JP2008134596A - プロジェクタとその光学補償方法、及び液晶装置 - Google Patents

プロジェクタとその光学補償方法、及び液晶装置 Download PDF

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Abstract

【課題】高コントラストかつ輝度の均一性に優れたプロジェクタを提供する。
【解決手段】光源12と、前記光源12から照射された光を変調する液晶ライトバルブ15〜17とを備え、前記液晶ライトバルブ15が、一対の基板間に液晶層を挟持してなる垂直配向モードの液晶パネル15cと、前記液晶パネル15cを挟んで配置された一対の偏光板15b、15dと、前記一対の偏光板15b、15dの間に配設されて少なくとも前記液晶パネル15cの位相差を補償する第1の位相差板15aと、前記一対の偏光板15b、15dの間に配設されて少なくとも前記一対の偏光板15b、15dの位相差を補償する第2の位相差板15eとを備えている構成。
【選択図】図1

Description

本発明は、プロジェクタとその光学補償方法、及び液晶装置に関するものである。
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、誘電異方性が負の液晶を基板に垂直に配向させ、電圧印加によってこれを倒す「VA(Vertical Alignment)モード」によって駆動する液晶装置をライトバルブとして備えた構成が提案されている。この種の液晶プロジェクタのコントラストを向上させる技術として、位相差板を液晶ライトバルブに対して傾斜させて配置する技術が提案されている(下記特許文献1参照)。
特開2006−11298号公報
特許文献1記載の技術によれば、確かに位相差板を傾斜させないときよりもコントラストが向上する。しかしながら、実際に液晶プロジェクタに特許文献1記載の構成を用いると、偏光板や回折素子の組み合わせによっては、十分なコントラストが得られないことが判明した。まず、偏光板では、保護膜としてTAC(トリアセチルセルロース)のフィルムが用いられているが、この保護膜自体が位相差を有しており、この位相差を上記位相差板では補償することができない。
また、マイクロレンズアレイ等の回折素子が設けられている場合には、マイクロレンズを透過する位置に依存して光に位相差が生じ、さらに光の拡散が生じるため、液晶のプレチルトに合わせて傾斜角を設定しても補償されない光が含まれることとなり、コントラストが低下する。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、高コントラストの表示が得られるプロジェクタとその光学補償方法を提供することを目的としている。
本発明のプロジェクタは、上記課題を解決するために、光源と、前記光源から照射された光を変調する液晶ライトバルブとを備えたプロジェクタであって、前記液晶ライトバルブが、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配設されて少なくとも前記液晶パネルの位相差を補償する第1の位相差板と、前記一対の偏光板の間に配設されて少なくとも前記一対の偏光板の位相差を補償する第2の位相差板とを備えていることを特徴とする。
この構成によれば、液晶パネルの位相差を補償する第1の位相差板のみでは補償することのできない偏光板の位相差を第2の位相差板により補償することができ、高コントラストの表示が可能なプロジェクタを構成できる。
また偏光板の位相差ばらつきに起因する輝度ムラも第2の位相差板により緩和できるので、コントラストのみならず輝度の均一性にも優れた高品位の表示が可能なプロジェクタとなる。
さらに本発明において、第2の位相差板が、液晶ライトバルブに備えられた回折機能を有する光学素子の影響による位相差をも補償する構成とすることが好ましい。このような回折の影響による位相差を第1の位相差板が補償できない場合に効果的な構成となる。さらには、光学素子に起因して生じる輝度ムラをも緩和することができる。
また本発明のプロジェクタは、光源と、前記光源から照射された光を変調する液晶ライトバルブとを備えたプロジェクタであって、前記液晶ライトバルブが、一対の基板間に液晶層を挟持してなる垂直配向モードの液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配設された第1及び第2の位相差板とを有しており、前記第1の位相差板を前記液晶パネルの基板面に対して傾斜させる第1の光学調整手段と、前記第2の位相差板を前記液晶パネルの基板面法線を中心とする軸回りに回転させる第2の光学調整手段とを備えたことを特徴とする。
このように第1の位相差板を傾斜させる調整手段と、第2の位相差板を回転させる調整手段とを設けた構成とすれば、第1の位相差板を傾斜させることで、液晶のプレチルトに起因するコントラスト低下を防止でき、さらには第1の位相差板で補償しきれない偏光板の位相差についても第2の位相差板の回転によって容易に補償することができる。したがって、第1の位相差板及び第2の位相差板がそれぞれ単独では補償できない位相差を良好に補償することが可能である。これにより、高コントラストで輝度ムラの少ない高品位の表示を得ることができるプロジェクタを実現できる。
更に、第2の位相差板の回転によって、第1の位相差板の位相差についても補償することができる。即ち、例えば第1の位相差板を製造する際の製造誤差(或いはズレ)に起因して生じ得る第1の位相差板の位相差についても、第2の位相差板の回転によって補償することができる。
前記第1の光学調整手段が、前記第1の位相差板の板面内において前記液晶パネルの明視方向と直交する軸回りに前記第1の位相差板を回転させる光学調整手段である構成とすることが好ましい。
このような構成とすることで、第1の位相差板の光軸が移動する面を、基板面方向の配向方向に対して平行な状態に保持しつつ、第1の位相差板の光軸を液晶パネルに対して配置することができる。したがって、第1の位相差板の配置の最適化を極めて容易に短時間で行うことができる光学調整手段を備えたプロジェクタとなる。
前記第1の位相差板が、負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第1の位相差板の厚さ方向に光軸を有する位相差板であり、前記第2の位相差板が、正又は負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第2の位相差板の面方向に光軸を有する位相差板である構成とすることが好ましい。
これらの位相差板をそれぞれ第1及び第2の位相差板として用いることで、液晶パネルの光学補償と、偏光板の光学補償とを効果的に行うことができ、高コントラストで輝度ムラの少ない高品位の表示を得ることができる。
前記第1の位相差板の厚さ方向の光軸と、前記液晶パネルの明視方向とが略一致している構成とすることが好ましい。
このような構成とすることで、液晶パネルの視角に依存する位相差を良好に補償することができ、高コントラストの表示を得ることができる。
本発明のプロジェクタの光学補償方法は、光源と、前記光源から照射された光を変調する液晶ライトバルブとを備え、前記液晶ライトバルブが、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配設された第1及び第2の位相差板とを有しているプロジェクタの光学補償方法であって、前記第1の位相差板の板面を前記液晶パネルの基板面に対し傾斜する方向に移動させる第1の光学調整ステップと、前記第2の位相差板を前記液晶パネルの基板面法線方向の軸回りに回転させる第2の光学調整ステップとを有することを特徴とする。
このように第1の位相差板を傾斜させる光学調整ステップと、第2の位相差板を回転させる光学調整ステップとを備えた調整方法とすれば、第1の位相差板を傾斜させることで、液晶のプレチルトに起因するコントラスト低下を防止でき、さらには第1の位相差板で補償しきれない偏光板の位相差等についても第2の位相差板の回転により容易に補償することができる。
更に、第2の位相差板の回転によって、第1の位相差板の位相差についても補償することができる。即ち、例えば第1の位相差板を製造する際の製造誤差に起因して生じ得る第1の位相差板の位相差についても、第2の位相差板の回転によって補償することができる。
したがって、第1の位相差板及び第2の位相差板が単独では補償できない位相差を良好に補償することが可能である。その結果、高コントラストで輝度ムラの少ない高品位の表示を得ることができる。
前記第1の光学調整ステップでは、少なくとも前記液晶パネルの視角依存の位相差を補償し、前記第2の光学調整ステップでは、少なくとも前記一対の偏光板の視角依存の位相差を補償することが好ましい。
この光学補償方法によれば、液晶パネルの視角依存の位相差を補償する第1の位相差板のみでは補償することのできない偏光板の位相差を第2の位相差板により補償することができ、高コントラストの表示を得ることができる。さらには、第2の位相差板により偏光板の位相差を補償することで、偏光板の位相差ばらつきに起因する輝度ムラを緩和することができ、コントラストのみならず輝度の均一性の面でも優れた高品位の表示を得ることができる。
前記液晶パネルに、入射光に対する回折機能を備えた光学素子が設けられており、前記第2の光学調整ステップにおいて、前記光学素子の回折に起因する位相差を補償する方法とすることもできる。このような方法とすることで、さらに高コントラストの表示を得ることができる。
前記第1の光学調整ステップにおいて、前記第1の位相差板を、当該第1の位相差板の板面内で前記液晶パネルの明視方向と直交する軸回りに回転させる方法とすることが好ましい。
このような方法とすることで、第1の位相差板の光軸が移動する面を、基板面方向の配向方向に対して平行な状態に保持しつつ、第1の位相差板の光軸を液晶パネルに対して配置することができる。したがって、第1の位相差板の配置の最適化を極めて容易に短時間で行うことができる。
前記第1の位相差板が、負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第1の位相差板の厚さ方向に光軸を有する位相差板であり、前記第1の光学調整ステップにおいて、前記第1の位相差板の厚さ方向の光軸と、前記液晶パネルの明視方向とを略一致させる方法とすることが好ましい。
このような方法とすることで、第1の位相差板による液晶パネルの光学補償と、第2の位相差板による偏光板の光学補償とを効果的に行うことができ、高コントラストで輝度ムラの少ない高品位の表示を得ることができる。
