JP2009288637A - Optical compensation plate, liquid crystal device and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、液晶ライトバルブ等の液晶装置に用いられる光学補償板、これを備えた液晶装置、及び電子機器の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of an optical compensator used for a liquid crystal device such as a liquid crystal light valve, a liquid crystal device including the same, and an electronic apparatus.
この種の光学補償板は、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、例えば液晶ライトバルブとして機能する液晶パネルを備えた液晶装置に用いられる。 This type of optical compensator is used, for example, in a liquid crystal device including a liquid crystal panel functioning as a liquid crystal light valve 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. .
このような光学補償板に関して、例えば特許文献1では、垂直配向型の液晶素子に対して、光学補償板としての光学異方性素子を、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 compensation plate, for example,
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補償板を傾けて配置する場合、光学補償板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 optical compensation plate is inclined and disposed as in the technique disclosed in
更に、液晶分子の配向方向に応じて、光学補償板を傾斜させているので、配向方向によっては、光学補償板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 optical compensator is inclined according to the alignment direction of the liquid crystal molecules, the mechanism for inclining the optical compensator becomes complicated depending on the alignment direction, or additional adjustment is required in the assembly process. There is a technical problem that there is a possibility.
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、位相差を適切に補償可能であり、且つ小型化に適した光学補償板、これを備えた液晶装置、及び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, an optical compensator capable of appropriately compensating for a phase difference and suitable for downsizing, a liquid crystal device including the same, and an electronic apparatus are provided. The issue is to provide.
本発明の光学補償板は上記課題を解決するために、支持基板と、前記支持基板上に設けられ、正の一軸性を有すると共に光軸として、前記支持基板の基板面に対して所定角度だけ傾斜した第1光軸を有する第1光学補償素子と、前記支持基板上に前記第1光学補償素子と重なるように設けられ、前記支持基板の基板面の法線に沿った方向から見たときに遅相軸を有する第2光学補償素子とを備える。 In order to solve the above problems, an optical compensation plate of the present invention is provided on a support substrate and the support substrate, has a positive uniaxial property, and has an optical axis at a predetermined angle with respect to the substrate surface of the support substrate. When viewed from a direction along a normal line of the substrate surface of the support substrate, the first optical compensation device having an inclined first optical axis, and provided on the support substrate so as to overlap the first optical compensation device And a second optical compensation element having a slow axis.
本発明の光学補償板は、例えば、一対の基板及び該一対の基板間に挟持されておりプレチルトが付与された液晶分子からなる液晶(典型的には、垂直配向型の液晶、即ちVA(Vertical Alignment)型液晶)を有する液晶パネルと、該液晶パネルを挟み込むように配置された一対の偏光板とを備える、例えば液晶ライトバルブとして機能する液晶装置において、液晶で生じる光の位相差を補償するために用いられる。 The optical compensator of the present invention includes, for example, a liquid crystal composed of a pair of substrates and liquid crystal molecules sandwiched between the pair of substrates and provided with a pretilt (typically a vertical alignment type liquid crystal, that is, VA (Vertical Alignment type liquid crystal panel) and a pair of polarizing plates arranged so as to sandwich the liquid crystal panel, for example, in a liquid crystal device functioning as a liquid crystal light valve, to compensate for the phase difference of light generated in the liquid crystal Used for.
