JP2005037745A - Polarized beam conversion element, its manufacturing method, and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非偏光光等を一方向の偏光成分のみに変換す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ものである。 The present invention relates to a polarization beam conversion element that converts non-polarized light or the like into only one direction of a polarized light component, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display device.
例えば、液晶パネルディスプレイにおいては、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。このため、例えば光源からの光を効率よく面方向に出射させる導光板を用いたバックライトが提案されている(例えば非特許文献1及び2参照。)。 For example, in a liquid crystal panel display, backlight light is applied to the liquid crystal panel via a polarizing plate, and display is performed by turning on and off the transmitted light depending on the alignment state of the liquid crystal depending on whether or not an electric field is applied. . In such a liquid crystal panel, only light having a specific polarization direction that has been transmitted through the polarizing plate is used. Therefore, only 50% or less of the backlight light can be used for display. Therefore, in order to improve the brightness of the display screen, it is indispensable to increase the output of the backlight, resulting in an increase in power consumption. For this reason, for example, a backlight using a light guide plate that efficiently emits light from a light source in a surface direction has been proposed (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2).
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。
Therefore, in order to improve the utilization efficiency of the backlight light, it has been studied to convert the polarization of the backlight light and use most of it, and a sheet-like polarizing element for a liquid crystal panel is disclosed (for example, (See Patent Documents 1 to 3.)
If these sheet-like polarizing elements are used, the non-polarized light from the backlight can be converted into linearly polarized light having a specific polarization direction, and as a result, the utilization efficiency of the light source can be dramatically increased, It is expected that low power consumption or high luminance will be achieved.
現在、広く実用されている板状偏光素子の構造としては、図9に示すように、高透明で高屈折率ガラスあるいは低屈折率ガラス等の透明基材101で偏光分離膜102を斜めに挟んで板状に成形し、偏光分離膜102を一定のピッチで配列し、この偏光分離膜102のピッチに応じて、一つおきの偏光分離膜102に対応して1/2波長板103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103のみに光を透過するように、光入射側表面には、1/2波長板103の配置位置に対応する位置を挟んでマスク104を設ける。
As shown in FIG. 9, the structure of the plate-shaped polarizing element that is widely used at present is that the polarization separation film 102 is obliquely sandwiched between a transparent substrate 101 such as a highly transparent and high refractive index glass or a low refractive index glass. Then, the polarization separation films 102 are arranged at a constant pitch, and the half-wave plates 103 are arranged corresponding to every other polarization separation film 102 in accordance with the pitch of the polarization separation films 102. The one formed is typical. With respect to the plate-shaped polarizing element having such a structure, the
このマスク104の間に光を導入すると、例えばP偏光波は実線矢印Pで示すように偏光分離膜102を透過して、1/2波長板103でS偏光波に変換される。一方のS偏光波は、破線矢印Sで示すように、偏光分離膜102で反射され、1/2波長板103の間からS偏光波のまま導出される。
When light is introduced between the
ところで、上記構造を有する板状偏光素子は、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。 By the way, in the plate-shaped polarizing element having the above structure, a polarizing separation film is formed on the surface of a large number of flat glass plates by vapor deposition or sputtering, and these glass plates are laminated and bonded to each other to adhere to the bonding surface. Then, the glass plate bonded in multiple layers is cut (sliced) so as to be at a predetermined angle (for example, 45 degrees), and the sliced both surfaces are mirror-polished. After this mirror polishing, a half-wave plate is attached at every other position corresponding to the pitch of the polarization separation film.
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、接着剤硬化のための温度加熱、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。 However, since the plate-shaped polarizing element manufactured through such a process is manufactured through many steps, the manufacturing cost is increased. Examples of necessary steps in the above manufacturing process include, for example, glass mirror polishing, cleaning, polarization separation film formation, adhesive application, lamination fixing, temperature heating for adhesive curing, jig fixing for oblique slicing, wire Slicing with a saw, separation / washing from a jig, double-sided rough polishing, mirror polishing, grinding wheel cutting for shape forming, and the like. In addition, according to the above process, it is extremely difficult to produce a polarizing element having a large area.
偏光分離変換を目的とする偏光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、直角三角形状の三角柱がアレイ状に配列された樹脂成形シートに偏光分離膜と偏光変調部とを形成したものも報告されている(例えば特許文献4参照。)。
この例では、上記直角三角形状の三角柱の斜面に偏光分離膜を、また垂直面に偏光変調部となる光学薄膜を形成している。
The polarizing element structure for the purpose of polarization separation conversion includes polarization layer separation on a resin molded sheet in which right-angled triangular prisms are arranged in an array, in addition to the example of the laminated member provided with the polarization separation film obliquely described above. A device in which a film and a polarization modulator are formed has also been reported (see, for example, Patent Document 4).
In this example, a polarization separation film is formed on the slope of the right triangular triangular prism, and an optical thin film serving as a polarization modulator is formed on the vertical plane.
しかしながら、直角三角形状の三角柱の斜面に偏光分離膜を形成し、垂直面に偏光変調部となる光学薄膜を形成するには、特に直角三角形状の溝底近傍まで均一な膜を形成する事は溝側壁のシャドウ効果による影響で著しい困難を伴い、量産を考えたときには歩留まりの低下も招く。 However, in order to form a polarization separation film on the slope of a right triangular triangular prism and to form an optical thin film that serves as a polarization modulator on the vertical plane, it is particularly necessary to form a uniform film up to the vicinity of the right triangular bottom of the groove. It is extremely difficult due to the effect of the shadow on the side wall of the groove, and when mass production is considered, the yield is also reduced.