本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶層を挟持してなる垂直配向モードの液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配設されて少なくとも前記液晶パネルの位相差を補償する第1の位相差板と、前記一対の偏光板の間に配設されて少なくとも前記一対の偏光板の位相差を補償する第2の位相差板とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、液晶パネルの位相差を補償する第1の位相差板のみでは補償することのできない偏光板の位相差を第2の位相差板により補償することができ、高コントラストの表示が可能な液晶装置を構成できる。さらには、第2の位相差板により偏光板の位相差を補償することで、偏光板の位相差ばらつきに起因する輝度ムラを緩和することができ、コントラストのみならず輝度の均一性の面でも優れた高品位の表示を得ることができる。
更に、第2の位相差板の回転によって、第1の位相差板の位相差についても補償することができる。即ち、例えば第1の位相差板を製造する際の製造誤差に起因して生じ得る第1の位相差板の位相差を、第2の位相差板の回転によって補償することができる。
前記第1の位相差板が、負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第1の位相差板の厚さ方向に光軸を有する位相差板であり、前記第2の位相差板が、正又は負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第2の位相差板の面方向に光軸を有する位相差板であることが好ましい。
このような構成とすることで、第1の位相差板による液晶パネルの光学補償と、第2の位相差板による偏光板の光学補償とを効果的に行うことができ、高コントラストで輝度ムラの少ない高品位の表示が可能な液晶装置となる。
前記第1の位相差板の厚さ方向の光軸と、前記液晶パネルの明視方向とが略一致していることが好ましい。
このような構成とすることで、液晶パネルの視角に依存する位相差を良好に補償することができ、高コントラストの表示を得ることができる。
本発明のプロジェクタの他の態様では、前記第1の位相差板は、前記第1の位相差板は、(i)一の表面と、(ii)該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第1板状光学部材と、前記他の表面に形成されており、負の屈折率異方性を有すると共に前記他の表面の法線方向に光軸を有する光学異方性層とを備える。
この態様によれば、例えばガラスからなる第1板状光学部材における他の表面は、例えば液晶のプレチルトに応じた所定角度だけ傾斜するように形成されており、光学異方性層は、該他の表面に配置されている。典型的には、第1板状光学部材は、傾斜しない一の表面と、傾斜するように形成された他の表面とを有する楔形状に形成されている。ここに、本発明に係る「楔形状」とは、第1板状光学部材の傾斜しない一の表面における所定方位に沿って該一の表面に垂直に切った断面において、台形をなす形状をいう。
よって、第1の位相差板を第1の光学調整手段によって傾斜させる角度を小さく或いは殆ど無くすことができる。即ち、第1の位相差板における光学異方性層が第1の位相差板の表面に対して傾斜しているので、第1の位相差板を第1の光学調整手段によって傾斜させる角度が小さくても、光学異方性層の光軸と液晶パネルの明視方向とを略一致させることが可能となる。よって、第1の位相差板を第1の光学調整手段によって殆ど或いは全く傾斜させることなく、液晶のプレチルトに起因するコントラストの低下を防止できる。
更に、第1の位相差板を液晶パネルの基板面に対して傾斜させる角度を小さくすることができるので、液晶パネルの放熱性を高めることができる。即ち、プロジェクタ内に配置された液晶パネルを冷却するための冷却空気の流れを、第1の位相差板が液晶パネルの基板面に対して傾斜して配置されることで妨げてしまうことを低減或いは防止できる。
加えて、液晶分子が液晶パネルの基板面の法線方向となす角度であるプレチルト角を大きくすることが可能となる。よって、液晶分子の応答速度の向上やリバースチルトドメインの低減も可能となる。
上述した第1の位相差板が第1板状光学部材と光学異方性層とを備える態様では、前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て前記一の表面の一辺に対して垂直な方向に沿って、前記傾斜するように形成されてもよい。
この場合には、第1板状光学部材の他の表面を、一の表面に対して傾斜するように容易に形成することができる。よって、製造コストの低減も可能となる。
上述した第1の位相差板が第1板状光学部材と光学異方性層とを備える態様では、前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て前記一の表面の一辺に対して鋭角をなす方向に沿って、前記傾斜するように形成されてもよい。
この場合には、第1板状光学部材の他の表面は、一の表面の一辺に対して例えば45度の角度をなす方向に沿って傾斜するように形成されている。よって、液晶パネルの配向方向が、液晶パネルの一辺に対して例えば45度の角度をなす方向とされている場合には、第1板状光学部材及び液晶パネルを、第1板状光学部材の一の表面の一辺と液晶パネルの一辺とが互いに沿うように配置することで、光学異方性層の光軸と液晶パネルの明視方向とを略一致させることが可能となる。言い換えれば、第1の光学調整手段によって、第1の位相差板の板面内において液晶パネルの明視方向と直交する軸回りに第1の位相差板を回転させる必要が殆ど或いは全くない。
上述した第1の位相差板が第1板状光学部材と光学異方性層とを備える態様では、前記第1の位相差板は、前記第1板状光学部材との間で前記光学異方性層を挟み込むように配置された第2板状光学部材を更に備え、前記第2板状光学部材の前記光学異方性層に対向する一の表面は、当該一の表面に対向する前記第2板状光学部材の他の表面に対して傾斜するように形成されてもよい。
この場合には、第2板状光学部材は、典型的には、第1板状光学部材と同一形状を有している。即ち、第2板状光学部材は、典型的には、楔形状を有している。光学異方性層は、第1板状光学部材と第2板状光学部材との間に挟み込まれる。第1及び第2板状光学部材は、厚さの薄くなる方向(即ち、第1及び第2板状光学部材の各々の一の表面が傾斜する方向)が互いに反対になるように配置される。言い換えれば、第1及び第2板状光学部材は、第1板状光学部材の傾斜しない他の表面と第2板状光学部材の傾斜しない他の表面とは互いに沿うように(或いは略平行になるように)配置される。
よって、第1の位相差板から出射される光が、第1の位相差板に入射される光に対して傾いてしまうことを防止できる。即ち、第1板状光学部材に起因して生じる光の屈折と、第2板状光学部材に起因して生じる光の屈折とを互いに打ち消し合わせることができ、光が第1の位相差板を通過する際における光の直進性を高めることができる。
更に、第1の位相差板に入射される光は、第1板状光学部材或いは第2板状光学部材を通過した後に、光学異方性層に入射されるので、光学異方性層の劣化を抑制することができる、言い換えれば、第1の位相差板の耐光性を高めることができる。
本発明のプロジェクタの光学補償方法の他の態様では、(i)一の表面と、(ii)該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第1板状光学部材と、前記他の表面に形成されており、負の屈折率異方性を有すると共に前記他の表面の法線方向に光軸を有する光学異方性層とを備える。
この態様によれば、第1の位相差板を第1の光学調整手段によって傾斜させる角度を小さく或いは殆ど無くすことができる。よって、第1の位相差板を第1の光学調整手段によって殆ど或いは全く傾斜させることなく、液晶のプレチルトに起因するコントラストの低下を防止できる。
更に、第1の位相差板を液晶パネルの基板面に対して傾斜させる角度を小さくすることができるので、液晶パネルの放熱性を高めることができる。
本発明の液晶装置の他の態様では、前記第1の位相差板は、前記第1の位相差板は、
(i)一の表面と、(ii)該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第1板状光学部材と、前記他の表面に形成されており、負の屈折率異方性を有すると共に前記他の表面の法線方向に光軸を有する光学異方性層とを備える。
この態様によれば、第1の位相差板を第1の光学調整手段によって傾斜させる角度を小さく或いは殆ど無くすことができる。よって、第1の位相差板を第1の光学調整手段によって殆ど或いは全く傾斜させることなく、液晶のプレチルトに起因するコントラストの低下を防止できる。
更に、第1の位相差板を液晶パネルの基板面に対して傾斜させる角度を小さくすることができるので、液晶パネルの放熱性を高めることができる。
加えて、液晶分子が液晶パネルの基板面の法線方向となす角度であるプレチルト角を大きくすることが可能となる。よって、液晶分子の応答速度の向上やリバースチルトドメインの低減も可能となる。
上述した第1の位相差板が第1板状光学部材と光学異方性層とを備える態様では、前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て前記一の表面の一辺に対して垂直な方向に沿って、前記傾斜するように形成されてもよい。
この場合には、第1板状光学部材の他の表面を、一の表面に対して傾斜するように容易に形成することができる。よって、製造コストの低減も可能となる。
上述した第1の位相差板が第1板状光学部材と光学異方性層とを備える態様では、前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て前記一の表面の一辺に対して鋭角をなす方向に沿って、前記傾斜するように形成されてもよい。
この場合には、第1板状光学部材の他の表面は、一の表面の一辺に対して例えば45度の角度をなす方向に沿って傾斜するように形成されている。よって、液晶パネルの配向方向が、液晶パネルの一辺に対して例えば45度の角度をなす方向とされている場合には、第1板状光学部材及び液晶パネルを、第1板状光学部材の一の表面の一辺と液晶パネルの一辺とが互いに沿うように配置することで、光学異方性層の光軸と液晶パネルの明視方向とを略一致させることが可能となる。
上述した第1の位相差板が第1板状光学部材と光学異方性層とを備える態様では、前記第1の位相差板は、前記第1板状光学部材との間で前記光学異方性層を挟み込むように配置された第2板状光学部材を更に備え、前記第2板状光学部材の前記光学異方性層に対向する一の表面は、当該一の表面に対向する前記第2板状光学部材の他の表面に対して傾斜するように形成されてもよい。
