JP2006163070A - Retardation plate, liquid crystal panel, and projection-type display device - Google Patents

Retardation plate, liquid crystal panel, and projection-type display device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a retardation plate which can perform proper optical compensation at the temperature in a use condition, and to provide a liquid crystal panel and a projection-type display device which can improve contrast in the utilization condition. <P>SOLUTION: The intersection angle of optical axes of a first retardation plate and a second retardation plate is formed so as to be different in a plane, at room temperature. When the intersection angle A3 of the optical axes at the central part is set at 90°, the intersection angles B3 and D3 of the optical axes on one diagonal line are set at <90°, and the intersection angles C3 and E3 of the optical axes on the other diagonal line are set at >90°. The intersection angle of the optical axes at the central part at the room temperature is varied from the intersection angles of the optical axes at the four corners on the diagonal lines. When the projection-type projector is operated, namely when the temperature of the retardation plate rises, the intersection angles of the optical axes is substantially is made to coincide in the plane. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば投射型表示装置に使用される位相差板および液晶パネル、ならびに当該液晶パネルを供えた投射型表示装置に関する。   The present invention relates to a retardation plate and a liquid crystal panel used for, for example, a projection display device, and a projection display device provided with the liquid crystal panel.

光源から出力された光を、例えば透過型の液晶パネル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プロジェクタ装置が知られている。   A liquid crystal projector device is known in which light output from a light source is modulated by, for example, a transmissive liquid crystal panel to form image light, and the image light is projected onto a screen or the like.

一方、ノート型パーソナルコンピュータ等に用いられる直視型液晶パネルでは、複数のユーザーがある程度の角度を有した位置から同一の画面を見ることが想定されるため、例えば40度以上の広い視野角特性でのコントラストを考慮した構成を採っている。   On the other hand, in a direct-view type liquid crystal panel used for a notebook personal computer or the like, it is assumed that a plurality of users view the same screen from a position having a certain angle. The structure is taken into consideration.

その一例として、ディスコティック液晶や棒状液晶、その他の3次元複屈折をもつ位相差フィルムを用いて上記直視型液晶パネルの光学特性を補正して視野角特性の改善を行っている。   As an example, the viewing angle characteristics are improved by correcting the optical characteristics of the direct-view liquid crystal panel using a discotic liquid crystal, a rod-shaped liquid crystal, or other retardation film having three-dimensional birefringence.

ところで、ランプのリフレクタの光軸方向に出射した光を変調するライトバルブとして液晶パネルを使用し、投射型光学系でスクリーンに投射する構成の液晶プロジェクタ装置では、コントラストの向上を図る場合、その液晶パネルの視野角の改善を行う必要はないものとされていた。   By the way, in a liquid crystal projector device that uses a liquid crystal panel as a light valve that modulates light emitted in the optical axis direction of the reflector of the lamp and projects it onto a screen with a projection type optical system, There was no need to improve the viewing angle of the panel.

しかしながら、上記液晶プロジェクタ装置は以下に述べる原因により、入射側偏光板から出射した直線偏光が、映像信号を変調する液晶パネルによって楕円偏光になり、出射側偏光板で漏れが生じ、黒レベルが下がらず、コントラストが低下する。   However, in the above liquid crystal projector apparatus, the linearly polarized light emitted from the incident side polarizing plate becomes elliptically polarized light by the liquid crystal panel that modulates the video signal due to the reasons described below, and leakage occurs in the outgoing side polarizing plate, thereby reducing the black level. The contrast decreases.

一般的に、液晶パネルの液晶分子には、例えば2°から8°のプレチルト角がある。これは、駆動電圧を印加したときに、液晶分子が傾く方向を導くために、液晶パネル用基板表面に施された配向処理方向に対して与えられる初期分子配列の角度である。   In general, the liquid crystal molecules of the liquid crystal panel have a pretilt angle of 2 ° to 8 °, for example. This is the angle of the initial molecular alignment given with respect to the alignment treatment direction applied to the surface of the liquid crystal panel substrate in order to guide the direction in which the liquid crystal molecules tilt when a driving voltage is applied.

上記プレチルト角の影響で、液晶パネル面に角度をもって、入射した光は偏光が乱れる。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。すなわち、液晶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は遅れ、これにより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(光学歪)が生じ、結果として楕円偏光となる。   Due to the effect of the pretilt angle, the incident light is disturbed in polarization with an angle to the liquid crystal panel surface. This relates to the anisotropy of the refractive index of liquid crystal molecules. That is, due to the anisotropy of the refractive index of the liquid crystal, the phase of the major axis component of the liquid crystal molecule is delayed, so that the linearly polarized incident light is between the slow axis component and the fast axis component of the liquid crystal molecule. A phase difference (optical distortion) is generated in the light, resulting in elliptically polarized light.

また、液晶パネルの表示面に対して、ある方位角に対して傾斜した光については、印加電圧値の上昇に伴って透過率が低下し、特定の電圧値を境界として再び透過率が上昇し、その後、徐々に低下する。また、ある方位角に対して傾斜した光については、印加電圧を上昇しても透過率が下がらず、黒が浮いたままになることもある。   In addition, with respect to light inclined with respect to a certain azimuth angle with respect to the display surface of the liquid crystal panel, the transmittance decreases as the applied voltage value increases, and the transmittance increases again with a specific voltage value as a boundary. Then, gradually decline. Further, for light inclined with respect to a certain azimuth angle, the transmittance does not decrease even when the applied voltage is increased, and black may remain floating.

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、上記楕円偏光は変化する。すなわち、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るものとなる。   As described above, linearly polarized light incident from various directions changes depending on liquid crystal molecules, and the elliptically polarized light changes according to the incident direction. That is, the polarization state of the light after passing through the liquid crystal panel is a sum of polarization changes caused by a number of liquid crystal molecules in different directions.

この結果、液晶パネルに垂直に入射した光は直線偏光が保たれるが、ある程度斜めから入射した光は偏光が乱されて、入射光に応じた楕円偏光となる。このため、液晶パネルの出射側にある偏光板で楕円偏光による漏れが生じることから、黒表示の透過率が上がり、液晶パネルのコントラスト特性が悪くなる。   As a result, light vertically incident on the liquid crystal panel is kept linearly polarized light, but light incident obliquely to a certain degree is disturbed to become elliptically polarized light corresponding to the incident light. For this reason, leakage due to elliptically polarized light occurs in the polarizing plate on the output side of the liquid crystal panel, so that the transmittance of black display increases and the contrast characteristics of the liquid crystal panel deteriorate.

実際に、液晶プロジェクタ装置の液晶パネルに対する照射光の角度成分は、5°から15°までの光が主である。つまり、照射光は、垂直入射する光がほとんど含まれておらず、大部分が角度を持って入射するため、この液晶分子のプレチルト角等の影響を受けて、偏光状態が変化してしまう。この問題点を解決するための手段として、液晶分子のプレチルトに伴う遅相方向と進相方向との間の位相差を打ち消す、すなわち液晶層の光学歪を補償する位相差板が開示されている(特許文献1参照)。
特開2001−42314号公報
Actually, the angle component of the irradiation light with respect to the liquid crystal panel of the liquid crystal projector device is mainly light of 5 ° to 15 °. In other words, the irradiation light contains almost no light that enters perpendicularly, and most of the incident light is incident at an angle, so that the polarization state changes under the influence of the pretilt angle of the liquid crystal molecules. As means for solving this problem, a phase difference plate is disclosed that cancels out the phase difference between the slow phase and the fast phase due to the pretilt of liquid crystal molecules, that is, compensates for optical distortion of the liquid crystal layer. (See Patent Document 1).
JP 2001-42314 A

上記特許文献1に開示されている位相差板は延伸方法を用いて作製されているため、面内の光軸はすべて同じ方向を向いている。直視型液晶デイスプレイでは、ほぼ動作温度が室温に近い。しかし、投射型液晶プロジェクタの場合は、動作温度が、例えば、60℃などの高温になってしまう。   Since the retardation plate disclosed in Patent Document 1 is manufactured by using a stretching method, the in-plane optical axes all face the same direction. In a direct-view liquid crystal display, the operating temperature is almost room temperature. However, in the case of a projection type liquid crystal projector, the operating temperature becomes a high temperature such as 60 ° C., for example.

