JP2008165192A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】位相差板の機能を液晶表示素子に組み込むようにし、もって、パッケージする際に、この簡略化を図ることができると共に、占有スペースも小さくすることが可能な液晶表示素子を提供する。
【解決手段】複数の画素電極４４を有する第１基板４６と、この第１基板上に設けられて複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極５４を有する第２基板５０と、この第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板５２と、上記所定の間隙に充填された液晶４８と、を有し、上記第３基板は、その表面に、延伸フィルム，液晶ポリマー，無機誘電体膜のいずれか１種を含む位相差膜６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆを形成した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタやプロジェクションＴＶ（テレビジョン）等の投射型表示装置に用いられる液晶表示素子に係り、特に透明基板に付く塵や傷等による画像品質の劣化を防止するデフォーカス用の基板を設けた液晶表示素子に関する。

近年、プロジェクタやプロジェクションＴＶ等の投射型表示装置が多用されている。そして、これらの表示装置の多くには、液晶の光学的特性を利用して画像信号に応じて入射光に変調を加えるようにした液晶表示素子が具備されている。
例えば、透過型の液晶表示素子の場合、この液晶表示素子は２枚の偏光板の間に設けられており、２枚の偏光板はそれぞれの吸収軸または透過軸が互いに直交または平行になるように配置されている。
入射側の偏光板を透過して直線偏光とされた入射光は、液晶表示素子の液晶によってその偏光状態が制御され、出射側の偏光板に達する。そして、この出射側の偏光板の透過軸と平行な成分の光のみがこの偏光板を選択的に透過する。
従って、入射光の偏光状態を液晶によって制御することで、出射側の偏光板を透過する光の明るさを調整することができる。
また、液晶表示素子には、複数の画素が規則的に配置されており、画素毎に上記偏光状態を制御することにより、画像を表示することが可能となる。
そして、出射側の偏光板を透過した光は、投射レンズ等を有する光学系ユニットによってスクリーン等に拡大投射され、これにより、画像が表示される。

ところで、上記液晶表示素子に用いられる光透過性基板に関しては、この基板表面に塵や傷等が付くと、上記光学系ユニットの焦点が液晶表示素子の画素電極近傍に合わせ込まれているにもかかわらず、光学系ユニットの焦点深度等に起因してこの液晶から僅かな距離を隔てて位置する上記光透過性基板の表面も略合焦された状態となり、その結果、上記塵や傷等が拡大されてスクリーン等に投影画像として表示されてしまい、画像品質を劣化させる原因となっており、その改善が望まれている。

このため、上記光透過性基板の表面に塵や傷等が付くことに起因する画像品質の劣化を防止するために、液晶表示素子の一側または両側に、例えば光透過性を有する厚いガラス基板よりなるデフォーカス用の基板を光学接着剤により貼り付けるようにして、光学系ユニットの焦点から大きく外れた位置に上記塵や傷等を位置させるようにした技術が提案されている（特許文献１、２等）。

このようにデフォーカス用の基板を設けることにより、この基板の表面に塵や傷等が付いたとしても、焦点である液晶表示素子の画素電極の近傍からは距離が大きく離れているため、表示画像の品質を劣化させることがない。

ここで、従来の液晶表示素子と、これを用いた投射型表示装置の一例について、図８及び図９を用いて簡単に説明する。図８は従来の画像表示素子の一例を示す構成図、図９は従来の投射型表示装置の一例を示す構成図である。
図８及び図９では、反射型の液晶表示素子を例に挙げて説明する。

図８に示すように、反射型の液晶表示素子２は、シリコン基板等よりなるマトリクス基板４を有し、その表面には複数の反射型の画素電極６がマトリクス状に配列されている。また、その対向面側には、光透過性の共通電極７を備えた光透過性基板、例えばガラス基板８が液晶１０を封止して設けられている。

更に、このガラス基板８には、接着層１２を介してデフォーカス用のガラス基板１４が設けられている。そして、このガラス基板１４側から赤色、緑色、及び青色のいずれかの入射光Ｌが入射され、この入射光Ｌが液晶１０を通過して画素電極６により反射され、再び、液晶１０及び２枚のガラス基板８，１４を通過して出射される。入射光（及びその反射光）Ｌが液晶１０を通過する際に、画像信号に応じた電圧を、画素毎に画素電極６と共通電極７との間に印加することにより、上記入射光（及びその反射光）Ｌを変調する。

