JP2005338674A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構成を複雑にかつ大型化することなく、広い視野角に対応してコントラストの良好な表示を行うことが可能な投射型の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶パネルをライトバルブとして用いた投射型の液晶表示装置であって、液晶パネルの表示領域に配置される各表示画素１３は、第１領域１３-1と第２領域１３-2とで構成されている。第１領域１３-1と第２領域１３-2とは、駆動電圧無印加時における液晶分子ｍの配向方向が、逆向きの方位角方向に設定されていることとする。また、この液晶パネルは、電圧無印加時における液晶分子ｍのツイスト角θが９０°に対してずらした角度、好ましくは６０°〜８５°に設定されていることとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特には液晶パネルをライトバルブとして用いた投射型の液晶表示装置に関する。

液晶パネルを用いた表示装置の一つとして、光源から出力された照射光を、例えば透過型の液晶パネルからなるライトバルブによって光変調して画像光を形成し、この画像光をスクリーンなどに投射する液晶表示装置（すなわち液晶プロジェクタ装置）が知られている。

このような液晶プロジェクタ装置のライトバルブとして用いられている液晶パネルは、一対の基板間に液晶層を充填してなり、各基板の液晶層に向かう面には、液晶層を構成する液層分子の配向を制御するための駆動電極がパターン形成され、これらの駆動電極を覆う状態で配向膜が設けられている。また、駆動電極によって液晶層に電圧を印加した際に、液晶層を構成している液晶分子の倒れる方向を基板の全面において揃えるために、電界を印加していない時に液晶分子の長軸方向が基板の表面に対して所定のプレチルト角を持った同一方向に向くように、配向膜表面が構成されている。例えば、ＴＮモードの液晶パネルであれば、表示領域の全面において、液晶分子に２°〜６°のプレチルト角（基板面に対する角度）を持たせるように、配向膜表面が構成されている。

このような構成の液晶パネルは、一対の偏光板に狭持された状態で液晶プロジェクタにおける照射光の光路に配置される。例えばＴＮモードの液晶パネルであれば、クロスニコルの位置に偏光板を配置することにより、駆動電圧の無印加時に白表示、印加時に黒表示がなされるノーマリーホワイトの表示が行われるのである。

ここで、上記液晶プロジェクタ装置においては、表示画面の明るさを確保するために、液晶パネルに対する照射光の角度成分を５°〜１５°の範囲を主としている。つまり、照射光には液晶パネルに対して垂直に入射する成分がほとんど含まれておらず、大部分の照射光が角度を持って液晶パネルに入射する構成となっている。

ところが、液晶パネル面に角度をもって入射した光は、駆動電極の無印加時における液晶分子のプレチルト角の影響を受けて、その偏光状態に乱れが生じる。これは、液晶分子の有する屈折率の異方性に関するものである。要するに、液晶分子の屈折率の異方性により、液晶分子の長軸方向成分の位相が遅れる。このため、入射側の偏光板を通過して液晶パネルに入射した直線偏光の入射光は、液晶分子で遅相軸方向成分と進相軸方向成分との間に位相差が生じて楕円偏光となる。また、液晶パネルを通過した後の光の偏光状態は、多数の異なる向きの液晶分子による偏光変化を足し合わせたものとなるため、上述したように種々の方向から入射した直線偏光は、液晶分子によって変化し、入射方向に応じて、上記楕円偏光が変化するのである。

これにより、例えば、上述したＴＮモードの液晶パネルにおいては、液晶パネルの表示面に対してある方位角方向に傾斜して入射される照射光成分に対しては、駆動電圧の上昇に伴って、光透過率が低下し、特定の電圧値を境界として再び光透過率が上昇し、その後、徐々に低下する、と言った反転現象が生じる。また、液晶パネルの表示面に対して、異なる方位角方向に傾斜して入射される照射光成分に対しては、駆動電圧を上昇させても光透過率が下がりきらず、黒が浮いたままになることもある。