この場合には、第1の位相差板から出射される光が、第1の位相差板に入射される光に対して傾いてしまうことを防止できる。即ち、第1板状光学部材に起因して生じる光の屈折と、第2板状光学部材に起因して生じる光の屈折とを互いに打ち消し合わせることができ、光が第1の位相差板を通過する際における光の直進性を高めることができる。
更に、第1の位相差板に入射される光は、第1板状光学部材或いは第2板状光学部材を通過した後に、光学異方性層に入射されるので、光学異方性層の劣化を抑制することができる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態である液晶プロジェクタの概略構成図である。プロジェクタ10は、前方に設けられたスクリーン11に映像を投射する前方投影型のプロジェクタである。プロジェクタ10は、光源12と、ダイクロイックミラー13、14と、液晶ライトバルブ15〜17と、投射光学系18と、クロスダイクロイックプリズム19と、リレー系20とを備えている。
光源12は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー13は、光源12からの赤色光LRを透過させるとともに緑色光LG及び青色光LBを反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー14は、ダイクロイックミラー13で反射された緑色光LG及び青色光LBのうち青色光LBを透過させるとともに緑色光LGを反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー13、14は、光源12から射出された光を赤色光LRと緑色光LGと青色光LBとに分離する色分離光学系を構成する。ダイクロイックミラー13と光源12との間には、インテグレータ21及び偏光変換素子22が光源12から順に配置されている。インテグレータ21は、光源12から照射された光の照度分布を均一化する。偏光変換素子22は、光源12からの光を例えばs偏光のような特定の振動方向を有する偏光に変換する。
液晶ライトバルブ15は、ダイクロイックミラー13を透過して反射ミラー23で反射した赤色光LRを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置(電気光学装置)である。液晶ライトバルブ15は、第1の偏光板15b、液晶パネル15c、第1の位相差板15a、第2の位相差板15e、及び第2の偏光板15dを備えている。
ここで、液晶ライトバルブ15に入射した赤色光LRは、第1の偏光板15bを透過して例えばs偏光に変換される。液晶パネル15cは、入射したs偏光を画像信号に応じた変調によってp偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する。さらに、第2の偏光板15dは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ15は、画像信号に応じて赤色光LRを変調し、変調した赤色光LRをクロスダイクロイックプリズム19に向けて射出する構成となっている。
液晶ライトバルブ16は、ダイクロイックミラー13で反射した後にダイクロイックミラー14で反射した緑色光LGを、画像信号に応じて緑色光LGを変調し、変調した緑色光LGをクロスダイクロイックプリズム19に向けて射出する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ16は、液晶ライトバルブ15と同様に、第1の偏光板16b、液晶パネル16c、第1の位相差板16a、第2の位相差板16e、及び第2の偏光板16dを備えている。
液晶ライトバルブ17は、ダイクロイックミラー13で反射し、ダイクロイックミラー
14を透過した後でリレー系20を経た青色光LBを画像信号に応じて変調し、変調した青色光LBをクロスダイクロイックプリズム19に向けて射出する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ17は、液晶ライトバルブ15、16と同様に、第1の偏光板17b、液晶パネル17c、第1の位相差板17a、第2の位相差板17e、及び第2の偏光板17dを備えている。
リレー系20は、リレーレンズ24a、24bと反射ミラー25a、25bとを備えている。リレーレンズ24a、24bは、青色光LBの光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。リレーレンズ24aは、ダイクロイックミラー14と反射ミラー25aとの間に配置されている。リレーレンズ24bは、反射ミラー25a、25bの間に配置されている。反射ミラー25aは、ダイクロイックミラー14を透過してリレーレンズ24aから出射した青色光LBをリレーレンズ24bに向けて反射するように配置されている。反射ミラー25bは、リレーレンズ24bから出射した青色光LBを液晶ライトバルブ17に向けて反射するように配置されている。
クロスダイクロイックプリズム19は、2つのダイクロイック膜19a、19bをX字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜19aは青色光LBを反射して緑色光LGを透過する。ダイクロイック膜19bは赤色光LRを反射して緑色光LGを透過する。したがって、クロスダイクロイックプリズム19は、液晶ライトバルブ15〜17のそれぞれで変調された赤色光LRと緑色光LGと青色光LBとを合成し、投射光学系18に向けて射出するように構成されている。投射光学系18は、投影レンズ(図示略)を有しており、クロスダイクロイックプリズム19で合成された光をスクリーン11に投射するように構成されている。
なお、赤色用及び青色用の液晶ライトバルブ15,17にλ/2位相差板を設け、これらの液晶ライトバルブ15,17からクロスダイクロイックプリズム19に入射する光をs偏光とし、液晶ライトバルブ16にはλ/2位相差板を設けない構成として液晶ライトバルブ16からクロスダイクロイックプリズム19に入射する光をp偏光とする構成も採用できる。クロスダイクロイックプリズム19に入射する光を異なる種類の偏光とすることで、ダイクロイック膜19a、19bの反射特性を考慮して最適化された色合成光学系を構成できる。一般に、ダイクロイック膜19a、19bはs偏光の反射特性に優れているので、上述したようにダイクロイック膜19a、19bで反射される赤色光LR及び青色光LBをs偏光とし、ダイクロイック膜19a、19bを透過する緑色光LGをp偏光とするとよい。
(液晶ライトバルブ)
次に、液晶ライトバルブ(液晶装置)15〜17について説明する。
液晶ライトバルブ15〜17は、変調する光の波長領域が異なるだけであって、その基本的構成は同一である。したがって以下では、液晶パネル15cとこれを備えた液晶ライトバルブ15とを例示して説明する。
図2(a)は液晶パネルの全体構成図であり、図2(b)は図2(a)のH−H'線に沿う断面構成図である。図3は液晶ライトバルブの構成を示す説明図である。図4は図3における各構成部材の光学軸配置を示す図である。
液晶パネル15cは、図2に示すように、互いに対向して配置された対向基板31とTFTアレイ基板32とを備え、シール材33を介して両者を貼り合わせた構成である。対向基板31、TFTアレイ基板32、及びシール材33に囲まれた領域内に、液晶層34が封入されている。液晶層34は、負の誘電率異方性を有する液晶からなり、本実施形態の液晶パネル15cでは、図3に示すように、液晶分子51が配向膜43、98の間で所定の傾き(プレチルト角)を有して垂直配向した構成である。
液晶パネル15cは、TFTアレイ基板32、対向基板31及びシール材33で区画された領域に封止された液晶層34を有している。液晶パネル15cのうちシール材33の形成領域の内側には、周辺見切りとなる遮光膜35が形成されている。シール材33の外周側の角部には、TFTアレイ基板32と対向基板31との電気的導通をとるための基板間導通材57が配設されている。
TFTアレイ基板32のうち平面視でシール材33の形成領域の外側となる領域に、データ線駆動回路71及び外部回路実装端子75と、2個の走査線駆動回路73とが形成されている。さらに、TFTアレイ基板32の上記領域には、上記画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路73の間を接続するための複数の配線74も形成されている。データ線駆動回路71及び走査線駆動回路73をTFTアレイ基板32上に形成する代わりに、例えば、駆動用LSIが実装されたTAB(Tape Automated Bonding)基板とTFTアレイ基板32の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続してもよい。
対向基板31は、図2(b)に示すように、平面的に配列された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズ基板(集光基板)である。対向基板31は、基板92と、樹脂層93と、カバーガラス94とを主体として構成されている。
基板92及びカバーガラス94は、ガラス等からなる透明基板であり、石英やホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス(青板ガラス)、クラウンガラス(白板ガラス)等からなる基板を用いることもできる。基板92の液晶層34側(図示下面側)には、複数の凹部(マイクロレンズ)95が形成されている。マイクロレンズ95は、液晶層34と反対側から基板92に入射する光を集光して液晶層34側に射出する。
樹脂層93は、基板92のマイクロレンズ95上に充填された樹脂材料からなる層であり、光を透過可能な樹脂材料、例えばアクリル系樹脂等を用いて形成される。樹脂層93は、基板92の一面側を覆い、マイクロレンズ95の凹状の内部を充填するように設けられている。樹脂層93の上面は平坦面とされ、かかる平坦面にカバーガラス94が貼り付けられている。
マイクロレンズ基板36の液晶層34側の面には、遮光膜35と、共通電極97と、配向膜98とが形成されている。遮光膜35は平面視略格子状を成してカバーガラス94上に形成されている。マイクロレンズ95は、遮光膜35の間に位置して、液晶パネル15cの画素領域(画素電極42の形成領域)に平面視で重なる領域にそれぞれ配置されている。配向膜98は液晶層34を構成する液晶分子を基板面に対して略垂直に配向させる垂直配向膜であり、例えば、斜方蒸着により柱状構造を有して形成されたシリコン酸化物膜や、配向処理を施されたポリイミド膜等からなるものである。
