JPH1195212A - Reflection type liquid crystal display element and liquid crystal projector - Google Patents

Reflection type liquid crystal display element and liquid crystal projector

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JPH1195212A
JPH1195212A JP25171297A JP25171297A JPH1195212A JP H1195212 A JPH1195212 A JP H1195212A JP 25171297 A JP25171297 A JP 25171297A JP 25171297 A JP25171297 A JP 25171297A JP H1195212 A JPH1195212 A JP H1195212A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
phase plate
crystal display
crystal layer
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Application number
JP25171297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Hirota
昇一 廣田
Makoto Tsumura
津村  誠
Hideo Sato
秀夫 佐藤
Osamu Ito
理 伊東
Masaya Adachi
昌哉 足立
Kayao Takemoto
一八男 竹本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1195212A publication Critical patent/JPH1195212A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to embody a high light utilization efficiency and high contrast ratio by specifying the product of the thickness and refractive index anisotropy of a phase plate nearly to half the central wavelength of incident light. SOLUTION: The refractive index anisotropy of the phase plate 14 is expressed as Dn PH and the layer thickness thereof as dPH. The relation between the sum Ir of the intensity of the boundary reflected light generated between the phase plate 14 and a liquid crystal layer 8, the retardation (dPH×Dn PH) of the phase plate 14 and the light intensity I0 superposed on image light is expressed like the equation; I0 =Ir Tp Sin<2> (2πdPH×Dn PH/λ). In order to minimize I0 , dPH×Dn PH is merely necessitated to be set at λ/2. Then, the value of the retardation of the phase plate 14 is set at the value of nearly half the central wavelength of the incident light which is made incident on the liquid crystal display element. Namely, the phase plate 14 has a function as a half-wave plate. The phase plate 14 is formed by holding a phase film with two sheets of glass substrates to prevent the change in the retardation of the phase film by the strain and stress occurring in heat, etc.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は反射型液晶表示素子
に係り、特に、白色光源からの照明光を反射型液晶表示
素子に照射し、反射型液晶表示素子の画像をスクリーン
に投写する液晶プロジェクタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal projector which irradiates illumination light from a white light source to the reflection type liquid crystal display device and projects an image of the reflection type liquid crystal display device on a screen. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】反射型の液晶表示素子を用いた液晶プロ
ジェクタは、特開平1−7021号、特開平3−276
122号公報に記載されている。
2. Description of the Related Art A liquid crystal projector using a reflection type liquid crystal display device is disclosed in JP-A-1-7021, JP-A-3-276.
No. 122 publication.

【0003】上記はいずれも、液晶の配向方向は液晶の
長軸が支持基板に対しほぼ平行に配向したホモジニアス
配向である。
[0003] In each of the above, the orientation direction of the liquid crystal is a homogeneous orientation in which the major axis of the liquid crystal is oriented substantially parallel to the supporting substrate.

【0004】特開平1−7021号公報に記載の液晶表
示素子の液晶表示モードは、印加電圧が零ボルト近傍の
ときに明表示を示し、ある一定の電圧を印加したときに
暗表示を示すノーマリホワイトモードである。駆動電圧
を低減するために、ある印加電圧における液晶層の層厚
と屈折率異方性との積であるリターデーションと等しい
リターデーションの位相補償層を設けている。
The liquid crystal display mode of the liquid crystal display element described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-7021 shows a bright display when the applied voltage is near zero volts, and a dark display when a certain voltage is applied. Mari white mode. In order to reduce the driving voltage, a phase compensation layer having a retardation equal to the retardation which is the product of the thickness of the liquid crystal layer and the refractive index anisotropy at a certain applied voltage is provided.

【0005】また、特開平1−7021号公報に記載の
液晶表示素子は、液晶層の層厚を2μm以下とすること
で、急速に変化する画像表示に十分対応できる速さを、
実現できるとしている。
The liquid crystal display element described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-7021 has a liquid crystal layer having a thickness of 2 μm or less, so that the liquid crystal display is capable of responding quickly to a rapidly changing image display.
It can be realized.

【0006】一方、特開平3−276122号公報に記
載の液晶表示素子は、液晶表示モードとして、印加電圧
が零ボルト近傍のときに暗表示で、ある一定の電圧を印
加したときに明表示を示すノーマリブラックモードを実
現するため、駆動液晶層のリターデーションと等しいリ
ターデーションの位相補償層を積層させた構成としてい
る。
On the other hand, the liquid crystal display device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-276122 has a liquid crystal display mode in which dark display is performed when an applied voltage is near zero volts, and bright display is performed when a certain voltage is applied. In order to realize the normally black mode shown, a phase compensation layer having a retardation equal to the retardation of the driving liquid crystal layer is laminated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平1−7
021号,特開平3−276122号公報に記載のいず
れの液晶表示素子も、以下に述べるような問題がある。
However, Japanese Patent Laid-Open No. 1-7 / 1990
No. 021 and JP-A-3-276122 all have the following problems.

【0008】反射型の液晶表示素子特有の問題点とし
て、界面反射光によるコントラスト比の低下が挙げられ
る。界面反射光が生じる原因は、素子を構成している各
部光学素子間の界面において、互いに隣接する光学素子
の屈折率が一致していないことにある。
A problem specific to the reflection type liquid crystal display element is that the contrast ratio is reduced by the interface reflected light. The cause of the interface reflected light is that the refractive indexes of the optical elements adjacent to each other at the interface between the optical elements constituting the element do not match.

【0009】具体的には、液晶と配向膜との界面、配向
膜と透明電極との界面、位相補償層である位相フィルム
と接着剤との界面等における僅かな屈折率の不一致が、
界面反射光を生じさせる。この界面反射光は投写画像に
重畳して、投写画像のコントラスト比を低下させる原因
となる。
More specifically, slight inconsistencies in the refractive index at the interface between the liquid crystal and the alignment film, the interface between the alignment film and the transparent electrode, and the interface between the phase film as the phase compensation layer and the adhesive, etc.
Generates interfacial reflected light. This interface reflected light is superimposed on the projected image, and causes a reduction in the contrast ratio of the projected image.

【0010】しかしながら、特開平1−7021号,特
開平3−276122号公報に記載のいずれの液晶表示
装置においても、界面反射光がコントラスト比を低下さ
せる点については考慮されていない。従って、これらの
液晶表示素子は、近年のマルチメディア用途向けの画像
表示装置に求められる、高コントラスト比の画像を得る
ことは困難である。
However, in any of the liquid crystal display devices described in JP-A-1-7021 and JP-A-3-276122, no consideration is given to the point that interface reflected light lowers the contrast ratio. Therefore, it is difficult for these liquid crystal display elements to obtain an image having a high contrast ratio, which is required for an image display device for multimedia use in recent years.

【0011】また、特開平3−276122号公報に記
載の投写型液晶表示装置においては、2つの偏光子とハ
ーフミラーとを用いて偏光ビームスプリッタを構成して
いるが、この構成では、光源からの出射光の内、利用可
能な光の割合が、最大でも4分の1となるために、光利
用効率が悪いと云う問題がある。
In the projection type liquid crystal display device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-276122, a polarizing beam splitter is formed by using two polarizers and a half mirror. Out of the emitted light, the ratio of usable light is at most one-fourth, so that there is a problem that the light use efficiency is poor.

【0012】本発明の目的は、光利用効率が高く、か
つ、高コントラスト比の反射型液晶表示素子並びにそれ
を用いた液晶プロジェクタを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a reflective liquid crystal display device having a high light utilization efficiency and a high contrast ratio, and a liquid crystal projector using the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の要旨は次のとおりである。
The gist of the present invention to achieve the above object is as follows.

【0014】〔1〕 反射ミラーおよび画素電極(また
は、反射ミラー兼用の画素電極)と、スイッチング素子
を有する画素を行および列に複数個配列し、前記反射ミ
ラー上に配向膜を設けたアクティブマトリクス基板(第
一の支持基板)と、配向膜を設けた対向透明電極を備え
前記第一の支持基板と所定の間隙で対向配置された透明
基板(第二の支持基板)と、前記第一と第二の支持基板
間に充填された液晶層と、位相板,偏光子および検光子
を備え、前記液晶層の配向軸が基板に対しほぼ平行で、
かつ、捻じれ角度がほぼ0度に配向されており、前記位
相板の遅相軸が前記液晶層の配向軸に対しほぼ直交する
よう配置されている反射型液晶表示素子において、前記
位相板の厚さ(dPH)と屈折率異方性(ΔnPH)との積
(dPH・ΔnPH)を入射光の中心波長(λ0)のほぼ2分
の1(λ0/2)としたことを特徴とする反射型液晶表
示素子にある。
[1] An active matrix in which a plurality of pixels each having a reflection mirror and a pixel electrode (or a pixel electrode serving also as a reflection mirror) and a switching element are arranged in rows and columns, and an alignment film is provided on the reflection mirror. A substrate (a first support substrate), a transparent substrate (a second support substrate) including an opposing transparent electrode provided with an alignment film and facing the first support substrate at a predetermined gap; A liquid crystal layer filled between the second support substrates, a phase plate, a polarizer, and an analyzer, wherein an alignment axis of the liquid crystal layer is substantially parallel to the substrate;
In a reflection type liquid crystal display element in which a twist angle is oriented to substantially 0 degrees and a slow axis of the phase plate is arranged to be substantially orthogonal to an orientation axis of the liquid crystal layer, and a thickness of the (d PH) and approximately one half of the refractive index anisotropy (delta nph) and the product (d PH · Δ nPH) the center wavelength of the incident light (λ 0) (λ 0/ 2) A reflective liquid crystal display device is characterized in that:

【0015】〔2〕白色光源と、前記白色光源からの光
を赤,緑,青の三原色に分離する色分離素子と、分離さ
れた各三原色光を画像情報に基づき変調する複数の液晶
表示素子と、前記変調光を投写する投写レンズ系を備え
た液晶プロジェクタにおいて、前記液晶表示素子として
前記〔1〕に記載の反射型液晶表示素子を用いた液晶プ
ロジェクタにある。
[2] A white light source, a color separation element for separating light from the white light source into three primary colors of red, green and blue, and a plurality of liquid crystal display elements for modulating each of the separated three primary colors based on image information And a liquid crystal projector having a projection lens system for projecting the modulated light, wherein the liquid crystal display element uses the reflective liquid crystal display element according to [1] as the liquid crystal display element.

