专利名称：偏振光照明装置以及投影型图像显示设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种偏振光照明装置以及具有该偏振光照明装置的投影型图像显示设备，特别涉及一种使用线栅偏振片的偏振光照明装置。
背景技术：
利用反射型液晶显示元件的反射型液晶投影仪或利用透射型液晶显示元件的透射型液晶投影仪这类的使用液晶显示元件的投影型图像显示设备是利用偏振光来进行图像显示的。一般地，光源发出的光的偏振度较低，在利用偏振光的投影型图像显示设备的偏振光照明装置中，为了使光源光成为高偏振度的偏振光，而使用了偏振片。使用吸收型偏振片作为该偏振片的情况下，非透射光被吸收了，因此，使得透过所述偏振片的光量较小，光源发出的光的利用效率较低，偏振光照明装置较暗。专利文献1提出了一种例如光源光的利用效率较高、小型的偏振光照明装置。艮口， 通过使用反射型偏振片作为偏振光照明装置的偏振片、制作可以将不能透过所述反射型偏振片的反射光再利用的系统，使得从所述反射型偏振片透过的光量增大，并提高光源光的利用效率，提供明亮的偏振光照明。但是亮度被要求要进一步地提高。现有技术文献专利文献专利文献1日本特表2007-516452号公报
实用新型内容实用新型要解决的技术问题本实用新型是鉴于所述的问题点而提出的，其目的在于提高偏振光照明装置的亮度。解决问题的技术手段本发明人发现，在作为反射型偏振片的线栅偏振片中，在具有线栅结构的导电体面入射光的情况和不是在该面(基材面)入射的情况中，不透射的光的反射率(偏振光反射率)是不同的，在从导电体面入射的情况下，光源光的使用效率提高。因此，将发明人的上述认识活用，发现通过在投影型图像显示设备内的偏振光照明装置中配置线栅偏振片， 可以提高偏振光照明装置的亮度。本实用新型的偏振光照明装置的一个样态具有光源；线栅偏振片，其通过反射以及透射从所述光源射出的光来进行偏振分离；反射件，其被配置为使得来自所述线栅偏振片的反射光反射、且再入射到所述线栅偏振片，其中，所述线栅偏振片具有基材和沿着所述基材表面的规定方向延伸设置的导电体，从所述光源射出的光和由所述反射件反射的光入射到所述基材表面中的形成有所述导电体的导电体面。本实用新型的偏振光照明装置的一个样态中，所述基材在表面具有向规定方向延伸的格子状凸部，在与所述格子状凸部的延伸方向垂直的面中，通过所述基材的格子状凸部的顶部且沿着所述格子状凸部的立设方向的凸部轴与通过所述导电体的顶部且沿着所述导电体的立设方向的导电体轴不同，所述导电体偏设于所述基材的格子状凸部的一方的侧面，且所述导电体的至少一部分存在于格子状凸部的顶部的上方。本实用新型的偏振光照明装置的一个样态中，在与所述格子状凸部的延伸方向垂直的面中，所述基材的表面为大致矩形形状。本实用新型的偏振光照明装置的一个样态中，入射到所述线栅偏振片的光的偏振度为50%以下。本实用新型的偏振光照明装置的一个样态中，在所述线栅偏振片和所述反射件之间具有转向件，所述线栅偏振片的偏振轴和所述转向件的慢轴既不平行也不垂直。本实用新型的反射型液晶显示装置的一个样态包括上述的偏振光照明装置；偏振分光器，其将从偏振光照明装置射出的光反射或者透射；以及反射型液晶显示元件，其将所述偏振分光器反射或者透射的光调制以及反射。本实用新型的反射型液晶显示装置的一个样态中，所述偏振分光器由线栅偏振片形成，构成所述偏振分光器的线栅偏振片具有基材和沿着所述基材表面的规定方向延伸设置的导电体，且所述线栅偏振片被配置为与所述偏振光照明装置的线栅偏振片成正交尼科耳的关系，从所述偏振光照明装置射出的光和由所述反射型液晶显示元件反射的光入射到形成有所述导电体的导电体面。本实用新型的透过型液晶显示装置的一个样态包括上述的偏振光照明装置；透射从所述偏振光照明装置射出的光的透过型液晶显示元件；通过将从所述透过型液晶显示元件透射的光吸收以及透射来进行偏振分离的检偏器。实用新型的效果在具有基材表面有导电体的线栅偏振片的偏振光照明装置内，通过构成为从形成有导电体的基材表面入射光，可以提高偏振光照明装置的亮度。
图1是示出本实施方式的偏振光照明装置的一个实例的图。图2是示出本实施方式的偏振光照明装置的使用方式的一个实例的图。符号说明100偏振光照明装置101 光源102线栅偏振片103反射件111 基材112导电体113导电体轴114凸部轴121偏振分光器122反射型液晶显示元件123透射型液晶显示元件
4[0035]124检偏器具体实施方式