TFTアレイ基板32は、ガラスや石英等からなる透明の基板41と、基板41の液晶層34側面に形成された画素電極42と、画素電極を駆動するTFT44と、配向膜43とを主体として構成されている。
画素電極42は、例えばITO等の透明導電材料からなる平面視略矩形状の導電膜であり、図2(a)に示すように、基板41上に平面視マトリクス状に配列され、平面視でマイクロレンズ95と重なる領域に形成されている。
TFT44は、図示を簡略化しているが、画素電極42の各々に対応して基板41上に形成されており、通常は平面視で対向基板31側の遮光膜35と重なる領域(非表示領域、遮光領域)に配置されている。
画素電極42を覆って形成された配向膜43は、先の配向膜98と同様に、斜方蒸着により形成されたシリコン酸化物膜等からなる垂直配向膜である。
配向膜43、98は、互いの配向方向(柱状構造物の配向方向)が平面視でほぼ平行になるように形成されており、液晶層34を構成する液晶分子を基板面に対して所定の傾きを有してほぼ垂直に配向させるとともに、液晶分子の傾き方向を基板面方向で一様なものとするべく機能する。
なお、基板41の液晶層34側の表面のうち平面視でシール材33の形成領域の内側となる領域には、画素電極42やTFT44を接続するデータ線(図示略)や走査線(図示略)が形成されている。データ線及び走査線は、平面視で遮光膜35と重なる領域に形成されている。そして、遮光膜35やTFT44、データ線、走査線によって縁取られた領域が液晶パネル15cの画素領域とされる。そして、複数の画素領域が平面視マトリクス状に配列されて画像表示領域を構成している。
(偏光板及び位相差板)
図3に示すように、液晶ライトバルブ15は、上述した液晶パネル15cと、液晶パネル15cの対向基板31の外側に配置された第1の偏光板15bと、TFTアレイ基板32の外側に配置された第1の位相差板15a及び第2の位相差板15eと、第2の位相差板15eの外側に配置された第2の偏光板15dとにより構成されている。
なお、本実施形態の液晶ライトバルブ15では、第1の偏光板15bが配設された側(図示上側)が光入射側であり、第2の偏光板15dが配設された側が光射出側である。
液晶パネル15cにおいて、液晶層34を挟持して対向する配向膜43,98は、例えば基板法線方向から50°程度ずれた斜め方向からシリコン酸化物を蒸着して形成されている。膜厚はいずれも40nm程度である。図3の配向膜43,98に付した矢印により表される配向方向43a、98aは、形成時の蒸着方向のうち基板面内の方向に一致している。配向膜43における配向方向43aと配向膜98における配向方向98aとは互いに平行である。
そして、配向膜43,98の配向規制力により、液晶分子51は基板法線から2°〜8°程度傾いた状態で配向するとともに、液晶分子51のダイレクタの方向(プレチルト方向P)が基板面方向で配向方向43a、98aに沿った方向となるように配向している。
第1の偏光板15b及び第2の偏光板15dは、いずれも、染色されたPVA(ポリビニルアルコール)からなる偏光素子151を、TAC(トリアセチルセルロース)からなる2枚の保護膜152で挟み込んだ三層構造を備えている。図4に示すように、第1の偏光板15bの透過軸151bと、第2の偏光板15dの透過軸151dは直交して配置されている。これらの偏光板15b、15dの透過軸151b、151dの方向は、液晶パネル15cの配向膜43の配向方向(蒸着方向)43aに対して平面視で略45°ずれた方向となっている。
第1の位相差板15aは、負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第1の位相差板の厚さ方向に光軸を有する位相差板である。具体的には、負のCプレートを用いることができ、本実施形態ではディスコティック液晶を用いたCプレートを用いているが、そのほかに、無延伸のセルロースエステルフィルム(例えば、無延伸のトリアセチルセルロース(TAC)、無延伸のセルロースアセテートプロピオネート(CAP)等)、二軸延伸したノルボルネン系樹脂等を用いた光学フィルムを用いることもできる。
図3の第1の位相差板15aの側方に、第1の位相差板15aの平均的な屈折率楕円体255aを模式的に示している。この図において、nx,nyはそれぞれ第1の位相差板15aの面方向の主屈折率を示しており、nzは厚さ方向の主屈折率を示している。本実施形態では、主屈折率nx,ny,nzは、nx=ny>nzなる関係を満たす構成とされている。すなわち、厚さ方向の屈折率nzが他の方向の屈折率より小さく、屈折率楕円体では円盤型となる。この屈折率楕円体は、第1の位相差板15aの板面に対して平行に配向されており、第1の位相差板15aの光軸方向(屈折率楕円体の短軸方向)は板面法線方向と平行である。
第2の位相差板15eは、正又は負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第2の位相差板の面方向に光軸を有する位相差板である。具体的には、Aプレートや二軸プレートを用いることができる。Aプレートは、主屈折率nx,ny,nzが、nx>ny=nzなる関係を満たす光学フィルムであり、棒状液晶性化合物、1軸延伸ポリマー(例えば、ポリカーボネート等)等を用いて作製することができる。
二軸プレートは、主屈折率nx,ny,nzが、nx>ny>nzなる関係を満たす光学フィルムであり、延伸セルロースエステル(例えば、延伸セルロースアセテートプロピオネート(延伸CAP)、トリアセチルセルロース(延伸TAC)等)等を用いて作製することができる。
上記構成を備えた液晶ライトバルブ15において、液晶パネル15cに封入された液晶層34は、光学的に正の一軸性を示すもので、液晶分子51のダイレクタ方向の屈折率が他の方向の屈折率より大きくなっている。すなわち液晶層34は、図3に平均的な屈折率楕円体250aを示すように、ラグビーボール型の屈折率楕円体を有するものとなっている。ここで、液晶層34の液晶分子51はプレチルト方向Pに沿って斜めに配向しており、黒表示の際に残留位相差を生じ、また斜め方向から観察したときの楕円形状が異なるために視角依存の位相差を有する。この位相差が黒表示における光漏れの原因となり、液晶パネルのコントラスト比を低下させることになる。
これに対して、第1の位相差板15aを構成するディスコティック液晶155は光学的に負の一軸性を示すものであるから、第1の位相差板15aにおける円盤型の屈折率楕円体255aのz方向の光軸を、それぞれが配設される側のラグビーボール型の屈折率楕円体250aの光軸251aと平行に配置すれば、光学的な正負が逆になって、液晶パネル15cにおける複屈折効果を打ち消すことができる。
そこで本実施形態では、第1の位相差板15aの光軸P'が液晶パネル15cにおける液晶のプレチルト方向Pと略一致するように、第1の位相差板15aが、液晶パネル15cの基板面と平行な位置から、角度αだけ傾斜して配置されている。これにより、液晶パネル15cにおいて生じる位相差を三次元的に補償することが可能になる。
なお、第1の位相差板15aを傾斜させる際の回転軸は、液晶パネル15cにおける配向方向43a(98a)に対して基板面方向で直交する方向に延びる軸である。かかる軸回りに第1の位相差板15aを傾斜させることで、液晶パネル15cにおける配向方向43aと、第1の位相差板15aの光軸P'とが基板面方向で平行に保持したまま、光軸P'の傾きをプレチルト方向Pに一致させるように調整することができ、極めて容易に最適な表示を得ることができる。
さらに本実施形態の液晶ライトバルブ15は、第2の位相差板15eを備えている。先に記載のように、第1の位相差板15aは、液晶パネル15cの液晶の配向状態に起因する位相差の補償には有効であるが、第1及び第2の偏光板15b、15dに起因する位相差や、液晶パネル15cに設けられたマイクロレンズ95に起因する位相差を補償することはできない。そこで本発明では、正又は負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに板面方向に光軸を有する第2の位相差板15eを設け、さらにかかる第2の位相差板15eを、図4に示すように、板面法線を回転軸とする軸回りに回転可能とすることで、第1及び第2の偏光板15b、15dに起因する位相差とマイクロレンズ95の回折の影響による位相差を補償できるようになっている。
本実施形態のプロジェクタにおける液晶ライトバルブ15の光学調整は、液晶パネル15cの基板面に対して傾斜可能に設けられた第1の位相差板15aの傾斜角調整を行う第1の光学調整ステップと、液晶パネル15cの基板法線を回転軸とする軸回りに移動可能に設けられた第2の位相差板15eの回転角調整を行う第2の光学調整ステップとにより実施することができる。
第1の光学調整ステップでは、液晶パネル15cに対向して配置した第1の位相差板15aについて、図4に示すように、その回転軸81aを第1の位相差板15aの板面内で液晶パネル15cの配向方向43a(98a)と直交する方向に設定する。そして、かかる回転軸81aを中心とする軸回りに第1の位相差板15aを回転させて傾斜角αを調整することで、第1の位相差板15aの光軸P'と、液晶層34のプレチルト方向Pとを略一致させる。これにより、基板面に対して所定の傾き角を有して略垂直に配向した液晶分子51からなる液晶層34の位相差を三次元的に補償できる位置に第1の位相差板15aを配置することができる。
第2の光学調整ステップでは、液晶パネル15cに対向して配置した第2の位相差板15eについて、図4に示すように、その回転軸82aを第2の位相差板15e(及び液晶パネル15c)の法線方向に沿った方向に設定する。そして、かかる回転軸82aを中心とする軸回りに第2の位相差板15eを回転させて回転角θを調整することで、第1の位相差板15aでは補償できない第1及び第2の偏光板15b、15dの位相差や、マイクロレンズ95の回折の影響により生じる位相差を補償できる位置に第2の位相差板15eを配置する。上述したように、第2の位相差板15eは面方向に1本ないし2本の光軸を有する位相差板であるため、回転角θを変化させることで第2の位相差板15eの光軸と、偏光板15b、15dや液晶パネル15cの光軸との位置関係を変更し、第2の位相差板15eの位置を最適化することができる。
なお、第2の位相差板15eの光学調整は、実際にコントラスト(又は黒表示の輝度)を測定しつつ実施することが好ましい。一般に、偏光板の保護膜152における面方向の光軸は一定の方向に設定されているわけではなく、さらに同一の偏光板でも面内で光軸がばらついていることがある。そのため、第2の位相差板15eの回転角θを一定角度に設定することはできないので、実際に最大コントラストが得られる位置、あるいは黒レベルが最低になる位置をもって第2の位相差板15eの最適位置とする。
