JP2003202536A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いコントラスト比が得られるオフアクシス
光学系からなる投射型表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明の投射型表示装置１は、一対の基
板間に垂直配向モードの液晶層が挟持された反射型の液
晶ライトバルブ３を備え、偏光照明装置２から液晶ライ
トバルブ３への入射光の光軸Ｌ１と液晶ライトバルブ３
から投射光学系４への反射光の光軸Ｌ２とが所定の角度
をなすオフアクシス光学系の配置とされている。そし
て、入射光の入射角θが５°以上１５°未満の範囲にあ
る場合には液晶分子のプレチルト角が１°以上１０°未
満の範囲にあり、もしくは入射光の入射角θが１５°以
上の範囲にある場合には液晶分子のプレチルト角が１０
°以上の範囲にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投射型表示装置に
関し、特に反射型液晶ライトバルブを用いた投射型表示
装置の構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】反射型の液晶ライトバルブを用いた投射
型表示装置（液晶プロジェクタ）は、高精細の表示が可
能であることから注目されている。この種の従来の投射
型液晶表示装置としては、各色毎、具体的にはＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）用の液晶ライトバルブの各
々に対して光を垂直に入射させ、反射光を再び垂直に出
射させるもの、すなわち、入射光と反射光の光路が同軸
上にある「オンアクシス光学系」を採用したものが一般
的であった。

【０００３】しかしながら、「オンアクシス光学系」を
採用した場合、入射光と反射光を分離するのに偏光ビー
ムスプリッタ（Polarized Beam Spritter,以下、ＰＢＳ
と略記する）を用いる必要があり、高価なＰＢＳが装置
全体で３個必要となるため、装置のコストが高くなると
いう問題があった。そこで、液晶ライトバルブの垂直方
向からずれた角度から光を入射させ、その入射方向とは
異なる方向に反射光を出射させる方式の「オフアクシス
光学系」を採用した投射型表示装置が提案されている。
オフアクシス光学系ではＰＢＳが不要となるため、装置
のコストを低減することができる。

【０００４】ところで、一般的に液晶ライトバルブに用
いられる配向モードには、電圧無印加状態で液晶分子の
長軸方向が基板面に略平行で基板面に垂直な方向に沿っ
てねじれた配向を持つツイステッド・ネマティック（Tw
isted Nematic,以下、ＴＮと略記する）モードと、液晶
分子が垂直に配向した垂直配向モードとがある。表示の
明るさ等の面から従来はＴＮモードが主流であったが、
垂直配向モードがいくつかの優れた特性を持っているこ
とから、垂直配向型の液晶装置が注目されてきた。

【０００５】例えば垂直配向モードでは、液晶分子が基
板面に対して垂直に配列した状態（法線方向から見た光
学的リターデーションが無い状態）を黒表示として用い
るため、黒表示の質が良く、高いコントラスト比が得ら
れる。また、正面コントラスト比に優れる垂直配向型Ｌ
ＣＤでは、一定のコントラスト比が得られる視角範囲は
ＴＮモードに比較して広くなる。この観点から、垂直配
向モードの液晶ライトバルブは、近年、例えばリア型プ
ロジェクションＴＶなどの映像向けの用途に注目されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、オフ
アクシス光学系を持つ投射型表示装置においては、オン
アクシス光学系のものに比べて装置の低コスト化が図れ
る、という利点を有している。しかしながら、オフアク
シス光学系を持つ投射型表示装置に垂直配向モードの液
晶ライトバルブを組み合わせた場合、この種の液晶ライ
トバルブが元来持っている視角特性に起因してコントラ
スト比が低下するという問題が生じていた。液晶ライト
バルブの基板面の法線と入射光の光軸とのなす角（本明
細書では、以下、これを入射角と定義する）は一般的に
１０°〜２０°程度に設定されているが、このような入
射角ではコントラスト比が低下してしまい、垂直配向モ
ードの持つコントラスト比の良さを生かすことができな
かった。