以下对本实用新型进行具体地说明。〈偏振光照明装置〉本实施方式所示的偏振光照明装置100包括光源101 ；线栅偏振片102，其通过反射以及透射从光源101射出的光进行偏振分离；反射件103，其被配置为将从光源101射出的光以及线栅偏振片102反射的反射光反射之后再入射到偏振片102(参照图1)。又， 线栅偏振片102由基材111和在基材111的表面的规定方向延伸设置的导电体112(金属线)构成，线栅偏振片102构成为使得从光源101射出的光和由反射件103反射的光入射到基材111的表面中的形成有导电体112的导电体面。本实施形态所示的偏振光照明装置100的一个特征是构成为从光源101射出的光和由反射件103反射的光入射到设有导电体112的基材111的表面(导电体面)，具有该结构的话，可以是侧入光型(参照图1(A))或者直下型(参照图1(B))中的任意的结构。在图KA)的侧入光型可以构成为，使从光源101射出的光入射到导光板并在导光板内传播，通过线栅偏振片102导出具有规定的偏振方向的光。通过在反射件103或者配置反射件103—侧的导光板的表面设置散射图案等，可以提高光的导出效率。在图1(A)、图 1⑶中，对应于偏振光照明装置100的使用用途，在反射件103和线栅偏振片102之间，可以适当地设置扩散板、棱镜板等的转向件或相位差板等。如图I(C)所示，在具有光源101、线栅偏振片102、反射件103的偏振光照明装置 100中，通过构成为从光源101射出的光和由反射件103反射的光入射到设有导电体112的基材111表面侧，可以提高偏振光照明装置100的亮度。线栅偏振片102在基材111的一侧的表面具有线栅结构，该线栅结构是由基材111 的凹凸结构和在所述凹凸结构的凸部的一侧偏设的导电体112构成的(参照图1(C))。在导电体Ii2与空气(折射率1. 0)接触，且没有被除基材111之外的粘结材料或粘着材料等这类的物质包埋的情况下，线栅结构的基材面侧的构成要素为树脂等的构成基材111的物质和导电体112。又，线栅结构的基材面侧的相反侧(表面侧)为在基材111凸部的顶部的上方存在导电体112的至少一部分的结构，因此，线栅结构的表面侧的构成要素仅为导电体。S卩，基材面侧和表面侧中的线栅结构的构成要素不同。又，图1表示的是与基材111表面上的格子状凸部的延伸方向垂直的面(以下记作“截面视图”)。又，在线栅偏振片102的截面视图中，在表面为大致矩形状的基材111上通过后述的斜向蒸镀法形成导电体112的情况下，与基材111凹部的导电体112的宽度(与基材111 表面平行的方向的导电体112的宽度)相比，位于基材111凸部的顶部的上方的导电体112 的宽度更大。因此，与基材111凹部的导电体112的丰度比相比，在基材111凸部的顶部上方的导电体112的丰度比更大。因此，本实用新型的线栅偏振片的线栅结构使得基材面侧和表面侧具有不同的有效折射率，显示出在基材面侧和表面侧的不同的偏振反射特性。由此，与在表面侧(导电体面)使光入射的情况相比，在线栅偏振片102的线栅结构的基材面侧使光入射的情况的偏振反射率较低，因此，这种情况下，提高偏振光照明装置100的亮度的比例下降。另一方面，如图1所示，在线栅偏振片102的线栅结构的表面侧(导电体面)使光入射的情况下，可以提高偏振光照明装置100的亮度。又，在截面视图中，将通过后述的斜向蒸镀法在表面为大致矩形状的基材上形成导电体的线栅偏振片102的导电体112，用具有与基材111大致相同的折射率的粘结材料或粘着材料这样的物质包埋的情况下，与导电体112与空气(折射率1. 0)接触的情况一样， 在由粘结材料或粘着材料这样的物质包埋了的一侧入射光时的偏振反射率比在其相反侧 (基材面侧)入射光时的偏振反射率大。下面，对本实施方式所示的偏振光照明装置100所能够适用的材料等进行说明。(光源)对偏振光照明装置100所能够适用的光源101并没有特别的限制，可以使用例如荧光灯、钠灯、LED、有机EL元件、无机EL元件等。从使偏振光照明装置100小型化的观点考虑，优选使用LED作为光源101。又，上述的光源所发出的光的偏振度一般在50%以下， 光源所发出的光的偏振度可以如下那样求出。在光源和分光辐射度计等的测量装置之间，将在规定的波长的偏振度为99%以上的平板状的偏振片设置为相对于光源发出的光垂直且偏振轴为特定方向，对分光辐射亮度 Ta进行测量。接下来，将所示偏振片的偏振轴相对于特定方向旋转90度，测量分光辐射亮度Tb。光源所发出的光的规定波长λ的偏振度Ρ( λ)可以通过规定波长λ的Ta以及Tb 用以下的公式计算出来，并以百分率显示。PU) = [|Ta-Tb|/(Ta+Tb)]X100(线栅偏振片)作为线栅偏振片102，只要能够将从光源101射出的光偏振分离、并向着反射件 103反射光，对其形状并没有特别地限制，可以是平板状也可以是弯曲的。又，在线栅偏振片的形成有导电体的导电体面的相反侧的面上，能够附加抑制偏振反射性的功能、贴合吸收型偏振片、通过细微的凹凸结构或层叠介电体而附加反射防止功能、附加具有扩散性的功