次に、上述した液晶表示素子２を具備した投射型表示装置について、図９を用いて説明する。ここでは赤色（Ｒ）光用、緑色（Ｇ）光用及び青色（Ｂ）光用の３つの液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが設けられ、カラー表示できるようになっている。図９中において、１６は白色光を入射光Ｌとして放射する光源、１８、２０は特定の波長の光を反射して他の光は透過するダイクロイックミラー、２２は反射ミラー、２４Ｒ、２４Ｇ、２４ＢはそれぞれＲ光用、Ｇ光用、Ｂ光用の偏光ビームスプリッタ、２６Ｒ、２６Ｇ、２６ＢはそれぞれＲ光、Ｇ光、Ｂ光の各波長に対応した１／４波長板、２８はＲ光、Ｇ光、Ｂ光を合成する合成プリズム、３０は投射レンズ、３２は投射レンズからの投射光を画像として表示するスクリーンである。

特開平１１−２９５６８３号公報 特開２０００−２２７７６８号公報

ところで、上述したような投射型表示装置にあっては、各液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂと、これに対応する偏光ビームスプリッタ２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂとの間に、光源１６からのＲ光、Ｇ光、Ｂ光の各波長に対する位相差板として１／４波長板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂがそれぞれ介在されて設けられており、位相補償を行っている。

しかしながら、これら１／４波長板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂを設けるには、これら１／４波長板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂを固定したりその回転角を調整するための固定治具や回転角度調整機構（図示せず）が別途必要になり、構造が複雑化する、という問題があった。
更に、これら１／４波長板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂと上記液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ等を一緒にパッケージングし、各偏光ビームスプリッタ２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂや合成プリズム２８等と一体化させるが、このパッケージングが複雑化するのみならず、全体としての組立ユニットのスペースも増大してしまう、といった問題もあった。

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、位相差板の機能を液晶表示素子に組み込むようにし、もって、パッケージする際に、この簡略化を図ることができると共に、占有スペースも小さくすることが可能な液晶表示素子を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本願各発明は次の手段を有する。
１）複数の画素電極（４４）を有する第１基板（４６）と、前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極（５４）を有する第２基板（５０）と、前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板（５２）と、前記所定の間隙に充填された液晶（４８）と、を有し、前記第３基板は、その表面に、延伸フィルム，液晶ポリマー，無機誘電体膜のいずれか１種を含む位相差膜（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ）が形成されてなることを特徴とする液晶表示素子（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ）である。
２）複数の画素電極（４４）を有する第１基板（４６）と、前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極（５４）を有する第２基板（５０）と、前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板（５２）と、前記所定の間隙に充填された液晶（４８）と、を有し、前記第３基板上には、接着層（６４ａ）と、延伸フィルムを含む位相差膜（６０ａ）と、反射防止膜（６２ａ）とが順次積層されてなることを特徴とする液晶表示素子（４２ａ）である。
３）複数の画素電極（４４）を有する第１基板（４６）と、前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極（５４）を有する第２基板（５０）と、前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板（５２）と、前記所定の間隙に充填された液晶（４８）と、を有し、前記第３基板上には反射防止膜（６２ｂ）が設けられ、前記第３基板における前記反射防止膜が設けられている側とは反対の側には、接着層（６４ｂ）と、延伸フィルムを含む位相差膜（６０ｂ）とが順次積層されてなることを特徴とする液晶表示素子（４２ｂ）である。
４）複数の画素電極（４４）を有する第１基板（４６）と、前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極（５４）を有する第２基板（５０）と、前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板（５２）と、前記所定の間隙に充填された液晶（４８）と、を有し、前記第３基板上には、所定方向に配向性を有する配向膜（６７ａ，６７ｂ）と、液晶ポリマーを含む位相差膜（６０ｃ）と、反射防止膜（６２ｃ）とが順次積層されてなることを特徴とする液晶表示素子（４２ｃ）である。
５）複数の画素電極（４４）を有する第１基板（４６）と、前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極（５４）を有する第２基板（５０）と、前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板（５２）と、前記所定の間隙に充填された液晶（４８）と、を有し、前記第３基板上には反射防止膜（６２ｄ）が設けられ、前記第３基板における前記反射防止膜が設けられている側とは反対の側には、所定方向に配向性を有する配向膜（６７ｃ，６７ｄ）と、液晶ポリマーを含む位相差膜（６０ｄ）とが順次積層されてなることを特徴とする液晶表示素子（４２ｄ）である。
６）複数の画素電極（４４）を有する第１基板（４６）と、前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極（５４）を有する第２基板（５０）と、前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板（５２）と、前記所定の間隙に充填された液晶（４８）と、を有し、前記第３基板上には、無機誘電体膜で形成された位相差膜（６０ｅ）と、反射防止膜（４２ｃ）とが順次積層されてなることを特徴とする液晶表示素子（４２ｅ）である。
７）複数の画素電極（４４）を有する第１基板（４６）と、前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極（５４）を有する第２基板（５０）と、前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板（５２）と、前記所定の間隙に充填された液晶（４８）と、を有し、前記第３基板上には反射防止膜（４２ｆ）が設けられ、前記第３基板における前記反射防止膜が設けられている側とは反対の側には、無機誘電体膜で形成された位相差膜（６０ｆ）が設けられてなることを特徴とする液晶表示素子である。