本発明の光学補償板によれば、例えばガラス基板等の透明基板からなる支持基板上に、第1及び第2光学補償素子が設けられる。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、支持基板の基板面に対して、所定角度だけ傾斜している。所定角度は、典型的には、光学補償板が用いられる液晶装置におけるプレチルト角(即ち、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方向に対してなす角度)に応じて予め定められる。例えば、所定角度は、第1光軸が支持基板の基板面の法線方向に対してなす角度がプレチルト角に等しくなるように定められる。第2光学補償素子は、支持基板上に第1光学補償素子と重なるように設けられる。即ち、第1及び第2光学補償素子は、この順番で或いはこの順番とは反対の順番で支持基板上に互いに重なるように設けられる。第2光学補償素子は、支持基板の基板面の法線に沿った方向から見たときに遅相軸を有しており、例えば、正の一軸性の位相差板(即ち、Aプレート)や二軸プレートからなる。 According to the optical compensation plate of the present invention, the first and second optical compensation elements are provided on a support substrate made of a transparent substrate such as a glass substrate. 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 (that is, the optical axis) of the first optical compensation element is inclined by a predetermined angle with respect to the substrate surface of the support substrate. The predetermined angle is typically a pretilt angle in a liquid crystal device in which an optical compensator is used (that is, a long axis of liquid crystal molecules provided with a pretilt is in a normal direction of one plane along a pair of substrates. It is predetermined according to the angle formed. For example, the predetermined angle is determined such that the angle formed by the first optical axis with respect to the normal direction of the substrate surface of the support substrate is equal to the pretilt angle. The second optical compensation element is provided on the support substrate so as to overlap the first optical compensation element. That is, the first and second optical compensation elements are provided on the support substrate so as to overlap each other in this order or in the opposite order. The second optical compensation element has a slow axis when viewed from the direction along the normal line of the substrate surface of the support substrate. For example, a positive uniaxial retardation plate (ie, an A plate) It consists of a biaxial plate.
従って、本発明の光学補償板によれば、例えば、当該光学補償板が、液晶装置における一対の偏光板間に、液晶パネルに対向するように(即ち、一対の基板に沿った一の平面の法線方向と支持基板の基板面の法線方向とが一致するように)且つ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第1光学補償素子の第1光軸が傾斜する方向とが互いに異なるように配置されると共に、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調整されることで、液晶パネルが有する液晶で生じる位相差を適切に補償することができる。より具体的には、例えば液晶ライトバルブとして機能する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、本発明の光学補償板が備える第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。言い換えれば、第1及び第2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及び第2光学補償素子の全体の屈折率の異方性を小さくすることができる。即ち、液晶及び当該光学補償板の全体の屈折率の異方性を示す屈折率楕円体を球状に近づけることができる。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。 Therefore, according to the optical compensation plate of the present invention, for example, the optical compensation plate is opposed to the liquid crystal panel between the pair of polarizing plates in the liquid crystal device (that is, on one plane along the pair of substrates). The normal direction and the normal direction of the substrate surface of the support substrate coincide with each other) and the direction in which the major axis of the liquid crystal molecules to which the pretilt is applied is inclined with respect to one plane along the pair of substrates. The optical compensation element is arranged so that the direction in which the first optical axis of the optical compensation element is inclined is different from each other, and is rotated and adjusted around the axis along the normal line of one plane along the pair of substrates. The phase difference generated in the liquid crystal included in the liquid crystal panel can be appropriately compensated. More specifically, for example, during operation of a liquid crystal device that functions as a liquid crystal light valve, a phase difference of light generated by incident light passing through liquid crystal composed of liquid crystal molecules inclined with respect to a pair of substrates is calculated. The optical compensation plate of the present invention can be compensated by the first and second optical compensation elements. In other words, the first and second optical compensation elements can reduce the anisotropy of the overall refractive index of the liquid crystal sandwiched between the pair of substrates and the first and second optical compensation elements. That is, the refractive index ellipsoid showing the anisotropy of the refractive index of the entire liquid crystal and the optical compensator can be made close to a sphere. 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、本発明の光学補償板は、液晶パネルを構成する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、液晶装置等の小型化に適することができる。 Furthermore, the optical compensation plate of the present invention can compensate for the phase difference of light generated in the liquid crystal without being inclined with respect to the pair of substrates constituting the liquid crystal panel. Therefore, it can be suitable for downsizing of a liquid crystal device or the like.
