JP2009222933A - 液晶装置、プロジェクタ及び位相差板 - Google Patents

液晶装置、プロジェクタ及び位相差板 Download PDF

Info

Publication number
JP2009222933A
JP2009222933A JP2008066691A JP2008066691A JP2009222933A JP 2009222933 A JP2009222933 A JP 2009222933A JP 2008066691 A JP2008066691 A JP 2008066691A JP 2008066691 A JP2008066691 A JP 2008066691A JP 2009222933 A JP2009222933 A JP 2009222933A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
phase difference
light
substrate
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008066691A
Other languages
English (en)
Inventor
Takanori Ninomiya
隆徳 二宮
広美 ▲斎▼藤
Hiromi Saito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2008066691A priority Critical patent/JP2009222933A/ja
Priority to US12/389,657 priority patent/US7864277B2/en
Publication of JP2009222933A publication Critical patent/JP2009222933A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133632Birefringent elements, e.g. for optical compensation with refractive index ellipsoid inclined relative to the LC-layer surface
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3105Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3167Modulator illumination systems for polarizing the light beam
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133634Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1345Conductors connecting electrodes to cell terminals
    • G02F1/13454Drivers integrated on the active matrix substrate
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/09Materials and properties inorganic glass
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/02Number of plates being 2

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

【課題】液晶装置において、より高精度にコントラストを向上させる。
【解決手段】プロジェクタ(10等)は、一対の基板の間に液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネル(15c等)と、一対の偏光板(15d等)と、(i)第1基板(201)及び(ii第1基板の基板面に対して斜め方向から無機物が供給されることによって形成された無機膜(204)を有する位相差板(200)とを備える。光が位相差板の法線方向(P)に沿って入射する場合に発生する正面位相差(Ret(0))と、光が法線方向と異なる第1方向(−30度)に沿って入射する場合に発生する第1位相差(Ret(−30度))との比が所定範囲内にあるように無機物が基板面に対して供給される方向が設定されている。
【選択図】図5