言旨层等。线栅偏振片102至少由基材111和导电体112构成。例如，可以由在表面具有在规定方向延伸且以一定的间隔并列设置的格子状凸部的基材111、以及在基材111的格子状凸部的一方的侧面侧偏设的在规定方向延伸设置的导电体112形成线栅偏振片102(参照图1(C))。又，线栅偏振片102优选构成为在截面视图中，通过基材111的格子状凸部的顶部且沿着格子状凸部的立设方向的凸部轴114，和通过导电体112的顶部且沿着导电体112 的立设方向的导电体轴113不同(不重叠)。由此，可以增加导电体和基材的接触面积，因此可以防止导电体的剥离，又，容易形成高度较高的导电体，因此，具有提高线栅偏振片的偏振分离特性这样的效果。又，线栅偏振片102优选构成为在截面视图中，导电体112的至少一部分位于基材111的格子状凸部的顶部的上方。格子状凸部的顶部的上方的导电体112的侧面优选为相对于垂直方向没有倾斜、与垂直方向大致平行的形状，截面视图中的导电体112的顶部的形状优选为向垂直方向突出的大致曲面形状或大致平坦状。又，导电体112通过设置为向基材111的格子状凸部的顶部的上方伸出，能够提高偏振分离特性，且能够减少光的损失。又，格子状凸部的顶部的上方的导电体112通过设置为向垂直方向伸出，可以提高偏振分离特性，具体地说，可以提高偏振反射率和平行透过率。又，线栅偏振片102优选为，在截面视图中，形成有导电体112的基材111的表面为大致矩形状。由此，容易在垂直方向形成较高的导电体。尤其是，采用后述的斜向蒸镀法和各向同性刻蚀法形成铝的导电体112的情况下，根据蒸镀时的铝增长方向等，使得导电体112的顶部的形状易于成为基材111的凸部的顶部的形状的相似形状，在基材凸部的顶部的上方的导电体的侧面可以与垂直方向大致平行，因此，更容易形成在垂直方向上较高的导电体，可以提高偏振光分离特性，具体地说可以提高透射光的偏振度和偏振反射率。(基材) 作为基材111可以使用例如玻璃等的无机材料或树脂材料。尤其采用树脂材料形成基材111时，其能够利用辊轧法(英文roll process ；日文口一口七^ )，可以使线栅偏振片102具有柔韧性(弯曲性)，由于具有上述等优点，因此较为理想。作为可以用于基材111的树脂，例如有聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、环烯烃树脂(COP)、交联聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚苯醚树脂、改性聚苯醚树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚醚酮树脂等的非晶性热塑性树脂、或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、芳香族聚酯树脂、聚甲醛树脂、聚酰胺树脂等的结晶性热塑性树脂、或者丙烯酸系、环氧系、聚氨酯系等的紫外线(UV)固化型树脂或热固化型树脂。又，可以是UV固化型树脂或热固化型树脂与玻璃等的无机基板、上述热塑性树脂、三醋酸酯树脂等组合构成基材111，或者是单独构成基材111。在基材111的表面也可以具有提高基材 111和导电体112的附着性的薄膜。可以使用在形成导电体112的表面上设有格子状凹凸结构的基材作为基材111。 又，如上所述，在基材111的截面视图中，凹凸结构优选为大致矩形状。又，基材111只要在目的波长区域为实质上透明即可。又，向规定的方向延伸是指，格子状凸部只要分别实质上延伸即可，不需要各格子状凸部严格地平行延伸。表面具有格子状凸部的基材111的制造方法并没有被特别地限定。可以列举为例如本申请人申请的专利第4147247号公报中所述的方法。根据专利第4147247号公报所述， 采用具有凹凸格子的金属压模将凹凸格子热转印到热可塑性树脂上，并沿着与格子的长度方向平行的方向，对赋予凹凸格子的热可塑性树脂施行延伸倍率为4倍到6倍的自由端一轴延伸加工，这里的凹凸格子由采用干涉曝光法制作的间距230nm至250nm的格子状凸部形成的。