また、屈折率が等方性を有する材料と異方性を有する材料とを、断面三角形上に境界面を設けて組み合わせた偏光ビーム変換素子が報告されている(例えば特許文献5参照。)
しかしながらこの場合、異方性屈折率材料を用いることから、コスト高を招来するとか、またその結晶軸の軸あわせを必要とするなど、製造プロセスにおける作業性の低下、生産性の低下を招く恐れがあり、大量生産する場合には不利となる。
However, in this case, since an anisotropic refractive index material is used, the cost is increased, and the alignment of the crystal axes is required, which may lead to a decrease in workability and a decrease in productivity in the manufacturing process. This is disadvantageous for mass production.
本発明は、かかる従来の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、大面積のものを作製することが容易な偏光ビーム変換素子を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and can be manufactured by a simple process, can suppress the manufacturing cost, and can easily manufacture a large-area one. An object is to provide an element.
上述の目的を達成するために、本発明の偏光ビーム変換素子は、透明基材の表面から裏面にわたって、傾斜方向が異なる互いに向かい合った斜面が交互に繰り返し形成されてなり、この斜面上に偏光分離膜を形成するとともに、透明基材の光入射側表面の、隣接する互いに他を向く一対の斜面に対応する一つおきの位置に少なくとも1/4波長板と、反射膜とを配置する構成とする。 In order to achieve the above-described object, the polarization beam conversion element of the present invention is formed by alternately and repeatedly forming inclined surfaces facing each other with different inclination directions from the front surface to the back surface of the transparent substrate. A structure in which a film is formed, and at least a quarter-wave plate and a reflective film are disposed at every other position corresponding to a pair of adjacent slopes facing each other on the light incident side surface of the transparent substrate. To do.
また本発明による偏光ビーム変換素子の製造方法は、傾斜方向が異なる互いに向かい合った斜面が形成された第1の透明部材の斜面上に偏光分離膜を成膜する工程と、この斜面を埋め込んで第2の透明部材を形成する工程と、第1及び第2の透明部材の各表面の一部を斜面が露出するまで除去する工程とにより、光入射側表面から裏面にわたって相対向する斜面を有し、斜面に偏光分離膜が形成されて成る透明基材を作製し、この透明基材の光入射側表面上の、隣接する互いに他を向く一対の斜面に対応する一つおきの位置に少なくとも1/4波長板と、反射膜とを形成する。 The method of manufacturing a polarization beam converting element according to the present invention includes a step of forming a polarization separation film on the slope of the first transparent member on which slopes facing each other with different slope directions are formed, and embedding the slope to embed the slope. 2 having a slope opposite to each other from the light incident side surface to the back surface by the step of forming the transparent member and the step of removing a part of each surface of the first and second transparent members until the slope is exposed. A transparent base material having a polarization separation film formed on the inclined surface is prepared, and at least one position on the light incident side surface of the transparent base material at every other position corresponding to a pair of adjacent inclined surfaces facing each other. A quarter-wave plate and a reflective film are formed.
更に本発明による液晶表示装置は、偏光ビーム変換素子として、上述の本発明構成による偏光ビーム変換素子を用いるものである。 Furthermore, the liquid crystal display device according to the present invention uses the polarization beam conversion element according to the above-described configuration of the present invention as the polarization beam conversion element.
上述の本発明構成による各偏光ビーム変換素子によれば、前述の図9において説明した従来構成の偏光ビーム変換素子と同様に、光源の利用効率を保持しつつ直線偏光に変換することができる。
すなわち、上述の本発明構成による偏光ビーム変換素子において、入射光は、反射膜の間を通って斜面上に設けられた偏光分離膜に入射される。1/4波長板及び反射膜は、隣接する互いに他を向く一対の斜面に対応して一つおきに配置される。すなわち、斜面の衝合する頂部にまたがるように、1つおきに1/4波長板及び反射膜を設ける構成とする。
According to each polarization beam conversion element according to the above-described configuration of the present invention, it is possible to convert the light into linearly polarized light while maintaining the use efficiency of the light source, similarly to the polarization beam conversion element of the conventional configuration described in FIG.
That is, in the polarization beam converting element according to the above-described configuration of the present invention, the incident light passes between the reflective films and enters the polarization separation film provided on the slope. The quarter-wave plate and the reflection film are arranged every other pair corresponding to a pair of adjacent slopes facing each other. In other words, every other quarter-wave plate and the reflective film are provided so as to straddle the top of the inclined surface.
例えば偏光分離膜がS偏光を反射する構成とする場合について説明する。入射されたP偏光波は、偏光成分を維持したままこの偏光分離膜を透過して、透明基材の他方の面に出射される。一方、S偏光成分は、偏光分離膜で一旦反射されて、入射側の1/4波長板を通過して、反射膜で反射されて再度1/4波長板を通過して、偏光分離膜に入射される。このとき、S偏光波は1/4波長板を2回通過することにより、常光成分と異常光成分の位相が1/2波長ずれて、直交するP偏光に変換されて偏光分離膜に再度入射される。P偏光波は偏光分離膜を透過して、透明基材の他方の面に出射される。このようにして、光量の低下を抑制しつつ直線偏光の光に変換し得る偏光ビーム変換素子を得ることができる。 For example, a case where the polarization separation film reflects S-polarized light will be described. The incident P-polarized wave passes through this polarization separation film while maintaining the polarization component, and is emitted to the other surface of the transparent substrate. On the other hand, the S-polarized component is reflected once by the polarization separation film, passes through the incident-side quarter-wave plate, is reflected by the reflection film, and passes through the quarter-wave plate again, and becomes the polarization separation film. Incident. At this time, the S-polarized wave passes through the quarter-wave plate twice, so that the phase of the ordinary light component and the extraordinary light component is shifted by ½ wavelength, and is converted into orthogonal P-polarized light and incident again on the polarization separation film Is done. The P-polarized wave passes through the polarization separation film and is emitted to the other surface of the transparent substrate. In this way, it is possible to obtain a polarization beam conversion element that can convert light into linearly polarized light while suppressing a decrease in the amount of light.
