JP2009134111A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶装置等の電気光学装置において、屈折率異方性の極性が異なる補償素子を用いて、効果的に画質を向上させる。
【解決手段】電気光学装置は、一対の第１基板（２０）及び第２基板（１０）間に液晶層が挟持されてなる液晶パネル（１００）と、液晶パネルにおける光源光の入射側に配置されており、屈折率異方性が正及び負のうち一方の極性である第１光学補償板（３１０）と、液晶パネルにおける光源光の出射側に配置されており、屈折率異方性が正及び負のうち他方の極性である第２光学補償板（３２０）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。

この種の電気光学装置として、例えば液晶パネルに光を照射することで画像を表示するものがある。照射される光は、例えば偏光板等によって位相が揃えられた上で液晶パネルに入射されるが、液晶パネルやマイクロレンズアレイ等の光学素子等において位相がずれてしまい、コントラストの低下や視野角の狭小化を招くことがある。このため、入射される光の位相のずれを補償するために、光学位相差補償素子を使用するという技術が提案されている。

例えば特許文献１では、無機材料からなる光学補償プレートによって、光の位相差を補償するという技術が開示されている。また特許文献２では、２つの位相差補償層を所定の角度で配置することで、光の位相差を補償するという技術が開示されている。

特許第３８６４９２９号公報 特開２００６−１１９４４４号公報

しかしながら、上述した技術では、２つの位相差補償層における屈折率異方性の極性は、互いに同一のものとされている。即ち、一方が正であれば他方も正、一方が負であれば他方も負のものが用いられている。

ここで、本願発明者の研究したところによると、屈折率異方性の極性は、位相差に対する補償効果に影響を与える。また、構成する材料等も異なることから、製造コストも極性毎に互いに異なるものとなる。このため、複数の補償素子を用いる場合には、正の光学補償素子と負の光学補償素子とを組み合わせて用いる方がよい場合があり得る。よって、上述した技術のように、同一の極性の補償素子による補償を行う場合には、設計段階で制限が課されてしまい、所望の条件で装置を設計できないという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、屈折率異方性の極性が異なる補償素子を用いて、効果的に画質を向上させることが可能な電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた電子機器を提供することを課題とする。

本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、一対の第１及び第２基板間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルと、前記液晶パネルにおける光源光の入射側に配置されており、屈折率異方性が正及び負のうち一方の極性である第１光学補償板と、前記液晶パネルにおける光源光の出射側に配置されており、屈折率異方性が正及び負のうち他方の極性である第２光学補償板とを備える。

本発明に係る電気光学装置によれば、その動作時に、例えば投射光やバックライト等の光源光が液晶パネルに入射されることにより、例えば投影画像や直視画像として画像が表示される。液晶パネルは、一対の第１及び第２基板が液晶層を挟持することで構成されており、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等によって駆動される。

本発明では、液晶パネルにおける光源光の入射側に第１光学補償板が配置されている。また出射側には、第２光学補償板が配置されている。即ち、液晶パネルを挟み込むようにして、光学補償板が２つ配置されている。ここで特に、第１及び第２光学補償板における屈折率異方性の極性は互いに異なるものとされている。即ち、第１光学補償板の屈折率異方性が正であれば、第２光学補償板の屈折率異方性は負であり、第１光学補償板の屈折率異方性が負であれば、第２光学補償板の屈折率異方性は正である。

屈折率異方性が正の光学補償板（以下、適宜「正の光学補償板」と称する）は、典型的には、水晶等の結晶を研磨することによって形成される。このように形成された光学補償板は、形成する際に研磨の精度が要求されるため、比較的コストが高くなってしまうが、光軸方向のばらつきを少なくできるため、補償効果は高い。一方、屈折率異方性が負の光学補償板（以下、適宜「負の光学補償板」と称する）は、典型的には、無機材料を蒸着することで形成される。このように形成された光学補償板は、光軸方向にある程度のばらつきが生じてしまう反面、製造が容易でコストが低減できる。

