偏光ビームスプリッター及びその製造方法、並びにそれを用いた液晶プロジェクター
【課題】液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムを用いた偏光ビームスプリッター及びその製造方法、並びにそれを用いた液晶プロジェクターを提供する。
【解決手段】偏光ビームスプリッター１０１は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜（ＰＢＳ膜）３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０とから構成されている。位相差フィルム６０は、ガラス基板６１と、ガラス基板６１に形成された第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。
【解決手段】偏光ビームスプリッター１０１は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜（ＰＢＳ膜）３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０とから構成されている。位相差フィルム６０は、ガラス基板６１と、ガラス基板６１に形成された第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの入射光束をＰ偏光とＳ偏光とに分離する偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）、及びその製造方法に関し、さらにそれを用いた液晶プロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクターは、光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系とを備え、光源からの光を光学系に導いて映像光として投射レンズから投射するようになされる（後述図１４参照）。
【０００３】
従来、液晶プロジェクター等の機器に用いられる偏光ビームスプリッターＷは、図１７に示すように、断面が平行四辺形の複数本の第１のプリズム部材１と第２のプリズム部材２とを交互に接合して、平板状のスプリッター本体を構成する。第１のプリズム部材１と第２のプリズム部材２の接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されて、偏光分離膜（ＰＢＳ膜）３とコールドミラー４が形成されている。
【０００４】
スプリッター本体において、第１のプリズム部材１の光入射面に遮光板５が配置され、かつ第１のプリズム部材１の光入射面と対向する面（光出射面）にポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂製の位相差フィルム６が配置されている。
【０００５】
図１７中に矢印で示すように、第２のプリズム部材２に入射した光は、偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜３にてＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射することによりＳ偏光とＰ偏光に分離される。透過光は位相差フィルム６を透過して前方へ出射され、一方反射光はさらに鏡面処理により形成されたコールドミラー４にて反射されて前方へ出射される。
【０００６】
液晶プロジェクターにおいて、光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系と電子部品とから発熱が生じる。特に、偏光ビームスプリッターＷにおいて、光の透過によって平板状のスプリッター本体には熱が発生するため、ケーシングの内部に冷却ファンを設置して、ケーシング内部の空気を流動させることによって、光学系等を冷却することが行われている。
【０００７】
しかし、偏光ビームスプリッターＷの位相差フィルム６は、一般に樹脂フィルム、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）等から形成されており、耐熱性が低い（１２０℃〜１３５℃）ため、冷却ファンを高速で回転させて、大きな冷却風量で偏光ビームスプリッターＷを冷却する必要があり、これによって、冷却ファンから発生する騒音が大きくなる問題点があった。
【０００８】
これを解決するために、平板状のスプリッター本体に熱伝導板を設置し、高温部の熱を低温部へ導いて、平板状のスプリッター本体の温度分布を均一化させることができる偏光ビームスプリッターが提案された（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２１１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に開示された偏光ビームスプリッターは、高温部の熱を低温部へ導いて、平板状のスプリッター本体の温度分布を均一化させることができるが、高温により位相差フィルムが変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することで、投射する画質の劣化等の問題点を解決することができなかった。
【００１１】
また、近年、高輝度、高画質、大画面の液晶プロジェクターが要求され、そのため、偏光ビームスプリッター等の光学部品からの発熱の増加を招き、位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することで、投射する画質の劣化等の問題点がより深刻になった。
【００１２】
そこで、本発明は、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムを用いることによって、位相差フィルムの耐熱性を向上させ、高温による位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することがなく投射する画質の劣化等を防止することができる偏光ビームスプリッター及びその製造方法、並びにそれを用いた液晶プロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る偏光ビームスプリッターは、光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする。
【００１４】
例えば、前記位相差フィルムは、第１の液晶性高分子材料層と、第２の液晶性高分子材料層とを備え、前記第１の液晶性高分子材料層および第２の液晶性高分子材料層が形成される面が配向処理された。
【００１５】
また例えば、前記位相差フィルムは、第１の配向膜と、前記第１の配向膜に積層される第１の液晶性高分子材料層と、前記第１の液晶性高分子材料層に積層される第２の配向膜と、前記第２の配向膜に積層される第２の液晶性高分子材料層と備える。また、前記第１の液晶性高分子材料層および前記第２の液晶性高分子材料層のリタデーションは１８０ｎｍ〜３００ｎｍとされる。
【００１６】
また、本発明に係る偏光ビームスプリッターは、光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜の前記第１のプリズム部材側、または前記鏡面処理により形成されたコールドミラーの前記第２のプリズム部材側に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする。
【００１７】
例えば、前記位相差フィルムは、第１の液晶性高分子材料層と、第２の液晶性高分子材料層とを備え、前記第１の液晶性高分子材料層および第２の液晶性高分子材料層が形成される面が配向処理された。
【００１８】
また例えば、前記位相差フィルムは、第１の配向膜と、前記第１の配向膜に積層される第１の液晶性高分子材料層と、前記第１の液晶性高分子材料層に積層される第２の配向膜と、前記第２の配向膜に積層される第２の液晶性高分子材料層と備える。また、前記第１の液晶性高分子材料層と前記第２の液晶性高分子材料層のリタデーションは、一方が１５０ｎｍ〜２５０ｎｍであり、他方が２５０ｎｍ〜３５０ｎｍであることを特徴とする。
【００１９】
また例えば、前記位相差フィルムを覆うように設置され、前記位相差フィルムと空気との接触を遮断する酸素遮断層をさらに備える。
【００２０】
上記課題を解決するため、本発明に係る偏光ビームスプリッターの製造方法は、光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記スプリッター本体に配置された液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備えた偏光ビームスプリッターの製造方法であって、前記位相差フィルムを形成する位相差フィルム形成段階と、得られた前記位相差フィルムを前記偏光ビームスプリッター本体に配置する位相差フィルム配置段階とを有し、前記位相差フィルム形成段階は、前記液晶性を有する高分子材料が塗布される面に対して配向処理を施す配向処理工程と、配向処理された表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し液晶性高分子材料層を形成する液晶性高分子材料層形成工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
例えば、上記の偏光ビームスプリッターの製造方法において、前記位相差フィルム形成段階は、前記液晶性を有する高分子材料が塗布される基板の表面に対して配向処理を施す第１の配向処理工程と、配向処理された基板の表面に第１の液晶性高分子材料層を形成する第１の液晶性高分子材料層形成工程と、形成された第１の液晶性高分子材料層の表面に対して配向処理を施す第２の配向処理工程と、配向処理された第１の液晶性高分子材料層の表面に第２の液晶性高分子材料層を形成する第２の液晶性高分子材料層形成工程を備えることを特徴とする。
【００２２】
また例えば、上記の偏光ビームスプリッターの製造方法において、前記位相差フィルム形成段階は、前記液晶性を有する高分子材料が塗布される基板に第１の配向膜を形成する第１の配向膜形成工程と、形成された第１の配向膜に対して配向処理を施す第１の配向処理工程と、配向処理された第１の配向膜の表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し第１の液晶性高分子材料層を形成する第１の液晶性高分子材料層形成工程と、前記第１の液晶性高分子材料層に第２の配向膜を形成する第２の配向膜形成工程と、形成された第２の配向膜に対して配向処理を施す第２の配向処理工程と、配向処理された第２の配向膜の表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し第２の液晶性高分子材料層を形成する第２の液晶高分子材料層形成工程とを備えることを特徴とする。
【００２３】
また例えば、上記の偏光ビームスプリッターの製造方法において、前記位相差フィルム形成段階は、前記位相差フィルムと空気との接触を遮断する酸素遮断層を形成する酸素遮断層形成工程をさらに備えることを特徴とする。
【００２４】
上記課題を解決するため、本発明に係る液晶プロジェクターは、光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系とを備え、前記光源からの光を前記光学系に導いて映像光として前記投射レンズから投射する液晶プロジェクターであって、前記偏光ビームスプリッターは、光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする。
【００２５】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る液晶プロジェクターは、光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系とを備え、前記光源からの光を前記光学系に導いて映像光として前記投射レンズから投射する液晶プロジェクターであって、前記偏光ビームスプリッターは、光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜の前記第１のプリズム部材側、または前記鏡面処理により形成されたコールドミラーの前記第２のプリズム部材側に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る偏光ビームスプリッターによれば、液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムを用いることによって、位相差フィルムの耐熱性を向上させ、高温による位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することがなく、投射する画質の劣化等を防止することができる。
【００２７】
また、液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムを用いることで、位相差フィルムを、入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜の第１のプリズム部材側、または鏡面処理により形成されたコールドミラーの第２のプリズム部材側に配置することができ、耐熱性を向上させると共に、より薄い偏光ビームスプリッターを得ることができる。
【００２８】
本発明に係る偏光ビームスプリッターの製造方法によれば、液晶性を有する高分子材料を用いて液晶高分子材料層を形成し、液晶高分子材料層を備えた位相差フィルムを簡単に製作することができ、この位相差フィルムをスプリッター本体に配置することで、従来より高い耐熱性を持つ偏光ビームスプリッターが得られる。
【００２９】
本発明に係る液晶プロジェクターによれば、液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムを備えた偏光ビームスプリッターを用いることによって、位相差フィルムの耐熱性を向上させ、高温による位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することがなく、投射する画質の劣化等を防止することができる。そのため、液晶プロジェクターの光源（ランプ）輝度を上げることが可能となり、より明るい、より大画面の液晶プロジェクターを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０１の構成を示す図である。