【０００７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、高いコントラスト比が得られるオ
フアクシス光学系からなる投射型表示装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の投射型表示装置は、照明手段と、該照明
手段から出射される光を変調する光変調手段と、該光変
調手段により変調された光を投射する投射手段とを有す
る投射型表示装置であり、前記光変調手段が、一対の基
板間に垂直配向モードの液晶層が挟持され、前記照明手
段からの光を前記一対の基板のうちの一方の基板側から
入射させ、他方の基板側で反射させた後、前記一方の基
板から出射させる反射型の液晶ライトバルブを備え、前
記照明手段から前記液晶ライトバルブへの入射光の光軸
と前記液晶ライトバルブから前記投射手段への反射光の
光軸とが所定の角度をなすオフアクシス光学系の配置と
されるとともに、前記入射光の入射角が５°以上１５°
未満の範囲にあり、前記液晶層における液晶分子のプレ
チルト角が１°以上１０°未満の範囲にあることを特徴
とする。

【０００９】また、本発明の他の投射型表示装置は、前
記光変調手段が、一対の基板間に垂直配向モードの液晶
層が挟持され、前記照明手段からの光を前記一対の基板
のうちの一方の基板側から入射させ、他方の基板側で反
射させた後、前記一方の基板から出射させる反射型の液
晶ライトバルブを備え、前記照明手段から前記液晶ライ
トバルブへの入射光の光軸と前記液晶ライトバルブから
前記投射手段への反射光の光軸とが所定の角度をなすオ
フアクシス光学系の配置とされるとともに、前記入射光
の入射角が１５°以上の範囲にあり、前記液晶層におけ
る液晶分子のプレチルト角が１０°以上の範囲にあるこ
とを特徴とする。

【００１０】本発明者は、オフアクシス光学系を備えた
投射型表示装置に対して垂直配向モードの反射型液晶ラ
イトバルブを適用した場合、液晶分子のプレチルト角と
コントラスト比との間に相関関係があり、プレチルト角
を最適化することによりコントラスト比を向上できるこ
とを見出した。また、上記のコントラスト比を向上する
のに最適なプレチルト角が、液晶ライトバルブに入射さ
れる光の入射角に依存することを見出した。よって、本
発明の最大の特徴点は、ある範囲の入射角に対して良好
なコントラスト比が得られるようなプレチルト角の条件
を限定したことにある。なお、本明細書では、基板面の
法線と液晶分子の平均的な長軸方向とのなす角度のこと
を「プレチルト角」と定義する。

【００１１】具体的な数値条件の設定の根拠については
［実施例］の項で詳述するが、大まかな傾向として、コ
ントラスト比の入射角依存性を示す特性曲線に着目する
と、プレチルト角の値を大きく設定すればする程、コン
トラスト比がピークを示す入射角の値が大きくなるとと
もに、コントラスト比の値自体が低下する傾向を示す。
したがって、少なくともこの程度は欲しいというコント
ラスト比の値を満足した上で、入射角が小さい領域では
プレチルト角を小さく、入射角が大きい領域ではプレチ
ルト角を大きく設定すればよいことになる。

【００１２】また、上記のようにプレチルト角を最適化
した上で、さらに液晶ライトバルブを構成する前記一方
の基板の外面側に位相差板を配置してもよい。位相差板
をこのように配置することによって、入射光が液晶層内
を往復する間に生じる位相差を補償することができ、入
射角とコントラスト比との関係を適宜調整することがで
きる。

