JP7200984B2 - 光学補償素子、液晶表示装置および投射型表示装置 - Google Patents
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Description
本開示は、光学補償素子およびそれを備えた液晶表示装置、ならびにそのような液晶表示装置を用いた投射型表示装置に関する。
近年、液晶プロジェクタ等の投射型表示装置の液晶パネルに用いられる液晶は、垂直配向型（ＶＡモード）のものが主流となっている。この液晶表示装置では、例えば黒表示時における残留リタデーションを補償する光学補償板が使用されている。
このような光学補償板としては、例えば液晶ポリマーからなるＯ－Ｐｌａｔｅ（特許文献１）、またはネガティブＣ－ｐｌａｔｅ（特許文献２～４）が挙げられる。
上記のような光学補償板（光学補償素子）を用いた液晶表示装置において、高輝度および高コントラスト比を実現することが望まれている。
本開示の一実施の形態の液晶表示装置は、一対の偏光板と、一対の偏光板の間に設けられた液晶表示素子と、液晶表示素子を透過する光の光路に設けられた光学補償素子とを備え、光学補償素子は、傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む構造体が複数設けられた第１下地層と、第１下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第１積層膜と、構造体が複数設けられ、第１積層膜を間にして第１下地層に対向する第２下地層と、第２下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第２積層膜とを有し、第１下地層および第２下地層各々の複数の構造体の配列周期は、可視光の波長よりも小さいものである。
本開示の一実施の形態の投射型表示装置は、上記本開示の一実施の形態の液晶表示装置を備えたものである。
本開示の一実施の形態の液晶表示装置および投射型表示装置では、光学補償素子が、第１下地層および第２下地層を含んでいる。この第１下地層および第２下地層は、傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む複数の構造体を有するものである。この第１下地層、第２下地層各々の上に、第１積層膜、第２積層膜が形成されることで、この光学補償素子は光軸の傾いたネガティブＣ－ｐｌａｔｅとして機能する。これにより、液晶表示素子における残留リタデーションが補償される。ここでは、第１下地層および第２下地層各々の複数の構造体の配列周期が可視光の波長よりも小さくなっているので、光学補償素子での回折の影響が抑制され、光損失が低減される。
本開示の一実施の形態の光学補償素子は、傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む構造体が複数設けられた第１下地層と、第１下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第１積層膜と、構造体が複数設けられ、第１積層膜を間にして第１下地層に対向する第２下地層と、第２下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第２積層膜とを有し、第１下地層および第２下地層各々の複数の構造体の配列周期は、可視光の波長よりも小さいものである。
本開示の一実施の形態の光学補償素子は、第１下地層および第２下地層を含むものである。この第１下地層および第２下地層は、傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む複数の構造体を有している。この第１下地層、第２下地層各々の上に、第１積層膜、第２積層膜が形成される。これにより、光軸の傾いたネガティブＣ－ｐｌａｔｅとして機能し、液晶表示素子における残留リタデーションを補償される。ここでは、第１下地層および第２下地層各々の複数の構造体の配列周期が可視光の波長よりも小さくなっているので、回折の影響が抑制され、光損失が低減される。
本開示の一実施の形態の液晶表示装置および投射型表示装置によれば、第１下地層および第２下地層各々の複数の構造体の配列周期を可視光の波長よりも小さくするようにしたので、光損失を低減して輝度を高めることができる。よって、高輝度および高コントラスト比を実現することが可能となる。
本開示の一実施の形態の光学補償素子によれば、第１下地層および第２下地層各々の複数の構造体の配列周期を可視光の波長よりも小さくするようにしたので、光損失を低減することができる。この光学補償素子を備えた液晶表示装置では、高輝度および高コントラスト比を実現することが可能となる。
尚、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（液晶表示素子と偏光板との間に光学補償板を設けた液晶表示装置および投射型表示装置の例）
２．第２の実施の形態（液晶表示素子を間にして対向する一対の基板に光学補償層を設けた液晶表示装置の例）
３．変形例１（光学補償層が第３下地層および第３積層膜を有する例）
４．変形例２（駆動基板に光学補償層が貼り合わされている例）
５．第３の実施の形態（保護基板に光学補償層を設けた液晶表示装置の例）
１．第１の実施の形態（液晶表示素子と偏光板との間に光学補償板を設けた液晶表示装置および投射型表示装置の例）
２．第２の実施の形態（液晶表示素子を間にして対向する一対の基板に光学補償層を設けた液晶表示装置の例）
３．変形例１（光学補償層が第３下地層および第３積層膜を有する例）
４．変形例２（駆動基板に光学補償層が貼り合わされている例）
５．第３の実施の形態（保護基板に光学補償層を設けた液晶表示装置の例）
＜第１の実施形態＞
［構成］
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る投射型表示装置（投射型表示装置１）の全体構成例を表したものである。この投射型表示装置１は、例えば透過型３板方式の液晶プロジェクタ装置であり、光源１１と、照明光学系２０と、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと、色合成プリズム４０と、投射レンズユニット４１とを備える。
［構成］
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る投射型表示装置（投射型表示装置１）の全体構成例を表したものである。この投射型表示装置１は、例えば透過型３板方式の液晶プロジェクタ装置であり、光源１１と、照明光学系２０と、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと、色合成プリズム４０と、投射レンズユニット４１とを備える。
光源１１は、フルカラー画像を投射するために必要とされる、光の３原色である赤色、緑色及び青色の光を含む白色光を出射するように構成されている。光源１１は、例えば、白色光を発する発光体１１ａと、発光体１１ａから発せられた光を反射するリフレクタ１１ｂとを有している。光源１１の発光体１１ａとしては、水銀成分を含むガスが封入された放電ランプ、例えば、超高圧水銀ランプ等が用いられる。光源１１のリフレクタ１１ｂは、凹面鏡となっており、その鏡面が周効率のよい形状とされている。また、リフレクタ１１ｂは、例えば、回転方物面や回転楕円面のような回転対称面の形状とされている。光源１１は、レーザ光源、蛍光体光源またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源により構成されていてもよい。あるいは、これらの光源を組み合わせて光源１１が構成されていてもよい。
照明光学系２０は、光源１１から出射された光の光路順に、例えば、可視領域外の光をカットするカットフィルタ１２と、第１のマルチレンズアレイ１４および第２のマルチレンズアレイ１５と、第２のマルチレンズアレイ１５からの光を所定の偏光方向に偏光させるためのＰＳ合成樹脂１６と、ＰＳ合成樹脂１６を通過した光を集光するコンデンサレンズ１７と、光を波長帯域に応じて分離する第１のダイクロイックミラー１８とを備える。
カットフィルタ１２は、光源１１から出射された白色光に含まれる紫外領域の光を反射することで除去する平面ミラーである。カットフィルタ１２は、例えば、ガラス基材上に紫外領域の光を反射するコートを施したものであり、紫外領域以外の光を透過する。
第１のマルチレンズアレイ１４および第２のマルチレンズアレイ１５は、例えば、液晶表示素子３２の有効画素領域のアスペクト比にほぼ等しい相似形をした外形を有する複数のレンズセルがアレイ状に配置されたものである。これらの第１のマルチレンズアレイ１４と第２のマルチレンズアレイ１５との間には、光を反射する第１の折り返しミラー１３が配置されている。第１のマルチレンズアレイ１４および第２のマルチレンズアレイ１５は、後述する液晶表示素子３２の有効画素領域を均一に照明するために、光を液晶表示素子３２の有効面積の形状の光束とし、照度分布を均一化するものである。第１のマルチレンズアレイ１４が、第１の折り返しミラー１３により反射された光を各レンズセルにより集光して小さな点光源を作り出し、第２のマルチレンズアレイ１５が、各点光源からの照明光を合成する。
コンデンサレンズ１７は、凸レンズであり、ＰＳ合成樹脂１６により所定の偏光方向に制御された光を液晶表示素子３２の有効画素領域に効率よく照射されるようにスポット径を調整する。
第１のダイクロイックミラー１８は、ガラス基板等の主面上に、誘電体膜を多層形成した、いわゆるダイクロイックコートが施された波長選択性のミラーである。第１のダイクロイックミラー１８は、反射させる赤色光と、透過させるその他の色光、すなわち緑色光及び青色光とに分離する。具体的には、第１のダイクロイックミラー１８は、コンデンサレンズ１７から入射する光のうち青色光および緑色光を透過させ、赤色光を反射して９０°向きを変化させるように、コンデンサレンズ１７から入射する光の光路に対して垂直方向に４５°傾けて配設されている。
照明光学系２０は、また、第１のダイクロイックミラー１８によって分離された赤色光の光路順に、例えば、光を全反射する第２の折り返しミラー２２と、第１のフィールドレンズ２３Ｒと、液晶表示装置３０Ｒとを備える。
第２の折り返しミラー２２は、第１のダイクロイックミラー１８を反射した光を反射して９０°向きを変えさせる全反射ミラーであり、かかる反射された赤色光の光路に対して垂直方向に４５°傾けて配設されている。これにより、第２の折り返しミラー２２は、この赤色光を、第１のフィールドレンズ２３Ｒに向けて反射する。第１のフィールドレンズ２３Ｒは、集光レンズであり、第２の折り返しミラー２２により反射された赤色光を液晶表示装置３０Ｒに向けて出力すると共に、液晶表示装置３０Ｒ内の液晶表示素子３２に集光する。液晶表示装置３０Ｒの構成については後述する。
照明光学系２０は、更に、第１のダイクロイックミラー１８によって分離された青色光および緑色光の光路に沿って、例えば、入射光を波長帯域に応じて分離する第２のダイクロイックミラー２１を備える。
第２のダイクロイックミラー２１は、入射した光を青色光と、その他の色光、すなわち緑色光とに分離する。第２のダイクロイックミラー２１は、第１のダイクロイックミラー１８から入射する光のうちの青色光を透過させる一方で、緑色光を反射して９０°向きを変化させるように、第１のダイクロイックミラー１８から入射する光の光路に対して垂直方向に４５°傾けて配設されている。
