(57)【要約】【課題】コントラストが高い状態でも、黒表示における表示品位の向上した投射型液晶表示装置を実現し得る偏光変換素子を提供し、それを投射型液晶表示装置に適用する。【解決手段】直線偏光板２１の片面に反射防止層２５が形成され、この状態で５０℃以上の温度にて加熱処理が施されている投射型液晶表示装置用偏光変換素子が提供される。この偏光変換素子は通常、反射防止層２５が設けられた面とは反対側の面で、ガラスなどの透明基板３０に積層して用いられる。加熱処理は、直線偏光板２１を透明基板３０に積層した状態で施してもよい。直線偏光板２１と透明基板３０の間には、位相差板２３を介在させてもよい。このような偏光変換素子が光路中に配置された投射型液晶表示装置も提供される。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面に反射防止層が形成された直線偏光板からなり、この状態で５０℃以上の温度にて加熱処理が施されていることを特徴とする、投射型液晶表示装置用偏光変換素子。
【請求項２】
直線偏光板は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性染料が吸着配向された偏光フィルムの少なくとも片面に保護フィルムを積層したものである請求項１記載の偏光変換素子。
【請求項３】
直線偏光板の反射防止層を有する面における接触角度が８０度以上である請求項１又は２記載の偏光変換素子。
【請求項４】
直線偏光板の反射防止層が形成された面とは反対側の面に透明基板が積層されている請求項１〜３のいずれかに記載の偏光変換素子。
【請求項５】
透明基板がガラスである請求項４記載の偏光変換素子。
【請求項６】
透明基板がサファイアガラスである請求項５記載の偏光変換素子。
【請求項７】
直線偏光板と透明基板との間に位相差板が積層されている請求項４〜６のいずれかに記載の偏光変換素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の偏光変換素子が光路中に配置されていることを特徴とする投射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型液晶表示装置に用いる偏光変換素子に関するものであり、さらには、それを用いた投射型液晶表示装置にも関係している。
【０００２】
【従来の技術】
投射型液晶表示装置は、液晶プロジェクターとも呼ばれ、パーソナルコンピュータやテレビなどの画面を拡大してスクリーンに写し出すことができる装置として、広く使用されている。
【０００３】
投射型液晶表示装置の構成の一例を図１に基づいて概略説明すると、かかる投射型液晶表示装置は通常、光源系、反射・分光系及び拡大投射系を有している。光源系は、白色光源１１、集光レンズ１３及びＵＶ・ＩＲカットフィルター１４を有しており、白色光源１１からの白色光Ｌを集光レンズ１３で集光し、さらにＵＶ・ＩＲカットフィルター１４で紫外線及び赤外線をカットして、第一のダイクロイックミラー１へ送るようになっている。白色光源１１には通常、メタルハライドランプや高圧水銀ランプなどが用いられる。
【０００４】
反射・分光系は、４種類のダイクロイックミラー１，２，３，４、二つの全反射ミラー５，６、それぞれ赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂに対応する液晶セル７Ｒ、７Ｇ及び７Ｂ、入射側偏光変換素子８Ｒ、８Ｇ及び８Ｂ、出射側偏光変換素子９Ｒ、９Ｇ及び９Ｂ、並びに集光レンズ１０Ｒ、１０Ｇ及び１０Ｂを有している。
【０００５】
そして、第一のダイクロイックミラー１は、緑色光Ｇ及び青色光Ｂのみを透過するものであり、ここを透過した緑色光Ｇ及び青色光Ｂは、第二のダイクロイックミラー２へと送られる。第一のダイクロイックミラー１で反射された赤色光Ｒは、第一の全反射ミラー５へと送られ、ここで反射された後、赤用の集光レンズ１０Ｒ、入射側偏光変換素子８Ｒ、液晶セル７Ｒ及び出射側偏光変換素子９Ｒを通って、第三のダイクロイックミラー３へと送られる。一方、第二のダイクロイックミラー２は、青色光Ｂのみを透過するものであり、第一のダイクロイックミラー１を透過した緑色光Ｇと青色光Ｂのうち、第二のダイクロイックミラー２を透過した青色光Ｂは、青用の集光レンズ１０Ｂ、入射側偏光変換素子８Ｂ、液晶セル７Ｂ及び出射側偏光変換素子９Ｂを通って、第二の全反射ミラー６へと送られる。また、第二のダイクロイックミラー２で反射された緑色光Ｇは、緑用の集光レンズ１０Ｇ、入射側偏光変換素子８Ｇ、液晶セル７Ｇ及び出射側偏光変換素子９Ｇを通って、第三のダイクロイックミラー３へと送られる。第三のダイクロイックミラー３は、赤色光Ｒのみを透過するものであり、第一の全反射ミラー５から赤用の集光レンズ１０Ｒ、入射側偏光変換素子８Ｒ、液晶セル７Ｒ及び出射側偏光変換素子９Ｒを通った赤色光Ｒは、第三のダイクロイックミラー３をそのまま透過し、また第二のダイクロイックミラー２から緑用の集光レンズ１０Ｇ、入射側偏光変換素子８Ｇ、液晶セル７Ｇ及び出射側偏光変換素子９Ｇを通った緑色光Ｇは、第三のダイクロイックミラー３で反射され、それぞれ第四のダイクロイックミラー４へと送られる。第四のダイクロイックミラー４は、赤色光Ｒ及び緑色光Ｇのみを透過するものであり、第三のダイクロイックミラー３からの赤色光Ｒ及び緑色光Ｇはここをそのまま透過し、第二の全反射ミラー６からの青色光Ｂはここで反射されて、それぞれ投射レンズ１６へと送られる。