そのため、位相差層の光軸がずれる。特に、位相差層の面内端部の光軸がずれることによって、コントラストのムラが発生する。すなわち、スクリーンに投影した画像の黒特性が、動作するにつれ変化してしまう。特に、スクリーンの四隅に、黒特性の変化が顕著に現れ、画像特性に問題が発生する。   Therefore, the optical axis of the retardation layer is shifted. In particular, the unevenness of contrast occurs due to the deviation of the optical axis at the in-plane end of the retardation layer. That is, the black characteristic of the image projected on the screen changes as it operates. In particular, a change in black characteristics appears remarkably at the four corners of the screen, causing a problem in image characteristics.

本発明の第1の目的は、使用状態における温度において適切な光学補償を行うことができる位相差板を提供することにある。   A first object of the present invention is to provide a retardation plate capable of performing appropriate optical compensation at a temperature in use.

本発明の第2の目的は、使用状態における温度において適切な光学補償を行うことができる位相差板を備えることにより、コントラストを向上させることができる液晶パネルおよび投射型表示装置を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide a liquid crystal panel and a projection display device that can improve contrast by including a phase difference plate capable of performing appropriate optical compensation at a temperature in use. is there.

上記の目的を達成するため、本発明の位相差板は、基板と、前記基板上に形成された位相差層とを有し、前記位相差層は面内における光軸が常温において異なる方向に形成され、所定の温度にまで上昇した際に面内の光軸が揃うように規定されたものである。   In order to achieve the above object, the retardation plate of the present invention has a substrate and a retardation layer formed on the substrate, and the retardation layer has different in-plane optical axes in different directions at room temperature. It is defined so that the in-plane optical axes are aligned when raised to a predetermined temperature.

上記の本発明の位相差板では、位相差層は面内における光軸が常温において異なる方向に形成されている。ここで、位相差板に光が照射されると、使用状態において位相差板の温度が上昇し、位相差層の材料と基板の材料との線膨張係数の相違から、位相差層の光軸の向きが変化する。本発明では、使用状態における温度において位相差層の光軸が面内で揃うように規定されている。   In the retardation plate of the present invention, the retardation layer is formed in a direction in which the optical axis in the plane is different at room temperature. Here, when the retardation plate is irradiated with light, the temperature of the retardation plate rises in the use state, and the optical axis of the retardation layer is determined by the difference in the linear expansion coefficient between the retardation layer material and the substrate material The direction of changes. In the present invention, it is defined that the optical axes of the retardation layers are aligned in the plane at the temperature in use.

上記の目的を達成するため、本発明の位相差板は、基板と、前記基板上に形成された第1の位相差層および第2の位相差層とを有し、前記第1および第2の位相差層は、面内における互いの光軸の交差角度が常温において異なって形成され、所定の温度にまで上昇した際に面内における前記交差角度が略一致するように規定されたものである。   In order to achieve the above object, a retardation plate of the present invention includes a substrate, a first retardation layer and a second retardation layer formed on the substrate, and the first and second retardation layers. The phase difference layer is defined such that the crossing angles of the optical axes in the plane are different at room temperature, and the crossing angles in the plane substantially coincide with each other when the temperature rises to a predetermined temperature. is there.

上記の本発明の位相差板では、第1および第2の位相差層は面内における互いの光軸の交差角度が常温において異なって形成されている。ここで、位相差板に光が照射されると、使用状態において位相差板の温度が上昇し、位相差層の材料と基板の材料との線膨張係数の相違から、第1および第2の位相差層の光軸の向きが変化する。本発明では、使用状態における温度において、第1および第2の位相差層の互いの光軸の交差角度が面内において略一致するように規定されている。   In the retardation plate of the present invention described above, the first and second retardation layers are formed so that the crossing angles of the optical axes in the plane are different at room temperature. Here, when the phase difference plate is irradiated with light, the temperature of the phase difference plate rises in the use state, and the first and second differences are caused by the difference in the linear expansion coefficient between the material of the phase difference layer and the material of the substrate. The direction of the optical axis of the retardation layer changes. In the present invention, the crossing angles of the optical axes of the first and second retardation layers are defined so as to substantially coincide with each other at the temperature in use.

上記の目的を達成するため、本発明の液晶パネルは、液晶層と、前記液晶層の外側に配置された2つの基板と、前記基板上に形成された第1の位相差層および第2の位相差層と
を有し、前記第1および第2の位相差層は、面内における互いの光軸の交差角度が常温において異なって形成され、所定の温度にまで上昇した際に面内における前記交差角度が略一致するように規定されたものである。
In order to achieve the above object, a liquid crystal panel according to the present invention includes a liquid crystal layer, two substrates arranged outside the liquid crystal layer, a first retardation layer and a second retardation layer formed on the substrate. The first and second retardation layers are formed in different angles at the normal temperature in the plane, and when the temperature rises to a predetermined temperature, the first and second retardation layers are formed in the plane. The crossing angles are defined so as to substantially match.

上記の本発明の液晶パネルでは、第1および第2の位相差層は、面内における互いの光軸の交差角度が常温において異なって形成され、所定の温度にまで上昇した際に面内における交差角度が略一致するように規定されている。
このため、使用状態においては第1および第2の位相差層の面内における位相差むらが抑制され、液晶層の面内において均一な光学補償がなされる。
In the above-described liquid crystal panel of the present invention, the first and second retardation layers are formed so that the crossing angles of the optical axes in the plane are different from each other at room temperature, and the in-plane when the temperature rises to a predetermined temperature. It is defined that the crossing angles substantially coincide.
For this reason, in use, uneven retardation in the plane of the first and second retardation layers is suppressed, and uniform optical compensation is performed in the plane of the liquid crystal layer.

上記の目的を達成するため、本発明の投射型表示装置は、光源と、前記光源からの光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルにより変調された光を投射する投射手段とを有し、前記液晶パネルは、前記液晶層の外側に配置された2つの基板と、前記基板上に形成された第1の位相差層および第2の位相差層とを有し、前記第1および第2の位相差層は、面内における互いの光軸の交差角度が常温において異なって形成され、所定の温度にまで上昇した際に面内における前記交差角度が略一致するように規定されたものである。   In order to achieve the above object, a projection display device of the present invention includes a light source, a liquid crystal panel that modulates light from the light source, and a projection unit that projects light modulated by the liquid crystal panel. The liquid crystal panel includes two substrates disposed outside the liquid crystal layer, and a first retardation layer and a second retardation layer formed on the substrate, and the first and second retardation layers are provided. The phase difference layer is defined such that the crossing angles of the optical axes in the plane are different at room temperature, and the crossing angles in the plane substantially coincide with each other when the temperature rises to a predetermined temperature. is there.

上記の本発明の投射型表示装置では、第1および第2の位相差層は、面内における互いの光軸の交差角度が常温において異なって形成され、所定の温度、すなわち投射時の温度にまで上昇した際に面内における交差角度が略一致するように規定されている。
このため、投射時においては第1および第2の位相差層の面内における位相差むらが抑制され、液晶層の面内において均一な光学補償がなされる。
In the projection display device of the present invention, the first and second retardation layers are formed so that the crossing angles of the optical axes in the plane are different at room temperature, and the predetermined temperature, that is, the temperature at the time of projection. Is defined so that the in-plane crossing angles substantially coincide with each other.
For this reason, at the time of projection, the retardation unevenness in the planes of the first and second retardation layers is suppressed, and uniform optical compensation is performed in the plane of the liquid crystal layer.

