(57)【要約】【課題】偏光変換素子１の構成要素の１つである位相差フィルム部２４は、高温下で使用されているうちに劣化し黄変する。黄変すると光の透過率が低下し、温度は更に上昇し、やがて焼損に至ることもあった。【解決手段】位相差フィルム部２４の幅Ｈを、偏光膜部２３間の間隔であるアレイ幅Ｗより小とし、且つそのアレイ幅Ｗの中央に位置するように位相差フィルム部２４を設ける。偏光変換素子１の使用時において、偏光膜部２３の露出部分は特に温度が上昇する部分であるが、位相差フィルム部２４がそこより少し離されることになるので、そこからの熱の影響が少なくなる。そのため、位相差フィルム部が黄変するのが抑制され、耐熱性，耐光性が向上する。このような偏光変換素子を液晶表示装置に使用すれば、その液晶表示装置も耐熱性，耐光性が向上する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの入射光のうち所定偏光方向の第１の偏光光を透過させ且つ該所定偏光方向に直交する偏光方向の第２の偏光光を反射させる第１の偏光膜部と、該偏光膜部で反射された第２の偏光光を反射させる第２偏光膜部とを、透明部を介在させながら交互に所定間隔で平行となるよう配設し、
該透明部の第１の偏光光の出射側か第２の偏光光の出射側かの何れか一方に位相差フィルム部を設けて成る偏光変換素子において、
前記位相差フィルム部の幅を前記所定間隔より小とし、且つ前記所定間隔の中央に位置するよう前記位相差フィルム部を設けた
ことを特徴とする偏光変換素子。
【請求項２】
位相差フィルム部の幅を所定間隔の８０％以上の幅としたことを特徴とする請求項１記載の偏光変換素子。
【請求項３】
位相差フィルム部の幅を所定間隔の８０％以上で且つ９０％以下の幅としたことを特徴とする請求項１記載の偏光変換素子。
【請求項４】
光源からの光を複数の光束に分割するインテグレータ光学系と、
該インテグレータ光学系からの複数の光束の偏光方向を所定の偏光方向に揃える偏光変換素子と、
該偏光変換素子からの光束が照射され、映像信号に応じて光学像を形成する液晶表示素子と、
該光学像を拡大して表示する投射レンズとを具えた液晶表示装置において、
前記偏光変換素子として請求項１，２または３記載の偏光変換素子を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光変換素子およびそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
映像表示素子として偏光方向の揃った偏光光を利用する液晶表示素子を用いた液晶表示装置では、従来から、液晶表示素子の照明領域を均一に照明するために、２枚のレンズアレイを用いたインテグレータ光学系が用いられている。また、ランダムな偏光光を発生する光源から１種類の偏光光を効率よく発生させるために、偏光変換素子が利用されている。
これらのインテグレータ光学系と偏光変換素子とを組合せた偏光照明装置に関する文献としては、例えば特開平８−３０４７３９号公報がある。
【０００３】
図２は、偏光照明装置を用いた従来の液晶表示装置を示す図である。図２において、１は偏光変換素子、２は第２レンズアレイ、３は第１レンズアレイ、４は光源、５は集光レンズ、６はスクリーン、７は投射レンズ、８は色合成プリズム、９Ｒ，９Ｇ，９Ｂは出射側偏光板、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは液晶表示素子、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは入射側偏光板、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂはコンデンサレンズ、１３〜１５は全反射ミラー、１６，１７はダイクロイックミラー、１８は第１リレーレンズ、１９は第２リレーレンズ、２０は冷却ファン、５０は偏光照明装置、１００は液晶表示装置である。
【０００４】