其结果是，转印到所述热可塑性树脂上的凹凸格子的间距被缩小，得到了具有间距为120nm以下的细微凹凸格子的树脂基材(延伸结束)。接下来，通过得到的具有细微凹凸格子的树脂基材(延伸结束)，采用电镀法等制作具有细微凹凸格子的金属压模。由该金属压模在基材的表面转印、形成该细微凹凸格子，由此，能够得到具有间距为120nm以下的格子状凸部的树脂基材。(导电体)导电体112设在基材111的表面中的从光源101射出的光和由反射件103反射的光入射的表面侧。如上所述，在表面形成有格子状凸部的基材111上设置导电体112的情况下，该导电体112优选为与格子状凸部的一个方向侧的侧面接触，且该导电体112的上部延伸到基材111的格子状凸部的顶部的上方。
7[0062]导电体112形成为与在规定的方向延伸的基材111的格子状凸部大致平行的、具有规定的间隔(周期)的直线状，该直线状的导电体112的周期比可见光的波长小的情况下，线栅偏振片102成为反射相对于导电体112平行振动的偏振成分、并透射垂直的偏振成分的偏振元件。作为导电体112，可以使用铝、银、铜、钼、金或者以这些金属为主要成分的合金，可以通过斜向喷镀法或者斜向蒸镀法形成。尤其是通过使用铝或者银来形成导电体 112，可以减小可见光的吸收损失，因此较为理想。一般来说，导电体112的间距越小，线栅偏振片102越在广泛的带域显示良好的偏振特性，若间距为作为对象的光的波长的1/4 1/3，则在实用上会显示出充分的性能。因此，使用可见光的情况下，间距优选为150nm以下。导电体112的制造方法并没有特别的限定，从制造成本、生产率的观点来看，优选采用斜向蒸镀法。斜向蒸镀法是指，在基材111的截面视图中，蒸镀源相对于基材111的表面的法线具有入射角α，并这样进行金属的蒸镀、层叠的方法。根据制作格子状凸部的导电体的截面形状确定入射角度α的优选范围，一般地，理想的入射角度α为5° 40°，更理想的是10° 30°。进一步地，在控制导电体112的高度等的截面形状时，优选一边考虑蒸镀中层叠了的金属的投影效果，一边渐渐减少或者增加入射角度α。又，使用这样的制法的情况下，基材111的格子状凸部与导电体112的延伸方向相同。达成导电体112的形状的金属蒸镀量根据格子状凸部的形状来确定，一般地，平均蒸镀厚度为50nm 200nm左右。此处所说的平均厚度是指，假设在平滑玻璃基板上从与玻璃面垂直的方向蒸镀物质时的蒸镀物的厚度，该平均厚度作为金属蒸镀量的参考值来使用。又，从光学特性的观点来看，优选通过刻蚀去除不需要的导电体。只要不给基材 111带来坏的影响，可以有选择地去除导电体部分，对刻蚀方法并没有特别的限定，从生产率的观点以及导电体112的形状控制的观点来看，优选各向同性刻蚀法，例如，优选浸泡在碱性水溶液的刻蚀法。(基板)作为保持具有格子状的凹凸结构的基材111的结构，能够使用基板。可以使用玻璃等的无机材料或树脂材料作为基板，但优选使用可以使偏振光照明装置轻量化的、能够利用辊轧法制造线栅偏振片的平板状的树脂材料。作为树脂材料列举有例如，聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、环烯烃树脂(COP)、交联聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚苯醚树脂、 改性聚苯醚树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚醚酮树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、芳香族聚酯树脂、聚甲醛树脂、聚酰胺树脂、三乙酰纤维素树脂(TAC)等或、丙烯酸系、环氧系、聚氨酯系等的UV固化型树脂、热固化型树脂。又，可以是UV固化型树脂或热固化型树脂与玻璃等的无机基板、热塑性树脂等组合构成基板，或者是单独构成基板。从偏振光照明装置射出的光要求具有高的偏振度，因此，波长^Onm的相位差值优选在30nm以下。 作为具有这样的特性的基板有三乙酰纤维素树脂(TAC)、环烯烃聚合物树脂(COP)、聚碳酸酯树脂(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)等，优选使用这些树脂材料。(反射件)作为反射件103优选为使光源101的射出光以及线栅偏振片102的反射光高效率地反射之后再入射到线栅偏振片102的材料、形状。例如，可以使用在树脂膜上镀铝或银的板、含有硫酸钡等的白色的板、将多个折射率不同的薄膜层叠的板等来作为反射件103。