專利名稱：偏振轉(zhuǎn)換元件、偏振轉(zhuǎn)換單元、投影裝置、及偏振轉(zhuǎn)換元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種偏振轉(zhuǎn)換元件、偏振轉(zhuǎn)換單元、投影裝置、以及偏振轉(zhuǎn)換元件的制造方法。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，在投影儀等的投影裝置中，組裝有將光源的光轉(zhuǎn)換成一種偏振光的偏振轉(zhuǎn)換元件。偏振轉(zhuǎn)換元件具有元件本體，在所述元件本體中，在多個(gè)透光性部件之間交替設(shè)置有偏振分離膜和反射膜，并且在多個(gè)透光性部件之間通過(guò)粘合劑而分別形成有粘合層。 在該元件本體的光出射面上，選擇性地配置有相位差板(專利文獻(xiàn)1、2)。如圖15、16所示，在制造這種偏振轉(zhuǎn)換元件時(shí)，首先，通過(guò)粘合層93，使形成有偏振分離膜91和反射膜92的透光性板材與未形成這些膜的透光性板材交替粘合在一起。在此，粘合層93的厚度例如為20μπι左右。而且，對(duì)該粘合在一起的層疊體以與其表面形成的預(yù)定角度而進(jìn)行切斷。而后，研磨其剖面，從而在元件本體95上形成光入射面951和光出射面952。而且，相位差板97通過(guò)粘合層96而與元件本體95相接合。然而，在制造專利文獻(xiàn)1、2中的這種偏振轉(zhuǎn)換元件時(shí)，在使用現(xiàn)有的粘合劑時(shí)，由于黏度較高從而粘合層93較厚。當(dāng)對(duì)這種粘合層93較厚的層疊體進(jìn)行切斷時(shí)，粘合層93 的端部上會(huì)產(chǎn)生變形。當(dāng)在產(chǎn)生了變形的狀態(tài)下對(duì)剖面進(jìn)行研磨時(shí)，如圖15、16所示，粘合層93附近的透光性部件98的角部981會(huì)被切削。由此，例如，在利用日本特開(kāi)2010-113056號(hào)公報(bào)所記載的等離子聚合法而形成接合層96的情況下，接合層96內(nèi)會(huì)產(chǎn)生間隙，從而將出現(xiàn)相位差板97容易剝離、或因形成有氣泡961因而光的透射系數(shù)降低等問(wèn)題。另外，即使在用粘合劑使光出射面952Α和相位差板97相接合的情況下，也會(huì)由于粘合層91附近的透光性部件98的角部981被切削，從而出現(xiàn)有效透光區(qū)域減小的問(wèn)題。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2000-298212號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利第3309846號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種長(zhǎng)壽命且光學(xué)特性優(yōu)異的偏振轉(zhuǎn)換元件、偏振轉(zhuǎn)換單元、投影裝置、及偏振轉(zhuǎn)換元件的制造方法。應(yīng)用例1本應(yīng)用例所涉及的偏振轉(zhuǎn)換元件的特征在于，具有元件本體，其具有相互大致平行的光入射面和光出射面；相位差板，其與該元件本體的所述光出射面相接合，所述元件本體具有多個(gè)透光性基板，其以預(yù)定角度被依次接合在所述光出射面上；偏振分離膜和反射膜，其交替設(shè)置在多個(gè)該透光性基板之間；粘合層，其分別形成在多個(gè)所述透光性基板之間，所述粘合層由紫外線硬化型粘合劑形成，且其厚度在5 μ m以上、10 μ m以下。在這種結(jié)構(gòu)的本應(yīng)用例中，由于粘合層的厚度在5μπι以上，因而即使粘合層內(nèi)混入雜物等，也能夠通過(guò)粘合層的彈性而降低雜物的影響，從而使透光性基板彼此間良好地粘合。另外，由于無(wú)需設(shè)置用于完全去除雜物等的特別的清洗工序，因而能夠提高制造效率。另一方面，由于粘合層的厚度在10 μ m以下，比較薄，因而對(duì)光入射面等進(jìn)行研磨時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)透光性基板的角部被切削的情況。