JP2013174649A - 液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で光学補償層を組み込むことにより、高コントラスト化を実現し、さらにプロジェクタ等の投射機のコンパクト化と量産容易性の確保と併せて実現する液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】ＴＦＴ基板１１と、ＴＦＴ基板１１に対向する対向基板１２と、ＴＦＴ基板と対向基板とに挟持される液晶層１３と、ＴＦＴ基板と対向基板のうち一方の基板内に形成された傾斜面と、傾斜面の上に配置され無機膜からなる光学補償層２４と、を備えた。
【選択図】図２

Description

本技術は、液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法に関し、特に、液晶表示装置を構成する液晶パネルに付随して用いられる光学補償層に関するものである。

近年、液晶パネルを用いた液晶表示装置において、高速駆動や高コントラストを実現する為に、ＶＡ（Vertical Alignment）型の液晶（以下、「ＶＡ液晶」ともいう）が主に用いられている。ＶＡ液晶とは、電圧の無印加時には液晶内の液晶分子が基板に対して垂直になるように配置されることで黒を表示し、電圧の印加時には液晶内の液晶分子が基板に対して水平になるように配置されることで白を表示するものである。

このようなＶＡ液晶を用いた液晶表示装置において、高コントラストを実現するためには、電圧の無印加時、すなわち黒を表示する際の明るさを最小限にすることが有効である。そのため、遮光帯の設置等により光漏れを抑えることが行われている。

しかしながら、実際には、液晶パネルの構造や液晶の特性、入射光の斜め成分等により光漏れが発生してしまう。特にマイクロレンズを付加した液晶パネルにおいては、この光漏れは顕著である。

すなわち、実際のＶＡ液晶では、液晶分子の配向方向を一定にするために、電圧の無印加時には、液晶分子は基板に対して垂直方向から数度の角度だけ傾けて配置される。この傾斜角をプレチルト角という。そして、このプレチルト角や液晶が有する誘電率異方性、屈折率異方性によって液晶を透過した光は楕円偏光となり、光漏れが発生してしまう。その結果、コントラストが低下してしまう。

こうした光漏れによるコントラストの低下を防止するために、液晶パネルに光学補償機能を付加することが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に開示された技術では、液晶パネルとは別に光学補償板を設置する。そして、液晶パネルをポジティブＣプレートとしてモデル化するとともに、上記プレチルト角に対して法線角が垂直になるように配置される光学補償板をネガティブＣプレートとして機能させる。このようにポジティブＣプレートとネガティブＣプレートを組み合わせることにより、リタデーションを相殺し、液晶を透過した光を光学的に補償して光漏れ発生を防止する。その結果、コントラスト向上を図ることが可能となる。

特開２００８−２８２００７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、液晶パネルとは別に光学補償板を設置するものであることから、光学補償板の設置のための物理的角度の調整が困難であった。また、液晶表示装置を量産する際には、傾斜角のばらつきが大きくなってしまう課題があった。また、光学補償板を組み込むための物理的領域が大きくなってしまうため、プロジェクタ等の投射機において小型化が困難になるという課題があった。

本技術の目的は、簡易な構成で光学補償層を組み込むことにより、高コントラスト化を実現することができる液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法を提供することである。

本技術に係る液晶表示装置は、ＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向する対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とに挟持される液晶層と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板のうち一方の基板内に形成された傾斜面と、前記傾斜面の上に配置され無機膜からなる光学補償層と、を備えたものである。

また、本技術に係る液晶表示装置においては、好ましくは、前記傾斜面は、前記ＴＦＴ基板内に設けられるマトリクス状の各画素毎に形成される。

また、本技術に係る液晶表示装置においては、好ましくは、前記傾斜面は、前記ＴＦＴ基板内に設けられるマトリクス状の各画素のうち画素行毎または画素列毎に形成される。

また、本技術に係る液晶表示装置においては、好ましくは、前記光学補償層の上に更に無機膜を形成し、形成された前記無機膜を平坦化する。

また、本技術に係る液晶表示装置においては、好ましくは、前記傾斜面の傾斜角は、プレチルトが付与された前記液晶層内の液晶分子の軸方向に対して直交するように設定される。