【０００６】
なお、ここでは、最初に青色光Ｂを分光し、次に赤色光Ｒと緑色光Ｇを分光する形式を示したが、ダイクロイックミラーの組合せにより、分光の順番は任意に変更できる。
【０００７】
拡大投射系は、投射レンズ１６を有しており、ここでそれぞれの光に対応する画像が拡大されて、スクリーン１７へ拡大像を投影することになる。なお、各色に対応する液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの入射側偏光変換素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ及び出射側偏光変換素子９Ｒ，９Ｇ，９Ｂは、液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに貼合して用いられることもあるが、通常は、液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと間隔を置いて配置されており、この間隔は、冷却用の通風路となる。また、入射側偏光変換素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、集光レンズ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとも間隔が保たれている。このように、偏光変換素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ，９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ及び集光レンズ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから離間して配置する場合は、直線偏光板をガラスなどの補強材に貼合した形で用いられる。この場合、直線偏光板の露出面には、反射防止層を設けることが多い。
【０００８】
このような投射型液晶表示装置においては、各液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、それぞれ２枚の偏光変換素子、すなわち入射側偏光変換素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ及び出射側偏光変換素子９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの間に配置されている。これらの偏光変換素子８，９は、画像をスクリーンに拡大して投射するのに必要な光量の光が透過するため、発熱が大きい。また、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び／又は青色光Ｂが偏光光である場合、液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに入射するときに偏光面を回転させる必要が生じることが多い。さらに、液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから出射された偏光光は、再び偏光面を回転させる場合もある。
【０００９】
偏光面を回転させるためには、位相差板を用いればよく、位相差板は通常、入射側偏光変換素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの光源１１側や、出射側偏光変換素子９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの投射レンズ１６側に配置される。位相差板としては、入手の容易さや価格などの点から、通常は樹脂製のものが用いられる。この位相差板は、入射側偏光変換素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ又は出射側偏光変換素子９Ｒ，９Ｇ，９Ｂにおいて、直線偏光板に貼り合わされた形で用いられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような投射型液晶表示装置は、コントラストを高くすると、スクリーンに投影される映像の黒表示が部分的に光抜けの状態になる、いわゆる色ムラが発生しやすいという問題を有していた。