【００１３】特に位相差板として１／４波長板を用いた
とすると、入射光の入射角が５°ないし１５°の範囲に
ある場合には、１／４波長板の光学軸が、前記一方の基
板の外面側から左回りに見て入射偏光軸に対して−１°
ないし＋１°の角度をなすように１／４波長板を配置す
ることが望ましい。また、入射光の入射角が１５°以上
の範囲にある場合には、１／４波長板の光学軸が、前記
一方の基板の外面側から左回りに見て入射偏光軸に対し
て−２°ないし−５°の角度、もしくは＋２°ないし＋
５°の角度をなすように１／４波長板を配置することが
望ましい。この数値条件の設定の根拠についても［実施
例］の項で詳述する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１〜図５を参照して説明する。本実施の形態の投射型表
示装置は、反射型液晶ライトバルブを含むオフアクシス
光学系を備えた投射型表示装置の例である。図１は本実
施の形態の投射型表示装置を示す概略構成図、図２、図
３は反射型液晶ライトバルブの反射側基板の一例であっ
て、マトリクス状に配置されている画素のうち一画素部
分の断面図と平面レイアウト、図２は図３におけるＩ−
Ｉ線に沿った断面、を示す。また、図４は液晶パネル基
板（反射側基板）の平面レイアウト、図５は反射型液晶
ライトバルブの断面構成を示す。なお、各図において
は、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさと
するため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。

【００１５】本実施の形態の投射型表示装置１は、図１
に示すように、偏光照明装置２（照明手段）と、偏光照
明装置２から出射された光を変調する反射型の液晶ライ
トバルブ３（光変調手段）と、液晶ライトバルブ３によ
り変調された光をスクリーン５に投射する投射レンズか
らなる投射光学系４（投射手段）とを有している。偏光
照明装置２は、光源７とインテグレータレンズ８と偏光
変換素子９とを有している。投射型表示装置１の光学系
全体は、偏光照明装置２から液晶ライトバルブ３に入射
される入射光の光軸Ｌ１と液晶ライトバルブ３から投射
光学系４に出射される反射光の光軸Ｌ２とが所定の角度
をなすオフアクシス光学系の配置とされている。

【００１６】また、偏光照明装置２から液晶ライトバル
ブ３に入射される入射光の光軸Ｌ１上に入射側偏光板１
１が配置されるとともに、液晶ライトバルブ３から投射
光学系４に出射される反射光の光軸Ｌ２上には出射側偏
光板１２が配置されている。これら偏光板１１，１２の
作用により、液晶ライトバルブ３によって変調された光
の透過、遮断が選択され、明表示、暗表示が切り替わる
ようになっている。

【００１７】液晶ライトバルブ３への入射光の入射角
（液晶ライトバルブ３の基板面の法線Ｍと入射光軸Ｌ１
とのなす角θ）が５°以上、１５°未満の範囲にある場
合、液晶層８７における液晶分子のプレチルト角が１°
以上、１０°未満の範囲となるように配向処理条件を設
定することが望ましく、入射角θが１５°以上の範囲に
ある場合、液晶層８７における液晶分子のプレチルト角
が１０°以上の範囲となるように配向処理条件を設定す
ることが望ましい。

【００１８】さらに場合によっては、液晶ライトバルブ
３の光入射側の基板の外面に、１／４波長板１５などの
位相差板を配置してもよい。その際、入射角θが５°以
上、１５°未満の範囲にある場合、１／４波長板１５の
光学軸が、光入射側の基板の外面側から左回りに見て入
射側偏光板１１の偏光軸に対して−１°ないし＋１°の
角度をなすように１／４波長板１５を配置することが望
ましい。また、入射角θが１５°以上の範囲にある場合
には、１／４波長板１５の光学軸が、光入射側の基板の
外面側から左回りに見て入射側偏光板１１の偏光軸に対
して−２°ないし−５°の角度、もしくは＋２°ないし
＋５°の角度をなすように１／４波長板１５を配置する
ことが望ましい。

【００１９】本実施の形態の液晶ライトバルブ３は、例
えば以下のように構成されている。図２および図３は、
本実施の形態の反射型液晶ライトバルブの反射側基板の
一例を示す。

