CN202257008U - 投影型图像显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种光学性能优良的投影型图像显示设备。该投影型图像显示设备具有：光源；通过反射以及透射从光源出射的光而进行偏振分离的线栅偏振片；对被线栅偏振片所反射的光进行调制之后出射的反射型液晶显示元件，将从反射型液晶显示元件出射的光中透过线栅偏振片的光进行投影，其中，线栅偏振片具有：在表面设置有沿规定的方向延伸的格子状凸部的基材，偏设于基材的格子状凸部的一方的侧面、沿规定的方向延伸设置的导电体，线栅偏振片被配置成，形成有导电体的所述基材的表面侧面向光源以及反射型液晶显示元件，且从反射型液晶显示元件出射的光向基材的格子状凸部的另一方的侧面侧入射。

Description

投影型图像显示设备

技术领域

本实用新型涉及一种投影型图像显示设备，特别是涉及一种使用线栅偏振片的投影型图像显示设备。 

背景技术

作为投射于屏幕上的图像光的反射光可被视觉辨认的投影型图像显示设备的投影仪，已知有利用反射型液晶显示元件的反射型液晶投影仪。由于在反射型液晶投影仪中利用偏振光，需要使光源的光产生偏振，因此，作为构成所述投影仪的一光学部件，以往使用层叠有介电体薄膜的偏振分光器。 

偏振分光器，例如，如专利文献1中所述那样，通过利用布儒斯特角进行偏振分离。即，由于介电体层叠型的偏振分光器的偏振分离特性较强地依存于向偏振分离层入射的光的角度，因此要得到良好的偏振分离特性，就必须将入射角度限制在较窄的范围内。因此，作为构成反射型液晶投影仪的投影透镜只能使用F数较大、比较暗的透镜。这种情况损害了利用反射型液晶显示元件的所谓即使液晶面板尺寸较小也能够提高像素开口率的优点，偏振分光器的入射角度的限制，使投影型图像显示设备的光学性能被限定在一定的范围。 

背景技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开昭61-141402号公报 

实用新型内容

实用新型要解决的课题 

本实用新型是鉴于上述问题点而研发的，其目的在于提高投影型图像显示设备的光学性能。 

解决课题的手段 

本发明人通过发挥特定结构的线栅偏振片作为偏振分光器的优良的偏振分离特性和偏振透过特性，且考虑到向着线栅偏振片的光的入射方向而配置光源和反射型液晶显示元 件，从而能够提高投影型图像显示设备的光学特性。 

本实用新型的投影型图像显示设备的一个样态为，具有：光源；通过反射以及透射从所述光源出射的光而进行偏振分离的线栅偏振片；以及，对被所述线栅偏振片所反射的光进行调制之后出射的反射型液晶显示元件，该投影型图像显示设备将从所述反射型液晶显示元件出射的光中透过所述线栅偏振片的光进行投影，其中，所述线栅偏振片具有，在表面设置有沿规定的方向延伸的格子状凸部的基材，以及偏设于所述基材的格子状凸部的一方的侧面、沿所述规定的方向延伸设置的导电体，所述线栅偏振片被配置成，形成有所述导电体的所述基材的表面侧面向所述光源以及所述反射型液晶显示元件，且从所述反射型液晶显示元件出射的光向所述基材的格子状凸部的另一方的侧面侧入射。 

本实用新型的投影型图像显示设备的一个样态中，所述线栅偏振片被配置成，从所述光源出射的光向所述基材的格子状凸部的一方的侧面侧入射。 

本实用新型的投影型图像显示设备的一个样态中，在与所述格子状凸部的延伸方向垂直的面内，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立设方向的导电体轴不同。 

本实用新型的投影型图像显示设备的一个样态中，在与所述格子状凸部的延伸方向垂直的面内，形成有所述导电体的所述基材的表面为大致正弦波状。 

本实用新型的投影型图像显示设备的一个样态中，所述线栅偏振片在入射角度为30度至60度的范围内的平行透过率的角度变化率为90％以上。 

本实用新型的投影型图像显示设备的一个样态中，向着所述线栅偏振片的入射角度范围为中心角度±10度以上。 

实用新型的效果 

根据本实用新型的一个样态，通过考虑到向着具有特定结构的线栅偏振片的光的入射方向而作成偏振分光器，在较广的入射角度内，能够发挥优良的偏振分离特性和偏振透过特性，从而能够提高投影型图像显示设备的光学性能。 

