[发明专利]偏振变换元件、偏振变换单元以及投影型影像装置

说明书

技术领域

本发明涉及偏振变换元件、具备该偏振变换元件的偏振变换单元以及投影型影像装置。

背景技术

液晶投影机等投影型影像装置，根据图像信息对从光源装置射出的光进行调制，并将该调制后的光学像放大投影在屏幕上。在该液晶投影机中，为了提高光的利用效率，将从光源装置出射的具有无规则偏振光(偏振面相互正交的P偏振光与S偏振光和/或偏振面的方向各种各样的直线偏振光混合存在而成的光)的光(以下，称为无规则光)分割为多个中间光束，并为了将该分割后的中间光束变换统一为1种直线偏振光并出射而使用偏振变换元件。

偏振变换元件，是将偏振分离膜与反射膜交替配置于透明部件内部而形成偏振分束器阵列，并在该偏振分束器阵列的表面设置相位差板而成的构造。相位差板，在透明部件的光射出面侧、在与偏振分离膜对应的位置按每预定间隔配置有多个(专利文献1)。

以往，作为相位差板，有时使用有机系材料、例如聚碳酸酯膜制的1/2波长板，该1/2波长板与偏振分束器阵列通过有机系粘接剂粘接。

作为该偏振变换元件的制造方法，将在两主面分别形成有偏振分离膜和反射膜的无色透明的玻璃等透光性基板多层地进行层叠而制作层叠体，并且在相对于入射面例如以45度的角度切断而得到的透镜阵列的出射面，通过粘接剂粘贴有1/2波长板。

这样制造的偏振变换元件，以组装到俯视矩形状的框架的状态，搭载于液晶投影机的光学引擎内(专利文献2)。

白色光源灯的高输出化、短弧光长度化发展，偏振分束器阵列以及粘接于该偏振分束器阵列的1/2波长板的热负荷也增大，考虑作为构成1/2波长板的材料使用水晶而构成。在此，有下述液晶投影机：在使1/2波长板粘接于偏振分束器阵列的出射侧侧面而配置的情况下使用的情况下，作为粘接剂，使用耐热、耐光性能优异的紫外线固化性树脂或无机系材料的粘接剂，无需由冷却风扇进行的强制空气冷却(专利文献3)。

并且，有下述偏振变换单元：由于在使水晶制1/2波长板与偏振分束器阵列组合时相互的平坦度和/或定位等问题，具备包括多个偏振分离膜、多个反射膜和透光性部件而构成的偏振分离元件(偏振分束器)，并具备多个相位差板，进而具备将前述相位差板的端部粘贴在透光性部件的光束射出侧的间隔件部件，所述多个偏振分离膜相对于入射光束倾斜配置且将该入射光束分离为2种直线偏振光束，所述多个反射膜交替地平行配置于各偏振分离膜之间且对由偏振分离膜分离后的某一种直线偏振光束进行反射，所述透光性部件被设置这些偏振分离膜以及反射膜，所述多个相位差板通过水晶部件形成且将由偏振分离膜分离后的某一种直线偏振光束的偏振面变换为另一种直线偏振光束的偏振面(专利文献4)。在此，间隔件部件，优选可以实现粘接体的重新粘贴和/或使偏振分离元件阵列与相位差板的间隙的尺寸G处于0.01≤G≤0.3mm的范围。

近年来，伴随着作为光学部件的长寿命化的要求增进，产生了粘接剂的劣化的问题。

为了解决该问题，提出有下述接合方法：作为将玻璃和/或水晶等2块透光性基板接合的手段，通过等离子聚合法成膜为接合膜，该接合膜在表面包含硅氧烷(Si-O)键，且该接合膜包含结晶度为45％以下的Si骨架和由与该Si骨架结合的有机基构成的脱离基，通过对该接合膜提供能量而使存在于前述接合膜的表面附近的前述脱离基从前述Si骨架脱离，由此通过在接合膜的表面的前述区域显现的粘接性，将前述2块透光性基板接合(专利文献5)。并且，以往，提出有下述偏振变换元件：具有光入射面和与该光入射面大致平行的光出射面，沿着这些光入射面和光出射面配置多个透光性部件、偏振分离膜、反射膜、相位板以及等离子聚合膜，在多个透光性部件之中的一部分透光性部件的倾斜面设置有偏振分离膜和反射膜的某一个，在透光性部件的倾斜面的表面、偏振分离膜的表面以及反射膜的表面的至少某一个面设置有等离子聚合膜(专利文献6)。在该专利文献6的现有例子中，通过等离子聚合膜，对相邻的透光性部件与反射膜之间、相邻的透光性部件与相位板之间、相邻的相位板与偏振分离膜之间的至少某一个进行分子接合，等离子聚合膜其主要材料设定为聚硅氧烷。

但是，在专利文献6的现有例子中，由等离子聚合膜形成的接合膜由膜厚为数十nm的极薄膜构成，若在使用等离子聚合法将该接合膜形成于透光性基板的表面的过程中在透光性基板的表面附着灰尘和/或污垢等附着物，则由于附着物的高度远远高于接合膜的膜厚，所以会以附着有附着物的区域为中心在预定的区域无法将透光性基板彼此接合，气泡等会混入该领域，存在着在光学特性上和/或接合可靠性、产品寿命上产生大的不良影响的问题。