【0016】〔3〕白色光源と、前記白色光源からの光
を赤,緑,青の三原色に分離する色分離素子と、分離さ
れた各三原色光を画像情報に基づき変調する複数の液晶
表示素子と、前記変調光を投写する投写レンズ系を備え
た液晶プロジェクタにおいて、前記複数の反射型液晶表
示素子の各素子に用いるそれぞれの位相板の厚さ
(dPH)と屈折率異方性(ΔnPH)との積(dPH
ΔnPH)を、それぞれの液晶表示素子への入射光の中心
波長のほぼ2分の1とする前記〔1〕に反射型液晶表示
素子を用いた液晶プロジェクタにある。
[3] A white light source, a color separation element for separating light from the white light source into three primary colors of red, green, and blue, and a plurality of liquid crystal display elements for modulating each of the separated three primary colors based on image information. And a liquid crystal projector having a projection lens system for projecting the modulated light, wherein a thickness (d PH ) and a refractive index anisotropy (Δ PH ) of each phase plate used for each of the plurality of reflective liquid crystal display elements are provided. nPH ) (d PH
ΔnPH ) is set to approximately one half of the center wavelength of the light incident on each liquid crystal display element. The liquid crystal projector using the reflection type liquid crystal display element in the above [1].

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の反射型液晶表示素子は、
電界により液晶層の分子配列を変形し、その際に生じる
液晶層の複屈折変化を画像表示に利用する電界複屈折制
御方式を用いた。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The reflection type liquid crystal display device of the present invention comprises:
An electric field birefringence control method was used in which the molecular arrangement of the liquid crystal layer was deformed by an electric field, and the birefringence change of the liquid crystal layer generated at that time was used for image display.

【0018】電界複屈折制御方式を用いる利点は、僅か
な電圧変化により大きな複屈折変化を生じることで、液
晶駆動電圧を低電圧化することが可能である。また、反
射型素子を用いることにより、必要な厚みを透過型素子
の場合の半分にすることができる。
An advantage of using the electric field birefringence control method is that a large change in birefringence is caused by a small change in voltage, so that the liquid crystal driving voltage can be reduced. Further, by using the reflective element, the required thickness can be reduced to half that of the transmissive element.

【0019】一般に、液晶応答時間は層厚の自乗に逆比
例することが知られている。従って、同等の光路長を有
する透過型素子に比べ、液晶応答時間をほぼ4分の1に
向上させることが可能である。
Generally, it is known that the liquid crystal response time is inversely proportional to the square of the layer thickness. Therefore, it is possible to improve the liquid crystal response time to approximately one-fourth as compared with a transmissive element having the same optical path length.

【0020】良好なコントラスト比を実現するために
は、広い波長範囲において良好な黒表示を実現する必要
がある。偏光子と検光子とを直交ニコル配置にし、か
つ、その間のリターデーションを入射光の全波長におい
てほぼ零にすることにより、良好な黒表示を得ることが
できる。
In order to realize a good contrast ratio, it is necessary to realize a good black display over a wide wavelength range. By setting the polarizer and the analyzer in a crossed Nicols arrangement and making the retardation therebetween substantially zero at all wavelengths of the incident light, a good black display can be obtained.

【0021】液晶層がホモジニアス配向の場合、リター
デーションをほぼ零にするためには非常に高い電圧を必
要とする。そこで液晶層のリターデーションを補償する
ために何らかの位相補償層が必要となる。
When the liquid crystal layer has a homogeneous alignment, a very high voltage is required to make the retardation almost zero. Therefore, some kind of phase compensation layer is required to compensate for the retardation of the liquid crystal layer.

【0022】一般に、ポリカーボネートのような高分子
フィルムを延伸した位相板の屈折率異方性には逆分散の
波長依存性があり、その波長分散の相対的な大きさは液
晶材料のそれとほぼ同等である。従って、位相板の遅相
軸を液晶層の配向方向に対し直交配置することにより、
互いのリターデーションを相殺させることができ、液晶
層のリターデーションと位相板のリターデーションとが
一致する液晶駆動電圧において、位相板と液晶層のリタ
ーデーションの総和を入射光の全波長においてほぼ零と
することができる。
Generally, the refractive index anisotropy of a phase plate formed by stretching a polymer film such as polycarbonate has wavelength dependence of inverse dispersion, and the relative magnitude of the wavelength dispersion is substantially equal to that of a liquid crystal material. It is. Therefore, by arranging the slow axis of the phase plate orthogonally to the alignment direction of the liquid crystal layer,
The retardation of the phase plate and the retardation of the phase plate can be canceled each other, and at a liquid crystal driving voltage at which the retardation of the liquid crystal layer and the retardation of the phase plate match, the sum of the retardations of the phase plate and the liquid crystal layer is almost zero at all wavelengths of incident light. It can be.

【0023】図2,図3に、本発明の反射型液晶表示素
子を構成する各光学素子の光学軸の相対関係を示す。図
2は、黒画像を表示するための駆動電圧V1を液晶層に
印加した場合を示しており、図3は白画像を表示するた
めの駆動電圧V2を液晶層に印加した場合を示してい
る。
FIGS. 2 and 3 show the relative relationship between the optical axes of the respective optical elements constituting the reflection type liquid crystal display element of the present invention. 2, the driving voltages V 1 for displaying a black image shows the case of applying the liquid crystal layer, Fig. 3 shows the case of applying a driving voltage V 2 for a white image is displayed on the liquid crystal layer ing.

【0024】本発明の反射型液晶表示素子は、偏光子と
検光子とを兼用した偏光ビームスプリッタ15、位相板
14、反射ミラーを内蔵する反射型アクティブマトリク
ス基板12と、該基板12と透明電極を有するガラス基
板とで狭持された液晶層8で構成される。なお、図2,
3においては透明電極を有するガラス基板の図示は省略
されている。
The reflection type liquid crystal display device of the present invention comprises a reflection type active matrix substrate 12 having a polarizing beam splitter 15, a phase plate 14, and a reflection mirror, which also functions as a polarizer and an analyzer; And a liquid crystal layer 8 sandwiched between a glass substrate having FIG. 2,
In FIG. 3, the illustration of a glass substrate having a transparent electrode is omitted.

【0025】偏光子と検光子とを兼用した偏光ビームス
プリッタ15は、45度プリズムを2個貼り合わせた直
方体形状を有し、貼り合わせ界面16には、45度方向
から入射する光の内、界面に平行な振動方向の偏光(以
下s偏光)と、それに垂直な振動方向の偏光(以下p偏
光)とを、反射と透過により分離する誘電体多層膜が形
成されており、偏光子としての機能を有する光学素子で
ある。
The polarizing beam splitter 15, which also functions as a polarizer and an analyzer, has a rectangular parallelepiped shape in which two 45-degree prisms are bonded. A dielectric multilayer film that separates polarized light having a vibration direction parallel to the interface (hereinafter referred to as s-polarized light) and polarized light having a vibration direction perpendicular thereto (hereinafter referred to as p-polarized light) by reflection and transmission is formed. An optical element having a function.

【0026】偏光ビームスプリッタを偏光子兼検光子と
して用いる利点は、入射光と出射光の光軸を同一にする
ことができる点にある。また、偏光ビームスプリッタを
偏光子兼検光子として用いた場合には、偏光子と検光子
との関係は、互いの透過軸が直交する直交ニコルの関係
となる。
The advantage of using the polarizing beam splitter as a polarizer and analyzer is that the optical axes of incident light and outgoing light can be made the same. When the polarizing beam splitter is used as both a polarizer and an analyzer, the relationship between the polarizer and the analyzer is orthogonal Nicols in which transmission axes are orthogonal to each other.

【0027】前述したように、良好なコントラスト比を
得るためには、偏光子と検光子との関係を直交ニコルと
することで良好な結果を与えることができる。
As described above, in order to obtain a good contrast ratio, a good result can be obtained by setting the relationship between the polarizer and the analyzer to be orthogonal Nicols.

【0028】無偏光である入射光17は、偏光ビームス
プリッタ15の界面16においてs偏光18およびp偏
光19とに分離され、s偏光18は界面16で反射され
取り除かれ、p偏光19は界面を透過して液晶表示素子
へ向かう。偏光ビームスプリッタ15と液晶層8との間
には、位相板14を光軸に対し直交、かつ、その遅相軸
24をp偏光19の振動方向に対し45度傾けて配置す
る。
The unpolarized incident light 17 is separated into an s-polarized light 18 and a p-polarized light 19 at an interface 16 of the polarizing beam splitter 15, the s-polarized light 18 is reflected and removed at the interface 16, and the p-polarized light 19 passes through the interface. The light passes through to the liquid crystal display element. The phase plate 14 is arranged between the polarization beam splitter 15 and the liquid crystal layer 8 at a right angle to the optical axis, and the slow axis 24 is inclined at 45 degrees to the vibration direction of the p-polarized light 19.

