JP2007114799A - 電子的補償方式の液晶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】映像装置で使用されるＬＣＤパネルのコントラストを電子的に調整できる方法を提供すること。
【解決手段】この方法は、所定の配向方位をとらせるべくＬＣＤパネルをリターダンストリム・リターダに接合し、少なくとも部分的に面内リターダンス残留リターダンスを補償するステップと、続いてＬＣＤパネルの暗状態を非メカニカルに精細にチューニングするステップ、からなる。好適態様での後者ステップは、ＬＣ電圧の暗状態での強度を調整することにより行う。この方法は、高いＯＮ／ＯＦＦコントラストを実現するべく電子的チューニングの対象たり得るリターダンストリム・リターダ／ＬＣＤパネルの集積アセンブリを、バッチ式に、例えばウェーハレベルで製造する場合に適用できる。
【選択図】図１０

Description

（マイクロフィシュ付録）
添付なし。

本発明は、概して投射型ディスプレイのための偏光補償に関し、特にＬＣＤパネルとトリム・リターダとを備えた電子的同調方式のＬＣＤ装置に関し、さらにはコントラストを改良すべく該ＬＣＤ装置を電子的に同調させるための方法、にも関する。

普通、大型画面のテレビジョンやモニタのための投射型ディスプレイ装置には、複数の液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤと記す）が使用される。そのようなＬＣＤ利用型の投射装置にあっては、ＬＣＤパネルに照射される前の高エネルギー光線は偏光器に通される。ＬＣＤパネルは、照射光線の偏光を画素ごとに制御し、それを対応した偏光解析器へ出力し、この解析器は、スクリーンに映像を投射するための投射レンズへ適正な偏光光線を送る。

特に作動乃至性能が良好なＬＣＤベースの投射装置の一例は、ＷＧＰベースＬＣｏＳ型マイクロディスプレイ方式のものであり、これは、複数のワイヤ格子偏光器（ＷＧＰ）とシリコン基膜担持式液晶（ＬＣｏＳ）の双方を備えた構造である。このマイクロディスプレイ方式は、透過型液晶（ｘＬＣＤ）や、デジタル光プロセッサ（ＤＬＰ）、さらには直視型ＬＣＤ等、といった他のマイクロディスプレイ技術と比較した場合、それらよりも画像の解像度とコントラスト度が高いことが既に実証されており、しかも典型的には、３個又は更に多数のマイクロディスプレイパネル（例えば１基本色周波数帯あたり１個のパネル）をもって構成することでスクリーン上での輝度を改良している。

図１は、普及タイプの３パネル式ＷＧＰベースＬＣｏＳ型のマイクロディスプレイ方式を示す。この方式は、光源５としての例えば高圧放電管と、ライトロッド７とを備える。ライトロッド７は、光源５からのコーン状光束を均一化して空間的に一様な光分布を確保する作用をなす。好ましい一例として、ライトロッド７は、直線偏光を生じさせる偏光変換ライトパイプ（ＰＣＬＰ）が挙げられる。第１レンズ８ａは、ライトパイプ７からの光を第１直角反射鏡９へ送り、この鏡は該光をさらに第１二色性フィルタ１０へ送り出す。この第１二色性フィルタ１０は青色光を残色光から分離し、取出された青色光は、第２及び第３レンズ８ｂ、８ｃを経由し更にそれぞれ第２及び第３直角反射鏡１７、１６を経由して第１ＬＣｏＳ型パネル２０ａへ導く。第１二色性フィルタ１０を透過した残色光は、第４及び第５レンズ８ｄ、８ｅを経由し更に第４直角反射鏡１１も経由して第２二色性フィルタ１２へ導く。第２二色性フィルタ１２は残色光を緑光と赤光とに分割し、緑光は第２ＬＣｏＳ型パネル２０ｂへ、又赤光は第３ＬＣｏＳ型パネル２０ｃへ、それぞれ導く。

各ＬＣｏＳ型パネル２０ａ、２０ｂ、２０ｃへ到達する前に、入射光はＷＧＰ１５、１４、１３とトリム・リターダ補償器２１ａ、２１ｂ、２１ｃとをそれぞれ透過してゆく。各ＷＧＰ１５等は、平行な複数の極細ワイヤで構成した偏光／解析器であって、これらＷＧＰは、極細ワイヤの方向に直交した偏光は透過させるが、極細ワイヤの方向に平行な偏光は反射するものであり、例えば図１に見られるように水平方向乃至Ｐ−方向の偏光を反射すべく設計されていれば、極細ワイヤは図１の紙面に直交した姿勢をとっている。各ＬＣｏＳ型パネル２０ａ等は、直線偏光された入射光線の偏光性を画素ごとに変え、変調光線を各ＷＧＰ１５等へそれぞれ帰還させるべく反射する。各ＷＧＰ１５等は、光の主たる進行方向に対してほぼ±４５°の角度に配向してあるので、偏光／解析器としての機能のほか、更にビームスプリッタとしての機能も発揮し、この後者の機能とは、各ＬＣｏＳ型パネルからの反射光を入射光路に直交した出射光路に沿って進行させるべく旋回、つまり屈折することにより入力光を出力光から分離する、という機能である。さらに具体的に言えば、各ＷＧＰ１５等は、例えばＯＮ状態の画素により９０°旋回させられた偏光、などのＳ−方向の偏光を反射してＸ−キューブ１９に向けて反射するのである。このような三原色チャンネルからの各画像を累和集積したＸ−キューブ１９は、投射レンズ１８を介し最終映像を大型スクリーン（図示せず）へ投射する。各々の三原色チャンネルは、前置偏光器（図示せず）及び／又はクリーンアップ解析器（図示せず）を更に備えていてもよく、これらは例えば１個以上のＷＧＰ及び／又は二色性の板状偏光器を含んでいてもよい。

反射性の各ＬＣｏＳ型パネル２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、以下ＬＣｏＳ型パネル２０と総称するが、例えば４５°ツイスト（４５ＴＮ）のネマチック相形成性、又は鉛直方向に整列した（ＶＡＮモード）のネマチック相形成性パネルであってよく、これらはドライブ（又は緩和）されてほぼホメオトロピック配向に近い状態となる。ホメオトロピック整列の近傍で暗的配向をとらせる液晶の場合、反射性ＬＣｏＳと透過性ｘＬＣＤにおける他のＬＣモード、即ち屈曲整合性ネマチック又はπセルも、やはりトリム・リターダを必要とする。反射性基膜の上のＶＡＮモードセルは、透過モードにおいては機能的にπセルと等価、即ち両者何れもＬＣ傾動面に垂直な軸線のまわりで視角対称性を示すグレースケールにおいては、電気的制御が可能な複屈折器として機能する。

ホメオトロピック整列では、単軸ポジティブＬＣ分子群はデバイス面に対し垂直に配向させられる。ＬＣモードの如何によっては、電圧印加が全くないか殆どないケースにおける暗（ＯＦＦ）状態は、スイッチ入り、つまり電圧駆動状態か、若しくは緩和状態である。実用上ほとんど全ての場合、暗状態における真のホメオトロピック配向は望ましくない、即ち、切替えの迅速さと正確さを保証するには前置的乃至先行予備的な傾動が必要とされる。さらに、ＬＣ膜への電場印加が必要な暗において４５ＴＮパネルに対する高電圧印加がないため、又は境界ＬＣ層が整列面効果により拘束されるので、暗状態における真のホメオトロピック配向は不可能であろう。その結果、暗状態でのディスプレイパネルは、面内及び面外の各残留リターダンス成分を、つまりＡプレート（A-plate）成分とＣプレート(C-plate)成分とを、それぞれ示す。ＬＣＤパネルにはポジティブ専用の単軸ＬＣを使用しているので、Ｃプレート成分は常にポジティブであり、それにより離軸照度における有効パネルリターダンスは増大する。

トリムリターダンス補償器２１ａ等、これらは以降トリム・リターダ（ＴＲ）２１と略記するが、マイクロディスプレイのコントラスト水準を改良する補償素子であり、これらがなければ暗（ＯＦＦ）状態におけるＬＣｏＳパネルの残留複屈折に起因してコントラスト水準には限界があった。特に、各トリム・リターダ２１は、対応ＬＣｏＳパネルの固有複屈折に起因した遅れを打ち消すための位相リターダンスを生じさせる。特段の注記なき限り、ここに言う「リターダンス」とは円環状リターダンスの度合とは対照的な意味における直線状リターダンスの度合を指す。直線状リターダンスとは、２つの直交方向屈折率を光学素子の厚さに乗じた２値の間の差異である。直線状リターダンスとは、一方の偏光の向きが直線状リターダンスの異常軸線に平行で、他の偏光の向きが該器の正常軸線に平行である場合において、直交方向の直線状２偏光の間における位相ずれをもたらす。他方、円環状リターダンスとは、右手側と左手側の円偏光の間における相体的位相差を生じさせるものである。

直線状リターダンスとは、面内又は面外のリターダンスである。光路長の差で表わされる面内リターダンス（ＩＰＲ）は、直交方向の面内２屈折率間の差に、光学素子の物理的厚さを乗じた値である。面外リターダンスは、光学素子の厚さ方向（Ｚ方向）の屈折率と一方の面内屈折率との間の差、又は、面内２屈折率の平均値、に光学素子の物理的厚さを乗じた値である。円錐状光束内の正常な入射光線は面内リターダンスのみに遭遇するが、傾斜光線（即ち、異常であるが主Ｓ−面と主Ｐ−面に平行）と斜走光線（異常、かつ主Ｓ−面と主Ｐ−面から離隔して入射）を含む軸線離反光は、面外・面内の両リターダンスにさらされる。

トリム・リターダ２１がなければ、暗（ＯＦＦ）状態における各マイクロディスプレイパネルを照らすＰ−偏光は、反射にともない若干楕円形に偏光するが、これはＬＣｏＳパネル２０の残留複屈折に起因したものである。Ｐ−成分とＳ−成分の両者を含んだ楕円形偏光が、対応したＷＧＰ１５等へ照射されると、Ｓ−成分はＸ−立法体１９へ向けて反射され、それにより大型スクリーンへの暗状態下での光線漏れを起し、当該投射系のコントラストの程度を制限する。

ＴＲ２１とＬＣｏＳ２０とを備え、映像アセンブリと称することもあるＴＲ補償型のＬＣｏＳパネルは、図２に単チャンネル型光学系として模式的に示すとおりである。所定の円錐角度範囲内の入力光線２６は、前置偏光器２３により優先的に偏光され、ＷＧＰ等からなる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１４により偏光コントラストが更に高められた直線偏光は先行処理され、リターダンス補償器２１を透過することで楕円形偏光になるとともに、ＬＣｏＳ２０の残留複屈折は、楕円性を消去して元どおりにするが、それはリターダンス補償器２１とＬＣｏＳ２０とからなる縦続列を２回通ることで直線偏光が出力されるということであり、この出力２７は理想的には投射系へ帰還し、決してＰＢＳ１４によって投射レンズ／スクリーンから逸らされることはない。

図３は暗状態にあるＬＣｏＳパネルの残留リターダンスの原因を示すものであり、ＶＡＮ−ＬＣｏＳディスプレイパネル２０を構成している１つのセル７０の内部における暗状態のＬＣ分子の配列は、この図に模式的に示す如くである。ＶＡＮ−ＬＣｏＳセル７０は、基板７１とカバーガラス７２とを備え、これら両者間に縦寸法ｄのＬＣ空隙７３が区画形成されている。このセル７０に充填されたネマチック液晶のＬＣ指標群７４は、このデバイスの法線即ちＺ軸線の方向から極位置角θ_ｃ７５で僅かに傾斜した配列であり、このデバイスの面へのＬＣ指標群の投射は、方位偏差φ_ｃ７６だけＸ軸線からずれた方向となっている。ＬＣｏＳセルの面内リターダンスΓ_ａＬＣと面外リターダンスΓ_ｃＬＣは、公知の２次指数方程式により求められる。

非常に小さな先行傾斜角（＜＜１０°）と低複屈折率の場合、面内リターダンスと面外リターダンスは、それぞれ、この傾斜角の正弦（ｓｉｎｅ）と余弦（ｃｏｓｉｎｅ）の２乗にＬＣｏＳセルのリターダンスΔｎ・ｄを乗じた積に近似した値であり、ここに言う、複屈折率Δｎ＝（ｎ_ｅ−ｎ_ｏ）は、ＬＣｏＳセル７０内部のＬＣ物質が示す異常光屈折率ｎ_ｅと常光線屈折率ｎ_ｏとの間の差、である。

各ＬＣｏＳパネル２０の残留複屈折率に起因したリターダンスを補償する面内リターダンスを与えることにより、トリム・リターダ２１はコントラストレベルを改善する。さらに詳しくは、トリム・リターダ２１は、対応した各ＬＣｏＳディスプレイ２０と同じ単パスＩＰＲ値を有したものを選定し、それらの各遅れ軸を、直交方位において、ＬＣｏＳパネル２０の各遅れ軸に配向させる。

かつ、それらリターダンスの速い軸を直交方位においてＬＣｏＳパネル２０の速い軸に整合させることができ、これによって、普通「交差軸」配置と称されている配置となる。このようなＴＲ／ＬＣｏＳの相対的配置関係は、図４に矢印線６１と６３とをもって示してあり、そのうちの矢印線６１はＬＣｏＳ２０の遅れ軸を、又矢印線６３はＴＲ２１の遅れ軸を指している。ここに言う遅れ軸（ＳＡ）と速い軸（ＦＡ）とは、垂直入射について直線状リターダンスを測定するときに見られる２本の直交複屈折軸線のことである。そして、ＳＡとＦＡの方向は、離軸照射の場合には変わり得ることに注意すべきである。

ＬＣｏＳのＳＡ６１は第２象限に示してあり、その方位は＋Ｘ軸に関し角度６２であり、ここで右手側ＸＹＺ座標軸系の適用を仮定すると、Ｚ軸はＬＣｏＳ／ＴＲ面に垂直であり、Ｘ軸は入射Ｐ−偏光の偏光方向に沿い、又Ｙ軸はＳ−偏光の偏光方向に沿い延長しており、本明細書中では一貫して、ＸＹＺ座標軸系の３本の軸と入射及び反射光の偏光方向とが相互にこのような関係にあるものと見なす。典型的には、ＬＣｏＳパネルのＳＡ６１が、実質上Ｓ−軸とＰ−軸の間の２等分線となるよう配置される。このＶＡＮ−ＬＣｏＳの遅れ軸を±４５°又は±１３５°に配向することがＶＡＮ−ＬＣｏＳパネルを効果的な電気的制御複屈折器（ＥＣＢ）として機能させる上で重要なことに注意されるべきで、その場合の交差方向の偏光変換は次の式（１）により与えられる。：