附图说明

图1是将本实用新型的实施形态所涉及的将线栅偏振片作为偏振分光器使用的投影型图像显示设备的概念图。 

图2是表示本实用新型的实施形态所涉及的投影型图像显示设备的线栅偏振片的位置关系的图。 

图3是表示由450nm光的入射角度引起的偏振片的角度变化率的图。 

图4是表示由550nm光的入射角度引起的偏振片的角度变化率的图。 

图5是表示由650nm光的入射角度引起的偏振片的角度变化率的图。 

图6是表示实施例所涉及的投影型图像显示设备的线栅偏振片的位置关系的图。 

符号说明 

21    光源 

22    线栅偏振片 

23    反射型液晶显示元件 

24    投影透镜 

25    导电体 

26    基材 

31    凸部轴 

32    导电体轴 

具体实施方式

关于本实用新型，以下进行具体说明。 

(投影型图像显示设备) 

图1是作为投影型图像显示设备的反射型液晶投影仪的概念图，参照图1，对本实用新型的投影型图像显示设备进行说明。 

如图1所示，本实施形态所涉及的反射型液晶投影仪构成为具有：LED等的光源21；作为偏振分光器的线栅偏振片22；以及在光源的光上附加图像信息的反射型液晶显示元件23。根据需要可以具有扩大投影图像光的投影透镜24。 

从光源21出射的光源的光入射到作为偏振分光器的线栅偏振片22。在线栅偏振片22被偏振分离并反射的偏振光，入射到反射型液晶显示元件23而被调制，之后出射。从反射型液晶显示元件23出射的出射光，透过线栅偏振片22，在投影透镜24被扩大后投影到屏幕上。 

本实施形态所示的投影型图像显示设备(反射型液晶投影仪)中，线栅偏振片22具有特定构造，且考虑到源自光源21的光和出自反射型液晶显示元件23的光的入射方向来配置线栅偏振片22。下面对线栅偏振片22的构造和配置进行具体说明。 

线栅偏振片22能够构成为设有，具有格子状凸部的基材，以及偏设于基材的格子状 凸部的一方的侧面的导电体。具体来说，如图2所示，线栅偏振片22包括：具有在规定的方向上延伸的以规定的间隔并列设置的格子状凸部的基材26，和偏设于基材26的格子状凸部的一方的侧面、在规定的方向上延伸设置的导电体25。 

另外，在投影型图像显示设备中极为重要的是，以图2所示的位置关系装备有光源21、线栅偏振片22、以及反射型液晶显示元件23。具体来说，被设置成，线栅偏振片22的导电体25侧(形成有导电体25的基材26的表面侧)面向光源21以及反射型液晶显示元件23，由反射型液晶显示元件23出射的光(图像光)入射到线栅偏振片22的未偏设有导电体25的基材26的格子状凸部的侧面(基材26的格子状凸部的另一个侧面)侧。这种情况下，可以将线栅偏振片22配置成从光源21出射的光入射到基材26的格子状凸部的一方的侧面(形成有导电体25的侧面)侧。另外，由于线栅偏振片22具有固有的透过轴方向，因此在投影型图像显示设备中配置所述线栅偏振片22时，可以任意地选择所述透过轴方向。尤其是，光源21的出射部位、线栅偏振片22的入射部位、以及反射型液晶显示元件23的入射部位所成的平面与线栅偏振片22的格子状凸部的延伸方向相互垂直的情况较为理想。通过如此配置，根据菲涅尔公式，能够提高在线栅偏振片22的导电体反射的反射光强。另外，能够提高透过所述线栅偏振片22的透过光强。 

入射到线栅偏振片22的光源的光的入射角度，从构成投影型图像显示设备的部件的配置的观点出发，将所述偏振片的垂直方向作为0度时，将光源21和线栅偏振片22配置成45度的情况较为理想。 

如图2所示，通过考虑到光的入射方向而设置具有特定构造的线栅偏振片22，线栅偏振片22能够在较广的入射角度内发挥优良的偏振分离特性。这是因为，在线栅偏振片的相对于格子状凹凸形状的延伸方向垂直的面上的截面形状中，导电体为偏设于格子状凸部的一方的侧面的构造，由此，导电体的表观上的高度(厚度)相对于光的入射角度而变化。根据光的入射角度，通过使光从所述导电体的高度(厚度)变高(变厚)的方向入射，能够相对提高平行透过率和偏振特性。由此，线栅偏振片22能够在较广的入射角度内提高光源的光的反射率，并且能够提高附加了图像信息的图像光的透过率，因此，能够显示明亮的图像，提高投影型图像显示设备的光学性能。另外，在此，所述图像光为可见光，叙述了作为投影型图像显示设备的偏振分光器而使用所述线栅偏振片的情况的适当的配置，然而，例如在作为偏振分离近红外光的偏振分光器而使用所述线栅偏振片的情况下，采用同样的技术思想也能够提高平行透过率和偏振特性。 