【図２】本発明の位相差フィルム６０の構成を示す図である。
【図３】第１の液晶性高分子材料層と第２の液晶性高分子材料層の配向角度に関する角度の定義を示す図である。
【図４】偏光ビームスプリッター１０１の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】従来の偏光ビームスプリッターに用いられる位相差フィルムの耐熱試験結果を示す図である。
【図６】本発明の位相差フィルム６０の耐熱試験結果を示す図である。
【図７】第２の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０２の構成を示す図である。
【図８】偏光ビームスプリッター１０２の形成方法を示す図である。
【図９】第２の実施の形態の他の構成例を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０３の構成を示す図である。
【図１１】偏光ビームスプリッター１０３の製造方法を示すフローチャートである。
【図１２】第３の実施の形態の他の構成例を示す図である。
【図１３】第４の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０４の構成を示す図である。
【図１４】第４の実施の形態の他の構成例を示す図である。
【図１５】本発明の偏光ビームスプリッター１０１を用いた液晶プロジェクター１００の光学系の構成を示す図である。
【図１６】配向膜なしの位相差フィルムの構成例を示す図である。
【図１７】従来の偏光ビームスプリッターＷの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態の偏光ビームスプリッター及びその製造方法、並びにそれを用いた液晶プロジェクターについて説明する。
【実施例１】
【００３２】
図１は、第１の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０１の構成を示す図である。この図１において、偏光ビームスプリッター１０１の断面図を示している。図１中の拡大部は、位相差フィルム６０の断面の一部を示している。図２は、本発明の位相差フィルム６０の構成を示す図である。
【００３３】
図１に示すように、偏光ビームスプリッター１０１は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜（ＰＢＳ膜）３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０とから構成されている。
【００３４】
なお、偏光ビームスプリッター１０１の構成は、遮光板５０を用いることに限定されるものではない。他の遮光手段を用いても良い。
【００３５】
第１のプリズム部材１０、第２のプリズム部材２０は、断面が平行四辺形に形成されている。液晶プロジェクター用の偏光ビームスプリッターの場合は、熱の影響を避けるため光弾性定数の低いガラスを用いたものである。
【００３６】
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材１０と光源からの光が導入される第２のプリズム部材２０とを交互に接合して、かつ接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体Ｎが構成される。
【００３７】
偏光分離膜３０は、第１のプリズム部材１０と第２のプリズム部材２０との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理を施して形成されたものである。この偏光分離膜３０は、入射した光をＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射することによりＳ偏光とＰ偏光を分離する。
【００３８】
コールドミラー４０は、第１のプリズム部材１０と第２のプリズム部材２０との接合面に鏡面処理を施して形成されたものである。このコールドミラー４０は、偏光分離膜にて分離されたＳ偏光を反射し前方へ出射させる。
【００３９】
遮光板５０は、第１のプリズム部材１０の光入射面に配置され、入射光を遮断するものである。
【００４０】
位相差フィルム６０は、第１のプリズム部材１０の光入射面と対向する面（即ち、光出射面）に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる。この位相差フィルム６０は、ポジティブＡプレートとして機能する。本明細書において、ポジティブＡプレートとは、面内の主屈折率をｎｘ（遅相軸方向）、ｎｙ（進相軸方向）とし、厚み方向の屈折率をｎｚとしたとき、屈折率異方性（屈折率分布）がｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚを満足する正の一軸性光学素子をいう。即ち、位相差フィルム６０において、液晶はディスコティック液晶ではなく、配向状態としてはハイブリッド配向でもなく、屈折率異方性がｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚとなる液晶（通常のネマティック）のホモジニアス配向ということになる。
【００４１】
液晶性を有する高分子材料は、液晶性ポリマー(liquid crystalline polymer)略称ＬＣＰともいう。一般に溶融状態で液晶性（分子が規則正しく並んだ結晶と、無秩序に並んだ液体の中間に当たる状態）を示す高分子材料であり、成形時の流動性が良く、固まるにつれて分子が剛直につながるため、強度に優れた精密成形品の素材に適しており、またプラスチックとしては耐熱性がかなり高い。
【００４２】
この実施例において、位相差フィルム６０は、２層の液晶性を有する高分子材料を有するものである。例えば、図２に示すように、位相差フィルム６０は、ガラス基板６１と、ガラス基板６１に形成された第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。なお、ここで、ガラス基板を用いたが、樹脂製フィルム等を用いてもよい。
【００４３】
ここで、第１の配向膜６２と第２の配向膜６４は、液晶性を有する高分子材料を配向させる膜であり、この例では、プレチルト１°程度のポリアミック酸タイプの配向膜材料を用いた。また、第１の配向膜６２と第２の配向膜６４の厚さ（膜厚）は、３００Å〜１０００Åの範囲であることが好ましい。この例では、第１の配向膜６２と第２の配向膜６４の厚さを７００Åとした。
【００４４】
第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５は、液晶性を有する高分子材料から形成されたものであり、この例では、ＵＶ硬化型液晶性を有する高分子材料を用いた。その耐熱性は、２００℃である。
【００４５】
また、位相差フィルム６０で所望の位相差値になるために、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の厚さ（膜厚）を調整する必要がある。例えば、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５のリタデーション（位相差値）が１８０ｎｍ〜３００ｎｍとされる。即ち、設計としては２４０±６０ｎｍとする（入射光波長λ＝５５０ｎｍの場合）。
【００４６】
また、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の配向角度（ラビング処理の場合は、ラビング角度）については、表１に示している。表１に示すように、配向方向は、Ａ〜Ｄの４つの様式がある。第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の配向角度は、図３に示すように定義される。図３は偏光ビームスプリッター１０１の光出射面から見た図である。
【００４７】
【表１】
【００４８】
以下、図４を参照しながら、本発明の偏光ビームスプリッター１０１の製造方法を説明する。図４は、偏光ビームスプリッター１０１の製造方法を示すフローチャートである。
【００４９】
偏光ビームスプリッター１０１の製造過程は、断面が平行四辺形の第１のプリズム部材１０と第２のプリズム部材２０とを交互に接合してスプリッター本体組立段階と、位相差フィルム６０を形成する位相差フィルム形成段階と、得られた位相差フィルム６０を偏光ビームスプリッター本体Ｎに配置する位相差フィルム配置段階とを有する。
【００５０】
スプリッター本体組立段階では、第１のプリズム部材１０と第２のプリズム部材２０との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施される。
【００５１】
また、位相差フィルム形成段階では、図４に示すように、まず、ステップＳ１〜Ｓ２で、ガラス基板処理を行う。ステップＳ１では、ガラス基板を洗浄する。ここで、アルカリ性洗剤を用いて、ガラス基板を浸漬し、さらに超音波洗浄を行い、そして、純水にガラス基板を浸漬し、超音波洗浄を行う。また、ステップＳ２では、洗浄後のガラス基板を乾燥処理する。
【００５２】
次に、ステップＳ３〜Ｓ４で、ガラス基板に配向膜を形成する配向膜形成処理を行う。ステップＳ３では、洗浄、乾燥処理後のガラス基板の片面にポリアミック酸タイプの配向膜材料を塗布し、この配向膜の厚さを７００Åとする。ステップＳ４では、塗布した配向膜を熱処理し硬化させる。ここで、例えば、まず８０℃で５分間を加熱し仮硬化させ、そして２００℃で１時間を加熱し、ポリアミック酸のポリイミド化を行うことにより配向膜を硬化させる。
【００５３】
次に、ステップＳ５〜Ｓ７で、形成された配向膜に対して配向処理を施す。ステップＳ５では、配向処理としてラビング処理を行う。ここで、ラビング処理において所定の配向方向を形成する。ラビング角度を表１に示す。これにより、位相差フィルム６０で所望の配向角度を得ることができる。なお、配向処理方法としてラビング処理に限らず、光照射、イオンビーム照射などの方法を用いてもよい。ステップＳ６では、ラビング処理後の配向膜表面を洗浄し、ラビング処理時に発生し付着した異物を除去する。ここで、例えば、純水に３分間浸漬する。ステップＳ７では、８０℃で１時間の熱処理を行い、洗浄後の水分を乾燥させる。
【００５４】
次に、ステップＳ８〜Ｓ１０で、配向処理された配向膜の表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し液晶性高分子材料層を形成する液晶性高分子材料層形成処理を行う。ステップＳ８では、重合性液晶混合物塗布を行い、即ちスピンコート方法を用いて、ＵＶ硬化型液晶性を有する高分子材料を塗布する。ここで、位相差フィルム６０で所望の位相差値になるために、第１の液晶性高分子材料層の厚さ（膜厚）を調整する。例えば、第１の液晶性高分子材料層のリタデーション（位相差値）を１８０ｎｍ〜３００ｎｍとする（入射光波長λ＝５５０ｎｍの場合）。なお、液晶性を有する高分子材料の塗布方法はスピンコート方法に限らず、バーコーテイング法、ブレードコーテイング法、印刷法などを用いてもよい。
【００５５】
また、ステップＳ９では、熱処理（仮乾燥）を行い、例えば、６０℃で１０分を加熱し、塗布後の液晶性を有する高分子材料を配向安定化させ、溶剤を除去する。ステップＳ１０では、塗布後の液晶性高分子材料層に対して、ＵＶ照射を行う。ここで、液晶性を有する高分子材料をＵＶ照射により光重合させて硬化させる。ＵＶ照射はＮ２雰囲気で行うことが望ましい。
【００５６】
ＵＶ照射を行った後、図４中の破線矢印に示すように、ステップＳ３に戻り、上記工程により形成された第１層の液晶性高分子材料層に第２の配向膜を形成する第２の配向膜形成処理を行う。第２の配向膜形成処理は、上述したステップＳ３〜Ｓ４と同様に行う。次に、形成された第２の配向膜に対して第２の配向処理を。第２の配向処理は、上述したステップＳ５〜Ｓ７と同様に行う。ただし、ラビング処理において第１の配向膜の配向角度と異なる配向方向を形成する。ラビング角度は表１に示す。そして、配向処理された第２の配向膜の表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し第２の液晶性高分子材料層を形成する第２の液晶性高分子材料層形成処理を行う。第２の液晶性高分子材料層形成処理は、上述したステップＳ８〜Ｓ１０と同様に行う。また、位相差フィルム６０で所望の配向角度になるために、第２の液晶性高分子材料層の厚さ（膜厚）を調整する。例えば、第２の液晶性高分子材料層のリタデーション（位相差値）は１８０ｎｍ〜３００ｎｍとする（入射光波長λ＝５５０ｎｍの場合）。
【００５７】
次に、ステップＳ１１で、形成された位相差フィルム６０を焼成処理する。ここで、例えば、１８０℃で１時間の熱処理を行い、液晶性高分子材料層をさらに硬化させると共に、密着性を向上させる。
【００５８】
最後に、形成された位相差フィルム６０を所定の形状にカットして、第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に（即ち、偏光ビームスプリッター本体Ｎの偏光分離膜３０の上方に位置するよう）貼り付けて配置する。
【００５９】
図５は、従来の偏光ビームスプリッターに用いられる位相差フィルムの耐熱試験結果を示す図である。また、図６は、本発明の位相差フィルムの耐熱試験結果を示す図である。ここで、評価サンプルとして、１．位相差フィルムをガラス板に貼り付けたものと、従来の偏光ビームスプリッターに用いられる位相差フィルムとして、２層のポリカーボネートフィルムをガラス板に貼り付けたものとを用いた。
【００６０】
また、熱処理条件は、加熱装置としてオーブンを用い、１）熱処理なし、２）１５０℃、２４０時間、３）１８０℃、２４０時間、４）２００℃、１４０時間である。
【００６１】