【0029】一方、液晶層8は、その液晶配向軸(基板
のラビング方向)23を位相板14の遅相軸24に直交
させて配置する。
On the other hand, the liquid crystal layer 8 is disposed such that its liquid crystal alignment axis (rubbing direction of the substrate) 23 is orthogonal to the slow axis 24 of the phase plate 14.

【0030】偏光ビームスプリッタ15より出射したp
偏光19は、位相板14の遅相軸24および直交する進
相軸との2つの固有成分間で位相差が生じ、一般には位
相板のリターデーションに応じて位相板からの出射光は
楕円偏光となる。但し、本発明においては、位相板14
のリターデーションを入射光の中心波長(λ0)のほぼ
2分の1(λ0/2)としているため、2つの固有成分
間の位相差が約πとなり、位相板14からの出射光はほ
ぼp偏光19に直交したs偏光(直線偏光)25とな
る。
P emitted from the polarizing beam splitter 15
The polarized light 19 has a phase difference between two eigencomponents of the phase plate 14 with the slow axis 24 and the orthogonal fast axis. Generally, the light emitted from the phase plate is elliptically polarized in accordance with the retardation of the phase plate. Becomes However, in the present invention, the phase plate 14
For litter is set to approximately one half of the center wavelength of the retardation incident light (λ 0) (λ 0/ 2), the phase difference is approximately π next between two specific components, light emitted from the phase plate 14 is The s-polarized light (linearly polarized light) 25 is substantially orthogonal to the p-polarized light 19.

【0031】このs偏光25は液晶層8に入射し、液晶
層8の液晶配向軸23とその直交方向との2つの固有成
分間で位相差を生じ、液晶層8の背面に配置した反射型
アクティブマトリクス基板12で反射され、再び液晶層
8によって位相差を生じ、液晶層8より出射する。この
液晶層8からの出射光26は、再び位相板14を通過し
偏光ビームスプリッタ15へと向かう。
The s-polarized light 25 enters the liquid crystal layer 8 and causes a phase difference between two specific components of the liquid crystal layer 8 in the direction perpendicular to the liquid crystal alignment axis 23 and a direction perpendicular to the liquid crystal alignment axis 23. The light is reflected by the active matrix substrate 12, again generates a phase difference by the liquid crystal layer 8, and is emitted from the liquid crystal layer 8. The emitted light 26 from the liquid crystal layer 8 passes through the phase plate 14 again and travels to the polarization beam splitter 15.

【0032】この出射光26は、一般には楕円偏光とな
り、その内、s偏光成分は偏光ビームスプリッタの界面
16で反射されスクリーン方向へ向い、一方、p偏光成
分は偏光ビームスプリッタの界面16を透過して光源方
向へ向う。従って、スクリーンへ投写される光強度は出
射光の偏光度に応じて決定される。
The outgoing light 26 is generally elliptically polarized light, of which the s-polarized component is reflected at the interface 16 of the polarizing beam splitter and directed toward the screen, while the p-polarized component is transmitted through the interface 16 of the polarizing beam splitter. And head toward the light source. Therefore, the light intensity projected on the screen is determined according to the degree of polarization of the emitted light.

【0033】但し、図2では液晶層に黒表示を行うため
の電圧V1を印加しており、図3では液晶層に白表示を
行うための電圧V2を印加しているため、液晶層からの
出射光26と、位相板からの出射光27との偏光方向
は、互いにほぼ90度異なる直線偏光となっている。
However, in FIG. 2, a voltage V 1 for performing black display is applied to the liquid crystal layer, and in FIG. 3, a voltage V 2 for performing white display is applied to the liquid crystal layer. The outgoing light 26 and the outgoing light 27 from the phase plate have polarization directions that differ from each other by approximately 90 degrees.

【0034】上記の反射モードでは、液晶層8と位相板
14とをそれぞれ2回通過するため、表示に寄与するリ
ターデーションの総量をRdと表し、液晶層の屈折率異
方性をΔnLC、層厚をdLC、位相板の屈折率異方性をΔ
nPH、層厚をdPHと表すと次式〔1〕で表される。
In the above-mentioned reflection mode, since the light passes through the liquid crystal layer 8 and the phase plate 14 twice, the total amount of retardation contributing to display is represented by R d, and the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer is represented by ΔnLC , Layer thickness d LC , phase plate refractive index anisotropy Δ
nph, represented by the following equation (1) is expressed as d PH layer thickness.

【0035】[0035]

【数1】 Rd=2(dLC×ΔnLC−dPH×ΔnPH) …〔1〕 式〔1〕において、液晶層のリターデーションと位相板
のリターデーションとの差をとっているのは、前記のよ
うに液晶層の配向軸と位相板の遅相軸を直交させている
ためである。
R d = 2 (d LC × ΔnLC− d PH × Δn PH ) (1) In equation (1), the difference between the retardation of the liquid crystal layer and the retardation of the phase plate is calculated . This is because the orientation axis of the liquid crystal layer is orthogonal to the slow axis of the phase plate as described above.

【0036】このRdを用いて、偏光子と検光子との関
係がクロスニコルで、液晶層の配向軸を入射偏光光に対
し45度の方向に配向させた場合の反射率をRと表す
と、次式〔2〕のように表される。但し、偏光子および
検光子の平行透過率をTp、波長をλで表す。
Using this R d , the relationship between the polarizer and the analyzer is crossed Nicols, and the reflectance when the orientation axis of the liquid crystal layer is oriented at 45 degrees to the incident polarized light is represented by R. And expressed by the following equation [2]. Here, the parallel transmittance of the polarizer and the analyzer is represented by T p , and the wavelength is represented by λ.

【0037】[0037]

【数2】 R=Tpsin2(πRd/λ) …〔2〕 このときの表示は、Rd=0のときにR=0で、反射率
Rが最小となるため黒表示、Rd=λ/2のときにR=
pで、反射率Rが最大となるため白表示となる。
R = T p sin 2 (πR d / λ) [2] The display at this time is R = 0 when R d = 0, and the reflectance R is minimized. When d = λ / 2, R =
At T p , the reflectance R becomes the maximum, and white display is performed.

【0038】実際の液晶プロジェクタにおいては、反射
型液晶表示素子を構成する光学素子間の界面で生じる僅
かな界面反射光が画像光に重畳する。特に、黒表示時の
画像光に重畳する界面反射光は、画像のコントラスト比
を低下させるため問題となる。但し、問題となる界面反
射光は、位相板と液晶層との間で生じる界面反射光であ
る。
In an actual liquid crystal projector, slight interface reflected light generated at the interface between the optical elements constituting the reflective liquid crystal display element is superimposed on the image light. In particular, the interface reflection light superimposed on the image light at the time of black display causes a problem because the contrast ratio of the image is reduced. However, the problematic interface reflected light is the interface reflected light generated between the phase plate and the liquid crystal layer.

【0039】位相板と偏光ビームスプリッタの間で生じ
た界面反射光は、偏光方向が変化しないため、再び、偏
光ビームスプリッタ15の界面16を透過し、光源方向
に戻るので画像光には重畳しない。
The interface reflected light generated between the phase plate and the polarizing beam splitter does not change its polarization direction, so it passes through the interface 16 of the polarizing beam splitter 15 again, returns to the light source direction, and is not superimposed on the image light. .

【0040】一方、位相板14と液晶層8との間で生じ
た界面反射光は、位相板14のリターデーションに応じ
て画像光に重畳し、特に、黒表示時に画像光のオフセッ
トとなるためコントラスト比低下の原因となる。
On the other hand, the interface reflection light generated between the phase plate 14 and the liquid crystal layer 8 is superimposed on the image light in accordance with the retardation of the phase plate 14, and in particular, becomes an offset of the image light during black display. This causes a decrease in the contrast ratio.

【0041】各界面反射光強度の和をIrと表し、位相
板のリターデーションをdPH×ΔnPHと表すと、画像光
に重畳される光強度I0は、式〔3〕のように表され
る。
[0041] represents a sum of I r of the interfacial reflected light intensity, the retardation of the phase plate represented as d PH × Δ nPH, the light intensity I 0, which is superimposed on the image light, as in equation [3] expressed.

【0042】[0042]

【数3】 I0=Irpsin2(2πdPH×ΔnPH/λ) …〔3〕 I0を最小にするためには、dPH×ΔnPHをλ/2とすれ
ばよいことが分かる。従って、位相板のリターデーショ
ンの値は、液晶表示素子に入射する入射光の中心波長
(λ0)のほぼ2分の1(≒λ0/2)の値に設定した。
即ち、位相板は2分の1波長板としての機能を有する。
The Equation 3] I 0 = I r T p sin 2 (2πd PH × Δ nPH / λ) ... [3] I 0 in order to minimize, to the d PH × Δ nPH may be set to lambda / 2 I understand. Therefore, the value of retardation of the phase plate was set to a value of approximately half 1 (≒ λ 0/2) of the center wavelength of the incident light incident on the liquid crystal display device (lambda 0).
That is, the phase plate has a function as a half-wave plate.

【0043】〔実施例 1〕本発明の反射型液晶表示素
子の実施例を図面に基づき説明する。図1は、本実施例
の液晶プロジェクタ用の液晶表示素子の構成を示す図で
ある。なお、図1は、図示を省略した白色光源、照明レ
ンズ系、色分離素子、色合成素子、および、投写レンズ
を備えた液晶プロジェクタの一部分に相当するものであ
る。
[Embodiment 1] An embodiment of the reflection type liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display element for a liquid crystal projector according to the present embodiment. FIG. 1 corresponds to a part of a liquid crystal projector including a white light source, an illumination lens system, a color separation element, a color synthesis element, and a projection lens, which are not shown.

