CN103018964A - 液晶装置、电子设备及投影仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对特定视角方向的显示图像的对比度实现了改善提高的液晶装置。具备：在一对基板间夹持了含有初始取向状态呈平行取向的液晶分子(LC)的液晶层(20)的液晶面板、和配置在液晶面板的两侧的一对偏光板(36、56)，液晶分子具有预倾斜角(θ1)，沿着基板面内的规定方向取向，液晶面板将从配置了一对偏光板(36、56)的任意一侧入射的光(L)朝向另一侧出射，其中，液晶面板出射在与基板的法线方向不同的方向上为最大强度的光，并且，光的最大强度方向在基板面内投影的方位方向与规定方向大致平行，光的最大强度方向，是朝向与具有预倾斜角(θ1)的液晶分子(LC)的长轴方向所成的角接近直角一侧从基板的法线方向倾斜的方向。

Description

液晶装置、电子设备及投影仪
本申请是申请日为2009年2月26日、申请号为200910008368.1、发明名称为“液晶装置、电子设备及投影仪”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及液晶装置、电子设备及投影仪。
背景技术
现有的采用了TN(Twisted Nematic)方式等液晶驱动方式的液晶装置，由于对比度具有大的视角依赖性，所以，在从液晶装置的正面观察的图像和从斜向观察的图像中对比度不同，存在着无法从斜向良好地观察图像的问题。针对这样的问题，通过开发出被称作IPS(In-Plane Switching)方式或FFS(Fringe-Field Switching)方式等的横电场动作型的驱动方式、或被称作VA(Vertical Alignment)方式的垂直取向的驱动方式，可以大幅度得到改善(例如参照专利文献1)。
但是，在这些改良了视角依赖性的驱动方式的液晶装置中，当从装置正面的显示面的法线方向观察时例如为1000以上的对比度，在从斜向观察时也大多会降低到几十。图19中作为一个例子，表示了对IPS方式的液晶装置的视角特性进行表示的等对比度曲线。如图所示，与法线方向的显示图像对应的、利用了图19的中心附近ARI的显示图像中，在显示图像的近似整个区域成为高的对比度。但是，在例如与从倾斜15°的方向观察的显示图像对应的、从图19的中心偏离的位置AR2的显示图像中，图像的角部处对比度降低。这样的倾向在上述的FFS方式、VA方式中也同样会发生。
这种倾斜显示的对比度的降低，在一部分的使用用途中不能满足需求。一部分的用途是指，以从由显示面的法线方向倾斜的特定方向观察图像、或向特定方向投射图像为目的的显示装置。作为这样的显示装置，例如有平视显示器(HUD)、头戴式显示器(HM)、电子取景器(EVF)、投影仪等。
下面表示一个例子。图20是具备HUD的乘用汽车的概略图。乘用汽车的收纳在仪表盘95内的平视显示器900具备：对来自背光灯92的光进行调制的液晶装置91；和将经由液晶装置91射出的光L(图像光)投射到前窗上，放大显示图像的凹面镜93；在前窗94上配置有将被投射的光L向驾驶员M反射的前窗遮光板96。驾驶员M观察被前窗遮光板96反射的光L所成的虚像I。
此时，如果是像太阳光那样的外光SL经由前窗94入射到液晶装置91，则外光SL被液晶装置91的凹面镜93侧的表面正反射(或镜面反射)，与来自背光灯92的光L经由相同的光路朝向驾驶员M反射，因此难以观察HUD的显示。
鉴于此，提出了一种倾斜配置液晶装置91，使外光SL被液晶装置91的凹面镜93侧的表面反射的光，向不进入驾驶员M的眼中的方向反射的构造。但是，在这样的构造中，为了上述的视角依赖性而大幅损害了显示图像的对比度，存在着无法实现良好的图像表意的问题。
虽然如专利文献2那样，提出了基于液晶装置的构造来改善射出光在装置内的反射的方案，但以往没有提出通过装置的构造来改善外光与显示图像的关系中的不良情况的方案。因此，期待着根据与以往的液晶装置不同的设计思想，不是在液晶装置的法线方向而是在特定的视角方向能够实现良好显示的液晶装置。
专利文献1：特开平09-80436号公报
专利文献2：特开平05-53090号公报
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种对特定视角方向的显示图像的对比度实现了改善提高的液晶装置。而且，其目的还在于，提供具备本发明的液晶装置的电子设备及投影仪。