この結果、上記構成の液晶パネルをライトバルブとして用いた液晶プロジェクタにおいては、液晶パネルの出射側にある偏光板で楕円偏光による光漏れが生じて黒表示においての光透過率が上がり、視野角に依存してコントラストが劣化すると言った問題が生じていた。

そこで、液晶パネルと偏光板との間に、所定の角度傾斜させた状態で位相差手段を配置したり、所要の軸方向における遅相軸が偏光板の偏光軸に対して所定の角度を持つように光学補償手段を配置することにより、液晶分子のプレチルト角に伴う遅相軸方向と進相軸方向との間の位相差を打ち消す構成の液晶プロジェクタ装置が提案されている（下記特許文献１参照）。

特開２００１−４２３１４号公報

しかしながら、このような構成の液晶プロジェクタ装置においては、液晶パネルと偏光板との間に、位相差手段や光学補償手段を設ける必要があるため、装置構成が複雑化する。特に、位相差手段を配置する場合には、液晶パネルに対して位相差フィルムを傾斜させた状態とするため、偏光板間に液晶パネルを狭持してなる液晶パネル部が大型化し、装置の小型化を図る上での妨げになる。

そこで本発明は、装置構成を複雑にかつ大型化することなく、広い視野角に対応してコントラストの良好な表示を行うことが可能な投射型の液晶表示装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するための本発明の液晶表示装置は、液晶パネルをライトバルブとして用いた投射型の液晶表示装置であり、特には、液晶パネルの表示領域に配置される各表示画素に、駆動電圧無印加時における液晶分子の配向方向が逆向きの方位角方向に設定されている第１領域と第２領域とが設けられていることとする。

このような構成の液晶表示装置では、液晶分子の配向方向が逆向きに設定された第１領域と第２領域とにおいては、電圧無印加時に液晶分子が逆向きの方位角方位に所定のプレチルト角で傾くことになる。このため、電圧無印加時における各表示画素の光透過率は、第１領域と第２領域とのそれぞれの視野角依存性を相補的に補った視野角特性を有することとなる。これにより、この液晶パネルをライトバルブに用いた投射型の液晶表示装置においては、プレチルト角に依存して生じていたコントラストの視野角依存性が抑えられる。

そして、ツイストモードの液晶パネルにおいては、液晶分子のツイスト角を９０°からずらすことが好ましい。これにより、液晶分子にプレチルト角が設けられることで９０°からずれてしまう「見かけのツイスト角」が９０°に近づく。このため、第１領域および第２領域のそれぞれにおいて、電圧無印加時における光透過率の視野角依存性に対するプレチルト角の影響が抑えられる。この場合、上記「見かけのツイスト角」が９０°に近づくように、ツイスト角を６０〜８５°の範囲とすることが好ましい。

以上説明したように本発明の投射型の液晶表示装置によれば、電圧無印加時における液晶分子の配向方向を逆向きの方位角方向とした２つの領域を各表示画素に設けた液晶パネルをライトバルブに用いることで、コントラストの視野角依存性を抑えることができる。したがって、装置構成を複雑にしたり、装置の小型化を妨げることなく、広い視野角に対応してコントラストの良好な表示を行うことが可能になる。

次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜液晶パネルの構成＞
図１には、本発明の投射型の液晶表示装置の一例を示す要部断面図として、特に液晶パネルの断面図を示す。この図に示す液晶パネル１は、投射型の液晶表示装置のライトバルブとして用いられるものであり、駆動基板２と対向基板３との間に液晶層４を狭持してなる。

このうち、駆動基板２は、例えば光透過性の絶縁基板を用いて構成され、その中央部を表示領域２ａとし、この表示領域２ａの液晶層４に向かう面には、ここでの図示を省略したスイッチング素子が配列形成されている。このスイッチング素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の三端子素子、または二端子素子等であって良い。このような駆動基板２における液晶層４に向かう面上には、それぞれがスイッチング素子に個別に接続された画素電極５が配列形成されている。これらの画素電極５は、透明導電性材料からなる。そして、画素電極５が配置されている表示領域２ａの全体を覆う状態で、配向膜６が設けられている。この配向膜６の構成が、以降に述べるように本実施形態において特徴的な構成となっている。