照明光学系２０は、また、第２のダイクロイックミラー２１によって分離された緑色光の光路順に、例えば、第２のフィールドレンズ２３Ｇと、液晶表示装置３０Ｇとを備える。
第２のフィールドレンズ２３Ｇは、集光レンズであり、第２のダイクロイックミラー２１により反射された緑色光を液晶表示装置３０Ｇに向けて出力すると共に、液晶表示装置３０Ｇ内の液晶表示素子３２に集光する。液晶表示装置３０Ｇの構成については後述する。
照明光学系２０は、更に、第２のダイクロイックミラー２１によって分離された青色光の光路順に、例えば、第１のリレーレンズ２３と、入射光を全反射する第３の折り返しミラー２４と、第２のリレーレンズ２５と、入射光を全反射する第４の折り返しミラー２６と、第３のフィールドレンズ２３Ｂと、液晶表示装置３０Ｂとを備える。
第１のリレーレンズ２３は、第２のリレーレンズ２５と共に光路長を調整するためのレンズであり、第２のダイクロイックミラー２１によって分離された青色光を、第３の折り返しミラー２４へ導く。第３の折り返しミラー２４は、第１のリレーレンズ２３からの光を反射して９０°向きを変えさせる全反射ミラーであり、第１のリレーレンズ２３からの青色光の光路に対して垂直方向に４５°傾けて配設されている。これにより、第３の折り返しミラー２４は、第１のリレーレンズ２３からの青色光を、第２のリレーレンズ２５に向けて反射する。第２のリレーレンズ２５は、第１のリレーレンズ２３と共に光路長を調整するためのレンズであり、第３の折り返しミラー２４によって反射された青色光を、第４の折り返しミラー２６へ導く。
尚、第１のリレーレンズ２３および第２のリレーレンズ２５は、青色光の液晶表示装置３０Ｂまでの光路が、赤色光の液晶表示装置３０Ｒまでの光路や緑色光の液晶表示装置３０Ｇまで光路と比して長いため、液晶表示装置３０Ｂ内の液晶表示素子３２に青色光の焦点が合うように補正するようになっている。
第４の折り返しミラー２６は、第２のリレーレンズ２５からの光を反射して９０°向きを変えさせる全反射ミラーであり、第２のリレーレンズ２５からの青色光の光路に対して垂直方向に４５°傾けて配設されている。これにより、第４の折り返しミラー２６は、第２のリレーレンズ２５からの青色光を、第３のフィールドレンズ２３Ｂに向けて反射する。第３のフィールドレンズ２３Ｂは、集光レンズであり、第４の折り返しミラー２６により反射された青色光を液晶表示装置３０Ｂに向けて出力すると共に、液晶表示装置３０Ｂ内の液晶表示素子３２に集光する。液晶表示装置３０Ｂの構成については後述する。
色合成プリズム４０は、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれを出射した赤色光、緑色光および青色光の光路が交わる位置に配置されている。色合成プリズム４０は、入射した赤色光、緑色光および青色光を合成して出射面４０Ｔから出射する。
投射レンズユニット４１は、色合成プリズム４０の出射面４０Ｔから出射された合成光をスクリーン等の投射面上に拡大して投射する。
（液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの構成）
液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、照明光学系２０からの照明光を変調して出射する光変調装置（空間変調装置）である。これらの液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを出射した各色光（赤色光，緑色光，青色光）は、色合成プリズム４０へ向けて出射される。液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂはそれぞれ、例えばＨＴＰＳ（High Temperature Poly-Silicon）等の透過型液晶表示装置である。但し、特に図示はしないが、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂはそれぞれ、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の反射型液晶表示装置であってもよい。
液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、照明光学系２０からの照明光を変調して出射する光変調装置（空間変調装置）である。これらの液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを出射した各色光（赤色光，緑色光，青色光）は、色合成プリズム４０へ向けて出射される。液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂはそれぞれ、例えばＨＴＰＳ（High Temperature Poly-Silicon）等の透過型液晶表示装置である。但し、特に図示はしないが、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂはそれぞれ、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の反射型液晶表示装置であってもよい。
図２は、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの構成例を模式的に表したものである。液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、一対の偏光板（第１偏光板３１，第２偏光板３４）間に、液晶表示素子３２を備えたものである。液晶表示装置３０Ｒは、例えば入射する赤色光（波長６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）を変調して赤色の映像光を生成するものである。液晶表示装置３０Ｇは、例えば入射する緑色光（波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下）を変調して緑色の映像光を生成するものである。液晶表示装置３０Ｂは、例えば入射する青色光（波長４３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下）を変調して青色の映像光を生成するものである。
本実施の形態では、これらの液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれにおいて、第１偏光板３１および第２偏光板３４のうちの少なくとも一方の偏光板と、液晶表示素子３２との間に、光学補償板３３が設けられている。液晶表示素子３２は、一対の基板３２Ａ，３２Ｂにより封止されている。ここでは、一例として、光学補償板３３は、第２偏光板３４と、液晶表示素子３２を封止する一対の基板のうちの一方の基板（光出射側の基板３２Ｂ）との間に設けられている。光学補償板３３は、液晶表示素子３２を透過する光の光路に設けられていればよいが、一対の偏光板（第１偏光板３１，第２偏光板３４）と液晶表示素子３２との間に設けられていることが好ましい。液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂでは、第１偏光板３１および第２偏光板３４は、基板３２Ａ，３２Ｂに貼り合わせられていてもよいが、基板３２Ａ，３２Ｂとは別々の部材として配置されていることが望ましい。これは、一般に、液晶プロジェクタでは、偏光板が光を吸収することにより発熱して高温になり易いことから、この熱が液晶表示素子３２へ伝わることを抑制するためである。一方、光学補償板３３は、光をほとんど吸収しないことから、基板３２Ｂに貼り合わせられていてもよいし、互いに別々の部材として配置されていてもよい。尚、本実施の形態の「光学補償板３３」が本開示における「光学補償素子」の一具体例に相当する。
第１偏光板３１および第２偏光板３４は、例えば一方の偏光板が第１の偏光成分（ｓ偏光成分またはｐ偏光成分）を選択的に透過し、他方の偏光板が第２の偏光成分（ｐ偏光成分またはｓ偏光成分）を選択的に透過するものである。
液晶表示素子３２は、一対の電極間に液晶層を含んで構成されると共に、それらの一対の電極を通じて液晶層に駆動電圧が印加されることにより光透過率を変調するものである。この液晶表示素子３２の液晶層には、例えば垂直配向型（ＶＡ（Vertical Alignment）モード）の液晶が用いられる。ＶＡモードの液晶層では、印加電圧に対する応答特性を高めるために、液晶分子にいわゆるプレチルトが付与されている。尚、液晶層には、用途に応じて、他の駆動モード、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically controlled birefringence）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードあるいはＩＰＳ（In Plane Switching）モード等の液晶が用いられても構わない。
光学補償板３３は、上記のような液晶表示素子３２の残留リタデーションを補償する光学素子である。例えば、液晶表示素子３２の液晶層では、液晶分子のプレチルトあるいは界面配向状態等に依存して、位相差（残留リタデーション）を生じて透過率が変化してしまう。特に、ＶＡモードの液晶では、黒表示時の残留リタデーションにより光が僅かに透過してしまい、コントラストの低下を招く。光学補償板３３のリタデーションは、そのような残留リタデーションを打ち消すような値に設定される。
図３は、光学補償板３３の構成例を表したものである。光学補償板３３は、例えば基板３３１上に、積層構造体３３２を備えたものである。基板３３１は、例えばホウ珪酸ガラス等のガラスにより構成されている。この光学補償板３３の光軸Ｚｃは、後述する積層構造体３３２の構成に基づいて、基板３３１の垂線方向（基板面に垂直な方向）から傾いて設定されている。一例としては、液晶表示素子３２がＶＡモードの液晶を用いている場合には、光学補償板３３の光軸Ｚｃの方向（傾斜方向）は、液晶表示素子３２の液晶分子のプレチルト方向（長軸方向）に沿って設定される。尚、光学補償板３３の光軸Ｚｃは、図４Ａおよび図４Ｂに示したように、屈折率楕円体のＮｚ軸と定義される。この光学補償板３３は、いわゆるネガティブＣ－ｐｌａｔｅとして機能するものであり、即ち屈折率楕円体において、Ｎｘ＝Ｎｙ＞Ｎｚの関係が成り立つ。
図５は、積層構造体３３２の詳細構成例を表したものである。このように積層構造体３３２は、例えば、基板３３１側から、第１下地層３３２Ａと、第１積層膜３３２Ｂと、第２下地層３３２Ｃと、第２積層膜３３２Ｄとをこの順に有している。第１積層膜３３２Ｂは、第１下地層３３２Ａの上に設けられ、第２積層膜３３２Ｄは、第２下地層３３２Ｃの上に設けられている。
第１下地層３３２Ａは、２次元配置された複数の構造体３３２Ａ１を有している。複数の構造体３３２Ａ１のそれぞれは、互いに交差する方向に傾斜する第１主面Ｓ１および第１副面Ｓ２を含んでいる。第１主面Ｓ１は、例えば、基板３３１の主面に平行な面（面Ｓ）に交差し、面Ｓに対して傾斜角ｅ１１を成している。第１副面Ｓ２は、第１主面Ｓ１の面積よりも小さい面積を有している。この第１副面Ｓ２は、第１主面Ｓ１と面Ｓとが交差する位置とは異なる位置で面Ｓに交差している。即ち、面Ｓ、第１主面Ｓ１および第１副面Ｓ２は、三角形の断面形状を有している。第１副面Ｓ２は、例えば、面Ｓに対して傾斜角ｅ１２を成している。この第１副面Ｓ２の傾斜角ｅ１２は、第１主面Ｓ１の傾斜角ｅ１１とは異なっている。この例では、第１主面Ｓ１の傾斜角ｅ１１が第１副面Ｓ２の傾斜角ｅ１２よりも小さくなっている（ｅ１１＜ｅ１２）。