用于解决上述课题的本发明的第一液晶装置具备：在一对基板间夹持了含有初始取向状态呈平行取向的液晶分子的液晶层的液晶面板、和配置在所述液晶面板的两侧的一对偏光板，所述液晶分子具有预倾斜角，沿着所述基板面内的规定方向取向，所述液晶面板将从配置了所述一对偏光板的任意一侧入射的光朝向另一侧出射，其中，所述液晶面板出射在与所述基板的法线方向不同的方向上为最大强度的光，并且，所述光的最大强度方向在所述基板面内投影的方位方向与所述规定方向大致平行，所述光的最大强度方向，是朝向与具有所述预倾斜角的所述液晶分子的长轴方向所成的角接近直角一侧从所述基板的法线方向倾斜的方向。
根据该构成，由于液晶层中向特定的方向透过的透过光、与液晶分子的长轴方向接近成直角，所以，即使视角多少发生变化，液晶指向与透过光的偏光方向所成的角度也不易改变，会以理想的相位状态透过。因此，向特定方向和其附近的视野角方向的透过光，不易发生因相位差引起的对比度降低，可提供向特定方向能够良好显示的液晶装置。
用于解决上述课题的本发明的第二液晶装置具备：在一对基板间夹持了含有介电常数各向异性为负的液晶分子的液晶层的垂直取向模式的液晶面板、和配置在所述液晶面板的两侧的一对偏光板，所述液晶分子具有预倾斜角，沿着所述基板面内的规定方向取向，所述液晶面板将从配置了所述一对偏光板的任意一侧入射的光朝向另一侧出射，其中，所述液晶面板出射在与所述基板的法线方向不同的方向上为最大强度的光，并且，所述光的最大强度方向在所述基板面内投影的方位方向与所述规定方向大致平行，所述光的最大强度方向，是朝向与具有所述预倾斜角的所述液晶分子的长轴方向所成的角接近平行一侧从所述基板的法线方向倾斜的方向。
根据该构成，由于液晶层中向特定的方向透过的透过光，与液晶分子近似平行地传播，所以，即使视角多少发生变化，也不易受到液晶分子的双折射的影响，会以理想的相位状态透过。因此，向特定方向附近的视野角方向的透过光，不易发生因相位差引起的对比度降低，可提供向特定方向能够良好显示的液晶装置。
在本发明中，优选所述一对偏光板中的一个偏光板的吸收轴方向与所述规定方向被近似平行配置，所述一个偏光板配置为向该一个偏光板的法线方向与所述光的最大强度方向接近平行的一侧相对所述液晶面板的所述基板倾斜的状态。
根据该构成，由于倾斜的所述一个偏光板和另一个偏光板的组合，在以所述特定方向为中心的视野角方向具有高的遮光性能，所以，可提供向特定方向能够良好显示的液晶装置。
用于解决上述课题的本发明的第三液晶装置具备：在一对基板间夹持了含有初始取向状态呈平行取向的液晶分子的液晶层的液晶面板、和配置在所述液晶面板的两侧的一对偏光板，所述液晶分子沿着所述基板面内的规定方向取向，所述液晶面板将从所述一对偏光板中的一个偏光板侧入射的光朝向另一偏光板侧出射，其中，所述液晶面板出射在与所述基板的法线方向不同的方向上为最大强度的光，并且，所述一对偏光板中任意一个偏光板的吸收轴方向与所述规定方向配置成大致正交，具有与所述规定方向大致正交的吸收轴方向的所述偏光板，配置为向该偏光板的法线方向与所述光的最大强度方向接近平行的一侧相对所述液晶面板的所述基板倾斜的状态。
根据该构成，即使在以所述特定方向为中心的视野角方向视角多少发生变化，液晶指向与透过所述一个偏光板的透过光的偏光方向所成的角度也不易改变，可提供向特定方向能够良好显示的液晶装置。
本发明中，优选在所述偏光板的与所述液晶面板相反侧配置有光源，该光源的出射方向是所述液晶面板出射的所述光的最大强度方向。
根据该构成，光源的出射方向与所希望的光的最大强度方向一致。因此，能够将来自光源的光有效地向最大强度方向射出，从而可提供向特定方向能够良好显示的液晶装置。
在本发明中，优选所述液晶装置具备视角补偿用的相位差板，所述相位差板配置为向该相位差板的法线方向与所述光的最大强度方向接近平行的一侧相对所述液晶面板的所述基板倾斜的状态。
根据该构成，由于透过相位差板的透过光不易受到相位差板的视角依赖性的影响，所以，不会发生因相位差引起的对比度降低，可提供向特定方向能够良好显示的液晶装置。
本发明的电子设备具备上述的液晶装置，所述液晶装置在所述液晶装置射出的光的最大强度方向上进行图像显示。
根据该构成，可提供在与液晶装置的法线方向不同的方向上，对比度高、能够显示良好图像的电子设备。
本发明的投影仪具备上述的液晶装置，所述液晶装置在所述液晶装置射出的光的最大强度方向上投射图像。
根据该构成，可提供在与液晶装置的法线方向不同的方向上，对比度高、能够显示良好图像的投影仪。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的液晶装置的电路构成图。