【0044】本実施例の反射型液晶表示素子は、単結晶
シリコン基板1上に、各々が独立して配置されたMOS
(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ2と、
反射板を兼ねた反射画素電極4と、前記MOSトランジ
スタ2を駆動する信号配線および前記反射画素電極と前
記MOSトランジスタとを電気的に接続する配線等から
構成された配線層3、保護膜である誘電体膜5,配向膜
6で構成される反射型アクティブマトリクス基板12
と、配向膜9、透明電極10を有するガラス基板11で
構成される対向ガラス基板13とを対向配置し、その間
に液晶層8を挟持しセルを構成している。
The reflection type liquid crystal display device of this embodiment has MOS transistors, each of which is independently arranged on a single crystal silicon substrate 1.
(Metal Oxide Semiconductor) Transistor 2,
A wiring layer 3 including a reflection pixel electrode 4 also serving as a reflection plate, a signal wiring for driving the MOS transistor 2, a wiring for electrically connecting the reflection pixel electrode and the MOS transistor, and a protective film. Reflective active matrix substrate 12 composed of dielectric film 5 and alignment film 6
And an opposing glass substrate 13 composed of a glass substrate 11 having an alignment film 9 and a transparent electrode 10 are arranged to face each other, and a liquid crystal layer 8 is sandwiched therebetween to constitute a cell.

【0045】なお、液晶層8はスペーサ材7によってそ
の層厚を均一に保持されている。また、位相板14と、
偏光子および検光子を兼ねた偏光ビームスプリッタ15
を備えた構成になっている。
The thickness of the liquid crystal layer 8 is kept uniform by the spacer material 7. Further, a phase plate 14 and
Polarizing beam splitter 15 also serving as polarizer and analyzer
It has a configuration with.

【0046】前記反射型アクティブマトリクス基板12
は、単結晶シリコン基板1上に液晶駆動用能動素子とし
てMOSトランジスタ2を用いたもので、シリコン基
板、p型ウエルの上にソース拡散層、ソース電極、ドレ
イン拡散層、ドレイン電極、ポリシリコンゲートなどか
らMOSトランジスタを形成している。また、層間絶縁
のためにスピンオングラス絶縁層を設けている。
The reflection type active matrix substrate 12
Is an example in which a MOS transistor 2 is used as an active element for driving a liquid crystal on a single crystal silicon substrate 1. A source diffusion layer, a source electrode, a drain diffusion layer, a drain electrode, a polysilicon gate are formed on a silicon substrate and a p-type well. Thus, a MOS transistor is formed. Further, a spin-on-glass insulating layer is provided for interlayer insulation.

【0047】反射画素電極4の材料としては、可視光領
域での反射率の良好な金属、例えば、アルミニウムある
いは銀等が挙げられる。ここではアルミニウムを用いた
例について説明する。
Examples of the material of the reflective pixel electrode 4 include metals having good reflectivity in the visible light region, for example, aluminum and silver. Here, an example using aluminum will be described.

【0048】上記反射画素電極4は、平坦な面上に形成
した方が安定した膜形成が可能であり、かつ、良好な反
射特性を得ることができるため、反射画素電極4の下地
として設ける絶縁層は、表面研磨し平坦化しておくこと
が望ましい。
When the reflective pixel electrode 4 is formed on a flat surface, a stable film can be formed and good reflection characteristics can be obtained. The layer is desirably planarized by surface polishing.

【0049】上記反射画素電極4と前記配向膜6との間
に、保護膜として誘電体膜5を設ける。該誘電体膜5と
しては、例えば、シリコンナイトライド膜が用いられ
る。
A dielectric film 5 is provided between the reflective pixel electrode 4 and the alignment film 6 as a protective film. As the dielectric film 5, for example, a silicon nitride film is used.

【0050】MOSトランジスタ2で制御された電気信
号は、スルーホールコンタクトを経て上記反射画素電極
4に与えられ、対向した透明電極10との間で電圧印加
して液晶層8を駆動する。
The electric signal controlled by the MOS transistor 2 is applied to the reflective pixel electrode 4 through a through-hole contact, and a voltage is applied between the reflective pixel electrode 4 and the opposing transparent electrode 10 to drive the liquid crystal layer 8.

【0051】本発明に用いる液晶の特性としては、誘電
率異方性が正であること、屈折率異方性が小さいこと、
ネマティック/イソトロピック相転移温度が高いこと等
が挙げられる。
The properties of the liquid crystal used in the present invention include that the dielectric anisotropy is positive, the refractive index anisotropy is small,
And a high nematic / isotropic phase transition temperature.

【0052】上記屈折率異方性が小さければ、ある一定
の大きさのリターデーションを得るためには、相対的に
液晶の層厚を厚くする必要があるが、その結果、液晶の
層厚の絶対値の変動によるリターデーションの変動が相
対的に小さくできるため、液晶の層厚変動に対する裕度
を広げることができる。
If the refractive index anisotropy is small, it is necessary to relatively increase the thickness of the liquid crystal layer in order to obtain a certain amount of retardation. Since the fluctuation of the retardation due to the fluctuation of the absolute value can be made relatively small, the tolerance to the fluctuation of the layer thickness of the liquid crystal can be widened.

【0053】また、一般に液晶の屈折率異方性は温度依
存性を示すが、ネマティック/イソトロピック相転移温
度が高いほど、室温近傍における屈折率異方性の温度に
対する変化率が小さくなる傾向にある。従って、温度に
よる液晶層のリターデーションの変化を小さくするため
には、液晶のネマティック/イソトロピック相転移温度
が十分高いことが必要となる。
In general, the refractive index anisotropy of a liquid crystal shows temperature dependence, but the higher the nematic / isotropic phase transition temperature, the smaller the rate of change of the refractive index anisotropy near room temperature with temperature. is there. Therefore, in order to reduce the change in the retardation of the liquid crystal layer due to the temperature, it is necessary that the nematic / isotropic phase transition temperature of the liquid crystal is sufficiently high.

【0054】液晶層8の液晶材料としては、屈折率異方
性(ΔnLC)が0.09のネマティック液晶(チッソ石油
化学製:HA5109XX)を用いた。
As a liquid crystal material of the liquid crystal layer 8, a nematic liquid crystal having a refractive index anisotropy ( ΔnLC ) of 0.09 ( HA5109XX, manufactured by Chisso Petrochemical) was used.

【0055】予め、配向膜を印刷によって塗布,形成し
た反射型アクティブマトリクス基板12および対向ガラ
ス基板13には、反射画素電極4の配列方向に対し45
度方向にラビングして配向処理を施した。
The reflection type active matrix substrate 12 and the counter glass substrate 13 on which an alignment film has been applied and formed in advance by printing are provided with 45 degrees in the arrangement direction of the reflection pixel electrodes 4.
Rubbing was performed in the degree direction to give an orientation treatment.

【0056】液晶層のギャップを保持するためのスペー
サ材7および液晶層8のシール剤(図示せず)を、それ
ぞれ基板に配置した後、反射型アクティブマトリクス基
板12のラビング方向と対向ガラス基板13のラビング
方向とが平行で、かつ、向きが逆方向となるように両者
を組み合わせる。従って、液晶層8における液晶の捻じ
れ角度はほぼ0度となる。なお、液晶層の層厚(dLC
が3.5μmとなるよう構成した。
After a spacer material 7 for maintaining the gap of the liquid crystal layer and a sealant (not shown) for the liquid crystal layer 8 are respectively arranged on the substrates, the rubbing direction of the reflection type active matrix substrate 12 and the facing glass substrate 13 Are combined so that the rubbing direction is parallel and the direction is opposite. Therefore, the twist angle of the liquid crystal in the liquid crystal layer 8 is almost 0 degrees. The thickness of the liquid crystal layer (d LC )
Is 3.5 μm.

【0057】位相板14としては、位相フィルムを2枚
のガラス基板で狭持する方法が考えられる。位相フィル
ムを2枚のガラス基板で狭持するのは、熱等に起因する
歪み応力による位相フィルムのリターデーションの変化
を防止するためで、これにより位相フィルムのリターデ
ーションの値を、広い温度範囲において安定に保つこと
ができる。また、冷却を効果的に行うことが可能なら
ば、位相フィルムを対向ガラス基板13ないし偏光ビー
ムスプリッタ15に直接貼り付けてもよい。
As the phase plate 14, a method in which a phase film is sandwiched between two glass substrates can be considered. The reason why the phase film is sandwiched between the two glass substrates is to prevent a change in the retardation of the phase film due to a strain stress caused by heat or the like, thereby increasing the retardation value of the phase film over a wide temperature range. Can be kept stable. If the cooling can be performed effectively, the phase film may be directly attached to the opposing glass substrate 13 or the polarizing beam splitter 15.

【0058】上記位相板14用の位相フィルムとして
は、公知のポリビニルアルコール、ポリカーボネート、
ポリサルホン等の高分子膜を延伸して複屈折性を持たせ
たものを用いることができる。これらのフィルムは、可
視光領域においてほぼ透明である。また、高分子液晶を
用いることも可能である。
Examples of the phase film for the phase plate 14 include known polyvinyl alcohol, polycarbonate, and the like.
A film obtained by stretching a polymer film such as polysulfone to have birefringence can be used. These films are almost transparent in the visible light region. Alternatively, a polymer liquid crystal can be used.