また、本技術に係る液晶表示装置においては、好ましくは、前記ＴＦＴ基板または前記対向基板のうち少なくとも一方の基板にマイクロレンズが搭載され、該マイクロレンズと前記液晶層との間に前記光学補償層を配置したものである。

本技術に係る液晶表示装置の製造方法は、ＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向する対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とに挟持される液晶層と、を備えた液晶表示装置の製造方法であって、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板のうち一方の基板内に傾斜面を形成する工程と、前記傾斜面の上に無機膜からなる光学補償層を配置する工程と、を含む。

本技術によれば、簡易な構成で光学補償層を組み込むことにより、高コントラスト化を実現することができる。

本技術に係る液晶表示装置の構成例を示す図。 本技術に係る液晶パネルの構成例を示す図。 本技術に係る液晶と傾斜Ｃプレートの関係を示す図。 本技術に係る対向基板の構成例を示す図。 本技術に係る傾斜Ｃプレートの傾斜の第１の例を示す斜視図。 本技術に係る傾斜Ｃプレートの傾斜の第２の例を示す斜視図。 本技術に係る対向基板の製造工程のうち第１の工程を示す図。 本技術に係る対向基板の製造工程のうち第２の工程を示す図。 本技術に係る対向基板の製造工程のうち第３の工程を示す図。 本技術に係る対向基板の製造工程のうち第４の工程を示す図。 本技術に係る対向基板の製造工程のうち第５の工程を示す図。 本技術に係る対向基板の製造工程のうち第６の工程を示す第１の図。 本技術に係る対向基板の製造工程のうち第６の工程を示す第２の図。 本技術に係る対向基板の製造工程のうち第７の工程を示す図。 本技術に係る対向基板の製造工程のうち第８の工程を示す図。 本技術に係る対向基板の製造工程のうち第９の工程を示す図。 本技術に係る傾斜ＣプレートのＳＥＭ写真を示す図。 本技術に係る極角と方位角を示す図。 本技術に係る傾斜Ｃプレートの極角を変えた場合のコントラストのシミュレーション結果を示す図。 本技術に係る傾斜Ｃプレートのリタデーション値を変えた場合のコントラストのシミュレーション結果を示す図。 本技術に係る傾斜Ｃプレート無しの場合の視野角特性を示す図。 本技術に係る傾斜Ｃプレート有りで極角が９０度の場合の視野角特性を示す図。 本技術に係る傾斜Ｃプレート有りで極角が８５度の場合の視野角特性を示す図。

本技術は、一対の対向するＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板および対向基板と、これらＴＦＴ基板および対向基板に挟持された液晶層とを備えた構成において、ＴＦＴ基板および対向基板のうち一方の基板内に傾斜面を形成し、この傾斜面の上に無機膜からなる光学補償層を配置する簡易な構成によって、高コントラスト化を実現するものである。以下、本技術の実施の形態を説明する。

［液晶表示装置の構成］
図１は、本技術に係る液晶表示装置の構成例を示す図である。図１を用いて本技術に係る液晶表示装置の一例としての液晶プロジェクタ装置１の構成について説明する。

液晶プロジェクタ装置１は、光源１０１、マルチレンズアレイ１０２、ＰｂＳアレイ１０３、フォーカスレンズ１０４、ミラー１０５、ダイクロイックミラー１０６、１０７、透過型の液晶パネル１１１ａ〜１１１ｃ（以下、「液晶パネル１１１」ともいう）、ダイクロイックプリズム１１２、および投写レンズ１１３を備える。