图2是本发明的第一实施方式涉及的液晶装置的局部剖面图。
图3是表示本发明的第一实施方式涉及的液晶装置的子像素区域的局部俯视图。
图4是对第一实施方式涉及的液晶装置进行说明的分解立体图。
图5(a)是用于说明现有构造的作用的概略图，(b)是用于对第一实施方式的液晶装置的作用进行说明的概略图。
图6是求取第一实施方式的预倾斜角的图表。
图7是表示第一实施方式的液晶装置的效果的等对比度曲线。
图8是说明第二实施方式的液晶装置的分解立体图。
图9是表示第二实施方式的液晶装置的效果的等对比度曲线。
图10是对第二实施例的液晶装置的变形例进行说明的分解立体图。
图11是说明第三实施方式的液晶装置的分解立体图。
图12是表示第三实施方式的液晶装置的效果的等对比度曲线。
图13是第四实施方式的液晶装置的局部剖面图。
图14是说明第四实施方式的液晶装置的分解立体图。
图15是用于说明第四实施方式的液晶装置的作用的概略图。
图16是表示本发明的电子设备的概略构成图。
图17是表示本发明的电子设备的概略构成图。
图18是表示本发明的投影仪的概略构成图。
图19是现有例的液晶装置的等对比度曲线。
图20是表示现有例的电子设备的概略构成图。
图中：1～5-液晶装置，10-液晶面板，20-液晶层，30-元件基板(基板)，36-偏光板(一个偏光板)，50-对置基板(基板)，56-偏光板，700-平视显示器(电子设备)，800-投影仪，D-优先视角方向(最大强度方向)，L-透过光(光)，LC-液晶分子，θ2-预倾斜角，Φ-倾斜角。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面参照图1～图7，对本发明的第一实施方式的液晶装置进行说明。其中，为了便于观察附图，在以下的所有附图中使各构成要素的膜厚或尺寸的比率适当不同。
首先，对液晶装置1的概略构成进行说明。液晶装置1如图1所示，以矩阵状配置有构成像素显示区域的多个子像素区域。而且，在液晶装置1的构成图像显示区域的多个子像素区域中，分别形成有像素电极(第一电极)11、和用于对像素电极11进行开关控制的TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)元件(驱动元件)12。对于该TFT元件12而言，源极与从设置于液晶装置1的数据线驱动电路13延伸的数据线14连接，栅极与从设置于液晶装置1的扫描线驱动电路15延伸的扫描线16连接，漏极与像素电极11连接。
数据线驱动电路13成为借助数据线14向各子像素区域供给图像信号S1、S2、......、Sn的结构。而扫描线驱动电路15成为借助扫描线16向各子像素区域供给扫描信号G1、G2、......、Gm的结构。这里，数据线驱动电路13可以按顺序逐线供给图像信号S1～Sn，也可以按组对相邻接的多个数据线14之间供给。而扫描线驱动电路15在规定的定时逐线以脉冲方式供给扫描信号G1～Gm。
而且，液晶装置1通过作为开关元件的TFT元件12基于扫描信号G1～Gm的输入在一定期间成为导通状态，将从数据线14供给的图像信号S1～Sn以规定的定时写入到像素电极11。并且，借助像素电极11写入到液晶中的规定电平的图像信号S1～Sn，在像素电极11与隔着液晶配置的后述公共电极41之间被保持一定期间。这里，为了防止所保持的图像信号S1～Sn发生泄漏，按照与在像素电极11和后述的公共电极41之间形成的液晶电容并联连接的方式赋予蓄积电容18。该蓄积电容18设置在TFT元件12的漏极与电容线19之间。
接着，利用图2及图3对液晶装置1的详细构成进行说明。图2是液晶装置的局部剖面图，图3是表示液晶装置的子像素区域的局部俯视图。图2相当于图3的A-A的向视剖面图。对本实施方式的液晶装置1具备作为横电场动作型驱动方式的FFS方式的情况进行说明，但采用同样的横电场动作型的IPS方式的情况，也同样具有效果。
如图2所示，液晶装置1具备：液晶面板10，其具有元件基板(基板)30、与元件基板30对置配置的对置基板(基板)50、夹持在元件基板30与对置基板50之间的液晶层20；设置在元件基板30的外面侧(与液晶层20相反侧)的偏光板36；和设置在对置基板50的外面侧的偏光板56。而且，液晶装置1中，沿着元件基板30与对置基板50对置的区域的缘端设置有未图示的密封部件，用于密封液晶层20。该液晶装置1成为从元件基板30侧照射照明光、将对置基板50侧作为显示侧的结构。