複数の構造体３３２Ａ１はそれぞれ、このような第１主面Ｓ１および第１副面Ｓ２を含む多面体または曲面を有する。図５の例では、各構造体３３２Ａ１が多面体を有しており、第１下地層３３２Ａの断面形状は、例えば鋸歯状を有する。この第１下地層３３２Ａの構成材料は、無機絶縁材料、例えば、後述の屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２の各構成材料のうち基板３３１と密着性が高い材料を含んで構成されている。
複数の構造体３３２Ａ１の配列周期（ピッチ）Ａは、可視光の波長よりも小さく設定されている。具体的には、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂへの入射波長のいずれの波長よりも小さく設定されている。配列周期Ａの一例としては、最も短波長となる液晶表示装置３０Ｂの入射波長（例えば４３０ｎｍ）未満である。但し、配列周期Ａは、望ましくは３８０ｎｍ以下であり、より望ましくは３００ｎｍ以下であり、更に望ましくは２５０ｎｍ以下である。詳細は後述するが、配列周期Ａが小さくなるほど、光学補償板３３における回折の影響を抑制して光損失を低減できるためである。
複数の構造体３３２Ａ１上に設けられた第１積層膜３３２Ｂは、構造体３３２Ａ１の形状（鋸歯状の断面形状）に沿って成膜されている。第１積層膜３３２Ｂは、例えばネガティブＣ－ｐｌａｔｅとして機能するものであり、交互に繰り返し積層された複数の屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２を含んで構成されている。屈折率膜３３２ｂ１の屈折率と、屈折率膜３３２ｂ２の屈折率とは、異なっており、この屈折率の差が大きくなっていることが好ましい。具体的には、屈折率膜３３２ｂ１の屈折率と、屈折率膜３３２ｂ２の屈折率との差が、０．５４以上であることが好ましい。これにより、第１積層膜３３２Ｂの膜厚（後述の膜厚ｔＢ１，ｔＢ２）を小さくすることができる。屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２の各膜厚は、例えば１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２のそれぞれの層数は例えば１０以上２００以下である。これらの屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２は、例えば無機絶縁材料を含んで構成されている。無機絶縁材料としては、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯx）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）および酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）等が挙げられる。
この第１積層膜３３２Ｂでは、構造体３３２Ａ１の第１主面Ｓ１に対向する領域ＲＡ１における膜厚ｔＢ１と、第１副面Ｓ２に対向する領域ＲＡ２における膜厚ｔＢ２とが互いに異なっている。具体的には、領域ＲＡ１における膜厚ｔＢ１が、領域ＲＡ２における膜厚ｔＢ２よりも大きくなっている。膜厚ｔＢ１、ｔＢ２は、各領域ＲＡ１，ＲＡ２において、積層された複数の屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２のトータルの膜厚に相当する。膜厚ｔＢ１，ｔＢ２は、第１主面Ｓ１の傾斜角ｅ１１および第１副面Ｓ２の傾斜角ｅ１２に応じて決まる。第１積層膜３３２Ｂにおける屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２の個々の膜厚は、上記のように互いに同一であってもよいが、異なっていてもよい。但し、屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２の各膜厚の比率が１：１であることが望ましい。屈折率楕円体における屈折率Ｎｚを小さくすることができ、以下に示すように、リタデーション値を効率的に出すことができるためである。
即ち、屈折率膜３３２ｂ１の屈折率をｎ1、１層あたりの膜厚をｔ11とし、屈折率膜３３２ｂ２の屈折率をｎ2、１層あたりの膜厚をｔ12とすると、屈折率楕円体のＮｘ，Ｎｙ，Ｎｚは、以下の式（１），（２）のように表される。これにより、厚み方向におけるリタデーション値Ｒｔｈは、式（３）のように表すことができる。これらの式（１）～（３）では、屈折率膜３３２ｂ１の膜厚と、屈折率膜３３２ｂ２の膜厚とが１：１のとき、ＮｘとＮｚの差が最大となり、Ｒｔｈの値も最大となる。
第１積層膜３３２Ｂを間にして、第１下地層３３２Ａに対向する第２下地層３３２Ｃは、例えば、第１積層膜３３２Ｂ上に、これに接して設けられている。この第２下地層３３２Ｃは、２次元配置された複数の構造体３３２Ｃ１を有している。構造体３３２Ｃ１の形状は、例えば、第１下地層３３２Ａの形状と略同じであるが、これらは異なっていてもよい。
複数の構造体３３２Ｃ１のそれぞれは、互いに交差する方向に傾斜する第２主面Ｓ３および第２副面Ｓ４を含んでいる。第２主面Ｓ３は、例えば、面Ｓに交差し、面Ｓに対して傾斜角ｆ１１を成している。例えば、第２主面Ｓ３は、第１主面Ｓ１と略平行に設けられており、第２主面Ｓ３の傾斜角ｆ１１は、第１主面Ｓ１の傾斜角ｅ１１と略同じである。第２主面Ｓ３の傾斜角ｆ１１が、第１主面Ｓ１の傾斜角ｅ１１と異なっていてもよいが、第２主面Ｓ３と第１主面Ｓ１との成す角度は、０度以上９０度以下である。例えば、第１主面Ｓ１の傾斜角ｅ１１により設定される光軸の方向と、第２主面Ｓ３の傾斜角ｆ１１により設定される光軸の方向とは、略同じである。略同じとは、例えば製造誤差等により生じる違いを許容するものである。
第２副面Ｓ４は、第２主面Ｓ３の面積よりも小さい面積を有している。この第２副面Ｓ４は、第２主面Ｓ３と面Ｓとが交差する位置とは異なる位置で面Ｓに交差している。即ち、面Ｓ、第２主面Ｓ３および第２副面Ｓ４は、三角形の断面形状を有している。第２副面Ｓ４は、例えば、面Ｓに対して傾斜角ｆ１２を成している。この第２副面Ｓ４の傾斜角ｆ１２は、第２主面Ｓ３の傾斜角ｆ１１とは異なっている。この例では、第２主面Ｓ３の傾斜角ｆ１１が第２副面Ｓ４の傾斜角ｆ１２よりも小さくなっている（ｆ１１＜ｆ１２）。第２副面Ｓ４の傾斜角ｆ１２は、例えば、第１副面Ｓ２の傾斜角ｅ１２と略同じである。第２副面Ｓ４の傾斜角ｆ１２が、第１副面Ｓ２の傾斜角ｅ１２と異なっていてもよいが、第２副面Ｓ４と第１副面Ｓ２との成す角度は、０度以上９０度以下である。
複数の構造体３３２Ｃ１はそれぞれ、このような第２主面Ｓ３および第２副面Ｓ４を含む多面体または曲面を有する。図５の例では、各構造体３３２Ｃ１が多面体を有しており、第２下地層３３２Ｃの断面形状は、例えば鋸歯状を有する。この第２下地層３３２Ｃの構成材料は、無機絶縁材料、例えば、後述の屈折率膜３３２ｄ１，３３２ｄ２の各構成材料のうち第１積層膜３３２Ｂと密着性が高い材料を含んで構成されている。
複数の構造体３３２Ｃ１の配列周期（ピッチ）Ｃは、例えば、第１下地層３３２Ａの構造体３３２Ａ１の配列周期Ａと略同じに設定されている。配列周期Ｃは、配列周期Ａと異なっていてもよいが、可視光の波長よりも小さく設定されている。具体的には、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂへの入射波長のいずれの波長よりも小さく設定されている。配列周期Ｃの一例としては、最も短波長となる液晶表示装置３０Ｂの入射波長（例えば４３０ｎｍ）未満である。但し、配列周期Ｃは、望ましくは３８０ｎｍ以下であり、より望ましくは３００ｎｍ以下であり、更に望ましくは２５０ｎｍ以下である。
複数の構造体３３２Ｃ１上に設けられた第２積層膜３３２Ｄは、構造体３３２Ｃ１の形状（鋸歯状の断面形状）に沿って成膜されている。第２積層膜３３２Ｄは、第１積層膜３３２Ｂとともに、例えばネガティブＣ－ｐｌａｔｅとして機能するものである。この第２積層膜３３２Ｄは、交互に繰り返し積層された複数の屈折率膜３３２ｄ１，３３２ｄ２を含んで構成されている。屈折率膜３３２ｄ１の屈折率と、屈折率膜３３２ｄ２の屈折率とは、異なっており、この屈折率の差が大きくなっていることが好ましい。具体的には、屈折率膜３３２ｄ１の屈折率と、屈折率膜３３２ｄ２の屈折率との差が、０．５４以上であることが好ましい。これにより、第２積層膜３３２Ｄの膜厚（後述の膜厚ｔＤ１，ｔＤ２）を小さくすることができる。屈折率膜３３２ｄ１，３３２ｄ２の各膜厚は、例えば１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、屈折率膜３３２ｄ１，３３２ｄ２のそれぞれの層数は例えば１０以上２００以下である。これらの屈折率膜３３２ｄ１，３３２ｄ２は、例えば無機絶縁材料を含んで構成されている。無機絶縁材料としては、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯx）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）および酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）等が挙げられる。
この第２積層膜３３２Ｄでは、構造体３３２Ｃ１の第２主面Ｓ３に対向する領域ＲＣ１における膜厚ｔＤ１と、第２副面Ｓ４に対向する領域ＲＣ２における膜厚ｔＤ２とが互いに異なっている。具体的には、領域ＲＣ１における膜厚ｔＤ１が、領域ＲＣ２における膜厚ｔＤ２よりも大きくなっている。膜厚ｔＤ１、ｔＤ２は、各領域ＲＣ１，ＲＣ２において、積層された複数の屈折率膜３３２ｄ１，３３２ｄ２のトータルの膜厚に相当する。膜厚ｔＤ１，ｔＤ２は、第２主面Ｓ３の傾斜角ｆ１１および第２副面Ｓ４の傾斜角ｆ１２に応じて決まる。第２積層膜３３２Ｄにおける屈折率膜３３２ｄ１，３３２ｄ２の個々の膜厚は、上記のように互いに同一であってもよいが、異なっていてもよい。但し、屈折率膜３３２ｄ１，３３２ｄ２の各膜厚の比率が１：１であることが望ましい。上述のように、屈折率楕円体における屈折率Ｎｚを小さくすることができ、リタデーション値を効率的に出すことができるためである。第２積層膜３３２Ｄの膜厚ｔＤ１は、第１積層膜３３２Ｂの膜厚ｔＢ１と同じであってもよく、異なっていてもよい。第２積層膜３３２Ｄの膜厚ｔＤ２は、第１積層膜３３２Ｂの膜厚ｔＢ２と同じであってもよく、異なっていてもよい。第１積層膜３３２Ｂの膜厚と、第２積層膜３３２Ｄの膜厚との和が、液晶層の残留リタデーションを打ち消すために必要な積層膜厚量であればよい。
［作用、効果］
この投射型表示装置１では、光源１１から出射された光（例えば白色光）が、照明光学系２０に入射すると、照明光に成形されつつ、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光の光路が分離され、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれに導かれる。例えば、第１のダイクロイックミラー１８では、赤色光が反射されると共に、緑色光および青色光が透過され、第２のダイクロイックミラー２１では、緑色光が反射されると共に、青色光が透過されることにより、各色光が分離される。これにより、赤色光は、第１のダイクロイックミラー１８、第２の折り返しミラー２２および第１のフィールドレンズ２３Ｒを介して液晶表示装置３０Ｒへ入射する。緑色光は、第１のダイクロイックミラー１８を透過して、第２のダイクロイックミラー２１によって反射された後、第２のフィールドレンズ２３Ｇを通過して液晶表示装置３０Ｇへ入射する。青色光は、第１のダイクロイックミラー１８および第２のダイクロイックミラー２１を透過した後、第１のリレーレンズ２３、第３の折り返しミラー２４、第２のリレーレンズ２５、第４の折り返しミラー２６、第３のフィールドレンズ２３Ｂを介して、液晶表示装置３０Ｂへ入射する。