ここに言う、Γ_ｅｆｆは入射光に見られる電圧依存性の単パス有効リターダンスを単位長で表わしたもの、又λは照射光の波長であり、φはＰ−偏光に対する遅れ軸の方位角である。この構成におけるＶＡＮ−ＬＣｏＳは、ＯＮ状態にあるとき、近似的には、単パス中の「四分の一波長板」リターダンスとして機能する。

トリム・リターダ２１とＬＣｏＳパネル２０の遅れ軸６１、６３を直交方位配置にし次第、ＴＲ２１のＳＡ６３に沿い偏光された入射光の一成分は、ＴＲ２１中を伝播する際の長いリターダンスと、ＬＣｏＳパネル２０中を伝播する際の短いリターダンスとを交互に示し、或いは逆に、ＬＣｏＳパネル２０の遅れ軸６１に沿ったＴＲ２１のＦＡに沿い偏光された入射光の一成分は、ＴＲ２１中を伝播する際の短いリターダンスと、ＬＣｏＳパネル２０中を伝播する際の長いリターダンスとを交互に示すであろう。ＬＣｏＳ２０の一方向リターダンスがＴＲ２１の一方向リターダンスと等しい場合における正味の効果は、入力した偏光光線の２直交成分間に相対的リターダンスがゼロ、ということになり、その結果、ＴＲ／ＬＣｏＳアセンブリ２０、２１中を伝播したのちにも入射光の偏光性には変化が見られない、つまり出力光は入射光と同じ偏光性を示す、ということになる。その場合、対応したＷＧＰ及び／又は追加使用可能なクリーンアップ偏光器は出力光をはじき返すので、暗状態のパネルへの光線漏れはスクリーン上に現れない。トリム・リターダ２１はＯＮ状態のＬＣｏＳパネルの処理量を顕著に変えることがないので、結果的に逐次的コントラスト（全ＯＮ／全ＯＦＦ）が実質上改善されるのである。

面内リターダンスに加えて、一般にトリム・リターダ２１は視野を拡大すべく面外リターダンスも可能にする構成である。具体的には、トリム・リターダ２１は面内リターダンスを補償するためのＡプレート(A-plate)補償成分と、面外リターダンスを補償するためのＣプレート(C-plate)補償成分の双方を備えるのが普通である。さらに採用随意なものとして、トリム・リターダ２１はＯプレート成分を備えていてもよい。Ａプレートとは、該プレートの面に平行に配向された異常光軸線を有する単軸性複屈折材料で形成した光学的リターダである。Ｃプレートとは、該板の面に直交状に配向、即ち入射正常光線と平行に配置された異常光軸線を有する単軸性複屈折材料で形成した光学的リターダである。Ｃプレートは負の複屈折を示す。Ｏプレートは、該板の面に斜めに配向された異常軸線、即ち光学軸乃至ｃ軸、を有する単軸性複屈折材料で形成した光学的リターダである。

上述のようにトリム・リターダ２１が行うＡプレートリターダンスは、理想的には、ＯＦＦ状態の対応ＬＣｏＳパネル２０の面内リターダンスに匹敵対応したものである。しかし実際上は、ＬＣｏＳパネル２０とトリム・リターダ２１の両者のＡプレートリターダンスは、デバイスの厚さや材料の複屈折度における製作時の誤差や、さらには作動条件の経時変動（温度や機械的応力におけるドリフト等）に起因して各素子内部で変動する傾向がある。そのため、補償の適切さを保証するには、ＬＣｏＳパネル２０が示すＡプレートリターダンスよりも高い（強い）リターダンスをトリム・リターダ２１内部に生じさせるのが普通である。例えば５ｎｍのＡプレートリターダンスを有するトリム・リターダは、同じ波長λにおいて２ｎｍのＡプレートリターダンスを有する鉛直整列ネマチック（ＶＡＮ）のＬＣｏＳを補償すべく採用されることが多い。

当分野の専門家には公知であるが、このようなＡプレート値における非適合（mismatch）は、上述の交差軸配向６３に関し相対的にトリム・リターダ２１のＳＡのオフセット処理を行う必要を生じ、交差配置からずらすことにより最適のコントラストが実現する。換言すれば、トリム・リターダの方位角をオーバークロッキング角度と称されるφ_ｏｂだけ交差配置から回動させることにより、該リターダンスのメカニカルな「クロッキング適性化」がなされる。上述のように、ＶＡＮ−ＬＣｏＳパネルの遅れ軸と速い軸がＳ−及びＰ−偏光面を２等分する場合には、ＩＰＲ値が高いトリム・リターダのオーバークロッキング角度φ_ｏｂは次の式（２）を用いて算出される。：

ここに言う、Γ_ａＴＲはトリム・リターダのＡプレートリターダンス、又Γ_ａＬＣはＬＣｏＳのＡプレートリターダンスで、Γ_ａＴＲ＞Γ_ａＬＣである。

表（１）には、２ｎｍのＡプレートリターダンスを有するＬＣｏＳパネルを補償するべく、Ａプレートリターダンス２〜１０ｎｍのトリム・リターダに対して計算されたオーバークロッキング角度を示す。反対側の象限には、さらに２つの方位角度（即ち表中のオーバークロッキング角度±１８０°）が見られる。

個々のパーツ（パネル）間で面内リターダンス分布の２０％をも示す多数のウェーハからなるバッチ（群）を取扱うようなＬＣｏＳディスプレイ技術においては、ＬＣｏＳパネルに関し相対的にトリムリターダンス補償器を回動させることが、アセンブリ構成上、慣用のコントラスト最適化手段となっている。各ＬＣｏＳ−ＴＲ対の積極的かつメカニカルな位置整合つまりメカニカル’クロッキング’は、所与のいかなるパネルにも常にクロックイン（必要な時刻にアクセス）できる刻み角度について行うものである。

図１と図２は、作像アセンブリとも称される従来のＴＲ／ＬＣＤパネルの組合体を示しており、ここではＴＲ２１とＬＣＤパネル２０が個々に製作された別々の素子であって、これら異種素子は互いに近接して配置されメカニカルに結合されている。このような作像アセンブリ、即ちＬＣｏＳパネルを外部の塵埃から護りつつ積極的かつメカニカルなクロッキングを行うべくＴＲを回動させる作像アセンブリは、本発明の出願における譲受人と同じ譲受人による係属中の米国出願第１１／３５８,６０５号に開示されている。この作像アセンブリは、ＴＲ／ＬＣＤパネル組合体の積極的なメカニカルクロッキングを簡単化してはいるが、各アセンブリ個々に対して行う連携的かつ積極的な回動調整は、なお依然として時間がかかり資源消費量も多いままであった。

代替的な方策は、ＬＣｏＳパネルをＴＲ補償器に集積し一体化した作像アセンブリを提供することであろう。それは、やはり本出願と同じ譲受人により係属中の米国特許出願第２００５／０１２８３９１号に開示されている如きものである。この構成の利点は、ＬＣｏＳとＴＲとの集積を、ＬＣｏＳ製造ステップと同じステップにおいてウェーハレベルで行えることであり、従って単一の補償ずみウェーハから多数の作像アセンブリを１段階の操作で製作できる。しかしながら、同じウェーハから取った複数のＬＣｏＳパネルの間には、残存ＩＰＲにばらつきが見られるので、作像アセンブリのなかにはリターダンス補償の精度が悪いものが混じる恐れがあり、結果として高コントラスト作像パネルの収率が低下するという問題があった。

故に、個々のＬＣｏＳパネル−トリム・リターダペアに対しては何らのメカニカル位置整合つまりクロッキングも要することなしに高コントラストが保証できるような、ＬＣｏＳディスプレイパネル群の残存面内リターダンスを補償する方法、が望まれるのである。

従って本発明の一目的は、高コントラストのための積極的なメカニカルクロッキング操作が不要なＴＲ／ＬＣＤパネル組合体、を提供することである。

本発明の他の目的は、高コントラストを保証すべく、ＴＲ／ＬＣＤパネル組合体の偏光度整合を電子的に同調する方法、の提供である。

更に他の目的は、ＬＣＤパネルの面内残留リターダンスを電子的に補償する方法、の提供である。

本発明の別の目的は、電子的なコントラスト調整に適したＬＣＤパネル−トリム・リターダ組合体を、ウェーハレベルで製造する方法の提供である。

さらに別の目的は、ＬＣＤ利用式の作像デバイスによる映像のコントラストを電子的に同調する方法、の提供である。
米国特許出願第２００５／０１２８３９１号

本発明によれば、所定の偏光性を示す入射光線に関して、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルの面内残留リターダンスに起因した望まれざる効果を補償し、若しくは少なくとも減衰させる方法が提供される。この方法は、一般的に次の各ステップからなる。：即ち、
（ａ）トリム・リターダを前記ＬＣＤパネルに光学的に結合するステップ、但し当該リターダンスの面内残留リターダンスはＬＣＤパネルのそれよりも大であり、
（ｂ）固定位置にある前記ＬＣＤパネルに関しトリム・リターダを相対的に配向することにより、入射光線の偏光性を変化させるべく作用するＬＣＤパネルの残留リターダンスの効果を、前記トリム・リターダの偏光性変化効果により少なくとも部分的に補償するステップ、及び

（ｃ）前記ＬＣＤパネルに印加される電圧と、当該パネルの温度と、前記トリム・リターダの温度、とのうち少なくとも１つのファクタを調整することにより、所定偏光状態の入射光線に対し当該ＬＣＤパネル及びトリム・リターダが示す結合的偏光性変化効果を減衰し、当該パネルの所望の暗（ＯＦＦ）状態作動条件を実現するステップ、である。

本発明の一実施態様における前記ステップ（ｂ）は、入射光線に対するＬＣＤパネルの面内残留リターダンスを過度に補償すべく、該パネルに対しトリム・リターダを相対配向するものであり、前記ステップ（ｃ）が、ＬＣＤパネルの面内リターダンス強度値が面内残留リターダンスのレベルから偏移する方向に、該パネルに対し電圧を印加するステップ（ｄ）と、所定の偏光状態にある入射光線に対し当該ＬＣＤパネル及びトリム・リターダが示す結合的偏光性変化効果を最小にすべく、このパネルへの印加電圧を調整するステップ（ｅ）と、かくして調整された電圧を当該ＬＣＤパネルの暗状態電圧として利用するステップ（ｆ）を含む。

他の観点からすれば、本発明は、所定の直線偏光状態にある入射光線を変調するＬＣＤアセンブリに関し、このアセンブリは、暗状態で面内残留リターダンスを有するＬＣＤパネルと、入射光線の光路の中に配置されたリターダンス補償素子とを備え、この素子は、光線に対する当該ＬＣＤパネルの面内残留リターダンスを過度に補償することによって当該アセンブリ出口での光線の交差状偏光への変換（cross-polarization conversion）を誘起させるものであり、当該パネルに対する印加電圧はこの交差状偏光を軽減する作用をなす。

本発明が提供する他の特徴的な構成にあっては、所定の直線偏光状態にある入射光線を変調するＬＣＤアセンブリに関し、このアセンブリは、暗状態で面内残留リターダンスを有し、且つＬＣ画素群のアレイを備えたＬＣＤパネルを備え、更に入射光線の光路の中に配置されたリターダンス補償素子を有しており、この素子が、光線に対する当該ＬＣＤパネルの面内残留リターダンスに起因した偏光性変化効果を少なくとも部分的に補償するものであり、当該パネルは複数の領域に分割され、各領域は前記画素の空間的な１群を備えているとともに、作動に際しては、各画素群は他の画素群に対するそれぞれの暗電圧とは異なった波形の電圧によってドライブされ、得られる映像の空間的コントラストの一様性が、全ての画素群に対し同一の暗電圧を印加する場合に比べ改善される構成である。

さらに他の観点からすれば、本発明はＬＣＤパネルの製造方法を提供するものである。この方法は、次の各ステップ、即ち：それぞれ面内リターダンスを有する複数のＬＣＤパネルを形成すべき複数部分からなる背板ウェーハを準備するステップと、各ＬＣＤパネルの面内リターダンスよりも強い面内リターダンスを有するトリム・リターダ用のウェーハを準備するステップと、 両ウェーハ間の隙間にＬＣ層を保持できるようにトリム・リターダ用ウェーハを背板ウェーハの上に重ねるステップと、ＬＣＤパネルアセンブリの列が形成できる相対的固定位置において、トリム・リターダ用ウェーハを背板ウェーハに接合するステップと、このアセンブリ列をほぼ立方形の小片群に裁断することにより分離され、かつ各々トリム・リターダに集積一体化されてなる複数のＬＣＤパネルアセンブリを形成するステップとからなり、前記両ウェーハにとらせる相対的固定位置とは、所定の偏光状態の入射光線に対し少なくとも大部分のＬＣＤパネルが示す面内残留リターダンスを過度に補償できるように選択され、従って当該大部分のＬＣＤパネルアセンブリ用の暗電圧調整によって電子コントラストの強調が可能とされる方法なる位置である。