元件基板30具备具有透光性的基板主体31。形成基板主体31的材料例如可以使用玻璃、石英玻璃、氮化硅等无机物、或丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等有机高分子(树脂)。另外，如果是具备透光性的材料，则也可以使用层叠或混合上述材料而形成的复合材料。
在基板主体31的液晶层20侧的面上，相互平行地形成有由铝或铜等导电性材料构成的扫描线16和电容线19。扫描线16和电容线19可以使用相同的材料，也可以使用不同的材料形成。二者例如可以在形成了铝等导电膜之后，通过图案化而得到。
而且，在基板主体31上按照覆盖扫描线16及电容线19的方式形成有栅极绝缘膜32。栅极绝缘膜32由氮化硅或氧化硅等具有绝缘性的透光性材料构成。
在栅极绝缘膜32上形成有半导体层42、源电极43和漏电极44，由这些半导体层42、源电极43、漏电极44及在基板主体31上形成的扫描线16构成了驱动用TFT12。而且，与漏电极44导通地形成有电容电极45，其与电容线19构成了保持电容19。
半导体层42由非晶硅等半导体构成。而且，源电极43从同样形成在栅极绝缘膜32上的未图示的数据线14分支形成，与半导体层42的一端连接。并且，漏电极44形成为与电容电极45导通，与半导体层42的另一端连接。
另外，在栅极绝缘膜32上按照覆盖驱动用TFT12、电容电极45及未图示的数据线14的方式形成有层间绝缘膜33。层间绝缘膜33与栅极绝缘膜32同样，由氮化硅或氧化硅等具有绝缘性的透光性材料构成。而且，在层间绝缘膜33的与电容电极45重叠的部分，形成有用于实现像素电极11与驱动用TFT12的导通的贯通孔、即接触孔33a。
在层间绝缘膜33上形成有公共电极41。公共电极41呈现带状的形状，与像素电极11同样，例如由ITO(Indium Tin Oxide：铟锡氧化物)等透光性导电材料构成。而且，公共电极41被配置在比像素电极11远离液晶层20一侧、即像素电极11的基板主体31侧(像素电极11与基板主体31之间)。并且，公共电极41例如被施加液晶层20的驱动所使用的规定的一定电位或0V，或者周期性(按帧期间或场期间)切换规定的一定电位和与之不同的规定的一定电位的信号。
在公共电极41上形成有具备接触孔33a、并由氮化硅或氧化硅等具有绝缘性的透光性材料构成的电极间绝缘膜34。并且，在电极间绝缘膜34上形成有与子像素P的形状对应的像素电极11，其借助接触孔33a与驱动用TFT12的漏电极44电连接。像素电极11由ITO等具备透光性的导电性材料形成。在本实施方式中采用了ITO。
而且，在电极间绝缘膜34上形成有覆盖像素电极11的取向膜35。取向膜35例如由聚酰亚胺等有机材料或硅氧化物等无机材料构成，具有在不施加电压的状态下使液晶层20所含有的液晶分子沿一定方向排列的作用。本实施方式中，通过在涂敷聚酰亚胺的形成材料并使其干燥、固化之后，对其上面实施抛光处理而得到取向膜35。
另一方面，对置基板50具备具有透光性的基板主体51。形成基板主体51的材料与基板主体31同样，例如可以使用玻璃、石英玻璃、氮化硅等无机物、或丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等有机高分子(树脂)。而且，如果是具备透光性的材料，则还可以使用层叠或混合上述材料而形成的复合材料。
在基板主体51的液晶层20侧的面上形成有滤色层52。滤色层52被配置成与子像素的形状对应，含有与各子像素的显示颜色对应的色材。
在滤色层52上形成有取向膜55。取向膜55例如由聚酰亚胺等有机材料或硅氧化物等无机材料构成，具有在不施加电压的状态下使液晶层20中含有的液晶分子沿一定方向排列的功能。本实施方式中，通过在涂敷聚酰亚胺的形成材料并使其干燥、固化之后，对其上面沿一定方向实施抛光处理而得到取向膜55。基于该抛光而实现的取向膜55的取向方向，被配置成与取向膜35的取向方向反向平行(antiparallel)的方向。
由元件基板30和对置基板50夹持的液晶层20中含有的液晶分子具有正的介电常数各向异性，沿着取向膜35、55的抛光方向取向，在层内呈均匀取向。
另外，在基板主体31的与液晶层20相反侧的面上设置有偏光板36，在基板主体51的与液晶层20相反侧的面上设置有偏光板56。这些偏光板36、56被设置成各自的偏光轴(吸收轴)相互正交的交叉尼科尔(cross-nicol)状态，任意一方的吸收轴被配置成与取向膜35、55的取向方向为同方向。