そして、これら本発明の偏光ビーム変換素子は、上述の本発明製造方法により、単純な工程により作製することができ、製造コストを抑制し得るとともに、大面積のものを作製することが可能である。 These polarizing beam conversion elements of the present invention can be manufactured by a simple process by the above-described manufacturing method of the present invention, and the manufacturing cost can be suppressed and a large area can be manufactured. .
本発明による偏光ビーム変換素子の製造方法では、第1の透明部材に向かい合った斜面を設け、すなわち向かい合った斜面溝を有する透明部材(ガラス基板や高透明有機材料基板等)の溝表面にスパッタや蒸着等により偏光分離膜を形成し、斜面溝に第2の透明部材を埋め込んで形成する。例えば高透明光硬化性樹脂等の光透過性部材(例えば高透明有機材料)を充填した後光照射などによって硬化することにより第2の透明部材を斜面を埋め込むように形成することができる。 In the manufacturing method of the polarization beam converting element according to the present invention, the first transparent member is provided with a slope facing the first transparent member, that is, the groove surface of the transparent member (glass substrate, highly transparent organic material substrate, etc.) having the opposite slope groove is sputtered. A polarization separation film is formed by vapor deposition or the like, and the second transparent member is embedded in the inclined groove. For example, the second transparent member can be formed so as to embed the slope by filling a light transmissive member such as a highly transparent photocurable resin (for example, a highly transparent organic material) and then curing by light irradiation.
従って、本発明構成による偏光ビーム変換素子は、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されるものであり、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、大面積化も容易である。 Accordingly, the polarization beam conversion element according to the configuration of the present invention is manufactured without using a machining process such as laminating adhesion, slicing, flat surface polishing, and mirror surface polishing. Can be suppressed. Also, the area can be easily increased.
また、かかる本発明の偏光ビーム変換素子は、向かい合った斜面を採用する事によって、斜面上へ偏光分離膜を蒸着法やスパッタリング法により形成する時に、溝斜面自体によるシャドウ効果現象を少なくして溝底部迄均一な膜の形成を可能となして、その製造工程における歩留まりの低下を回避して、良好な生産性をもって製造することができ、コストの低減化を図ることができる。 In addition, the polarization beam conversion element of the present invention employs opposed slopes to reduce the shadow effect phenomenon caused by the groove slope itself when forming a polarization separation film on the slope by vapor deposition or sputtering. It is possible to form a uniform film up to the bottom, avoid a decrease in yield in the manufacturing process, and manufacture with good productivity, thereby reducing costs.
またこれを用いて液晶表示装置を構成することによって、小型化及びコストの低減化を図ることができる。 In addition, by using this to form a liquid crystal display device, size reduction and cost reduction can be achieved.
本発明の偏光ビーム変換素子によれば、単純な工程で作製することが可能であり、製造コストを抑制してコストの低減化を図ることができる。 According to the polarizing beam conversion element of the present invention, it can be manufactured by a simple process, and the manufacturing cost can be suppressed and the cost can be reduced.
また本発明の偏光ビーム変換素子において、1/4波長板及び反射膜が形成されていない領域に入射光を集光するレンズアレイを形成する場合は、効率よく入射光を利用することができ、また偏光ビーム変換素子を組み込む液晶表示装置等の光学装置の構成の簡易化、小型化を図ることができる。 In addition, in the polarization beam conversion element of the present invention, when forming a lens array that collects incident light in a region where the quarter-wave plate and the reflective film are not formed, the incident light can be used efficiently, In addition, the configuration of an optical device such as a liquid crystal display device incorporating a polarization beam conversion element can be simplified and downsized.
更に本発明による偏光ビーム変換素子の製造方法によれば、複雑な機械加工を不要として、作業性の向上、生産性の向上を図ることができる。 Furthermore, according to the method for manufacturing a polarized beam conversion element according to the present invention, it is possible to improve workability and productivity without requiring complicated machining.
従って、本発明による偏光ビーム変換素子を利用して液晶表示装置を構成することにより、コストの低減化、小型化を図ることができる。 Therefore, by configuring the liquid crystal display device using the polarization beam conversion element according to the present invention, the cost can be reduced and the size can be reduced.
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について、図面を参照しながら詳細に説明する。先ず本発明構成による偏光ビーム変換素子の一実施の形態について説明する。 Hereinafter, a polarization beam converting element to which the present invention is applied and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings. First, an embodiment of a polarized beam conversion element according to the configuration of the present invention will be described.
(1)第1の形態
図1は、本発明を適用した偏光ビーム変換素子の一構成例を示すものである。図1に示す偏光ビーム変換素子は、透明基材1(11及び12)より成り、各透明基材11及び12には、相対向する斜面11a及び11bがその光入射側表面1Aから裏面1Bにわたって設けられ、各斜面11a及び11b上に偏光分離膜2が形成される。そして、光入射側表面1Aの、隣接して互いに他を向く一対の斜面11a及び11bに対応する位置の一つおきに、1/4波長板3及び反射膜4を形成して成るものである。
(1) First Embodiment FIG. 1 shows a configuration example of a polarization beam conversion element to which the present invention is applied. The polarizing beam converting element shown in FIG. 1 is composed of a transparent substrate 1 (11 and 12), and each transparent substrate 11 and 12 has opposing
なお、図示しないが反射膜4上を覆って例えば光透過性樹脂等より成るレンズアレイを形成してもよい。このように集光レンズの作用を持つレンズアレイを形成する場合は、効率よく入射光を反射膜4の間に集光させることができ、また偏光ビーム変換素子を組み込む液晶表示装置等の光学装置の構成の簡易化、小型化を図ることができる。 Although not shown, a lens array made of, for example, a light transmissive resin may be formed so as to cover the reflective film 4. When forming a lens array having the function of a condensing lens as described above, an optical device such as a liquid crystal display device that can efficiently collect incident light between the reflecting films 4 and incorporates a polarization beam conversion element. The configuration can be simplified and downsized.
