專利名稱：液晶投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及投影系統(tǒng)領(lǐng)域。更具體而言，本發(fā)明涉及使用用于成像的液晶顯示器的投影屏幕組件和數(shù)字投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的家庭電視設(shè)備、家庭影院和家用顯示裝置經(jīng)常使用數(shù)字投影系統(tǒng)用于視頻或靜止圖像的演示。傳統(tǒng)的投影系統(tǒng)包括投影機(jī)和投影屏(幕)。最有前途的用于數(shù)字投影的方法之一是使用液晶顯示器(LCD)作為成像設(shè)備。LCD通過選擇性地對(duì)每一像素調(diào)制入射光的偏振態(tài)而以像素陣列的形式形成圖像。高清晰度、大面積的LCD能比其它類型的類似設(shè)備更容易制造。另外，它的小厚度和低重量決定著投影系統(tǒng)通常是易于攜帶和比較靈便的?；贚CD的投影系統(tǒng)的生產(chǎn)和實(shí)際使用通常更簡單，尤其是在需要大面積的圖像或視頻展示的時(shí)候。
傳統(tǒng)的投影屏通常包括嵌入在透明介質(zhì)中的細(xì)小的透明或半透明的多孔粒子以及位于粒子后面的反射材料。這樣的投影屏基本上反射所有的入射光，即，它們反射周圍環(huán)境的光以及來自像源的光。由于一部分的環(huán)境光被反射向觀眾，通常使圖像的對(duì)比度和表觀亮度降低，尤其是在環(huán)境光強(qiáng)度相對(duì)高的區(qū)域。
為了增強(qiáng)反射圖像的亮度，一些投影屏包括反光(回射)元件，如玻璃珠，其能夠?qū)h(huán)境光朝著其入射到屏幕上的方向反射回去。然而，由于引入反光元件使圖像的光也被回射，因而使得能看到圖像的角度范圍變窄。而且，如果環(huán)境光源與觀眾在同一直線上的話，環(huán)境光也會(huì)與圖像光一起向觀眾回射。
尤其是，由液晶投影機(jī)產(chǎn)生的圖像的亮度可能相對(duì)較低，這是由用于成像的液晶顯示器的性質(zhì)決定的，原因在于其只有一個(gè)偏振態(tài)的光被投射到屏幕上。如果投影屏以低亮度反射被投射的環(huán)境光，圖像的對(duì)比度就被大大降低。因此，液晶投影機(jī)主要用在環(huán)境光亮度低的區(qū)域，諸如以窗簾遮住窗戶的房間和人工照明暗的房間，以限制環(huán)境光對(duì)于對(duì)比度降低的影響。然而，這并不理想，因?yàn)樗恋K了房間里的觀眾在演示過程中查閱書面材料、做記錄等等。
旨在解決有關(guān)液晶投影機(jī)的亮度和對(duì)比度問題的嘗試做法包括將吸收性偏振片和反射材料聯(lián)合使用。通過在屏幕中裝入吸收性偏振片，大約一半的環(huán)境光能被投影屏吸收，而不像不使用吸收性偏光材料的傳統(tǒng)屏幕那樣將其反射。
用在投影屏中的吸收性偏光材料能保證優(yōu)先傳輸具有第一偏振態(tài)的光，而擋住具有第二偏振態(tài)的光。然后將被傳輸?shù)墓鈴姆瓷洳牧戏瓷浠厝?，并且再傳輸通過吸收性偏光材料。因此，液晶投影機(jī)僅使用一個(gè)偏振態(tài)的光來形成圖像——其優(yōu)先被投影屏反射。然而，環(huán)境光通常包括具有兩個(gè)偏振態(tài)的光，因此相當(dāng)一部分入射到投影屏上的環(huán)境光被吸收而不是被反射。從而，與傳統(tǒng)的兩種偏振態(tài)的光都反射的投影屏相比較，由液晶投影機(jī)在使用了吸收性偏光材料的投影屏上形成的圖像的對(duì)比度和表觀亮度都有所提高。
盡管理想的吸收性偏光材料傳輸全部的具有第一偏振態(tài)的入射光而吸收全部第二偏振態(tài)的入射光，真正的吸收性偏光材料吸收至少一部分具有第一偏振態(tài)的入射光以及第二偏振態(tài)的光。因此，一些成像光被吸收而不是被反射，從而降低了圖像的對(duì)比度和亮度。此外，在使用吸收性偏光材料的投影屏中，這種材料位于反射體的前面。在此設(shè)置中，具有被優(yōu)先傳輸?shù)牡谝黄駪B(tài)的入射成像光在到達(dá)觀眾之前必須兩次經(jīng)過吸收性材料。每一次經(jīng)過時(shí)，吸收性偏光材料能夠吸收相當(dāng)一部分具有第一偏振態(tài)的光，由此降低了圖像亮度。
除上述問題之外，包括其它元件如光散射材料的具有吸收性偏振片的投影屏還可能要降低圖像的亮度和/或?qū)Ρ榷取绻@些另外的元件使得一些圖像光改變偏振態(tài)的話。一部分其偏振狀態(tài)變成被吸收性偏光材料所吸收狀態(tài)的成像光將不能到達(dá)觀眾。其結(jié)果是降低了圖像的亮度和對(duì)比度。
投影系統(tǒng)通常要求寬視角特征的投影屏。這種要求對(duì)于在大房間或戶外環(huán)境中工作的投影屏而言是尤其希望的。為了方便(觀看)投影屏的觀眾，在水平面內(nèi)的更大的視角是尤其重要的。
