上的耐熱性?？紤]到這些，氟類樹脂是優(yōu)選的。具體的可以舉出サイトツプ(旭硝子社制造)、INT304VC(INTスクリ一ン社制造)等。把這些用溶劑稀釋后進(jìn)行涂布，進(jìn)行加熱，使溶劑揮發(fā)，根據(jù)場合，使熱固化進(jìn)行制膜。除這些以外，還可以舉出聚對苯二甲酸萘二醇酯等耐熱性為1600以上的透明樹脂。
為了發(fā)揮防水性，厚的防水層是優(yōu)選的。具體的是50nm以上，優(yōu)選100nm以上。當(dāng)過厚時，物理強度有降低的傾向，作為層厚，200nm以下是優(yōu)選的。從防水性與物理強度考慮，防水層厚100～200nm是優(yōu)選的。
(5)基底層由于反射器基體采用有機樹脂構(gòu)成，故通過長時間使用，在長時間被加熱時，存在低分子成分或單體成分揮發(fā)。因此，由于這些揮發(fā)成分不移動至反射層、銀移動層等側(cè)，故設(shè)置基底層作為阻擋膜也是優(yōu)選的。
作為基底層材料，氧化鈦、氧化硅是優(yōu)選的，這些均分別使所謂二氧化鈦溶膠、硅溶膠的材料固化后形成。作為移動抑制層所涉及的硅溶膠的情況說明省略。二氧化鈦溶膠可以通過四甲氧基鈦、四乙氧基鈦、四丙氧基鈦、四丁氧基鈦等聚合達(dá)到分子量數(shù)千后使用。
為了抑制基底層的低分子成分或單體成分揮發(fā)，層厚者是優(yōu)選的。具體的是優(yōu)選1μm以上。然而，當(dāng)層厚加大時，反射器基體與反射層的密合性有下降的傾向。具體的是，當(dāng)超過10μm時，密合性顯著下降。因此，從抑制低分子成分或單體成分揮發(fā)及密合性考慮，基底層的層厚優(yōu)選1～10μm。
反射器其次，采用本發(fā)明反射器的光源單元的模式圖示于圖3。在具有圖1或圖2的層結(jié)構(gòu)的反射器6中安裝了用粘接層7固定的發(fā)光管8。以發(fā)光管采用超高壓汞燈為例，其內(nèi)部有放電用電極9。發(fā)光管由電極10與導(dǎo)線11供電。連接發(fā)光管部分以外的導(dǎo)線，配置成不與發(fā)光產(chǎn)生高溫的發(fā)光管接觸，用導(dǎo)線固定用夾具12不彎曲地加以固定。用于形成粘接層的粘接劑必須耐發(fā)光管的發(fā)熱。因此，耐熱性高的陶瓷類粘接劑是優(yōu)選的。發(fā)光管在可見光區(qū)域有強的輸出功率是優(yōu)選的。另外，波長短的紫外光使臭氧產(chǎn)生，當(dāng)長時間發(fā)生該臭氧時，擔(dān)心會給反射器基體造成損壞。因此，作為發(fā)光管，采用高壓汞燈、超高壓汞燈是優(yōu)選的。作為燈的殼體構(gòu)件，可以舉出石英、玻璃。其中，從波長短的紫外光可以切割這點考慮，玻璃是優(yōu)選的。
反射器分成2類的模式圖示于圖4。在圖4的類型中，如本發(fā)明以后所述，具有發(fā)光管一側(cè)設(shè)置第1反射器13，而另一側(cè)設(shè)置第2反射器14。采用這種結(jié)構(gòu)是由于，當(dāng)燈的輸出功率大而發(fā)熱大時，達(dá)到最高溫的發(fā)光管安裝部分，用樹脂制造的反射器基體有容易損壞的危險。在該情況下，第1反射器13，采用玻璃等耐熱性高的構(gòu)件，而不與發(fā)光管直接接觸的第2反射器14采用樹脂。當(dāng)發(fā)光管采用超高壓汞燈時，消耗電力100～200W左右，反射器基體溫度最高達(dá)到140～160℃左右，當(dāng)消耗電力300W時上升至240℃左右，采用樹脂制造的反射器基體受熱變形。在這里，如圖4所示，反射器基體分成2類，當(dāng)?shù)?反射器13采用玻璃、而第2反射器14采用樹脂時，第2反射器14的溫度最高也僅上升至120℃左右。在這里，當(dāng)發(fā)光管的輸出功率大，由樹脂制造的反射器不耐用時，采用圖4的類型是優(yōu)選的。