一方、対向基板３は、光透過性の絶縁基板を用いて構成され、その中央部を表示領域３ａとし、この表示領域３ａの液晶層４に向かう面には、例えば表示画素毎にオンチップレンズ７が設けられていても良い。これらのオンチップレンズ７は、画素電極５が設けられている表示画素に対応して同一ピッチで作製されていることとする。尚、各表示画素とオンチップレンズ７のピッチとは、例えば５μｍ〜３０μｍである。そして、このような対向基板３における液晶層４に向かう面上には、透明導電性材料からなる対向電極８が形成され、さらにこの対向電極８が配置されている表示領域３ａの全体を覆う状態で、配向膜９が設けられている。この配向膜９の構成が、駆動基板２側の配向膜６と同様に、以降に述べる通りに本実施形態において特徴的な構成となっている。

そして、上記構成の駆動基板２と対向基板３とは、それぞれの表示領域２ａ，３ａを平面視的に重ね合わせた状態で対向配置され、ここでの図示を省略したスペーサを狭持することにより、所定のギャップ間隔に保たれている。そして、駆動基板２と対向基板３との周縁には、駆動基板２−対向基板３間に狭持させた液晶層４を密封するためのシール剤１１が設けられている。

尚、以上は、液晶パネル１がアクティブマトリックス駆動である場合を説明したが、この液晶パネル１は、パッシブマトリックス駆動であっても良い。

ここで、この液晶パネル１は、例えば駆動電圧の無印加時において液晶層４を構成する液晶分子が駆動基板２側から対向基板３側に向かって捩じれるツイストモードで駆動されることとする。このため、駆動基板２側の配向膜６と、対向基板３側の配向膜９とは、駆動基板２側（または対向基板３側）から平面視的に見た場合に、交差する方向に配向処理がなされている。ただし、配向膜６，９は、液晶パネル１に対して駆動電圧を印加した際に、正の誘電異方性を有する液晶分子ｍが立ち上がる方向を揃えるために、駆動電圧無印加の状態で液晶分子ｍが基板面に対して所定のプレチルト角で傾斜するように構成されていることとする。

そして特に、本実施形態の液晶パネル１においては、図２に示すように、各表示画素１３が第１領域１３-1と第２領域１３-2とを備えていることを特徴としている。尚、図２（１）は、１つの表示画素１３における配向膜６，９間の斜視図である。そして、図２（２）は１つの表示画素１３を駆動基板２側の配向膜６上から平面視的に見た模式図である。

すなわち、各表示画素１３の画素開口に設けられている第１領域１３-1と第２領域１３-2とは、駆動電圧無印加時における液晶分子ｍの配向方向が、１８０°の逆向きとなるように構成されているのである。このため、例えば、駆動基板２側の配向膜６は、実線矢印で示したように、第１領域１３-1と第２領域１３-2とにおいて、平行をなす逆向きに配向処理がなされている。一方、対向基板３側の配向膜９は、破線矢印で示したように、第１領域１３-1と第２領域１３-2とにおいて、平行をなす逆向きに配向処理がなされている。

これにより、第１領域１３-1と第２領域１３-2とにおいては、駆動電圧の無印加時において、液晶分子ｍが逆の方位角方向に所定のプレチルト角で傾く構成となっている。

また、第１領域１３-1および第２領域１３-2においては、駆動基板２側の配向膜６の配向方向と対向基板３側の配向膜９の配向方向とがなす角度、すなわち液晶分子ｍのツイスト角θが、９０°に対してずらした角度に設定されていることが好ましい。このツイスト角θは、９０°を越える範囲、または９０°未満の範囲に設定して良い。この場合、以降に説明するように、駆動電圧無印加の際に、液晶分子ｍのプレチルト角の影響によって９０°からずれる「見かけのツイスト角」が９０°に近づくように、ツイスト角θを設定することが好ましい。そして、液晶パネルにおける視野角特性を示すコントラストの等高線形状が、例えば円形状、四角形状、楕円形状、長方形状等の凹部のない凸状の閉曲線となるように、ツイスト角θを設定することが好ましい。このようなツイスト角θとしては、例えば６０°〜８５°の範囲で設定される。尚、このツイスト角θは、「見かけのツイスト角」が９０°に近づけることができれば、上述したように９０°を越える範囲に設定されても良く、液晶パネルをＳＴＮモードとしても良い。