因此，能夠利用例如等離子聚合法等方法而將元件本體與相位差板無(wú)間隙且高強(qiáng)度地接合。故而，能夠獲得長(zhǎng)壽命且光學(xué)特性優(yōu)異的偏振轉(zhuǎn)換元件。應(yīng)用例2在本應(yīng)用例所涉及的偏振轉(zhuǎn)換元件中，其特征在于，所述粘合層以改性丙烯酸酯或改性甲基丙烯酸酯為主要成分。在這種結(jié)構(gòu)的本應(yīng)用例中，由于以改性丙烯酸酯等為主要成分，黏度較低，因而能夠?qū)⒄澈蠈拥暮穸仍O(shè)定在5 μ m以上、10 μ m以下。由此，能夠防止粘合層的端部產(chǎn)生變形， 從而在對(duì)光入射面等進(jìn)行研磨時(shí)，能夠防止透光性部件的角部被切削。另外，由于以改性丙烯酸酯或改性甲基丙烯酸酯為主要成分，耐熱性優(yōu)異，因而能夠?qū)崿F(xiàn)更加長(zhǎng)壽命的偏振轉(zhuǎn)換元件。應(yīng)用例3在本應(yīng)用例所涉及的偏振轉(zhuǎn)換元件中，其特征在于，所述透光性基板和所述相位差板通過(guò)接合層而接合，所述接合層含有硅骨架，其含有通過(guò)等離子聚合法而形成的硅氧烷鍵，且結(jié)晶度在45%以下；脫離基，其由鍵合于該硅骨架的有機(jī)基構(gòu)成，所述接合層具有，通過(guò)施加能量以使存在于表面附近的所述脫離基從所述硅骨架中脫離從而表現(xiàn)出的粘合性。在這種結(jié)構(gòu)的本應(yīng)用例中，由于粘合層的厚度在5 μ m以上、10 μ m以下，因而不會(huì)出現(xiàn)透光性基板的角部被切削的情況，因此，能夠利用所述等離子聚合法而無(wú)間隙地形成粘合層，進(jìn)而使透光性部件與相位差板高強(qiáng)度地接合。應(yīng)用例4本應(yīng)用例所涉及的偏振轉(zhuǎn)換元件的特征在于，所述透光性基板和所述相位差板通過(guò)接合層而接合，所述接合層通過(guò)如下的原子擴(kuò)散接合法而形成，即，通過(guò)使設(shè)置在所述透光性基板上的微晶連續(xù)薄膜與設(shè)置在所述相位差板上的微晶連續(xù)薄膜相接觸，從而使所述透光性基板的微晶連續(xù)薄膜和所述相位差板的微晶連續(xù)薄膜之間的接觸界面及晶界上發(fā)生原子擴(kuò)散，或者，通過(guò)使設(shè)置在所述透光性基板和所述相位差板中的某一方上的微晶連續(xù)薄膜與設(shè)置在另一方上的微晶結(jié)構(gòu)相接觸，從而使所述微晶連續(xù)薄膜和所述微晶結(jié)構(gòu)之間的接觸界面及晶界上發(fā)生原子擴(kuò)散。在這種結(jié)構(gòu)的本應(yīng)用例中，由于粘合層的厚度在5 μ m以上、10 μ m以下，因而能夠利用所述原子擴(kuò)散接合法而無(wú)間隙地形成接合層，進(jìn)而使透光性部件與相位差板高強(qiáng)度地接合。應(yīng)用例5
在本應(yīng)用例所涉及的偏振轉(zhuǎn)換元件中，其特征在于，所述相位差板由水晶形成。在這種結(jié)構(gòu)的本應(yīng)用例中，由于水晶耐熱性優(yōu)異，因而即使長(zhǎng)時(shí)間被光照射，也不易劣化。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)更加長(zhǎng)壽命的偏振轉(zhuǎn)換元件。應(yīng)用例6本應(yīng)用例所涉及的偏振轉(zhuǎn)換單元的特征在于，具有上述的偏振轉(zhuǎn)換元件；被配置在該偏振轉(zhuǎn)換元件的光入射側(cè)的透鏡陣列。在這種結(jié)構(gòu)的本應(yīng)用例中，由于具有本發(fā)明的偏振轉(zhuǎn)換元件，因而能夠獲得長(zhǎng)壽命且光學(xué)特性優(yōu)異的偏振轉(zhuǎn)換單元。應(yīng)用例7本應(yīng)用例所涉及的投影裝置的特征在于，具有光源裝置，其射出光；上述的偏振轉(zhuǎn)換單元，其將來(lái)自該光源裝置的光轉(zhuǎn)換成一種偏振光；光調(diào)制裝置，其根據(jù)圖像信息，對(duì)來(lái)自該偏振轉(zhuǎn)換單元的所述偏振光進(jìn)行調(diào)制，以形成光學(xué)像；投影光學(xué)裝置，其對(duì)通過(guò)該光調(diào)制裝置而形成的所述光學(xué)像進(jìn)行放大投影。