JP2009237346A - Liquid crystal device and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display capable of displaying images of high contrast and of being miniaturized. <P>SOLUTION: The liquid crystal device includes: a pair of substrates (10, 20) respectively, having alignment films (16, 22) which are arranged opposite to each other; liquid crystal (50), sandwiched between the pair of substrates (10, 20) and constituted of liquid crystal molecules (501) pretilted by the alignment films; a pair of polarizing plates (310, 320), arranged so as to sandwich the pair of substrates therebetween; a first optical compensation element (210), arranged in between the pair of polarizing plates provided with positive uniaxiality and having a first optical axis inclined with respect to a direction different from a direction, in which the major axes of pretilted liquid crystal molecules are inclined from one plane along the pair of substrates as optical axis; and a second optical compensation element (220), arranged between the pair of polarizing plates having a negative refractive index ellipsoid and configured so that a slow axis generated, when a main axis of a refractive index of the negative refractive index ellipsoid is inclined from one plane is rotatable about an axis along a normal of the plane. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば液晶ライトバルブ等の液晶装置、及び該液晶装置を備えた、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。   The present invention relates to a technical field of a liquid crystal device such as a liquid crystal light valve and an electronic apparatus such as a liquid crystal projector provided with the liquid crystal device.

この種の液晶装置では、液晶層で生じる光の位相差(或いは位相ずれ)によってコントラストが低下してしまうのを防ぐために、例えば位相差フィルム等の光学位相差補償素子を備えたものがある。   Some liquid crystal devices of this type include an optical phase difference compensation element such as a phase difference film in order to prevent the contrast from being lowered due to the phase difference (or phase shift) of light generated in the liquid crystal layer.

このような光学位相差補償素子に関して、例えば特許文献1では、垂直配向型の液晶素子に対して、無機誘電体多層膜からなる光学異方性素子を、液晶分子の配向方向に応じて傾けて配置する技術が開示されている。   With regard to such an optical phase difference compensation element, for example, in Patent Document 1, an optically anisotropic element composed of an inorganic dielectric multilayer film is tilted in accordance with the alignment direction of liquid crystal molecules with respect to a vertical alignment type liquid crystal element. Disposition techniques are disclosed.

特開2006−11298号公報JP 2006-11298 A

しかしながら、例えば特許文献1に開示された技術のように光学異方性素子を傾けて配置する場合、光学異方性素子を配置するための空間を確保する必要がある。このため、液晶装置自体或いは液晶装置を備えたプロジェクタの小型化が困難であり、且つレイアウトの自由度が阻害されてしまうという技術的問題点がある。   However, for example, when the optically anisotropic element is tilted and disposed as in the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to secure a space for placing the optically anisotropic element. For this reason, there is a technical problem that it is difficult to reduce the size of the liquid crystal device itself or a projector including the liquid crystal device, and the degree of freedom in layout is hindered.

更に、液晶分子の配向方向に応じて、光学異方性素子を傾斜させているので、配向方向によっては、光学異方性素子を傾斜させる機構が複雑になったり、組立工程において追加的な調整が必要になったりする可能性があるという技術的問題点がある。   Furthermore, since the optically anisotropic element is tilted according to the alignment direction of the liquid crystal molecules, the mechanism for tilting the optically anisotropic element becomes complicated depending on the alignment direction, or additional adjustment is performed in the assembly process. There is a technical problem that may be necessary.

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、例えば、コントラストの比較的高い高品位な画像を表示可能であり、且つ小型化に適した液晶装置、及びそのような液晶装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of, for example, the above-described problems. For example, a liquid crystal device capable of displaying a high-quality image with a relatively high contrast and suitable for downsizing, and such a liquid crystal device. It is an object to provide an electronic device provided.

(液晶装置)
本発明の液晶装置は上記課題を解決するために、互いに対向して配置されると共に、配向膜を夫々有する一対の基板と、前記一対の基板間に挟持されており、前記配向膜によってプレチルトが付与された液晶分子からなる液晶と、前記一対の基板を挟み込むように配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板間に配置されており、正の一軸性を有すると共に光軸として、前記一対の基板に沿った一の平面に対して、前記プレチルトが付与された液晶分子の長軸が傾斜する方向と異なる方向に傾斜した第1光軸を有する第1光学補償素子と、前記一対の偏光板間に配置されており、負の屈折率楕円体を有すると共に前記負の屈折率楕円体の屈折率の主軸が前記一の平面に対して傾斜することによって生じる遅相軸が前記一の平面の法線に沿った軸を中心として回転可能に構成された第2光学補償素子とを備える。
(Liquid crystal device)
In order to solve the above problems, the liquid crystal device of the present invention is disposed opposite to each other and is sandwiched between a pair of substrates each having an alignment film and the pair of substrates, and a pretilt is caused by the alignment film. A liquid crystal composed of a liquid crystal molecule provided, a pair of polarizing plates arranged so as to sandwich the pair of substrates, and disposed between the pair of polarizing plates, and having a positive uniaxial property as an optical axis, A first optical compensation element having a first optical axis inclined in a direction different from a direction in which a major axis of the liquid crystal molecules provided with the pretilt is inclined with respect to one plane along the pair of substrates; The slow axis generated by tilting the principal axis of the negative refractive index ellipsoid with respect to the one plane has the negative refractive index ellipsoid. Along the normal of the plane And a second optical compensation element is rotatably configured about an axis.

本発明の液晶装置によれば、一対の基板は、互いに対向して配置され、該一対の基板間には液晶が挟持される。液晶は、典型的には、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、配向膜が設けられている。配向膜は、液晶を構成する液晶分子に対して、所定方位に所定角度だけ立ち上がるプレチルトを付与する。例えば液晶がVA型液晶の場合、液晶分子は、一対の基板に沿った一の平面の法線に対して所定方位にプレチルト角だけ傾いて配向する。例えば液晶がTN(Twisted Nematic)型の液晶の場合、液晶分子は、一対の基板に沿った一の平面に対して所定方位にプレチルト角だけ傾いて配向する。このような配向膜は、典型的には、所定方位にラビングが施された有機配向膜である。或いは、配向膜は、無機配向膜であってもよい。液晶が挟持された一対の基板は、一対の偏光板の間に挟み込まれるように配置される。当該液晶装置の動作時には、当該液晶装置に投射光等の光が入射され、当該液晶装置は、液晶ライトバルブとして機能する。   According to the liquid crystal device of the present invention, the pair of substrates are arranged to face each other, and the liquid crystal is sandwiched between the pair of substrates. The liquid crystal is typically a vertical alignment type liquid crystal, that is, a VA (Vertical Alignment) type liquid crystal. An alignment film is provided on each of the pair of substrates. The alignment film imparts a pretilt that rises by a predetermined angle in a predetermined direction to liquid crystal molecules constituting the liquid crystal. For example, when the liquid crystal is a VA liquid crystal, the liquid crystal molecules are aligned with a pretilt angle in a predetermined direction with respect to a normal line of one plane along the pair of substrates. For example, when the liquid crystal is a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal, the liquid crystal molecules are aligned with a pretilt angle in a predetermined direction with respect to one plane along the pair of substrates. Such an alignment film is typically an organic alignment film that is rubbed in a predetermined direction. Alternatively, the alignment film may be an inorganic alignment film. The pair of substrates between which the liquid crystal is sandwiched is disposed so as to be sandwiched between the pair of polarizing plates. During operation of the liquid crystal device, light such as projection light is incident on the liquid crystal device, and the liquid crystal device functions as a liquid crystal light valve.

本発明では特に、第1及び第2光学補償素子を備える。第1及び第2光学補償素子の各々は、一対の偏光板間に配置される。より具体的には、一対の偏光板のうち一方の偏光板と一対の基板との間、或いは、一対の偏光板のうち他方の偏光板と一対の基板との間に配置される。言い換えれば、一対の偏光板間であって、一対の基板における光が入射される側或いは光が出射される側に設けられる。第1光学補償素子は、正の一軸性を有しており、例えば、正の一軸性結晶を含んでなる。第1光学補償素子の光軸(即ち光学軸)である第1光軸は、一対の基板に沿った一の平面に対して、プレチルトが付与された液晶分子の長軸が傾斜する方向と異なる方向に傾斜している。即ち、第1光軸が一対の基板に沿った一の平面に対して傾斜する方向と、液晶装置の非動作時における配向膜に接する個所での液晶分子の長軸が一対の基板に沿った一の平面に対して傾斜する方向とは、互いに異なっている。例えば液晶がVA型液晶である場合、第1光軸は、典型的には、一対の基板に沿った一の平面について、プレチルトが付与された液晶分子の長軸と対称な方向に沿っている。第2光学補償素子は、負の屈折率楕円体を有すると共に、この負の屈折率楕円体(又は負の屈折率楕円体の主軸)が一対の基板に沿った一の平面に対して傾斜している。加えて、第2光学補償素子においては、この負の屈折率楕円体が傾斜していることによって遅相軸が生じる。ここに、本発明に係る遅相軸とは、3次元的に表現された光学異方性(即ち、屈折率楕円体)を上述した一の平面で切断した場合における屈折率が最大となる方向(言い換えると、光の速度が最小となる方向)を意味する。更に、第2光学補償素子において生じる遅相軸が、一対の基板に沿った一の平面の法線に沿った軸を中心として回転可能に構成されている。よって、例えば、第2光学補償素子は、液晶、第1光学補償素子によって生ずる光の位相差を打ち消すように、或いは、光の偏光状態を微調整できるように回転調整されることが可能である。   In particular, the present invention includes first and second optical compensation elements. Each of the first and second optical compensation elements is disposed between a pair of polarizing plates. More specifically, it is disposed between one polarizing plate and a pair of substrates in a pair of polarizing plates, or between the other polarizing plate and a pair of substrates in a pair of polarizing plates. In other words, it is provided between the pair of polarizing plates and on the side on which light is incident on the pair of substrates or on the side from which light is emitted. The first optical compensation element has a positive uniaxial property, and includes, for example, a positive uniaxial crystal. The first optical axis that is the optical axis of the first optical compensation element (that is, the optical axis) is different from the direction in which the long axis of the liquid crystal molecules to which the pretilt is applied is inclined with respect to one plane along the pair of substrates. Inclined in the direction. That is, the direction in which the first optical axis is inclined with respect to one plane along the pair of substrates, and the long axis of the liquid crystal molecules at the position in contact with the alignment film when the liquid crystal device is not operating are along the pair of substrates. The directions inclined with respect to one plane are different from each other. For example, when the liquid crystal is a VA-type liquid crystal, the first optical axis is typically along a direction symmetrical to the long axis of the liquid crystal molecules to which the pretilt is applied, on one plane along the pair of substrates. . The second optical compensation element has a negative refractive index ellipsoid, and the negative refractive index ellipsoid (or the main axis of the negative refractive index ellipsoid) is inclined with respect to one plane along the pair of substrates. ing. In addition, in the second optical compensation element, a slow axis is generated due to the inclination of the negative refractive index ellipsoid. Here, the slow axis according to the present invention is a direction in which the refractive index becomes maximum when the optical anisotropy (that is, the refractive index ellipsoid) expressed three-dimensionally is cut along the one plane described above. (In other words, the direction in which the speed of light is minimized). Further, the slow axis generated in the second optical compensation element is configured to be rotatable about an axis along the normal line of one plane along the pair of substrates. Thus, for example, the second optical compensation element can be rotationally adjusted so as to cancel the phase difference of light caused by the liquid crystal and the first optical compensation element, or to finely adjust the polarization state of the light. .

従って、例えば液晶ライトバルブとして機能する当該液晶装置の動作時に、入射された光が、一対の基板に対して傾斜した液晶分子からなる液晶を通過することで発生する光の位相差を、第1及び第2光学補償素子によって補償することができる。つまり、先ず、プレチルトが付与された液晶分子からなる液晶に対して、該液晶分子の長軸が傾斜する方向と異なる方向に傾斜した第1光軸を有する第1光学補償素子が配置されることで、液晶及び第1光学補償素子の全体の屈折率異方性を示す屈折率楕円体は、二軸性の屈折率楕円体に近似される。このため、第1光学補償素子によって、プレチルトが付与された液晶分子の長軸が一対の基板に沿った一の平面の法線に対して傾斜していることに起因して生じる位相差を補償することができる。更に、負の屈折率楕円体(又は負の屈折率楕円体の主軸)が一の平面に対して傾斜することによって生じる遅相軸が一の平面の法線に沿った軸を中心として回転可能に構成された第2光学補償素子が、液晶及び第1光学補償素子に対して配置される。第2光学補償素子が、例えば、液晶及び第1光学補償素子によって生ずる光の位相差を打ち消すように、回転調整されることで、液晶、第1及び第2光学補償素子の全体の屈折率異方性を小さくすることができる。また、第2光学補償素子は、光の偏光状態を微調整する機能も兼ねている。   Accordingly, for example, when the liquid crystal device functioning as a liquid crystal light valve is operated, the phase difference of the light generated when the incident light passes through the liquid crystal composed of the liquid crystal molecules inclined with respect to the pair of substrates is expressed as the first phase difference. And it can compensate by the 2nd optical compensation element. That is, first, a first optical compensation element having a first optical axis tilted in a direction different from a direction in which the major axis of the liquid crystal molecules tilts is arranged for the liquid crystal composed of liquid crystal molecules given a pretilt. Thus, the refractive index ellipsoid showing the entire refractive index anisotropy of the liquid crystal and the first optical compensation element is approximated to a biaxial refractive index ellipsoid. For this reason, the first optical compensation element compensates for the phase difference caused by the tilt of the major axis of the liquid crystal molecules provided with the pretilt with respect to the normal of one plane along the pair of substrates. can do. In addition, the slow axis generated by tilting the negative index ellipsoid (or the main axis of the negative index ellipsoid) with respect to one plane can be rotated around an axis along the normal of one plane. The second optical compensation element configured as described above is disposed with respect to the liquid crystal and the first optical compensation element. The second optical compensation element is rotated and adjusted so as to cancel the phase difference between the light generated by the liquid crystal and the first optical compensation element, for example, so that the entire refractive index difference of the liquid crystal and the first and second optical compensation elements is different. The directionality can be reduced. The second optical compensation element also has a function of finely adjusting the polarization state of light.