加えて、本発明の光学補償板は、1枚の支持基板上に第1及び第2光学補償素子が設けられているので、仮に、第1及び第2光学補償素子をそれぞれ別個の支持基板上に設けて2枚の光学補償板として構成する場合と比較して、光学補償板を配置するための空間を狭くすることができると共に、光が透過する透過率を向上させることができる。 In addition, since the optical compensation plate of the present invention is provided with the first and second optical compensation elements on a single support substrate, the first and second optical compensation elements are assumed to be on separate support substrates. Compared to the case where the optical compensator is configured as two optical compensators, the space for disposing the optical compensator can be narrowed, and the transmittance for transmitting light can be improved.
尚、本発明の光学補償板は、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。 The optical compensator of the present invention 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 light is emitted from the pair of substrates. It may be provided on the side.
尚、液晶は、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(Twisted Nematic)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。 The liquid crystal is not limited to the VA type liquid crystal, and a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal is set 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 an OCB (Optically Compensated Birefringence) type liquid crystal can be compensated effectively.
以上説明したように、本発明の光学補償板によれば、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適切に補償でき、且つ小型化に適することができる。 As described above, according to the optical compensation plate of the present invention, the first and second optical compensation elements can appropriately compensate for the phase difference generated in the liquid crystal and can be suitable for miniaturization.
本発明の光学補償板の一態様では、前記支持基板、前記第1及び第2光学補償素子は、光を透過する接着剤により互いに貼り合わされている。 In one aspect of the optical compensation plate of the present invention, the support substrate and the first and second optical compensation elements are bonded to each other with an adhesive that transmits light.
この態様によれば、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が所定の関係となるように、支持基板、第1及び第2光学補償素子を、比較的容易に貼り合わせることができる。よって、支持基板上における第1及び第2光学補償素子の配置失敗等によるコストを削減することも可能となる。 According to this aspect, the support substrate and the first and second optical compensation elements are compared so that the first optical axis of the first optical compensation element and the slow axis of the second optical compensation element have a predetermined relationship. Can be attached easily. Therefore, it is possible to reduce the cost due to the failure to arrange the first and second optical compensation elements on the support substrate.
本発明の光学補償板の他の態様では、前記第2光学補償素子は、正の一軸性を有すると共に光軸として、前記支持基板の基板面に沿った第2光軸を有する。 In another aspect of the optical compensation plate of the present invention, the second optical compensation element has a positive uniaxial property and has a second optical axis along the substrate surface of the support substrate as an optical axis.
この態様によれば、第2光学補償素子は、当該第2光学補償素子の第2光軸が支持基板の基板面に沿うように、支持基板上に設けられる。よって、当該光学補償板が上述したように液晶装置において一の平面の法線に沿った軸を中心として回転調整されることで、例えば、第2光学補償素子によって、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ことが可能である、或いは、光の偏光状態を微調整すること可能である。 According to this aspect, the second optical compensation element is provided on the support substrate such that the second optical axis of the second optical compensation element is along the substrate surface of the support substrate. Therefore, as described above, the optical compensation plate is rotated and adjusted around the axis along the normal line of one plane in the liquid crystal device, as described above, for example, by the second optical compensation element, the liquid crystal and the first optical compensation element. It is possible to cancel the phase difference of light caused by the above, or to fine-tune the polarization state of light.
本発明の光学補償板の他の態様では、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 optical compensation plate 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 crystal 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、支持基板の基板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。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 the substrate surface of the support substrate in a relatively easy manner. 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.
本発明の光学補償板の他の態様では、前記第1及び第2光学補償素子は、前記支持基板の基板面の法線に沿った方向から見たときに、前記第1光軸と前記遅相軸とが互いに交差するように配置される。 In another aspect of the optical compensation plate of the present invention, the first and second optical compensation elements have the first optical axis and the retardation when viewed from a direction along a normal line of the substrate surface of the support substrate. It arrange | positions so that a phase axis may mutually cross.