【0059】上記材料の内、リターデーションの波長分
散が、使用する液晶材料のリターデーションの波長分散
にできるだけ近いものが、位相フィルムとして最も好適
である。なぜならば、全波長域にわたって黒表示を良好
に行うためには、Rdが全波長域にわたってほぼ零であ
る必要がある。それを実現するためには前記式〔1〕か
ら分かるように、dLC×ΔnLCとdPH×ΔnPHが全波長域
にわたってほぼ等しいことが必要である。
Among the above-mentioned materials, those having retardation wavelength dispersion as close as possible to the retardation wavelength dispersion of the liquid crystal material to be used are most suitable as the phase film. This is because, in order to satisfactorily perform the black display over the entire wavelength range, R d is required to be substantially zero over the entire wavelength range. In order to realize this, it is necessary that d LC × ΔnLC and d PH × Δn PH be substantially equal over the entire wavelength range, as can be seen from the above equation [1].

【0060】次に、図4を用いて、具体的な界面反射光
の発生のメカニズムを説明する。位相板14は、屈折率
は1.6程度の位相フィルムをガラス基板に固定するた
めに接着剤を用いており、該接着剤の屈折率はほぼ1.
5である。従って、位相フィルムと接着剤との屈折率の
ミスマッチにより、その界面で無視できない反射が生じ
る。位相板14の光源側の界面反射光をA反射光、液晶
層側の界面反射光をB反射光と云う。
Next, a specific mechanism of generation of reflected light at the interface will be described with reference to FIG. The phase plate 14 uses an adhesive to fix a phase film having a refractive index of about 1.6 to a glass substrate, and the refractive index of the adhesive is approximately 1.
5 Therefore, a non-negligible reflection occurs at the interface due to the refractive index mismatch between the phase film and the adhesive. The interface reflection light on the light source side of the phase plate 14 is called A reflection light, and the interface reflection light on the liquid crystal layer side is called B reflection light.

【0061】透明電極10にはITO(Indium Tin
Oxide)を用いた。ITOの屈折率は作成条件によって
も異なるが、約1.8〜1.9程度である。一方、隣接す
るガラス基板11の屈折率は約1.5である。配向膜9
の屈折率は約1.6である。液晶層8の屈折率は液晶の
分子軸に平行方向の屈折率と垂直方向の屈折率とで約
0.1程度異なるが1.5程度である。
The transparent electrode 10 is made of ITO (Indium Tin).
Oxide) was used. The refractive index of ITO is about 1.8 to 1.9, depending on the preparation conditions. On the other hand, the refractive index of the adjacent glass substrate 11 is about 1.5. Alignment film 9
Has a refractive index of about 1.6. The refractive index of the liquid crystal layer 8 differs by about 0.1 between the refractive index in the direction parallel to the molecular axis of the liquid crystal and the refractive index in the direction perpendicular thereto, but is about 1.5.

【0062】屈折率の異なる媒質の接しているガラス基
板/透明電極界面と、透明電極/配向膜界面と、配向膜
/液晶界面とでは、それぞれに無視できない界面反射
(以下、これらをまとめてC反射光と云う)が生じる。
実際には、各界面反射光の干渉効果も加わって界面反射
光量が決まる。
At the glass substrate / transparent electrode interface, the transparent electrode / alignment film interface, and the alignment film / liquid crystal interface which are in contact with media having different refractive indices, interface reflections which cannot be ignored (hereinafter collectively referred to as C (Referred to as reflected light).
Actually, the interfacial reflected light amount is determined in consideration of the interference effect of each interface reflected light.

【0063】スペーサ材7としては、公知のポリマービ
ーズやシリカビーズを用いることができるが、いずれの
材料も透明であるため、液晶パネルへの入射光の内、液
晶層を通過せずにスペーサ材を通過した光(以下D反射
光)は、液晶層を通過した光(以下E反射光)とは異な
り、位相変調を受けずに液晶パネルを出射する。
As the spacer material 7, known polymer beads or silica beads can be used. Since all materials are transparent, of the incident light to the liquid crystal panel, the spacer material 7 does not pass through the liquid crystal layer without passing through the liquid crystal layer. Is different from the light passing through the liquid crystal layer (hereinafter referred to as E reflected light) and exits the liquid crystal panel without being subjected to phase modulation.

【0064】上記の位相フィルムとガラス基板に固定す
るための接着剤との界面での反射光の内、液晶層側の反
射光(B反射光)の偏光状態と、透明電極とガラス基板
との界面での反射光および透明電極と配向膜との界面で
の反射光(C反射光)の偏光状態と、スペーサ材7を通
過した光(D反射光)の偏光状態とはいずれも等しい偏
光状態であるが、液晶層を通過した光(E反射光)の偏
光状態とは異なっている。
Of the reflected light at the interface between the above-mentioned phase film and the adhesive for fixing to the glass substrate, the polarization state of the reflected light (B reflected light) on the liquid crystal layer side and the polarization state of the transparent electrode and the glass substrate. The polarization state of the reflected light (C reflected light) at the interface and the reflected light (C reflected light) at the interface between the transparent electrode and the alignment film is the same as the polarization state of the light (D reflected light) that has passed through the spacer material 7. However, the polarization state of the light (E reflected light) that has passed through the liquid crystal layer is different.

【0065】従って、液晶駆動電圧を黒表示を行う電圧
に設定しても、上記のB、C、D反射光の内、位相フィ
ルムのリターデーションにより決定される光量は表示画
像にオフセットとして重畳され、コントラスト比の低下
を招く。
Therefore, even if the liquid crystal driving voltage is set to a voltage for performing black display, the amount of light determined by the retardation of the phase film among the B, C, and D reflected lights is superimposed on the display image as an offset. This causes a decrease in contrast ratio.

【0066】本発明のように、位相板のリターデーショ
ンを入射光の中心波長のほぼ2分の1の値に設定するこ
とにより、B、C、D反射光の位相とA、E反射光の位
相とをほぼ等しくすることができるため、B、C、D反
射光がコントラスト比を低下させる原因とならないよう
にすることができる。
As in the present invention, by setting the retardation of the phase plate to a value approximately half the center wavelength of the incident light, the phases of the B, C, D reflected light and the A, E reflected light Since the phases can be made substantially equal, it is possible to prevent the B, C, and D reflected lights from causing a decrease in the contrast ratio.

【0067】位相板14と液晶層8との間で生じた界面
反射光であるB、C、D反射光の各光強度の和をIr
表し、位相板14のリターデーション(dPH×ΔnPH
と、画像光に重畳される光強度I0とは、式〔3〕のよ
うに表わされる。I0を最小にするためには、dPH×Δ
nPHをλ/2とすればよいことが分かる。
[0067] represents B are surface reflected light occurs between the phase plate 14 and the liquid crystal layer 8, C, the sum of the light intensity of the D reflected light I r, the retardation of the phase plate 14 (d PH × ΔnPH )
And the light intensity I 0 superimposed on the image light are expressed as in equation [3]. In order to minimize I 0 , d PH × Δ
It is understood that nPH should be set to λ / 2.

【0068】[0068]

【数4】 I0=Irpsin2(2πdPH×ΔnPH/λ) …〔3〕 従って、位相板14のリターデーションの値は、液晶表
示素子に入射する入射光の中心波長のほぼ2分の1の値
に設定した。即ち、位相板14は2分の1波長板として
の機能を有する。
Equation 4] I 0 = I r T p sin 2 (2πd PH × Δ nPH / λ) ... [3] Therefore, the value of retardation of the phase plate 14, the center wavelength of light incident on the liquid crystal display device The value was set to approximately one half. That is, the phase plate 14 has a function as a half-wave plate.

【0069】Δndを入射光の中心波長λ0の1/2とす
る根拠を示す。図5は位相板のリターデーションとオフ
反射率との関係を示したものである。オフ反射率とは、
白表示時の光強度に対する黒表示時の光強度の比であ
り、値が小さいほどコントラスト比が良いと云うことが
できる。コントラスト比との関係は、コントラスト比=
100/(オフ反射率)で表される。
The basis for setting Δ nd to 1 / of the central wavelength λ 0 of the incident light will be described. FIG. 5 shows the relationship between the retardation of the phase plate and the off-reflectance. Off reflectance is
This is the ratio of the light intensity during black display to the light intensity during white display. The smaller the value, the better the contrast ratio. The relationship with the contrast ratio is as follows: contrast ratio =
It is expressed as 100 / (off reflectance).

【0070】図中、黒丸印が実測値、実線は計算値であ
る。なお、位相板のリターデーションは入射光の中心波
長λ0=550nmに対する値である。このときλ0/2
は275nmとなり矢印で示した。
In the figure, black circles indicate measured values, and solid lines indicate calculated values. Note that the retardation of the phase plate is a value with respect to the central wavelength λ 0 = 550 nm of the incident light. At this time, λ 0/2
Is 275 nm and is indicated by an arrow.

【0071】計算値は、前記の画像光に重畳される光強
度を表す式〔3〕において、Irpをパラメータとし実
験データをフィッティングした結果である。
[0071] The calculated values in the formula (3) representing the light intensity to be superimposed on the image light, which is the result of fitting the experimental data as parameters I r T p.

【0072】曲線で示す計算値は実験結果をよく説明し
ており、また、逆に位相板のリターデーションをλ0
2とした時の効果が実験結果によく現れていることが分
かる。従って、位相板のリターデーションをλ0/2と
することにより、オフ反射率が大幅に低減し、コントラ
スト比を大幅に向上させることができる。
The calculated values shown by the curves well explain the experimental results. Conversely, the retardation of the phase plate was λ 0 /
It can be seen that the effect of setting to 2 is well exhibited in the experimental results. Therefore, by setting the retardation of the phase plate and lambda 0/2, off reflectance is greatly reduced, it is possible to significantly improve the contrast ratio.

【0073】なお、図5において、位相板のリターデー
ションが265nmの時の液晶表示素子のコントラスト
比は250:1である。
In FIG. 5, when the retardation of the phase plate is 265 nm, the contrast ratio of the liquid crystal display device is 250: 1.