本発明の位相差板によれば、使用状態における温度において適切な光学補償を行うことができる。
本発明の液晶パネルおよび投射型表示装置によれば、使用状態における温度において適切な光学補償を行うことができる位相差板を備えることにより、コントラストを向上させることができる。
According to the retardation plate of the present invention, appropriate optical compensation can be performed at the temperature in use.
According to the liquid crystal panel and the projection display device of the present invention, the contrast can be improved by providing the retardation plate capable of performing appropriate optical compensation at the temperature in use.

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。下記内容は、主に、TN(Twisted Nematic)−LCDモードを用いた液晶プロジェクタを例に挙げて、説明する。しかし、本発明は、TN−LCDモードに限定されず、VA(Vertical Alignment)−LCDモードやSTN(Super Twisted Nematic)−LCDモードにも使用することができる。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following content will be described mainly by taking a liquid crystal projector using a TN (Twisted Nematic) -LCD mode as an example. However, the present invention is not limited to the TN-LCD mode, and can also be used in a VA (Vertical Alignment) -LCD mode and a STN (Super Twisted Nematic) -LCD mode.

<位相差板の光軸について>
まず、従来の高コントラスト投射型液晶プロジェクタの問題点について、説明する。
<Optical axis of retardation plate>
First, problems of the conventional high contrast projection type liquid crystal projector will be described.

従来の位相差板を設置した高コントラスト液晶プロジェクタで投射された黒表示は、図1(a)と図1(b)に示すように、対角線上に明るい部分と暗い部分ができてしまうことがある。この品質不良の一因は、位相差板にあると考えられる。   As shown in FIGS. 1A and 1B, a black display projected by a high-contrast liquid crystal projector provided with a conventional retardation plate may have bright and dark portions on the diagonal line. is there. One reason for this poor quality is thought to be the retardation plate.

位相差板は、2層以上の位相差層から形成されていることが多い。通常、長波長側へ向かってリタデーション(位相差値;複屈折と厚みの積で表される位相差板の特性)が高くなる波長分散(逆分散)が位相差板に要求されるが、単一の層のみでは位相差層を構成する高分子材料の波長分散は長波長側へ向かってリタデーションが低下する傾向があるため、2つの位相差層(あるいは位相差板)を用いることにより逆分散を得るためである。例えば、TN−LCDモードにおいて、2層の位相差層の光軸は、積層されたとき、室温(常温)で約90°の交差角度を有することが多い。   The retardation plate is often formed of two or more retardation layers. Normally, chromatic dispersion (reverse dispersion) that increases retardation (retardation value; characteristic of retardation plate expressed by product of birefringence and thickness) toward the longer wavelength side is required for the retardation plate. Since the wavelength dispersion of the polymer material constituting the retardation layer tends to decrease toward the longer wavelength side with only one layer, reverse dispersion is achieved by using two retardation layers (or retardation plates). To get. For example, in the TN-LCD mode, the optical axes of the two retardation layers often have an intersection angle of about 90 ° at room temperature (room temperature) when stacked.

図2に示すように、室温(常温:25℃)において、各位相差板の光軸の交差角度は、中央部(A1)と四隅(B1,C1,D1,E1)で、ほぼ同じに構成されている。しかし、プロジェクタに位相差板を設置し投影していると、位相差板の温度は、投射光の影響により、40℃〜60℃くらいに上昇する。この温度の上昇によって、図3(a)または図3(b)に示すように、位相差板の光軸がずれる。すなわち、四隅の角度は、室温のときの角度より、小さくなったり、大きくなったりする。   As shown in FIG. 2, at the room temperature (room temperature: 25 ° C.), the crossing angle of the optical axes of each phase difference plate is substantially the same at the center (A1) and the four corners (B1, C1, D1, E1). ing. However, when a phase difference plate is installed on the projector and projected, the temperature of the phase difference plate rises to about 40 ° C. to 60 ° C. due to the influence of the projection light. As the temperature rises, the optical axis of the phase difference plate is shifted as shown in FIG. 3 (a) or FIG. 3 (b). That is, the angles at the four corners are smaller or larger than the angles at room temperature.

例えば、図3(a)に示すように、中央部での光軸の交差角度A2が、90°のとき、光軸の交差角度B2及びD2が90°より小さくなった場合は、光軸角度C2及びE2の角度は、大きくなる。また、図3(b)に示すように、中央部での光軸の角度A2’が、90°のとき、光軸の角度B2’及びD2’が90°より大きくなった場合は、光軸角度C2’及びE2’の角度は、小さくなる。   For example, as shown in FIG. 3A, when the optical axis crossing angle A2 at the central portion is 90 °, the optical axis crossing angles B2 and D2 are smaller than 90 °. The angles of C2 and E2 increase. As shown in FIG. 3B, when the optical axis angle A2 ′ at the center is 90 °, the optical axis angles B2 ′ and D2 ′ are larger than 90 °. The angles C2 ′ and E2 ′ become smaller.

上述した現象は、位相差層を形成している物質と位相差層を支持する基板の線膨張率が異なるために発生すると考えられる。すなわち、位相差層を構成する材料と基板の線膨張率の違いにより、位相差層の光軸がずれるのである。   The phenomenon described above is considered to occur because the linear expansion coefficient of the substance forming the retardation layer and the substrate supporting the retardation layer are different. That is, the optical axis of the retardation layer is shifted due to the difference in linear expansion coefficient between the material constituting the retardation layer and the substrate.

したがって、位相差層を構成する材料と基板の線膨張率の違いにより、従来の技術では、対角線上に明るい部分と暗い部分を有する黒表示となる現象が発生していた。   Therefore, due to the difference in the coefficient of linear expansion between the material constituting the retardation layer and the substrate, the conventional technique has a phenomenon in which a black display having a bright portion and a dark portion on the diagonal line occurs.

上記線膨張率の違いにより、位相差層の面内端部の光軸がずれ、コントラストのムラが発生する。すなわち、温度が上昇するにつれ位相差板の光軸が変化するので、スクリーンの四隅における黒特性の変化が顕著に現れ、画像特性に問題が発生してしまう。   Due to the difference in the linear expansion coefficient, the optical axis of the in-plane end portion of the retardation layer is shifted, and unevenness of contrast occurs. That is, as the temperature rises, the optical axis of the phase difference plate changes, so that the black characteristics change significantly at the four corners of the screen, causing problems in image characteristics.

<位相差板の構成>
上記問題点を解決するために、本実施形態では、例として、以下に示すような位相差板の構成について説明する。位相差板の構成としては、大別して図4〜図6に示す3つの種類がある。
<Configuration of retardation plate>
In order to solve the above problems, in the present embodiment, a configuration of a retardation plate as described below will be described as an example. The configuration of the phase difference plate is roughly divided into three types as shown in FIGS.

1つは、図4(a)および図4(b)に示すように、位相差板1aと位相差板1bとを組み合わせて用いる方法である。   One is a method in which the retardation film 1a and the retardation film 1b are used in combination as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b).

位相差板1aは、透明なガラス基板などからなる基板2aと、基板2a上に形成された配向膜3aと、配向膜3a上に形成された第1の位相差層4aとを有する。配向膜3aに施された配向処理に応じて、第1の位相差層4aの光軸の向きが調整される。配向膜3aは、例えば光照射により配向が可能な光配向膜により形成される。第1の位相差層4aは、例えば液晶ポリマにより形成される。   The retardation film 1a includes a substrate 2a made of a transparent glass substrate or the like, an alignment film 3a formed on the substrate 2a, and a first retardation layer 4a formed on the alignment film 3a. The direction of the optical axis of the first retardation layer 4a is adjusted according to the alignment treatment applied to the alignment film 3a. The alignment film 3a is formed of, for example, a photo-alignment film that can be aligned by light irradiation. The first retardation layer 4a is formed of, for example, a liquid crystal polymer.