Description

本発明は、偏光板及び位相差板を備える液晶装置、該液晶装置を備えるプロジェクタ、及び該液晶装置に用いられる位相差板の技術分野に関する。
この種の液晶装置に備えられる位相差板としては、斜方蒸着法によって基板上に無機膜を形成し、有機膜に比べて光に対する劣化が低減された高耐光性を有する位相差板が提案されている(例えば、特許文献1等を参照。)。
特開2004−102200号公報 特開2006−119444号公報
しかしながら、特許文献1等に開示された技術によれば、斜方蒸着法による無機膜が形成された位相差板によって、液晶装置におけるコントラストを十分に向上させることが困難である技術的な問題点がある。
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、より高精度にコントラストを向上可能である液晶装置、該液晶装置を備えるプロジェクタ、及び該液晶装置に用いられる位相差板を提供することを課題とする。
(液晶装置)
本発明の第1の液晶装置は上記課題を解決するために、一対の基板の間に液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、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置されており、(i)第1基板及び(ii)前記第1基板上に形成されており、前記第1基板の基板面に対して斜め方向から無機物が供給されることによって形成された無機膜を有する位相差板とを備え、前記光が前記位相差板の法線方向に沿って入射する場合に発生する正面位相差と、前記光が前記法線方向と異なる第1方向に沿って入射する場合に発生する第1位相差との比が所定範囲内にあるように、前記無機物が前記基板面に対して供給される方向が設定されている。
本発明の液晶装置によれば、例えば、光源から出射された光は、反射ミラー及びダイクロイックミラー等の色分離光学系によって赤色光、緑色光及び青色光に色分離される。液晶パネルは、例えば赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調するライトバルブとして用いられる。液晶パネルは、例えばデータ信号(或いは画像信号)に応じて各画素の液晶分子の配向状態が変更され、偏光板を介して、その表示領域にデータ信号に応じた画像を表示する。各液晶パネルによって表示された画像は、例えばダイクロイックプリズム等の色合成光学系により合成され、投射レンズを介して投写画像としてスクリーン等の投写面に投写される。
液晶パネルは、液晶分子を一対の基板間で封入した液晶が挟持されてなる。典型的には、液晶は、配向膜によって配向(又は、配向状態)が規制される液晶分子が一対の基板間で基板面に平行な方向に大なり小なりねじれている液晶である。更に、典型的には、一の配向膜によって、配向が規制された一の液晶分子の長軸方向と、他の配向膜によって、配向が規制された他の液晶分子の長軸方向とが、90度だけねじれたツイステッドネマティック型(TN:Twisted Nematic)液晶を挙げることができる。或いは、一の液晶分子の長軸方向と、他の液晶分子の長軸方向とが、270度だけねじれたスーパーツイステッドネマティック型(STN型)液晶又はDSTN型液晶を挙げることができる。この液晶分子は、液晶パネルに電圧が印加されない場合、液晶パネルの基板の平面方向に沿った位置を維持すると共に、液晶パネルに電圧が印加される場合、液晶パネルの基板の法線方向に近づくように傾斜する。これにより、ノーマリーホワイト方式又はノーマリーブラック方式の液晶を簡便に実現できる。
或いは、典型的には、液晶は、垂直配向型の液晶、即ちVA(Vertical Alignment)型液晶である。一対の基板の各々には、配向膜が設けられ、該配向膜によって、液晶を構成する液晶分子は、一定の方向に、一定の角度だけ立ち上がるプレチルトが付与される。例えば液晶がVA型液晶の場合、液晶分子は、一対の基板の基板面の法線に対して一定の方向にプレチルト角だけ傾いて配向する。この液晶分子は、液晶パネルに電圧が印加されない場合、プレチルトを維持すると共に、液晶パネルに電圧が印加される場合、液晶パネルの基板の平面方向に近づくように傾斜する。これにより、例えば垂直配向型の液晶や、ノーマリーブラック方式の液晶を簡便に実現できる。尚、プレチルトを付与された液晶分子の長軸と一対の基板の一辺とは、典型的には、一対の基板の法線方向から見て、互いに45度の角度をなしてよい。尚、液晶パネル及び位相差板は、一対の偏光板の間に挟み込まれるように配置される。
位相差板は、(i)第1基板及び(ii)この第1基板上に形成されており、前記第1基板の基板面に対して斜め方向から無機物が供給されることによって形成された無機膜を有する。この無機膜は、基板の基板面に対して斜め方向からTa2O5等の無機物が供給されることによって基板面上に形成されている。より具体的には、無機膜の形成方法としては、例えば、斜方蒸着法、或いは、斜め方向に沿って無機物を原子レベルで供給するスパッタ法を用いることが可能である。無機膜は、微視的にみれば、無機物が斜め方向に沿って成長した膜構造を有している。このような無機膜によれば、無機膜の膜構造に応じて屈折率に異方性が生じ、当該位相差板に入射する光の位相を補償することが可能である。
特に、光が位相差板の法線方向に沿って入射する場合に発生する正面位相差と、光が法線方向と異なる第1方向に沿って入射する場合に発生する第1位相差との比が所定範囲内にあるように、無機物が基板面に対して供給される方向が設定されている。ここに、本発明に係る所定範囲とは、液晶装置から出射される光のコントラストをより大きくさせるように、理論的、実験的、経験的、又はシミュレーション等によって、個別具体的に規定された正面位相差と、第1位相差との比の値の範囲を意味する。また、本発明に係る第1方向とは、位相差板の法線方向とは異なる方向を意味する。典型的には、位相差板を真正面から見た場合を0度とした際の視線の角度を示す極角を意味してよい。
この結果、正面位相差の値、正面位相差と第1位相差との比の値、及び、無機物が供給される斜め方向の角度を適切に変化させて、液晶装置におけるコントラストを向上可能な位相差板をより簡便に実現することができる。言い換えると、位相差板の性質を規定する変数やパラメータを、より多種類にさせることで、液晶装置におけるコントラストをより高精度に向上させることができる。
以上の結果、液晶装置において、位相差板によって液晶分子において生じる位相差(言い換えれば、複屈折効果)を打ち消す(即ち、補償する)ことができる。この結果、当該液晶装置の動作時に、光源から出射された光が液晶を通過することで発生する光の位相差を、位相差板によって夫々補償することができる。従って、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。この結果、例えば出射側の偏光板において、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。
本発明の第2の液晶装置は上記課題を解決するために、一対の基板の間に液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、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置されており、(i)第1基板及び(ii)前記第1基板上に形成されており、前記第1基板の基板面に対して斜め方向から無機物が供給されることによって形成された無機膜を有する位相差板とを備え、前記光が前記位相差板の法線方向と異なる第1方向に沿って入射する場合に発生する第1位相差と、前記法線方向を基準にして前記第1方向と対称な方向である第2方向に沿って入射する場合に発生する第2位相差との比が所定範囲内にあるように、前記無機物が前記基板面に対して供給される方向が設定されている。
本発明の第2の液晶装置によれば、光が位相差板の法線方向と異なる第1方向に沿って入射する場合に発生する第1位相差と、法線方向を基準にして第1方向と対称な方向である第2方向に沿って入射する場合に発生する第2位相差との比が所定範囲内にあるように、無機物が前記基板面に対して供給される方向が設定されている。ここに、本発明に係る所定範囲とは、液晶装置から出射される光のコントラストをより大きくさせるように、理論的、実験的、経験的、又はシミュレーション等によって、個別具体的に規定された第1位相差と、第2位相差との比の値の範囲を意味する。
