CN102147544B - 反射型液晶装置以及投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够与液晶面板的个体差异和/或光学补偿板的设置偏离无关地实现高对比度化的反射型液晶装置以及投影机。本发明的反射型液晶装置(8)具备：液晶单元(83)，其被挟持于一对基板(81、82)间，并具有预倾；以及光学补偿板(84)，其设置于一对基板(81、82)的外侧，具有负的折射率各向异性并且具有沿厚度方向的第1光轴(C1)。在以光学补偿板(84)位于相对于液晶单元(83)的板面平行的位置时的第1光轴(C1)与液晶单元(83)的液晶分子(831)的第2光轴(C2)所成的锐角θ1作为基准角时，该光学补偿板(84)能够向使该基准角θ1的角度变大的第1方向d1倾斜。

Description

反射型液晶装置以及投影机

技术领域

本发明涉及反射型液晶装置以及投影机。

背景技术

近年来，液晶投影机的高对比度化正在发展，从TN液晶置换为VA液晶。VA液晶具有以下特征：与面板垂直的方向的对比度高且可用简单的视角补偿获得宽广的视角。若投影机中视角变得宽广，则能够提高投影透镜所捕捉的角度范围的对比度而使投影图像的对比度提高。

另一方面，液晶电视机等所使用的VA液晶，通常通过组合光学补偿板(所谓的C板)而在宽广的视角范围获得高的对比度。相对于此，液晶投影机的光阀所使用的VA液晶，不能实现这样的视角补偿。这是因为，由于光阀是非常高精细的，所以不能将在液晶电视机中采用的取向控制单元(突起和/或电极开口)制作到微小的像素内，而只能使VA液晶从垂直倾斜几度(以下，称为预倾)而进行取向控制。即使要用C板对具有这样的预倾的VA液晶进行补偿，在与液晶面板垂直的方向也会残留相位差，而不能够获得高对比度。

因此，已知有以下的技术：通过使上述C板与具有相对于元件表面倾斜的光轴的光学补偿板(所谓的O板)组合并配置于液晶面板的外面而补偿视角特性，来获得高对比度且宽广视角的特性(例如参照专利文献1)。此外，还已知有以下的技术：在透射型的VA液晶面板的外侧，以液晶面板的光轴与C板的光轴平行的方式在倾斜的状态下配置C板，仅用C板补偿VA液晶的正面相位差(例如参照专利文献2)。

【专利文献1】特开2008-164754号公报

【专利文献2】特开2009-37025号公报

还考虑使上述那样的光学补偿板适应于反射型的VA液晶。但是，若使用上述专利文献1的技术，则由于需要2块高价格的光学补偿板，所以存在成本变高的问题。在上述专利文献2的技术中，有可能因由粘贴夹具形成的粘贴误差等使得C板的倾斜方向偏离而粘接于液晶面板。此外，还有可能由于C板的制造时的误差，使板面与光轴偏离而形成。进而，还有可能VA液晶面板产生液晶取向的方位角偏离。

若产生这样的倾斜方向的偏离和/或液晶取向的方位偏离等光学条件的偏差，则即使在反射型VA液晶面板的外侧，以液晶分子的光轴与C板的光轴平行的方式倾斜地设置C板，有时也不能够获得高对比度。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而实现的，其目的在于提供能够与液晶面板的个体差异和/或光学补偿板的设置偏离等光学条件的偏差无关地实现高对比度化的反射型液晶装置以及投影机。

本发明的反射型液晶装置，具备：液晶单元，其被挟持于一对基板间，并具有预倾；以及光学补偿板，其设置于前述一对基板的外侧，具有负的折射率各向异性并且具有沿厚度方向的第1光轴；其中，在以前述光学补偿板位于相对于前述液晶单元的板面平行的位置时的前述第1光轴与前述液晶单元的液晶分子的第2光轴所成的锐角作为基准角时，前述光学补偿板能够向使该基准角的角度变大的第1方向倾斜。

本发明的反射型液晶装置，由于也能够使光学补偿板向与透射型液晶装置相反的第1方向倾斜，所以虽然例如光学补偿板的倾斜夹具的旋转轴偏离、液晶分子的取向方向的偏离和/或光学补偿板的板面与光轴的偏离等实际使用上产生的可能性高，但是能够进行预想了由仅向一方向的倾斜难以充分地进行补偿的光学条件的偏差的宽广的光学补偿。因此，即使在产生了上述光学条件的偏差的情况下，也能够得到高对比度的显示。