測定は、上記熱処理条件で処理した評価サンプルの各波長の透過率（％）を測定した。測定結果を図５、図６に示す。図５は、従来の位相差フィルムとしての２層のポリカーボネートフィルムの場合（比較例）の測定結果である。図６は、本発明の位相差フィルムの場合（実施例）の測定結果である。図５に示すように、従来の位相差フィルムは、熱処理なし→１５０℃×２４０ｈ→１８０℃×２４０ｈ→２００℃×１４０ｈと熱処理条件が強くなるに従い、透過率の低下、特に短波長側の透過率の低下が著しい。これに対して、図６の実施例では短波長側のわずかな低下で収まっている。このことから、本発明の位相差フィルムの耐熱性が大きく向上したことは明らかである。
【００６２】
このように本実施の形態においては、偏光ビームスプリッター１０１は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０とから構成されている。位相差フィルム６０は、ガラス基板６１と、ガラス基板６１に形成された第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成されて、ポジティブＡプレートとして機能する。
【００６３】
これにより、位相差フィルムの耐熱性を向上させ、高温による位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することがなく、投射する画質の劣化等を防止することができる。
【００６４】
次に、本発明の偏光ビームスプリッターの他の構成例を説明する。
第１の実施の形態では基板（ガラス、フィルム）上に形成した位相差フィルム６０を基板ごと所定のサイズにカットし貼り付けたが、その場合カットした端面（側面）が酸素に触れる。熱がかかると端面付近で劣化が発生する問題がある。これを解決するために、下記の第２の実施の形態を提案する。
【実施例２】
【００６５】
図７は、第２の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０２の構成を示す図である。この図７において、偏光ビームスプリッター１０２の断面図を示している。
【００６６】
図７に示すように、偏光ビームスプリッター１０２は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ａと、酸素遮断層７０とから構成されている。この例の場合、位相差フィルム６０Ａの上部には、接着剤８０を介して酸素遮断層７０が配置される。
【００６７】
位相差フィルム６０Ａは、２層の液晶性を有する高分子材料を有するものである。例えば、ガラス基板６１に形成された第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。この位相差フィルム６０Ａは、ポジティブＡプレートとして機能する。
【００６８】
なお、ここで、酸素遮断層７０は、ガラス基板、または樹脂製フィルム等を用いた。また、接着剤８０は透明性接着剤である。
【００６９】
図８は、偏光ビームスプリッター１０２の形成方法を示している。偏光ビームスプリッター１０２を形成する際に、まず、図８（ａ）に示すように、酸素遮断層７０としてのガラス基板６１（または樹脂製フィルム）に所定寸法の位相差フィルム６０Ａを形成する。位相差フィルム６０Ａの形成方法は、上述した位相差フィルム６０の形成方法と同様である。次に、図８（ｂ）に示すように、位相差フィルム６０Ａが形成されたガラス基板を偏光ビームスプリッター本体Ｎに接着剤８０により貼り付ける。接着剤８０により貼り付ける際に、位相差フィルム６０Ａの上面とガラス基板６１との間にも接着剤８０を塗布する。
【００７０】
図９は、第２の実施の形態の他の構成例を示す図である。図９に示すように、偏光ビームスプリッター１０２Ａは、上述した第１の実施の形態の偏光ビームスプリッター１０１において、位相差フィルム６０が配置された側に酸素遮断層７０Ａが塗布されたものである。
【００７１】
なお、偏光ビームスプリッター１０２Ａにおいて、位相差フィルム６０は位相差フィルムが形成された後、ガラス基板６１を剥がしたものを用いてもよい。
【００７２】
このように本実施の形態においては、偏光ビームスプリッター１０２，１０２Ａは、酸素遮断層７０，７０Ａが設けられたため、位相差フィルム６０，６０Ａが酸素と接する部分が全くなく、熱に対する焼け、焦げなどの不具合の発生を抑えることが可能となる。また、接着剤８０を充填したことにより酸素遮断層（ガラス、フィルムなど）７０，７０Ａと偏光ビームスプリッター本体Ｎとの密着性が向上し、剥がれ防止となり作業性が向上する。
【実施例３】
【００７３】
図１０は、第３の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０３の構成を示す断面図である。図１０中のＸ部拡大図は、位相差フィルム６０Ｂの断面の一部を示している。
【００７４】
図１０に示すように、偏光ビームスプリッター１０３は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｂとから構成されている。本実施例の場合、位相差フィルム６０Ｂは、偏光分離膜３０の第１のプリズム部材側（偏光分離膜３０の上方の面）に配置される。この位相差フィルム６０Ｂは、ポジティブＡプレートとして機能する。
【００７５】
位相差フィルム６０Ｂは、上記第１の実施の形態の位相差フィルム６０と同様の形成方法で形成され、またはガラス基板を用いずに直接に偏光分離膜３０の上方の面に形成される。
【００７６】
位相差フィルム６０Ｂが上記第１の実施の形態の位相差フィルム６０と同様の形成方法で形成される場合、位相差フィルム６０Ｂは、例えば、第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。ガラス基板を用いて製作する場合、偏光ビームスプリッター本体Ｎに配置する際に、ガラス基板を剥がして、位相差フィルム６０Ｂを偏光分離膜３０の第１のプリズム部材側（偏光分離膜３０の上方の面）に貼り付けて配置するようになされる。
【００７７】
位相差フィルム６０Ｂが直接、偏光分離膜の第１のプリズム部材側に形成される場合、図１１に示すように、第１のプリズム部材に偏光分離膜を形成する処理を行った後、ステップＳ２１〜Ｓ２２で、第１または第２のプリズム部材用ガラスを洗浄するガラス基板処理を行う。次に、ステップＳ２３〜Ｓ２４で、第１または第２のプリズム部材用ガラスに配向膜を形成する配向膜形成処理を行う。次に、ステップＳ２５〜Ｓ２７で、形成された配向膜に対して配向処理を行う。次に、ステップＳ２８〜Ｓ３０で、配向処理された配向膜の表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し液晶性高分子材料層を形成する液晶性高分子材料層形成処理を行う。次に、ステップＳ３１で、形成された位相差フィルムを焼成処理する。ステップＳ２１〜Ｓ３１での具体な製作方法は、上述した第１の実施の形態と同様であり、ここで、詳細な説明を省略する（２層目の場合も同様）。
【００７８】
位相差フィルム６０Ｂを形成した後、第１のプリズム部材用ガラスと第２のプリズム部材用ガラスとを組み立てる。そして、所定の形状に切断し偏光ビームスプリッター１０３が得られる。
【００７９】
ここで、位相差フィルム６０Ｂで所望の位相差値になるために、例えば、入射光波長λ＝５５０ｎｍの場合、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５のリタデーション（位相差値）に関しては、一方が１５０ｎｍ〜２５０ｎｍであり（即ち、設計としては２００±５０ｎｍとする）、他方が２５０ｎｍ〜３５０ｎｍである（即ち、設計としては３００±５０ｎｍとする）。
【００８０】
また、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の配向方向（ラビング処理の場合は、ラビング角度）および位相差値については、表２に示している。表２に示すように、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の位相差、遅相軸角度条件は、Ａ〜Ｄの４つの様式がある。また、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の配向角度は、図３に示すように定義される。
【００８１】
【表２】
【００８２】
図１２は、第３の実施の形態の他の構成例を示す図である。図１２に示すように、偏光ビームスプリッター１０３Ａは、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｂと、酸素遮断層７０とから構成されている。
【００８３】
この例の場合、位相差フィルム６０Ｂは、偏光分離膜３０の第１のプリズム部材側（偏光分離膜３０の上方の面）に配置される。また、酸素遮断層７０は、偏光ビームスプリッター本体Ｎの上面（光出射面）および下面（光入射面）に形成される。これにより、位相差フィルム６０Ｂの端面が空気に露出することがなく、熱に対する焼け、焦げなどの不具合の発生を抑えることが可能となる。
【００８４】
このように本実施の形態においては、偏光ビームスプリッター１０３は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｂとから構成されている。位相差フィルム６０Ｂは、第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成されて、ポジティブＡプレートとして機能する。
【００８５】
これにより、位相差フィルム６０Ｂが偏光ビームスプリッター本体Ｎの内部に配置されるため、上述した第１の実施の形態での効果を得られると共に、以下の利点もある。
【００８６】
１．耐久性の向上
重合性液晶混合物は有機材料である。有機材料の場合、湿度による膜の膨潤により膜厚変化（位相差の変化）などによる特性の悪化を起こす。また空気に接している場合、熱により焦げたり燃えたりする可能性があるが、ガラスに挟みこむことによりこれらの問題を回避することが可能である。
【００８７】
２．製造上の利点
位相差フィルム６０Ｂが直接に偏光分離膜の第１のプリズム部材側に形成される場合、第１の実施の形態の位相差フィルム６０と比較して、偏光ビームスプリッター本体Ｎの作成工程の中に位相差フィルム形成プロセスが追加されることによって、位相差フィルム６０Ｂのカット、貼り付け工程が必要なくなる。
【００８８】
３．外形上の利点
偏光ビームスプリッター本体Ｎ内に形成することにより、薄型化が可能である。また、本体内部にあるため取り扱い中の外圧による傷や剥がれをなくすことができる。
【００８９】
また、偏光ビームスプリッター１０３Ａのように、酸素遮断層７０を設けることにより、位相差フィルム６０Ｂの端面が空気に露出することがなく、熱に対する焼け、焦げなどの不具合の発生を抑えることができる。
【実施例４】
【００９０】
図１３は、第４の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０４の構成を示す図である。図１３中のＹ部拡大図は、位相差フィルム６０Ｃの断面の一部を示している。
【００９１】
図１３に示すように、偏光ビームスプリッター１０４は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材駆動部２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｃとから構成されている。この例の場合、位相差フィルム６０Ｃは、コールドミラー４０の第２のプリズム部材側（コールドミラー４０の上方の面）に配置される。この位相差フィルム６０Ｃは、ポジティブＡプレートとして機能する。
【００９２】
位相差フィルム６０Ｃは、上記第１の実施の形態の位相差フィルム６０と同様の形成方法で形成され、またはガラス基板を用いずに直接にコールドミラー４０の上方の面に形成される。
【００９３】
位相差フィルム６０Ｃが上記第１の実施の形態の位相差フィルム６０と同様の形成方法で形成される場合、位相差フィルム６０Ｃは、例えば、第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。ガラス基板を用いて製作する場合、偏光ビームスプリッター本体Ｎに配置する際に、ガラス基板を剥がして、位相差フィルム６０Ｃをコールドミラー４０の第１のプリズム部材側（コールドミラー４０の上方の面）に貼り付けて配置するようになされる。
【００９４】
位相差フィルム６０Ｃが直接にコールドミラー４０の上方の面に形成する場合、上述した第３の実施の形態の直接形成方法と類似しているので（図１１参照）、ここで、詳細な説明を省略する。
【００９５】
また、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の配向方向（ラビング処理の場合は、ラビング角度）および位相差については、所定の位相差、遅相軸角度条件を設計することが可能である。
【００９６】
図１４は、第４の実施の形態の他の構成例を示す図である。図１４に示すように、偏光ビームスプリッター１０４Ａは、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｃと、酸素遮断層７０とから構成されている。
【００９７】
このように本実施の形態においては、偏光ビームスプリッター１０４は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｃとから構成されている。位相差フィルム６０Ｃは、第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成され、位相差フィルム６０Ｃは、コールドミラーの第２のプリズム部材側に配置されて、ポジティブＡプレートとして機能する。これにより、上述した第３の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００９８】
以下、本発明に係る偏光ビームスプリッターを用いた液晶プロジェクターを説明する。図１５は、本発明の偏光ビームスプリッター１０１を用いた液晶プロジェクター１００の光学系の構成を示す図である。
【００９９】