この結果、第1位相差と第2位相差との比の値、及び、無機物が供給される斜め方向の角度を適切に変化させて、液晶装置におけるコントラストを向上可能な位相差板をより簡便に実現することができる。言い換えると、位相差板の性質を規定する変数やパラメータを、より多種類にさせることで、液晶装置におけるコントラストをより高精度に向上させることができる。
以上の結果、液晶装置において、位相差板によって液晶分子において生じる位相差(言い換えれば、複屈折効果)を打ち消す(即ち、補償する)ことができる。この結果、当該液晶装置の動作時に、光源から出射された光が液晶を通過することで発生する光の位相差を、位相差板によって夫々補償することができる。従って、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。この結果、例えば出射側の偏光板において、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。
特に、本発明の第2の液晶装置によれば、比の値の変化量を、第1位相差と第2位相差との比を、正面位相差と第1位相差との比と比較して、大きくさせることができる。これにより、比の許容範囲を大きくさせることができ、コントラストをより高くさせることが可能な位相差板を、品質管理上、より簡便に製造することができる。
本発明の液晶装置の一の態様では、前記第1方向と、前記無機物が供給される方向とは、同一平面上にある。
この態様によれば、無機物を斜方蒸着する際の蒸着角度と、位相差板を真正面から見た場合を0度とした際の視線の角度を示す極角とを平行にさせることが可能である。これにより、蒸着角度と極角とを同一に設定した場合、無機物自体が有する位相差に応じて、液晶装置におけるコントラストの向上の度合いを把握することができる。
本発明の液晶装置の他の態様では、前記所定範囲は、前記光が前記位相差板の法線方向に沿って入射する場合に発生する正面位相差に対応して決定される。
この態様によれば、正面位相差を基準にして所定範囲を高精度に定義することができる。
本発明の液晶装置の他の態様では、前記位相差板は、前記法線方向を回転軸にして回転可能に設けられている。
この態様によれば、位相差板を液晶装置に組み込む工程において、位相差板を光が入射する入射方向を回転軸として回転させることによって、実現可能なコントラストを高精度に設定することができる。
(プロジェクタ)
本発明のプロジェクタは上記課題を解決するために、上述した本発明の液晶装置(但し、各種の態様を含む)と、前記光を出射する光源と、前記変調された光を投射する投射光学系とを備えることを特徴とする。
本発明のプロジェクタによれば、光源から出射された光は、例えば反射ミラー及びダイクロイックミラー等の色分離光学系によって赤色光、緑色光及び青色光に色分離される。上述した液晶パネルは、例えば赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調するライトバルブとして用いられる。液晶パネルは、例えばデータ信号(或いは画像信号)に応じて各画素の液晶分子の配向状態が規制され、その表示領域にデータ信号に応じた画像を表示する。各液晶パネルによって表示された画像は、投射光学系において、例えばダイクロイックプリズム等の色合成光学系により合成され、投射レンズを介して投写画像としてスクリーン等の投写面に投写される。
上述した本発明の液晶装置と概ね同様にして、正面位相差の値、正面位相差と第1位相差との比の値、及び、無機物が供給される斜め方向の角度を適切に変化させて、液晶装置におけるコントラストを向上可能な位相差板をより簡便に実現することができる。言い換えると、位相差板の性質を規定する変数やパラメータを、より多種類にさせることで、プロジェクタにおけるコントラストをより高精度に向上させることができる。
この結果、プロジェクタにおいて、位相差板によって液晶分子において生じる位相差(言い換えれば、複屈折効果)を打ち消す(即ち、補償する)ことができる。この結果、当該プロジェクタの動作時に、光源から出射された光が液晶を通過することで発生する光の位相差を、位相差板によって夫々補償することができる。従って、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。この結果、例えば出射側の偏光板において、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。
以上の結果、本発明のプロジェクタにおいて、高コントラストで高品位な表示を得ることができる。
尚、本発明のプロジェクタにおいても、上述した本発明の液晶装置についての各種態様と同様の態様を適宜採ることが可能である。
(位相差板)
本発明の第1の位相差板は上記課題を解決するために、一対の基板の間に液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と共に用いられ、前記一対の偏光板の間に配置される位相差板であって、(i)第1基板及び(ii)前記第1基板上に形成されており、前記第1基板の基板面に対して斜め方向から無機物が供給されることによって形成された無機膜を有し、前記光が前記位相差板の法線方向に沿って入射する場合に発生する正面位相差と、前記光が前記法線方向と異なる第1方向に沿って入射する場合に発生する第1位相差との比が所定範囲内にあるように、前記無機物が前記基板面に対して供給される方向が設定されている。
本発明の第1の位相差板によれば、上述した本発明の第1の液晶装置と概ね同様にして、正面位相差の値、正面位相差と第1位相差との比の値、及び、無機物が供給される斜め方向の角度を適切に変化させて、液晶装置におけるコントラストを向上可能な位相差板をより簡便に実現することができる。言い換えると、位相差板の性質を規定する変数やパラメータを、より多種類にさせることで、液晶装置におけるコントラストをより高精度に向上させることができる。
以上の結果、液晶装置において、位相差板によって液晶分子において生じる位相差(言い換えれば、複屈折効果)を打ち消す(即ち、補償する)ことができる。この結果、当該液晶装置の動作時に、光源から出射された光が液晶を通過することで発生する光の位相差を、位相差板によって夫々補償することができる。従って、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。この結果、例えば出射側の偏光板において、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。
尚、本発明の第1の位相差板においても、上述した本発明の第1の液晶装置についての各種態様と同様の態様を適宜採ることが可能である。
本発明の第2の位相差板は上記課題を解決するために、一対の基板の間に液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と共に用いられ、前記一対の偏光板の間に配置される位相差板であって、 (i)第1基板及び(ii)前記第1基板上に形成されており、前記第1基板の基板面に対して斜め方向から無機物が供給されることによって形成された無機膜を有し、前記光が前記位相差板の法線方向と異なる第1方向に沿って入射する場合に発生する第1位相差と、前記法線方向を基準にして前記第1方向と対称な方向である第2方向に沿って入射する場合に発生する第2位相差との比が所定範囲内にあるように、前記無機物が前記基板面に対して供給される方向が設定されている。
本発明の第2の位相差板によれば、上述した本発明の第2の液晶装置と概ね同様にして、第1位相差と第2位相差との比の値、及び、無機物が供給される斜め方向の角度を適切に変化させて、液晶装置におけるコントラストを向上可能な位相差板をより簡便に実現することができる。言い換えると、位相差板の性質を規定する変数やパラメータを、より多種類にさせることで、液晶装置におけるコントラストをより高精度に向上させることができる。
以上の結果、液晶装置において、位相差板によって液晶分子において生じる位相差(言い換えれば、複屈折効果)を打ち消す(即ち、補償する)ことができる。この結果、当該液晶装置の動作時に、光源から出射された光が液晶を通過することで発生する光の位相差を、位相差板によって夫々補償することができる。従って、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。この結果、例えば出射側の偏光板において、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。
特に、本発明の第2の位相差板によれば、比の値の変化量を、第1位相差と第2位相差との比を、正面位相差と第1位相差との比と比較して、大きくさせることができる。これにより、比の許容範囲を大きくさせることができ、コントラストをより高くさせることが可能な位相差板を、品質管理上、より簡便に製造することができる。