【００１１】
そこで本発明者は、コントラストが高い状態でも、黒表示における表示品位の向上した投射型液晶表示装置を実現し得る偏光変換素子を開発すべく、研究を行ってきた。その結果、特定温度にて加熱処理した直線偏光板を偏光変換素子とすることにより、スクリーンに投影される映像のコントラストを上げた状態でも、表示品位に優れた投射型液晶表示装置を与え得る偏光変換素子となることを見出し、本発明に至った。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、片面に反射防止層が形成された直線偏光板からなり、この状態で５０℃以上の温度にて加熱処理が施されている投射型液晶表示装置用偏光変換素子を提供するものである。また本発明によれば、この偏光変換素子が光路中に配置されている投射型液晶表示装置も提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的構成例を示す図２を適宜参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。図２は、本発明に係る偏光変換素子につき、いくつかの層構成の例を示す断面模式図であって、（Ａ）は、直線偏光板の片面に反射防止層が形成された状態を、（Ｂ）は、反射防止層が片面に設けられた直線偏光板の別の面を透明基板に貼合して積層した状態を、また（Ｃ）は、反射防止層が片面に設けられた直線偏光板の別の面を、位相差板を介して透明基板に積層した状態を、それぞれ示している。
【００１４】
本発明では、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、直線偏光板２１の片面に反射防止層２３を設けて、偏光変換素子とされる。そして、直線偏光板２１の片面に反射防止層２３を形成した状態で、５０℃以上の温度にて加熱処理されたものである。このような加熱処理を施すことにより、投射型液晶表示装置に組み込んで使用した場合に、黒表示における部分的な光抜けがなくなり、表示品位の良好なものとなる。この際の加熱温度は５０℃以上が必要であるが、好ましくは６０℃以上であり、また好ましくは９０℃以下である。５０℃を下回る温度で加熱処理しても充分な効果が発現せず、また、加熱温度が９０℃を超えると、偏光変換素子の光学特性が変化する場合があるので、好ましくない。加熱時間は、通常３０分以上１００時間以内であり、好ましくは１時間以上、より好ましくは１２時間以上、さらに好ましくは２４時間以上である。なお、加熱時間が１００時間を越えると、生産性が低下するので、好ましくない。
【００１５】
直線偏光板２１は、吸収軸方向に平行な振動面を有する直線偏光光は吸収して実質的に透過させず、吸収軸方向に直交する振動面を有する直線偏光光は透過する性質を有するものであればよい。直線偏光板としては、偏光フィルムの片面又は両面に保護フィルムが積層されたものが用いられる。
【００１６】
偏光フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性染料又はヨウ素が吸着配向されたものが用いられ、投射型液晶表示装置には、二色性染料が吸着配向された、いわゆる染料系偏光フィルムが好ましく用いられる。偏光フィルムの厚みは、通常１〜５０μｍ　程度である。
【００１７】
保護フィルムとしては、例えば、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロースのようなセルロース系樹脂からなるフィルム、ノルボルネン系樹脂フィルムに代表される非晶性オレフィン系樹脂フィルムのようなオレフィン系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルムなどが用いられる。保護フィルムの厚みは、通常１０〜２００μｍ　程度であり、好ましくは２０μｍ　以上、より好ましくは３０μｍ　以上であり、また好ましくは１２０μｍ　以下、より好ましくは６０μｍ　以下である。保護フィルムは、その面内位相差の小さいものが好ましく、例えば、好ましい面内位相差は５０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下である。
【００１８】
保護フィルムとしては特に、ガラス転移温度が１３０℃以上、さらには１４０℃以上、とりわけ１５０℃以上であり、光弾性係数が５０×１０−１３ｃｍ２／ｄｙｎｅ以下、とりわけ１０×１０−１３ｃｍ２／ｄｙｎｅ以下である樹脂フィルムからなるものが、好ましく用いられる。なお、光弾性とは、等方性、すなわち複屈折が０である物質に外力を加えて内部に応力を起こさせると、光学的異方性を呈し、複屈折を示すようになる現象をいう。物質に作用する応力（単位面積あたりに作用する力）をσとし、複屈折をΔｎとした場合に、応力σと複屈折Δｎは理論的には比例関係にあって、
Δｎ＝Ｃσ
