JP2011180487A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単な構成により高コントラストの画像を表示可能である液晶装置を提供する。
【解決手段】液晶装置１５の光学補償部２８を構成する第１位相差板１５ａや第２位相差板１５ｅを、入射側ＬＩにマイクロレンズアレイ（集光基板）が形成された液晶層１５ｃと第２偏光板１５ｄとの間に配置することによって、マイクロレンズアレイで集光されて液晶層１５ｃを透過した後の光ＬＲの光学的な異方性を補償するので、出射光（画像）のコントラストを良好に維持できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶装置およびこれを備えた電子機器に関し、詳しくは、液晶装置のコン
トラストを向上させる技術に関する。

液晶装置は、例えば、電卓や電子辞書、テレビ、デジタルカメラのディスプレイ、カ
ーナビゲーションシステムのモニター、携帯電話やコンピューターのモニター、プロジェ
クターの表示素子など、様々な電子機器のディスプレイとして用いられている。

このような液晶装置は、液晶層の動作モードの違いによりいくつかの種類に分類する
ことができる。例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）‐ＬＣＤ、ＶＡ（Ｖｅ
ｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｎｅｍａｔｉｃ）‐ＬＣＤ、ＩＰＳ（Ｉｎ‐Ｐｌａｎ
ｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）‐ＬＣＤ、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏ
ｒｙ Ｂｅｎｄ）‐ＬＣＤなどが知られている。これら液晶装置のうち、何れの動作モー
ドの液晶装置が用いられるかは、電子機器の使用環境や必要とする性能に応じて選択され
る。

例えば、垂直配向膜の間にネマティック液晶を封入し、液晶層に電圧を印加しない状
態で液晶分子が略垂直配向するようにつくられる。このＶＡモードの液晶装置は、液晶層
に電圧を印加していない状態（無電圧状態）で、液晶分子が基板に対して略垂直になるた
め、ＶＡモードの液晶装置を正面視した時の黒色の表示は、液晶層を挟み込むようにクロ
スニコル配置で設けられた偏光板の特性と略一致するため、非常に高いコントラストを実
現できることが知られている。

こうした特徴によって、高いコントラストが要求される液晶装置では、ＶＡモードの
液晶装置が多く採用されている。しかし、このＶＡモードの液晶装置は、正面視した場合
には非常に良いコントラストが得られるが、他の液晶装置と同様に、斜め方向から観察す
る場合には、コントラストの低下や中間階調色を表示する際に明るさが逆転する階調反転
現象が起きるなど、表示特性が悪化してしまう。こうした課題を改善し、コントラストを
向上させる技術として、例えば、位相差板を液晶ライトバルブに対して傾斜させて配置す
る技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００６−１１２９８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術のように位相差板を傾斜させて配置する
場合、液晶分子の配向方向に応じて、位相差板を傾斜させる必要がある。この場合、プロ
ジェクタの内部において、例えば空気の循環による冷却効果の観点などによって、位相差
板を傾斜させるための空間が限定されているため、コントラストを高めることが困難にな
る可能性があるという技術的な問題点がある。或いは、この位相差板を傾斜させる機構が
複雑になってしまい、組み立て工程において、位相差板を傾斜させる調整が技術的に困難
となってしまう。

本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、比較的簡単な構成により高コ
ントラストの画像を表示可能である液晶装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、比較的簡単な構成により高コントラストの画像を表示可能な電子機
器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は次のような液晶装置を提供し
た。
すなわち、本発明の液晶装置は、それぞれに配向膜を有する一対の基板と、前記一対
の基板間に挟持され、前記配向膜によってプレチルトを付与された液晶分子からなる垂直
配向型の液晶層と、前記液晶層を挟んで配置され、光の入射側を成す第１偏光板および光
の出射側を成す第２偏光板と、前記第１偏光板から入射した光を集光させて前記液晶層に
向けて出射するマイクロレンズアレイと、前記液晶層を透過した光の位相差を低減する光
学補償部と、備え、
前記光学補償部は、一軸性の屈折率異方性を保持すると共に前記一軸性の屈折率異方
性の一軸性光軸が厚さ方向に沿う第１屈折率異方性を保持すると共に、前記第１屈折率異
方性の第１光軸が前記プレチルトによる前記光の特性変化を打ち消す第１方向に傾斜した
第１位相差板、および／または、第２屈折率異方性を保持すると共に、前記第２屈折率異
方性の第２光軸が前記特性変化を打ち消すと共に前記第１方向と異なる第２方向に傾斜し
た第２位相差板を少なくとも有し、前記光学補償部は、前記液晶層と前記第２偏光板との
間に配置されることを特徴とするとする。

このような液晶装置によれば、光学補償部は入射側にマイクロレンズアレイが形成さ
れた液晶層と第２偏光板との間に配置される。こうした光学補償部をマイクロレンズアレ
イの前段側、即ち第１偏光板とマイクロレンズアレイとの間に形成すると、入射光の光学
的な異方性を光学補償部で補償した後に、マイクロレンズアレイで集光して液晶層に入射
させることになる。これによって、光学的な異方性を補償した後の光が集光によってその
特性が損なわれてしまい、液晶装置から出射された光のコントラストが低下してしまう懸
念がある。しかし、本発明の液晶装置のように、光学補償部を構成する第１位相差板や第
２位相差板を、入射側にマイクロレンズアレイが形成された液晶層と第２偏光板との間に
配置することによって、マイクロレンズアレイで集光されて液晶層を透過した後の光の光
学的な異方性を補償するので、出射光のコントラストを良好に維持できる。

また、本発明の液晶装置は、それぞれに配向膜を有する一対の基板と、前記一対の基
板間に挟持され、前記配向膜によってプレチルトを付与された液晶分子からなる垂直配向
型の液晶層と、前記液晶層を挟んで配置され、光の入射側を成す第１偏光板および光の出
射側を成す第２偏光板と、前記第１偏光板から入射した光の位相差を低減する光学補償部
と、備え、
前記光学補償部は、一軸性の屈折率異方性を保持すると共に前記一軸性の屈折率異方
性の一軸性光軸が厚さ方向に沿う第１屈折率異方性を保持すると共に、前記第１屈折率異
方性の第１光軸が前記プレチルトによる前記光の特性変化を打ち消す第１方向に傾斜した
第１位相差板、および／または、第２屈折率異方性を保持すると共に、前記第２屈折率異
方性の第２光軸が前記特性変化を打ち消すと共に前記第１方向と異なる第２方向に傾斜し
た第２位相差板を少なくとも有し、
前記第１偏光板から入射した光を集光手段を介在させずに前記液晶層に入射させ、前
記光学補償部は、前記第１偏光板と前記液晶層との間に配置されることを特徴とする。

液晶層の入射側にマイクロレンズアレイなどの集光手段が形成されていない構成では
、第１偏光板と液晶層との間に、第１位相差板や第２位相差板などからなる光学補償部を
配置することによって、入射光の光学的な異方性を光学補償部で補償した後に、集光手段
等を介さずに液晶層に入射させることで、出射光（画像）のコントラストを良好に維持で
きる。

前記光学補償部は、前記第２位相差板を一対の前記第１位相差板の間に配置すればよ
い。
これにより、出射光のコントラストをより一層高めることが可能になる。

前記光学補償部には防塵機能を付与してもよい。
光学補償と防塵の機能を一体化させることによって、液晶装置の部品点数を減らすこ
とができ、低コストに液晶装置を製造することができる。

前記第１方向と前記第２方向とは、前記プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向
を挟む位置関係にあればよい。
これによって、液晶分子の長軸方向と、第１方向に沿って延びる第１屈折率異方性の
第１光軸とが交わる角度を大きくさせることが可能であると共に、液晶分子の長軸方向と
、第２方向に沿って延びる第２屈折率異方性の第２光軸とが交わる角度を大きくさせるこ
とが可能である。そして、液晶分子と、第１及び第２位相差板とによって形成される屈折
率楕円体を三次元的に屈折率球体へ近づけることができるので、液晶分子の光学的な異方
性を光学的な等方性へ向かうようにより適切に補償し、より高コントラストでより高品位
な表示を得ることができる。