尚、本発明の第2の位相差板においても、上述した本発明の第2の液晶装置についての各種態様と同様の態様を適宜採ることが可能である。
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。
(実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係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、第1位相差板15a、液晶パネル15c、第2位相差板15e、及び第2の偏光板15dを備えている。詳細には、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位相差板15aと、この第1位相差板15aの外側に配置された第1の偏光板15bと、液晶パネル15cのTFTアレイ基板32の外側に配置された第2位相差板15eと、第2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。
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、第1位相差板16a、液晶パネル16c、第2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、第1位相差板17a、液晶パネル17c、及び第2位相差板17e、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は、本実施形態に係る液晶パネルの全体構成図(図2(a))及び、当該図2(a)のH−H’線に沿う断面構成図(図2(b))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、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、液晶分子が配向膜の間で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、額縁或い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(TapeAutomatedBonding)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並行に配向させる配向膜であり、例えば、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。
配向膜98は、光の出射側の面が液晶層34に接するように配設されている。配向膜98の液晶層34に接する側の面は、液晶層34における光の入射側領域(配向膜98との界面付近)に存在する液晶分子の配向方向を揃えるために、ラビング処理が施されている。ラビング処理は、一般的に、布を巻いたローラで配向膜98の表面を擦ることにより行われる。配向膜98にラビング処理を施すことにより、配向膜98の表面に複数の溝が同一方向に形成される。配向膜98に接する領域の液晶分子は、配向膜98の表面に刻まれた溝に沿って、一定方向に配向(又は配向状態)が規制される。
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。
配向膜43の液晶層34に接する側の面は、液晶層34における光の出射側領域(配向膜43との界面付近)に存在する液晶分子の配向方向を揃えるために、上述した配向膜98と概ね同様のラビング処理が施されている。配向膜43にラビング処理を施すことにより、配向膜43の表面に複数の溝が同一方向に形成される。配向膜43に接する領域の液晶分子は、配向膜43の表面に刻まれた溝に沿って、一定方向に配向(又は配向状態)が規制される。
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)が平面視でほぼ直交す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ほぼ平行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。
(位相差板)
次に、図3及び図4を参照して、本実施形態に係る位相差板について説明する。ここに、図3は、本実施形態に係る位相差板の平面図(図3(a))及び、図3(a)中のH−H’断面を拡大した拡大断面図である。図4は、本実施形態に係る位相差板の外観斜視図である。尚、図3(a)、図3(b)及び図4中に示されたX方向、Y方向及びZ方向は共通である。
図3(a)及び図3(b)に示されるように、本実施形態に係る上述した第1位相差板15a又は第2位相差板15eのサンプルである位相差板200は、透明なガラス基板等から構成された基板201と、基板201上に形成された無機膜204とを備えている。
無機膜204は、基板201に対して斜め方向である蒸着方向Dから基板201にTa2O5等の無機物が蒸着されることによって基板201上に形成されている。
ここで、図3(b)に示されるように、無機膜204は、微視的にみれば、無機物が蒸着方向Dに沿って成長したカラム構造が形成された部分を含む膜構造を有している。このような構造を有する無機膜はその微細構造に起因して大なり小なり位相差が発生している。位相差板200が備える無機膜204は、断面上、微視的には、基板201から無機物の蒸着方向Dに沿って延びる柱状部分204aを有している。
特に、図4に示されるように、光の位相差を測定する測定方向を規定する極角θは、基板面200sの法線方向Pに対して傾いた角度である。典型的には、極角は、位相差板の真正面から見た場合を0度とした際の視線の角度である。本実施形態では、法線方向Pから蒸着方向Dに向かって傾く極角θをマイナスとし、これと逆に傾く極角θをプラスとして定義する。尚、光の位相差を測定する測定方向の方位角方向、即ち基板面200s内の面内方向は、説明を簡便にするために、蒸着方向Dを基板面200sに射影した方向、言い換えると、Y方向に揃えている。典型的には、蒸着角度Dと極角θとは、同一の平面にあってよい。これにより、蒸着角度と極角とを同一に設定した場合、無機物自体が有する位相差に応じて、液晶装置におけるコントラストの向上の度合いを把握することができる。
(位相差板の正面位相差、蒸着角度及び位相差の比に起因したコントラスト改善の定量的な分析)
次に、図5から図8を参照して、本実施形態に係る位相差板の正面位相差、蒸着角度及び位相差の比に起因したコントラスト改善の定量的な分析について説明する。ここに、図5は、本実施形態に係る位相差板の正面位相差と蒸着角度と位相差の比との間の定量的な相関関係を示した表群(図5(a)から図5(j))である。尚、図5では、正面位相差の範囲は、10(nm:nanometer)から100(nm)までである。図6は、本実施形態に係る位相差板における厚さを同一とした場合の位相差、極角及び蒸着角度の定量的な相関関係を示したグラフ(図6(a))、本実施形態に係る蒸着角度の大小関係を示した模式図(図6(b))、並びに、本実施形態に係る位相差板における蒸着角度を同一とした場合の位相差、極角及び位相差板の厚さの定量的な相関関係を示したグラフ(図6(c))である。尚、図6(a)及び図6(c)中の横軸は極角を示し、縦軸は位相差を示す。
先ず、本実施形態に係る位相差板の正面位相差、蒸着角度及び位相差の比に起因したコントラスト改善の定量的な分析を行うために、図5(a)から図5(j)に示されるような50種類(=5×10)の位相差板を準備する。具体的には、これら50種類の位相差板は、次の3つの変数によって規定可能である。それら3つの変数とは、正面位相差Ret(0)、及び、蒸着角度の大小レベル、並びに、比の類型及び当該比の値である。ここに本実施形態に係る、比の類型は、極角を変数とした2つの位相差間の比の類型を意味し、次の4つの式によって夫々規定される4つの類型がある。
比の第1類型R[a]は、次の式(1)によって定義される。
R[a] = Ret(−30) / Ret(0) ……(1)
但し、Ret(−30)は、極角を「−30度」とした場合における位相差を意味する。Ret(0)は、極角を「0度」とした場合における位相差、即ち、正面位相差を意味する。
比の第2類型R[b]は、次の式(2)によって定義される。
R[b] = Ret(30) / Ret(0) ……(2)
但し、Ret(30)は、極角を「30度」とした場合における位相差を意味する。
比の第3類型R[c]は、次の式(3)によって定義される。