小視角是由含碘有機(jī)偏振片制成的傳統(tǒng)偏光投影屏的共同缺陷。這種缺陷源于含碘有機(jī)偏振片的棒狀分子。沿著與棒狀分子的軸一致的單一方向的偏振光被吸收。從該方向光偏振的任何偏離都會(huì)導(dǎo)致偏振光吸收的急劇減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了能夠在相對(duì)高水平環(huán)境光的存在下投射出具有提高的對(duì)比度和寬視角圖像的投影屏，以及使用這種屏幕的投影系統(tǒng)。本發(fā)明披露的投影屏通過使用形成于屏幕上的偏振裝置提供了理想的綜合效果，該屏幕基于由棒狀超分子形成的膜，該超分子包括至少一種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物，籍此，該偏振裝置的40％視角的透射比等值線具有2以上(不小于2)的長寬比。


這些附圖是用來舉例說明本發(fā)明的概念和原理的。參考與這些附圖相關(guān)的說明可以更好地理解本發(fā)明，其中圖1是投影系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的正面投射型投影屏(前投影屏)的剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的背面投射型投影屏(后投影屏)的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的帶有雙凸透鏡片的背面投射型投影屏的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的帶有黑色條帶的背面投射型投影屏的剖視圖，其中的黑色條帶是由棒狀超分子形成的偏光材料制成的；圖6例示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的經(jīng)過雙凸透鏡片的光通量(ray flux)；
圖7例示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的經(jīng)過交叉(十字)雙凸透鏡片的光通量；圖8例示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的帶有正面投射型投影屏的投影系統(tǒng)；圖9例示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的帶有背面投射型投影屏的投影系統(tǒng)；圖10例示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的帶有半透射式投影屏的立體投影系統(tǒng)；圖11例示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的帶有半透射式投影屏的立體投影系統(tǒng)；圖12例示出了放置于特定的演示房間中的帶有正面投射型投影屏的投影系統(tǒng)；圖13示出了(a)由超分子形成的薄膜和(b)傳統(tǒng)的O-型偏振片的視角透射比的等值線圖；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的帶有輸出光的垂直偏振的投影屏。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性示出了傳統(tǒng)的光反射型投影系統(tǒng)，其包括數(shù)字投影裝置11和投影屏12。投影屏12包括片狀材料13和覆蓋在片狀材料表面的反射薄片14。由投影機(jī)11投射到屏幕12上的圖像被反射薄片14反射，以使觀眾15能看到該圖像。
當(dāng)在黑暗的房間里，沒有環(huán)境光入射到屏幕12上時(shí)，上述傳統(tǒng)投影系統(tǒng)能夠在屏幕12上產(chǎn)生高對(duì)比度的畫面。然而，如果房間里有亮光，不管是來自環(huán)境光源16和/或是房間的燈17，則屏幕12上的畫面的對(duì)比度顯著降低。當(dāng)投影裝置11具有彩色顯示功能時(shí)，環(huán)境光對(duì)于圖像的R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))色的影響尤其突出。
對(duì)于對(duì)比度和視角的增加，可以通過在屏幕上使用特定的偏振裝置以及通過對(duì)投影系統(tǒng)的投影屏和投影機(jī)的特定的相互定位來提供。