この投射型表示装置１では、光源１１から出射された光（例えば白色光）が、照明光学系２０に入射すると、照明光に成形されつつ、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光の光路が分離され、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれに導かれる。例えば、第１のダイクロイックミラー１８では、赤色光が反射されると共に、緑色光および青色光が透過され、第２のダイクロイックミラー２１では、緑色光が反射されると共に、青色光が透過されることにより、各色光が分離される。これにより、赤色光は、第１のダイクロイックミラー１８、第２の折り返しミラー２２および第１のフィールドレンズ２３Ｒを介して液晶表示装置３０Ｒへ入射する。緑色光は、第１のダイクロイックミラー１８を透過して、第２のダイクロイックミラー２１によって反射された後、第２のフィールドレンズ２３Ｇを通過して液晶表示装置３０Ｇへ入射する。青色光は、第１のダイクロイックミラー１８および第２のダイクロイックミラー２１を透過した後、第１のリレーレンズ２３、第３の折り返しミラー２４、第２のリレーレンズ２５、第４の折り返しミラー２６、第３のフィールドレンズ２３Ｂを介して、液晶表示装置３０Ｂへ入射する。
液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂではそれぞれ、各色の映像信号に基づいて入射光が変調され（画像が生成され）、この色毎の変調光が色合成プリズム４０へ向けて出射される。色合成プリズム４０において、各色の変調光が合成され、この合成後の光が投射レンズユニット４１へ入射する。投射レンズユニット４１に入射した光（映像）が、例えばスクリーン等の投射面上に、例えば拡大表示される。
このような液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを用いた投射型表示装置１では、液晶表示素子３２の液晶層において、液晶分子のプレチルトあるいは界面配向状態等に依存して、位相差（残留リタデーション）を生じて透過率が変化してしまう。特に、ＶＡモードの液晶では、液晶分子のプレチルトに起因して、黒表示時の残留リタデーションにより光が僅かに透過する。これは、コントラストの低下を招く。
そこで、この液晶層の残留リタデーションを補償する様々な光学補償板が提案されている。図６Ａに、本実施の形態の比較例に係る光学補償板１００の構成を示す。光学補償板１００は、本実施の形態と同様、誘電体多層膜を有すると共に、ネガティブＣ－ｐｌａｔｅとして機能するものである。この光学補償板１００は、基板１０１の上に、積層膜１０２を有している。積層膜１０２は、複数の屈折率膜１０２ａ，１０２ｂが交互に繰り返し積層されたものである。このように、光学補償板１００では、平坦な基板１０１の上に、積層膜１０２が形成されたものであり、その光軸Ｚｃは、基板１０１の垂線方向（基板１０１の面内方向に垂直な方向）に沿っている。図６Ｂに示したように、この光学補償板１００の光軸Ｚｃを、液晶層１０３に対して傾けて配置することで、液晶層１０３の残留リタデーションを補償することができる。具体的には、光学補償板１００の光軸Ｚｃが、液晶分子１０３ａの長軸方向Ｚｐと略平行な方向（液晶分子１０３ａのプレチルト角に応じた方向）に沿って配置されるように、光学補償板１００が物理的に傾けられて設置される。ところが、この光学補償板１００では、光学補償板１００を傾けるための機構あるいはスペースを要する。
また、この他にも、プリズム形状を用いた光学補償板（例えば上記特許文献４）もある。プリズム形状を用いることで、比較例のように光学補償板自体を傾けることなく、光軸Ｚｃだけを傾けることが可能である。
しかしながら、光学補償板にプリズム形状を用いた場合、プリズム形状に起因する光損失（回折または散乱）が生じ、透過率の低下およびコントラストの低下につながる。
これに対し、本実施の形態では、図７Ａに示したように、光学補償板３３が、複数の構造体３３２Ａ１を含む第１下地層３３２Ａと、複数の構造体３３２Ｃ１を含む第２下地層３３２Ｃとを有している。各構造体３３２Ａ１は、互いに傾斜角の異なる第１主面Ｓ１および第１副面Ｓ２を含み、各構造体３３２Ｃ１は、互いに傾斜角の異なる第２主面Ｓ３および第２副面Ｓ４を含んでいる。光学補償板３３では、第１下地層３３２Ａの上に、交互に繰り返し積層された複数の屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２を含む第１積層膜３３２Ｂが成膜され、第２下地層３３２Ｃの上に、交互に繰り返し積層された複数の屈折率膜３３２ｄ１，３３２ｄ２を含む第２積層膜３３２Ｄが成膜されている。
これにより、図７Ｂに示したように、光学的には、光学補償板３３が、光軸Ｚｃが傾いたネガティブＣ－ｐｌａｔｅとして機能する。光学補償板３３の光軸Ｚｃは、液晶分子３２ａの長軸方向Ｚｐと略平行な方向（液晶分子３２ａのプレチルト角に応じた方向）に沿って配置される。このような光学補償板３３が用いられることで、液晶表示素子３２の残留リタデーションを補償することができる。また、第１下地層３３２Ａの構造体３３２Ａ１の配列周期Ａおよび第２下地層３３２Ｃの構造体３３２Ｃ１の配列周期Ｃが可視光の波長よりも小さいことにより、光学補償板３３での回折の影響が抑制され、光損失が低減される。
また、本実施の形態では、第１積層膜３３２Ｂ，第２積層膜３３２Ｄを構成する屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２，３３２ｄ１，３３２ｄ２が無機絶縁材料を含むことにより、例えば液晶ポリマー等の有機材料から構成される場合（上記特許文献１）に比べ、熱および光による材料劣化が生じにくい。このため、長時間使用後も、部品替え等が不要な（メンテナンスフリーの）液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂおよび投射型表示装置１を実現できる。
更に、本実施の形態では、図７Ｂに示したように、光学補償板３３自体を物理的に傾けることなく、光軸Ｚｃを傾けて配置することができるので、比較例に比べ、省スペース化および構成の簡易化を実現できる。また、これにより低コスト化を実現可能となる。
加えて、本実施の形態では、第１積層膜３３２Ｂと第２積層膜３３２Ｄとの間に、第２下地層３３２Ｃが設けられている。これにより、光学補償板３３の光軸Ｚｃの傾きを安定して維持することができる。以下、これについて説明する。
図８は、第１下地層３３２Ａ上に、第１積層膜３３２Ｂのみを有する積層構造体３３２の模式的な断面構成を表している。つまり、この積層構造体３３２は、第２下地層（図５の第２下地層３３２Ｃ）を有していない。このような積層構造体３３２では、ネガティブＣ－ｐｌａｔｅとして機能させるため、第１積層膜３３２Ｂの膜厚（図５の膜厚ｔＢ１，ｔＢ２）が大きくなる。これにより、第１下地層３３２Ａから離れるにつれて、第１積層膜３３２Ｂは平坦化される。即ち、構造体３３２Ａ１の形状に倣った第１積層膜３３２Ｂを形成することができなくなるので、光学補償板３３の光軸Ｚｃの傾きが不安定になる。
これに対し、本実施の形態では、第１下地層３３２Ａ上に第１積層膜３３２Ｂを成膜し、第２下地層３３２Ｃ上に第２積層膜３３２Ｄを成膜しているので、第１積層膜３３２Ｂ，第２積層膜３３２Ｄ各々の膜厚ｔＢ１，ｔＢ２，ｔＤ１，ｔＤ２を薄くすることができる。これにより、第１積層膜３３２Ｂが、第１下地層３３２Ａの構造体３３２Ａ１の形状に倣って成膜され、第２積層膜３３２Ｄが、第２下地層３３２Ｃの構造体３３２Ｃ１の形状に倣って成膜される。よって、光学補償板３３の光軸Ｚｃの傾きを安定して維持することができる。
以上のように本実施の形態では、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれにおいて、光学補償板３３が、複数の構造体３３２Ａ１を含む第１下地層３３２Ａおよび複数の構造体３３２Ｃ１を含む第２下地層３３２Ｃを有している。この各構造体３３２Ａ１は、互いに傾斜角（ｅ１１，ｅ１２）の異なる第１主面Ｓ１および第１副面Ｓ２を含み、各構造体３３２Ｃ１は、互いに傾斜角（ｆ１１，ｆ１２）の異なる第２主面Ｓ３および第２副面Ｓ４を含む。光学補償板３３において、第１下地層３３２Ａの上に、複数の屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２を含む第１積層膜３３２Ｂが成膜され、第２下地層３３２Ｃの上に、複数の屈折率膜３３２ｄ１，３３２ｄ２を含む第２積層膜３３２Ｄが成膜されている。これにより、光学補償板３３では、光軸Ｚｃの傾いたネガティブＣ－ｐｌａｔｅの機能が実現され、液晶表示素子３２における残留リタデーションを補償することができる。また、第１下地層３３２Ａおよび第２下地層３３２Ｃの複数の構造体３３２Ａ１，３３２Ｃ１の配列周期Ａ，Ｃが可視光の波長よりも小さいことにより、光学補償板３３での回折の影響による光損失を低減することができる。よって、高輝度および高コントラスト比を実現することが可能となる。
以下、本開示の他の実施の形態および変形例について説明する。尚、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
＜第２の実施形態＞
図９は、本開示の第２の実施の形態に係る液晶表示装置の構成例を表したものである。この液晶表示装置は、上記第１の実施の形態の液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのいずれかに相当するものであり、上記第１の実施の形態と同様の構成要素（光源１１、照明光学系２０、色合成プリズム４０および投射レンズユニット４１）を備えた投射型表示装置に適用可能である。
図９は、本開示の第２の実施の形態に係る液晶表示装置の構成例を表したものである。この液晶表示装置は、上記第１の実施の形態の液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのいずれかに相当するものであり、上記第１の実施の形態と同様の構成要素（光源１１、照明光学系２０、色合成プリズム４０および投射レンズユニット４１）を備えた投射型表示装置に適用可能である。
本実施の形態の液晶表示装置は、上記第１の実施の形態の液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと同様、照明光学系２０から出射される光を変調して出射する光変調装置（空間変調装置）である。また、一対の偏光板（第１偏光板３１，第２偏光板３４）間に、液晶表示素子（液晶表示素子３５）を備えている。
但し、本実施の形態では、上記第１の実施の形態と異なり、液晶表示素子３５の残留リタデーションを補償する光学補償素子（光学補償層３６）が、液晶表示素子３５と、液晶表示素子３５を封止する一対の基板（駆動基板３５１，対向基板３５６）とのうちの少なくとも一方の基板との間に設けられている。駆動基板３５１と対向基板３５６は、対向して配置されている。