本発明に係る液晶表示素子によれば、位相差板の機能を液晶表示素子に組み込むことができ、もって、パッケージする際に、この簡略化を図ることができると共に、占有スペースも小さくすることができる。

本発明の実施の形態を、好ましい実施例である実施例１〜実施例６により図１〜図７を用いて説明する。
主に、実施例１及び実施例２は、後述する位相差膜に延伸フィルムを用いた例であり、実施例３及び実施例４は、上記位相差膜に液晶ポリマーを用いた例であり、実施例５及び実施例６は、上記位相差膜に無機材料からなる膜を用いた例である。
また、実施例１〜実施例６では、反射型の液晶表示素子を例にとって説明することとする。

＜実施例１＞
まず、実施例１の液晶表示素子について図１を用いて説明する。
図１は、本発明に係る液晶表示素子の実施例１を示す模式的断面図である。

図１に示すように、液晶表示素子４２ａは、アルミニウム合金等を主成分とする反射型の画素電極４４がマトリクス状に複数配置された第１基板４６と、上記複数の画素電極４４と所定の間隙を有してこれら画素電極４４に共通して対向配置された例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を主成分とする光透過性の対向電極５４を備えた光透過性の第２基板５０と、上記所定の間隙に充填された液晶４８と、第２基板５０における第１基板４６とは反対側、即ち、入射光Ｌが入射する側に設けられたデフォーカス用の光透過性の第３基板５２と、により、主に構成されている。

第１基板４６は、例えばシリコンウエハ等の不透明な半導体基板よりなり、画素電極４４毎に液晶４８を駆動させる駆動回路（図示せず）が設けられている。
第２基板５０は、例えばガラス基板や石英基板等の透明なガラス基板よりなる。
液晶４８は、その周囲を囲うシール接着剤５６によって封止されており、また、このシール接着剤５６によって第１基板４６と第２基板５０とは接合されている。

第３基板５２は、第２基板５０の表面に塵や傷等が付くことを防止する機能を有しており、例えばガラス基板や石英基板等の透明なガラス基板よりなり、接着層５８を介して第２基板５０に接合されている。
また、第３基板５２は、その表面に付く塵や傷等による投射画像の劣化を防止するために第２基板５０よりも厚くなされている。このため、第３基板５２の表面に塵や傷等が付いた場合においても、焦点である画素電極４４の近傍からは距離が大きく離れているため、デフォーカス状態となり、表示画像の品質を劣化させることがない。

接着層５８としては、固形ギャップ材６６を混入させた接着剤を用いることができる。これにより、第２及び第３基板５０、５２間のギャップの均一化を図るようにする。この場合、接着層５８の全体に固形ギャップ材６６を均一に混合するようにしてもよいが、表示画質の劣化をできるだけ防止するために、図１に示すように、固形ギャップ材６６を含む接着剤は、第２及び第３基板５０、５２の周辺部のみとし、画素電極４４が形成された領域には固形ギャップ材６６を含まない接着剤を用いるのが好ましい。

また、接着層５８を形成するための接着剤としては、熱硬化性樹脂接着剤を用いることができ、具体的には、シリコンゴム系の接着剤を用いることができる。このシリコンゴム系の接着剤を用いる場合は、例えば１２０℃程度の温度で９０分程度の熱処理を行うことにより接着することができる。