在這種結(jié)構(gòu)的本應(yīng)用例中，由于具有本發(fā)明的偏振轉(zhuǎn)換元件，因而能夠獲得長(zhǎng)壽命且光學(xué)特性優(yōu)異的投影裝置。應(yīng)用例8本應(yīng)用例所涉及的偏振轉(zhuǎn)換元件的制造方法的特征在于，實(shí)施下述工序膜形成工序，在具有相互大致平行的第1面和第2面的多個(gè)透光性板材之間，交替設(shè)置偏振分離膜和反射膜；粘合工序，在多個(gè)所述透光性板材之間，分別形成粘合層；切斷工序，將所述多個(gè)透光性板材相對(duì)于所述第1面和所述第2面以預(yù)定角度進(jìn)行切斷，從而形成具有相互大致平行的光入射面和光出射面的層疊組塊；研磨工序，對(duì)所述層疊組塊的光入射面和光出射面進(jìn)行研磨，從而形成元件本體；接合工序，將所述相位差板接合在所述元件本體的光出射面上，在所述粘合工序中，所述粘合層通過(guò)紫外線硬化型粘合劑而形成為，厚度在5 μ m 以上、ΙΟμπι以下。在上述結(jié)構(gòu)的本應(yīng)用例中，由于通過(guò)紫外線硬化型粘合劑而形成了厚度在5μπι 以上、10 μ m以下的粘合層，因而，能夠獲得長(zhǎng)壽命且光學(xué)特性優(yōu)異的偏振轉(zhuǎn)換元件。


圖1為表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的投影裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。圖2為表示設(shè)置在所述投影裝置內(nèi)的偏振轉(zhuǎn)換單元的概要立體分解圖。圖3為表示設(shè)置在所述投影裝置內(nèi)的偏振轉(zhuǎn)換元件的剖視圖。圖4為表示制造本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的偏振轉(zhuǎn)換元件時(shí)的膜形成工序的圖。圖5為表示制造所述偏振轉(zhuǎn)換元件時(shí)的粘合工序的圖。圖6為表示所述粘合工序中的紫外線照射狀態(tài)的圖。圖7(A)、(B)為表示硬化實(shí)驗(yàn)中的拉伸強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果的圖。圖8(A)、(B)為表示硬化實(shí)驗(yàn)中的剪切強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果的圖。圖9為表示制造所述偏振轉(zhuǎn)換元件時(shí)的切斷工序的圖。圖10為表示制造所述偏振轉(zhuǎn)換元件時(shí)的研磨工序的圖。圖11為表示本發(fā)明所涉及的實(shí)施例和比較例的耐熱性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。
圖12為表示本發(fā)明所涉及的實(shí)施例的平面度實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。圖13為表示本發(fā)明所涉及的其它實(shí)施例的平面度實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。圖14為表示比較例的平面度實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。圖15為表示現(xiàn)有的偏振轉(zhuǎn)換元件的剖視圖。圖16為圖15的放大剖視圖。符號(hào)說(shuō)明100投影儀(投影裝置)111光源裝置140光調(diào)制裝置150投影光學(xué)裝置200偏振轉(zhuǎn)換單元210第2透鏡陣列300偏振轉(zhuǎn)換元件310元件本體3IOA光入射面3IOB光出射面311透光性基板3 IlA透光性板材31 IAl第 1 面311A2 第 2 面312偏振分離膜313反射膜314粘合層320相位差板321接合層410層疊組塊