光源４，第１レンズアレイ３，第２レンズアレイ２は、インテグレータ光学系を構成し、これに偏光変換素子１が加えられて偏光照明装置５０を構成している。この偏光照明装置５０は、液晶表示素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを均一に照射するよう作用する。
光源４から出射した光は、第１レンズアレイ３に入射する。第１レンズアレイ３は、入射した光束をマトリックス状に配置された複数のレンズセルで複数の光束に分割して、効率よく第２レンズアレイ２と偏光変換素子１とを通過するように導く。
【０００５】
第２レンズアレイ２は、第１レンズアレイ３と同様に、マトリックス状に配置された複数のレンズセルを持っており、各レンズセルは、対応する第１レンズアレイ３のレンズセルの形状を、液晶表示素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ側に重畳して投影する。これにより、第１レンズアレイ３と第２レンズアレイ２は、均一照明を行う。
この時、偏光変換素子１は、第２レンズアレイ２からの光を、所定の直線偏光に揃える。そして、第１レンズアレイ３の各レンズセルの投影像（即ち光源像）は、集光レンズ５，及びコンデンサレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、第１リレーレンズ１８，第２リレーレンズ１９を経て、各液晶表示素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ上に重ね合わされ、均一照明の映像とされる。
【０００６】
この過程で、光源４により出射された白色光は、ダイクロイックミラー１６，１７により、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色に分離され、それぞれ対応する液晶表示素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに照射される。なお、ここでは、ダイクロイックミラー１６は青反射緑赤透過特性のミラーであり、ダイクロイックミラー１７は緑反射赤透過特性のミラーである。
各液晶表示素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂには、入射側に入射側偏光板１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが備えられ、出射側に出射側偏光板９Ｒ，９Ｇ，９Ｂが備えられている。これらは、映像信号に応じて画素ごとに光の濃淡を変える光強度変調を行い、映像（光学像）を形成する。
【０００７】
液晶表示素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにより形成された映像（光学像）は、色合成プリズム８によって色合成され、更に、投射レンズ７によってスクリーン６上へと投射され、大画面映像を得ることが出来る。
なお、第１リレーレンズ１８と第２リレーレンズ１９は、光路長の差を補正するためのものである。即ち、光源４から液晶表示素子１０Ｒまでの光路長は、液晶表示素子１０Ｂ，１０Ｇまでの光路長に比し長くなっているので、それを補正する。
【０００８】
コンデンサレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、液晶表示素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ通過後の光線の広がりを押さえ、投射レンズ７によって効率のよい投射を実現する。全反射ミラー１３は、Ｂ光を折り曲げて液晶表示素子１０Ｂに導き、全反射ミラー１４と１５は、Ｒ光を折り曲げて液晶表示素子１０Ｒに導く。
冷却ファン２０は、偏光変換素子１，入射側偏光板１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，液晶表示素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，出射側偏光板９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ等を冷却するためのものである。