前記第１位相差板及び前記第２位相差板のうち少なくとも一方は、前記基板の一面に
対する法線方向を回転軸にして回転可能であればよい。
これにより、少なくとも一方の位相差板を上述した法線方向を回転軸として回転させ
ることで、少なくとも一方の位相差板の屈折率異方性の光軸が傾斜する方向、及び、少な
くとも一方の位相差板の屈折率異方性の光軸が第１基板と交わる角度を調整することで、
液晶パネルの液晶分子の光学的な異方性を容易に且つ高精度に補償することができる。

本発明の電子機器は、前記各項記載の液晶装置を備えたことを特徴とする。
このような電子機器によれば、電子機器を構成する液晶装置がマイクロレンズアレイ
を備えている否かに応じて、光学補償部の形成位置を液晶層と第２偏光板との間、または
第１偏光板と液晶層との間のいずれかにすることによって、出射光、即ち画像のコントラ
ストを高めることが可能になる。

本発明の液晶装置を備えた液晶表示装置（ＬＣＤ）の一例を示す概略構成図である（第１実施形態）。 本実施形態に係る液晶パネルの全体構成図（図２（ａ））及び、当該図２（ａ）のＨ−Ｈ’線に沿う断面構成図（図２（ｂ））である。 本実施形態に係る液晶装置の構成を示す説明図である。 本実施形態に係る図３における各構成部材の光学軸配置を示す図である。 本実施形態に係る第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質と、第１位相差板に対応される基板との相対的な位置関係を規定する蒸着方向等を図式的に示した外観斜視図（図５（ａ））、第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質と、第２位相差板に対応される基板との相対的な位置関係を規定する蒸着方向等を図式的に示した外観斜視図（図５（ｂ））並びに第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質と第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質と基板との相対的な位置関係を図式的に示した外観斜視図（図５（ｃ））である。 本実施形態に係る第１及び第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質の光軸と、液晶パネルを構成する液晶分子の光軸との相対的な位置関係を図式的に示した平面図（図６（ａ））及び立面図（図６（ｂ））である。 本実施形態に係る第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質と第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質の光学的異方性と、液晶パネルを構成する液晶分子の光学的異方性とが合成されて、光学的等方性が実現される様子を概念的に示した模式図である。 本発明の液晶装置を備えた液晶表示装置の別な一例を示す概略構成図である（第２実施形態）。 図８における液晶パネルの要部拡大断面図である。 本発明の別な実施形態を示す要部拡大断面図である（第３実施形態）。 本発明の別な実施形態を示す要部拡大断面図である（第４実施形態）。 本発明の別な実施形態を示す概略構成図である（第５実施形態）。 本発明の別な実施形態を示す概略構成図である（第６実施形態）。 本発明の別な実施形態を示す概略構成図である（第７実施形態）。 本発明の別な実施形態を示す概略構成図である（第８実施形態）。 本発明の電子機器の一実施形態であるプロジェクターを示す概略構成図である（第９実施形態）。 本発明の実施例の測定条件を示す説明図である。 本発明の実施例の測定結果を示すグラフである（第１実施例）。 本発明の実施例の測定結果を示すグラフである（第２実施例）。 本発明の実施例の測定結果を示すグラフ、表である（第３実施例）。

以下、図面を参照して、本発明に係る液晶装置の一実施形態について説明する。なお
、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、
特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は
、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示してい
る場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（第１実施形態）
図１は、本発明の液晶装置を備えた液晶表示装置（ＬＣＤ）の概要を示す構成図であ
る。
液晶表示装置１０は、光源（バックライト）１２と、インテグレータ２１と、液晶装
置１５とを備えている。光源１２は、例えば、赤色光、緑色光及び青色光を含む白色光を
供給する発光ダイオード（ＬＥＤ）などから構成されている。インテグレータ２１は、光
源１２から照射された光の照度分布を均一化させる。

液晶装置１５は、光源１２からインテグレータ２１を介して入射された光、例えば白
色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置（電気光学装置）である。液晶装置１
５は、入射側ＬＩから出射側ＬＯに向けて順に、第１偏光板１５ｂ、液晶パネル１５ｃ、
光学補償部２８、及び第２偏光板１５ｄを備えている。更に、光学補償部２８は、第１位
相差板１５ａと第２位相差板１５ｅとから構成されている。

入射側ＬＩから液晶装置１５に入射した光ＬＲは、第１偏光板１５ｂを透過して例え
ばｓ偏光に変換される。液晶パネル１５ｃは、入射したｓ偏光を画像信号に応じた変調に
よってｐ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する。さらに、第２偏光板１
５ｄは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶装置１５
は、画像信号に応じて光ＬＲを変調し、変調した光ＬＲを射出する構成となっている。

次に、液晶装置１５について詳述する。
図２は、本実施形態に係る液晶装置の全体構成図（図２（ａ））及び、この図２（ａ
）のＨ−Ｈ’線に沿う断面構成図（図２（ｂ））である。また、図３は、本実施形態に係
る液晶装置の構成を示す説明図である。図４は、図３における各構成部材の光学軸配置を
示す図である。

液晶パネル１５ｃは、図２に示すように、互いに対向して配置された対向基板３１と
ＴＦＴアレイ基板３２とを備え、シール材３３を介して両者を貼り合わせた構成である。
対向基板３１、ＴＦＴアレイ基板３２、及びシール材３３に囲まれた領域内に、液晶層３
４が封入されている。液晶層３４は、負の誘電率異方性を有する液晶からなり、本実施形
態の液晶パネル１５ｃでは、図３に示すように、液晶分子５１が配向膜４３、９８の間で
所定の傾き（プレチルト角）を有して垂直配向した構成である。

液晶パネル１５ｃは、ＴＦＴアレイ基板３２、対向基板３１及びシール材３３で区画
された領域に封止された液晶層３４を有している。液晶パネル１５ｃのうちシール材３３
の形成領域の内側には、額縁或いは周辺見切りとなる遮光膜３５が形成されている。シー
ル材３３の外周側の角部には、ＴＦＴアレイ基板３２と対向基板３１との電気的導通をと
るための基板間導通材５７が配設されている。

ＴＦＴアレイ基板３２のうち平面視でシール材３３の形成領域の外側となる領域に、
データ線駆動回路７１及び外部回路実装端子７５と、２個の走査線駆動回路７３とが形成
されている。さらに、ＴＦＴアレイ基板３２の上記領域には、上記画像表示領域の両側に
設けられた走査線駆動回路７３の間を接続するための複数の配線７４も形成されている。
データ線駆動回路７１及び走査線駆動回路７３をＴＦＴアレイ基板３２上に形成する代わ
りに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（TapeAutomatedBonding）基板とＴＦＴ
アレイ基板３２の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的
に接続してもよい。

対向基板３１は、図２（ｂ）に示すように、複数のマイクロレンズを平面的に配列さ
せたマイクロレンズアレイ（集光基板）９５を備えている。対向基板３１は、基板９２と
、樹脂層９３と、カバーガラス９４とを主体として構成されている。

基板９２及びカバーガラス９４は、ガラス等からなる透明基板であり、石英やホウ珪
酸ガラス、ソーダライムガラス（青板ガラス）、クラウンガラス（白板ガラス）等からな
る基板を用いることもできる。基板９２の液晶層３４側（図示下面側）には、複数の凹部
（マイクロレンズ）によってなるマイクロレンズアレイ９５が形成されている。マイクロ
レンズアレイ９５は、液晶層３４と反対側から基板９２に入射する光を集光して液晶層３
４側に射出する。

樹脂層９３は、基板９２のマイクロレンズアレイ９５上に充填された樹脂材料からな
る層であり、光を透過可能な樹脂材料、例えばアクリル系樹脂等を用いて形成される。樹
脂層９３は、基板９２の一面側を覆い、マイクロレンズアレイ９５の凹状の内部を充填す
るように設けられている。樹脂層９３の上面は平坦面とされ、かかる平坦面にカバーガラ
ス９４が貼り付けられている。

カバーガラス９４の液晶層３４側の面には、遮光膜３５と、共通電極９７と、配向膜
９８とが形成されている。遮光膜３５は平面視略格子状を成してカバーガラス９４上に形
成されている。マイクロレンズアレイ９５は、遮光膜３５の間に位置して、液晶パネル１
５ｃの画素領域（画素電極４２の形成領域）に平面視で重なる領域にそれぞれ配置されて
いる。配向膜９８は液晶層３４を構成する液晶分子を基板面に対して略垂直に配向させる
垂直配向膜であり、例えば、斜方蒸着により柱状構造を有して形成されたシリコン酸化物
膜や、配向処理を施されたポリイミド膜等からなるものである。