この態様によれば、第1及び第2光学補償素子は、支持基板の基板面の法線に沿った方向から見たときに、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が(言い換えれば、第1光学補償素子の遅相軸と第2光学補償素子の光軸とが)例えば約45度の角度をなすように配置される。この場合には、偏光板の透過軸と液晶を構成する液晶分子が傾斜するチルト方向(即ち、一対の基板に沿った一の平面内における、液晶分子が傾斜する方位)とが例えば約45度の角度をなす液晶装置における液晶で生じる位相差をより適切に補償することが可能となる。 According to this aspect, the first and second optical compensation elements have the first optical axis and the second optical compensation element when viewed from the direction along the normal line of the substrate surface of the support substrate. For example, the slow axis of the first optical compensation element and the optical axis of the second optical compensation element form an angle of about 45 degrees. In this case, the transmission axis of the polarizing plate and the tilt direction in which the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal tilt (that is, the direction in which the liquid crystal molecules tilt in one plane along the pair of substrates) are, for example, about 45 degrees. It is possible to more appropriately compensate for the phase difference generated in the liquid crystal in the liquid crystal device having the angle.
本発明の光学補償板の他の態様では、負の一軸性を有すると共に光軸として前記支持基板の基板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 optical compensation plate of the present invention, the optical compensation plate further includes a third optical compensation element having a negative uniaxial property and having a third optical axis along the normal direction of the substrate surface of the support substrate as an 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光軸が支持基板の基板面の法線方向に沿うように、該支持基板上に設けられる。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、液晶及び当該光学補償板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 made 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 normal line of the substrate surface of the support substrate. It is provided on the support substrate along the direction. 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 refractive index of the entire liquid crystal and the optical compensation plate 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.
尚、第1、第2及び第3光学補償素子が、支持基板上に設けられる順番はどのような順番でもよい。 Note that the order in which the first, second, and third optical compensation elements are provided on the support substrate may be any order.
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、上述した本発明の光学補償板(但し、その各種態様を含む)とを備え、前記光学補償板は、前記一対の偏光板間に、前記一対の基板に沿った一の平面の法線方向と前記支持基板の基板面の法線方向とが一致するように且つ前記一の平面に対して、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前記第1光軸が傾斜する方向とが互いに異なるように配置されると共に、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る。 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 given liquid crystal molecule, a pair of polarizing plates arranged so as to sandwich the pair of substrates, and the optical compensator of the present invention described above (including various aspects thereof), The compensation plate is disposed between the pair of polarizing plates so that the normal direction of one plane along the pair of substrates and the normal direction of the substrate surface of the support substrate coincide with each other and the one plane. The liquid crystal molecules provided with the pretilt are arranged so that the direction in which the major axis is inclined and the direction in which the first optical axis is inclined are different from each other, and the axis along the normal line of the one plane is It is configured to be rotatable as a center.
本発明の液晶装置によれば、上述した本発明の光学補償板を備えているので、液晶で生じる位相差を適切に補償することができる。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る。更に、小型化に適することができる。 According to the liquid crystal device of the present invention, since the optical compensation plate of the present invention described above is provided, the phase difference generated in the liquid crystal can be appropriately compensated. Therefore, a high-quality image with a relatively high contrast can be displayed. Furthermore, it can be suitable for downsizing.
本発明の液晶装置の一態様では、前記光学補償板は、前記液晶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 one aspect of the liquid crystal device of the present invention, the optical compensator is rotationally adjusted so as to cancel the phase difference of light generated by the liquid crystal.
この態様によれば、光学補償板は、例えば液晶装置の外部に設けられた回転調整手段によって、液晶によって生ずる光の位相差が打ち消されるように、回転調整されている。よって、液晶及び当該光学補償板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 optical compensator is rotationally adjusted so that the phase difference of the light generated by the liquid crystal is canceled out by, for example, a rotation adjusting means provided outside the liquid crystal device. Therefore, the refractive index anisotropy of the entire liquid crystal and the optical compensation plate can be further reduced.