又， 对反射件103的形状也没有限制，可以是平板状、具有凹凸的平板状、具有一定的曲率的球形。同样，也能够将反射件103的表面作成粗糙面、或由双折射性材料覆盖、或为示出双折射性的结构。(转向件)本实施方式所示的线栅偏振片102中，在线栅偏振片102和反射件103之间设有转向件。转向件为使所要的波长的光透射的光学材料，是指使入射到所述光学材料的光的方向变化之后射出的光学材料，具有扩散板或棱镜结构的板、光学透镜、导光板等可以作为转向件。作为转向件优选由轻量的、难于破损的树脂构成，线栅偏振片102的偏振轴与该转向件的慢轴优选构成为即不平行也不垂直(非平行且非垂直相交)结构。由此，通过转向件使得线栅偏振片102反射的光的偏振状态发生变化，可以控制线栅偏振片102反射的光的前进方向。其结果是能够进一步地提高偏振光照明装置100的亮度。(介电体)本实施方式所示的线栅偏振片102中，为了提高构成基材111的材料和导电体112 的附着性，可以在两者之间适当使用与二者附着性高的介电体材料。可以使用例如，二氧化硅等的硅(Si)的氧化物、氮化物、卤化物、碳化物的单一成分或者他们的混合物(在介电体单一成分中，混入其他的元素、单一成分或者化合物的介电体)、或者铝(Al)、铬(Cr)、钇 (Y)、锆(Zr)、钽(Ta)、钛(Ti)、钡(Ba)、铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镁(Mg)、钙(Ca)、铈(Ce)、 铜(Cu)等金属的氧化物、氮化物、卤化物、碳化物的单一成分或者他们的混合物。介电体材料在需要获得透射偏振性能的波长区域实质上是透明的即可。介电体材料的层叠方法并没有特别地限定，可以适当地使用例如真空蒸镀、喷镀法、离子镀敷法等的物理蒸镀方法。<偏振光照明装置的使用方式>本实施方式所示的偏振光照明装置100能够适用于需要照明装置或者偏振光源的投影型图像显示设备等的各种光学设备。下面，以偏振光照明装置100的适用例作为一个实例，对使用于反射型液晶显示装置和透过型液晶显示装置的情况进行说明。又，在下面的说明中，示出使用侧入光型作为偏振光照明装置100的情况，当然也可以使用直下型。(反射型液晶显示装置)图2(A)示出适用了上述的偏振光照明装置100的反射型液晶显示装置的一个实例。图2(A)所示的反射型液晶显示装置具有偏振光照明装置100 ；将从偏振光照明装置 100射出的光反射的偏振分光器121 ；由偏振分光器121反射的光所入射的反射型液晶显示元件122，除此之外，根据需要可以使用用于光学补偿的相位差板等，此外，还可以在偏振光照明装置100和偏振分光器121之间设置用于防止杂散光等的吸收型偏振片。偏振分光器121被设置在能够将从偏振光照明装置100射出的光反射或者透射、 再入射到反射型液晶显示元件122的位置。反射型液晶显示元件122被配置为将在偏振分光器121反射或者透射的光调制并反射，且所述反射光能够在偏振分光器121透射或者反射。可以使用线栅偏振片作为偏振分光器121。例如，通过使用以树脂作为构成基材以及基板的线栅偏振片，能够使偏振分光器121弯曲设置。又，可以使用在三棱柱状的棱镜之
9间具有线栅偏振片的结构、将多个具有互不相同的折射率的介电体薄膜层叠的层叠体、在三棱柱状的棱镜之间具有层叠了所述介电体薄膜的层叠体的结构、将多个有互不相同的双折射率的薄膜层叠的层叠体、在三棱柱状的棱镜之间具有层叠了所述具有双折射率的薄膜的层叠体的结构等作为偏振分光器。使用三棱柱状的棱镜的偏振分光器通过使用粘结材料或粘着材料等能够与偏振光照明装置100的线栅偏振片102光学连接，由此，在所述三棱柱状棱镜表面等可以不需要附加反射防止功能。又，使用由在基板上具有凹凸结构的基材和导电体构成的线栅偏振片作为偏振分光器121的情况下，偏振光照明装置的线栅偏振片的偏振轴和偏振分光器121的线栅偏振片的偏振轴为正交尼科耳的关系，并优选被配置为使得从偏振光照明装置100出出的光和由反射型液晶显示元件122反射光入射到导电体面。一般地，偏振分光器的偏振分离面相对于入射的光倾斜配置。偏振分光器使用具有双折射性的基板或基材的线栅偏振片、且向该基板面入射光的话，不仅会受到面内的相位差的影响，还会受到厚度方向的相位差的影响。根据，为了适当地使用偏振光照明装置所发出的偏振度高的光、并制作显示高质量图像的反射型液晶显示装置，偏振光照明装置所发出的光优选入射到偏振分光器121的线栅偏振片的导电体面。(透过型液晶显示装置)图2(B)示出适用了上述的偏振光照明装置100的透过型液晶显示装置的一个实例。