(57)【要約】【課題】多数の透明基板を積層することなく、簡単な製造工程で製造でき、且つ大面積の製造が可能な偏光ビーム変換素子及びその製造方法、偏光ビーム変換素子を用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】第１及び第２の光透過性基材１及び２の主面１Ａ及び２Ａ上に、略直角三角形状の断面形状を有する傾斜部を、その斜面１０及び２０が同一方向に向くように所定の間隔をもって並置配列して、これら斜面１０及び２０に偏光分離膜３を形成し、各光透過性基材１及び２を、光透過性樹脂４を介して各斜面１０及び２０が相対向するように重ね合わせて構成し、各光透過性基材１及び２の裏面１Ｂ及び２Ｂには、傾斜部に対応する位置に遮光部５、１／２波長板６をそれぞれ設ける構成とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の光透過性基材の主面上に、略直角三角形状の断面形状を有する傾斜部が、その斜面が同一方向に向くように所定の間隔をもって並置配列され、
上記斜面に偏光分離膜が形成され、
上記第１及び第２の光透過性基材が、光透過性樹脂を介して、上記傾斜部の上記斜面の背部の垂直面を近接させて上記各斜面が相対向するように重ね合わされて成り、
上記第１又は第２の光透過性基材の裏面には、上記傾斜部に対応する位置に遮光部又は１／２波長板がそれぞれ設けられて成ることを特徴とする偏光ビーム変換素子。
【請求項２】
第１及び第２の光透過性基材の主面上に、略直角二等辺三角形状の断面形状を有する傾斜部が所定の間隔をもって並置配列され、
上記斜面に偏光分離膜が形成され、
上記第１及び第２の光透過性基材が、光透過性樹脂を介して、上記各斜面が相対向するように重ね合わされて成り、
上記第１又は第２の光透過性基材の裏面には、上記傾斜部に対応する位置に遮光部又は１／２波長板がそれぞれ設けられて成ることを特徴とする偏光ビーム変換素子。
【請求項３】
少なくとも第１及び第２の光透過性基材の主面上に、略直角三角形状の断面形状を有する傾斜部を、その斜面を同一方向に向くように所定の間隔をもって並置配列して形成する工程と、
上記斜面に偏光分離膜を形成する工程と、
上記第１及び第２の光透過性基材を、光透過性樹脂を介して、上記傾斜部の上記斜面の背部の垂直面を近接させて上記各斜面が対向するように重ね合わせて積層する工程と、
上記第１及び第２の光透過性基材の裏面上の、上記傾斜部に対応する位置に遮光部又は１／２波長板をそれぞれ形成する工程を有することを特徴とする偏光ビーム変換素子の製造方法。
【請求項４】
少なくとも第１及び第２の光透過性基材の主面上に、略直角二等辺三角形状の断面形状を有する傾斜部を所定の間隔をもって並置配列して形成する工程と、
上記斜面に偏光分離膜を形成する工程と、
上記第１及び第２の上記光透過性基材を、光透過性樹脂を介して、上記各斜面が相対向するように重ね合わせて積層する工程と、
上記第１及び第２の光透過性基材の裏面上の、上記傾斜部に対応する位置に遮光部又は１／２波長板をそれぞれ形成する工程を有することを特徴とする偏光ビーム変換素子の製造方法。
【請求項５】
少なくとも光源と、偏光ビーム変換素子及び液晶板とを有する液晶表示装置であって、
上記偏光ビーム変換素子は、
第１及び第２の光透過性基材の主面上に、略直角三角形状の断面形状を有する傾斜部が、その斜面が同一方向に向くように所定の間隔をもって並置配列され、
上記斜面に偏光分離膜が形成され、
上記第１及び第２の光透過性基材が、光透過性樹脂を介して、上記傾斜部の上記斜面の背部の垂直面を近接させて上記各斜面が相対向するように重ね合わされて成り、
上記第１又は第２の光透過性基材の裏面には、上記傾斜部に対応する位置に遮光部又は１／２波長板がそれぞれ設けられて成ることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
少なくとも光源と、偏光ビーム変換素子及び液晶板とを有する液晶表示装置であって、
上記偏光ビーム変換素子は、