此外，在上述反射型液晶装置中，优选地，使前述光学补偿板倾斜的旋转轴配置于该光学补偿板的板面上；前述液晶单元的预倾方向与从倾斜 了的前述光学补偿板显现的滞相轴方向大致正交。

根据该结构，通过使光学补偿板向第1方向倾斜，液晶单元的预倾方向与从光学补偿板显现的滞相轴方向大致正交，通过用光学补偿板良好地补偿由液晶单元产生的相位差，能够得到高对比度的显示。

此外，在上述反射型液晶装置中，优选地，使前述光学补偿板倾斜的旋转轴不配置于该光学补偿板的板面上，而配置于偏离的位置；倾斜的前述光学补偿板的光轴的方位角方向与前述液晶单元的预倾的方位角方向交叉。

若旋转轴不存在于光学补偿板的板面上(光学补偿板以偏离了的状态设置于旋转保持机构)，则依使光学补偿板旋转的方向，不能够使液晶分子的光轴(第2光轴)方向与从光学补偿板显现的滞相轴方向大致正交。即，光学补偿板存在最佳旋转方向。

如果采用本发明，则由于可以使光学补偿板向与以往相反的第1方向倾斜，所以即使在这样的情况下，也能够良好地补偿由液晶单元产生的相位差。

此外，在上述反射型液晶装置中，优选地，前述光学补偿板，也能够向使前述基准角的角度变小的第2方向倾斜，能够对于前述第1方向以及前述第2方向连续地被进行倾斜调整。

根据该结构，由于能够对于第1方向以及第2方向连续地调整光学补偿板的倾斜角度，所以能够使光学补偿板的补偿性能提高。

本发明的投影机，具备上述反射型液晶装置。

根据本发明的投影机，由于具备即使在产生了光学条件的偏差的情况下也能够实现高对比度化的反射型液晶装置，所以能够提供显示品质高且可靠性高的投影机。

附图说明

图1是表示本发明的投影机的概略结构的示意图。

图2是表示1系统的图像形成系统的光路的示意图。

图3是示意性地表示反射型液晶面板的结构的分解立体图。

图4是表示反射型液晶面板的剖面结构的图。

图5是表示没有偏离的补偿板与液晶层的光轴的初始的位置关系的立体图。

图6是与图5的俯视图对应的图。

图7是表示光学补偿板所显现的滞相轴与液晶分子的光轴的关系的图。

图8是表示使补偿板倾斜时的对比度的图。

图9是表示存在偏离的补偿板与液晶层的光轴的初始的位置关系的立体图。

图10是与图9的俯视图对应的图。

图11是以极坐标表示光学补偿板的光轴的图。

图12是表示在使倾斜的光学补偿板旋转时所显现的滞相轴的变化的图。

图13是表示光学补偿板的滞相轴与液晶分子的滞相轴的位置关系的图。

符号说明

1...投影机，8...反射型液晶面板(反射型液晶装置)，81...元件基板(一对基板的一个)，82...对置基板(一对基板的另一个)，83...液晶层(液晶单元)，84...光学补偿板，831...液晶分子，C1...光轴(第1光轴)，C2...光轴(第2光轴)，R1...旋转轴，θ1...基准角，d1...第1方向，d2...第2方向。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。而且，在以下的全部附图中，为了容易观看附图，使各构成要素的膜厚和/或尺寸的比例等适宜不同。

图1是表示本发明的一实施方式的投影机1的概略结构的示意图。如图1所示，投影机1具有光源2、积分器光学系统3、色分离光学系统4、 3系统的图像形成系统5、色合成元件6以及投影光学系统7。作为3系统的图像形成系统5，设置有第1图像形成系统5a、第2图像形成系统5b及第3图像形成系统5c。投影机1，若概略说明，则如以下地进行工作。

从光源2出射的光源光，入射至积分器光学系统3。入射至积分器光学系统3的光源光，其照度被均匀化并且其偏振状态被一致化而出射。从积分器光学系统3出射的光源光，通过色分离光学系统4分离为多束色光，按每一色光入射至不同的系统的图像形成系统5。入射至3系统的图像形成系统5的各系统的色光，基于应该显示的图像的图像数据，被进行调制而成为调制光。从3系统的图像形成系统5出射的3色的调制光，通过色合成元件6合成而成为多色光，并入射至投影光学系统7。入射至投影光学系统7的多色光，被投影至屏幕等被投影面(图示略)。由此，在被投影面显示彩色的图像。