以下、好適実施例を示した図面を参照して詳細に説明する。

従来のウルトレックス３型、即ち３パネルＷＧＰ式のＬＣｏＳ投射光源を示した模式図。

図１のＬＣｏＳ投射光源での単チャンネル結像光学系の側面図。

暗状態の予備傾斜ＬＣ指標を示すＶＡＮ−ＬＣｏＳセルの模式図。

トリム・リターダとＬＣｏＳのＡプレート成分間の一般的関係と、Ｐ−偏光器及びＳ−解析器を示したベクトル図。

本発明によるＴＲ／ＬＣｏＳ集積アセンブリのウェーハレベルでの製作を示した模式図。

ＴＲ／ＬＣｏＳ集積アセンブリ中の一画素の断面図。

無作為抽出ＶＡＮ−ＬＣｏＳパネル１００１個についての、面内残留リターダンスを模擬的に求めた分布データのグラフ。

同前の、但し面外残留リターダンスの、グラフ。

赤、緑、青各色帯用の非補償ＬＣｏＳパネルの、実測ＥＯ特性を示したグラフ。

ＥＯ測定装置の模式図。

図９のＥＯ値から推測したＶＡＮ−ＬＣｏＳパネルのＲＧＢそれぞれのＩＰＲを示したグラフ。

ＬＣｏＳパネル群より抽出したリターダンスが標準、最大（プラス側）及び最小（マイナス側）の各パネルについて、ＬＣ電圧と面内残留リターダンスの関係を示したグラフ。

ＬＣｏＳ群におけるＩＰＲ補償のメカニカル及び非メカニカルステップを示した模式図。

図１４は、
ＴＲ装置の過補償を示したベクトル図。

図１２のＬＣｏＳパネル３種に対し、標準ＬＣｏＳを目標としてＵ１.２ＶでメカニカルにクロッキングしたときのＥＯ特性のグラフ。

図１５に示す補償を加えたＬＣｏＳパネル３種につき正味のリターダンス特性を示したグラフ。

図１２のＬＣｏＳパネル３種に対し、プラス型ＬＣｏＳを目標としＵ１.２ＶでメカニカルにクロッキングしたときのＥＯ特性のグラフ。

図１７に示す補償を加えたＬＣｏＳパネル３種につき正味のリターダンス特性を示したグラフ。

図１７に示す補償を加えたＬＣｏＳパネル３種につきコントラスト推測値を示したグラフ。

図１７の補償を加えたＬＣｏＳパネル３種のコントラストを、ＬＣ電圧とトリム・リターダ遅れ軸整合との関係において示したグラフ。

本発明のＬＣＤパネル残留リターダンス補償方法のフローチャート。

暗電圧調整用の、ＬＣＤパネル較正装置の模式図。

アナログＬＣＤパネルのＬＣ画素へのアドレスに用いる電圧波形例を示したパルス図。

ＬＣＤ制御回路のブロック図。

数領域に分割したＬＣＤパネルアセンブリの模式平面図。

分割状ＩＴＯ電極の模式図。

ウェーハ上でのコントラスト最適化操作の模式図。

ＲＧＢ色帯域ＬＣＤ３種につき残存ＩＰＲの温度依存性を示したグラフ。（符号の説明） １４ ワイヤグリッド偏光器、２０ 液晶パネル、２１ トリム・リターダ、２２ パネルアセンブリ、３１ 光線収束照準手段、３２ 光センサ、３３ プロセッサ、３４ 液晶電圧制御器、３５ 電線、３６ 入射光線、３７ 濾波暗状態光線、３８ 制御信号、５５ 測定装置、Ｓ フィードバック信号、Ｕ 液晶電圧

（実施態様例の詳細な説明）
用語の定義
本明細書における光学的偏光（optical polarization）、補償、さらにはリターダンス層、膜又は板等の用語は、明細書中で終始一貫して使用するものであり、その定義は以下の通りである。

液晶（ＬＣ）等の複屈折材料について用いる「光軸」とは、これに沿って光線が伝播進行するとき複屈折現象を何ら示さないような中心軸線の意味であり、ＬＣＤパネルに使用するＬＣ材料は、光学的に単光軸で正の複屈折を示す、つまり異常光屈折率ｎ_ｅが当該物質の最大の屈折率であると見なすのであって、光軸はこの異常軸に一致する。

本書中の「遅れ軸（ＳＡ）」とは、複屈折膜（又は板又は層）の光軸を該膜の面に投影したものである。

「傾動させた構造」又は「傾斜配向」とは、膜の光軸が膜の法線から０°〜９０°の範囲の角度θで傾斜している、いう意味である。

「ホメオトロピック構造」又は「ホメオトロピック配向」とは、膜の光軸が膜面に対し実質上垂直、つまり実質上該膜の法線に平行、という意味である。

「暗電圧（明電圧）」とは、ＬＣＤパネル又はＬＣセルが装備されているそれぞれの色チャンネルの光学的処理量を最小（最大）にすべく該パネル又はセルのＬＣ材料を貫通する方向に印加される電圧Ｕ_ｄ（Ｕ_ｂ）、即ち該パネル又はセルが描き出す画像の輝度を最小（最大）にする電圧である。

「標準暗電圧（明電圧）」とは、ＬＣＤパネルのＬＣ膜に印加される暗電圧（明電圧）Ｕ_ｄｎｏｍ（Ｕ_ｂｎｏｍ）であって、特定タイプごとの複数のＬＣＤパネルに対し特定されており、この特定は該パネルの標準の、又は期待される電気光学的（ＥＯ）特性と、該パネル例えばＬＣｏＳならばシリコン背板ＣＭＯＳ、を駆動する電気回路の出力容量とに基いてなされる。これに関連したＥＯ特性とは、例えばＬＣＤパネルの交差偏光反射率Ｒ（cross-polarization reflectance）であるが、これは所与の偏光性を有した光線に対し、例えば法線入射Ｐ−光束に対して、ＬＣＤパネルのＬＣ層を貫き印加される電圧Ｕに依存して決まるものである。この場合の、所与厚のＬＣ層についての標準ＥＯ特性は、他のＬＣパラメータが公知のものであるとき、計算で求められるＲ（Ｕ）依存度、又は、望ましくは同一設計仕様の複数のＬＣＤパネルについての測定値を平均することで得られるＲ（Ｕ）依存度、の何れかである。

「ＴＲクロックイン」又は「ＴＲクロッキング」とは、ＬＣＤパネルに対しその平面内で所定方位角度をなすべくＴＲがメカニカルに相対配列され該パネルに光学的に結合されることを意味し、又ＴＲ／ＬＣＤ対に関しての「最適クロックイン」又は「最適クロッキング」とは、この所定の相対配列が、所定の直線偏光性を示す入射光線に対してＬＣＤパネルの残存ＩＰＲが加える偏光性変更効果が、該光線に対するＴＲの偏光性変更効果によって補償され、ＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリが示す累和的偏光性変更効果が実質的に最小化される、という様態での配列であることを意味する。

本明細書中の他の用語や表記法は、以下、初出の際にそのつど説明する。

基本的な一観点からすれば、本発明はＴＲ補償器を用いてＬＣＤパネルの面内残留リターダンスを補償する方法を提供するものであり、この方法は基本的な２ステップを含み、第１ステップは、ＴＲ／ＬＣＤパネル対を所定の相対的配向方位においてメカニカルに粗く位置整合させるステップであり、当該配向方位が複数のＴＲ／ＬＣＤパネル対について望ましくは同一であるが、同一でなくてもよく、第２ステップは、かくして構成されたＬＣＤパネル／ＴＲアセンブリの暗状態に対し非メカニカルな精細同調ステップを施すことにより、当該パネルのＯＮ／ＯＦＦコントラスト比を増大させるステップであり、そのために３条件、即ちＬＣＤパネルの暗電圧、当該パネルの温度、及び前記ＴＲの温度、のうち少なくとも１条件の調整を行うものである。

以下、特定の実施例について説明するが、本発明はそれに限定されるものではない。特に本発明中で説明するＬＣＤパネルは、図１の映像投射系で使用される反射性ＶＡＮ型のＬＣｏＳパネルとして例示するので、以下２つの用語「ＬＣＤパネル」と「ＬＣｏＳパネル」は互換的に用いる。しかし当分野の専門家には明らかなように、本発明はＴＮ型の反射性ＬＣｏＳパネルに対しても適用可能なほか、暗状態でのＬＣ指標が近似的にホメオトロピック配向を示す他の反射性又は透過性ＬＣＤパネルについても適用可能である。

具体的な一観点からすれば、図５のように本発明のＬＣＤパネル製法においては、ウェーハレベルでＴＲ補償器がＬＣＤパネルに集積される。

この場合、複数のＬＣＤ背板８９が区画されてなるシリコン（Ｓｉ）背板ウェーハ８１にトリム・リターダウェーハ９１の全体が接合され、両者間にはＬＣ充填用の隙間が形成される。この製法は次の各ステップに示す通りである。

即ち、
（ａ）複数のＬＣＤパネルに対応した形状の、複数のＬＣＤ背板ウェーハ部分８９を有したシリコン背板ウェーハ８１を準備するステップ。

（ｂ）シリコン背板ウェーハ８１から形成される各ＬＣＤパネルの面内リターダンスよりも大きな面内リターダンスを有するトリム・リターダウェーハ９１を準備するステップ。

（ｃ）シリコン背板ウェーハ８１の上方位置にトリム・リターダウェーハ９１を配し、両ウェーハの間の隙間をＬＣ層保持用スペースとするステップ。

（ｄ）シリコン背板ウェーハ８１とトリム・リターダウェーハ９１を接合し両者に相対的な固定配向位置をとらせ、複数の背板ウェーハ部分８９からＬＣＤパネルアセンブリ列を形成するステップ。

及び
（ｅ）ＬＣＤパネルアセンブリ列をほぼ立方形の小片に細断することにより、各ＬＣＤパネルがそれぞれトリム・リターダと一体化されてなる複数の個別ＬＣＤパネルアセンブリを形成するステップ。
とからなる。

一例においては、ＴＲウェーハ９１をシリコン背板ウェーハ８１にラミネートしてなる集積体８０は、前記の各アセンブリを集めたものである。ＴＲウェーハ９１は、複屈折性リターダンスを補償する膜をカバーグラスにコーティングして形成するが、この膜の片面には事前に設計ずみのＡプレート及びＣプレートリターダンス層を、又他面にはＩＴＯと整合層を、それぞれ設けてある。均一な組成のトリムリターダンスウェーハが有する標準の遅れ軸９２は、Ｘ軸に対し所定の方位角９３をなしている。ＴＲウェーハ９１を接合すべきシリコン背板ウェーハ８１の頂面には、下層の駆動電気回路部を伴った上層としての反射性画素用電極群アレイを既に別途形成ずみであり、各反射子は、本書中でＬＣ画素とも称されるＬＣセル（胞）を画定し、個々の接着シール線は本書中でＬＣｏＳダイとも称される背板ＬＣＤパネル部分を画定している。図示した例では、シリコン背板ウェーハ８１が１２個の背板ＬＣＤパネル部分８４、８５等に区画され、これらは３行×４列のアレイを構成している。ＴＲウェーハ９１に臨み対向したＬＣｏＳウェーハ８１の頂面は既に整合層を施してあり、そのあと該層はＬＣセル群の標準遅れ軸８２を、Ｘ軸に対する方位角８３に固定する作用をなす。ＬＣｏＳウェーハ８１へのＴＲウェーハ９１接合と両者間へのＬＣ材料充填により得られる事前補償ずみのＬＣｏＳウェーハアセンブリ８０は、１２個のＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリからなるＬＣＤ（ＬＣｏＳ）パネルのアレイを包含した形である。これらアセンブリ群はそれぞれの背板部分８４、８５等で画定されているので、各アセンブリは対応した背板部分の図面中番号即ち８４、８５等を用いて示すこととし、又ＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリは、補償ずみＬＣＤパネル、事前補償ずみＬＣＤ／ＬＣｏＳパネル、或いはメカニカルに補償されたＬＣＤ／ＬＣｏＳパネルと称することもある。

図６は、以上の如くに集積されたＬＣｏＳ／ＴＲ群中の１つのＬＣセル乃至ＬＣ画素２００を模式断面図として示す。シリコン基板８１の表面に形成されている反射性電極即ち画素反射子２０１は、一例として、光学級アルミニウム反射子又は誘電性強化金属反射子である。画素反射子２０１は、シリコン基板８１の内部に設けたスイッチ素子２０６、例えば相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）タイプのもの、によりバイアスドライブされている。そして画素反射子２０１は、スイッチ素子２０６により駆動電圧が印加される構成である。

カバーグラス２０２は、画素反射子２０１と協働して両者間にＬＣセル用の空隙（ギャップ）を画定し、この空隙にはＬＣ混合物２０３が充填される。ＬＣ層２０３に面したカバーグラス２０２の一方の表面には、透明かつ導電性の酸化物（ＩＴＯ）層２０４がコーティングされている。ＬＣ整列層２０８及び２０７は、それぞれシリコンウェーハ８１の上面とＩＴＯ層２０４の下面にコーティングされ、ＬＣ２０３の分子配向体を強固に保持している。カバーグラス２０２の反対側表面には複屈折フィルム２０５からなるリターダンス補償子が配設されている。ＩＴＯ電極２０４と背面反射子２０１の間に画定形成されたＬＣセルに横断貫通方向の電圧Ｕを印加することにより、ＬＣ分子群は駆動されて種々の光学的状態を選択的にとらせられる。この電圧Ｕは、背面反射子２０１の電位ＶとＩＴＯ２０４の電位Ｗとの間の差であり、以下ＬＣ電圧と称する。

ＬＣギャップの所与厚ｄとＬＣ材料の所与組成に対して、ＬＣ整列層２０８及び２０７によってＬＣｏＳウェーハのＳＡ８２の標準配向が決まり、更に、その標準残存ＩＰＲ値Γ_{ＬＣｎｏｍ}即ちＬＣ電圧Ｕがゼロであるか又は極めてゼロに近いためＬＣが緩和状態にあるときのＬＣｏＳパネルのＩＰＲ、も決まるのである。同様に、ＴＲウェーハ９１のＳＡ９２並びにそのＩＰＲ値Γ_{ＴＲｎｏｍ}は、リターダンス補償フィルム２０５の組成、厚さ及び分子配向によって決まる。この明細書では主として面内リターダンスを取扱っているので、ここでの記述及び以下の記述においては、混乱を来たさない限りＩＰＲ表示のΓ_ａにおける添え字「_ａ」を省略した。

本発明のウェーハアセンブリ８０内部の、ＴＲウェーハ９１とシリコン背板ウェーハ８１の方位角８３°及び９３°での相対的配向度をそれぞれ如何に選択するかにつき以下に説明する。

もし、リターダンスとＳＡ配向が各ウェーハ８１及び９１を一様に横断し且つそれぞれのウェーハ仕様に関する標準パラメータをもって定義されるならば、例えば上述の「過度クロッキング」手法を用いることが便利であろう。その場合には、Γ_{ＴＲｎｏｍ}がΓ_{ＬＣｎｏｍ}よりも大きく設定され、ＴＲ及びＬＣｏＳウェーハ８１、９１の過度クロッキング配向方位は前記式（２）により求められる。