本発明の液晶装置の他の態様では、前記光学補償板は、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 optical compensator is configured such that the slow axis of the pair of polarizing plates is in a state where the slow axis is along the transmission axis of one of the pair of polarizing plates. Among them, the rotation is 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、光学補償板は、その第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、光学補償板は、例えば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、光学補償板(特に、その第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, the optical compensation plate is in a state in which the slow axis of the second optical compensation element is along the transmission axis of the polarizing plate on the incident side or the outgoing side. For example, rotation adjustment is performed by a rotation adjustment unit provided outside the liquid crystal device so as to adjust the polarization state of the light emitted from the incident-side polarizing plate. Therefore, the polarization state of the light is adjusted by the optical compensation plate (particularly, the second optical compensation element), and the light can be incident in a more optimal polarization state with respect to 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一対の基板に沿った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、光学補償板の第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 optical compensator plate is used to detect the phase difference of light caused by 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 plane along the pair of substrates. The first and second optical compensation elements can effectively compensate.
本発明の液晶装置の他の態様では、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、前記光学補償板は、前記一対の基板に対して光が出射する側に配置される。 In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the liquid crystal device further includes a microlens array disposed on a light incident side with respect to the pair of substrates, and the optical compensator emits light to the pair of substrates. It is arranged on the side to be.
この態様によれば、光学補償板が、マイクロレンズアレイに対して光が出射する側に配置されるので、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光学補償板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 optical compensator is disposed on the side from which the light is emitted with respect to the microlens array, the phase difference generated when the light bent by the microlens array passes through the liquid crystal is optically detected. Compensation can be ensured by the compensation plate. 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, a liquid crystal device of the present invention comprises the above-described liquid crystal device of 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.
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.
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。
<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板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。
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.
<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 FIG. 1 and FIG. 2, the optical compensator and the polarizing plate, which will be described in detail later, are not disposed, and only the liquid crystal panel is shown.
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
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
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
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
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
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
次に、本実施形態に係る液晶装置が備える光学補償板について、図3から図7を参照して説明する。 Next, the optical compensation plate provided in the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
先ず、光学補償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。
First, the arrangement position of the optical compensation 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
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、光学補償板200、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及び光学補償板200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 the present embodiment includes a
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
光学補償板200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。光学補償板200は、後に詳細に説明するが、支持基板290、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220を備えている。
The
次に、光学補償板及び偏光板の構成について、図4から図6を参照して説明する。ここに図4は、本実施形態に係る光学補償板及び偏光板の斜視図である。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。図6は、第1光学補償素子の遅相軸と第2光学補償素子の光軸との関係を示す模式図である。尚、図4では、光学補償板及び偏光板に加えて、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及び図5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, the configuration of the optical compensation plate and the polarizing plate will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view of the optical compensation plate and the polarizing plate according to this embodiment. FIG. 5 is a conceptual diagram showing a method for forming the first optical compensation element according to the present embodiment. FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the slow axis of the first optical compensation element and the optical axis of the second optical compensation element. FIG. 4 conceptually shows the state of liquid crystal molecules in the
