偏振光分束器及其制造方法、以及使用其的液晶投影仪技术

本发明专利技术提供一种使用了由具有液晶性的高分子材料构成的相位差薄膜 的偏振光分束器及其制造方法、以及使用了该偏振光分束器的液晶投影仪。 偏振光分束器(101)由第1棱镜构件(10)、第2棱镜构件(20)、偏振光 分离膜(PBS膜)(30)、冷光镜(40)、遮光板(50)、和相位差薄膜(60) 构成。相位差薄膜(60)由玻璃基板(61)、形成在玻璃基板(61)上的第 1取向膜(62)、层叠在第1取向膜(62)上的第1液晶性高分子材料层(63)、 层叠在第1液晶性高分子材料层(63)上的第2取向膜(64)、和层叠在第 2取向膜(64)上的第2液晶性高分子材料层(65)构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将来自光源的入射光束分离成P偏振光和S偏振光的偏振 光分束器(PBS)及其制造方法，还涉及使用了该偏振光分束器的液晶投 影仪。
技术介绍
液晶投影仪具有光源、和由包含偏振光分束器、液晶面板以及投射透 镜的多个光学部件构成的光学系统，将来自光源的光导入光学系统并从投 射透镜投射为影像光(参照后述的图14)。如图17所示，以往，液晶投影仪等机器所使用的偏振光分束器W将截 面呈平行四边形的多个第1棱镜构件1和第2棱镜构件2交替接合，从而构成 平板状的分束器主体。对第1棱镜构件1和第2棱镜构件2的接合面交替实施 将入射光分离为S偏振光和P偏振光的偏振光分离功能处理和镜面处理，并 形成偏振光分离膜(PBS膜)3和冷光镜4。在分束器主体中，遮光板5被配置在第1棱镜构件1的光入射面上，而 且在与第l棱镜构件l的光入射面相对的面(光射出面)上配置有聚碳酸酯 (PC)等树脂制的相位差薄膜6。如图17中箭头所示，入射到第2棱镜构件2上的光通过由偏振光分离功 能处理所形成的偏振光分离膜3使P偏振光透过，使S偏振光反射，由此被分 离成S偏振光和P偏振光。透过光透过相位差薄膜6之后向前方射出，而反射 光进一步被由镜面处理所形成的冷光镜4反射而向前方射出。在液晶投影仪中，从光源、由包含偏振光分束器、液晶面板以及投射 透镜的多个光学部件构成的光学系统和电子元件产生放热。特别是，在偏 振光分束器W中，因光的透过而在平板状的分束器主体上产生热量，因此 在壳体的内部设置有冷却风扇，通过使壳体内部的空气流动来对光学系统 等进行冷却等。但是，偏振光分束器W的相位差薄膜6—般由树脂薄膜、例如由聚碳酸酯(PC)等形成，耐热性低(120°C 135°C)，因此需要使冷却风扇高速 旋转，用大的冷却风量来冷却偏振光分束器W，由此存在冷却风扇发出的 噪音变大这样的问题。为了解决这问题，提出了一种偏振光束分束器，其在平板状的分束器 主体上设置导热板，将高温部的热引导到低温部，从而能使平板状的分束 器主体的温度分布均匀(例如参照专利文献l)。专利文献l:日本特开2004—21131号公报 .不过，在上述专利文献l中所公开的偏振光分束器能将高温部的热引 导到低温部，使平板状的分束器主体的温度分布均匀，但由于高温而导致 相位差薄膜发生变色(变黄)、烧焦、相位差值的偏差等，因此无法解决投 射的图像质量恶化等问题。而且，近年来，需要高亮度、高图像质量、大画面的液晶投影仪，因 此，导致从偏振光分束器等光学部件防热的增加、相位差薄膜产生变色(变 黄)、烧焦、相位差值的偏差等，由此投射的图像质量恶化等问题变得更深 刻。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种偏振光分束器及其制造方法、以及使用了 该偏振光分束器的液晶投影仪，该偏振光分束器通过使用由至少一层具有 液晶性的高分子材料构成的相位差薄膜来提高相位差薄膜的耐热性，不会 发生由高温引起的相位差薄膜的变色(变黄)、烧焦、相位差值的偏差等， 从而防止投射的图像质量的恶化等。为了解决上述问题，本专利技术的偏振光分束器(polarizing beam splitter) 的特征在于，其包含分束器主体和相位差薄膜，该分束器主体是通过将来 自光源的光未被导入的第1棱镜构件和来自光源的光被导入的第2棱镜构件 交替接合而构成的，而且在上述第1棱镜构件和上述第2棱镜构件的接合面 上实施了偏振光分离功能处理和镜面处理，所述偏振光分离功能处理将入 射光分离为S偏振光和P偏振光；该相位差薄膜被配置在与上述第1棱镜构件 的光入射面相对的面上，并且由至少一层具有液晶性的高分子材料构成， 上述相位差薄膜起着正A板(positive A plate)的作用。