尚、図２においては、１つの表示画素１３を、第１領域１３-1と第２領域１３-2とに２分割した構成を図示した。しかしながら、各表示画素１３を、さらに複数の第１領域１３-1および複数の第２領域１３-2に分割した構成であっても良い。この場合、各表示画素１３における第１領域１３-1と第２領域１３-2との分割数が異なっていても良いが、第１領域１３-1と第２領域１３-2との専有面積が同程度に設定されていることが好ましい。また、各表示画素１３内において、第１領域１３-1と第２領域１３-2とが均等に配置されていることが好ましい。

以上のように構成された液晶パネル１は、図３に示すように、２枚の偏光板、すなわち液晶表示装置における照射光が入射する側の入射側偏光板１５ａと、この照射光が射出される側の射出側偏光板１５ｂとに狭持された状態で液晶パネル部１ａを構成し、この液晶パネル部１ａを透過した照射光ｈがレンズ１７を介してスクリーン１８上に投射されるように、投射型の液晶表示装置内に配置される。

ここで、液晶パネル部１ａを構成する入射側偏光板１５ａと射出側偏光板１５ｂは、液晶パネル１における光ｈの入射側と射出側とに、例えばクロスニコルとなる状態で配置されることにより、ノーマリーホワイトモードの液晶パネル部１ａが構成されていることとする。すなわち、液晶パネル部１ａは、駆動電圧無印加時には、入射側偏光板１５ａを通過して液晶パネル１内に入射した照射光（直線偏光）ｈが、液晶分子の配向に従ってツイスト角θだけ回転し、クロスニコルの位置に配置された射出側偏光板１５ａを通過して白表示となる。一方、駆動電極印加時には、駆動基板２および対向基板３の表面に対して液晶分子の長軸方向が垂直をとなる方向に、液晶分子が立ち上がる。そして、入射側偏光板１５ａを通過して液晶パネル１内に入射した照射光（直線偏光）ｈが、そのまま液晶層４内を通過してクロスニコルの位置に配置された射出側偏光板１５ａで遮断されて黒表示となるのである。

また、図４に示すように、入射側偏光板１５ａと液晶パネル１との間、および射出側偏光板１５ｂと液晶パネル１との間に、位相差手段として位相差板１６，１６を配置して液晶パネル部１ａを構成しても良い。これらの位相差板１６，１６の遅相軸（または進相軸）は、液晶パネル１を構成する液晶分子の配向軸と、入射側偏光板１５ａおよび射出側偏光板１５ｂの吸収軸（または透過軸）との間に位置することとする。また、以降に説明するＶ−Ｔ特性を良好にするため、具体的にはＶ−Ｔ特性を示す黒透過率を良好にするために位相差板１６，１６のリタデーション（リタデーションの絶対値の差）が３０ｎｍ以下であることが好ましい。

尚、液晶パネル部１ａに配置する位相差手段としては、偏光板１５ａ，１５ｂと液晶パネル１との間に設けられる位相差板１６に限定されることはなく、液晶パネル１の駆動基板内や対向基板内に位相差フィルムとして設けても良い。この場合であっても、同様の理由により、リタデーションが３０ｎｍ以下であることが好ましい。