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
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。
Each of the
光学補償板200は、支持基板290、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220を備えている。支持基板290は、例えばガラス基板等の透明基板からなる。第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220は、この順番で支持基板290上に、互いに重なるように設けられている。支持基板290、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220は、光を透過する接着剤により互いに貼り合わされている。
The
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、支持基板290の基板面(図4中ではXY平面)の法線(図4中ではZ軸)に対して、角度θ1だけ傾斜している。角度θ1は、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。第1光学補償素子210は、光を透過する接着剤により支持基板290に貼り付けられている。
The first
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
再び図4において、第2光学補償素子220は、正の一軸性の位相差板(即ち、Aプレート)からなる。第2光学補償素子220は、光を透過する接着剤により第1光学補償素子220に貼り付けられている。
In FIG. 4 again, the second
ここで、図6に示すように、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220は、支持基板290の基板面の法線に沿った方向から見たときに、第1光学補償素子210の遅相軸213(或いは光軸211)と第2光学補償素子220の光軸221とが角度βをなして互いに交差するように配置されている。角度βは、透過軸311及び321の各々と、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)とが約45度の角度をなす(図4参照)のに対応して、約45度の角度に設定されている。
Here, as shown in FIG. 6, the first
再び図4において、上述のように構成された光学補償板200は、液晶パネル100のTFTアレイ基板10に沿った平面の法線方向(図4中ではZ軸)と支持基板290の基板面の法線方向とが一致するように配置される。更に、この際、光学補償基板200は、TFTアレイ基板10に沿った平面(言い換えれば、図4中、XY平面)に対して、第1光学補償素子210の光軸211が傾斜する方向と液晶分子501の長軸が傾斜する方向とが互いに異なるように、且つ、TFTアレイ基板10に沿った平面の法線方向から見て第2光学補償素子220の光軸221が延びる方向と偏光板320の透過軸321が延びる方向とが一致するように配置される。よって、光学補償板200は、光軸211が、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て、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だけ傾斜するように配置される。従って、第1光学補償素子210の想定屈折率楕円体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。
In FIG. 4 again, the
更に、光学補償板200は、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。加えて、本実施形態では特に、光学補償板200は、液晶層50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、光学補償板200は、光の偏光状態を微調整する機能も備えている。より具体的には、光学補償板200は、上述したようにTFTアレイ基板10に沿った平面の法線方向から見て第2光学補償素子220の光軸221が延びる方向と偏光板320の透過軸321が延びる方向とが一致するように配置された後、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、液晶層50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。言い換えれば、光学補償板200を上述のように配置された位置から、TFTアレイ基板10の法線方向に沿った軸を中心として例えば1〜10度程度の角度だけ回転させることにより、液晶層50によって生ずる光の位相差を光学補償板200によって補償することができる。
Further, the
ここで、第1光学補償素子210は、TFTアレイ基板10に沿った平面の法線(図4中ではZ軸)に対して、角度θ1(即ち、プレチルト角αに殆ど等しい角度、例えば約5度)だけ傾斜した光軸211を有するので、TFTアレイ基板10に沿った光軸221を有する第2光学補償素子220と比べて、位相差を補償する効果の回転されることによる変化が小さい。よって、上述した回転調整により、第1光学補償素子210による位相差を補償する効果を殆ど変化させることなく、第2光学補償素子220による位相差を補償する効果を高めることができる。尚、第1光学補償素子210は、第2光学補償素子220と比べて、位相差を補償する効果の回転されることによる変化が小さいので、光学補償板200の製造工程において第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220が貼り合わされる際の角度β(図6参照)のずれは、光学補償板200による位相差を補償する効果を殆ど或いは実践上は全く低下させない。
Here, the first
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7を参照して説明する。ここに図7は、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。 Next, the operation of the liquid crystal device according to this embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. 7 in addition to FIG. 3 and FIG. FIG. 7 is a conceptual diagram conceptually showing an assumed refractive index ellipsoid obtained by synthesizing the assumed refractive index ellipsoid of the liquid crystal layer and the assumed 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
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7に示すように、液晶層50全体の屈折率の異方性を示す想定屈折率楕円体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の想定屈折率楕円体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
しかるに、図4及び図7において、本実施形態に係る液晶装置によれば、光学補償板200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、光学補償板200によって、液晶層50及び光学補償板200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だけ傾斜した想定屈折率楕円体501eを有する液晶層50に対して、角度θ1だけ想定屈折率楕円体501eとは反対側に傾斜した想定屈折率楕円体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の想定屈折率楕円体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、光学補償板200は、液晶層50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、光学補償板200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. 7, the liquid crystal device according to the present embodiment includes the
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、光学補償板200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
更に、光学補償板200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
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、回転調整された光学補償板200により、液晶層50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
加えて、本実施形態では特に、光学補償板200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、光学補償素板200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光学補償板200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、光学補償板200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 this embodiment, in particular, the
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、光学補償板200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。
<第2実施形態>
第2実施形態に係る液晶装置について、図8を参照して説明する。ここに図8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8において、図1から図7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。