圖2示出了本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例。該投影屏包括基片21(聚合物薄膜)、漫反射層22、平面化層23、和偏振裝置24。偏振裝置24是基于由棒狀超分子形成的薄膜，該超分子包括至少一種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物，籍此，該偏振裝置的視角透射比等值線具有2以上(不小于2)的長寬比。在一個(gè)具體實(shí)施例中，投影屏進(jìn)一步包括置于薄膜24上的保護(hù)層25和防眩(防反射)涂層26。在其它具體實(shí)施例中，該投影屏包括其它的附加功能層和元件。
棒狀超分子是沿著偏振裝置的透射軸排列的。形成超分子的條件是要存在產(chǎn)生于分子的共軛芳環(huán)間的共軛π鍵的擴(kuò)展體系以及存在位于分子平面內(nèi)并參與芳香體系鍵合的基團(tuán)(如胺、酚、酮等)。這些分子和/或分子片斷具有平面結(jié)構(gòu)，并且能夠在溶液中形成超分子。另一條件是在超分子堆疊中使π-軌道重疊最大化。對(duì)于制造偏振裝置的原材料的選擇要考慮這些物質(zhì)的光譜特性。這些薄膜(也稱為晶體薄膜(TCF))通常具有晶體結(jié)構(gòu)，其沿著透射軸方向的面間距通常為3.4±0.3。
適于獲得TCF的芳香多環(huán)化合物的特征在于通式為{R}{F}n，其中R是具有π電子體系特征的多環(huán)片斷，F(xiàn)是改性官能團(tuán)，其確保了給定化合物在非極性或極性溶劑(包括水介質(zhì))中的溶解性，而n為官能團(tuán)的數(shù)目。
TCFs可以通過Optiva公司開發(fā)的稱為層疊結(jié)晶工藝的方法而獲得[P.Lazarev and M.Paukshto，Proceedings of the 7thInternational Workshop″Displays，Materials and Components″(Kobe，Japan，November 29-December 1,2000)，pp.1159-1160]。專利申請(qǐng)WO 03/007025(Attorney Docket 71296)、US 2003-154909(AttorneyDocket 71296)以及US 2004-067324(Attorney Docket 71983)披露了層疊結(jié)晶工藝，將其披露的全部內(nèi)容合并于此作為參考。根據(jù)該方法，溶解于適宜溶劑的有機(jī)化合物形成膠體體系(溶致液晶溶液)，在該膠體體系中分子聚集成超分子，構(gòu)成體系的動(dòng)力單位。這種液晶相基本上是有序化態(tài)系統(tǒng)的前體，由該前體在隨后超分子的配向(排列)和溶劑去除過程中形成固態(tài)的各向異性晶體薄膜，也稱為晶體薄膜或TCF。
在所得到的各向異性TCF中，分子平面互相平行，并且至少在層的一部分中形成三維晶體結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)技術(shù)的最優(yōu)化有可能形成單晶膜。
TCF的厚度通常不超過大約1μm。薄膜厚度可以通過改變涂敷溶液中的固體物質(zhì)的含量和改變涂層厚度來控制。
用于制造適合的TCF的原料的選擇要使得偏振裝置大部分為無彩色的(具有中性色)，以及偏振裝置的40％視角的透射比等值線具有2以上(不小于2)的長寬比。
可以使用各種混合的膠體體系，在這種情況下，該混合物可以形成共同超分子(joint supramolecule)。在溶液中混合所述有機(jī)化合物使得形成各種組分的混合聚集體。對(duì)染料混合物的X-射線衍射圖的分析使得人們根據(jù)對(duì)應(yīng)于在3.1至3.7范圍的面間距而出現(xiàn)的特征衍射峰來判斷在超分子中的分子堆疊。
上述偏振裝置可以用在任何類型的投影屏中，即正面投射型投影屏(反射型屏幕)、背面投射型投影屏(透射型屏幕)，以及半透射式投影屏。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的投影屏包括不同的附加層和元件。例如，圖3所示的背面投射型投影屏進(jìn)一步包括單面菲涅耳層35。圖3示出投影屏的一個(gè)具體實(shí)施例，該投影屏帶有單面菲涅耳層，并且作為示例性的具體實(shí)施例，該示出的設(shè)計(jì)包括基片31(聚合物薄膜)、漫散射層32、平面化層33以及基于由棒狀超分子(包括至少一種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物)形成的薄膜的偏振裝置34，籍此，該偏振裝置的視角透射比等值線具有2以上(不小于2)的長寬比。該投影系統(tǒng)顯示出提高的穩(wěn)定性并補(bǔ)償或消除了重影。