光源１０１は、発光部１０１ａによって発光された光を、リフレクタ１０１ｂによってマルチレンズアレイ１０２に対して出射する。マルチレンズアレイ１０２は、複数のレンズ素子がアレイ状に設けられた構造であり、光源１０１から出射された光を集光する。ＰｂＳアレイ１０３は、マルチレンズアレイ１０２によって集光された光を、所定の偏光方向の光、例えばＰ偏光波に偏光する。フォーカスレンズ１０４は、ＰｂＳアレイ１０３によって所定の偏光方向の光に変換された光を集光する。

ダイクロイックミラー１０６は、フォーカスレンズ１０４、ミラー１０５を介して入射してきた光のうちの赤色光Ｒを透過し、緑色光Ｇ、青色光Ｂを反射する。ダイクロックミラー１０６によって透過された赤色光Ｒは、ミラー１０５を介して液晶パネル１１１ａに導かれる。

ダイクロイックミラー１０７は、ダイクロイックミラー１０６によって反射された光のうちの青色光Ｂを透過し、緑色光Ｇを反射する。ダイクロイックミラー１０７によって反射された緑色光Ｇは、液晶パネル１１１ｂに導かれる。一方、ダイクロイックミラー１０７によって透過された青色光Ｂは、ミラー１０５を介して液晶パネル１１１ｃに導かれる。

液晶パネル１１１ａ〜１１１ｃの各々は、入射された各色光を光変調し、光変調された各色光をダイクロイックプリズム１１２に入射する。ダイクロイックプリズム１１２は、光変調されて入射してきた各色光を１つの光軸に合成する。合成された各色光は、投写レンズ１１３を介してスクリーン等に投影される。

以上に示すように、本技術に係る液晶プロジェクタ装置１は、色の３原色である赤、緑、青の３色に対応した３枚の液晶パネル１１１ａ〜１１１ｃを組み合わせることによって、あらゆる色を表示する３板式と呼ばれる構造のプロジェクタ装置である。

なお、本技術に係る液晶プロジェクタ装置１では、液晶パネル１１１ａ〜１１１ｃの各々に光学補償板を設ける簡易な構成により、高コントラスト化を実現する。以下、このような液晶パネル１１１について説明する。

［液晶パネルの構成］
図２は、本技術に係る液晶パネル１１１の構成例を示す図である。図２を用いて本技術に係る主要部品である液晶パネル１１１について、本技術に関連する箇所を中心に説明する。

なお、図２において、Ｘ軸、Ｙ軸は液晶パネル１１１の画面を示す座標軸であり、Ｚ軸は液晶パネル１１１の画面に対する垂直方向を示す座標軸である。すなわち、図２では液晶パネル１１１の画面に垂直な方向における断面図を示している。後述する各図の説明においても同様である。

液晶パネル１１１は、ＴＦＴ基板１１と、ＴＦＴ基板１１に対向して配置された対向基板１２と、これらＴＦＴ基板１１および対向基板１２に挟持されたＶＡ型の液晶である液晶層１３とを備える。

ＴＦＴ基板１１上には、Ｘ軸、Ｙ軸に沿ってマトリクス状の複数の画素電極としてのＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）１４が形成されている。また、ＴＦＴ基板１１上には、各画素電極を駆動するための図示しないドライバやＴＦＴの他、各画素電極に画像信号を供給するソース線や、各ＴＦＴを駆動するゲート線等の配線、配向膜等が形成されている。

対向基板１２は、ＴＦＴ基板１１と一定の間隙を介して貼り合わされ、ＩＴＯ１４に対する対向電極としてのＩＴＯ２８や、図示しない配向膜等が形成されている。この対向基板１２は、本技術に係る傾斜したＣプレート（以下、「傾斜Ｃプレート」ともいう）２４を内蔵している。また、この対向基板１２には、Ｘ軸、Ｙ軸に沿ってマトリクス状に形成される各画素毎のマイクロレンズ２９が搭載されている。