しかし実際問題としては、残存ＬＣｏＳリターダンスは、例えばＬＣ収容ギャップの寸法ｄ、ＬＣの組成、更には予備傾斜角７５（図３参照）等々の要因におけるばらつきに起因して、ＬＣｏＳウェーハ８１を横断する方向において無視できないばらつきを示す。ＬＣｏＳのａプレート及びｃプレート残留リターダンスのばらつきを示した分布の例は図７と図８にそれぞれ示すとおりである。これらの図は、典型的なＶＡＮ−ＬＣｏＳセルの残留リターダンスをモンテカルロ法でシミュレーションして得た結果であり、これらＬＣセル群のパラメータ、即ちＬＣ収容ギャップ寸法ｄ、極位置での予備傾斜角θ_ｃ及びＬＣ指標方位角φ_ｃはそれぞれ普通程度のばらつきを伴なうもので、具体的には典型的、つまり標準乃至平均パラメータとして、ｄ＝１.５μｍ、ｎ_ｏ＝１.５０、ｎ_ｅ＝１.６５、θ_ｃ＝６°、φ_ｃ＝４５°、その変動率としては、σ(d) ＝０.５％、σ(θ_ｃ)＝σ(φ_ｃ)＝０.２°と仮定して用いた。このシミュレーションの結果、面内残留リターダンスについて正常範囲内にあると見なされるばらつき、即ち±３σ（３シグマ）の値は相当に大、この例では２１％であったが、面外残留リターダンスのばらつきの方は比較的小で、本例では約１.５％に過ぎなかった。故にＩＰＲに対し何らの補償も加えずに放置すれば、かなり重大な影響をパネル挙動に与えることは避けられないのである。

このようにＬＣｏＳにはウェーハ横断方向に残留リターダンスにおけるばらつきがあるので、残存ＩＰＲ値において、例えば図７に示した如く±２０％にも達する大きなばらつきがウェーハ部位８４、８５等々の間に見られる恐れがある。トリムリターダンス補償器２０５のウェーハ９１横断方向リターダンスにもやはりばらつきはあるけれども、普通はかなり狭い範囲内、例えばＩＰＲ値の約±３％の範囲内、に収まっている。

本発明のＬＣｏＳ／ＴＲアセンブリ８９のウェーハレベルでの製造過程は図５を参照して上述したとおりであるが、この過程は更に次の精細チューニング、即ちＬＣｏＳダイ８４、８５等々のリターダンス−配向軸関係をトリムリターダンスウェーハ９１のそれに適合させるための過程が追加される。この後者過程は、ＬＣｏＳダイ８４、８５等々の内部のＬＣ層に対する非メカニカル方法による電圧微調整、あるいはトリム・リターダと該ＬＣｏＳダイの何れか又は双方に対する温度微調整、のステップを包含している。

シリコン背板ウェーハ８１に対するＴＲウェーハ９１の相対的な配向関係の選択と、これにより得られる本発明一実施例のアセンブリに対する後続の非メカニカルチューニングは、図１３を参照して説明できる。この図において、水平軸はＩＰＲ値の大きさを表わし、吊り鐘形の曲線１０１は、非駆動状態又は同一の暗電圧Ｕ_ｄで駆動されている一群のＬＣｏＳパネルについての残存ＩＰＲ値の分布、例えば図７に示した分布２１０、を表わす。分布１０１を示すＬＣｏＳパネル群は、１枚のウェーハから分取したもの、１バッチのウェーハ群から分取したもの、或いは多数のバッチのウェーハ群から分取したもの、の何れであってもよい。例えば、分布２１０又は１０１のプラス側の高々３σ（３シグマ）までに収まる裾野領域部分に含まれ「標準」パネルよりも２０％高い面内残存を示すＬＣｏＳパネルを「プラス側パネル」と称し、「標準」パネルよりも２０％低い面内残存を示すＬＣｏＳパネルを「マイナス側パネル」と称する。この分布におけるマイナス側パネル、標準的パネル及びプラス側パネルは、それぞれ番号１０３、１０２及び１０４をもって示してある。この例におけるプラス側（１０４）とマイナス側（１０３）のパネル群は、ＴＲウェーハ９１を用いて補償されるべき残存ＩＰＲ値の範囲を指し示している。

図４を参照して上に説明した従来の「過度クロッキング法」と同様に、ＴＲウェーハ９１の標準ＩＰＲ１０８は、プラス側パネルのＩＰＲ１０４よりも大きな値を選定したので、分布１０１を伴ったパネル群のどのＬＣｏＳパネルも、ＴＲウェーハ９１の一部分を用いて補償できるのであり、ここでは説明を簡明にすべく、本発明者らはＴＲウェーハのＩＰＲばらつきがＬＣｏＳのＩＰＲ分布幅１０１に比べて小であると見なす。しかし、従来のようにＴＲに対する個別的なメカニカルクロッキングとは反対に、本発明では１枚のウェーハ８０上の全ＬＣｏＳデバイスに対するメカニカルクロックインは一挙に行う。

本発明によれば、メカニカルクロッキングに最適のＬＣｏＳのＩＰＲ目標値１０５は、ＬＣｏＳウェーハ８１にＴＲウェーハ９１を接合する際に選定する。ウェーハ状態アセンブリのＩＰＲ目標値は、ＬＣｏＳウェーハのリターダンス平均値でなく、多数のウェーハやその多くのバッチから求めた全ＬＣｏＳの統計学的平均値でもない、という場合もある。好適実施例において、方位角９３及び８３で表わしたトリム・リターダウェーハ９１とシリコン背板ウェーハ８１の間の固定的な相対配向関係は、所定偏光状態の入射光線について、ウェーハ８０から分取され、又は１バッチ或いは多数バッチの補償ずみＬＣｏＳウェーハ群から分取された多数のＬＣｏＳパネルのうち、その少なくとも大部分のもの、に対して過補償を施すべく選定される。以下さらに詳述する如く、この過補償は、個別ＬＣｏＳパネルアセンブリ多数の中の少なくとも大部分について暗電圧を調整する、という方法での電子的コントラスト強化を可能とする。

この「過補償」なる語は、ＴＲ-ＬＣＤパネルアセンブリ中の特定のＴＲ／ＬＣＤパネルについて、ＴＲがこれに接合されているＬＣＤパネルよりも高い残存ＩＰＲを示す場合に、所定の偏光性を示す法線方向入射光線に対し当該ＩＰＲ値を最適に補償するべくＴＲが配位される、という意味である。図１４を参照して更に詳しく説明すれば、この図はＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリ２２のＬＣ層２０３及び補償ＴＲ２１のＳＡ６１及び６４を表わしている。望ましくは、入射光３６の所定偏光状態は、ＸＹＺ座標系におけるＸ軸方向のベクトルを有した直線状Ｐ−偏光であり、そのためＸ軸はＰ−軸とも表わす。ＴＲ及びＬＣＤパネルの相対的配向方位は、図１４に示す如くそれぞれのＳＡ６１と６４の間の角度φ_ｒｅｌとして定義されるが、これは、ＬＣＤパネルのＳＡ６１配向方位がＳ−軸又はＰ−軸に沿った好適な±４５°又は±１３５°の角度を指向、即ちＳ及びＰ両軸の２等分線に沿って延長するよう決めてあれば、ＴＲのＳＡ６４とＰ−軸６８との間の挟角を方位角として表わすこともできる。

入射光線３６に対するＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリ２２の結合的な偏光性変更効果は、正味のＩＰＲ値Γ_ｎｅｔと、ＬＣ層２０３及びＴＲ２１のそれぞれのＳＡ６１と６４の間の正味のＳＡを有した単一の反射性リターダンスが示す偏光性変更効果、と等価である。

ＴＲ２１のメカニカルな最適クロッキングは、所与のＳＡ６４と６１の相対的配向に係るＩＰＲ比（Γ_ＴＲ／Γ_ＬＣ）を、ＴＲ／ＬＣＤアセンブリ２２の正味ＳＡをＰ−軸６８に沿い又はこれに垂直に配向することによって、正味ＩＰＲ比Γ_ｎｅｔが大きいかも知れないアセンブリ２２がＰ−方向偏光光線３６を反射する際なんらの偏光性変化も伴なわないよう選定することに相当する。本明細書中では、入射したＰ−偏光の偏光性がアセンブリのＴＲ／ＬＣＤパネル中を貫通しても不変である、というように当該アセンブリのＴＲ−ＬＣＤ間の相対的配位がなされている状況を、当該ＬＣＤパネルの残存ＩＰＲについての最適補償であると規定している。ここでは、ＴＲの所与ＩＰＲ値Γ_ＴＲと所与φ_ｒｅｌに対して最適補償をもたらすＬＣｏＳのＩＰＲ値をΓ_{ｔａｒｇｅｔ}と記す。ＴＲ／ＬＣｏＳアセンブリの正味ＳＡが最適配位６９_ｏｐｔからずれているケースは、ここでは部分的ＩＰＲ補償と表わす。説明の簡略化のため、最適レイアウトにおいてはＳＡ６９_ｏｐｔがＰ−軸に垂直ではなく、むしろ該軸に沿って延長している、と見なす。

ＬＣ２０３の残存ＩＰＲ値Γ_ＬＣが、所与のＩＰＲ値Γ_ＴＲと所与φ_ｒｅｌについての最適パネル補償に必要なΓ_{ｔａｒｇｅｔ}よりも小である場合、つまりＸ＝（Γ_{ｔａｒｇｅｔ}−Γ_ＬＣ）＞０ならば、アセンブリ２２の正味ＳＡは矢印線６９ａによって模式的に示す如くＰ−軸６８からＴＲのＳＡ６４に向かい角度φ_ｏｖｅｒ＞０だけ偏移しており、このようなリターダンス補償の態勢は、ここではＴＲ２１によるＬＣ残留リターダンスの「過補償」と表わし、対応したＬＣｏＳパネル２０がＸ[ｎｍ] だけ過度に補償されている、と記す。ＬＣの残留リターダンス増大は、その暗電圧Ｕ_ｄを標準値Ｕ_ｄｎｏｍから偏移させるべく調整、例えばＶＡＮ型のＬＣｏＳならば正味ＳＡ６９ａがＰ−軸に向って回動するようＵ_ｄを増大させる方向に調整すれば可能である。ＳＡ６９ａがＰ−軸６８に整合する暗状態ＬＣ電圧Ｕ_ｄは＞Ｕ_ｄｎｏｍであるから、ここではＬＣパネルアセンブリ２２作動中の暗電圧がφ_ｏｖｅｒ＝０であると見なす。

所与のφ_ｒｅｌ値におけるパネルの最適補償に要するよりもＴＲのＩＰＲ値が小、又はＬＣＤパネルの残存ＩＰＲ値が大、という場合には、アセンブリ２２の正味ＳＡは矢印線６９ａによって模式的に示すようにＰ−軸６８からＬＣのＳＡ６１に向かい偏移しているのであり、このようなリターダンス補償の態勢は、ここではＴＲによるＬＣ残留リターダンスの「補償不足」と表わす。ＬＣ残留リターダンスを、その標準暗電圧Ｕ_ｄｎｏｍがゼロでない場合におけるＬＣ層２０３の暗状態でのＩＰＲであると見なすならば、ＶＡＮ型ＬＣの電圧Ｕを下げることによって当該ＩＰＲを若干小さくできる可能性があり、それにより入射光線３６の偏光性に及ぼすＬＣリターダンスとＴＲリターダンスの結合的効果を軽減することができる。しかし、ＬＣｏＳパネルの暗状態ＩＰＲを減少し得る可能性は、実用的な背板電圧と低いＬＣ電圧における依存性Γ_ＬＣ（Ｕ）の飽和現象とによって、おのずから限度がある。

ここで再度図１３を参照すると、本発明の一実施例においては、ＬＣのＩＰＲ目標値Γ_{ｔａｒｇｅｔ}を指しているＩＰＲ線１０５の左側にある残存ＩＰＲ値をもった全てのＬＣＤパネルに対して過補償をおこない、ＩＰＲ線１０５の右側の残存ＩＰＲ値をもったＬＣＤパネルに対しては補償不足とするべく、ＴＲウェーハを配向する。ＩＰＲ線１０５は、ＬＣの標準ＩＰＲ値、ここでは単純に分布１０１の最大値に一致したΓ_ｎｏｍ１０２の右側にあり、Γ_{ｔａｒｇｅｔ}＞Γ_ｎｏｍとなっているので、このようなＴＲウェーハ９１の配向により、分布１０１を示しているＬＣｏＳパネルの大部分のものに過補償を施すことになる。このステップに続き、本発明では反射光線に及ぼすＬＣの残留リターダンスの影響を最小化、又は少なくとも顕著に軽減する目的で、例えばＬＣ電圧の調整という手段をもって、ＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリの非メカニカルチューニング即ち同調を行う。一例として、或るウェーハ上のＬＣｏＳダイ８４について、そのダイ平均ＩＰＲを点１０６で指し示してある。

非メカニカル同調ステップの目的は、ＬＣｏＳパネルダイ８４の中のＬＣ層２０３が示す面内リターダンスを、矢印１０７で模式的に表わしたように補償目標値１０５に近づけることにある。図９は、典型的な市販ＶＡＮ型ＬＣｏＳパネルの電気光学的（ＥＯ）レスポンスＲ(Ｕ)を示し、ここに言うＲは標準化した交差偏光反射率（cross-polarization reflectance）である。：

Ｒ ＝Ｉｓ／Ｉｐ・（Ｉｐ／Ｉｓ）_ｍａｘ （３）

ここに言うＩｐ及びＩｓは、それぞれ入射ｐ−偏光光線の強度と屈折ｓ−偏光光線の強度であり、（Ｉｐ／Ｉｓ）_ｍａｘはＬＣ電圧の全範囲にわたる比（Ｉｐ／Ｉｓ）の最大値である。

曲線２２０、２２１及び２２２は、それぞれ青色、緑色及び赤色の各帯域におけるＲ(Ｕ)特性を表わす。測定はｆ／２.４のイルミネーションコーンを用い、ＬＣｏＳパネルのＬＣ層を横断透過する方向の電圧Ｕを変えつつ、但しリターダンス補償器を利用することなく実施した。３原色である赤色、緑色及び青色の各帯域は、６１０〜７００ｎｍ、５１０〜５７０ｎｍ、４１５〜５００ｎｍの波長範囲にそれぞれ相当する。図１０に模式的に示した後方反射装置４５（retoro-reflection setup）は、ワイヤ格子偏光器ＷＧＰからなる偏光ビームスプリッタＰＢＳ１４を備えており、これはＰ−偏光入射光線３６を先ずＬＣｏＳパネル２０に向けて透過させ、このＬＣｏＳで偏光角を９０°回転させられつつ反射された光線の一部を側方へ屈折させる。次いで当該装置では、屈折後のｓ−偏光光線３７がレンズ３１により平行に収束されて光センサ３２に焦点をあてつつ該センサに照射され、その結果の電気信号はプロセッサ３３へ入力され、該プロッサが発生する別の信号は、ここでは電圧発生器３４として模式例示してあるコントローラを経由してＬＣｏＳパネル２０へフィードバックされＬＣ電圧（Ｕ）を制御する、という構成となっている。この装置４５によって求められたＬＣｏＳの電気光学的特性値２２０〜２２２は、ＬＣｏＳパネル２１の逐次的コントラストに対応し、これは次式（４）で表される。：