單面菲涅耳層可以包括基體和嵌在基體中的多個(gè)粒子，在菲涅耳層的一面具有菲涅耳結(jié)構(gòu)，其中這些粒子具有與基體不同的折射率。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，后投射屏可以包括雙凸透鏡片。在圖4所示的示例性具體實(shí)施例中的背面投射型投影屏由以下(部件)構(gòu)成菲涅耳透鏡42、基片41(含有散射粒子的聚合物薄膜)、雙凸透鏡片43、黑色條帶44(其是構(gòu)成交替的透光場和吸光場的薄膜)、平面化層45、基于由棒狀超分子(至少包括一種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物)形成的薄膜的偏振裝置46、以及保護(hù)層47。
在該系統(tǒng)中被散射的環(huán)境光和多重反射光能被黑色條帶(BS)所阻斷。優(yōu)選地，如圖5所示，制造黑色條帶所用的偏光材料由包括至少一種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物的棒狀超分子形成。在這種情況下，黑色條帶的透光場作為偏振裝置，而黑色條帶的吸光場阻斷了光噪聲。該示例性的背面投射型投影屏由以下(部件)構(gòu)成菲涅耳透鏡52、基片51、雙凸透鏡片53、黑色條帶54(其包括由包括至少一種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物的棒狀超分子形成的各向異性材料)、以及保護(hù)層55。
圖6是表示光通量的雙凸透鏡片的傾斜透視圖。這些經(jīng)過雙凸透鏡的光線被水平地會(huì)聚和發(fā)散。發(fā)散角對(duì)應(yīng)于散射角，并起視角的作用。
包括雙凸透鏡片的菲涅耳透鏡的背面投射型投影屏表現(xiàn)出寬的水平視角，小口距(細(xì)距，fine pitch)和高對(duì)比度。然而，背面投射型投影屏的垂直視角與傳統(tǒng)屏幕一樣相對(duì)較窄。用以擴(kuò)大垂直視角的簡單布置是采用如圖7所示的交叉(十字)雙凸透鏡片，其中兩個(gè)雙凸透鏡片以直角設(shè)置結(jié)合在一張薄片上。在一張薄片上使用交叉雙凸透鏡允許通過光學(xué)設(shè)計(jì)來控制獲得光通量的任意方向。交叉凸透鏡片可用于上述的任何構(gòu)造中。
圖8例示出了使用正面投射型(反射型)投影屏81與圖像投影機(jī)82相結(jié)合的投影系統(tǒng)。圖8還示出了環(huán)境光源83。正面投射型投影屏81包括偏振裝置84和該圖中未示出的其它功能層。偏振裝置84優(yōu)先傳輸具有一種(第一)偏振態(tài)的光85，而吸收具有不同(第二)偏振態(tài)的光。投影機(jī)82能夠向屏幕81投射偏振光以在其上面形成反射圖像。雖然任何LCD圖像投影機(jī)都使用一種偏振態(tài)的光產(chǎn)生圖像，但是其它類型的投影機(jī)可以使用另外的偏振裝置。
用投影機(jī)82產(chǎn)生的偏振光85由投影屏81反射。
除了來自投影機(jī)82的光85之外，從圖8中圖示的光源83發(fā)出的環(huán)境光也入射到投影屏81上。環(huán)境光源83可以是太陽，在這種情況下，環(huán)境光86沒有特定的偏振態(tài)而是隨機(jī)偏振的。因此，正面投射型投影屏81反射第一偏振態(tài)的光(大約是環(huán)境光強(qiáng)度的一半)而吸收具有第二偏振態(tài)的光。
圖9例示出使用背面投射型(透射型)投影屏91與圖像投影機(jī)92相結(jié)合的投影系統(tǒng)。環(huán)境光源93與觀看屏幕的觀眾處于投影屏91的同一側(cè)。該背面投射型投影屏91包括偏振裝置95。偏振裝置95優(yōu)先傳輸具有一種(第一)偏振態(tài)的光96而吸收具有不同(第二)偏振態(tài)的光。優(yōu)選地，環(huán)境光源93發(fā)出具有第二偏振態(tài)的光97，其與偏振裝置95的透射軸垂直。投影機(jī)92能夠向屏幕91投射偏振光，以在其上形成傳輸圖像。來自光源93的入射到投影屏91上的經(jīng)偏振的環(huán)境光97完全吸收在偏振裝置95中。該圖像不會(huì)發(fā)出任何閃光。
根據(jù)本發(fā)明的投影系統(tǒng)可以用于產(chǎn)生立體圖像以及其它特殊光學(xué)效果。系統(tǒng)的功能化原理在圖10和11中加以舉例說明。
圖10所示的投影系統(tǒng)包括投影屏101和兩個(gè)投影機(jī)102’和102”。投影屏101包括偏振裝置105和半透射層104。圖像由兩個(gè)投影機(jī)102’和102”產(chǎn)生，它們分別發(fā)出具有同一偏振態(tài)的光106’和106”。投影屏101和投影機(jī)102’的作用是作為前投影系統(tǒng)。投影屏101和投影機(jī)102”的作用是作為后投影系統(tǒng)。投影機(jī)102’和102”的每一個(gè)或兩個(gè)都可以產(chǎn)生顏色、強(qiáng)度等有所區(qū)別的圖像。
圖10還例示出環(huán)境光源103，其與投影機(jī)102’處于投影屏101的同一側(cè)。優(yōu)先地，環(huán)境光源103發(fā)出具有第二偏振態(tài)的光107，其垂直于偏振裝置105的透射軸。
