JP2008107681A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】パネル作製で生じる液晶配向の方位角方向やプレチルト角のばらつきにより生じる位相差や光学系の軸ずれによる光の影響を抑え、確実に補償できる液晶装置及びこれを備える電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶層２３を構成する液晶分子に、所定の一方向にプレチルトが付与され、
素子基板２１の外側に、主屈折率ｎｚが他の主屈折率ｎｘ、ｎｙよりも小さい二軸性の屈折率異方性を有する光学補償板２４が設けられ、光学補償板２３のｎｚ軸が、液晶層２３の法線方向に対して液晶分子のプレチルトの方位角方向に向けて傾斜している。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶装置及び電子機器に関する。

近年、大画面表示を可能とした表示装置として、液晶プロジェクタ（投射型表示装置）が実用化されている。このようなプロジェクタにおいては、負の誘電異方性を有する液晶分子を基板に対して垂直に配向させ、電圧を印加することにより液晶分子を倒すＶＡＮ（Vertically Aligned Nematic）モードで駆動する液晶装置をライトバルブとして備える構成が提案されている。しかし、従来の液晶プロジェクタは、投影画像のコントラスト比が１：５００程度であるため、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device：米国テキサス・インスツルメンツ社の登録商標）などの機械式シャッタを用いたプロジェクタのコントラスト比が１：３０００程度であることと比較して見劣りがしていた。これは、液晶装置の視角特性にあると考えられている。すなわち、液晶プロジェクタでは、液晶装置に入射する光が完全な平行光ではなく、また液晶装置に入射角依存性がある。これが投影画像のコントラストを低下させる原因となる。

そこで、液晶装置の入射角依存性を補償するために光学補償板を採用した液晶プロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。前者の液晶プロジェクタでは、に軸性の屈折率異方体を配置することにより、平行光ではない光が液晶装置に入射したときに液晶層で生じる位相差を補償することを図っている。また、後者の液晶プロジェクタでは、一軸の負の屈折率異方性を有する光学補償板の光軸を液晶分子の配向方向とほぼ平行に配置することにより、液晶層で生じる位相差の補償を図っている。
特公平７−６６１２１号公報 特開２００６−７８６３７号公報

しかしながら、上記従来の液晶プロジェクタにおいても、以下の課題が残されている。すなわち、前者の液晶プロジェクタでは、液晶分子に初期配向状態を制御するためのプレチルトを付与した場合、このプレチルト角が基板の法線方向から傾くにしたがって、光学補償板による位相差の補償効果が減少するという問題がある。また、後者の液晶プロジェクタにおいても、光学系の光軸ズレや、液晶配向の方位角やプレチルトのズレより従来方法では補償しきれないなどの問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、パネル作製で生じる液晶配向の方位角方向やプレチルト角のバラツキにより生じる位相差や光学系の軸ずれによる光の影響を抑え、確実に補償できる液晶装置及びこれを備える電子機器を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる液晶装置は、一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶からなる液晶層が挟持された液晶装置であって、前記液晶層を構成する液晶分子に、所定の一方向にプレチルトが付与され、前記一対の基板のうち少なくとも一方の外側に、主屈折率ｎｚが他の主屈折率ｎｘ、ｎｙよりも小さい二軸性の屈折率異方性を有する光学補償部が設けられ、該光学補償部のｎｚ軸が、前記液晶層の法線方向に対して前記液晶分子のプレチルトの方位角方向に向けて傾斜していることを特徴とする。

この発明では、液晶分子の配向ズレや光軸ズレの影響をより確実に抑制できるので、液晶装置により形成される画像のコントラストをより向上させることができる。
すなわち、ｎｚ軸を液晶分子のプレチルトの方位角方向に傾斜させることで、液晶分子のプレチルトによる位相差及び斜め方向の光による位相差が補償できる。ここで、光学補償部が二軸の屈折率異方性を有しているので、主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚがそれぞれ異なることとなる。このため、液晶層に対するｎｘ軸及びｎｙ軸の方向を適宜調整することで光学補償部による視角補償効果が高まり、上述した液晶分子のプレチルトによる位相差及び斜め方向の光による位相差をより精度よく補償できる。したがって、液晶装置の視角特性を確実に補償して画像のコントラストがさらに向上する。

また、本発明にかかる液晶装置は、前記光学補償部を前記液晶層と交差する軸回りで回転させる回転部を備えることが好ましい。
この発明では、液晶層に対するｎｘ軸及びｎｙ軸の方向を調整可能とすることで、光学補償部による視角補償効果をさらに高めることができる。