接着，关于投影机1的构成要素详细地进行说明。

光源2具有光源灯21及抛物面反射器22。从光源灯21放射的光，通过抛物面反射器22向一个方向反射而成为基本平行的光线束，作为光源光入射至积分器光学系统3。光源灯21例如由金属卤化物灯、氙气灯、高压水银灯、卤素灯等构成。此外，也可以代替抛物面反射器22而由椭圆反射器、球面反射器等构成反射器。相应于反射器的形状，有时使用使从反射器出射的光平行化的平行化透镜。

积分器光学系统3具有第1透镜阵列31、第2透镜阵列32、入射侧开口光阑33、偏振变换元件34及重叠透镜35。积分器光学系统3的光轴30与光源2的光轴20基本一致，上述的积分器光学系统3的各个构成要素以中心位置并排于积分器光学系统3的光轴30上的方式配置。

第1透镜阵列31具有排列于与光源2的光轴20基本正交的面的多个透镜要素311。第2透镜阵列32与透镜要素311同样具有多个透镜要素321。透镜要素311、321例如排列为矩阵状，在与光轴30正交的平面的平面形状与图2所示的反射型液晶面板(反射型液晶装置)8的被照明区域80成为相似形状(在此，基本为矩形)。被照明区域80是反射型液晶面板8中 包括排列有多个像素的区域的整体的区域。

偏振变换元件34具有多个偏振变换单元341。偏振变换单元341虽然其详细的结构未图示，但是具有偏振分束膜(以下，称为PBS膜)、1/2相位板及反射镜。

第1透镜阵列31的透镜要素311与第2透镜阵列32的透镜要素321一一对应。第2透镜阵列32的透镜要素321与偏振变换元件34的偏振变换单元341一一对应。处于相互对应关系的透镜要素311、321及偏振变换单元341沿着与光轴30基本平行的轴并排。

入射至积分器光学系统3的光源光，被第1透镜阵列31的多个透镜要素311在空间上划分而入射，并按每束入射于透镜要素311的光源光而会聚。通过透镜要素311会聚后的光源光，通过入射侧开口光阑33，成像于与该透镜要素311相对应的透镜要素321。即，在第2透镜阵列32的多个透镜要素321的各个，形成二次光源像。来自形成于透镜要素321的二次光源像的光，入射至与该透镜要素321对应的偏振变换单元341。

入射至偏振变换单元341的光，被分离为相对于PBS膜的P偏振光和S偏振光。被分离后的一种偏振光在由反射镜反射之后通过1/2相位板，其偏振状态被与另一种偏振光一致。在此，通过了偏振变换单元341的光的偏振状态，被一致为相对于后述的WG元件54的偏振分离面的P偏振光。从多个偏振变换单元341的各个出射的光，入射至重叠透镜35而折射，重叠于反射型液晶面板8的被照明区域80。由第1透镜阵列31在空间上分割后的多个光线束的各个，对被照明区域80的基本全部区域进行照明，由此由多个光线束使照度分布平均化，使被照明区域80的照度均匀化。

色分离光学系统4具有第1～第3分色镜41～43及第1、第2反射镜44、45，所述第1～第3分色镜41～43具有波长选择面。第1分色镜41具有使红色光反射并且使绿色光及蓝色光透射的特性。第2分色镜42具有使红色光透射并且使绿色光及蓝色光反射的特性。第3分色镜43具有使绿色光反射并且使蓝色光透射的特性。第1、第2分色镜41、42以其各自的波长选择面相互基本正交的方式，并且以其各自的波长选择面与积分器光学系统 3的光轴30呈基本45°的角度的方式配置。