図１５に示すように、液晶プロジェクター１００は、光源ランプ１１１と、この光源ランプ１から出射された光束の進行方向に平行にするインテグテーター（レンズアレイ）１１２、１１３、入射光束を偏光成分の異なる２光束に分離する偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１０１、重畳レンズ１１４、Ｒ反射ダイクロイックミラー１１５、反射ミラー１１６、Ｒ用フィールドレンズ１１７、Ｒ用液晶パネル１１８、クロスダイクロイックプリズム１１９、Ｇ反射ダイクロイックミラー１２０、Ｇ用フィールドレンズ１２１、Ｇ用液晶パネル１２２、リレー光学系（リレーレンズ１２３，１２５，１２７、反射ミラー１２４，１２６）、Ｂ用液晶パネル１２８、投射レンズ１２９を備える。
【０１００】
上記の液晶プロジェクター１００は、偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１０１以外に従来と同様な構成を有するため、液晶プロジェクター１００の動作について、ここで詳細な説明を省略する。
【０１０１】
このように本実施の形態においては、液晶プロジェクター１００は、偏光ビームスプリッター１０１を用いることで、位相差フィルムの耐熱性を向上させ、高温による位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することがなく、投射する画質の劣化等を防止することができる。そのため、液晶プロジェクターの光源（ランプ）輝度を上げることが可能となり、より明るい、より大画面の液晶プロジェクターを提供することが可能となる。
【０１０２】
なお、上述の実施の形態において、偏光ビームスプリッター１０１，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０４，１０４Ａの位相差フィルム６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの構成は、２層の液晶性高分子材料層を有するものについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、位相差フィルム６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、１層または３層以上の液晶性高分子材料層を有するものにしてもよい。
【０１０３】
また、上述した第１の実施の形態において、位相差フィルム６０は、形成時に用いたガラス基板６１を有するものについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、位相差フィルムが形成された後、ガラス基板６１を剥がしてもよい。
【０１０４】
また、上述実施の形態において、位相差フィルム６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、配向処理を施すために、配向膜を形成し配向処理を行う例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１６に示すように、配向膜なしの構成にしてもよい。
【０１０５】
図１６は、配向膜なしの位相差フィルムの構成例を示す図である。図１６に示すように、位相差フィルム６０Ｄは、ガラス基板６１と、第１の液晶性高分子材料層６３と、第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。
【０１０６】
この場合は、ガラス基板６１の上面に対して配向処理を行い、配向処理された表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し、第１の液晶性高分子材料層６３を形成する。そして、第１の液晶性高分子材料層６３の表面に対して配向処理を行い、配向処理された表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し、第２の液晶性高分子材料層６５を形成する。これにより、位相差フィルム６０Ｄが得られる。この位相差フィルム６０Ｄの第２の液晶性高分子材料層６５側を所定の形状にカットして、第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に（即ち、偏光ビームスプリッター本体Ｎの偏光分離膜３０の上方に位置するよう）貼り付けて配置する。
【０１０７】
なお、ガラス基板６１を用いずに、第１のプリズム部材１０または第２のプリズム部材２０に対して配向処理を行い、配向処理された表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し、第１の液晶性高分子材料層６３を形成するようにしてもよい。
【０１０８】
また、上述実施の形態においては、液晶プロジェクター１００に偏光ビームスプリッター１０１を用いた例について説明したが、これに限定されるものではない。液晶プロジェクター１００に偏光ビームスプリッター１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０４，１０４Ａを用いてもよい。なお、位相差フィルム６０Ｄを有する偏光ビームスプリッターを用いてもよい。
【０１０９】
また、上述実施の形態においては、偏光ビームスプリッター１０１，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０４，１０４Ａの応用例としての液晶プロジェクターについて説明したが、これに限定されるものではない。他の光学機器に利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
この発明は、液晶プロジェクター等の光学機器に用いられた偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）の耐熱性、及び光学性能を向上させることを目的に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１０ 第１のプリズム部材
２，２０ 第２のプリズム部材
３，３０ 偏光分離膜（ＰＢＳ膜）
４，４０ コールドミラー
５，５０ 遮光板
６，６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ 位相差フィルム
６１ ガラス基板
６２ 第１の配向膜
６３ 第１の液晶性高分子材料層
６４ 第２の配向膜
６５ 第２の液晶性高分子材料層
７０，７０Ａ 酸素遮断層
８０ 接着剤
９０ 酸素遮断層
１００ 液晶プロジェクター
１０１，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０４，１０４Ａ 偏光ビームスプリッター
Ｎ 偏光ビームスプリッター本体
Ｗ 従来の偏光ビームスプリッター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの入射光束をＰ偏光とＳ偏光とに分離する偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）、及びその製造方法に関し、さらにそれを用いた液晶プロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクターは、光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系とを備え、光源からの光を光学系に導いて映像光として投射レンズから投射するようになされる（後述図１４参照）。
【０００３】
従来、液晶プロジェクター等の機器に用いられる偏光ビームスプリッターＷは、図１７に示すように、断面が平行四辺形の複数本の第１のプリズム部材１と第２のプリズム部材２とを交互に接合して、平板状のスプリッター本体を構成する。第１のプリズム部材１と第２のプリズム部材２の接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されて、偏光分離膜（ＰＢＳ膜）３とコールドミラー４が形成されている。
【０００４】
スプリッター本体において、第１のプリズム部材１の光入射面に遮光板５が配置され、かつ第１のプリズム部材１の光入射面と対向する面（光出射面）にポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂製の位相差フィルム６が配置されている。
【０００５】
図１７中に矢印で示すように、第２のプリズム部材２に入射した光は、偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜３にてＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射することによりＳ偏光とＰ偏光に分離される。透過光は位相差フィルム６を透過して前方へ出射され、一方反射光はさらに鏡面処理により形成されたコールドミラー４にて反射されて前方へ出射される。
【０００６】
液晶プロジェクターにおいて、光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系と電子部品とから発熱が生じる。特に、偏光ビームスプリッターＷにおいて、光の透過によって平板状のスプリッター本体には熱が発生するため、ケーシングの内部に冷却ファンを設置して、ケーシング内部の空気を流動させることによって、光学系等を冷却することが行われている。
【０００７】
しかし、偏光ビームスプリッターＷの位相差フィルム６は、一般に樹脂フィルム、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）等から形成されており、耐熱性が低い（１２０℃〜１３５℃）ため、冷却ファンを高速で回転させて、大きな冷却風量で偏光ビームスプリッターＷを冷却する必要があり、これによって、冷却ファンから発生する騒音が大きくなる問題点があった。
【０００８】
これを解決するために、平板状のスプリッター本体に熱伝導板を設置し、高温部の熱を低温部へ導いて、平板状のスプリッター本体の温度分布を均一化させることができる偏光ビームスプリッターが提案された（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２１１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に開示された偏光ビームスプリッターは、高温部の熱を低温部へ導いて、平板状のスプリッター本体の温度分布を均一化させることができるが、高温により位相差フィルムが変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することで、投射する画質の劣化等の問題点を解決することができなかった。
【００１１】
また、近年、高輝度、高画質、大画面の液晶プロジェクターが要求され、そのため、偏光ビームスプリッター等の光学部品からの発熱の増加を招き、位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することで、投射する画質の劣化等の問題点がより深刻になった。
【００１２】
そこで、本発明は、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムを用いることによって、位相差フィルムの耐熱性を向上させ、高温による位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することがなく投射する画質の劣化等を防止することができる偏光ビームスプリッター及びその製造方法、並びにそれを用いた液晶プロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る偏光ビームスプリッターは、光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする。
【００１４】
例えば、前記位相差フィルムは、第１の液晶性高分子材料層と、第２の液晶性高分子材料層とを備え、前記第１の液晶性高分子材料層および第２の液晶性高分子材料層が形成される面が配向処理された。
【００１５】
また例えば、前記位相差フィルムは、第１の配向膜と、前記第１の配向膜に積層される第１の液晶性高分子材料層と、前記第１の液晶性高分子材料層に積層される第２の配向膜と、前記第２の配向膜に積層される第２の液晶性高分子材料層と備える。また、前記第１の液晶性高分子材料層および前記第２の液晶性高分子材料層のリタデーションは１８０ｎｍ〜３００ｎｍとされる。
【００１６】
また、本発明に係る偏光ビームスプリッターは、光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜の前記第１のプリズム部材側、または前記鏡面処理により形成されたコールドミラーの前記第２のプリズム部材側に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする。
【００１７】
例えば、前記位相差フィルムは、第１の液晶性高分子材料層と、第２の液晶性高分子材料層とを備え、前記第１の液晶性高分子材料層および第２の液晶性高分子材料層が形成される面が配向処理された。
【００１８】
また例えば、前記位相差フィルムは、第１の配向膜と、前記第１の配向膜に積層される第１の液晶性高分子材料層と、前記第１の液晶性高分子材料層に積層される第２の配向膜と、前記第２の配向膜に積層される第２の液晶性高分子材料層と備える。また、前記第１の液晶性高分子材料層と前記第２の液晶性高分子材料層のリタデーションは、一方が１５０ｎｍ〜２５０ｎｍであり、他方が２５０ｎｍ〜３５０ｎｍであることを特徴とする。
【００１９】
また例えば、前記位相差フィルムを覆うように設置され、前記位相差フィルムと空気との接触を遮断する酸素遮断層をさらに備える。
【００２０】