上記透明基材11及び12は、例えば屈折率1.8の樹脂から形成され、例えば光入射面1Aに対し略45°を成す断面V字状の溝形成により互いに向かい合った斜面11a、11bを有し、これら斜面11a、11bの衝合する角度を略90°として、いわば断面直角三角形状の三角プリズムが各斜面を重ね合わせて交互に並置された構成とする。
The transparent base materials 11 and 12 are made of, for example, a resin having a refractive index of 1.8, and have inclined
上記透明基材11及び12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傾斜面11a及び11bを有する形状に容易に成形することが可能である。また、ガラスをバイトや砥石で削ることにより作製することもできる。
The transparent base materials 11 and 12 are, for example, highly transparent resins such as polymethyl methacrylate, polycarbonate and arton, acrylic ultraviolet curable resins filled with inorganic fine powders such as TiO 2 and SiO 2 , and a mixture of silicone resins. It can be easily formed into a shape having the
また斜面11a,11b上形成される偏光分離膜2は、直交する直線偏光の一方のみを透過し、他方を反射する機能を有する。偏光分離膜2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。
The polarization separation film 2 formed on the
また偏光分離膜の構成の他の例としては、入射光に対して所定の屈折率を有する光学的に透明な高い屈折率層Hと、この高屈折率層Hより低い屈折率の光学的に透明な低屈折率層Lとからなる基本構造膜H2Lを含み、この基本構造膜の繰り返し構造である(H2L)m、(H2L)mH、あるいは2L(H2L)m(ただし、mは3〜7の整数)のいずれかの構造を有する多層膜を挙げることができる。この多層膜においても、入射光の基準波長である550nmをλ0としたときに、高屈折率層H及び低屈折率層Lがいずれもλ0/4とほぼ等しい光学的膜厚となるように設定することにより、偏光分離膜として良好に機能する。 As another example of the configuration of the polarization separation film, an optically transparent high refractive index layer H having a predetermined refractive index with respect to incident light, and an optically lower refractive index layer than the high refractive index layer H are used. (H2L) m, (H2L) mH, or 2L (H2L) m (where m is 3 to 7), including a basic structure film H2L composed of a transparent low refractive index layer L. And a multilayer film having any one of the following structures: In this multi-layer film, when the 550nm which is a reference wavelength of the incident light and lambda 0, so that the high refractive index layer H and the low refractive index layer L is substantially equal to the optical thickness both the lambda 0/4 By setting to, it functions well as a polarization separation film.
また、上記1/4波長板3及び反射膜4は、この順で積層され、透明基材11及び12の光入射表面上の、一つおきの斜面11a及び11bに対応する位置に、すなわちこの場合直角三角形の頂角にまたがる位置に設けられる。そのピッチは、斜面11a又は11bとほぼ同一であり、その幅は、傾斜面11a又は11bの透明基材11又は12の表面1Aに投影される幅とほぼ同じである。
The quarter-wave plate 3 and the reflective film 4 are laminated in this order, and on the light incident surfaces of the transparent base materials 11 and 12, at positions corresponding to the alternate
ここで、1/4波長板3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。
1/4波長板3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。反射膜4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。
Here, as the quarter wave plate 3, for example, a composite film obtained by laminating films produced by stretching polypropylene or polycarbonate can be used.
Other examples of the quarter wavelength plate 3 include stretched films using polyethylene, polyvinyl alcohol, polysulfone, polyarylate, and the like, and laminated composite films thereof. As the reflective film 4, a film or the like in which a sputtered film of Al or Ag is formed on a polyethylene terephthalate (PET) base and an increased reflective film made of TiO 2 and SiO 2 is formed thereon can be used.
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図2を参照して説明する。この偏光ビーム変換素子においては、背面方向即ち入射側表面1Aから投射された入射光は、例えばレンズアレイを設ける場合はこのレンズアレイにより集光されて、1/4波長板3及び反射膜4が形成されていない領域に集光される。 Next, the function of the polarization beam converting element having the above structure will be described with reference to FIG. In this polarization beam converting element, incident light projected from the back direction, that is, the incident side surface 1A is condensed by the lens array, for example, when a lens array is provided, and the quarter wavelength plate 3 and the reflection film 4 are formed. It is focused on the area where it is not formed.
これら集光される光のうち、一方の偏光方向の直線偏光、例えば矢印Pで示すP偏光波は、偏光分離膜2を透過し、偏光方向が維持されたまま(P偏光波のまま)透明基材11を透過する。 Of these condensed light, linearly polarized light in one polarization direction, for example, a P-polarized wave indicated by an arrow P, passes through the polarization separation film 2 and is transparent while maintaining the polarization direction (as a P-polarized wave). It penetrates the substrate 11.
他方の偏光方向の直線偏光、例えば破線矢印Sで示すS偏光波は、偏光分離膜2で反射され、さらに隣接して対向する偏光分離膜2で反射され、光入射側へ向かい、1/4波長板3に入射されて反射膜4で反射される。そして、再度1/4波長板3を通過してP偏光波に変換される。すなわち、上記S偏光波は、1/4波長板3を2回透過することになり、常光成分と異常光成分の位相が1/2波長ずれて、直交方向の直線偏光(P偏光波)に変換される。
変換されたP偏光波は、偏光分離膜2を透過し、透明基材11から射出される。このようにして、入射された光は、その大部分が一方の直線偏光波、この場合P偏光波に変換される。
The linearly polarized light in the other polarization direction, for example, the S-polarized wave indicated by the broken-line arrow S is reflected by the polarization separation film 2 and further reflected by the adjacent polarization separation film 2, toward the light incident side, and ¼. The light enters the wave plate 3 and is reflected by the reflective film 4. Then, it passes through the quarter-wave plate 3 again and is converted into a P-polarized wave. That is, the S-polarized wave is transmitted twice through the quarter-wave plate 3, and the phase of the ordinary light component and the extraordinary light component are shifted by ½ wavelength, so that the linearly polarized light in the orthogonal direction (P-polarized wave) is obtained. Converted.