位相差板1bは、透明なガラス基板などからなる基板2bと、基板2b上に形成された配向膜3bと、配向膜3b上に形成された第2の位相差層4bとを有する。配向膜3bおよび第2の位相差層4bの材料については、配向膜3aおよび第1の位相差層4aと同様である。   The retardation film 1b includes a substrate 2b made of a transparent glass substrate or the like, an alignment film 3b formed on the substrate 2b, and a second retardation layer 4b formed on the alignment film 3b. The materials of the alignment film 3b and the second retardation layer 4b are the same as those of the alignment film 3a and the first retardation layer 4a.

図5に示す位相差板1は、1つの基板2の一方面に、配向膜3aを介して第1の位相差層4aが形成され、さらに、配向膜3bと第2の位相差層4bとが積層されて構成された例である。   In the retardation plate 1 shown in FIG. 5, a first retardation layer 4a is formed on one surface of one substrate 2 via an alignment film 3a. Further, an alignment film 3b, a second retardation layer 4b, This is an example in which are stacked.

図6に示す位相差板1は、1つの基板2の一方面に配向膜3aを介して第1の位相差層4aが形成され、基板2の他方面に配向膜3bを介して第2の位相差層4bが形成されて構成された例である。   In the retardation plate 1 shown in FIG. 6, a first retardation layer 4a is formed on one surface of one substrate 2 via an alignment film 3a, and a second phase is formed on the other surface of the substrate 2 via an alignment film 3b. In this example, a retardation layer 4b is formed.

上記の位相差板1a,1bは、例えば液晶パネルの外側に配置されるか、液晶パネルに貼り付けられて使用される。また、位相差板1の場合には、基板2が液晶パネルの基板であってもよい。あるいは、位相差板1を液晶パネルに貼り付けるか、液晶パネルの外側に配置して使用してもよい。   The retardation plates 1a and 1b are used, for example, disposed outside the liquid crystal panel or attached to the liquid crystal panel. In the case of the phase difference plate 1, the substrate 2 may be a substrate of a liquid crystal panel. Alternatively, the phase difference plate 1 may be attached to a liquid crystal panel or may be disposed outside the liquid crystal panel.

本実施形態では、各位相差層4a,4bは、面内における光軸が常温において異なる方向に形成される。ここで、位相差層4a,4bにおいて、一般に屈折率が大きくなる方向を遅相軸といい、遅相軸の直角方向を進相軸という。ここでは、遅相軸を光軸という。なお、進相軸を光軸としてもよい。   In the present embodiment, each of the retardation layers 4a and 4b is formed in a direction in which the in-plane optical axes are different at room temperature. Here, in the phase difference layers 4a and 4b, the direction in which the refractive index generally increases is called the slow axis, and the direction perpendicular to the slow axis is called the fast axis. Here, the slow axis is called the optical axis. The fast axis may be the optical axis.

図7(a)は第1の位相差層4aの常温における光軸の向きを示す模式図であり、図7(b)は第2の位相差層4bの常温における光軸の向きを示す模式図である。   FIG. 7A is a schematic diagram showing the direction of the optical axis of the first retardation layer 4a at room temperature, and FIG. 7B is a schematic diagram showing the direction of the optical axis of the second retardation layer 4b at room temperature. FIG.

第1の位相差層4aは、中央部における垂直方向の光軸Ax1を基準光軸として、周辺部における光軸Ax2,Ax3,Ax4,Ax5が常温において基準光軸Ax1とは異なる方向に形成されている。例えば、一方の対角線方向に存在する光軸Ax2,Ax3は、基準光軸Ax1に対して回転方向(右回り)Rにずれて形成されている。また、他方の対角線方向に存在する光軸Ax4,Ax5は、基準光軸Ax1に対して回転方向(左回り)Lにずれて形成されている。   The first retardation layer 4a is formed in a direction in which the optical axes Ax2, Ax3, Ax4, and Ax5 in the peripheral portion are different from the reference optical axis Ax1 at normal temperature with the vertical optical axis Ax1 in the central portion as the reference optical axis. ing. For example, the optical axes Ax2 and Ax3 existing in one diagonal direction are formed to be shifted in the rotation direction (clockwise) R with respect to the reference optical axis Ax1. The optical axes Ax4 and Ax5 existing in the other diagonal direction are formed so as to be shifted in the rotational direction (counterclockwise) L with respect to the reference optical axis Ax1.

第2の位相差層4bは、中央部における水平方向の光軸Bx1を基準光軸として、周辺部における光軸Bx2,Bx3,Bx4,Bx5が常温において基準光軸Bx1とは異なる方向に形成されている。例えば、一方の対角線方向に存在する光軸Bx2,Bx3は、基準光軸Bx1に対して回転方向(左回り)Lにずれて形成されている。また、他方の対角線方向に存在する光軸Bx4,Bx5は、基準光軸Bx1に対して回転方向(右回り)Rにずれて形成されている。   The second retardation layer 4b is formed in a direction in which the optical axes Bx2, Bx3, Bx4, and Bx5 in the peripheral portion are different from the reference optical axis Bx1 at room temperature with the horizontal optical axis Bx1 in the central portion as the reference optical axis. ing. For example, the optical axes Bx2 and Bx3 existing in one diagonal direction are formed so as to be shifted in the rotation direction (counterclockwise) L with respect to the reference optical axis Bx1. The optical axes Bx4 and Bx5 existing in the other diagonal direction are formed so as to be shifted in the rotation direction (clockwise) R with respect to the reference optical axis Bx1.

この結果、第1の位相差層4aと第2の位相差層4bの互いの光軸の交差角度は、図8(a)に示されるようになる。   As a result, the crossing angle of the optical axes of the first retardation layer 4a and the second retardation layer 4b is as shown in FIG.

すなわち、常温において、中央部での光軸の交差角度A3を90°に設定した場合に、一方の対角線上にある光軸の交差角度B3及びD3が90°より小さくなるように設定され、他方の対角線上にある光軸の交差角度C3及びE3は、90°より大きくなるように設定される。   That is, at normal temperature, when the optical axis crossing angle A3 at the center is set to 90 °, the optical axis crossing angles B3 and D3 on one diagonal line are set to be smaller than 90 °, The crossing angles C3 and E3 of the optical axes on the diagonal line are set to be larger than 90 °.

あるいは、図8(b)に示すように、中央部での光軸の交差角度A3’を90°に設定した場合に、一方の対角線上にある光軸の交差角度B3’及びD3’を90°より大きく設定するときが好ましいときは、他方の対角線上における光軸の交差角度C3’及びE3’を90°より小さくする。   Alternatively, as shown in FIG. 8B, when the crossing angle A3 ′ of the optical axes at the center is set to 90 °, the crossing angles B3 ′ and D3 ′ of the optical axes on one diagonal line are set to 90. When it is preferable to set the angle larger than °, the crossing angles C3 ′ and E3 ′ of the optical axes on the other diagonal line are made smaller than 90 °.

室温において、図8(a)および(b)に示すように、中央部での光軸の交差角度と、対角線上にある四隅の光軸の交差角度を変えることにより、投射型プロジェクタの動作時、すなわち、位相差板の温度が上昇したとき、図9(a)および図9(b)のように、光軸の交差角度を、面内で略一致させる。   At room temperature, as shown in FIGS. 8A and 8B, by changing the crossing angle of the optical axes at the center and the crossing angles of the optical axes at the four corners on the diagonal line, That is, when the temperature of the phase difference plate rises, the crossing angles of the optical axes are substantially matched within the plane as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b).