用途本發(fā)明的反射器，可考慮在背投電視用光源單元中使用。另外，通過改變光學(xué)系統(tǒng)，也可以作為正面投影儀光源單元使用。另外，也可作為液晶顯示裝置的背照燈的反射部使用。此外，還可以在汽車等車輛用照明中使用。由銀及銀合金構(gòu)成的反射層，通過設(shè)置移動抑制層可以提高耐熱性，可以長時間穩(wěn)定地輸出光量。
在本發(fā)明的反射器反射層上設(shè)置的銀移動抑制層，除抑制銀的熱移動以外，還可以期待電移動抑制效果。例如，為了抑制銀的配線移動，使夾持銀配線，形成銀移動抑制層。具體的是，在形成銀配線的面上及銀配線上設(shè)置銀移動抑制層。另外，還可以期待抑制玻璃、樹脂等非金屬面上形成的金屬層的移動，在此情況下，通過使夾持金屬層來形成銀移動抑制層。
下面通過實施例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍不受這些
實施例1在反射器基體上用噴霧法涂布金屬鹽溶液與還原劑溶液，形成反射層。金屬鹽溶液可以采用氨性硝酸銀溶液，還原劑溶液采用三乙醇胺。膜厚通過涂料濃度和噴霧時間控制，使平均膜厚控制在100nm成膜。
接著，把固體成分約2重量％的硅溶膠溶液及膠體二氧化硅(粒徑10～15nm，固體成分濃度為30重量％)以1∶5的比例配制混合溶液。形成反射層的所述2個反射器基體中的1個，用噴霧法將該溶液涂布在反射層上后，于160℃加熱10分鐘。從這種具有水解性基的硅化合物形成的粘合劑與無機粒子構(gòu)成的層，即形成銀移動抑制層。膜厚通過涂料濃度和噴霧時間控制，使平均膜厚控制在50nm、90nm、100nm、200nm、240nm成膜。還準(zhǔn)備僅形成反射層，不形成銀移動抑制層的反射器。
在這些反射器上安裝200W超高壓汞燈并開燈。光量穩(wěn)定后測定光量，然后測定開燈12小時后及120小時后的光量。結(jié)果示于表1。
表1

未形成銀移動抑制層者，即使開燈12小時光量降低20％。反之，形成銀移動抑制層者，未發(fā)現(xiàn)光量降低。開燈120小時的結(jié)果是，未形成銀移動抑制層者，光量降低30％。然而，形成銀移動抑制層者，當(dāng)膜厚在100nm以下時發(fā)現(xiàn)光量降低若干，但當(dāng)膜厚在100nm以上時未發(fā)現(xiàn)光量降低。開燈120小時后，未形成銀移動抑制層的反射層，肉眼觀察到失去光澤。然而，形成銀移動抑制層的反射層，保持與開燈前同樣的光澤。而開燈12小時后及120小時后的反射層，或銀移動抑制層的溫度均在約140～180℃，離燈越近愈高溫。
其次，通過密封強度試驗調(diào)查銀移動抑制層的密合性。結(jié)果一并示于表1。膜厚在200nm以內(nèi)達(dá)到1000N/m以上，當(dāng)比其厚時，密封強度有下降的傾向。因此，銀移動抑制層的厚度，從抑制反射率下降考慮，100nm以上是優(yōu)選的，但從密合性這點考慮，200nm以下是優(yōu)選的。
由所述可知，在反射層上由具有水解性基的硅化合物形成的粘合劑與無機粒子構(gòu)成的層，即形成銀移動抑制層的反射器，可以抑制反射層的反射率下降。另外，銀移動抑制層的厚度為100～200nm是優(yōu)選的。
實施例2除用二氧化鋁溶膠(粒徑10～20nm，固體成分濃度為10重量％)等重量代替膠體二氧化硅以外，與實施例1同樣進(jìn)行溶液配制、涂布、加熱，在反射層上用氧化鋁作為無機粒子，制造形成了厚度約100nm的銀移動抑制層的反射器。
另外，往四丙基鈦中添加稀鹽酸，加濕，制作平均粒徑10nm的氧化鈦粒子。除用該粒子懸濁液(固體成分濃度為20重量％)等重量代替膠體二氧化硅以外，與實施例1同樣進(jìn)行溶液配制、涂布、加熱，在反射層上，制造形成了厚度約100nm的銀移動抑制層的反射器。
對這些反射器安裝200W超高壓汞燈并開燈。光量穩(wěn)定后測定光量，然后測定開燈12小時后、及120小時后的光量。結(jié)果示于表2。
表2

形成銀移動抑制層的反射器，光量未發(fā)現(xiàn)下降。開燈120小時后形成銀移動抑制層的反射層，目視可知保持了與開燈前同樣的光澤。
