线栅偏振元件、线栅偏振元件的制造方法、投影显示装置及车辆制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种散热性优异，并且对宽范围的入射角度的斜入射光的透射性及偏振分离特性优异的线栅偏振元件。由无机材料和有机材料构成的混合型的线栅偏振元件(1)具备：由无机材料构成的基板(10)；由有机材料构成并设置在基板(10)上的基部(21)和多个凸条部(22)一体形成的栅格结构体(20)；以及由金属材料构成并覆盖凸条部(22)的一部分的功能膜(30)。凸条部(22)具有随着远离基部(21)而宽度变窄的头细形状。功能膜(30)覆盖并包裹凸条部(22)的顶部，并且不覆盖凸条部(22)的底部侧及基部(21)。功能膜(30)的表面具有圆形，向凸条部(22)的宽度方向鼓出。功能膜(30)的最大宽度(W

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线栅偏振元件、线栅偏振元件的制造方法、投影显示装置及车辆


[0001]本专利技术涉及具有良好偏振特性，且不会导致散热性或制造时的成本恶化，并对于来自斜向的入射光及大范围的入射角度的入射光的透射性优异的线栅偏振元件及线栅偏振元件的制造方法，以及偏振特性和耐热性优异的投影显示装置及具备该投影显示装置的车辆。

技术介绍

[0002]作为投影显示装置之一，近年来，在车辆的挡风玻璃或组合器等半透过板(以下统称为“显示面”)上显示影像的车辆用平视显示器装置被大量开发。车辆用平视显示器装置例如是配设在车辆的仪表板上，将影像光投影到挡风玻璃上，并将驾驶信息显示为虚像的影像显示装置。由于驾驶员能够同时观察透过挡风玻璃的风景和虚像，因此与设置在挡风玻璃的范围外的现有的液晶显示器等显示装置相比，具有驾驶员的视线移动少的优点。
[0003]但是，由于上述的平视显示器装置是将显示图像从下方朝向挡风玻璃面(上方)射出的装置，所以太阳光有时会向与显示图像的射出方向相反的方向进入，入射到显示元件。在平视显示器装置中，以小型化的要求或显示图像的放大为目的，大多设置有用于反射、放大显示图像的反射器。在这种情况下，入射到平视显示器装置的太阳光在显示元件附近聚光，有可能因热而引起显示元件的劣化或故障。
[0004]因此，以防止太阳光入射到显示元件为目的，开发了在平视显示器装置中设置反射型偏振元件的技术。例如，在专利文献1中公开了一种在反射器和显示元件之间设置反射型偏振元件(线栅偏振板)的平视显示器装置。
[0005]这里，作为设置在上述的平视显示器装置中的偏振元件，例如可以举出由双折射性树脂构成的偏振元件、在透明基板上平行地延伸有多个导电体(金属细线)的线栅型偏振元件、由胆甾醇相液晶构成的偏振元件等。其中，大量使用偏振特性优异的线栅型偏振元件。在线栅型偏振元件中，形成由金属等构成的导电体线以特定的间距排列成格子状的线栅。通过将该线栅的排列间距设为比入射光(例如可见光)的波长小的间距(例如二分之一以下)，能够使相对于导电体线平行振动的电场矢量成分的光几乎被反射，使相对于导电体线垂直的电场矢量成分的光几乎透过。其结果，线栅型偏振元件能够作为产生单一偏振的偏振元件使用，能够使不透过的光反射并再利用，因此从光的有效利用的角度出发也是优选的。此外，这里所说的偏振元件包括可作为将入射光分离为S偏振光和P偏振光的偏振分束器使用的偏振元件。
[0006]作为这样的线栅型偏振元件，例如在专利文献2中公开了具备具有格子状凸部的树脂基材、以覆盖树脂基材的格子状凸部的方式设置的电介质层、设置在电介质层上的金属线的线栅偏振板。
[0007]此外，在专利文献3中公开了一种线栅偏振板，其由树脂等构成，具有在表面上设置有向特定方向延伸的凹凸结构的基材和以偏向凹凸结构的凸部的一侧的侧面的方式设
置的导电体。在该线栅偏振板中，在与凹凸结构的延伸方向垂直的方向的剖视图中，可调整相邻的两个凸部的间隔即间距以及凸部的高度。
[0008]进而，在专利文献4中公开了使用反射型液晶显示元件和反射型线栅偏振板作为偏振分束器的投影型影像显示装置。在使用该专利文献4记载的反射型液晶显示元件的投影型影像显示装置中，反射型线栅偏振板相对于来自光源的出射光的光轴倾斜45
°
左右地配置。来自光源的出射光以相对于反射型线栅倾斜45
°
左右的入射角度进入，由此分离为第一偏振光(反射光)和第二偏振光(透射光)。接着，由反射型线栅偏振板反射的第一偏振光被反射型液晶显示元件调制及反射，成为第二偏振光，该第二偏振光透过反射型线栅偏振板而投影显示。
[0009]此外，在专利文献5中公开了将反射型线栅偏振板作为偏振分束器使用的车辆用前照灯。在专利文献5记载的车辆用前照灯中，反射型线栅偏振板也是相对于来自光源的出射光的光轴倾斜45
°
左右地配置。来自光源的出射光以倾斜45
°
左右的入射角度进入到反射型线栅，由此分离为第一偏振光(反射光)和第二偏振光(透射光)。
[0010]在上述专利文献4记载的投影型影像显示装置及专利文献5记载的车辆用前照灯等反射型线栅偏振板相对于来自光源的出射光倾斜45
°
左右地配置的情况下，入射光不仅以相对于反射型线栅偏振板为45
°
的单一入射角度入射，还以45
°±
15
°
左右的范围的入射角度入射。
[0011]此外，在专利文献6中公开了在基板上突出形成有整体由银或铝构成的多个栅格的线栅偏振分束器。
[0012]此外，在专利文献7中公开了具有透光性基板、基底层和金属细线的线栅型偏振器。在该专利文献7的线栅型偏振器中，透光性基板在表面上多个凸条相互平行且以规定的间距形成。基底层由存在于凸条的至少顶部的金属氧化物构成，金属细线由在基底层的表面上且存在于凸条的至少顶部的金属层构成。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1:日本特开2018
‑
72507号公报
[0016]专利文献2:日本特开2008
‑
83657号公报
[0017]专利文献3:日本特开2017
‑
173832号公报
[0018]专利文献4:日本特开2004
‑
184889号公报
[0019]专利文献5:日本特开2019
‑
50134号公报
[0020]专利文献6:日本特表2003
‑
508813号公报
[0021]专利文献7:国际公开第2010/005059号