上述したように、光学補償板は屈折率異方性が正であるか負であるかによって特性が異なる。よって本発明のように、正の光学補償板と負の光学補償板とを組み合わせて使用すれば、製造条件やコスト等に応じて、より好適に電気光学装置を設計することが可能である。具体的には、２つの光学補償板の屈折率異方性がいずれも正である場合と比較すると、一方を負の光学補償板とする分、コストを低減させることができる。更に、斜方蒸着等を用いて単なる膜として負の光学補償板を形成すれば、省スペース化を実現することもできる。また、２つの光学補償板の屈折率異方性がいずれも負である場合と比較すると、一方を負の光学補償板とする分、光軸方向のばらつきが少なくなるため、補償効果を高めることが可能である。

以上説明したように、本発明に係る電気光学装置によれば、屈折率異方性の正負が互いに異なる第１及び第２光学補償板が挟込配置されているため、屈折率異方性が正及び負の光学補償板の特性を生かしつつ、確実に光源光の位相差を補償することが可能である。

本発明の電気光学装置の一態様では、前記第１及び第２光学補償板のうち、前記極性が正である方は、光軸が前記液晶層の前記第１及び第２基板の近い方との界面における前記液晶層の液晶分子の傾きに対応するように傾斜されており、前記第１及び第２光学補償板のうち、前記極性が負である方は、光軸が前記液晶層の前記第１及び第２基板の遠い方との界面における前記液晶層の液晶分子の傾きに対応するように傾斜されている。

この態様によれば、第１及び第２光学補償板のうち、屈折率異方性が正である方の光軸は、液晶層の第１及び第２基板の近い方との界面における液晶層の液晶分子の傾きに対応するように傾斜されている。即ち、第１光学補償板の屈折率異方性が正である場合には、光軸が光源光の入射側の基板との界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜され、第２光学補償板の屈折率異方性が正である場合には、光軸が光源光の出射側の基板との界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜される。

また、第１及び第２光学補償板のうち、極性が負である方の光軸は、液晶層の第１及び第２基板の遠い方との界面における液晶層の液晶分子の傾きに対応するように傾斜されている。即ち、第１光学補償板の屈折率異方性が負である場合には、光軸が光源光の出射側の基板との界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜され、第２光学補償板の屈折率異方性が負である場合には、光軸が光源光の入射側の基板との界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜される。

本願発明者の研究によれば、正の光学補償板と負の光学補償板とを組み合わせて使用する場合、夫々の光学補償板の光軸を、いずれも近い方又は遠い方の基板との界面における液晶層の液晶分子の傾きに対応するように傾斜したのでは、補償効果が低下してしまうことが判明している。即ち、第１及び第２光学補償板の光軸が、互いに異なる基板との界面における液晶層の液晶分子の傾きに対応するように傾斜したのでは補償効果が低下してしまう。

これに対し、本態様では上述したように、正の光学補償板の光軸は、近い方の基板との界面における液晶層の液晶分子の傾きに対応するように傾斜しており、負の光学補償板の光軸は、遠い方の基板との界面における液晶層の液晶分子の傾きに対応するように傾斜している。即ち、正の光学補償板及び負の光学補償板の光軸は、同じ基板の界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜されている。本願発明者の研究によれば、極性の相異なる２つの光学補償板を上述したように配置することで、極性が同じである２つの光学補償板により補償する場合と比較して、同程度或いはそれ以上の補償効果を得ることができることが判明している。

以上の結果、本態様に係る電気光学装置によれば、屈折率異方性の極性が異なる補償素子を用いた場合であっても、十分な補償効果を得ることが可能となる。従って、効果的に画質を向上させることが可能である。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１及び第２光学補償板のうち、前記極性が正である方は、前記極性が正である結晶を研磨することによって形成されている。

この態様によれば、第１及び第２光学補償板のうち、屈折率異方性が正である方は、屈折率異方性が正である結晶を研磨することによって形成される。具体的には、正の光学補償板は、例えば水晶のような正の一軸性結晶を、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械研磨）等の各種研磨技術によって、所定の厚みになるように研磨することで形成される。尚、光軸は、形成される段階で傾斜されてもよいし、配置される段階で傾斜されてもよい。