另外，通过使用在较广的入射角度发挥优良的偏振分离特性的线栅偏振片22，能够实 现使用投影透镜的F数较小、明亮的透镜的反射型液晶投影仪的设计。具体来说，线栅偏振片22，在入射角度为45度±15度，即30度至60度的范围内，所希望的波长的光的平行透过率的角度变化率为90％以上时较为理想。另外，在反射型液晶投影仪中使用的光的波长区域为可见光区域。特别是多为使用420nm至680nm的光。即，优选情况为，在蓝色波长区域(420nm至500nm)、绿色波长区域(500nm至590nm)、以及红色波长区域(590nm至680nm)中的至少1波长区域，所述平行透过率的角度变化率为90％以上。另外，入射角度范围为中心角度±10以上时较为理想。另外入射角度范围是指，将入射光的强度最高的入射角度的光的强度设为100时，强度为50以上的角度范围。 

另外，图1所示的反射型液晶投影仪中，在光源21和线栅偏振片22之间，还可以具有偏振方向与线栅偏振片22的偏振方向成垂直关系配置的偏振片。这种情况下，作为偏振片优选使用能够提高光源的光的利用率且能够防止装置内部高温化的线栅偏振片。另外，还可以设置偏振变换元件、相位差板等具有光学补偿功能的光学部件，或在线栅偏振片22和投影透镜24之间设置偏振片。 

下面，对能够适用于本实施形态所示的投影型图像显示设备(反射型液晶投影仪)的部件等进行说明。 

(光源) 

对使用的光源没有限制。可以使用能够实现投影型图像显示设备尺寸小型化的LED。 

(线栅偏振片) 

线栅偏振片22包括具有格子状凹凸形状的基材和导电体。具体来说，如上述那样，包括，具备在规定的方向延伸的格子状凸部的基材26，和偏设于基材26的格子状凸部的一方的侧面的导电体25。 

另外，线栅偏振片22优选被设置成，在与基材26的格子状凸部的延伸方向相垂直的面上，通过基材26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31，与通过导电体25的顶部且沿着立设方向的导电体轴32不同(不重叠)。另外，优选情况为导电体25的至少一部分位于基材26的凸部的顶部的上方。 

由于线栅偏振片22具有上述那样的形状，在以45度为入射角度的中心的较广的范围内能够发挥优良的偏振透过特性。 

(具有格子状凹凸形状的基材) 

基材26的形状优选为，在相对于格子状凸部的延伸方向垂直的面内，曲率如抛物线那样平缓变化的大致正弦波状。在此，大致正弦波状是指具有由凹部和凸部重复交替而成 的曲线部。另外，曲线部为弯曲的曲线即可，例如，凸部中间变细的形状也包含于这里所述的正弦波形状中。从介电体层容易覆盖树脂基材的格子状凸部以及其侧面的至少一部分的观点出发，优选情况为，所述形状的端部或者顶部、谷部以平缓的曲率弯曲。另外，从提高树脂基材和介电体层之间的附着强度的观点出发，优选情况为所述截面形状是大致正弦波状。进一步，从确保由反射型液晶显示元件23出射的光的导光路、提高光学特性的观点出发，制成为大致正弦波状的情况较为理想。另外，基材26只要在目标波长区域实质上透明即可。另外，在规定的方向上延伸是指，只要格子状凸部实质上延伸即可，不需要格子状凸部严格地平行延伸。 

作为基材26，例如，可以使用玻璃等的无机物材料或者树脂材料。特别是，使用树脂材料的基板，具有能够利用辊轧法(英文：roll process；日文：ロ一ルプロセス)，以及能够使线栅偏振片1具有柔韧性(弯曲性)等的优点，因此比较理想。作为基材26能够使用的树脂，例如有，聚甲基丙烯酸树脂、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、变性聚苯醚树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚醚酮树脂等非结晶性热塑性树脂，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，或者丙烯酸类、环氧类、聚氨酯类等的紫外线(UV)固化型树脂或热固化型树脂。另外，也可以是搭配使用UV固化型树脂或热固化型树脂，和玻璃等的无机基板、所述热塑性树脂、三醋酸酯树脂，或者单独使用来构成基材26。另外，也可以在基材26的表面上设置用于提高基材26和导电体25的附着性的薄膜。 