上記第1及び第2の光学調整ステップの実施順序は前後しても構わないが、第1の光学調整ステップは液晶パネル15cと第1の位相差板15aとの光軸合わせを行うものである一方、第2の光学調整ステップは、第1の位相差板15aでは補償できない位相差を補償するためのものである。そのため、第1の光学調整ステップを先に実施して第1の位相差板15aの最適化を行った後、第2の光学調整ステップによって第1及び第2の偏光板15b、15dや、マイクロレンズ95に起因する位相差を補償することが好ましい。このような順序で実施することで、プロジェクタの光学補償を効率よく短時間で行うことができる。
以下、図5を参照して本発明の作用効果をさらに詳細に説明する。
図5は、本発明の作用効果を説明するためのグラフである。図5のグラフは、偏光板15b、15dの位相差の有無、及び第2の位相差板15eの有無を変更した場合の、第1の位相差板15aの傾斜角αに対する液晶ライトバルブ15のコントラスト変化をプロットしたものである。
まず、第1及び第2の偏光板15b、15dとして、保護膜152を取り外した偏光素子151のみのものを使用した場合(”TAC無し”のプロット)には、偏光板のみの構成に対して第1の位相差板15aを設けた構成(α=0°)では、コントラストの向上はわずかであるが、第1の位相差板15aの傾斜角αを調整することでコントラストを大幅に向上させることができ、α=6°とすれば、最大のコントラストが得られる。
次に、第1及び第2の偏光板15b、15dとして、保護膜152を有するものを使用し、第2の位相差板15eは設けない構成とした場合(”TAC有り(第2の位相差板無し)”のプロット)には、偏光板のみの構成に対して、第1の位相差板15aを設けた構成(α=0°)はコントラストが低下しており、第1の位相差板15aの傾斜角αを調整しても、偏光板のみの構成と同等程度のコントラストしか得られない。このように、第1の位相差板15aを傾斜可能に配置したとしても、保護膜152を有する通常の偏光板を用いたのでは、十分なコントラストを得ることはできない。
これに対して、第1及び第2の偏光板15b、15dとして、保護膜152を有するものを使用し、さらに第2の位相差板15eを設けた本発明の構成(”TAC有り(第2の位相差板有り)”のプロット)では、第1の位相差板15aを設けるのみ(α=0°)では、コントラストが低下するが、第1の位相差板15aの傾斜角αを調整することで、コントラストが大きく向上し、さらに偏光板の構成が同一で第2の位相差板15eを設けない構成(”TAC有り(第2の位相差板無し)”のプロット)に対して著しくコントラストが向上する。
このように本実施形態のプロジェクタでは、第1及び第2の偏光板15b、15dの保護膜152の影響、及びマイクロレンズ95の回折の影響による位相差を第2の位相差板15eにより効果的に補償することができ、高コントラストの表示を得ることができる。特に、偏光板の保護膜152は面内で光軸がばらついているため、保護膜152の影響により画像表示領域内で輝度ムラが生じることがあるが、本発明では第2の位相差板15eによりコントラストだけでなく上記の輝度ムラも抑えることができるので、高品位の表示を得ることができる。
なお、”TAC有り(第2の位相差板無し)”のプロットにおいて、偏光板のみを設けた構成で、保護膜を有しない偏光素子のみの構成に比して高いコントラストが得られているが、これは位相差を有する保護膜152が偶然に光学補償板として機能したためであると考えられる。しかしながら、通常の偏光板において保護膜152の光軸は一定ではないため、偏光板を取り替えた場合には逆にコントラストが大きく低下する可能性が高いものと考えられる。これに対して本発明では、保護膜152の位相差を第2の位相差板15eにより補償するので、偏光板を取り替えた場合にも第2の位相差板15eの位置調整のみで最適な表示が得られるものとなっている。
以上の実施形態では、液晶ライトバルブ15の構成として、液晶パネル15cの光射出側に第1及び第2の位相差板15a、15eを配設した場合について説明したが、液晶ライトバルブ15における液晶パネル15cと第1及び第2の位相差板15a、15eとの配置はこれに限定されず、種々の配置形態を採用することができる。
図6は、液晶ライトバルブ15における構成部材の配置形態を示す概略図である。
図6(a)は、液晶パネル15cの光入射側に、第1の偏光板15b側から順に第1の位相差板15aと第2の位相差板15eとを配置した形態である。図6(b)は、液晶パネル15cの光入射側に第1の位相差板15aを配置し、液晶パネル15cの光射出側に第2の位相差板15eを配置した形態である。図6(c)は、液晶パネル15cの光入射側に第2の位相差板15eを配置し、液晶パネル15cの光射出側に第1の位相差板15aを配置した形態である。図6(d)は、液晶パネル15cの光射出側に、液晶パネル15c側から順に第1の位相差板15aと第2の位相差板15eとを配置した形態であり、上記第1実施形態で採用している配置である。図6(e)は、液晶パネル15cの光入射側に、第1の偏光板15b側から順に第2の位相差板15eと第1の位相差板15aとを配置した形態である。図6(f)は、液晶パネル15cの光射出側に、液晶パネル15c側から順に第2の位相差板15eと第1の位相差板15aとを配置した形態である。
本発明に係るプロジェクタにおいて、図6に示す6種類の形態のいずれを採用してもよい。
図6(b)の形態を採用すれば、液晶パネル15cの光入射側に傾斜配置される第1の位相差板15aを配置しているので、液晶ライトバルブの光射出側で光路が曲がってしまうのを防止でき、また液晶パネル15cの光射出側に第2の位相差板15eを配置しているので、第1の位相差板15aを透過する光と液晶パネル15cを透過する光の全体に対して補償することができ、より良好な光学補償効果を得ることができる。
また、図6(b)及び図6(c)に示す液晶パネル15cを挟んだ両側にそれぞれ位相差板を配置する形態とすれば、第1の位相差板15aにおける傾斜角αの調整と、第2の位相差板15eにおける回転角θの調整を行うのに十分なスペースを確保しやすくなり、また調整機構の配置にも余裕ができる。
また、図6(d)に示すように液晶パネル15cの光射出側に第1及び第2の位相差板15a、15eを配置すれば、これらの位相差板を光源から遠ざけることができ、光の照射やそれに伴う温度上昇により位相差板15a、15eが劣化するのを効果的に防止でき、信頼性に優れたプロジェクタとなる。
なお、本実施形態では、第1の位相差板15aの光軸P'が、第1の位相差板15aの板面法線方向である場合について説明したが、第1の位相差板15aとしては、板面法線方向に対して傾斜した方向の光軸を有する位相差板を用いてもよい。このような位相差板としては、位相差板の板面に対して傾斜した状態で配向した(チルト配向した)ディスコティック液晶からなる光学異方性層を備えたものを例示すことができる。この位相差板は、トリアセチルセルロース(TAC)等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等のディスコティック液晶を塗設して作製することができる。より詳細には、1組の支持体の表面にポリイミド等の配向膜を形成したものを用意し、一方の支持体上にディスコティック液晶を塗設した後、もう一方の支持体によってディスコティック液晶を挟み込む。そして、加熱処理によってディスコティックネマチック(ND)相を形成させた後に、紫外線等によって重合して配向状態を固定化する。このND相の形成時に、ディスコティック液晶は配向膜によってプレチルトを付与され、光軸が斜めに傾いた状態に形成される。光軸の傾き角については、配向膜の配向処理(ラビング等)によって制御することができる。
あるいは、上記傾いた光軸を有する位相差板は、ポリカーボネートやノルボルネン樹脂等をずり応力をかけて延伸することによっても作製することができる。この場合、材料樹脂をガラス転移点付近まで加熱した状態で2方向から延伸し、これを加熱した一対の基板間に挟み込む。そして、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、材料樹脂を構成する光学体の光軸方向が斜めに傾く。光軸の傾き角は、ずり応力の大きさによって制御することができる。
光軸を板面法線方向から傾けた第1の位相差板15aを用いる場合には、その光軸と液晶パネル15cのプレチルト方向が一致していれば、第1の位相差板15aを液晶パネル15cに対して傾斜させる必要はない。しかしながら、液晶パネル15cや位相差板15aの製造時のばらつき等により両者の光軸配置が最適位置からずれてしまうことも想定される。そこで本実施形態のように、第1の位相差板15aを傾斜可能に構成すれば、第1の位相差板15aと液晶パネル15cとを良好に光学補償される位置に調整することができる。
(第2の実施形態)
次に、図7を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。図7は、本発明に係る第1の位相差板15a及び第2の位相差板15eを実際に液晶プロジェクタに組み込む場合に好適な配置を示した図である。なお、図7において、液晶ライトバルブ15の手前側(第1の偏光板15bが配設された側)が光入射側である。
図7に示すように、本実施形態のプロジェクタは、第1の偏光板15bと、第2の位相差板15eと、液晶パネル15cと、第1の位相差板15aと、第2の偏光板15dとを、光入射側から順に配置した構成を備えている。すなわち、本実施形態に係る液晶ライトバルブ15は、図6(c)に示した配置形態を採用したものである。
本実施形態のプロジェクタは、第1の位相差板15aを支持する台座315aを含み、第1の位相差板15aを液晶パネル15cに対して傾斜させる第1の光学調整手段81を具備している。第1の光学調整手段81によって、台座315aを回転軸81aを中心に回動させることで、第1の位相差板15aを傾斜させることができる。回転軸81aは、液晶パネル15cにおける配向方向43a(98a)に対し、基板面方向で直交する向きに設定されている。本実施形態の場合、液晶パネル15cの配向方向43aが水平方向に対して45°の角度を成す方向とされているので、台座315aは、その回転軸81aが水平方向に対して135°の角度を成すようにして配置されている。