上述したように、屈折率異方性が正である方の光学補償板を形成することで、光軸方向のばらつきを低減させることができる。従って、光源光の位相差に対する補償効果が高められ、より高品質な画像を表示させることが可能である。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１及び第２光学補償板のうち、前記極性が負である方は、前記極性が負である材料を斜方に蒸着することによって形成されている。

この態様によれば、第１及び第２光学補償板のうち、屈折率異方性が負である方は、例えばガラス基板等の基板に無機材料を斜方蒸着することによって形成される。尚、屈折率異方性が負である材料には、例えばＴａ_２Ｏ_５（酸化タンタル）等の比較的屈折率の高いものから、ＳｉＯ_２（酸化シリコン）等の比較的屈折率の低いものまで、様々な種類の材料を用いることができる。

上述したように、屈折率異方性が負である方の光学補償板を形成することで、製造工程を比較的容易なものとすることができる。また、材料も比較的安価なため、コストを低減させることも可能である。更に、他の基板上に膜として形成することが可能であるため、省スペース化も実現できる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１光学補償板は、前記極性が負であり、前記第２光学補償板は、前記極性が正である。

この態様によれば、第１光学補償板は屈折率異方性が負であり、第２光学補償板は屈折率異方性が正である。即ち、液晶パネルの入射側には負の光学補償板が配置され、出射側には正の光学補償板が配置される。

本願発明者の研究によれば、正の光学補償板と負の光学補償板とを組み合わせて使用する場合、液晶パネルの入射側に正の光学補償板を配置し、出射側に負の光学補償板を配置するよりも、入射側に負の光学補償板を配置し、出射側に正の光学補償板を配置した方が、補償効果が高いことが判明している。

しかるに本態様では特に、上述したように、第１光学補償板は屈折率異方性が負であり、第２光学補償板は屈折率異方性が正であるので、より高い補償効果を得ることが可能である。従って、より高品質な画像を表示させることが可能である。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１及び第２基板のうち少なくとも一方には、マイクロレンズアレイが内蔵又は外付けされている。

この態様によれば、第１及び第２基板のうち少なくとも一方に、マイクロレンズアレイが内蔵又は外付けされており、入射される光源光を集光することで、光の利用効率を高めている。マイクロレンズアレイは、集光の際に光源光を屈折させるため、マイクロレンズアレイを設けない場合と比較すると、光源光に位相差が生じる可能性は高くなる。即ち、表示される画像のコントラスト等が低下してしまうおそれが高くなる。

しかるに本態様では特に、上述したように、第１及び第２光学補償板が夫々適切に配置されているため、液晶層の界面等で発生する光源光の位相差を、適切に補償することができる。従って、本態様に係る電気光学装置によれば、高品質な画像を表示することが可能である。

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様も含む）を具備する。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、製造条件やコスト等を考慮しつつ、高品質な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。

＜液晶パネル＞
先ず、本実施形態に係る電気光学装置に用いられる液晶パネルについて図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線断面図である。尚、以下では、本実施形態に係る液晶パネルの一例として駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルを例にとる。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶パネル１００では、本発明の「第２基板」の一例であるＴＦＴアレイ基板１０と、本発明の「第１基板」一例である対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板である。対向基板２０も、ＴＦＴアレイ基板１０と同様に、透明基板である。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（即ち、基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。画素電極９ａは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。他方、対向基板２０上には、格子状又はストライプ状の遮光膜２３が形成された後に、その全面に亘って対向電極２１が設けられており、更には最上層部分に配向膜が形成されている。対向電極２１は、ＩＴＯ膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が形成されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。

尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。

＜電気光学装置＞
次に、上述した液晶パネル１００を有する電気光学装置について、図３から図８を参照して説明する。尚、以降の図においては、図１及び図２で示した、液晶パネル１００の詳細な部材については適宜省略し、直接関連のある部材のみを示す。

＜第１実施形態＞
先ず、第１実施形態に係る電気光学装置の構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。尚、以下では、液晶層５０の液晶がＴＮ（Twisted Nematic）方式の液晶である場合を例にとり説明する。