入射至色分离光学系统4的光源光所包含的红色光L10、绿色光L20及蓝色光L30如以下那样被分离，并入射至与分离后的每一色光对应的图像形成系统5。

光L10在第2分色镜42中透射并且由第1分色镜41反射，之后由第1反射镜44反射而入射至第1图像形成系统5a。

光L20在第1分色镜41中透射并且由第2分色镜42反射，之后由第2反射镜45反射，并接着由第3分色镜43反射而入射至第2图像形成系统5b。

光L30在第1分色镜41中透射并且由第2分色镜42反射，之后由第2反射镜45反射，并接着在第3分色镜43中透射而入射至第3图像形成系统5c。

第1～第3图像形成系统5a～5c都为同样的结构。在此，代表第1～第3图像形成系统5a～5c，关于第2图像形成系统5b的结构进行说明。

此外，上述投影光学系统7如图1所示具有第1透镜部71以及第2透镜部72。

如图2所示，第2图像形成系统5b具有入射侧偏振板51、线栅型PBS52、反射型液晶面板8及出射侧偏振板55。

作为从色分离光学系统4出射的光源光的一部分的绿色光L20，入射至入射侧偏振板51。入射侧偏振板51使直线偏振光通过，且以使相对于接着说明的WG元件54的偏振分离面的P偏振光通过的方式被设定了透射轴。以下，将相对于WG元件54的偏振分离面的P偏振光简称为P偏振光，并将相对于WG元件54的偏振分离面的S偏振光简称为S偏振光。如上所述，通过了积分器光学系统3的光源光，其偏振状态被一致为P偏振光，光L20的大部分通过入射侧偏振板51，并入射至线栅型PBS52。

线栅型PBS52包含WG元件54。虚线的长方体53是为了使位置关系变得明确而描绘的辅助线，而并没有实体。这是因为，线栅型PBS与以往的电介质多层膜类型的PBS不同，不需要由三角棱镜夹持。虽然入射侧偏 振板51、反射型液晶面板8、出射侧偏振板55在图中以容易理解的方式被分离地描绘，但是实际上其以大致接近于该长方体53的方式配置。

WG元件54包括电介质层541及多条金属线542。电介质层541通过玻璃基板等构成。多条金属线542设置于电介质层541的表面。多条金属线542均延伸于一方向(Z方向)，相互基本平行地并排。多条金属线542的延伸方向是反射轴方向D₁，多条金属线542相并排的方向是透射轴方向D₂。偏振分离面是平行于反射轴方向D₁且平行于透射轴方向D₂的WG元件54的主面。偏振分离面的法线方向相对于入射至偏振分离面的光L20的中心轴呈基本45°的角度。

在入射至偏振分离面的光L20之中，偏振方向为反射轴方向D₁的S偏振光(第1偏振光)由偏振分离面反射，偏振方向为透射轴方向D₂的P偏振光(第2偏振光)在偏振分离面中透射。从积分器光学系统3出射的绿色光L20大体为P偏振光，通过偏振分离面入射至反射型液晶面板8。

如图3所示，反射型液晶面板8具有元件基板(一对基板的一方)81、对置基板(一对基板的另一方)82、液晶层(液晶单元)83及光学补偿板84。元件基板81与对置基板82相对地设置。液晶层83设置于元件基板81与对置基板82之间。光学补偿板84相对于对置基板82设置于与液晶层83相反侧。通过了WG元件54的绿色光L20，入射至光学补偿板84而通过对置基板82，在入射至液晶层83之后由元件基板81反射而折返。绿色光L20在通过液晶层83的期间被调制而成为光L21，并通过对置基板82及补偿板84，从反射型液晶面板8出射。

元件基板81以硅基板和/或玻璃基板为基体81a而构成(参照图4)。在使用硅基板的情况下，成为所谓的LCOS(Liquid crystal on silicon，硅基液晶)。元件基板81包括多条栅线85、多条源线86、多个薄膜晶体管(以下，称为TFT)87及像素电极88。

多条栅线85互相平行地延伸。多条源线86互相平行地延伸。栅线85的延伸方向(X方向)与源线86的延伸方向(Z方向)相交叉(在此为正交)。在栅线85与源线86相交叉的每一部分，设置TFT87。栅线85与 TFT87的栅电极电连接。源线86与TFT87的源区域电连接。

由栅线85和源线86包围的部分，成为一个调制要素。在本实施方式中，1个调制要素成为1个像素P。多个像素P在一方向(X方向)以等间距排列，此外在另一方向(Z方向)以等间距排列。在多个像素P，设置有按每一像素P独立的岛状的像素电极88。本实施方式的像素电极88，由金属材料构成，兼作镜面反射板。在图3中，对像素电极88进行切剖，示意性地图示像素电极88的基底侧。实际上，像素电极88隔着平坦化层和/或绝缘层被覆栅线85、源线86、TFT87，提高了像素P的开口率。像素电极88与TFT87的漏区域电连接。

如图4所示，覆盖像素电极88而设置有取向膜89。另外，在与对置基板82的功函数差成为闪烁和/或图像残留的原因的情况下，也可以在取向膜89与像素电极88之间设置绝缘膜。