と表すことができ、このＣが光弾性係数である。換言すれば、物質に作用する応力σを横軸にとり、その応力が作用したときの複屈折Δｎを縦軸にとると、理論的には両者の関係は直線となり、この直線の勾配が光弾性係数である。
【００１９】
このような高いガラス転移温度及び小さい光弾性係数を有する樹脂として、具体的には、変性ポリカーボネート樹脂フィルム、ノルボルネンのような環状オレフィンをモノマーとする環状ポリオレフィン系樹脂フィルムなどが挙げられる。変性ポリカーボネート樹脂フィルムとしては、例えば、帝人（株）製の“ピュアエース　ＷＲ”（商品名；ガラス転移温度約２２３℃、光弾性係数約４５×１０−１３ｃｍ２／ｄｙｎｅ　）などがある。また、環状ポリオレフィン系樹脂フィルムとしては、例えば、ジェイエスアール（株）製の“アートン”（商品名；ガラス転移温度約１７０℃、光弾性係数約４×１０−１３ｃｍ２／ｄｙｎｅ）、積水化学工業（株）製の“エスシーナ”や“ＳＣＡ４０　”（いずれも商品名；ガラス転移温度約１４０℃、光弾性係数約６×１０−１３ｃｍ２／ｄｙｎｅ）などがある。
【００２０】
偏光フィルムと保護フィルムとは、例えば、ポリビニルアルコール系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤などの接着剤層を介して積層され、直線偏光板となる。このような直線偏光板それ自体は、従来からの投射型液晶表示装置に用いられているものでもよい。
【００２１】
直線偏光板２１の片面には、反射防止層２３が形成される。例えば、偏光フィルムの上に保護フィルムが積層されている場合は、その保護フィルムの最外面に反射防止層２３を設けることができる。また、反射防止層を有する透明フィルムを積層して、最外層を反射防止層としてもよい。ここで反射防止層２３は、空気層との界面における反射光を低減する層であり、その反射光に起因する迷光の発生を防止する。反射防止層２３を有する面の反射率は、２％以下であるのが好ましく、さらには１％以下であるのがより好ましい。
【００２２】
反射防止層２３としては、通常使用されているもの、例えば、金属、金属酸化物及び金属フッ化物から選ばれる単層又は多層のものが挙げられる。金属としては、例えば、銀などが挙げられ、金属酸化物としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムなどが挙げられ、金属フッ化物としては、例えば、弗化マグネシウムなどが挙げられる。この反射防止層２３は、単層であってもよいし、２層、３層、４層又はそれ以上の層からなる多層であってもよい。反射防止層２３の厚みや、それが多層である場合の各層の厚みは、その層数、各層に用いる物質の屈折率などにより、適宜選択される。
【００２３】
反射防止層２３を有する面における接触角度は、８０度以上であるのが好ましく、さらには１００度以上の接触角度を有するのがより好ましい。ここでいう接触角度は、液体として水を用いた場合の値である。偏光変換素子の空気に触れる面での接触角度が８０度未満であると、ゴミ等の微粒子が付着しやすいので、そのような表面を有する偏光変換素子を用いた投射型液晶表示装置は、長期間にわたって使用した場合に、コントラストが低下しやすくなる傾向にある。接触角度の上限は１８０度である。
【００２４】
偏光フィルムの片面に保護フィルムが積層され、その保護フィルムの表面に反射防止層が形成され、その反射防止層を有する面が、ここで規定する接触角度を満足する場合、かかる反射防止層を有する直線偏光板は、そのまま本発明の偏光変換素子に用いることができる。ただし、通常の反射防止層の多くは、ここで規定する接触角度を有していないので、この場合には、反射防止層の上面にフッ素化合物からなる層を設けるとよい。
【００２５】
このために用いるフッ素化合物は、接触角度を８０度以上にし得るものであれば特に限定されず、表面の汚染を防止するために通常用いられるもの、例えば、含フッ素シラン化合物などを挙げることができる。このようなフッ素化合物は、表面に指紋などの汚れが付着するのを防止するために、通常用いられるものである。かかる含フッ素シラン化合物として、具体的には例えば、下記一般式（Ｉ）で示されるものが挙げられる。
【００２６】
2004020993.tif 000003
【００２７】
式中、Ｒ０　は炭素数１〜１６の直鎖状又は分岐状パーフルオロアルキル基を、Ｘはヨウ素原子又は水素原子を、Ｙは水素原子又は低級アルキル基を、Ｚはフッ素原子又はトリフルオロメチル基を、Ｒ１　は加水分解可能な基を、Ｒ２　は水素原子又は不活性な一価の有機基を、ａ、ｂ、ｃ及びｄはそれぞれ独立に０〜２００の整数を、ｅは０又は１を、ｍは０〜２の整数を、ｎは０〜２の整数を、ｐは１以上の整数をそれぞれ表す。
【００２８】
より具体的には、例えば、下式（ＩＩ）で示され、分子量が約４，５００　の含フッ素シラン化合物が挙げられる（これらの含フッ素シラン化合物については、例えば、特開平　１−２９４７０９　号公報参照）。