具體實(shí)施例方式投影裝置的結(jié)構(gòu)根據(jù)圖1至圖3，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的投影裝置進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，以作為投影裝置的液晶投影儀為例而進(jìn)行說(shuō)明。圖1為投影儀的概要結(jié)構(gòu)圖。圖2為設(shè)置在投影儀內(nèi)的偏振轉(zhuǎn)換單元的分解立體圖。圖3為設(shè)置在投影儀內(nèi)的偏振轉(zhuǎn)換元件的剖視圖。在圖1中，投影儀100具有積分器照明光學(xué)系統(tǒng)110 ；分色光學(xué)系統(tǒng)120 ；中繼光學(xué)系統(tǒng)130 ；光調(diào)制裝置140，其根據(jù)圖像信息，對(duì)從光源射出的光進(jìn)行調(diào)制；投影光學(xué)裝置 150，其對(duì)被光調(diào)制裝置140調(diào)制的光進(jìn)行放大投影。積分器照明光學(xué)系統(tǒng)110為，用于對(duì)構(gòu)成光調(diào)制裝置140的三塊透射型液晶板 141(對(duì)應(yīng)于紅、綠、藍(lán)的每種色光，分別設(shè)定為液晶板141R、141G、141B)的圖像形成范圍大致均勻地進(jìn)行照射的光學(xué)系統(tǒng)。該積分器照明光學(xué)系統(tǒng)110具有光源裝置111、第1透鏡陣列112、偏振轉(zhuǎn)換單元200和重疊透鏡113。光源裝置111具有光源燈114和反光器115，從光源燈114射出的輻射狀光線經(jīng)反光器115反射而形成大致平行的光線，并將此大致平行的光線向外部射出。 第1透鏡陣列112具有如下結(jié)構(gòu)，即，以矩陣狀而排列配置有從光軸方向觀察時(shí)大致呈矩形輪廓的小透鏡。如圖2所示，偏振轉(zhuǎn)換單元200具有將從第1透鏡陣列112射出的光轉(zhuǎn)換成一種直線偏振光的功能。該偏振轉(zhuǎn)換單元200具有第2透鏡陣列210 ；遮光板220 ；偏振轉(zhuǎn)換元件300 ；框架230，其對(duì)第2透鏡陣列210、遮光板220和偏振轉(zhuǎn)換元件300進(jìn)行保持；固定件240，其用于將第2透鏡陣列210、遮光板220和偏振轉(zhuǎn)換元件300固定在框架230上。第2透鏡陣列210被配置在偏振轉(zhuǎn)換元件300的光入射側(cè)，且具有與第1透鏡陣列112相同的結(jié)構(gòu)，并具有以矩陣狀而排列配置有小透鏡的結(jié)構(gòu)。該第2透鏡陣列210與重疊透鏡113共同具有，使第1透鏡陣列112的各個(gè)小透鏡上的像成像在透射型液晶板141 上的功能。遮光板220具有多個(gè)狹縫狀的孔221，這些孔221以與偏振轉(zhuǎn)換元件300的偏振分離膜312相對(duì)應(yīng)的方式而配置。由此，遮光板220僅使光入射在與偏振轉(zhuǎn)換元件300的偏振分離膜312相對(duì)應(yīng)的光入射面310A上。并且，圖2簡(jiǎn)要圖示了孔221與偏振分離膜312 之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。偏振轉(zhuǎn)換單元300為，將來(lái)自第2透鏡陣列210的光(ρ偏振光以及s偏振光)轉(zhuǎn)換成一種s偏振光的構(gòu)件。在圖1、圖2中，兩個(gè)偏振轉(zhuǎn)換元件300相互接合。在對(duì)偏振轉(zhuǎn)換元件200進(jìn)行組裝時(shí)，從框架230 —方的開(kāi)口面(圖2中為下表面) 側(cè)插入兩個(gè)偏振轉(zhuǎn)換元件300，從另一方的開(kāi)口面(圖2中為上表面)側(cè)依次將遮光板220 和第2透鏡陣列210插入。這些第2透鏡陣列210、遮光板220以及偏振轉(zhuǎn)換元件300在被收納于框架230內(nèi)的狀態(tài)下，從上下兩個(gè)方向被四個(gè)固定件240所夾持。如圖1所示，分色光學(xué)系統(tǒng)具有兩塊分色鏡121、122以及反射鏡123。通過(guò)分色鏡 121、122，使從積分器照明光學(xué)系統(tǒng)110射出的多束光分離成紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)這三種顏色的光。被分色鏡121分離出的藍(lán)色光，經(jīng)反射鏡123反射，從而穿過(guò)向場(chǎng)透鏡142而到達(dá)藍(lán)色用透射型液晶板141B。