なお、接着層５８の接着剤として紫外線硬化樹脂接着剤を用いることは好ましくない。その理由は、硬化のために紫外線を照射すると、この紫外線が液晶４８にも照射されてしまって液晶材料が劣化する場合があるからである。ただし、第３基板５２の周辺部分の一部に紫外線硬化樹脂接着剤を用いてもよく、この場合には、液晶４８の領域を遮光して紫外線を照射して硬化させるようにし、後で、熱硬化性樹脂接着剤を間に注入して接着させればよい。

また、混入される上記固形ギャップ材６６は、例えば球形状のシリカ粒子やプラスチック粒子よりなり、その粒径は５〜１０μｍ程度の範囲のものがよい。この粒径が５μｍよりも小さければ、すなわち接着層５８の膜厚が薄過ぎれば、第３基板５２の歪の影響を打ち消すことが困難になる。また、粒径が大き過ぎれば、すなわち接着層５８の膜厚が大き過ぎれば、硬化後に複屈折の変化を生じてしまう。更に、固形ギャップ材６６の粒径が１０μｍよりも大きい場合には、投影画像中に固形ギャップ材６６自体や間に挟み込まれた異物が視認できてしまう恐れがあるので好ましくない。

ここで、実施例１における主たる特徴となる、第３基板５２に形成される位相差膜６０ａと反射防止膜６２ａとの関係について説明する。

実施例１の液晶表示素子４２ａは、第３基板５２における第２基板５０とは反対側の面に、接着層６４ａを介して、位相差膜６０ａが接合されており、この位相差膜６０ａにおける大気と接する側の面には反射防止膜６２ａが形成されている。

位相差膜６０ａは、偏光交換素子である位相差板として機能し、前述の図６に示す１／４波長板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂと同じ機能を有するものである。具体的には、透過する光の波長に対して１／４波長付近のリタデーションを有する一軸性、或いは二軸性の延伸フィルムからなる。
このような延伸フィルムの材料として、ポリカーボネート，ポリビニールアルコール，ポリオレフィン，ポリアリレート，ポリサルフォン等を用いることができる。

接着層６４ａの材料としては、熱硬化性樹脂接着剤を用いることができる。
この熱硬化性樹脂接着剤の屈折率は、投影画像のコントラスト低下の原因となる第２基板５０との接着界面で生じる透過光の干渉を防止するために、第２基板５０の屈折率とほぼ等しいことが好ましい。
同様に、この熱硬化性樹脂接着剤の屈折率は、延伸フィルムの屈折率とほぼ等しいことが好ましい。

反射防止膜６２ａとしては、誘電体多層膜等を用いることができ、この反射防止膜６２ａの光路の前後での光の多重反射を抑えるようになっており、これによりコントラスト比の低下を防止することが可能となる。

以上のように構成された液晶表示素子４２ａは、図示しないヒートシンク、防塵材アパーチャ等と一体化されてパッケージ化されるが、従来別体として用いていた１／４波長板が不要になるので、この１／４波長板を固定したりその回転角度を調整したりするための固定治具や回転角度調整機構等を設けないで省略することができる。この結果、パッケージする際にこの簡単化を図ることができるのみならず、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。

＜実施例２＞
次に、実施例２の液晶表示素子について図２を用いて説明する。
図２は、本発明に係る液晶表示素子の実施例２を示す模式的断面図である。

実施例２の液晶表示素子４２ｂは、実施例１の液晶表示素子４２ａに対して、第３基板５２に形成される位相差膜と反射防止膜との関係が異なり、それ以外については同様である。
そこで、以下に、第３基板５２に形成される位相差膜６０ｂと反射防止膜６２ｂとの関係について説明する。

実施例２の液晶表示素子４２ｂは、第３基板５２における第２基板５０側の面に、接着層６４ｂを介して、位相差膜６０ｂが接合されており、第３基板５２における第２基板５０とは反対側の面、即ち、大気と接する側の面には反射防止膜６２ｂが形成されている。

位相差膜６０ｂは、前述の位相差膜６０ａと同様に、位相差板として機能し、前述の図６に示す１／４波長板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂと同じ機能を有するものである。具体的には、透過する光の波長に対して１／４波長付近のリタデーションを有する一軸性、或いは二軸性の延伸フィルムからなる。
この延伸フィルムは、前述した実施例１と同様のものを用いることができる。