【００２９】
2004020993.tif 000004
【００３０】
本発明の偏光変換素子は、通常、直線偏光板２１の反射防止層２３が設けられた面とは反対側の面で、透明基板３１に積層して用いられる。この状態が図２の（Ｂ）に示されている。そして、偏光変換素子の加熱処理は、反射防止層２３が片面に設けられた直線偏光板２１を透明基板３１に積層する直前に行うか、あるいは上記直線偏光板２１を透明基板３１に積層した状態で行うのが好ましい。加熱処理時の取扱い性の面からは、直線偏光板２１を透明基板３１に積層した状態で加熱処理を行うのが有利である。
【００３１】
透明基板３１は、例えば、光学的に等方性のガラス平板であってもよいし、ガラス平板の一方の面又は両面にダイクロイックコート層を有し、特定波長範囲の光のみを透過し、他の波長範囲の光は透過しないトリミングフィルターなどであってもよい。透明基板３１の材質は、例えば、ソーダガラス、珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラス、クラウンガラス、チタンケイ酸ガラス、石英ガラスのほか、熱伝導率の高いサファイアガラスや水晶ガラスのような無機ガラスであってもよいし、アクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂のような有機の透明樹脂であってもよい。透明基板３１の厚みは、通常０．３〜２ｍｍ　程度である。また、透明基板３１の面積は、目的とする投射型液晶表示装置のサイズによって適宜選択される。
【００３２】
投射型液晶表示装置を通過する光による発熱の影響を避けるために、透明基板３１はガラスで構成するのが好ましく、なかでも、熱伝導率の高いサファイアガラスは、好適なものの一つである。サファイアガラスは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の単結晶体であって、例えば、ＥＦＧ法（Ｅｄｇｅ−ｄｅｆｉｎｅｄ　Ｆｉｌｍ−ｆｅｄ　Ｇｒｏｗｔｈ　法　）で板状に形成されたものなどが用いられる。また、透明基板３１が光学的異方性を有する場合は、その結晶軸と透過する偏光光の偏光軸を平行又は直交させる必要があり、例えばサファイアガラスの場合は、サファイアガラスのＣ軸と、透過する偏光光の偏光軸とが、平行又は直交するように配置される。
【００３３】
直線偏光板２１の面積は、通常、透明基板３１の面積と同じか、又はそれよりもやや小さい。面積がやや小さ目のほうが透明基板３１に貼着しやすいこともあり、透明基板３１の縁から０．５〜５ｍｍ　程度内側に貼れるようにするのが好ましい。
【００３４】
直線偏光板２１は、感圧接着剤を介してガラス板などの透明基板３１に積層されるが、さらに位相差板２５が積層されていてもよい。この状態が図２の（Ｃ）に示されている。すなわちこの図では、透明基板３１の片面に位相差板２５が積層され、さらにその上に直線偏光板２１が、その反射防止層２３を外側にして積層され、偏光変換素子となっている。
【００３５】
位相差板２５は、通常の投射型液晶表示装置に用いられるのと同様のものでよく、高分子フィルムからなるものを用いることができる。位相差板を構成する高分子としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、トリアセチルセルロースやジアセチルセルロースのようなセルロース樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ノルボルネンのような環状オレフィンをモノマーとする環状ポリオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などからなるものが挙げられる。これらの高分子フィルムを、例えば、一軸方向に延伸することによって、位相差板とすることができる。
【００３６】
位相差板２５を構成する高分子フィルムは、１枚であってもよいし、２枚以上が積層されたものであってもよい。２枚以上の高分子フィルムが積層された位相差板の例としては、例えば、レターデーションが等しい高分子フィルムを互いの遅相軸が交わるようにある角度で積層することにより、広い波長範囲にわたってほぼ等しいレターデーションが得られるようにした、いわゆる広帯域位相差フィルムが挙げられる。
【００３７】
位相差板２５の厚みは、通常２０〜１，０００μｍ程度であり、好ましくは２０〜１５０μｍ　程度である。なお、位相差板が最外層となる場合には、その位相差板の最外面に前述したような反射防止層を設けることができる。
【００３８】
