JP7472798B2

JP7472798B2 - 液晶表示装置

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Description

本技術は、液晶表示装置に関するものであり、特には、垂直配向型の液晶パネルを通過した光に生じる位相ずれを補償するための技術分野に関する。

液晶パネルを用いて画像情報を表示する液晶表示装置として、例えば液晶プロジェクタ装置が知られている。液晶プロジェクタ装置は、光源より発せられた光を液晶パネルに入射させて空間光変調を施すことで画像情報が反映された画像光を生成し、これを例えばスクリーン等の対象媒体に投影することで画像情報を表示する。

このように投影される画像の品質を左右する重要な要素の一つとして、黒表示時と白表示時における明るさの比であるコントラストが挙げられる。液晶プロジェクタ装置において、コントラスト向上を図るためには、黒表示時での明るさを必要最小限にすることが有効である。

一方、液晶プロジェクタ装置において、近年、液晶パネルとしてＶＡ型（垂直配向型：ＶＡ＝Vertical Alignment）のパネルを使用するものがある。ＶＡ型の液晶パネルは、電圧を印加しないときの液晶配向をパネルの基板に垂直になるように配置し、電圧印加時に液晶が基板の垂直方向に対して傾くようにするものであり、高速で高いコントラストを実現可能とされている。ＶＡ型の液晶パネルは、理想的にはノーマリーブラック、すなわち電圧非印加状態で黒色を表示すべきものとされるが、現実には、電圧非印加時に光漏れが生じ、黒色の再現性が低下し、コントラストの低下を招くことがある。
特に、ＶＡ型液晶パネルでは、電圧非印加状態において、液晶をプレチルトさせる、すなわち液晶を基板の垂直方向に対して予め傾けておくということが行われており、該プレチルトに起因して、液晶パネルを透過する光に位相ずれが生じ、該位相ずれに起因して光漏れが助長されてしまう。

ここで、一定の厚みを有し且つ液晶がプレチルトされているＶＡ型液晶パネルは、シミュレーション上では、傾いたポジティブＣプレート（厚み方向に屈折率が大きい媒体）としてモデル化することができる。そのため、ＶＡ型液晶パネルで生じる位相ずれを補償するためには、ネガティブＣプレート（厚み方向に屈折率が小さい媒体）による光学補償板を液晶のプレチルトと同方向に傾かせて配置し、これにより液晶パネルで生じた位相のずれを該光学補償板で生じる位相ずれによって相殺させることが有効である。

また、ＶＡ型液晶パネルで生じる位相ずれを補償する手法としては、例えば下記特許文献１に記載されるように、ネガティブＣプレートと共にＯプレートを用いる手法もある。ここで、Ｏプレートは、屈折率楕円体で表したときに、屈折率の最も大きいＮ１軸が厚み方向に対して傾斜している光学媒体であり、斜方蒸着により無機膜を成膜することで形成される。

国際公開第２００８／０７８７６４号

ここで、ＯプレートのＮ１軸の傾きは、蒸着装置や冶具の制約等が有り、自由に設定することは困難である。Ｎ１軸の傾きは、概ね４５度から６０度程度である。一方で、液晶パネルにおけるプレチルトの角度（以下「プレチルト角」と表記する）は数度程度である。
また、屈折率楕円体の形から言っても斜方蒸着によるＯプレートは二軸性であるが、液晶は一軸性である。
特許文献１では、１枚のＯプレートでダイレクトに（ネガティブＣプレートの傾斜配置のような手法で三次元的に）プレチルトに起因して液晶パネルで生じる位相ずれを補償することを言及しているが、上記の理由によりこれは非常に困難となる。すなわち、Ｎ１軸の傾き角が大きすぎて、液晶のプレチルト角に合わせることが非常に困難であるし、また屈折率楕円体の形も液晶側と合わず、位相ずれを適切に補償することが非常に困難である。

また、特許文献１には、二枚のＯプレートとネガティブＣプレートとを組み合わせた補償板も開示されているが、Ｏプレート表面に投影した屈折率楕円体から発生する面内位相差（＝正面位相差）と厚み方向の位相差Ｒｔｈ（特許文献１では両者をレタデーションと定義）のみしか提示されておらず、斜め光成分、すなわち厚み方向に対し傾斜した角度で入射する光の成分を適切に補償する説明はない。上記の正面位相差と厚み方向位相差Ｒｔｈを液晶で生じる位相差に合うように設計しても、それだけでは各入射角度の斜め光から発生する位相差を適切に相殺することは困難である。

また、上記の斜め光を光学補償板により補償してコントラスト向上を図ったとしても、黒表示時における輝度ムラが問題となる場合もある。この黒表示時における輝度ムラは、光学素子が高温下で膨張することに伴い生じる複屈折の影響や、光学素子を保持する保持機構から発生するメカ応力等の様々な事象に起因して生じ得るものである。輝度ムラは、例えば液晶パネルと光学補償板との組み合わせによってその程度が大きくなったり小さくなったりする。液晶パネルにおいては液晶のチルトバラツキや厚みのバラツキ等があり、また光学補償板にも位相差のバラツキがあり、それらのバラツキ具合によってムラの発生態様は異なってくる。
輝度ムラの原因としては、これら液晶パネルと光学補償板のバラツキに起因したもの以外にも、偏光板の視野角特性や照明系からの光の強度分布等といったもともと面内で輝度バラツキを生じさせる要因も含まれる。

本技術は上記の事情に鑑み為されたものであり、斜め光に生じる位相差を補償してコントラストの向上を図りながら、黒表示時の輝度ムラを抑制することによる画質向上を図ることを目的とする。

本技術に係る光学補償装置は、垂直配向型の液晶パネルに対する所定の入射角範囲における各入射角の光において前記液晶パネルから発生する位相差と量が略同じで符号が逆とされた位相差を発生させる第一光学補償部と、面内方向に位相差を発生させる第二光学補償部と、を備えるものである。

上記の第一光学補償部により、液晶パネルを通過した斜め光において発生する位相差を適切に補償することが可能とされる。その上で、上記の第二光学補償部により、黒表示時の輝度ムラの抑制を図ることが可能とされる。

上記した本技術に係る光学補償装置においては、前記第一光学補償部を構成する光学補償板が前記液晶パネルに平行に配置されたことが望ましい。

これにより、斜め光に対する位相補償が、液晶パネルに平行に配置された光学補償板により実現される。

上記した本技術に係る光学補償装置においては、前記第二光学補償部を構成する光学補償板の面内方向における回転角度を調整する回転調整機構を備えることが望ましい。

これにより、輝度ムラの補償効果を最適化することの容易化が図られる。

上記した本技術に係る光学補償装置においては、前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板とが一体に形成されたことが望ましい。

これにより、一体成形による部品点数の削減や光学系の小型化が図られる。

上記した本技術に係る光学補償装置においては、前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板とが別体の光学補償板として分離形成されたことが望ましい。

これにより、例えば第一光学補償部を構成する光学補償板と第二光学補償部を構成する光学補償板とを光源からの光路上における液晶パネルの前後に分けて配置したり、また第一光学補償部を構成する光学補償板が複数枚である場合において、それら光学補償板のうち一部の光学補償板と他の光学補償部とを光路上における液晶パネルの前後に分けて配置し且つ第二光学補償部を構成する光学補償板を液晶パネルの前又は後に配置したりする等、補償板の配置自由度が向上する。

上記した本技術に係る光学補償装置においては、前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板の何れか又は全てが、前記液晶パネル又は偏光板と一体に形成されていることが望ましい。

また、本技術に係る液晶表示装置は、垂直配向型の液晶パネルと、前記液晶パネルに対する所定の入射角範囲における各入射角の光において前記液晶パネルから発生する位相差と量が略同じで符号が逆とされた位相差を発生させる第一光学補償部と、面内方向に位相差を発生させる第二光学補償部と、を備えるものである。

このような液晶表示装置によっても、上記した本技術に係る光学補償装置と同様の作用が得られる。

本技術に係る液晶表示装置においては、前記液晶パネルが透過型液晶パネルとされたことが望ましい。

これにより、透過型液晶パネルが採用される場合に対応して、斜め光に生じる位相差を適切に相殺しながら、黒表示時の輝度ムラの抑制を図ることが可能とされる。

本技術に係る液晶表示装置においては、前記液晶パネルが反射型液晶パネルとされたことが望ましい。

これにより、反射型液晶パネルが採用される場合に対応して、斜め光に生じる位相差を適切に相殺しながら、黒表示時の輝度ムラの抑制を図ることが可能とされる。

本技術に係る液晶表示装置においては、第一光学補償部を構成する光学補償板が前記液晶パネルに平行に配置されたことが望ましい。

上記した本技術に係る液晶表示装置においては、前記第二光学補償部を構成する光学補償板の面内方向における回転角度を調整する回転調整機構を備えることが望ましい。

上記した本技術に係る液晶表示装置においては、前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板とが一体に形成されたことが望ましい。

上記した本技術に係る液晶表示装置においては、前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板とが別体の光学補償板として分離形成されたことが望ましい。

上記した本技術に係る液晶表示装置においては、前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板の何れか又は全てが、前記液晶パネル又は偏光板と一体に形成されていることが望ましい。

第一実施形態としての液晶表示装置の構成例を示した図である。第一実施形態としての液晶表示装置における要部の構成例を説明するための図である。液晶のチルト方向についての説明図である。液晶のプレチルトについての説明図である。液晶層の屈折率楕円体の作用とネガティブＣプレートの屈折率楕円体の作用とを模式的に示した図である。ネガティブＣプレートによる光学補償の一具体例をモデル化して示した説明図である。実施形態としての第一光学補償部の構成例を説明するための図である。Ｏプレートを屈折率楕円体により表現した図である。チルト方向断面の説明図である。ＯプレートにおけるＮ１軸の向きの設定例を示した図である。液晶パネルを通過する光において生じる位相差量を測定した結果を示している。位相差量の測定における光の入射方向の定義例を示した図である。入射角に対するネガティブＣプレートの位相差変化特性と二枚のＯプレートの合成位相差変化特性との例をグラフ化して示した図である。入射角に対する液晶パネル側の位相差変化特性と光学補償板側の合成位相差変化特性との関係をグラフ化して例示した図である。実施形態としての光学補償装置についてのコントラスト評価結果を示した図である。先行技術の手法に基づき作成した光学補償装置についてのコントラスト評価結果を示した図である。実施形態としての光学補償装置の特性を表す近似式の例をグラフ化した図である。二枚のＯプレートとネガティブＣプレートのうち一部又は全てを別々の補償板に分離形成する変形例についての説明図である。第一光学補償部を構成する一部の光学補償板を偏光板と一体に形成する変形例についての説明図である。Ａプレートについての説明図である。二軸の屈折率異方性についての説明図である。実施形態としての第二光学補償部の構成例を説明するための図である。図２２の構成に対応した回転調整機構の構成を模式的に表した図である。第一光学補償部を構成する光学補償板と第二光学補償部を構成する光学補償板とを一体に形成する例を示した図である。図２４の構成に対応した回転調整機構の構成を模式的に表した図である。黒表示時の輝度ムラに係る評価結果を示した図である。コントラストに係る評価結果を示した図である。中心輝度比についての説明図である。第二光学補償部の面内位相差量と輝度ムラとの関係についての評価結果を示した図である。第二光学補償部の面内位相差量とコントラストとの関係についての評価結果を示した図である。第一光学補償部を構成する光学補償板と第二光学補償部を構成する光学補償板とを一体に形成する別の例を示した図である。図３１の構成に対応した回転調整機構の構成を模式的に表した図である。である。実施形態の光学補償装置を適用した反射型の液晶表示装置の構成例を示した図である。