図３において、本実施形態に係る電気光学装置は、上述した液晶パネル１００と、第１光学補償板３１０と、第２光学補償板３２０と、第１偏光板４１０と、第２偏光板４２０とを備えて構成されている。

液晶パネル１００は、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０によって液晶層５０が挟持されてなり、外部回路接続端子１０２（図１参照）には、フレキシブル基板２００が電気的に接続されている。フレキシブル基板２００における液晶パネル１００と接続されない端部は、例えば図示しない回路基板等に電気的に接続される。

第１偏光板４１０は、液晶パネル１００に対する光源光の入射側に配置されており、第２偏光板４２０は、液晶パネル１００に対する光源光の出射側に配置されている。第１偏光板４１０と液晶パネル１００との間には、第１光学補償板３１０が配置されている。また、第２偏光板４２０と液晶パネル１００との間には、第２光学補償板３２０が配置されている。ここで特に、第１光学補償板３１０は屈折率異方性が負の補償素子であり、第２光学補償板３２０は屈折率異方性が正の補償素子である。即ち、第１光学補償板３１０及び第２光学補償板３２０は、屈折率異方性の極性が互いに異なる。

続いて、第１光学補償板３１０及び第２光学補償板３２０の光軸の傾きについて、図４から図８を参照して説明する。ここに図４から図６は夫々、本実施形態の比較例に係る、光学補償板の光軸と液晶分子の傾きとの関係を概念的に示す斜視図であり、図７は、本実施形態に係る、光学補償板の光軸と液晶分子の傾きとの関係を概念的に示す斜視図である。また図８は、光学補償板の配置とコントラストの関係を示すグラフである。

図４に示すように、液晶層５０における液晶分子は、光源光の入射側と出射側とで９０°ねじれて配置されている。この液晶分子の傾きは、液晶層５０と、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０との界面に設けられた配向膜によって設定される。ここで仮に、第１光学補償板３１０及び第２光学補償板３２０が、いずれも正の光学補償板であるとすると、典型的には、光学補償板の光軸は夫々、近い側の界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜される。即ち、第１光学補償板３１０の光軸は、液晶層５０の対向基板２０との界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜され、第２光学補償板３２０の光軸は、液晶層５０のＴＦＴアレイ基板１０との界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜される。尚、正の光学補償板は、図に示すように、対応する液晶分子の光軸と概ね９０°になり、且つ遠い方の液晶の傾きと逆に傾くように配置されることで、適切に補償効果を発揮することが可能となる。

図５に示すように、第１光学補償板３１０及び第２光学補償板３２０が、いずれも負の光学補償板であるとすると、典型的には、上述した正の光学補償板の場合と同様に、光学補償板の光軸は夫々、近い側の界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜される。即ち、第１光学補償板３１０の光軸は、液晶層５０の対向基板２０との界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜され、第２光学補償板３２０の光軸は、液晶層５０のＴＦＴアレイ基板１０との界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜される。尚、負の光学補償板は、図に示すように、平板状の結晶が、その主面で、対応する液晶分子の傾きを受けるように配置されることで、適切に補償効果を発揮することが可能となる。

図６において、第１光学補償板３１０が負の光学補償板であり、第２光学補償板３２０が正の光学補償板である場合を考える。本願発明者の研究によれば、正及び負の光学補償板を組み合わせて用いる際に、図に示すように、第１光学補償板３１０及び第２光学補償板３２０の光軸を、近い側の界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜すると、補償効果が低下してしまうことが判明している。即ち、正及び負の光学補償板を組み合わせて用いる際に、図４及び図５で示した場合と同様に光軸を傾斜させたのでは、十分な補償効果が得られない。

図７において、本実施形態に係る電気光学装置では、上述した補償効果が低下してしまうという問題を解決するために、第１光学補償板３１０の光軸を遠い側の界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜させ、第２光学補償板３２０の光軸を近い側の界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜させている。即ち、出射側の正の光学補償板については、図４と同様に光軸を傾斜させ、入射側の負の光学補償板については、図５の出射側の光学補償板と同様に光軸を傾斜させている。このように第１光学補償板３１０及び第２光学補償板３２０を配置することで、上述した図６の配置と比較して、補償効果を向上させることが可能である。