R[c] = Ret(−30) / Ret(30) ……(3)
但し、Ret(−30)は、極角を「−30度」とした場合における位相差を意味する。
比の第4類型R[d]は、次の式(4)によって定義される。
R[d] = Ret(30) / Ret(−30) ……(4)
具体的には、上述した50種類の位相差板1a〜50aは、図5(a)から図5(j)に示されるように、便宜上、次のように表現される。尚、蒸着角度の大小レベル(以下、適宜、蒸着角度レベルと称す)は、レベル値が大きくなるに従って蒸着角度が大きいことを意味する。
(位相差板1a:正面位相差、蒸着角度レベル、R[a]、R[b]、R[c]、R[d])
=(位相差板1a:10、5、1.6、0.1、11.8、01)。
(位相差板2a:正面位相差、蒸着角度レベル、R[a]、R[b]、R[c]、R[d])
=(位相差板2a:10、4、1.4、0.3、4.4、0.2)。
(位相差板3a:正面位相差、蒸着角度レベル、R[a]、R[b]、R[c]、R[d])
=(位相差板3a:10、3、1.3、0.4、2.9、0.3)。
・・・
(位相差板49a:正面位相差、蒸着角度レベル、R[a]、R[b]、R[c]、R[d])
=(位相差板49a:100、2、1.2、0.6、2.0、0.5)。
(位相差板50a:正面位相差、蒸着角度レベル、R[a]、R[b]、R[c]、R[d])
=(位相差板50a:100、1、1.1、0.7、1.5、0.7)。
(位相差板6a〜10a)
より具体的には、図5(b)中の位相差板6a〜10aにおける比の第1類型R[a]について考察する。先ず、蒸着角度の大小レベルが最大値である位相差板6aは、次のように表現される。
(位相差板6a:正面位相差、蒸着角度レベル、R[a]、R[b]、R[c]、R[d])
=(位相差板6a:20、5、1.6、0.1、11.8、0.1)。
従って、正面位相差Ret(0)が20(nm)であるので、上述の式(1)に対して、
R[a]=1.6と、
Ret(0)=20(nm)とを代入した場合、次の値が得られる。
Ret(−30)=32(nm)
他方、蒸着角度の大小レベルが最小値である位相差板10aは、次のように表現される。
(位相差板10a:正面位相差、蒸着角度レベル、R[a]、R[b]、R[c]、R[d])
=(位相差板10a:20、1、1.1、0.7、1.5、0.7)。
従って、正面位相差Ret(0)が20(nm)であるので、上述の式(1)に対して、
R[a]=1.1と、
Ret(0)=20(nm)とを代入した場合、次の値が得られる。
Ret(−30)=22(nm)となる。
このように例えば位相差板6aと位相差板10a等の同一の正面位相差を有する位相差板に着目して、無機物の蒸着角度のレベルが最大値から最小値へ減少側へ変化した場合、位相差Ret(−30)、即ち、極角を「−30度」とした場合における位相差も減少側に変化することが分かる。詳細には、本願発明者による研究によれば、図6(a)に示されるように、位相差板における厚さを同一とした場合、蒸着角度が大きくなるに従って、一定の極角の角度当たりの位相差の変化量が大きくなることが判明している。言い換えると、位相差板における厚さを同一とした場合、基板の法線方向からの蒸着角度が大きくなるに従って、一定の極角の角度当たりの位相差の変化量が大きくなることが判明している。具体的には、点線が蒸着角度が相対的に大きい場合に対応し、太い線が蒸着角度が相対的に小さい場合に対応している。尚、図6(b)には、図6(a)中での蒸着角度は、基板の法線方向からの角度を意味していることを示している。加えて、位相差板における厚さを同一とした場合、蒸着角度の大小に関わらず、極角が0度における位相差は概ね等しいことも判明している。
加えて、本願発明者による研究によれば、図6(c)に示されるように、蒸着角度を同一とした場合、位相差板の厚さが厚くなるに従って、極角が0度を含む極角の範囲における位相差は大きくなることが判明している。具体的には、点線が位相差板の厚さが相対的に大きい場合に対応し、太い線が位相差板の厚さが相対的に小さい場合に対応している。加えて、位相差板における蒸着角度を同一とした場合、位相差板の厚さの大小に関わらず、蒸着角度に等しい極角における位相差は概ね等しいことも判明している。
次に、図7に加えて上述した図5を適宜、参照して、本実施形態に係る位相差板における、正面位相差、極角を変数とした2つの位相差間の比及びコントラストの定量的な相関関係について説明する。ここに、図7は、本実施形態に係る位相差板における、正面位相差、極角を変数とした2つの位相差間の比及びコントラストの定量的な相関関係を示したグラフ群(図7(a)から図7(d))である。尚、図7(a)〜図7(d)は、上述した比の第1類型R[a]〜比の第4類型R[d]に夫々対応される。また、図7(a)〜図7(d)中の複数の丸点は、コントラストを所定値より大きくさせることができる複数種類の位相差板に夫々対応される。また、図7(a)〜図7(d)中の等高線は、コントラストの値を示し、特に、太い等高線より内側は、コントラストの値が所定値より大きくなていることを示す。
図7(a)に示されるように、正面位相差Ret(0)が20(nm)である場合において、比の第1類型R[a]の値を「1.6」にさせた場合、コントラストを所定値より大きくさせることができる。言い換えると、図7(b)に示されるように、正面位相差Ret(0)が20(nm)である場合において、比の第2類型R[b]の値を「0.1」にさせた場合、コントラストを所定値より大きくさせることができる。また、図7(c)に示されるように、正面位相差Ret(0)が20(nm)である場合において、比の第3類型R[c]の値を「11.8」にさせた場合、コントラストを所定値より大きくさせることができる。また、図7(d)に示されるように、正面位相差Ret(0)が20(nm)である場合において、比の第4類型R[c]の値を「0.1」にさせた場合、コントラストを所定値より大きくさせることができる。
この結果、正面位相差Ret(0)を20(nm)にさせる場合、上述した位相差板6aによって、コントラストの向上を実現可能である。
(位相差板11a〜15a)
次に、図5(c)中の位相差板11a〜15aにおける比の第1類型R[a]について考察する。先ず、蒸着角度の大小レベルが最大値である位相差板11aは、次のように表現される。
(位相差板11a:正面位相差、蒸着角度レベル、R[a]、R[b]、R[c]、R[d])
=(位相差板11a:30、5、1.6、0.1、11.8、0.1)。
従って、正面位相差Ret(0)が30(nm)であるので、上述の式(1)に対して、
R[a]=1.6と、
Ret(0)=30(nm)とを代入した場合、次の値が得られる。
Ret(−30)=48(nm)
以下、位相差板12a、位相差板13a、及び位相差板14aについても概ね同様である。
他方、蒸着角度の大小レベルが最小値である位相差板15aは、次のように表現される。
(位相差板15a:正面位相差、蒸着角度レベル、R[a]、R[b]、R[c]、R[d])
=(位相差板15a:30、1、1.1、0.7、1.5、0.7)。
従って、正面位相差Ret(0)が30(nm)であるので、上述の式(1)に対して、
R[a]=1.1と、
Ret(0)=30(nm)とを代入した場合、次の値が得られる。
Ret(−30)=33(nm)となる。
特に、正面位相差の値は、上述した図6(c)に示されるように、位相差板の厚さを変化させることで調整されてよい。
図7(a)に示されるように、正面位相差Ret(0)が30(nm)である場合において、比の第1類型R[a]の値を「1.3付近」〜「1.6付近」にさせた場合、コントラストを所定値より大きくさせることができる。言い換えると、図7(b)に示されるように、正面位相差Ret(0)が30(nm)である場合において、比の第2類型R[b]の値を「0.1付近」〜「0.4付近」にさせた場合、コントラストを所定値より大きくさせることができる。また、図7(c)に示されるように、正面位相差Ret(0)が30(nm)である場合において、比の第3類型R[c]の値を「11.8付近」〜「2.9付近」にさせた場合、コントラストを所定値より大きくさせることができる。また、図7(d)に示されるように、正面位相差Ret(0)が30(nm)である場合において、比の第4類型R[c]の値を「0.1付近」〜「0.3付近」にさせた場合、コントラストを所定値より大きくさせることができる。
この結果、正面位相差Ret(0)を30(nm)にさせる場合、上述した位相差板11a、12a及び13aによって、コントラストの向上を実現可能である。