液晶層１３には、液晶が封入される。ここでいう液晶とは、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２の電極間に電圧を無印加時に、液晶分子の長軸方向が基板面に対して垂直方向から数度の角度だけ傾けて配置される、すなわちプレチルトが付与される垂直配向型のＶＡ液晶であるものとする。

以上に示すように、本技術に係る液晶パネル１１１では、対向基板１２が傾斜Ｃプレート２４を内蔵している。ここで、本技術に係る液晶層１３に封入される液晶と、傾斜Ｃプレート２４の関係について説明する。

図３は、本技術に係る液晶と傾斜Ｃプレートの関係を示す図である。

図３に示すように、プレチルトが付与された液晶層１３内のＶＡ液晶１３ａにおける液晶分子の長軸方向と、傾斜Ｃプレート２４の傾斜方向とが直交するように、傾斜Ｃプレート２４の傾斜方向は設定される。このような構成により、正面すなわちＺ軸方向に残留するリタデーションを改善するとともに、楕円偏光成分を補償する。これにより、光漏れを防ぐことができる。

以下、このような傾斜Ｃプレート２４を備える対向基板１２の具体的構成について説明する。

［対向基板の構成］
図４は、本技術に係る対向基板１２の構成例を示す図である。図４では、図２の対向基板１２の具体的構成例を示している。

本技術に係る対向基板１２は、ガラス基板２１上にＳｉＯ_２膜２２が形成され、このＳｉＯ_２膜２２の上に所定の間隔で傾斜を有する傾斜Ｃプレート２４が形成される。また、傾斜Ｃプレート２４の上には、順にＳｉＯ_２膜２５、遮光膜２６、ＳｉＯ_２膜２７、透明電極２８が形成されている。各構成要素については、後述する。

このように、本技術に係る対向基板１２は、所定の間隔で傾斜する傾斜Ｃプレート２４を内蔵するものである。ここで、傾斜Ｃプレート２４が有する傾斜について図５および図６を用いて説明する。

［傾斜Ｃプレート２４の第１の例］
図５は、本技術に係る傾斜Ｃプレート２４の傾斜の第１の例を示す斜視図である。

図５に示す傾斜Ｃプレート２４は、Ｘ方向およびＹ方向の両方に傾斜し、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれΔＸ、ΔＹの寸法で繰り返し形成される傾斜面２４ａを有する。ΔＸは、傾斜面２４ａについて、対向基板１２に対向して設けられるＴＦＴ基板１１にマトリクス状に形成される各画素に対応する部分の列方向の寸法である。一方、ΔＹは、傾斜面２４ａについて、対向基板１２に対向して設けられるＴＦＴ基板１１にマトリクス状に形成される各画素に対応する部分の行方向の寸法である。

すなわち、図５に示す例では、傾斜Ｃプレート２４の傾斜面２４ａは画素単位で形成されている。なお、この例の傾斜Ｃプレート２４が有する傾斜面２４ａの傾斜方向および傾斜角度は、液晶層１３内の液晶分子の配向方向および液晶分子に付与されたプレチルトに応じて最適に設定される。すなわち、プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向に対して直交するように設定される。

［傾斜Ｃプレートの第２の例］
図６は、本技術に係る傾斜Ｃプレート２４の第２の例を示す斜視図である。

図６に示す傾斜Ｃプレート２４は、Ｘ方向にΔＸの寸法で繰り返し傾斜し、Ｙ方向に連続して形成される傾斜面２４ｂを有する。ΔＸ、ΔＹのそれぞれは、対向基板１２に対向して設けられるＴＦＴ基板１１にマトリクス状に形成される画素の列方向、行方向の寸法である。

すなわち、図６に示す例では、傾斜Ｃプレート２４の傾斜面２４ｂは画素列単位で形成されている。なお、この例の傾斜Ｃプレート２４が有する傾斜面２４ｂの傾斜方向および傾斜角度は、液晶層１３内の液晶分子の配向方向および液晶分子のプレチルト角に応じて最適に設定される。すなわち、プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向に対して直交するように設定される。