ＣＲ＝Ｒ(Ｕ_ｂ)／Ｒ(Ｕ_ｄ) （４）

ここでは３原色の何れについても、それぞれ数百対1というコントラスト比を与え、これは電圧完全ＯＦＦのＵ_ｄ＝０の場合であっても、数十分の１％の規準化反射率に相当する。

上記式（４）において、Ｕ_ｄは暗（ＯＦＦ）状態でのＬＣ電圧Ｕの値であり、Ｕ_ｂは明（ＯＮ）状態でのＬＣ電圧Ｕの値である。これら両値は理想的には、交差偏光反射率Ｒ(Ｕ)の最小値と最大値とを与えコントラストＣＲを最大にすべく、図９の例えば緑色帯域の場合にはＵ_ｄ＝０、Ｕ_ｂ≒５Ｖとなる。実際上、暗時にＬＣｏＳセルが完全に消勢されたＯＦＦ状態をとらないのは、２つの理由、即ち（i）グレーレベルでの応答を速める必要があるため、ＯＦＦのＬＣｏＳセルは、非ゼロの亜閾値電圧つまりＥＯ曲線の急傾斜域が始まる時点又はその直前の電圧でドライブされた状態に保つことが望まれ、(ii）シリコン背板の電圧スイング幅つまり揺動幅には限界があり、例えば典型的な０.３５μｍのＣＭＯＳ法では約３.３〜３.８Ｖの論理信号が出力される、からである。

図１１は、ＬＣ電圧Ｕに対するＩＰＲ平均値のグラフ、即ちΓ_ＬＣ(Ｕ）なる関数のグラフであって、そこには、非補償ＬＣｏＳパネルの青色、緑色及び赤色各帯域の特性曲線２３０、２３１及び２３２を、それぞれ式（１）を用い推測したＥＯ特性値２２０〜２２２として示してある。この例では、ＬＣドライブ用の亜閾値電圧Ｕ＜２ＶにおけるＶＡＮ型ＬＣｏＳセルの面内残留リターダンスが１０ｎｍより小さい。図１１に示した推測特性値Γ_ＬＣ(Ｕ）は模式的説明に過ぎず、当分野の専門家には、１次、２次又は３次の数式プログラムを用い、且つＬＣ材質と誘電性パラメータに関する知見に基いて、ＬＣの弾力と印加電力との間の相互作用におけるエネルギー最小化条件の解を見出せば、ＬＣｏＳのＩＰＲ(Ｕ）特性のさらに正確なる算出が可能であると理解されるものである。

以下本発明は、緑色帯におけるパネルのＥＯ特性２２１及び２３１について例示的に説明するが、そのリターダンス特性２３１は、図１３の残存ＩＰＲ分布１０１における最大値１０２に対応したＬＣｏＳの標準リターダンス、並びに図５のＴＲ／ＬＣｏＳアセンブリのダイ８５を構成しているＬＣ層が示すＩＰＲ特性であると仮定する。やはり一例として、他のダイ８６及び８４はプラス側とマイナス側のパネルをそれぞれ表わす。図１２は、これらプラス側とマイナス側のパネル８６及び８４のＬＣ層特性２３１ｐ及び２３１ｍを、「標準」パネル８５のＩＰＲ特性Γ_ＬＣ(Ｕ）２３１と比較した形で示してある。実際的な観点からすれば、所与設計仕様の全てのＬＣｏＳパネルが示すΓ_ＬＣ(Ｕ)電圧カーブは、何れも特性２３１ｐと２３１ｍの間の範囲に収まっている。

ＬＣの暗電圧調整によるＴＲ／ＬＣｏＳアセンブリのチューニングについて、図１５〜２０を参照しつつ以下さらに詳しく説明するが、これらの図は、ＴＲウェーハとＬＣｏＳウェーハ９１及び８１の相対的配向方位を異にする被補償ＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリ８４〜８６につき、それらのＥＯ特性を図示したものである。

例えばＴＲウェーハ９１のＩＰＲは以下１０ｎｍと仮定し、それがウェーハ横断方向の各部位について一様であると見なす。標準明電圧Ｕ_ｂｎｏｍ＝５Ｖとすると、ここで選定される標準暗電圧は、Ｕ_ｄｎｏｍ＝（Ｕ_ｂｎｏｍ−Ｖ_ｍａｘ）＝１.２Ｖとなり、Ｖ_ｍａｘ＝３.８Ｖはシリコン背板部の電気回路による最大振れ電圧である。

図１５は、第１実施態様においてダイ８４〜８６の形をとった被補償ＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリにつき、それらのＥＯ特性を図示したもので、ＬＣｏＳウェーハ８１に対するＴＲウェーハ９１の相対的配位は、標準暗電圧Ｕ_ｄｎｏｍ＝１.２Ｖでの標準ＬＣＤパネルのＬＣ残存ＩＰＲを最適に補償すべく選定されている。このＬＣ電圧１.２Ｖにおいて、標準ＬＣｏＳパネル８５はλ＝５５０ｎｍでの面内リターダンス値が近似的に５.７ｎｍであるから、この場合の最適補償のための残存ＩＰＲ値はΓ_{ｔａｒｇｅｔ}＝５.７ｎｍである。標準パネルの最適補償に必要なトリム・リターダ遅れ軸方位は、式（２）によればＳ及びＰ−主軸から約１７°である。

非補償の標準パネル８５のＥＯ特性２３１では、最善でも数百対１のコントラストが得られるに過ぎない。一方、標準パネル８５の他のＥＯ特性１１２にあっては、印加電圧約１.２Ｖのところに鋭い落込みが見られる。これはコントラスト改善におけるメカニカルクロッキングの最適点に相当している。当該ディスプレイ装置の交差偏光器、パネル、トリム・リターダその他の光学素子の非理想的な挙動が未だ斟酌されていなければ、この落込み域における極端に低い交差偏光の漏れは複数の仮定近似値に起因していることに注意すべきである。

標準暗電圧約１.２Ｖにおいて、プラス側パネル８６とマイナス側パネル８４は、標準パネル８５よりも顕著に高い反射率を示すが、それは該パネルのコントラスト比において暗電圧を適切に調整することにより改善できる。実際、マイナス側パネルの最適暗電圧は約１.５５Ｖであり、これはＲ(Ｕ)関数の最小値に相当する。このことは、Ｕ＝０での面内リターダンスが標準パネル８５よりも２０％小さいマイナス側パネル８４は、そのＯＦＦ状態でのリターダンスを図１２中の水平線５７が示す約５.７ｎｍに向けてシフトさせるべく、一層激しい条件で駆動されるべきことを意味している。従って、マイナス側パネルの暗電圧は約１.５５Ｖに選定される。しかし他方、プラス側パネルはＥＯ曲線１１１が示すように補償不足状態にあり、コントラストを改善するには暗電圧を標準の１.２Ｖよりも低下させるほかなく、この方策の欠点は、背板電圧変更に限界があるためＯＮ状態電圧Ｕ_ｂも同時に低下させてしまう点である。

図１６は、ＴＲ／ＬＣｏＳアセンブリ正味リターダンスの電圧依存性と、ＴＲ／ＬＣｏＳパネル８４〜８６の正味ＳＡ方位角２４４〜２４６を示す。プロット２３１ｍ、２３１及び２３１ｐは、ＬＣｏＳパネル８４〜８６のＬＣが示す非補償ＩＰＲである。リターダンス１０ｎｍの公用トリム・リターダをＳ−軸又は対応Ｐ−軸（図１４）から約１７°ずらして配置すれば、その結果として、３タイプのＴＲ／ＬＣｏＳアセンブリが示す２回透過でのリターダンスΓ_ｎｅｔは０〜２Ｖの範囲内の如何なる駆動電圧についても８〜１０ｎｍとなる。前記曲線２４４〜２４６は、各アセンブリの正味ＳＡとＰ−軸（又はＳ−軸）との間の方位角が、ＬＣへの印加電圧Ｕの変化にともない如何に変化するかを示す。各パネルの最適暗電圧、つまり図１５中の落込み位置は曲線２４４〜２４６が角度０°の軸線と交差する点に相当している。この図から明らかなように、暗状態のパネルの中に漏れ出る交差偏光光線量を最少とするには、この光学系の正味の面内リターダンスを０ｎｍに近づけるか、又は該系の主偏光軸に対する正味のリターダンス軸の角度を０°又は±９０°に近づける必要がある。

上述のように、一般的にＬＣｏＳのＩＰＲをその低電圧時の値よりも高くする方が、低くするよりも容易である。故に好適例では、1個のアレイ８９からのＬＣｏＳパネルの少なくとも大部分、望ましくは全てに対して過補償を行うべく、ＬＣｏＳウェーハ８１に対するＴＲウェーハ９１の配位を選定する。さらに好ましくは、同一バッチ又は複数バッチに含まれる複数のシリコン背板に対し、同一仕様のＴＲウェーハを同一配位に接合する。このように、ＴＲウェーハ９１配位の標準位置は、プラス側パネル、即ち最大の残留リターダンスを有すると予測されるパネルの残存ＩＰＲ値に適合させるべく選定することが望ましい。

図１７は、第２の実施態様において、ダイ８４〜８６の形の被補償ＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリにつき、それらのＥＯ特性を図示したもので、ＬＣｏＳウェーハ８１に対するＴＲウェーハ８１の相対的配位は、標準暗電圧Ｕ_ｄｎｏｍ＝１.２Ｖでのプラス側パネル８６のＬＣ残存ＩＰＲを最適に補償すべく選定されている。このＬＣ電圧１.２Ｖにおいて、プラス側ＬＣｏＳパネル８６はλ＝５５０ｎｍでの面内リターダンス値が近似的に６.９ｎｍであるから、この場合、最適補償のための残存ＩＰＲ値はΓ_{ｔａｒｇｅｔ}＝６.９ｎｍであり、Γ_ｎｏｍ＝＋５.７ｎｍを超えている。標準パネルの最適補償に必要なトリム・リターダ遅れ軸方位は、式（２）によればＳ又はＰ−主軸から約２１°である。このような前提に立脚すれば、他の全てのパネルは１.２Ｖよりも高い暗電圧にドライブされるべきであり、何れの場合にも、ＴＲを欠いた状態のＬＣｏＳのＩＰＲは、１.２Ｖでのプラス側パネルのリターダンスである約６.９ｎｍへシフトさせられている。最適暗電圧はプラス側、標準及びマイナス側のパネルのＲ(Ｕ)特性におけるそれぞれの最小値１１４、１１５及び１１６に対応し、又、各非補償ＬＣｏＳパネルの特性曲線２３１ｍ、２３１及び２３１ｐと図１２中の６.９ｎｍリターダンス線６９との各交点にも対応していて、各々Ｕ_ｄｍｉｎ＝１.７５Ｖ（マイナス側パネル）、Ｕ_ｄｎｏｍ＝１.５５Ｖ（標準パネル）、Ｕ_{ｄｐｌｕｓ}＝１.２Ｖ（プラス側パネル）である。ここで検討中のＬＣｏＳパネル群に属し信頼限界±３σ内に収まっている実際上他の全てのＬＣｏＳパネルは、プラス側及びマイナス側パネルの面内残留リターダンスの間の暗状態リターダンス値を示し、又、対応したＴＲ／ＬＣｏＳパネル集積アセンブリの、コントラスト比ＣＲ向上チューニングの目標値である最適暗電圧は１.２Ｖと１.７５Ｖの間である。この例が明かにしている通り、ＴＲ／ＬＣｏＳパネルアセンブリの大部分に対し高コントラストのための最適チューニングを行うには、標準ＬＣＤパネルのリターダンスが０.５ｎｍ以上、好ましくは１ｎｍ以上過補償されるようＴＲが配位されるべきであり、しかも場合によっては良品収率を向上すべく更に大きな２〜５ｎｍもの過補償が有利である。当分野の専門家には、過補償の程度がアセンブリ間で異なり、ＬＣｏＳのＩＰＲ分布２０１の幅やΓ_ＬＣ(Ｕ）特性曲線の勾配に応じて変わることも明らかである。

実際上、映像デバイスのコントラスト比は光線の発散や非理想的な交差偏光による制限、つまり悪影響を受ける。図２を再度参照すると、ＰＢＳ１４とＬＣｏＳパネル２０の間に介装されたトリムリターダンス素子２１は、その反射率がゼロではないため、一部の光線が交差偏光器を透過し漏れ出すことを防ぎえない。要するに、このような非理想的な素子類に起因して、実際の光学映像系において実現可能なコントラスト水準には限度がある。そのような系のコントラストＣＲ（システム）は、近似的に次式（５）により計算できる。：

ここに言う、ＣＲ(システム)は実際の光学映像系におけるコントラスト期待値、ＣＲ(基準線）はコーンイルミネーション（cone illumination）における非理想的な素子類がシステムに課しているコントラストの限界値、又、ＣＲ(ＴＲ＋パネル）は式（４）が規定している補償ずみＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリを２回透過することに関連したコントラスト、である。

図１９は、ＬＣ電圧の影響を受ける個々のシステムの総括的コントラストを、図１７及び１８で説明した第２実施態様における補償ずみプラス側、標準及びマイナス側の各ＬＣｏＳパネル８６、８５及び８４に関連して示す。標準パネル及びマイナス側パネルのコントラスト調整曲線とは対照的に、プラス側パネルは、最も低い電圧１.２Ｖにおいて最高の面内残留リターダンスを有する。これは、最も低い最適電圧点でのプラス側パネルのＥＯ曲線２３１ｐが比較的平坦なことに起因している。図１９では、「許容可能範囲」、例えば、ピーク値からの低下が高々２０％までのコントラストを与える電圧範囲を、プラス側、標準及びマイナス側の各パネルにつき水平矢印線１２１、１２２及び１２３で示し、これら電圧矢印線の長さは約０.４Ｖ〜０.１Ｖである。マイナス側パネルとプラス側パネルの間のリターダンス値を有するＬＣＤパネルを備えた他の全てのＴＲ／ＬＣＤアセンブリについて推測しても、これら３種アセンブリの電圧調整ピッチは０.１Ｖ以下であり、この要件は、背板に印加している定格値３.３ＶのＣＭＯＳ電圧を、８ビットデジタル値からアナログ値へ変換（ＤＡＣ）して小刻みに変更することにより容易に実現可能なものである。しかしＴＲの標準配位角（nominal TR wafer orientation）と残存ＩＰＲ目標値を本発明方法に従い選定する際、コントラスト値対ＬＣ電圧の関係を示した曲線幅（２点間の幅）が暗電圧の増大に伴って狭くなることは、過補償の程度に影響を及ぼすこととなる。