以下、添付図面を参照し、本技術に係る実施形態を次の順序で説明する。

＜１．液晶表示装置の構成＞
＜２．第一光学補償部（斜め光補償）について＞
＜３．第二光学補償部（輝度ムラ抑制）について＞
＜４．変形例＞
＜５．実施形態のまとめ＞
＜６．本技術＞

＜１．液晶表示装置の構成＞

図１は、本技術に係る実施形態としての液晶表示装置１の構成例を示した図である。
液晶表示装置１は、透過型の液晶プロジェクタ装置として構成され、具体的には、Ｒ（赤）色、Ｇ（緑）色及びＢ（青）色のそれぞれに対応する液晶パネルを備えた、いわゆる三板式の液晶プロジェクタ装置として構成されている。

図示のように液晶表示装置１は、光源Ｌｓ、リフレクタＲｆ、フィルタ２、フライアイレンズ３、フライアイレンズ４、偏光変換素子５、コンデンサレンズ６、分離合成光学系７、及び投影レンズ（投射光学系）１８を備えている。

光源Ｌｓには、例えばＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、レーザ等を用いることができる。図中では、光源ＬｓにＨＩＤランプが用いられた場合に対応してリフレクタＲｆを設けた構成を例示しているが、ＬＥＤやレーザが用いられる場合はリフレクタＲｆを設けることは必須ではない。
光源Ｌｓは、リフレクタＲｆの焦点位置に配置され、光源Ｌｓより発せられた光はリフレクタＲｆで反射されて略平行光により出射される。

上記のようにリフレクタＲｆで反射され略平行光とされた光源Ｌｓからの出射光は、赤外線や紫外線をカットするフィルタ２を介した後、フライアイレンズ（第一のフライアイレンズ）３、及びフライアイレンズ（第二のフライアイレンズ）４を介して偏光変換素子５に入射される。
フライアイレンズ３及びフライアイレンズ４は、後述する液晶パネル１５（１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ）に入射する光の照度を均一化するためのレンズとして機能する。
偏光変換素子５は、出射光の偏光軸を所定方向に揃える。本例では、ｓ偏光とｐ偏光を含む光を入射し、ｓ偏光を出射する。

偏光変換素子５の出射光は、コンデンサレンズ６を介して分離合成光学系７に入射される。コンデンサレンズ６は、偏光変換素子５の出射光を入射して集光する。

分離合成光学系７は、コンデンサレンズ６の出射光をＲＧＢ（赤色、緑色、青色）に色分離し、各色の光を液晶パネル１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂのうち対応する色の液晶パネル１５でそれぞれ空間光変調した後に合成し、該合成した光により投影画像を形成する。
分離合成光学系７は、ダイクロイックミラー８、ダイクロイックミラー９、フィルタ１０、リレーレンズ１１、ミラー１２、コンデンサレンズ１３、入射側偏光板１４、液晶パネル１５、出射側偏光板１６、光学補償部２０、及び色（光）合成プリズム１７を有している。液晶パネル１５としては、透過型の液晶パネルが用いられ、赤色波長帯域の光（以下「Ｒ光」と表記）を空間光変調する液晶パネル１５Ｒと、緑色波長帯域の光（以下「Ｇ光」と表記）を空間光変調する液晶パネル１５Ｇと、青色波長帯域の光（以下「Ｂ光」と表記）を空間光変調する液晶パネル１５Ｂの三つが設けられている。
分離合成光学系７においては、これら液晶パネル１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂごとに、それぞれ入射側偏光板１４、光学補償部２０及び出射側偏光板１６の組が設けられている。

ダイクロイックミラー８及びダイクロイックミラー９は、ＲＧＢの各光をその波長帯域により選択的に透過又は反射する。ダイクロイックミラー８は、Ｂ光を透過し、Ｒ光及びＧ光を反射する。ダイクロイックミラー９は、ダイクロイックミラー８で反射されたＲ光及びＧ光を入射し、Ｒ光を透過、Ｇ光を反射する。
このようにコンデンサレンズ６の出射光は、ＲＧＢの３色に色分離される。

図示のようにダイクロイックミラー８を透過したＢ光は、フィルタ１０を介した後、ミラー１２で反射され、コンデンサレンズ１３を介し、液晶パネル１５Ｂに対応して設けられた入射側偏光板１４に入射する。
ダイクロイックミラー９で反射されたＧ光は、コンデンサレンズ１３を介して、液晶パネル１５Ｇに対応して設けられた入射側偏光板１４に入射する。
ダイクロイックミラー９を透過したＲ光は、リレーレンズ１１を介し、ミラー１２で反射された後、リレーレンズ１１及びコンデンサレンズ１３を介して、液晶パネル１５Ｒに対応して設けられた入射側偏光板１４に入射する。
このように色分離されたＲＧＢの各光は、それぞれ対応する色の入射側偏光板１４を介して、液晶パネル１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂのうち対応する色の液晶パネル１５に入射する。

液晶パネル１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを介したＲＧＢの各光は、後述する光学補償部２０で光学補償（位相ずれ補償）された後、出射側偏光板１６に入射する。出射側偏光板１６から出射される光は、液晶パネル１５での光変調の度合いにより、光量が調整される。

色合成プリズム１７は、Ｇ光を透過して投影レンズ１８に対して出射すると共に、Ｒ光及びＢ光を反射して投影レンズ１８に対して出射するように構成されている。色合成プリズム１７は、例えば複数のガラスプリズム（四つの略同形状の直角二等辺プリズム）を接合することによって構成されており、各ガラスプリズムの接合面には、所定の光学特性を有する二つの干渉フィルタが形成されている。第一干渉フィルタは、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過する。第二干渉フィルタは、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過する。従って、液晶パネル１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂによって光変調されたＲＧＢの各光は、色合成プリズム１７で合成されて、投影レンズ１８に入射する。

投影レンズ１８は、分離合成光学系７からの出射光を所定の倍率に拡大してスクリーン等の被投影媒体に画像を投影する。

図２は、液晶表示装置１における要部の構成例を説明するための図として、分離合成光学系７にＲＧＢの各色ごとに設けられる入射側偏光板１４から出射側偏光板１６までの部分を拡大して示している。
ＲＧＢの各光の光路上において、入射側偏光板１４と出射側偏光板１６はクロスニコル状態（互いの光学軸が直交する状態）で配置されている。入射側偏光板１４と出射側偏光板１６との間には、空間光変調器となる液晶パネル１５と、光学補償部２０とが配置されている。本実施形態では、光学補償部２０は液晶パネル１５と出射側偏光板１６との間に配置されている。

本例では、光学補償部２０は、第一光学補償部２０ａと第二光学補償部２０ｂとを有している。第一光学補償部２０ａは、液晶パネル１５を通過した光についての位相補償を行うための補償部であり、特に本例では、液晶パネル１５を通過した斜め光に生じる位相差を補償する。
第二光学補償部２０ｂは、黒表示時の輝度ムラを抑制するための補償部である。
これら第一光学補償部２０ａ、第二光学補償部２０ｂの詳細については改めて説明する。

なお、出射側偏光板１６は、複数枚が存在していてもよい。また、入射側偏光板１４及び出射側偏光板１６は、有機偏光板であっても無機偏光板であってもよいが、無機偏光板であれば、光源Ｌｓとしてレーザが用いられる等、光源Ｌｓからの光量が大きい場合であっても（有機偏光板に比して）変質を抑えることが可能となり、長寿命化や信頼性向上等が図られる。

液晶パネル１５は、一対の基板１５ａ、１５ａ間に配された液晶層１５ｂを有するもので、液晶層１５ｂにおける液晶の配向を印加電圧に応じて変化させることで、透過光に対する空間光変調器として機能する。

本実施形態の液晶パネル１５は、垂直配向型（ＶＡ型：ＶＡ＝Vertical Alignment）の液晶パネルとされる。ＶＡ型の液晶パネルは、垂直配向モードで動作するようになっている。すなわち、電圧を印加しないときの液晶配向を基板１５ａに略垂直になるように配置したものであり、電圧印加時に液晶配向が基板１５ａの垂直方向（法線方向：厚み方向）に対して傾くように構成されている。

図３は、ＶＡ型液晶パネルにおける液晶のチルト方向の説明図である。
先ず、図示のように液晶パネル１５の基板１５ａに垂直な方向（液晶パネル１５の厚み方向）をｚ軸方向、基板１５ａの面内方向に平行な平面上において互いに直交関係となる方向をそれぞれｘ軸方向、ｙ軸方向と定義する。
上記のようにＶＡ型液晶パネルでは、電圧印加時に液晶配向が基板１５ａの垂直方向に対して傾くが、この際、液晶分子が傾く方向は、基板１５ａに形成された配向膜の配向方向（以下「ラビング方向Ｄｒ」と表記）に沿った方向となる。ラビング方向Ｄｒは、ｘ－ｙ平面上において、ｘ軸方向を０度－１８０度方向、ｙ軸方向を９０度－２７０度方向としたときに、４５度や１３５度の方向とされる（図中ではラビング方向Ｄｒ＝４５度とした例を示している）。

図３では、電圧印加前の液晶分子の様子を破線による楕円体で、電圧印加後の液晶分子の様子を実線による楕円体でそれぞれ表しているが、以下では、このように電圧印加に応じて液晶分子が傾く方向（液晶分子が回転する方向）のことを「チルト方向Ｄｔ」と表記する。