實施例3與實施例1同樣，制作在反射層上形成了厚度約100nm的銀移動抑制層的反射器。
然后，把サイトツプCTL-107M(旭硝子社制造)，用附屬的稀釋溶液配制稀釋至1％的溶液。將該溶液在銀移動抑制層上涂布后，通過加熱，制成在銀移動抑制層上具有防水層的反射器。還有，還準(zhǔn)備銀移動抑制層上不設(shè)置防水層的反射器。
將這些反射器安裝200W超高壓汞燈并開燈。光量穩(wěn)定后測定光量，然后，把這些反射器于80℃、濕度80％RH的高濕恒溫槽中放置100小時后，再次開燈，光量穩(wěn)定后測定光量。結(jié)果示于表3。
表3

未形成防水層的反射器，光量下降20％。反之，可知形成防水層的反射器，光量未下降。
實施例4與實施例3同樣，制作在銀移動抑制層上形成防水層的反射器及未形成防水層的反射器。將這些反射器安裝200W超高壓汞燈并開燈。光量穩(wěn)定后測定光量。
然后，從這些反射器上取下超高壓汞燈，于30℃、濕度70％RH、硫化氫濃度1.5ppm、二氧化氮氣體濃度3.0ppm的容器中放置24小時。再次在反射器上安裝200W超高壓汞燈并開燈。光量穩(wěn)定后測定光量。結(jié)果一并示于表3。
未形成防水層的反射器，光量下降40％。反之，形成防水層的反射器，光量稍有下降。未形成防水層的反射器的反射層變成黑色。分析的結(jié)果表明，因為生成硫化銀，硫化氫使銀硫化。
從實施例3、4可以確認(rèn)，通過在銀移動抑制層上設(shè)置防水層，耐濕性及耐氣體性提高。
實施例5除在形成反射層前，在反射器上涂布固體成分約2重量％的硅溶膠溶液，通過加熱，形成基底層(層厚約1μm)以外，采用與實施例1同樣的方法，制作具有銀移動抑制層(層厚約100nm)的反射器。另外，制作不具有銀移動抑制層的反射器。在這些反射器上安裝200W超高壓汞燈并開燈。光量穩(wěn)定后測定光量。
然后，從這些反射器上取下超高壓汞燈，于溫度200℃的恒溫槽中放置24小時。再次把這些反射器上安裝200W超高壓汞燈并開燈。光量穩(wěn)定后測定光量。該實驗是設(shè)定反射器在惡劣的高溫環(huán)境下使用的試驗。結(jié)果示于表4。
表4

未形成基底層的反射器，光量下降20％。反之，形成基底層的反射器，光量稍有下降。未形成基底層的反射器的反射層表面有細(xì)微的凹凸。形成基底層的反射器未見該凹凸?？梢栽O(shè)想，該凹凸是任何物質(zhì)從反射器內(nèi)部揮發(fā)時而產(chǎn)生的。通過設(shè)置基底層，來自反射層側(cè)的揮發(fā)物被基底層封堵，通過抑制向反射層側(cè)的移動，抑制反射層表面的凹凸而防止光量下降。
實施例6采用實施倒1中制作的反射器(銀移動抑制層厚約100nm)制作液晶投影儀。為便于比較，制作采用未形成銀移動抑制層的反射器的液晶投影儀。圖5示出制作的本發(fā)明液晶投影儀光學(xué)系統(tǒng)的模式圖。
首先說明其光學(xué)系統(tǒng)。
把燈15發(fā)出的白色光用反射器16收集，通過凹透鏡17射向第1透鏡陣列18。第1透鏡陣列把入射光束分割成多個光束，有效地導(dǎo)至通過第2透鏡陣列19與偏光變換元件20。第2透鏡陣列分別由透鏡元件構(gòu)成，把對應(yīng)的第1透鏡陣列的透鏡元件圖像，投影至對應(yīng)于紅綠藍(lán)(RGB)3原色的影像顯示元件2R21及2G22、2B23一側(cè)。把這些第1透鏡陣列的各透鏡元件的投影圖像，通過集光透鏡24、及聚光器透鏡10R25、及10G26、10B27、第1轉(zhuǎn)換透鏡28、第2轉(zhuǎn)換透鏡29，在各影像顯示元件2R、2G、2B上重合。另外，在該光學(xué)系統(tǒng)中還設(shè)置用于改變光方向的反光鏡30～33。在所述過程中，通過二色鏡34、35把光源發(fā)出的白色光分離成RGB的3原色，照射分別對應(yīng)的影像顯示元件2R、2G、2B上。影像顯示元件2R、2G、2B的影像通過色合成棱鏡36進(jìn)行色合成，再通過投影透鏡37投影到屏幕38上，形成大畫面影像。另外，第1轉(zhuǎn)換透鏡、第2轉(zhuǎn)換透鏡，與影像顯示元件2R、2G相比，來自影像顯示元件2B的光源的光路變長而得到補充。另外，聚光器透鏡10R、10G、10B，通過投影透鏡37有效的投影，可把通過影像顯示元件2R、2G、2B后的光線寬度加以抑制。