上記したように、温度上昇に伴う位相差層の光軸のずれは、対角線方向に特に顕著となっている。このため、少なくとも対角線上に位置する4隅の光軸を中央部の光軸に対して異ならせることが好ましい。対角線上に位置する部分以外の光軸の向きは、中央部と4隅の中間に規定しても、中央部と同じに設定してもよい。例えば配向膜3a,3bとして光配向膜を用いる場合には、位相差層の面内における光軸の向きを多種類に調整可能である。しかし、通常のラビング処理により配向させる場合には、スループットの観点から面内における光軸の向きを多種類に調整することは困難なため、4隅の光軸のみを異ならせることが好ましい。   As described above, the shift of the optical axis of the retardation layer accompanying the temperature rise is particularly noticeable in the diagonal direction. For this reason, it is preferable that the optical axes at the four corners located at least on the diagonal are different from the optical axis at the center. The direction of the optical axis other than the portion located on the diagonal line may be defined in the middle between the central portion and the four corners, or may be set to be the same as the central portion. For example, when an optical alignment film is used as the alignment films 3a and 3b, the direction of the optical axis in the plane of the retardation layer can be adjusted in many kinds. However, when the alignment is performed by a normal rubbing process, it is difficult to adjust the direction of the optical axis in the plane in various ways from the viewpoint of throughput, and it is preferable to change only the optical axes at the four corners.

いずれにしても、常温において周辺部、特に4隅の交差角度を予め基準交差角度からずらしておき、使用状態の温度において周辺部における光軸の交差角度を基準交差角度に略一致させる。   In any case, the crossing angles of the peripheral parts, particularly the four corners, are preliminarily shifted from the reference crossing angle at room temperature, and the crossing angles of the optical axes in the peripheral part are substantially matched with the reference crossing angle at the temperature in use.

上記の本実施形態に係る位相差板を投射型液晶表示装置に使用した場合に、実際に、図10に示すように、使用状態の温度において、むらのない高品位かつ高コントラストの画像を表示させることができた。   When the retardation plate according to the present embodiment is used in a projection-type liquid crystal display device, a high-quality and high-contrast image without unevenness is actually displayed at the temperature in use as shown in FIG. I was able to.

<位相差板の作製方法>
上記の位相差板の作製方法の例について説明する。なお、本例では、一例として、図4(a)に示す位相差板1aの作製方法について説明する。
<Production method of retardation plate>
An example of a method for producing the retardation plate will be described. In this example, a method for manufacturing the retardation film 1a shown in FIG. 4A will be described as an example.

まず、位相差板に用いる基板2aを作製する。基板2aとして、例えば、透明絶縁性基板を用意する。なお、液晶パネルと一体に作製する場合には、TFT素子などのスイッチング素子や透明電極が付いた透明絶縁基板であってもよい。   First, the board | substrate 2a used for a phase difference plate is produced. For example, a transparent insulating substrate is prepared as the substrate 2a. In the case of being manufactured integrally with the liquid crystal panel, a transparent insulating substrate with a switching element such as a TFT element or a transparent electrode may be used.

次に、基板2aの上に配向膜3aを塗布する。上記配向膜3aは、光硬化型配向膜を用いることが好ましい。光配向膜を形成する露光工程において、複数回の露光処理を行っても良いし、一枚のフォトマスクにおいて、一枚の位相差板の四隅に対応する領域の配向方向を変更しても良い。   Next, an alignment film 3a is applied on the substrate 2a. The alignment film 3a is preferably a photocurable alignment film. In the exposure process for forming the photo-alignment film, a plurality of exposure processes may be performed, or in one photomask, the orientation directions of regions corresponding to the four corners of one retardation plate may be changed. .

次に、配向膜の上に位相差層材料を塗布する。例えば、位相差層材料として液晶ポリマを使用する。液晶ポリマは、配向膜の配向方向に従って液晶分子が配向する。これにより、面内に複数の光軸を有する位相差板1aを作製することができる。位相差板1bの作製方法については、位相差板1aと同様である。なお、位相差板1aと位相差板1bを貼り合せても良い。   Next, a retardation layer material is applied on the alignment film. For example, a liquid crystal polymer is used as the retardation layer material. In the liquid crystal polymer, liquid crystal molecules are aligned according to the alignment direction of the alignment film. Thereby, the phase difference plate 1a having a plurality of optical axes in the plane can be produced. The manufacturing method of the retardation film 1b is the same as that of the retardation film 1a. The phase difference plate 1a and the phase difference plate 1b may be bonded together.

このときの各位相差層4a、4bの法線方向に対するリタデーションは、80nm以下であることが好ましい。また、各位相差層4a,4bの光軸(配向軸)の方向が、少なくとも液晶層の面内における中央部分の光軸に対して、周辺部分が0.5°〜5°異なることが好ましい。これは、温度の上昇に伴い、上記の角度範囲で光軸の変化が確認されたためである。   In this case, the retardation of each phase difference layer 4a, 4b with respect to the normal direction is preferably 80 nm or less. In addition, it is preferable that the direction of the optical axis (alignment axis) of each of the retardation layers 4a and 4b differs from the optical axis of at least the central part in the plane of the liquid crystal layer by 0.5 ° to 5 °. This is because the change of the optical axis was confirmed in the above angle range as the temperature increased.

図5および図6に示す位相差板1の作製では、さらに同一の基板に、配向膜3bおよび第2の位相差層4bを形成すればよい。   In the production of the retardation film 1 shown in FIGS. 5 and 6, the alignment film 3b and the second retardation layer 4b may be formed on the same substrate.

上記の本実施形態に係る位相差板により、室温における面内の光軸の交差角度の値を変更し、投射温度時においては、面内の光軸を揃えることが可能となる。この結果、本実施形態に係る位相差板により、液晶層の光学歪を面内において均一に補償することができる。   With the retardation plate according to the present embodiment, the value of the crossing angle of the in-plane optical axes at room temperature can be changed, and the in-plane optical axes can be aligned at the projection temperature. As a result, the retardation plate according to the present embodiment can uniformly compensate the optical distortion of the liquid crystal layer in the plane.

<液晶パネルおよび光変調手段の構成>
次に、上記の位相差板と液晶パネルを組み合わせて構成される光変調手段について、図11および図12を参照して説明する。
<Configuration of liquid crystal panel and light modulation means>
Next, an optical modulation unit configured by combining the above retardation plate and a liquid crystal panel will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG.

図11(a)では、入射側の偏光板11と、液晶パネル12と、出射側の偏光板13とを有する光変調手段10aにおいて、本実施形態に係る位相差板1aおよび位相差板1bが、液晶パネル12の前後に設置される例である。投射型表示装置に用いられる液晶パネル12の外側には、防塵ガラス12a,12bが存在する。防塵ガラス12a,12bの内側には、図示はしないが、液晶層とこれを挟む一対の基板が存在する。液晶パネル12の画素に入射した全ての光線は、各画素において光変調されて、投射レンズ14によって、スクリーン15に拡大投影される。   In FIG. 11A, in the light modulation means 10a having the polarizing plate 11 on the incident side, the liquid crystal panel 12, and the polarizing plate 13 on the output side, the phase difference plate 1a and the phase difference plate 1b according to this embodiment are It is an example installed before and after the liquid crystal panel 12. Dustproof glasses 12a and 12b exist outside the liquid crystal panel 12 used in the projection display device. Inside the dust-proof glasses 12a and 12b, although not shown, there are a liquid crystal layer and a pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer. All the light rays incident on the pixels of the liquid crystal panel 12 are optically modulated in each pixel, and are enlarged and projected onto the screen 15 by the projection lens 14.