上記課題を解決するため、本発明に係る偏光ビームスプリッターの製造方法は、光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記スプリッター本体に配置された液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備えた偏光ビームスプリッターの製造方法であって、前記位相差フィルムを形成する位相差フィルム形成段階と、得られた前記位相差フィルムを前記偏光ビームスプリッター本体に配置する位相差フィルム配置段階とを有し、前記位相差フィルム形成段階は、前記液晶性を有する高分子材料が塗布される面に対して配向処理を施す配向処理工程と、配向処理された表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し液晶性高分子材料層を形成する液晶性高分子材料層形成工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
例えば、上記の偏光ビームスプリッターの製造方法において、前記位相差フィルム形成段階は、前記液晶性を有する高分子材料が塗布される基板の表面に対して配向処理を施す第１の配向処理工程と、配向処理された基板の表面に第１の液晶性高分子材料層を形成する第１の液晶性高分子材料層形成工程と、形成された第１の液晶性高分子材料層の表面に対して配向処理を施す第２の配向処理工程と、配向処理された第１の液晶性高分子材料層の表面に第２の液晶性高分子材料層を形成する第２の液晶性高分子材料層形成工程を備えることを特徴とする。
【００２２】
また例えば、上記の偏光ビームスプリッターの製造方法において、前記位相差フィルム形成段階は、前記液晶性を有する高分子材料が塗布される基板に第１の配向膜を形成する第１の配向膜形成工程と、形成された第１の配向膜に対して配向処理を施す第１の配向処理工程と、配向処理された第１の配向膜の表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し第１の液晶性高分子材料層を形成する第１の液晶性高分子材料層形成工程と、前記第１の液晶性高分子材料層に第２の配向膜を形成する第２の配向膜形成工程と、形成された第２の配向膜に対して配向処理を施す第２の配向処理工程と、配向処理された第２の配向膜の表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し第２の液晶性高分子材料層を形成する第２の液晶高分子材料層形成工程とを備えることを特徴とする。
【００２３】
また例えば、上記の偏光ビームスプリッターの製造方法において、前記位相差フィルム形成段階は、前記位相差フィルムと空気との接触を遮断する酸素遮断層を形成する酸素遮断層形成工程をさらに備えることを特徴とする。
【００２４】
上記課題を解決するため、本発明に係る液晶プロジェクターは、光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系とを備え、前記光源からの光を前記光学系に導いて映像光として前記投射レンズから投射する液晶プロジェクターであって、前記偏光ビームスプリッターは、光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする。
【００２５】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る液晶プロジェクターは、光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系とを備え、前記光源からの光を前記光学系に導いて映像光として前記投射レンズから投射する液晶プロジェクターであって、前記偏光ビームスプリッターは、光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜の前記第１のプリズム部材側、または前記鏡面処理により形成されたコールドミラーの前記第２のプリズム部材側に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る偏光ビームスプリッターによれば、液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムを用いることによって、位相差フィルムの耐熱性を向上させ、高温による位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することがなく、投射する画質の劣化等を防止することができる。
【００２７】
また、液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムを用いることで、位相差フィルムを、入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜の第１のプリズム部材側、または鏡面処理により形成されたコールドミラーの第２のプリズム部材側に配置することができ、耐熱性を向上させると共に、より薄い偏光ビームスプリッターを得ることができる。
【００２８】
本発明に係る偏光ビームスプリッターの製造方法によれば、液晶性を有する高分子材料を用いて液晶高分子材料層を形成し、液晶高分子材料層を備えた位相差フィルムを簡単に製作することができ、この位相差フィルムをスプリッター本体に配置することで、従来より高い耐熱性を持つ偏光ビームスプリッターが得られる。
【００２９】
本発明に係る液晶プロジェクターによれば、液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムを備えた偏光ビームスプリッターを用いることによって、位相差フィルムの耐熱性を向上させ、高温による位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することがなく、投射する画質の劣化等を防止することができる。そのため、液晶プロジェクターの光源（ランプ）輝度を上げることが可能となり、より明るい、より大画面の液晶プロジェクターを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０１の構成を示す図である。
【図２】本発明の位相差フィルム６０の構成を示す図である。
【図３】第１の液晶性高分子材料層と第２の液晶性高分子材料層の配向角度に関する角度の定義を示す図である。
【図４】偏光ビームスプリッター１０１の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】従来の偏光ビームスプリッターに用いられる位相差フィルムの耐熱試験結果を示す図である。
【図６】本発明の位相差フィルム６０の耐熱試験結果を示す図である。
【図７】第２の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０２の構成を示す図である。
【図８】偏光ビームスプリッター１０２の形成方法を示す図である。
【図９】第２の実施の形態の他の構成例を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０３の構成を示す図である。
【図１１】偏光ビームスプリッター１０３の製造方法を示すフローチャートである。
【図１２】第３の実施の形態の他の構成例を示す図である。
【図１３】第４の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０４の構成を示す図である。
【図１４】第４の実施の形態の他の構成例を示す図である。
【図１５】本発明の偏光ビームスプリッター１０１を用いた液晶プロジェクター１００の光学系の構成を示す図である。
【図１６】配向膜なしの位相差フィルムの構成例を示す図である。
【図１７】従来の偏光ビームスプリッターＷの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態の偏光ビームスプリッター及びその製造方法、並びにそれを用いた液晶プロジェクターについて説明する。
【実施例１】
【００３２】
図１は、第１の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０１の構成を示す図である。この図１において、偏光ビームスプリッター１０１の断面図を示している。図１中の拡大部は、位相差フィルム６０の断面の一部を示している。図２は、本発明の位相差フィルム６０の構成を示す図である。
【００３３】
図１に示すように、偏光ビームスプリッター１０１は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜（ＰＢＳ膜）３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０とから構成されている。
【００３４】
なお、偏光ビームスプリッター１０１の構成は、遮光板５０を用いることに限定されるものではない。他の遮光手段を用いても良い。
【００３５】
第１のプリズム部材１０、第２のプリズム部材２０は、断面が平行四辺形に形成されている。液晶プロジェクター用の偏光ビームスプリッターの場合は、熱の影響を避けるため光弾性定数の低いガラスを用いたものである。
【００３６】
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材１０と光源からの光が導入される第２のプリズム部材２０とを交互に接合して、かつ接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体Ｎが構成される。
【００３７】
偏光分離膜３０は、第１のプリズム部材１０と第２のプリズム部材２０との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理を施して形成されたものである。この偏光分離膜３０は、入射した光をＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射することによりＳ偏光とＰ偏光を分離する。
【００３８】
コールドミラー４０は、第１のプリズム部材１０と第２のプリズム部材２０との接合面に鏡面処理を施して形成されたものである。このコールドミラー４０は、偏光分離膜にて分離されたＳ偏光を反射し前方へ出射させる。
【００３９】
遮光板５０は、第１のプリズム部材１０の光入射面に配置され、入射光を遮断するものである。
【００４０】
位相差フィルム６０は、第１のプリズム部材１０の光入射面と対向する面（即ち、光出射面）に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる。この位相差フィルム６０は、ポジティブＡプレートとして機能する。本明細書において、ポジティブＡプレートとは、面内の主屈折率をｎｘ（遅相軸方向）、ｎｙ（進相軸方向）とし、厚み方向の屈折率をｎｚとしたとき、屈折率異方性（屈折率分布）がｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚを満足する正の一軸性光学素子をいう。即ち、位相差フィルム６０において、液晶はディスコティック液晶ではなく、配向状態としてはハイブリッド配向でもなく、屈折率異方性がｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚとなる液晶（通常のネマティック）のホモジニアス配向ということになる。
【００４１】
液晶性を有する高分子材料は、液晶性ポリマー(liquid crystalline polymer)略称ＬＣＰともいう。一般に溶融状態で液晶性（分子が規則正しく並んだ結晶と、無秩序に並んだ液体の中間に当たる状態）を示す高分子材料であり、成形時の流動性が良く、固まるにつれて分子が剛直につながるため、強度に優れた精密成形品の素材に適しており、またプラスチックとしては耐熱性がかなり高い。
【００４２】
この実施例において、位相差フィルム６０は、２層の液晶性を有する高分子材料を有するものである。例えば、図２に示すように、位相差フィルム６０は、ガラス基板６１と、ガラス基板６１に形成された第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。なお、ここで、ガラス基板を用いたが、樹脂製フィルム等を用いてもよい。
【００４３】
ここで、第１の配向膜６２と第２の配向膜６４は、液晶性を有する高分子材料を配向させる膜であり、この例では、プレチルト１°程度のポリアミック酸タイプの配向膜材料を用いた。また、第１の配向膜６２と第２の配向膜６４の厚さ（膜厚）は、３００Å〜１０００Åの範囲であることが好ましい。この例では、第１の配向膜６２と第２の配向膜６４の厚さを７００Åとした。
【００４４】
第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５は、液晶性を有する高分子材料から形成されたものであり、この例では、ＵＶ硬化型液晶性を有する高分子材料を用いた。その耐熱性は、２００℃である。
【００４５】
また、位相差フィルム６０で所望の位相差値になるために、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の厚さ（膜厚）を調整する必要がある。例えば、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５のリタデーション（位相差値）が１８０ｎｍ〜３００ｎｍとされる。即ち、設計としては２４０±６０ｎｍとする（入射光波長λ＝５５０ｎｍの場合）。
【００４６】
また、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の配向角度（ラビング処理の場合は、ラビング角度）については、表１に示している。表１に示すように、配向方向は、Ａ〜Ｄの４つの様式がある。第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の配向角度は、図３に示すように定義される。図３は偏光ビームスプリッター１０１の光出射面から見た図である。
【００４７】
【表１】
【００４８】
以下、図４を参照しながら、本発明の偏光ビームスプリッター１０１の製造方法を説明する。図４は、偏光ビームスプリッター１０１の製造方法を示すフローチャートである。
【００４９】
偏光ビームスプリッター１０１の製造過程は、断面が平行四辺形の第１のプリズム部材１０と第２のプリズム部材２０とを交互に接合してスプリッター本体組立段階と、位相差フィルム６０を形成する位相差フィルム形成段階と、得られた位相差フィルム６０を偏光ビームスプリッター本体Ｎに配置する位相差フィルム配置段階とを有する。