在透射過(guò)分色鏡121的紅色光和綠色光中，綠色光經(jīng)分色鏡122反射，從而穿過(guò)向場(chǎng)透鏡142而到達(dá)綠色用透射型液晶板141G。中繼光學(xué)系統(tǒng)130具有入射側(cè)透鏡131、中繼透鏡133、反射鏡132、134。被分色光學(xué)系統(tǒng)120分離出的紅色光透射過(guò)分色鏡122，并穿過(guò)中繼光學(xué)系統(tǒng)130，進(jìn)而穿過(guò)向場(chǎng)透鏡142，從而到達(dá)紅色用透射型液晶板141R。光調(diào)制裝置140根據(jù)圖像信息對(duì)入射光進(jìn)行調(diào)制，從而形成彩色的光學(xué)像。該光調(diào)制裝置140具有透射型液晶板141R、141G、141B和交叉分色棱鏡143。交叉分色棱鏡143為，將對(duì)各色光調(diào)制而成的光學(xué)像進(jìn)行合成，從而形成彩色的光學(xué)像的構(gòu)件，反射紅色光的電介質(zhì)多層膜和反射藍(lán)色光的電介質(zhì)多層膜沿著四個(gè)直角棱鏡的界面而大致呈X狀設(shè)置，通過(guò)這些電介質(zhì)多層膜而使三種色光合成。投影光學(xué)裝置150以包含多個(gè)投影透鏡的方式而構(gòu)成，并將被光調(diào)制裝置140調(diào)制的光進(jìn)行放大投影。
偏振轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu) 如圖3所示，偏振轉(zhuǎn)換元件300具有元件本體310和與元件本體310選擇性接合的相位差板320。元件本體310具有多個(gè)透光性基板311、交替設(shè)置在多個(gè)透光性基板311之間的偏振分離膜312及反射膜313、和分別設(shè)置在多個(gè)透光性基板311之間的粘合層314。多個(gè)透光性基板311具有相互大致平行的光入射面3IOA和光出射面310B。偏振分離膜312在來(lái)自第2透鏡陣列210的光(s偏振光和ρ偏振光)中，選擇性地使P偏振光透過(guò)，而使S偏振光反射。反射膜313使被偏振分離膜312反射的s偏振光向光出射面310B反射。粘合層314的厚度在5μπι以上、ΙΟμπι以下。由于粘合層314由主要成分為改性丙烯酸酯或改性甲基丙烯酸酯的紫外線硬化型粘合劑形成，因而能夠?qū)崿F(xiàn)所述預(yù)定范圍的厚度。另一方面，在現(xiàn)有的紫外線硬化型粘合劑中，由于主要成分不是改性丙烯酸酯或改性甲基丙烯酸酯，因而黏度較高，從而粘合層的厚度會(huì)超過(guò) ο μ m，而在20 μ m以下。在如現(xiàn)有的粘合層那樣厚度超過(guò)ΙΟμπι的情況下，在制造偏振轉(zhuǎn)換元件時(shí)，粘合層的端部上將產(chǎn)生變形。因此，在對(duì)光入射面310Α以及光出射面310Β進(jìn)行研磨時(shí)，變形部附近的透光性基板311的角部將被切削(參照?qǐng)D16)。其結(jié)果為，在將相位差板320接合在透光性基板311的光出射面310Β上時(shí)，在透光性基板311和相位差板320之間的接合層上將產(chǎn)生間隙，進(jìn)而生成氣泡。由此，使得透光性基板311與相位差板320未被充分接合，從而使相位差板320容易剝離。另外，由于在透光性基板311與相位差板320之間形成的氣泡，會(huì)導(dǎo)致光的透射系數(shù)下降。另一方面，在粘合層的厚度小于5μπι的情況下，當(dāng)粘合層內(nèi)混入了雜物等物質(zhì)時(shí)，由于雜物等物質(zhì)將導(dǎo)致粘合層的粘合強(qiáng)度降低。作為在本實(shí)施方式中所使用的粘合劑，例如可以例舉出UT20、HR154(商品名稱、 株式會(huì)社7—尹義(ADELL C0RP0RTI ON)制造)等產(chǎn)品。相位差板320通過(guò)接合層321而與透光性基板311的光出射面310B相接合。該相位差板320為，由水晶形成的1/2波長(zhǎng)板，其將透射過(guò)偏振分離膜312的ρ偏振光轉(zhuǎn)換成 S偏振光O接合層321為，由分子接合而成的等離子聚合膜，其主要材料為聚有機(jī)硅氧烷。 