また、本発明にかかる液晶装置は、前記光学補償部の傾斜角を調整する傾斜角調整部を有することが好ましい。
この発明では、光学補償部のｎｚ軸を、液晶分子のプレチルトの方位角方向に対して傾斜する角度を調整可能とすることで、光学補償部による視角補償効果をさらに高めることができる。

また、本発明にかかる液晶装置は、前記一対の基板が、前記液晶分子の初期配向状態を規制する配向膜を有し、該配向膜が、無機材料で構成されていることが好ましい。
この発明では、液晶分子の初期配向状態を規制する配向膜を無機材料で構成することにより、有機材料により配向膜を形成することと比較して、液晶装置の耐光性や耐熱性を高めることができ、液晶装置の長寿命化が図れる。

また、本発明にかかる電子機器は、上記記載の液晶装置を備えることを特徴とする。
この発明では、上述した液晶装置を備えており、液晶分子の配向ズレや光軸ズレの影響をより確実に抑制できるので、液晶装置により形成される画像のコントラストをより向上させることができる。

［第１の実施形態］
以下、本発明における液晶装置の第１の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。ここで、図１は液晶装置を示す等価回路図、図２は液晶装置を示す分解斜視図、図３は画素領域の平面構成図、図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図、図５は光学補償板の屈折率楕円体を示す図である。

〔液晶装置〕
本実施形態における液晶装置１は、例えば液晶プロジェクタの空間変調装置となるライトバルブとして用いられる液晶装置である。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「画素領域」と称する。
まず、液晶装置１の概略構成について説明する。液晶装置１は、図１に示すように、画像表示領域を構成する複数の画素領域がマトリックス状に配置されている。この複数の画素領域には、それぞれ画素電極１１と、画素電極１１をスイッチング制御するためのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）素子１２とが形成されている。このＴＦＴ素子１２は、ソースが液晶装置１に設けられたデータ線駆動回路１３から延在するデータ線１４に接続され、ゲートが液晶装置１に設けられた走査線駆動回路１５から延在する走査線１６に接続され、ドレインが画素電極１１に接続されている。

データ線駆動回路１３は、データ線１４を介して画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素領域に供給する構成となっている。ここで、データ線駆動回路１３は、画像信号Ｓ１〜Ｓｎをこの順で線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線１４同士に対してグループごとに供給してもよい。
走査線駆動回路１５は、走査線１６を介して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを各画素領域に供給する構成となっている。ここで、走査線駆動回路１５は、走査信号Ｇ１〜Ｇｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

また、液晶装置１は、スイッチング素子であるＴＦＴ素子１２が走査信号Ｇ１〜Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線１４から供給される画像信号Ｓ１〜Ｓｎが所定のタイミングで画素電極１１に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１１を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１〜Ｓｎは、画素電極１１と後述する共通電極４５との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号Ｓ１〜Ｓｎがリークすることを防止するため、画素電極１１と共通電極５３との間に形成される液晶容量と並列接続されるように蓄積容量１７が付与されている。この蓄積容量１７は、ＴＦＴ素子１２のドレインと容量線１８との間に設けられている。

次に、液晶装置１の詳細な構成について、図２から図５を参照しながら説明する。なお、図３では、対向基板の図示を省略している。また、図３において、平面視でほぼ矩形状の画素領域の一辺に沿う方向をＸ軸方向、一辺方向と直交する他辺に沿う方向をＹ軸方向とする。
液晶装置１は、図２及び図４に示すように、素子基板（一方の基板）２１と、素子基板２１と対向配置された対向基板（他方の基板）２２と、素子基板２１及び対向基板２２の間に挟持された液晶層２３と、素子基板２１の外面側（液晶層２３と反対側）に設けられた光学補償板（光学補償部）２４と、光学補償板２４の外面側に設けられた偏光板２５と、対向基板２２の外面側に設けられた偏光板２６とを備えている。そして、液晶装置１は、偏光板２６の外面側に設けられて対向基板２２の外側から照明光が照射される構成となっている。
また、液晶装置１には、素子基板２１と対向基板２２とが対向する領域の縁端に沿ってシール材（図示略）が設けられており、このシール材、素子基板２１及び対向基板２２によって液晶層２３が封止されている。