对置基板82以玻璃基板为基体82a而构成，如图4所示，在对置基板82的液晶层83侧设置有由透明导电材料构成的共用电极90。在共用电极90的液晶层83侧设置有取向膜91。

上述取向膜89、91，例如通过斜向蒸镀法形成。蒸镀开始时的真空度设定为5×10^-3Pa，基板温度设定为100℃。此外，为了对膜赋予各向异性，在从基板面倾斜了45度的方向进行蒸镀。由此，在与蒸镀相同的方位，在从基板面倾斜了70度的方向生长SiO₂柱。上下基板81、82上的取向膜89、91，以相互成为反平行的方式形成。此外，在该取向膜89、91上，介电常数各向异性为负的液晶层83的液晶分子831，在与蒸镀相同的方位预倾角θ_P成为例如85°，该预倾角以沿着基板面的方向为基准(0°)。

液晶层83，例如通过VA模式的液晶层构成。元件基板81与对置基板82的单元间隙例如为1.8μm左右，在该单元间隙封入液晶材料而构成液晶层83。液晶材料是介电常数各向异性为负、双折射性Δn例如为0.12的液晶材料。

本实施方式的反射型液晶面板8，具有可以使光学补偿板84倾斜而配置的倾斜机构100。光学补偿板84，由具有负的折射率各向异性并且具备 沿着厚度方向的光轴C1(第1光轴)的C板构成。光学补偿板84的折射率为nx＝ny＞nz，厚度方向的延迟的值为220nm((nx+nx)/2-nz)·d。而且，d为光学补偿板的厚度，nx及ny分别表示光学补偿板84的面方向的主折射率，nz表示光轴C1方向的主折射率。

倾斜机构100，在以光学补偿板84位于相对于液晶层83的板面(即元件基板81的表面)平行的位置时的光轴C1与液晶分子831的光轴(第2光轴)C2所成的锐角作为基准角度θ1时，使光学补偿板84向使该基准角度θ1变大的第1方向或与其相反地向变小的第2方向倾斜而配置。

在此，所谓向第1方向d1的倾斜，意味着使光学补偿板84向从光轴C1的方向与光轴C2的方向接近于平行的状态离开的方向倾斜(以下，称为反方向倾斜)，对应于图4中逆时针旋转方向。此外，所谓向第2方向d2的倾斜，意味着使光学补偿板84向光轴C1的方向与光轴C2的方向相互接近于平行的方向倾斜(以下，称为正方向倾斜)，对应于图4中顺时针旋转方向。另外，倾斜机构100可以从正方向向反方向对光学补偿板84的倾斜角度连续地进行调整，由此提高由光学补偿板84实现的补偿性能。

本发明采用下述结构：利用如后所述在光学补偿板84的正方向倾斜及反方向倾斜的任意一种下都可获得同等的光学补偿性的反射型液晶面板的特性，倾斜机构100可以使光学补偿板84进行正方向倾斜及反方向倾斜的任意一种。

接着，关于倾斜机构100的工作进行说明。首先，关于在没有位置偏离的状态下将光学补偿板64设置于倾斜机构100的情况进行说明。

图5是表示倾斜前的光学补偿板84与液晶层83的光轴的位置关系的立体图，图6是与图5的俯视图对应的图，图7是表示由通过倾斜机构100倾斜了的光学补偿板64显现的滞相轴与液晶层83的光轴的位置关系的俯视图。图8是表示对通过倾斜机构100使光学补偿板84向正方向倾斜的情况下或向反方向倾斜的情况下的反射型液晶面板8的对比度进行测定而得到的结果的曲线图。

光学补偿板64，在倾斜前的初始状态下，如图5、6所示，光轴C1 的方向与液晶层83的厚度方向相一致。此外，倾斜机构100中的光学补偿板64的旋转轴R1，被设定于XY平面上，该XY平面包含由光学补偿板64的主折射率nx和ny形成的平面并且与液晶层83的表面平行。

如图5、6所示，液晶分子831的光轴C2，在上述XY平面内，被设定于从+X轴方向逆时针旋转成45°的方向。倾斜机构100，以使光轴C1的方位角方向与具有预倾的液晶分子831的光轴C2的方位角方向相一致的方式使光学补偿板64倾斜。