以上図５および図６を用いて説明してきたように、傾斜Ｃプレート２４が有する傾斜は各画素毎に形成されてもよいし、数百画素毎、例えば画素列毎または画素行毎に形成してもよい。

［対向基板の製造方法］
続いて、本技術に係る対向基板１２の製造方法について説明する。図７〜図１６は、本技術に係る対向基板１２の各製造工程を示す図である。

まず、図７に示すように、ガラス基板２１上にＳｉＯ_２膜２２を成膜する（第１の工程）。次に、図８に示す第２の工程において、第１の工程で形成されたＳｉＯ_２膜２２上に、図５または図６で示したような形状、すなわち液晶層１３における液晶分子の配向方向に対して直交する傾斜面２３Ａを有する形状のレジスト２３を、グレイスケールマスクによりパターンニングする（第２の工程）。

その後、図９に示すように、ＳｉＯ_２ドライエッチャーによる全面エッチングにより、ＳｉＯ_２膜２２上に、レジスト２３に相当する形状の傾斜面２２Ａを形成する（第３の工程）。このようにして形成された傾斜面２２Ａは、傾斜Ｃプレート２４を形成するための下地となる。

以上説明してきた第１から第３の工程により、対向基板１２内に、図５、図６で例示したような傾斜Ｃプレート２４の傾斜面２４ａ、２４ｂの形状に相当する傾斜面２２Ａを形成する。なお、液晶層１３における液晶の配向角が０度の場合には、図６に示す傾斜面２４ｂのように傾斜面２２Ａを各画素列毎に形成してもよい。また、液晶の配向角が９０度の場合には、傾斜面２２Ａを各画素行毎に形成してもよい。

その後、図１０に示すように、第３の工程で形成された傾斜面２２Ａ上に、無機膜からなる傾斜Ｃプレート２４を形成する（第４の工程）。ここでは、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法によって、第３の工程で形成された傾斜面２２Ａと同様の傾斜を有する傾斜Ｃプレート２４を形成する。

具体的には、傾斜Ｃプレート２４の形成は、屈折率の異なる少なくとも２種以上の透明な薄膜を交互に積層することによって行う。傾斜Ｃプレート２４は、無機膜からなり、例えば、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の交互成膜や、ＳｉＯ_２とＳｉＮの交互成膜によって形成される。なお、傾斜Ｃプレート２４を形成するための積層回数は、傾斜Ｃプレート２４のリタデーション値やこの傾斜Ｃプレート２４によって得られる光学補償効果等を勘案して設定される。

その後、図１１に示すように、第４の工程で形成された傾斜Ｃプレート２４の上に、無機膜であるＳｉＯ_２膜２５を成膜する（第５の工程）。第５の工程では更に、成膜されたＳｉＯ_２膜２５をＣＭＰ（Chemical Mechanical Planarization）により平坦化する。ＳｉＯ_２膜２５の平坦化は、液晶層１３の一定の間隙を確保するために必要な工程である。

その後、図１２および図１３に示すように、第５の工程で形成され、平坦化されたＳｉＯ_２膜２５の上に遮光膜２６を成膜する（第６の工程）。なお、特に図１３に示すように、遮光膜２６は傾斜Ｃプレート２４の隣り合う傾斜面２４Ａの境目を覆うように成膜される。隣り合う傾斜面２４Ａの境目とは、すなわち、この対向基板１２に対向するＴＦＴ基板１１にマトリクス状に形成される各画素の境目の位置に相当する。

その後、図１４に示すように、第６の工程で形成された遮光膜２６の上に絶縁膜、例えばＳｉＯ_２膜２７を成膜する（第７の工程）。その後、図１５に示すように、第７の工程で形成されたＳｉＯ_２膜２７を、ＣＭＰにより平坦化する（第８の工程）。ＣＭＰによる平坦化については、前述の第５の工程と同様である。