技术实现思路

[0022]专利技术所要解决的技术问题
[0023]但是，一般在车辆中使用的设备所要求的温度环境为
‑
40～105℃，特别是在考虑如搭载在夏季车内的仪表板上的平视显示器等那样在高温环境下使用的情况，需要高耐热性和散热性。在这一方面，专利文献1～3所述的线栅偏振板在耐热性及散热性方面有进一步改善的要求。此外，为了用专利文献5所记载的车辆用前照灯照亮夜路，必须使车辆用前
照灯的高亮度化。因此，专利文献5所记载的线栅偏振板要求针对来自光源的热的高耐热性和散热性。
[0024]而且，现有的线栅偏振元件，其表面的凹凸形状一般通过光刻技术或蚀刻技术形成，因此也存在制造成本的高涨或不适合大量生产的课题。
[0025]并且，在平视显示器装置等投影显示装置中，在将反射型线栅偏振元件用作偏振分束器而分离为第一偏振光(S偏振光)和第二偏振光(P偏振光)的情况下，要求第一偏振光的反射率和第二偏振光的透射率两者都高。这里，第一偏振光(S偏振光)的反射轴反射率(Rs)与第二偏振光(P偏振光)的透射轴透射率(Tp)的积(Tp
×
Rs)作为偏振分离特性指标时，该Tp
×
Rs的值越高越好。但是，根据适用偏振分束器的投本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种线栅偏振元件，其为由无机材料和有机材料构成的混合型的线栅偏振元件，其特征在于，具备：基板，其由无机材料构成；栅格结构体，其由有机材料构成并设置在所述基板上的基部和从所述基部突出的多个凸条部一体形成；以及功能膜，其由金属材料构成，并覆盖所述凸条部的一部分，所述凸条部具有随着远离所述基部而宽度变窄的头细形状，所述功能膜覆盖并包裹所述凸条部的前端及至少一个侧面的上部侧，且不覆盖所述凸条部的两侧面的下部侧及所述基部，覆盖并包裹所述凸条部的所述功能膜的表面具有圆形而向所述凸条部的宽度方向鼓出，覆盖并包裹所述凸条部的所述功能膜的最大宽度(W
MAX
)为从所述凸条部的底部到所述凸条部的高度的20％上部的位置处的所述凸条部的宽度(W B
)以上。2.根据权利要求1所述的线栅偏振元件，其特征在于，当所述功能膜的所述凸条部的侧面的覆盖率(Rc)为所述凸条部侧面中被所述功能膜覆盖的部分的高度(Hx)与所述凸条部的高度(H)的比率时，所述覆盖率(Rc)为25％以上80％以下。3.根据权利要求2所述的线栅偏振元件，其特征在于，所述覆盖率(Rc)为30％以上70％以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的线栅偏振元件，其特征在于，相对于所述线栅偏振元件的入射角度为45
°
的入射光的透射轴透射率(Tp)与反射轴反射率(Rs)的积(Tp
×
Rs)为70％以上。5.根据权利要求1～4中任一项所述的线栅偏振元件，其特征在于，所述凸条部的高度(H)为160nm以上。6.根据权利要求1～5中任一项所述的线栅偏振元件，其特征在于，覆盖所述凸条部的前端的所述功能膜的厚度(Dt)为5nm以上。7.根据权利要求1～6中任一项所述的线栅偏振元件，其特征在于，覆盖所述凸条部的侧面的所述功能膜的厚度(Ds)为10nm以上30nm以下。8.根据权利要求1～7中任一项所述的线栅偏振元件，其特征在于，所述基部的厚度(TB)为1nm以上。9.根据权利要求1～8中任一项所述的线栅偏振元件，其特征在于，与所述线栅偏振元件的反射轴方向正交的剖面中的所述凸条部的剖面形状是随着远离所述基部而宽度变窄的梯形、三角形、吊钟形或椭圆形。10.根据权利要求1～8中任一项所述的线栅偏振元件，其特征在于，还具备以至少覆盖所述功能膜的表面的方式而形成的保护膜。11.根据权利要求10所述的线栅偏振元件，其特征在于，所述保护膜包括防水性涂层或防油性涂层。12.根据权利要求1～11中任一项所述的线栅偏振元件，其特征在于，所述功能膜还具有电介质膜。13.根据权利要求1～12中任一项所述的线栅偏振元件，其特征在于，
在θ为30
°
以上60
°
以下情...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木浩司，
申请(专利权)人：迪睿合株式会社，
类型：发明
国别省市：