＜液晶表示装置の全体構成＞
次に、上述した構成の液晶パネル部１ａを備えた液晶表示装置の全体構成を、図５の液晶表示装置の全体構成に基づいて詳細に説明する。尚ここでは、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）各色に１枚ずつ、合計３枚の液晶パネル部１ａを用いて画像表示を行ういわゆる３板式投射型の液晶表示装置に本発明を適用した構成を説明する。尚、本発明は、３板式投射型の液晶表示装置だけに限らず、１枚の液晶パネル部１ａのみ用いて画像表示を行ういわゆる単板式投射型の液晶表示装置に用いることもできる。

この図に示す液晶表示装置２０はランプ２２を備えている。このランプ２２は、リフレクタ２２ａの焦点位置に発光部２２ｂを配置してなり、ランプ２２から照射された照射光は、リフレクタ２２ａの光軸にほぼ平行な光として、その開口部から前方に射出される。

そして、ランプ２２の後段には、４枚のマルチレンズアレイ２３，２４が、ランプ２２から射出された光路に沿って配置されている。これらのマルチレンズアレイ２３，２４は、上述した液晶パネル部１ａを構成する液晶パネルの被照射領域（画素形成のための光変調を行う有効開口に相当する）のアスペクト比にほぼ等しい相似型をした外形を有している複数のレンズセルが、例えば正方配列されたものであり、それぞれのレンズセルが対向する状態で配置されている。

またマルチレンズアレイ２４の後段には、マルチレンズアレイ２３，２４で集光された光を所定の偏光方向の光に偏光するための偏光変換ブロック２５が配置されている。これにより、ランプ２２から射出された無偏光（Ｐ偏光波＋Ｓ偏光波）の照射光が、所定の偏光方向（例えば、Ｐ偏光波）の照射光に変換される。なお、偏光変換ブロック２５の説明については省略する。

そしてさらに、偏光変換ブロック２５の後段には平凸レンズ２６が配置され、これによって偏光変換ブロック２５において例えばＰ偏光波に変換された照射光が、効率良く３枚の液晶パネル１ａに照射される構成となっている。

また、平凸レンズ２６の後段には、Ｒ光のみを通過させるダイクロイックミラー２７が配置されている。これにより、Ｒ光のみを直進させ、Ｇ光およびＢ光を９０°の方向に反射させる。そして、ダイクロックミラー２７を透過して直進させたＲ光の光路には、Ｒ光の進行方向を例えば９０°反射させるミラー２８が設けられ、このミラー２８で反射させたＲ光の光路に、凸平レンズ２９を介して１つめの液晶パネル部１ａが配置されている。

一方、ダイクロイックミラー２７で反射させたＧ光およびＢ光の光路には、Ｂ光のみを透過するダイクロイックミラー３１が配置されている。これにより、Ｂ光のみを直進させ、Ｇ光を９０°の方向に反射させる。そして、ダイクロックミラー３１で反射させたＧ光の光路に、凸平レンズ３２を介して２つめの液晶パネル部１ａが配置されている。またさらに、ダイクロックミラー３１を透過して直進させたＢ光の光路には、光路順にリフーレンズ３３、ミラー３４、リフーレンズ３５、ミラー３６、凸平レンズ３７を介して３枚目の液晶パネル部１ａが配置されている。

そして、３枚の液晶パネル部１ａのそれぞれで光変調されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光の光路上には、クロスプリズム３８が配置されている。このクロスプリズム３８は、複数のガラスプリズムを接合して外形が形成される。そして、各ガラスプリズムの接合面には、所定の光学特性を有している干渉フィルタ３８ａ，３８ｂが形成されている。例えば、干渉フィルタ３８ａはＲ光を反射してＧ光を透過するように構成されている。また、干渉フィルタ３８ｂは、Ｂ光を反射してＧ光を透過するように構成されている。そして、Ｒ光は干渉フィルタ３８ａによって、またＢ光は干渉フィルタ３８ｂによって、これらを透過したＧ光と同一方向に反射される構成となっている。

また、クロスプリズム３８から射出された光（Ｒ，Ｇ，Ｂ光）の光路には投射レンズ３９が配置され、この投射レンズ３９においてＲ光，Ｇ光，Ｂ光が１つの光軸に合成され、ここでの図示を省略したスクリーンに拡大投射される。