素子基板２１は、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料からなる基板本体３１と、基板本体３１の内側（液晶層２３側）の表面に順次積層された第１層間絶縁膜３２、ゲート絶縁膜３３、第２層間絶縁膜３４、第３層間絶縁膜３５及び配向膜３６とを備えている。
また、素子基板２１は、基板本体３１の内側の表面に配置された遮光膜４１と、第１層間絶縁膜３２の内側に配置された半導体層４２及び容量電極４３と、ゲート絶縁膜３３の内側に配置された走査線１６及び容量線１８と、第２層間絶縁膜３４の内側に配置されたデータ線１４と、第３層間絶縁膜３５の内側の表面に配置された画素電極１１とを備えている。

第１層間絶縁膜３２は、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）などの透光性材料で構成されており、基板本体３１上に形成された遮光膜４１を覆うように設けられている。
ゲート絶縁膜３３は、例えばＳｉＯ_２（酸化シリコン）などの透光性材料で構成されており、第１層間絶縁膜３２上に形成された半導体層４２及び容量電極４３を覆うように設けられている。
第２層間絶縁膜３４は、第１層間絶縁膜３２と同様にＳｉＮなどの透光性材料で構成されており、ゲート絶縁膜３３上に形成された走査線１６及び容量線１８とゲート絶縁膜３３を覆うように設けられている。
第３層間絶縁膜３５は、第１及び第２層間絶縁膜３２、３４と同様にＳｉＮなどの透光性材料で構成されており、第２層間絶縁膜３４上に形成されたデータ線１４を覆うように設けられている。

配向膜３６は、例えばＳｉＯ_２やＳｉＯなどのシリコン酸化物やＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの金属酸化物などによって構成されており、その膜厚が例えば４０ｎｍとなっている。この配向膜３６は、液晶層２３に向けて金属酸化物の結晶を柱状に成長させた柱状構造体を素子基板２１の法線方向に対して斜方に傾斜するように形成したものである。このとき、柱状構造体の蒸着角度は、例えば素子基板２１の法線から５０°傾斜させた角度となっている。ここで、配向膜３６の形成には、イオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタ法などのスパッタ法、蒸着法、ゾルゲル法、自己組織化法などを用いることができる。

遮光膜４１は、例えば不透明な高融点金属であるＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｄのうちの少なくとも一つを含む、金属単体や合金、金属シリサイドなどで構成されており、基板本体３１の上面のうち平面視で第１層間絶縁膜３２を介して半導体層４２と重なる領域を含んで形成されている。

半導体層４２は、図３及び図４に示すように、平面視でゲート絶縁膜３３を介して走査線１６及び容量線１８と重なる領域に部分的に形成され、ポリシリコンなどの半導体で構成されている。そして、半導体層４２は、平面視でゲート絶縁膜３３を介して走査線１６と対向する領域にチャネル領域４２ａが設けられている。また、半導体層４２には、ＴＦＴ素子１２がＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を採用していることから、ソース領域及びドレイン領域に不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と相対的に低い低濃度（ＬＤＤ）領域とがそれぞれ形成されている。すなわち、半導体層４２には、ソース領域に低濃度ソース領域４２ｂ及び高濃度ソース領域４２ｃが形成され、ドレイン領域に低濃度ドレイン領域４２ｄ及び高濃度ドレイン領域４２ｅが形成されている。そして、半導体層４２を主体としてＴＦＴ素子１２が構成される。

容量電極４３は、図３及び図４に示すように、平面視でゲート絶縁膜３３を介して容量線１８と重なる領域に部分的（平面視で第２層間絶縁膜３４を介してデータ線１４と重なるように容量線１８が形成された領域と対応する領域）に形成され、半導体層４２と同様にポリシリコンなどの半導体で構成されている。そして、容量電極４３は、半導体層４２と連続して形成されており、画素領域の一辺方向（Ｘ軸方向）に沿って配置されている。

走査線１６は、平面視で矩形状の画素領域の他辺方向（Ｙ軸方向）に沿って配置されており、平面視でゲート絶縁膜３３を介してチャネル領域４２ａと重なる領域においてゲート電極として機能する。
容量線１８は、平面視でＹ軸方向に沿って配置される本線部と、平面視で第２層間絶縁膜３４を介してデータ線１４と重なる領域において上記本線部から分岐して画素領域の一辺方向（Ｘ軸方向）に沿って配置される分岐部とを備えている。また、容量線１８は、上記分岐部のうち本線部から離間する側の一端部において、第１層間絶縁膜３２を貫通するコンタクトホールＨ１を介して遮光膜４１に接続されている。
データ線１４は、平面視でＸ軸方向に沿って配置されており、ゲート絶縁膜３３及び第２層間絶縁膜３４を貫通するコンタクトホールＨ２を介して半導体層４２の高濃度ソース領域４２ｃに接続さている。
以上より、走査線１６、容量線１８及びデータ線１４は、平面視でほぼ格子状に配線されている。