ＴＦＴアレイ基板３２は、ガラスや石英等からなる透明の基板４１と、基板４１の液
晶層３４側面に形成された画素電極４２と、画素電極を駆動するＴＦＴ４４と、配向膜４
３とを主体として構成されている。

画素電極４２は、例えばＩＴＯ等の透明導電材料からなる平面視略矩形状の導電膜で
あり、図２（ａ）に示すように、基板４１上に平面視マトリクス状に配列され、平面視で
マイクロレンズアレイ９５と重なる領域に形成されている。

ＴＦＴ４４は、図示を簡略化しているが、画素電極４２の各々に対応して基板４１上
に形成されており、通常は平面視で対向基板３１側の遮光膜３５と重なる領域（非表示領
域、遮光領域）に配置されている。

画素電極４２を覆って形成された配向膜４３は、先の配向膜９８と同様に、斜方蒸着
により形成されたシリコン酸化物膜等からなる垂直配向膜である。

配向膜４３、９８は、互いの配向方向（柱状構造物の配向方向）が平面視でほぼ平行
になるように形成されており、液晶層３４を構成する液晶分子を基板面に対して所定の傾
きを有してほぼ垂直に配向させるとともに、液晶分子の傾き方向を基板面方向で一様なも
のとするべく機能する。

なお、基板４１の液晶層３４側の表面のうち平面視でシール材３３の形成領域の内側
となる領域には、画素電極４２やＴＦＴ４４を接続するデータ線（図示略）や走査線（図
示略）が形成されている。データ線及び走査線は、平面視で遮光膜３５と重なる領域に形
成されている。そして、遮光膜３５やＴＦＴ４４、データ線、走査線によって縁取られた
領域が液晶パネル１５ｃの画素領域とされる。そして、複数の画素領域が平面視マトリク
ス状に配列されて画像表示領域を構成している。

図３に示すように、液晶装置１５は、上述した液晶パネル１５ｃと、液晶パネル１５
ｃの対向基板３１の外側に配置された第１偏光板１５ｂと、ＴＦＴアレイ基板３２の外側
に配置された光学補償部２８と、光学補償部２８の外側に配置された第２偏光板１５ｄと
から構成されている。更に、光学補償部２８は、第１位相差板１５ａと、第１位相差板１
５ａの外側に配置された第２位相差板１５ｅとから構成されている。

なお、本実施形態の液晶装置１５では、第１偏光板１５ｂが配設された側（図示上側
）が入射側ＬＩであり、第２偏光板１５ｄが配設された側が射出側ＬＯである。液晶パネ
ル１５ｃにおいて、液晶層３４を挟持して対向する配向膜４３，９８は、例えば基板法線
方向から５０°程度ずれた斜め方向からシリコン酸化物を蒸着して形成されている。膜厚
はいずれも４０ｎｍ程度である。図３の配向膜４３，９８に付した矢印により表される配
向方向４３ａ、９８ａは、形成時の蒸着方向のうち基板面内の方向に一致している。配向
膜４３における配向方向４３ａと配向膜９８における配向方向９８ａとは互いに平行であ
る。

そして、配向膜４３，９８の配向規制力により、液晶分子５１は基板法線から２°〜
８°程度傾いた状態で配向するとともに、液晶分子５１のダイレクタの方向（プレチルト
方向Ｐ）が基板面方向で配向方向４３ａ、９８ａに沿った方向となるように配向している
。

第１偏光板１５ｂ及び第２偏光板１５ｄは、例えば、染色されたＰＶＡ（ポリビニル
アルコール）からなる偏光素子１５１を、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）からなる２
枚の保護膜１５２で挟み込んだ三層構造を備えている。図４に示すように、第１偏光板１
５ｂの透過軸１５１ｂと、第２偏光板１５ｄの透過軸１５１ｄは直交して配置されている
。これらの偏光板１５ｂ、１５ｄの透過軸１５１ｂ、１５１ｄの方向は、液晶パネル１５
ｃの配向膜４３の配向方向（蒸着方向）４３ａに対して平面視で略４５°ずれた方向とな
っている。

第１位相差板１５ａは、第１基板１５０１ａと、一軸性の屈折率異方性を保持する屈
折率異方性媒質２５５ｃが垂直蒸着された垂直蒸着膜１５０１ｃと、第１屈折率異方性を
保持する屈折率異方性媒質が斜方蒸着された第１蒸着膜１５０３ａと、第３基板１５０２
ａとを備えて構成されている。

図３の第１位相差板１５ａの第１蒸着膜１５０３ａの側方には、この屈折率異方性媒
質２５５ａの屈折率楕円体における光軸方向の主屈折率が示されている。本実施形態では
、主屈折率ｎｘ’、ｎｙ’、ｎｚ’は、ｎｘ’＞ｎｙ’＞ｎｚ’なる関係を満たす構成と
されている。すなわち、基板１５０１ａ又は基板１５０２ａの法線方向から傾いた方向の
屈折率ｎｘ’が他の方向の屈折率ｎｙ’、ｎｚ’より大きく、屈折率楕円体では米粒型と
なる。

図３の第１位相差板１５ａの垂直蒸着膜１５０１ｃの側方に、垂直蒸着膜１５０１ｃ
の屈折率異方性媒質２５５ｃの平均的な屈折率楕円体を模式的に示している。この図にお
いて、ｎｘｃ’、ｎｙｃ’はそれぞれ垂直蒸着膜１５０１ｃの面方向の主屈折率を示して
おり、ｎｚｃ’は垂直蒸着膜１５０１ｃの厚さ方向の主屈折率を示している。本実施形態
では、主屈折率ｎｘｃ’、ｎｙｃ’、ｎｚｃ’は、ｎｘｃ’＝ｎｙｃ’＞ｎｚｃ’なる関
係を満たす構成とされている。すなわち、厚さ方向の屈折率ｎｚｃ’が他の方向の屈折率
より小さく、屈折率楕円体では円盤型となる。この屈折率異方性媒質２５５ｃの屈折率楕
円体は、垂直蒸着膜１５０１ｃの板面に対して平行に配向されており、垂直蒸着膜１５０
１ｃの光軸方向（屈折率楕円体の短軸方向）は板面法線方向と平行である。

第２位相差板１５ｅは、第２基板１５０１ｅと、屈折率異方性を保持する屈折率異方
性媒質２５５ｅが斜方蒸着された第２蒸着膜１５０３ｅと、第４基板１５０２ｅとを備え
て構成されている。図３の第２位相差板１５ｅの側方には、この屈折率異方性媒質２５５
ｅの屈折率楕円体における光軸方向の主屈折率が示されている。本実施形態では、主屈折
率ｎｘ’’、ｎｙ’’、ｎｚ’’は、ｎｘ’’＞ｎｙ’’＞ｎｚ’’なる関係を満たす構
成とされている。すなわち、第２基板１５０１ｅ又は第４基板１５０２ｅの法線方向から
傾いた方向の屈折率ｎｘ’’が他の方向の屈折率ｎｙ’’、ｎｚ’’より大きく、屈折率
楕円体では米粒型となる。

特に、第２位相差板１５ｅ（又は第１位相差板１５ａ）の法線方向から見て、第２位
相差板１５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸が傾斜する方向と、上述した第１位相差板１５ａ
の主屈折率ｎｘ’の光軸が傾斜する方向とは直交することが好ましい。なお、これら第１
位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅの詳細については後述する。