第１及び第２の光透過性基材の主面上に、略直角二等辺三角形状の断面形状を有する傾斜部が所定の間隔をもって並置配列され、
上記斜面に偏光分離膜が形成され、
上記第１及び第２の光透過性基材が、光透過性樹脂を介して、上記各斜面が相対向するように重ね合わされて成り、
上記第１又は第２の光透過性基材の裏面には、上記傾斜部に対応する位置に遮光部又は１／２波長板がそれぞれ設けられて成る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、無偏光光を特定の偏光状態に揃えて出射させる偏光ビーム変換素子及びその製造方法、液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルディスプレイ等の液晶表示装置においては、バックライトの光を、偏光板を介して液晶パネルに照射し、電界印加の有無による液晶の配向状態の相違により透過光をオン・オフして表示を行っている。係る液晶パネルでは、偏光板を透過した特定の偏光方向の光のみを利用するため、バックライトの光のうち表示に利用できるのは５０％以下となっている。したがって、表示画面の輝度向上のためには、バックライトの高出力化が不可欠であり、消費電力の増大を招いている。
【０００３】
そこで、バックライト光の利用効率を改善するため、バックライト光の偏光を変換し、その大部分を利用することが検討されており、液晶パネル用のシート状偏光素子が開示されている（例えば特許文献１〜３参照。）。
これらのシート状偏光素子を使用すれば、バックライトからの非偏光光を特定の偏光方向を有する直線偏光に変換することができ、その結果、光源の利用効率を飛躍的に高めることができ、低消費電力化、あるいは高輝度化が達成されるものと期待される。
【０００４】
現在、広く実用に供されている板状の偏光ビーム変換素子の構造としては、図６に示すように、高透明で高屈折率あるいは低屈折率のガラスよりなる光透過性基材３０で偏光分離膜３を斜めに挟んで板状に成形し、偏光分離膜３を一定のピッチで配列し、この偏光分離膜３のピッチに応じて、すなわち一の偏光分離膜３に対応して遮光部５及び１／２波長板６配置して形成したものが代表的である。かかる構造の板状偏光素子に対し、１／２波長板６の配置位置に対応して遮光部５の間のいわばスリットから光を導入すると、例えば実線Ｐで示すＰ偏光波は偏光分離膜３を透過して、１／２波長板６でＳ偏光波に変換される。一方の破線Ｓで示すＳ偏光波は、偏光分離膜３で反射され、１／２波長板６の無い領域からＳ偏光波のまま導出される。
【０００５】
ところで、上記構造を有する板状偏光ビーム変換素子は、平面状の多数のガラス板表面に偏光分離膜を蒸着法やスパッタ法によって形成した後、これらのガラス板を重ね合わせて接着し、接着面に対して所定の角度（例えば４５度）となるように多層接着したガラス板を切断（スライス）し、さらにスライスした両面を鏡面研磨することにより作製される。この鏡面研磨の後、偏光分離膜のピッチに対応して１つおきの位置に１／２波長板を貼り付けることによって製造される。
【０００６】
しかしながら、このようなプロセスを経て作製される板状偏光ビーム変換素子は、多くの工程を経て作製されるため、製造コストの増大を招いている。上記製造プロセスにおいて必要な工程を例示すると、例えば、ガラス鏡面研磨、洗浄、偏光分離膜形成、接着剤塗布、積層固定、接着剤硬化温度加熱、斜めスライスのための治具固定、ワイヤーソーによるスライス、治具からの分離・洗浄、両面荒研磨、鏡面研磨、形状成形のための砥石加工切断等である。加えて、上記プロセスによった場合、大面積の偏光素子を作製することは著しく困難である。
【０００７】
偏光分離変換を目的とする偏光ビーム変換素子の構造としては、上述の斜めに偏光分離膜が設けられる積層部材より成る例のほか、斜めに偏光分離膜と反射膜とを形成した積層部材より構成した例も報告されている（例えば特許文献４及び５参照。）。