画素電極１１は、平面視でほぼ矩形状であり、例えばＩＴＯなどの透光性導電材料で構成されている。そして、画素電極１１は、第２及び第３層間絶縁膜３４、３５を貫通するコンタクトホールＨ３を介して半導体層４２の高濃度ドレイン領域４２ｅに接続されている。

一方、対向基板２２は、図４に示すように、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料で構成された基板本体５１と、基板本体５１の内側（液晶層２３側）の表面に順次積層された遮光膜５２、共通電極５３及び配向膜５４とを備えている。
遮光膜５２は、基板本体５１の表面のうち平面視で画素領域の縁部と重なる領域に形成されており、画素領域を縁取っている。

共通電極５３は、画素電極１１と同様に、例えばＩＴＯなどの透光性導電材料で構成されている。そして、共通電極５３は、遮光膜５２及び基板本体５１を覆うように設けられている。以上より、液晶装置１は、画素電極１１と共通電極５３との間に電圧を印加し、これによって生じる基板法線方向の電界（縦電界）によって液晶分子を駆動する構成となっている。

配向膜５４は、配向膜３６と同様に、例えばＳｉＯ_２やＳｉＯなどのシリコン酸化物やＡｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＩＴＯなどの金属酸化物などによって構成されており、柱状構造体を対向基板２２の法線方向に対して斜方に傾斜するように形成したものである。

液晶層２３を構成する液晶分子は、配向膜３６、５４によりプレチルト角が付与されている。ここで、液晶分子のプレチルト角θ１は、液晶層２３の面方向に対して例えば８６°（液晶層２３の法線方向Ｄ１に対して４°）となっている。また、液晶分子は、画素電極１１及び共通電極５３の間に電圧を印加した状態（オン状態）において、液晶層２３の面方向に沿うように傾く。

光学補償板２４は、図５に示すような屈折率楕円体を有しており、例えばポリカーボネートを２方向から延伸したものである。そして、光学補償板２４は、例えば無アルカリガラスや熱伝導率の大きいサファイア、水晶などの透光性材料で構成された支持基板（図示略）上に固定されている。ここで、図５において、ｎｘ及びｎｙは光学補償板２４の面方向の主屈折率を示しており、ｎｚは光学補償板２４の厚さ方向の主屈折率を示している。そして、その主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは、例えばｎｘが１．６、ｎｙが１．５８、ｎｚが１．５４となっており、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を満たしている。したがって、光学補償板２４は、屈折率楕円体が楕円盤型となっている。そして、この屈折率楕円体は、光学補償板２４の水平面２４ａに対して平行で、ｎｚ軸が光学補償板２４の法線方向Ｄ１に対して平行となるように光学補償板２４の面方向に対して垂直に配向されている。
また、光学補償板２４は、厚み方向位相差である（（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ）が例えば０．２μｍとなっており、液晶層２３における面内位相差よりも若干小さめの値となっている。さらに、光学補償板２４は、液晶分子のプレチルトの方位角に向かうように、液晶層２３の法線方向に対して例えば２４°（液晶層２３の面方向に対する傾斜角が６６°）傾けて配置されている。すなわち、光学補償板２４の水平面２４ａの液晶層２３に対する傾斜角θ２は、２４°となっている。そして、光学補償板２４は、その遅相軸が液晶分子の配向方向に対して直交するように配置されている。ここで、光学補償板２４は、その遅相軸が偏光板２５の透過軸に対してほぼ平行となるように配置してもよい。また、光学補償板は負のＣ−ｐｌａｔｅと正のＡ−ｐｌａｔｅとを組み合わせたものでもよい。さらに、無機の二軸性の光学補償板を用いても良い。

偏光板２５は、その透過軸が上記液晶分子のプレチルト方向Ｐを基板面に投影した投影ベクトル方向Ｐ´と交差するように配置されている。
また、偏光板２６は、その透過軸が投影ベクトル方向Ｐ´と交差すると共に偏光板２５の透過軸と直交するように配置されている。