具体的には、これら屈折率異方性媒質２５５ａ（又は屈折率異方性媒質２５５ｅ）の
典型例として、二軸プレートを挙げることができる。

ここで、図５〜図７を参照して、本実施形態に係る第１及び第２位相差板の詳細な構
成について説明する。図５は、本実施形態に係る第１位相差板を構成する屈折率異方性媒
質と、第１位相差板に対応される基板との相対的な位置関係を規定する蒸着方向及び蒸着
角度を図式的に示した外観斜視図（図５（ａ））、第２位相差板を構成する屈折率異方性
媒質と、第２位相差板に対応される基板との相対的な位置関係を規定する蒸着方向及び蒸
着角度を図式的に示した外観斜視図（図５（ｂ））並びに第１位相差板を構成する屈折率
異方性媒質と第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質と
基板との相対的な位置関係を図式的に示した外観斜視図（図５（ｃ））である。図６は、
本実施形態に係る第１及び第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質の光軸と、液晶パネ
ルを構成する液晶分子の光軸との相対的な位置関係を図式的に示した平面図（図６（ａ）
）及び立面図（図６（ｂ））である。図７は、本実施形態に係る第１位相差板を構成する
屈折率異方性媒質と第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性
媒質の光学的異方性と、液晶パネルを構成する液晶分子の光学的異方性とが合成されて、
光学的等方性が実現される様子を概念的に示した模式図である。

図５（ａ）に示されるように、第１位相差板１５ａを構成する垂直蒸着膜１５０１ｃ
においては、屈折率異方性媒質２５５ｃは、上述したように第１基板１５０１ａに垂直蒸
着されている。具体的には、上述したように、垂直蒸着膜１５０１ｃの主屈折率ｎｘｃ’
、ｎｙｃ’、ｎｚｃ’は、ｎｘｃ’＝ｎｙｃ’＞ｎｚｃ’なる関係を満たす構成とされて
いる。

また、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質２５５ａは、第１蒸着膜１５
０３ａとして、第１所定方向、即ち、第１蒸着方向に沿って第１基板１５０１ａに斜方蒸
着されている。本実施形態に係る第１蒸着方向は、３時と９時とを結ぶ方向である。これ
により、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’は、３時と９時とを結ぶ方向に沿っ
て延びている。なお、本実施形態における方向は、時計の短針の方向によって表現する。
具体的には、１時３０分の方向とは、図５（ａ）の第１基板又は第２基板の平面に置いた
時計が１時３０分を示す場合における短針の方向を示す。

更に、屈折率異方性媒質２５５ａは、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’に
対応される光軸が、第１基板１５０１ａの平面方向と第１所定角度、即ち、第１蒸着角度
を有するように斜方蒸着されている。この第１蒸着角度は、基板１５０１ａの法線と屈折
率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’に対応される光軸と間の角度を、９０度から差し
引いた値と言い換えることができる。或いは、この第１蒸着角度は、屈折率異方性媒質２
５５ａの主屈折率ｎｘ’に対応される光軸と、第１蒸着方向と間の角度と言い換えること
ができる。

図５（ｂ）に示されるように、第２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質２５
５ｅは、第２蒸着膜１５０３ｅとして、第２所定方向、即ち、第２蒸着方向に沿って基板
１５０１ｅに斜方蒸着されている。本実施形態に係る第２蒸着方向は、０時と６時とを結
ぶ方向である。これにより、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’は、０時と６
時とを結ぶ方向に沿って延びている。

更に、屈折率異方性媒質２５５ｅは、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’
に対応される光軸が、第２基板１５０１ｅの平面方向と第２所定角度、即ち、第２蒸着角
度を有するように斜方蒸着されている。この第２蒸着角度は、第１基板１５０１ｅの法線
と屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’に対応される光軸と間の角度を、９０度
から差し引いた値と言い換えることができる。或いは、この第２蒸着角度は、屈折率異方
性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’に対応される光軸と、第２蒸着方向と間の角度と言い
換えることができる。

図５（ｃ）に示されるように、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質と第
２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質２５５ａｅ
の主屈折率ｎｘ’’’は、４時３０分と１０時３０分とを結ぶ方向に沿って延びている。
何故ならば、上述した３時と９時とを結ぶ方向に沿って延びている屈折率異方性媒質２５
５ａの主屈折率ｎｘ’と、上述した０時と６時とを結ぶ方向に沿って延びている屈折率異
方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’とが合成されるからである。

更に、第１位相差板１５ａを構成する垂直蒸着膜１５０１ｃによって形成される屈折
率異方性媒質２５５ｃの一軸性の光軸が延びる方向、即ち、主屈折率ｎｚｃ’の方向は、
第１基板１５０１ａ又は第１基板１５０１ａの平面の法線方向である。

詳しくは、液晶パネル１５ｃに封入される液晶分子５１と、第１位相差板１５ａを構
成する屈折率異方性媒質２５５ａと、第２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質２
５５ｅとの相対的な位置関係に着目すると、図６（ａ）に示されるように、第１基板１５
０１ａ（又は第２基板１５０１ｅ）の法線方向から平面的に見て、第１位相差板１５ａの
基板１５０１ａに斜方蒸着された屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸が延
びる方向と、プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向とは、例えば４５度付近の角度
で交わる位置関係にある。

また、第２基板１５０１ｅ（又は第１基板１５０１ａ）の法線方向から平面的に見て
、第２位相差板１５ｅの基板１５０１ｅに斜方蒸着された屈折率異方性媒質２５５ｅの主
屈折率ｎｘ’’の光軸が延びる方向と、プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向とは
例えば４５度付近の角度で交わる位置関係にある。

なお、図６（ａ）において、プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向は、所謂、
明視方向の１時３０分の方向である。また、液晶分子の長軸方向は、液晶分子の長軸の２
つの頂点のうち光が入射される側に近い方の軸の頂点が向いている方向を意味する。

図６（ｂ）に示されるように、第１基板１５０１ａの垂直平面方向から立面的に見て
、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸が、第１基板１５０１ａの平面と第
１所定角度、即ち、第１蒸着角度（不図示）で交わる。加えて、第２基板１５０１ｅの垂
直平面方向から立面的に見て、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸が、
第２基板１５０１ｅの平面と第２所定角度、即ち、第２蒸着角度（図示）で交わる。

即ち、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸と、屈折率異方性媒質２５
５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸とは、ねじれの位置関係にあってよい。或いは、屈折率異
方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸と、液晶分子の長軸方向とは、ねじれの位置関
係にあってよい。或いは、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸とは、液
晶分子の長軸方向とは、ねじれの位置関係にあってよい。尚、これらの第１蒸着角度又は
第２蒸着角度は、９０度から液晶分子のプレチルトの角度を差し引いた角度よりも小さく
なってよい。

これにより、第１位相差板１５ａの光軸、即ち、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折
率ｎｘ’の光軸が延びる方向が、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向
に交わるので、第１基板１５０１ａの平面方向及び垂直平面方向において、第１位相差板
１５ａの光軸が液晶分子５１の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する
。

また、第２位相差板１５ｅの光軸、即ち、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ
’’の光軸が延びる方向が、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向に交
わるので、第２基板１５０１ｅの平面方向及び垂直平面方向において、第２位相差板１５
ｅの光軸が液晶分子５１の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する。

より具体的には、図７に示されるように、液晶分子５１によって形成される屈折率楕
円体の長軸と、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質と第２位相差板１５ｅを
構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質２５５ａｅによって形成される
屈折率楕円体の長軸とが交わるので、液晶分子と、第１及び第２位相差板とによって形成
される屈折率楕円体を三次元的に屈折率球体へ近づけることができる。

なお、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質と第２位相差板１５ｅを構成
する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質２５５ａｅによって、所謂、Ｏプレ
ートが近似的に実現されていることを付記しておく。ここで言うＯプレート（２軸性複屈
折体）は、２軸性の複屈折体であり、第２位相差板１５ｅはＯプレートを含むものである
。

また、上述した第１位相差板１５ａを構成する垂直蒸着膜１５０１ｃの一軸性の光軸
（即ち、本発明に係る一軸性光軸の一具体例）、言い換えると、屈折率異方性媒質２５５
ｃの主屈折率ｎｘｃ’（又は主屈折率ｎｙｃ’）の光軸が延びる方向、即ち、垂直蒸着膜
１５０１ｃの平面方向が、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向に交わ
る。これにより、液晶分子５１と、垂直蒸着膜１５０１ｃと、第１蒸着膜１５０３ａと、
第２蒸着膜１５０３ｅとの四者によって形成される屈折率楕円体を三次元的に屈折率球体
へ近づけることができる。

従って、第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅによって液晶において生じる位
相差（言い換えれば、複屈折効果）を打ち消す（即ち、補償する）ことができる。この結
果、液晶装置の動作時に、光源から出射された光が例えばプレチルト角だけ傾斜した液晶
分子から構成された液晶を通過することで発生する光の位相差を、第１位相差板１５ａ及
び第２位相差板１５ｅによって補償することができる。