位相差板２５は、通常、それを積層した偏光変換素子が配置される光路の光に対して、１／２波長のレターデーションを示すものであるのが有利である。具体的には、赤色の光路に用いる偏光変換素子の位相差板については、レターデーションが２９０〜３２０ｎｍ、とりわけ３００〜３１０ｎｍであり、赤色の光に対して１／２波長板として機能するものが好ましい。緑色の光路に用いる偏光変換素子の位相差板については、レターデーションが２６０〜２９０ｎｍ、とりわけ２７０〜２８０ｎｍであり、緑色の光に対して１／２波長板として機能するものが好ましい。また、青色の光路に用いる偏光変換素子の位相差板については、レターデーションが２１０〜２４０ｎｍ、とりわけ２２０〜２３０ｎｍであり、青色の光に対して１／２波長板として機能するものが好ましい。さらには、位相補償板として、富士写真フィルム（株）製の“ワイドビュー”フィルムや、日本石油化学（株）製の“日石ＬＣフィルム”のような、基材樹脂フィルムに液晶性物質が塗布配向されているフィルムを積層することもできる。
【００３９】
直線偏光板２１と位相差板２５とは、感圧接着剤を介して積層される。感圧接着剤とは、押さえるだけで他物質の表面に接着し、またこれを被着面から引き剥がして除去できる粘弾性体であって、粘着剤とも呼ばれるものである。感圧接着剤には、アクリレート系感圧接着剤、ウレタン系感圧接着剤、ゴム系感圧接着剤などがあるが、これらのなかから、透明で光学的に等方性のものを選択して用いればよい。なかでも、アクリレート系の感圧接着剤が好ましく用いられる。
【００４０】
位相差板２５を積層する場合は、片面に反射防止層２３が形成された直線偏光板２１の、反射防止層２３とは反対側の面に、感圧接着剤を介して位相差板２５を積層すればよい。偏光フィルムの片面に保護フィルムが積層され、その保護フィルムの表面に反射防止層２３を有する直線偏光板２１を用いて、保護フィルムと反対側の偏光フィルム表面に、感圧接着剤を介して位相差板を積層することもできる。直線偏光板２１と位相差板２５は、通常、面積がほぼ同じであり、それぞれの面積は、透明基板３１の面積とほぼ同じか、又はそれよりもやや小さくするのが好ましい。
【００４１】
直線偏光板２１と位相差板２５は、入射する偏光光と出射すべき偏光光との関係で両者の光軸がなす角度を適宜選択すればよく、例えば、直線偏光板２１の吸収軸と位相差板２５の遅相軸とがほぼ４５度の角度で交わる形態や、直線偏光板２１の吸収軸と位相差板２５の遅相軸とがほぼ６７．５度　で交わる形態などが挙げられる。
【００４２】
位相差板２５を積層して、図２（Ｃ）に示すような層構成の偏光変換素子とする場合、本発明による加熱処理は、反射防止層２３が形成された直線偏光板２１であって、位相差板２５と貼合される前の状態、その直線偏光板２１を位相差板２５と貼合した状態、その直線偏光板２１を位相差板２５と貼合し、さらに透明基板３１に貼合した状態のいずれで行ってもよい。ただ、加熱処理時の取扱い性の面からは、位相差板２５を介して直線偏光板２１を透明基板３１に貼合した状態で加熱処理を行うのが有利である。
【００４３】
本発明の偏光変換素子においては、透明基板３１のフィルムが積層されていない最外面（露出面）３３にも、反射防止層を設けることが好ましい。またこの面に、例えば、上で説明したような含フッ素シラン化合物の層を設けて、接触角度を８０度以上とすることもできる。
【００４４】
本発明の偏光変換素子は、投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）に好適に用いることができる。例えば、投射型液晶表示装置において、白色光源からの白色光の光路中や、白色光を分光した後の赤色光、緑色光、青色光である各原色光の光路中に挿入して用いることができる。
【００４５】
具体的には、図１に示したような投射型液晶表示装置であれば、各三原色に対応する液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの入射側偏光変換素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ及び出射側偏光変換素子９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの少なくとも一つとして、本発明の偏光変換素子を用いることができる。この場合の液晶表示装置は、白色光源１１と、この白色光源１１からの白色光Ｌを赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの三原色に分光するためのダイクロイックミラー１，２，３と、液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと、その液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの少なくとも一つの入射側又は出射側に配置された本発明の偏光変換素子とを有するものとなる。図２の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような、透明基板３１に直線偏光板２１が積層された偏光変換素子を用いる場合は、通常、透明基板３１が液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから遠い側となるように、換言すれば、直線偏光板２１が液晶セル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ側となるように配置されることが多い。
