偏振板、使用了该偏振板的图像显示装置以及移动体制造方法及图纸

本发明专利技术的偏振板具备具有第一主面的蓝宝石板、以及位于所述蓝宝石板的第一主面且形成为条状的金属细线。所述蓝宝石板的c轴与所述金属细线的长度方向所成的角度为5°以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】偏振板、使用了该偏振板的图像显示装置以及移动体
本专利技术涉及在投影装置、平视显示装置等图像显示装置中所使用的偏振板、使用了该偏振板的图像显示装置以及移动体。
技术介绍
投影装置(PJ装置)、平视显示装置(HUD装置)等图像显示装置将显示于液晶面板等图像形成部的图像信息利用光源以及各种光学元件照射至墙壁、屏幕、窗户等，使使用者观看图像信息。在专利文献1中记载了使用由水晶、蓝宝石构成的透明基板作为线栅偏振片的基板。另外，在专利文献2中记载了作为能够在可见光区域利用的偏振板，在玻璃板上形成金属细线的周期为150nm、高度为200nm、宽度为60nm的线栅偏振片。图像显示装置的小型化、高精细化、高亮度化的要求以及基于此的光源的高输出化使得对偏振板的耐热性的要求越来越高。另外，在车载HUD装置等室外用途的装置中，除了来自光源的热量，由于太阳光的入射而产生的热量也成为问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-216957号公报专利文献2：日本特开2016-24419号公报
技术实现思路
本专利技术的偏振板具备具有第一主面的蓝宝石板、以及位于所述蓝宝石板的第一主面的条状的金属细线，所述蓝宝石板的c轴与所述金属细线的长度方向所成的角度为5°以下。附图说明图1是使用了第一实施方式所涉及的偏振板的图像显示装置的概要图。图2是第一实施方式所涉及的偏振板的概要图。图3是第一实施方式所涉及的偏振板的概要图。图4是第二实施方式所涉及的图像显示装置的概要图。图5是示出了蓝宝石的晶体结构的图。具体实施方式以HUD装置为例，参照附图对本专利技术的偏振板、使用了该偏振板的图像显示装置进行说明。图1是第一实施方式所涉及的图像显示装置1即HUD装置1的概要图。HUD装置1具备光源2、图像形成部3以及偏振板4。偏振板4例如为在图像形成部3的光源光出射侧配置的出射侧偏振板4a、在图像形成部3的光源光入射侧配置的入射侧偏振板4b，将入射至各自的偏振板4a、4b的光转换为直线偏振光。另外，HUD装置1具有镜6、以及出射窗7。在图1中，将包括来自光源2的出射光在内的图像光的出射光路L在图中以单点划线的箭头示出。作为成为偏振板4的加热原因的热源，考虑光源1来自以及外部的侵入光等。以往，在投影装置(PJ装置)、平视显示装置(HUD装置)等图像显示装置中，使用偏振板作为光学元件。偏振板配置于液晶面板的光源光入射侧以及光源光出射侧，且具有将入射至偏振板的光转换为规定的方向的直线偏振光的功能。以往，偏振板通过将由包括碘、染料的PVA(聚乙烯醇)等有机系材料构成的偏振膜夹入玻璃基板等透明基板、或粘贴于透明基板而构成。然而，这样的由有机系材料构成的偏振板缺乏耐热性，若在70℃以上的环境中使用，则存在由于变质而导致偏振功能降低的问题。存在一种具有线栅偏振片的偏振板，在偏振板中，在透明基板的表面将由耐热性优于有机材料的细微的线状的金属构成的凸条部(以下，称为金属细线)排列为条状，通过利用金属细线中的衍射现象，将入射光转换为直线偏振光。这样，能够通过使用耐热性优异的素材来抑制变质。使用了该线栅偏振片的偏振板在金属细线的间隔远小于入射光的波长时发挥功能。由于纳米加工技术的发展而开发出使用了能够在可见光区域利用的线栅偏振片的偏振板，正在研究将该偏振板向暴露于高温的投影器用途应用。图像显示装置的小型化、高精细化、高亮度化的要求以及基于此的光源的高输出化使得对偏振板的耐热性的要求越来越高。另外，在车载HUD装置等室外用途的装置中，除了来自光源的热量，由于太阳光的入射而产生的热量也成为问题。使用了线栅偏振片的偏振板在具有高于有机材料的耐热性方面有利，但由于其为较薄且宽度较窄的金属细线与透明基板的层叠体，因此在温度发生变化时，偏振板可能会由于两者的热膨胀系数之差而破损。如图2所示，本专利技术的偏振板4具备蓝宝石板40、以及在蓝宝石板40的第一主面40a隔开间隔地排列有多条金属细线42的偏振片。该金属细线42例如具有50～500nm左右的高度、30～150nm左右的宽度、60～300nm左右的金属细线42彼此的间隔，且沿长度方向延伸。