液晶パネル１５は、液晶層１５ｂに電圧が印加されない垂直配向の状態では（ここでは以下で説明するプレチルトについては不考慮とする）、入射側偏光板１４から入射した所定の偏光方向による直線偏光（本例ではｓ偏光）と同一偏光方向の直線偏光が液晶層１５ｂから光学補償部２０を介して出射側偏光板１６に出射される。
出射側偏光板１６は入射側偏光板１４に対しクロスニコルの関係であるため、上記のように液晶層１５ｂを介し入射する光の偏光方向は出射側偏光板１６の光透過軸に略直交することになり、出射側偏光板１６を透過しない。すなわち、液晶パネル１５の画素を電圧非印加状態とすることで、最低階調値による画素情報（黒色）が表示される。

一方、液晶層１５ｂに電圧を印加した状態では、液晶分子がチルト方向Ｄｔに傾く。このとき、印加電圧の電圧値を調整することで、液晶分子のチルト方向Ｄｔへの傾斜角度をコントロールできる。
印加電圧値が最大であれば、液晶配向が水平配向（液晶分子がｚ軸方向からチルト方向Ｄｔに９０度傾斜した状態）となる。この状態では、入射側偏光板１４から入射する直線偏光は、液晶層１５ｂにおける複屈折により、液晶層１５ｂの透過後に偏光方向が９０度回転され、出射側偏光板１６を透過することになる。これにより、最大階調値による画素情報が表示される。
電圧値が最大値未満の状態では、液晶分子のチルト方向Ｄｔへの傾斜角度は９０度未満となる。この状態では、液晶層１５ｂを透過した光には、入射光の偏光方向に平行な偏光成分と、直交する偏光成分の双方が含まれる（つまり楕円偏光となる）。出射側偏光板１６からは、これら二つの偏光成分のうち、出射側偏光板１６の光透過軸と平行な偏光成分のみが出射される。従ってこの場合は、中間階調値による画素情報が表示される。

ここで、実際の液晶パネル１５においては、電圧を印加しないときであっても、液晶配向が完全に基板１５ａに対して垂直ではなく、液晶配向に数度程度のプレチルトが与えられるようになっている。

図４は、ＶＡ型液晶パネルにおける液晶のプレチルトについての説明図である。
液晶パネル１５において、電圧が印加されない状態では、液晶層１５ｂにおける液晶分子は、ｚ軸方向からチルト方向Ｄｔに所定の角度θだけ傾斜されている。以下、この角度θで表される液晶のプレチルト角度のことを「プレチルト角θ」と表記する。
このようなプレチルトにより、電圧印加時に液晶分子が所定方向（チルト方向Ｄｔ）とは逆方向に傾斜してしまうリバースチルトドメインの発生防止が図られる。

このように液晶分子がプレチルトされていると、電圧非印加状態、すなわち黒表示を行う際、液晶層１５ｂを透過した光には、入射光の偏光方向に平行な偏光成分のみでなく直交する偏光成分も含まれることになる。そのため、液晶層１５ｂを透過した光の一部が出射側偏光板１６を透過してしまい、これが黒表示時の光漏れとなって、コントラストの低下を招来する。

このような黒表示時の光漏れ防止を図るためには、光学補償部２０において、ネガティブＣプレート、すなわち厚み方向に屈折率の小さい媒体を配置することが有効である。
本例で用いるネガティブＣプレート（以下「ネガティブＣプレート２３」と表記）は、サファイアのような負の一軸性結晶で構成されたものではなく、無機材料による多層膜構造体として構成される。この多層膜構造体は、例えばガラス等の透明基板上に無機材料を例えばスパッタリングや蒸着等のコーティングにより多層に形成することで実現される。ネガティブＣプレート２３としての多層膜構造体は、誘電体による高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層することで形成することができる。

図５を参照して、ネガティブＣプレート２３を設けた場合の作用について説明する。なお、図５では、液晶パネル１５（液晶層１５ｂ）の屈折率楕円体の作用と、ネガティブＣプレート２３の屈折率楕円体の作用とをそれぞれ模式的に示している。

先ず、ＶＡ型の液晶パネル１５は、液晶層１５ｂが垂直配向モードで動作するものであることから、正の一軸性結晶としてモデル化することができる。つまり、電圧を印加しない状態で液晶分子がプレチルト角θ傾いた液晶パネル１５は、傾いたポジティブＣプレートと捉えることができる。ここで、ポジティブＣプレートとは、面内において屈折率が等方性を有し、厚み方向の屈折率が面内の屈折率よりも大きい媒体（つまり厚み方向に屈折率が大きい媒体）のことを言う。

このような液晶パネル１５に対し、厚み方向に屈折率の小さい媒体によるネガティブＣプレート２３を用いることを考える。ここで、厚み方向に屈折率の小さい媒体は、面内において屈折率が等方性を有し、厚み方向の屈折率が面内の屈折率よりも小さい媒体と換言できる。
厚み方向に屈折率の小さいネガティブＣプレート２３は、光線が通過する際に、ポジティブＣプレートとしての液晶パネル１５とは符号において反対の位相差を発生させることになる。

このことから、液晶パネル１５とネガティブＣプレート２３は、仮に、それぞれの光学軸が同じ方向に傾いていれば、液晶パネル１５で生じる位相差とネガティブＣプレート２３で生じる位相差が正反対となる。従って、液晶パネル１５で生じる位相差とネガティブＣプレート２３で生じる位相差とについて、それらの絶対値が同じになるようにそれぞれの厚みを調整し、クロスニコルの入射側偏光板１４と出射側偏光板１６との間で位相ずれが発生しないようにすれば、液晶パネル１５で生じる位相差を、ネガティブＣプレート２３で生じる位相差によって相殺することができる。
すなわち、液晶パネル１５のプレチルトの方向（チルト方向Ｄｔ）と同方向にネガティブＣプレート２３を傾斜配置し、その厚みを調整することによって、液晶パネル１５で生じる位相差を相殺することができる。

ここで、さらに分かり易くモデル化して説明する。
図６は、ネガティブＣプレート２３による光学補償の一具体例をモデル化して示した説明図である。図６Ａは、液晶パネル１５、すなわち正の一軸性結晶を示す屈折率楕円体を、図６ＢはネガティブＣプレート２３、すなわち厚み方向に屈折率の小さい屈折率楕円体をそれぞれモデル化して示し、図６Ｃは図６Ａ及び図６Ｂの屈折率楕円体を足し合わせて形成される屈折率楕円体をモデル化して示している。

なお、図６Ａ～図６Ｃの各図において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、屈折率楕円体の三次元方向を表すものであり、仮に、ネガティブＣプレート２３をチルト方向Ｄｔと同方向に傾斜配置した場合には、図３や図４に示したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸（液晶パネル１５の面内方向や厚み方向を基準とした３軸）とは異なることになる。
上述のように液晶パネル１５において液晶分子はプレチルトされているため、図６ＡにおけるＺ軸は、ｚ軸に対してチルト方向Ｄｔにプレチルト角θだけ傾斜した軸となる。図６ＢのＺ軸は、図６ＡのＺ軸と一致するものであるが、これは、ネガティブＣプレート２３を液晶パネル１５に平行な状態に対しプレチルトと同じ方向（同じ回転方向）に傾けていることを意味している。具体的には、ネガティブＣプレート２３を液晶パネル１５に平行な状態に対しチルト方向Ｄｔにプレチルト角θだけ傾けていることを意味する。上記は原理的な話であるが、実際に設計する際には液晶とネガティブＣプレートの材料の屈折率の差からプレチルト角θは厳密に一致せず、若干ずれた値となる。

図６Ａにおいて、液晶パネル１５、すなわち正の一軸性結晶を示す屈折率楕円体は、Ｘ軸、Ｙ軸方向の常光線の屈折率ｎｏが互いに等しく、Ｚ軸方向の異常光線の屈折率ｎｅが常光線の屈折率ｎｏよりも大きくなっている（ｎｏ＜ｎｅ）。これは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向の屈折率ｎをそれぞれ「ｎＸ」「ｎＹ」「ｎＺ」とすると、「ｎＺ＞ｎＸ＝ｎＹ」と表記できる。

図６Ｂに示すネガティブＣプレート２３の屈折率楕円体は、Ｘ軸、Ｙ軸方向の常光線の屈折率ｎｏは互いに等しく、Ｚ軸方向の異常光線の屈折率ｎｅが常光線の屈折率ｎｏよりも小さくなっている（ｎｏ＞ｎｅ）。すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向の屈折率「ｎＸ」「ｎＹ」「ｎＺ」の関係では、「ｎＺ＜ｎＸ＝ｎＹ」と表記できる。

これら図６Ａ、図６Ｂに示した各屈折率楕円体を足し合わせると、図６Ｃに示すように、見かけ上、屈折率楕円体が等方体となり（「ｎＺ＝ｎＸ＝ｎＹ」）、どの方向からの光に対しても常光線と異常光線の屈折率が等しくなり（ｎｏ＝ｎｅ）、位相差は発生しない。このとき、それぞれの位相差量は「Δｎ（ｎｅとｎｏの差）×厚み」で決まるが、Δｎは物性値で定まるものであるため、厚みの調整によって位相差の量を定めることができる。

＜２．第一光学補償部（斜め光補償）について＞

上記のように、厚み方向に屈折率の小さい媒体によるネガティブＣプレート２３を液晶パネル１５のプレチルトの方向と同方向に傾斜配置し、その厚みを調整することによって、液晶パネル１５で生じる位相ずれを相殺することができる。

しかしながら、ネガティブＣプレート２３を傾斜配置することは、光学系の大型化に繋がり望ましくないため、本例では、ネガティブＣプレート２３を傾斜配置しない補償手法を採る。

図７は、本実施形態における光学補償部２０の構成例を説明するための図である。
図７に示すように、光学補償部２０における第一光学補償部２０ａには、ネガティブＣプレート２３と共に、Ｏプレート２４ａとＯプレート２４ｂによる二枚のＯプレートが設けられる。具体的に、本例の第一光学補償部２０ａは、例えばガラス製等の透明な基板２２上にネガティブＣプレート２３、Ｏプレート２４ａ、Ｏプレート２４ｂが基板２２側から順に積層された１枚の光学補償板２１で構成されている。
ここで、Ｏプレートは、屈折率楕円体で表したときに、屈折率の最も大きいＮ１軸が厚み方向に対して傾斜している光学媒体であり、斜方蒸着による成膜で形成される。
本例では、光学補償板２１は液晶パネル１５と平行に配置される。