【0074】また、本発明の液晶表示素子の実施例にお
いては、反射型アクティブマトリクス基板12を、単結
晶シリコン基板1上に形成したMOSトランジスタアレ
イによって構成したが、ガラス基板上に多結晶シリコン
あるいはアモルファスシリコンによって形成した薄膜ト
ランジスタアレイを、アクティブマトリクス基板として
用いてもよい。
Further, in the embodiment of the liquid crystal display device of the present invention, the reflection type active matrix substrate 12 is constituted by the MOS transistor array formed on the single crystal silicon substrate 1, but the polycrystalline silicon or the A thin film transistor array formed of amorphous silicon may be used as an active matrix substrate.

【0075】なお、本実施例においては、反射ミラーと
画素電極を兼ねた反射画素電極4を用いたが、必ずしも
これに限定されず、誘電体多層膜により形成された反射
ミラーを画素電極上に設けてもよい。これらは以下の実
施例においても同様である。
In this embodiment, the reflection pixel electrode 4 which also serves as a reflection mirror and a pixel electrode is used. However, the present invention is not limited to this. A reflection mirror formed of a dielectric multilayer film is placed on the pixel electrode. It may be provided. These are the same in the following embodiments.

【0076】また、液晶層8の層厚を面内で一定に保つ
ために、スペーサとして粒径が等しいシリカビーズやポ
リマービーズを、液晶層あるいは液晶層を封止するシー
ル剤中に分散しておくとよい。また、フォトエッチング
プロセスにより形成した、酸化シリコン,窒化シリコン
や有機高分子材料の支柱をスペーサとして設けてもよ
い。これは以下の実施例においても同様である。
Further, in order to keep the thickness of the liquid crystal layer 8 constant in the plane, silica beads or polymer beads having the same particle size as a spacer are dispersed in the liquid crystal layer or a sealant for sealing the liquid crystal layer. Good to put. In addition, a pillar made of silicon oxide, silicon nitride, or an organic polymer material formed by a photoetching process may be provided as a spacer. This is the same in the following embodiments.

【0077】〔実施例 2〕図6は本発明の液晶プロジ
ェクタの構成を示す図である。本発明の液晶プロジェク
タは、白色光30の光源28と、紫外線および赤外線カ
ットフィルタ29と、前記白色光30を赤,緑,青の三
原色光33,35,34に分離するダイクロイックミラ
ー31,32と、偏光ビームスプリッタ15R,15
G,15Bと、分離された各三原色光33,34,35
を変調して画像情報を与える本発明の液晶表示素子22
R,22G,22Bと、フィールドレンズ36,37,
38と、変調された各三原色光39,40,41を再び
合成するダイクロイックミラー42,43と、合成され
た光44をスクリーン(図示省略)に投写する投写レン
ズ系45により構成される。白色光源28としてはメタ
ルハライドランプやキセノンランプなどが好適である。
[Embodiment 2] FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal projector of the present invention. The liquid crystal projector of the present invention includes a light source 28 for white light 30, an ultraviolet and infrared cut filter 29, and dichroic mirrors 31 and 32 for separating the white light 30 into red, green and blue primary color lights 33, 35 and 34. , Polarizing beam splitters 15R, 15
G, 15B and the separated three primary color lights 33, 34, 35
Liquid crystal display device 22 of the present invention which modulates light to give image information
R, 22G, 22B and field lenses 36, 37,
38, dichroic mirrors 42 and 43 for synthesizing the modulated three primary color lights 39, 40 and 41 again, and a projection lens system 45 for projecting the synthesized light 44 onto a screen (not shown). As the white light source 28, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like is preferable.

【0078】前記光源28より出射した白色光30は、
紫外線および赤外線カットフィルタ29により不要な紫
外線,赤外線を除去する。そして、まずダイクロイック
ミラー31により赤色光33とそれ以外の光(緑,青)
に分離され、後者の光は、次のダイクロイックミラー3
2により青色光34と緑色光35とに分離される。分離
された各三原色光33,34,35はそれぞれ偏光ビー
ムスプリッタ15R,15B,15Gに入射する。
The white light 30 emitted from the light source 28 is
Unnecessary ultraviolet rays and infrared rays are removed by an ultraviolet ray and infrared ray cut filter 29. First, the red light 33 and the other light (green and blue) are emitted by the dichroic mirror 31.
And the latter light is transmitted to the next dichroic mirror 3
2 separates the light into blue light 34 and green light 35. The separated three primary color lights 33, 34, 35 enter the polarization beam splitters 15R, 15B, 15G, respectively.

【0079】各三原色光33,34,35は、偏光ビー
ムスプリッタ15R,15B,15Gにより、s偏光は
偏光ビームスプリッタの界面で反射され、p偏光は偏光
ビームスプリッタの界面を透過する。p偏光は各液晶表
示素子22R,22B,22Gによって画像変調を受
る。
The three primary color lights 33, 34, and 35 are reflected by the polarizing beam splitters 15R, 15B, and 15G at the interface of the polarizing beam splitter, and the p-polarized light is transmitted at the interface of the polarizing beam splitter. The p-polarized light undergoes image modulation by each of the liquid crystal display elements 22R, 22B, and 22G.

【0080】各液晶表示素子では、各画素毎に画像信号
に対応した電圧が液晶に印加されることにより、入射し
た上記のp偏光は、各画素毎に直線偏光から任意の楕円
偏光に変換され、各液晶表示素子より出射する。
In each liquid crystal display device, the voltage corresponding to the image signal is applied to the liquid crystal for each pixel, so that the incident p-polarized light is converted from linearly polarized light to arbitrary elliptically polarized light for each pixel. Out of each liquid crystal display element.

【0081】この内、s偏光成分が偏光ビームスプリッ
タ15R,15B,15Gの界面で反射される。一方、
残りのp偏光成分は再び偏光ビームスプリッタ15R,
15B,15Gを透過し、光源方向に戻る。
The s-polarized light component is reflected at the interface between the polarization beam splitters 15R, 15B, and 15G. on the other hand,
The remaining p-polarized light components are again polarized beam splitters 15R,
15B and 15G, and returns to the light source direction.

【0082】各液晶表示素子22R,22B,22Gよ
り出射し、偏光ビームスプリッタ15R,15B,15
Gを通過したp偏光成分は、ダイクロイックミラー4
2,43によって合成され、投写レンズ45を介してス
クリーンに投写される。
The light emitted from each of the liquid crystal display elements 22R, 22B, and 22G is output from the polarization beam splitters 15R, 15B, and 15G.
The p-polarized light component that has passed through G is converted to a dichroic mirror 4
The images are combined by the projection lens 2 and the projection lens 43 and projected on a screen via a projection lens 45.

【0083】各液晶表示素子における位相板のリターデ
ーションを白色光30の中心波長(λ0)のほぼ2分の
1にすることで、位相板と液晶層との間での不要な界面
反射光の偏光方向と、各色の画像光39,40,41の
偏光方向とを互いに90度異ならせたことにより、不要
な界面反射光は光源方向に戻り、画像光には重畳されな
い。従って良好なコントラスト比の画像を表示する液晶
プロジェクタを実現できる。
By setting the retardation of the phase plate in each liquid crystal display element to approximately half the center wavelength (λ 0 ) of the white light 30, unnecessary interface reflected light between the phase plate and the liquid crystal layer is obtained. And the polarization directions of the image lights 39, 40, and 41 of the respective colors are different from each other by 90 degrees, so that unnecessary interface reflected light returns to the light source direction and is not superimposed on the image light. Therefore, a liquid crystal projector that displays an image with a good contrast ratio can be realized.

【0084】液晶表示素子における位相板のリターデー
ションが265nmの時、コントラスト比250:1を
得られたことを前記図5において説明したが、その場合
のプロジェクタとしてのコントラスト比は150:1を
得ることができる。
FIG. 5 shows that the contrast ratio of 250: 1 was obtained when the retardation of the phase plate in the liquid crystal display element was 265 nm. In this case, the contrast ratio of the projector was 150: 1. be able to.

【0085】これに対し、従来の反射型液晶表示素子で
はコントラスト比30:1である(特開平3−2761
22号公報)。また、透過型液晶表示素子では、駆動電
圧を上げることにより150:1程度までコントラスト
比を上げることができるが、実用的な駆動電圧における
コントラスト比は100:1程度であり、その場合のプ
ロジェクタにおけるコントラスト比は70:1から10
0:1が現実的な値である。
On the other hand, in the conventional reflection type liquid crystal display device, the contrast ratio is 30: 1 (JP-A-3-2761).
No. 22). In a transmissive liquid crystal display element, the contrast ratio can be increased up to about 150: 1 by increasing the drive voltage. However, the contrast ratio at a practical drive voltage is about 100: 1, Contrast ratio from 70: 1 to 10
0: 1 is a realistic value.

【0086】また、本実施例は、各三原色光に対応した
三つの液晶表示素子を用いているが、各液晶表示素子に
おける位相板のリターデーションを各液晶表示素子への
入射光の中心波長(λR,λG,λB)のほぼ2分の1と
することによりさらにコントラスト比の向上が期待でき
る。
Although the present embodiment uses three liquid crystal display elements corresponding to the three primary color lights, the retardation of the phase plate in each liquid crystal display element is determined by the central wavelength of the incident light to each liquid crystal display element ( λ R , λ G , and λ B ) can be expected to further improve the contrast ratio by making them approximately half.