図１９と同様に、システムの総括コントラストをＴＲ／ＬＣｏＳパネルのパラメータ群に感応するものとして示している図２０のコントラストマップは、しかしＬＣ電圧を水平軸とし、Ｘ−軸に対するＴＲウェーハ９１の局部的方位角を鉛直軸とした２変数対応の形であり、ウェーハレベルでのＴＲ／ＬＣｏＳアセンブリ８０におけるＴＲのＳＡ軸方位角が空間的には非一様性を示す可能性があることを視野に入れ考慮している。プロット（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）はプラス側パネル、標準パネル及びマイナス側パネルにそれぞれに対応し、これらは、プラス側パネルの暗状態ＬＣ電圧１.２Ｖで光学的補償を行うべく配位されたＩＰＲ１０ｎｍのトリム・リターダを備えている。これらの図上に見られる比較的明るい領域は、比較的に高いシステム総括コントラストを示している。これらの図が示しているように、各ＬＣｏＳパネルについて、更には或るＴＲ／ＬＣｏＳパネルアセンブリの共通ウェーハに対するＴＲ部位のＳＡが、標準配位角、本例では２１°からずれている場合には、１枚のＬＣｏＳパネルに含まれるＬＣセル群についても、最適暗電圧Ｕｄの選定が可能なのである。例えば、上述のプラス側パネルのＥＯ特性を有した特定のパネルが、Ｘ−軸に対する方位角２１°ではなく２６°の局部ＳＡを示すＴＲウェーハ部位に接合されているときは、各ＬＣセルのＬＣ電圧を新しい最適コントラスト点１３２へシフトさせるべくチューニングすることによって当該局部でのコントラストを最適化できる。このように、２段階（調整可能な）トリム・リターダ／ＬＣｏＳ系の局部域コントラストは、本発明の電圧調整ステップにより最適化でき、これは当該局部域におけるトリム・リターダとＬＣｏＳの双方が示す遅れ軸とリターダンス度合が何れも目標値から偏移していても可能である。暗状態ＬＣ電圧を、要すれば恣意的に明状態ＬＣ電圧ともども、他の複数局部域とは別個に最適化できる前記の一局部域は、その中に小群をなす画素が包囲形成されたものであり、この画素群はＴＲ／ＬＣｏＳダイのアレイ８９から取出したＴＲ／ＬＣｏＳウェーハ８０中の１つのダイに含まれたもの、又はＴＲ／ＬＣｏＳアセンブリダイの全体に含まれたもの、或いはＬＣｏＳダイ部分の群に含まれたもの、更にはＴＲ／ＬＣｏＳ素子群全体をカバーしたウェーハに含まれたもの、等々の何れであってもっよい。

以上、ウェーハベースでのＴＲ／ＬＣｏＳアセンブリ製造につき、本発明による暗電圧調整方式の電子的コントラストチューニングを説明したが、そこでは複数のトリム・リターダと複数ＬＣｏＳパネルとの積層が該パネルの製造と同じ技術的ステップにおいて遂行される。しかし本発明は、ウェーハベースでのＴＲ／ＬＣｏＳアセンブリ製造のみには決して限定されず、ＴＲとＬＣＤパネルが別個に製造されたのち、同一標準仕様の極めて多数のＴＲ／ＬＣＤパネル対に共通した、所定の相対配位に固定され積層される、というケースにも適用できる。この観点において、本発明は、望ましくは同一、但し必ずしも同一でなくてよい各ＬＣＤパネルが示す残存ＩＰＲ値がもたらすコントラスト低下という望まれざる影響を補償、つまり軽減する方法も提供する。この方法を構成する各ステップを、以下、図２１によって説明する。

この方法はステップ３０５から始まるが、このステップでは残存ＩＰＲ値の目標範囲を、例えば複数のＬＣＤパネルが示すと期待される該値の分布をもとに、決めるが、この分布は例えば図１３に示した分布１０１におけるＩＰＲ値の±３σ値１０３と１０４の間の範囲に対応してもよく、いくつかの実施例においては補償対象残存ＩＰＲ値の目標範囲上限値Γ_{ＬＣｍａｘ}のみを決めれば十分である。

次のステップ３１０では、何れかの補償対象ＬＣＤパネルの残存ＩＰＲよりも大きいＩＰＲ値Γ_ＴＲ＞Γ_{ＬＣｒｅｓ ｍａｘ}をもったＴＲ補償器を選定する。

次のステップ３１５では、所定の偏光性、例えば図１４を参照して上述した通り直線状Ｐ−偏光、の入射光線に対するＬＣＤパネルの残存ＩＰＲ値に対し、望ましくは０.５ｎｍ以上の過補償を行うべく、補償中の該パネルに対するＴＲ補償器の相対的配向方位、即ち両者が有するＳＡどうしの間の角度φ_ｒｅｌ、を選定するのであり、このステップには、ＬＣＤパネルよりもＩＰＲが大きいＴＲを用いてのＬＣＤ最適補償の目標ＩＰＲ値Γ_{ｔａｒｇｅｔ}、を選定する操作を含んでいてもよく、一例としては該値を実質上Γ_{ＬＣｍａｘ}に等しくする。

次のステップ３２０では、前のステップ３１５で選定した相対的配位関係に位置を固定した様態で、ＴＲとＬＣＤパネルを光学的に組合わせることにより、Ｐ−偏光入射光線を変調するための前置乃至先行補償ずみＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリ２２を形成する。

次に、先行補償ずみＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリ２２についての特性値測定を、図２２に示した測定装置５５を用いて行うのであるが、この装置は前述した図１０の装置と同じパーツを多数含んでおり、同様のパーツには同じ参照番号を付してある。

次のステップ３２５では、所定の例えばＰ−偏光の光線３６をＬＣＤパネルのトリム・リターダ２１とＬＣ層とを２度ずつ透過させることで反射暗状態光線とし、次いでこれをＷＧＰ１４へ送り返すが、偏光解析器として該ＷＧＰは、実質上Ｓ−偏光成分のみが残留している濾波暗状態光線３７を屈折させ、収束照準手段３１を経て光センサ３２へ導き、このセンサが、濾波暗状態光線３７の照度を測ってフィードバック信号Ｓを発生するのであり、濾波暗状態光線３７の照度に比例した該信号はパネルアセンブリ２２による入射光線３６の交差偏光変換の度合を示している。フィードバック信号Ｓの転送先であるプロセッサ３３から出力される制御信号３８は、電圧発生／ＬＣ制御器３４へ入力されてＬＣＤパネル２０のＬＣ電圧Ｕを変化させると共に、ガンマ補正表の更新に用いるべき濾波暗状態光線３７の強度、に関するデータが該制御器３４へ供給されるのである。

次のステップ３３０で、プロセッサ３３は、フィードバック信号Ｓを用いて濾波暗状態光線３７の強度を最小化又は少なくとも軽減する目的でＬＣ電圧Ｕを調整し、これによりパネルの残存ＩＰＲ値が及ぼす偏光性変化効果を最小化又は少なくとも軽減し、パネルの逐次的コントラストＣＲを向上させる。光センサ３２からのフィードバック信号Ｓの強さを最小化すべく調整されたＬＣ電圧値Ｕは、次いでパネルアセンブリ２２の暗電圧Ｕ_ｄとして次のステップ３３５へ送られ、制御器３４の構成次第によっては、後述のように、該電圧値が制御器のメモリ内でハードコードされる(hard-coded)か又は該メモリ内に記憶される。一例にあっては、フィードバック信号Ｓを制御器３４で記録しつつＬＣ電圧Ｕを暗電圧Ｕ_ｄと明電圧Ｕ_ｂの間で変化させるステップを含み、さらに結果として得られる調整後のＥＯ特性形状Ｒ(Ｕ)を特徴づけるデータ、例えば索引テーブルの形のデータを制御器３４に記録する。

最後に、任意に追加できるステップ３４０では、ＬＣ電圧Ｕの高低に応じてＰＤ３２からのフィードバック信号を最大化すべく、ＬＣＤパネルアセンブリ２２の明電圧を調整し、該アセンブリの作動において利用すべく、調整後の明電圧を制御器３４に記録又はハードコード化する。

ＬＣの暗電圧、要すれば更に明電圧を精細にチューニングすることによってＬＣＤパネルのコントラストを向上させる方法、は上に概説した通りであり、これはアナログ駆動及びデジタル駆動の両種ＬＣＤパネルに適した具体化が可能である。ＬＣ画素のアナログ駆動では各画素ごとに１つのトランジスタを利用するが、デジタル駆動は完全ＯＮ（Ｕ＝Ｕ_ｂ）の画素と完全ＯＦＦ（Ｕ＝Ｕ_ｄ）の画素につき、これらのパルス幅変調（ＰＷＭ）に基くので１画素乃至１ＬＣ当たり複数個のトランジスタが必要である。何れの駆動方式にも、光学的映像の品位、電子回路の設計とレイアウトの迅速化に関し、一長一短がある。

図２３は、アナログ駆動ＬＣＤパネルに対し、本発明による暗偏光電子調整を適用する方法を、ＬＣセルに印加される電圧波形に基いて示す。ＬＣセル２００の模式図である図６をここで再度参照すれば、ＩＴＯ２０４（導電性酸化物層）の電圧Ｗと、シリコン背板つまり反射電極２０１の電圧Ｖとの差がＬＣ電圧Ｕであることは次式（６）の通りである。

Ｕ ＝ Ｖ − Ｗ （６）

従ってＬＣ電圧の調整又は正負逆転は、ＩＴＯ電圧Ｗと背板の電圧Ｖの何れか又は双方を調整することによって可能である。以下、暗状態ＬＣ電圧Ｕ_ｄを得るための背板電圧をＶ_ｄで表わし、ＬＣの明電圧Ｕ_ｂを得るための背板電圧をＶ_ｂで表わす。当分野においては公知のように、ＬＣ分子が長期にわたって電気化学的劣化を来たさないよう、ＬＣ層２０３の電場はＤＣバランスが必要である。故に典型的には、Ｕ ＞０のポジフレームにＵ ＜０のネガフレームが後続するようＬＣＤパネルが駆動され、又暗状態背板電圧Ｖ_ｄと明状態背板電圧Ｖ_ｂとは相違しているので、ポジフレームの暗電圧と明電圧をそれぞれＶ_ｄｐ及びＶ_ｂｐと表わし、ネガフレームの暗電圧と明電圧をそれぞれＶ_ｄｎ及びＶ_ｂｎと表わすことにする。

正電圧のフレームと負電圧のフレームを形成するには、一般的にＩＴＯ２０４の電圧Ｗを背板鏡(back plane millor)における電圧振れ最大幅の中央に固定する。この構成によりＬＣセルを貫通した印加電場の効果は半減する。適用可能な背板電圧には限界があるので、電源側の線の電圧をいつも高められるとは限らない。上層のＩＴＯの電圧Ｗが低い電圧、つまり負の電圧と、高い電圧との間でトグルスイッチ状に切替えられる場合には、ＬＣＤパネルの駆動を他の方式で行うことも可能である。

図２３は、本発明一実施例におけるトグル切替え式ＩＴＯのアナログ駆動を標準電圧波形Ｗ(Ｔ)５０１、Ｖ(Ｔ)５０２及びＵ(Ｔ)５０３で示したものである。背板電圧Ｖは、ＣＭＯＳ駆動回路によって規定される０Ｖ（ゼロＶ）とＶ_ｍａｘ＝３.８Ｖとの間で可変である。アセンブリ２２（図２２）の補償ずみＬＣｏＳ２００による入射光３６のＰ−Ｓ交差偏光変換度を最大にすべく、５Ｖを標準明（ＯＮ）状態ＬＣ電圧Ｕ_ｂｎｏｍとして選定する。標準暗ＬＣ電圧Ｕ_ｄｎｏｍは、背板最大電圧Ｖ_ｍａｘ＝３.８Ｖを用いＵ_ｄｎｏｍ＝（Ｕ_ｂｎｏｍ−Ｖ_ｍａｘ）＝１.２Ｖとして与えられる。前記波形５０１、５０２及び５０３は、未補償のＬＣｏＳパネルの駆動のみならず、例えば図１７中の補償ずみプラス側パネルのように暗電圧が所定の１.２Ｖにおいてクロッキング角度が最適となるようなＴＲ／ＬＣｏＳパネルアセンブリ、の駆動にも適用できる。

高い電圧の飽和電場がホットエレクトロン劣化とドレイン孔開け効果を引起すので、所与のＣＭＯＳレイアウトにおける背板給電線を十分に増加することは難しいから、表面ＩＴＯ電極の電圧Ｗの振れは、背板の最大電圧Ｖ_ｍａｘよりも大きくせねばならない。このようなアナログ駆動の場合、画素コンデンサに０〜３.８Ｖの間の電圧を印加することにより、グレースケールが形成される。従って動的範囲の電圧１.２Ｖ〜５Ｖが各ＬＣセルに印加されるよう、ＩＴＯ電極はネガフレーム５１０のときＷ_ｎ＝５Ｖにトグル止めされ、ポジフレーム５２０のときＷ_ｐ＝ −１.２Ｖにトグル止めされる。背板電圧波形５０２は、それぞれＶ１_ｎ，ｐ、Ｖ２_ｎ，ｐ及びＶ３_ｎ，ｐの背板電圧で駆動される別々の３画素＃１、＃２及び＃３についてのアドレス指定を示すものであり、これら３画素は全て同じ標準暗状態（Ｕ＝±１.２Ｖ）、グレー状態（Ｕ＝±４Ｖ）及び明状態（Ｕ＝±５Ｖ）を、ネガフレーム５１０の間中も、又、ポジフレーム５２０の間中にも示す。波形５０１、５０２及び５０３でそれぞれ示した各画素のＩＴＯ電圧、背板電圧及びＬＣセル電圧は、表２に掲示した通りである。この例における標準画素アドレス指定体系は以下の諸式（６ａ）〜（６ｆ）により定義される。：