〔液晶装置の動作〕
次に、このような構成の液晶装置１の動作について説明する。図２に示すように、液晶装置１に対して偏光板２６の外面から光が入射すると、偏光板２６の透過軸と一致する直線偏光のみが偏光板２６を透過する。
ここで、オフ状態（電圧無印加時）の場合であれば、液晶層２３を構成する液晶分子は、液晶層２３の面方向に対して一方向にプレチルトを有した状態で概ね垂直に配向している。このため、液晶層２３に入射した直線偏光は、プレチルトに応じた位相差により偏光状態が変更されて楕円偏光として液晶層２３から出射する。この楕円偏光は、光学補償板で略直線偏光となり、偏光板２５の透過軸とほぼ直交するため、偏光板２５により遮光される。これにより、画素領域が暗表示となる。
一方、オン状態（電圧印加時）の場合であれば、液晶層２３を構成する液晶分子は、液晶層２３の面方向に対して水平に配向している。

このため、液晶層２３に入射した直線偏光は、複屈折により偏光方向が入射時と直交する直線偏光に変更されて液晶層２３から出射する。この直線偏光は、偏光板２５の透過軸と平行であるため、偏光板２５を透過して表示光として視認される。これにより、画素領域が明表示となる。

ここで、液晶分子のプレチルト角と光学補償板２４のｎｚ軸の液晶層２３に対する傾き角とを変化させたときにおける暗表示時の液晶装置１の透過率を、図６に示す。図６では、約１０°のコーンの強度分布を持つ照明光を照射したときの透過率を示している。また、図６中の符号Ａで示す領域が最も透過率が小さい領域であり、符号Ｂ、Ｃ…で示す領域は、この順で透過率が高くなっている。
図６に示すように、透過率は、液晶分子のプレチルト角を８６°、光学補償板２４のｎｚ軸の液晶層２３に対する傾斜角θ２を２４°としたときに最小値となり、この条件から外れるにしたがって大きくなる。したがって、液晶分子のプレチルト角を８６°とし、光学補償板２４のｎｚ軸の液晶層２３に対する傾斜角θ２を２４°とすることで、黒浮きを抑えた高いコントラストを有する画像の表示が行えることが確認された。

以上のように、本実施形態における液晶装置１によれば、光学補償板２４が二軸の屈折率異方性を有すると共に、液晶分子のプレチルトの方位角方向を向くように主屈折率ｎｚ軸を傾斜させて配置することで、視角補償効果が向上する。これにより、液晶分子のプレチルトによる位相差や光軸ズレ、光学補償板２４自体の面内位相差のバラツキ、斜め方向の光による位相差をより精度よく補償でき、画像のコントラストが向上する。
また、配向膜３６、５４を無機材料で構成することで、液晶装置１の耐光性や耐熱性を高めることができ、長寿命化が図れる。

［第２の実施形態］
次に、本発明における液晶装置の第２の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図７は液晶装置を示す分解斜視図、図８は光学補償板の屈折率楕円体を示す図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態と画素領域の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

〔液晶装置〕
本実施形態における液晶装置１００では、図７に示すように、光学補償板２４を光学補償板１０１の法線方向Ｄ２を回転軸として回転可能に支持する回転部１０２を備えている。
液晶層２３を構成する液晶分子は、配向膜３６、５４によりプレチルト角が付与されており、液晶層２３の面方向に対して例えば８３°傾いた方向（液晶層２３の法線方向に対して７°傾いた方向）に配向している。

光学補償板１０１は、液晶層２３に対して平行に配置されており、図８に示すような屈折率楕円体を有している。そして、この屈折率楕円体は、ｎｚ軸が光学補償板１０１の法線方向Ｄ２に対して斜めとなるように光学補償板１０１の水平面１０１ａに対して傾けて配向されている。ここで、屈折率楕円体のｎｚ軸と光学補償板１０１の法線方向Ｄ２とのなす角θ３は、例えば１８°となっている。したがって、光学補償板１０１のｎｚ軸は、液晶層２３の面方向に対して例えば７２°傾いた方向に配向していることとなる。
また、光学補償板１０１は、厚み方向位相差（（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ）が０．２７５μｍとなっており、液晶層２３における面内位相差よりも若干小さめの値となっている。
そして、光学補償板１０１は、回転部１０２により、光学補償板１０１の法線方向Ｄ２を回転軸として回転可能となっている。