このような補償を行うことで、液晶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。よって、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。   By performing such compensation, it is possible to prevent the light that has passed through the liquid crystal from entering the output-side polarizing plate in a state of being out of phase. Therefore, for example, in the polarizing plate on the emission side, the possibility of leakage of light that should not be transmitted is reduced, and it is possible to prevent a decrease in contrast and a reduction in viewing angle.

更に、第1及び第2光学補償素子は、一対の基板に対して傾斜して配置されることなく、液晶で生じる光の位相差を補償することができる。よって、当該液晶装置等の小型化に適することができる。   Furthermore, the first and second optical compensation elements can compensate for the phase difference of the light generated in the liquid crystal without being inclined with respect to the pair of substrates. Therefore, it can be suitable for downsizing the liquid crystal device and the like.

尚、第1及び第2光学補償素子の各々は、一対の基板に対して光が入射する側(言い換えば、液晶に対して光が入射する側)に設けられてもよいし、一対の基板から光が出射する側に設けられてもよい。   Each of the first and second optical compensation elements may be provided on the side where light enters the pair of substrates (in other words, the side where light enters the liquid crystal), or the pair of substrates. May be provided on the side from which light is emitted.

尚、VA型液晶に限らず、第1光学補償素子の第1光軸と第2光学補償素子の遅相軸との関係を適切に設定することによって、TN型液晶やOCB(Optically Compensated Birefringence)型液晶等であっても効果的に補償を行うことができる。   Not only the VA type liquid crystal but also the TN type liquid crystal or OCB (Optically Compensated Birefringence) by appropriately setting the relationship between the first optical axis of the first optical compensation element and the slow axis of the second optical compensation element. Even with liquid crystal type liquid crystal, compensation can be performed effectively.

以上説明したように、本発明の液晶装置によれば、第1及び第2光学補償素子によって、液晶で生じる位相差を補償できる。よって、コントラストの比較的高い高品位な画像を表示可能であり、且つ小型化に適することができる。   As described above, according to the liquid crystal device of the present invention, the first and second optical compensation elements can compensate for the phase difference generated in the liquid crystal. Therefore, a high-definition image having a relatively high contrast can be displayed and can be suitable for downsizing.

本発明の液晶装置の一態様では、前記第2光学補償素子は、(i)所定基板及び(ii)前記所定基板上に形成されており、前記所定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。   In one aspect of the liquid crystal device of the present invention, the second optical compensation element is formed on (i) a predetermined substrate and (ii) the predetermined substrate, and is an inorganic substance obliquely with respect to the substrate surface of the predetermined substrate. Has an inorganic film formed by being supplied.

この態様によれば、第2光学補償素子は、(i)所定基板及び(ii)この所定基板上に形成されており、この所定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。   According to this aspect, the second optical compensation element is formed on (i) the predetermined substrate and (ii) the predetermined substrate, and the inorganic substance is supplied from an oblique direction with respect to the substrate surface of the predetermined substrate. It has the inorganic film | membrane formed by. This inorganic film is formed on the substrate surface by supplying an inorganic material such as Ta 2 O 5 from an oblique direction with respect to the substrate surface of the substrate. More specifically, as a method for forming the inorganic film, for example, an oblique deposition method or a sputtering method for supplying an inorganic substance at an atomic level along an oblique direction can be used. When viewed microscopically, the inorganic film has a film structure in which an inorganic material is grown along an oblique direction. According to such an inorganic film, anisotropy occurs in the refractive index according to the film structure of the inorganic film, and it is possible to compensate the phase of light incident on the retardation plate.

これにより、光の照射やそれに伴う温度上昇により第2光学補償素子が劣化するのを効果的に防止でき、信頼性に優れた液晶装置を構成することができる。   Thereby, it is possible to effectively prevent the second optical compensation element from being deteriorated due to light irradiation and the accompanying temperature rise, and it is possible to configure a liquid crystal device having excellent reliability.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第2光学補償素子は、前記負の屈折率楕円体として、負の二軸性の屈折率楕円体を有する。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the second optical compensation element has a negative biaxial refractive index ellipsoid as the negative refractive index ellipsoid.

この態様によれば、負の屈折率楕円体が一の平面に対して傾斜することによって、遅相軸を適切且つ簡便に生じさせることができる。   According to this aspect, the slow axis can be appropriately and easily generated by inclining the negative refractive index ellipsoid with respect to one plane.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第2光学補償素子は、前記液晶及び前記第1光学補償素子によって生ずる光の位相差を打ち消すように、回転調整されている。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the second optical compensation element is rotationally adjusted so as to cancel the phase difference between the light generated by the liquid crystal and the first optical compensation element.

この態様によれば、第2光学補償素子は、例えば当該液晶装置の外部に設けられた回転調整手段によって、液晶及び第1光学補償素子によって生ずる光の位相差を打ち消すように、回転調整されている。よって、液晶、第1及び第2光学補償素子の全体の屈折率異方性を、より一層小さくすることができる。   According to this aspect, the second optical compensation element is rotationally adjusted so as to cancel the phase difference of the light generated by the liquid crystal and the first optical compensation element, for example, by a rotation adjustment unit provided outside the liquid crystal device. Yes. Therefore, the overall refractive index anisotropy of the liquid crystal and the first and second optical compensation elements can be further reduced.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第2光学補償素子は、前記遅相軸が前記一対の偏光板のうちいずれか一方の偏光板の透過軸に沿った状態から、前記一対の偏光板のうち前記一対の基板に対して光が入射する側に配置された偏光板から出射された光の偏光状態を調整するように、回転調整されている。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the second optical compensation element is configured such that the slow axis is in a state where the slow axis is along the transmission axis of one of the pair of polarizing plates. The plate is rotated and adjusted so as to adjust the polarization state of the light emitted from the polarizing plate disposed on the light incident side with respect to the pair of substrates.

この態様によれば、先ず、第2光学補償素子は、当該第2光学補償素子の遅相軸が入射側或いは出射側の偏光板の透過軸に沿った状態とされ、続いて、第2光学補償素子は、例えば当該液晶装置の外部に設けられた回転調整手段によって、入射側の偏光板から出射された光の偏光状態を調整するように、回転調整されている。よって、第2光学補償素子によって、光の偏光状態が調整され、出射側の偏光板に対してより最適な偏光状態で光を入射させることができる。よって、より一層高品位な画像を表示することが可能となる。   According to this aspect, first, in the second optical compensation element, the slow axis of the second optical compensation element is in a state along the transmission axis of the polarizing plate on the incident side or the outgoing side. The compensation element is rotationally adjusted so as to adjust the polarization state of the light emitted from the polarizing plate on the incident side, for example, by a rotation adjusting means provided outside the liquid crystal device. Therefore, the polarization state of light is adjusted by the second optical compensation element, and light can be incident in a more optimal polarization state on the output-side polarizing plate. Therefore, it is possible to display a higher quality image.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記液晶は、垂直配向型の液晶である。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the liquid crystal is a vertical alignment type liquid crystal.

この態様によれば、液晶分子は垂直配向されており、一対の基板の各々に設けられた配向膜の両方が、液晶分子に付与するプレチルトは同じである。従って2枚の配向膜によってプレチルトが付与された液晶分子の長軸が該一の平面の法線に対して傾斜していることに起因して生じる光の位相差を、第1及び第2光学補償素子によって効果的に補償することができる。   According to this aspect, the liquid crystal molecules are vertically aligned, and the pretilt imparted to the liquid crystal molecules by both of the alignment films provided on each of the pair of substrates is the same. Therefore, the phase difference of the light generated due to the long axis of the liquid crystal molecules provided with the pretilt by the two alignment films being inclined with respect to the normal line of the one plane is expressed by the first and second optical components. The compensation element can effectively compensate.

上述した液晶が垂直配向型の液晶である態様では、前記第1光軸が前記一の平面の法線に対してなす角度は、前記プレチルトが付与された液晶分子の長軸が前記一の平面の法線に対してなす角度であるプレチルト角に等しいように構成してもよい。   In the aspect in which the liquid crystal is a vertical alignment type liquid crystal, the angle formed by the first optical axis with respect to the normal line of the one plane is such that the major axis of the liquid crystal molecules provided with the pretilt is the one plane. You may comprise so that it may be equal to the pretilt angle which is an angle made with respect to the normal line.

この場合には、第1光軸が、一対の基板に沿った一の平面の法線に対して傾斜する角度(即ち、第1光軸と該法線とがなす角の大きさ)は、プレチルト角に等しいので、液晶分子の長軸が該一の平面の法線に対して傾斜していることに起因して生じる光の位相差を効果的に補償することができる。ここに「プレチルト角に等しい」とは、液晶分子の長軸が傾斜していることに起因して生じる光の位相差を、製品仕様上で許容される程度に補償するのに十分な範囲でプレチルト角に近ければよい趣旨であり、即ち、プレチルト角に文字通り等しい場合の他、プレチルト角に実質的に等しい場合を含む意味である。   In this case, the angle at which the first optical axis is inclined with respect to the normal of one plane along the pair of substrates (that is, the angle formed by the first optical axis and the normal) is Since it is equal to the pretilt angle, it is possible to effectively compensate for the phase difference of the light caused by the long axis of the liquid crystal molecules being inclined with respect to the normal of the one plane. Here, “equal to the pretilt angle” means that the phase difference of the light caused by the tilt of the major axis of the liquid crystal molecules is within a range sufficient to compensate to the extent allowed by the product specifications. This means that it should be close to the pretilt angle, that is, includes the case where it is substantially equal to the pretilt angle in addition to the case where it is literally equal to the pretilt angle.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第1光学補償素子は、正の一軸性結晶を含んでなると共に光軸が一表面に対して傾斜するように研磨されることにより形成された結晶板からなる。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the first optical compensation element includes a positive uniaxial crystal and is formed by polishing so that the optical axis is inclined with respect to one surface. It consists of a plate.

この態様によれば、第1光学補償素子を、比較的容易にして、一対の基板に沿った一の平面に対して傾斜した光軸を有する結晶板として構成することができる。よって、第1光学補償素子を該一の平面に対して傾斜させて配置する必要がなく、当該液晶装置の小型化を図ることが可能となる。ここに本発明に係る「一表面」とは、二つの主面を有する平板状の結晶板における、一方の主面を意味する。尚、正の一軸性結晶として水晶を用いる場合には、例えば、サファイア等を用いる場合に比べて安価であり、且つ結晶板の加工が容易である。よって、コストの削減を図ることが可能である。   According to this aspect, the first optical compensation element can be configured as a crystal plate having an optical axis inclined with respect to one plane along the pair of substrates, relatively easily. Therefore, it is not necessary to dispose the first optical compensation element with respect to the one plane, and the liquid crystal device can be downsized. Here, “one surface” according to the present invention means one main surface in a flat crystal plate having two main surfaces. In the case of using quartz as the positive uniaxial crystal, for example, it is cheaper than the case of using sapphire or the like, and the processing of the crystal plate is easy. Thus, cost reduction can be achieved.

光軸が一表面に対して傾斜する結晶板は、例えば、結晶を、該結晶の光軸に対して所定の角度だけ傾けて切断し、所定の厚さになるように研磨して形成すればよい。尚、一表面と反対側の面は、一表面と平行になるように研磨されていることが好ましい。   A crystal plate whose optical axis is inclined with respect to one surface is formed by, for example, cutting a crystal by tilting it at a predetermined angle with respect to the optical axis of the crystal and polishing it to a predetermined thickness. Good. The surface opposite to the one surface is preferably polished so as to be parallel to the one surface.

本発明の液晶装置の他の態様では、負の一軸性を有すると共に光軸として前記一の平面の法線方向に沿った第3光軸を有する第3光学補償素子を更に備える。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the liquid crystal device further includes a third optical compensation element having a negative uniaxial property and having a third optical axis along the normal direction of the one plane as the optical axis.