図１０は、光学補償層３６を説明するための要部構成例を表したものである。液晶表示素子３５は、ＴＦＴ３５２等を含む駆動基板３５１と対向基板３５６との間に封止されると共に、一対の電極（画素電極３５４ａ，対向電極３５４ｂ）間に、液晶層３５５を含んで構成されている。本実施の形態では、光学補償層３６が、駆動基板３５１および対向基板３５６のうちの一方の基板と、画素電極３５４ａおよび対向電極３５４ｂのうちの一方の電極との間に設けられている。この例では、光学補償層３６が、対向基板３５６と対向電極３５４ｂとの間に設けられている。対向基板３５６と対向電極３５４ｂ（光学補償層３６）との間には、レンズ３５７（第２レンズ）が画素毎に設けられている。尚、本実施の形態の「光学補償層３６」が本開示における「光学補償素子」の一具体例に相当する。
駆動基板３５１は、ＴＦＴ３５２と共に、例えば、図示しない信号線および走査線等の配線および保持容量等を含む画素回路を含んで構成されている。
図１１に示したように、駆動基板３５１に、レンズ３５７Ａ（第１レンズ）が設けられていてもよい。駆動基板３５１を間にして液晶層３５５に対向するレンズ３５７Ａは、例えばマイクロレンズであり、駆動基板３５１の画素電極３５４ａが設けられた面とは反対の面に、配置されている。このレンズ３５７Ａは、無機膜３５７Ｂに覆われている。無機膜３５７Ｂは、可視領域の波長の光に対して透明な無機材料により構成されている。具体的には、無機膜３５７Ｂには、酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜等を用いることができる。
液晶表示素子３５は、駆動基板３５１側から、画素電極３５４ａ、液晶層３５５および対向電極３５４ｂをこの順に有している。この液晶表示素子３５は、画素電極３５４ａおよび対向電極３５４ｂを通じて液晶層３５５へ駆動電圧が印加されることにより、光透過率が変調されるものである。
画素電極３５４ａは、駆動基板３５１と液晶層３５５との間に設けられている。この画素電極３５４ａは、例えば、画素毎に設けられている。画素電極３５４ａと対向電極３５４ｂとの間の液晶層３５５には、上記第１の実施の形態の液晶表示素子３２の液晶層と同様、例えばＶＡモードの液晶が用いられる。また、この他にも、例えばＴＮモード、ＥＣＢモード、ＦＦＳモードあるいはＩＰＳモード等の液晶が用いられても構わない。対向電極３５４ｂは、液晶層３５５を間にして、画素電極３５４ａに対向している。対向電極３５４ｂは、例えば、全ての画素に共通して設けられている。尚、画素電極３５４ａおよび対向電極３５４ｂのそれぞれと液晶層３５５との間には、図示しない配向膜が形成されている。
光学補償層３６は、上記第１の実施の形態の光学補償板３３と同様、液晶層３５５における残留リタデーションを補償する光学素子である。上述したように、液晶層３５５では、液晶分子のプレチルト等に依存して、位相差（残留リタデーション）を生じて透過率が変化する。特に、ＶＡモードの液晶では、黒表示時の残留リタデーションにより、コントラストの低下が生じる。光学補償層３６のリタデーションは、この液晶層３５５の残留リタデーションを打ち消すような値に設定される。
この光学補償層３６は、上記第１の実施の形態の光学補償板３３と同様、ネガティブＣ－ｐｌａｔｅとしての機能を有するものであり、例えば対向基板３５６の側から順に、第１下地層３３２Ａと、第１積層膜３３２Ｂと、第２下地層３３２Ｃと、第２積層膜３３２Ｄとを有する。第１積層膜３３２Ｂは、第１下地層３３２Ａの上に形成されるものである。第２積層膜３３２Ｄは、第２下地層３３２Ｃの上に形成されるものである。その光軸Ｚｃは、基板面に垂直な方向から傾いて設定されている。一例としては、液晶層３５５がＶＡモードの液晶を含む場合には、光学補償層３６の光軸Ｚｃは、液晶層３５５の液晶分子のプレチルト方向（長軸方向）に沿って設定される。
但し、本実施の形態の光学補償層３６は、第２積層膜３３２Ｄの対向電極３５４ｂ側の面に平坦化層３３２Ｅを有する。平坦化層３３２Ｅは、例えば、屈折率膜３３２ｄ１，３３２ｄ２と同等の無機絶縁材料を含んで構成され、例えば屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２の各膜厚よりも大きな膜厚を有している。この平坦化層３３２Ｅの第２積層膜３３２Ｄ側の面は、構造体３３２Ｃ１（図５参照）の形状に応じた凹凸形状を有し、対向電極３５４ｂの側の面は平坦となっている。
対向基板３５６は、例えばガラス等の光透過性を有する無機絶縁材料から構成されている。レンズ３５７は、例えば、マイクロレンズである。レンズ３５７により画素開口部に集光され、駆動基板３５１に配置された配線および画素回路における光損失が抑制される。よって、光利用効率を向上させることができる。
平坦化層３３２Ｅと対向電極３５４ｂとの間、または第１下地層３３２Ａとレンズ３５７との間に、反射防止膜が設けられていてもよい。
図１２Ａ～図１４Ｄは、光学補償層３６の形成工程を工程順に表した断面模式図である。
まず、例えばシリコン（Ｓｉ（１１１））基板からなる型基板５１を準備し、この型基板５１に、第１下地層３３２Ａおよび第１積層膜３３２Ｂの傾斜構造を形成するための、型構造（後述の図１２Ｆの型構造５１１）を形成する。
具体的には、まず、図１２Ａに示したように、型基板５１上の全面に、ハードマスク５２および反射防止膜５３をこの順に形成した後、反射防止膜５３上に所定のパターンを有するレジスト５４を形成する。ハードマスク５２は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）を用いて形成する。
次いで、図１２Ｂに示したように、ハードマスク５２をエッチングする。これにより、レジスト５４と同一のパターンを有するハードマスク５２が形成される。続いて、図１２Ｃに示したように、レジスト５４および反射防止膜５３を除去する。
次に、図１２Ｄに示したように、型基板５１の異方性エッチングを行う。異方性エッチングは、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を用いて行う。この異方性エッチングにより、型基板５１に、鋸歯状の断面形状が形成される。次いで、ハードマスク５２を除去する（図１２Ｅ）。この後、例えばエッチバックにより、微小な突起（ノッチ）を除去する（図１２Ｆ）。これにより、型基板５１に複数の型構造５１１が形成される。複数の型構造５１１は各々、傾斜角が互いに異なる面５１Ａおよび面５１Ｂを含んでいる。例えば、面５１Ａが構造体３３２Ａ１の第１主面Ｓ１に対応するものであり、面５１Ｂが構造体３３２Ａ１の第１副面Ｓ２に対応するものである。型基板５１に、複数の型構造５１１を形成する方法として、ナノインプリントを用いるようにしてもよい。
複数の型構造５１１を形成した後、図１２Ｇに示したように、この型構造５１１上に、第１積層膜３３２Ｂを形成する。具体的には、例えば、酸化シリコンからなる屈折率膜３３２ｂ１と、酸化チタンからなる屈折率膜３３２ｂ２とを、交互に複数回、成膜していく。成膜は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法またはスパッタ法等を用いて行う。これにより、屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２は、型構造５１１の傾斜構造（面５１Ａ，面５１Ｂの傾斜角度）を維持した状態で各屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２が堆積される。換言すると、各屈折率膜３３２ｂ１，３３２ｂ２は、型構造５１１の面５１Ａ，面５１Ｂ各々の傾斜角に対応する傾斜面を保ちつつ、堆積される。また、第１積層膜３３２Ｂの厚みは、面５１Ａ，面５１Ｂの傾斜角に応じて、面５１Ａに対向する領域と面５１Ｂに対向する領域とで異なるものとなる。
第１積層膜３３２Ｂを形成した後、図１２Ｈに示したように、第１積層膜３３２Ｂ上に、第１下地層３３２Ａの一部（第１下地層３３２ＡＡ）を形成する。この第１下地層３３２ＡＡは、例えば酸化シリコンを用いて形成する。第１下地層３３２ＡＡの一方の面（第１積層膜３３２Ｂに接する面）は、型構造５１１の傾斜構造に倣った形状に形成される。第１下地層３３２ＡＡの他方の面は、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）を用いて平坦化する。
型基板５１上に、第１積層膜３３２Ｂおよび第１下地層３３２ＡＡを形成した後、図１３Ａに示したように、これらを、対向基板３５６に貼り合わせる。この対向基板３５６には、例えば、予め、レンズ３５７および第１下地層３３２Ａの残りの部分（第１下地層３３２ＡＢ）を形成しておく。対向基板３５６に形成した第１下地層３３２ＡＢと、型基板５１に形成した第１下地層３３２ＡＡとが接するように、対向基板３５６と型基板５１とを貼り合わせる。これにより、第１下地層３３２Ａおよび第１積層膜３３２Ｂが形成される（図１３Ｂ）。
次いで、図１３Ｃに示したように、型基板５１を除去する。型基板５１の除去は、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）または水酸化カリウム等を用いて行う。続いて、図１３Ｄに示したように、第１積層膜３３２Ｂ上に、第２下地層３３２Ｃの一部（第２下地層３３２ＣＢ）を形成し、これを平坦化する。
一方、図１４Ａに示したように、第１積層膜３３２Ｂおよび第１下地層３３２ＡＡを形成したのと同様にして（図１２Ａ～図１２Ｈ参照）、型基板５１上に、第２積層膜３３２Ｄおよび第２下地層３３２Ｃの残りの部分（第２下地層３３２ＣＡ）を形成しておく。これを、第１下地層３３２Ａ、第１積層膜３３２Ｂおよび第２下地層３３２ＣＢを形成した対向基板３５６に貼り合わせる（図１４Ｂ）。
続いて、図１４Ｃに示したように、型基板５１を除去する。この後、第２積層膜３３２Ｄ上に平坦化層３３２Ｅを形成する。平坦化層３３２Ｅは、例えばＣＶＤ法を用いて、第２積層膜３３２Ｄ上に、酸化シリコンを成膜した後、これを平坦化することにより形成する。このようにして、対向基板３５６上に、光学補償層３６が形成される。上記第１の実施の形態で説明した光学補償板３３（積層構造体３３２）も、上記と同様の方法により形成することが可能である。
本実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様、光学的には、光学補償層３６が、光軸Ｚｃが傾いたネガティブＣ－ｐｌａｔｅとして機能する。これにより、液晶層３５５の残留リタデーションを補償することができる。また、第１下地層３３２Ａおよび第２下地層３３２Ｃにおける複数の構造体３３２Ａ１，３３２Ｃ１の配列周期Ａ，Ｃが可視光の波長よりも小さいことにより、光学補償層３６での回折の影響による光損失を低減することができる。よって、上記第１の実施の形態と同様、高輝度および高コントラスト比を実現することが可能となる。
＜変形例１＞
図１５は、上記第２の実施の形態の変形例１に係る光学補償層（光学補償層３６Ａ）を説明するための模式図である。尚、ここでは、上記第２の実施の形態と同様、駆動基板３５１と対向基板３５６との間に配置された光学補償層を例に挙げて説明するが、本変形例の光学補償層３６Ａの構成は、上記第１の実施の形態と同様の光学補償板（積層構造体）にも適用可能である。