ここで、以下の説明において、Ｏプレート２４ａとＯプレート２４ｂについては、特に二枚を区別しない場合には「Ｏプレート２４」と表記する。また、Ｏプレート２４ａとＯプレート２４ｂは総称して「二枚のＯプレート２４」と表記することもある。

なお、光学補償板２１としては、図７のようにネガティブＣプレート２３上に二枚のＯプレート２４を積層した構成に限定されず、例えばガラス製等の透明な基板の表面、裏面の一方にＯプレート２４ａを、他方にＯプレート２４ｂをそれぞれ斜方蒸着により形成して得た一枚の補償板を、基板２２上にネガティブＣプレート２３を形成して得た１枚の補償板と貼り合わせる等して一体化した構成とする等、他の構成を採ることもできる。本実施形態において、光学補償板２１としては、少なくとも一枚のネガティブＣプレート２３と二枚のＯプレート２４とを備えた構成とされればよい。

図８は、Ｏプレート２４を屈折率楕円体により表現した図である。
図示のようにＯプレート２４の屈折率楕円体は、屈折率の最も大きいＮ１軸が、ｚ軸方向に対して傾斜されている。
Ｏプレート２４の屈折率楕円体において、Ｎ１軸に直交する面内で互いに直交関係にある軸はそれぞれＮ２軸、Ｎ３軸とされる。

ここで、前述のように特許文献１には、二枚のＯプレートとネガティブＣプレートとを組み合わせた補償板が開示されている。しかしながら、Ｏプレート表面に投影した屈折率楕円体から発生する面内位相差（＝正面位相差）と厚み方向の位相差Ｒｔｈ（特許文献１では両者をレタデーションと定義）のみしか提示されておらず、斜め光成分、すなわち厚み方向に対し傾斜した角度で入射する光の成分を適切に補償する説明はない。上記の正面位相差と厚み方向位相差Ｒｔｈを液晶で生じる位相差に合うように設計しても、それだけでは各入射角度の斜め光において発生する位相差を適切に相殺することは困難である。

近年、例えばビジネス用途の液晶表示装置１では、表示画像の明るさ向上のため照明系の発散角が比較的大きくなっており、斜め光の補償を行うことが重要とされる。また、液晶パネル１５にＭＬ（マイクロレンズ）を搭載しているものは、液晶を通る光の角度が大きくなるので、斜め光の補償が特に重要である。

そこで、本実施形態では、上記した光学補償板２１を用いて、液晶がプレチルトしている液晶パネル１５を通過した斜め光において発生する位相差を適切に相殺するための手法を提案する。
先ず、液晶のプレチルトに起因して生じる位相差の補償であるため、上記斜め光に生じる位相差を適切に相殺するためには、理想的には以下の条件を満たすようにすればよい。すなわち、第一光学補償板２１は、液晶パネル１５に対する所定の入射角範囲における各入射角の光において液晶パネル１５から発生する位相差と量が同じで符号が逆とされた位相差を発生させるように構成されればよい。より具体的に、第一光学補償板２１は、チルト方向Ｄｔに平行な断面であるチルト方向断面において、二枚のＯプレート２４とネガティブＣプレート２３との合成位相差（つまり光学補償板２１の合成位相差）が、所定の入射角範囲における各入射角の光において液晶パネル１５から発生する位相差と量が同じで符号が逆である、という条件である。

図９は、上記条件における「チルト方向断面」についての説明図である。
図示のようにチルト方向断面とは、ラビング方向Ｄｒとｚ軸方向（厚み方向）とに平行な断面と換言できるものである。

また、上記条件において、所定の入射角範囲は、実質的に補償が必要とされる入射角の範囲を意味する。すなわち、実際の光学系の構成においては生じ得ない又は殆ど生じない入射角については補償のための条件から除外する。本例における所定の入射角範囲は、例えば入射角度（ｄｅｇ）の絶対値が１５以下から３０以下の範囲とされる。

ここで、二枚のＯプレート２４によりプレチルトに起因して生じる位相差を補償する上では、特許文献１にも開示されているように、二枚のＯプレート２４のＮ１軸を図１０に示す方向に向けることが適当とされている。
図１０において、図中「Ｎ１」で表す二枚のＯプレート２４それぞれのＮ１軸の方向は、Ｎ１軸をｘ－ｙ平面に射影した際の方向として表している。同様に、図中に示すチルト方向Ｄｔとしてもｘ－ｙ平面に射影した際の方向として表している。
図示のように二枚のＯプレート２４のＮ１軸は、互いのなす角δが９０度で、角δの中線Ｌｍがチルト方向Ｄｔに平行で且つ逆向きとなる方向に向けることが適当とされる。
本例の光学補償板２１においても、二枚のＯプレート２４のＮ１軸の向きは、該条件を概ね満たすように設定されるが、該条件を厳密に満たすものではない。

上記の前提を踏まえ、斜め光に対し光学補償板２１の合成位相差を合わせるための手法について説明する。
図１１は、チルト方向断面において、入射角ごとに液晶パネル１５を通過（透過）する光において生じる位相差量を測定した結果を示している。ここでは、入射角の範囲は±２０度～０度の範囲としている。
このように液晶パネル１５における入射角に対する位相差量の変化特性は、放物線ではないが、下記［式１］に表すような二次曲線として近似することが可能である。

ｙ＝Ａｘ²＋Ｂｘ＋Ｃ・・・［式１］

ただし、ｘは入射角、ｙは位相差量であり、Ａ＞０，Ｂ＞０，Ｃ＞０である。

一方、ネガティブＣプレート２３のチルト方向断面における位相差量の変化特性は、下記［式２］のように放物線で表すことができる。

ｙ＝ａｘ² ・・・［式２］

ただし、ａ＜０である。

さらに、二枚のＯプレート２４のチルト方向断面における合成位相差の変化特性は、実際には完全な直線ではないが、［式３］のように直線で近似できるとする。

ｙ＝ｂｘ＋ｃ・・・［式３］

ここで、［式３］において、傾き係数ｂの符号（正負）は、サンプル測定の向きにより変化する。本例では、図１２に示すように光の入射方向を定義（図中の入射方向を表すマークは紙面手前側から奥側に光が進行することを意味する）しており、この場合、傾き係数ｂについてはｂ＜０となる。また、［式３］において、切片ｃはｃ＜０である。

図１３は、［式２］と［式３］をグラフ化して表している。

光学補償板２１の合成位相差、すなわち二枚のＯプレート２４と一枚のネガティブＣプレートとの合成位相差の変化特性は、上記［式２］と［式３］とを足し合わせた下記［式４］として表すことができる。

ｙ＝ａｘ²＋ｂｘ＋ｃ・・・［式４］

図１４は、［式４］と［式１］をグラフ化して示している。
この図より、斜め光から発生する位相差を光学補償板２１の合成位相差により相殺するためには、［式１］で表される液晶パネル１５側の曲線に対し、［式４］で表される合成位相差の曲線が上下反転の関係となればよい。
すなわち、下記［式５］の条件が満足されればよい。

Ａ＞０，Ｂ＞０，Ｃ＞０、ａ＜０，ｂ＜０，ｃ＜０、｜Ａ｜＝｜ａ｜，｜Ｂ｜＝｜ｂ｜，｜Ｃ｜＝｜ｃ｜・・・［式５］

［式５］の条件は、位相差量の絶対値が同じで符号が逆であるという意味である。

上記の［式１］～［式５］に基づき、或る入射角に対しネガティブＣプレート２３で目指すべき位相差量と、二枚のＯプレート２４で目指すべき合成位相差量とをそれぞれ求めることができる。
一例としては、先ず、入射角度と液晶パネル１５の位相差量（つまりｘとｙ）を３点サンプリングし、これら３点を［式１］に代入してＡ，Ｂ，Ｃを求める。［式５］の条件から、ａ，ｂ，ｃが求まる。
ａを［式２］に代入することで、ネガティブＣプレート２３で目指すべき位相差量が求まる。
また、ｂ、ｃを［式３］に代入することで二枚のＯプレート２４で目指すべき合成位相差量が求まる。

但し、実際には、測定やシミュレーションには誤差が生じるので、上記手法のように直接３点のｘ，ｙを代入して連立方程式を解くよりは、ａを先に決めた方が良い。その場合のａの決め方の目安として、或る入射角度（ｘ＝１５度）のときにプレチルトしていない液晶から発生する位相差量になるようにｙの値を合わせ、求めると良い。すなわち、予めネガティブＣプレート２３の位相差量を液晶に合わせておく。その場合は、［式４］から［式２］を引いた［式３］が二枚のＯプレート２４で目指すべき合成位相差量となる。

しかし、このようにａの見当がついている場合でも、次の条件は考慮する必要がある。
ｙ＿Ｍａｘ＝０・・・［式６］

液晶の位相差はプレチルトしている方向から見ると理屈的には０になるので、光学補償板２１もその入射角度では位相差０になる必要がある。
ここで、［式４］を下記［式７］のように変形する。

よって、ｙがＭａｘになるところは、ｘ＝－ｂ／２ａである。

このとき、ｙ＝０と考えると、［式７］にｙ＝０とｘ＝－ｂ／２ａを代入して、

より、

ｃ＝ｂ²／４ａ・・・［式８］

［式４］にａの値を代入すると、ｂとｃとｘ，ｙの式になる。この式を［式４’］とする。［式４’］に所望のｘ、ｙを代入してｂとｃの式とし、［式４’’］とする。
また、［式８］にａを代入するとｂとｃの［式８’］となる。［式８’］を［式４’’］に代入してｂだけの式にしてｂを求めた後、ｃを求める。
ｃは液晶の正面位相差と考えがちで、ダイレクトにｘ＝０の時、ｃ＝液晶プレチルトから生じる正面位相差と考えるよりは、［式８］の条件を満たすようにｃの値を決めた方が良い。［式８］の条件を考慮せずｃの値が大きすぎると、ｙ＿Ｍａｘの値が負になり余計な位相差を発生させる。

ここで、シミュレーションや実測には誤差が生じるので、上記のような手法で求めた目指すべき位相差付近でいくつかサンプルを作成し、見極めると良い。

上記では、斜め光から発生する位相差を適切に相殺する手法について述べたが、液晶パネル１５を通過する光についての位相補償を行う上では、プレチルト角θが設計値からバラつく点を考慮すべきである。
プレチルト角θのバラつきについては、設計センターのTypicalパネルを基準として、より液晶の倒れが小さいHighパネル、より倒れが大きいLowパネルがある。例えばTypicalパネルに位相差量を合わせた場合、ピンポイントで位相差が合ってくるため、他の液晶パネル１５ではコントラストが低下するということが起こる。