この態様によれば、第3光学補償素子は、例えば、負の一軸性の位相差板(即ち、Cプレート)からなり、その光軸である第3光軸が一対の基板に沿った一の平面の法線方向に沿うように、該一対の基板に対向配置される。よって、液晶を通過することで発生する光の位相差を、より確実に補償することができる。言い換えれば、第1、第2及び第3光学補償素子によって、一対の基板間に挟持された液晶、当該第1、第2及び第3光学補償素子の全体の屈折率の異方性を、より一層小さくすることができる。即ち、液晶、第1、第2及び第3光学補償素子の全体の屈折率の異方性を示す屈折率楕円体を球状に、より一層近づけることができる。従って、コントラストの低下や視野角の縮小を、より確実に防止することができる。   According to this aspect, the third optical compensation element is composed of, for example, a negative uniaxial retardation plate (that is, a C plate), and the third optical axis that is the optical axis is a single one along the pair of substrates. The pair of substrates are opposed to each other so as to be along the normal direction of the plane. Therefore, the phase difference of light generated by passing through the liquid crystal can be more reliably compensated. In other words, the liquid crystal sandwiched between the pair of substrates by the first, second, and third optical compensation elements, and the refractive index anisotropy of the entire first, second, and third optical compensation elements are further increased. It can be made even smaller. That is, the refractive index ellipsoid showing the anisotropy of the entire refractive index of the liquid crystal and the first, second, and third optical compensation elements can be made closer to a sphere. Accordingly, it is possible to more reliably prevent a decrease in contrast and a reduction in viewing angle.

上述した第3光学補償素子を備える態様では、前記第3光学補償素子は、無機材料で構成されてもよい。   In the aspect including the third optical compensation element described above, the third optical compensation element may be made of an inorganic material.

この場合には、第3光学補償素子は、例えば蒸着法等を用いて無機材料から形成される。よって、第3光学補償素子は、紫外線等による劣化が殆ど或いは全く起こらない。従って、第3光学補償素子の耐光性或いは耐久性を向上させることができ、表示画像における経時的な品質の劣化を低減或いは防止することができる。   In this case, the third optical compensation element is formed of an inorganic material using, for example, a vapor deposition method. Therefore, the third optical compensation element undergoes little or no deterioration due to ultraviolet rays or the like. Accordingly, the light resistance or durability of the third optical compensation element can be improved, and deterioration of quality over time in the display image can be reduced or prevented.

上述した第3光学補償素子を備える態様では、前記一対の基板に対して光が入射する側に配置されたマイクロレンズアレイを更に備え、前記第3光学補償素子は、前記一対の基板に対して光が出射する側に設けられてもよい。   In the aspect including the third optical compensation element described above, the optical system further includes a microlens array disposed on a light incident side with respect to the pair of substrates, and the third optical compensation element is disposed on the pair of substrates. It may be provided on the light emitting side.

この場合には、第3光学補償素子をマイクロレンズアレイに対して光が出射する側に配置できるので、マイクロレンズアレイによって曲げられた光が、液晶を通過することで発生する位相差を第3光学補償素子によって確実に補償することができる。言い換えれば、マイクロレンズアレイによる光の位相ずれに対する悪影響を殆ど或いは完全に無くすことができる。   In this case, since the third optical compensation element can be arranged on the side from which the light is emitted with respect to the microlens array, the third phase difference generated when the light bent by the microlens array passes through the liquid crystal. Compensation can be ensured by the optical compensation element. In other words, the adverse effect on the phase shift of light by the microlens array can be almost or completely eliminated.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第2光学補償素子は、前記一対の基板に対して光が入射する側に設けられる。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the second optical compensation element is provided on the light incident side with respect to the pair of substrates.

この態様によれば、当該液晶装置が、例えば、ライトバルブとしてプロジェクタ内に設けられる場合、他の部材と殆ど或いは全く接触することなく、第2光学補償素子を容易に回転調整することができる。   According to this aspect, when the liquid crystal device is provided in the projector as a light valve, for example, the second optical compensation element can be easily rotated and adjusted with little or no contact with other members.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第1及び第2光学補償素子は、前記一対の基板に対して光が出射する側に設けられる。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the first and second optical compensation elements are provided on the light emitting side with respect to the pair of substrates.

この態様によれば、第1及び第2光学補償素子を、例えば、マイクロレンズアレイに対して光が出射する側に配置できるので、マイクロレンズアレイによって曲げられた光が、液晶を通過することで発生する位相差を第1及び第2光学補償素子によって確実に補償することができる。言い換えれば、マイクロレンズアレイによる光の位相ずれに対する悪影響を殆ど或いは完全に無くすことができる。   According to this aspect, since the first and second optical compensation elements can be arranged on the side where light is emitted with respect to the microlens array, for example, the light bent by the microlens array passes through the liquid crystal. The generated phase difference can be reliably compensated by the first and second optical compensation elements. In other words, the adverse effect on the phase shift of light by the microlens array can be almost or completely eliminated.

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の液晶装置(但し、その各種態様を含む)を具備してなる。   In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described liquid crystal device according to the present invention (including various aspects thereof).

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の液晶装置を具備してなるので、液晶層を通過する光に生じる位相差を補償することができ、高コントラストを実現することが可能である。この結果、高品質な画像表示を行うと共に小型化に適した、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。   According to the electronic apparatus of the present invention, since the above-described liquid crystal device of the present invention is provided, the phase difference generated in the light passing through the liquid crystal layer can be compensated, and high contrast can be realized. . As a result, a projection display device, television, mobile phone, electronic notebook, word processor, viewfinder type or monitor direct view type video tape recorder, workstation, video phone, Various electronic devices such as a POS terminal and a touch panel can be realized.

尚、本発明の電子機器においても、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。   Note that the electronic device of the present invention can appropriately adopt the same aspects as the various aspects of the liquid crystal device of the present invention described above.

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。   The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.

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。以下の実施形態では、本発明の液晶装置の一例である駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a TFT active matrix driving type liquid crystal device with a built-in driving circuit, which is an example of the liquid crystal device of the present invention, is taken as an example.

(第1実施形態)
先ず、第1実施形態に係る液晶装置を構成す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。本実施形態に係る液晶装置は、液晶プロジェクタ等の投写型表示装置のライトバルブに用いられる液晶装置である。ここに図1は、本実施形態に係る液晶パネルの構成を示す平面図であり、図2は、図1のH−H´断面図である。尚、図1及び図2には、後に詳述する光学補償素子及び偏光板は配置されておらず、液晶パネルのみが示されている。
(First embodiment)
First, a liquid crystal panel constituting the liquid crystal device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The liquid crystal device according to the present embodiment is a liquid crystal device used for a light valve of a projection display device such as a liquid crystal projector. FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the liquid crystal panel according to this embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG. In FIGS. 1 and 2, only the liquid crystal panel is shown without the optical compensation element and the polarizing plate which will be described later in detail.

図1及び図2において、本実施形態に係る液晶装置を構成する液晶パネル100では、本発明に係る「一対の基板」の一例としてのTFTアレイ基板10と対向基板20とが対向配置されている。TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10と対向基板20とは、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。   1 and 2, in a liquid crystal panel 100 constituting the liquid crystal device according to the present embodiment, a TFT array substrate 10 and an opposing substrate 20 as an example of “a pair of substrates” according to the present invention are arranged to face each other. . A liquid crystal layer 50 is sealed between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, and the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are provided with a sealing material 52 provided in a seal region positioned around the image display region 10a. Are bonded to each other.

図1において、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。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。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路7が額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。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。   In FIG. 1, a light-shielding frame light-shielding film 53 that defines the frame area of the image display region 10a is provided on the counter substrate 20 side in parallel with the inside of the seal region where the sealing material 52 is disposed. A data line driving circuit 101 and an external circuit connection terminal 102 are provided along one side of the TFT array substrate 10 in a region located outside the sealing region in which the sealing material 52 is disposed in the peripheral region. The sampling circuit 7 is provided so as to be covered with the frame light shielding film 53 on the inner side of the seal region along the one side. The scanning line driving circuit 104 is provided so as to be covered with the frame light-shielding film 53 inside the seal region along two sides adjacent to the one side. On the TFT array substrate 10, vertical conduction terminals 106 for connecting the two substrates with the vertical conduction material 107 are arranged in regions facing the four corner portions of the counter substrate 20. Thus, electrical conduction can be established between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20.

TFTアレイ基板10上には、外部回路接続端子102と、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104、上下導通端子106等とを電気的に接続するための引回配線90が形成されている。   On the TFT array substrate 10, a lead wiring 90 is formed for electrically connecting the external circuit connection terminal 102 to the data line driving circuit 101, the scanning line driving circuit 104, the vertical conduction terminal 106, and the like. .

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(Thin Film Transistor)や走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成されている。画像表示領域10aには、画素スイッチング用TFTや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極9aがマトリクス状に設けられている。画素電極9a上には、配向膜16が形成されている。他方、対向基板20におけるTFTアレイ基板10との対向面上に、遮光膜23が形成されている。遮光膜23は、例えば遮光性金属膜等から形成されており、対向基板20上の画像表示領域10a内で、例えば格子状等にパターニングされている。そして、遮光膜23上に、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明材料からなる対向電極21が複数の画素電極9aと対向してベタ状に形成されている。対向電極21上には配向膜22が形成されている。液晶層50は、誘電率異方性が負である液晶分子を含んで構成されている。従って、本実施形態に係る液晶装置は、垂直配向(VA)モードで液晶分子の配向が制御される液晶装置である。尚、本発明に係る液晶装置は、誘電率異方性が負である液晶分子を有する液晶装置に限定されるものではなく、例えば、一種又は数種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16及び22間で、所定の配向状態をとる液晶装置であってもよい。   In FIG. 2, on the TFT array substrate 10, a laminated structure in which wirings such as pixel switching TFTs (Thin Film Transistors), scanning lines, and data lines are formed. In the image display area 10a, pixel electrodes 9a are provided in a matrix on the upper layer of wiring such as pixel switching TFTs, scanning lines, and data lines. An alignment film 16 is formed on the pixel electrode 9a. On the other hand, a light shielding film 23 is formed on the surface of the counter substrate 20 facing the TFT array substrate 10. The light shielding film 23 is formed of, for example, a light shielding metal film or the like, and is patterned, for example, in a lattice shape in the image display region 10a on the counter substrate 20. On the light shielding film 23, a counter electrode 21 made of a transparent material such as ITO (Indium Tin Oxide) is formed in a solid shape so as to face the plurality of pixel electrodes 9a. An alignment film 22 is formed on the counter electrode 21. The liquid crystal layer 50 includes liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy. Therefore, the liquid crystal device according to this embodiment is a liquid crystal device in which the alignment of liquid crystal molecules is controlled in the vertical alignment (VA) mode. The liquid crystal device according to the present invention is not limited to a liquid crystal device having liquid crystal molecules having a negative dielectric anisotropy, and includes, for example, a liquid crystal in which one or several types of nematic liquid crystals are mixed. It may be a liquid crystal device that takes a predetermined alignment state between the pair of alignment films 16 and 22.

ここでは図示しないが、対向基板20における液晶層50に対向する側とは反対側の面(即ち、入射光が入射される側の面)には、図3を参照して後述するマイクロレンズアレイ400が設けられている。   Although not shown here, a surface of the counter substrate 20 opposite to the side facing the liquid crystal layer 50 (that is, the surface on which incident light is incident) is provided on a microlens array described later with reference to FIG. 400 is provided.

尚、ここでは図示しないが、TFTアレイ基板10上には、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104等の他に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路、検査用パターン等が形成されていてもよい。   Although not shown here, in addition to the data line driving circuit 101, the scanning line driving circuit 104, etc., on the TFT array substrate 10, in order to inspect the quality, defects, etc. of the liquid crystal device during manufacturing or at the time of shipment. An inspection circuit, an inspection pattern, or the like may be formed.

(第1及び第2光学補償素子並びに偏光板)
次に、本実施形態に係る液晶装置が備える第1及び第2光学補償素子並びに偏光板について、図3乃至図7を参照して説明する。
(First and second optical compensation elements and polarizing plate)
Next, the first and second optical compensation elements and the polarizing plate included in the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

先ず、第1及び第2光学補償素子並びに偏光板の配置位置について、図3を参照して説明する。ここに図3は、本実施形態に係る液晶装置の構成と入射光の入射方向とを示す、本実施形態に係る液晶装置の断面図である。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。また、図3は、説明の便宜上、図2に示したTFTアレイ基板10及び対向基板20を上下逆転させて図示している。また、図3に加えて、後述される図4、図7、図9、図10及び図13におけるX方向、Y方向及びZ方向は、本実施形態の全体を通じて共通であり、Z方向は光の進む方向を示し、X方向はZ方向に直交し、Y方向はZ方向及びX方向に直交し、X方向とY方向とによって形成される平面方向は偏光ガラスや液晶パネルの平面方向を示す。また、X方向、Y方向、又はZ方向を示す際に、丸印の中心に×が配置された方向は紙面の奥側に向かう方向を示し、丸印の中心に黒丸が配置された方向は紙面の手前側に向かう方向を示す。   First, the arrangement positions of the first and second optical compensation elements and the polarizing plate will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal device according to this embodiment, showing the configuration of the liquid crystal device according to this embodiment and the incident direction of incident light. In the following drawings, detailed members of the liquid crystal panel 100 shown in FIGS. 1 and 2 are omitted as appropriate, and only directly related members are shown. 3 shows the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 shown in FIG. 2 upside down for convenience of explanation. In addition to FIG. 3, the X direction, Y direction, and Z direction in FIGS. 4, 7, 9, 10, and 13 to be described later are common throughout the present embodiment, and the Z direction is light. The X direction is perpendicular to the Z direction, the Y direction is perpendicular to the Z direction and the X direction, and the plane direction formed by the X direction and the Y direction is the plane direction of the polarizing glass or liquid crystal panel. . In addition, when indicating the X direction, the Y direction, or the Z direction, the direction in which the X is arranged at the center of the circle indicates the direction toward the back side of the page, and the direction in which the black circle is arranged at the center of the circle is Indicates the direction toward the front side of the page.