なお、台座315aの配置は、液晶パネル15cにおける配向方向43a、98a(すなわち液晶パネル15cの明視方向)に応じて変更する。例えば、液晶パネル15cの配向方向43aが、水平方向に対して135°の角度を成す向きである場合には、回転軸81aの水平方向に対する角度を135°に設定する。液晶ライトバルブにおける液晶パネルの明視方向は、典型的には、水平方向に対して45°又は135°の方向に設定されるので、配向方向(明視方向)の異なる液晶パネル15cを配置することを考慮して、台座315aの回転軸81aを水平方向に対して45°から135°の間で調整可能(あるいは切替可能)としておけば、構造を複雑化することなく液晶パネル15cの変更に対応できる構成を実現できる。
また本実施形態のプロジェクタは、詳細な図示は省略しているが、第2の位相差板15eを支持するとともに、第2の位相差板15eを液晶パネル15cの法線方向を中心とする軸回りに回転移動させる第2の光学調整手段82を具備している。第2の光学調整手段82によって、第2の位相差板15eの板面中心位置に設定された回転軸を中心に第2の位相差板15eを回転させることができるようになっている。
そして、液晶ライトバルブ15は、第1の位相差板15aを液晶パネル15cの基板面に対して傾斜させる方向に移動させる第1の光学調整手段81を具備しているので、第1の位相差板15aの光軸P'の傾きを自在に調整することができ、液晶パネル15cの光学補償を容易かつ正確に実施できるようになっている。これにより、液晶分子51のプレチルトや液晶層34を斜め方向に透過する光に起因するコントラストの低下を防止でき、高コントラストの表示を得ることができる。また、第1の光学調整手段81を備えていることで、ライトバルブの光学系、例えばレンズや光源の中心軸が液晶パネル15cの中心軸とずれたときに、光源側を調整しなくとも位相差板15aの角度調整のみで補償条件を最適化し、コントラストの低下を防止することもできる。また第1の光学調整手段81を備えた構成とすることで、板面法線方向から傾斜した光軸を有する位相差板を用いた場合にも、光軸の微調整を容易に行うことができるので、位相差板の光学特性のばらつきに起因するコントラスト低下を防止することができる。
さらに本実施形態では、第2の位相差板15eを板面内で回転させる第2の光学調整手段82を備えているので、製品間のばらつきが大きい偏光板15b、15dの位相差や、マイクロレンズ95の回折の影響による位相差を効果的に補償できる位置に第2の位相差板15eを配置することができる。これにより、第1の位相差板15aでは補償できない位相差をも効果的に補償し、コントラストを向上させるのみならず、上記位相差に起因する輝度ムラをも解消でき、高品位の表示を得ることができる。
また本実施形態において、第1及び第2の位相差板15a、15eは、いずれも液晶パネル15cの表面から所定距離をおいて配置されており、光学調整手段81,82による光学調整の妨げとならないよう構成されている。また、液晶パネル15cと離されていることで、液晶パネル15cと位相差板との間で熱がこもるのを最小限に抑えることができ、液晶パネル及び位相差板の劣化を抑制する点でも有効である。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について、図8及び図9を参照して説明する。
先ず、本実施形態に係るプロジェクタが備える第1の位相差板の構成について、図8を参照して説明する。
図8は、第3の実施形態に係る第1の位相差板の構成を示す斜視図であり、図8(a)は、第3の実施形態に係る第1の位相差板の分解斜視図であり、図8(b)は、第3の実施形態に係る第1の位相差板の全体を示す斜視図である。尚、図8では、説明の便宜上、角度βを実際よりも大きくなるように図示している。
本実施形態に係るプロジェクタは、第1或いは第2の実施形態における第1の位相差板15aに代えて第1の位相差板15a1を備える点で、上述した第1或いは第2の実施形態に係るプロジェクタと異なり、その他の点については、上述した第1或いは第2の実施形態に係るプロジェクタと概ね同様に構成されている。
図8(a)及び図8(b)に示すように、本実施形態に係るプロジェクタが備える第1の位相差板15a1は、第1板状光学部材511と、第2板状光学部材512と、光学異方性層513とを備えている。
図8(a)において、第1板状光学部材511は、例えば板状のガラスからなる。第1板状光学部材511の表面511aは、当該表面511aに対向する第1板状光学部材511の表面511bに対して、角度βだけ傾斜している。角度βは、液晶のプレチルトに応じて設定されており、例えば6°から10°に設定されている。つまり、第1板状光学部材511は、傾斜するように形成された表面511aと、傾斜しない表面511bとを有する楔形状に形成されている。よって、第1板状光学部材511の傾斜しない表面511bにおける辺511b1と90°の角度を成す方位511cに沿って表面511bに垂直に切った断面は、台形をなす。言い換えれば、表面511aは、傾斜しない表面511bの辺511b1と90°の角度をなす方位511cに沿って傾斜している。よって、第1板状光学部材511における辺511b1に沿って表面511bに垂直に切った断面は、長方形をなす。つまり、第1板状光学部材511の辺511b1を含む側面511s1は、長方形をなし、側面511s1に対向する側面511s2もまた長方形をなしている。
尚、辺511b1は、本発明に係る「一の表面の一辺」の一例である。
第2板状光学部材512は、第1板状光学部材511と同様に、例えば板状のガラスからなり、第1板状光学部材511と同一形状を有している。即ち、第2板状光学部材512の表面512aは、当該表面512aに対向する第2板状光学部材512の表面512bに対して、角度βだけ傾斜している。つまり、第2板状光学部材512は、傾斜するように形成された表面512aと、傾斜しない表面512bとを有する楔形状に形成されている。よって、第2板状光学部材512における辺512b1に沿って表面512bに垂直に切った断面は、長方形をなす。つまり、第2板状光学部材512の側面512s1は、長方形をなし、側面512s1に対向する側面512s2もまた長方形をなしている。
第1板状光学部材511と第2板状光学部材512とは、第1板状光学部材511の傾斜するように形成された表面511aと第2板状光学部材512の傾斜するように形成された表面512aとが互いに対向するように、且つ、厚さが薄くなる方向が互いに反対になるように配置されている。
光学異方性層513は、例えばフィルム状の有機化合物からなる負の一軸性の位相差板(即ち、Cプレート)からなり、第1板状光学部材511と第2板状光学部材512との間に挟み込まれている。よって、光学異方性層513の光軸513pは、第1板状光学部材511の表面511aの法線方向511anに沿っている。光学異方性層513は、第1板状光学部材511の表面511aと第2板状光学部材512の表面512aとに例えば接着剤によって貼り付けられている。
このように構成された第1の位相差板15a1によれば、第1の位相差板15a1における光学異方性層513が第1の位相差板15a1の表面をなす表面511b或るいは512bに対して傾斜しているので、第1の位相差板15a1を第1の光学調整手段81(図7参照)によって回転軸81a(図7参照)を中心にさせることにより傾斜させる角度αが小さくても、光学異方性層513の光軸513pと液晶パネル15cの明視方向とを略一致させることが可能となる。よって、第1の位相差板15a1を第1の光学調整手段81によって殆ど或いは全く傾斜させることなく、液晶分子51(図3参照)のプレチルトや液晶層34(図3参照)を斜め方向に透過する光に起因するコントラストの低下を防止でき、高コントラストの表示を得ることができる。
更に、第1の位相差板15a1を液晶パネル15cの基板面に対して傾斜させる角度αを小さくすることができるので、液晶パネル15cの放熱性を高めることができる。即ち、プロジェクタ10(図1参照)の筺体内に配置された液晶パネル15cを冷却するための冷却空気の流れを、第1の位相差板15a1が液晶パネル15cの基板面に対して傾斜して配置されることで妨げてしまうことを低減或いは防止できる。
加えて、液晶分子51が液晶パネル15cの基板面の法線方向となす角度であるプレチルト角を大きくすることが可能となる。よって、液晶分子51の応答速度の向上やリバースチルトドメインの低減も可能となる。
本実施形態では特に、上述したように、光学異方性層513は、第1板状光学部材511と第2板状光学部材512との間に挟み込まれているので、第1の位相差板15a1から出射される光が、第1の位相差板15a1に入射される光に対して傾いてしまうことを防止できる。即ち、第1板状光学部材511に起因して生じる光の屈折と、第2板状光学部材512に起因して生じる光の屈折とを互いに打ち消し合わせることができ、光が第1の位相差板15a1を通過する際における光の直進性を高めることができる。更に、第1の位相差板15a1に入射される光は、第2板状光学部材512を通過した後に、光学異方性層513に入射されるので、光学異方性層513の劣化を抑制することができる、言い換えれば、第1の位相差板15a1の耐光性を高めることができる。
次に、本実施形態に係る第1の位相差板の変形例について、図9を参照して説明する。
図9は、第3の実施形態の変形例に係る第1の位相差板の構成を示す斜視図であり、図9(a)は、第3の実施形態の変形例に係る第1の位相差板の分解斜視図であり、図9(b)は、第3の実施形態の変形例に係る第1の位相差板の全体を示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクタは、図8を参照して上述した第1の位相差板15a1に代えて第1の位相差板15a2を備えるようにしてもよい。尚、図9では、説明の便宜上、角度βを実際よりも大きくなるように図示している。
図9(a)及び図9(b)において、本変形例に係る第1の位相差板15a2は、第1板状光学部材521と、第2板状光学部材522と、光学異方性層523とを備えている。
第1板状光学部材521は、上述した第1板状光学部材511と同様に、例えば板状のガラスからなり、第1板状光学部材521の表面521aは、当該表面521aに対向する第1板状光学部材521の表面521bに対して、角度βだけ傾斜している。つまり、第1板状光学部材511は、傾斜するように形成された表面511aと、傾斜しない表面511bとを有する楔形状に形成されている。
本変形例では特に、第1板状光学部材521の傾斜しない表面521bにおける辺521b1と45°の角度を成す方位521cに沿って表面521bに垂直に切った断面は、台形をなす。言い換えれば、表面521aは、傾斜しない表面521bの辺521b1と45°の角度をなす方位521cに沿って傾斜している。よって、第1板状光学部材521の側面521s1、521s2、521s3及び521s4は全て台形をなしている。尚、側面521s1及び521s2は互いに対向し、側面521s3及び521s4は互いに対向している。