このようなプレチルト角θのバラつきを吸収できない場合には、Typical、High、Lowの各パネルの位相差にあった光学補償板２１をそれぞれ作成しなければならず、手間がかかりコストアップになる。

そこで、本実施形態では、プレチルト角θのバラつきに起因した、斜め光から発生する位相差についての補償効果のばらつきを抑制する。換言すれば、該補償効果のばらつきを吸収できるようにする。
このためには、チルト方向断面ではなく、チルト方向断面に直交する断面において入射角ごとに発生する位相差量に着目する。具体的には、チルト方向断面に直交する断面において、プラス側とマイナス側の同じ入射角に対する液晶パネル１５の位相差と光学補償板２１の合成位相差とを比較したときに、プラス側の入射角に対する位相差の絶対値と、マイナス側の入射角に対する位相差の絶対値との大小関係が、液晶パネル１５側と光学補償板２１側（合成位相差側）とで一致するようにする。
換言すれば、上記の比較において、液晶パネル１５の位相差がプラス側で大きければ、光学補償板２１の合成位相差もプラス側で大きくなるようにする。逆に、上記比較において液晶パネル１５の位相差がマイナス側で大きければ、光学補償板２１の合成位相差もマイナス側で大きくなるようにする。
このように、液晶パネル１５側と光学補償板２１側とで、プラス側の入射角で生じる位相差とマイナス側の同絶対値の入射角で生じる位相差との傾向を揃える。
ここで、この場合も入射角については、実質的に補償が必要とされる所定の入射角範囲（例えば絶対値で１５度以下から３０度以下の範囲）を対象とする。

液晶がプレチルトしていることに起因して生じる位相差をＯプレート２４で補償しようとしていることから（チルトしていなければネガティブＣプレート２３のみで補償できる）、チルトしている方向の位相差（チルト方向断面における位相差）だけに注目しがちであるが、チルトしていない方向、具体的にはチルト方向断面に直交する断面における位相差も考慮することで、よりコントラストアップを図ることができる。

どのような条件のときに、上記のような液晶パネル１５側と光学補償板２１側の位相差の傾向が変化するかをシミュレーションで確認した。
前述した数式に基づいて液晶のチルト方向Ｄｔの位相差を二枚のＯプレート２４で合わせていくときに、パラメータとしては三つある。すなわち、Ｏプレート２４のＮ１軸の傾き角度、膜厚、及び二枚のＯプレート２４のなす角δである。このうち、Ｎ１軸の傾き角度は、蒸着装置や治工具の制約があるのであまり自由度は無い。二枚のＯプレート２４の膜厚を概ね同じに設定した場合、さらなる調整は二枚のＯプレート２４のなす角δとなる。一例として、二枚のＯプレート２４のうち一方のＮ１軸方向を固定とし、他方のＯプレート２４を面内に回転させるシミュレーションを行った。その結果、二枚のＯプレート２４のＮ１軸のなす角δ（Twist角）が８０度よりも小さくなると、チルト方向断面と直交する断面における位相差の傾向がパネルと補償板で逆になった（この際、各Ｏプレート２４の屈折率はＮ１＞Ｎ２＞Ｎ３として計算）。すなわち、プラス側の入射角に対する位相差の絶対値と、マイナス側の入射角に対する位相差の絶対値との大小関係が、液晶パネル１５側と光学補償板２１側とで逆となった。このとき、チルト方向断面における位相差は概ね合っていた。

なお、上記のTwist角は一例であり、蒸着材料によって形成されるＯプレート２４の屈折率が変化すれば、バラつき吸収のための最適な角δは変化するし、各Ｏプレート２４の膜厚の設定によっても最適な角δは変化する。重要であるのは、チルト方向断面における位相差を合わせたときに、それと直交する断面における位相差の傾向も合わせるということである。
この手法を採ることで、プレチルト角θのバラつきに起因した補償効果のばらつきの吸収を図ることができる。
実際、二枚のＯプレート２４と一枚のネガティブＣプレート２３とを別々の基板に形成し、合計三枚の補償板を重ねて位相差を測定する実験を行った。実測においても、二枚のＯプレート２４のなす角δを変えると、シミュレーションと同様の変化が生じること確認した。
なお、本例において、シミュレーションにはシンテック社製のＬＣＤＭＡＳＴＥＲを用いた。また、位相差の実測には、ＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社製のＡｘｏＳｃａｎを用いた（ＴｏｔａｌＲｅｔａｒｄａｎｃｅでの測定）。

本出願人は、上記により説明してきた設計思想に基づいて光学補償板２１の試作を重ね、良好な補償性能を有する光学補償板２１を実現するに至った。
図１５を参照し、そのような光学補償板２１についてのコントラスト評価結果について説明する。ここで、図１５、及び以下で説明する図１６の評価結果は、光学補償部２０において第二光学補償部２０ｂを設けない構成とした場合の結果を示すものである。
図１５において、破線は、前述した数式に基づいてチルト方向断面における位相差を最適化（つまり斜め光から発生する位相差の相殺を図った）した光学補償板２１についてのコントラストアップ率の測定結果を示している。ここで、コントラストアップ率は、素のコントラスト、すなわち光学補償部２０による位相補償を行わない場合におけるコントラストを「１」としてコントラストのアップ率を表した値である。
また、図中実線が、チルト方向断面における位相差の最適化と共に、なす角δの最適化（チルト方向断面に直交する断面における位相差の最適化）を行った光学補償板２１についてのコントラストアップ率の測定結果である。

ここで、比較として、図１６には、先行技術についてのコントラストの評価結果を示す。図１６では、特許文献１に開示された二枚のＯプレートを用いる手法に基づき作成したサンプルについて、上述した正面位相差量を振ったときの、Typical、High、Lowのパネルごとのコントラストアップ率を示している。なお、図１６で用いた各サンプルにおいては、厚み方向の位相差Ｒｔｈは液晶パネル１５における位相差Ｒｔｈに合わせてネガティブＣプレートの位相差量を決め一定とした。
この図１６より、特許文献１のように正面位相差のみを合わせる手法では、コントラストアップ率は最高でもLowパネルで１．４程度、Typicalパネルで１．２程度、Highパネルで０．７程度である。

一方、図１５中の破線で表すように、チルト方向断面における位相差を最適化する手法のみを採用した光学補償板２１の場合、コントラストアップ率はLowパネルで３．３程度、Typicalパネルで２．８程度、Highパネルで１．９程度となる。
そして、図中の実線で表すように、チルト方向断面における位相差とチルト方向断面に直交する断面における位相差の最適化を図った光学補償板２１の場合、コントラストアップ率はLowパネルで３．０程度、Typicalパネルで３．０程度、Highパネルで２．５程度となる。

上記結果より、チルト方向断面における位相差を最適化して斜め光から生じる位相差を適切に相殺することで、コントラスト向上が図られることが分かる。
また、チルト方向断面に直交する断面における位相差を最適化することで、斜め光から発生する位相差についての補償効果のバラつきを吸収できることが分かる。図１５の結果によると、この場合のコントラストアップ率は、TypicalパネルとLowパネルで３．０程度を保ったまま、Highパネルでも２．５倍以上を確保できることが分かる。

ここで、図１５の実線が表すコントラスト性能が得られたときの光学補償板２１の特性を、［式３］で示した近似式により表すこととする。前述の通り、この近似式は、チルト方向断面における二枚のＯプレート２４の合成位相差について、入射角に対する合成位相差の変化特性を直線近似して得られる近似式である。
図１５の実線が表す評価結果が得られた光学補償板２１についての近似式において、傾き係数ｂは、有効数字を小数点第一位までとしたとき、その絶対値が０．５であった。このとき、該近似式における切片ｃは、液晶パネル１５の位相差の符号が正であるから負である。図１７は、この際の近似式をグラフ化して示している。
なお、上記の傾き係数ｂは、対象とする光学補償板２１のサンプルについて、入射角を１５度、０度、－１５度としたときの位相差を実測し、それら３点の実測結果を直線近似して求めたものである。なお、傾き係数ｂは、シミュレーション条件の違いにより実測と差が出る場合があるが、実測の値を正とした。
この際、位相差の実測には、上述したＡｘｏＳｃａｎを用いた（ＴｏｔａｌＲｅｔａｒｄａｎｃｅでの測定）。

一方で、図１６に示した正面位相差を合わせる手法を採った場合について、正面位相差量を最適化した際の上記近似式における傾き係数ｂの絶対値は、同様に有効数字を小数点第一位までとしたとき０．７であった。

ここで、パネル設計が異なれば、液晶のプレチルト角θの設計値も異なり得る。そして、プレチルト角θが異なれば、傾き係数ｂの最適値も変化することになる。パネル設計で採用し得るプレチルト角θの設計値を比較的狭く想定し、また設計値に対する実際のプレチルト角θのばらつきも比較的狭く想定した場合、傾き係数ｂの絶対値は、図１６と図１５の場合の中間値である０．６以下とすることが望ましい。ただし、ｂ≠０である（入射角の変化に対して位相差量も変化させるべきであるため）。
また、パネル設計で採用し得るプレチルト角θの設計値を比較的広めに想定し、設計値に対する実際のプレチルト角θのばらつきも比較的広めに想定した場合、傾き係数ｂの絶対値は、望ましくは０以外且つ０．６５以下である。

また、図１５の実線が表す評価結果が得られたとき、入射角１５度に対するネガティブＣプレートの位相差量は略１０ｎｍであった。パネル設計の差を考慮すれば、入射角１５度に対するネガティブＣプレートの位相差量は、その倍である２０ｎｍ以下とすることが望ましい。

ここで、上記では第一光学補償部２０ａの構成例として、二枚のＯプレート２４とネガティブＣプレート２３とを一枚の光学補償板２１として一体に形成する例を挙げたが、二枚のＯプレート２４とネガティブＣプレート２３のうち一部又は全てが、別々の補償板に分離されていてもよい。
図１８にその一例を示す。
図示のようにこの場合の光学補償部２０Ａでは、第一光学補償部２０ａＡとして示すように、ネガティブＣプレート２３と光学補償板２１’とが分離された構成が採られている。この場合、ネガティブＣプレート２３は、液晶パネル１５における基板１５ａ（二つの基板１５ａのうち出射側偏光板１６に近い側の基板１５ａ）と一体に形成されている。また、光学補償板２１’は、ネガティブＣプレート２３と出射側偏光板１６との間に位置され、図中に示すように、共通の基板２５の表面、裏面にＯプレート２４ａとしての斜方蒸着層、Ｏプレート２４ｂとしての斜方蒸着層がそれぞれ形成された構造とされている。