図3において、本実施形態に係る液晶装置は、液晶パネル100、マイクロレンズアレイ400、第1光学補償素子210、第2光学補償素子220、偏光板310及び320を備えている。液晶パネル100、マイクロレンズアレイ400、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220は、偏光板310及び320間に挟み込まれるように配置されている。   In FIG. 3, the liquid crystal device according to this embodiment includes a liquid crystal panel 100, a microlens array 400, a first optical compensation element 210, a second optical compensation element 220, and polarizing plates 310 and 320. The liquid crystal panel 100, the microlens array 400, the first optical compensation element 210, and the second optical compensation element 220 are arranged so as to be sandwiched between the polarizing plates 310 and 320.

マイクロレンズアレイ400は、液晶パネル100の各画素に対応するマイクロレンズが作り込まれたマイクロレンズアレイ板であり、入射側の偏光板310と液晶パネル100との間に設けられている。マイクロレンズアレイ400によって、入射光を画素単位で集光することができ、液晶パネル100における実質的な開口率を向上させることができる。即ち、マイクロレンズアレイ400によって、液晶パネル100における光の利用効率及び明るさや色純度を向上させることができる。   The microlens array 400 is a microlens array plate in which microlenses corresponding to the respective pixels of the liquid crystal panel 100 are formed, and is provided between the polarizing plate 310 on the incident side and the liquid crystal panel 100. With the microlens array 400, incident light can be collected in units of pixels, and the substantial aperture ratio of the liquid crystal panel 100 can be improved. That is, the microlens array 400 can improve light use efficiency, brightness, and color purity in the liquid crystal panel 100.

第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220は、出射側の偏光板320と液晶パネル100との間に設けられている。第1光学補償素子210は、TFTアレイ基板10に貼り付けられている。第2光学補償素子220は、第1光学補償素子210と出射側の偏光板320との間に、TFTアレイ基板10とは別に設けられた支持体によって支持されており、TFTアレイ基板10の基板面の法線に沿った軸を中心として回転可能に構成されている。尚、第1光学補償素子210は、TFTアレイ基板10とは別に支持体を設けて、その支持体と一体に構成されてもよい。   The first optical compensation element 210 and the second optical compensation element 220 are provided between the output-side polarizing plate 320 and the liquid crystal panel 100. The first optical compensation element 210 is affixed to the TFT array substrate 10. The second optical compensation element 220 is supported by a support provided separately from the TFT array substrate 10 between the first optical compensation element 210 and the output-side polarizing plate 320. It is configured to be rotatable about an axis along the normal of the surface. The first optical compensation element 210 may be configured integrally with a support provided separately from the TFT array substrate 10.

次に、第1及び第2光学補償素子並びに偏光板の構成について、図4及び図5を参照して説明する。ここに図4は、本実施形態に係る第1及び第2光学補償素子並びに偏光板の斜視図であり、図5は、本実施形態に係る第1光学補償素子の形成方法を示す概念図である。尚、図4では、第1及び第2光学補償素子並びに偏光板に加えて、電圧を印可されない状態での液晶パネル100における液晶分子の状態を概念的に示してある。また、図4では、説明の便宜上、角度α及び角度θ1を実際よりも大きくなるように図示している。   Next, configurations of the first and second optical compensation elements and the polarizing plate will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a perspective view of the first and second optical compensation elements and the polarizing plate according to this embodiment, and FIG. 5 is a conceptual diagram showing a method for forming the first optical compensation element according to this embodiment. is there. FIG. 4 conceptually shows the state of liquid crystal molecules in the liquid crystal panel 100 in a state where no voltage is applied, in addition to the first and second optical compensation elements and the polarizing plate. Further, in FIG. 4, for convenience of explanation, the angle α and the angle θ1 are illustrated to be larger than actual.

図4において、液晶層50における液晶分子501は、電圧を印可されない状態において、配向膜22及び16(図2参照)によって、対向基板20(或いはTFTアレイ基板10)の面内で所定方位(図4中、X方向に沿う方位である、配向膜22の界面付近の液晶のチルト方向20r(即ち配向膜16の界面付近の液晶のチルト方向10r)に沿う方位)に、該面内から所定角度だけ立ち上がるプレチルトを付与されており、対向基板20(或いはTFTアレイ基板10)の法線に対してプレチルト角αだけ傾斜して配向する。   In FIG. 4, the liquid crystal molecules 501 in the liquid crystal layer 50 have a predetermined orientation (see FIG. 2) in the plane of the counter substrate 20 (or the TFT array substrate 10) by the alignment films 22 and 16 (see FIG. 2) in a state where no voltage is applied. 4, the liquid crystal tilt direction 20r in the vicinity of the interface of the alignment film 22 (that is, the liquid crystal tilt direction 10r in the vicinity of the interface of the alignment film 16), which is the direction along the X direction, is a predetermined angle from the surface. A pretilt that rises only by a predetermined amount is provided, and the film is oriented while being inclined by a pretilt angle α with respect to the normal of the counter substrate 20 (or the TFT array substrate 10).

(偏光板の構成)
偏光板310及び320の各々は、例えば、PVA(ポリビニルアルコール)等からなる、光の偏光を規定する偏光膜と、該偏光膜の両面の各々に配置されたTAC(トリアセチルセルロース)等からなる保護層とを備えた偏光板である。偏光板310は、液晶パネル100に対して光が入射する側に、対向基板20に対向するように設けられており、偏光板320は、液晶パネル100に対して光が出射する側に、TFTアレイ基板10に対向するように設けられている。偏光板310及び320は、偏光板310の透過軸311と偏光板320の透過軸321とが互いに直交するようにクロスニコル配置されている。透過軸311及び321の各々は、配向膜22の界面付近の液晶のチルト方向20r(即ち配向膜16の界面付近の液晶のチルト方向10r)に対して、約45度ずれた方向に沿っている。液晶層50の液晶分子501は、上述したようにVAモードで配向が制御されるので、本実施形態に係る液晶装置は、液晶層50に電圧が印加されない状態において、画像表示領域10a(図1参照)に黒が表示されるノーマリーブラックモードで画像を表示する。
(Configuration of polarizing plate)
Each of the polarizing plates 310 and 320 is made of, for example, a polarizing film that defines the polarization of light, such as PVA (polyvinyl alcohol), and TAC (triacetyl cellulose) that is disposed on each of both surfaces of the polarizing film. It is a polarizing plate provided with the protective layer. The polarizing plate 310 is provided on the side where light enters the liquid crystal panel 100 so as to face the counter substrate 20, and the polarizing plate 320 is provided on the side where light is emitted from the liquid crystal panel 100. It is provided so as to face the array substrate 10. The polarizing plates 310 and 320 are arranged in crossed Nicols so that the transmission axis 311 of the polarizing plate 310 and the transmission axis 321 of the polarizing plate 320 are orthogonal to each other. Each of the transmission axes 311 and 321 is along a direction shifted by about 45 degrees with respect to the tilt direction 20r of the liquid crystal near the interface of the alignment film 22 (that is, the tilt direction 10r of the liquid crystal near the interface of the alignment film 16). . Since the alignment of the liquid crystal molecules 501 of the liquid crystal layer 50 is controlled in the VA mode as described above, the liquid crystal device according to the present embodiment has the image display region 10a (FIG. 1) in a state where no voltage is applied to the liquid crystal layer 50. Display the image in the normally black mode where black is displayed.

(第1光学補償素子の構成)
第1光学補償素子210は、例えば水晶等である正の一軸性結晶から形成された結晶板からなる。第1光学補償素子210の光軸211は、第1光学補償素子210の液晶パネル100に対向する面(即ち、XY平面)に対して、液晶分子501の長軸が傾斜する方向と異なる方向に傾斜している。即ち、例えばTFTアレイ基板10対してチルト方向10rに沿って直交する一の平面内で見れば、光軸211は、TFTアレイ基板10の法線(即ち、Z軸)に対して、液晶分子501の長軸が傾斜する方向と異なる方向に角度θ1だけ傾斜している。従って、想定屈折率楕円体212もTFTアレイ基板10の法線に対して、液晶分子501の長軸が傾斜する方向と異なる方向に角度θ1だけ傾斜している。第1光学補償素子210の遅相軸213は、配向膜16の界面付近の液晶のチルト方向10r(即ち、配向膜22の界面付近の液晶のチルト方向20r或いはX方向)に沿っている。より具体的には、第1光軸211は、第1光学補償素子210の液晶パネル100に対向する面(即ち、XY平面)について、プレチルトが付与された液晶分子501の長軸と対称な方向に沿っており、角度θ1が、プレチルト角αに殆ど或いは実践上完全に等しくなるように設定されている。
(Configuration of first optical compensation element)
The first optical compensation element 210 is made of a crystal plate formed of a positive uniaxial crystal such as quartz. The optical axis 211 of the first optical compensation element 210 is in a direction different from the direction in which the major axis of the liquid crystal molecules 501 is inclined with respect to the surface of the first optical compensation element 210 facing the liquid crystal panel 100 (ie, the XY plane). Inclined. That is, for example, when viewed in one plane orthogonal to the TFT array substrate 10 along the tilt direction 10r, the optical axis 211 is a liquid crystal molecule 501 with respect to the normal line (that is, the Z axis) of the TFT array substrate 10. The major axis is inclined by an angle θ1 in a direction different from the direction in which the major axis is inclined. Therefore, the assumed refractive index ellipsoid 212 is also inclined by an angle θ1 with respect to the normal line of the TFT array substrate 10 in a direction different from the direction in which the major axis of the liquid crystal molecules 501 is inclined. The slow axis 213 of the first optical compensation element 210 is along the tilt direction 10r of the liquid crystal near the interface of the alignment film 16 (that is, the tilt direction 20r of the liquid crystal near the interface of the alignment film 22 or the X direction). More specifically, the first optical axis 211 is symmetric with respect to the major axis of the liquid crystal molecules 501 to which the pretilt is applied with respect to the surface of the first optical compensation element 210 facing the liquid crystal panel 100 (that is, the XY plane). The angle θ1 is set to be almost equal to the pretilt angle α or completely in practice.

図5(a)に示すように、本実施形態では、正の一軸性結晶2bを、光軸Lに対して角度θ2(ここで角度θ2は、90度と角度θ1との差である)だけ傾いている切断線q1及びq2で切断し、所定の厚さd1になるように研磨することによって、図5(b)に示すような、第1光学補償素子210を形成する。このような形成方法によれば、例えば、角度θ2を85度に設定した場合、角度θ1が5度(即ち、プレチルト角αに殆ど等しい角度)である第1光学補償素子210を容易に形成できる。尚、研磨としては、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械研磨)等の各種研磨技術を適用可能である。   As shown in FIG. 5 (a), in the present embodiment, the positive uniaxial crystal 2b is moved by an angle θ2 with respect to the optical axis L (here, the angle θ2 is a difference between 90 degrees and the angle θ1). The first optical compensation element 210 as shown in FIG. 5B is formed by cutting along the inclined cutting lines q1 and q2 and polishing to have a predetermined thickness d1. According to such a forming method, for example, when the angle θ2 is set to 85 degrees, the first optical compensation element 210 having an angle θ1 of 5 degrees (that is, an angle almost equal to the pretilt angle α) can be easily formed. . As the polishing, for example, various polishing techniques such as CMP (Chemical Mechanical Polishing) can be applied.

(第2光学補償素子の構成)
次に、図7及び図8に加えて上述した図4を参照して、本実施形態に係る第2光学補償素子の構成について説明する。ここに、図7は、本実施形態に係る負の二軸性の屈折率楕円体と、TFTアレイ基板の基板面(即ち、XY平面)との位置関係を模式的に示した外観斜視図(図7(a))、及び、負の二軸性の屈折率楕円体と、TFTアレイ基板の基板面との位置関係を模式的に示した平面図(図7(b))である。図8は、本実施形態に係る第2光学補償素子の構成を示した断面図である。
(Configuration of second optical compensation element)
Next, the configuration of the second optical compensation element according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 4 described above in addition to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is an external perspective view schematically showing the positional relationship between the negative biaxial refractive index ellipsoid according to the present embodiment and the substrate surface (that is, the XY plane) of the TFT array substrate. FIG. 7A) is a plan view schematically showing the positional relationship between the negative biaxial refractive index ellipsoid and the substrate surface of the TFT array substrate (FIG. 7B). FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the second optical compensation element according to the present embodiment.