【0087】位相板に用いる位相フィルムのリターデー
ションは一般に短波長で大きくなり、長波長で小さくな
る逆分散の傾向を示す。従って、中心波長として例えば
緑色光を選択した場合、青色光と赤色光の領域では位相
板のリターデーションはそれぞれの中心波長の2分の1
からずれてしまい、不要な界面反射光の一部が画像光に
重畳されてしまう。これを解決するためには、各三原色
光に対応した各液晶表示素子における位相板のリターデ
ーションを、各液晶表示素子への入射光の中心波長(λ
R,λG,λB)でのリターデーションのほぼ2分の1で
あるλR/2,λG/2,λB/2とすればよい。
In general, the retardation of a phase film used for a phase plate tends to increase at a short wavelength and decrease at a long wavelength. Therefore, for example, when green light is selected as the center wavelength, the retardation of the phase plate in the region of blue light and red light is 2 of each center wavelength.
And part of the unnecessary interface reflected light is superimposed on the image light. In order to solve this, the retardation of the phase plate in each liquid crystal display element corresponding to each of the three primary colors is determined by the central wavelength (λ) of the light incident on each liquid crystal display element.
R , λ G , λ B ), which are approximately λ of the retardation at λ R / 2, λ G / 2, λ B / 2.

【0088】本実施例では、赤色光,緑色光,青色光の
中心波長をそれぞれ610nm,540nm,480n
mとした。
In this embodiment, the center wavelengths of red light, green light and blue light are 610 nm, 540 nm and 480 n, respectively.
m.

【0089】各三原色光に対応した液晶表示素子におけ
る位相板のリターデーションは、各液晶表示素子に入射
する各三原色光の中心波長のほぼ2分の1の値にしてお
く。即ち、赤色光用液晶表示素子における位相板のリタ
ーデーションは、波長610nmの赤色光に対し、ほぼ
2分の1の値である305nmとした。
The retardation of the phase plate in the liquid crystal display device corresponding to each of the three primary color lights is set to a value that is approximately half the center wavelength of each of the three primary color lights incident on each liquid crystal display element. That is, the retardation of the phase plate in the liquid crystal display element for red light was set to 305 nm, which is almost half the value of red light having a wavelength of 610 nm.

【0090】同様に緑色光用液晶表示素子における位相
板のリターデーションは、波長540nmの緑色光に対
し270nm、青色光用液晶表示素子における位相板の
リターデーションは、波長480nmの青色光に対し2
40nmとした。これにより、各液晶表示素子におい
て、同一のリターデーションの位相板を用いた場合よ
り、黒表示時における不要反射光を更に低減することが
でき、コントラスト比をより向上する。
Similarly, the retardation of the phase plate in the liquid crystal display device for green light is 270 nm for green light having a wavelength of 540 nm, and the retardation of the phase plate in the liquid crystal display device for blue light is 2 nm for blue light of 480 nm.
40 nm. Thereby, unnecessary reflection light at the time of black display can be further reduced, and the contrast ratio is further improved, as compared with the case where a phase plate having the same retardation is used in each liquid crystal display element.

【0091】本実施例においては偏光子としてプリズム
型の偏光ビームスプリッタを用いているが、ミラー型の
偏光ビームスプリッタを用いてもよい。また、偏光ビー
ムスプリッタの消光比は一般に低いため、コントラスト
比を向上するには、偏光ビームスプリッタと白色光源と
の間、偏光ビームスプリッタと投写レンズの間、あるい
は投写レンズの内部ないし出射側にそれぞれ偏光板を設
けることが有効である。
In this embodiment, a prism type polarizing beam splitter is used as a polarizer, but a mirror type polarizing beam splitter may be used. Also, since the extinction ratio of a polarizing beam splitter is generally low, in order to improve the contrast ratio, it is necessary to place the polarizing beam splitter between a white light source, between the polarizing beam splitter and a projection lens, or inside or outside the projection lens. It is effective to provide a polarizing plate.

【0092】また、偏光ビームスプリッタと白色光源と
の間に設ける偏光板の代わりに、入射無偏光を特定の偏
光に揃える特性を有する偏光変換素子を設けることは、
コントラスト比向上だけでなく、光利用効率向上にも有
効である。
Further, in place of the polarizing plate provided between the polarizing beam splitter and the white light source, it is possible to provide a polarization conversion element having a characteristic of aligning incident non-polarized light with specific polarized light.
This is effective not only for improving the contrast ratio but also for improving the light use efficiency.

【0093】なお、本発明の液晶プロジェクタにおける
色分離および合成素子には、ダイクロイックミラーを用
いたが、ダイクロイックミラーの代わりにダイクロイッ
クプリズムを用いてもよい。
Although the dichroic mirror is used for the color separating and synthesizing element in the liquid crystal projector of the present invention, a dichroic prism may be used instead of the dichroic mirror.

【0094】〔実施例 3〕図7に本発明の液晶表示素
子を液晶ディスプレイとして用いたときの構成例を示
す。
[Embodiment 3] FIG. 7 shows an example of a structure when the liquid crystal display device of the present invention is used as a liquid crystal display.

【0095】この液晶ディスプレイは、白色光の光源5
0と、偏光ビームスプリッタ51と、本発明の液晶表示
素子52と、拡大レンズ系53とから構成される。
This liquid crystal display has a light source 5 for white light.
0, a polarizing beam splitter 51, a liquid crystal display element 52 of the present invention, and a magnifying lens system 53.

【0096】光源50より出射した光を偏光板57およ
び偏光ビームスプリッタ51によって紙面に平行な偏光
成分のみを液晶表示素子52に照射し、液晶表示素子5
2によって画像変調を受け、偏光ビームスプリッタ51
方向に反射された光の内、紙面に垂直な偏光成分のみが
偏光ビームスプリッタ51により拡大レンズ系53方向
に反射され、拡大レンズ系53により観測者54に画像
視認されるよう構成されている。
The light emitted from the light source 50 is radiated by the polarizing plate 57 and the polarizing beam splitter 51 to the liquid crystal display element 52 only with the polarized light component parallel to the plane of the drawing.
2 undergoes image modulation and the polarization beam splitter 51
Of the light reflected in the direction, only the polarized light component perpendicular to the paper surface is reflected by the polarizing beam splitter 51 in the direction of the magnifying lens system 53, and the image is visually recognized by the observer 54 by the magnifying lens system 53.

【0097】用途によっては、液晶表示素子52の画像
と、風景55とをシャッター56を用いて切り替えた
り、あるいは、両者の画像の合成像を観測者54が視認
できるように構成してある。即ち、シャッター56を閉
じたときには液晶表示素子52の画像のみが観測者54
に視認され、シャッター56を開き、液晶表示素子52
を全面黒表示とした時には、風景55のみが観測者54
に視認される。
Depending on the application, the image on the liquid crystal display element 52 and the scenery 55 are switched by using the shutter 56, or the combined image of both images is configured to be visible to the observer 54. That is, when the shutter 56 is closed, only the image of the liquid crystal display
, The shutter 56 is opened, and the liquid crystal display element 52 is opened.
Is displayed in black, only the landscape 55 is
Is visually recognized.

【0098】また、シャッター56を開き、かつ、液晶
表示素子52が画像表示を行った場合には、液晶表示素
子52の画像と風景55の画像との合成像が観測者54
に視認される。
When the shutter 56 is opened and the liquid crystal display element 52 displays an image, a composite image of the image of the liquid crystal display element 52 and the image of the landscape 55 is displayed by the observer 54.
Is visually recognized.

【0099】この液晶ディスプレイの応用例としては、
ビューファインダやヘッドマウントディスプレイ等が挙
げられる。
As an application example of this liquid crystal display,
A view finder, a head mounted display, and the like are given.

【0100】[0100]

【発明の効果】従来の位相板を用いた電界複屈折表示モ
ードを用いた反射型液晶表示素子は、画素のほぼ全域を
反射画素電極で覆うことができるため、透過型液晶表示
素子に比べて高い開口率を得ることができる反面、素子
を構成する部材間での界面反射が、黒表示時の画像に重
畳され、コントラスト比低下を生じ易いという問題があ
った。
The reflection type liquid crystal display device using the electric field birefringence display mode using the conventional phase plate can cover almost the entire area of the pixel with the reflection pixel electrode. Although a high aperture ratio can be obtained, there has been a problem that interface reflection between members constituting the element is superimposed on an image at the time of black display, and the contrast ratio tends to decrease.

【0101】しかし、本発明のように位相板のリターデ
ーションを入射光の中心波長のほぼ2分の1とすること
により、液晶パネルのスペーサビーズによる散乱光、位
相板やITO等の素子部材間の界面反射光が、黒表示時
の画像に重畳されることを防止することができ、高コン
トラスト比の表示画像を提供することができる。
However, by setting the retardation of the phase plate to approximately one half of the center wavelength of the incident light as in the present invention, the scattered light due to the spacer beads of the liquid crystal panel and the phase plate and ITO and other element members can be prevented. Can be prevented from being superimposed on the image at the time of black display, and a display image with a high contrast ratio can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の液晶表示素子の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a liquid crystal display device of the present invention.

【図2】本発明の液晶表示素子の各光学素子の相対関係
の説明図(黒表示時)図である。
FIG. 2 is an explanatory view (during black display) of a relative relationship between optical elements of the liquid crystal display element of the present invention.

【図3】本発明の液晶表示素子の各光学素子の相対関係
の説明図(白表示時)図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram (at the time of white display) of a relative relationship of each optical element of the liquid crystal display element of the present invention.

【図4】界面反射光の説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of interface reflected light.

【図5】位相板のリターデーションとオフ反射率との関
係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between retardation of a phase plate and off-reflectance.

【図6】本発明の液晶プロジェクタの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a liquid crystal projector of the present invention.