その後、図１６に示すように、第８の工程で平坦化されたＳｉＯ_２膜２７の上に、透明電極である例えばＩＴＯ膜２８を成膜する（第９の工程）。

以上説明してきた第１から第９の工程により、図４に示すような本実施形態に係る対向基板１２は製造される。このようにして製造された対向基板１２は、ＴＦＴ基板１１や液晶層１３との間で接する面をＸＹ平面に平行に保ちながら、光学補償層としての傾斜Ｃプレート２４のみを傾斜させて内蔵している。すなわち、本実施形態に係る液晶プロジェクタ装置１は、ＴＦＴ基板１１と、これに対向する対向基板１２と、これら両基板に挟持される液晶層１３とを備え、さらに、対向基板１２内においてＳｉＯ_２膜２２上に形成された傾斜面２２Ａと、この傾斜面２２Ａ上に配置され無機膜からなる傾斜Ｃプレート２４とを備える。傾斜Ｃプレート２４の傾斜面２４Ａは各画素単位で形成できるため、傾斜の高度差は数ミクロンメートルであり、既存の液晶表示装置と物理的大きさをほとんど変更しなくてもよい。すなわち、簡易な構成で光学補償層としての傾斜Ｃプレート２４を組み込むことにより、高コントラスト化を実現することができる。

なお、上記説明においては、対向基板１２が傾斜Ｃプレート２４を内蔵する形態について説明してきたが、この場合には限らない。例えば、ＴＦＴ基板１１が傾斜Ｃプレート２４を内蔵してもよい。この場合、液晶プロジェクタ装置１は、ＴＦＴ基板１１と、これに対向する対向基板１２と、これら両基板に挟持される液晶層１３とを備え、さらに、ＴＦＴ基板１１内においてＳｉＯ_２膜等の上に形成された傾斜面と、この傾斜面上に配置され無機膜からなる傾斜Ｃプレートとを備えることになる。

また、図２に示すように、傾斜Ｃプレート２４はマイクロレンズ２９よりも液晶層１３側に設けた構成について説明してきたが、この場合には限らない。液晶層１３と逆側、すなわちマイクロレンズ２９よりも外側に設けてもよい。なお、マイクロレンズ２９と液晶層１３の間に傾斜Ｃプレート２４を配置することによって、液晶層１３を通る光と傾斜Ｃプレート２４を通る光の角度が等しくなることから、最も効果的にコントラストを改善させることができる。

［傾斜Ｃプレート２４のＳＥＭ写真］
図１７は、本実施形態に係る傾斜Ｃプレート２４のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）写真である。上述したような対向基板１２の製造方法によれば、例えば図１７に示すような傾斜Ｃプレート２４を有する液晶パネル１１１が生成される。

［コントラストのシミュレーション結果］
続いて、本実施形態に係る製造方法によって生成された対向基板１２を備えた液晶パネル１１１についてのコントラストのシミュレーション結果を説明する。なお、シミュレーション結果の説明に先立ち、極角および方位角について説明する。

図１８は、本技術に係る極角と方位角を示す図である。

図１８（ａ）に示すように、液晶パネル１１１の表示面から垂直方向を表すＺ軸方向を極角θ＝０°の方向とし、ＸＹ平面を極角θ＝９０°の方向とする。なお、プレチルト角はＸＹ平面からの角度とする。従って、プレチルト角と極角の和が９０°となる。また、図１８（ｂ）に示すように、液晶パネル１１１の面内方向において、Ｘ軸方向を方位角φ＝０°または１８０°の方向とし、Ｙ軸方向を方位角φ＝９０°または２７０°の方向とする。以下では、必要に応じて、これらの極角θおよび方位角φを用いて各方向を説明する。