上述した図4及び図7おいて、第2光学補償素子220は、負の二軸性の屈折率楕円体222を有すると共に、この負の二軸性の屈折率楕円体222の主軸nczの方向に沿った軸がTFTアレイ基板10の基板面(即ち、XY平面)に対して傾斜している。尚、この負の二軸性の屈折率楕円体222の屈折率は、次の条件式(1)を満たしている。   4 and 7 described above, the second optical compensation element 220 has the negative biaxial refractive index ellipsoid 222 and the direction of the principal axis ncz of the negative biaxial refractive index ellipsoid 222. Is inclined with respect to the substrate surface of the TFT array substrate 10 (that is, the XY plane). The refractive index of the negative biaxial refractive index ellipsoid 222 satisfies the following conditional expression (1).

(屈折率ncx) > (屈折率ncy) > (屈折率ncz) …… (1)
尚、この条件式(1)において、屈折率ncxと屈折率ncyとは概ね等しくてもよい。
(Refractive index ncx)> (refractive index ncy)> (refractive index ncz) (1)
In the conditional expression (1), the refractive index ncx and the refractive index ncy may be approximately equal.

加えて、第2光学補償素子220においては、この負の二軸性の屈折率楕円体222の主軸nczが傾斜していることによって遅相軸が生じる。ここに、本実施形態に係る遅相軸とは、屈折率楕円体を用いて3次元的に表現された光学異方性を所定平面で切断した場合における屈折率が最大となる方向を意味する。更に、第2光学補償素子220において生じる遅相軸が、TFTアレイ基板10の法線方向(即ち、Z方向)に沿った軸を中心として回転可能に構成されている。典型的には、遅相軸の延びる方向を偏光板の透過軸に平行にさせることができる。更に、第2光学補償素子220は、第1光学補償素子210に対向配置されている。   In addition, in the second optical compensation element 220, the slow axis is generated by the inclination of the main axis ncz of the negative biaxial refractive index ellipsoid 222. Here, the slow axis according to the present embodiment means a direction in which the refractive index becomes maximum when the optical anisotropy expressed three-dimensionally using a refractive index ellipsoid is cut along a predetermined plane. . Further, the slow axis generated in the second optical compensation element 220 is configured to be rotatable about an axis along the normal direction (that is, the Z direction) of the TFT array substrate 10. Typically, the direction in which the slow axis extends can be made parallel to the transmission axis of the polarizing plate. Further, the second optical compensation element 220 is disposed to face the first optical compensation element 210.

典型的には、図7(a)に示されるように、上述した負の二軸性の屈折率楕円体222を、TFTアレイ基板10の基板面(即ち、XY平面)に対して、屈折率ncxを軸として傾斜させる場合について説明する。この場合、図7(b)の平面図に示されるように、負の二軸性の屈折率楕円体222を、XY平面に平行な所定平面で切断した場合、屈折率ncxの方向はこの所定平面に含まれるため屈折率ncxが所定平面に投射される際の大きさは変化しない。これに対して、負の二軸性の屈折率楕円体222における屈折率ncyの方向はこの所定平面に対して傾斜しているため、この屈折率ncyが所定平面に投射される際の大きさを、屈折率ncxの絶対値「|ncx|」よりも更に小さくさせることができる。尚、図7(b)中の点線の円は、負の二軸性の屈折率楕円体222が傾斜しない場合において投射された屈折率ncx及び屈折率ncyの大きさを示す。   Typically, as shown in FIG. 7A, the above-described negative biaxial refractive index ellipsoid 222 is made to have a refractive index with respect to the substrate surface of the TFT array substrate 10 (that is, the XY plane). A case of tilting with ncx as an axis will be described. In this case, as shown in the plan view of FIG. 7B, when the negative biaxial refractive index ellipsoid 222 is cut along a predetermined plane parallel to the XY plane, the direction of the refractive index ncx is the predetermined direction. Since it is included in the plane, the size when the refractive index ncx is projected onto the predetermined plane does not change. On the other hand, since the direction of the refractive index ncy in the negative biaxial refractive index ellipsoid 222 is inclined with respect to the predetermined plane, the size when the refractive index ncy is projected onto the predetermined plane. Can be made smaller than the absolute value “| ncx |” of the refractive index ncx. Note that the dotted circle in FIG. 7B indicates the size of the refractive index ncx and the refractive index ncy projected when the negative biaxial refractive index ellipsoid 222 is not inclined.

典型的には、上述した第2光学補償素子220は、図8に示されるように、所定基板221と、蒸着膜223とを有する。この蒸着膜223は、上述した屈折率楕円体222を保持すると共にこの屈折率楕円体222の光軸がTFTアレイ基板10の基板面(即ち、XY平面)に対して傾斜するように所定基板上に斜方蒸着されている。具体的には、図8に示されるように、本実施形態に係る第2光学補償素子220は、透明なガラス基板等から構成された所定基板221と、所定基板221上に形成された無機膜223とを備えている。無機膜223は、所定基板221に対して斜め方向である蒸着方向Dから所定基板221にTa2O5等の無機物が蒸着されることによって所定基板221上に形成されている。ここで、図8に示されるように、無機膜223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223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。第2光学補償素子220が備える無機膜223は、断面上、微視的には、所定基板221から無機物の蒸着方向Dに沿って延びる柱状部分223aを有している。典型的には、第2光学補償素子220が備える無機膜223は、無機材料を含んで構成されることが好ましい。これにより、光の照射やそれに伴う温度上昇により第2光学補償素子220が劣化するのを効果的に防止でき、信頼性に優れた液晶装置を構成することができる。   Typically, the second optical compensation element 220 described above includes a predetermined substrate 221 and a vapor deposition film 223, as shown in FIG. The vapor deposition film 223 holds the above-described refractive index ellipsoid 222, and on a predetermined substrate so that the optical axis of the refractive index ellipsoid 222 is inclined with respect to the substrate surface (that is, the XY plane) of the TFT array substrate 10. Is obliquely deposited. Specifically, as shown in FIG. 8, the second optical compensation element 220 according to the present embodiment includes a predetermined substrate 221 made of a transparent glass substrate and the like, and an inorganic film formed on the predetermined substrate 221. 223. The inorganic film 223 is formed on the predetermined substrate 221 by depositing an inorganic substance such as Ta 2 O 5 on the predetermined substrate 221 from the vapor deposition direction D that is oblique to the predetermined substrate 221. Here, as shown in FIG. 8, the microscopic view of the inorganic film 223 includes a film structure including a portion where a column structure in which an inorganic material has grown along the vapor deposition direction D is formed. The inorganic film 223 having such a structure generates a phase difference more or less due to its fine structure. The inorganic film 223 included in the second optical compensation element 220 has a columnar portion 223a extending from the predetermined substrate 221 along the vapor deposition direction D of the inorganic substance in a cross-sectional view. Typically, the inorganic film 223 included in the second optical compensation element 220 is preferably configured to include an inorganic material. Thereby, it is possible to effectively prevent the second optical compensation element 220 from being deteriorated due to light irradiation and the accompanying temperature rise, and it is possible to configure a liquid crystal device having excellent reliability.

加えて、後に詳細に説明するが、本実施形態では特に、第2光学補償素子220は、液晶層50及び第1光学補償素子210によって生ずる光の位相差を打ち消すように、回転調整されている。また、第2光学補償素子220は、光の偏光状態を微調整する機能も備えている。   In addition, as will be described in detail later, in the present embodiment, in particular, the second optical compensation element 220 is rotationally adjusted so as to cancel the phase difference of light generated by the liquid crystal layer 50 and the first optical compensation element 210. . The second optical compensation element 220 also has a function of finely adjusting the polarization state of light.

(液晶装置の動作)
次に、上述のように構成された本実施形態に係る液晶装置の動作について、図3及び図4に加えて図6を参照して説明する。ここに図6は、液晶層の屈折率楕円体と第1光学補償素子の屈折率楕円体とが合成されてなる想定屈折率楕円体を概念的に示す概念図である。
(Operation of liquid crystal device)
Next, the operation of the liquid crystal device according to this embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. 6 in addition to FIG. 3 and FIG. FIG. 6 is a conceptual diagram conceptually showing an assumed refractive index ellipsoid obtained by synthesizing the refractive index ellipsoid of the liquid crystal layer and the refractive index ellipsoid of the first optical compensation element.

図3において、本実施形態に係る液晶装置の動作時には、入射光は先ず入射側の偏光板310に入射する。偏光板310では、透過軸311に沿った方向に振動する光のみが通過できる。即ち、入射光は偏光板310を通過することにより直線偏光となる。偏光板310を通過した入射光は、マイクロレンズアレイ400及び対向基板20を通過して、液晶層50に入射する。   In FIG. 3, when the liquid crystal device according to this embodiment operates, incident light first enters the polarizing plate 310 on the incident side. In the polarizing plate 310, only light that vibrates in the direction along the transmission axis 311 can pass. That is, incident light becomes linearly polarized light by passing through the polarizing plate 310. Incident light that has passed through the polarizing plate 310 passes through the microlens array 400 and the counter substrate 20 and enters the liquid crystal layer 50.

図4において、液晶層50における液晶分子501は、電圧が印加されない状態では、TFTアレイ基板10の法線方向(即ち、Z方向)に対してチルト方向10rに沿った一の方位(即ち、X軸の正の方位)にプレチルト角αだけ傾いて配向している。よって、図6に示すように、液晶層50全体の屈折率の異方性を示す屈折率楕円体501eも、TFTアレイ基板10の法線方向(即ち、Z方向)に対してチルト方向10rに沿った一の方位(即ち、X軸の正の方位)にプレチルト角αだけ傾斜している。よって、仮に、何らの対策も施さねば、液晶層50に入射された光は、液晶層50の屈折率楕円体501eがプレチルト角αだけ傾斜していることに起因して位相差を生じ、液晶層50を通過した光は、出射側の偏光板320に対し、位相がずれた状態で入射してしまう。また、入射光が、マイクロレンズアレイ400や偏光板310及び320を通過することによっても位相差が生じてしまうおそれがある。このため、出射側の偏光板320において、本来通過させないはずの光が漏れてしまうおそれがある。   In FIG. 4, the liquid crystal molecules 501 in the liquid crystal layer 50 are in one direction (that is, X direction) along the tilt direction 10 r with respect to the normal direction (that is, the Z direction) of the TFT array substrate 10 when no voltage is applied. It is oriented with a pretilt angle α inclined in the positive direction of the axis. Therefore, as shown in FIG. 6, the refractive index ellipsoid 501e showing the anisotropy of the refractive index of the entire liquid crystal layer 50 is also in the tilt direction 10r with respect to the normal direction (that is, the Z direction) of the TFT array substrate 10. It is inclined by a pretilt angle α in one azimuth direction (that is, a positive azimuth direction of the X axis). Therefore, if no measures are taken, the light incident on the liquid crystal layer 50 causes a phase difference due to the tilt of the refractive index ellipsoid 501e of the liquid crystal layer 50 by the pretilt angle α. The light that has passed through the layer 50 enters the output-side polarizing plate 320 with a phase shift. In addition, there is a possibility that a phase difference is caused when incident light passes through the microlens array 400 and the polarizing plates 310 and 320. For this reason, there is a possibility that light that should not pass through the polarizing plate 320 on the emission side may leak.

しかるに、上述した図4及び図6において、本実施形態に係る液晶装置によれば、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220を備えるので、入射光が、液晶層50を通過することで発生する光の位相差を補償することができる。言い換えれば、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220によって、液晶層50、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220の全体の屈折率の異方性を小さくすることができる。つまり、先ず、プレチルト角αだけ傾斜した屈折率楕円体501eを有する液晶層50に対して、角度θ1だけ屈折率楕円体501eとは反対側に傾斜した屈折率楕円体212を有する第1光学補償素子210が配置されることで、液晶層50及び第1光学補償素子210の全体の想定屈折率楕円体292は、二軸性の屈折率楕円体に近似される。このため、第1光学補償素子210によって、液晶層50の屈折率楕円体501eがプレチルト角αだけ傾斜していることに起因して生じる位相差を補償することができる。更に、上述した第2光学補償素子220、即ち、負の二軸性の屈折率楕円体222を有すると共に、この負の二軸性の屈折率楕円体222の主軸(又は光軸)がTFTアレイ基板10の基板面(即ち、XY平面)に対して傾斜している第2光学補償素子220が、液晶層50及び第1光学補償素子210によって生ずる光の位相差を打ち消すように、回転調整されているので、液晶層50、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220の全体の屈折率異方性を小さくすることができる。言い換えれば、第2光学補償素子220は、例えば、電圧が印加されない状態において出射側の偏光板320から光が殆ど或いは全く出射されないように、回転調整されることで、液晶層50及び第1光学補償素子210によって生ずる光の位相差を確実に補償することができる。   However, in FIG. 4 and FIG. 6 described above, the liquid crystal device according to the present embodiment includes the first optical compensation element 210 and the second optical compensation element 220, so that incident light passes through the liquid crystal layer 50. It is possible to compensate for the phase difference of the light generated in the above. In other words, the first optical compensation element 210 and the second optical compensation element 220 can reduce the total refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 50, the first optical compensation element 210, and the second optical compensation element 220. . That is, first, the first optical compensation having the refractive index ellipsoid 212 inclined to the opposite side of the refractive index ellipsoid 501e by the angle θ1 with respect to the liquid crystal layer 50 having the refractive index ellipsoid 501e inclined by the pretilt angle α. By disposing the element 210, the assumed refractive index ellipsoid 292 of the entire liquid crystal layer 50 and the first optical compensation element 210 is approximated to a biaxial refractive index ellipsoid. Therefore, the first optical compensation element 210 can compensate for the phase difference caused by the refractive index ellipsoid 501e of the liquid crystal layer 50 being inclined by the pretilt angle α. Further, the second optical compensation element 220 described above, that is, the negative biaxial refractive index ellipsoid 222 is included, and the main axis (or optical axis) of the negative biaxial refractive index ellipsoid 222 is the TFT array. The second optical compensation element 220 that is inclined with respect to the substrate surface (ie, the XY plane) of the substrate 10 is rotationally adjusted so as to cancel the phase difference of light generated by the liquid crystal layer 50 and the first optical compensation element 210. Therefore, the entire refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 50, the first optical compensation element 210, and the second optical compensation element 220 can be reduced. In other words, for example, the second optical compensation element 220 is rotationally adjusted such that little or no light is emitted from the emission-side polarizing plate 320 in a state where no voltage is applied, whereby the liquid crystal layer 50 and the first optical element 220 are adjusted. The light phase difference generated by the compensation element 210 can be reliably compensated.