Ｗ_ｎ ＝ Ｕ_ｂｎｏｍ （６ａ）

Ｗ_ｐ ＝ −Ｕ_ｄｎｏｍ （６ｂ）

Ｖ_ｄｎ ＝ Ｖ_ｍａｘ （６ｃ）

Ｖ_ｄｐ ＝ ０ （６ｄ）

Ｖ_ｂｎ ＝ ０ （６ｅ）

前もって補償済みのＬＣｏＳパネルアセンブリ２２、又はこれに包含されている画素群が、標準暗電圧Ｕ_ｄｎｏｍにおいて最適にクロックインされてないときは、当該アセンブリ乃至画素群について画素の逐次的コントラストを改善すべく前述の電圧チューニングステップ３３０を遂行する。このステップでは、新調整の暗状態ＬＣ電圧として、標準の１.２Ｖに対し例えば１.５Ｖなる値を与えることになる。

まず第１に、本発明者が考慮した実施態様では、ＩＴＯのトグル切替え電圧Ｗを適正に調整することにより暗状態ＬＣ電圧Ｕ_ｄを調整することであった。この例を説明する下表３には、表２と同様に、３画素をドライブして調整ずみ暗状態、グレー状態及び明状態をとらせるための、背板とＩＴＯ電極での電圧Ｖ及びＷのほかＬＣ電圧Ｕをリストアップしてある。この例では、ポジフレーム時のＩＴＯトグル電圧Ｗの値Ｗ_ｐが、増大させたＬＣセル暗電圧Ｕ_ｄ＝１.５Ｖに適合するよう調整されＷ_ｎ＝−１.５Ｖとなっている。ポジフレームＶ1ｐでの背板暗電圧は変更せず、そのネガフレームでの電圧Ｖ1ｎはＩＴＯと同じだけ調整される。やはり一例として、グレーレベルの画素は、前の４.０Ｖとは異なる値Ｕ＝４.５Ｖに変更されるべきであるが、完全明電圧Ｕ_ｂは変更せず５Ｖのままである。この例における調整後の画素アドレス指定体系は以下の諸式（７ａ）〜（７ｆ）により定義される。：

Ｗ_ｎ ＝ Ｕ_ｂｎｏｍ （７ａ）

Ｗ_ｐ ＝ −Ｕ_ｄ （７ｂ）

Ｖ_ｄｎ ＝ （Ｕ_ｂｎｏｍ−Ｕ_ｄ） （７ｃ）

Ｖ_ｄｐ ＝ ０ （７ｄ）

Ｖ_ｂｎ ＝ ０ （７ｅ）

次いで、他の実施態様では、代替的な画素アドレス指定体系を用いて前記のステップ３３０及び３４０を遂行するが、それにはトグル切替え式のＩＴＯ電圧Ｗ_ｎ及びＷ_ｐは固定し、背板鏡（backplane mirror）の暗電圧Ｖ_ｄをポジフレームとネガフレームの何れにおいても変更する。図２３及び表２と表３を用い上述したものと同じ３画素構成に対しての、本例における関連画素電圧は、表４にリストアップした通りである。
そして、本例における調整後の画素アドレス指定体系は以下の諸式（８ａ）〜（８ｆ）により定義される。：

Ｗ_ｎ ＝ Ｕ_ｂｎｏｍ （８ａ）

Ｗ_ｐ ＝ −Ｕ_ｄｎｏｍ （８ｂ）

Ｖ_ｄｎ ＝（Ｕ_ｂｎｏｍ−Ｕ_ｄ） （８ｃ）

Ｖ_ｄｐ ＝ （Ｕ_ｄ−Ｕ_ｄｎｏｍ） （８ｄ）

Ｖ_ｂｎ ＝ ０ （８ｅ）

表３と表４から明らかなように、本発明の方法は、ＬＣＤパネル用の制御・駆動回路により、ポジ及びネガ両フレーム中の背板電極の暗電圧、及び／又は、ＩＴＯ電圧を調整する手段、を必要とする。グレースケール用のディザリング(dithering)のためにＰＷＭ（パルス幅変調）が行なわれる画素アドレス指定にあっては、画素が完全ＯＮの暗状態と完全ＯＦＦの明状態の何れであるか、が問題である。表３及び４における画素＃１と＃３の、二極ＬＣセルの電圧は、所要の電圧波形を示す。背板電圧Ｖ_ｄにより暗状態を調整できる背板画素の駆動電子回路は当分野で公知であって、例えばｅＬＣＯＳ・マイクロディスプレイ・テクノロジー・インク社の米国特許出願第２００４／００７０５６２号に開示されている通りであり、本明細書中で参照引用する。
米国特許出願第２００４／００７０５６２号

図２４は、本発明に従いＬＣＤパネルアセンブリ２２の暗状態ＬＣ電圧Ｕｄを調整できる制御電子回路の構成を示す。画素アドレス指定と制御のための回路は、ＬＣＤパネル４４５と制御盤４００との間で区分されており、この制御盤は以下「制御器４００」と記す。ＬＣＤパネル４４５は、補償対象のＴＲ／ＬＣＤアセンブリ２２のＬＣｏＳパネル２０を備え、ＩＴＯ電圧ターミナル４５０と、背板電圧ターミナル４６０と、画素選定信号４１２を受取るターミナル４５５、を含んでいる。制御器４００は、ＩＴＯ電圧ターミナル４５０に接続されたＩＴＯ電圧発生器４２０と、背板電圧ターミナル４６０に接続された背板電圧発生・ガンマ補正ブロック４３５とを含んでいる。ＩＴＯ電圧発生器４２０は、ネガフレーム用ＩＴＯ電圧Ｗ_ｎとポジフレーム用ＩＴＯ電圧Ｗ_ｐを発生する２つのＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器、Ｄ／Ａコンバータ）４０５及び４１０を備え、これら両電圧はＭｕｘ（マルチプレクサ）４１５へ供給される。Ｍｕｘ４１５は、ＩＴＯターミナル４５０へ電圧信号４１１を送るが、該信号はそのときのフレーム如何によってＷ_ｐとＷ_ｎの間で切り替わるものである。

背板電圧発生器４３５は、画素明度の情報を含んだビデオ信号４２５と、これに伴ったアドレス信号４３０とを受取るが、後者信号は前者のビデオ信号が関係するＬＣＤパネル４４５中の画素アドレス乃至アドレス群を決めている。これらの信号に応答し、背板電圧発生器４３５は背板のアナログ電圧値Ｖ^ｉ，ｊを発生するのであって、この上付き添字「ｉ,ｊ」は、アドレス信号４３０が指定している画素の行と列を示し、そのようなアナログ電圧値の発生には、ポジ及びネガフレーム用の所定の暗及び明状態背板電圧Ｖ_ｄとＶ_ｂのほかガンマ補正テーブルも用いられ、このテーブルはＬＣＤパネルの非直線的ＥＯ特性と所望の人間視覚応答とに対応するべく、グレースケール電圧Ｖ^ｉ，ｊのスケーリングつまり換算割当てを行う。

制御器４００を構成しているプロセッサ／メモリ＝モジュール（ＰＭＭ）４４０は、例えばＦＰＧＡ（現場でプログラム可能なゲートアレイ）を用いて作製でき、暗及び明状態背板電圧値とガンマ補正テーブルの各データを記憶しておくメモリを備えたものであり、かくして、これらデータは背板電圧発生器４３５へ供給される。さらに要すれば、ＰＭＭ４４０には、ＩＴＯ電圧発生器４２０へ入力すべきＩＴＯ電圧値Ｗ_ｎとＷ_ｐを演算処理して記憶させてもよい。

一例にあっては、ＰＭＭ４４０に、対象色帯域の暗及び明状態ＬＣ電圧Ｕ_ｄｎｏｍとＵ_ｂｎｏｍの初期標準値及び標準ガンマ補正テーブルが記憶され、ＩＴＯ電圧値Ｗ_ｎとＷ_ｐ並びに背板電圧値Ｖ_ｄｎ、Ｖ_ｄｐ、Ｖ_ｂｎ及びＶ_ｂｐが式（６ａ）〜（６ｆ）を用いて算出される。図２１及び２２を再度参照すれば、
暗状態ＬＣ電圧は、外部からの信号３８を用い本発明中のステップ３３０において、フィードバック信号Ｓが最小化又は適切なレベルに低下するまで調整され、得られた調整ずみＵ_ｄはＰＭＭ４４０に記憶され、かつ該ＰＭＭは各々の背板電圧のほか、要すればＩＴＯ電圧も、例えば式（７ａ）〜（７ｆ）又は式（８ａ）〜（８ｆ）、等を用いて算出する。さらに、グレースケール用のガンマ補正テーブル初期値は、較正ステップ３３０で決まる調整後の一連の電圧値に対応して更新される。更新された背板電圧とガンマ補正係数は、もしさらに更新ずみであればＩＴＯ電圧ともども、背板電圧発生器４３５へ送られ、追加的にはＩＴＯ電圧発生器４２０にも送られる。

以上の説明は、ＬＣＤパネルの全面にとって必要な暗及び明電圧が決められ且つ更新される実施態様に主眼をおき、座標（ｉ,ｊ）の各画素がそのディスプレイ上の位置つまり該座標の如何を問わず、同一のビデオ信号に応答して同一の電圧値により駆動されるケースについての説明であった。しかし、これでは、ＬＣＤパネル２０のＴＲ２１及びＬＣ層がもっているリターダンス特性の、空間的な非一様性に起因してＬＣＤパネルアセンブリ２２表面のどこかにコントラスト比の非一様性が出現する恐れがある。そこで、再び図５に注目すれば、ＬＣｏＳパネル８１のＩＰＲが示す「空間的」（実際はほぼ２次元）な非一様性と、程度は軽いがＴＲウェーハ８１のＩＰＲが示す非一様性は、おそらく、ＴＲ／ＬＣｏＳウェーハ８０上のアレイ８９に属した各ＬＣＤパネルの表面における残存ＩＰＲ値の補償程度に非一様性をもたらす。

従って、他の観点から本発明が提供する方法においては、ＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリのコントラスト比における非一様性を電子的にチューニングするべく、各ＬＣＤパネル上の空間的に異なったＬＣ画素群の、暗状態ＬＣ電圧を個別に調整するものであり、この目的から、複数領域に分割されたＬＣＤパネルアセンブリを採用する。

図２５は、積層形成されたＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリ１５０を示し、この例では、下層のＬＣＤパネルの面内残留リターダンスが惹起するＰ−偏光光線に対しての偏光性変更効果を少なくとも部分的に補償するべく、透明のため図中では視認できないＴＲ（トリムリターダンス）素材が配位されており、これは図５と図１４を参照して上述した通りである。アセンブリ１５０は、例えば図５に示すようなウェーハレベルでのＴＲ／ＬＣＤアセンブリ製法に従い作製できる。図２５の例では、アセンブリ１５０は４つのセクション、即ち四分の一領域１５１、１５２、１５３及び１５４に区分され、別々の陰影線で示したように空間的に分布した画素群が各セクションを構成している。作動中は、各々の画素群が、図２３と表２〜４に示した如き暗電圧４値Ｕ_ｄ(ｋ)、ｋ＝１,…４ の何れかに対応、つまりｋ１≠ｋ２ならばＵ_ｄ(ｋ１）≠Ｕ_ｄ(ｋ２）という関係にある別々の電圧波形で駆動され、その結果、得られる映像のコントラストが向上し、全画素群に対し同一の暗電圧を適用する場合とは好対照をなす。他の例では、前記アセンブリを区分する領域の数が４より少なくても、又は４より多くてもよい。図２１及び２２を参照して上述した通りの本発明方法、即ち空間分解測定法を用いてのステップ３２５により個別の暗電圧は求められる。例えば、セクション１５１の暗電圧Ｖ_ｄ(１）は、非反射性スクリーンを用いて他のセクション１５２〜１５４を光線３６から遮断した状態で、対照セクション１５１のみに該光線を照射すれば測定でき、その際、フィードバック信号Ｓが最小値をとるまで、該セクション１５１の画素に対し一様に印加中のＬＣ電圧を調整する。或いは、これに代え、当分野で公知の手段を用い光線束３６の空間的形状を変え、ＬＣＤパネル表面でのスポットの寸法が該パネルの或る１つのセクションのサイズを超過しないように制限し、次いで他のセクションを照射すべく該ＬＣＤパネルをメカニカルに移動させる、という方法をとってもよい。

Ｎ個の暗電圧値Ｖ_ｄ(ｋ）の組は、次いでＬＣＤ電圧制御器３８へ送られて該器の中に記録され、該制御器は、これら電圧値に対応しグレーレベル用のものを含む複数の異なった電圧波形を生成する。

当分野の専門家には明らかなように、上のように複数セクションに区画されているＬＣＤパネルアセンブリ１５０の取扱においては、それぞれ別々のＬＣＤ電圧制御方式と画素アドレス指定方式を適用できる。即ち一例としては、パネルアセンブリ１５０がアナログ駆動であり、画素は画定されておらず、セクションにも区画されていない一様なＩＴＯ層を有した場合である。この例にあっても、図２４のセクション対象制御盤４００は、そのＰＭＭ４４０と背板電圧発生器４３５とに適宜変更を加えた形で利用できる。この制御盤４００には、Ｎ個の暗電圧値Ｖ_ｄ(ｋ)の組と、任意の明電圧値Ｖ_ｂ(ｋ)と、更には調整ステップ３３０で求めたグレーレベルのガンマ補正用検索テーブルをも含めて記憶される。このデータは背板電圧発生器４３５へ送られ、Ｎ個のデータを載せた該テーブル中の１つのデータが、画素アドレス信号４３０に対応して該発生器によって選定され、ビデオ信号４５３に対するガンマ補正を行えることになり、例えばセクション１５３中の１画素をアドレス指定したビデオ信号は、前記テーブルと、これに対応した暗電圧値Ｖ_ｄ(３)とを用いてガンマ補正される。この場合、表４と式（８ａ）〜（８ｆ）によりＩＴＯ電圧Ｗｎ及びＷｐが固定される旨、上に説明した通りの画素アドレス指定方式は、セクション１５１〜１５４に対する個別の暗電圧を求めるべく利用できる。