尚、辺521b1は、本発明に係る「一の表面の一辺」の一例である。
第2板状光学部材522は、第1板状光学部材521と同様に、例えば板状のガラスからなり、第1板状光学部材521と同一形状を有している。即ち、第2板状光学部材522の表面522aは、当該表面522aに対向する第2板状光学部材522の表面522bに対して、角度βだけ傾斜している。第2板状光学部材522の傾斜しない表面522bにおける辺522b1と45度を成す方位に沿って表面522bに垂直に切った断面は、台形をなす。よって、第2板状光学部材522の側面522s1、522s2、522s3及び522s4は全て台形をなしている。尚、側面522s1及び522s2は互いに対向し、側面522s3及び522s4は互いに対向している。
第1板状光学部材521と第2板状光学部材522とは、第1板状光学部材521の傾斜するように形成された表面521aと第2板状光学部材522の傾斜するように形成された表面522aとが互いに対向するように、且つ、厚さの薄くなる方向が互いに反対になるように配置されている。
光学異方性層523は、上述した光学異方性層513と同様に、負の一軸性の位相差板からなり、第1板状光学部材521と第2板状光学部材522との間に挟み込まれている。よって、光学異方性層523の光軸523pは、第1板状光学部材521の表面521aの法線方向521anに沿っている。
このように構成された第1の位相差板15a2によれば、図7に示すように液晶パネル10cの配向方向43aが、水平方向に対して45°の角度をなす方向とされている場合において、第1の位相差板15a2及び液晶パネル15cを、第1の位相差板15a2の一辺と液晶パネル15cの一辺とが互いに沿うように配置することで、光学異方性層523の光軸523pと液晶パネル15cの明視方向とを略一致させることが可能となる。言い換えれば、図7を参照した上述した第2実施形態の如き第1の位相差板15cとは異なり、第1の位相差板15a2によれば、当該第1の位相差板15a2を水平方向に対して45°の角度をなすように傾ける必要がない。
次に、上述のように構成された本実施形態に係る第1の位相差板による効果について更に詳細に説明する。
図5を参照して上述したように、所定条件下では、第1の位相差板15aの傾斜角α(図4或いは図7参照)を6°とすれば、最大のコントラストが得られる。しかしながら、液晶分子51のプレチルト角が図5での所定条件におけるプレチルト角より大きい場合には、第1の位相差板15aの傾斜角αは、6°よりも大きくしなければ、最大のコントラストを得ることができない。つまり、液晶分子51のプレチルト角が比較的大きい場合、最大のコントラストを得るためには、第1の位相差板15aの傾斜角αは、プレチルト角に応じて大きくする必要がある。例えば、液晶分子51のプレチルト角が、6°〜9°の範囲内である場合には、第1の位相差板15aの傾斜角αを10°としなければ、最大のコントラストを得ることができない。よって、仮にプロジェクタ内に第1の位相差板15aを傾斜させるためのスペースが十分に確保されない場合には、第1の位相差板15aの傾斜角αを10°とすることができず、最大のコントラストを得ることができないおそれがある。
しかるに、本実施形態に係る第1の位相差板15a1によれば、上述したように第1の位相差板15a1における光学異方性層513が第1の位相差板15a1の表面511b(或いは表面512b)に対して角度βだけ傾斜しているので、傾斜角αが小さくても最大のコントラストを得ることができる。即ち、例えば、上述したプレチルト角が6°〜9°の範囲内である場合には、傾斜角αを4°とすることで最大のコントラストを得ることができる。言い換えれば、最大のコントラストを得るための傾斜角αを角度β分だけ小さくすることができる。つまり、本実施形態に係る第1の位相差板15a1によれば、上述した第1或いは第2の実施形態に係る第1の位相差板15aと比較して、傾斜角αを小さくし或いは無くしつつ、コントラストを高めることができる。よって、プロジェクタ内に第1の位相差板15a1を傾斜させるためのスペースを殆ど或いは全く設けなくてもよい。このため、プロジェクタの小型化も可能となる。
本実施形態の変形例に係る第1の位相差板15a2によれば、上述した第1の位相差板15a1による効果と同様の効果を享受することができる。
本発明の第1の実施形態である液晶プロジェクタの概略構成図。 液晶パネルの全体構成図及びH−H'線断面図。 液晶ライトバルブの構成を示す説明図。 液晶ライトバルブの各構成部材の光学軸配置を示す図。 作用効果を説明するためのグラフ。 液晶ライトバルブにおける構成部材の配置形態例を示す概略図。 プロジェクタの具体的構成例を示す斜視図。 第3の実施形態に係る第1の位相差板の構成を示す斜視図。 第3の実施形態の変形例に係る第1の位相差板の構成を示す斜視図。
符号の説明
10 プロジェクタ、11 スクリーン、12 光源、15,16,17 液晶ライトバルブ、15a,16a,17a 第1の位相差板、15b,16b,17b 第1の偏光板、15c,16c,17c 液晶パネル、15d,16d,17d 第2の偏光板、15e,16e,17e 第2の位相差板、31 対向基板、32 TFTアレイ基板、43a,98a 配向方向、43,98 配向膜、51 液晶分子、81a 回転軸、82a 回転軸、LB 青色光、LG 緑色光、LR 赤色光、P' 光軸、P プレチルト方向、15a1、15a2 第1の位相差板、511,521 第1板状光学部材、513,523 光学異方性層、512,522 第2板状光学部材

Claims (22)

  1. 光源と、前記光源から照射された光を変調する液晶ライトバルブとを備えたプロジェクタであって、
    前記液晶ライトバルブが、
    一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、
    前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、
    前記一対の偏光板の間に配設されて少なくとも前記液晶パネルの位相差を補償する第1の位相差板と、
    前記一対の偏光板の間に配設されて少なくとも前記一対の偏光板の位相差を補償する第2の位相差板と
    を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
  2. 光源と、前記光源から照射された光を変調する液晶ライトバルブとを備えたプロジェクタであって、
    前記液晶ライトバルブが、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配設された第1及び第2の位相差板とを有しており、
    前記第1の位相差板を前記液晶パネルの基板面に対して傾斜させる第1の光学調整手段と、
    前記第2の位相差板を前記液晶パネルの基板面法線を中心とする軸回りに回転させる第2の光学調整手段と
    を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
  3. 前記第1の光学調整手段が、前記第1の位相差板の板面内において前記液晶パネルの明視方向と直交する軸回りに前記第1の位相差板を回転させる光学調整手段であることを特徴とする請求項2に記載のプロジェクタ。
  4. 前記第1の位相差板が、負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第1の位相差板の厚さ方向に光軸を有する位相差板であり、
    前記第2の位相差板が、正又は負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第2の位相差板の面方向に光軸を有する位相差板であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のプロジェクタ。
  5. 前記第1の位相差板の厚さ方向の光軸と、前記液晶パネルの明視方向とが略一致していることを特徴とする請求項4に記載のプロジェクタ。
  6. 光源と、前記光源から照射された光を変調する液晶ライトバルブとを備え、前記液晶ライトバルブが、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配設された第1及び第2の位相差板とを有しているプロジェクタの光学補償方法であって、
    前記第1の位相差板の板面を前記液晶パネルの基板面に対し傾斜する方向に移動させる第1の光学調整ステップと、
    前記第2の位相差板を前記液晶パネルの基板面法線方向の軸回りに回転させる第2の光学調整ステップと
    を有することを特徴とするプロジェクタの光学補償方法。
  7. 前記第1の光学調整ステップでは、少なくとも前記液晶パネルの位相差を補償し、
    前記第2の光学調整ステップでは、少なくとも前記一対の偏光板の位相差を補償することを特徴とする請求項6に記載のプロジェクタの光学補償方法。
  8. 前記液晶パネルに、入射光に対する回折機能を備えた光学素子が設けられており、前記第2の光学調整ステップにおいて、前記光学素子の回折に起因する位相差を補償することを特徴とする請求項7に記載のプロジェクタの光学補償方法。
  9. 前記第1の光学調整ステップにおいて、前記第1の位相差板を、当該第1の位相差板の板面内で前記液晶パネルの明視方向と直交する軸回りに回転させることを特徴とする請求項7又は8に記載のプロジェクタの光学補償方法。
  10. 前記第1の位相差板が、負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第1の位相差板の厚さ方向に光軸を有する位相差板であり、
    前記第1の光学調整ステップにおいて、前記第1の位相差板の厚さ方向の光軸と、前記液晶パネルの明視方向とを略一致させることを特徴とする請求項9に記載のプロジェクタの光学補償方法。
  11. 一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、
    前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、
    前記一対の偏光板の間に配設されて少なくとも前記液晶パネルの位相差を補償する第1の位相差板と、
    前記一対の偏光板の間に配設されて少なくとも前記一対の偏光板の位相差を補償する第2の位相差板と