以上のように構成された液晶表示装置は、小型であることとか、明るい画像が得られること等が特に要求される。従って、近年、液晶表示素子自体の小型化が進むとともに、光源から出射される光量も増加され、各光学部品に入射する単位面積当たりの光量が増加している。
【０００９】
図７は、従来の偏光変換素子を示す図である。図７において、１は偏光変換素子、２１はＰＢＳアレイ（ＰＢＳ…Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ  無偏光の光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する素子）、２２は透光部、２３は偏光膜部、２４は位相差フィルム部、２５は樹脂フィルム、２６は粘着剤、２７は偏光分離膜、２８は紫外線硬化型接着剤、２８Ｔは紫外線硬化型接着剤端部、Ｈは位相差フィルム幅、Ｗはアレイ幅である。
そして、図７（１）は偏光変換素子１の斜視図、図７（２）は偏光変換素子１のＫ−Ｋ断面図、図７（３）は断面の一部Ｃの拡大模式図である。
【００１０】
まず、構成について説明する。
図７（１），（２）に示すように、偏光変換素子１は、透光部２２と偏光膜部２３と位相差フィルム部２４とから構成されている。偏光膜部２３は、透光部２２に挟まれる形で、所定の間隔で幾つか平行に設けられる。偏光膜部２３の傾きは、光学系の光軸に対して４５°の角度をなすようにされる。位相差フィルム部２４は、１つ置きの透光部２２の出射側面に貼り付けられている。
位相差フィルム部２４を貼る前のものがＰＢＳアレイ２１であり、貼った後のものが偏光変換素子１である。
【００１１】
図７（３）に示すように、偏光膜部２３は、偏光分離膜２７と紫外線硬化型接着剤２８とから成っており、紫外線硬化型接着剤端部２８Ｔは、紫外線硬化型接着剤２８の出射側面に露出している端部である。位相差フィルム部２４は、樹脂フィルム２５と粘着剤２６とから成っている。透光部２２の部材としては、例えばガラスが用いられる。
【００１２】
ＰＢＳアレイ２１のアレイ幅Ｗは、１つの偏光膜部２３と次の偏光膜部２３との間隔のことであるから、図示するように紫外線硬化型接着剤端部２８Ｔの終わる所から計った場合、次の紫外線硬化型接着剤端部２８Ｔの終わる所までの間隔ということになる。この間隔は、所定の間隔とされている。
なお、アレイ幅Ｗの実際の値は約３ｍｍであるが、偏光膜部２３の厚みは約５μｍ程度と相対的に極めて小さい。しかし、ここでは説明を分かり易くするため、偏光膜部２３の厚さを大きく描いてある。
従来の偏光変換素子１では、位相差フィルム部２４は偏光膜部間の透光部２２の出射側面を覆うように貼り付けられているから、位相差フィルム幅Ｈは、アレイ幅Ｗと略等しいものであった。
【００１３】
次に、偏光変換素子１の作用を説明する。
図８は、従来の偏光変換素子における偏光状況を説明する図である。符号は図７のものに対応し、２３−１〜２３−３は偏光膜部、３０はアレイ境界線、Ｌは入射光、ＰはＰ偏光光、ＳはＳ偏光光である。アレイ境界線３０は、偏光膜部２３が出射面に露出して線状となっている部分である。
なお、偏光膜は、所定の偏光方向の偏光光は透過させ、これに直交する偏光方向の偏光光は反射する特性を有する膜であるが、ここで用いている偏光膜部の中の偏光膜は、Ｐ偏光は透過し、Ｓ偏光は反射するという特性を有するものである。
【００１４】
入射光Ｌは、図２の光源４より出た光である。第１レンズアレイ３，第２レンズアレイ２を経て、偏光変換素子１へ入射されて来る。透光部２２を通って偏光膜部２３−２に到達した入射光Ｌは、Ｓ偏光成分は反射され、Ｐ偏光成分は透過して行く。矢印の傍に記したＳ，Ｐはそれを表している。反射されたＳ偏光成分は隣の偏光膜部２３−３にて再度反射され、外部へ出射される。
【００１５】
一方、偏光膜部２３−２を透過したＰ偏光成分が出射する面には、位相差フィルム部２４が配置されているので、Ｐ偏光光はＳ偏光光に変換されて出射される。従って、偏光変換素子１を出射する光は、すべてＳ偏光光に揃えられる。
このように、偏光変換素子１は、これを通過して出てゆく光を、所定の偏光方向に揃える作用をしている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