図１９は、本技術に係る傾斜Ｃプレート２４の極角を変えた場合のコントラストのシミュレーション結果を示す図である。

図１９に示すグラフ上では、横軸に極角を、縦軸にコントラスト比を示している。極角が９０度であることは傾斜Ｃプレート２４を水平に設置することを示す。ここでは極角を８０度から９０度まで変化させている。一方、コントラスト比とは、傾斜Ｃプレート２４が無い場合を１としたときのコントラスト比である。

図１９では、液晶パネル１１１中の液晶層１３の厚さを３．４μｍ、液晶層１３内の液晶分子のプレチルト角を８５度、液晶層１３内の液晶分子の配向角を４５度とし、傾斜Ｃプレート２４のリタデーション値（傾斜Ｃプレート２４の交互成膜の厚さとその膜種における屈折率差との積）を２００ｎｍ〜３００ｎｍ、傾斜Ｃプレート２４の方位角を４５度とする条件下での極角とコントラスト比との関係を示している。

この場合、図１９に示すように、極角８３度から８５度においてコントラストが最大になることが確認された。なお、前述のように液晶分子のプレチルト角は８５度であるため、コントラスト比がプレチルト角に依存する蓋然性が高いことが確認された。

図２０は、本技術に係る傾斜Ｃプレートのリタデーション値を変えた場合のコントラストのシミュレーション結果を示す図である。

図２０に示すグラフ上では、横軸にリタデーション値を、縦軸にコントラスト比を示している。リタデーション値とは、傾斜Ｃプレート２４の交互成膜の厚さと複屈折率との積である。ここではリタデーション値を０．１５０ｎｍから０．４００ｎｍまで変化させている。一方、コントラスト比とは、傾斜Ｃプレート２４が無い場合を１としたときのコントラスト比である。

図２０では、液晶パネル１１１中の液晶層１３の厚さを３．４μｍ、液晶層１３内の液晶分子のプレチルト角を８５度、液晶層１３内の液晶分子の配向角を４５度とし、傾斜Ｃプレート２４の極角を８４度、方位角を４５度とする条件下でのリタデーション値とコントラスト比との関係を示している。

液晶層１３における液晶分子は長軸方向と短軸方向とで屈折率が異なるため、正のリタデーションを発生させる。一方、傾斜Ｃプレート２４は負のリタデーションを発生させる。しかしながら、液晶層１３に用いられる液晶の種類によって最適なリタデーションが異なるため、傾斜Ｃプレート２４のリタデーション値を変化させた場合、所定のリタデーション値においてコントラストが極大値となる。このシミュレーション結果では、図２０に示すように、リタデーション値が約０．３μｍにおいてコントラストが最大になることが確認された。

［視野角特性について］
図２１は、本技術に係る傾斜Ｃプレート２４無しの場合の視野角特性を示す図である。図２２および図２３は、本技術に係る傾斜Ｃプレート２４有りでそれぞれ極角が９０度、８５度の場合の視野角特性を示す図である。

図２１から図２３では、ＴＦＴ基板１１の表面側から光を入射させたときの光強度分布を等輝度曲線で示している。各図において中心側に向かうほど光強度が強く、外側に向かうほど光強度が弱い。

図２１から図２３に示すように、傾斜Ｃプレート２４（光学補償板）が無い場合に比べて、傾斜Ｃプレート２４が有る場合の方が正面からのコントラスト比が高く、上下左右のみならず、斜め方向からの視野角特性が向上していることがわかる。また、図２２と図２３とを比較すると分かるように、傾斜Ｃプレート２４の極角をプレチルト角に応じた角度に設定することによって、さらに正面からの視野角特性を向上させることができる。

以上説明してきたように、本技術によれば、ポジティブＣプレートとしてモデル化できるプレチルト角を有する液晶と、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２のうち一方の基板内に傾斜させた傾斜面上に、無機膜により形成したネガティブＣプレートを組み合わせることにより、高コントラスト化を実現することができ、さらにプロジェクタ等の投射機のコンパクト化と量産容易性の確保と併せて実現することができる。