図１５は、上記第２の実施の形態の変形例１に係る光学補償層（光学補償層３６Ａ）を説明するための模式図である。尚、ここでは、上記第２の実施の形態と同様、駆動基板３５１と対向基板３５６との間に配置された光学補償層を例に挙げて説明するが、本変形例の光学補償層３６Ａの構成は、上記第１の実施の形態と同様の光学補償板（積層構造体）にも適用可能である。
光学補償層３６Ａは、対向基板３５６側から順に、第１下地層３３２Ａ、第１積層膜３３２Ｂ、第２下地層３３２Ｃ、第２積層膜３３２Ｄ、第３下地層３３２Ｆ、第３積層膜３３２Ｇおよび平坦化層３３２Ｅをこの順に有している。即ち、光学補償層３６Ａは、第２積層膜３３２Ｄと平坦化層３３２Ｅとの間に、第３下地層３３２Ｆおよび第３積層膜３３２Ｇを含んでいる。この点を除き、光学補償層３６Ａは、上記第２の実施の形態で説明した光学補償層３６と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
第２積層膜３３２Ｄ上に設けられた第３下地層３３２Ｆは、第１下地層３３２Ａおよび第２下地層３３２Ｃと略同様の構成を有している。
第３下地層３３２Ｆは、２次元配置された複数の構造体３３２Ｆ１を有している。複数の構造体３３２Ｆ１のそれぞれは、互いに交差する方向に傾斜する第３主面Ｓ５および第３副面Ｓ６を含んでいる。第３主面Ｓ５は、例えば、面Ｓに交差し、面Ｓに対して傾斜角ｇ１１を成している。第３副面Ｓ６は、第３主面Ｓ５の面積よりも小さい面積を有している。この第３副面Ｓ６は、第３主面Ｓ５と面Ｓとが交差する位置とは異なる位置で面Ｓに交差している。即ち、面Ｓ、第３主面Ｓ５および第３副面Ｓ６は、三角形の断面形状を有している。第３副面Ｓ６は、例えば、面Ｓに対して傾斜角ｇ１２を成している。この第３副面Ｓ６の傾斜角ｇ１２は、第３主面Ｓ５の傾斜角ｇ１１とは異なっている。この例では、第３主面Ｓ５の傾斜角ｇ１１が第３副面Ｓ６の傾斜角ｇ１２よりも小さくなっている（ｇ１１＜ｇ１２）。
複数の構造体３３２Ｆ１はそれぞれ、このような第３主面Ｓ５および第３副面Ｓ６を含む多面体または曲面を有する。図１５の例では、各構造体３３２Ｆ１が多面体を有しており、第３下地層３３２Ｆの断面形状は、例えば鋸歯状を有する。
複数の構造体３３２Ｆ１の配列周期（ピッチ）Ｆは、可視光の波長よりも小さく設定されている。具体的には、液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂへの入射波長のいずれの波長よりも小さく設定されている。配列周期Ｆの一例としては、最も短波長となる液晶表示装置３０Ｂの入射波長（例えば４３０ｎｍ）未満である。但し、配列周期Ｆは、望ましくは３８０ｎｍ以下であり、より望ましくは３００ｎｍ以下であり、更に望ましくは２５０ｎｍ以下である。
複数の構造体３３２Ｆ１上に設けられた第３積層膜３３２Ｇは、構造体３３２Ｆ１の形状（鋸歯状の断面形状）に沿って成膜されている。第３積層膜３３２Ｇは、第１積層膜３３２Ｂおよび第２積層膜３３２Ｄとともに、例えばネガティブＣ－ｐｌａｔｅとして機能するものであり、交互に繰り返し積層された複数の屈折率膜３３２ｇ１，３３２ｇ２を含んで構成されている。屈折率膜３３２ｇ１の屈折率と、屈折率膜３３２ｇ２の屈折率とは、異なっており、この屈折率の差が大きくなっていることが好ましい。具体的には、屈折率膜３３２ｇ１の屈折率と、屈折率膜３３２ｇ２の屈折率との差が、０．５４以上であることが好ましい。
この第３積層膜３３２Ｇでは、構造体３３２Ｆ１の第３主面Ｓ５に対向する領域ＲＦ１における膜厚ｔＧ１と、第３副面Ｓ６に対向する領域ＲＦ２における膜厚ｔＧ２とが互いに異なっている。具体的には、領域ＲＦ１における膜厚ｔＧ１が、領域ＲＦ２における膜厚ｔＧ２よりも大きくなっている。膜厚ｔＧ１、ｔＧ２は、各領域ＲＦ１，ＲＦ２において、積層された複数の屈折率膜３３２ｇ１，３３２ｇ２のトータルの膜厚に相当する。膜厚ｔＧ１，ｔＧ２は、第３主面Ｓ５の傾斜角ｇ１１および第３副面Ｓ６の傾斜角ｇ１２に応じて決まる。第３積層膜３３２Ｇにおける屈折率膜３３２ｇ１，３３２ｇ２の個々の膜厚は、上記のように互いに同一であってもよいが、異なっていてもよい。但し、屈折率膜３３２ｇ１，３３２ｇ２の各膜厚の比率が１：１であることが望ましい。
図１６は、第３積層膜３３２Ｇの構成の一例を表している。第３積層膜３３２Ｇの膜厚ｔＧ１は、第１積層膜３３２Ｂの膜厚ｔＢ１および第２積層膜３３２Ｄの膜厚ｔＤ１と異なっていてもよい。第３積層膜３３２Ｇの膜厚ｔＧ２は、第１積層膜３３２Ｂの膜厚ｔＢ２および第２積層膜３３２Ｄの膜厚ｔＤ２と異なっていてもよい。図１６では、第３積層膜３３２Ｇの膜厚ｔＧ１，ｔＧ２が各々、第１積層膜３３２Ｂの膜厚ｔＢ１，ｔＢ２および第２積層膜３３２Ｄの膜厚ｔＤ１，ｔＤ２よりも小さい場合を示したが、第３積層膜３３２Ｇの膜厚ｔＧ１，ｔＧ２が各々、第１積層膜３３２Ｂの膜厚ｔＢ１，ｔＢ２および第２積層膜３３２Ｄの膜厚ｔＤ１，ｔＤ２よりも大きくなっていてもよい。あるいは、第３積層膜３３２Ｇの膜厚ｔＧ１，ｔＧ２が各々、第１積層膜３３２Ｂの膜厚ｔＢ１，ｔＢ２および第２積層膜３３２Ｄの膜厚ｔＤ１，ｔＤ２と同じであってもよい。
このように、光学補償層３６Ａは、第３下地層３３２Ｆおよび第３積層膜３３２Ｇを含んでいてもよい。あるいは、光学補償層３６Ａは、４つ以上の下地層および積層膜を含んでいてもよい。
＜変形例２＞
図１７は、上記第２の実施の形態の変形例２に係る光学補償層３６を説明するための模式図である。この光学補償層３６は、駆動基板３５１と画素電極３５４ａとの間に配置されており、駆動基板３５１側から、第１下地層３３２Ａ、第１積層膜３３２Ｂ、第２下地層３３２Ｃ、第２積層膜３３２Ｄおよび平坦化層３３２Ｅを有している。このように、駆動基板３５１に光学補償層３６が貼り合わされていてもよい。この点を除き、本変形例の光学補償層３６は、上記第２の実施の形態で説明した光学補償層３６と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
図１７は、上記第２の実施の形態の変形例２に係る光学補償層３６を説明するための模式図である。この光学補償層３６は、駆動基板３５１と画素電極３５４ａとの間に配置されており、駆動基板３５１側から、第１下地層３３２Ａ、第１積層膜３３２Ｂ、第２下地層３３２Ｃ、第２積層膜３３２Ｄおよび平坦化層３３２Ｅを有している。このように、駆動基板３５１に光学補償層３６が貼り合わされていてもよい。この点を除き、本変形例の光学補償層３６は、上記第２の実施の形態で説明した光学補償層３６と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
光学補償層３６は、レンズ３５７Ａと画素電極３５４ａとの間に配置されていればよい。例えば、光学補償層３６はレンズ３５７Ａと駆動基板３５１との間に配置されていてもよい。
図１８は、２箇所に配置された光学補償層３６を表している。このように、駆動基板３５１および対向基板３５６に光学補償層３６を貼り合わせるようにしてもよい。
＜第３の実施形態＞
図１９は、本開示の第３の実施の形態に係る液晶表示装置の構成例を分解斜視図で表したものである。この液晶表示装置は、上記第１の実施の形態の液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのいずれかに相当するものであり、上記第１，第２の実施の形態と同様の構成要素（光源１１、照明光学系２０、色合成プリズム４０および投射レンズユニット４１）を備えた投射型表示装置に適用可能である。
図１９は、本開示の第３の実施の形態に係る液晶表示装置の構成例を分解斜視図で表したものである。この液晶表示装置は、上記第１の実施の形態の液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのいずれかに相当するものであり、上記第１，第２の実施の形態と同様の構成要素（光源１１、照明光学系２０、色合成プリズム４０および投射レンズユニット４１）を備えた投射型表示装置に適用可能である。
本実施の形態の液晶表示装置は、上記第１，第２の実施の形態の液晶表示装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと同様、照明光学系２０から出射される光を変調して出射する光変調装置（空間変調装置）である。また、一対の偏光板（第１偏光板３１，第２偏光板３４）間に、一対の基板（駆動基板３５１および対向基板３５６）および液晶表示素子３５を備えている。これら第１偏光板３１および第２偏光板３４と、駆動基板３５１および対向基板３５６と、液晶表示素子３５とは、一対の保護基板（保護基板３７１Ａ，３７１Ｂ）に挟持されている。これらは、見切り板３７２と外枠３７３との間に収納されている。駆動基板３５１には、フィルム基板３５８が接続されている。フィルム基板３５８は、駆動基板３５１に映像信号を伝達するためのものである。このフィルム基板３５８を通じて、入射光の変調に必要な映像情報が投射型表示装置１の本体側から供給されるようになっている。
本実施の形態では、光学補償層３６が保護基板３７１Ａ，３７１Ｂの少なくとも一方に貼り合わされている。即ち、本実施の形態では、液晶表示素子３５に透過する光の光路のうち、光学補償層３６は、一対の偏光板（第１偏光板３１，第２偏光板３４）の外側に設けられている。この点を除き、本実施の形態の光学補償層３６は、上記第２の実施の形態で説明した光学補償層３６と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
保護基板３７１Ａ，３７１Ｂは、例えば防塵ガラスである。例えば、保護基板３７１Ａは見切り板３７２と液晶表示素子３５との間に設けられ、保護基板３７１Ｂは外枠３７３と液晶表示素子３５との間に設けられている。即ち、保護基板３７１Ａは、液晶表示素子３５の光入射側に配置され、保護基板３７１Ｂは液晶表示素子３５の光出射側に配置されている。
図２０は、保護基板３７１Ａに接して設けられた光学補償層３６の構成を表している。光学補償層３６は、例えば、保護基板３７１Ａの液晶表示素子３５との対向面に貼り合わされている。この光学補償層３６は、保護基板３７１Ａ側から順に、第１下地層３３２Ａ、第１積層膜３３２Ｂ、第２下地層３３２Ｃ、第２積層膜３３２Ｄおよび平坦化層３３２Ｅをこの順に有している。
図２０には、保護基板３７１Ａに接する光学補償層３６を示したが、光学補償層３６は保護基板３７１Ｂに接して設けるようにしてもよい。あるいは、保護基板３７１Ａ，３７１Ｂに光学補償層３６を設けるようにしてもよい。
見切り板３７２は、液晶表示素子３５の光入射側に装着され、液晶表示素子３５の表示領域に対向して開口を有している。外枠３７３は、液晶表示素子３５の光出射側に取り付けられ、駆動基板３５１および対向基板３５６等の端面部を囲む枠形状を有している。
本実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様、光学的には、光学補償層３６が、光軸Ｚｃが傾いたネガティブＣ－ｐｌａｔｅとして機能する。これにより、液晶層３５５の残留リタデーションを補償することができる。また、第１下地層３３２Ａおよび第２下地層３３２Ｃにおける複数の構造体３３２Ａ１，３３２Ｃ１の配列周期Ａ，Ｃが可視光の波長よりも小さいことにより、光学補償層３６での回折の影響による光損失を低減することができる。よって、上記第１の実施の形態と同様、高輝度および高コントラスト比を実現することが可能となる。
以上、実施の形態およびその変形例を挙げて説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等で述べた、各構成要素の材料、形状およびサイズ等はあくまで一例であり、記載したものに限定される訳ではない。