このような補償を行うことで、液晶層50を通過した光が出射側の偏光板320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。更に、第2光学補償素子220は、光の偏光状態を調整する機能も備えているため、出射側の偏光板320に対してより最適な偏光状態で光を入射させることができる。よって、例えば出射側の偏光板320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。   By performing such compensation, it is possible to prevent the light that has passed through the liquid crystal layer 50 from entering the output-side polarizing plate 320 in a state of being out of phase. Further, since the second optical compensation element 220 also has a function of adjusting the polarization state of light, light can be incident on the exit-side polarizing plate 320 in a more optimal polarization state. Therefore, for example, in the polarizing plate 320 on the emission side, the possibility of leakage of light that should not be transmitted is reduced, and it is possible to prevent a decrease in contrast and a reduction in viewing angle.

更に、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220は、TFTアレイ基板10及び対向基板20に対して傾斜して配置されることなく、液晶層50で生じる光の位相差を補償することができる。よって、当該液晶装置等の小型化に適することができる。   Furthermore, the first optical compensation element 210 and the second optical compensation element 220 compensate for the phase difference of light generated in the liquid crystal layer 50 without being inclined with respect to the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20. Can do. Therefore, it can be suitable for downsizing the liquid crystal device and the like.

尚、第1光学補償素子210のZ方向に対するリタデーション(Δn・d)は、液晶層50のZ方向に対するリタデーションと殆ど或いは完全に等しいことが望ましい。この場合には、液晶層50で生じる位相差を補償する効果をより一層高めることができる。但し、第1光学補償素子210のZ方向に対するリタデーションが、液晶層50のZ方向に対するリタデーションと殆ど或いは完全に等しくなくても、第1光学補償素子210のZ方向に対するリタデーションと液晶層50のZ方向に対するリタデーションとの差に応じて、液晶層50で生じる位相差を補償する効果を相応に高めることができる。即ち、例えば、液晶層50のZ方向に対するリタデーションが450nmである場合には、第1光学補償素子210のリタデーションは、450nmであることが望ましいが、例えば300nm〜500nmの範囲内であれば、液晶層50で生じる位相差を補償する効果を確実に高めることができる。また、第2光学補償素子220のZ方向に対するリタデーションは、例えば10nmから100nmの範囲内であることが望ましい。この場合には、回転調整された第2光学補償素子220により、液晶層50及び第1光学補償素子210によって生ずる光の位相差を補償する効果を確実に得ることができる。   It is desirable that the retardation (Δn · d) of the first optical compensation element 210 in the Z direction is almost or completely equal to the retardation of the liquid crystal layer 50 in the Z direction. In this case, the effect of compensating for the phase difference generated in the liquid crystal layer 50 can be further enhanced. However, even if the retardation of the first optical compensation element 210 in the Z direction is almost or completely equal to the retardation of the liquid crystal layer 50 in the Z direction, the retardation of the first optical compensation element 210 in the Z direction and the Z of the liquid crystal layer 50 are the same. The effect of compensating for the phase difference generated in the liquid crystal layer 50 can be increased correspondingly according to the difference from the retardation with respect to the direction. That is, for example, when the retardation of the liquid crystal layer 50 in the Z direction is 450 nm, the retardation of the first optical compensation element 210 is desirably 450 nm, but if the retardation is within a range of 300 nm to 500 nm, for example, The effect of compensating for the phase difference generated in the layer 50 can be reliably increased. The retardation of the second optical compensation element 220 with respect to the Z direction is preferably in the range of 10 nm to 100 nm, for example. In this case, the effect of compensating for the phase difference of light generated by the liquid crystal layer 50 and the first optical compensation element 210 can be reliably obtained by the rotation-adjusted second optical compensation element 220.

加えて、本実施形態では特に、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220は、液晶パネル100に対して光が出射する側に設けられている。即ち、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220は、マイクロレンズアレイ400に対して光が出射する側に配置されている。よって、マイクロレンズアレイ400によって曲げられた光が、液晶層50を通過することで発生する位相差を第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220によって確実に補償することができる。言い換えれば、マイクロレンズアレイ400による光の位相差に対する悪影響を殆ど或いは完全に無くすことができる。尚、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220は、液晶パネル100に対して光が入射する側(言い換えば、液晶層50に対して光が入射する側)に設けられてもよい。この場合にも、光の位相差を補償する効果を得ることができる。   In addition, in the present embodiment, in particular, the first optical compensation element 210 and the second optical compensation element 220 are provided on the side from which light is emitted with respect to the liquid crystal panel 100. That is, the first optical compensation element 210 and the second optical compensation element 220 are disposed on the side from which light is emitted with respect to the microlens array 400. Accordingly, the first optical compensation element 210 and the second optical compensation element 220 can reliably compensate for the phase difference generated when the light bent by the microlens array 400 passes through the liquid crystal layer 50. In other words, the adverse effect on the phase difference of light by the microlens array 400 can be almost or completely eliminated. The first optical compensation element 210 and the second optical compensation element 220 may be provided on the side where light enters the liquid crystal panel 100 (in other words, the side where light enters the liquid crystal layer 50). . Also in this case, an effect of compensating for the phase difference of light can be obtained.

以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置によれば、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220によって、液晶層50で生じる位相差を補償できる。よって、コントラストの比較的高い高品位な画像を表示可能であり、且つ小型化に適することができる。   As described above, according to the liquid crystal device according to the present embodiment, the first optical compensation element 210 and the second optical compensation element 220 can compensate for the phase difference generated in the liquid crystal layer 50. Therefore, a high-definition image having a relatively high contrast can be displayed and can be suitable for downsizing.

(第2実施形態)
第2実施形態に係る液晶装置について、図9及び図10を参照して説明する。ここに図9は、第2実施形態における図3と同趣旨の断面図である。図10は、第2実施形態における図4と同趣旨の斜視図である。尚、図9及び図10において、図1から図6に示した第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、それらの説明は適宜省略する。
(Second Embodiment)
A liquid crystal device according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a sectional view having the same concept as in FIG. 3 in the second embodiment. FIG. 10 is a perspective view having the same concept as in FIG. 4 in the second embodiment. 9 and 10, the same reference numerals are given to the same components as the components according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6, and description thereof will be omitted as appropriate.

図9において、第2実施形態に係る液晶装置は、第3光学補償素子230を更に備える点で、上述した第1実施形態に係る液晶装置と異なり、その他の点については、上述した第1実施形態に係る液晶装置と概ね同様に構成されている。   In FIG. 9, the liquid crystal device according to the second embodiment is different from the liquid crystal device according to the first embodiment described above in that it further includes a third optical compensation element 230. Other points are the same as those in the first embodiment described above. The configuration is almost the same as that of the liquid crystal device according to the embodiment.

図9において、第2実施形態に係る液晶装置は、液晶パネル100、マイクロレンズアレイ400、第1光学補償素子210、第2光学補償素子220、第3光学補償素子230、偏光板310及び320を備えている。   9, the liquid crystal device according to the second embodiment includes a liquid crystal panel 100, a microlens array 400, a first optical compensation element 210, a second optical compensation element 220, a third optical compensation element 230, and polarizing plates 310 and 320. I have.

第3光学補償素子230は、出射側の偏光板320と液晶パネル100との間(より具体的には、第1光学補償素子210と第2光学補償素子220との間)に設けられている。第1光学補償素子210、第2光学補償素子220及び第3光学補償素子230は、液晶パネル100に近い側から、第1光学補償素子210、第3光学補償素子230、第2光学補償素子220の順で配置されている。尚、第1光学補償素子210、第2光学補償素子220及び第3光学補償素子230は、他の順(例えば、第1光学補償素子210、第2光学補償素子220、第3光学補償素子230の順)で、液晶パネル100に近い側から配置されてもよい。また、第3光学補償素子230は、第1光学補償素子210或いはTFTアレイ基板10に貼り付けられてもよいし、TFTアレイ基板10とは別に支持体を設けて、その支持体と一体に構成されてもよい。   The third optical compensation element 230 is provided between the output-side polarizing plate 320 and the liquid crystal panel 100 (more specifically, between the first optical compensation element 210 and the second optical compensation element 220). . The first optical compensation element 210, the second optical compensation element 220, and the third optical compensation element 230 are the first optical compensation element 210, the third optical compensation element 230, and the second optical compensation element 220 from the side close to the liquid crystal panel 100. It is arranged in the order. Note that the first optical compensation element 210, the second optical compensation element 220, and the third optical compensation element 230 are in the other order (for example, the first optical compensation element 210, the second optical compensation element 220, and the third optical compensation element 230). In this order) may be arranged from the side closer to the liquid crystal panel 100. Further, the third optical compensation element 230 may be attached to the first optical compensation element 210 or the TFT array substrate 10, or a support is provided separately from the TFT array substrate 10, and is configured integrally with the support. May be.

図10において、第3光学補償素子230は、負の一軸性の位相差板(即ち、Cプレート)からなる。第3光学補償素子230の光軸231は、第3光学補償素子230の第1光学補償素子210に対向する面(即ち、XY平面或いはTFTアレイ基板10の基板面)の法線方向(即ち、Z方向)に沿っている。従って、屈折率楕円体232も該法線方向(即ち、Z方向)に沿っている。   In FIG. 10, the third optical compensation element 230 is composed of a negative uniaxial retardation plate (ie, C plate). The optical axis 231 of the third optical compensation element 230 has a normal direction (that is, the XY plane or the substrate surface of the TFT array substrate 10) facing the first optical compensation element 210 of the third optical compensation element 230 (that is, the substrate surface of the TFT array substrate 10). Z direction). Therefore, the refractive index ellipsoid 232 is also along the normal direction (that is, the Z direction).

このように構成された第3光学補償素子230によって、液晶層50を通過することで発生する光の位相差を、より確実に補償することができる。言い換えれば、第1光学補償素子210、第2光学補償素子220及び第3光学補償素子230によって、液晶層50、第1光学補償素子210、第2光学補償素子220及び第3光学補償素子230の全体の屈折率の異方性を、より一層小さくすることができる。即ち、液晶層50、第1光学補償素子210、第2光学補償素子220及び第3光学補償素子230の全体の屈折率の異方性を示す屈折率楕円体を球状に、より一層近づけることができる。従って、コントラストの低下や視野角の縮小を、より確実に防止することができる。   The third optical compensation element 230 configured as described above can more reliably compensate for the phase difference of light generated by passing through the liquid crystal layer 50. In other words, the liquid crystal layer 50, the first optical compensation element 210, the second optical compensation element 220, and the third optical compensation element 230 are formed by the first optical compensation element 210, the second optical compensation element 220, and the third optical compensation element 230. The anisotropy of the overall refractive index can be further reduced. That is, the refractive index ellipsoid showing the anisotropy of the entire refractive index of the liquid crystal layer 50, the first optical compensation element 210, the second optical compensation element 220, and the third optical compensation element 230 can be made closer to a sphere. it can. Accordingly, it is possible to more reliably prevent a decrease in contrast and a reduction in viewing angle.

本実施形態では特に、第3光学補償素子230は、例えば蒸着法等を用いて無機材料から形成されている。よって、第3光学補償素子230は、紫外線等による劣化が殆ど或いは全く起こらない。従って、第3光学補償素子230の耐光性或いは耐久性を向上させることができ、表示画像における経時的な品質の劣化を低減或いは防止することができる。   Particularly in the present embodiment, the third optical compensation element 230 is formed of an inorganic material using, for example, a vapor deposition method. Therefore, the third optical compensation element 230 undergoes little or no deterioration due to ultraviolet rays or the like. Therefore, the light resistance or durability of the third optical compensation element 230 can be improved, and deterioration of quality over time in the display image can be reduced or prevented.