【００２０】図２において、５１は単結晶シリコンのよ
うなＰ型半導体基板、５２はこの半導体基板５１の表面
に形成されたＰ型ウェル領域、５３は半導体基板５１の
表面に形成された素子分離用のフィールド酸化膜（いわ
ゆるＬＯＣＯＳ）である。上記フィールド酸化膜５３に
開口部が形成され、開口部の内側中央にゲート酸化膜を
介してポリシリコン等からなるゲート電極５４ａが形成
され、このゲート電極５４ａの両側の基板表面には高不
純物濃度のＮ型拡散層からなるソース、ドレイン領域５
５ａ，５５ｂが形成され、ＭＯＳＦＥＴが構成されてい
る。そして、上記ソース、ドレイン領域５５ａ，５５ｂ
のうち一方（図では５５ａ）の上方には、ＰＳＧ膜のよ
うな絶縁膜５６を介して一層目のアルミニウム層からな
るデータ線５７が形成され、このデータ線５７の一部が
上記絶縁膜５６に形成されたコンタクトホールにてソー
ス、ドレイン領域５５ａに電気的に接続されている。

【００２１】また、上記ＭＯＳＦＥＴの周囲には上記フ
ィールド酸化膜５３に環状の開口部が形成され、開口部
内側の基板表面には低不純物濃度のＮ型拡散層５８が形
成されているとともに、この拡散層５８の表面にはゲー
ト絶縁膜と同一工程で形成された絶縁膜を介してポリシ
リコン層等からなる電極５９が形成され、この電極５９
と上記拡散層５８との間に絶縁膜容量が構成されてい
る。

【００２２】そして、上記電極５９の内縁部の一部には
上記ＭＯＳＦＥＴのソース、ドレイン領域５５ａ，５５
ｂのうち他方（図では５５ｂ）に一端が接触されたアル
ミ配線６０の他端が電気的に接続されている。また、上
記拡散層５８の内側にはその一部に接するように高不純
物濃度のＮ型拡散層からなるコンタクト部６１が形成さ
れ、このコンタクト部６１には、上記絶縁膜５６を介し
てその上方に形成された一層目にアルミニウム層からな
るＬＣコモン電位を伝える配線（以下、ＬＣコモンライ
ンと称する）６２の一部が上記絶縁膜５６に形成された
コンタクトホールにて電気的に接続されている。なお、
ここで、ＬＣコモン電位とは、上記画素電極６４と液晶
を挟んで対向される電極に印加される電圧で、液晶駆動
で問題となるいわゆるプッシュダウン（容量カップリン
グにより実質的な書込み電圧がマイナス側シフトする現
象）を考慮してその分だけ予めシフトした電圧である。

【００２３】上記アルミ配線６０の一部には、上記ＭＯ
ＳＦＥＴおよび保持容量の電極５９の上方を覆うように
形成された二酸化シリコンのような絶縁物からなるＬＴ
Ｏ（Low Tenperature Oxide）膜６３を介してその表面
に形成された二層目のアルミニウム層からなる反射電極
としての画素電極６４が、タングステン等の高融点金属
からなる接続プラグ６５によって電気的に接続されてい
る。

【００２４】上記画素電極６４は、特に限定されない
が、接続プラグ６５を構成するタングステン等をＣＶＤ
法により被着した後、タングステンとＬＴＯ膜６２とを
ＣＭＰ（化学的機械研磨）法で削って平坦化してから、
例えば低温スパッタ法により形成され、一辺が約２０μ
ｍの正方形のような形状とされる。上記画素電極６４の
上方には、ＩＴＯからなる対向電極を有する入射側のガ
ラス基板が適当な間隔をおいて配置され、周囲をシール
材で封止された間隙内にＴＮモード液晶または垂直配向
モード液晶などが充填されて反射型液晶ライトバルブが
構成される。

【００２５】図３は図２に示されている反射側の液晶パ
ネル基板の平面レイアウトである。同図に示されている
ように、この実施例では、データ線５７とゲート線５４
とが互いに直交するように形成され、ゲート電極５４ａ
は図の横方向に沿って延設されたゲート線５４から突出
するように形成されているとともに、ＭＯＳＦＥＴの一
方のソース、ドレイン領域５５ａもデータ線５７から突
出するように形成された部分に接続されている。