例如，上述相位差薄膜包含第1液晶性高分子材料层和第2液晶性高分 子材料层，上述第1液晶性高分子材料层和第2液晶性高分子材料层所形成 的面被实施了取向处理。例如，上述相位差薄膜包含第l取向膜、层叠在上述第l取向膜上的第 l液晶性高分子材料层、层叠在上述第1液晶性高分子材料层上的第2取向 膜、和层叠在上述第2取向膜上的第2液晶性高分子材料层。而且，上述第l 液晶性高分子材料层和上述第2液晶性高分子材料层的延迟值(retardation) 是180nm 300nm。而且，本专利技术的偏振光分束器的特征在于，其包含分束器主体和相位 差薄膜，该分束器主体是通过将来自光源的光未被导入的第l棱镜构件和来 自光源的光被导入的第2棱镜构件交替接合而构成的，而且在上述第l棱镜 构件和上述第2棱镜构件的接合面上交替实施了偏振光分离功能处理和镜 面处理，所述偏振光分离功能处理将入射光分离为S偏振光和P偏振光；该相位差薄膜被配置在由上述偏振光分离功能处理所形成的偏振光分离膜的上述第1棱镜构件侧或由上述镜面处理所形成的冷光镜的上述第2棱镜构件 侧，并且由至少一层具有液晶性的高分子材料构成，上述相位差薄膜起着 正A板的作用。例如，上述相位差薄膜具有第1液晶性高分子材料层和第2液晶性高分 子材料层，上述第1液晶性高分子材料层和第2液晶性高分子材料层所形成 的面被实施了取向处理。例如，上述相位差薄膜包含第l取向膜、层叠在上述第l取向膜上的第 l液晶性高分子材料层、层叠在上述第1液晶性高分子材料层上的第2取向 膜、和层叠在上述第2取向膜上的第2液晶性高分子材料层。而且，偏振光 分束器的特征在于，上述第1液晶性高分子材料层和上述第2液晶性高分子 材料层的延迟值中的之一是150nm 250nm，另一个是250nm 350nm。例如，偏振光分束器进一步包含氧隔断层，所述氧隔断层以覆盖上述 相位差薄膜的方式设置，且用于隔断上述相位差薄膜与空气的接触。为了解决上述问题，本专利技术的偏振光分束器的制造方法的特征在于， 该偏振光分束器包含分束器主体和相位差薄膜，该分束器主体是通过将来 自光源的光未被导入的第l棱镜构件和来自光源的光被导入的第2棱镜构件交替接合而构成的，而且在上述第1棱镜构件和上述第2棱镜构件的接合面 上交替实施了偏振光分离功能处理和镜面处理，所述偏振光分离功能处理 将入射光分离为S偏振光和P偏振光；该相位差薄膜被配置在上述分束器主 体上，并且由具有液晶性的高分子材料构成，所述偏振光分束器的制造方 法包含形成上述相位差薄膜的相位差薄膜形成阶段、和将得到的上述相 位差薄膜配置在上述偏振光分束器主体上的相位差薄膜配置阶段，其中上 述相位差薄膜形成阶段包含下述工序对涂布有上述具有液晶性的高分子 材料的表面实施取向处理的取向处理工序；以及对被取向处理的表面涂布 上述具有液晶性的高分子材料而形成液晶性高分子材料层的液晶性高分子 材料层形成工序。例如，上述偏振光分束器的制造方法的特征在于，上述相位差薄膜形 成阶段包含下述工序对涂布有上述具有液晶性的高分子材料的基板的表 面实施取向处理的第1取向处理工序、在被取向处理的基板的表面上形成第 1液晶性高分子材料层的第1液晶性高分子材料层形成工序、对所形成的第1 液晶性高分子材料层的表面实施取向处理的第2取向处理工序、在被取向处 理的第1液晶性高分子材料层的表面上形成第2液晶性高分子材料层的第2 液晶性高分子材料层形成工序。例如，上述偏振光分束器的制造方法的特征在于，上述相位差薄膜形 成阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏振光分束器，其特征在于，其包含：分束器主体和相位差薄膜，　所述分束器主体是通过将来自光源的光未被导入的第１棱镜构件和来自光源的光被导入的第２棱镜构件交替接合而构成的，而且在所述第１棱镜构件和所述第２棱镜构件的接合面上交替实施了偏振光分离功能处理和镜面处理，所述偏振光分离功能处理将入射光分离为Ｓ偏振光和Ｐ偏振光；　所述相位差薄膜被配置在与所述第１棱镜构件的光入射面相对的面上，并且由至少一层具有液晶性的高分子材料构成，所述相位差薄膜起着正Ａ板的作用。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：森寿彦，石原亮，深泽一男，前山裕行，本间孝之，
申请(专利权)人：碧理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：JP