以下に、上述した配置毎の補償効果を、互いに比較しつつ、より具体的に説明する。尚、図４に示す配置を配置（ａ）、図５に示す配置を配置（ｂ）、図６に示す配置を配置（ｃ）、図７に示す本実施形態に係る配置を配置（ｄ）として説明する。

図８に示すように、配置（ａ）で光学補償板を配置すると、表示される画像のコントラストは補償板がない場合と比較して非常に大きく向上する。また、配置（ｂ）の場合も、配置（ａ）には及ばないものの、高いコントラストを得ることができる。即ち、正の光学補償板を２つ用いる場合及び負の光学補償板を２つ用いる場合は、いずれもコントラストを効果的に高めることが可能である。一方、正の光学補償板及び負の光学補償板を組み合わせて用いる場合は、配置（ｃ）で光学補償板を配置すると、コントラストを向上させる効果は、配置（ａ）及び配置（ｂ）と比べて低いものとなる。しかしながら、配置（ｄ）の場合には、配置（ａ）には及ばないものの、配置（ｂ）よりも高いコントラストを得ることが可能である。即ち、正の光学補償板及び負の光学補償板を組み合わせて用いる場合であっても、配置（ｄ）のように光学補償板を配置すれば、効果的に画質を向上させることが可能である。

正の光学補償板は、典型的には、水晶等の結晶を研磨することによって形成される。このように形成された光学補償板は、形成する際に研磨の精度が要求されるため、比較的コストが高くなってしまうが、光軸方向のばらつきを少なくできるため、補償効果は高い。一方、負の光学補償板は、典型的には、無機材料を蒸着することで形成される。このように形成された光学補償板は、光軸方向にある程度のばらつきが生じてしまう反面、製造が容易でコストが低減できる。

上述したように、光学補償板は屈折率異方性が正であるか負であるかによって特性が異なる。よって本実施形態のように、正の光学補償板及び負の光学補償板を適切に配置して使用すれば、製造条件やコスト等に応じて、高品質な画像を表示可能な電気光学装置を設計することが可能である。

次に、本実施形態に係る電気光学装置の動作について、図３を参照して説明する。尚、以下では、光源光の経路に従って上述した各部の動作を説明する。

図３において、光源光は、先ず第１偏光板４１０に入射される。第１偏光板４１０は、所定の方向に振動する光のみが通過できるように構成されている。よって、第１偏光板４１０に入射した光源光は直線偏光となる。

第１偏光板４１０を通過した光源光は、第１光学補償板３１０に入射する。ここで光源光は、液晶層５０に入射するのに先立って、位相差を補償されることとなる。第１光学補償板３１０の光軸は、図７に示したように、ＴＦＴアレイ基板１０側の界面における液晶分子に対応するように傾斜されている。

続いて光源光は、液晶パネル１００に入射する。即ち、対向基板２０を通して、液晶層５０に入射する。ここで、液晶層５０には電圧が印加されており、液晶層５０に含まれる液晶分子は印加された電圧によって傾きが変化している。しかしながら、例えば対向基板２０及びＴＦＴアレイ基板１０との界面付近には、電圧をかけても完全に立ち上がらない液晶分子や、中間調表示の際に立ち上がりきらない液晶分子が存在する。よって、液晶層５０に入射した光源光は、その界面付近において、位相がずれてしまうこととなる。

液晶パネル１００を通過した光は、第２光学補償板３２０に入射される。第２光学補償板３２０の光軸は、図７に示したように、ＴＦＴアレイ基板１０側の界面における液晶分子に対応するように傾斜されている。この第２光学補償板３２０と、上述した第１光学補償板３１０によって、液晶層５０において生じた位相差が補償される。

第２光学補償板３２０を通過した光は、第２偏光板４２０に入射される。光源光は、上述したように、第１光学補償板３１０及び第２光学補償板３２０によって、殆ど或いは全く位相のずれがない状態とされているため、第２偏光板４２０において、通過させる光が通過されない、或いは通過させない光が通過してしまうことを防止することができる。よって、表示される画像のコントラストを高めることが可能である。