图2(B)所示的透过型液晶显示装置具有偏振光照明装置100 ；将从偏振光照明装置 100射出的光透过的透过型液晶显示元件123 ；通过吸收以及透过从透过型液晶显示元件 123透过的光来进行偏振分离的检偏器124。又，本实用新型并不限于上述实施方式，可以对其实施各种变更。又，上述实施方式的材质、数量等都是一个实例，也可以进行适当地变更。另外，可以在不脱离本实用新型的技术思想的范围内进行适当地变更并实施。实施例接下来，通过为了明确本实用新型的效果而进行的实施例对本实用新型详细地进行说明。又，本实用新型并不限定于下面的实施例。首先，对实施例中的测量值的测量方法进行说明。<平行透过率的测量>采用日本分光株式会社制的VAP-7070对平行透过率进行测量。所述测量装置包括在光源附近的偏振片，将来自垂直方向的测量光入射到测量样本，且在对线栅偏振片的平行透过率进行测量时，配置线栅偏振片使测量光从导电体面侧入射。<垂直反射率的测量>采用日立高科技公司制的U-4100对垂直反射率进行测量。所述测量装置包括在光源附近的偏振片。被测量的偏振片与所述偏振片的偏振轴为正交尼科耳的关系，以45度的入射角度使S波入射到所述偏振片，对其正反射进行测量，该测量结果为垂直反射率。在对线栅偏振片的垂直反射率进行测量时，配置线栅偏振片使测量光从导电体面侧入射。<面内相位差值的测量>作为面内相位差值的测量设备，使用了王子计测机器株式会社制的K0BRA-WR，该设备为利用平行尼科耳法的偏振解析装置。测量光的波长为^Onm、入射角度为0度的情况的相位差值作为面内相位差值。<折射率的测量方法>采用Metricon公司制的激光折射仪Model2010，在25度的恒温室对测量对象的样本进行M小时的养护之后，再测量其折射率。根据该装置的532nm、632. 8nm以及824nm波长的折射率的测量结果，利用柯西分布式求出折射率的波长分布图，求出589nm波长的折射率。又，对于固化型树脂来说，在使固化型树脂固化之后，再进行折射率测量。(参考例1、2)(线栅偏振片的制作)下面，对本实施例所使用的线栅偏振片的制作方法进行如下说明。(使用UV固化型树脂的格子状凹凸形状转印膜的制作)格子状凹凸形状转印膜的制作中，使用Ni制模具(以下、称为「模具A」以及「模具B」。)。模具A具有间距宽度为140nm的格子状凹凸形状，截面视图的凹凸形状为大致矩形状。模具B具有间距宽度为140nm的格子状凹凸形状，截面视图的凹凸形状为大致正弦波状。基板为厚度80 μ m的由三乙酰纤维素系树脂构成的TAC膜(TD80UL-H:富士胶卷公司制)，所述TAC膜的面内相位差值为3. 5nm、表面折射率为1. 49。在所述TAC膜上涂布约 3 μ m的丙烯酸系UV固化型树脂(折射率1. 52)，以涂布面朝下、在TAC膜上重叠模具A或模具B。使用紫外线中心波长为365nm的UV灯从TAC膜侧照射lOOOmJ/cm2的紫外线，从而转印模具A或模具B的格子状凹凸形状。从模具剥离TAC模，转印出长300mm、宽200mm的格子状凹凸形状。接下来，在格子状凹凸形状转印表面通过喷镀法形成二氧化硅膜作为介电体层。喷镀装置条件为Ar气体压力0. 2Pa、喷镀功率770W/cm2、覆盖速度0. lnm/s，通过制模使得转印膜上的介电体厚度换算为平膜的话为3nm，得到转印为格子状凹凸形状的转印膜A以及转印膜B。(使用真空蒸镀法进行导电体的蒸镀)接下来，在转印膜A或转印膜B的格子状凹凸形状转印表面通过真空蒸镀形成铝 (Al)膜。Al的蒸镀条件为，常温下真空度2.0X10_3Pa、蒸镀速度40nm/s。为了对Al的厚度进行测量，将表面平滑的基板与转印膜同时插入装置中，将平滑玻璃基板上的Al的厚度作为Al的平均厚度。蒸镀转印膜A以及转印膜B，使得在与基材的凹凸结构的延伸方向垂直相交的平面内，相对于具有格子状的凹凸形状的基材的法线的蒸镀角为20度，形成Al膜的平均厚度为120nm。此处所说的平均厚度是指，假设在平滑玻璃基板上，从与玻璃面垂直的方向蒸镀物质时的蒸镀物的厚度，该平均厚度作为金属蒸镀量的参考值来使用。(去除不需要的Al)接下来，以去除不需要的Al为目的，将蒸镀了 Al的转印膜A以及转印膜B放入 0. 1重量％的氢氧化钠水溶液中，在室温下浸泡80秒。然后立即进行水洗，使膜干燥。通过 SEM(电场放射型扫描型电子显微镜)的截面视图确认两种样本都是在基材凸部的一个侧面偏设导电体，通过导电体的顶部且沿着立设方向的导电体轴与通过凸部结构的顶部且沿着立设方向的凸部轴不互相重叠，与基材凸部的顶部相比，导电体的一部分在其上方。