よって、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射
するのを防止することができる。この結果、例えば出射側の偏光板において、本来通過さ
せないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止
することができる。

なお、上述した実施形態では、光学補償部２８は、光の入射側から順に第１位相差板
１５ａ、第２位相差板１５ｅの２枚の位相差板で構成しているが、光学補償部２８はこれ
に限定されるものではない。例えば、光学補償部を第２位相差板１５ｅだけから構成した
り、第２位相差板１５ｅを２枚設けたり、あるいは第２位相差板１５ｅを２枚と第１位相
差板１５ａを１枚など、任意の構成（組み合わせ）をとることができる。

ここで、例えば液晶装置１５において、これらの第１位相差板１５ａ及び第２位相差
板１５ｅが備えられない場合、液晶パネル１５ｃに封入された液晶層３４は、光学的に正
の一軸性を示すもので、液晶分子５１のダイレクタ方向の屈折率が他の方向の屈折率より
大きくなっている。すなわち液晶層３４は、上述した図３に平均的な屈折率楕円体２５０
ａを示すように、ラグビーボール型の屈折率楕円体を有するものとなっている。ここで、
液晶層３４の液晶分子５１はプレチルト方向Ｐに沿って斜めに配向しており、黒表示の際
に残留位相差を生じ、また斜め方向から観察したときの楕円形状が異なるために視角依存
の位相差を有する。この位相差が黒表示における光漏れの原因となり、液晶パネルのコン
トラスト比を低下させることになる。

第１位相差板１５ａの光軸は、屈折率異方性媒質２５５ａの蒸着によって、液晶分子
５１の光学的な異方性を補償するように、第１所定方向、いわゆる、第１蒸着方向に向か
って、第１基板１５０１ａと第１所定角度、所謂、第１蒸着角度で交わる。従って、第１
位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質２５５ａが蒸着される第１蒸着方向及び第１
蒸着角度を調整することで、液晶パネルの液晶分子５１の光学的な異方性を容易に且つ高
精度に補償することができる。

また、第２位相差板１５ｅの光軸は、屈折率異方性媒質２５５ｅの蒸着によって、液
晶分子５１の光学的な異方性を補償するように、第２所定方向、所謂、第２蒸着方向に向
かって、第２基板１５０１ｅと第２所定角度、所謂、第２蒸着角度で交わる。従って、第
２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質２５５ｅが蒸着される第２蒸着方向及び第
２蒸着角度を調整することで、液晶パネルの液晶分子５１の光学的な異方性を容易に且つ
高精度に補償することができる。

そして、第１位相差板１５ａを構成する垂直蒸着膜１５０１ｃの光軸の短軸及び長軸
は、液晶分子５１の光学的な異方性を補償するように、基板１５０１ａに垂直蒸着してい
る。従って、第１位相差板１５ａを構成する垂直蒸着膜１５０１ｃの一軸性光軸の主屈折
率を調整することで、液晶パネルの液晶分子５１の光学的な異方性を容易に且つ高精度に
補償することができる。

特に、上述した屈折率異方性媒質２５５ｃ、屈折率異方性媒質２５５ａ、及び屈折率
異方性媒質２５５ｅという３種類の屈折率異方性媒質が個別に夫々が、液晶分子の光学的
な異方性を補償することで、その補償の効果を顕著に向上させることができる。典型的に
は、上述した３つのパラメータ、即ち、屈折率異方性媒質２５５ｃにおける一軸性光軸の
主屈折率、屈折率異方性媒質２５５ａにおける第１蒸着方向及び第１蒸着角度、並びに、
屈折率異方性媒質２５５ｅにおける第２蒸着方向及び第２蒸着角度というより多くの物理
量を調整することで、液晶分子の光学的な異方性をより高精度に補償することができる。

また、液晶パネルの液晶分子５１の光学的な異方性を補償するために、第１位相差板
１５ａ及び第２位相差板１５ｅを傾斜させる必要が殆ど又は完全にないので、組み立て工
程において、第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅを傾斜させる調整工程を省略す
ることができ、簡便且つ低コストに、液晶分子の光学的な異方性を補償し、コントラスト
を高めることができる。

本発明の液晶装置１５によれば、光学補償部２８は入射側にマイクロレンズアレイ（
集光基板）９５が形成された液晶層３４と第２偏光板１５ｄとの間に配置される。こうし
た光学補償部をマイクロレンズアレイ９５の前段側、即ち第１偏光板１５ｂとマイクロレ
ンズアレイ９５との間に形成すると、光源からの入射光の光学的な異方性を光学補償部で
補償した後に、マイクロレンズアレイ９５で集光して液晶層３４に入射させることになる
。これによって、光学的な異方性を補償した後の光が集光によってその特性が損なわれて
しまい、液晶装置１５から出射された光（画像）のコントラストが低下してしまう懸念が
ある。

しかし、本発明の液晶装置１５のように、光学補償部２８を構成する第１位相差板１
５ａや第２位相差板１５ｅを、入射側にマイクロレンズアレイ（集光基板）９５が形成さ
れた液晶層３４と第２偏光板１５ｄとの間に配置することによって、マイクロレンズアレ
イ９５で集光されて液晶層３４を透過した後の光の光学的な異方性を補償するので、出射
光（画像）のコントラストを良好に維持できる。

（第２実施形態）
図８は、本発明の液晶装置を備えた液晶表示装置（ＬＣＤ）の概要を示す構成図であ
る。なお、以下の説明においては、第１実施形態と同様の構成には同一の番号を附し、重
複した説明を省略する。
液晶表示装置６０は、光源１２と、インテグレータ２１と、液晶装置６５とを備えて
いる。液晶装置６５は、入射側ＬＩから出射側ＬＯに向けて順に、第１偏光板１５ｂ、光
学補償部２８、液晶パネル６５ｃ、及び第２偏光板１５ｄを備えている。光学補償部２８
は、第１位相差板１５ａと第２位相差板１５ｅとから構成されている。

図９に示すように、液晶パネル６５ｃは、互いに対向して配置された対向基板６１と
ＴＦＴアレイ基板３２とを備え、シール材３３を介して両者を貼り合わせた構成である。
対向基板６１、ＴＦＴアレイ基板３２、及びシール材３３に囲まれた領域内に、液晶層３
４が封入されている。

対向基板６１は、カバーガラス９４を成し、例えば、ガラス等からなる透明基板であ
る。こうした対向基板６１は、入射側ＬＩ、即ち第１偏光板１５ｂから入射した光を集光
手段を介在させずに液晶層３４に入射させる。つまり、対向基板６１には、光を集光させ
るためのマイクロレンズアレイなどの集光手段は形成されておらず、単に光を平行に透過
させるカバーガラス９４のみから構成されている。

そして、本実施形態のように、液晶層３４の入射側にマイクロレンズアレイなどの集
光手段が形成されていない構成では、第１偏光板１５ｂと液晶層３４との間に、第１位相
差板１５ａ、第２位相差板１５ｅの順で光学補償部２８が配置される。
これによって、光源１２からの入射光の光学的な異方性を光学補償部２８で補償した
後に、集光手段等を介さずに液晶層３４に入射させることで、出射光（画像）のコントラ
ストを良好に維持できる。

（第３実施形態）
図１０は、本発明の液晶装置を構成する液晶パネルを示す要部拡大断面図である。
この実施形態では、液晶パネル７５ｃは、互いに対向して配置された対向基板３１と
ＴＦＴアレイ基板３２とを備え、シール材３３を介して両者を貼り合わせた構成である。
対向基板３１、ＴＦＴアレイ基板３２、及びシール材３３に囲まれた領域内に、液晶層３
４が封入されている。

対向基板３１は、複数のマイクロレンズを平面的に配列させたマイクロレンズアレイ
（集光基板）９５を備えている。対向基板３１は、基板９２と、樹脂層９３と、カバーガ
ラス９４とを主体として構成されている。
そして、対向基板３１の表面、即ち入射側には、防塵ガラス７６が形成されている。
こうした防塵ガラス７６は、入射側から液晶層３４に向けて微細なコンタミネーション等
が侵入することを防止するものである。