基材26的格子状凸部的凸部高度/凸部半高宽度的值优选为1.0～10左右，考虑到获得的光学性能、凸部形状的制作的难易程度、转印的难易程度，更优选为1.5～5。另外，格子状凸部的半高宽度优选为间距的0.1倍～0.6倍，进一步优选为0.15～0.4倍。 

装备有具有格子状凸部的基材26的情况下，其制造方法没有特别的限定。例如，可以列举本申请人的申请日本专利第4147247号公报所记载的方法。根据日本专利第4147247号公报，利用具有凹凸形状的金属压模将凹凸形状热转印到热塑性树脂上，所述凹凸形状是采用干涉曝光法而制作的，其由间距为230nm至250nm的格子状凸部形成，并在与格子的长度方向相平行的方向上对赋予了凹凸形状的热塑性树脂实施延伸倍率为4倍至6倍的自由端一轴延伸加工。其结果是，转印于所述热塑性树脂上的凹凸形状的间距被缩小，能够得到具有间距为120nm以下的微细凹凸形状的树脂基材(延伸完成后)。接着，由得到 的具有微细凹凸形状的树脂基材(延伸完成后)，利用电镀法等方法制作具有微细凹凸形状的金属压模。利用该金属压模，在基材表面上转印、形成其微细凹凸形状，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25与基材26的格子状凸部的一方的侧面相接，具有上部延伸到基材26的凸部顶部的上方的构造。通过将导电体25设置成延伸到格子状凸部的顶部的上方，能够提高偏振特性、减少光的损失。导电体25与在规定的方向上延伸的基材26的格子状凸部大致平行地以规定的间隔(周期)被形成为直线状，在该直线状的导电体25的周期比可见光的波长小的情况下，线栅偏振片成为反射相对于导电体25在平行方向上振动的偏振成分、且透射在垂直方向上振动的偏振成分的偏振元件。作为导电体25可以使用铝、银、铜、白金、金，或者以这些金属为主成分的合金，且可以通过斜向喷镀法、斜向蒸镀法形成。特别是，通过使用铝或者银形成导电体25能够减小可见光的吸收损失，因此较为理想。 

从相对于基材26的格子状凸部的延伸方向垂直的面内的凹部底部至凸部顶部的高度中，在从顶部至90％为止的任意高度上，导电体的宽度设为a、格子状凸部的宽度设为b时，从光学对称性、偏振透过率等的光学性能、线栅偏振片的构造强度的观点出发，0.3≤a/b的情况较为理想，进一步，0.4≤a/b≤3.0的情况更为理想。在此，导电体25的宽度a、格子状凸部的宽度b的值为平均数值，实际上是用SEM(电场放射型扫描型电子显微镜)或TEM(透过型电子显微镜)观察相对于基材26的格子状凹凸形状的延伸方向垂直的面内的截面形状，由任意的一截面的相邻的3个的平均值求得。 

另外，导电体25的底部粘结于格子状凸部的凹部的底部的情况较为理想，换言之，优选情况为，在相对于格子状凸部的延伸方向垂直的面内，从导电体25的底部至顶部的高度H3与从格子状凸部的底部(凹部的底部)至导电体25的顶部的高度H1大致相等。进一步，在基材26的凹部位置的水平方向上，从光学性能、构造强度的观点出发，优选情况为0.2≤a/b≤1.0，更为优选的情况为0.2≤a/b≤0.9。 

另外，从光学性能的观点出发，优选情况为，从相对于格子状凸部的延伸方向垂直的面内的基材26的凹部的底部至凸部的顶部的高度H2为从凹部的底部至导电体25的顶部的高度H 1的0.3倍～0.8倍。 

从光学性能的观点出发，优选情况为，位于相对于格子状凸部的延伸方向垂直的面内的凹部的底部的上方的基材凸部的截面积S，比相同面内的导电体截面积L小，L/S为1～ 8时较为理想，为1.5～6时更为理想。 

一般来说，导电体25的间距P越小则线栅偏振片越在较宽带域内呈现优良的偏振特性。在导电体25与空气(折射率为1.0)接触的情况下，间距P为作为对象的光的波长的1/4～1/3时，可以呈现充分实用的性能。因此，偏振分离可见光区域的光时，间距P为150nm以下较为理想。 

对于导电体25的制造方法没有特别的限定，从制造成本、生产率的观点出发，优选真空下的斜向蒸镀法。斜向蒸镀法是指，在与格子状凹凸形状的延伸方向相垂直的交叉平面内，蒸镀源以相对于基材的法线的入射角度α蒸镀、层叠金属的方法。入射角度α由格子状凸部和所制作的导电体的截面形状来决定优选的范围，一般来说，入射角度α优选为5°～40°，更优选为10°～30°。进一步，考虑到蒸镀中层积的金属的投影效果，逐渐地减小或者增加入射角度α，适合于控制导电体25的高度等截面形状。 