The converted P-polarized wave passes through the polarization separation film 2 and is emitted from the transparent substrate 11. In this way, most of the incident light is converted into one linearly polarized wave, in this case a P-polarized wave.
上述の第1の形態では、偏光分離膜を有する透明基材の構造が特徴的であり、簡単な工程で作製することができる。以下、本発明による偏光ビーム変換素子の製造方法の一実施の形態について説明する。 In the first embodiment described above, the structure of the transparent substrate having the polarization separation film is characteristic, and it can be manufactured by a simple process. Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a polarization beam converting element according to the present invention will be described.
(2)第2の形態
偏光分離膜を有する透明基材を作製するには、先ず、図3に示すように、向かい合った斜面が繰り返し形成された第1の透明部材31を用意する。この第1の透明部材31は、射出成型等の手法により容易に形成することができる。また、紫外線硬化樹脂等を用い、斜面溝を形成した金型上に樹脂を流し込み紫外線硬化させることによって作製することも可能である。
(2) Second Embodiment To produce a transparent base material having a polarization separation film, first, as shown in FIG. 3, a first
次に、図4に示すように、上記第1の透明部材31の傾斜面を覆って偏光分離膜32を成膜する。偏光分離膜は、例えば高屈折率層と低屈折率層を交互に積層することによって形成することができる。また、各層は、スパッタ法や蒸着法等により成膜すればよい。
Next, as shown in FIG. 4, a
次いで、図5に示すように、例えばアクリル等の透明基材33を第1の透明部材31の傾斜面上に重ね、この透明基材33と第1の透明部材31の間に未硬化の紫外線硬化樹脂等より成る光透過性部材34を充填する。この状態で透明基材33を介して紫外線を照射し、未硬化樹脂を紫外線硬化して第2の透明部材35とする。上記透明基材33を取り除くことにより図6に示すように、平坦化された第2の透明部材35が形成される。なお、透明未硬化樹脂の硬化方法としては、熱硬化等も採用可能である。
Next, as shown in FIG. 5, for example, a transparent base material 33 such as acrylic is stacked on the inclined surface of the first
そしてこの後、透明部材31及び35の表面の斜線を付して示す除去部13を例えば鏡面研磨、エッチング、ないしは化学的処理等により除去することにより、斜面11a及び11bが表面から裏面にわたって設けられた図1に示す構成の透明基材11及び12を形成することができる。
Then, the
そしてこの後、透明基材12の入射側表面1A上に、隣接する互いに他を向く一対の斜面11a及び11bに対応する位置の1つおきに、1/4波長板及び反射膜を例えば選択的蒸着、スパッタリング等により成膜して図1に示すような本発明構成の偏光ビーム変換素子を完成する。これら1/4波長板や反射膜は、予め作製したフィルムを貼り合わせることにより簡単に形成することができる。
Thereafter, for example, a quarter-wave plate and a reflective film are selectively formed on the incident-side surface 1A of the transparent substrate 12 at every other position corresponding to a pair of adjacent
尚、本出願人は、特願2003−47851号(平成15年2月25日出願)において、図7に示すように、透明基材11及び12の厚さ方向中間位置に、相対向する斜面が並置配列されて、この斜面に偏光分離膜2が形成され、一対の斜面に対応する光入射側表面に1/4波長板3及び反射膜4が形成されて成る偏光ビーム変換素子を提案した。 In addition, in the Japanese Patent Application No. 2003-47851 (filed on February 25, 2003), the applicant of the present invention, as shown in FIG. A polarization beam converting element is proposed in which a polarization separation film 2 is formed on the inclined surface, and a quarter wave plate 3 and a reflective film 4 are formed on the light incident side surface corresponding to the pair of inclined surfaces. .
本発明による偏光ビーム変換素子によれば、上記出願において提案した偏光ビーム変換素子と同様に、製造工程が簡易であり、大面積の製造も可能であるという利点を有するとともに、更に図7に示す偏光ビーム変換素子と比較して厚さを1/2程度以下に低減化することができ、より小型、薄型の偏光ビーム変換素子を提供することができる。 According to the polarization beam conversion element of the present invention, as with the polarization beam conversion element proposed in the above-mentioned application, the manufacturing process is simple and a large area can be manufactured. Compared with the polarization beam conversion element, the thickness can be reduced to about 1/2 or less, and a smaller and thinner polarization beam conversion element can be provided.
(3)第3の形態
次に、本発明による偏光ビーム変換素子を用いた液晶表示装置の一実施の形態について説明する。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。
(3) Third Embodiment Next, an embodiment of a liquid crystal display device using a polarized beam conversion element according to the present invention will be described. In this example, the case where the present invention is applied to a projector type liquid crystal display device is shown, but the present invention is not limited to this example, and is applied to the case where a polarization beam converting element is used in other various panel type liquid crystal display devices. It goes without saying that it can be done.
図8は、プロジェクタ型の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は上述の各構成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。 FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projector-type liquid crystal display device. 51 is a light source, 52 and 53 are integrator lenses, 54 is a polarization beam converting element having the above-described configuration, 55, 60, 62 and 66 are condensing lenses, and 56, 59, 64 and 66 are total reflection type mirrors. It is. For example, 57 is a dichroic mirror that transmits blue light and reflects green light and red light, and 58 is a dichroic mirror that reflects green light and transmits red light, which separates red, blue, and green light.
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。
The
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。
An incident / exit mode of each color light in such a configuration will be described. White light from the
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。
The blue light passes through the
Similarly, green light out of the light reflected by the
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。
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。
The red light transmitted through the
Then, although not shown in the figure,
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。 As described above, in the liquid crystal display device, by using the polarization beam conversion element to align the polarization direction of the white light, only one of the conventional S-polarized wave and P-polarized wave is used, and the other polarized wave is used as heat. Although it has been abandoned, utilization efficiency can be remarkably improved by aligning the polarization components of light from the light source as described above.