基板９２の液晶層３４側（図示下面側）には、複数の凹部（マイクロレンズ）によっ
てなるマイクロレンズアレイ９５が形成されている。マイクロレンズアレイ９５は、液晶
層３４と反対側から基板９２に入射する光を集光して液晶層３４側に射出する。

ＴＦＴアレイ基板３２の下面、即ち出射側には、光学補償付き防塵ガラス７７が形成
されている。この光学補償付き防塵ガラス７７は、防塵ガラスと一体に、第１実施形態で
詳細に説明した第１位相差板１５ａや第２位相差板１５ｅなどの光学補償部２８の機能を
搭載したものである。光学補償付き防塵ガラス７７は、例えば、防塵ガラスに無機物を斜
方蒸着することによって形成できる。

こうした光学補償付き防塵ガラス７７は、液晶層３４の入射側ＬＩにマイクロレンズ
アレイ９５が形成されている構成では、液晶層３４の出射側に配置される。これによって
、マイクロレンズアレイ９５で集光されて液晶層３４を透過した後の光の光学的な異方性
を補償するので、出射光（画像）のコントラストを良好に維持できる。

また、出射側からＴＦＴアレイ基板３２に向けて微細なコンタミネーション等が侵入
することを防止する。そして、光学補償部と防塵ガラスとの機能を一体化させた光学補償
付き防塵ガラス７７を用いることによって、液晶パネル７５ｃの部品点数を減らすことが
でき、低コストに液晶装置を製造することができる。

（第４実施形態）
図１１は、本発明の液晶装置を構成する液晶パネルを示す要部拡大断面図である。
この実施形態では、液晶パネル８５ｃは、互いに対向して配置された対向基板３１と
ＴＦＴアレイ基板３２とを備え、シール材３３を介して両者を貼り合わせた構成である。
対向基板３１、ＴＦＴアレイ基板３２、及びシール材３３に囲まれた領域内に、液晶層３
４が封入されている。

対向基板６１は、カバーガラス９４を成し、例えば、ガラス等からなる透明基板であ
る。こうした対向基板６１は、入射側から入射した光を集光させることなく液晶層３４に
入射させる。つまり、対向基板６１には、光を集光させるためのマイクロレンズアレイな
どは形成されておらず、単に光を平行に透過させるカバーガラス９４のみから構成されて
いる。

そして、対向基板６１の表面、即ち入射側には、光学補償付き防塵ガラス７７が形成
されている。この光学補償付き防塵ガラス７７は、防塵ガラスと一体に、第１実施形態で
詳細に説明した第１位相差板１５ａや第２位相差板１５ｅなどの光学補償部２８の機能を
搭載したものである。光学補償付き防塵ガラス７７は、例えば、防塵ガラスに無機物を斜
方蒸着することによって形成できる。

また、ＴＦＴアレイ基板３２の下面、即ち出射側には、防塵ガラス７６が形成されて
いる。こうした防塵ガラス７６は、出射側からＴＦＴアレイ基板３２に向けて微細なコン
タミネーション等が侵入することを防止するものである。

この実施形態のように、光学補償付き防塵ガラス７７は、液晶層３４の入射側ＬＩに
マイクロレンズアレイなどの集光手段が形成されていない構成では、液晶層３４の前段側
（入射側）に配置される。これによって、光源からの入射光の光学的な異方性を光学補償
付き防塵ガラス７７で補償した後に、集光手段等を介さずに液晶層３４に入射させること
で、出射光（画像）のコントラストを良好に維持できる。
（第５実施形態）

図１２は、本発明の液晶装置を示す概略構成図である。
この実施形態の液晶装置１０５は、光ＬＲの入射側ＬＩから出射側ＬＯに向けて順に
、第１偏光板１５ｂ、液晶パネル１５ｃ、光学補償部１０８、及び第２偏光板１５ｄを備
えている。更に、光学補償部１０８は、一対の第２位相差板１５ｅ，１５ｅの間に第１位
相差板１５ａを設けてなる。また、液晶パネル１５ｃを構成する液晶層３４の入射側には
、マイクロレンズアレイ９５が形成されている。

このように、液晶層３４の入射側にマイクロレンズアレイ９５が形成されている場合
には、光学補償部１０８は液晶層３４と第２偏光板１５ｄとの間に配置される。そして、
光学補償部１０８が２枚の第２位相差板１５ｅ，１５ｅと１枚の第１位相差板１５ａとか
ら構成されるときには、２枚の第２位相差板１５ｅ，１５ｅの間に１枚の第１位相差板１
５ａを配置することによって、出射光（画像）のコントラストを良好にすることができる
。
（第６実施形態）

図１３は、本発明の液晶装置を示す概略構成図である。
この実施形態の液晶装置１１５は、光ＬＲの入射側ＬＩから出射側ＬＯに向けて順に
、第１偏光板１５ｂ、光学補償部１０８、液晶パネル１５ｃ、及び第２偏光板１５ｄを備
えている。更に、光学補償部１０８は、一対の第２位相差板１５ｅ，１５ｅの間に第１位
相差板１５ａを設けてなる。また、液晶パネル１５ｃを構成する液晶層３４の入射側には
、単にカバーガラスが形成されているだけであり、マイクロレンズアレイ等の集光手段は
持たない構成である。

このように、液晶層３４の入射側にマイクロレンズアレイ等の集光手段が形成されな
い場合には、光学補償部１０８は第１偏光板１５ｂと液晶層３４との間に配置される。そ
して、光学補償部１０８が２枚の第２位相差板１５ｅ，１５ｅと１枚の第１位相差板１５
ａとから構成されるときには、２枚の第２位相差板１５ｅ，１５ｅの間に１枚の第１位相
差板１５ａを配置することによって、出射光（画像）のコントラストを良好にすることが
できる。
（第７実施形態）

図１４は、本発明の液晶装置を示す概略構成図である。
この実施形態の液晶装置１２５は、光ＬＲの入射側ＬＩから出射側ＬＯに向けて順に
、第１偏光板１５ｂ、液晶パネル１２５ｃ、光学補償ユニット１２８、及び第２偏光板１
５ｄを備えている。光学補償ユニット１２８は、第１位相差板１５ａと第２位相差板１５
ｅとが一体になった第１光学補償部１２８ａと、第２位相差板１５ｅからなる第２光学補
償部１２８ｂとから構成されてなる。また、液晶パネル１２５ｃを構成する液晶層３４の
入射側には、マイクロレンズアレイ９５が形成されている。

こうした構成の液晶装置１２５では、第１光学補償部１２８ａを成す第１位相差板１
５ａに対面する位置に、第２位相差板１５ｅからなる第２光学補償部１２８ｂを配置する
。例えば、図１４（ａ）のように、光学補償ユニット１２８の入射側に、第１位相差板１
５ａが出射側となるように第１光学補償部１２８ａを配置して、この後段に第２光学補償
部１２８ｂを配置する。また、例えば、図１４（ｂ）のように、第２光学補償部１２８ｂ
を光学補償ユニット１２８の入射側に配置して、この後段に第１位相差板１５ａが入射側
となるように第１光学補償部１２８ａを配置する。そして、これら第１光学補償部１２８
ａや第２光学補償部１２８ｂからなる光学補償ユニット１２８が液晶層３４と第２偏光板
１５ｄとの間に配置される。こうした構成をとることによって、出射光（画像）のコント
ラストを良好にすることができる。
（第８実施形態）

図１５は、本発明の液晶装置を示す概略構成図である。
この実施形態の液晶装置１３５は、光ＬＲの入射側ＬＩから出射側ＬＯに向けて順に
、第１偏光板１５ｂ、光学補償ユニット１２８、液晶パネル１３５ｃ、及び第２偏光板１
５ｄを備えている。光学補償ユニット１２８は、第１位相差板１５ａと第２位相差板１５
ｅとが一体になった第１光学補償部１２８ａと、第２位相差板１５ｅからなる第２光学補
償部１２８ｂとから構成されてなる。また、液晶パネル１３５ｃを構成する液晶層３４の
入射側には、単にカバーガラスが形成されているだけであり、マイクロレンズアレイ等の
集光手段は持たない構成である。