以上説明したように、第１実施形態に係る電気光学装置によれば、液晶層５０等において発生してしまう位相のずれを、正及び負の光学補償板によって好適に補償できる。従って、正及び負の光学補償板夫々の特性を生かしつつ、高品質な画像を表示させることが可能である。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る電気光学装置について、図９から図１２を参照して説明する。ここに図９は、第２実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。また図１０は本実施形態の比較例に係る、光学補償板の光軸と液晶分子の傾きとの関係を概念的に示す斜視図であり、図１１は、第２実施形態に係る、光学補償板の光軸と液晶分子の傾きとの関係を概念的に示す斜視図である。図１２は、光学補償板の配置とコントラストの関係を示すグラフである。尚、第２実施形態は、上述の第１実施形態と比べて、第１及び第２光学補償板の構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第２実施形態では、光学補償板の構成や補償効果について詳細に説明し、その他については適宜説明を省略する。尚、図９から図１１では、第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付している。

図９において、第２実施形態に係る電気光学装置では、第１光学補償板３１０は屈折率異方性が正の補償素子であり、第２光学補償板３２０は屈折率異方性が負の補償素子である。即ち、第２実施形態では、第１光学補償板３１０及び第２光学補償板３２０の屈折率異方性の極性が、第１実施形態とは逆になっている。

図１０において、光源光の入射側に配置された第１光学補償板３１０が正の光学補償板であり、出射側に配置された第２光学補償板３２０が負の光学補償板である場合であっても、第１光学補償板３１０及び第２光学補償板３２０の光軸を、近い側の界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜すると、補償効果が低下してしまう。即ち、図１０に示すような配置では、図６に示した場合と同様に十分な補償効果が得られない。

図１１において、第２実施形態に係る電気光学装置では、上述した補償効果が低下してしまうという問題を解決するために、第１光学補償板３１０の光軸を近い側の界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜させ、第２光学補償板３２０の光軸を遠い側の界面における液晶分子の傾きに対応するように傾斜させている。即ち、入射側の正の光学補償板については、図４と同様に光軸を傾斜させ、出射側の負の光学補償板については、図５の入射側の光学補償板と同様に光軸を傾斜させている。このように第１光学補償板３１０及び第２光学補償板３２０を配置することで、上述した図１０の配置と比較して、補償効果を向上させることが可能である。

以下に、上述した配置毎の補償効果を、互いに比較しつつ、より具体的に説明する。尚、図４に示す配置（ａ）及び図５に示す配置（ｂ）に加えて、図６に示す配置を配置（ｅ）、図７に示す本実施形態に係る配置を配置（ｆ）として説明する。

図１２において、上述したように、配置（ａ）及び配置（ｂ）で光学補償板を配置した場合には、いずれもコントラストを効果的に高めることが可能である。一方、正の光学補償板及び負の光学補償板を組み合わせて用いる場合は、配置（ｅ）で光学補償板を配置すると、コントラストを向上させる効果は、配置（ａ）及び配置（ｂ）と比べて低いものとなる。しかしながら、配置（ｆ）の場合には、配置（ａ）及び配置（ｂ）に比較的近いコントラストを得ることが可能である。即ち、正の光学補償板及び負の光学補償板を組み合わせて用いる場合であっても、配置（ｆ）のように光学補償板を配置すれば、効果的に画質を向上させることが可能である。

第２実施形態では更に、図９に示すように、第２光学補償板３２０が膜としてＴＦＴアレイ基板１０上に形成されている。具体的には、例えば斜方蒸着等を用いることにより、第２光学補償板３２０を他の基板上に形成することが可能となる。このように、単なる膜として負の光学補償板を形成すれば、コストを低減させることができると共に、装置の省スペース化を実現することもできる。

以上説明したように、第２実施形態に係る電気光学装置によれば、液晶層５０等において発生してしまう位相のずれを、正及び負の光学補償板によって好適に補償できる。従って、正及び負の光学補償板夫々の特性を生かしつつ、高品質な画像を表示させることが可能である。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る電気光学装置について、図１３を参照して説明する。ここに図１３は、第３実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。第３実施形態は、上述の第１実施形態と比べて、マイクロレンズアレイを備えている点で構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第３実施形態では、マイクロレンズアレイによる影響について詳細に説明し、その他の構成については適宜説明を省略する。尚、図１３では、第１及び第２実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付している。