そして本発明によれば、この偏光ビーム変換素子の製造工程を簡易化し、また大面積化も容易とすることから、コストの低減化を図ることができ、これを用いる液晶表示装置においてもコストの低減化を図ることができる。
また更に、上述したように、本発明構成においてはより小型化を図ることができることから、液晶表示装置の小型化にも有利となる。
According to the present invention, since the manufacturing process of the polarization beam converting element is simplified and the area can be easily increased, the cost can be reduced, and the cost of the liquid crystal display device using the same can be reduced. Reduction can be achieved.
Furthermore, as described above, the configuration of the present invention can be further downsized, which is advantageous for downsizing the liquid crystal display device.
次に、本発明を適用した具体的な実施例について説明する。
実施例1
底面に対して45度の傾斜角度を持つ45度斜面を有する鋸歯状断面を有し、この斜面の傾斜方向と直交する方向に延在する基板を作製した。基板は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)を射出成型することにより作製し、これを透明部材Aとした。
Next, specific examples to which the present invention is applied will be described.
Example 1
A substrate having a sawtooth cross section having a 45-degree slope having an inclination angle of 45 degrees with respect to the bottom surface and extending in a direction perpendicular to the slope direction of the slope was produced. The substrate was produced by injection molding polymethyl methacrylate (PMMA), and this was used as the transparent member A.
次に、この傾斜面上に偏光分離膜を形成した。この偏光分離膜は、Y2O3蒸着膜HとMgF2蒸着膜Lとを一組にして、16回繰り返し成膜して合計32層を形成した。Y2O3蒸着膜Hの膜厚は78.6nm、MgF2蒸着膜Lの膜厚は99.6nmとした。 Next, a polarization separation film was formed on the inclined surface. This polarized light separation film was formed by repeatedly forming the Y 2 O 3 vapor deposition film H and the MgF 2 vapor deposition film L as a set to form a total of 32 layers. The film thickness of the Y 2 O 3 vapor deposition film H was 78.6 nm, and the film thickness of the MgF 2 vapor deposition film L was 99.6 nm.
偏光分離膜を形成した後、その上から紫外線硬化型アクリル樹脂を塗布充填し、さらに上からアクリル透明基板を被せてアクリル樹脂を押し広げた。この状態で透明未硬化樹脂である紫外線硬化型アクリル樹脂を紫外線硬化し、一体化することで透明部材Bを形成した。この後、斜面が露出するまで表面の研磨を行った。 After forming the polarization separation film, an ultraviolet curable acrylic resin was applied and filled from above, and an acrylic transparent substrate was further covered from above to spread the acrylic resin. In this state, the ultraviolet curable acrylic resin, which is a transparent uncured resin, was cured with ultraviolet light and integrated to form a transparent member B. Thereafter, the surface was polished until the slope was exposed.
さらに、斜面のピッチ毎に頂部が衝合する一対の斜面にまたがって1/4波長の光学厚のフィルムと、反射フィルムを粘着層を介して貼り合わせた。このようにして作製した偏光ビーム変換素子は、透明基材の光出射側表面に平均反射率0.2%の反射防止フィルムを粘着剤貼合して測定すると、550nmの波長近傍において、P偏光波のみを透過しながら、光量の透過率として85%を示した。また、従来型の偏光ビーム変換素子に比べて、大幅な製造工程の簡素化が達成された。 Furthermore, a film having an optical thickness of ¼ wavelength and a reflective film were bonded to each other through an adhesive layer across a pair of slopes where the tops meet each pitch of the slope. When the polarization beam conversion element thus produced is measured by adhering an antireflection film having an average reflectance of 0.2% to the light emitting side surface of the transparent base material with a pressure-sensitive adhesive, it is P-polarized light in the vicinity of a wavelength of 550 nm. While transmitting only waves, the light transmittance was 85%. In addition, the manufacturing process can be greatly simplified as compared with the conventional polarization beam converting element.
実施例2
本例の偏光ビーム変換素子における透明基材の構造は、先の実施例1と同様であるが、透明部材Aを、TiO2 微細粒子を混練充填させた紫外線硬化樹脂で形成した。
Example 2
The structure of the transparent substrate in the polarizing beam conversion element of this example is the same as that of Example 1 described above, but the transparent member A was formed of an ultraviolet curable resin in which TiO 2 fine particles were kneaded and filled.
すなわち、紫外線照射や加熱により架橋可能なモノマー、ポリマー及びそれらの混合物にTiO2微粒子を混合分散させた。具体的には、メチルエチルケトン25wt%、シクロヘキサノン75wt%からなる混合溶剤を準備して、出来た混合溶剤を溶媒として、その中に光重合開始剤(イルガキュア369:チバ/スペシャルティ/ケミカルズ社製)を0.3wt%、増感剤(カヤキュアRTX :日本化薬社製)0.1wt%を溶解混合した。更に、エポキシアクリレート(ビスフェノールA−エピクロルヒドリン/アクリル酸)2wt%、メチロールプロパントリアクリレート2wt%、シリコーンレジン(JCR6122 :東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)1wt%、TiO2粉体分散物15wt%を混合混練した。全体量1kgの材料をステンレス製密閉容器中にて5時間の混練を行い、次に乾燥を与えながら5時間の混練を行って溶媒比率を下げながらペースト状の樹脂組成物を形成した。 That is, TiO 2 fine particles were mixed and dispersed in monomers, polymers and mixtures thereof that can be cross-linked by ultraviolet irradiation or heating. Specifically, a mixed solvent composed of 25% by weight of methyl ethyl ketone and 75% by weight of cyclohexanone was prepared, and the resulting mixed solvent was used as a solvent, and a photopolymerization initiator (Irgacure 369: manufactured by Ciba / Specialty / Chemicals) was added to the mixed solvent. .3 wt% and sensitizer (Kayacure RTX: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 0.1 wt% were dissolved and mixed. Further, epoxy acrylate (bisphenol A- epichlorohydrin / acrylic acid) 2 wt%, trimethylol propane triacrylate 2 wt%, silicone resin: mixed (JCR6122, manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co.) 1 wt%, the TiO 2 powder dispersion 15 wt% Kneaded. A total amount of 1 kg of material was kneaded for 5 hours in a stainless steel sealed container, and then kneaded for 5 hours while drying to form a paste-like resin composition while lowering the solvent ratio.