【００５０】
スプリッター本体組立段階では、第１のプリズム部材１０と第２のプリズム部材２０との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施される。
【００５１】
また、位相差フィルム形成段階では、図４に示すように、まず、ステップＳ１〜Ｓ２で、ガラス基板処理を行う。ステップＳ１では、ガラス基板を洗浄する。ここで、アルカリ性洗剤を用いて、ガラス基板を浸漬し、さらに超音波洗浄を行い、そして、純水にガラス基板を浸漬し、超音波洗浄を行う。また、ステップＳ２では、洗浄後のガラス基板を乾燥処理する。
【００５２】
次に、ステップＳ３〜Ｓ４で、ガラス基板に配向膜を形成する配向膜形成処理を行う。ステップＳ３では、洗浄、乾燥処理後のガラス基板の片面にポリアミック酸タイプの配向膜材料を塗布し、この配向膜の厚さを７００Åとする。ステップＳ４では、塗布した配向膜を熱処理し硬化させる。ここで、例えば、まず８０℃で５分間を加熱し仮硬化させ、そして２００℃で１時間を加熱し、ポリアミック酸のポリイミド化を行うことにより配向膜を硬化させる。
【００５３】
次に、ステップＳ５〜Ｓ７で、形成された配向膜に対して配向処理を施す。ステップＳ５では、配向処理としてラビング処理を行う。ここで、ラビング処理において所定の配向方向を形成する。ラビング角度を表１に示す。これにより、位相差フィルム６０で所望の配向角度を得ることができる。なお、配向処理方法としてラビング処理に限らず、光照射、イオンビーム照射などの方法を用いてもよい。ステップＳ６では、ラビング処理後の配向膜表面を洗浄し、ラビング処理時に発生し付着した異物を除去する。ここで、例えば、純水に３分間浸漬する。ステップＳ７では、８０℃で１時間の熱処理を行い、洗浄後の水分を乾燥させる。
【００５４】
次に、ステップＳ８〜Ｓ１０で、配向処理された配向膜の表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し液晶性高分子材料層を形成する液晶性高分子材料層形成処理を行う。ステップＳ８では、重合性液晶混合物塗布を行い、即ちスピンコート方法を用いて、ＵＶ硬化型液晶性を有する高分子材料を塗布する。ここで、位相差フィルム６０で所望の位相差値になるために、第１の液晶性高分子材料層の厚さ（膜厚）を調整する。例えば、第１の液晶性高分子材料層のリタデーション（位相差値）を１８０ｎｍ〜３００ｎｍとする（入射光波長λ＝５５０ｎｍの場合）。なお、液晶性を有する高分子材料の塗布方法はスピンコート方法に限らず、バーコーテイング法、ブレードコーテイング法、印刷法などを用いてもよい。
【００５５】
また、ステップＳ９では、熱処理（仮乾燥）を行い、例えば、６０℃で１０分を加熱し、塗布後の液晶性を有する高分子材料を配向安定化させ、溶剤を除去する。ステップＳ１０では、塗布後の液晶性高分子材料層に対して、ＵＶ照射を行う。ここで、液晶性を有する高分子材料をＵＶ照射により光重合させて硬化させる。ＵＶ照射はＮ２雰囲気で行うことが望ましい。
【００５６】
ＵＶ照射を行った後、図４中の破線矢印に示すように、ステップＳ３に戻り、上記工程により形成された第１層の液晶性高分子材料層に第２の配向膜を形成する第２の配向膜形成処理を行う。第２の配向膜形成処理は、上述したステップＳ３〜Ｓ４と同様に行う。次に、形成された第２の配向膜に対して第２の配向処理を。第２の配向処理は、上述したステップＳ５〜Ｓ７と同様に行う。ただし、ラビング処理において第１の配向膜の配向角度と異なる配向方向を形成する。ラビング角度は表１に示す。そして、配向処理された第２の配向膜の表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し第２の液晶性高分子材料層を形成する第２の液晶性高分子材料層形成処理を行う。第２の液晶性高分子材料層形成処理は、上述したステップＳ８〜Ｓ１０と同様に行う。また、位相差フィルム６０で所望の配向角度になるために、第２の液晶性高分子材料層の厚さ（膜厚）を調整する。例えば、第２の液晶性高分子材料層のリタデーション（位相差値）は１８０ｎｍ〜３００ｎｍとする（入射光波長λ＝５５０ｎｍの場合）。
【００５７】
次に、ステップＳ１１で、形成された位相差フィルム６０を焼成処理する。ここで、例えば、１８０℃で１時間の熱処理を行い、液晶性高分子材料層をさらに硬化させると共に、密着性を向上させる。
【００５８】
最後に、形成された位相差フィルム６０を所定の形状にカットして、第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に（即ち、偏光ビームスプリッター本体Ｎの偏光分離膜３０の上方に位置するよう）貼り付けて配置する。
【００５９】
図５は、従来の偏光ビームスプリッターに用いられる位相差フィルムの耐熱試験結果を示す図である。また、図６は、本発明の位相差フィルムの耐熱試験結果を示す図である。ここで、評価サンプルとして、１．位相差フィルムをガラス板に貼り付けたものと、従来の偏光ビームスプリッターに用いられる位相差フィルムとして、２層のポリカーボネートフィルムをガラス板に貼り付けたものとを用いた。
【００６０】
また、熱処理条件は、加熱装置としてオーブンを用い、１）熱処理なし、２）１５０℃、２４０時間、３）１８０℃、２４０時間、４）２００℃、１４０時間である。
【００６１】
測定は、上記熱処理条件で処理した評価サンプルの各波長の透過率（％）を測定した。測定結果を図５、図６に示す。図５は、従来の位相差フィルムとしての２層のポリカーボネートフィルムの場合（比較例）の測定結果である。図６は、本発明の位相差フィルムの場合（実施例）の測定結果である。図５に示すように、従来の位相差フィルムは、熱処理なし→１５０℃×２４０ｈ→１８０℃×２４０ｈ→２００℃×１４０ｈと熱処理条件が強くなるに従い、透過率の低下、特に短波長側の透過率の低下が著しい。これに対して、図６の実施例では短波長側のわずかな低下で収まっている。このことから、本発明の位相差フィルムの耐熱性が大きく向上したことは明らかである。
【００６２】
このように本実施の形態においては、偏光ビームスプリッター１０１は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０とから構成されている。位相差フィルム６０は、ガラス基板６１と、ガラス基板６１に形成された第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成されて、ポジティブＡプレートとして機能する。
【００６３】
これにより、位相差フィルムの耐熱性を向上させ、高温による位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することがなく、投射する画質の劣化等を防止することができる。
【００６４】
次に、本発明の偏光ビームスプリッターの他の構成例を説明する。
第１の実施の形態では基板（ガラス、フィルム）上に形成した位相差フィルム６０を基板ごと所定のサイズにカットし貼り付けたが、その場合カットした端面（側面）が酸素に触れる。熱がかかると端面付近で劣化が発生する問題がある。これを解決するために、下記の第２の実施の形態を提案する。
【実施例２】
【００６５】
図７は、第２の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０２の構成を示す図である。この図７において、偏光ビームスプリッター１０２の断面図を示している。
【００６６】
図７に示すように、偏光ビームスプリッター１０２は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ａと、酸素遮断層７０とから構成されている。この例の場合、位相差フィルム６０Ａの上部には、接着剤８０を介して酸素遮断層７０が配置される。
【００６７】
位相差フィルム６０Ａは、２層の液晶性を有する高分子材料を有するものである。例えば、ガラス基板６１に形成された第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。この位相差フィルム６０Ａは、ポジティブＡプレートとして機能する。
【００６８】
なお、ここで、酸素遮断層７０は、ガラス基板、または樹脂製フィルム等を用いた。また、接着剤８０は透明性接着剤である。
【００６９】
図８は、偏光ビームスプリッター１０２の形成方法を示している。偏光ビームスプリッター１０２を形成する際に、まず、図８（ａ）に示すように、酸素遮断層７０としてのガラス基板６１（または樹脂製フィルム）に所定寸法の位相差フィルム６０Ａを形成する。位相差フィルム６０Ａの形成方法は、上述した位相差フィルム６０の形成方法と同様である。次に、図８（ｂ）に示すように、位相差フィルム６０Ａが形成されたガラス基板を偏光ビームスプリッター本体Ｎに接着剤８０により貼り付ける。接着剤８０により貼り付ける際に、位相差フィルム６０Ａの上面とガラス基板６１との間にも接着剤８０を塗布する。
【００７０】
図９は、第２の実施の形態の他の構成例を示す図である。図９に示すように、偏光ビームスプリッター１０２Ａは、上述した第１の実施の形態の偏光ビームスプリッター１０１において、位相差フィルム６０が配置された側に酸素遮断層７０Ａが塗布されたものである。
【００７１】
なお、偏光ビームスプリッター１０２Ａにおいて、位相差フィルム６０は位相差フィルムが形成された後、ガラス基板６１を剥がしたものを用いてもよい。
【００７２】
このように本実施の形態においては、偏光ビームスプリッター１０２，１０２Ａは、酸素遮断層７０，７０Ａが設けられたため、位相差フィルム６０，６０Ａが酸素と接する部分が全くなく、熱に対する焼け、焦げなどの不具合の発生を抑えることが可能となる。また、接着剤８０を充填したことにより酸素遮断層（ガラス、フィルムなど）７０，７０Ａと偏光ビームスプリッター本体Ｎとの密着性が向上し、剥がれ防止となり作業性が向上する。
【実施例３】
【００７３】
図１０は、第３の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０３の構成を示す断面図である。図１０中のＸ部拡大図は、位相差フィルム６０Ｂの断面の一部を示している。
【００７４】
図１０に示すように、偏光ビームスプリッター１０３は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｂとから構成されている。本実施例の場合、位相差フィルム６０Ｂは、偏光分離膜３０の第１のプリズム部材側（偏光分離膜３０の上方の面）に配置される。この位相差フィルム６０Ｂは、ポジティブＡプレートとして機能する。
【００７５】
位相差フィルム６０Ｂは、上記第１の実施の形態の位相差フィルム６０と同様の形成方法で形成され、またはガラス基板を用いずに直接に偏光分離膜３０の上方の面に形成される。
【００７６】
位相差フィルム６０Ｂが上記第１の実施の形態の位相差フィルム６０と同様の形成方法で形成される場合、位相差フィルム６０Ｂは、例えば、第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。ガラス基板を用いて製作する場合、偏光ビームスプリッター本体Ｎに配置する際に、ガラス基板を剥がして、位相差フィルム６０Ｂを偏光分離膜３０の第１のプリズム部材側（偏光分離膜３０の上方の面）に貼り付けて配置するようになされる。
【００７７】
位相差フィルム６０Ｂが直接、偏光分離膜の第１のプリズム部材側に形成される場合、図１１に示すように、第１のプリズム部材に偏光分離膜を形成する処理を行った後、ステップＳ２１〜Ｓ２２で、第１または第２のプリズム部材用ガラスを洗浄するガラス基板処理を行う。次に、ステップＳ２３〜Ｓ２４で、第１または第２のプリズム部材用ガラスに配向膜を形成する配向膜形成処理を行う。次に、ステップＳ２５〜Ｓ２７で、形成された配向膜に対して配向処理を行う。次に、ステップＳ２８〜Ｓ３０で、配向処理された配向膜の表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し液晶性高分子材料層を形成する液晶性高分子材料層形成処理を行う。次に、ステップＳ３１で、形成された位相差フィルムを焼成処理する。ステップＳ２１〜Ｓ３１での具体な製作方法は、上述した第１の実施の形態と同様であり、ここで、詳細な説明を省略する（２層目の場合も同様）。
【００７８】
位相差フィルム６０Ｂを形成した後、第１のプリズム部材用ガラスと第２のプリズム部材用ガラスとを組み立てる。そして、所定の形状に切断し偏光ビームスプリッター１０３が得られる。
【００７９】
ここで、位相差フィルム６０Ｂで所望の位相差値になるために、例えば、入射光波長λ＝５５０ｎｍの場合、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５のリタデーション（位相差値）に関しては、一方が１５０ｎｍ〜２５０ｎｍであり（即ち、設計としては２００±５０ｎｍとする）、他方が２５０ｎｍ〜３５０ｎｍである（即ち、設計としては３００±５０ｎｍとする）。
【００８０】
また、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の配向方向（ラビング処理の場合は、ラビング角度）および位相差値については、表２に示している。表２に示すように、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の位相差、遅相軸角度条件は、Ａ〜Ｄの４つの様式がある。また、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の配向角度は、図３に示すように定義される。
【００８１】
【表２】
【００８２】
図１２は、第３の実施の形態の他の構成例を示す図である。図１２に示すように、偏光ビームスプリッター１０３Ａは、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｂと、酸素遮断層７０とから構成されている。
【００８３】