この例では、遮光部を設けることなく誘電体多層膜により反射膜と偏光分離膜とを形成していることから、光利用効率の偏光ビーム変換素子を得ている。しかしながら、この場合も同様に成膜したガラス基材を張り合わせ、接着剤の硬化温度まで加熱し、斜めスライス等の製造工程を有することから、同様に大面積の偏光ビーム変換素子を作製することは難しい。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−８４１２９号公報
【特許文献２】
特開平１１−２０２１０８号公報
【特許文献３】
特開平９−２６５０１０号公報
【特許文献４】
特開平１０−３９１３６号公報
【特許文献５】
特開平１０−９０５２０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる実情に鑑みて提案されたものであり、単純な工程で作製することができ、製造コストを抑制し得るとともに、また大面積の製造が可能な偏光ビーム変換素子及びその製造方法を提供し、この偏光ビーム変換素子を用いた液晶表示装置の光の利用効率の向上、小型薄型化、コストの低減化を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の問題を解決するために、本発明による偏光ビーム変換素子は、第１及び第２の光透過性基材の主面上に、略直角三角形状の断面形状を有する傾斜部を、その斜面が同一方向に向くように所定の間隔をもって並置配列して、これら斜面に偏光分離膜を形成し、第１及び第２の光透過性基材を、光透過性樹脂を介して、各傾斜部の斜面の背部の垂直面を近接させて各斜面が相対向するように重ね合わせて構成し、第１又は第２の光透過性基材の裏面には、傾斜部に対応する位置に遮光部又は１／２波長板をそれぞれ設ける構成とする。
【００１１】
また本発明による偏光ビーム変換素子は、第１及び第２の光透過性基材の主面上に、略直角二等辺三角形状の断面形状を有する傾斜部を所定の間隔をもって並置配列して、これら斜面に偏光分離膜を形成し、第１及び第２の光透過性基材を、光透過性樹脂を介して、各斜面が相対向するように重ね合わせて構成し、第１又は第２の光透過性基材の裏面には、傾斜部に対応する位置に遮光部又は１／２波長板をそれぞれ設ける構成とする。
【００１２】
このように、本発明による偏光ビーム変換素子は、断面略直角三角形もしくは直角二等辺三角形の傾斜部を設けた第１及び第２の光透過性基材を重ね合わせた簡単な構成とするものであることから、数枚以上の透明基板を重ね合わせる積層接着やスライス、平面研磨、鏡面研磨といった機械加工プロセスを使わずに作製することが可能であり、煩雑なプロセスが不要であるために製造コストが大幅に抑えられる。また、大面積化も容易となる。
したがって、このような偏光ビーム変換素子を用いることによって、液晶表示装置において小型化、薄型化が可能となり、またコストの低減化を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した偏光ビーム変換素子及びその製造方法と、液晶表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の各例に限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【００１４】
第１の実施の形態
先ず第１の実施の形態について、偏光ビーム変換素子及びその製造方法の一例について説明する。
図１は、本発明を適用した偏光ビーム変換素子の第１の実施の形態による構成例を示すものである。１及び２は光学ガラス等の第１及び第２の光透過性基材であり、その各主面１Ａ及び２Ａには、図２に各光透過性基材１及び２の断面構成を示すように、略直角三角形状の断面形状を有する傾斜部を、その斜面１０及び２０の主面１Ａ及び２Ａに対する角度を略４５°として、各斜面１０及び２０が同一方向に向くように所定の間隔をもって並置配列する。
【００１５】
そして、斜面１０及び２０に偏光分離膜３を形成し、第１及び第２の光透過性基材１及び２を、光透過性樹脂４を介して、各傾斜部の斜面１０及び２０の背部の垂直面１２及び２２を近接させて各主面１Ａ及び２Ａが対向し、また各斜面１０及び２０がそれぞれ相対向するように重ね合わせて構成する。