以上説明した構成の投射型の液晶表示装置では、図１および図２を用いて説明したように、ライトバルブとして用いられている液晶パネル１の各表示画素１３に、駆動電圧無印加時における液晶分子ｍの配向方向が逆向きの方位角方向に設定されている第１領域１３-1と第２領域１３-2とを設けた。これにより、第１領域１３-1および第２領域１３-2においては、電圧無印加時に液晶分子ｍが逆向きの方位角方位に所定のプレチルト角で傾くことになる。

このため、電圧無印加時における各表示画素１３の光透過率は、第１領域１３-1と第２領域１３-2とのそれぞれの視野角依存性を相補的に補った視野角特性を有することとなる。

また、この液晶パネル１においては、図２（２）を参照し、液晶分子のツイスト角θを９０°からずらし、ツイスト角θ＝６０〜８５°の範囲としている。これにより、液晶分子にプレチルト角が設けられることで９０°からずれる「見かけのツイスト角」を９０°に近づけている。このため、第１領域１３-1および第２領域１３-2毎に、電圧無印加時における光透過率の視野角依存性に対するプレチルト角の影響が抑えられる。

図６は液晶パネル部１ａを示す斜視図であり、図７は、図６に示されている液晶パネル部１ａに対して所定の方位角方向φから入射した照射光ｈの視野角特性をコントラストの等高線によって示す図である。尚、図７は、図６に示されている照射光ｈの入射方向として、破線で示されているようにパネル面に対して法線となるｚ軸を回転軸としてｙ軸を起点としてφａ回転し、ｚ軸からΘａ（＝２０°）傾いた角度で入射した照射光ｈの視野角特性を示している。また、図７の各図には、本実施形態で説明した構成の液晶パネル部における視野角特性とともに、従来構成の液晶パネル部、すなわちツイスト角９０°で全表示画素に均一に液晶分子の配向方向が設定されている液晶パネル部における視野角特性を破線で示した。

図７の各図に破線で示したように、従来構成の液晶パネル部を透過した照射光で構成される画像は、所定の方位角方向φ１において、電界無印加時における光抜けが大きく、コントラストの等高線が凹状となってコントラストが低下している。尚、この方位角方向φ１は、従来構成の液晶パネル部において、液晶分子の立ち上がり方向に対して逆の方位角方向（逆視角方向）である。

これに対して、図７（１）の実線に示すように、本実施形態の液晶パネル部の第１領域のみを透過した照射光で構成される画像は、第１領域における液晶分子のツイスト角を９０°からずらして６０°〜８５°の範囲としたことにより、コントラストの等高線形状における凹状が解消され、楕円形状の凹部のない凸状の閉曲線となる。つまり、特に光抜けが大きい方位角領域が無くなっている。これは、液晶分子にプレチルト角を設けたことで９０°からずれる「見かけのツイスト角」が９０°に近づき、電圧無印加時におけるプレチルト角の影響が抑えられたためである。

また、図７（２）の実線に示すように、本実施形態の表示パネル部の第２領域のみを透過した照射光で構成される画像は、第１領域で構成される画像と逆の（１８０°回転させた）視野角特性を有するようにコントラストの等高線形状が構成される。このため、第２領域を透過した照射光で構成される画像にも、特に光抜けが大きい方位角領域は無い。

そして、本実施形態の液晶パネル部においては、各表示画素が第１領域と第２領域とを備えているため、この液晶パネル部を透過した照射光で構成される画像は、図７（１）と図７（２）とを合わせたコントラストの等高線を有する視野角特性となる。これにより、本実施形態の液晶パネルにおいては、図７（３）に示すように、コントラストの等高線が凹部を持たない凸型の閉曲線で構成され、視野角特性の良好な表示を行うことが可能になる。