若倾斜机构100沿着上述旋转轴R1使光学补偿板64向顺时针或逆时针中的任一方向旋转(正方向倾斜或反方向倾斜)，则折射率椭圆体64a的剖面成为图7所示的椭圆形状。即，光学补偿板64，通过被由倾斜机构100倾斜，能够使滞相轴C3显现于与液晶分子831的光轴C2大致正交的方向。由此，光学补偿板64，可以良好地补偿在具有预倾的液晶分子831中透射时产生的相位差。

在此，在反射型液晶面板8中，与透射型液晶面板不同，在通过倾斜机构100使光学补偿板64向正方向或反方向中的任一方向倾斜的情况下，如图8的曲线图所示，都可获得同等的对比度。这是因为，反射型液晶面板与透射型液晶面板不同，由于光2次通过液晶层83，所以虽然入射光与反射光的延迟不同，但其总和被平均化而成为大致一定(自补偿型)。因此，视场角特性容易变得比较对称，即使光学补偿板64的倾斜方向成为反方向也能够对正面相位差进行补偿，能够获得与正方向同等的对比度。

以完全没有位置偏离的状态将光学补偿板64设置于倾斜机构100在现实中是相当困难的。因此，关于设置于倾斜机构100的光学补偿板64从初始状态产生位置偏离(光学条件的偏差)的情况进行说明。

图9是表示倾斜前的光学补偿板84与液晶层83的光轴的位置关系的立体图。图10是与图9的俯视图对应的图，是表示通过使光学补偿板84倾斜而显现的滞相轴的图。

如图9、10所示，液晶分子831的光轴C2，与图5同样，在上述XY平面中，被设定于从+X轴方向逆时针旋转成45°的方向。此外，光学补 偿板64的光轴C1的方位角方向被设定于从+X轴方向逆时针旋转成135°的方向。

光学补偿板64，其光轴C1的方向与液晶层83的厚度方向(上述Z方向)偏离，光学补偿板64的光轴C1的方位角方向与液晶分子831的光轴C2的方位角方向交叉。即，光学补偿板64，以其光轴C1位于偏离于上述方向的位置的状态设置于倾斜机构100。因此，在上述XY平面上设定的光学补偿板64的旋转轴R1，不设定于由光学补偿板64的主折射率nx和ny形成的板面上，而设定于偏离了的位置。

若倾斜机构100沿着上述旋转轴R1使光学补偿板64向顺时针或逆时针中的任一方向旋转(正方向倾斜或反方向倾斜)，则折射率椭圆体64a的剖面成为椭圆形状。但是，如图10所示，由于光轴C1的倾斜方向依光学补偿板64的倾斜方向而不同，所以在与光轴C1大致正交的方向显现的滞相轴C3也依倾斜方向而变化。

因此，若这样设置于倾斜机构100的光学补偿板64从初始状态发生位置偏离，则使光学补偿板64倾斜的方向变得重要。

接着，将光轴C2的初始状态的倾斜方向数学式化，关于在使光学补偿板84倾斜时显现的滞相轴C3的变化，就一般化的情况进行说明。图11是以极坐标表示光学补偿板84的光轴C1的图，图12是表示在如上所述光轴C1处于初始状态下、通过使向预定方向倾斜的光学补偿板84旋转而显现的滞相轴的变化范围的曲线图，图13是表示从液晶层的厚度方向看时的光学补偿板84的滞相轴与液晶分子831的滞相轴的位置关系的图。另外，在图11中，将X轴方向设定为液晶分子831的倾斜方向，在液晶层83的板面将平面设定为XY平面，在与该XY平面正交的液晶层83的厚度方向规定Z轴。

在图11中，在初始状态(倾斜机构100的倾斜前的状态)下由向量A表示光轴C1，由向量C表示以Y轴为中心旋转角度θy后的光轴C1。在此，由向量C表示的光轴C1的滞相轴，由于与处于XY平面上的向量C正交，所以能够由垂直向量C⊥表示。

在此，若用极坐标表示向量A，则成为下式(1)。另外，设定为r＝1。此外，下式(2)是使A向量绕Y轴旋转θy的旋转矩阵。利用A向量与旋转矩阵的积，求取下式(3)中所示的向量C。进而，用下式(4)计算相对于向量C的XY平面上的垂直向量C⊥。

【数学式1】

式(1)

【数学式2】

$B=\left(\begin{array}{ccc}{\cos \mathrm{\θ}}_y& 0& {\sin \mathrm{\θ}}_y\\ 0& 1& 0\\ {-\sin \mathrm{\θ}}_y& 0& {\cos \mathrm{\θ}}_y\end{array}\right)$ 式(2)

【数学式3】

式(3)