こうした構成の液晶装置１３５では、第１光学補償部１２８ａを成す第１位相差板１
５ａに対面する位置に、第２位相差板１５ｅからなる第２光学補償部１２８ｂを配置する
。例えば、図１５（ａ）のように、光学補償ユニット１２８の入射側に、第１位相差板１
５ａが出射側となるように第１光学補償部１２８ａを配置して、この後段に第２光学補償
部１２８ｂを配置する。また、図１５（ｂ）のように、第２光学補償部１２８ｂを光学補
償ユニット１２８の入射側に配置して、この後段に第１位相差板１５ａが入射側となるよ
うに第１光学補償部１２８ａを配置する。そして、これら第１光学補償部１２８ａや第２
光学補償部１２８ｂからなる光学補償ユニット１２８が第１偏光板１５ｂと液晶層３４と
の間に配置される。こうした構成をとることによって、出射光（画像）のコントラストを
良好にすることができる。

（第９実施形態）
次に、本発明の液晶装置を備えた電子機器の一実施形態として、本発明の液晶装置を
備えた液晶プロジェクタについて説明する。
図１６は、本発明の電子機器の一実施形態であるプロジェクターを示す概略構成図で
ある。
プロジェクター２１０は、前方に設けられたスクリーン２１１に映像を投射する前方
投影型のプロジェクタである。プロジェクター２１０は、光源２１２と、ダイクロイック
ミラー２１３、２１４と、本発明の液晶装置を成す液晶ライトバルブ（液晶装置）２１５
〜２１７と、投射光学系２１８と、クロスダイクロイックプリズム２１９と、リレー系２
０とを備えている。

光源２１２は、例えば、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ラ
ンプで構成されていればよい。ダイクロイックミラー２１３は、光源２１２からの赤色光
ＬＲを透過させるとともに緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢを反射する構成となっている。また
、ダイクロイックミラー２１４は、ダイクロイックミラー２１３で反射された緑色光ＬＧ
及び青色光ＬＢのうち青色光ＬＢを透過させるとともに緑色光ＬＧを反射する構成となっ
ている。

このように、ダイクロイックミラー２１３、２１４は、光源２１２から射出された光
を赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する色分離光学系を構成する。ダイクロ
イックミラー２１３と光源２１２との間には、インテグレータ２２１及び偏光変換素子２
２２が光源２１２から順に配置されている。インテグレータ２２１は、光源２１２から照
射された光の照度分布を均一化する。偏光変換素子２２２は、光源２１２からの光を例え
ばｓ偏光のような特定の振動方向を有する偏光に変換する。

本発明の液晶装置の一例である液晶ライトバルブ（液晶装置）２１５は、ダイクロイ
ックミラー２１３を透過して反射ミラー２２３で反射した赤色光ＬＲを画像信号に応じて
変調する透過型の液晶装置（電気光学装置）である。液晶ライトバルブ２１５は、第１の
偏光板２１５ｂ、液晶パネル２１５ｃ、第１位相差板２１５ａ（第１実施形態の第１位相
差板１５ａに相当）、第２位相差板２１５ｅ（第１実施形態の第２位相差板１５ｅに相当
）、及び第２の偏光板２１５ｄを備えている。

ここで、液晶ライトバルブ（液晶装置）２１５に入射した赤色光ＬＲは、第１の偏光
板２１５ｂを透過して例えばｓ偏光に変換される。液晶パネル２１５ｃは、入射したｓ偏
光を画像信号に応じた変調によってｐ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換
する。さらに、第２の偏光板２１５ｄは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板で
ある。したがって、液晶ライトバルブ２１５は、画像信号に応じて赤色光ＬＲを変調し、
変調した赤色光ＬＲをクロスダイクロイックプリズム２１９に向けて射出する構成となっ
ている。液晶パネル２１５ｃには、マイクロレンズアレイ２９５が形成されている。

この実施形態においても、液晶パネル２１５ｃがマイクロレンズアレイ２９５を備え
ているため、第１位相差板２１５ａや第２位相差板２１５ｅからなる光学補償部２２８は
、液晶パネル２１５ｃを構成する液晶層２３４と、第２の偏光板２１５ｄとの間に配置さ
れる。

液晶ライトバルブ（液晶装置）２１６は、ダイクロイックミラー２１３で反射した後
にダイクロイックミラー２１４で反射した緑色光ＬＧを、画像信号に応じて緑色光ＬＧを
変調し、変調した緑色光ＬＧをクロスダイクロイックプリズム２１９に向けて射出する透
過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ２１６は、液晶ライトバルブ２１５と同様に、
第１の偏光板２１６ｂ、液晶パネル２１６ｃ、第１位相差板２１６ａ、第２位相差板２１
６ｅ、及び第２の偏光板２１６ｄを備えている。液晶パネル２１６ｃには、マイクロレン
ズアレイ２９５が形成されている。そして、液晶パネル２１６ｃがマイクロレンズアレイ
２９５を備えているため、第１位相差板２１６ａや第２位相差板２１６ｅからなる光学補
償部２２８は、液晶パネル２１６ｃを構成する液晶層２３４と、第２の偏光板２１６ｄと
の間に配置される。

液晶ライトバルブ２１７は、ダイクロイックミラー２１３で反射し、ダイクロイック
ミラー２１４を透過した後でリレー系２２０を経た青色光ＬＢを画像信号に応じて変調し
、変調した青色光ＬＢをクロスダイクロイックプリズム２１９に向けて射出する透過型の
液晶装置である。液晶ライトバルブ２１７は、液晶ライトバルブ２１５、２１６と同様に
、第１の偏光板２１７ｂ、液晶パネル２１７ｃ、第１位相差板２１７ａ、及び第２位相差
板２１７ｅ、第２の偏光板２１７ｄを備えている。液晶パネル２１７ｃには、マイクロレ
ンズアレイ２９５が形成されている。そして、液晶パネル２１７ｃがマイクロレンズアレ
イ２９５を備えているため、第１位相差板２１７ａや第２位相差板２１７ｅからなる光学
補償部２２８は、液晶パネル２１７ｃを構成する液晶層２３４と、第２の偏光板２１７ｄ
との間に配置される。

リレー系２２０は、リレーレンズ２２４ａ、２２４ｂと反射ミラー２２５ａ、２２５
ｂとを備えている。リレーレンズ２２４ａ、２２４ｂは、青色光ＬＢの光路が長いことに
よる光損失を防止するために設けられている。リレーレンズ２２４ａは、ダイクロイック
ミラー２１４と反射ミラー２２５ａとの間に配置されている。

リレーレンズ２２４ｂは、反射ミラー２２５ａ、２２５ｂの間に配置されている。反
射ミラー２２５ａは、ダイクロイックミラー２１４を透過してリレーレンズ２２４ａから
出射した青色光ＬＢをリレーレンズ２２４ｂに向けて反射するように配置されている。反
射ミラー２２５ｂは、リレーレンズ２２４ｂから出射した青色光ＬＢを液晶ライトバルブ
２１７に向けて反射するように配置されている。

クロスダイクロイックプリズム２１９は、２つのダイクロイック膜２１９ａ、２１９
ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜２１９ａは青色光ＬＢ
を反射して緑色光ＬＧを透過する。ダイクロイック膜２１９ｂは赤色光ＬＲを反射して緑
色光ＬＧを透過する。

したがって、クロスダイクロイックプリズム２１９は、液晶ライトバルブ２１５〜２
１７のそれぞれで変調された赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとを合成し、投射光学
系２１８に向けて射出するように構成されている。投射光学系２１８は、投影レンズ（図
示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム２１９で合成された光をスクリーン
２１１に投射するように構成されている。

なお、赤色用及び青色用の液晶ライトバルブ（液晶装置）２１５，２１７にλ／２位
相差板を設け、これらの液晶ライトバルブ２１５，２１７からクロスダイクロイックプリ
ズム２１９に入射する光をｓ偏光とし、液晶ライトバルブ２１６にはλ／２位相差板を設
けない構成として液晶ライトバルブ２１６からクロスダイクロイックプリズム２１９に入
射する光をｐ偏光とする構成も採用できる。