【００１６】
更に、第１又は第２の光透過性基材の裏面１Ｂ及び２Ｂには、傾斜部に対応する位置に遮光部又は１／２波長板をそれぞれ設ける構成とする。図示の例においては、第２の光透過性基材２の裏面２Ｂ上に、各斜面２０に対応する位置に、すなわち各斜面２０を裏面２Ｂに投影した位置に重なるように、Ａｌ膜等より成る遮光部５を形成し、また、第１の光透過性基材１の裏面１Ｂ上に、各斜面１０に対応する位置に、すなわち各斜面１０を裏面１Ｂに投影した位置に重なるように、誘電体多層膜等より成る１／２波長板６を形成する構成とする。
【００１７】
なお図示しないが、上述の構成による偏光ビーム変換素子の光入射側の面に、例えばレンズアレイを形成することによって、効率よく入射光を遮光部５の間に集光させることができ、またこの偏光ビーム変換素子を組み込む光学装置の構成の簡易化、小型化を図ることができる。
【００１８】
上記第１及び第２の光透過性基材１及び２の材料としては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アートン等の透明度の高い樹脂や、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２等の無機物微細粉を充填したアクリル系紫外線硬化樹脂や、シリコーンレジンの混合材等からなり、金型等を用いることによって上記斜面１０及び２０、基部１１及び２１を有する形状に容易に成形することが可能である。
またあるいは、砥石やバイトで直接光透過性基材を削りだして作製することもできる。
このとき、各斜面１０及び２０の角度は上述したように、通常の偏光ビーム変換素子において求められる例えば略４５°とするものであるが、この傾斜角の制度は４５±１°、望ましくは４５±０．３°程度とすることによって、光学部品への組み込みを容易とする特性に優れた偏光ビーム変換素子を提供することができる。
【００１９】
斜面１０及び２０上には、偏光分離膜３が形成されているが、この偏光分離膜３は、直交する直線偏光の一方のみを透過し、他方を反射するという機能を有するものである。偏光分離膜３は、一般的には、入射光の基準波長をλ０とするとき、λ０／４とほぼ等しい光学的膜厚をそれぞれ有する高屈折率層Ｈ及び低屈折率層Ｌを用いて、ＨＬの繰り返し構造（ＨＬ）ｍ（ただし、ｍは４以上の整数）からなる基本構造膜、または（０．５ＨＬ０．５Ｈ）ｍ（ｍはｍ回のべき乗の意味）で示される構造である多層膜からなる。かかる偏光分離膜２を形成することにより、広い波長範囲に亘り十分な偏光分離特性を実現することが可能になる。
【００２０】
これら低屈折率層の材料としては、例えばＳｉＯ２（ｎ＝２．４４）、ＭｇＦ２（ｎ＝１．３８）、ＬｉＦ（ｎ＝１．４）、ＡｌＦ３（ｎ＝１．４）、Ｎａ３ＡｌＦ６（ｎ＝１．３３）などを用いることができる。
【００２１】
また、高屈折率層の材料としては、例えばＴｉＯ２、ＮｂＯ５（ｎ＝２．３）、Ｔａ２Ｏ５（ｎ＝２．３）、ＺｒＯ２（ｎ＝２．０５）、ＩＴＯ（ｎ＝１．９５〜２．１）、ＺｎＯ（ｎ＝１．９）、ＣｅＯ２（ｎ＝１．９５）、ＳｎＯ２（ｎ＝１．９５）、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１．６３）、Ｌａ２Ｏ３（ｎ＝１．９５）、Ｙ２Ｏ３（ｎ＝１．８７）などを用いることができる。
【００２２】
このような偏光分離膜３の成膜方法としては、スパッタリングなどを用いることができる。この成膜時には、傾斜部の間の平坦面に適切なマスクを施して成膜されないようにする。なお、背面の垂直面１２又は２２は光が通過しない部分なので面さえ形成されていればよい。
【００２３】
上記偏光分離膜３が形成された第１及び第２の光透過性基材１及び２の間は、その斜面１０及び２０の間の溝に光透過性樹脂４が埋め込まれている。この光透過性樹脂４には、例えば紫外線硬化型のアクリル系透明樹脂やシリコーン樹脂の混合材が用いられ、上述の第１及び第２の光透過性基材１及び２と同様、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２等の微細粉が分散されていてもよい。