(第2実施形態における作用及び効果の検討 − その1 −)
次に図11を参照して、第2実施形態に係る第2光学補償素子を用いた場合、並びに、第2光学補償素子の代わりに光学フィルムを用いた比較例に係る場合における、第1光学補償素子の角度θ2と、角度θ2に応じたコントラストの変化との定量的な関係について説明する。ここに、図11は、本実施形態に係る第2光学補償素子を用いた場合、並びに、比較例に係る光学フィルムを用いた場合における、第1光学補償素子の角度θ2と、角度θ2に応じたコントラストの変化との定量的な関係を示したグラフである。尚、図11の縦軸は、コントラストの大きさを示し、横軸は、第1光学補償素子の角度θ2を示す。また、図11中の2種類の棒グラフのうち黒塗りで示された棒グラフは、本実施形態に係る第2光学補償素子を用いた場合に対応し、図11中の2種類の棒グラフのうち斜線でハッチングされた棒グラフは、第2光学補償素子の代わりに光学フィルムを用いた比較例に係る場合に対応する。
(Examination of effects and effects in the second embodiment-Part 1)
Next, referring to FIG. 11, the first optical when the second optical compensation element according to the second embodiment is used and when the optical film is used instead of the second optical compensation element. A quantitative relationship between the angle θ2 of the compensation element and the change in contrast according to the angle θ2 will be described. FIG. 11 shows the angle θ2 and the angle θ2 of the first optical compensation element when the second optical compensation element according to this embodiment is used and when the optical film according to the comparative example is used. 6 is a graph showing a quantitative relationship with a change in contrast. Note that the vertical axis in FIG. 11 indicates the magnitude of contrast, and the horizontal axis indicates the angle θ2 of the first optical compensation element. Further, the bar graph shown in black among the two types of bar graphs in FIG. 11 corresponds to the case where the second optical compensation element according to the present embodiment is used, and among the two types of bar graphs in FIG. The bar graph hatched with corresponds to the case of a comparative example using an optical film instead of the second optical compensation element.

特に、図11では、本実施形態に係る第2光学補償素子の正面位相差は、20nm(nanometer)であると共に、比較例に係る光学フィルムの正面位相差も概ね同様にして、20nmである。また、図11では、本実施形態と比較例とでは、次の3つの共通の条件を満たしている。即ち、これら3つの共通の条件とは、第1光学補償素子210の膜厚が35μmであること、第3光学補償素子230のZ方向に対するリタデーション(Δn・d)は、300nmであること、並びに、液晶パネル100のプレチルト角αは5度であることである。   In particular, in FIG. 11, the front phase difference of the second optical compensation element according to the present embodiment is 20 nm (nanometer), and the front phase difference of the optical film according to the comparative example is also approximately 20 nm. In FIG. 11, the present embodiment and the comparative example satisfy the following three common conditions. That is, these three common conditions are that the film thickness of the first optical compensation element 210 is 35 μm, the retardation (Δn · d) in the Z direction of the third optical compensation element 230 is 300 nm, and The pretilt angle α of the liquid crystal panel 100 is 5 degrees.

本願発明者による研究によれば、図11の黒塗りの棒グラフ及び斜線の棒グラフによってその一例が示されているように、第1光学補償素子の角度θ2が「0度」から「8度」の範囲において、いずれの角度の場合も本実施形態に係る第2光学補償素子を用いた場合の方が、比較例に係る光学フィルムを用いた場合と較べて、コントラストが大きいことが判明している。このことに加えて、本実施形態に係る第2光学補償素子は、典型的には、無機材料を含む無機膜223を備えるので、光の照射やそれに伴う温度上昇により第2光学補償素子が劣化するのを効果的に防止でき、信頼性に優れた液晶装置を構成することができる。   According to a study by the present inventor, as shown in the black bar graph and the shaded bar graph in FIG. 11, the angle θ2 of the first optical compensation element is “0 degrees” to “8 degrees”. In the range, it is found that the contrast is larger in the case of using the second optical compensation element according to the present embodiment than in the case of using the optical film according to the comparative example at any angle. . In addition to this, the second optical compensation element according to the present embodiment typically includes an inorganic film 223 containing an inorganic material. Therefore, the second optical compensation element deteriorates due to light irradiation and accompanying temperature rise. Thus, it is possible to effectively prevent the liquid crystal device from being formed and to form a liquid crystal device with excellent reliability.

(第2実施形態のコントラストに関する効果の検討 − その2 −)
次に、図12を参照して、第2実施形態に係る第1光学補償素子210、第2光学補償素子220及び第3光学補償素子230を用いた場合と、これらの第1光学補償素子210、第2光学補償素子220及び第3光学補償素子230を用いない比較例に係る場合とをコントラスト改善の度合いと視野角に着目して、その効果を検討する。ここに、図12は、第2実施形態のコントラストと、比較例のコントラストとの定量的な関係を示したグラフ(図12(a))、比較例に係る液晶装置の視野角特性図(図12(b))及び第2実施形態に係る液晶装置の視野角特性図(図12(c))である。尚、図12(a)の縦軸は、コントラストの大きさを示す。また、図12(a)中の2種類の棒グラフのうち黒塗りで示された棒グラフは、第2実施形態に対応し、斜線でハッチングされた棒グラフは、比較例に対応する。
(Examination of contrast-related effects of the second embodiment-2-)
Next, referring to FIG. 12, the first optical compensation element 210, the second optical compensation element 220, and the third optical compensation element 230 according to the second embodiment are used, and these first optical compensation elements 210 are used. The effect of the case of the comparative example in which the second optical compensation element 220 and the third optical compensation element 230 are not used will be examined by paying attention to the degree of contrast improvement and the viewing angle. FIG. 12 is a graph showing the quantitative relationship between the contrast of the second embodiment and the contrast of the comparative example (FIG. 12A), and the viewing angle characteristic diagram of the liquid crystal device according to the comparative example (FIG. 12). 12 (b)) and a viewing angle characteristic diagram of the liquid crystal device according to the second embodiment (FIG. 12C). In addition, the vertical axis | shaft of Fig.12 (a) shows the magnitude | size of contrast. Moreover, the bar graph shown in black among the two types of bar graphs in FIG. 12A corresponds to the second embodiment, and the bar graph hatched with diagonal lines corresponds to the comparative example.

本シミュレーションでは、液晶パネル100は、液晶層50として、プレチルト角αが5度であって複屈折(所謂、Δn)が0.14であると共に、液晶層50の厚さ、所謂、GAPが2.7μmである液晶層を含んでいる。更に、本シミュレーションでは、第1光学補償素子210の光軸211が傾斜する角度θ1は、5度(即ち、プレチルト角αに等しい角度)であり、第1光学補償素子210の膜厚は35μmである。第3光学補償素子230のZ方向に対するリタデーションは300nmである。加えて、本シミュレーションでは、第2光学補償素子220の正面位相差は、20nmである。   In this simulation, the liquid crystal panel 100 has a pretilt angle α of 5 degrees and a birefringence (so-called Δn) of 0.14 as the liquid crystal layer 50, and a thickness of the liquid crystal layer 50, so-called GAP of 2 It includes a liquid crystal layer that is .7 μm. Furthermore, in this simulation, the angle θ1 at which the optical axis 211 of the first optical compensation element 210 is tilted is 5 degrees (that is, an angle equal to the pretilt angle α), and the film thickness of the first optical compensation element 210 is 35 μm. is there. The retardation of the third optical compensation element 230 in the Z direction is 300 nm. In addition, in this simulation, the front phase difference of the second optical compensation element 220 is 20 nm.

本シミュレーションによれば、図12(a)の黒塗りの棒グラフ及び斜線でハッチングされた棒グラフによってその一例が示されているように、第2実施形態に係る液晶装置は、比較例に係る液晶装置と較べて、コントラストが大きくなることが判明している。詳細には、第2実施形態に係る液晶装置は、比較例に係る液晶装置と較べて、コントラストが約3倍程度(=3728/1291)も大きくなることが判明している。よって、液晶パネル100に対して第1光学補償素子210、第2光学補償素子220及び第3光学補償素子230の3つを設けることによって、効果的にコントラストを高めることが可能である。   According to this simulation, the liquid crystal device according to the second embodiment is the same as the liquid crystal device according to the comparative example, as illustrated by the black bar graph and the hatched bar graph in FIG. It has been found that the contrast is larger than that. Specifically, it has been found that the liquid crystal device according to the second embodiment has a contrast of about three times (= 3728/1291) as compared with the liquid crystal device according to the comparative example. Therefore, by providing the liquid crystal panel 100 with the first optical compensation element 210, the second optical compensation element 220, and the third optical compensation element 230, it is possible to effectively increase the contrast.

図12(b)及び図12(c)では、コントラストが、各方位角において極角(即ち、液晶パネルの表示画面の法線と測定或いは観察方向となす角)毎に算出され、コントラストは各方位角において極角の角度毎にマッピングされる。また、同種の領域は、同一範囲のコントラストを示している。図12(b)及び図12(c)では、図中の同一半径を有する円Cと円C’に近づくに従ってコントラストが高くなることを表している。また、視野角特性図の中心から外縁に向かう方向に沿った位置は、同一方位角における極角の大きさを示している。図12(b)及び図12(c)に示すように、コントラストは、方位角及び極角の各々に依存する。   In FIG. 12B and FIG. 12C, the contrast is calculated for each polar angle (that is, the angle formed between the normal line of the display screen of the liquid crystal panel and the measurement or observation direction) at each azimuth angle. The azimuth is mapped for each polar angle. Further, the same type of region shows the same range of contrast. FIGS. 12B and 12C show that the contrast increases as the circle C and the circle C ′ having the same radius are approached. Further, the position along the direction from the center to the outer edge of the viewing angle characteristic diagram indicates the magnitude of the polar angle at the same azimuth angle. As shown in FIGS. 12B and 12C, the contrast depends on each of the azimuth angle and the polar angle.

図12(c)に示す第2実施形態に係る液晶装置(即ち、液晶パネル100に対して第1光学補償素子210、第2光学補償素子220及び第3光学補償素子230が設けられた液晶装置)における高いコントラストを示す領域700aは、図12(b)に示す比較例に係る液晶装置(即ち、液晶パネル100単体で構成された液晶装置)における高いコントラストを示す領域700c(即ち、図12(c)に示す第2実施形態に係る液晶装置における領域700aが示すコントラストと同一範囲のコントラストを示す領域)よりも広い。加えて、領域700aは、領域700cと比較して、特に、液晶装置がプロジェクタの液晶ライトバルブとして用いられる場合において比較的高いコントラストが要求される極角が0度から15度の範囲内(図中、破線で示す円C及び図C’の内側領域)に限って見たときにも広い、即ち、視野角が広い。よって、図12(c)に示すように、第2実施形態に係る液晶装置によれば、例えば図12(b)に示す比較例に係る液晶装置よりも、投影表示をおこなったときのコントラストを高めることができる。   The liquid crystal device according to the second embodiment shown in FIG. 12C (that is, the liquid crystal device in which the first optical compensation element 210, the second optical compensation element 220, and the third optical compensation element 230 are provided to the liquid crystal panel 100. The region 700a showing high contrast in FIG. 12B is a region 700c showing high contrast in the liquid crystal device according to the comparative example shown in FIG. The area of the liquid crystal device according to the second embodiment shown in c) is wider than the area shown in the same range as the area 700a. In addition, the region 700a has a polar angle within a range of 0 to 15 degrees, which requires a relatively high contrast, particularly when the liquid crystal device is used as a liquid crystal light valve of a projector, as compared with the region 700c (see FIG. When viewed only within the circle C indicated by the broken line and the inner region of FIG. C ', the viewing angle is wide. Therefore, as shown in FIG. 12C, according to the liquid crystal device according to the second embodiment, for example, compared with the liquid crystal device according to the comparative example shown in FIG. Can be increased.

(第3実施形態)
第3実施形態に係る液晶装置について、図13を参照して説明する。ここに図13は、第3実施形態における図3と同趣旨の断面図である。尚、図13において、図1から図8に示した第1実施形態に係る構成要素及び図9及び図10に示した第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、それらの説明は適宜省略する。
(Third embodiment)
A liquid crystal device according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a sectional view having the same concept as in FIG. 3 in the third embodiment. In FIG. 13, the same reference numerals are used for the components according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 and the components similar to the components according to the second embodiment shown in FIGS. A description thereof will be omitted as appropriate.

図13において、第3実施形態に係る液晶装置は、上述した第2実施形態における第2光学補償素子220に代えて第2光学補償素子220cを備える点で、上述した第2実施形態に係る液晶装置と異なり、その他の点については、上述した第2実施形態に係る液晶装置と概ね同様に構成されている。   In FIG. 13, the liquid crystal device according to the third embodiment includes the second optical compensation element 220 c instead of the second optical compensation element 220 in the second embodiment described above, and the liquid crystal according to the second embodiment described above. Unlike the device, the other points are substantially the same as those of the liquid crystal device according to the second embodiment described above.

図13において、第3実施形態に係る液晶装置は、液晶パネル100、マイクロレンズアレイ400、第1光学補償素子210、第2光学補償素子220c、第3光学補償素子230、偏光板310及び320を備えている。   In FIG. 13, the liquid crystal device according to the third embodiment includes a liquid crystal panel 100, a microlens array 400, a first optical compensation element 210, a second optical compensation element 220c, a third optical compensation element 230, and polarizing plates 310 and 320. I have.