【数学式4】

式(4)

通过在式(4)中设定光轴C1的初始的角度θ、Φ(参照图11)，可以计算使光学补偿板84旋转时的滞相轴。例如，在初始的角度为Φ＝30°、θ＝0.25°且液晶分子831的预倾为89°的情况下，以Y轴为中心旋转时的滞相轴示于图12的曲线图。在此，图12的曲线图中的横轴表示θy的值(光学补偿板84的旋转角度)，将使光学补偿板84向反方向(光轴C1从液晶分子831的光轴C2偏离的方向)倾斜的情况设定为正，将向相反的正方向(光轴C1接近于液晶分子831的光轴C2的方向)倾斜的情况设定为负。

如图12、13所示，在进行反方向倾斜的情况下，光学补偿板84的滞相轴(垂直向量C⊥)在XY平面以+X轴方向为基准、逆时针为正的旋转角度在-60°～-90°的范围变化。另一方面，在进行正方向倾斜的情况下，光学补偿板84的滞相轴在15°～90°的范围变化。另外，所谓±90°的情况，表示滞相轴与液晶分子831的预倾方向(X轴)正交，通过良好地补偿由液晶分子831形成的相位差而对比度成为最大的情况。

如图13所示，在光学补偿板84的倾斜角θy为±1～2°的范围，进行反方向倾斜这一方与进行正方向倾斜的情况相比，能够在与液晶分子831的预倾方向(X轴)正交的方向显现滞相轴，能够显示对比度的最大值。即，根据本实施方式的反射型液晶面板8，能够在得到最大的对比度显示时，减小使光学补偿板84倾斜的倾斜角度。这在如投影机1那样在反射型液晶面板8的周围配置光学部件、用于使光学补偿板84旋转的空间被限制的情况(倾斜角度被限制的情况)下特别有效。

使液晶分子831呈现预倾的无机取向膜88、89，如上所述使用斜向蒸镀法形成。在斜向蒸镀法中，由于蒸镀方向(角度)从蒸镀源朝向基板面的外侧扩展，所以有可能柱的成长的朝向产生偏离而液晶分子831的方位角偏离，由此液晶分子831的光轴C2的方位角方向如图10、11中点划线所示偏离。因此，在反射型液晶面板8中，有可能产生这样的液晶分子831的取向方向的偏离这样的光学条件的偏差。

例如，在由于上述的液晶分子831的取向方位偏离，液晶分子831的预倾方向(光轴C1方向)如图13中一点划线所示从X方向偏离3°左右的情况下，液晶分子831的在相对于光轴C1方向大致正交的方向显现滞相轴C3的期间仅是使光学补偿板84进行反方向倾斜的期间。即，仅在进行反方向倾斜的情况下，才能够使反射型液晶面板8的对比度成为最大。

现实中，将光学补偿板84没有偏离地设置于倾斜机构100并抑制光学补偿板84的旋转中心的偏离和/或液晶分子的取向方向的偏离和/或由制造误差引起的光学补偿板84的光轴C1的偏离等光学条件的偏差的产生是非常困难的。若产生这样的光学条件的偏差，则为了进行良好的补偿，如上 所述使光学补偿板84倾斜的最佳的朝向将会变化。

根据本实施方式的反射型液晶面板8，由于可以通过上述倾斜机构100使光学补偿板84向正方向或反方向倾斜，所以能够进行预想了由仅向一方向的倾斜难以充分地进行补偿的光学条件的偏差的宽广的光学补偿。因此，即使在产生了上述光学条件的偏差的情况下，也可得到高对比度的显示。

在以上那样的结构的反射型液晶面板中，若对栅线85供给栅信号，则连接于该栅线85的TFT87变为导通。在TFT87变为导通的状态下，与每一像素的灰度等级值相应的源信号被供给至源线86，源信号经由TFT87被供给至像素电极88。若对像素电极88供给源信号，则在该像素电极88与共用电极之间施加电场，液晶层83的取向状态与该电场相应地按每一像素P发生变化。入射至像素P的光L20，与该像素P处的液晶层83的取向状态相应地，其偏振状态发生变化。通过了液晶层83的光L20，作为调制后的光L21从液晶层83的光出射面出射。