次に、向かい合った45度斜面の繰り返し溝を有する金型の上に、このペースト状樹脂組成物を前述の図5において説明したのと同様の方法によりPETフィルムを介して押し広げた。その後、130℃で硬化させた後、更に紫外線硬化を行った。
その後、金型より剥離して透明部材Aを作製した。
Next, this paste-like resin composition was spread through a PET film by a method similar to that described above with reference to FIG. 5 on a mold having a 45-degree inclined groove facing each other. Then, after making it harden | cure at 130 degreeC, ultraviolet curing was further performed.
Then, it peeled from the metal mold | die and the transparent member A was produced.
そして、この場合の透明部材Aの屈折率が1.8であったので、偏光分離膜をTiO2及びSiO2の7層構成とした。すなわち、550nmにおける1/4波長に相当する光学厚みを有するTiO2膜(厚さ55.9nm)Hと、550nmにおける1/2波長に相当する光学厚みを有するSiO2膜(厚さ188.4nm)2Lとを、H・2L・H・2L・H・2L・Hなる順序で積層し、7層構造の膜をスパッタリング法により形成した。 In this case, since the refractive index of the transparent member A was 1.8, the polarization separation film had a seven-layer structure of TiO 2 and SiO 2 . That, SiO 2 film (thickness having a TiO 2 film (thickness 55.9nm) H having an optical thickness corresponding to a quarter wavelength at 550 nm, the optical thickness corresponding to 1/2 wavelength at 550 nm 188.4Nm 2L was laminated in the order of H, 2L, H, 2L, H, 2L, and H, and a film having a seven-layer structure was formed by sputtering.
次いで、透明部材Bを、透明部材Aと同様に、TiO2微細粒子を混練溶解させた樹脂スラリーを充填塗布した後に加熱及び紫外線照射により硬化させることにより形成し、同様に斜面が露出するまで研磨を行った。このようにして作製した偏光ビーム変換素子は、透明基材の光出射側表面に平均反射率0.2%の反射防止フィルムを粘着剤を介して貼合して測定すると、光量の透過率として550nm波長を中心として92%を示すとともに、従来型の偏光ビーム分離変換素子に比して大幅な製造工程の簡素化が達成された。 Next, similarly to the transparent member A, the transparent member B is formed by filling and applying a resin slurry in which TiO 2 fine particles are kneaded and dissolved, and then curing by heating and ultraviolet irradiation, and similarly polishing until the slope is exposed. Went. When the polarization beam conversion element thus produced is measured by attaching an antireflection film having an average reflectance of 0.2% to the light emission side surface of the transparent substrate via an adhesive, While showing 92% centering on a wavelength of 550 nm, the manufacturing process is greatly simplified as compared with the conventional polarization beam separating / converting element.
以上の実施例においては、透明部材Aと透明部材Bとが屈折率1.49及び1.8である場合の例について説明したが、屈折率はそれらの中間の値、例えば1.6や1.7である場合においても、同様に上記透明基材構造を実現することが可能である。それぞれの屈折率において、偏光分離膜の膜構成は、偏光ビーム分離素子としての偏光変換率の目標仕様とコスト必要値に基づいて、(HL)m、または(0.5HL0.5H)m(mはm回のべき乗の意味)、さらには、(H2L)m、(H2L)mH、あるいは2L(H2L)mを基本型とした膜構成及びそれからの派生変形的な膜構成の中から選択されるが、いずれの場合においても、偏光分離膜が1つの基板上に形成されたり、繰り返しの45度斜面溝上に同時に形成され、スライシングや接着貼り合わせ、両面研磨という立体的なブロック研削加工工程を必要としないため、量産性に富むものである。 In the above embodiment, an example in which the transparent member A and the transparent member B have a refractive index of 1.49 and 1.8 has been described, but the refractive index is an intermediate value between them, for example, 1.6 or 1 Even in the case of .7, it is possible to realize the transparent base material structure in the same manner. For each refractive index, the film configuration of the polarization separation film is (HL) m or (0.5HL0.5H) m (m) based on the target specification and cost requirement of the polarization conversion rate as the polarization beam separation element. Is a power of m times), and is further selected from (H2L) m, (H2L) mH, or a film configuration based on 2L (H2L) m and a derivative film configuration derived therefrom. However, in any case, the polarization separation film is formed on one substrate or simultaneously formed on the repeated 45-degree inclined grooves, and a three-dimensional block grinding process such as slicing, bonding and double-side polishing is required. Therefore, it is highly productive.
さらにまた、本発明においては、向かい合った45度斜面上にスパッタリングまたは蒸着による偏光分離膜形成が行われるため、溝の開口角度は90度となり、いわゆる溝壁によるスパッタリング薄膜形成時のシャドーイング効果が少なく、溝の底部まで均一な膜厚形成が可能である。その意味で、従来技術として報告されている各公報記載の発明の場合に問題となる、三角溝壁による蒸着ビームの影による膜厚の均一さへの悪化影響を回避することが可能である。この意味でも、本発明の偏光ビーム変換素子の生産性、歩留まりは高く、安価な偏光ビーム変換素子の供給が可能である。 Furthermore, in the present invention, since the polarization separation film is formed by sputtering or vapor deposition on the 45-degree slopes facing each other, the groove opening angle is 90 degrees, and the shadowing effect when forming the sputtering thin film by the so-called groove wall is achieved. A uniform film thickness can be formed up to the bottom of the groove. In that sense, it is possible to avoid the adverse effect on the uniformity of the film thickness due to the shadow of the vapor deposition beam by the triangular groove wall, which becomes a problem in the invention described in each publication reported as the prior art. Also in this sense, the productivity and yield of the polarization beam conversion element of the present invention are high, and an inexpensive polarization beam conversion element can be supplied.
