[发明专利]偏振器和发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种偏振器和一种使用该偏振器的发光装置。

背景技术

近来，诸如大型显示器或者投影仪的显示装置的性能已经大大地提高。在这种显示装置中，在很多情形中应该对准偏振方向。例如，在被广泛地用于平板显示器的液晶显示装置中，偏振器被布置在来自光源的光的入射侧和出射侧这两侧中，并且通过向被夹在偏振器之间的液晶施加电压，控制入射光的偏振旋转，并且控制光对出射侧的透射率。用于对准偏振光的偏振器具有透射预定方向的线偏振光并且反射或者吸收与该预定方向正交的线偏振光的特性。

在偏振器中，作为用于反射一种偏振光的类型的反射性偏振器能够通过利用波长板等转换反射光的偏振方向而再次使用反射光。因此，反射性偏振器能够实现高的光使用效率。结果，能够为显示装置节约电力。

作为反射性偏振器，具有栅格结构（线栅结构）的线栅偏振器被广泛地使用，在该栅格结构中排列很多非常小的细金属线。例如，在专利文献1中详细描述了线栅结构，在该线栅结构中，例如以一百几十nm的重复间隔（节距）平行地布置了具有几十nm的宽度和上百nm的高度的多根细金属线。

在线栅偏振器中，在与细金属线的长度方向，即细金属线的延伸方向正交的方向上偏振的光（在下文中，TM光）被透射，而在与细金属线的长度方向平行的方向上偏振的光（在下文中，TE光）被反射。通常使用铝作为用于细金属线的金属材料。

使用这种反射性偏振器的发光装置的一个实例是偏振光发光二极管（偏振LED）。在例如，专利文献1中描述了该偏振LED。从作为光源的LED发射的光的偏振未被对准。因此，当直接地从LED向液晶板发射光时，仅能够使用一半的发射光。能够通过使用偏振转换元件在一个方向上对准发射光的偏振方向。然而，当使用偏振转换元件时，添加了偏振和转换光的光程。这使得实质发光面积加倍。在这种情形中，因为作为发光面积和径向立体角的乘积的光学扩展量（Etendue）增加，所以在于投影仪等中使用的情形中，光使用效率降低。

在这些情况下，已经提供了一种结构，其中反射性偏振器被设置在LED的发射面上并且被反射性偏振器反射的一种偏振光被返回LED侧从而被再次使用。这种结构能够实现高的光使用效率，因为能够在不增加光学扩展量的情况下对准偏振光。在这种结构中，因为偏振器位于LED正上方，所以偏振器被暴露于高光密度，并且偏振器的温度增加。线栅结构是高度可靠的，因为它能够由仅无机材料制成，并且即使在偏振器的温度增加的环境中，它的寿命也能够是长的。

引用列表

专利文献1：JP2008-060534A

非专利文献1：p.141104，30-nm-wide aluminum nanowire grid for ultrahigh contrast and transmittance polarizers made by UV-nanoimprint，Jian Jim Wang等人，Applied physics letters vol.89（2006）

发明内容

本发明所要解决的问题

为了在使用前述反射性偏振器的光学系统中增加光使用效率，减少在偏振器中的损失是重要的。即，为了减少损失，理想的是TM光的透射率和TE光的反射率这两者都是高的。

然而，在具有由铝制成的线栅结构的线栅偏振器的情形中，TM光的透射率即90%到95%是相对高的。然而，在此情形中，TE光的反射率即大约80%到85%是不足的。这意味着在线栅偏振器中，每次TE光被反射时损失了15%到20%的TE光。特别地，当多重反射发生时，即，在使用前述偏振LED时，存在大的损失的问题。

已经实现了本发明以解决前述问题，并且本发明的目的在于提供一种能够增加光使用效率的偏振器和一种发光装置。

解决问题的方案

为了实现该目的，根据本发明，一种偏振器包括线栅结构，该线栅结构具有被布置成在一个方向上延伸的多根细金属线。通过堆叠包含铝的第一金属层和包含来自金、银和铜中的一种元素的第二金属层而形成细金属线。第二金属层被设置在输入光所进入的线栅结构的一侧上。

根据本发明的发光装置包括本发明的偏振器，和具有被设置在发射光的出射平面一侧上的偏振器的发光二极管。被偏振器反射的光的至少一部分进入发光二极管。

本发明的效果

根据本发明，能够增加TE光的反射率以实现高光使用效率。结果，根据本发明，能够为显示装置节约电力。

附图简要说明