又， 转印膜A的凹凸结构为大致矩形形状，在基材凸部的顶部上方的导电体的侧面与垂直方向大致平行，而转印膜B的凹凸结构为大致正弦波状，在基材凸部的顶部上方的导电体的侧面与垂直方向倾斜，其形状是与三角形类似的尖锐形状。按照如上方式所作的转印膜A作为线栅偏振片A，转印膜B作为线栅偏振片B。线栅偏振片A(参考例1)的550nm波长的平行透过率为86. 2%，垂直反射率为88. 9%。线栅偏振片B (参考例2)的550nm波长的平行透过率为86. 1%，垂直反射率为81. 5%。(参考例3)(碘元素系吸收型偏振片)使用碘元素系吸收型偏振片作为线栅偏振片的比较例。所述吸收型偏振片在2枚厚度为80μπι的TAC膜之间具有含有碘元素的聚乙烯醇层，550nm的波长的平行透过率为 85.8%，垂直反射率为10%以下。(参考例4)(导电体面由粘着材料包埋的线栅偏振片的制作)在上述参考例的线栅偏振片A的导电体面贴合具有粘着材料(RA-600 :Sumir0n公司制)的TAC膜(TD80UL-H:富士胶卷公司制)，线栅偏振片A的导电体由粘着材料包埋。 将如上所制作的线栅偏振片作为线栅偏振片C。又，粘着材料的折射率为1. 47。<偏振光照明装置的亮度测量>接下来，将上述参考例1、2、4所制作的线栅偏振片A、线栅偏振片B、线栅偏振片C 或参考例3的吸收型偏振片作为投影型图像显示设备的偏振光照明装置的偏振片，进行投影型图像显示设备的显示的图像光的亮度测量。偏振光照明装置为使用白色LED光源的侧入光型，表面为粗糙面的板状的反射件和扩散板之间具有导光板，所述偏振片设置于扩散板的光的射出侧。白色LED光源发出的光的波长550nm的偏振度不足50%，扩散板以及导光板的慢轴与偏振片的偏振轴即不平行也不垂直。投影型图像显示设备使用由所述偏振光照明装置、偏振分光器、反射型液晶显示元件以及投影透镜构成的反射型液晶投影仪。 所述偏振分光器使用线栅偏振片，其与偏振光照明装置的偏振片的偏振轴为正交尼科耳的关系，并使偏振光照明装置发出的光入射到所述偏振分光器的线栅偏振片的导电体面。反射型液晶投影仪的偏振光照明装置的偏振片按照以下的配置例进行变更，不进行此外的变更，因此，反射型液晶投影仪的亮度测量结果表示偏振光照明装置的明亮度。(实施例1)偏振光照明装置的偏振片为线栅偏振片A，配置所述偏振片的导电体面侧为光源侧，制作反射型液晶投影仪。(比较例1)偏振光照明装置的偏振片为线栅偏振片A，配置所述偏振片的基板面侧为光源侧， 制作反射型液晶投影仪。(实施例2)偏振光照明装置的偏振片为线栅偏振片B，配置所述偏振片的导电体面侧为光源侧，制作反射型液晶投影仪。(比较例2)偏振光照明装置的偏振片为碘元素系吸收型偏振片，制作反射型液晶投影仪。(实施例3)偏振光照明装置的偏振片为线栅偏振片C。在截面视图中，线栅偏振片C的主要层构成依次为TAC、UV固化型树脂、导电体(Al)、粘着材料、TAC，配置所述偏振片的粘着材料侧为光源侧，制作反射型液晶投影仪。(比较例3)偏振光照明装置的偏振片为线栅偏振片C，配置所述偏振片的UV固化型树脂侧为光源侧，制作反射型液晶投影仪。〈亮度评价1>进行表示光亮度的Y值的测量，作为实施例1、2、比較例1、2所发出的图像光的亮度评价。在反射型液晶投影仪的投影透镜的垂直方向上设置Topcon公司制的分光辐射度计SR-3，进行图像显示设定使得所述反射型液晶投影仪显示白画面，通过所述亮度计对所述图像的Y值进行测量。测量的结果是，将比较例2所发出的图像光的Y值为1，将实施例1、2比较例1、2 所发出的图像光的亮度的比率作为亮度比在表1中显示。表 1
实施例1比较例1实施例2比较例2亮度比1. 221. 141. 171. 00如表1所示，实施例1、实施例2以及比较例1的投影型图像显示设备所发出的图像光的亮度比比较例2高。考虑到实施例1、实施例2、比较例1以及比较例2的偏振片的波长550nm的平行透过率几乎一样，在配置例1至配置例3中循环利用不能透射的反射光， 以提高偏振光照明装置的亮度。又，与比较例1相比，实施例1的亮度比大。这是因为从光源出出的光入射到线栅偏振片的导电体面上，可以提高偏振反射率，使得偏振光照明装置更加明亮。实施例2与实施例1 一样，从光源射出的光入射到线栅偏振片的导电体面，但导电体的顶部是尖锐形状，因此，显示出低偏振光反射率，使得偏振光照明装置的亮度的提高比例降低。由此可见，实施例1为最佳结构配置。〈亮度评价2>作为实施例3和比较例3所发出的图像光的亮度评价，进行表示亮度的Y值的测量。在反射型液晶投影仪的投影透镜的垂直方向上设置Topcon公司制的分光辐射度计 SR-3，进行图像显示设定使得所述反射型液晶投影仪显示白画面，通过所述亮度计对所述图像的Y值进行测量。测量的结果是，将比较例3所发出的图像光的Y值为1，将实施例3 所发出的图像光的亮度的比率作为亮度比在表2中显示。表2