【００２６】また、各画素の保持容量にＬＣコモン電位
を与える上記コモンライン６２および上記ウェル領域５
２にＶｓｓ（例えば０Ｖ）のような電位を与えるＶｓｓ
ライン６６が上記データ線５７と平行に配設されてい
る。また、半導体基板（Ｐ--）５１にもＶｓｓが印加さ
れる。このＶｓｓライン６６は、ウェル領域５２に設け
られたコンタクト領域５２ａ（図２参照）にて、ウェル
領域に接続される。このコンタクト領域５２ａは各画素
毎に設ける必要はなく、適当な間隔をおいて形成すれば
良い。これにより、ウェル電位はＶｓｓ、容量部はＬＣ
−ＣＯＭに電位が固定されるため、キャリアの発生によ
る電位変動を受けにくくなり、安定した動作が実現でき
る。

【００２７】さらに、この実施例では、データ線５７は
互いに隣接する画素電極と画素電極との間の縦方向のス
リット６７ａに沿って配置され、スリットからの漏れ光
を遮断する機能をも有するように形成されている。一
方、画素電極と画素電極の横方向のスリット６７ｂにも
アルミニウム層からなる遮光層６８が配設されている。
この遮光層６８は、本実施例の液晶パネルがノーマリブ
ラックモードであるため、上記ＬＣコモンライン６２と
接続されることにより、ＬＣコモン電位が印加されて遮
光層６８の電位が固定されるように構成されている。

【００２８】図４は上記構成例を適用した液晶パネル基
板（反射側基板）の平面レイアウトを示す。図４に示さ
れているように、この例においては、基板の周縁部に設
けられている周辺回路に光が入射するのを防止する遮光
層７５が設けられている。ここで、周辺回路とは、上記
画素電極がマトリックス状に配置された画素領域７０の
周辺に設けられ、上記データ線５７を画像データに応じ
て駆動するデータ線駆動回路７１やゲート線５４を順番
に走査駆動するゲート線駆動回路７２、パッド領域７６
を介して外部から入力される画像データを取り込む入力
回路７３、これらの回路を制御するタイミング制御回路
７４等の回路であり、これらの回路は画素電極駆動用Ｍ
ＯＳＦＥＴと同一工程で形成されるＭＯＳＦＥＴを能動
素子もしくはスイッチング素子とし、これに抵抗や容量
などの負荷素子を組み合わせることで構成されている。

【００２９】この例においては、上記遮光層７５は、図
２に示されている画素電極６４と同一工程で形成される
二層目のアルミニウム層で構成され、ＬＣコモン電位が
印加されるように構成されている。７６は電源電圧を供
給するために使用されるパッドまたは端子が形成された
パッド領域である。ＬＣコモン電位を印加することでフ
ローティングや他の電位である場合に比べて反射を少な
くすることができる。

【００３０】図５は上記液晶パネル基板８１を適用した
反射型液晶ライトバルブの断面構成を示す。図５に示す
ように、上記液晶パネル基板８１は、その裏面にガラス
もしくはセラミック等からなる支持基板８２が接着剤に
より接着されている。これとともに、その表面側には、
ＬＣコモン電位が印加される透明導電膜（ＩＴＯ）から
なる対向電極８３を有する入射側のガラス基板８５が適
当な間隔をおいて配置され、周囲をシール材８６で封止
された間隙内にＴＮモード液晶または垂直配向モード液
晶などが充填されて液晶層８７が形成され、液晶パネル
８０として構成されている。

【００３１】本実施の形態によれば、オフアクシス光学
系からなる投射型表示装置において垂直配向モードにお
ける液晶分子のプレチルト角が最適化されているので、
コントラスト比が高く、オンアクシス光学系に比べて安
価な投射型表示装置を実現することができる。