    を備えたことを特徴とする液晶装置。
  12. 前記第1の位相差板が、負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第1の位相差板の厚さ方向に光軸を有する位相差板であり、
    前記第2の位相差板が、正又は負の屈折率異方性を有する光学異方性層を備えるとともに当該第2の位相差板の面方向に光軸を有する位相差板であることを特徴とする請求項11に記載の液晶装置。
  13. 前記第1の位相差板の厚さ方向の光軸と、前記液晶パネルの明視方向とが略一致していることを特徴とする請求項12に記載の液晶装置。
  14. 前記第1の位相差板は、
    (i)一の表面と、(ii)該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第1板状光学部材と、
    前記他の表面に形成されており、負の屈折率異方性を有すると共に前記他の表面の法線方向に光軸を有する光学異方性層と
    を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
  15. 前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、
    前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て前記一の表面の一辺に対して垂直な方向に沿って、前記傾斜することを特徴とする請求項14に記載のプロジェクタ。
  16. 前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、
    前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て前記一の表面の一辺に対して鋭角をなす方向に沿って、前記傾斜することを特徴とする請求項14に記載のプロジェクタ。
  17. 前記第1の位相差板は、
    前記第1板状光学部材との間で前記光学異方性層を挟み込むように配置された第2板状光学部材を更に備え、
    前記第2板状光学部材の前記光学異方性層に対向する一の表面は、当該一の表面に対向する前記第2板状光学部材の他の表面に対して傾斜するように形成されている
    ことを特徴とする請求項14から16のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
  18. 前記第1の位相差板は、
    (i)一の表面と、(ii)該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第1板状光学部材と、
    前記他の表面に形成されており、負の屈折率異方性を有すると共に前記他の表面の法線方向に光軸を有する光学異方性層と
    を備えることを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載のプロジェクタの光学補償方法。
  19. 前記第1の位相差板は、
    (i)一の表面と、(ii)該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第1板状光学部材と、
    前記他の表面に形成されており、負の屈折率異方性を有すると共に前記他の表面の法線方向に光軸を有する光学異方性層と
    を備えることを特徴とする請求項11に記載の液晶装置。
  20. 前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、
    前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て前記一の表面の一辺に対して垂直な方向に沿って、前記傾斜することを特徴とする請求項19に記載の液晶装置。
  21. 前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、
    前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て前記一の表面の一辺に対して鋭角をなす方向に沿って、前記傾斜することを特徴とする請求項19に記載の液晶装置。
  22. 前記第1の位相差板は、
    前記第1板状光学部材との間で前記光学異方性層を挟み込むように配置された第2板状光学部材を更に備え、
    前記第2板状光学部材の前記光学異方性層に対向する一の表面は、当該一の表面に対向する前記第2板状光学部材の他の表面に対して傾斜するように形成されている
    ことを特徴とする請求項19から21のいずれか一項に記載の液晶装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011033762A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Canon Inc 投射型画像表示装置
JP2011164130A (ja) * 2010-02-04 2011-08-25 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示素子
JP2012155063A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Seiko Epson Corp プロジェクター
JP2013178556A (ja) * 2007-11-20 2013-09-09 Seiko Epson Corp 液晶装置、プロジェクタ及び液晶装置の光学補償方法
JP2013190805A (ja) * 2007-11-20 2013-09-26 Seiko Epson Corp 液晶装置、プロジェクタ及び液晶装置の光学補償方法
JP2014513817A (ja) * 2011-05-16 2014-06-05 ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ 高解像度高コントラストエッジ投影
US10606127B2 (en) 2018-02-27 2020-03-31 Seiko Epson Corporation Liquid crystal apparatus, electronic apparatus, and method for driving liquid crystal apparatus

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7855834B2 (en) * 2007-03-27 2010-12-21 Epson Toyocom Corporation Multilayered phase difference plate and projector
JP5663891B2 (ja) * 2010-02-10 2015-02-04 セイコーエプソン株式会社 反射型液晶装置及びプロジェクター
CN102368127A (zh) * 2011-07-13 2012-03-07 惠州市睿立宝莱光电科技有限公司 一种将信号光转换成双向圆偏光立体成像的液晶光阀
WO2017061170A1 (ja) * 2015-10-05 2017-04-13 Jxエネルギー株式会社 光学位相差部材及びプロジェクタ
CN109073960B (zh) * 2017-02-06 2021-05-18 歌尔股份有限公司 微型激光二极管投影仪和电子设备
CN111712757B (zh) * 2018-02-20 2023-10-20 索尼公司 光学补偿装置、液晶显示单元和投影显示设备

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2624116B2 (ja) * 1993-04-22 1997-06-25 松下電器産業株式会社 液晶表示装置およびそれを用いた投写型表示装置
JP3863446B2 (ja) * 2002-03-08 2006-12-27 シャープ株式会社 液晶表示装置
TWI322290B (en) * 2004-02-13 2010-03-21 Toshiba Matsushita Display Tec Liquid crystal display
JP2006011298A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Sony Corp 液晶プロジェクタ装置
JP2006078637A (ja) 2004-09-08 2006-03-23 Seiko Epson Corp 液晶装置および投射型表示装置
JP3972371B2 (ja) * 2005-03-15 2007-09-05 ソニー株式会社 位相差補償板、位相差補償器、液晶表示装置および投射型画像表示装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013178556A (ja) * 2007-11-20 2013-09-09 Seiko Epson Corp 液晶装置、プロジェクタ及び液晶装置の光学補償方法
JP2013190805A (ja) * 2007-11-20 2013-09-26 Seiko Epson Corp 液晶装置、プロジェクタ及び液晶装置の光学補償方法
JP2011033762A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Canon Inc 投射型画像表示装置
JP2011164130A (ja) * 2010-02-04 2011-08-25 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示素子
JP2012155063A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Seiko Epson Corp プロジェクター
JP2014513817A (ja) * 2011-05-16 2014-06-05 ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ 高解像度高コントラストエッジ投影
US10606127B2 (en) 2018-02-27 2020-03-31 Seiko Epson Corporation Liquid crystal apparatus, electronic apparatus, and method for driving liquid crystal apparatus

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