As described above, according to the liquid crystal device according to the present embodiment, the
Second Embodiment
A liquid crystal device according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a perspective view having the same concept as in FIG. 4 in the second embodiment. In FIG. 8, the same components as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
図8において、第2実施形態に係る液晶装置は、上述した第1実施形態に係る光学補償板200に代えて光学補償板200bを備える点で、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. 8, 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 an
光学補償板200bは、第1光学補償素子210及び第2光学補償素子220間に第3光学補償素子230を更に備える点で、上述した第1実施形態に係る光学補償板200と異なり、その他の点については、上述した第1実施形態に係る光学補償板200と概ね同様に構成されている。
The
図8に示すように、光学補償板200bは、支持基板290、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を備えている。第1光学補償素子210、第3光学補償素子230及び第2光学補償素子220は、この順番で支持基板290上に互いに重なるように設けられている。支持基板290、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、光を透過する接着剤により互いに貼り合わされている。
As shown in FIG. 8, the
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、支持基板290の基板面の法線方向(図4中ではZ方向)に沿っている。従って、想定屈折率楕円体232も該法線方向に沿っている。
The third
光学補償板200bが上述のように構成された第3光学補償素子230を備えることによって、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、光学補償板200bが備える第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及び光学補償板200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。
When the
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が、支持基板290上に設けられる順番は、本実施形態とは異なる順番であってもよい。その場合にも、液晶層50を通過することで発生する光の位相差を、確実に補償することができる。
<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9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9は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。
Note that the order in which the first
<Electronic equipment>
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. 9 is a plan view showing a configuration example of the projector.
図9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. 9, a
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
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
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
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9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. 9, 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光学補償板、液晶装置及び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 embodiment, 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, and an optical compensator with such a change. Liquid crystal devices and electronic devices are also included in the technical scope of the present invention.
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、200、200b…光学補償板、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、290…支持基板、310、320…偏光板、311、321…透過軸、400…マイクロレンズアレイ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記支持基板上に設けられ、正の一軸性を有すると共に光軸として、前記支持基板の基板面に対して所定角度だけ傾斜した第1光軸を有する第1光学補償素子と、
前記支持基板上に前記第1光学補償素子と重なるように設けられ、前記支持基板の基板面の法線に沿った方向から見たときに遅相軸を有する第2光学補償素子と
を備えることを特徴とする光学補償板。 A support substrate;
A first optical compensation element provided on the support substrate, having a positive uniaxial property and having, as an optical axis, a first optical axis inclined by a predetermined angle with respect to a substrate surface of the support substrate;
A second optical compensation element provided on the support substrate so as to overlap the first optical compensation element and having a slow axis when viewed from a direction along a normal line of the substrate surface of the support substrate. An optical compensator characterized by.
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、
請求項1から6のいずれか一項に記載の光学補償板と
を備え、
前記光学補償板は、前記一対の偏光板間に、前記一対の基板に沿った一の平面の法線方向と前記支持基板の基板面の法線方向とが一致するように且つ前記一の平面に対して、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前記第1光軸が傾斜する方向とが互いに異なるように配置されると共に、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;
An optical compensator according to any one of claims 1 to 6,
The optical compensator is arranged so that a normal direction of one plane along the pair of substrates and a normal direction of a substrate surface of the support substrate coincide with each other between the pair of polarizing plates. On the other hand, the direction in which the major axis of the liquid crystal molecules provided with the pretilt is inclined and the direction in which the first optical axis is inclined are different from each other and along the normal line of the one plane. A liquid crystal device configured to be rotatable about an axis.
前記光学補償板は、前記一対の基板に対して光が出射する側に配置される
ことを特徴とする請求項7から10のいずれか一項に記載の液晶装置。 A microlens array disposed on the light incident side of the pair of substrates;
The liquid crystal device according to any one of claims 7 to 10, wherein the optical compensation plate is disposed on a side from which light is emitted with respect to the pair of substrates.
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JP2008142756A JP2009288637A (en) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Optical compensation plate, liquid crystal device and electronic equipment |
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