圖11示出的投影系統(tǒng)包括投影屏111和兩個(gè)投影機(jī)112’和112”。投影屏111包括兩個(gè)偏振裝置115’和115”，位于投影屏111和半透射層114的兩個(gè)相反面。偏振裝置115’和115”具有一致的透射軸。
圖像由兩個(gè)投影機(jī)112’和112”產(chǎn)生，它們分別發(fā)出具有相同偏振態(tài)的光116’和116”。投影屏111和投影機(jī)112’的作用是作為前投影系統(tǒng)，投影屏111和投影機(jī)112”的作用是作為后投影系統(tǒng)。每一個(gè)或兩個(gè)投影機(jī)112’和112”可以產(chǎn)生出顏色、強(qiáng)度等有所區(qū)別的圖像。
圖11還示出了環(huán)境光源113’和113”，它們位于投影屏111的相反面。優(yōu)選地，環(huán)境光源發(fā)出具有第二偏振態(tài)的光(116’和116”)，它們分別垂直于偏振裝置115’和115”的透射軸。
投影系統(tǒng)經(jīng)常用在具有相對(duì)高水平環(huán)境光的區(qū)域。在這種情況下，優(yōu)選將該投影系統(tǒng)安裝在特定的房間里(圖12)。該投影系統(tǒng)包括與圖像投影機(jī)122聯(lián)合使用的正面投射型投影屏121。環(huán)境光源是房間里的燈126和環(huán)境光源123。正面投射型投影屏121包括偏振裝置124。該偏振裝置124優(yōu)先傳輸具有一種(第一)偏振態(tài)的光125而吸收具有不同(第二)偏振態(tài)的光。
投影機(jī)122能夠向屏幕121發(fā)出偏振光，以在其上面形成反射圖像。由投影機(jī)122產(chǎn)生的偏振光105從投影屏121被反射。
優(yōu)選地，燈126發(fā)出具有第二偏振態(tài)的光127”，其垂直于偏振裝置124的透射軸。環(huán)境光源123可以是太陽，在此情況下，房間的窗戶具有特殊的環(huán)境光偏振裝置128。該環(huán)境光偏振裝置傳輸具有第二偏振態(tài)的光127’，其垂直于偏振裝置124的透射軸。另外，該房間的墻可以具有能消除閃光的特定涂層129。
實(shí)施例置于投影屏上的偏振裝置是基于由棒狀超分子(包括幾種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物)形成的薄膜。用于制造TCF的超分子材料是基于磺化陰丹酮與苝四羧酸和萘四羧酸的二苯并咪唑衍生物的水溶性產(chǎn)物的混合物(名稱為N-015TM，Optiva Inc.)。
各向異性晶體層(TCF)大約100nm厚，對(duì)于尋常光線和異常光線的折射率分別為no＝1.5和ne＝2.1；透射比T＝40％；對(duì)比度CR＝160；偏振效率Ep＝99.4％；對(duì)于單偏振片的色度坐標(biāo)(colorcoordinate)a＝-2.4，b＝2.8。
TCF有兩個(gè)吸收軸，因此它們的視角特征與只有一個(gè)吸收軸的傳統(tǒng)偏振片不同。而且，E-型偏振片的角透射比的高度各向異性使得它們被用于屏幕應(yīng)用場合。被理想的單軸E-型偏振片和理想的O-型偏振片覆蓋的屏幕的視角特征分別在圖13a和13b中示出。屏幕的垂直方向與偏振片的透射方向平行。對(duì)于O-型偏振片而言，40％的透射比等值線長寬比大約為1.4，而對(duì)于E-型偏振片大約為4。因此，來自屏幕頂部和底部的未經(jīng)偏振的環(huán)境光基本上會(huì)被E-型偏振片吸收。對(duì)于垂直入射到屏幕的縱向偏振光的情況，吸收大約要小兩倍。因此，這樣的屏幕可以與發(fā)出縱向偏振光的投影機(jī)一起使用。
圖14示出了用于縱向偏振光的投影屏，其中Z是與屏幕垂直的軸，而Y是平行于偏振片透射方向的縱軸。角和θ由縱軸Z測得。圖13a示出了對(duì)于雙厚度為600nm的單軸TCF N-015的計(jì)算的結(jié)果。該屏幕在(-45°，+45°)范圍內(nèi)具有很好的水平可見度。對(duì)于相對(duì)于縱軸甚至為20°的斜入射，對(duì)于環(huán)境光的透射比降至大約一半。
屏幕性能的測量是通過使用Spectra-Pritchart光度計(jì)進(jìn)行的。這些測量結(jié)果列在表1中。在未經(jīng)偏振的環(huán)境光中，屏幕的對(duì)比度由于偏振片而提高。在暗處(低環(huán)境光)偏振片沒有屏幕性能的可視缺陷。當(dāng)偏振屏幕與偏振投影機(jī)一起使用時(shí)其優(yōu)點(diǎn)是明顯的。
表1.對(duì)比度的測量結(jié)果