接着層６４ｂ及び反射防止膜６２ｂについても、前述した実施例１の接着層６４ａ及び反射防止膜６２ａと同様のものを用いることができる。

以上のように構成された液晶表示素子４２ｂは、図示しないヒートシンク、防塵材アパーチャ等と一体化されてパッケージ化されるが、従来別体として用いていた１／４波長板が不要になるので、この１／４波長板を固定したりその回転角度を調整したりするための固定治具や回転角度調整機構等を設けないで省略することができる。この結果、パッケージする際にこの簡単化を図ることができるのみならず、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。

ところで、実施例１の液晶表示素子４２ａでは、有機材料からなる延伸フィルム上に無機材料からなる反射防止膜を成膜する際、その成膜過程で発生する熱によって延伸フィルムや接着層からガスや有機物汚染が発生する場合がある。
これらにより、成膜時のガス圧が変化してしまったり、成膜された膜質が悪化するなどの成膜装置への悪影響を及ぼしたり、反射防止膜や延伸フィルムの光学特性を悪化させる原因となる。
一方、実施例２の液晶表示素子４２ｂでは、延伸フィルムが形成されている面とは反対側の第３基板５２の表面に反射防止膜を成膜するため、反射防止膜を成膜した後に位相差膜を設けることができ、上記の悪影響を防止することができる。

＜実施例３＞
次に、実施例３の液晶表示素子について図３を用いて説明する。
図３は、本発明に係る液晶表示素子の実施例３を示す模式的断面図である。

実施例３の液晶表示素子４２ｃは、実施例１及び実施例２の液晶表示素子４２ａ，４２ｂに対して、第３基板５２に形成される位相差膜の構成、及びこの位相差膜と反射防止膜との関係が異なり、それ以外については同様である。
そこで、以下に、第３基板５２に形成される位相差膜６０ｃの構成、及びこの位相差膜６０ｃと反射防止膜６２ｃとの関係について説明する。

実施例３の液晶表示素子４２ｃは、第３基板５２における第２基板５０とは反対側の面に、ラビング処理されたポリイミド膜や紫外線光反応性樹脂膜等の有機配向膜６７ａ、または、ＳｉＯｘ（１≦ｘ≦２）膜等の無機配向膜６７ｂと、紫外線硬化性の液晶ポリマー膜６８ａを積層して、液晶４８ａの屈折率異方性と液晶ポリマー膜６８ａの膜厚から所望のリタデーションを有する位相差膜６０ｃとする。

配向膜６７ａ，６７ｂに関しては、可視光（Ｒ光，Ｇ光，及びＢ光）の波長に対して充分に小さい膜厚であるため、可視領域での干渉は生じにくい。

位相差膜６０ｃは、前述の位相差膜６０ａ，６０ｂと同様に、偏光交換素子である位相差板として機能し、前述の図６に示す１／４波長板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂと同じ機能を有するものである。

また、液晶ポリマー膜６８ａの大気と接する側の面には反射防止膜６２ｃが形成されている。
反射防止膜６２ｃは、前述した実施例１の反射防止膜６２ａ及び実施例２の反射防止膜６２ｂと同様のものを用いることができる。

以上のように構成された液晶表示素子４２ｃは、図示しないヒートシンク、防塵材アパーチャ等と一体化されてパッケージ化されるが、従来別体として用いていた１／４波長板が不要になるので、この１／４波長板を固定したりその回転角度を調整したりするための固定治具や回転角度調整機構等を設けないで省略することができる。この結果、パッケージする際にこの簡単化を図ることができるのみならず、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。

＜実施例４＞
次に、実施例４の液晶表示素子について図４を用いて説明する。
図４は、本発明に係る液晶表示素子の実施例４を示す模式的断面図である。

実施例４の液晶表示素子４２ｄは、実施例３の液晶表示素子４２ｃに対して、第３基板５２に形成される位相差膜と反射防止膜との関係が異なり、それ以外については同様である。
そこで、以下に、第３基板５２に形成される位相差膜６０ｄと反射防止膜６２ｄとの関係について説明する。