首先，亮度穩(wěn)定后，測定液晶投影儀的屏幕上亮度。然后，連續(xù)使用12小時后再次測定亮度。
結(jié)果是，未形成銀移動抑制層者，即使使用12小時亮度下降20％。反之，可知形成銀移動抑制層者，未發(fā)現(xiàn)亮度下降。
因此，可以確認(rèn)在反射層上由具有水解性基的硅化合物形成的粘合劑與無機粒子構(gòu)成的層，即具有形成了銀移動抑制層的反射器的液晶投影儀，可以抑制圖像的亮度下降。
實施例7采用實施例1中制作的反射器(銀移動抑制層的厚度為100nm)，制造背投型液晶投影電視。為便于比較，制造未形成銀移動抑制層的背投型液晶投影電視。圖6示出本發(fā)明制造的背投型液晶投影電視的模式圖。
在殼體39中安裝了光學(xué)元件40、反射鏡41、屏幕42。光學(xué)元件與圖5的光學(xué)系統(tǒng)中所示的屏幕38以外的部分相當(dāng)。從光學(xué)元件輸出的圖像光到達(dá)反射鏡41后，向著屏幕42前進(jìn)。這種圖像在屏幕上顯示。
首先，亮度穩(wěn)定后，測定背投型液晶投影電視的屏幕上亮度。然后，連續(xù)使用12小時后再次測定亮度。
結(jié)果是，未形成銀移動抑制層者，即使使用12小時亮度下降20％。反之，可知形成銀移動抑制層者，未發(fā)現(xiàn)亮度下降。
因此，可以確認(rèn)在反射層上由具有水解性基的硅化合物形成的粘合劑與無機粒子構(gòu)成的層，即具有形成了銀移動抑制層的反射器的背投型液晶投影電視，可以抑制圖像的亮度下降。
實施例8采用實施例1中使用的溶劑，在圖7所示的光源單元中形成反射層43、及銀移動抑制層44。
具有作為光源的發(fā)光二極管芯片45，用絕緣層46夾持，通過導(dǎo)線葉片47供給電力。另外，在絕緣層下設(shè)置放熱基板48，散失光源單元的發(fā)熱。即使這樣，當(dāng)連續(xù)開燈12小時時，溫度上升至100℃前后。
另外，還準(zhǔn)備只有反射層，即不形成銀移動抑制層的反射器。
其次，采用該反射器的圖像顯示裝置示于圖8。
把所述光源單元49數(shù)個并列，作成圖像顯示裝置用光源。在其上配置光學(xué)構(gòu)件組(圖中未詳示，但示出擴散板、棱鏡片等)，再在其上設(shè)置非發(fā)光型顯示板51(在這里為液晶顯示板)。在圖中未詳示，但非發(fā)光型顯示板由背面?zhèn)绕獍?、液晶層、彩色過濾器層、前面偏光板等構(gòu)成起初，亮度穩(wěn)定后測定圖像顯示裝置的亮度。然后，連續(xù)使用12小時，再度進(jìn)行測定亮度。
結(jié)果是，未形成銀移動抑制層者，使用12小時亮度也降低10％。反之，可知形成銀移動抑制層者，未發(fā)現(xiàn)亮度降低。
因此可以確認(rèn)，在反射層上，由具有水解性基的硅化合物形成的粘合劑與無機粒子構(gòu)成的層，即具有形成銀移動抑制層的光源單元的圖像顯示裝置，在長時間使用時，可以抑制圖像的亮度降低。

在汽車的前照燈用反射器基體上，采用實施例1中使用的溶液，形成反射層及銀移動抑制層。還準(zhǔn)備只有反射層，即不形成銀移動抑制層的反射器。在此處安裝前照燈用鎢燈，光量穩(wěn)定后測定光量，再連續(xù)開燈12小時后測定光量。
結(jié)果是，未形成銀移動抑制層者，使用12小時亮度也降低10％。反之，可知形成銀移動抑制層者，未發(fā)現(xiàn)亮度降低。
因此可以確認(rèn)，在反射層上，由具有水解性基的硅化合物形成的粘合劑與無機粒子構(gòu)成的層，即具有形成銀移動抑制層的汽車前照燈，在長時間使用時，可以抑制亮度降低。
權(quán)利要求
1.反射器，該反射器依次具有反射器基體、反射層與抑制層；其中，該反射層由銀或銀合金構(gòu)成，該抑制層是在含硅的薄膜中具有無機粒子的層。