等離子聚合膜含有硅骨架，該硅骨架含有由等離子聚合法形成的硅氧烷鍵，且結(jié)晶度為 45%以下；脫離基，其由鍵合于該硅骨架的有機(jī)基構(gòu)成。而且，通過(guò)施加能量并使存在于表面附近的所述脫離基從所述硅骨架中脫離，從而表現(xiàn)出粘合性。由于該等離子聚合膜在被施加能量時(shí)，在其表面以及內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生活性離子，因而等離子聚合膜上表現(xiàn)出高強(qiáng)度的粘合性。偏振轉(zhuǎn)換元件的制造方法接下來(lái)，根據(jù)圖4至圖9，對(duì)本實(shí)施方式的偏振轉(zhuǎn)換元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖 4為表示膜形成工序的圖，圖5為表示粘合工序的圖，圖6為表示粘合工序中的紫外線照射狀態(tài)的圖。圖7(A)、(B)為表示硬化實(shí)驗(yàn)中的拉伸強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果的圖，圖8(A)、(B)為表示硬化實(shí)驗(yàn)中的剪切強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果的圖。圖9為表示切斷工序的圖，圖10為表示研磨工序的圖。
在偏振轉(zhuǎn)換元件的制造方法中，膜形成工序、粘合工序、切斷工序、研磨工序、接合工序被依次實(shí)施。膜形成工序
在膜形成工序中，如圖4所示，準(zhǔn)備多個(gè)透光性板材311A。這些透光性板材311A 具有相互大致平行的第1面31 IAl和第2面311A2。在幾個(gè)透光性板材311A的第1面311A1上，形成有偏振分離膜312，在第2面 311A2上，形成有反射膜313。在其它的透光性板材31IA的第1面31 IAl和第2面311A2 上，均未形成有這些膜。粘合工序在粘合工序中，如圖5所示，通過(guò)粘合劑314，將形成有偏振分離膜312和反射膜 313的透光性板材311A和未形成有這些膜的透光性板材311A交替粘合在一起。在此，粘合劑314A的涂布量被調(diào)節(jié)成，使硬化后的厚度為5μπι以上、ΙΟμπι以下。另外，在粘合工序中，如圖6所示，從與透光性板材31IA的第1面31 IAl大致垂直的方向照射紫外線。紫外線穿過(guò)偏振分離膜312和反射膜313。如此，通過(guò)被紫外線從與透光性板材311Α的第1面311Α1大致垂直的方向照射，從而粘合劑314Α也同時(shí)被硬化。由此，在偏振分離膜312與透光性板材311Α之間、以及反射膜313和第二塊透光性板材311Α之間，分別形成了粘合層314。而且，形成了接合有多個(gè)透光性板材311Α的層疊體400。并且，也可以從與透光性板材311Α的第1面311Α1大致平行的方向照射紫外線。在此，對(duì)粘合劑314Α的硬化條件與通過(guò)各硬化條件而獲得的粘合層314的接合強(qiáng)度之間的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。如表1所示，通過(guò)改變紫外線(UV)照射量，從而實(shí)施了從硬化實(shí)驗(yàn)1至硬化實(shí)驗(yàn) 7的實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果為，拉伸強(qiáng)度如表1、圖7(A)、(B)所示，剪切強(qiáng)度如表1、圖8(A)、(B) PJf
7J\ οgp，如圖7(A)、⑶所示，當(dāng)紫外線照射量在15000mJ/cm2以上、45000mJ/cm2以下， 特別是在20000mJ/cm2以上、35000mJ/cm2以下時(shí)，由于粘合層314的拉伸強(qiáng)度較高，故為優(yōu)選。另外，如圖8(A)、(B)所示，當(dāng)紫外線照射量在15000mJ/cm2以上、60000mJ/cm2以下，特別是在25000mJ/cm2以上、50000mJ/cm2以下時(shí)，由于粘合層314的剪切強(qiáng)度較高，故為優(yōu)選。 并且，表1中，各個(gè)硬化實(shí)驗(yàn)各實(shí)施了兩次。利用以下實(shí)驗(yàn)辦法，實(shí)施了拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)和剪切強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。即，將兩塊IOmmX IOmm 大小的白板玻璃用粘合劑314A粘合而做成試樣，通過(guò)拉伸實(shí)驗(yàn)儀器，在垂直或平行方向上對(duì)該試樣的粘合面施加拉伸載荷，并測(cè)量?jī)蓧K白板玻璃分離時(shí)的載荷。表權(quán)利要求