实施例3比较例3亮度比1. 051. 00 如表2所示，实施例3的投影型图像显示设备所发出的图像光比比较例3更亮。 实施例3和比较例3的偏振片是相同的偏振片C，仅是改变偏振片的表里(粘着材料侧、UV 固化型树脂侧)进行配置。线栅偏振片C的表里的偏振透过特性没有大的差异，上述的评价结果显示出所述线栅偏振片C的表里的偏振反射特性存在不同。截面视图的线栅偏振片C的主要层构成为TAC、UV固化型树脂(折射率1. 52)、导电体(Al)、粘着材料(折射率 1. 47)、TAC，线栅偏振片C的层结构的表里差别不足以给偏振光反射特性那样激烈的影响。 但是，线栅偏振片C以斜向蒸镀法在大致矩形状的基材的表面形成导电体，因此，粘着材料侧和UV固化型树脂侧的导电体的形状不同。其对偏振光反射率产生影响，并使偏振光照明装置的亮度产生差异。由此可见，实施例3为优选配置。产业上的可利用性本实用新型的偏振光照明装置适用于照明装置或液晶显示装置的光源装置。
权利要求1.一种偏振光照明装置，其具有光源；线栅偏振片，其通过反射以及透射从所述光源射出的光来进行偏振分离；反射件，其被配置为使得来自所述线栅偏振片的反射光反射、且再入射到所述线栅偏振片，所述偏振光照明装置的特征在于，所述线栅偏振片具有基材和沿着所述基材表面的规定方向延伸设置的导电体，从所述光源射出的光和由所述反射件反射的光入射到所述基材表面中的形成有所述导电体的导电体面。
2.如权利要求1所述的偏振光照明装置，其特征在于， 所述基材在表面具有向规定方向延伸的格子状凸部，在与所述格子状凸部的延伸方向垂直的面中，通过所述基材的格子状凸部的顶部且沿着所述格子状凸部的立设方向的凸部轴与通过所述导电体的顶部且沿着所述导电体的立设方向的导电体轴不同，所述导电体偏设于所述基材的格子状凸部的一方的侧面，且所述导电体的至少一部分存在于格子状凸部的顶部的上方。
3.如权利要求2所述的偏振光照明装置，其特征在于，在与所述格子状凸部的延伸方向垂直的面中，所述基材的表面为大致矩形形状。
4.如权利要求1或2所述的偏振光照明装置，其特征在于， 入射到所述线栅偏振片的光的偏振度为50%以下。
5.如权利要求1或2所述的偏振光照明装置，其特征在于，在所述线栅偏振片和所述反射件之间具有转向件，所述线栅偏振片的偏振轴和所述转向件的慢轴既不平行也不垂直。
6.一种反射型液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至5中的任意一项所述的偏振光照明装置；偏振分光器，其将从所述偏振光照明装置射出的光反射或者透射；以及反射型液晶显示元件，其将所述偏振分光器反射或者透射的光调制以及反射。
7.如权利要求6所述的反射型液晶显示装置，其特征在于， 所述偏振分光器由线栅偏振片形成，构成所述偏振分光器的线栅偏振片具有基材和沿着所述基材表面的规定方向延伸设置的导电体，且所述线栅偏振片被配置为与所述偏振光照明装置的线栅偏振片成正交尼科耳的关系，从所述偏振光照明装置射出的光和由所述反射型液晶显示元件反射的光入射到形成有所述导电体的导电体面。
8.—种透过型液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至5中的任意一项所述的偏振光照明装置；透射从所述偏振光照明装置射出的光的透过型液晶显示元件；通过将从所述透过型液晶显示元件透射的光吸收以及透射来进行偏振分离的检偏器。
专利摘要一种偏振光照明装置以及投影型图像显示设备，其目的在于提高偏振光照明装置、液晶显示装置的亮度。其中，偏振光照明装置具有光源；线栅偏振片，其通过反射以及透射从光源射出的光来进行偏振分离；反射件，其被配置为使得来自线栅偏振片的反射光反射、且再入射到线栅偏振片，线栅偏振片具有基材和沿着基材表面的规定方向延伸设置的导电体，从光源射出的光和由反射件反射的光入射到基材表面的形成有导电体的导电体面。
文档编号G02F1/13357GK202188402SQ20112030993
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者山本裕二郎, 杉山大, 杉村昌治, 田中裕二 申请人:旭化成电子材料株式会社