次に、図８の各図には、本実施形態で説明した構成の液晶パネル部における駆動電圧と光透過率との関係、いわゆるＶ−Ｔ特性ａ，ａ’を示す。

尚、図８（１）には、従来構成の液晶パネル部に対して、液晶分子が立ち上がる方位角方向（正視角方向）に、例えば２０°傾けた角度のＶ−Ｔ特性ｂを破線で示した。一方、図８（２）には、従来構成の液晶パネル部に対して、液晶分子が立ち上がる方向とは逆の方位角方向（逆視角方向）に、例えば２０°傾けた角度のＶ−Ｔ特性ｂ’を破線で示した。そして、本実施形態で説明した構成の液晶パネル部に対しては、図８（１）に第１領域の正視角方向でかつ第２領域の逆視角方向に２０°傾けた角度のＶ−Ｔ特性ａを示す一方、図８（２）に第１領域の逆視角方向でかつ第２領域の正視角方向に２０°傾けた角度のＶ−Ｔ特性ａ’を示している。さらに、図８の各図には、パネル面に対して垂直な入射光についてのＶ−Ｔ特性ｃを合わせて示した。

図８（１）に示すように、パネル面に対して垂直な入射光のＶ−Ｔ特性ｃに対して、従来構成の液晶パネルにおいて正視角方向に２０°傾けた角度のＶ−Ｔ特性ｂは、駆動電圧（Ｖ）の上昇とともに、光透過率（Ｔ）がある程度までは沈むが０にはならず、また浮いてしまうという反転現象が生じる。これに対して、本実施形態の液晶パネルにおけるＶ−Ｔ特性ａは、反転現象が生じることはなく、またパネル面に対して垂直な入射光のＶ−Ｔ特性ｃと同様に駆動電圧の上昇にともなって光透過率（Ｔ）を０にまで下げることができるため、黒浮き現象が生じることはない。

一方、図８（２）に示すように、パネル面に対して垂直な入射光のＶ−Ｔ特性ｃに対して、従来構成の液晶パネルにおいて逆視角方向に２０°傾けた角度のＶ−Ｔ特性ｂ’は、駆動電圧（Ｖ）を上昇させても光透過率（Ｔ）が沈みきらず、黒浮き現象が生じてしまう。これに対して、本実施形態の液晶パネルにおけるＶ−Ｔ特性ａ’は、パネル面に対して垂直な入射光のＶ−Ｔ特性ｃと同様に駆動電圧の上昇にともなって光透過率（Ｔ）を０にまで下げることができるため、黒浮き現象が生じることはない。

したがって、上述した本実施形態構成の液晶パネル部を用いた投射型の液晶表示装置によれば、視野角依存性なく光透過率を十分に抑えた黒表示が可能になるため、広い視野角の範囲においてコントラストの良好な表示を行うことが可能である。また、液晶分子の配向方向を逆向きの方位角方向とした２つの領域を各表示画素に設けた液晶パネルをライトバルブに用いることによって、上述したようなコントラストの視野角依存性を抑えることを可能としているため、液晶表示装置の装置構成を複雑にしたり、装置の小型化を妨げることもない。

＜液晶パネルの作製方法＞
次に、上述した液晶パネル部１ａを構成する液晶パネルの作製方法を、図９のフローチャートに基づき、図１および図２を参照して説明する。

先ず、工程１では、駆動基板２を構成する絶縁性基板上にスイッチング素子を含む駆動回路を形成し、さらに画素電極５をパターン形成するまでを、従来と同様に行う。

その後、工程２では、画素電極５を覆う状態で配向膜形成層を成膜する。

次に、工程３では、駆動基板２の各表示画素のうちの第１領域１３-1の配向膜形成層部分のみを所定の配向状態で配向させる配向処理を行う。この場合、例えば、第１領域１３-1を開口させて第２領域を覆うマスクを、配向膜形成層上に対向配置させた状態で、このマスク上から第１領域１３-1のみに光を照射する光配向技術により、第１領域１３-1を上述した配向状態とする。