この例の場合、位相差フィルム６０Ｂは、偏光分離膜３０の第１のプリズム部材側（偏光分離膜３０の上方の面）に配置される。また、酸素遮断層７０は、偏光ビームスプリッター本体Ｎの上面（光出射面）および下面（光入射面）に形成される。これにより、位相差フィルム６０Ｂの端面が空気に露出することがなく、熱に対する焼け、焦げなどの不具合の発生を抑えることが可能となる。
【００８４】
このように本実施の形態においては、偏光ビームスプリッター１０３は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｂとから構成されている。位相差フィルム６０Ｂは、第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成されて、ポジティブＡプレートとして機能する。
【００８５】
これにより、位相差フィルム６０Ｂが偏光ビームスプリッター本体Ｎの内部に配置されるため、上述した第１の実施の形態での効果を得られると共に、以下の利点もある。
【００８６】
１．耐久性の向上
重合性液晶混合物は有機材料である。有機材料の場合、湿度による膜の膨潤により膜厚変化（位相差の変化）などによる特性の悪化を起こす。また空気に接している場合、熱により焦げたり燃えたりする可能性があるが、ガラスに挟みこむことによりこれらの問題を回避することが可能である。
【００８７】
２．製造上の利点
位相差フィルム６０Ｂが直接に偏光分離膜の第１のプリズム部材側に形成される場合、第１の実施の形態の位相差フィルム６０と比較して、偏光ビームスプリッター本体Ｎの作成工程の中に位相差フィルム形成プロセスが追加されることによって、位相差フィルム６０Ｂのカット、貼り付け工程が必要なくなる。
【００８８】
３．外形上の利点
偏光ビームスプリッター本体Ｎ内に形成することにより、薄型化が可能である。また、本体内部にあるため取り扱い中の外圧による傷や剥がれをなくすことができる。
【００８９】
また、偏光ビームスプリッター１０３Ａのように、酸素遮断層７０を設けることにより、位相差フィルム６０Ｂの端面が空気に露出することがなく、熱に対する焼け、焦げなどの不具合の発生を抑えることができる。
【実施例４】
【００９０】
図１３は、第４の実施の形態としての偏光ビームスプリッター１０４の構成を示す図である。図１３中のＹ部拡大図は、位相差フィルム６０Ｃの断面の一部を示している。
【００９１】
図１３に示すように、偏光ビームスプリッター１０４は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材駆動部２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｃとから構成されている。この例の場合、位相差フィルム６０Ｃは、コールドミラー４０の第２のプリズム部材側（コールドミラー４０の上方の面）に配置される。この位相差フィルム６０Ｃは、ポジティブＡプレートとして機能する。
【００９２】
位相差フィルム６０Ｃは、上記第１の実施の形態の位相差フィルム６０と同様の形成方法で形成され、またはガラス基板を用いずに直接にコールドミラー４０の上方の面に形成される。
【００９３】
位相差フィルム６０Ｃが上記第１の実施の形態の位相差フィルム６０と同様の形成方法で形成される場合、位相差フィルム６０Ｃは、例えば、第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。ガラス基板を用いて製作する場合、偏光ビームスプリッター本体Ｎに配置する際に、ガラス基板を剥がして、位相差フィルム６０Ｃをコールドミラー４０の第１のプリズム部材側（コールドミラー４０の上方の面）に貼り付けて配置するようになされる。
【００９４】
位相差フィルム６０Ｃが直接にコールドミラー４０の上方の面に形成する場合、上述した第３の実施の形態の直接形成方法と類似しているので（図１１参照）、ここで、詳細な説明を省略する。
【００９５】
また、第１の液晶性高分子材料層６３と第２の液晶性高分子材料層６５の配向方向（ラビング処理の場合は、ラビング角度）および位相差については、所定の位相差、遅相軸角度条件を設計することが可能である。
【００９６】
図１４は、第４の実施の形態の他の構成例を示す図である。図１４に示すように、偏光ビームスプリッター１０４Ａは、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｃと、酸素遮断層７０とから構成されている。
【００９７】
このように本実施の形態においては、偏光ビームスプリッター１０４は、第１のプリズム部材１０と、第２のプリズム部材２０と、偏光分離膜３０と、コールドミラー４０と、遮光板５０と、位相差フィルム６０Ｃとから構成されている。位相差フィルム６０Ｃは、第１の配向膜６２と、第１の配向膜６２に積層される第１の液晶性高分子材料層６３と、第１の液晶性高分子材料層６３に積層される第２の配向膜６４と、第２の配向膜６４に積層される第２の液晶性高分子材料層６５とから構成され、位相差フィルム６０Ｃは、コールドミラーの第２のプリズム部材側に配置されて、ポジティブＡプレートとして機能する。これにより、上述した第３の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００９８】
以下、本発明に係る偏光ビームスプリッターを用いた液晶プロジェクターを説明する。図１５は、本発明の偏光ビームスプリッター１０１を用いた液晶プロジェクター１００の光学系の構成を示す図である。
【００９９】
図１５に示すように、液晶プロジェクター１００は、光源ランプ１１１と、この光源ランプ１から出射された光束の進行方向に平行にするインテグテーター（レンズアレイ）１１２、１１３、入射光束を偏光成分の異なる２光束に分離する偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１０１、重畳レンズ１１４、Ｒ反射ダイクロイックミラー１１５、反射ミラー１１６、Ｒ用フィールドレンズ１１７、Ｒ用液晶パネル１１８、クロスダイクロイックプリズム１１９、Ｇ反射ダイクロイックミラー１２０、Ｇ用フィールドレンズ１２１、Ｇ用液晶パネル１２２、リレー光学系（リレーレンズ１２３，１２５，１２７、反射ミラー１２４，１２６）、Ｂ用液晶パネル１２８、投射レンズ１２９を備える。
【０１００】
上記の液晶プロジェクター１００は、偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１０１以外に従来と同様な構成を有するため、液晶プロジェクター１００の動作について、ここで詳細な説明を省略する。
【０１０１】
このように本実施の形態においては、液晶プロジェクター１００は、偏光ビームスプリッター１０１を用いることで、位相差フィルムの耐熱性を向上させ、高温による位相差フィルムの変色（黄変）、焦げ付き、位相差値のずれ等が発生することがなく、投射する画質の劣化等を防止することができる。そのため、液晶プロジェクターの光源（ランプ）輝度を上げることが可能となり、より明るい、より大画面の液晶プロジェクターを提供することが可能となる。
【０１０２】
なお、上述の実施の形態において、偏光ビームスプリッター１０１，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０４，１０４Ａの位相差フィルム６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの構成は、２層の液晶性高分子材料層を有するものについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、位相差フィルム６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、１層または３層以上の液晶性高分子材料層を有するものにしてもよい。
【０１０３】
また、上述した第１の実施の形態において、位相差フィルム６０は、形成時に用いたガラス基板６１を有するものについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、位相差フィルムが形成された後、ガラス基板６１を剥がしてもよい。
【０１０４】
また、上述実施の形態において、位相差フィルム６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、配向処理を施すために、配向膜を形成し配向処理を行う例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１６に示すように、配向膜なしの構成にしてもよい。
【０１０５】
図１６は、配向膜なしの位相差フィルムの構成例を示す図である。図１６に示すように、位相差フィルム６０Ｄは、ガラス基板６１と、第１の液晶性高分子材料層６３と、第２の液晶性高分子材料層６５とから構成される。
【０１０６】
この場合は、ガラス基板６１の上面に対して配向処理を行い、配向処理された表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し、第１の液晶性高分子材料層６３を形成する。そして、第１の液晶性高分子材料層６３の表面に対して配向処理を行い、配向処理された表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し、第２の液晶性高分子材料層６５を形成する。これにより、位相差フィルム６０Ｄが得られる。この位相差フィルム６０Ｄの第２の液晶性高分子材料層６５側を所定の形状にカットして、第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に（即ち、偏光ビームスプリッター本体Ｎの偏光分離膜３０の上方に位置するよう）貼り付けて配置する。
【０１０７】
なお、ガラス基板６１を用いずに、第１のプリズム部材１０または第２のプリズム部材２０に対して配向処理を行い、配向処理された表面に液晶性を有する高分子材料を塗布し、第１の液晶性高分子材料層６３を形成するようにしてもよい。
【０１０８】
また、上述実施の形態においては、液晶プロジェクター１００に偏光ビームスプリッター１０１を用いた例について説明したが、これに限定されるものではない。液晶プロジェクター１００に偏光ビームスプリッター１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０４，１０４Ａを用いてもよい。なお、位相差フィルム６０Ｄを有する偏光ビームスプリッターを用いてもよい。
【０１０９】
また、上述実施の形態においては、偏光ビームスプリッター１０１，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０４，１０４Ａの応用例としての液晶プロジェクターについて説明したが、これに限定されるものではない。他の光学機器に利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
この発明は、液晶プロジェクター等の光学機器に用いられた偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）の耐熱性、及び光学性能を向上させることを目的に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１０ 第１のプリズム部材
２，２０ 第２のプリズム部材
３，３０ 偏光分離膜（ＰＢＳ膜）
４，４０ コールドミラー
５，５０ 遮光板
６，６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ 位相差フィルム
６１ ガラス基板
６２ 第１の配向膜
６３ 第１の液晶性高分子材料層
６４ 第２の配向膜
６５ 第２の液晶性高分子材料層
７０，７０Ａ 酸素遮断層
８０ 接着剤
９０ 酸素遮断層
１００ 液晶プロジェクター
１０１，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０４，１０４Ａ 偏光ビームスプリッター
Ｎ 偏光ビームスプリッター本体
Ｗ 従来の偏光ビームスプリッター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、
前記第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする偏光ビームスプリッター。
【請求項２】
前記位相差フィルムは、第１の液晶性高分子材料層と、第２の液晶性高分子材料層とを備え、前記第１の液晶性高分子材料層および第２の液晶性高分子材料層が形成される面が配向処理されたことを特徴とする請求項１記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項３】
前記位相差フィルムは、第１の配向膜と、前記第１の配向膜に積層される第１の液晶性高分子材料層と、前記第１の液晶性高分子材料層に積層される第２の配向膜と、前記第２の配向膜に積層される第２の液晶性高分子材料層とを備えることを特徴とする請求項２記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項４】
前記第１の液晶性高分子材料層および前記第２の液晶性高分子材料層のリタデーションは１８０ｎｍ〜３００ｎｍとされることを特徴とする請求項３記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項５】
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、
前記偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜の前記第１のプリズム部材側、または前記鏡面処理により形成されたコールドミラーの前記第２のプリズム部材側に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする偏光ビームスプリッター。
【請求項６】