光透過性基材１、２及び光透過性樹脂４の屈折率は概ね同一の値に揃える事が望ましい。
【００２４】
一方、上記遮光部５及び１／２波長板６は、それぞれ、各基材１又は２の斜面１０又は２０に対応する位置に形成する。このピッチは、斜面１０及び２０とほぼ同一であり、その幅は、斜面１０及び２０の光透過性基材１及び２の裏面１Ｂ及び２Ｂに投影される幅とほぼ同じとする。
【００２５】
ここで、遮光部５としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ベース上にＡｌやＡｇのスパッタ膜を形成し、その上にＴｉＯ２とＳｉＯ２からなる増反射膜を形成したフィルム等を用いることができる。
また１／２波長板６は、例えばポリプロピレンやポリカーボネートを延伸処理することにより作製したフィルムを積層した複合フィルムを用いることができる。
１／２波長板６の他の例としては、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリサルフォン、ポリアクリレート等を用いた延伸フィルム、さらにはそれらの積層複合フィルム等を挙げることができる。
【００２６】
次に、上記の構造を有する偏光ビーム変換素子の機能について説明する。上記偏光ビーム変換素子においては、第２の光透過性基材２の裏面２Ｂ側から投射された入射光は、図１に示すように、遮光部５の間のスリットに入射される。
そして、偏光分離膜３においてたとえばＳ偏光波のみが反射される構成とする場合は、入射光のうち矢印Ｐで示すＰ偏光波は、遮光部５の間から入射され、第１の光透過性基材１側の斜面１０上の偏光分離膜３を透過して、この下に設けられた１／２波長板６を通過して、Ｓ偏光波に変換される。
【００２７】
一方、入射光のうち破線矢印Ｓで示すＳ偏光波は、遮光部５の間から入射した後第１の光透過性基材１の斜面１０上の偏光分離膜３によって反射され、この斜面１０と相対向する第２の光透過性基材２の斜面２０上の偏光分離膜３によって再度反射されて、入射角度に沿う方向に、偏光方向が維持されたまま、すなわちＳ偏光波のまま出射される。
【００２８】
このような構成とすることによって、２枚の光透過性基材を貼り合わせるという簡単な製造方法により偏光ビーム変換素子を提供することができ、コストの低減化を図ることができることとなる。
【００２９】
（２）第２の実施の形態
次に、第２の実施の形態について、偏光ビーム変換素子及びその製造方法の一例について説明する。
図３は、第２の実施の形態による構成例を示すものである。図３において、図１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合、第１及び第２の光透過性基材の各主面１Ａ及び２Ａには、図４に各光透過性基材１及び２の断面構成を示すように、斜面１０Ａ及び１０Ｂに挟まれた頂角、また斜面２０Ａ及び２０Ｂに挟まれた頂角が略直角となる略直角二等辺三角形状の断面形状を有する傾斜部を、所定の間隔をもって並置配列する。
【００３０】
そして、斜面１０Ａ及び１０Ｂ、２０Ａ及び２０Ｂに偏光分離膜３を形成し、第１及び第２の光透過性基材１及び２を、光透過性樹脂４を介して、各主面１Ａ及び２Ａが対向し、また各斜面１０Ａ及び２０Ａ、１０Ｂ及び２０Ｂがそれぞれ相対向するように重ね合わせて構成する。
【００３１】
更に、第１又は第２の光透過性基材の裏面１Ｂ及び２Ｂには、傾斜部に対応する位置に遮光部又は１／２波長板をそれぞれ設ける構成とする。図示の例においては、第２の光透過性基材２の裏面２Ｂ上に、各傾斜部に対応する位置に、すなわち各斜面２０Ａ及び２０Ｂによる直角二等辺三角形を裏面２Ｂに投影した位置に重なるように、Ａｌ膜等より成る遮光部５を形成する。
また、第１の光透過性基材１の裏面１Ｂ上に、各傾斜部に対応する位置に、すなわち各斜面１０Ａ及び１０Ｂによる直角二等辺三角形を裏面１Ｂに投影した位置に重なるように、誘電体多層膜等より成る１／２波長板６を形成する構成とする。