この光学補償板１０１は、例えばディスコティック液晶をチルト配向させた重合させたものを用いることができる。これは、例えば三酢酸セルロース（ＴＡＣ）などの支持体上に配向膜を設け、その配向膜上にトリフェニレン誘導体などのティスコティック層を塗布したものである。ディスコティック化合物は、液晶相を呈したときに光学的に負の一軸性を示す。そこで、一対の支持体のそれぞれの表面にポリイミドなどの配向膜を形成し、一方の支持体上にディスコティック化合物を塗布した後、他方の支持体によりディスコティック液晶を挟み込む。そして、加熱処理によりディスコティックネマティック相を形成させた後に紫外線などによって重合して配向状態を固定化する。このディスコティックネマティック相の形成時にディスコティック層が配向膜の配向処理によりプレチルトを付与されてｎｚ軸が斜めに傾いた状態に形成される。このｎｚ軸の傾き角は、配向膜の配向処理によって制御される。
また、光学補償板１０１は、例えばポリカーボネートやノルボルネン樹脂などに対してずり応力を付与して延伸することによって形成してもよい。例えば、材料樹脂をガラス転移点付近まで加熱し、２方向から延伸する。そして、加熱した一対の基板で材料樹脂を挟み込んで一方の基板の外側から材料樹脂に対して圧力を加えながら一対の基板を互いに反対方向にずらす。これにより、材料樹脂の上下の面に互いに反対方向にずり応力がかかり、この樹脂材料を構成する光学体の主屈折率の軸が斜めに傾く。この主屈折率の軸の傾き角は、ずり応力の大きさによって制御される。

ここで、回転部１０２により光学補償板１０１の法線方向Ｄ２を回転軸として光学補償板１０１を軸回りで回転させたときにおける暗表示時の液晶装置１００の透過率を、図９に示す。ここで、図９では、上述と同様に、約１０°のコーンの強度分布を持つ照明光を照射したときの透過率を示している。また、所定の位置における回転角度を基準として０°としている。
図９に示すように、透過率は、液晶分子のプレチルト角を８３°、光学補償板１０１のｎｚ軸の液晶層２３に対する傾き角を１８°とした場合、基準から＋２°回転させたときに最小値となり、この条件から外れるにしたがって大きくなる。したがって、液晶分子のプレチルト角を８３°とし、光学補償板２４のｎｚ軸の液晶層２３に対する傾き角を１８°とすると共に、ｎｚ軸を基準から＋２°回転させることで、黒浮きを抑えた高いコントラストを有する画像の表示が行えることが確認された。これは、光学補償板１０１の面内の遅相軸と液晶分子の配向方向とがほぼ直交する角度となっているためと考えられる。

以上のように、本実施形態における液晶装置１００においても、上述した実施形態と同様の作用、効果を奏するが、光学補償板１０１を回転部１０２により回転可能とすることで、視角補償をより精度よく行うことができる。これにより、より確実に高いコントラストを有する画像の表示を行うことができる。

［第３の実施形態］
次に、本発明における液晶装置の第３の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図１０は液晶装置の分解斜視図、図１１は液晶装置の部分断面模式図、図１２は液晶装置を備える液晶プロジェクタを示す概略構成図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態と画素領域の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

〔液晶装置〕
本実施形態における液晶装置１１０は、図１０及び図１１に示すように、反射型の液晶装置であって、共通電極１１１が例えばＡｌやＡｇなどの高反射率を有する導電材料で構成されていると共に、液晶層１１２のリタデーション量が上述した第１及び第２実施形態と比較して半分程度になっている。ここで、液晶層１１２を構成する液晶分子は、配向膜３６、５４によりプレチルト角θ１が付与されており、液晶層１１２の面方向に対して例えば８４°傾いた方向（液晶層１１２の法線方向に対して６°傾いた方向）に配向している。また、液晶層１１２のリタデーション量は、例えば０．１６μｍとなっている。
また、液晶装置１１０は、光学補償板１１３を光学補償板１１３の法線方向Ｄ３を回転軸として回転させる回転部１０２と、光学補償板１１３のｎｚ軸の液晶層２３に対する傾斜角を調整する傾斜角調整部１１４とを備えている。

光学補償板１１３は、液晶層１１２に対して平行に配置されており、上述した第２の実施形態と同様の屈折率楕円体を有している。そして、この屈折率楕円体は、ｎｚ軸が光学補償板１１３の法線方向Ｄ３に対して斜めとなるように光学補償板１１３の水平面１１３ａに対して傾けて配向されている。ここで、光学補償板１１３は、ｎｚ軸が光学補償板１１３の法線方向Ｄ３とのなす角θ４は、例えば８°となるように配向されている。したがって、光学補償板１１３のｎｚ軸は、液晶層２３の面方向に対して例えば８２°傾いた方向に配向していることとなる。
そして、光学補償板１１３は、回転部１０２及び傾斜角調整部１１４により、光学補償板１１３の法線方向Ｄ３を回転軸として回転可能であると共に、液晶層１１２に対して傾斜可能となっている。