【００３２】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば上記実施の形態では、液晶ライトバルブに付帯する
位相差板として１／４波長板の例を挙げたが、１／４波
長以外の位相差を有する位相差板を用いたとしても、液
晶分子のプレチルト角と位相差板の光学軸配置の最適化
を図ることによって、上記と同様にコントラスト比の向
上の効果を得ることができる。

【００３３】

【実施例】本発明者は、液晶分子のプレチルト角の値、
および１／４波長板の光学軸配置を種々に変えたときの
コントラスト比の入射角依存性をシミュレーションによ
り求め、プレチルト角および１／４波長板の光学軸配置
の好ましい値を決定した。以下、そのシミュレーション
結果について説明する。

【００３４】［実施例１］まず最初に、液晶分子のプレ
チルト角の値を種々に変えたときのコントラスト比の入
射角依存性をシミュレーションにより求め、プレチルト
角の好ましい値を決定した。すなわち、この実施例１で
は１／４波長板は使用しなかった。なお、シミュレーシ
ョンに必要なパラメータとして、セル厚：２μｍ、液晶
弾性定数：Ｋ１１＝１０，Ｋ３３／Ｋ１１＝１．５，Ｋ
３３／Ｋ２２＝３、液晶比誘電率：ε（垂直）＝７．
８，ε（平行）＝３．７、液晶屈折率：ｎ_e＝１．５
８，ｎ_o＝１．４８、と設定した。プレチルト角は１
°、５°、１０°、１５°、２０°、２５°の６種類の
値で変化させた。

【００３５】図６は、シミュレーション結果を示す「コ
ントラスト比の入射角依存性」の特性曲線であり、横軸
は液晶ライトバルブへの光の入射角（°）、縦軸はコン
トラスト比、である。なお、コントラスト比が１００未
満になる場合は図中にプロットしていない。

【００３６】図６に示すように、プレチルト角の値を大
きく設定すればする程、コントラスト比がピークを示す
入射角の値が大きくなるとともに、コントラスト比の値
自体が低下する傾向を示すことがわかる。プレチルト角
が１°の場合、入射角±５°未満の領域でピークを示
し、プレチルト角が５°の場合、入射角±１０°のとこ
ろでピークを示しており、入射角が±１５°以上ではコ
ントラスト比が急激に低下している。これに対して、プ
レチルト角を１０°とすると、コントラスト比のピーク
は数１０００レベルに低下するものの、入射角±１５°
のところでピークを示すようになり、入射角±１５°以
上の範囲ではプレチルト角が１°または５°のときのコ
ントラスト比と大小関係が逆転している。

【００３７】以上の結果から、入射角を５°以上、１５
°未満とした場合、プレチルト角が１°以上、１０°未
満の範囲となるように配向状態を制御し、入射角を１５
°以上とした場合、プレチルト角が１０°以上の範囲と
なるように配向状態を制御することが望ましいことがわ
かった。入射角を５°未満とすると、入射光の光軸と反
射光の光軸とが接近しすぎ、入射側偏光板と出射側偏光
板の配置が困難になるか、装置が大型化するという問題
が生じ、実用的でない。この点を考慮すると、入射角は
通常、１０°〜２０°程度の範囲となるが、この範囲に
おいて上記の条件であれば、コントラスト比が数１００
〜数１０００レベルを確保することができる。

【００３８】［実施例２］次に、液晶ライトバルブの前
面に１／４波長板を装入するとともに、１／４波長板の
光学軸を入射側偏光板の偏光軸に対して種々の角度でず
らして配置し、そのそれぞれにおいて液晶分子のプレチ
ルト角を種々に変えたときのコントラスト比の入射角依
存性をシミュレーションにより求めた。その結果から、
１／４波長板のずらし角の好ましい値を決定した。な
お、シミュレーションに必要なパラメータとして、セル
厚：２μｍ、液晶弾性定数：Ｋ１１＝１０，Ｋ３３／Ｋ
１１＝１．５，Ｋ３３／Ｋ２２＝３、液晶比誘電率：ε
（垂直）＝７．８，ε（平行）＝３．７、液晶屈折率：
ｎ_e＝１．５８，ｎ_o＝１．４８、１／４波長板：Δｎ×
ｄ＝０．１３７μｍ、と設定した。プレチルト角は１
°、５°、１０°、１５°、２０°、２５°の６種類の
値で変化させた。