実施例４の液晶表示素子４２ｄは、第３基板５２における第２基板５０側の面に、有機配向膜６７ｃまたは無機配向膜６７ｄと、紫外線硬化性の液晶ポリマー膜６８ｂと、を積層して、液晶４８の屈折率異方性と液晶ポリマー膜６８ｂの膜厚から所望のリタデーションを有する位相差膜６０ｄとする。
また、第３基板５２における第２基板５０とは反対側の面、即ち、大気と接する側の面には反射防止膜６２ｄが形成されている。

有機配向膜６７ｃ及び無機配向膜６７ｄは、前述の実施例３の有機配向膜６７ａ及び無機配向膜６７ｂと同様のものを用いることができる。
液晶ポリマー膜６８ｂは、前述の実施例３の液晶ポリマー膜６８ａと同様のものを用いることができる。
従って、位相差膜６０ｄと実施例３の位相差膜６０ｃとは同じ構成である。
また、反射防止膜６２ｄは、前述した実施例１〜３の反射防止膜６２ａ，６２ｂ，６２ｃと同様のものを用いることができる。

以上のように構成された液晶表示素子４２ｄは、図示しないヒートシンク、防塵材アパーチャ等と一体化されてパッケージ化されるが、従来別体として用いていた１／４波長板が不要になるので、この１／４波長板を固定したりその回転角度を調整したりするための固定治具や回転角度調整機構等を設けないで省略することができる。この結果、パッケージする際にこの簡単化を図ることができるのみならず、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。

ところで、実施例３の液晶表示素子４２ｃでは、有機材料である液晶ポリマー膜６８ａ上に無機材料からなる反射防止膜６２ｃを成膜する際、その成膜過程で発生する熱によって液晶ポリマー膜６８ａや有機配向膜からガスや有機物汚染が発生する場合がある。
これらにより、成膜時のガス圧が変化してしまったり、成膜された膜質が悪化するなどの成膜装置への悪影響を及ぼしたり、反射防止膜６２ｃや液晶ポリマー膜６８ａの光学特性を悪化させる原因となる。
一方、実施例４の液晶表示素子４２ｄでは、液晶ポリマー膜６８ｂが形成されている面とは反対側の第３基板５２の表面に反射防止膜６２ｄを成膜するため、反射防止膜を成膜した後に位相差膜を設けることができ、上記の悪影響を防止することができる。

＜実施例５＞
次に、実施例５の液晶表示素子について図５を用いて説明する。
図５は、本発明に係る液晶表示素子の実施例５を示す模式的断面図である。

実施例５の液晶表示素子４２ｅは、実施例１〜４の液晶表示素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄに対して、第３基板５２に形成される位相差膜の構成、及びこの位相差膜と反射防止膜との関係が異なり、それ以外については同様である。
そこで、以下に、第３基板５２に形成される位相差膜６０ｅの構成、及びこの位相差膜６０ｅと反射防止膜６２ｅとの関係について説明する。

実施例５の液晶表示素子４２ｅは、第３基板５２における第２基板５０とは反対側の面に、ＳｉＯｘ（１≦ｘ≦２），Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２，またはＡｌ_２Ｏ_３等の誘電体材料を主成分とする位相差膜６０ｅと、反射防止膜６２ｅと、が順次積層形成されている。即ち、反射防止膜６２ｅは、位相差膜６０ｅにおける大気と接する側の面に形成されており、前述した実施例１〜４の反射防止膜６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄと同様のものを用いることができる。
位相差膜６０ｅは、第３基板５２における第２基板５０とは反対側の面に、上記誘電体材料を、複屈折性を有するように、斜方蒸着等により成膜することによって、所望の位相差を与えることができる。

以上のように構成された液晶表示素子４２ｅは、図示しないヒートシンク、防塵材アパーチャ等と一体化されてパッケージ化されるが、従来別体として用いていた１／４波長板が不要になるので、この１／４波長板を固定したりその回転角度を調整したりするための固定治具や回転角度調整機構等を設けないで省略することができる。この結果、パッケージする際にこの簡単化を図ることができるのみならず、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。

＜実施例６＞
次に、実施例６の液晶表示素子について図６を用いて説明する。
図６は、本発明に係る液晶表示素子の実施例６を示す模式的断面図である。

実施例６の液晶表示素子４２ｆは、実施例５の液晶表示素子４２ｅに対して、第３基板５２に形成される位相差膜と反射防止膜との関係が異なり、それ以外については同様である。
そこで、以下に、第３基板５２に形成される位相差膜６０ｆと反射防止膜６２ｆとの関係について説明する。