なお、図示による説明は省略するが、Ｏプレート２４ａ、Ｏプレート２４ｂ、ネガティブＣプレート２３は、少なくともそれらの一部を液晶パネル１５と出射側偏光板１６との間に限らず、液晶パネル１５と入射側偏光板１４との間に配置することもできる。例えば、図１８の光学補償板２１’のように２枚のＯプレート２４が形成された補償板を液晶パネル１５と出射側偏光板１６との間に、ネガティブＣプレート２３が形成された補償板を液晶パネル１５と入射側偏光板１４との間に配置することが考えられる。或いは、Ｏプレート２４ａが形成された補償板とＯプレート２４ｂが形成された補償板を、それぞれ液晶パネル１５と出射側偏光板１６との間、液晶パネル１５と入射側偏光板１４との間に分けて配置し、ネガティブＣプレート２３が形成された補償板を液晶パネル１５と出射側偏光板１６との間、液晶パネル１５と入射側偏光板１４との間の何れかに配置するということも考えられる。このとき、一方のＯプレート２４とネガティブＣプレート２３とが一体とされてもよい。

また、図１８では、ネガティブＣプレート２３が液晶パネル１５と一体に形成された例を示したが、ネガティブＣプレート２３、Ｏプレート２４ａ、Ｏプレート２４ｂのうち一部又は全ては、液晶パネル１５、入射側偏光板１４、又は出射側偏光板１６の何れかと一体に形成することもできる。
図１９では、一例として、ネガティブＣプレート２３を液晶パネル１５における出射側偏光板１６に近い側の基板１５ａと一体に形成し、且つ光学補償板２１’を出射側偏光板１６と一体に形成した第一光学補償部２０ａＢを有する光学補償部２０Ｂを例示している。

なお、第一光学補償部２０ａとしては、ネガティブＣプレート２３と二枚のＯプレート２４との三枚を出射側偏光板１６（又は入射側偏光板１４）、又は液晶パネル１５（基板１５ａ）と一体に形成する等の他の構成を採ることもできる。

＜３．第二光学補償部（輝度ムラ抑制）について＞

続いて、第二光学補償部２０ｂについて説明する。
前述のように第二光学補償部２０ｂは、黒表示時の輝度ムラの抑制を図るための補償部となる。このような輝度ムラの抑制を図るために、本例の第二光学補償部２０ｂには、面内方向に位相差を発生させる光学補償板（以下「第二光学補償板３０」と表記する）を設ける。

面内方向に位相差を発生させる光学媒体の代表的な例としては、面内方向に屈折率異方性を有するいわゆるＡプレート（A-plate）や、微細な周期凹凸構造により位相差を発生させる光学素子を挙げることができる。
ここで、一般的に実用化されているＡプレートは、有機材料によるフィルムを延伸して作成される。具体的に、Ａプレートは、図２０Ａに模式的に表すように、透明高分子フィルムを一方向に延伸することによって、透明高分子を厚み方向に直行する方向に引き延ばす。これにより、引き延ばされた状態の透明高分子がフィルム内において配列される。

図２０Ｂは、Ａプレートの特性を屈折率楕円体により模式的に表している。
上記のように作成されるＡプレートは、延伸方向に光学軸（遅相軸）を有するものとなる。
図示のようにＡプレートは、Ｚ軸、Ｙ軸方向の常光線の屈折率ｎｏが互いに等しく、Ｘ軸方向の異常光線の屈折率ｎｅが常光線の屈折率ｎｏよりも大きくなっている（ｎｏ＜ｎｅ）。すなわち、Ａプレートの屈折率異方性は、「ｎＸ＞ｎＺ＝ｎＹ」と表すことができる。
このようなＡプレートは、面内方向において、Ｘ軸方向の屈折率ｎＸとＹ軸方向の屈折率ｎＹとが異なるものであるから、面内方向に屈折率異方性を有する。

但し、Ａプレートは有機材料で構成されるものであるため、経時的な変質が懸念される。そこで、本例では、第二光学補償板３０を無機材料で構成する。
Ｘ軸方向に遅相軸を有する位相差層は、例えば蒸着やスパッタリング等のコーティングにより行うことができる。

無機材料のコーティングにより第二光学補償板３０の位相差層を作成する場合には、一般に、Ｘ軸方向とＺ軸方向との間で屈折率を異ならせることは容易とされるが、Ｘ軸方向とＺ軸方向との間で屈折率を異ならせつつ、Ｚ軸とＹ軸方向の屈折率を等しくすることは困難とされている。すなわち、Ａプレートのような「ｎＸ＞ｎＺ＝ｎＹ」で表される一軸の屈折率異方性を実現することが困難とされている。

そこで、本例では、第二光学補償板３０として二軸の屈折率異方性を有する光学補償板を用いる。
具体的には、図２１Ａ、図２１Ｂに示すように、「ｎＸ＞ｎＺ＞ｎＹ」や「ｎＸ＞ｎＹ＞ｎＺ」で表される屈折率異方性を有した第二光学補償板３０を用いる。
これにより、少なくとも面内方向に屈折率異方性を有する第二光学補償板３０を、無機材料により容易に実現することができる。

なお、勿論、第二光学補償板３０にＡプレート（延伸フィルム）を用いることも可能である。
また、第二光学補償板３０としては、複数枚のＯプレートを組み合わせて面内方向に屈折率異方性を持たせるようにしたものや、結晶の切断角を工夫して面内方向に屈折率異方性を持たせるようにしたものとして構成することもできる。
さらに、第二光学補償板３０について、屈折率ｎＸ、ｎＹ、ｎＺの関係については、上記で例示したものに限定されず、「ｎＸ＝ｎＺ＞ｎＹ」とすることもできる。
なお、第二光学補償板３０には、ガラス等の表面にナノサイズ等の微細な周期凹凸構造を形成して面内方向に位相差を発生させるようにした光学素子を用いることも可能である。

図２２に、本例の第二光学補償部２０ｂが有する第二光学補償板３０の構成例を示す。
図示のように第二光学補償板３０は、例えばガラス等の透明な基板３２上に対して、面内方向に屈折率異方性を有する位相差層３１が積層されて構成されている。
本例では、位相差層３１は無機材料で構成され、基板３２に対する位相差層３１の積層は、例えばスパッタリングや蒸着等により無機材料をコーティングすることで行われる。

ここで、図２２では図示を省略したが、本例の第二光学補償部２０ｂには、図２３の模式図に表すように、第二光学補償板３０を回転可能に保持する回転調整機構３３が備えられている。回転調整機構３３は、第二光学補償板３０の面内方向における回転角度を調整可能に構成されている。

上記のような回転調整機構３３が設けられることで、第二光学補償板３０を光学系に組み込んだ後においても、第二光学補償板３０の面内方向における光学軸の向きを調整することが可能とされる。

本実施形態では、第二光学補償板３０が面内方向に発生させる位相差によって黒表示時の輝度ムラの抑制を図るものであるが、このとき、第二光学補償板３０の光学軸の向きが適切でない場合には、余分な位相差が発生して輝度ムラの抑制効果が低下する虞がある。
このため本例では、第二光学補償板３０（位相差層３１）における屈折率が最大となる軸の向きを、入射光（第二光学補償板３０への入射光）の偏光方向に平行な方向付近又は直交する方向付近の方向に合わせるように、第二光学補償板３０の面内方向における回転角度を調整する。

なお、上記のように第二光学補償板３０の光学軸の向きを合わせていたとしても、実際は、屈折率ｎＸと屈折率ｎＹ、ｎＺとの大小関係も含めて面内、面外に位相差が発生する場合もあり、光学軸の向く方向が適切でない場合にはコントラストの低下を招く虞がある。
第二光学補償板３０の光学軸の適切な向きは、シミュレーションやサンプルによる実測を行って見極めることが望ましい。上述した回転調整機構３３を設けることで、光学軸の適切な向きを探索することの容易化が図られる。

また、第二光学補償板３０の屈折率が「ｎＸ＞ｎＺ＞ｎＹ」や「ｎＸ＝ｎＺ＞ｎＹ」のような場合には、ネガティブＣプレートのような（ｎＸ＋ｎＹ）／２＞ｎＺの屈折率を示す位相差量を多くして、厚み方向の位相差を補償することが望ましい。

ここで、先の図２２では、第二光学補償板３０が、第一光学補償部２０ａを構成する光学補償板２１とは別体の補償板として分離されている構成を例示したが、図２４の光学補償部２０Ｃとして示すように、これら光学補償板２１と第二光学補償板３０とを一体の補償板として構成することもできる。
この場合において、第二光学補償板３０の面内回転角度を調整するとした場合には、図２５の模式図に示すように、回転調整機構３３としては、光学補償板２１と第二光学補償板３０とが一体に形成された補償板を回転可能に保持するように構成する。

図２６、図２７は、上記により説明した第二光学補償板３０を設けた液晶表示装置１について、それぞれ黒表示時の輝度ムラに係る評価結果、コントラストに係る評価結果を示している。
図２６では輝度ムラの評価値として中心輝度比の値を示している。中心輝度比とは、図２８に示すようにスクリーンを複数のエリア（少なくとも９以上のエリア）に分割したときに、対象とするエリアの輝度値（例えば平均輝度値等の中心輝度値）と中心エリア（図中黒丸を付したエリア）の輝度値との比を表した値である。図２６では、９個のエリアに分割した際における四隅のエリア（図中、１から４の番号を付したエリア）それぞれについての中心輝度比を、第二光学補償板３０がありの場合（図中、◆マーク）となしの場合（図中、●マーク）それぞれについて示している。
また、図２７は、Lowパネル、Typicalパネル、Highパネルについてのコントラストラストアップ率を第二光学補償板３０がありの場合（図中、◆マーク）となしの場合（図中、●マーク）それぞれについて示している。なお、確認のため述べておくと、図２７における「第二光学補償板３０がなしの場合」とは、光学補償部２０から第二光学補償板３０のみを除いた場合（つまり第一光学補償部２０ａはありの場合）を意味するものである。