【００３２】
なお図示しないが、この例においても、偏光ビーム変換素子の光入射側の面にレンズアレイを形成することによって、効率よく入射光を遮光部５の間に集光させることができ、またこの偏光ビーム変換素子を組み込む光学装置の構成の簡易化、小型化を図ることができる。
【００３３】
上記第１及び第２の光透過性基材１及び２、偏光分離膜３、光透過性樹脂４、遮光部５及び１／２波長板６の材料としては、上述の第１の実施の形態において説明した材料と同様の材料を用いることができる。
第１及び第２の光透過性基材１及び２は、この場合においても、金型等を用いることによって上記形状に容易に成形することが可能である。またあるいは、砥石やバイトで直接光透過性基材を削りだして作製することもできる。この場合においても、斜面１０Ａ及び１０Ｂ、２０Ａ及び２０Ｂの傾斜角度は４５±１°、望ましくは４５°±０．３°とすることによって、特性に優れた偏光ビーム変換素子を提供することができる。
【００３４】
また、偏光分離膜３の成膜方法としては、スパッタリングなどを用いることができる。この成膜時に、傾斜部の間の平坦面に適切なマスクを施して成膜されないようにすることも同様である。
遮光部５及び１／２波長板６を、それぞれ、各基材１又は２の傾斜部に対応する位置に形成することも同様である。この幅及びピッチは、直角二等辺三角形の傾斜部の底辺の幅及びピッチとほぼ同一とする。
【００３５】
次に、上記の構造を有する偏光ビーム変換素子の機能について説明する。上記偏光ビーム変換素子においては、第２の光透過性基材２の裏面２Ｂ側から投射された入射光は、図３に示すように、遮光部５の間のスリットに集光される。そして、偏光分離膜３においてたとえばＳ偏光波のみが反射される構成とする場合は、入射光のうちＰ偏光波は、遮光部５の間から入射され、第１の光透過性基材１側の斜面１０Ａ又は１０Ｂ上の偏光分離膜３を透過して、この下に設けられた１／２波長板６を通過して、Ｓ偏光波に変換される。
【００３６】
一方、入射光のうちＳ偏光波は、遮光部５の間から入射した後第１の光透過性基材１の斜面１０Ａ又は１０Ｂ上の偏光分離膜３によって反射され、この斜面１０Ａと相対向する第２の光透過性基材２の斜面２０Ａ、または斜面１０Ｂと相対向する斜面２０Ｂ上の偏光分離膜３によって再度反射されて、入射角度に沿う方向に、偏光方向が維持されたまま、すなわちＳ偏光波のまま出射される。
【００３７】
この場合は、上述の第１の実施の形態において説明した例と同じ開口ピッチを維持したままで、斜面の高さを半分にすることができるため、偏光ビーム変換素子の薄型化、小型化を図ることが可能となる。
【００３８】
また、上述の各実施の形態ともに、２枚の光透過性基材を貼り合わせるという簡単な方法での製造が可能であるため、従来に比して生産性の向上を図り、またコストの低減化を図ることができる。更に、大面積化も容易となる。
【００３９】
（３）第３の実施の形態
次に、上述の各実施の形態において説明した偏光ビーム変換素子を用いた液晶表示装置の一例について説明する。
この例においては、プロジェクタ型液晶表示装置に適用した場合を示すが、本発明はこの例に限定されることなく、その他各種のパネル型等の液晶表示装置において偏光ビーム変換素子を用いる場合に適用し得ることはいうまでもない。
【００４０】
図５は、プロジェクタ型液晶表示装置の概略構成を示す図である。５１は光源、５２及び５３はインテグレータレンズ、５４は上述の第１又は第２の実施の形態による偏光ビーム変換素子、５５、６０、６２及び６６は集光用のレンズ、５６、５９、６４及び６６は全反射型のミラーである。５７は、例えば青色光を透過し緑色光及び赤色光を反射するダイクロイックミラー、５８は緑色光を反射し赤色光を透過するダイクロイックミラーで、これらにより赤、青及び緑色光を分離する。
【００４１】
各色Ｂ、Ｇ及びＲに対応する液晶板６１、６３及び６７は、それぞれクロスプリズム６８の入射面に対向する位置に配置される。６９は投写レンズを示す。
【００４２】