言い換えると、正面位相差Ret(0)が30(nm)である場合は、所定値より大きいコントラストを実現可能な位相差板における比の第1類型R[a]の値は、「1.3付近」〜「1.6付近」であるので、上述した正面位相差Ret(0)が20(nm)である場合における「1.6付近」と比較して、比の第1類型R[a]の許容範囲が広くなっていることが分かる。言い換えると、正面位相差Ret(0)が30(nm)である場合は、所定値より大きいコントラストを実現可能な位相差板において、無機物の蒸着角度の許容範囲が、上述した正面位相差Ret(0)が20(nm)である場合と比較して、広くなっていることが分かる。このことは、比の第2類型R[b]、比の第3類型R[c]及び比の第4類型R[d]についても概ね同様なことが分かる。
以上の結果、正面位相差の値、比の第1類型〜第4類型R[a]〜R[c]の値、及び蒸着角度の値を好適に変化させて、コントラストを向上可能な位相差板をより簡便に実現することができる。
(正面位相差に対応される比の第1類型〜第4類型R[a]〜R[d]の値)
ここで、図8を参照して、本実施形態に係る、コントラストを所定値より向上可能な位相差板における正面位相差と、当該正面位相差に対応される比の第1類型〜第4類型R[a]〜R[d]の値との相関関係について説明する。ここに、図8は、本実施形態に係る、コントラストを所定値より向上可能な位相差板における正面位相差と、当該正面位相差に対応される比の第1類型〜第4類型R[a]〜R[d]の値との相関関係を示した表である。
図8に示されるように、コントラストを所定値より向上可能な位相差板は、正面位相差を20(nm)とした場合、比の第1類型R[a]の値は、「1.6」、比の第2類型R[b]の値は、「0.1」、比の第3類型R[c]の値は、「11.8」、比の第4類型R[d]の値は、「0.1」である。また、図8に示されるように、コントラストを所定値より向上可能な位相差板は、正面位相差を30(nm)とした場合、比の第1類型R[a]の値は、「1.3〜1.6」、比の第2類型R[b]の値は、「0.1〜0.4」、比の第3類型R[c]の値は、「2.9〜11.8」、比の第4類型R[d]の値は、「0.1〜0.3」である。以下、概ね同様にして、コントラストを所定値より向上可能な位相差板は、正面位相差を80(nm)とした場合、比の第1類型R[a]の値は、「1.2」、比の第2類型R[b]の値は、「0.6」、比の第3類型R[c]の値は、「2.0」、比の第4類型R[d]の値は、「0.5」である。尚、この結果は、更に、上述した図5(a)から図5(j)中における、数値群X20から数値群X80に対応される。
特に、図8に示されるように、コントラストを所定値より向上可能な位相差板において、比の第1類型R[a]の許容範囲は「1.2〜1.6」である。これに対して、コントラストを所定値より向上可能な位相差板において、比の第3類型R[c]の許容範囲は、「2.0〜11.8」となり、比の第1類型R[a]の許容範囲は「1.2〜1.6」と比較して、より大きい。尚、このことは、図5(d)中の数値群X40において、比の第3類型R[c]の許容範囲は、「2.0〜11.8」であることによっても示されている。これにより、コントラストを所定値より向上可能な位相差板の製造工程において、品質管理のために基準となるパラメータとして、比の第3類型R[c]を用いることで、比の第1類型R[a]と比較して、より広い許容範囲を設定できる。これにより、比の第3類型R[c]を用いることで、コントラストを所定値より向上可能な位相差板を、品質管理上、より簡便に製造することができる。
(コントラストの測定手法)
次に、図9を参照して、本実施形態に係るコントラストの測定手法について説明する。ここに、図9は、本実施形態に係るコントラストの測定手法の流れを示したフローチャートである。尚、このコントラストの測定は、上述した液晶ライトバルブ15を用いて行うこととする。
先ず、液晶パネル15cに、例えば5Vの電圧を印加させ、投影画面のフルスケールで黒表示する(ステップS101)。
次に、液晶パネル15cの入射側の偏光板を回転させ、フルスケールでの黒表示の際の照度が最小になるように調整する(ステップS102)。
次に、液晶パネル15cのコントラストを測定する(ステップS103)。
次に、第1位相差板15aの配置位置に第1位相差板15aに代えて一のワイドビューフィルムを配置し、第2位相差板15eの配置位置に第2位相差板15eに代えて他のワイドビューフィルムを配置し、一のワイドビューフィルムを回転させつつ、フルスケールでの黒表示の際の照度が最小になるように調整する(ステップS104)。
次に、このように、一及び他のワイドビューフィルムを配置した場合における液晶パネル15cのコントラストを測定する(ステップS105)。
次に、第1位相差板15aの配置位置に第1位相差板15aを配置し、第2位相差板15eの配置位置に第2位相差板15eを配置し、第1位相差板15aを回転させつつ、フルスケールでの黒表示の際の照度が最小になるように調整する(ステップS106)。
次に、このように、第1位相差板15a及び第2位相差板15eを配置した場合における液晶パネル15cのコントラストを測定する(ステップS106)。
(電子機器:プロジェクタ)
続いて、本実施形態に係る電子機器のより具体的な構成について、図10を参照して説明する。以下では、本実施形態に係る電子機器の一例として、上述した電気光学装置である液晶装置を、液晶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。ここに図10は、本実施形態に係るプロジェクタの構成例を示す平面図である。尚、以下では、上述した構成要素の図示を適宜省略している。
図10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、先ず、しぼり1105によって、適切な光量とされる。そして、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10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。
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、偏光板及び位相差板を備える液晶装置、該液晶装置を備えるプロジェクタ、及び該液晶装置に用いられる位相差板もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
本発明の実施形態に係る液晶プロジェクタの概略構成図である。 本実施形態に係る液晶パネルの全体構成図(図2(a))及び、当該図2(a)のH−H’線に沿う断面構成図(図2(b))である。 本実施形態に係る位相差板の平面図(図3(a))及び、図3(a)中のH−H’断面を拡大した拡大断面図である。 本実施形態に係る位相差板の外観斜視図である。 本実施形態に係る位相差板の正面位相差と蒸着角度と位相差の比との間の定量的な相関関係を示した表群(図5(a)から図5(j))である。 本実施形態に係る位相差板における厚さを同一とした場合の位相差、極角及び蒸着角度の定量的な相関関係を示したグラフ(図6(a))、本実施形態に係る蒸着角度の大小関係を示した模式図(図6(b))、並びに、本実施形態に係る位相差板における蒸着角度を同一とした場合の位相差、極角及び位相差板の厚さの定量的な相関関係を示したグラフ(図6(c))である。 本実施形態に係る位相差板における、正面位相差、極角を変数とした2つの位相差間の比及びコントラストの定量的な相関関係を示したグラフ群(図7(a)から図7(d))である。 本実施形態に係る、コントラストを所定値より向上可能な位相差板における正面位相差と、当該正面位相差に対応される比の第1類型〜第4類型R[a]〜R[d]の値との相関関係を示した表である。 本実施形態に係るコントラストの測定手法の流れを示したフローチャートである。 本実施形態に係るプロジェクタの構成例を示す平面図である。
符号の説明
10…プロジェクタ、11…スクリーン、12…光源、15、16、17、215…液晶装置、15a、16a、17a…第1位相差板、15b、16b、17b、15d、16d、17d…偏光板、15c、16c、17c…液晶パネル、15e、16e、17e…第2位相差板、31…対向基板、32…TFTアレイ基板、200…位相差板、201…基板、204…無機膜、LB…青色光、LG…緑色光、LR…赤色光、R[a]…比の第1類型、R[b]…比の第2類型、R[c]…比の第3類型、R[d]…比の第4類型、D…蒸着角度、θ…極角、P…法線方向。