ここで、図２６及び図２７の結果は、図２４のように光学補償板２１と第二光学補償板３０とを一体に形成し、第二光学補償板３０（位相差層３１）の面内位相差量を６５ｎｍとした場合の結果である。

図２６の結果より、第二光学補償板３０がなしの場合では四隅の輝度にバラツキが認められていたところ、第二光学補償板３０がありの場合には、四隅の中心輝度比がほぼ１に近づいており、輝度ムラの抑制が図られていることが分かる。

また、図２７の結果によると、第二光学補償板３０がありの場合には、なしの場合よりもコントラストの向上が図られていることが分かる。この場合、コントラストの向上は、Lowパネル、Typicalパネル、Highパネルの別に拘わらず実現されており、特にLowパネルの場合、コントラストアップ率が約１．０向上している。

ここで、第二光学補償板３０による輝度ムラの抑制やコントラスト向上の効果は、第二光学補償板３０の面内位相差の量によって変化し得る。
そこで、本出願人は、第二光学補償板３０の面内位相差の量と輝度ムラ、コントラストとの関係について、図２９及び図３０に示す評価を行った。
図２９は、第二光学補償板３０の面内位相差の量と輝度ムラ指標値との関係をLowパネル、Typicalパネル、Highパネルごとに評価した結果を示している。ここで、輝度ムラ指標値としては、前述した四隅のエリアごとの中心輝度比のうち最大値を用いている（具体的には、最大値から１をひいた絶対値を用いており、数値が大きいほど中心からの輝度差が大きいことを表す）。
また、図２９では、ＲとＢを遮光してＧ単色について評価を行った結果を示している。黒表示時の輝度ムラはＲＧＢの３板での合成であるが、それぞれの色の輝度ムラが合成されて最終的なムラを発生させているので、単色での輝度ムラを抑制することが黒表示時のムラを無くす事に繋がる。
図示のように横軸の面内位相差量については、第二光学補償板３０がなし（位相差量＝０）、２２ｎｍ、６５ｎｍ、１２３ｎｍ、２８７ｎｍ、３２７ｎｍである。

図２９において、第一光学補償部２０ａにおける光学補償板２１は、Typicalパネルの位相差量に合わせた設計としているので、第二光学補償板３０がなしの場合における輝度ムラ指標値は、Typicalパネルにおける値が最も小さくなっている。これに、第二光学補償板３０を組み合わせて光学軸の向きを最適化することで、輝度ムラ指標値を低下させることができる（つまり輝度ムラが抑制される）。
ここで、図２９（及び図３０）の評価にあたっては、図２４のように光学補償板２１と第二光学補償板３０とを一体に形成した光学補償部２０Ｃを用いており、光学軸の向きを最適化するにあたり回転調整機構３３を用いる場合には光学補償板２１と第二光学補償板３０とが連動して回転することになる。第二光学補償板３０を面内回転させると、スクリーン上で明るいところと暗いところが動くので、輝度の差が小さくバランスが取れるところで固定し、評価を行った。

この図２９の結果より、輝度ムラの抑制にあたっては、第二光学補償板３０の面内位相差量を少なくとも０ｎｍより大きく３３０ｎｍ以下とするのが望ましいことが分かる。
また、Lowパネルのみに注目した場合には、面内位相差量が２２ｎｍから１２３ｎｍの範囲で輝度ムラが良好に抑制されており、この結果より、第二光学補償板３０の面内位相差量は概ね２０ｎｍから１２０ｎｍの範囲内とすることがより望ましいものとなる。

図３０は、第二光学補償板３０の面内位相差量とコントラスト（ここではコントラスト倍率）との関係についての評価結果を示しており、具体的には、Typicalパネルについての評価結果を示している。
この場合も横軸の位相差量は第二光学補償板３０がなし（位相差量＝０）、２２ｎｍ、６５ｎｍ、１２３ｎｍ、２８７ｎｍ、３２７ｎｍである。

第二光学補償板３０がなしの場合を基準とすると、面内位相差量＝６５ｎｍまではコントラストの向上が認められるが、面内位相差量＝１２３ｎｍ以上では逆にコントラストが低下する。
この結果より、第二光学補償板３０によって輝度ムラの低減のみでなくコントラスト向上も図るとした場合には、面内位相差量は概ね０ｎｍより大きく１００ｎｍ以下とすることが望ましいと言える。

＜４．変形例＞

ここで、上記では、本技術に係る光学補償部の構成として、光学補償板２１と第二光学補償板３０を別体とする構成（図２２）、一体とする構成（図２４）それぞれを例示したが、光学補償部の構成はこれらに限定されない。
例えば、図３１に光学補償部２０Ｄとして示す構成を採ることもできる。この光学補償部２０Ｄでは、先の図１８において第一光学補償部２０ａＡとして例示したように、光学補償板２１’とネガティブＣプレート２３とが別体とされると共にネガティブＣプレート２３が液晶パネル１５の基板１５ａと一体に形成されている。その上で、図示のように第二光学補償板３０が光学補償板２１’と一体に形成されている。
この場合において、第二光学補償板３０の面内回転角度を調整するとした場合には、図３２の模式図に示すように、回転調整機構３３としては、光学補償板２１’と第二光学補償板３０とが一体に形成された補償板を回転可能に保持するように構成する。

なお、図示による説明は省略するが、第二光学補償部２０ｂを構成する光学補償板についても、液晶パネル１５や偏光板（１４又は１６）と一体に形成することもできる。例えば、第二光学補償部２０ｂとしては、回転調整機構３３を設けない構成とすることも可能であり、例えばそのような場合において、第二光学補償板３０を液晶パネル１５、入射側偏光板１４、又は出射側偏光板１６と一体に形成することもできる。
また、第二光学補償部２０ｂとしては、１枚の光学補償板により構成されることに限定されない。例えば、前述のようにＯプレートを組み合わせて面内方向に屈折率異方性を持たせる構成とする場合には、第二光学補償部２０ｂとしては、各々のＯプレート（位相差層）をそれぞれ異なる基板上に形成した複数枚の光学補償板を有する構成とすることもできる。このように第二光学補償板３０が複数枚の光学補償板で構成される場合においては、それら光学補償板のうち一部又は全てを液晶パネル１５、入射側偏光板１４、出射側偏光板１６の何れかと一体に形成することもできる。

また、上記では、本技術が透過型の液晶パネル１５を備えた液晶表示装置１に適用された例を示したが、本技術は反射型の液晶パネル１５’を備えた液晶表示装置１Ａに対しても好適に適用できる。

図３３は、液晶表示装置１Ａの構成例を示した図である。
液晶表示装置１Ａは、液晶層１５ｂを透過した光をミラーで反射させて再度液晶層１５ｂを透過させる反射型液晶の構成を採る場合に光学補償部２０を適用したものである。
図１に示した液晶表示装置１との差異点は、分離合成光学系７に代えて分離合成光学系７Ａが設けられた点である。分離合成光学系７Ａにおいては、ダイクロイックミラー８、ダイクロイックミラー９に代えてダイクロイックミラー８’、ダイクロイックミラー９’が設けられる。また、分離合成光学系７Ａにおいては、反射型の液晶パネル１５’として、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のそれぞれに対応する液晶パネル１５’Ｒ、１５’Ｇ、１５’Ｂの三つが設けられている。さらに、分離合成光学系７Ａにおいては、これら液晶パネル１５’Ｒ、１５’Ｇ、１５’Ｂごとに設けられる偏光板として、反射型偏光板１９（ワイヤーグリッド）が設けられている。

ダイクロイックミラー８’は、コンデンサレンズ６からの入射光について、Ｒ光を透過し、Ｇ光及びＢ光を反射する。ダイクロイックミラー９’は、ダイクロイックミラー８’で反射されたＧ光及びＢ光を入射し、Ｂ光を透過、Ｇ光を反射する。これにより、コンデンサレンズ６の出射光はＲ光、Ｇ光、Ｂ光に色分離される。

ダイクロイックミラー８’を透過したＲ光は、ミラー１２で反射され、Ｒ光用のコンデンサレンズ１３を介した後、Ｒ光用の反射型偏光板１９に入射する。ダイクロイックミラー９’で反射されたＧ光は、Ｇ光用のコンデンサレンズ１３を介した後、Ｇ光用の反射型偏光板１９に入射し、また、ダイクロイックミラー９’を透過したＢ光は、Ｂ光用のコンデンサレンズ１３を介した後、Ｂ光用の反射型偏光板１９に入射する。

本例では、コンデンサレンズ６からの出射光は、偏光変換素子５の作用によりｐ偏光とされている。Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光それぞれの反射型偏光板１９は、ｐ偏光を透過、ｓ偏光を反射するように構成されており、従ってＲ光、Ｂ光、Ｇ光のそれぞれについて、コンデンサレンズ１３から反射型偏光板１９に入射した光は、反射型偏光板１９を透過する。
Ｒ光、Ｂ光、Ｇ光のそれぞれについて、このように反射型偏光板１９を透過した光は、Ｒ光用、Ｂ光用、Ｇ光用それぞれの光学補償部２０を介して液晶パネル１５’Ｒ、１５’Ｇ、１５’Ｂに入射する。各液晶パネル１５’は、垂直配向型の液晶パネルとされる。

各液晶パネル１５’は、光の入射面とは逆側に、液晶層１５ｂ（図示は省略）を透過した光を反射するミラーが形成されており、反射型偏光板１９を透過し液晶パネル１５’に入射した光は、液晶層１５ｂを透過後、ミラーで反射された後、再度液晶層１５ｂを透過し、光学補償部２０を介して反射型偏光板１９に入射する。

Ｒ光、Ｂ光、Ｇ光のそれぞれについて、液晶パネル１５’側から反射型偏光板１９に入射した光の一部、すなわちｓ偏光の成分については、反射型偏光板１９で反射され、図示のようにそれぞれ色合成プリズム１７に入射する。色合成プリズム１７は、これら入射したＲ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ投影レンズ１８に向けて出射する。

なお、反射型の液晶表示装置１Ａにおいても、図１８で例示した第一光学補償部２０ａＡや図１９で例示した第一光学補償部２０ａＢのように、第一光学補償部を構成する光学補償板の何れか又は全てを、液晶パネル１５’又は反射型偏光板１９と一体に形成することもできる。同様に、第二光学補償部を構成する光学補償板についても、何れか又は全てを液晶パネル１５’又は反射型偏光板１９と一体に形成することもできる。

また、上記では、反射型偏光板１９としてワイヤーグリッド系の偏光板が用いられる例を挙げたが、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）を用いることもできる。