接着，参照图3所示的俯视图，对本实施方式的液晶装置1中的子像素P附近的平面布线构造进行说明。图3中，仅表示了元件基板30上的各布线及半导体层，省略了各绝缘膜。而且，为了易于观察附图，变更表示了布线的宽度与大小。
如图所示，扫描线16及电容线19近似平行地形成，在图中沿水平方向延伸。数据线14形成为与这些扫描线16及电容线19正交。因此，扫描线16、数据线14及电容线19俯视下被布线为近似栅格状。
从数据线14分支出俯视下为L字状的源电极43，其与形成为俯视下和扫描线16重叠的半导体层42的一端连接。在半导体层42的另一端连接着漏电极44，形成了驱动用TFTl2。并且，漏电极44与形成为俯视下和电容线19重叠的电容电极45连接，由此形成了保有电容18。
像素电极11俯视下构成为近似梯子形状，与公共电极41平面重叠。而且，像素电极11具备：俯视为矩形框状的框部11a；和按照大致沿附图水平方向延伸并且在附图垂直方向隔开间隔相互平行的方式配置的多个(15个)带状电极(带状部)11b。这里，对于带状电极11b而言，其两端分别与框部11a中的沿附图垂直方向延伸的部分连接。
其中，未图示的取向膜的取向方向为附图水平方向。而且，带状电极11b被配置成相对附图水平面倾斜约20°。因此，在未施加电压的初始状态下，液晶分子LC与带状电极11b所成角度θ约为20°。这样，像素电极11与公共电极41隔着电极间绝缘膜34而配置，构成了FFS方式的电极构造。
接着，利用图4～图7，针对本实施方式的液晶装置1进行特征部分与作用的说明。
图4是液晶装置1的分解立体图，为了便于说明，将液晶层20的液晶分子LC图示成指向方向为长度方向的圆柱状。在以下的说明中，设定XYZ直角坐标系，一边参照该XYZ直角坐标系、一边对通过液晶装置1的透过光、与作为透过光的最大强度方向的优先视角方向的关系进行说明。设水平面内的规定方向为X轴方向、在水平面内与X轴方向正交的方向为Y轴方向、与X轴方向及Y轴方向分别正交的方向(即铅垂方向)为Z轴方向。在本实施方式中，设从附图内侧向附图跟前侧的方向为X轴方向、附图水平方向为Y轴方向、附图垂直方向为Z轴方向。
图示的对偏光板36、56标记的两个箭头表示了各偏光板的吸收轴的方向，偏光板36的吸收轴与y轴平行，偏光板56的吸收轴与x轴平行。偏光板36、56的吸收轴的方向可以替换。而且，液晶分子LC的取向方向与y轴平行。
本实施方式的液晶装置1的特征在于液晶分子LC的初始取向状态。在附图中，将从液晶装置1的基板的法线方向N向y轴方向倾斜了角度θ1的方向，设为想要使观察者看到良好图像的特定方向(优先视角方向)D。在这种关系的情况下，按照在液晶分子LC的初始取向状态下，液晶分子LC的长轴方向与隔着液晶层20向优先视角方向D透过的透过光在液晶层20中的光路所成角度变大的方式、即接近直角的方式控制预倾斜角θ2。
这里，与液晶分子LC的长轴呈直角的方向可以是“优先视角方向D”，也可以是“向优先视角方向D透过的透过光在液晶层20中的光路”。其原因在于，在光从液晶层20向优先视角方向D透过的情况下，由于透过光在与装置外部的界面处折射，所以，优先视角方向D与液晶层20中的光路的方向不一致。
图5是表示经由液晶层20向优先视角方向D射出的透过光L与液晶分子LC的关系的示意图，(a)是现有构造的例子，(b)表示本实施方式。这里，以椭圆形表示了液晶分子LC，长轴方向表示液晶分子LC的长轴方向。而且，为了简化说明，这里仅表示了液晶层20与装置外部的关系。
如图5(a)所示，由于现有构造的透过液晶层20的透过光L相对呈均匀取向的液晶分子LC倾斜透过，所以，即便是稍微的视角变化，液晶指向与透过光L的偏光方向所成的角度将变化，引起对比度降低。
对此，如图5(b)所示，在本实施方式中，由于对液晶分子LC设置有预倾斜角θ2，所以，透过光L的光路与液晶分子LC的长轴方向成直角。因此，透过液晶层20的透过光L即使视角多少变化，液晶指向与透过光L的偏光方向所成的角度也不易变化，能够实现对比度降低少的良好显示。
这里，可以使用从法线方向N向优先视角方向D的倾斜角度θ1、液晶分子LC的异常光折射率ne，根据斯涅尔(Snell)定律导出预倾斜角θ2。当设装置外部(空气)的折射率n＝1.0、常光折射率no＝1.48、角度θ1＝15°时，来自液晶层20的透过光L的入射角θ3根据斯涅尔定律满足n×sinθ1＝no×sinθ3，因此，θ3约为10°。如图所示，入射角θ3与预倾斜角θ2相等，所以，预倾斜角θ2约为10°。