以上給出的對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的描述是出于例舉和說明的目的。其不是用來窮舉或?qū)⒈景l(fā)明局限于所披露的具體形式。很明顯，根據(jù)上述教導(dǎo)可以進(jìn)行多種改進(jìn)、具體實(shí)施以及變化。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求及其等同物所限定。
權(quán)利要求
1.一種投影系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生用來投影圖像的偏振光的投影機(jī)，所述偏振光具有第一偏振面；以及可觀看由所述投影機(jī)投影的圖像的投影屏，所述投影屏包括具有第二偏振面的偏振裝置，其中所述偏振光的第一偏振面和所述偏振裝置的第二偏振面平行，以及，所述偏振裝置包括由棒狀超分子形成的薄膜，所述棒狀超分子包括至少一種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物，籍此，所述屏幕的所述偏振裝置的40％視角透射比等值線具有2以上的長寬比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述長寬比3.6以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中所述第一和第二偏振面是垂直的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中所述投影屏是正面投射型投影屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中所述投影屏是背面投射型投影屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中所述投影屏是半透射投影屏。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)被偏振的環(huán)境光光源，其中所述環(huán)境光具有垂直于所述偏振裝置的所述第二偏振面的偏振面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)環(huán)境光偏振裝置，其中所述環(huán)境光偏振裝置具有垂直于所述偏振裝置的第二偏振面的透射軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，進(jìn)一步包括光散射元件，其中所述偏振裝置形成于所述光散射元件之上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，進(jìn)一步包括位于所述投影屏的觀看側(cè)的防反射或防眩目涂層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中所述薄膜具有晶體結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的投影系統(tǒng)，其中所述薄膜具有沿所述透射軸的面間距為3.4±0.3的結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中所述有機(jī)化合物含有雜環(huán)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中所述薄膜由溶致液晶形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中所述偏振裝置為無彩色的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中所述偏振裝置在所述偏振面上透射多于80％的偏振光。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的投影系統(tǒng)，其中所述偏振裝置在所述偏振面上透射多于90％的偏振光。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中所述偏振裝置具有大于20的二色性比。
19.根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影系統(tǒng)，進(jìn)一步包括單面菲涅爾層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的投影系統(tǒng)，其中所述單面菲涅耳層包括基體，以及嵌在所述基體內(nèi)的多個(gè)粒子，其中所述粒子具有與所述基體折射率不同的折射率，并且菲涅爾結(jié)構(gòu)形成在所述菲涅爾層的一面。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)具有垂直取向的雙凸透鏡片。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的投影系統(tǒng)，其中所述投影屏進(jìn)一步包括黑色條帶。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的投影系統(tǒng)，其中所述黑色條帶包括由棒狀超分子形成的偏光材料，所述棒狀超分子包括至少一種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中所述投影屏進(jìn)一步包括交叉雙凸透鏡片。