このような構成における各色光の入出射態様について説明する。光源５１からの白色光は、インテグレータレンズ５２及び５３で効率よく集光し、偏光ビーム変換素子５４で例えばＰ偏光波をＳ偏光波に（又はＳ偏光波をＰ偏光波に）変換することにより、Ｓ偏光波（又はＰ偏光波）に揃えて取り出し、レンズ５５を経てミラー５６で反射し、ダイクロイックミラー５７に入射させる。
【００４３】
青色光は、ダイクロイックミラー５７を透過した後、ミラー５９で反射され、レンズ６０を介して青色光用の液晶板６１に入射される。
同様に、ダイクロイックミラー５７により反射された光のうち緑色光は、ダイクロイックミラー５８により反射され、レンズ６２を介して緑色光用の液晶板６３に入射される。
ダイクロイックミラー５８を透過した赤色光は、ミラー６４及び６５、更にレンズ６６を介して赤色光用の液晶板６７に入射される。
【００４４】
そして、各色に対応する液晶板６１、６３及び６７に図示しないが所定の変調回路から表示信号に対応する光変調信号を入力して光変調を行って、クロスプリズム６８で合成され、投写レンズ６９によりスクリーンに拡大投写される。
【００４５】
このように、液晶表示装置において、偏光ビーム変換素子を用いて白色光の偏光方向をそろえることによって、従来Ｓ偏光波又はＰ偏光波のうち一方のみを使用し、他方の偏光波はいわば熱として捨てられてきたものであるが、上述したように光源からの光の偏光成分をそろえることによって、利用効率を格段に高めることができるものである。
【００４６】
上述の例においては、本発明による偏光ビーム変換素子を液晶プロジェクタ装置に適用した場合について説明したが、本発明はこの例に限定されること無く、その他種々及び偏光ビーム変換素子を用いる液晶表示装置に適用することができることはいうまでもない。
また、その他本発明による偏光ビーム変換素子は、液晶表示装置に限定されることなく、各種の無偏光光を直線偏光の光に変換する変換素子を用いる光学装置に適用することが可能である。
【００４７】
【発明の効果】
上述したように、本発明の偏光ビーム変換素子によれば、２枚の光透過性基材を重ね合わせるのみという簡単な構成で提供することができ、このため数枚以上の多数の光透過性基材を積層接着し、斜め切り出しを行うという従来の煩雑な製造プロセスが不要となり、製造工程の簡易化を図り、生産性の向上、コストの低減化を図ることができる。また大面積化が容易となる。
【００４８】
また、本発明による偏光ビーム変換素子の製造方法によれば、上述したように２枚の光透過性基材を貼り合わせるという従来に比して簡単な製造工程を採ることから、製造の簡易化、生産性の向上、コストの低減化を図ることができる。
【００４９】
更にまた、本発明による偏光ビーム変換素子を用いて液晶表示装置を構成することによって、小型で薄型、また材料の選定の自由度が高く、生産性に優れ、安価な液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】偏光ビーム変換素子の一例の概略構成図である。
【図２】偏光ビーム変換素子の一例の要部の断面構成を示す図である。
【図３】偏光ビーム変換素子の一例の概略構成図である。
【図４】偏光ビーム変換素子の一例の要部の断面構成を示す図である。
【図５】液晶表示装置の一例の概略構成図である。
【図６】従来の偏光ビーム変換素子の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
１  第１の光透過性基材、１Ａ  主面、１Ｂ  裏面、２  第２の光透過性基材、２Ａ  主面、２Ｂ  裏面、３  偏光分離膜、４  光透過性樹脂、５  遮光部、６１／２波長板、１０  斜面、１０Ａ  斜面、１０Ｂ  斜面、１１  基部、１２垂直面、２０  斜面、２０Ａ  斜面、２０Ｂ  斜面、２１  基部、２２  垂直面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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