在本实施方式中，在对像素P处的液晶层83未施加电场的状态下，入射至该像素P的光L20，其偏振状态基本不变而以P偏振光原样出射。在对像素P处的液晶层83施加电场的状态下，入射至该像素P的光L20，其P偏振光以与由图像数据规定的灰度等级值相应的比率向S偏振光变化。即，光L21所包含的S偏振光为表示应该显示的图像的光，光L21所包含的P偏振光为表示应该显示的图像的反转图像的光。从多个像素P的各个出射的光L21的中心轴，相互基本平行，与液晶层83的光出射面基本垂直。

再次返回到图2，从反射型液晶面板8出射的光L21，入射至WG元件54的偏振分离面。光L21所包含的P偏振光在偏振分离面中透射，光L21所包含的S偏振光由偏振分离面反射。光L21之中由偏振分离面反射后的光L23(S偏振光为主)，朝向出射侧偏振板55行进(参照图2)。另外，光L21之中在偏振分离面中进行了透射的光(P偏振光为主)，朝向入射侧偏振板51行进，从朝向投影光学系统7的光路被除去。出射侧偏振板55使直线偏振光通过，以使S偏振光通过的方式被设定了透射轴。光 L23之中通过了出射侧偏振板55的光L24，入射至色合成元件6。

入射至图1所示的第1图像形成系统5a的红色光L10，与绿色光L20同样地被调制，作为表示应该显示的图像的S偏振的红色光L14，从第1图像形成系统5a出射。同样地，表示应该显示的图像的S偏振的蓝色光L34，从第3图像形成系统5c出射。如图3所示，光L14、L24、L34入射至色合成元件6。

色合成元件6通过分色棱镜等构成。分色棱镜为4个三棱柱棱镜互相贴合而成的结构。三棱柱棱镜中相贴合的面，成为分色棱镜的内面。在分色棱镜的内面，使红色光反射并且使绿色光及蓝色光透射的特性的波长选择面与使蓝色光反射并且使红色光及绿色光透射的特性的波长选择面相互正交而形成。

入射至分色棱镜的作为绿色光的S偏振光的L24，通过波长选择面而原样出射。入射至分色棱镜的S偏振的红色光L14、S偏振的蓝色光L34由波长选择面选择性地反射或者透射，出射于与S偏振的绿色光L24的出射方向相同的方向。绿色光L24也可以根据需要由2分之1波长板变换为P偏振光。这种情况使得可以在分色棱镜中高效地透射。这样，3种色光重叠而合成，成为多色光L并入射至投影光学系统7。

如以上所述，应用了本发明的反射型液晶面板8，即使在产生了在实际使用上产生的可能性极高的光学条件的偏差的情况下，也能够得到高对比度的显示。

此外，根据应用了本发明的反射型液晶面板8的投影机1，能够提供由于具备预想了上述光学条件的偏差的光学补偿性所以可得到高对比度的显示、显示品质高且可靠性高的投影机。

另外，本发明的技术范围并非限定于前述实施方式。在不脱离本发明的主旨的范围内可以实现多种变形。例如，作为光源，也可以代替灯光源而使用发光二极管(LED)和/或激光二极管(LD)等固体光源。积分器光学系统和/或色分离光学系统的结构可根据光源的种类等，省略或者改变。

Claims (5)

1.一种反射型液晶装置，其特征在于，具备：

液晶单元，其被挟持于一对基板间，并具有预倾；以及

光学补偿板，其设置于前述一对基板的外侧，具有负的折射率各向异性并且具有沿厚度方向的第1光轴；

其中，在以前述光学补偿板位于相对于前述液晶单元的板面平行的位置时的前述第1光轴与前述液晶单元的液晶分子的第2光轴所成的锐角作为基准角时，前述光学补偿板能够向使该基准角的角度变大的第1方向和向使该基准角的角度变小的第2方向倾斜，

所述光学补偿板，向前述第1方向和前述第2方向之中、以小的角度达到最大的对比度的方向倾斜。

2.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：

使前述光学补偿板倾斜的旋转轴配置于该光学补偿板的板面上；

前述液晶单元的预倾方向与从倾斜了的前述光学补偿板显现的滞相轴方向大致正交。

3.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：

使前述光学补偿板倾斜的旋转轴不配置于该光学补偿板的板面上，而配置于偏离的位置；

倾斜的前述光学补偿板的光轴的方位角方向与前述液晶单元的预倾的方位角方向交叉。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的液晶装置，其特征在于：

前述光学补偿板，能够对于前述第1方向以及前述第2方向连续地被进行倾斜调整。

5.一种投影机，其特征在于，具备权利要求1～3中的任意一项所述的反射型液晶装置。