クロスダイクロイックプリズム２１９に入射する光を異なる種類の偏光とすることで
、ダイクロイック膜２１９ａ、２１９ｂの反射特性を考慮して最適化された色合成光学系
を構成できる。一般に、ダイクロイック膜２１９ａ、２１９ｂはｓ偏光の反射特性に優れ
ているので、上述したようにダイクロイック膜２１９ａ、２１９ｂで反射される赤色光Ｌ
Ｒ及び青色光ＬＢをｓ偏光とし、ダイクロイック膜２１９ａ、２１９ｂを透過する緑色光
ＬＧをｐ偏光とするとよい。

こうした本発明の液晶装置を備えた電子機器の一例であるプロジェクター２１０にお
いても、液晶ライトバルブ（液晶装置）２１５〜２１７を構成する液晶パネル２１５ｃ〜
２１７ｃにマイクロレンズアレイ２９５が形成されている時には、液晶層２３４と第２の
偏光板２１５ｄ〜２１７ｄとの間に光学補償部２２８を配置することによって、スクリー
ン２１１に高コントラストの画像を投射することができる。

本発明の効果を検証するため、以下に示す条件で液晶装置のコントラストを測定した
。
＜測定条件＞
光学系は３ＬＣＤプロジェクターを一軸投影機に改造したものを用いた。
一軸投影機のＦｎｏ．：照明Ｆｎｏ．２．５ 投射Ｆｎｏ．１．５
光源は２５６Ｗ
測定波長はＧ光
表示素子のサイズは０．８”、アスペクト比は４：３、画素数は１０２４×７６８（
ＸＧＡ）
＜コントラストの測定方法＞
照度計で９点を照度測定する。
測定ポイントはＡＮＳＩルーメン計測とする。
投射サイズは４０インチ（６０ｃｍ×８０ｃｍ）とする。
全白（５Ｖ）、全黒（０Ｖ）の照度を測定する。
全白/全黒＝コントラストとする。
なお、投射サイズと測定点については図１７を参照。

（実施例１）
まず、第１実施形態（マイクロレンズアレイ有：グラフ中ではＭありと表記）、およ
び第２実施形態（マイクロレンズアレイ無：グラフ中ではＭなしと表記）において、光学
補償部を入射配置（第１偏光板と液晶層との間に配置）または出射配置（液晶層と第２偏
光板との間に配置）にした場合の、それぞれのコントラストを測定した。この実施例１の
測定結果を図１８に示す。

図１８に示す結果によれば、マイクロレンズアレイを形成した場合（Ｍあり）には、
光学補償部を出射配置（液晶層と第２偏光板との間に配置）にすることで、入射配置した
場合よりも高いコントラストが得られることが確認された。
また、マイクロレンズアレイを形成しない場合（Ｍなし）には、光学補償部を入射配
置（第１偏光板と液晶層との間に配置）することで、出射配置した場合よりも高いコント
ラストが得られることが確認された。

（実施例２）
次に、第５実施形態（マイクロレンズアレイ有：グラフ中ではＭありと表記）、およ
び第６実施形態（マイクロレンズアレイ無：グラフ中ではＭなしと表記）において、１枚
の第１位相差板（グラフ中では１軸と表記）と、２枚の第２位相差板（グラフ中では２軸
と表記）によって光学補償部を構成した時の、第１位相差板と第２位相差板との配列の違
いによる、それぞれのコントラストを測定した。なお、グラフ中では入射側から順に配置
を列記している。この実施例２の測定結果を図１９に示す。

図１９に示す結果によれば、マイクロレンズアレイを形成した場合（Ｍあり）、およ
びマイクロレンズアレイを形成しない場合（Ｍなし）のいずれも、２枚の第２位相差板の
間に第１位相差板を配置する構成が、他の組み合わせよりも高いコントラストが得られる
ことが確認された。また、全般的にマイクロレンズアレイを形成した場合（Ｍあり）のほ
うが、マイクロレンズアレイを形成しない場合（Ｍなし）よりも、高いコントラストが得
られることが確認された。

（実施例３）
次に、マイクロレンズアレイを形成した場合（Ｍあり）、およびマイクロレンズアレ
イを形成しない場合（Ｍなし）において、位相差板の一例であるＯプレートとＣプレート
の組み合わせによるコントラストを、入射側（第１偏光板と液晶層との間）配置または出
射側（液晶層と第２偏光板との間）配置のそれぞれで測定した。この実施例２の測定結果
を図２０に示す。

図２０に示す結果によれば、Ｏプレート単独、複数のＯプレート、およびＯプレート
とＣプレートの組み合わせのいずれにおいても、マイクロレンズアレイを形成した場合（
Ｍあり）には、これら光学補償部を出射側（液晶層と第２偏光板との間）配置することで
、入射側配置の場合よりも高いコントラストが得られることが確認された。
また、マイクロレンズアレイを形成しない場合（Ｍなし）には、これら光学補償部を
入射側（第１偏光板と液晶層との間）配置することで、出射側配置した場合よりも高いコ
ントラストが得られることが確認された。
さらに、ＯプレートやＣプレートなどの光学補償部をより多く（多数枚）組み合わせ
るほど、コントラストが高くなる傾向がみられた。

１５…液晶装置、１５ａ…第１位相差板、１５ｂ…第１偏光板、１５ｃ…液晶パネル
、１５ｄ…第２偏光板、１５ｅ…第２位相差板、２８…光学補償部、３４…液晶層。

Claims (7)

1. それぞれに配向膜を有する一対の基板と、
   前記一対の基板間に挟持され、前記配向膜によってプレチルトを付与された液晶分子
   からなる垂直配向型の液晶層と、
   前記液晶層を挟んで配置され、光の入射側を成す第１偏光板および光の出射側を成す
   第２偏光板と、
   前記第１偏光板から入射した光を集光させて前記液晶層に向けて出射するマイクロレ
   ンズアレイと、
   前記液晶層を透過した光の位相差を低減する光学補償部と、備え、
   前記光学補償部は、一軸性の屈折率異方性を保持すると共に前記一軸性の屈折率異方
   性の一軸性光軸が厚さ方向に沿う第１屈折率異方性を保持すると共に、前記第１屈折率異
   方性の第１光軸が前記プレチルトによる前記光の特性変化を打ち消す第１方向に傾斜した
   第１位相差板、
   および／または、第２屈折率異方性を保持すると共に、前記第２屈折率異方性の第２
   光軸が前記特性変化を打ち消すと共に前記第１方向と異なる第２方向に傾斜した第２位相
   差板を少なくとも有し、
   前記光学補償部は、前記液晶層と前記第２偏光板との間に配置されることを特徴とす
   る液晶装置。
2. それぞれに配向膜を有する一対の基板と、
   前記一対の基板間に挟持され、前記配向膜によってプレチルトを付与された液晶分子
   からなる垂直配向型の液晶層と、
   前記液晶層を挟んで配置され、光の入射側を成す第１偏光板および光の出射側を成す
   第２偏光板と、
   前記第１偏光板から入射した光の位相差を低減する光学補償部と、備え、
   前記光学補償部は、一軸性の屈折率異方性を保持すると共に前記一軸性の屈折率異方
   性の一軸性光軸が厚さ方向に沿う第１屈折率異方性を保持すると共に、前記第１屈折率異
   方性の第１光軸が前記プレチルトによる前記光の特性変化を打ち消す第１方向に傾斜した
   第１位相差板、
   および／または、第２屈折率異方性を保持すると共に、前記第２屈折率異方性の第２
   光軸が前記特性変化を打ち消すと共に前記第１方向と異なる第２方向に傾斜した第２位相
   差板を少なくとも有し、
   前記第１偏光板から入射した光を集光手段を介在させずに前記液晶層に入射させ、
   前記光学補償部は、前記第１偏光板と前記液晶層との間に配置されることを特徴とす
   る液晶装置。
3. 前記光学補償部は、前記第２位相差板を一対の前記第１位相差板の間に配置してなる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の液晶装置。
4. 前記光学補償部には防塵機能を付与してなることを特徴とする請求項１ないし３いず
   れか１項記載の液晶装置。
5. 前記第１方向と前記第２方向とは、前記プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向
   を挟む位置関係にあることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の液晶装置。
6. 前記第１位相差板及び前記第２位相差板のうち少なくとも一方は、前記基板の一面に
   対する法線方向を回転軸にして回転可能であることを特徴とする請求項１ないし５いずれ
   か１項記載の液晶装置。
7. 前記請求項１ないし６のいずれか一項記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子
   機器。
   

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