本実施形態では特に、第2光学補償素子220cは、入射側の偏光板310と液晶パネル100との間(より具体的には、偏光板310とマイクロレンズアレイ400との間)に設けられている点で、上述した第2実施形態における第2光学補償素子220と異なり、その他の点については、上述した第2実施形態における第2光学補償素子220と概ね同様に構成されている。   Particularly in the present embodiment, the second optical compensation element 220c is provided between the incident-side polarizing plate 310 and the liquid crystal panel 100 (more specifically, between the polarizing plate 310 and the microlens array 400). The second optical compensation element 220 in the second embodiment described above is different from the second optical compensation element 220 in the second embodiment described above, and the other points are configured in substantially the same manner as the second optical compensation element 220 in the second embodiment described above.

よって、当該液晶装置が、例えば、ライトバルブとしてプロジェクタ内に設けられる際、他の部材と殆ど或いは全く接触することなく、第2光学補償素子220cを容易に回転調整することができる。   Therefore, when the liquid crystal device is provided in the projector as a light valve, for example, the second optical compensation element 220c can be easily rotated and adjusted with little or no contact with other members.

(電子機器)
次に、上述した液晶装置を用いた電子機器の一例について、図14を参照して説明する。本実施形態に係る電子機器は、上述した液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタである。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。
(Electronics)
Next, an example of an electronic device using the liquid crystal device described above will be described with reference to FIGS. The electronic apparatus according to the present embodiment is a projector that uses the liquid crystal device described above as a light valve. FIG. 14 is a plan view showing a configuration example of the projector.

図14に示すように、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および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および1110Gに入射される。   As shown in FIG. 14, a projector 1100 includes a lamp unit 1102 made of a white light source such as a halogen lamp. The projection light emitted from the lamp unit 1102 is separated into three primary colors of RGB by four mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108 arranged in the light guide 1104, and serves as a light valve corresponding to each primary color. The light enters the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G.

液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gの構成は、上述した液晶装置と同等の構成を有しており、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およびBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。したがって、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。   The configurations of the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G have the same configuration as that of the above-described liquid crystal device, and are driven by R, G, and B primary color signals supplied from the image signal processing circuit, respectively. The light modulated by these liquid crystal panels enters the dichroic prism 1112 from three directions. In this dichroic prism 1112, R and B light is refracted at 90 degrees, while G light travels straight. Accordingly, as a result of the synthesis of the images of the respective colors, a color image is projected onto the screen or the like via the projection lens 1114.

ここで、各液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像は、液晶パネル1110Gによる表示像に対して左右反転することが必要となる。   Here, paying attention to the display images by the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G, the display images by the liquid crystal panels 1110R and 1110B need to be horizontally reversed with respect to the display images by the liquid crystal panel 1110G.

尚、液晶パネル1110R、1110Bおよび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。   Since light corresponding to the primary colors R, G, and B is incident on the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G by the dichroic mirror 1108, it is not necessary to provide a color filter.

このようなプロジェクタは、上述した液晶装置を具備してなるので、液晶層を通過する光に生じる位相差が補償され、高コントラストな画像を表示可能であり、更に、小型化が可能である。   Since such a projector includes the above-described liquid crystal device, the phase difference generated in the light passing through the liquid crystal layer is compensated, a high-contrast image can be displayed, and the size can be further reduced.

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、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、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。   In addition to the electronic device described with reference to FIG. 14, a mobile personal computer, a mobile phone, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, and an electronic notebook , Calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, devices with touch panels, and the like. Needless to say, the present invention can be applied to these various electronic devices.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許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液晶装置及び該液晶装置を備えてなる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。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. An electronic device including the liquid crystal device is also included in the technical scope of the present invention.

第1実施形態に係る液晶パネルの平面図である。It is a top view of the liquid crystal panel which concerns on 1st Embodiment. 図1のH−H´断面図である。It is HH 'sectional drawing of FIG. 第1実施形態に係る液晶装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a liquid crystal device according to a first embodiment. 第1実施形態に係る第1及び第2光学補償素子並びに偏光板の斜視図である。It is a perspective view of the 1st and 2nd optical compensation element and polarizing plate concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る第1光学補償素子の形成方法を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the formation method of the 1st optical compensation element which concerns on 1st Embodiment. 液晶層の想定屈折率楕円体と第1光学補償素子の想定屈折率楕円体とが合成されてなる想定屈折率楕円体を概念的に示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows notionally the assumed refractive index ellipsoid by which the assumed refractive index ellipsoid of a liquid crystal layer and the assumed refractive index ellipsoid of a 1st optical compensation element are synthesize | combined. 本実施形態に係る負の二軸性の屈折率楕円体と、TFTアレイ基板の基板面(即ち、XY平面)との位置関係を模式的に示した外観斜視図(図7(a))、及び、負の二軸性の屈折率楕円体と、TFTアレイ基板の基板面との位置関係を模式的に示した平面図(図7(b))である。FIG. 7A is an external perspective view schematically showing the positional relationship between the negative biaxial refractive index ellipsoid according to this embodiment and the substrate surface of the TFT array substrate (that is, the XY plane); FIG. 7B is a plan view schematically showing the positional relationship between the negative biaxial refractive index ellipsoid and the substrate surface of the TFT array substrate (FIG. 7B). 本実施形態に係る第2光学補償素子の構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the 2nd optical compensation element which concerns on this embodiment. 第2実施形態における図3と同趣旨の断面図である。It is sectional drawing with the same meaning as FIG. 3 in 2nd Embodiment. 第2実施形態における図4と同趣旨の斜視図である。It is a perspective view of the same meaning as FIG. 4 in 2nd Embodiment. 本実施形態に係る第2光学補償素子を用いた場合、並びに、比較例に係る光学フィルムを用いた場合における、第1光学補償素子の角度θ2と、角度θ2に応じたコントラストの変化との定量的な関係を示したグラフである。Quantification of the angle θ2 of the first optical compensation element and the change in contrast according to the angle θ2 when the second optical compensation element according to the present embodiment is used and when the optical film according to the comparative example is used. It is the graph which showed a typical relationship. 第2実施形態のコントラストと、比較例のコントラストとの定量的な関係を示したグラフ(図12(a))、比較例に係る液晶装置の視野角特性図(図12(b))及び第2実施形態に係る液晶装置の視野角特性図(図12(c))である。The graph (FIG. 12A) showing the quantitative relationship between the contrast of the second embodiment and the contrast of the comparative example, the viewing angle characteristic diagram of the liquid crystal device according to the comparative example (FIG. 12B), and the second FIG. 13 is a view angle characteristic diagram (FIG. 12C) of the liquid crystal device according to the second embodiment. 第3実施形態における図3と同趣旨の断面図である。It is sectional drawing with the same meaning as FIG. 3 in 3rd Embodiment. 本発明の電子機器の一例であるプロジェクタの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the projector which is an example of the electronic device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…TFTアレイ基板、10r…チルト方向、16…配向膜、20…対向基板、20r…チルト方向、22…配向膜、50…液晶層、100…液晶パネル、210…第1光学補償素子、220…第2光学補償素子、230…第3光学補償素子、211、221、231…光軸、212、222、232…想定屈折率楕円体、213…遅相軸、310、320…偏光板、311、321…透過軸、400…マイクロレンズアレイ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... TFT array substrate, 10r ... Tilt direction, 16 ... Alignment film, 20 ... Counter substrate, 20r ... Tilt direction, 22 ... Alignment film, 50 ... Liquid crystal layer, 100 ... Liquid crystal panel, 210 ... First optical compensation element, 220 2nd optical compensation element, 230 3rd optical compensation element, 211, 221, 231 ... Optical axis, 212, 222, 232 ... Expected refractive index ellipsoid, 213 ... Slow axis, 310, 320 ... Polarizing plate, 311 , 321 ... Transmission axis, 400 ... Microlens array.

Claims (14)

互いに対向して配置されると共に、配向膜を夫々有する一対の基板と、
前記一対の基板間に挟持されており、前記配向膜によってプレチルトが付与された液晶分子からなる液晶と、
前記一対の基板を挟み込むように配置された一対の偏光板と、
前記一対の偏光板間に配置されており、正の一軸性を有すると共に光軸として、前記一対の基板に沿った一の平面に対して、前記プレチルトが付与された液晶分子の長軸が傾斜する方向と異なる方向に傾斜した第1光軸を有する第1光学補償素子と、
前記一対の偏光板間に配置されており、負の屈折率楕円体を有すると共に前記負の屈折率楕円体の屈折率の主軸が前記一の平面に対して傾斜することによって生じる遅相軸が前記一の平面の法線に沿った軸を中心として回転可能に構成された第2光学補償素子と
を備えることを特徴とする液晶装置。
A pair of substrates disposed opposite to each other and each having an alignment film;
A liquid crystal composed of liquid crystal molecules sandwiched between the pair of substrates and provided with a pretilt by the alignment film;
A pair of polarizing plates arranged to sandwich the pair of substrates;
The long axis of the liquid crystal molecules provided with the pretilt is inclined with respect to one plane along the pair of substrates as an optical axis. A first optical compensation element having a first optical axis inclined in a direction different from the direction of
A slow axis that is disposed between the pair of polarizing plates and has a negative refractive index ellipsoid and is caused by the inclination of the main axis of the refractive index of the negative refractive index ellipsoid with respect to the one plane. A liquid crystal device comprising: a second optical compensation element configured to be rotatable about an axis along a normal line of the one plane.
前記第2光学補償素子は、(i)所定基板及び(ii)前記所定基板上に形成されており、前記所定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とを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。   The second optical compensation element is formed on (i) a predetermined substrate and (ii) the predetermined substrate, and is formed by supplying an inorganic substance from an oblique direction to the substrate surface of the predetermined substrate. The liquid crystal device according to claim 1, further comprising a film. 前記第2光学補償素子は、前記負の屈折率楕円体として、負の二軸性の屈折率楕円体を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein the second optical compensation element has a negative biaxial refractive index ellipsoid as the negative refractive index ellipsoid. 前記第2光学補償素子は、前記液晶及び前記第1光学補償素子によって生ずる光の位相差を打ち消すように、回転調整されていることを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか一項に記載の液晶装置。   The rotation adjustment of the said 2nd optical compensation element is carried out so that the phase difference of the light produced by the said liquid crystal and the said 1st optical compensation element may be canceled. The liquid crystal device according to 1. 前記第2光学補償素子は、前記遅相軸が前記一対の偏光板のうちいずれか一方の偏光板の透過軸に沿った状態から、前記一対の偏光板のうち前記一対の基板に対して光が入射する側に配置された偏光板から出射された光の偏光状態を調整するように、回転調整されてい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液晶装置。   The second optical compensation element emits light from the state where the slow axis is along the transmission axis of one of the pair of polarizing plates to the pair of substrates of the pair of polarizing plates. 5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal device is rotationally adjusted so as to adjust a polarization state of light emitted from a polarizing plate disposed on a side on which light enters. 前記液晶は、垂直配向型の液晶であ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液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal is a vertical alignment type liquid crystal. 前記第1光軸が前記一の平面の法線に対してなす角度は、前記プレチルトが付与された液晶分子の長軸が前記一の平面の法線に対してなす角度であるプレチルト角に等しいことを特徴とする請求項6に記載の液晶装置。   The angle formed by the first optical axis with respect to the normal line of the one plane is equal to the pretilt angle that is the angle formed by the long axis of the liquid crystal molecules provided with the pretilt with respect to the normal line of the one plane. The liquid crystal device according to claim 6. 前記第1光学補償素子は、正の一軸性結晶を含んでなると共に光軸が一表面に対して傾斜するように研磨されることにより形成された結晶板からなることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の液晶装置。   2. The first optical compensation element includes a crystal plate that includes a positive uniaxial crystal and is polished so that an optical axis is inclined with respect to one surface. 8. The liquid crystal device according to any one of items 1 to 7. 負の一軸性を有すると共に光軸として前記一の平面の法線に沿った第3光軸を有する第3光学補償素子を更に備えることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の液晶装置。   9. The third optical compensation element according to claim 1, further comprising a third optical compensation element having negative uniaxiality and having a third optical axis along a normal line of the one plane as an optical axis. The liquid crystal device described. 前記第3光学補償素子は、無機材料で構成されることを特徴とする請求項9に記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 9, wherein the third optical compensation element is made of an inorganic material. 前記一対の基板に対して光が入射する側に配置されたマイクロレンズアレイを更に備え、
前記第3光学補償素子は、前記一対の基板に対して光が出射する側に設けられることを特徴とする請求項9又は10に記載の液晶装置。
A microlens array disposed on the light incident side of the pair of substrates;
11. The liquid crystal device according to claim 9, wherein the third optical compensation element is provided on a side from which light is emitted with respect to the pair of substrates.
前記第2光学補償素子は、前記一対の基板に対して光が入射する側に設けられることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の液晶装置。   12. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the second optical compensation element is provided on a light incident side with respect to the pair of substrates. 前記第1及び第2光学補償素子は、前記一対の基板に対して光が出射する側に設けられることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の液晶装置。   12. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the first and second optical compensation elements are provided on a light emitting side with respect to the pair of substrates. 請求項1から13のいずれか一項に記載の液晶装置を具備してなることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to any one of claims 1 to 13.
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