〔電子機器〕
次に、上述した液晶装置１１０を備える液晶プロジェクタ（電子機器）１２０について図１２を参照しながら説明する。ここで、図１２は液晶プロジェクタを示す概略構成図である。
液晶プロジェクタ１２０は、図１２に示すように、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１２１と、偏光ビームスプリッタ１２２と、ダイクロイックミラー１２３、１２４と、ライトバルブ（液晶装置）１１０Ａ〜１１０Ｃと、投射光学系１２５と、スクリーン１２６とを備えている。

偏光照明装置１２１は、システム光軸Ｌに沿って配置された光源部１２７と、光源部１２７から照射されるランダムな偏光光束を複数の中間光束に分割するインテグレータレンズ１２８と、光源部１２７から照射される光束をＳ偏光光束に変換する偏光変換素子１２９とを備えている。

偏光ビームスプリッタ１２２は、偏光照明装置１２１から出射されたＳ偏光光束をＳ偏光光束反射面１２２Ａにより反射させる構成となっている。
ダイクロイックミラー１２３は、青色光反射層を有しており、偏光ビームスプリッタ１２２により反射されたＳ偏光光束のうち青色光の光束を反射し、緑色光及び赤色光を透過する構成となっている。また、ダイクロイックミラー１２４は、赤色光反射層を有しており、ダイクロイックミラー１２３を透過した緑色光及び赤色光のうち赤色光を反射し、緑色光を透過する構成となっている。
ライトバルブ１１０Ａは、ダイクロイックミラー１２３によって反射された青色光の光束を変調し、ダイクロイックミラー１２３に向けて反射する構成となっている。また、ライトバルブ１１０Ｂは、ダイクロイックミラー１２３を透過してダイクロイックミラー１２４によって反射された赤色光の光束を変調し、ダイクロイックミラー１２４に向けて反射する構成となっている。そして、ライトバルブ１１０Ｃは、ダイクロイックミラー１２３、１２４を透過した緑色光の光束を変調し、ダイクロイックミラー１２４に向けて反射する構成となっている。

このような構成の液晶プロジェクタ１２０において、ライトバルブ１１０Ａにより変調されてダイクロイックミラー１２３に向けて反射された青色光は、ダイクロイックミラー１２３により偏光ビームスプリッタ１２２に向けて反射される。また、ライトバルブ１１０Ｂにより変調されてダイクロイックミラー１２４に向けて反射された赤色光は、ダイクロイックミラー１２４によりダイクロイックミラー１２３に向けて反射された後、ダイクロイックミラー１２３を透過して偏光ビームスプリッタ１２２に向かう。そして、ライトバルブ１１０Ｃにより変調されてダイクロイックミラー１２４に向けて反射された緑色光は、ダイクロイックミラー１２４、１２３を透過して偏光ビームスプリッタ１２２に向かう。これら偏光ビームスプリッタ１２２に入射した各色光のうちＳ偏光成分はＳ偏光を反射する偏光ビームスプリッタ１２２を透過せずにＰ偏光成分が透過する。この偏光ビームスプリッタ１２２を透過した光によりスクリーン１２６に画像が形成される。

以上のように、本実施形態における液晶装置１１０及び液晶プロジェクタ１２０においても、上述した第２の実施形態と同様の作用、効果を奏するが、光学補償板１１３を傾斜角調整部１１４により液晶層１１２に対して傾斜可能とすることで、視角補償をより精度よく行うことができる。これにより、より確実に高いコントラストを有する画像の表示を行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、光学補償板は、上記第１の実施形態において、第２の実施形態や第３の実施形態と同様に、光学補償板を液晶層と平行に配置すると共に、屈折率楕円体のｎｚ軸を光学補償板の法線方向に対して傾斜させて配向することにより、光学補償板のｎｚ軸を液晶層の法線方向に対して傾斜させてもよい。同様に、光学補償板は、上記第２の実施形態や第３の実施形態において、屈折率楕円体のｎｚ軸を光学補償板の法線方向と平行とすると共に、その法線方向を液晶層の法線方向に対して傾斜させることによって光学補償板のｎｚ方向を液晶層の法線方向に対して傾斜させてもよい。