また、図１８に例示したように、光学補償素子は複数箇所に配置されていてもよい。例えば、偏光板と基板との間に配置される光学補償素子（例えば、上記第１の実施の形態の光学補償板３３）と、基板と電極との間に配置される光学補償素子（例えば、上記第２の実施の形態の光学補償層３６）とが混在していてもよい。
また、傾斜角ｅ１１，ｅ１２（または傾斜角ｆ１１，ｆ１２）のどちらか一方が９０°であってもよい。
また、構造体３３２Ａ１，３３２Ｃ１は、３つ以上の面を有していてもよく、例えば、台形状等の断面形状を有していてもよい。
また、複数の構造体３３２Ａ１，３３２Ｃ１は、敷き詰められて配置されていてもよく（図５等参照）、互いに離間して配置されていてもよい。
また、複数の構造体３３２Ａ１，３３２Ｃ１は、基板面内の一方向に沿って配置されていてもよく、あるいは、マトリクス状に配置されていてもよい。
また、図５には構造体３３２Ａ１の延在方向と、構造体３３２Ｃ１の延在方向とが略平行である場合を図示したが、図２１に示したように構造体３３２Ａ１の延在方向と構造体３３２Ｃ１の延在方向とが交差していてもよい。例えば、構造体３３２Ａ１の延在方向と構造体３３２Ｃ１の延在方向とは互いに直交しているが、構造体３３２Ａ１の延在方向と構造体３３２Ｃ１の延在方向とは、他の角度で交差していてもよい。第１積層膜３３２Ｂは、第１下地層３３２Ａに倣って設けられ、第２積層膜３３２Ｄは第２下地層３３２Ｃに倣って設けられる。
尚、本明細書中に記載された効果は一例であり、他の効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の間に設けられた液晶表示素子と、
前記液晶表示素子を透過する光の光路に設けられた光学補償素子と
を備え、
前記光学補償素子は、
傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む構造体が複数設けられた第１下地層と、
前記第１下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第１積層膜と、
前記構造体が複数設けられ、前記第１積層膜を間にして前記第１下地層に対向する第２下地層と、
前記第２下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第２積層膜と
を有し、
前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、可視光の波長よりも小さい
液晶表示装置。
（２）
前記第１下地層は、第１主面と、前記第１主面よりも面積の小さい第１副面を含み、
前記第２下地層は、第２主面と、前記第２主面よりも面積の小さい第２副面を含み、
前記第１主面と前記第２主面とのなす角度は、０度以上９０度以下である
前記（１）に記載の液晶表示装置。
（３）
前記第１積層膜の膜厚は、前記第１主面に対向する領域と、前記第１副面に対向する領域とにおいて互いに異なり、
前記第２積層膜の膜厚は、前記第２主面に対向する領域と、前記第２副面に対向する領域とにおいて互いに異なっている
前記（２）に記載の液晶表示装置。
（４）
前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、２５０ｎｍ以下である
前記（１）または（２）に記載の液晶表示装置。
（５）
更に、前記一対の偏光板の間に、互いに対向して設けられた駆動基板および対向基板を有し、
前記液晶表示素子は、
前記駆動基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層と、
前記液晶層と前記駆動基板との間に設けられた画素電極と、
前記液晶層と前記対向基板との間に設けられた対向電極とを含む
前記（１）ないし（４）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（６）
前記光学補償素子は、前記対向電極と前記対向基板との間に設けられている
前記（５）に記載の液晶表示装置。
（７）
更に、前記駆動基板を間にして前記液晶層に対向する第１レンズを有する
前記（５）または（６）に記載の液晶表示装置。
（８）
前記光学補償素子は、前記画素電極と前記第１レンズとの間に設けられている
前記（７）に記載の液晶表示装置。
（９）
更に、前記対向電極と前記対向基板との間に設けられた第２レンズを有する
前記（５）ないし（８）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１０）
前記光学補償素子は、前記駆動基板および前記対向基板の少なくとも一方と前記一対の偏光板のうちの一方の偏光板との間に設けられている
前記（５）に記載の液晶表示装置。
（１１）
更に、前記駆動基板および前記対向基板を間にして、対向する一対の保護基板を有し、
前記光学補償素子は、前記一対の保護基板の少なくとも一方に接して設けられている
前記（５）に記載の液晶表示装置。
（１２）
前記第１積層膜および前記第２積層膜の少なくとも一方では、０．５４以上の屈折率の差を有する前記屈折率膜が積層されている
前記（１）ないし（１１）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１３）
前記液晶層は、垂直配向型の液晶分子を含み、
前記光学補償素子の光軸方向は、前記液晶分子のプレチルト方向に沿って設定されている
前記（５）ないし（１１）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１４）
前記第１下地層および前記第２下地層の断面形状は、鋸歯状である
前記（１）ないし（１３）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１５）
前記第１積層膜および第２積層膜はそれぞれ、無機絶縁材料を含んで構成されている
前記（１）ないし（１４）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１６）
前記第１積層膜および前記第２積層膜はそれぞれ、シリコン酸化物、シリコン窒化物およびシリコン酸窒化物のうちのいずれかを含んで構成されている
前記（１５）に記載の液晶表示装置。
（１７）
透過型液晶表示装置である
前記（１）ないし（１６）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１８）
反射型液晶表示装置である
前記（１）ないし（１６）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１９）
一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の間に設けられた液晶表示素子と、
前記液晶表示素子を透過する光の光路に設けられた光学補償素子と
を含み、
前記光学補償素子は、
傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む構造体が複数設けられた第１下地層と、
前記第１下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第１積層膜と、
前記構造体が複数設けられ、前記第１積層膜を間にして前記第１下地層に対向する第２下地層と、
前記第２下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第２積層膜と
を有し、
前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、可視光の波長よりも小さい
液晶表示装置を備えた投射型表示装置。
（２０）
傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む構造体が複数設けられた第１下地層と、
前記第１下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第１積層膜と、
前記構造体が複数設けられ、前記第１積層膜を間にして前記第１下地層に対向する第２下地層と、
前記第２下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第２積層膜と
を有し、
前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、可視光の波長よりも小さい
光学補償素子。
（２１）
型基板に、傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む型構造を複数形成し、
複数の前記型構造上に、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された積層膜を成膜し、
前記積層膜上に、前記型構造に倣った形状を有する下地層を形成し、
前記積層膜から前記型基板を離間させ、
前記型構造の配列周期を可視光の波長よりも小さくする
光学補償素子の製造方法。
（１）
一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の間に設けられた液晶表示素子と、
前記液晶表示素子を透過する光の光路に設けられた光学補償素子と
を備え、
前記光学補償素子は、
傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む構造体が複数設けられた第１下地層と、
前記第１下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第１積層膜と、
前記構造体が複数設けられ、前記第１積層膜を間にして前記第１下地層に対向する第２下地層と、
前記第２下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第２積層膜と
を有し、
前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、可視光の波長よりも小さい
液晶表示装置。
（２）
前記第１下地層は、第１主面と、前記第１主面よりも面積の小さい第１副面を含み、
前記第２下地層は、第２主面と、前記第２主面よりも面積の小さい第２副面を含み、
前記第１主面と前記第２主面とのなす角度は、０度以上９０度以下である
前記（１）に記載の液晶表示装置。
（３）
前記第１積層膜の膜厚は、前記第１主面に対向する領域と、前記第１副面に対向する領域とにおいて互いに異なり、
前記第２積層膜の膜厚は、前記第２主面に対向する領域と、前記第２副面に対向する領域とにおいて互いに異なっている
前記（２）に記載の液晶表示装置。
（４）
前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、２５０ｎｍ以下である
前記（１）または（２）に記載の液晶表示装置。
（５）
更に、前記一対の偏光板の間に、互いに対向して設けられた駆動基板および対向基板を有し、
前記液晶表示素子は、
前記駆動基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層と、
前記液晶層と前記駆動基板との間に設けられた画素電極と、
前記液晶層と前記対向基板との間に設けられた対向電極とを含む
前記（１）ないし（４）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（６）
前記光学補償素子は、前記対向電極と前記対向基板との間に設けられている