（問題点）
前記した従来の偏光変換素子には、耐熱性，耐光性が悪いという問題点があった。従って、そのような偏光変換素子を用いている液晶表示装置も、やはり耐熱性，耐光性が悪いものとなっていた。
【００１７】
（問題点の説明）
偏光変換素子１は、光源の近くに配置され、極めて強い光が通過させられる。このような偏光変換素子１の温度は、光源の熱によるほか、光の透過率の低下によっても上昇させられる。
偏光変換素子１を構成する要素の中には、使用しているうちに光の透過率が低下して来るものがある。透過率が低下すると偏光変換素子１内に吸収される光量が増加し、温度は更に上昇する。温度上昇すると偏光変換素子１の材質が劣化し、透過率が更に悪くなる。即ち、偏光変換素子１は、温度上昇→材質劣化→透過率低下→温度上昇という悪循環を生ずる可能性を有している。
【００１８】
ところで、使用しているうちに透過率が低下する構成要素としては、位相差フィルム部２４の樹脂フィルム２５および粘着剤２６とか、偏光膜部２３の紫外線硬化型接着剤２８とかがある。これらについて説明すると、次の通りである。
樹脂フィルム２５にはポリカーボネートフィルムが、粘着剤２６にはアクリル系粘着剤がしばしば用いられるが、これを用いた場合、高温となった状態で強い光（特に紫外線）に曝されていると、徐々に黄変（フィルムの黄色焼け）が進行する。黄変は材質劣化を反映する１つの現象であり、可視光短波長帯域における透過率が低下したものである。
【００１９】
紫外線硬化型接着剤２８も、高温に曝されると徐々に黄変が進行し、透過率が低下する。この現象は、空気に曝されている部分（即ち、図７（３）の紫外線硬化型接着剤端部２８Ｔの部分）において特に著しい。
このように透過率が低下すると、更に温度が上昇し、上記した悪循環が発生し、ついには焼損に至ることもある。
なお、樹脂フィルムの代わりに薄い水晶板を使用して、耐熱性，耐光性を高めようとする提案もなされているが、そのようにすると、コストが極めて高くなってしまっていた。
本発明は、以上のような問題点を解決することを課題とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、光源からの入射光のうち所定偏光方向の第１の偏光光を透過させ且つ該所定偏光方向に直交する偏光方向の第２の偏光光を反射させる第１の偏光膜部と、該偏光膜部で反射された第２の偏光光を反射させる第２偏光膜部とを、透明部を介在させながら交互に所定間隔で平行となるよう配設し、該透明部の第１の偏光光の出射側か第２の偏光光の出射側かの何れか一方に位相差フィルム部を設けて成る偏光変換素子において、前記位相差フィルム部の幅を前記所定間隔より小とし、且つ前記所定間隔の中央に位置するよう前記位相差フィルム部を設けることとした。
なお、位相差フィルム部の幅は、前記所定間隔の８０％以上の幅としてもよいいし、８０％以上で且つ９０％以下の幅としてもよい。
【００２１】
更に本発明では、光源からの光を複数の光束に分割するインテグレータ光学系と、該インテグレータ光学系からの複数の光束の偏光方向を所定の偏光方向に揃える偏光変換素子と、該偏光変換素子からの光束が照射され、映像信号に応じて光学像を形成する液晶表示素子と、該光学像を拡大して表示する投射レンズとを具えた液晶表示装置において、偏光変換素子として、位相差フィルム部の幅を偏光膜部間の所定間隔より小とし、且つ該所定間隔の中央に位置するよう該位相差フィルム部を設けたところの上記した偏光変換素子を用いることとした。
【００２２】
（作    用）
偏光変換素子において、位相差フィルム部の幅を偏光膜部間隔である所定間隔より小とし、且つ該所定間隔の中央に位置するよう該位相差フィルム部を設けると、位相差フィルム部が偏光膜部の露出部分より少し離されることになるので、使用中に偏光膜部露出部分より放出される熱の影響が少なくなる。そのため、位相差フィルム部が黄変するのが抑制される。即ち、耐熱性，耐光性が向上する。