2.按照權(quán)利要求1中記載的反射器，其中，所述反射器基體由有機樹脂、或有機樹脂與無機材料形成。
3.按照權(quán)利要求1中記載的反射器，其中，所述無機粒子由氧化硅、氧化鋁、氧化鈦的任一種形成。
4.按照權(quán)利要求1中記載的反射器，其中，所述反射層的層厚為100nm以上200nm以下。
5.按照權(quán)利要求1中記載的反射器，其中，所述抑制層的層厚為100nm以上200nm以下。
6.按照權(quán)利要求1中記載的反射器，其特征在于，在所述抑制層上具有由氟類樹脂構(gòu)成的防水層。
7.按照權(quán)利要求6中記載的反射器，其特征在于，所述防水層的層厚為100nm以上200nm以下。
8.按照權(quán)利要求1中記載的反射器，其特征在于，在所述反射器基體與所述反射層之間，具有由氧化鈦或氧化硅構(gòu)成的基底層。
9.按照權(quán)利要求8中記載的反射器，其特征在于，所述基底層的層厚為1μm以上10μm以下。
10.按照權(quán)利要求1中記載的反射器，其特征在于，在所述抑制層上具有由氟類樹脂構(gòu)成的防水層，并且，在所述反射器基體與所述反射層之間，具有由氧化鈦或氧化硅構(gòu)成的基底層。
11.按照權(quán)利要求10中記載的反射器，其特征在于，所述防水層的層厚為100nm以上200nm以下，并且所述基底層的層厚為1μm以上10μm以下。
12.投影儀，該投影儀具有光源、反射來自該光源的光的反射器、影像顯示元件和投影透鏡，其中所述反射器為權(quán)利要求1中記載的反射器。
13.投影儀，該投影儀具有光源、反射來自該光源光的反射器、影像顯示元件和投影透鏡，其中所述反射器為權(quán)利要求10中記載的反射器。
14.按照權(quán)利要求12中記載的投影儀，其特征在于，所述影像顯示元件具有夾持在一對基板間的液晶層。
15.按照權(quán)利要求12中記載的投影儀，其特征在于，所述反射器從接近光源一側(cè)開始依次配置所述抑制層、所述反射層、所述反射器基體。
16.投影電視，該投影電視具有光源、反射來自該光源光的反射器、影像顯示元件、投影透鏡、反射來自該投影透鏡光的反射鏡、和把該反射鏡反射的光映出的屏幕，其中所述反射器為權(quán)利要求1中記載的反射器。
17.投影電視，該投影電視具有光源、反射來自該光源光的反射器、影像顯示元件、投影透鏡、反射來自該投影透鏡光的反射鏡、和把該反射鏡反射的光映出的屏幕，其中所述反射器為權(quán)利要求10中記載的反射器。
18.按照權(quán)利要求16中記載的投影電視，其特征在于，所述影像顯示元件具有夾持在一對基板間的液晶層。
19.按照權(quán)利要求16中記載的投影電視，其特征在于，所述反射器從接近光源一側(cè)開始依次配置所述抑制層、所述反射層、所述反射器基體。
全文摘要
本發(fā)明涉及抑制由銀或銀合金構(gòu)成反射層的熱移動引起的反射率下降。本發(fā)明提供一種投影型圖像顯示裝置中使用的反射器，及采用該反射器的光源、圖像顯示裝置，其特征在于，是在把來自光源的光束反射出，把從該光源射出的光束用顯示元件進(jìn)行光強度變調(diào)，把該光強度變調(diào)的圖像光用投影透鏡擴大后顯示的投影型圖像顯示裝置中使用的反射器，在該反射器的反射面?zhèn)?，至少由銀或銀合金構(gòu)成的反射層、及無機粒子與粘合劑構(gòu)成的層來構(gòu)成；在以此結(jié)構(gòu)為特征的反射器中，由所述無機粒子與粘合劑構(gòu)成的層的粘合劑是由硅化合物形成的。
文檔編號G02F1/1335GK1912456SQ20061000682
公開日2007年2月14日 申請日期2006年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月9日
發(fā)明者佐佐木洋, 中村清美, 百生秀人, 西村貞之, 平田浩二, 安達(dá)啟 申請人:株式會社日立制作所