同样，对于从法线方向N向任意优先视角方向D的角度θ1与预倾斜角θ2的关系而言，如果采用上述装置外部的折射率n和液晶分子LC的常光折射率no，则可以由下述公式(1)表示。图6作为示例，表示了对利用了上述的折射率n和常光折射率no的值的角度θ1与预倾斜角θ2的关系进行表示的曲线。
【数学式1】
θ2＝sin-1((n/n0)sinθ1)
图7表示具备如上所述地控制了预倾斜角θ2的液晶层的液晶装置1的等对比度曲线。图7是与图19对应的附图。当设从装置的法线方向N向y轴方向约倾斜了15°的方向为优先视角方向D时，利用透过图示的区域AR的光进行图像显示，与图19相比可知，区域AR的角部的对比度增大、得以改善。如上所述，通过控制预倾斜角θ2，可实现在优先视角方向D能够显示对比度高的良好图像的液晶装置1。
根据上述构成的液晶装置1，由于优先视角方向D的光路与液晶分子LC的长轴方向成直角，所以，对于透过液晶层20的透过光L而言，即使视角多少发生变化，液晶指向与透过光L的偏光方向所成的角度也不易变化。因此，可提供在优先视角方向D附近的视野角方向，能够实现对比度降低少的良好显示的液晶装置1。
另外，在本实施方式中，液晶分子LC具备正的介电常数各向异性，但也可以具备负的介电常数各项异性。该情况下，将像素电极11所具备的带状电极11b的延伸方向在平面方向倾斜90°配置，与液晶分子LC的驱动状态相同。通过采用这样的构成，能够实现与构成像素的各部件的布局制约对应的设计，可以提高液晶装置的设计自由度。而且，图4的带状电极11有时根据像素布局的情况，被配置成与y方向或x方向平行。该情况下，液晶的取向方向从y方向或x方向旋转5°到20°，但在该情况下，也成为使图7的等对比度曲线旋转了5°到20°的特性，区域AR的对比度与以往的图19相比增大，得以改善。
此外，在本实施方式中，对透过光L的光源没有特别说明，透过光L的光源可以配置在偏光板36的与液晶面板10相反侧。该情况下，优选来自该光源的光的出射方向为液晶面板10射出的光的最大强度方向D。根据该构成，由于光源的出射方向与所希望的光的最大强度方向D一致，所以，可有效地将来自光源的光向最大强度方向D射出，可提供向特定方向的显示良好的液晶装置1。
(第二实施方式)
图8是本发明的第二实施方式的液晶装置2的说明图。本实施方式的液晶装置2与第一实施方式的液晶装置1一部分相同。不同之处在于，对配置在元件基板30侧的偏光板36设置了倾斜角Φ。而且，规定了偏光板的吸收轴方向。下面对与第一实施方式公共的构成要素赋予相同的符号，并省略详细的说明。
配置在液晶装置2的元件基板20侧的偏光板36被配置成在与液晶分子LC的取向方向相同的方向具备吸收轴。而且，偏光板36朝向优先视角方向D倾斜成为倾斜角Φ。换言之，被设置成在偏光板36的法线方向与优先视角方向D平行的方向具备倾斜角Φ。优选倾斜角Φ被设定成与从基板的法线方向N向优先视角方向D的倾斜角度θ1相等。
图9是如上所述地控制了偏光板36的倾斜角Φ的液晶装置2的等对比度曲线，与第一实施方式的图7同样，是和图19对应的图。如图所示，区域AR的角部的对比度比图7增大，进一步得到改善。
根据上述构成的液晶装置2，由于倾斜的偏光板36与偏光板56的组合在以优先视角方向D为中心的视野角方向具有最高的遮光性能，所以，可提供向优先视角方向D能够实现良好显示的液晶装置2。
另外，液晶装置2中可以具备对液晶层20中产生的相位差进行补偿的相位差板。该情况下，优选对相位差板也赋予使相位差板的法线方向与向优先视角方向D透过的透过光L的光路方向平行的倾斜角。
而且，可以根据透过装置的光的利用方法，如图10所示的液晶装置3那样，在偏光板56侧的外部具备使透过偏光板56的光的相位错移λ/2的相位差板60。例如，在像上述的HUD那样，用玻璃等使光反射、利用该反射光进行图像显示的情况下，作为与入射面平行的偏光成分的s光(或s偏光)，比作为与入射面垂直的偏光成分的p光(或p偏光)容易反射。因此，优选根据透过液晶装置2的透过光的偏光面与反射面的关系，利用相位差板使相位错移，以使透过光成为s光。
(第三实施方式)
图11是本发明的第三实施方式涉及的液晶装置4的说明图。本实施方式的液晶装置4与第二实施方式的液晶装置2一部分相同，不同点在于液晶分子LC沿x轴方向取向。该情况下，不对液晶分子LC赋予预倾斜角而成为与元件基板30平行的取向，对偏光板36设定倾斜角Φ。如果成为这样的取向状态，则在初始取向状态下，液晶分子LC的指向方向与优先视角方向D相互正交。
图12是液晶装置4的等对比度曲线，是与图19对应的图。如图所示，图像显示所使用的区域AR的角部的对比度比图19增大，能够实现比现有例得到改善的显示。