このような偏光変換素子を液晶表示装置に使用すれば、その液晶表示装置も耐熱性，耐光性が向上する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
従来の偏光変換素子１につき、種々の実験，分析等をした結果、位相差フィルム部２４の焼損に至るメカニズムをほぼ解明することが出来たが、本発明は、その焼損に至るメカニズムをヒントにしてなされたものである。
図３は、偏光変換素子１に関する実験結果の１つを示している。先ず、それを説明する。
【００２４】
図３は、偏光変換素子１に使用されている位相差フィルム部２４（粘着剤付き樹脂フィルム）と紫外線硬化型接着剤２８の、黄変開始時間と温度との関係を調べた図である。横軸は黄変開始時間を示し、縦軸は温度を示している。
曲線イは、位相差フィルム部２４を或る一定温度に保った恒温槽に放置しておいた場合、何時間経過したら黄変し始めるかの関係を示したものである。例えば、曲線イ上の点Ａの部分は、ＴＡ  ℃に保った場合、約ｔＡ  時間経過すると黄変し始めたということを表している。
曲線ロは、紫外線硬化型接着剤２８を或る一定温度に保った恒温槽に放置しておいた場合、何時間経過したら黄変し始めるかの関係を示したものである。
【００２５】
曲線イにおいては、約１４０℃以下の温度に保った場合、曲線は急に横軸方向に大となっている。このことは、位相差フィルム部２４は、約１４０℃以下の温度に保たれていれば、黄変が開始するまでの時間が極めて長くなる（７００〜１０００時間）ということを物語っている。
また曲線ロにおいては、約１１０℃以下の温度に保った場合、曲線は急に横軸方向に大となっている。このことは、紫外線硬化型接着剤２８は、約１１０℃以下の温度に保たれていれば、黄変が開始するまでの時間が極めて長くなるということを物語っている。
【００２６】
上記２つの温度のうち、低い方の温度は約１１０℃であるから、温度が常にこれ以下に保たれ、いずれにおいても極めて長時間の間黄変が開始しないことが一番良い。しかし、何らかの事情で黄変が開始した場合、黄変→透過率低下→温度上昇→黄変という悪循環が生じ、焼損に至ることになる。位相差フィルム部２４が焼損する場合の温度は、約２５０℃であった。一方、紫外線硬化型接着剤２８は、約３００℃でも焼損には至らなかった。
即ち、温度上昇して焼損する場合、位相差フィルム部２４の方が先に焼損することが判明した。
【００２７】
以上のようなことを初めとする種々の実験，分析等の結果、位相差フィルム部２４は、次のような過程を経て焼損に至ると認められる。
▲１▼偏光変換素子１を約１１０℃で使用していると、紫外線硬化型接着剤２８の部分のうち、空気に触れている部分（紫外線硬化型接着剤端部２８Ｔ）が最初に黄変する。
▲２▼黄変した紫外線硬化型接着剤端部２８Ｔの温度が、特に上昇する。
【００２８】
▲３▼位相差フィルム部２４の幅側（短辺側）の端部は、図７（３）に示すように紫外線硬化型接着剤端部２８Ｔに隣接しているので、そこの熱が直接伝わって来て温度が上昇する。約１４０℃以上に上昇して或る程度の時間が経過すると、この部分から黄変し始める。
▲４▼やがて位相差フィルム部２４の全体が黄変する。
▲５▼黄変により透過率が低下し、前記した悪循環によって位相差フィルム部２４の温度が上昇して行く。
▲６▼やがて焼損に至る。
【００２９】
これらのことより、位相差フィルム部２４の黄変は、紫外線硬化型接着剤端部２８Ｔにおいて発生する熱を受けることが、重要な原因となっていることが判明した。そこで、本発明では、その熱の影響を出来るだけ少なくするように工夫したものである。
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の偏光変換素子１を示す図である。これは、従来の偏光変換素子を示す図７に対応させて描いた図であり、符号も図７のものに対応している。図１（１）は偏光変換素子１の斜視図、図１（２）は偏光変換素子１のＫ−Ｋ断面図、図１（３）は断面の一部Ｃの拡大模式図である。
図７の従来例と相違する点は、位相差フィルム幅Ｈをアレイ幅Ｗより小にし、位相差フィルム部２４をアレイ幅Ｗの略中央に位置するよう貼り付けたという点である。なお、他の部分は従来と同じであるので、それらについての説明は省略する。