また、例えば、図11(b)に示す構成も可能である。光変調手段10bでは、防塵ガラス12a、12bを備えた液晶パネル12と、出射側の偏光板13の間に、2つの位相差板1a、1bが設置されている。あるいは、液晶パネル12と入射側の偏光板11の間に、位相差板1a、1bを設置してもよい。   Further, for example, the configuration shown in FIG. In the light modulation means 10b, two retardation plates 1a and 1b are installed between the liquid crystal panel 12 provided with the dust-proof glasses 12a and 12b and the polarizing plate 13 on the emission side. Alternatively, retardation plates 1a and 1b may be installed between the liquid crystal panel 12 and the polarizing plate 11 on the incident side.

さらに、図12(a)に示すように、独立した部品としての位相差板を設置するのではなく、液晶パネル12内に位相差層を作り込んでもよい。例えば、光変調手段10cでは、液晶パネル12の防塵ガラス12aの内側に第1の位相差層4aが形成され、防塵ガラスの内側に第2の位相差層4bが形成されている。この場合には、各位相差層4a,4bの光軸を規制するための配向膜は防塵ガラス12a,12bとの間、あるいは図示しない内側の基板との間に形成される。   Further, as shown in FIG. 12A, a retardation layer may be formed in the liquid crystal panel 12 instead of installing a retardation plate as an independent component. For example, in the light modulation means 10c, the first retardation layer 4a is formed inside the dustproof glass 12a of the liquid crystal panel 12, and the second retardation layer 4b is formed inside the dustproof glass. In this case, an alignment film for restricting the optical axis of each of the retardation layers 4a and 4b is formed between the dust-proof glasses 12a and 12b, or between an inner substrate (not shown).

また、図12(b)に示す光変調手段10dのように、液晶パネル12において出射側の防塵ガラス12bの内側に、2つの位相差層4a,4bを作製してもよい。あるいは、液晶パネル12において入射側の防塵ガラス12aの内側に、2つの位相差層4a,4bを形成してもよい。   Further, as in the light modulation means 10d shown in FIG. 12B, two retardation layers 4a and 4b may be formed inside the emission-side dust-proof glass 12b in the liquid crystal panel 12. Alternatively, two retardation layers 4 a and 4 b may be formed inside the dust-proof glass 12 a on the incident side in the liquid crystal panel 12.

なお、図示された構造だけでなく、液晶パネル12の防塵ガラス12a,12bの外側に配向膜を介して2つの位相差層4a,4bを形成してもよい。この場合には、各防塵ガラス12a,12b上に1つずつの位相差層を形成しても、一方の防塵ガラス上にのみ2つの位相差層を形成してもよい。また、マイクロレンズを搭載した液晶パネルにも使用することができる。   In addition to the structure shown in the figure, the two retardation layers 4a and 4b may be formed outside the dust-proof glasses 12a and 12b of the liquid crystal panel 12 via an alignment film. In this case, one retardation layer may be formed on each dustproof glass 12a, 12b, or two retardation layers may be formed only on one dustproof glass. It can also be used for liquid crystal panels equipped with microlenses.

図11および図12に示すように本発明の位相差板あるいは位相差層を用いることにより、高コントラストかつ高品質の投射画像を得ることが出来る。   As shown in FIGS. 11 and 12, by using the phase difference plate or the phase difference layer of the present invention, a high contrast and high quality projected image can be obtained.

<液晶プロジェクタ装置の構成>
次に、上記の光変調手段10a〜10dのいずれかを用いて構成される投射型液晶表示装置について説明する。
<Configuration of liquid crystal projector>
Next, a projection type liquid crystal display device configured using any one of the light modulation means 10a to 10d will be described.

図13は、本実施形態の投射型液晶表示装置の全体構成の一例を示す図である。本実施形態の投射型液晶表示装置20は、3枚の透過型液晶パネルを用いて画像表示を行ういわゆる3板式の投射型液晶表示装置である。しかし、本発明は、3板式の投射型液晶表示装置だけに限らず、1枚の透過型液晶パネルを用いて画像表示を行ういわゆる単板式の投射型液晶表示装置に用いることもできる。以下に詳細について説明する。   FIG. 13 is a diagram showing an example of the overall configuration of the projection type liquid crystal display device of the present embodiment. The projection type liquid crystal display device 20 of this embodiment is a so-called three-plate type projection type liquid crystal display device that displays an image using three transmissive liquid crystal panels. However, the present invention is not limited to a three-plate projection type liquid crystal display device, and can also be used for a so-called single-plate type projection liquid crystal display device that displays an image using a single transmissive liquid crystal panel. Details will be described below.

3板式の投射型液晶表示装置では、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色に、光変調手段10R,10G,10Bが設置される。光変調手段10R,10G,10Bの構成は、図11および図12を参照して説明した光変調手段10a〜10dのいずれかに相当する。   In the three-plate projection type liquid crystal display device, light modulation means 10R, 10G, and 10B are installed for each color of red (R), green (G), and blue (B). The configuration of the light modulators 10R, 10G, and 10B corresponds to any of the light modulators 10a to 10d described with reference to FIGS.

図13に示されている投射型液晶表示装置20において、ランプ22はリフレクタ22aの焦点位置に発光部22bを有し、ランプ22から照射する光は、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出射される。   In the projection type liquid crystal display device 20 shown in FIG. 13, the lamp 22 has a light emitting portion 22b at the focal position of the reflector 22a, and the light emitted from the lamp 22 is light substantially parallel to the optical axis of the reflector 22a. Is emitted forward from the opening.

ランプ22の後段には、光変調手段10R、10G、10B中の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、正方配列されているマルチレンズアレイ23と、上記マルチレンズアレイ23のレンズセルに対向するように複数のレンズセルが形成されているマルチレンズアレイ24が配置されている。このマルチレンズアレイ23、24で集光された光は、偏光変換ブロック25によって、所定の偏光方向の光に偏光される。すなわち、ランプ22から出射した無偏光(P偏光波+S偏光波)の光は、偏光変換ブロック25を通過することによって、光変調手段10R、10G、10Bに対応した所定の偏光方向(例えば、P偏光波)の光に変換される。   In the rear stage of the lamp 22, a similar external shape that is substantially equal to the aspect ratio of the illuminated area (corresponding to an effective aperture for performing light modulation for pixel formation) of the liquid crystal panel in the light modulation means 10R, 10G, and 10B. For example, and a multi-lens array 24 in which a plurality of lens cells are formed so as to face the lens cells of the multi-lens array 23. Is arranged. The light condensed by the multi-lens arrays 23 and 24 is polarized by the polarization conversion block 25 into light having a predetermined polarization direction. That is, the non-polarized light (P-polarized wave + S-polarized wave) emitted from the lamp 22 passes through the polarization conversion block 25 and thereby has a predetermined polarization direction (for example, P) corresponding to the light modulation means 10R, 10G, 10B. Polarized light).

偏光変換ブロック25によって、例えばP偏光波に変換された光は、偏光変換ブロック25の後段に配置されている平凸レンズ26に入射する。この平凸レンズ26は、偏光変換ブロック25からの光を集光して、効率良く、光変調手段10R、10G、10Bを照射する。   The light converted into, for example, a P-polarized wave by the polarization conversion block 25 is incident on a plano-convex lens 26 arranged at the subsequent stage of the polarization conversion block 25. The plano-convex lens 26 condenses the light from the polarization conversion block 25 and efficiently irradiates the light modulation means 10R, 10G, and 10B.

平凸レンズ26から出射した光、すなわち白色光は、まず赤色光Rを通過するダイクロイックミラー27に入射して、ここで赤色光Rは通過し、緑色G及び青色光Bが反射する。このダイクロイックミラー27を透過した赤色光Rはミラー28により、進行方向を例えば90°曲げられて平凸レンズ29を介して光変調手段10Rに導かれる。   The light emitted from the plano-convex lens 26, that is, white light, first enters the dichroic mirror 27 that passes the red light R, where the red light R passes and the green G and blue light B are reflected. The red light R transmitted through the dichroic mirror 27 is guided by the mirror 28 to the light modulation means 10R via the plano-convex lens 29 with the traveling direction being bent by 90 °, for example.