図１３において、第３実施形態に係る電気光学装置では、第１偏光板４１０と液晶パネル１００との間に、マイクロレンズアレイ基板８００が設けられている。マイクロレンズアレイ基板８００は、入射される光源光を集光する。これにより、液晶パネル１００における光の利用効率を高めることが可能となる。

しかしながら、マイクロレンズアレイ基板８００は、集光の際に光源光を屈折させるため、マイクロレンズアレイ基板８００を設けない場合と比較すると、光源光に位相差が生じる可能性は高くなる。即ち、表示される画像の品質が低下してしまうおそれが高くなる。

これに対し、第３実施形態に係る電気光学装置では、上述したように、屈折率異方性が負である第１光学補償板３１０及び屈折率異方性が正である第２光学補償板３２０の光軸が、効果的な補償が可能な角度に傾斜されている。よって、液晶層５０において生じる位相のずれは、確実に補償される。

以上説明したように、第３実施形態に係る電気光学装置によれば、マイクロレンズアレイ基板８００を設けたことに起因する位相のずれも適切に補償できるため、光源光の利用効率を高めつつ、高品質な画像を表示させることが可能である。

＜電子機器＞
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図１４は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。

図１４に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、Ｒ及びＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。

尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。

尚、図１４を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置（ＬＣＯＳ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、電気泳動装置等にも適用可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

第１実施形態に係る液晶パネルの全体構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ´線断面図である。 第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。 実施形態の比較例に係る、光学補償板の光軸と液晶分子の傾きとの関係を概念的に示す斜視図（その１）である。 実施形態の比較例に係る、光学補償板の光軸と液晶分子の傾きとの関係を概念的に示す斜視図（その２）である。 実施形態の比較例に係る、光学補償板の光軸と液晶分子の傾きとの関係を概念的に示す斜視図（その３）である。 第１実施形態に係る、光学補償板の光軸と液晶分子の傾きとの関係を概念的に示す斜視図である。 光学補償板の配置とコントラストの関係を示すグラフ（その１）である。 第２実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。 実施形態の比較例に係る、光学補償板の光軸と液晶分子の傾きとの関係を概念的に示す斜視図（その４）である。 第２実施形態に係る、光学補償板の光軸と液晶分子の傾きとの関係を概念的に示す斜視図である。 光学補償板の配置とコントラストの関係を示すグラフ（その２）である。 第３実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。

符号の説明

１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、２０…対向基板、５０…液晶層、１００…液晶パネル、２００…フレキシブル基板、３１０…第１光学補償板、３２０…第２光学補償板、４１０…第１偏光板、４２０…第２偏光板、８００…マイクロレンズアレイ基板

Claims (7)

1. 一対の第１及び第２基板間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルと、
   前記液晶パネルにおける光源光の入射側に配置されており、屈折率異方性が正及び負のうち一方の極性である第１光学補償板と、
   前記液晶パネルにおける光源光の出射側に配置されており、屈折率異方性が正及び負のうち他方の極性である第２光学補償板と
   を備えることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記第１及び第２光学補償板のうち、前記極性が正である方は、光軸が前記液晶層の前記第１及び第２基板の近い方との界面における前記液晶層の液晶分子の傾きに対応するように傾斜されており、
   前記第１及び第２光学補償板のうち、前記極性が負である方は、光軸が前記液晶層の前記第１及び第２基板の遠い方との界面における前記液晶層の液晶分子の傾きに対応するように傾斜されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記第１及び第２光学補償板のうち、前記極性が正である方は、前記極性が正である結晶を研磨することによって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記第１及び第２光学補償板のうち、前記極性が負である方は、前記極性が負である材料を斜方に蒸着することによって形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記第１光学補償板は、前記極性が負であり、
   前記第２光学補償板は、前記極性が正である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記第１及び第２基板のうち少なくとも一方には、マイクロレンズアレイが内蔵又は外付けされていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。

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