【００３１】
前記のような要領で位相差フィルム部２４を貼り付けると、紫外線硬化型接着剤端部２８Ｔと位相差フィルム部２４とが隣接せず、少し離れることになる。少し離れると、紫外線硬化型接着剤端部２８Ｔで発生する熱が直接伝わって来なくなり、その熱による温度上昇が押さえられる。これにより、位相差フィルム部２４の幅側の端部の温度は、従来ほどには上昇しなくなり、黄変するのも遅らされる。
【００３２】
位相差フィルム部２４をアレイ幅Ｗの中央に位置するよう貼り付ける理由は、両側の紫外線硬化型接着剤端部２８Ｔから、等しい距離だけ離れるようにするためである。等距離でなければ、一方の側からは遠く離れても他方の側に近くなり、近い側の部分から早く黄変が始まってしまうからである。
なお図１（３）では、位相差フィルム部２４は少し右側に寄っているように見えるが、それはこれが模式図であるからである。実際には、先にも述べたように、アレイ幅Ｗは約３ｍｍであるのに対し、偏光膜部２３の厚みは約５μｍ程度と極めて薄く無視できるものであるから、貼り付けるに際しては、アレイ幅Ｗの中央に貼り付ければよい。
【００３３】
図６は、本発明の偏光変換素子１における偏光状況を説明する図である。符号は図８のものに対応し、Ｌ１  ，Ｌ２  は入射光である。図８の従来の場合と相違する点は、偏光変換効率が少し低下するという点である。低下する原因は、位相差フィルム部２４とアレイ境界線３０との間に少し間隔が出来てしまうところにある。
【００３４】
入射光Ｌ１  は、図８に示した入射光Ｌと同様の光線で、偏光膜部２３−２を透過したものは位相差フィルム部２４を通過し、偏光膜部２３−２で反射されたものは隣の偏光膜部２３−３で更に反射され、全てＳ偏光光に変換されて出射される。
入射光Ｌ２  は、位相差フィルム部２４とアレイ境界線３０との間隔部分を通過する方向の入射光線を示している。入射光Ｌ２  の偏光膜部２３−２を透過した光線は、Ｐ偏光光であるが、それは直進して行って前記した間隔部分から出射する。しかし、そこには位相差フィルム部２４は存在しないから、Ｓ偏光光に変換されることなく、Ｐ偏光光のまま出射されることになる。
Ｓ偏光光に変換されて出射することが期待されているのに、そうでない光で出射するわけであるから、偏光変換効率は少し低下することになる。偏光変換効率が低下すると、これを液晶表示装置に使用した場合、明るさが低下する。
【００３５】
間隔があくことにより偏光変換効率は低下するものの、その間隔はアレイ境界線３０に沿った部分であり、その部分は光線密度が粗くなる部分であるので、低下の度合は僅かである。
図５は、偏光変換素子１の出射面における光線密度分布を示す図である。符号は図６のものに対応し、２９は光スポットである。光スポット２９は、光線密度の等高線で表してあり、中央の方ほど高密度である。この図からも分かるように、アレイ境界線３０に沿った部分は密度が粗い。
【００３６】
図４は、位相差フィルムの幅率と偏光変換効率との関係を示す図である。ここで言う位相差フィルムの幅率とは、アレイ幅Ｗに対する位相差フィルム幅Ｈの比率（％）のことである（Ｈ／Ｗ）。図４の横軸はアレイ幅Ｗに対する位相差フィルム幅Ｈの比を表し、縦軸は偏光変換効率を表している。
位相差フィルムの幅率を１００％とした時（Ｈ＝Ｗの時）には、位相差フィルム部２４とアレイ境界線３０との間には間隔があいてないから、偏光変換効率は１００％である。
【００３７】
位相差フィルムの幅率を徐々に小にしてゆくと、偏光変換効率も低下してゆくが、その低下の度合は幅率が８０％位までは僅かであり、実用上あまり問題にはならない。なぜなら、偏光変換効率が低下するといっても、９９％になる位だからである。
しかし、幅率が８０％より小にされると、偏光変換効率は急激に低下し、実用上無視出来ない。
これらのことは、位相差フィルム部２４の両側の幅を削って幅率が８０％位まで狭くする場合は、光線密度が極めて粗い部分を削っているので、実用上あまり問題にならないが、それ以上削ると、光線密度が密な部分も削ることになり、実用上無視出来なくなるということを物語っている。
【００３８】