実施例６の液晶表示素子４２ｆは、第３基板５２における第２基板５０側の面に位相差膜６０ｆが形成され、第２基板５０とは反対側の面、即ち、大気と接する側の面に反射防止膜６２ｆが形成されている。

位相差膜６０ｆは、前述の実施例５の位相差膜６０ｅと同様のものを用いることができる。
反射防止膜６２ｆは、前述した実施例１〜５の反射防止膜６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅと同様のものを用いることができる。

以上のように構成された液晶表示素子４２ｆは、図示しないヒートシンク、防塵材アパーチャ等と一体化されてパッケージ化されるが、従来別体として用いていた１／４波長板が不要になるので、この１／４波長板を固定したりその回転角度を調整したりするための固定治具や回転角度調整機構等を設けないで省略することができる。この結果、パッケージする際にこの簡単化を図ることができるのみならず、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。

次に、上述の液晶表示素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，または４２ｆを用いた投射型表示装置について、図７を参照して説明する。図７は本発明に係る液晶表示素子を用いた投射型表示装置の一例を示す図である。ここで前述の図９に示す構成部分と同一構成部品については同一符号を付して説明する。
この投射型表示装置で重要な点は、本発明の液晶表示素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆでは、１／４波長板と同じ機能を有する位相差膜６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆが一体的に組み込まれているので、図９において個別に用いられていた１／４波長板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂが不要になる点である。

ここでは赤色（Ｒ）光用、緑色（Ｇ）光用及び青色（Ｂ）光用の３つの液晶表示素子４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂが設けられ、カラー表示できるようになっている。
これら液晶表示素子４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂとして、上述した液晶表示素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆのいずれかを用いることができる。
図７中において、１６は白色光を入射光Ｌとして放射する光源、１８、２０は特定の波長の光を反射して他の光は透過するダイクロイックミラー、２２は反射ミラー、２４Ｒ、２４Ｇ、２４ＢはそれぞれＲ光用、Ｇ光用、Ｂ光用の偏光ビームスプリッタ、２８はＲ光、Ｇ光、Ｂ光の各色光を合成する合成プリズム、３０は投射レンズ、３２は投射レンズからの投射光を映像として表示するスクリーンである。

上記光学系において、光源１６からの白色光（入射光）Ｌはダイクロイックミラー１８に入射して色分解され、赤色光［Ｒ］は反射し、緑色及び青色光は透過する。さらに緑色及び青色光はダイクロイックミラー２０に入射し、青色光［Ｂ］が透過し、緑色光［Ｇ］が反射する。赤色光はさらにミラー２２に反射され、青色光と緑色光はそのまま、それぞれの色に対する偏光ビームスプリッタ２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂを通過する。その際、それぞれの光はランダム偏光の状態からＰ波成分及びＳ波成分の曲線偏光に分岐される。

赤色光は、偏光ビームスプリッタ２４ＲによってＳ波成分のみ反射されて、液晶表示素子４２Ｒに入射され、Ｐ波として反射して戻ってくる。この赤色光のＰ波成分は偏光ビームスプリッタ２４Ｒを透過し、合成プリズム２８に入射される。緑色光は、偏光ビームスプリッタ２４Ｇによって、Ｓ波成分のみ反射されて、液晶表示素子４２Ｇに入射され、Ｐ波として戻ってくる。この緑色光のＰ波成分は偏光ビームスプリッタ２４Ｇを透過し、合成プリズム２８に入射される。

青色光は、偏光ビームスプリッタ２４Ｂによって、Ｓ波成分のみ反射されて、液晶表示素子４２Ｂに入射され、Ｐ波として戻ってくる。この青色光のＰ波成分は偏光ビームスプリッタ２４Ｂを透過し、合成プリズム２８に入射される。この合成プリズム２８において、赤色、緑色、青色の成分は合成され、投射レンズ３０によってスクリーン３２へ投射される。そして、上記各液晶表示素子４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂにおいて、印加電圧の変化により液晶を光学的に変調し、入射光の偏光状態を変化させることで、反射光のＰ波成分を調整して、投射画面に階調変化を作って画像が表示されることになる。