本実施形態では、液晶表示装置として液晶プロジェクタ装置を例に挙げたが、液晶パネルを備えて構成された液晶表示装置であれば、他の装置（テレビジョン装置、デスクトップ型のパーソナルコンピュータのモニタ装置、ノート型パーソナルコンピュータ、液晶表示装置を有するビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの撮像装置、ＰＤＡ、携帯電話機）にも適用することができることは無論のこと、液晶パネルを備えて構成された液晶表示装置を有する種々の電子機器にも広く用いることができる。

なお、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
（１）ＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向する対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とに挟持される液晶層と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板のうち一方の基板内に形成された傾斜面と、前記傾斜面の上に配置され無機膜からなる光学補償層と、を備えた液晶表示装置。
（２）前記傾斜面は、前記ＴＦＴ基板内に設けられるマトリクス状の各画素毎に形成される前記（１）に記載の液晶表示装置。
（３）前記ＴＦＴ基板内に設けられるマトリクス状の各画素のうち画素行毎または画素列毎に形成される前記（１）に記載の固体撮像素子。
（４）前記光学補償層の上に更に無機膜を形成し、形成された前記無機膜を平坦化する前記（１）から（３）のいずれかに記載の液晶表示装置。
（５）前記傾斜面の傾斜角は、プレチルトが付与された前記液晶層内の液晶分子の軸方向に対して直交するように設定される前記（１）から（４）のいずれかに記載の液晶表示装置。
（６）前記ＴＦＴ基板または前記対向基板のうち少なくとも一方の基板にマイクロレンズが搭載され、該マイクロレンズと前記液晶層との間に前記光学補償層を配置した前記（１）から（５）のいずれかに記載の液晶表示装置。
（７）ＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向する対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とに挟持される液晶層と、を備えた液晶表示装置の製造方法であって、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板のうち一方の基板内に傾斜面を形成する工程と、前記傾斜面の上に無機膜からなる光学補償層を配置する工程と、を含む液晶表示装置の製造方法。

１ 液晶プロジェクタ装置（液晶表示装置）
１１ ＴＦＴ基板
１２ 対向基板
１３ 液晶層
２２Ａ 傾斜面
２４ 傾斜Ｃプレート（光学補償層）
２４ａ 傾斜面
２４ｂ 傾斜面
２５ ＳｉＯ_２膜（無機膜）
２９ マイクロレンズ
１１１ 液晶パネル

Claims (7)

1. ＴＦＴ基板と、
   前記ＴＦＴ基板に対向する対向基板と、
   前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とに挟持される液晶層と、
   前記ＴＦＴ基板と前記対向基板のうち一方の基板内に形成された傾斜面と、
   前記傾斜面の上に配置され無機膜からなる光学補償層と、
   を備えた液晶表示装置。
2. 前記傾斜面は、前記ＴＦＴ基板内に設けられるマトリクス状の各画素毎に形成される請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記傾斜面は、前記ＴＦＴ基板内に設けられるマトリクス状の各画素のうち画素行毎または画素列毎に形成される請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記光学補償層の上に更に無機膜を形成し、形成された前記無機膜を平坦化する請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記傾斜面の傾斜角は、プレチルトが付与された前記液晶層内の液晶分子の軸方向に対して直交するように設定される請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記ＴＦＴ基板または前記対向基板のうち少なくとも一方の基板にマイクロレンズが搭載され、該マイクロレンズと前記液晶層との間に前記光学補償層を配置した請求項１に記載の液晶表示装置。
7. ＴＦＴ基板と、
   前記ＴＦＴ基板に対向する対向基板と、
   前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とに挟持される液晶層と、を備えた液晶表示装置の製造方法であって、
   前記ＴＦＴ基板と前記対向基板のうち一方の基板内に傾斜面を形成する工程と、
   前記傾斜面の上に無機膜からなる光学補償層を配置する工程と、
   を含む液晶表示装置の製造方法。

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