1.一種偏振轉(zhuǎn)換元件，其特征在于，具有元件本體，其具有相互大致平行的光入射面和光出射面； 相位差板，其與該元件本體的所述光出射面相接合， 所述元件本體具有多個(gè)透光性基板，其以預(yù)定角度被依次接合在所述光出射面上； 偏振分離膜和反射膜，其交替設(shè)置在多個(gè)該透光性基板之間； 粘合層，其分別形成在多個(gè)所述透光性基板之間，所述粘合層由紫外線硬化型粘合劑形成，且其厚度在5 μ m以上、10 μ m以下。
2.如權(quán)利要求1所述的偏振轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 所述粘合層以改性丙烯酸酯或改性甲基丙烯酸酯為主要成分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的偏振轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 所述透光性基板和所述相位差板通過(guò)接合層而接合，所述接合層包含硅骨架，其具有包含硅氧烷(Si-O)鍵的原子結(jié)構(gòu)； 脫離基，其鍵合于該硅骨架， 所述硅骨架中，所述脫離基脫離了的硅骨架的懸空鍵成為活性鍵，從而將所述透光性基板和所述相位差板接合在一起。
4.如權(quán)利要求1或2所述的偏振轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 所述透光性基板和所述相位差板通過(guò)接合層而接合，所述接合層通過(guò)如下的原子擴(kuò)散接合法而形成，即，通過(guò)使設(shè)置在所述透光性基板上的微晶連續(xù)薄膜與設(shè)置在所述相位差板上的微晶連續(xù)薄膜相接觸，從而使所述透光性基板的微晶連續(xù)薄膜和所述相位差板的微晶連續(xù)薄膜之間的接觸界面及晶界上發(fā)生原子擴(kuò)散， 或者通過(guò)使設(shè)置在所述透光性基板和所述相位差板中的某一方上的微晶連續(xù)薄膜與設(shè)置在另一方上的微晶結(jié)構(gòu)相接觸，從而使所述微晶連續(xù)薄膜和所述微晶結(jié)構(gòu)之間的接觸界面及晶界上發(fā)生原子擴(kuò)散。
5.如權(quán)利要求1或2所述的偏振轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 所述相位差板由水晶形成。
6.一種偏振轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，具有 權(quán)利要求1或2所述的偏振轉(zhuǎn)換元件；被配置在該偏振轉(zhuǎn)換元件的光入射側(cè)的透鏡陣列。
7.一種投影裝置，其特征在于，具有 光源裝置，其射出光；權(quán)利要求6所述的偏振轉(zhuǎn)換單元，其將來(lái)自該光源裝置的光轉(zhuǎn)換成一種偏振光； 光調(diào)制裝置，其根據(jù)圖像信息，對(duì)來(lái)自該偏振轉(zhuǎn)換單元的所述偏振光進(jìn)行調(diào)制，以形成光學(xué)像；投影光學(xué)裝置，其對(duì)通過(guò)該光調(diào)制裝置而形成的所述光學(xué)像進(jìn)行放大投影。
8.一種偏振轉(zhuǎn)換元件的制造方法，其特征在于， 實(shí)施如下工序膜形成工序，在具有相互大致平行的第1面和第2面的多個(gè)透光性板材之間，交替設(shè)置偏振分離膜和反射膜；粘合工序，在多個(gè)所述透光性板材之間，分別形成粘合層；切斷工序，將多個(gè)所述透光性板材以相對(duì)于所述第1面和所述第2面成預(yù)定角度的方式而進(jìn)行切斷，從而形成具有相互大致平行的光入射面和光出射面的層疊組塊；研磨工序，對(duì)所述層疊組塊的光入射面和光出射面進(jìn)行研磨，從而形成元件本體； 接合工序，將所述相位差板接合在所述元件本體的光出射面上， 在所述粘合工序中，所述粘合層通過(guò)紫外線硬化型粘合劑而形成為，厚度在5 μ m以上、IOym以下。