前記（５）に記載の液晶表示装置。
（７）
更に、前記駆動基板を間にして前記液晶層に対向する第１レンズを有する
前記（５）または（６）に記載の液晶表示装置。
（８）
前記光学補償素子は、前記画素電極と前記第１レンズとの間に設けられている
前記（７）に記載の液晶表示装置。
（９）
更に、前記対向電極と前記対向基板との間に設けられた第２レンズを有する
前記（５）ないし（８）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１０）
前記光学補償素子は、前記駆動基板および前記対向基板の少なくとも一方と前記一対の偏光板のうちの一方の偏光板との間に設けられている
前記（５）に記載の液晶表示装置。
（１１）
更に、前記駆動基板および前記対向基板を間にして、対向する一対の保護基板を有し、
前記光学補償素子は、前記一対の保護基板の少なくとも一方に接して設けられている
前記（５）に記載の液晶表示装置。
（１２）
前記第１積層膜および前記第２積層膜の少なくとも一方では、０．５４以上の屈折率の差を有する前記屈折率膜が積層されている
前記（１）ないし（１１）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１３）
前記液晶層は、垂直配向型の液晶分子を含み、
前記光学補償素子の光軸方向は、前記液晶分子のプレチルト方向に沿って設定されている
前記（５）ないし（１１）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１４）
前記第１下地層および前記第２下地層の断面形状は、鋸歯状である
前記（１）ないし（１３）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１５）
前記第１積層膜および第２積層膜はそれぞれ、無機絶縁材料を含んで構成されている
前記（１）ないし（１４）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１６）
前記第１積層膜および前記第２積層膜はそれぞれ、シリコン酸化物、シリコン窒化物およびシリコン酸窒化物のうちのいずれかを含んで構成されている
前記（１５）に記載の液晶表示装置。
（１７）
透過型液晶表示装置である
前記（１）ないし（１６）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１８）
反射型液晶表示装置である
前記（１）ないし（１６）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１９）
一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の間に設けられた液晶表示素子と、
前記液晶表示素子を透過する光の光路に設けられた光学補償素子と
を含み、
前記光学補償素子は、
傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む構造体が複数設けられた第１下地層と、
前記第１下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第１積層膜と、
前記構造体が複数設けられ、前記第１積層膜を間にして前記第１下地層に対向する第２下地層と、
前記第２下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第２積層膜と
を有し、
前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、可視光の波長よりも小さい
液晶表示装置を備えた投射型表示装置。
（２０）
傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む構造体が複数設けられた第１下地層と、
前記第１下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第１積層膜と、
前記構造体が複数設けられ、前記第１積層膜を間にして前記第１下地層に対向する第２下地層と、
前記第２下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第２積層膜と
を有し、
前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、可視光の波長よりも小さい
光学補償素子。
（２１）
型基板に、傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む型構造を複数形成し、
複数の前記型構造上に、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された積層膜を成膜し、
前記積層膜上に、前記型構造に倣った形状を有する下地層を形成し、
前記積層膜から前記型基板を離間させ、
前記型構造の配列周期を可視光の波長よりも小さくする
光学補償素子の製造方法。
本出願は、日本国特許庁において２０１８年２月２０日に出願された日本特許出願番号第２０１８－２７９２４号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
Claims (20)
- 一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の間に設けられた液晶表示素子と、
前記液晶表示素子を透過する光の光路に設けられた光学補償素子と
を備え、
前記光学補償素子は、
傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む構造体が複数設けられた第１下地層と、
前記第１下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第１積層膜と、
前記構造体が複数設けられ、前記第１積層膜を間にして前記第１下地層に対向する第２下地層と、
前記第２下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第２積層膜と
を有し、
前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、可視光の波長よりも小さい
液晶表示装置。 - 前記第１下地層は、第１主面と、前記第１主面よりも面積の小さい第１副面を含み、
前記第２下地層は、第２主面と、前記第２主面よりも面積の小さい第２副面を含み、
前記第１主面と前記第２主面とのなす角度は、０度以上９０度以下である
請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記第１積層膜の膜厚は、前記第１主面に対向する領域と、前記第１副面に対向する領域とにおいて互いに異なり、
前記第２積層膜の膜厚は、前記第２主面に対向する領域と、前記第２副面に対向する領域とにおいて互いに異なっている
請求項２に記載の液晶表示装置。 - 前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、２５０ｎｍ以下である
請求項１に記載の液晶表示装置。 - 更に、前記一対の偏光板の間に、互いに対向して設けられた駆動基板および対向基板を有し、
前記液晶表示素子は、
前記駆動基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層と、
前記液晶層と前記駆動基板との間に設けられた画素電極と、
前記液晶層と前記対向基板との間に設けられた対向電極とを含む
請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記光学補償素子は、前記対向電極と前記対向基板との間に設けられている
請求項５に記載の液晶表示装置。 - 更に、前記駆動基板を間にして前記液晶層に対向する第１レンズを有する
請求項５に記載の液晶表示装置。 - 前記光学補償素子は、前記画素電極と前記第１レンズとの間に設けられている
請求項７に記載の液晶表示装置。 - 更に、前記対向電極と前記対向基板との間に設けられた第２レンズを有する
請求項５に記載の液晶表示装置。 - 前記光学補償素子は、前記駆動基板および前記対向基板の少なくとも一方と前記一対の偏光板のうちの一方の偏光板との間に設けられている
請求項５に記載の液晶表示装置。 - 更に、前記駆動基板および前記対向基板を間にして、対向する一対の保護基板を有し、
前記光学補償素子は、前記一対の保護基板の少なくとも一方に接して設けられている
請求項５に記載の液晶表示装置。 - 前記第１積層膜および前記第２積層膜の少なくとも一方では、０．５４以上の屈折率の差を有する前記屈折率膜が積層されている
請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶層は、垂直配向型の液晶分子を含み、
前記光学補償素子の光軸方向は、前記液晶分子のプレチルト方向に沿って設定されている
請求項５に記載の液晶表示装置。 - 前記第１下地層および前記第２下地層の断面形状は、鋸歯状である
請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記第１積層膜および第２積層膜はそれぞれ、無機絶縁材料を含んで構成されている
請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記第１積層膜および前記第２積層膜はそれぞれ、シリコン酸化物、シリコン窒化物およびシリコン酸窒化物のうちのいずれかを含んで構成されている
請求項１５に記載の液晶表示装置。 - 透過型液晶表示装置である
請求項１に記載の液晶表示装置。 - 反射型液晶表示装置である
請求項１に記載の液晶表示装置。 - 一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の間に設けられた液晶表示素子と、
前記液晶表示素子を透過する光の光路に設けられた光学補償素子と
を含み、
前記光学補償素子は、
傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む構造体が複数設けられた第１下地層と、
前記第１下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第１積層膜と、
前記構造体が複数設けられ、前記第１積層膜を間にして前記第１下地層に対向する第２下地層と、
前記第２下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第２積層膜と
を有し、
前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、可視光の波長よりも小さい
液晶表示装置を備えた投射型表示装置。 - 傾斜角の異なる少なくとも２つの面を含む構造体が複数設けられた第１下地層と、
前記第１下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第１積層膜と、
前記構造体が複数設けられ、前記第１積層膜を間にして前記第１下地層に対向する第２下地層と、
前記第２下地層の上に設けられ、互いに屈折率の異なる少なくとも２つの屈折率膜が交互に積層された第２積層膜と
を有し、
前記第１下地層および前記第２下地層各々の前記複数の構造体の配列周期は、可視光の波長よりも小さい
光学補償素子。
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