前記位相差フィルムは、第１の液晶性高分子材料層と、第２の液晶性高分子材料層とを備え、前記第１の液晶性高分子材料層および第２の液晶性高分子材料層が形成される面が配向処理されたことを特徴とする請求項５記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項７】
前記位相差フィルムは、第１の配向膜と、前記第１の配向膜に積層される第１の液晶性高分子材料層と、前記第１の液晶性高分子材料層に積層される第２の配向膜と、前記第２の配向膜に積層される第２の液晶性高分子材料層とを備えることを特徴とする請求項６記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項８】
前記第１の液晶性高分子材料層と前記第２の液晶性高分子材料層のリタデーションは、一方が１５０ｎｍ〜２５０ｎｍであり、他方が２５０ｎｍ〜３５０ｎｍであることを特徴とする請求項７記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項９】
前記位相差フィルムを覆うように設置され、前記位相差フィルムと空気との接触を遮断する酸素遮断層をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項１０】
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記スプリッター本体に配置された液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備えた偏光ビームスプリッターの製造方法であって、
前記位相差フィルムを形成する位相差フィルム形成段階と、得られた前記位相差フィルムを前記偏光ビームスプリッター本体に配置する位相差フィルム配置段階とを有し、
前記位相差フィルム形成段階は、
前記液晶性を有する高分子材料が塗布される面に対して配向処理を施す配向処理工程と、
配向処理された表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し液晶性高分子材料層を形成する液晶性高分子材料層形成工程とを備えることを特徴とする偏光ビームスプリッターの製造方法。
【請求項１１】
前記位相差フィルム形成段階は、
前記液晶性を有する高分子材料が塗布される基板の表面に対して配向処理を施す第１の配向処理工程と、
配向処理された基板の表面に第１の液晶性高分子材料層を形成する第１の液晶性高分子材料層形成工程と、
形成された第１の液晶性高分子材料層の表面に対して配向処理を施す第２の配向処理工程と、
配向処理された第１の液晶性高分子材料層の表面に第２の液晶性高分子材料層を形成する第２の液晶性高分子材料層形成工程とを備えることを特徴とする請求項１０記載の偏光ビームスプリッターの製造方法。
【請求項１２】
前記位相差フィルム形成段階は、
前記液晶性を有する高分子材料が塗布される基板に第１の配向膜を形成する第１の配向膜形成工程と、
形成された第１の配向膜に対して配向処理を施す第１の配向処理工程と、
配向処理された第１の配向膜の表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し第１の液晶性高分子材料層を形成する第１の液晶性高分子材料層形成工程と、
前記第１の液晶性高分子材料層に第２の配向膜を形成する第２の配向膜形成工程と、
形成された第２の配向膜に対して配向処理を施す第２の配向処理工程と、
配向処理された第２の配向膜の表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し第２の液晶性高分子材料層を形成する第２の液晶高分子材料層形成工程とを備えることを特徴とする請求項１０記載の偏光ビームスプリッターの製造方法。
【請求項１３】
前記位相差フィルム形成段階は、前記位相差フィルムと空気との接触を遮断する酸素遮断層を形成する酸素遮断層形成工程をさらに備えることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の偏光ビームスプリッターの製造方法。
【請求項１４】
光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系とを備え、前記光源からの光を前記光学系に導いて映像光として前記投射レンズから投射する液晶プロジェクターであって、
前記偏光ビームスプリッターは、
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、
前記第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする液晶プロジェクター。
【請求項１５】
光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系とを備え、前記光源からの光を前記光学系に導いて映像光として前記投射レンズから投射する液晶プロジェクターであって、
前記偏光ビームスプリッターは、
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、
前記偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜の前記第１のプリズム部材側、または前記鏡面処理により形成されたコールドミラーの前記第２のプリズム部材側に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする液晶プロジェクター。
【請求項１】
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、
前記第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする偏光ビームスプリッター。
【請求項２】
前記位相差フィルムは、第１の液晶性高分子材料層と、第２の液晶性高分子材料層とを備え、前記第１の液晶性高分子材料層および第２の液晶性高分子材料層が形成される面が配向処理されたことを特徴とする請求項１記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項３】
前記位相差フィルムは、第１の配向膜と、前記第１の配向膜に積層される第１の液晶性高分子材料層と、前記第１の液晶性高分子材料層に積層される第２の配向膜と、前記第２の配向膜に積層される第２の液晶性高分子材料層とを備えることを特徴とする請求項２記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項４】
前記第１の液晶性高分子材料層および前記第２の液晶性高分子材料層のリタデーションは１８０ｎｍ〜３００ｎｍとされることを特徴とする請求項３記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項５】
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、
前記偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜の前記第１のプリズム部材側、または前記鏡面処理により形成されたコールドミラーの前記第２のプリズム部材側に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする偏光ビームスプリッター。
【請求項６】
前記位相差フィルムは、第１の液晶性高分子材料層と、第２の液晶性高分子材料層とを備え、前記第１の液晶性高分子材料層および第２の液晶性高分子材料層が形成される面が配向処理されたことを特徴とする請求項５記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項７】
前記位相差フィルムは、第１の配向膜と、前記第１の配向膜に積層される第１の液晶性高分子材料層と、前記第１の液晶性高分子材料層に積層される第２の配向膜と、前記第２の配向膜に積層される第２の液晶性高分子材料層とを備えることを特徴とする請求項６記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項８】
前記第１の液晶性高分子材料層と前記第２の液晶性高分子材料層のリタデーションは、一方が１５０ｎｍ〜２５０ｎｍであり、他方が２５０ｎｍ〜３５０ｎｍであることを特徴とする請求項７記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項９】
前記位相差フィルムを覆うように設置され、前記位相差フィルムと空気との接触を遮断する酸素遮断層をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項１０】
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、前記スプリッター本体に配置された液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備えた偏光ビームスプリッターの製造方法であって、
前記位相差フィルムを形成する位相差フィルム形成段階と、得られた前記位相差フィルムを前記偏光ビームスプリッター本体に配置する位相差フィルム配置段階とを有し、
前記位相差フィルム形成段階は、
前記液晶性を有する高分子材料が塗布される面に対して配向処理を施す配向処理工程と、
配向処理された表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し液晶性高分子材料層を形成する液晶性高分子材料層形成工程とを備えることを特徴とする偏光ビームスプリッターの製造方法。
【請求項１１】
前記位相差フィルム形成段階は、
前記液晶性を有する高分子材料が塗布される基板の表面に対して配向処理を施す第１の配向処理工程と、
配向処理された基板の表面に第１の液晶性高分子材料層を形成する第１の液晶性高分子材料層形成工程と、
形成された第１の液晶性高分子材料層の表面に対して配向処理を施す第２の配向処理工程と、
配向処理された第１の液晶性高分子材料層の表面に第２の液晶性高分子材料層を形成する第２の液晶性高分子材料層形成工程とを備えることを特徴とする請求項１０記載の偏光ビームスプリッターの製造方法。
【請求項１２】
前記位相差フィルム形成段階は、
前記液晶性を有する高分子材料が塗布される基板に第１の配向膜を形成する第１の配向膜形成工程と、
形成された第１の配向膜に対して配向処理を施す第１の配向処理工程と、
配向処理された第１の配向膜の表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し第１の液晶性高分子材料層を形成する第１の液晶性高分子材料層形成工程と、
前記第１の液晶性高分子材料層に第２の配向膜を形成する第２の配向膜形成工程と、
形成された第２の配向膜に対して配向処理を施す第２の配向処理工程と、
配向処理された第２の配向膜の表面に前記液晶性を有する高分子材料を塗布し第２の液晶性高分子材料層を形成する第２の液晶高分子材料層形成工程とを備えることを特徴とする請求項１０記載の偏光ビームスプリッターの製造方法。
【請求項１３】
前記位相差フィルム形成段階は、前記位相差フィルムと空気との接触を遮断する酸素遮断層を形成する酸素遮断層形成工程をさらに備えることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の偏光ビームスプリッターの製造方法。
【請求項１４】
光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系とを備え、前記光源からの光を前記光学系に導いて映像光として前記投射レンズから投射する液晶プロジェクターであって、
前記偏光ビームスプリッターは、
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、
前記第１のプリズム部材の光入射面と対向する面に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする液晶プロジェクター。
【請求項１５】
光源と、偏光ビームスプリッター、液晶パネルおよび投射レンズを含む複数の光学部品から構成される光学系とを備え、前記光源からの光を前記光学系に導いて映像光として前記投射レンズから投射する液晶プロジェクターであって、
前記偏光ビームスプリッターは、
光源からの光が導入されない第１のプリズム部材と光源からの光が導入される第２のプリズム部材とを交互に接合して構成され、かつ前記第１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との接合面に入射光をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光分離機能処理と鏡面処理とが交互に施されたスプリッター本体と、
前記偏光分離機能処理により形成された偏光分離膜の前記第１のプリズム部材側、または前記鏡面処理により形成されたコールドミラーの前記第２のプリズム部材側に配置され、少なくとも一層の液晶性を有する高分子材料からなる位相差フィルムとを備え、前記位相差フィルムはポジティブＡプレートとして機能することを特徴とする液晶プロジェクター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図９】
【図１０】
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【図１２】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２１７２４５（Ｐ２００９−２１７２４５Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６１５６（Ｐ２００９−６１５６）
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（５０３３７６５９６）株式会社びにっと (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（５０３３７６５９６）株式会社びにっと (13)
【Ｆターム（参考）】
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