一方、ダイクロイックミラー27で反射した緑色光G及び青色光Bは、青色光Bを透過するダイクロイックミラー30に入射して、緑色光Gと青色光Bに分離される。すなわち、緑色光Gは反射して、平凸レンズ31を介して光変調手段10Gに導かれる。また、青色光Bはダイクロイックミラー30を透過して直進し、リレーレンズ32、ミラー33、リレーレンズ34、ミラー35、平凸レンズ36を介して光変調手段10Bに導かれる。   On the other hand, the green light G and the blue light B reflected by the dichroic mirror 27 enter the dichroic mirror 30 that transmits the blue light B, and are separated into the green light G and the blue light B. That is, the green light G is reflected and guided to the light modulation means 10G via the plano-convex lens 31. The blue light B passes through the dichroic mirror 30 and travels straight, and is guided to the light modulation means 10B via the relay lens 32, the mirror 33, the relay lens 34, the mirror 35, and the plano-convex lens 36.

光変調手段10R、10G、10Bで光変調された各色光は、それぞれクロスプリズム37に入射する。このクロスプリズム37は、例えば複数のガラスプリズムを接合して外形が形成される。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37a、37bが形成されている。例えば、干渉フィルタ37aは赤色光Rを反射して緑色光Gを透過するように構成されている。また、干渉フィルタ37bは、青色光Bを反射して緑色光Gを透過するように構成されている。したがって、赤色光Rは干渉フィルタ37aで、また青色光Bは干渉フィルタ37bで投射レンズ38の方向に反射される。そして、緑色光Gは、干渉フィルタ37a、37bを透過することにより、投射レンズ38に到達し、ここで各色光が1つの光軸に合成されるようになる。   Each color light light-modulated by the light modulation means 10R, 10G, 10B enters the cross prism 37, respectively. The cross prism 37 has an outer shape formed by, for example, joining a plurality of glass prisms. Interference filters 37a and 37b having predetermined optical characteristics are formed on the joint surfaces of the glass prisms. For example, the interference filter 37a is configured to reflect red light R and transmit green light G. The interference filter 37b is configured to reflect the blue light B and transmit the green light G. Therefore, the red light R is reflected by the interference filter 37a, and the blue light B is reflected by the interference filter 37b in the direction of the projection lens 38. Then, the green light G reaches the projection lens 38 by passing through the interference filters 37a and 37b, where each color light is combined into one optical axis.

上記の本実施形態に係る投射型液晶表示装置では、上記した本実施形態に係る位相差層あるいは位相差板を備えることにより、高コントラスト、かつ、コントラストむらのない高品質の表示を得ることができる。特に、単独の部品としての位相差板ではなく、位相差層4a,4bを備えた液晶パネルを用いることにより、投射型液晶表示装置の小型化を図ることができる。   In the projection-type liquid crystal display device according to the above-described embodiment, by providing the retardation layer or the retardation plate according to the above-described embodiment, it is possible to obtain a high-quality display with high contrast and no contrast unevenness. it can. In particular, by using a liquid crystal panel provided with retardation layers 4a and 4b instead of a retardation plate as a single component, the projection type liquid crystal display device can be miniaturized.

本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
本発明の位相差板あるいは位相差層は、TN−LCD型の液晶パネルやVA−LCD型の液晶パネルを用いた投射型液晶表示装置だけでなく、直視型の液晶パネルにも同様に適用することができる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the description of the above embodiment.
The retardation plate or retardation layer of the present invention is similarly applied not only to a projection type liquid crystal display device using a TN-LCD type liquid crystal panel or a VA-LCD type liquid crystal panel, but also to a direct view type liquid crystal panel. be able to.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

温度上昇に伴って発生するコントラストむらを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the contrast nonuniformity which generate | occur | produces with a temperature rise. 従来の位相差層の光軸設計の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the optical axis design of the conventional phase difference layer. 投射時の温度における位相差層の光軸の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the optical axis of the phase difference layer in the temperature at the time of projection. 本実施形態に係る位相差板の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the phase difference plate which concerns on this embodiment. 位相差板の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a phase difference plate. 位相差板の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a phase difference plate. 各位相差層の常温における光軸の向きを示す図である。It is a figure which shows the direction of the optical axis in normal temperature of each phase difference layer. 常温における2つの位相差層の光軸の交差角度を示す図である。It is a figure which shows the crossing angle of the optical axis of two phase difference layers in normal temperature. 投射温度における2つの位相差層の光軸の交差角度を示す図である。It is a figure which shows the crossing angle of the optical axis of two phase difference layers in projection temperature. 本実施形態に係る位相差板の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the phase difference plate which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る液晶パネルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the liquid crystal panel which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る液晶パネルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the liquid crystal panel which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る投射型表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection type display apparatus which concerns on this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1,1a,1b…位相差板、2…基板、2a…第1の基板,2b…第2の基板、3a,3b…配向膜、4a…第1の位相差層、4b…第2の位相差層、10a,10b,10c,10d…光変調手段、11…偏光板、12…液晶パネル、12a…防塵ガラス、12b…防塵ガラス、13…偏光板、14…投射レンズ、15…スクリーン、20…投射型表示装置、22…ランプ、22a…リフレクタ、22b…発光部、23,24…マルチレンズアレイ、25…偏光変換ブロック、26…平凸レンズ、27…ダイクロイックミラー、28…ミラー、29…平凸レンズ、30…ダイクロイックミラー、31…平凸レンズ、32…リレーレンズ、33…ミラー、34…リレーレンズ、35…ミラー、36…平凸レンズ、37…クロスプリズム、37a…干渉フィルタ、37b…干渉フィルタ、38…投射レンズ
1, 1a, 1b ... retardation plate, 2 ... substrate, 2a ... first substrate, 2b ... second substrate, 3a, 3b ... alignment film, 4a ... first retardation layer, 4b ... second position Phase difference layer, 10a, 10b, 10c, 10d ... light modulation means, 11 ... polarizing plate, 12 ... liquid crystal panel, 12a ... dust-proof glass, 12b ... dust-proof glass, 13 ... polarizing plate, 14 ... projection lens, 15 ... screen, 20 Projection type display device, 22: Lamp, 22a: Reflector, 22b ... Light emitting unit, 23, 24 ... Multi lens array, 25 ... Polarization conversion block, 26 ... Plano-convex lens, 27 ... Dichroic mirror, 28 ... Mirror, 29 ... Flat Convex lens, 30 ... Dichroic mirror, 31 ... Plano-convex lens, 32 ... Relay lens, 33 ... Mirror, 34 ... Relay lens, 35 ... Mirror, 36 ... Plano-convex lens, 37 ... Cross prism, 37 ... interference filter, 37b ... interference filter, 38 ... projection lens

Claims (17)