焼損を回避する立場から言えば、前記した間隔は広いほどよく（言い換えれば、幅率は小さいほどよく）、偏光変換効率の低下は出来るだけ少なくしたいという立場から言えば、幅率は大きいほどよい。両方の立場に考慮を払いつつ、実用上も問題ないようにするためには、図４から判断して、幅率は少なくとも８０％以上であることが望ましく、大にしたとしても精々９０％程度とするのが望ましい。
【００３９】
偏光変換素子を以上述べたような構成のものにすると、熱や光に曝されるも黄変が抑制され、耐熱性，耐光性，耐久性に優れたものとなる。このような偏光変換素子を、図２で示したような液晶表示装置の偏光変換素子に適用することにより、小型高輝度化と長寿命化との両立が図れる液晶表示装置を得ることか出来る。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の偏光変換素子およびこれを用いた液晶表示装置によれば、次のような効果を奏する。
（請求項１〜３の発明の効果）
▲１▼偏光変換素子の耐熱性，耐光性が向上する。
偏光変換素子において、位相差フィルム部の幅を偏光膜部間の所定間隔より小とし、且つ該所定間隔の中央に位置するよう該位相差フィルム部を設けると、位相差フィルム部が偏光膜部の露出部分より少し離されることになるので、使用中に偏光膜部露出部分より放出される熱の影響が少なくなる。そのため、位相差フィルム部が黄変するのが抑制される。即ち、耐熱性，耐光性が向上する。
【００４１】
▲２▼冷却装置の能力を低減できる。
偏光膜部露出部分より放出される熱の、位相差フィルム部に対する影響が少なくなるので、その分、冷却能力を低減することが出来る。例えば、図２の冷却ファン２０を小型のものにしたり、回転数を低くしたりすることが出来る。回転数を低くすると、それに伴い低騒音化も実現される。
【００４２】
（請求項４の発明の効果）
▲１▼本発明の偏光変換素子を液晶表示装置に使用すれば、その液晶表示装置も耐熱性，耐光性が向上し、装置としての信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏光変換素子を示す図
【図２】従来の液晶表示装置を示す図
【図３】温度と黄変開始時間との関係を示す図
【図４】位相差フィルムの幅率と偏光変換効率との関係を示す図
【図５】偏光変換素子の出射面における光線密度分布を示す図
【図６】本発明の偏光変換素子における偏光状況を説明する図
【図７】従来の偏光変換素子を示す図
【図８】従来の偏光変換素子における偏光状況を説明する図
【符号の説明】
１…偏光変換素子、２…第２レンズアレイ、３…第１レンズアレイ、４…光源、５…集光レンズ、６…スクリーン、７…投射レンズ、８…色合成プリズム、９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ…出射側偏光板、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…液晶表示素子、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…入射側偏光板、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…コンデンサレンズ、１３〜１５…全反射ミラー、１６，１７…ダイクロイックミラー、１８…第１リレーレンズ、１９…第２リレーレンズ、２０…冷却ファン、２１…ＰＢＳアレイ、２２…透光部、２３…偏光膜部、２４…位相差フィルム部、２５…樹脂フィルム、２６…粘着剤、２７…偏光分離膜、２８…紫外線硬化型接着剤、２８Ｔ…紫外線硬化型接着剤端部、Ｈ…位相差フィルム幅、Ｗ…アレイ幅、２９…光スポット、３０…アレイ境界線、５０…偏光照明装置、１００…液晶表示装置、Ｌ１  ，Ｌ２  …入射光
【図１】
2004361865.tif 000003
【図２】
2004361865.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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