次いで、工程４では、駆動基板２の各表示画素１３のうちの第２領域１３-2の配向膜形成層部分のみを所定の配向状態で配向させる配向処理を行う。この場合、工程３で用いたマスクを配向膜形成層上から取り外し、第２領域１３-2が上述した配向状態となるように配向処理を行う。この際には、光配向技術を適用しても良く、またラビング処理を施しても良い。

一方、工程５では、対向基板３を構成する絶縁性基板上に対向電極８を形成するまでを、従来と同様に行う。

次の工程６では、対向電極８を覆う状態で配向膜形成層を成膜する。

その後、工程７，８は、上記工程３，４と同様に行うことにより、対向基板３側の各表示画素のうちの第１領域１３-1および第２領域１３-2の配向膜形成層に対して、それぞれ上述した配向状態となるように、順次配向処理を行う。

以上のようにして、各表示画素の第１領域１３-1および第２領域１３-2がそれぞれの配向状態となっている配向膜６，９を備えた駆動基板２および対向基板３を作製する。そして、その後の工程９においては、駆動基板２側または対向基板３側の周縁にシール剤１１を土手状に設け、このシール剤１１およびここでの図示を省略したスペーサを介して、駆動基板２と対向基板３とを所定ギャップを保って貼り合わせる。この際、各表示画素１３において、駆動基板２側の第１領域１３-1および第２領域１３-2と、対向基板３側の第１領域１３-1および第２領域１３-2とにおける配向膜６，９が、上述した所定状態で対向配置されるように位置合わせを行う。

そして次の工程１０では、シール剤１１の開口部から駆動基板２と対向基板３との間に液晶層４を充填し、その後シール剤１１の開口部２を封止剤によって封止し、液晶パネル１を完成させる。

このようにして完成させた本実施形態構成の液晶パネル１を用い、通常の手順にしたがって図５に示した本発明の投射型の液晶表示装置を組み立てる。

実施形態の液晶表示装置における液晶パネルの全体構成図である。 実施形態の液晶表示装置における液晶パネルの表示画素の構成を示す図である。 液晶パネルを用いた液晶パネル部の構成を説明する図である。 液晶パネルを用いた液晶パネル部の他の構成を説明する図である。 液晶パネルを用いた実施形態の液晶表示装置の全体構成図である。 液晶パネルに入射する光線の方向を説明する図である。 図６に示されている液晶パネルに対して所定の方向から入射した光の視野角特性を等高線によって示す図である。 図６に示されている液晶パネルに対して所定の方向から入射した光の視野角特性をＶ−Ｔカーブによって示す図である。 実施形態の液晶表示装置における液晶パネルの製造手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…液晶パネル、２ａ，３ａ…表示領域、１３…表示画素、１３-1…第１領域、１３-2…第２領域、１６…位相差板（位相差手段）、２０…液晶表示装置、ｍ…液晶分子

Claims (8)

1. 液晶パネルをライトバルブとして用いた投射型の液晶表示装置であって、
   前記液晶パネルの表示領域に配置される各表示画素には、駆動電圧無印加時における液晶分子の配向方向が逆向きの方位角方向となる第１領域と第２領域とが設けられている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記液晶パネルは、電圧無印加時における液晶分子のツイスト角が９０°に対してずらした角度に設定されている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項２記載の液晶表示装置において、
   前記ツイスト角が６０°〜８５°に設定されている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記各表示画素には、前記第１領域および第２領域の少なくとも一方の領域が複数設けられている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記各表示画素は、前記第１領域および前記第２領域に対して、さらに駆動電圧無印加時における液晶分子の配向方向を所定の方位角方向にずらした領域対を備えている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記液晶パネルの両側に配置された偏光板の間に、位相差手段が配置されている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
7. 請求項６記載の液晶表示装置において、
   前記位相差手段は、前記液晶パネル内に設けられた位相差フィルムからなる
   ことを特徴とする液晶表示装置。
8. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記液晶パネルにおける視野角特性を示すコントラストの等高線形状が、凸状の閉曲線で構成されている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
   

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