【００３９】図７〜図１６は、シミュレーション結果を
示す「コントラスト比の入射角依存性」の特性曲線であ
り、横軸は液晶ライトバルブへの光の入射角（°）、縦
軸はコントラスト比、である。コントラスト比が１００
未満になる場合は図中にプロットしていない。なお、各
光学軸の角度については、図１７に示すように、光入射
側基板（上基板）の液晶配向方向（ラビング方向）を基
準にして上基板側から見た状態で左回りの角度で表して
いる。上基板のラビング方向に対して入射側偏光板の偏
光軸を４５°に設定しているので、実施例２における１
／４波長板の光学軸の角度をα［°］とすると、入射側
偏光板の偏光軸に対する１／４波長板のずらし角β
［°］は、β＝α−４５°と定義する。

【００４０】図７はα＝３０°（β＝−１５°）、図８
はα＝３５°（β＝−１０°）、図９はα＝４０°（β
＝−５°）、図１０はα＝４３°（β＝−２°）、図１
１はα＝４４°（β＝−１°）、図１２はα＝４６°
（β＝＋１°）、図１３はα＝４７°（β＝＋２°）、
図１４はα＝４８°（β＝＋３°）、図１５はα＝５０
°（β＝＋５°）、図１６はα＝５５°（β＝＋１０
°）、とした場合をそれぞれ示している。

【００４１】一般的に、オフアクシス光学系を用いると
きの入射角は大きくても±４０°程度であるが、図７、
図８、図１６に示すように、１／４波長板のずらし角β
を−１５°、−１０°、＋１０°と大きくすると、この
入射角（±４０°以下）の範囲内で満足なコントラスト
比がほとんど得られないため、このように大きいずらし
角を用いることはできない。そこで、入射角が±５°〜
±１５°の領域に着目すると、図１１，図１２に示すよ
うに、１／４波長板のずらし角βを−１°、＋１°とし
た場合、１００００レベルの高いコントラスト比が得ら
れる。また、入射角が±１５°以上、±４０°以下の領
域に着目すると、図９，図１０に示すように、１／４波
長板のずらし角βを−５°、−２°とした場合、少なく
とも１００レベルを超えるコントラスト比が得られる。
同様に、図１３〜図１５に示すように、１／４波長板の
ずらし角βを＋２°、＋３°、＋５°とした場合にも、
少なくとも１００レベルを超えるコントラスト比が得ら
れる。

【００４２】以上の結果から、入射角が５°以上、１５
°未満の範囲にある場合、入射側偏光板の偏光軸に対す
る１／４波長板のずらし角を−１°ないし＋１°の範囲
とすれば、本発明の目的とする高いコントラスト比を得
ることができる。また、入射角が１５°以上の範囲にあ
る場合には、１／４波長板のずらし角を−２°ないし−
５°の範囲、もしくは＋２°ないし＋５°の範囲とすれ
ば、本発明の目的とする高いコントラスト比を得ること
ができる。

【００４３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、オフアクシス光学系からなる投射型表示装置に
おいて垂直配向モードにおける液晶分子のプレチルト角
や位相差板の軸配置が最適化されているので、コントラ
スト比が高く、オンアクシス光学系に比べて安価な投射
型表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の投射型表示装置を示す
概略構成図である。