另外，基于这样的制造方法，格子状凸部和导电体25的延伸方向相同。为了达成导电体25的形状的金属蒸镀量由格子状凸部的形状而定，一般来说，平均蒸镀厚度为50nm～200nm左右。另外，在此所说的平均厚度是指，在平滑玻璃基板上从与玻璃面相垂直的方向蒸镀物质时的蒸镀物的厚度，作为金属蒸镀量的参考值来使用。 

(介电体) 

为了提高构成基材的材料和导电体之间的附着性，可以在两者之间适当地使用与两者的附着性都较高的介电体材料。例如，可以使用二氧化硅等硅(Si)的氧化物、氮化物、卤化物、碳化物的单一成分或者其混合物(向介电体单一成分中混入其他元素、单一成分、或者化合物的介电体)、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)等的金属的氧化物、氮化物、卤化物、碳化物的单一成分或者它们的混合物。只要介电体材料在需要获得透过偏振性能的波长区域内实质上透明即可。对介电体材料的层叠方法没有特别的限制，例如，可以适当地使用真空蒸镀法、喷镀法、离子镀敷法等物理蒸镀法。 

(基板) 

作为保持具有格子状的凸结构的基材的部材，可以使用基板。作为基板，可以使用玻璃等无机材料、树脂材料，优选为使用能够提高投影型图像显示设备的轻量化、耐冲击性，且容易和其他光学部件组合的平板状树脂材料。考虑到偏振分光器所要求的光学特性，优选情况为基板的厚度较薄。优选为2mm以下的厚度，进一步优选为1mm以下。 

作为树脂材料可以选用，例如，聚甲基丙烯酸树脂(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、变性聚苯醚树脂、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(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、三乙酰纤维素树脂(TAC)等，或者丙烯酸类、环氧类、聚氨酯类等的UV固化型树脂或热固化型树脂。另外，也可以将UV固化型树脂或热固化型树脂，和玻璃等的无机基板、热塑性树脂等组合使用，或者单独使用。从偏振分离特性的观点出发，基板面内的相对于波长550nm的相位差为30nm以下时较为理想，因此，优选使用TAC(三乙酰纤维素)树脂、COP(环烯烃聚合物)、PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸)等树脂材料。另外，从偏振分离特性的观点出发，优选情况为，树脂基材的慢轴方向被配置成与线栅延伸方向大致平行或者大致垂直。 

另外，作为投影型图像显示设备的偏振分光器，优选为减小在较广的入射角度范围内透过率变化。例如，通过将与基板的基材相接触的面的相反侧的基板表面的折射率调整为1.45以上至2.50以下，能够减小透过率变化。另外，通过在与基材相接触的面和基板之间层叠折射率不同的介电体也能够提高偏振分离特性。另外，通过在与基材相接触的面的相反侧的基板表面上附加反射防止层、微小的凹凸结构，例如蛾眼结构等，能够提高透过率。 

(刻蚀工序) 

从光学特性的观点出发，根据需要通过刻蚀去除在基材26的凹部的底部上层叠的金属。对于刻蚀方法没有特别的限制，只要是不会给基材、介电体层带来不良影响，能够去除必要量的金属的方法即可，从生产率、装置成本的观点出发，优选浸渍到酸或者碱的水溶液中的方法。 

(反射型液晶显示元件) 

对于反射型液晶显示元件没有特别的限制，可以使用液晶分子为垂直取向的显示元件、使用强介电性液晶的显示元件等。 

(投影透镜) 

作为投影透镜没有特别的限定，只要是适应于投影型图像显示设备的光学设计的透镜即可，可以是由树脂构成的透镜、或者由玻璃构成的透镜。 

另外，本实用新型并不限于上述的实施形态，可以对各实施形态实施各种变更。例如，通过用树脂等包埋线栅偏振片的导电体、贴合平板状的膜等，能够提高向所述线栅偏振片 倾斜入射时的透过光的角度依存性。另外，所述实施形态的材质、数量等仅为一个示例，可能进行适当地变更。另外，可以在不超出本实用新型的技术上的思想的范围内进行适当地变更。 

实施例 

接着，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进行详细说明。另外，本实用新型并不被以下的实施例所限定。 

(线栅偏振片的制作方法) 