【図7】本発明の液晶表示素子を用いた液晶ディスプレ
イの構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a liquid crystal display using the liquid crystal display element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…単結晶シリコン基板、2…MOSトランジスタ、3
…配線層、4…反射画素電極、5…誘電体膜、6…配向
膜、7…スペーサ材、8…液晶層、9…配向膜、10…
透明電極、11…ガラス基板、12…反射型アクティブ
マトリクス基板、13…対向ガラス基板、14…位相
板、15…偏光ビームスプリッタ、16…界面、17…
入射光、18…s偏光、19…p偏光、22…液晶表示
素子、23…液晶配向軸、26…出射光、28…光源、
29…紫外線および赤外線カットフィルター、31…ダ
イクロイックミラー、32…ダイクロイックミラー、3
3…赤色光、34…青色光、35…緑色光、36…フィ
ールドレンズ、37…フィールドレンズ、38…フィー
ルドレンズ、39…赤色画像光、40…青色画像光、4
1…緑色画像光、42…ダイクロイックミラー、43…
ダイクロイックミラー、45…投写レンズ系、50…光
源、51…偏光ビームスプリッタ、52…液晶表示素
子、53…拡大レンズ系、54…観測者、55…風景、
56…シャッター。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Single crystal silicon substrate, 2 ... MOS transistor, 3
... Wiring layer, 4 reflective pixel electrode, 5 dielectric film, 6 alignment film, 7 spacer material, 8 liquid crystal layer, 9 alignment film, 10
Transparent electrode, 11: glass substrate, 12: reflection type active matrix substrate, 13: counter glass substrate, 14: phase plate, 15: polarization beam splitter, 16: interface, 17 ...
Incident light, 18 s-polarized light, 19 p-polarized light, 22 liquid crystal display element, 23 liquid crystal alignment axis, 26 outgoing light, 28 light source,
29: UV and infrared cut filters, 31: Dichroic mirror, 32: Dichroic mirror, 3
3 red light, 34 blue light, 35 green light, 36 field lens, 37 field lens, 38 field lens, 39 red image light, 40 blue image light, 4
1: green image light, 42: dichroic mirror, 43:
Dichroic mirror, 45: projection lens system, 50: light source, 51: polarizing beam splitter, 52: liquid crystal display element, 53: magnifying lens system, 54: observer, 55: landscape,
56 ... Shutter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G02F 1/1343 G02F 1/1343 1/136 500 1/136 500 1/137 1/137 G09F 9/00 331 G09F 9/00 331G (72)発明者 伊東 理 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 足立 昌哉 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 竹本 一八男 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G02F 1/1343 G02F 1/1343 1/136 500 1/136 500 1/137 1/137 G09F 9/00 331 G09F 9/00 331G (72) Inventor Osamu Ito 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi R & D Co., Ltd. Hitachi, Ltd. (72) Inventor: Kazuo Takemoto 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba Electronic Device Division, Hitachi, Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反射ミラーおよび画素電極(または、反
射ミラー兼用の画素電極)と、スイッチング素子を有す
る画素を行および列に複数個配列し、前記反射ミラー上
に配向膜を設けたアクティブマトリクス基板(第一の支
持基板)と、配向膜を設けた対向透明電極を備え前記第
一の支持基板と所定の間隙で対向配置された透明基板
(第二の支持基板)と、前記第一と第二の支持基板間に
充填された液晶層と、位相板,偏光子および検光子を備
え、前記液晶層の配向軸が基板に対しほぼ平行で、か
つ、捻じれ角度がほぼ0度に配向されており、前記位相
板の遅相軸が前記液晶層の配向軸に対しほぼ直交するよ
う配置されている反射型液晶表示素子において、 前記位相板の厚さ(dPH)と屈折率異方性(ΔnPH)と
の積(dPH・ΔnPH)を入射光の中心波長(λ0)のほぼ
2分の1(λ0/2)としたことを特徴とする反射型液
晶表示素子。
An active matrix substrate in which a plurality of pixels each having a reflection mirror and a pixel electrode (or a pixel electrode serving also as a reflection mirror) and a switching element are arranged in rows and columns, and an alignment film is provided on the reflection mirror. (A first support substrate), a transparent substrate (a second support substrate) comprising a counter transparent electrode provided with an alignment film and disposed opposite to the first support substrate at a predetermined gap, and A liquid crystal layer filled between the two supporting substrates, a phase plate, a polarizer, and an analyzer, wherein the liquid crystal layer has an orientation axis substantially parallel to the substrate and a twist angle of approximately 0 degrees. A reflection type liquid crystal display device in which the slow axis of the phase plate is substantially orthogonal to the alignment axis of the liquid crystal layer, wherein the thickness (d PH ) of the phase plate and the refractive index anisotropy (delta nph) product of (d PH · Δ nPH) incident light Center wavelength (lambda 0) of approximately 2 minutes 1 (λ 0/2) and the reflecting type liquid crystal display element characterized by the.
【請求項2】 白色光源と、前記白色光源からの光を画
像情報に基づき変調する反射型液晶表示素子と、前記変
調光を投写する投写レンズ系を備えた液晶プロジェクタ
において、 前記反射型液晶表示素子が、反射ミラーおよび画素電
極、または、反射ミラー兼用の画素電極と、スイッチン
グ素子を有する画素を行および列に複数個配列し、前記
反射ミラー上に配向膜を設けたアクティブマトリクス基
板(第一の支持基板)と、配向膜を設けた対向透明電極
を備え前記第一の支持基板と所定の間隙で対向配置され
た透明基板(第二の支持基板)と、前記第一と第二の支
持基板間に充填された液晶層と、位相板,偏光子および
検光子を備え、前記液晶層の配向軸が基板に対しほぼ平
行で、かつ、捻じれ角度はほぼ0度に配向されており、
前記位相板の遅相軸が前記液晶層の配向軸に対しほぼ直
交するよう配置され、 前記位相板の厚さ(dPH)と屈折率異方性(ΔnPH)と
の積(dPH・ΔnPH)を入射光の中心波長(λ0)のほぼ
2分の1(λ0/2)としたことを特徴とする液晶プロ
ジェクタ。
2. A liquid crystal projector comprising: a white light source; a reflective liquid crystal display device for modulating light from the white light source based on image information; and a projection lens system for projecting the modulated light. An active matrix substrate (first element) in which a plurality of pixels each having a reflection mirror and a pixel electrode, or a pixel electrode serving as a reflection mirror, and a switching element are arranged in rows and columns and an alignment film is provided on the reflection mirror. And a transparent substrate (second support substrate) including a counter transparent electrode provided with an alignment film and facing the first support substrate at a predetermined gap, and the first and second supports. A liquid crystal layer filled between the substrates, a phase plate, a polarizer, and an analyzer, wherein the alignment axis of the liquid crystal layer is substantially parallel to the substrate, and the twist angle is substantially zero degrees;
The retardation axis of the phase plate is disposed so as to be substantially orthogonal to the alignment axis of the liquid crystal layer. The product (d PH ·) of the thickness (d PH ) of the phase plate and the refractive index anisotropy (Δ nPH ) is obtained. nearly half of 1 (λ 0/2) and to a liquid crystal projector, wherein a All delta nph) the center wavelength of the incident light (λ 0).
【請求項3】 白色光源と、前記白色光源からの光を
赤,緑,青の三原色に分離する色分離素子と、分離され
た各三原色光を画像情報に基づき変調する複数の反射型
液晶表示素子と、前記変調光を投写する投写レンズ系を
備えた液晶プロジェクタにおいて、 前記反射型液晶表示素子が、反射ミラーおよび画素電
極、または、反射ミラー兼用の画素電極と、スイッチン
グ素子を有する画素を行および列に複数個配列し、前記
反射ミラー上に配向膜を設けたアクティブマトリクス基
板(第一の支持基板)と、配向膜を設けた対向透明電極
を備え前記第一の支持基板と所定の間隙で対向配置され
た透明基板(第二の支持基板)と、前記第一と第二の支
持基板間に充填された液晶層と、位相板,偏光子および
検光子を備え、前記液晶層の配向軸が基板に対しほぼ平
行で、かつ、捻じれ角度はほぼ0度に配向されており、
前記位相板の遅相軸が前記液晶層の配向軸に対しほぼ直
交するよう配置され、 前記複数の反射型液晶表示素子の各素子に用いるそれぞ
れの位相板の厚さ(dPH)と屈折率異方性(ΔnPH)と
の積(dPH・ΔnPH)を、それぞれの反射型液晶表示素
子への入射光の中心波長のほぼ2分の1とする請求項2
に記載の液晶プロジェクタ。
3. A white light source, a color separation element for separating light from the white light source into three primary colors of red, green and blue, and a plurality of reflective liquid crystal displays for modulating each of the separated three primary colors based on image information. In a liquid crystal projector comprising an element and a projection lens system for projecting the modulated light, the reflection type liquid crystal display element forms a reflection mirror and a pixel electrode, or a pixel electrode serving also as a reflection mirror, and a pixel having a switching element. And an active matrix substrate (first support substrate) provided with an alignment film on the reflection mirror, and an opposing transparent electrode provided with an alignment film, and a predetermined gap with the first support substrate. A transparent substrate (a second support substrate) disposed opposite to the above, a liquid crystal layer filled between the first and second support substrates, a phase plate, a polarizer, and an analyzer. The axis is the substrate Substantially parallel against, and twist angle are oriented substantially 0 degrees,
The retardation axis of the phase plate is arranged so as to be substantially orthogonal to the alignment axis of the liquid crystal layer. The thickness (d PH ) and the refractive index of each phase plate used for each of the plurality of reflective liquid crystal display elements The product (d PH · Δn PH ) with the anisotropy ( Δn PH ) is set to approximately one half of the center wavelength of the light incident on each reflection type liquid crystal display element.
2. The liquid crystal projector according to 1.
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