[发明专利]偏振光分束器及其制造方法、以及使用其的液晶投影仪

说明书

技术领域

本发明涉及将来自光源的入射光束分离成P偏振光和S偏振光的偏振光分束器(PBS)及其制造方法，还涉及使用了该偏振光分束器的液晶投影仪。

背景技术

液晶投影仪具有光源、和由包含偏振光分束器、液晶面板以及投射透镜的多个光学部件构成的光学系统，将来自光源的光导入光学系统并从投射透镜投射为影像光(参照后述的图14)。

如图17所示，以往，液晶投影仪等机器所使用的偏振光分束器W将截面呈平行四边形的多个第1棱镜构件1和第2棱镜构件2交替接合，从而构成平板状的分束器主体。对第1棱镜构件1和第2棱镜构件2的接合面交替实施将入射光分离为S偏振光和P偏振光的偏振光分离功能处理和镜面处理，并形成偏振光分离膜(PBS膜)3和冷光镜4。

在分束器主体中，遮光板5被配置在第1棱镜构件1的光入射面上，而且在与第1棱镜构件1的光入射面相对的面(光射出面)上配置有聚碳酸酯(PC)等树脂制的相位差薄膜6。

如图17中箭头所示，入射到第2棱镜构件2上的光通过由偏振光分离功能处理所形成的偏振光分离膜3使P偏振光透过，使S偏振光反射，由此被分离成S偏振光和P偏振光。透过光透过相位差薄膜6之后向前方射出，而反射光进一步被由镜面处理所形成的冷光镜4反射而向前方射出。

在液晶投影仪中，从光源、由包含偏振光分束器、液晶面板以及投射透镜的多个光学部件构成的光学系统和电子元件产生放热。特别是，在偏振光分束器W中，因光的透过而在平板状的分束器主体上产生热量，因此在壳体的内部设置有冷却风扇，通过使壳体内部的空气流动来对光学系统等进行冷却等。

但是，偏振光分束器W的相位差薄膜6一般由树脂薄膜、例如由聚碳酸酯(PC)等形成，耐热性低(120℃～135℃)，因此需要使冷却风扇高速旋转，用大的冷却风量来冷却偏振光分束器W，由此存在冷却风扇发出的噪音变大这样的问题。

为了解决这问题，提出了一种偏振光束分束器，其在平板状的分束器主体上设置导热板，将高温部的热引导到低温部，从而能使平板状的分束器主体的温度分布均匀(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2004—21131号公报

不过，在上述专利文献1中所公开的偏振光分束器能将高温部的热引导到低温部，使平板状的分束器主体的温度分布均匀，但由于高温而导致相位差薄膜发生变色(变黄)、烧焦、相位差值的偏差等，因此无法解决投射的图像质量恶化等问题。

而且，近年来，需要高亮度、高图像质量、大画面的液晶投影仪，因此，导致从偏振光分束器等光学部件防热的增加、相位差薄膜产生变色(变黄)、烧焦、相位差值的偏差等，由此投射的图像质量恶化等问题变得更深刻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种偏振光分束器及其制造方法、以及使用了该偏振光分束器的液晶投影仪，该偏振光分束器通过使用由至少一层具有液晶性的高分子材料构成的相位差薄膜来提高相位差薄膜的耐热性，不会发生由高温引起的相位差薄膜的变色(变黄)、烧焦、相位差值的偏差等，从而防止投射的图像质量的恶化等。

为了解决上述问题，本发明的偏振光分束器(polarizing beam splitter)的特征在于，其包含分束器主体和相位差薄膜，该分束器主体是通过将来自光源的光未被导入的第1棱镜构件和来自光源的光被导入的第2棱镜构件交替接合而构成的，而且在上述第1棱镜构件和上述第2棱镜构件的接合面上实施了偏振光分离功能处理和镜面处理，所述偏振光分离功能处理将入射光分离为S偏振光和P偏振光；该相位差薄膜被配置在与上述第1棱镜构件的光入射面相对的面上，并且由至少一层具有液晶性的高分子材料构成，上述相位差薄膜起着正A板(positive A plate)的作用。

例如，上述相位差薄膜包含第1液晶性高分子材料层和第2液晶性高分子材料层，上述第1液晶性高分子材料层和第2液晶性高分子材料层所形成的面被实施了取向处理。

例如，上述相位差薄膜包含第1取向膜、层叠在上述第1取向膜上的第1液晶性高分子材料层、层叠在上述第1液晶性高分子材料层上的第2取向膜、和层叠在上述第2取向膜上的第2液晶性高分子材料层。而且，上述第1液晶性高分子材料层和上述第2液晶性高分子材料层的延迟值(retardation)是180nm～300nm。