Claims (8)

  1. 一対の基板の間に液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、
    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置されており、(i)第1基板及び(ii)前記第1基板上に形成されており、前記第1基板の基板面に対して斜め方向から無機物が供給されることによって形成された無機膜を有する位相差板と
    を備え、
    前記光が前記位相差板の法線方向に沿って入射する場合に発生する正面位相差と、前記光が前記法線方向と異なる第1方向に沿って入射する場合に発生する第1位相差との比が所定範囲内にあるように、前記無機物が前記基板面に対して供給される方向が設定されていることを特徴とする液晶装置。
  2. 一対の基板の間に液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、
    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置されており、(i)第1基板及び(ii)前記第1基板上に形成されており、前記第1基板の基板面に対して斜め方向から無機物が供給されることによって形成された無機膜を有する位相差板と
    を備え、
    前記光が前記位相差板の法線方向と異なる第1方向に沿って入射する場合に発生する第1位相差と、前記法線方向を基準にして前記第1方向と対称な方向である第2方向に沿って入射する場合に発生する第2位相差との比が所定範囲内にあるように、前記無機物が前記基板面に対して供給される方向が設定されていることを特徴とする液晶装置。
  3. 前記第1方向と、前記無機物が供給される方向とは、同一平面上にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶装置。
  4. 前記所定範囲は、前記光が前記位相差板の法線方向に沿って入射する場合に発生する正面位相差に対応して決定されることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載の液晶装置。
  5. 前記位相差板は、前記法線方向を回転軸にして回転可能に設けられていることを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか一項に記載の液晶装置。
  6. 請求項1から5のうちいずれか一項に記載の液晶装置と、
    前記光を出射する光源と、
    前記変調された光を投射する投射光学系と
    を備えることを特徴とするプロジェクタ。
  7. 一対の基板の間に液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と共に用いられ、前記一対の偏光板の間に配置される位相差板であって、
    (i)第1基板及び(ii)前記第1基板上に形成されており、前記第1基板の基板面に対して斜め方向から無機物が供給されることによって形成された無機膜を有し、
    前記光が前記位相差板の法線方向に沿って入射する場合に発生する正面位相差と、前記光が前記法線方向と異なる第1方向に沿って入射する場合に発生する第1位相差との比が所定範囲内にあるように、前記無機物が前記基板面に対して供給される方向が設定されていることを特徴とする位相差板。
  8. 一対の基板の間に液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と共に用いられ、前記一対の偏光板の間に配置される位相差板であって、
    (i)第1基板及び(ii)前記第1基板上に形成されており、前記第1基板の基板面に対して斜め方向から無機物が供給されることによって形成された無機膜を有し、
    前記光が前記位相差板の法線方向と異なる第1方向に沿って入射する場合に発生する第1位相差と、前記法線方向を基準にして前記第1方向と対称な方向である第2方向に沿って入射する場合に発生する第2位相差との比が所定範囲内にあるように、前記無機物が前記基板面に対して供給される方向が設定されていることを特徴とする位相差板。
JP2008066691A 2008-03-14 2008-03-14 液晶装置、プロジェクタ及び位相差板 Withdrawn JP2009222933A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008066691A JP2009222933A (ja) 2008-03-14 2008-03-14 液晶装置、プロジェクタ及び位相差板
US12/389,657 US7864277B2 (en) 2008-03-14 2009-02-20 Liquid crystal device and projector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008066691A JP2009222933A (ja) 2008-03-14 2008-03-14 液晶装置、プロジェクタ及び位相差板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009222933A true JP2009222933A (ja) 2009-10-01