首先，对本实施例所使用的线栅偏振板的制作方法进行以下说明。 

(使用UV固化性树脂的格子状凹凸形状转印膜的制作) 

在格子状凹凸形状转印膜的制作中，使用了两种Ni制模具(以下称为“模具A”、“模具B”)。模具A具有间距宽度为140nm的格子状凹凸形状，与格子的延伸方向相垂直的截面的凹凸形状为大致正弦波状。模具B具有间距宽度为140nm的格子状凹凸形状，与格子的延伸方向相垂直的截面的凹凸形状为大致矩形状。基板为由厚度80μm的三乙酰纤维素系树脂构成的TAC膜(TD80UL-H：富士写真薄膜株式会社制)，所述TAC膜的相对于波长550nm的面内相位差值为3.2nm，慢轴与MD方向大体一致，表面的折射率为1.49。在所述TAC膜涂布大约3μm丙烯酸系UV固化性树脂(折射率为1.52)，将涂布面朝下，以TAC膜的MD方向与模具A或者模具B的格子状凹凸形状的延伸方向所成的角度大致垂直的状态，在TAC膜上叠加模具A或者模具B。用中心波长为365nm的UV灯，从TAC膜侧照射1000mJ/cm²的紫外线，从而转印模具A或者模具B的格子状凹凸形状。接着，将TAC膜从模具上剥离，从而转印了纵向为300mm、横向为200mm的格子状凹凸形状。接着在格子状凹凸形状转印表面上，通过喷镀法将二氧化硅成膜作为介电体层。喷镀装置条件为Ar气体压力0.2Pa、喷镀功率770W/cm²、覆盖速度0.1nm/s，成膜使得转印膜上的介电体厚度换算成平膜为3nm，由此得到转印了模具A的格子状凹凸形状的转印膜A和转印了模具B的格子状凹凸形状的转印膜B。 

(利用真空蒸镀法的导电体的蒸镀) 

接着，在转印膜A以及转印膜B的格子状凹凸形状转印表面上，通过真空蒸镀将铝(Al)成膜。Al的蒸镀条件为常温下、真空度2.0×10^-3Pa、蒸镀速度40nm/s。为了测量Al的厚度，将表面平滑的玻璃基板与转印膜A或者转印膜B同时插入到装置中，将平滑玻璃基板上的Al厚度作为Al平均厚度。在与基板的膜宽度方向(TD方向)垂直交叉的平面内，相对于具有格子状凹凸形状的基材的法线，将蒸镀角设定为20度，向转印膜A以及转印膜B 蒸镀Al使得Al平均厚度为120nm。另外，在此所说的平均厚度是指，在平滑玻璃基板上从与玻璃面相垂直的方向蒸镀物质时的蒸镀物的厚度，作为蒸镀量的参考值来使用。 

(不必要的Al的去除) 

接着，为了去除不必要的Al，将蒸镀了Al的转印膜A以及转印膜B在室温下浸渍于0.1重量％的氢氧化钠水溶液中60秒钟。然后立即水洗、使其干燥。将其分别作为线栅偏振片A以及线栅偏振片B。另外，线栅偏振片A以及线栅偏振片B的线栅延伸方向相对于基板的MD方向大致垂直。另外，通过SEM确认线栅偏振片A以及线栅偏振片B的与线栅延伸方向相垂直的截面，导电体偏设于与线栅延伸方向相垂直的截面中的基材凸部的一方的侧面上，通过导电体的顶部、沿着立设方向的导电体轴，与通过凸部结构的顶部、沿着凸部的立设方向的凸部轴不重叠，导电体的一部分位于基材凸部的顶部的上方。另外，线栅偏振片A的凹凸形状为大致正弦波状，线栅偏振片B的凹凸形状为大致矩形状。 

(比较例) 

作为相对于具有特定结构的线栅偏振片的比较例，使用了Moxtek公司制的ProFlux。用SEM确认ProFlux的与线栅延伸方向相垂直的截面，结果显示不存在有具有凹凸形状的基材。 

<光学特性的测量> 

通过变角分光光度计(型号GSP-2，村上色彩技术研究所制)，对线栅偏振片A进行了测量波长为450nm、550nm、650nm的变角平行透过率测量。另外，以Moxtek公司制的ProFlux作为比较例，进行同样的变角平行透过率测量。所述变角分光光度计在受光部具有检偏器，测量样品台沿一轴向动作。变角平行透过率测量是如下这样实施的，即，不使光源和受光部的位置变化，而是使载置测量样品的测量样品台动作，使向测量样品的入射角度在20度至70度的范围内变化。另外，使测量样品台的动作旋转轴与实施例以及比较例的偏振片的透过轴方向大致垂直，对于实施例，使测量光从与线栅延伸方向垂直的截面中的基材凸部的导电体偏设侧的相反侧入射。 