【図２】 同、投射型表示装置を構成する反射型液晶ラ
イトバルブの反射側基板の断面図である。

【図３】 同、平面レイアウト図である。

【図４】 液晶パネル基板（反射側基板）の平面レイア
ウト図である。

【図５】 同、反射型液晶ライトバルブの断面図であ
る。

【図６】 実施例１のシミュレーション結果であるコン
トラスト比の入射角依存性の特性曲線を示す図である。

【図７】 実施例２のシミュレーション結果であるコン
トラスト比の入射角依存性の特性曲線を示す図である。

【図８】 同図である。

【図９】 同図である。

【図１０】 同図である。

【図１１】 同図である。

【図１２】 同図である。

【図１３】 同図である。

【図１４】 同図である。

【図１５】 同図である。

【図１６】 同図である。

【図１７】 実施例における各光学軸の角度を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１ 投射型表示装置 ２ 偏光照明装置（照明手段） ３ 液晶ライトバルブ（光変調手段） ４ 投射光学系（投射手段） １１ 入射側偏光板 １２ 出射側偏光板 １５ １／４波長板（位相差板） ８７ 液晶層 Ｌ１ 入射光の光軸 Ｌ２ 反射光の光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 BA07 BB03 BC22 2H088 EA14 EA16 HA08 HA17 JA05 JA10 KA02 KA05 KA08 KA14 KA30 MA02 2H091 FA08Z FA11Z FA12Z FA14Z FA29Z FA41Z FD07 GA13 HA06 HA07 KA01 KA05 KA10 LA17 MA07 5C058 BA08 EA01 EA02 EA11 EA12 EA26

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明手段と、該照明手段から出射される
   光を変調する光変調手段と、該光変調手段により変調さ
   れた光を投射する投射手段とを有する投射型表示装置で
   あって、 前記光変調手段が、一対の基板間に垂直配向モードの液
   晶層が挟持され、前記照明手段からの光を前記一対の基
   板のうちの一方の基板側から入射させ、他方の基板側で
   反射させた後、前記一方の基板から出射させる反射型の
   液晶ライトバルブを備え、 前記照明手段から前記液晶ライトバルブへの入射光の光
   軸と前記液晶ライトバルブから前記投射手段への反射光
   の光軸とが所定の角度をなすオフアクシス光学系の配置
   とされるとともに、前記入射光の入射角が５°以上１５
   °未満の範囲にあり、 前記液晶層における液晶分子のプレチルト角が１°以上
   １０°未満の範囲にあることを特徴とする投射型表示装
   置。
2. 【請求項２】 前記液晶ライトバルブを構成する前記一
   方の基板の外面側に位相差板を配置したことを特徴とす
   る請求項１に記載の投射型表示装置。
3. 【請求項３】 前記位相差板が１／４波長板であり、該
   １／４波長板の光学軸が、前記一方の基板の外面側から
   左回りに見て入射偏光軸に対して−１°ないし＋１°の
   角度をなすことを特徴とする請求項２に記載の投射型表
   示装置。
4. 【請求項４】 照明手段と、該照明手段から出射される
   光を変調する光変調手段と、該光変調手段により変調さ
   れた光を投射する投射手段とを有する投射型表示装置で
   あって、 前記光変調手段が、一対の基板間に垂直配向モードの液
   晶層が挟持され、前記照明手段からの光を前記一対の基
   板のうちの一方の基板側から入射させ、他方の基板側で
   反射させた後、前記一方の基板から出射させる反射型の
   液晶ライトバルブを備え、 前記照明手段から前記液晶ライトバルブへの入射光の光
   軸と前記液晶ライトバルブから前記投射手段への反射光
   の光軸とが所定の角度をなすオフアクシス光学系の配置
   とされるとともに、前記入射光の入射角が１５°以上の
   範囲にあり、 前記液晶層における液晶分子のプレチルト角が１０°以
   上の範囲にあることを特徴とする投射型表示装置。
5. 【請求項５】 前記液晶ライトバルブを構成する前記一
   方の基板の外面側に位相差板を配置したことを特徴とす
   る請求項４に記載の投射型表示装置。
6. 【請求項６】 前記位相差板が１／４波長板であり、該
   １／４波長板の光学軸が、前記一方の基板の外面側から
   左回りに見て入射偏光軸に対して−２°ないし−５°の
   角度、もしくは＋２°ないし＋５°の角度をなすことを
   特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置。