なお、上述の各実施例では、透明部材Aの形成を、樹脂材料及び無機物を充填した樹脂材料で行う場合について説明したが、これをガラスで形成することを排除するものではない。45度斜面のガラス溝をガラス粘性状態でガラス基板に形成する方法や、溝砥石加工と溝研磨を行う方法も可能である。その場合にも、プラスチック成型による溝形成ほどではないが、全体のプロセスとして、従来法より簡便で安価なプロセスとすることが可能である。 In each of the above-described embodiments, the case where the transparent member A is formed using a resin material filled with a resin material and an inorganic material has been described. However, it is not excluded that the transparent member A is formed of glass. A method of forming a glass groove having a 45 ° slope on a glass substrate in a glass viscous state, or a method of processing a grindstone and polishing a groove are also possible. In this case as well, although not as much as groove formation by plastic molding, the overall process can be a simpler and cheaper process than the conventional method.
従って、このような本発明による偏光ビーム変換素子を液晶パネルディスプレイに用いることによって、例えば、光源の利用効率が高く、低消費電力化、あるいは高輝度化が達成され、またコストの低減化を図ることもできる。 Therefore, by using such a polarized beam conversion element according to the present invention for a liquid crystal panel display, for example, the use efficiency of the light source is high, low power consumption or high luminance is achieved, and cost is reduced. You can also.
1 透明基材
1A 入射側表面
1B 裏面
2 偏光分離膜
3 1/4波長板
4 反射膜
11 透明基材
12 透明基材
31 第1の透明部材
32 偏光分離膜
33 透明基材
34 光透過性部材
35 第2の透明部材
101 透明基材
102 偏光分離膜
103 マスク
104 1/2波長板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent base material 1A Incident side surface 1B Back surface 2 Polarization separation film 3 1/4 wavelength plate 4 Reflection film 11 Transparent base material 12
Claims (6)
上記斜面上に偏光分離膜が形成されるとともに、
上記透明基材の光入射側表面の、隣接する互いに他を向く一対の上記斜面に対応する一つおきの位置に少なくとも1/4波長板と、反射膜とが配置されて成る
ことを特徴とする偏光ビーム変換素子。 From the front surface to the back surface of the transparent substrate, the slopes facing each other with different inclination directions are alternately and repeatedly formed,
A polarization separation film is formed on the slope,
It is characterized in that at least a quarter-wave plate and a reflective film are disposed at every other position corresponding to a pair of adjacent slopes facing each other on the light incident side surface of the transparent substrate. Polarizing beam conversion element.
ことを特徴とする請求項1記載の偏光ビーム変換素子。 2. The polarization beam converting element according to claim 1, wherein the inclined angle of the inclined surface is approximately 45 degrees with respect to the light incident side surface of the transparent substrate.
ことを特徴とする請求項1記載の偏光ビーム変換素子。 The lens array which condenses incident light is provided in the area | region in which the said 1/4 wavelength plate and reflection film are not formed of the light-incidence side surface of the said transparent base material of Claim 1 characterized by the above-mentioned. Polarized beam conversion element.
ことを特徴とする請求項2記載の偏光ビーム変換素子。 The lens array which condenses incident light is provided in the area | region in which the said 1/4 wavelength plate and reflection film are not formed in the light-incidence side surface of the said transparent base material, The characterized by the above-mentioned. Polarized beam conversion element.
上記斜面を埋め込んで第2の透明部材を形成する工程と、
上記第1及び第2の透明部材の各表面の一部を、上記斜面が露出するまで除去する工程とにより、光入斜側表面から裏面にわたって相対向する斜面を有し、上記斜面に偏光分離膜が形成されて成る透明基材を作製し、
上記透明基材の光入射側表面上の、隣接する互いに他を向く一対の斜面に対応する一つおきの位置に少なくとも1/4波長板と、反射膜とを形成することを特徴とする偏光ビーム変換素子の製造方法。 Forming a polarization separation film on the inclined surface of the first transparent member formed with inclined surfaces facing each other with different inclination directions;
Forming the second transparent member by embedding the slope;
A step of removing a part of each surface of the first and second transparent members until the inclined surface is exposed, and having inclined surfaces facing each other from the light incident oblique side surface to the back surface, and polarization separation on the inclined surface Create a transparent substrate formed with a film,
Polarized light characterized in that at least a quarter-wave plate and a reflective film are formed at every other position corresponding to a pair of adjacent slopes facing each other on the light incident side surface of the transparent substrate. Manufacturing method of beam conversion element.
上記偏光ビーム変換素子は、
透明基材の表面から裏面にわたって、傾斜方向が異なる互いに向かい合った斜面が交互に繰り返し形成されてなり、
上記斜面上に偏光分離膜が形成されるとともに、
上記透明基材の光入射側表面の、隣接する互いに他を向く一対の上記斜面に対応する一つおきの位置に少なくとも1/4波長板と、反射膜とが配置されて成る
ことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device having at least a light source, a polarized beam conversion element, and a liquid crystal plate,
The polarized beam conversion element is
The slopes facing each other with different inclination directions are formed alternately and repeatedly from the front surface to the back surface of the transparent substrate,
A polarization separation film is formed on the slope,
It is characterized in that at least a quarter-wave plate and a reflective film are disposed at every other position corresponding to a pair of adjacent slopes facing each other on the light incident side surface of the transparent substrate. Liquid crystal display device.
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