根据得到的测量结果，将入射角度范围20度至70度的平行透过率TP_(λ、θ)的最大值MaxTP_(λ)设定为100％，从而计算出各入射角度的平行透过率的比率(角度变化率)ΔTP_(λ、θ)，计算式如下所示。 

ΔTP_(λ、θ)＝(TP_(λ、θ)/MaxTP_(λ))×100％ 

角度变化率ΔTP_(λ、θ)表示随着入射角度变化的平行透过率的透过特性变化，在较广的入射角度范围内该比率的变动较小时，表示在较广的入射角度内具有优良的偏振透过特 性。 

图3～5、表1～3中表示了实施例以及比较例的测量波长为450nm、550nm、650nm时的角度变化率的结果。 

表1 

测量波长

20度

30度

45度

60度

70度

实施例

450nm

91.1％

96.4％

99.8％

95.5％

81.9％

比较例

450nm

100.0％

99.3％

96.2％

85.8％

69.7％

表2 

测量波长

20度

30度

45度

60度

70度

实施例

550nm

96.7％

98.2％

99.7％

98.5％

90.1％

比较例

550nm

100.0％

99.8％

97.4％

85.6％

67.3％

表3 

测量波长

20度

30度

45度

60度

70度

实施例

650nm

99.4％

99.9％

99.5％

93.9％

81.9％

比较例

650nm

99.6％

99.9％

97.4％

84.3％

65.2％

测量波长为450nm、550nm、650nm时的实施例的平行透过率的角度变化率与比较例相比较，在较广的入射角度范围内所述比率的变动较小。因此，能够确认在较广的入射角度内呈现优良的偏振透过特性。 

另外，将实施例以及比较例的偏振片作为偏振分光器以入射角度的中心角度为45度的状态使用的情况下，在实施例中，入射角度为45度±15度时的平行透过率的角度变化率为90％以上，并且入射角度45度附近的角度变化率接近100％，以所述角度为中心的平行透过率的变化较为缓和。即，实施例作为投影型图像显示设备的偏振分光器具有合适的特性。 

一般来说，线栅偏振片在较广的入射角度内呈现优良的偏振分离特性，在此基础之上，具有特定结构的实施例在较广的入射角度范围内还呈现优良的偏振透过特性。 

<线栅偏振片的配置> 

接着，将线栅偏振片A以及线栅偏振片B作为投影型图像显示设备的偏振分光器使用，使光源以及反射液晶显示元件相对于线栅偏振片的位置关系发生变化，对在该情况下的光学特性进行测量。 

<配置例1> 

使用实施例中制作的线栅偏振片A或者线栅偏振片B作为偏振分光器，制作了具有反射型液晶显示无件、LED光源、以及投影透镜的投影型图像显示设备。作为偏光分光器的线栅偏振片A或者线栅偏振片B被配置成，线栅结构面与光源以及反射型液晶显示元件相对、且相对于光源的光的入射方向成45度倾斜配置。另外，从反射型液晶显示元件出射的光，从相对于线栅的延伸方向垂直地截断时能够观察到的所述偏振分光器的线栅结构的导电体偏设侧的相反侧入射(参照图6(A))。 

<配置例2> 

制作了如下这样的投影型图像显示设备(反射型液晶投影仪)，其具有与配置例1相同的光学部件，且作为偏振分光器的各线栅偏振片的线栅结构面面向光源以及反射型液晶显示元件配置。但是，关于从反射型液晶显示元件出射的光的入射方向，被设置成从相对于线栅的延伸方向垂直地截断时能够观察到的所述偏振分光器的线栅结构的导电体偏设侧入射(参照图6(B))。 

<配置例3> 

制作了具有与配置例1相同的光学部件的投影型图像显示设备。但是，被配置成，作为偏振分光器的各线栅偏振片的线栅结构面不面向光源以及反射型液晶显示元件。关于从反射型液晶显示元件出射的光的入射方向，被配置成，透过所述偏振分光器的光从相对于线栅的延伸方向垂直地截断时能够观察到的所述偏振分光器的线栅结构的导电体偏设侧出射(参照图6(C))。 