根据上述构成的液晶装置4，即使在以优先视角方向D为中心的视野角方向视角多少发生变化，液晶指向与透过光L的偏光方向所成的角度也不易改变。即，可提供向特定方向能够实现良好显示的液晶装置。
(第四实施方式)
图13及图14是本发明的第四实施方式涉及的垂直取向方式的液晶装置5的说明图。本实施方式的液晶装置5与之前说明的横电场方式的液晶装置不同，在初始取向状态下，液晶分子LC相对元件基板30及对置基板50在垂直方向取向。因此，首先利用图13，对与横电场方式的液晶装置在装置构成上的差异进行说明，然后利用图14进行作用的说明。
如图13所示，在液晶装置5中，像素电极11设置在元件基板30侧，公共电极41设置在对置基板50侧。像素电极11上设置有未图示的狭缝，印刷时在与设置了后述的预倾斜角的方向不同的方向产生电场，在与预倾斜角的方向不同的方向放倒液晶分子LC。
像素电极11与像素显示区域平面重叠地设置在层间绝缘膜33上，覆盖在该像素电极11上地形成有垂直取向膜35。另一方面，公共电极41形成在滤色层52上，覆盖在该公共电极41上地形成有垂直取向膜55。垂直取向膜35、55只要能够将不施加电压时的液晶层20内的液晶分子LC，相对元件基板30、对置基板50在垂直方向取向即可，例如可以使用ODS(Octadecyltrimethoxysilane)等作为形成材料，并通过公知的方法形成。
另外，垂直取向方式的液晶装置5的液晶层20所使用的液晶分子LC，其介电常数各向异性为负。因此，如图14所示，在液晶装置5中，按照不施加电压时液晶分子LC的指向方向、与经由液晶层20向优先视角方向D透过的透过光在液晶层20中的光路平行的方式，控制预倾斜角θ2。
图15是表示经由液晶装置5的液晶层20向优先视角方向D射出的透过光L与液晶分子LC的关系的示意图，是与图5对应的图。如图所示，预倾斜角θ2可以利用从法线方向N向优先视角方向D的倾斜角度θ1、液晶分子LC的常光折射率no，根据斯涅尔定律导出。当设装置外部(空气)的折射率n＝1.0、常光折射率no＝1.48，角度θ1＝15°时，来自液晶层20的透过光L的入射角θ3根据斯涅尔定律满足n×sinθ1＝no×sinθ3，因此，θ3约为10°。如图所示，预倾斜角θ2可以根据入射角θ3求出，预倾斜角θ2约为80°。
根据上述构成的液晶装置5，由于在液晶层20中，向优先视角方向D透过的透过光L与液晶分子LC大致平行传播，所以，即使视角稍微变化，也不易受到液晶分子LC的双折射的影响，会以理想的相位状态透过。因此，向优先视角方向D附近的视野角方向的透过光L，不易发生因相位差引起的对比度降低，可提供能够实现良好显示的液晶装置5。
另外，本实施方式的液晶装置5在像素电极11上设置狭缝，施加倾斜电场来驱动液晶，但也可以不在像素电极11上设置狭缝，而直接按照在预倾斜的方向放倒液晶的方式进行驱动。
(电子设备)
图16是具备本发明的液晶装置的电子设备的一个例子、即平视显示器700的概略构成图。图17是从车辆驾驶席观看平视显示器700的图像的图。
在图16中，车辆70是轿车型乘用汽车。平视显示器700包括：具备液晶装置71和光源72的电光学装置100、将从电光学装置100射出的光L(图像光)向前窗74上投射的凹面镜(反射光学系统)73、和将投射到前窗74上的光朝向驾驶席反射的前窗遮光板76。
电光学装置100被收纳在仪表盘75的内部。仪表盘75上在前窗74的下部设置有用于透过光L的开口部75H，被凹面镜73反射的光L经由该开口部75H被投射在前窗遮光板76上。被投影的图像为虚像I，由车辆的驾驶员M视觉辨认。
前窗遮光板76例如被构成为半透半反镜等片状的膜，可以通过对前窗74的表面进行处理来反射光L的一部分。如图17所示，前窗遮光板76被配置在驾驶席的正面。在前窗遮光板76上可显示速度仪或汽油剩余量、警告等信息。驾驶员M能够在驾驶过程中不大幅移动视线地辨认这些信息。
这里，液晶装置71具备上述本发明的构成，相对液晶装置71的表面的法线方向倾斜了特定角度的方向为优先视角方向。而且，液晶装置71被倾斜设置，图像显示所使用的光L采用透过了优先视角方向的光。因此，即使外光SL入射到液晶装置71的表面，平视显示器700也能够使其向不进入驾驶员M眼中的方向反射，同时可以利用透过了优先视角方向的光，使驾驶员M看到良好的显示图像。
(投影仪)