図２６に示した他の例によれば、前記ＬＣＤパネルアセンブリ１５０のＩＴＯ電極１６０は、個別的な取扱が可能であり、かつ前記ＬＣＤセクション１５１〜１５４にそれぞれ重層された４つの領域１６１〜１６４に区分されている。この場合、表３と式（７ａ）〜（７ｆ）による前記の画素アドレス指定方式を適用できる。そして前記の制御器４００には、前記ＩＴＯ電圧発生器４２０と同様な３個の発生器が追加され、各ＩＴＯ領域１６１〜１６４ごとに個別的なＩＴＯ電圧調整が可能となっている。

更に他の例では、別個のＬＣ暗電圧値が、公知の手段を用いてＬＣｏＳチップ４４５上でハードコード化される。

図２７は、ＴＲ／ＬＣｏＳウェーハ１４０に含まれるＬＣｏＳダイ群のための、概括的コントラスト水準とコントラスト一様性の最適化がウェーハレベルで行なわれる例を示す。完全に組立られた補償ずみウェーハ１４０は、ＬＣｏＳ暗状態作動に対応した３領域１４１、１４２及び１４３に区分されている。例えばＬＣｏＳのＬＣ収容ギャップ、ＬＣの予備的傾斜角度、及び／又はトリム・リターダウェーハの非一様性、に関するデータを集めれば、各領域の特定を行える。ＬＣｏＳドライブ用の暗電圧を掃引することにより、補償ずみ微小ディスプレイからなるシステムのコントラスト水準及び／又はコントラスト一様性を向上させるべく、ＬＣｏＳ素子アレイの全体を電気的にチューニングできる。

以上、コンラスト最適化のための第２ステップとして電圧チューニングを説明したが、ＬＣＤパネルの残留リターダンスを部分的に補償するべくＴＲを該パネルに対し相対配向することで前もって予備的に補償済みのＴＲ／ＬＣＤパネルアセンブリについては、非メカニカル手段を用い更にチューニングを施せば、入射光線の所定の偏光性に及ぼすＬＣＤパネル及びＴＲの結合的乃至正味の偏光性変更効果を更に弱めることができる。

例えば、当分野で知られているように、ＬＣＤパネル内のＬＣ混合物の屈折率と複屈折性、さらにはＴＲのこれら特性値は、温度依存性を示す。故に、ＬＣＤパネル又はトリム・リターダの温度は、システムのコントラストを最適化すべく変えることができる。図２８は、数種の未補償ＬＣＤパネルについて、偏光計を用い低電圧ＩＰＲを測定した結果を示す。赤色帯１７１、緑色帯１７２及び青色帯１７３でのリターダンス特性に係る各群のデータは、約１.５Ｖ、０.９Ｖ及び０.７Ｖの各々の亜閾値電圧でそれぞれドライブした場合のパネルリターダンスを表わしている。故に、所定の標準暗電圧においてＬＣＤパネルをドライブした状態で、他の種々の光学デバイス用として当分野で知られているＴＥＣコントローラと温度センサを用いてＬＣｏＳパネルの温度を制御することにより、入射光線の所定偏光性に及ぼすＬＣＤパネル及びトリム・リターダの正味の結合的な偏光性変更効果を弱めるべく、該ＬＣｏＳパネルのＩＰＲを調整することができる。本発明のこの実施例では、ＬＣＤパネルアセンブリ２２の特性値把握を、図２１及び２２を参照して上に説明したステップと同様にして行えば、コントラスト向上のための適切な作動温度を求めることができる。

上述のＬＣＤパネルアセンブリ２２の電子的精細チューニングは、例えば図１に示した投射器のような、映像をスクリーンにディスプレイする装置で使用し作動中の該アセンブリに対して実施することも可能である。その場合、本発明による映像コントラストの電子的調整方法は、次のステップ、即ち、
（ｉ）該装置のスクリーン上にディスプレイされている映像のコントラストを評価するステップ。
及び、
（ii）コントラストを高めるべく電圧調整を行うステップ。
を含む。この評価ステップは、スクリーン上の２点において行ってもよく、又調整ステップでは、図２５について上に説明した如くにコントラストの空間的一様性を改良するべく、ＬＣＤパネルの少なくとも２個のセルに印加されている電圧の個別調整を行ってもよい。

以上、ＶＡＮ型のＬＣｏＳパネルに関して説明したが、捻り型ネマチック等の他の液晶装置についても本発明は適用でき、どの場合にも、広範囲内に含まれるＡプレートリターダンスを有するＴＲ補償子が使用できる。さらに、製造の際に大面積の補償子フィルムがスクリーンの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイに受動的に位置整合させられるタイプの、直視型のＬＣＤパネルにも適用できる。本発明は、透過型のＬＣマイクロディスプレイへの適用も可能である。さらに、上述の電圧及び／又は温度のチューニング方法は、ワイヤグリッド型の「３Ｍ Ｖｉｋｕｉｔｉ」、「ＭａｃＮｅｉｌｌｅ」（何れも登録商標）その他の、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）ベースの反射型光学素子類へ適用することも同様に可能である。

前項には、補償作用をなすＴＲのＣプレートリターダンスについては詳説しなかったが、ポジティブ型Ｃプレート−ＬＣｏＳデバイスについて高コントラスト比を実現するには、高性能ＴＲが適当な大きさ負のＣプレートリターダンスを要することは、当然理解されるべきことである。ＴＲにおけるＣプレートリターダンスは、ＴＲ配向のメカニカルな面内クロッキングに関しては十分な不変性を示すと見なされるので、電子的調整ステップ前の最初のコントラスト最適化ステップにおいて、ＴＲとＬＣｏＳの両遅れ軸に関する適宜のメカニカル整合操作を実施できる余地がある。

その他、本発明の構成要件を備え、且つ上記した効果を有する範囲内で適宜変更して実施することができることは勿論である。

Claims (20)

1. 所定の偏光性を示す入射光線に関して、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルの面内残留リターダンスに起因した望まれざる効果を減衰させる方法であって、次の各ステップ：即ち
   （ａ）トリム・リターダを前記ＬＣＤパネルに光学的に結合するステップ、但し当該リターダンスの面内残留リターダンスはＬＣＤパネルのそれよりも大であり、
   （ｂ）固定位置にある前記ＬＣＤパネルに関しトリム・リターダを相対的に配向することにより、入射光線の偏光性を変化させるべく作用するＬＣＤパネルの残留リターダンスの効果を、前記トリム・リターダの偏光性変化効果により少なくとも部分的に補償するステップ、及び
   （ｃ）前記ＬＣＤパネルに印加される電圧と、当該パネルの温度と、前記トリム・リターダの温度、とのうち少なくとも１つのファクタを調整することにより、所定偏光状態の入射光線に対し当該ＬＣＤパネル及びトリム・リターダが示す結合的偏光性変化効果を減衰し、当該パネルの所望の暗（ＯＦＦ）状態作動条件を実現するステップ、
   からなる方法。
2. 前記ステップ（ｂ）は、入射光線に対するＬＣＤパネルの面内残留リターダンスを過度に補償すべく、該パネルに対しトリム・リターダを相対配向するものであり、
   前記ステップ（ｃ）が、
   （ｄ）ＬＣＤパネルの面内リターダンス強度値が面内残留リターダンスのレベルから偏移する方向に、該パネルに対し電圧を印加するステップと、
   （ｅ）所定の偏光状態にある入射光線に対し当該ＬＣＤパネル及びトリム・リターダが示す結合的偏光性変化効果を最小にすべく、このパネルへの印加電圧を調整するステップと、
   （ｆ）かくして調整された電圧を当該ＬＣＤパネルの暗状態電圧として利用するステップを含むものである請求項１に記載の方法。
3. 前記入射光線が直線偏光させられ、前記の調整された電圧が、前記ＬＣＤパネルとトリム・リターダとの正味の偏光軸を、入射光線の偏光方向に沿って一致させるように選択されることによって、該ＬＣＤパネルの面内残留リターダンスの過補償を相殺するものである請求項２に記載の方法。
4. 前記ＬＣＤパネルが、透明電極と画素状電極との間に挟着されたＬＣ層からなり、
   前記ステップ（ｅ）が、該透明電極の電圧調整と前記画素状電極の電圧調整の少なくとも何れかを行うものである請求項２に記載の方法。
5. 次の各ステップ、即ち
   所定の偏光性を示す前記入射光線を前記トリム・リターダとＬＣＤパネルのＬＣ層に通し暗状態の光線とするステップ、
   この暗状態の光線を解析器に通し、濾波された暗状態の光線とするステップ、
   濾波後の暗状態光線を測定してフィードバック信号を得るステップ、及び
   このフィードバック信号を、前記ＬＣＤパネルへの印加電圧を調整することによって濾波ずみ暗状態光線の強度を最小化するように利用するステップ、
   を更に含んだ請求項４に記載の方法。
6. 濾波後の暗状態光線を測定する前記ステップが、空間分解測定を実行して前記ＬＣＤパネルの少なくとも２群のＬＣ画素に関連した少なくとも２つのフィードバック信号を得る操作を含み、
   更に、前記暗状態光線の空間的一様性を向上させるべく、前記各ＬＣ画素群に対する印加電圧を個別に調整するステップ、
   を含んだ請求項５に記載の方法。
7. 前記の印加電圧個別調整ステップが、コントラスト一様性を高めるべく前記各ＬＣ画素群に対する暗電圧を個別に調整する操作を含んでいる請求項６に記載の方法。
8. 前記の印加電圧個別調整ステップが、前記各ＬＣ画素群に対するグレーレベル電圧又はその波形を個別に調整する操作を含んでいる請求項６に記載の方法。
9. 前記各ＬＣ画素群に対する別個のガンマ補正テーブルを求め記憶するステップを更に含んでいる請求項８に記載の方法。
10. 前記ＬＣＤパネルが、スクリーン上に映像をディスプレイする装置で使用されるものであり、更に次のステップ、即ち
    前記装置によりスクリーン上にディスプレイされた映像のコントラストを評価するステップ、及び
    コントラストを高めるべく電圧を調整するステップ、
    を含んだ請求項２に記載の方法。
11. 前記の映像コントラスト評価ステップが、スクリーン上の２点についてコントラストを評価するステップを含み、前記の電圧調整ステップが、コントラストの空間的一様性を高めるべく前記ＬＣＤパネルの少なくとも２個のセルに印加される電圧を個別に調整するステップを含んでいる請求項１０に記載の方法。
12. 前記ＬＣＤパネルが、シリコン基膜担持式液晶（ＬＣｏＳ）マイクロディスプレイであって、前記マイクロディスプレイはシリコン背板ウェーハの単一のダイから形成されたものであり、該ウェーハが複数のＬＣＤパネルを形成すべく複数のダイを備えたものであり、
    且つ前記ステップ（ａ）及び（ｂ）が、前記の複数ダイを覆った単一のトリム・リターダウェーハをシリコン背板ウェーハに対し相対的な所定配向位置に整合させるステップと、前記の複数ＬＣＤパネルを形成するべく位置整合状の該リターダンスウェーハを背板ウェーハに接合するステップ、によって遂行される請求項２に記載の方法。
13. 所定の直線偏光状態にある入射光線を変調するＬＣＤパネルアセンブリであって、次の各部、即ち
    暗状態で面内残留リターダンスを有するＬＣＤパネルと、
    入射光線の光路の中に配置されたリターダンス補償素子とを備え、
    この補償素子は、
    光線に対する当該ＬＣＤパネルの面内残留リターダンスを過度に補償することにより、
    当該アセンブリ出口での光線の交差状偏光への変換を誘起させるものであり、当該パネルに対する印加電圧がこの交差状偏光を軽減する作用をなすべく構成されてなるＬＣＤパネルアセンブリ。
14. 前記リターダンス補償素子が、ＬＣＤパネルのカバーガラス上に配置された複屈折材からなる請求項１３に記載のアセンブリ。
15. 前記ＬＣＤパネルが透過型のものである請求項１３に記載のアセンブリ。
16. 前記ＬＣＤパネルが反射性のシリコン背板を備えたものである請求項１３に記載のアセンブリ。
17. 前記ＬＣＤパネルがＶＡＮ型液晶の層を含んだ構成の請求項１６に記載のアセンブリ。
18. 前記ＬＣＤパネルがＴＮ型液晶の層を含んだ構成の請求項１６に記載のアセンブリ。
19. 所定の直線偏光状態にある入射光線を変調する構成のＬＣＤアセンブリであって、次の各部、即ち
    暗状態で面内残留リターダンスを有し、且つＬＣ画素群のアレイを備えたＬＣＤパネル、及び
    更に入射光線の光路の中に配置されたリターダンス補償素子を有しており、この素子が、光線に対する当該ＬＣＤパネルの面内残留リターダンスに起因した偏光性変化効果を少なくとも部分的に補償するものであり、
    当該パネルは複数の領域に分割され、各領域は前記画素の空間的な１群を備えているとともに、作動に際しては、各画素群は他の画素群に対するそれぞれの暗電圧とは異なった波形の電圧によってドライブされ、得られる映像の空間的コントラストの一様性が、全ての画素群に対し同一の暗電圧を印加する場合に比べ改善された構成のアセンブリ。
20. ＬＣＤパネルの製造方法であって、次の各ステップ、即ち
    それぞれ面内残留リターダンスを有する複数のＬＣＤパネルを形成するために形成された複数の背板ウェーハ部材からなる背板ウェーハを準備するステップ、
    各ＬＣＤパネルの面内リターダンスよりも強い面内残留リターダンスを有するトリム・リターダ用のウェーハを準備するステップ、
    両ウェーハ間の隙間にＬＣ層を保持できるようにトリム・リターダ用ウェーハを背板ウェーハの上に重ねるステップ、
    ＬＣＤパネルアセンブリの列が形成できる相対的固定位置において、トリム・リターダ用ウェーハを背板ウェーハに接合するステップ、及び
    このアセンブリ列をほぼ立方形の小片群に裁断することにより分離され、かつ各々トリム・リターダに集積一体化されてなる複数のＬＣＤパネルアセンブリを形成するステップ、
    からなり、前記両ウェーハにとらせる相対的固定位置が、所定の偏光状態の入射光線に対し少なくとも大部分のＬＣＤパネルが示す面内残留リターダンスを過度に補償できるように選択され、当該大部分のＬＣＤパネルアセンブリ用の暗電圧調整によって電子的コントラストの強調が可能とされる方法。