<配置例4> 

制作了具有与配置例1相同的光学部件的投影型图像显示设备。但是，被配置成，作为偏振分光器的各线栅偏振片的线栅结构面不面向光源以及反射型液晶显示元件。另外，关于从反射型液晶显示元件出射的光的入射方向，被配置成，透过所述偏振分光器的光从相对于线栅的延伸方向垂直地截断时能够观察到的所述偏振分光器的线栅结构的导电体偏设侧的相反侧出射(参照图6(D))。 

<亮度评价> 

对配置例1至配置例4在屏幕上显示的图像的亮度进行了测量。进行图像显示设定使得投影型图像显示设备在屏幕上显示白色画面，利用柯尼卡美能达公司制的分光放射亮度计CS-2000对屏幕反射的所述图像的亮度进行了测量。测量点为屏幕上所显示的图像区域的中心。另外，投影型图像显示设备和屏幕的位置关系以及分光放射亮度计与屏幕的位置关系，被设定为最适合对亮度测量的条件，且在配置例1至配置例4的亮度测量中不改变 该条件。 

作为对以线栅楄振片A作为偏振分光器的投影型图像显示设备的亮度进行测量的结果，以配置例1在屏幕上所显示的图像的亮度作为100％，配置例2至配置例4显示的图像的亮度的比率如表4所示。另外，各配置例在屏幕上显示的图像的亮度值(单位：cd/m²)如表5所示。 

表4 

配置例1	配置例2	配置例3	配置例4
				100.0％	90.7％	67.3％	86.1％

表5 

	配置例1	配置例2	配置例3	配置例4
					线栅偏振片A	215.1	195.1	144.8	185.2
线栅偏振片B	192.2	181.9	160.4	166.6

从表4可知，线栅偏振片A、线栅偏振片B都一样，如配置例1那样配置的投影型图像显示设备在屏幕上显示的图像的亮度最大。其原因是，由于线栅偏振片A以及线栅偏振片B的导电体偏设于格子状凸部的一方的侧面上，所述线栅偏振片的偏振透过率根据光的入射方向而有所不同，配置例1以及配置例4与配置例2以及配置例3相比较，从反射型液晶显示元件出射的光的偏振透过率变高。另外，在光源的光从基板面侧入射而偏振反射的情况下，由于界面反射的影响，与配置例1以及配置例2相比较，配置例3以及配置例4的偏振反射率变低。因此，具有特定结构的线栅偏振片如配置例1那样设置时最为适当。 

另外，线栅偏振片A和线栅偏振片B相比较，在与格子状凸部的延伸方向垂直的面内，形成有所述导电体的所述基材的表面为大致正弦波状的线栅偏振片A呈现出高亮度值。这是因为，通过蒸镀法制作的所述导电体的形状由于所述基材的形状不同而有所不同，在所述基材为大致正弦波状的情况下，所述导电体的形状相对倾斜。因此，将线栅偏振片如配置例1那样设置时最为适当。 

产业上的利用可能性 

本实用新型的投影型图像显示设备能够作为光学设备而适用。 

Claims (6)

1.一种投影型图像显示设备，具有：光源；通过反射以及透射从所述光源出射的光而进行偏振分离的线栅偏振片；以及，对被所述线栅偏振片所反射的光进行调制之后出射的反射型液晶显示元件，所述投影型图像显示设备将从所述反射型液晶显示元件出射的光中透过所述线栅偏振片的光进行投影，其特征在于，

所述线栅偏振片具有：在表面设置有沿规定的方向延伸的格子状凸部的基材；以及偏设于所述基材的格子状凸部的一方的侧面、沿所述规定的方向延伸设置的导电体，

所述线栅偏振片被配置成，形成有所述导电体的所述基材的表面侧面向所述光源以及所述反射型液晶显示元件，且从所述反射型液晶显示元件出射的光向所述基材的格子状凸部的另一方的侧面侧入射。

2.如权利要求1所述的投影型图像显示设备，其特征在于，所述线栅偏振片被配置成，从所述光源出射的光向所述基材的格子状凸部的一方的侧面侧入射。

3.如权利要求1或者2所述的投影型图像显示设备，其特征在于，在与所述格子状凸部的延伸方向垂直的面内，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立设方向的导电体轴不同。

4.如权利要求1或者2所述的投影型图像显示设备，其特征在于，在与所述格子状凸部的延伸方向垂直的面内，形成有所述导电体的所述基材的表面为大致正弦波状。

5.如权利要求1或者2所述的投影型图像显示设备，其特征在于，所述线栅偏振片在入射角度为30度至60度的范围内的平行透过率的角度变化率为90％以上。

6.如权利要求1或者2所述的投影型图像显示设备，其特征在于，向着所述线栅偏振片的入射角度范围为中心角度±10度以上。

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