9.如權(quán)利要求3所述的偏振轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 所述相位差板由水晶形成。
10.如權(quán)利要求4所述的偏振轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 所述相位差板由水晶形成。
11.一種偏振轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，具有 權(quán)利要求3所述的偏振轉(zhuǎn)換元件；被配置在該偏振轉(zhuǎn)換元件的光入射側(cè)的透鏡陣列。
12.—種偏振轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，具有 權(quán)利要求4所述的偏振轉(zhuǎn)換元件；被配置在該偏振轉(zhuǎn)換元件的光入射側(cè)的透鏡陣列。
13.一種偏振轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，具有 權(quán)利要求5所述的偏振轉(zhuǎn)換元件；被配置在該偏振轉(zhuǎn)換元件的光入射側(cè)的透鏡陣列。
14.一種投影裝置，其特征在于，具有 光源裝置，其射出光；權(quán)利要求11所述的偏振轉(zhuǎn)換單元，其將來(lái)自該光源裝置的光轉(zhuǎn)換成一種偏振光； 光調(diào)制裝置，其根據(jù)圖像信息，對(duì)來(lái)自該偏振轉(zhuǎn)換單元的所述偏振光進(jìn)行調(diào)制，以形成光學(xué)像；投影光學(xué)裝置，其對(duì)通過(guò)該光調(diào)制裝置而形成的所述光學(xué)像進(jìn)行放大投影。
15.一種投影裝置，其特征在于，具有 光源裝置，其射出光；權(quán)利要求12所述的偏振轉(zhuǎn)換單元，其將來(lái)自該光源裝置的光轉(zhuǎn)換成一種偏振光； 光調(diào)制裝置，其根據(jù)圖像信息，對(duì)來(lái)自該偏振轉(zhuǎn)換單元的所述偏振光進(jìn)行調(diào)制，以形成光學(xué)像；投影光學(xué)裝置，其對(duì)通過(guò)該光調(diào)制裝置而形成的所述光學(xué)像進(jìn)行放大投影。
16.一種投影裝置，其特征在于，具有 光源裝置，其射出光；權(quán)利要求13所述的偏振轉(zhuǎn)換單元，其將來(lái)自該光源裝置的光轉(zhuǎn)換成一種偏振光； 光調(diào)制裝置，其根據(jù)圖像信息，對(duì)來(lái)自該偏振轉(zhuǎn)換單元的所述偏振光進(jìn)行調(diào)制，以形成光學(xué)像；投影光學(xué)裝置，其對(duì)通過(guò)該光調(diào)制裝置而形成的所述光學(xué)像進(jìn)行放大投影。
全文摘要
本發(fā)明提供一種長(zhǎng)壽命且光學(xué)特性優(yōu)異的偏振轉(zhuǎn)換元件、偏振轉(zhuǎn)換單元、投影裝置、及偏振轉(zhuǎn)換元件的制造方法。偏振轉(zhuǎn)換單元(300)具有元件本體(310)，其具有相互大致平行的光入射面(310A)和光出射面(310B)；相位差板(320)，其與該元件本體(310)的光出射面(310B)相接合，元件本體(310)具有多個(gè)透光性基板(311)，其以預(yù)定角度被依次接合在光出射面(310B)上；偏振分離膜(312)和反射膜(313)，其交替設(shè)置在多個(gè)該透光性基板(311)之間；粘合層(314)，其分別形成在多個(gè)透光性基板(311)之間，粘合層(314)由紫外線硬化型粘合劑形成，且其厚度在5μm以上、10μm以下。
文檔編號(hào)G03B21/20GK102445727SQ20111024312
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月1日
發(fā)明者粟野原芳則 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社