また、第１の実施形態において、液晶装置は、光学補償板を液晶層の面方向と交差する方向を軸として回転させる回転部を備えてもよく、液晶層に対する傾斜角を調整する傾斜角調整部を備えてもよい。同様に、第２の実施形態や第３の実施形態において、回転部は、光学補償板の法線方向を軸として光学補償板を回転可能に支持しているが、光学補償板を液晶層の面方向に対して交差する方向を軸として回転可能に支持していればよい。さらに、第３の実施形態において、液晶装置は、回転部を備えずに傾斜角調整部のみを備える構成としてもよい。

また、光学補償部は、１枚の負の屈折率異方性を有する光学異方性体のフィルムで構成された光学補償板によって構成されているが、全体として主屈折率ｎｚが他の主屈折率ｎｘ、ｎｙよりも小さい二軸の屈折率異方性を有していれば、複数の光学補償板を組み合わせることによって構成されてもよい。例えば、光学補償部の構成としては、正の一軸性を示す光学異方性体のフィルムからなる光学補償板と負の一軸性を示す光学異方性体のフィルムからなる光学補償板とを組み合わせた構成や、二軸の光学異方性体のフィルムからなる光学補償板を組み合わせた構成などであってもよい。
そして、光学補償板は、ディスコティック化合物などの負の屈折率異方性を有する光学異方性体のフィルムなどのほか、例えば無機材料を斜方蒸着することで形成された無機材料からなる位相差板で構成されてもよい。
また、液晶プロジェクタは、第３の実施形態において、ライトバルブとして反射型の液晶装置を用いているが、透過型の液晶装置を用いた構成としてもよい。この場合は、例えば上述した第１実施形態や第２実施形態に記載された構成の液晶装置をライトバルブとして用いる。

また、配向膜は、十分な耐光性や耐熱性を有していれば、無機材料に限らず、有機材料で構成されてもよい。
そして、液晶装置は、ノーマリブラックモードを採用しているが、ノーマリホワイトモードを採用してもよい。
さらに、液晶装置は、画素電極をスイッチング制御する駆動素子としてＴＦＴ素子を用いているが、ＴＦＴ素子に限らず、ＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）素子など、他の駆動素子を用いてもよい。

また、液晶装置を備える電子機器としては、液晶プロジェクタに限らず、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末機）、パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、カーナビゲーション装置、ヘッドアップディスプレイ、デジタルビデオカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ページャ、電子手帳、電卓、電子ブックやプロジェクタ、ワードプロセッサ、テレビ電話機、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備える機器、照明装置などのような他の電子機器であってもよい。

第１の実施形態における液晶装置を示す等価回路図である。 液晶装置の分解斜視図である。 画素領域を示す平面構成図である。 図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 光学補償板の屈折率楕円体を示す説明図である。 プレチルト角及び光学補償板の傾き角と黒の透過率とを示すグラフである。 第２の実施形態における液晶装置を示す分解斜視図である。 光学補償板の屈折率楕円体を示す説明図である。 光学補償板の回転角と黒の透過率とを示すグラフである。 第３の実施形態における液晶装置を示す分解斜視図である。 図１０の概略部分断面図である。 図１０の液晶装置を備える液晶プロジェクタを示す概略構成図である。

符号の説明

１，１００，１１０ 液晶装置、２３，１１２ 液晶層、２４，１０１，１１３ 光学補償板（光学補償部）、３６，５４ 配向膜、１０２ 回転部、１１０Ａ〜１１０Ｃ ライトバルブ（液晶装置）、１１４ 傾斜角調整部、１２０ 液晶プロジェクタ（電子機器）、ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ 主屈折率

Claims (5)

1. 一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶からなる液晶層が挟持された液晶装置であって、
   前記液晶層を構成する液晶分子に、所定の一方向にプレチルトが付与され、
   前記一対の基板のうち少なくとも一方の外側に、主屈折率ｎｚが他の主屈折率ｎｘ、ｎｙよりも小さい二軸性の屈折率異方性を有する光学補償部が設けられ、
   該光学補償部のｎｚ軸が、前記液晶層の法線方向に対して前記液晶分子のプレチルトの方位角方向に向けて傾斜していることを特徴とする液晶装置。
2. 前記光学補償部を前記液晶層と交差する軸回りで回転させる回転部を備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記光学補償部の傾斜角を調整する傾斜角調整部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
4. 前記一対の基板が、前記液晶分子の初期配向状態を規制する配向膜を有し、
   該配向膜が、無機材料で構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。

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