基板と、
前記基板上に形成された位相差層とを有し、
前記位相差層は面内における光軸が常温において異なる方向に形成され、所定の温度にまで上昇した際に面内の光軸が揃うように規定された
位相差板。
A substrate,
A retardation layer formed on the substrate;
The retardation layer is formed such that the in-plane optical axes are formed in different directions at room temperature, and the in-plane optical axes are aligned when the in-plane optical axes are raised to a predetermined temperature.
前記位相差層は、中央部における光軸を基準光軸として、周辺部における光軸が常温において前記基準光軸とは異なる方向に形成され、所定の温度にまで上昇した際に前記周辺部の光軸の方向が前記基準光軸に揃うように規定された
請求項1記載の位相差板。
The retardation layer is formed in a direction different from the reference optical axis at normal temperature with the optical axis in the central portion as a reference optical axis, and when the optical axis in the peripheral portion rises to a predetermined temperature, The phase difference plate of Claim 1. It was prescribed | regulated so that the direction of an optical axis might align with the said reference | standard optical axis.
前記位相差層は、前記位相差層の外形の対角線方向に位置する周辺部の光軸が、常温において前記基準光軸とは異なる方向に形成された
請求項2記載の位相差板。
The phase difference plate according to claim 2, wherein the retardation layer is formed such that an optical axis of a peripheral portion located in a diagonal direction of an outer shape of the retardation layer is different from the reference optical axis at room temperature.
前記位相差層の前記周辺部の光軸が、第1の対角線方向では前記基準光軸に対して第1の回転方向にずれて形成され、前記第1の対角線と交差する第2の対角線方向では前記基準光軸に対して前記第1の回転方向とは逆向きの第2の回転方向にずれて形成された
請求項3記載の位相差板。
In the first diagonal direction, the optical axis of the peripheral portion of the retardation layer is shifted in the first rotation direction with respect to the reference optical axis, and the second diagonal direction intersects the first diagonal line. The phase difference plate according to claim 3, wherein the phase difference plate is formed so as to be shifted in a second rotation direction opposite to the first rotation direction with respect to the reference optical axis.
基板と、
前記基板上に形成された第1の位相差層および第2の位相差層と
を有し、
前記第1および第2の位相差層は、面内における互いの光軸の交差角度が常温において異なって形成され、所定の温度にまで上昇した際に面内における前記交差角度が略一致するように規定された
位相差板。
A substrate,
A first retardation layer and a second retardation layer formed on the substrate;
The first and second retardation layers are formed such that the crossing angles of the optical axes in the plane are different at room temperature, and the crossing angles in the plane substantially coincide with each other when the temperature rises to a predetermined temperature. Retardation plate specified in 1.
前記第1および第2の位相差層は、中央部における前記交差角度を基準交差角度として、周辺部における交差角度が常温において前記基準交差角度とは異なって形成され、所定の温度にまで上昇した際に前記周辺部の交差角度が前記基準交差角度に略一致するように規定された
請求項5記載の位相差板。
The first and second retardation layers are formed so that the crossing angle in the peripheral part is different from the reference crossing angle at normal temperature, with the crossing angle in the central part being a reference crossing angle, and the temperature has risen to a predetermined temperature. The retardation plate according to claim 5, wherein the crossing angle of the peripheral portion is defined so as to substantially coincide with the reference crossing angle.
前記第1および第2の位相差層は、前記第1および第2の位相差層の外形の対角線方向に位置する周辺部の光軸の交差角度が、常温において前記基準交差角度とは異なって形成された
請求項6記載の位相差板。
In the first and second retardation layers, the crossing angle of the optical axes of the peripheral portions located in the diagonal direction of the outer shape of the first and second retardation layers is different from the reference crossing angle at room temperature. The phase difference plate according to claim 6 formed.
前記周辺部の前記交差角度が、第1の対角線方向では前記基準交差角度よりも大きくなり、前記第1の対角線と交差する第2の対角線方向では前記基準交差角度よりも小さくなるように形成された
請求項7記載の位相差板。
The intersection angle of the peripheral portion is formed so as to be larger than the reference intersection angle in a first diagonal direction and smaller than the reference intersection angle in a second diagonal direction intersecting with the first diagonal line. The phase difference plate according to claim 7.
液晶層と、
前記液晶層の外側に配置された2つの基板と、
前記基板上に形成された第1の位相差層および第2の位相差層と
を有し、
前記第1および第2の位相差層は、面内における互いの光軸の交差角度が常温において異なって形成され、所定の温度にまで上昇した際に面内における前記交差角度が略一致するように規定された
液晶パネル。
A liquid crystal layer;
Two substrates disposed outside the liquid crystal layer;
A first retardation layer and a second retardation layer formed on the substrate;
The first and second retardation layers are formed such that the crossing angles of the optical axes in the plane are different at room temperature, and the crossing angles in the plane substantially coincide with each other when the temperature rises to a predetermined temperature. LCD panel specified in 1.
前記第1および第2の位相差層は、中央部における前記交差角度を基準交差角度として、周辺部における交差角度が常温において前記基準交差角度とは異なって形成され、所定の温度にまで上昇した際に前記周辺部の交差角度が前記基準交差角度に略一致するように規定された
請求項9記載の液晶パネル。
The first and second retardation layers are formed so that the crossing angle in the peripheral part is different from the reference crossing angle at normal temperature, with the crossing angle in the central part being a reference crossing angle, and the temperature has risen to a predetermined temperature. The liquid crystal panel according to claim 9, wherein the intersection angle of the peripheral portion is defined so as to substantially coincide with the reference intersection angle.
前記第1および第2の位相差層は、前記第1および第2の位相差層の外形の対角線方向に位置する周辺部の光軸の交差角度が、常温において前記基準交差角度とは異なって形成された
請求項10記載の液晶パネル
In the first and second retardation layers, the crossing angle of the optical axes of the peripheral portions located in the diagonal direction of the outer shape of the first and second retardation layers is different from the reference crossing angle at room temperature. The liquid crystal panel according to claim 10 formed.
前記周辺部の前記交差角度が、第1の対角線方向では前記基準交差角度よりも大きくなり、前記第1の対角線と交差する第2の対角線方向では前記基準交差角度よりも小さくなるように形成された
請求項11記載の液晶パネル。
The intersection angle of the peripheral portion is formed so as to be larger than the reference intersection angle in a first diagonal direction and smaller than the reference intersection angle in a second diagonal direction intersecting with the first diagonal line. The liquid crystal panel according to claim 11.
前記第1および第2の位相差層は、面内における互いの光軸の交差角度が常温において5°以内の角度範囲で異なって形成された
請求項9記載の液晶パネル。
10. The liquid crystal panel according to claim 9, wherein the first and second retardation layers are formed to have different crossing angles of optical axes in a plane within an angle range within 5 ° at room temperature.
前記第1および前記第2の位相差層は、法線方向におけるリタデーションが面内において10nm以上80nm以下となるように形成された
請求項9記載の液晶パネル。
10. The liquid crystal panel according to claim 9, wherein the first and second retardation layers are formed so that retardation in a normal direction is not less than 10 nm and not more than 80 nm in a plane.
前記第1の位相差層は、2つの前記基板のうちの一方の基板に形成され、
前記第2の位相差層は、他方の基板に形成された
請求項9記載の液晶パネル。
The first retardation layer is formed on one of the two substrates,
The liquid crystal panel according to claim 9, wherein the second retardation layer is formed on the other substrate.
前記第1の位相差層および前記第2の位相差層の双方が、2つの前記基板のうちの一方の基板に形成された
請求項9記載の液晶パネル。
The liquid crystal panel according to claim 9, wherein both the first retardation layer and the second retardation layer are formed on one of the two substrates.
光源と、
前記光源からの光を変調する液晶パネルと、
前記液晶パネルにより変調された光を投射する投射手段とを有し、
前記液晶パネルは、前記液晶層の外側に配置された2つの基板と、前記基板上に形成された第1の位相差層および第2の位相差層とを有し、
前記第1および第2の位相差層は、面内における互いの光軸の交差角度が常温において異なって形成され、所定の温度にまで上昇した際に面内における前記交差角度が略一致するように規定された
投射型表示装置。
A light source;
A liquid crystal panel that modulates light from the light source;
Projecting means for projecting light modulated by the liquid crystal panel;
The liquid crystal panel has two substrates disposed outside the liquid crystal layer, and a first retardation layer and a second retardation layer formed on the substrate,
The first and second retardation layers are formed such that the crossing angles of the optical axes in the plane are different at room temperature, and the crossing angles in the plane substantially coincide with each other when the temperature rises to a predetermined temperature. Projection type display device specified in 1.
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