ここで、これまでで説明した液晶表示装置１、１Ａの光学系の構成はあくまで一例を示したものに過ぎず、例えば図示しなかった種々の光学素子が配置されることもある（例えば、液晶パネル１５、１５’の入射面側にＭＬを配置する等）。

＜５．実施形態のまとめ＞

以上説明してきたように実施形態の光学補償装置（光学補償部２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、又は２０Ｄ）は、垂直配向型の液晶パネル（１５又は１５’）に対する所定の入射角範囲における各入射角の光において液晶パネルから発生する位相差と量が略同じで符号が逆とされた位相差を発生させる第一光学補償部（同２０ａ、２０ａＡ、又は２０ａＢ）と、面内方向に位相差を発生させる第二光学補償部（同２０ｂ）と、を備えるものである。

上記の第一光学補償部により、液晶パネルを通過した斜め光において発生する位相差を適切に補償することが可能とされる。その上で、上記の第二光学補償部により、黒表示時の輝度ムラの抑制を図ることが可能とされる。
従って、斜め光に生じる位相差を補償してコントラストの向上を図りながら、黒表示時の輝度ムラを抑制することによる画質向上を図ることができる。

また、実施形態としての光学補償装置においては、第一光学補償部を構成する光学補償板（光学補償板２１、２１’、ネガティブＣプレート２３）が液晶パネルに平行に配置されている。

これにより、斜め光に対する位相補償が、液晶パネルに平行に配置された光学補償板により実現される。
従って、斜め光に対する位相補償を行うにあたり光学補償板を傾斜配置する必要がなく、光学系の小型化を図ることができる。

さらに、実施形態としての光学補償装置においては、第二光学補償部を構成する光学補償板の面内方向における回転角度を調整する回転調整機構（同３３）を備えている。

これにより、輝度ムラの補償効果を最適化することの容易化が図られる。
従って、輝度ムラの補償効果を高め易くなり、画質の向上を図ることができる。さらに、第二光学補償部を構成する光学補償板の回転角度調整によりコントラストの向上を図ることができる。

さらに、実施形態としての光学補償装置においては、第一光学補償部を構成する光学補償板と第二光学補償部を構成する光学補償板とが一体に形成されている（図２４や図３１を参照）。

これにより、一体成形による部品点数の削減や光学系の小型化を図ることができる。

さらにまた、実施形態としての光学補償装置においては、第一光学補償部を構成する光学補償板と第二光学補償部を構成する光学補償板とが別体の光学補償板として分離形成されている（図２２等を参照）。

これにより、例えば第一光学補償部を構成する光学補償板と第二光学補償部を構成する光学補償板とを光源からの光路上における液晶パネルの前後に分けて配置したり、また第一光学補償部を構成する光学補償板が複数枚である場合において、それら光学補償板のうち一部の光学補償板と他の光学補償部とを光路上における液晶パネルの前後に分けて配置し且つ第二光学補償部を構成する光学補償板を液晶パネルの前又は後に配置したりする等、補償板の配置自由度が向上する。
従って、光学系の設計自由度の向上を図ることができる。

また、実施形態としての光学補償装置においては、第一光学補償部を構成する光学補償板と第二光学補償部を構成する光学補償板の何れか又は全てが、液晶パネル又は偏光板と一体に形成されている（図１８、図１９、図３１を参照）。

また、実施形態としての液晶表示装置（同１又は１Ａ）は、垂直配向型の液晶パネル（同１５又は１５’）と、液晶パネルに対する所定の入射角範囲における各入射角の光において液晶パネルから発生する位相差と量が略同じで符号が逆とされた位相差を発生させる第一光学補償部（同２０ａ、２０ａＡ、又は２０ａＢ）と、面内方向に位相差を発生させる第二光学補償部（２０ｂ）と、を備えるものである。

このような実施形態としての液晶表示装置によっても、上記した実施形態としての光学補償装置と同様の作用・効果を得ることができる。

また、実施形態としての液晶表示装置（同１）においては、液晶パネル（同１５）が透過型液晶パネルとされている。

これにより、透過型液晶パネルが採用される場合に対応して、斜め光に生じる位相差を適切に相殺しながら、黒表示時の輝度ムラの抑制を図ることが可能とされる。
従って、透過型液晶パネルが採用された液晶表示装置について、斜め光に生じる位相差を補償してコントラストの向上を図りながら、黒表示時の輝度ムラを抑制することによる画質向上を図ることができる。

さらに、実施形態としての液晶表示装置（同１Ａ）においては、液晶パネル（同１５’）が反射型液晶パネルとされている。

これにより、反射型液晶パネルが採用される場合に対応して、斜め光に生じる位相差を適切に相殺しながら、黒表示時の輝度ムラの抑制を図ることが可能とされる。
従って、反射型液晶パネルが採用された液晶表示装置について、斜め光に生じる位相差を補償してコントラストの向上を図りながら、黒表示時の輝度ムラを抑制することによる画質向上を図ることができる。

また、実施形態としての液晶表示装置においては、第一光学補償部を構成する光学補償板が液晶パネルに平行に配置されている。

これにより、斜め光に対する位相補償が、液晶パネルに平行に配置された光学補償板（光学補償板２１、２１’、又はネガティブＣプレート２３）により実現される。
従って、斜め光に対する位相補償を行うにあたり光学補償板を傾斜配置する必要がなく、光学系の小型化を図ることができる。

さらに、実施形態としての液晶表示装置においては、第二光学補償部を構成する光学補償板（第二光学補償板３０）の面内方向における回転角度を調整する回転調整機構（同３３）を備えている。

さらに、実施形態としての液晶表示装置においては、第一光学補償部を構成する光学補償板と第二光学補償部を構成する光学補償板とが一体に形成されている。

さらにまた、実施形態としての液晶表示装置においては、第一光学補償部を構成する光学補償板と第二光学補償部を構成する光学補償板とが別体の光学補償板として分離形成されている。

また、実施形態としての液晶表示装置においては、第一光学補償部を構成する光学補償板と第二光学補償部を構成する光学補償板の何れか又は全てが、液晶パネル又は偏光板と一体に形成されている。

なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

＜６．本技術＞

なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
垂直配向型の液晶パネルに対する所定の入射角範囲における各入射角の光において前記液晶パネルから発生する位相差と量が略同じで符号が逆とされた位相差を発生させる第一光学補償部と、
面内方向に位相差を発生させる第二光学補償部と、を備える
光学補償装置。
（２）
前記第一光学補償部を構成する光学補償板が前記液晶パネルに平行に配置された
前記（１）に記載の光学補償装置。
（３）
前記第二光学補償部を構成する光学補償板の面内方向における回転角度を調整する回転調整機構を備える
前記（１）又は（２）に記載の光学補償装置。
（４）
前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板とが一体に形成された
前記（１）から（３）の何れかに記載の光学補償装置。
（５）
前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板とが別体の光学補償板として分離形成された
前記（１）から（４）の何れかに記載の光学補償装置。
（６）
前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板の何れか又は全てが、前記液晶パネル又は偏光板と一体に形成されている
前記（１）から（５）の何れかに記載の光学補償装置。
（７）
垂直配向型の液晶パネルと、
前記液晶パネルに対する所定の入射角範囲における各入射角の光において前記液晶パネルから発生する位相差と量が略同じで符号が逆とされた位相差を発生させる第一光学補償部と、
面内方向に位相差を発生させる第二光学補償部と、を備える
液晶表示装置。
（８）
前記液晶パネルが透過型液晶パネルとされた
前記（７）に記載の液晶表示装置。
（９）
前記液晶パネルが反射型液晶パネルとされた
前記（７）に記載の液晶表示装置。
（１０）
前記第一光学補償部を構成する光学補償板が前記液晶パネルに平行に配置された
前記（７）から（９）の何れかに記載の液晶表示装置。
（１１）
前記第二光学補償部を構成する光学補償板の面内方向における回転角度を調整する回転調整機構を備える
前記（７）から（１０）の何れかに記載の液晶表示装置。
（１２）
前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板とが一体に形成された
前記（７）から（１１）の何れかに記載の液晶表示装置。
（１３）
前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板とが別体の光学補償板として分離形成された
前記（７）から（１２）の何れかに記載の液晶表示装置。
（１４）
前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板の何れか又は全てが、前記液晶パネル又は偏光板と一体に形成されている
前記（７）から（１３）の何れかに記載の液晶表示装置。

１、１Ａ液晶表示装置、Ｌｓ光源、５偏光変換素子、７分離合成光学系、８ダイクロイックミラー、９ダイクロイックミラー、１０フィルタ、１３コンデンサレンズ、１４入射側偏光板、１５（１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ）、１５’（１５’Ｒ、１５’Ｇ、１５’Ｂ）液晶パネル、１５ａ基板、１５ｂ液晶層、１６出射側偏光板、１７色合成プリズム、１８投影レンズ（投写光学系）、１９反射型偏光板、２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ光学補償部、２０ａ、２０ａＡ、２０ａＢ第一光学補償部、２０ｂ第二光学補償部、２１，２１’ 光学補償板、２２基板、２３ネガティブＣプレート、２４ａ、２４ｂＯプレート、２５基板、３０第二光学補償板、３１位相差層、３２基板、３３回転調整機構、

Claims

垂直配向型の液晶パネルと、
プレチルト状態の前記液晶パネルに対して斜め入射した光において前記液晶パネルから発生する位相差を補償する第一光学補償部と、
面内方向に位相差を発生させる第二光学補償部と、を備え、
チルト方向断面に直交する断面において、プラス側とマイナス側の同じ入射角に対する前記液晶パネルの位相差と前記第一光学補償部の位相差とを比較したときに、プラス側の入射角に対する位相差の絶対値と、マイナス側の入射角に対する位相差の絶対値との大小関係が、前記液晶パネル側と前記第一光学補償部側とで一致している
液晶表示装置。
前記液晶パネルが透過型液晶パネルとされた
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記液晶パネルが反射型液晶パネルとされた
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第一光学補償部を構成する光学補償板が前記液晶パネルに平行に配置された
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第二光学補償部を構成する光学補償板の面内方向における回転角度を調整する回転調整機構を備える
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板とが一体に形成された
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板とが別体の光学補償板として分離形成された
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第一光学補償部を構成する光学補償板と前記第二光学補償部を構成する光学補償板の何れか又は全てが、前記液晶パネル又は偏光板と一体に形成されている
請求項１に記載の液晶表示装置。