Family

ID=41062636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008066691A Withdrawn JP2009222933A (ja) 2008-03-14 2008-03-14 液晶装置、プロジェクタ及び位相差板

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7864277B2 (ja)
JP (1) JP2009222933A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011186331A (ja) * 2010-03-10 2011-09-22 Seiko Epson Corp 液晶装置および液晶メガネ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06274130A (ja) * 1993-03-22 1994-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置およびそれを用いた液晶投写型テレビ
JP2005292781A (ja) * 2004-03-11 2005-10-20 Fuji Photo Film Co Ltd 光学補償素子、光学補償素子の製造方法、液晶表示装置及び液晶プロジェクタ
JP2007178536A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Fujifilm Corp 複屈折素子とその製造方法、液晶装置、及び投射型表示装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3641708B2 (ja) * 1999-07-26 2005-04-27 株式会社日立製作所 反射型カラー液晶表示装置
JP2004102200A (ja) 2002-07-19 2004-04-02 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶プロジェクタ
JP4223993B2 (ja) * 2004-05-25 2009-02-12 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置
JP2006119444A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Fuji Photo Film Co Ltd 位相差補償素子およびそれを用いた液晶装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06274130A (ja) * 1993-03-22 1994-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置およびそれを用いた液晶投写型テレビ
JP2005292781A (ja) * 2004-03-11 2005-10-20 Fuji Photo Film Co Ltd 光学補償素子、光学補償素子の製造方法、液晶表示装置及び液晶プロジェクタ
JP2007178536A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Fujifilm Corp 複屈折素子とその製造方法、液晶装置、及び投射型表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20090231499A1 (en) 2009-09-17
US7864277B2 (en) 2011-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4744606B2 (ja) 位相差補償素子、van液晶表示素子、及び液晶プロジェクタ
JP4805130B2 (ja) 反射型液晶表示素子及び反射型液晶プロジェクタ
JP2007047732A (ja) 液晶表示装置及び電子機器
JP2007212498A (ja) 液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法及び電子機器
JP5510585B2 (ja) 液晶装置、プロジェクタ及び液晶装置の光学補償方法
JP5552727B2 (ja) 液晶装置、プロジェクタ、液晶装置の光学補償方法及び位相差板
US20090009702A1 (en) Liquid Crystal Device and Electronic Apparatus
TW200528881A (en) Liquid crystal display device and electronic apparatus
JP4396625B2 (ja) 液晶装置及び投射型表示装置
JP5505541B2 (ja) 液晶装置、プロジェクタ及び液晶装置の光学補償方法
JP2016133633A (ja) 光学ユニット、投写型表示装置、電子機器
JP5552728B2 (ja) 液晶装置、プロジェクタ、液晶装置の光学補償方法及び位相差板
JP4055465B2 (ja) プロジェクタ
JP2022183733A (ja) 電気光学装置、電子機器、およびプロジェクター
JP2009222933A (ja) 液晶装置、プロジェクタ及び位相差板
JP2011076030A (ja) 液晶装置、電子機器および投射型表示装置
JP2008015229A (ja) 液晶装置及び電子機器
JP5018276B2 (ja) 液晶装置及び電子機器
JP4962177B2 (ja) 液晶装置及び電子機器
JP2009128855A (ja) 液晶装置、プロジェクタ及び液晶装置の光学補償方法
JP2011180485A (ja) 反射型液晶装置および電子機器
JP2011180487A (ja) 液晶装置および電子機器
JP4973343B2 (ja) 液晶装置及び電子機器
JP2014170247A (ja) 液晶装置および電子機器
TW200400378A (en) Projection device using reflective type liquid crystal device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110225

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20120327

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120717

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20120914