图18是具备本发明的液晶装置的投影仪的概略构成图。投影仪800如图18所示，具备：光源810；通过以时间次序调制光源810的光，生成R、G、B各色的光学像的液晶装置811；和将该液晶装置811的光学像放大投射到屏幕S上的投射镜头812。并且，投影仪800还具备信息分离机构813，其将用于构成屏幕S上显示的图像的图像信息分离为颜色信息和亮度信息，由此能够分别根据颜色信息及亮度信息控制光源810的光。
投影仪800具备：对光源810的光进行分离的光分离机构814；根据颜色信息，生成规定的色光的色时分割机构815；根据亮度信息，生成亮度调制光的亮度调制光生成机构816；和对透过这些色时分割机构815及亮度调制光生成机构816的光进行合成的合成机构817。
光源810具备：射出光的高压水银灯810a、和反射从高压水银灯810a射出的光的反射器810b。高压水银灯810a是射出白色光的灯。
这里，液晶装置811具备上述本发明的构成，从投影仪800向屏幕S进行最近距离的投射时，与从投影仪800向屏幕S的投射角度对应的倾斜向成为液晶装置811的优先视角方向。因此，投影仪800能够从接近的距离投射对比度高的良好图像。
以上，参照附图对本发明的优选实施方式例进行了说明，但本发明当然不限定于上述的例子。上述实例中表示的各构成部件的各种形状、组合等只是一个例子，在不脱离本发明主旨的范围中可以根据设计要求等进行各种变更。

Claims (11)

1.一种液晶装置，具有液晶面板和发出光的光源，该液晶装置的特征在于，
所述液晶面板包括一对基板和被夹持在所述一对基板之间的液晶分子，
来自所述光源的光入射到所述液晶面板的第一面，通过所述液晶面板的内部并从所述液晶面板的第二面作为透过光而出射，
从所述液晶装置的外部入射的外光入射到所述第二面，
按照从所述第二面出射的所述透过光的最大强度方向和所述外光的入射方向均与所述第二面的法线方向不同的方式配置所述液晶面板。
2.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，
所述液晶装置还具有投射光学系统，
所述透过光通过所述投射光学系统内之后向所述液晶装置的外部投射，
所述外光从所述液晶装置的外部通过所述投射光学系统之后入射到所述液晶面板。
3.根据权利要求1或2所述的液晶装置，其特征在于，
所述液晶分子在所施加的电场的作用下旋转，
所述旋转的轴与所述第一面交叉。
4.根据权利要求1或2所述的液晶装置，其特征在于，
所述液晶分子在所施加的电场的作用下旋转，
所述旋转的轴与所述第一面大致平行。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的液晶装置，其特征在于，
所述液晶分子具有预倾斜角地进行取向。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的液晶装置，其特征在于，
所述液晶装置还具有在所述液晶面板的两侧配置的多个偏光板，
来自所述光源的光经由所述多个偏光板中的一个偏光板而入射到所述第一面，通过所述液晶面板的内部并从所述第二面出射后经由所述多个偏光板中的另一个偏光板而出射，
所述液晶分子沿着规定方向取向，
所述多个偏光板之中的任一个偏光板被配置为：吸收轴的方向与所述规定方向大致正交，并且表面与所述透过光的最大强度方向大致垂直。
7.根据权利要求1～5的任一项所述的液晶装置，其特征在于，
所述液晶装置还具有在所述液晶面板的两侧配置的多个偏光板，
来自所述光源的光经由所述多个偏光板中的一个偏光板而入射到所述第一面，通过所述液晶面板的内部并从所述第二面出射后经由所述多个偏光板中的另一个偏光板而出射，
所述液晶分子沿着规定方向取向，
所述多个偏光板之中的任一个偏光板被配置为：将吸收轴的方向投影在所述第一面上的方向与所述规定方向大致平行，并且表面与所述透过光的最大强度方向大致垂直。
8.根据权利要求1～7的任一项所述的液晶装置，其特征在于，
从所述光源入射到所述第一面的入射光的方向与所述透过光的最大强度方向为大致相同的方向。
9.根据权利要求1～8的任一项所述的液晶装置，其特征在于，
所述液晶装置还具有视角补偿用的相位差板，
所述相位差板被配置为表面与所述透过光的最大强度方向大致垂直。
10.一种电子设备，其特征在于，具备权利要求1～9的任一项所述的液晶装置，在所述透过光的最大强度方向上投射图像。
11.一种投影仪，其特征在于，具备权利要求1～9的任一项所述的液晶装置，在所述透过光的最大强度方向上投射图像。
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