25.根據(jù)權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其中用于投影圖像的所述偏振光由至少三種基色組成。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的投影系統(tǒng)，其中所述投影機(jī)進(jìn)一步包括至少一個(gè)偏振的旋轉(zhuǎn)器，用來將至少一種顏色的偏振旋轉(zhuǎn)至預(yù)先確定的方向。
27.一種包括偏振裝置的投影屏，其中所述偏振裝置為由棒狀超分子形成的薄膜而成的，所述棒狀超分子包括至少一種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物，并且所述偏振裝置的40％視角透射比等值線具有2以上的長寬比。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的投影屏，其中所述長寬比3.6以上。
29.根據(jù)權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的投影屏，進(jìn)一步包括光散射元件，而所述偏振裝置形成于所述光散射元件的上面。
30.根據(jù)權(quán)利要求27至29中任一項(xiàng)所述的投影屏，進(jìn)一步包括防反射或防眩目涂層。
31.根據(jù)權(quán)利要求27至30中任一項(xiàng)所述的投影屏，其中所述薄膜具有晶體結(jié)構(gòu)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的投影屏，其中所述薄膜具有沿所述透射軸的面間距為3.4±0.3的結(jié)構(gòu)。
33.根據(jù)權(quán)利要求27至32中任一項(xiàng)所述的投影屏，其中所述有機(jī)化合物含有雜環(huán)。
34.根據(jù)權(quán)利要求27至33中任一項(xiàng)所述的投影屏，其中所述薄膜由溶致液晶形成。
35.根據(jù)權(quán)利要求27至34中任一項(xiàng)所述的投影屏，進(jìn)一步包括單面菲涅爾層。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的投影屏，其中所述單面菲涅爾層包括基體，以及嵌在所述基體內(nèi)的多個(gè)粒子，其中所述粒子具有與所述基體的折射率不同的折射率，并且菲涅爾結(jié)構(gòu)形成在所述菲涅爾層的一面。
37.根據(jù)權(quán)利要求27至36中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)具有垂直取向的雙凸透鏡片。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的投影系統(tǒng)，進(jìn)一步包括黑色條帶。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的投影系統(tǒng)，其中所述黑色條帶包括由棒狀超分子形成的偏光材料，所述棒狀超分子包括至少一種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物。
40.根據(jù)權(quán)利要求27至36中任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，進(jìn)一步包括交叉雙凸透鏡片。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生用來投影圖像的偏振光的投影機(jī)以及可觀看由該投影機(jī)投影的圖像的投影屏。該偏振光的偏振面和偏振裝置的偏振面平行。偏振裝置包括由棒狀超分子形成的薄膜，該棒狀超分子包括至少一種具有π共軛體系的多環(huán)有機(jī)化合物，籍此，該屏幕的偏振裝置的40％視角透射比等值線具有2以上的長寬比。
文檔編號(hào)G03B21/60GK1813204SQ200480018219
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者邁克爾·V·波克施托 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社