【００４６】
投射型液晶表示装置において分光される三原色の光のなかでも、緑色光は光量が多く、また視感度が高いため、かかる緑色光Ｇに対応する液晶セル７Ｇの入射側偏光変換素子８Ｇや出射側偏光変換素子９Ｇに対して、本発明の偏光変換素子は好適に用いられるが、もちろん、他の入射側偏光変換素子８Ｒ，８Ｂや出射側偏光変換素子９Ｒ，９Ｂに対しても、本発明の偏光変換素子を適用することは有効である。入射側偏光変換素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂのすべてに対して、及び／又は出射側偏光変換素子９Ｒ，９Ｇ，９Ｂのすべてに対して、本発明の偏光変換素子を適用することは、一層有効である。
【００４７】
一方、単板形式でカラーフィルターからの分光光を直接拡大する形式の投射型液晶表示装置もあるが、この場合には、三原色の光が交じり合って通過する光路中に本発明の偏光変換素子が配置されることになる。
【００４８】
【実施例】
以下、具体的な例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００４９】
実施例１
京セラ（株）から販売されている対角０．９インチ（約２３ｍｍ　）で、片面に反射防止処理が施されたサファイアガラス板の、反射防止処理されていない面に、住友化学工業（株）から販売されているポリカーボネート系の位相差板“スミカライト　ＳＥＦ４６０２２５”（レターデーション値は約２２５ｎｍ）と、同じく住友化学工業（株）から販売されているポリビニルアルコールフィルム／二色性染料系直線偏光板であって、片面に反射防止層が設けられている“スミカラン　ＳＷＷ８３２Ａ”とを、感圧接着剤を介してこの順番で、かつ偏光板の反射防止層が最外面となるように貼合し、偏光変換素子とした。位相差板の遅相軸と偏光板の吸収軸は、４５度の角度で交わるように配置した。この偏光変換素子を、６５℃で４８時間加熱処理した。この偏光変換素子を、投射型液晶表示装置の緑チャンネルの液晶セル出射側に、直線偏光板が液晶セル側となるようにセットして使用すると、黒表示において光抜けによる面内色ムラが小さいものとなった。
【００５０】
比較例１
６５℃での加熱処理を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして偏光変換素子を作製した。この偏光変換素子を、実施例１と同様に投射型液晶表示装置の緑チャンネルにセットして使用すると、黒表示において光抜けに起因する面内色ムラが見られた。
【００５１】
【発明の効果】
本発明により、直線偏光板の片面に反射防止層を形成した状態で、５０℃以上の温度で加熱処理した偏光変換素子は、投射型液晶表示装置に適用した場合に、黒表示における光抜けが生じにくく、面内色ムラの小さいものとなる。また、長期間にわたって使用した場合でも、投射画像の表示品位を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】投射型液晶表示装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る偏光変換素子について、いくつかの層構成の例を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１，２，３，４……ダイクロイックミラー、
５，６……全反射ミラー、
７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ……液晶セル、
８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ……入射側偏光変換素子、
９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ……出射側偏光変換素子、
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ……集光レンズ、
Ｌ……白色光（光源光）、
Ｒ……赤色光、
Ｇ……緑色光、
Ｂ……青色光、
１１……白色光源、
１３……集光レンズ、
１４……ＵＶ・ＩＲカットフィルター、
１６……投射レンズ、
１７……スクリーン、
２１……直線偏光板、
２３……直線偏光板上の反射防止層、
２５……位相差板、
３１……透明基板、
３３……透明基板の露出面。
【図１】
2004020993.tif 000005
【図２】
2004020993.tif 000006