尚、偏光板としてブロック型の偏光ビームスプリッタを用いた場合の実施例を示したが、これに限らず、フラット型の偏光ビームスプリッタや、ワイヤーグリッド偏光板も適応させることができる。
また、本実施例においては位相差膜６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆを１／４波長に合わせた例を説明したが、所望の位相差を有する位相差板と同等の機能を持たせることもできる。

また、上記実施例では反射型の液晶表示素子を例にとって説明したが、これに限定されず、第１基板を石英基板またはサファイア基板等の透明な基板を用いることにより、先の特許文献１、２に示したような透過型の液晶表示素子にも本発明を適用することができるのは勿論である。

本発明に係る液晶表示素子の実施例１を示す模式的断面図である。 本発明に係る液晶表示素子の実施例２を示す模式的断面図である。 本発明に係る液晶表示素子の実施例３を示す模式的断面図である。 本発明に係る液晶表示素子の実施例４を示す模式的断面図である。 本発明に係る液晶表示素子の実施例５を示す模式的断面図である。 本発明に係る液晶表示素子の実施例６を示す模式的断面図である。 本発明に係る液晶表示素子を用いた投射型表示装置の一例を示す模式図である。 従来の液晶表示素子の一例を示す模式的断面図である。 従来の投射型表示装置の一例を示す模式図である。

符号の説明

４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ，４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ…液晶表示素子、４４…画素電極、４６…第１基板、４８…液晶、５０…第２基板、５２…デフォーカス用の第３基板、５４…対向電極、５８…接着層、６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ…位相差膜、６２ａ,６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ…反射防止膜、６４…接着層、６６…固形ギャップ材。

Claims (7)

1. 複数の画素電極を有する第１基板と、
   前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極を有する第２基板と、
   前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板と、
   前記所定の間隙に充填された液晶と、
   を有し、
   前記第３基板は、その表面に、延伸フィルム，液晶ポリマー，無機誘電体膜のいずれか１種を含む位相差膜が形成されてなることを特徴とする液晶表示素子。
2. 複数の画素電極を有する第１基板と、
   前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極を有する第２基板と、
   前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板と、
   前記所定の間隙に充填された液晶と、
   を有し、
   前記第３基板上には、接着層と、延伸フィルムを含む位相差膜と、反射防止膜とが順次積層されてなることを特徴とする液晶表示素子。
3. 複数の画素電極を有する第１基板と、
   前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極を有する第２基板と、
   前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板と、
   前記所定の間隙に充填された液晶と、
   を有し、
   前記第３基板上には反射防止膜が設けられ、前記第３基板における前記反射防止膜が設けられている側とは反対の側には、接着層と、延伸フィルムを含む位相差膜とが順次積層されてなることを特徴とする液晶表示素子。
4. 複数の画素電極を有する第１基板と、
   前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極を有する第２基板と、
   前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板と、
   前記所定の間隙に充填された液晶と、
   を有し、
   前記第３基板上には、所定方向に配向性を有する配向膜と、液晶ポリマーを含む位相差膜と、反射防止膜とが順次積層されてなることを特徴とする液晶表示素子。
5. 複数の画素電極を有する第１基板と、
   前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極を有する第２基板と、
   前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板と、
   前記所定の間隙に充填された液晶と、
   を有し、
   前記第３基板上には反射防止膜が設けられ、前記第３基板における前記反射防止膜が設けられている側とは反対の側には、所定方向に配向性を有する配向膜と、液晶ポリマーを含む位相差膜とが順次積層されてなることを特徴とする液晶表示素子。
6. 複数の画素電極を有する第１基板と、
   前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極を有する第２基板と、
   前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板と、
   前記所定の間隙に充填された液晶と、
   を有し、
   前記第３基板上には、無機誘電体膜で形成された位相差膜と、反射防止膜とが順次積層されてなることを特徴とする液晶表示素子。
7. 複数の画素電極を有する第１基板と、
   前記第１基板上に設けられ、前記複数の画素電極と所定の間隙を有して対向配置された対向電極を有する第２基板と、
   前記第２基板上に設けられたデフォーカス用の第３基板と、
   前記所定の間隙に充填された液晶と、
   を有し、
   前記第３基板上には反射防止膜が設けられ、前記第３基板における前記反射防止膜が設けられている側とは反対の側には、無機誘電体膜で形成された位相差膜が設けられてなることを特徴とする液晶表示素子。

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