通过将金属细线42彼此的间隔设定为短于透射光的波长，能够将透射光转换为直线偏振光，从而发挥作为偏振板4的功能。配置于蓝宝石板40的第一主面40a的金属细线42例如由热膨胀系数为23×10-6/℃的铝、热膨胀系数为16.8×10-6/℃铜等构成。金属细线42例如能够通过以下的工序来形成。首先，通过蒸镀、溅射等制膜方法，使用金属膜来覆盖蓝宝石板40的第一主面40a。然后，在金属膜之上对抗蚀剂膜进行涂敷、曝光、显影从而形成抗蚀剂图案。接下来，使用蚀刻剂将金属膜蚀刻加工为恒定间隔的条状，然后，去除、清洗抗蚀剂图案从而能够形成金属细线42。需要说明的是，蓝宝石是指氧化铝(化学式Al2O3)的单晶。蓝宝石除了耐热性优异，在导热性以及散热性优异从而能够抑制温度上升方面也很优异。蓝宝石的40℃至400℃的热膨胀系数为7.0～7.7×10-6/℃。蓝宝石的热膨胀系数的值存在范围，这是因为，蓝宝石为具有热膨胀系数的各向异性的材料。例如在使用铝作为金属细线42的情况下，蓝宝石与铝的热膨胀系数差为15.3～16×10-6/℃。当偏振板4的温度发生变化时，蓝宝石板40以及金属细线42膨胀或者收缩。并且，蓝宝石板40与金属细线42的热膨胀系数不同，因此在两者之间产生与温度的变化量相应的应力。蓝宝石板40与金属细线42的热膨胀差越大则应力越大，另外，蓝宝石板40与金属细线42接触的长度越大则应力越大。因此，为了减小在蓝宝石板40与金属细线42之间产生的应力，减小金属细线42的长度方向上的蓝宝石板40与金属细线42的热膨胀差即可。图5示出了本专利技术的偏振板4中的作为蓝宝石板40而使用的蓝宝石的晶体结构。如图5的(a)～(d)分别所示，蓝宝石具有c面、m面、a面、r面等结晶面作为代表性的结晶面。将与上述的结晶面垂直的轴分别称为c轴、m轴、a轴、r轴。对蓝宝石的40℃至400℃的热膨胀系数而言，与蓝宝石的c轴平行的方向为7.7×10-6/℃，与c轴垂直的方向为7.0×10-6/℃。即，与c轴平行的方向的热膨胀系数比与c轴垂直的方向的热膨胀系数大10％左右，与金属细线42的热膨胀系数之差较小。于是，若使蓝宝石板40的c轴与金属细线42的长度方向一致，则能够将金属细线42的长度方向上的蓝宝石板40的热膨胀系数设为7.7×10-6/℃。该值为蓝宝石的热膨胀系数中的最大值，能够使与由热量引起的金属细线42的长度方向的热膨胀系数之差为最小。在本专利技术的偏振板4中，蓝宝石板40的c轴与金属细线42的长度方向所成的角度为5°以下。在图3的(a)、(b)中记载了蓝宝石板40的c轴与金属细线42的长度方向所成的角度为5°以下的例子。图3的(a)是蓝宝石板40的第一主面40a与c轴平行，且蓝宝石板40的c轴与金属细线42的长度方向所成的角度为5°以下的例子。c轴优选向图中的左右以±5°的范围与金属细线42的长度方向错开。需要说明的是，图3的(a)的上下方向为金属细线42的长度方向。图3的(b)为侧视观察偏振板4的图，图3的(b)中的左右方向为金属细线42的长度方向。在该情况下，c轴优选向图中的上下以±5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏振板，具备：具有第一主面的蓝宝石板；以及位于所述蓝宝石板的第一主面的条状的金属细线，所述蓝宝石板的c轴与所述金属细线的长度方向所成的角度为5°以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.06.29 JP 2017-1273961.一种偏振板，具备：具有第一主面的蓝宝石板；以及位于所述蓝宝石板的第一主面的条状的金属细线，所述蓝宝石板的c轴与所述金属细线的长度方向所成的角度为5°以下。2.根据权利要求1所述的偏振板，其中，所述蓝宝石板的第一主面与所述蓝宝石板的c轴所成的角度为0.1°以上。3.根据权利要求1或2所述的偏振板，其中，垂直于所述蓝宝石板的所述第一主面的轴与所述蓝宝石板的a轴或m轴所成的角度为5°以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的偏振板，其中，垂直于所述第一主面的轴与所述蓝宝石板的a轴或m轴所成的角度为0.1°以上。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保善则，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP