JPWO2019193838A1 - 液晶表示装置、表示方法 - Google Patents

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Abstract

所定のコントラストを実現するにあたって厚み方向に屈折率が小さい媒体を有する光学補償板の傾斜角度を小さくすることで、光学系の小型化を図る。本技術に係る液晶表示装置は、垂直配向型による液晶パネルと、厚み方向に屈折率が小さい媒体を有し、液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置において、液晶パネルに平行な状態に対し傾斜して配置された第一光学補償部と、少なくとも面内方向に屈折率異方性を有し、液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置に配置された第二光学補償部と、を備えている。

Description

本技術は、垂直配向型による液晶パネルを備えた液晶表示装置と液晶パネルを用いた表示方法に関するものであり、特には、液晶パネルを透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。
なお、関連する従来技術については下記特許文献1を挙げることができる。
特開2009−229971号公報
上記のようなネガティブCプレートとしての光学補償板を用いた場合、液晶パネルで生じる位相ずれを適切に補償するためには、液晶のプレチルト角に応じて、光学補償板を或る程度の角度傾斜させることを要する。
しかしながら、光学補償板を傾斜配置する場合には、該光学補償板の配置スペースを比較的大きくとる、具体的には、液晶パネルと偏光板との間に光学補償板を配置するための十分なスペースをとることを要し、光学系の大型化を招く虞がある。
本技術は上記の事情に鑑み為されたものであり、所定のコントラストを実現するにあたって厚み方向に屈折率が小さい媒体を有する光学補償板の傾斜角度を小さくすることで、光学系の小型化を図ることを目的とする。
本技術に係る液晶表示装置は、垂直配向型による液晶パネルと、厚み方向に屈折率が小さい媒体を有し、前記液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置において、前記液晶パネルに平行な状態に対し傾斜して配置された第一光学補償部と、少なくとも面内方向に屈折率異方性を有し、前記液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置に配置された第二光学補償部と、を備えるものである。
上記の第二光学補償部においては、面内位相差が発生するため、第一光学補償部(厚み方向に屈折率が小さい媒体)の傾きが不完全なことで生じる面内方向の位相ずれを、該第二光学補償部の面内位相差により補償することが可能とされる。
上記した本技術に係る液晶表示装置においては、光源からの光路上において前記光源と前記液晶パネルとの間に配置された偏光素子を備えると共に、前記偏光素子から前記液晶パネル側への入射光の偏光方向を入射偏光方向としたときに、前記第二光学補償部は、遅相軸が前記入射偏光方向と略平行となる向きに配置されることが望ましい。
これにより、第一光学補償部の傾きが不完全なことで生じる面内方向の位相ずれが、該第二光学補償部の面内位相差により良好に補償される。
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は、前記液晶パネルに平行な状態に対し、前記液晶パネルの液晶のチルト方向と同方向に傾斜して配置されていることが望ましい。
これにより、第一光学補償板による位相補償効果が高まる。
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の前記平行な状態からの傾斜角度が前記液晶パネルのプレチルト角度以下とされることが望ましい。
これにより、第一光学補償部の傾斜に起因して光学系が徒に大型化することの防止が図られる。
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、第二光学補償部は、前記液晶パネルを透過した光が前記第一光学補償部、前記第二光学補償部の順で透過するように配置されていることが望ましい。
これにより、第二光学補償部には、第一光学補償部による位相補償が施された後の光が透過する。実験により、液晶を透過した光を無補償で第二光学補償部に入射させるよりも、第一光学補償部による補償後に第二光学補償部に入射させた方が位相補償効果が高まることが確認されている。
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が無機材料で構成されることが望ましい。
これにより、第二光学補償部の耐光性や耐熱性の向上が図られる。
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は、面内方向において互いに直交関係にある軸をx軸、y軸、厚み方向に平行な軸をz軸としたときに、x軸方向の屈折率が最大とされ、y軸方向とz軸方向の屈折率が異なることが望ましい。
上記構成によれば、無機材料による第二光学補償部として、y軸方向とz軸方向の屈折率を等しくする必要がなくなる。
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と前記第二光学補償部とが別体の光学補償板として構成されることが望ましい。
これにより、第二光学補償部が第一光学補償部と共に傾斜配置されずに済む。
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が前記液晶パネルと平行に配置されることが望ましい。
これにより、第一光学補償部の傾きが不完全なことで生じる面内方向の位相ずれについて、第二光学補償部による位相補償効果が高まる。
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と前記第二光学補償部とが一体の光学補償板として構成されることが望ましい。
これにより、第一光学補償部と第二光学補償部との配置間隔を狭めることが可能とされる。
上記した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の液晶パネルとされ、光源からの光路上において前記光源と前記液晶パネルとの間に配置された偏光素子を備えると共に、前記第一、第二光学補償部が、前記偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置されることが望ましい。
これにより、液晶層を透過した光をミラーで反射させて再度液晶層を透過させる反射型液晶の構成を採る場合において、液晶層とミラーとの間に第一、第二光学補償部を配置せずに済む。すなわち、ミラーを液晶パネルと別体に設け、それらの間に第一、第二光学補償部を配置する必要がなくなる。
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の厚み方向、前記液晶パネルの厚み方向の何れかに略平行な軸を中心とした前記第二光学補償部の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。
このような回転調整機構を設けることで、コントラスト向上にあたっての第二光学補償部の回転角度調整が容易化される。
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が有する前記媒体が無機材料による多層膜構造体とされることが望ましい。
これにより、第一光学補償部は高屈折率材料と低屈折率材料とを交互積層することで作成することが可能とされる。
また、本技術に係る表示方法は、垂直配向型による液晶パネルと、厚み方向に屈折率が小さい媒体を有し、前記液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置において、前記液晶パネルに平行な状態に対し傾斜して配置された第一光学補償部と、少なくとも面内方向に屈折率異方性を有し、前記液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置に配置された第二光学補償部と、を介して光源からの光を投影し画像表示を行うものである。
このような表示方法によっても、上記した本技術に係る液晶表示装置と同様の作用が得られる。
本技術によれば、所定のコントラストを実現するにあたって厚み方向に屈折率が小さい媒体を有する光学補償板の傾斜角度を小さくすることができ、光学系の小型化を図ることができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
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第一光学補償板の屈折率楕円体の作用とを模式的に示した図である。 第一光学補償板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。 第一実施形態としての光学補償部の構成例を説明するための図である。 図7に示す液晶パネル、第一光学補償板及び第二光学補償板の三面図である。 Aプレートについての説明図である。 実施形態における第二光学補償板の屈折率異方性の例を模式的に表した図である。 第二実施形態としての光学補償部の構成例を説明するための図である。 第二実施形態としての光学補償部による位相補償効果について実験を行った結果を示した図である。 第二実施形態における第二位相差層(第二光学補償部)の光学軸の向きについての実験結果を示した図である。 第一光学補償板と第二光学補償板とを別体とした構成において第二光学補償板の傾斜角度を0度とした場合における位相補償効果についての実験結果を示した図である。 第三実施形態としての光学補償部の構成例を説明するための図である。 第三実施形態としての光学補償部による位相補償効果について実験を行った結果を示した図である。 第四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。 第四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。 第四実施形態の変形例についての説明図である。
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.第一実施形態>
[1-1.液晶表示装置の構成]
[1-2.第一実施形態としての位相補償]
<2.第二実施形態>
[2-1.第二実施形態としての位相補償]
[2-2.実験結果]
<3.第三実施形態>
<4.第四実施形態>
<5.実施形態のまとめ>
<6.変形例>
<7.本技術>
<1.第一実施形態>
[1-1.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、リレーレンズ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。
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)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プレート相当の媒体、すなわち厚み方向に屈折率の小さい媒体を有する第一光学補償板21を配置することが有効である。
本例では、第一光学補償板21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、ガラス等の透明基板上に無機材料による多層膜構造体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形成したものが用いられる。上記の多層膜構造体は、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、第一光学補償板21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、第一光学補償板21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第一光学補償板21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第一光学補償板21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とは符号において正反対の位相差を発生させることになる。すなわち、第一光学補償板21は、傾けて使用すれば、傾いたネガティブCプレート相当となる。
これらのことから、液晶パネル15と第一光学補償板21は、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で生じる位相差と第一光学補償板21で生じる位相差の符号が逆となる。従って、液晶パネル15で生じる位相差と第一光学補償板21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、第一光学補償板21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)と同方向に第一光学補償板21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、第一光学補償板21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は第一光学補償板21、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、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。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、第一光学補償板21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、第一光学補償板21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。
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に示す第一光学補償板21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。
[1-2.第一実施形態としての位相補償]

上記のように、厚み方向に屈折率の小さい媒体による第一光学補償板21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、液晶パネル15で生じる位相ずれを適切に補償するためには、液晶のプレチルト角θに応じて、第一光学補償板21を或る程度の角度傾斜させることを要する。
実際の液晶表示装置1においては、セットの都合上、液晶パネル15と偏光板(出射側偏光板16、或いは入射側偏光板14)との間に、十分な位相補償効果が得られるように第一光学補償板21を傾斜配置させる隙間を確保することが困難な場合がある。また、そもそも、第一光学補償板21を比較的大きく傾斜させることは光学系の大型化に繋がり望ましくない。
そこで本実施形態では、光学補償部20を図7に示す構成とする。
図7に示すように、本例の光学補償部20においては、第一光学補償板21と共に、第二光学補償板22が配置される。本例では、第二光学補償板22は、第一光学補償板21と出射側偏光板16との間に位置されている。
なお、図中では、入射側偏光板14、出射側偏光板16の光透過軸をそれぞれ「At1」「At2」と表記している。
第一光学補償板21については、本例においてもチルト方向Dtと同方向に傾斜させた状態で配置する。但し、この際の傾斜角度、すなわち、第一光学補償板21の液晶パネル15に平行な状態からのチルト方向Dtへの傾斜角度(以下「傾斜角度θ’」と表記)については、光学系の大型化を避けるべくできるだけ小さくすることが望ましい。
なお、傾斜角度θ’は、液晶パネル15の垂直方向(厚み方向)に対する傾斜角度と換言することができる。
傾斜角度θ’は、液晶パネル15のプレチルト角θ以下とされている。好ましくは、傾斜角度θ’は3度以下であり、本例では傾斜角度θ’=3度に設定している。
ここで、確認のため、第一光学補償板21の傾斜について図7及び図8を参照して説明しておく。
先ず、本例では、液晶パネル15は横長の略直方体形状によるパネルとされ、水平ライン方向に一致する方向の辺が長辺、垂直ライン方向に一致する方向の辺が短辺とされる。液晶パネル15と同様、本例では、第一光学補償板21及び第二光学補償板22も横長の略直方体形状を有している。
図7の斜視図において、第一光学補償板21の四つの側面(厚み方向に平行な面)のうち、長辺に平行な一対の側面の一方を前面MF、その反対側の面を背面MBと表記する。また、第一光学補償板21の上下二つの面(各側面に直交する面)のうち、液晶パネル15と対向する側の面を上面MU、その反対側の面(第二光学補償板22と対向する側の面)を下面MDとし、さらに、短辺に平行な二つの側面のうち、前面MFと正対する視点から観察した際に左側に位置する面を左面ML、右側に位置する面を右面MRと表記する。
図8は、図7に示す液晶パネル15、第一光学補償板21及び第二光学補償板22の三面図であり、図8Aは左側面図、図8Bは正面図、図8Cは右側面図である。
図8Bのように正面側からは、第一光学補償板21の前面MFと下面MDが主に観察される。これは、チルト方向Dtと同方向への傾斜により、背面MBが前面MFよりも下方に位置されたことによる。図8Aのように左側からは、第一光学補償板21の左面MLと下面MDが主に観察され、図8Cのように右側からは、第一光学補償板21の右面MRと上面MUが主に観察される。
なお、第一光学補償板21の傾斜方向について、チルト方向Dtと同方向とは、液晶パネル15の厚み方向において、第一光学補償板21における屈折率楕円体のZ軸方向とラビング方向Drとが同一平面内に存在する方向と換言できるものである。
続いて、第二光学補償板22について説明する。
第二光学補償板22としては、いわゆるAプレート(A-plate)に準じた屈折率異方性を有する光学補償板を用いる。具体的に、第二光学補償板22としては、少なくとも面内方向に屈折率異方性を有する光学補償板を用いる。
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9A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9B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ものと言うことができる。
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22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22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、X軸及び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22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10A、図10B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22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22を、無機材料により容易に実現することができる。
ここで、プレチルトした液晶を透過した光には、液晶パネル15の垂直方向に対し直交する方向、すなわち液晶パネル15の面内方向においても位相差が生じる。ネガティブCプレートとしての第一光学補償板21の傾斜角度θ’が不十分である場合には、このような面内方向の位相差を十分に補償しきれない。
実際において、液晶パネル15への入射光は、入射角度が0度〜30度程度とされ、それ以上の入射角度の光について位相補償を施す必要はない。このような実際の入射角を考慮すると、液晶パネル15を光入射面(つまり入射側偏光板14と対向する面)に正対する視点から見た際の面内位相差(以下「入射面正対視点から見た面内位相差」と表記)を相殺することが重要となる。
上述のように第二光学補償板22は面内方向に屈折率異方性を有するため、第二光学補償板22を適切に配置することで、上記のような入射面正対視点から見た面内位相差を相殺することが可能となる。
この、入射面正対視点から見た面内位相差について具体的に考察してみる。
前述のように本例では、45度(或いは135度)のラビング方向Drに沿ってプレチルトしている液晶に対し、第一光学補償板21をプレチルトの方向(チルト方向Dt)に傾斜させることで、見かけ上、等方体が実現されるようにしている。このとき、傾斜された第一光学補償板21は、見かけ上、ラビング方向Drに直交する135度(或いは45度)の方向に遅相軸を有すると捉えることができる。
このように、入射面正対視点から見た面内位相差の観点では、プレチルトした液晶の遅相軸は45度(或いは135度)、傾斜配置した第一光学補償板21の遅相軸は135度(或いは45度)と捉えることができるため、第二光学補償板22によってこれらプレチルトと第一光学補償板21とのバランスを保つためには、第二光学補償板22は、光学軸Aa(屈折率楕円体のX軸:遅相軸)がこれら液晶の遅相軸と第一光学補償板21の遅相軸のそれぞれに45度ずれた方向(つまり90度方向又は180度方向)を向くように配置することが有効と考えられる。
シミュレーション及び実験を行った結果によると、第二光学補償板22の光学軸Aaは90度方向(つまりy軸に平行な方向)の側に向けた際に良好なコントラスト性能が得られた。すなわち、第二光学補償板22は、入射側偏光板14から液晶パネル15への入射光の偏光方向に略平行な方向(つまり入射側偏光板14の光透過軸At1と略平行な方向)に光学軸Aaが向けられることで、第一光学補償板21の傾きが不完全なことで生じる面内方向の位相ずれを良好に補償することができる。
なお、液晶パネル15への入射光の偏光方向に平行な方向は、出射側偏光板16の光吸収軸に平行な方向と換言することができる。
確認のため述べておくと、ここでの「平行」とは、入射面正対視点から見た場合における平行を意味するものである。
上記の考えに基づき、本例の液晶表示装置1においては、第一光学補償板21と別体に設けた第二光学補償板22を、光学軸Aaが出射側偏光板16の光吸収軸に略平行な方向に向くように配置している(図7参照)。
本例では、第二光学補償板22は、第一光学補償板21のようにチルト方向Dtに傾斜させず、液晶パネル15と平行に配置している。換言すれば、第二光学補償板22の液晶パネル15に平行な状態からの傾斜角度は0度とされている。
これにより、第二光学補償板22が光軸に対し余分に傾けられていないため、第一光学補償板21の傾きが不完全なことで生じる面内方向の位相ずれについて、第二光学補償板22による位相補償効果を高めることができる。
また、本例では、第一光学補償板21、第二光学補償板22は、入射側偏光板14と出射側偏光板16との間において、第一光学補償板21を液晶パネル15側、第二光学補償板22を出射側偏光板16側に配置している。つまり、液晶パネル15を透過した光が第一光学補償板21、第二光学補償板22の順で透過するように配置している。
これにより、第二光学補償板22には、第一光学補償板21による位相補償が施された後の光が透過する。
実験により、液晶を透過した光を無補償で第二光学補償板22に入射させるよりも、第一光学補償板21による補償後に第二光学補償板22に入射させた方が位相補償効果が高まることが確認されている。従って、上記の第一光学補償板21、第二光学補償板22の配置により、コントラストの向上効果を高めることができる。
但し、位相補償効果を得る上では、第一光学補償板21、第二光学補償板22は、少なくとも入射側偏光板14と出射側偏光板16との間に配置されていればよい。
また、上記では、第一光学補償板21が第二光学補償板22よりも入射側偏光板14寄りに配置される例としたが、第二光学補償板22を第一光学補償板21よりも入射側偏光板14寄りに配置することもできる。
<2.第二実施形態>
[2-1.第二実施形態としての位相補償]

図11を参照し、第二実施形態としての光学補償部20Aについて説明する。
第二実施形態の光学補償部20Aは、第一光学補償板21及び第二光学補償板22としての機能を兼ね備えた一体型の光学補償板(以下「一体型光学補償板23」と表記)を用いたものである。
なお、以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様の部分については同一符号を付して説明を省略する。
図11Bに示すように、一体型光学補償板23は、例えばガラス基板等の透明基板とされた基板23aの表面側、裏面側にそれぞれ第一光学補償板21の位相差層(つまりネガティブCプレート相当の媒体:「第一位相差層23b」と表記)、第二光学補償板23の位相差層(つまり面内方向に屈折率異方性を有する位相差層:「第二位相差層23c」と表記)を形成したものとされる。本例では、第一位相差層23b、第二位相差層23cは無機材料で形成され、基板23aに対するこれら各位相差層の形成は、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われる。
一体型光学補償板23は、第一位相差層23bが形成された側の面が液晶パネル15に、第二位相差層23cが形成された側の面が出射側偏光板16にそれぞれ対向するように液晶パネル15と出射側偏光板16との間に配置されている(図11A及び図11Bを参照)。
そして、一体型光学補償板23は、第一位相差層23bによる位相補償効果を得るべく、第一光学補償板21と同様、液晶パネル15に平行な状態からチルト方向Dtに所定角度(傾斜角度θ’)傾けられている。
このとき、第二位相差層23cは第一位相差層23bと一体に傾けられるが、実験の結果、第二位相差層23c(第二光学補償板22)が傾けられた場合と傾けられていない場合とで、略同等の位相補償効果が得られることが確認されている。
ところで、一体型光学補償板23がチルト方向Dtに傾けられるということは、第二位相差層23cの光学軸Aaの向きも変化することになる。具体的に、ラビング方向Drが45度方向であるものとし、且つ、一体型光学補償板23が液晶パネル15と平行に配置された状態で第二位相差層23cの光学軸Aaが出射側偏光板16の光吸収軸に平行とされている、すなわち光学軸Aaが90度方向(y軸方向)を向くものであったと仮定する。この際、一体型光学補償板23がチルト方向Dtに傾けられると、光学軸Aaは90度未満の方向、すなわちx軸寄りとなる方向に向けられることになる。
そこで、第二位相差層23cの光学軸Aaをy軸に略一致させる、つまり出射側偏光板16の光吸収軸に略平行とするように、一体型光学補償板23を、チルト方向Dtに傾いた状態から、傾いた面内で回転させて配置する(つまり、図中のz軸から傾斜角度θ’傾いた軸を中心に一体型光学補償板23を回転させる)。
或いは、光学軸Aaを出射側偏光板16の光吸収軸に略平行とするための回転は、上記のように傾いた面内で行うのではなく、z軸を中心に行うことも可能である。
なお、z軸を中心に回転させた場合は、プレチルトによる液晶分子の傾斜方向と第一位相差層23bにおける屈折率楕円体の傾斜方向とが一致しなくなるため、より高い位相補償効果を求める上では、一体型光学補償板23は傾いた面内において回転させることが望ましい。但し、実用上においては、上記何れの回転を行ってもコントラスト性能に大差は生じないことが確認されている。
ここで、一体型光学補償板23の回転角度については、実際には一体型光学補償板23の回転調整機構を設けておき、該調整機構によって一体型光学補償板23の回転角度を変化させながらコントラストが最大となる角度を求める。
この際、回転調整機構としては、上述のように一体型光学補償板23を傾斜角度θ’傾いた面内で回転調整する場合には、一体型光学補償板23の厚み方向に平行な軸を中心として一体型光学補償板23の回転角度を調整可能に構成する。或いは、z軸を中心に一体型光学補償板23の回転調整を行う場合には、回転調整機構は、液晶パネル15の厚み方向に平行な軸を中心として一体型光学補償板23の回転角度を調整可能に構成する。
なお実際において、回転調整機構としては、回転軸が所望の軸に完全に一致するように構成することは困難な場合がある。従って、回転調整機構は、回転軸が所望の軸に完全に一致したものに限らず、略一致したものであればよい。
一体型光学補償板23の回転調整について、コントラストが最大となる回転角度は、光学軸Aaが出射側偏光板16の光吸収軸に平行な方向を向く角度を基準角度とすると、必ずしも該基準角度に一致するものではない。これは、液晶パネル15におけるプレチルトのばらつき等、光学系のばらつき等が要因であるものと考えられる。
この点からも理解されるように、光学軸Aaの向く方向については、厳密に出射側偏光板16の光吸収軸に平行な方向とする必要はなく、出射側偏光板16の光吸収軸に概ね平行な方向(略平行な方向)であればよい。
なお、上記では、第一光学補償部と第二光学補償部とが一体の光学補償板として形成された場合における回転調整機構について言及したが、第一実施形態のように第二光学補償部が第一光学補償部とは別体の光学補償板とされた場合において、第二光学補償部としての光学補償板について同様の回転調整機構を設けることもできる。
[2-2.実験結果]

一体型光学補償板23を用いた位相補償部20Aについて実験を行った結果を図12及び図13を参照して説明する。
図12は、一体型光学補償板23の傾斜角度θ’に対するコントラスト倍率の変化特性を示した図であり、図12Aは「Low Panel」、図12Bは「Typical Panel」、図12Cは「High Panel」についての実験結果をそれぞれ示している。
ここで、各図の縦軸に表すコントラスト倍率は、対象とする光学補償板を未使用とした状態でのコントラストを「1」として、該光学補償板を使用した状態でのコントラストの向上倍率を表す値であり、例えば未使用時のコントラストが1:1000であったとして、使用時のコントラストが1:1500であれば、コントラスト倍率=1.5倍と表されるものである。また、各図の横軸は、光学補償板の傾斜角度θ’を表す。
「Low Panel」「Typical Panel」「High Panel」の「Low」「Typical」「High」は、それぞれ液晶パネル15の液晶のプレチルトの状態を表すもので、「Low Panel」はプレチルト角θが大きく、「High Panel」はプレチルト角θが小さく、「Typical Panel」はプレチルト角θが「Low Panel」と「High Panel」の中間程度とされた液晶パネル15を意味する。
図12A〜図12Cの各図において、上段側には、参考として第一光学補償板21のみを挿入した場合の実験結果を示している。下段側が、一体型光学補償板23を用いた場合(つまり第一光学補償板21及び第二光学補償板22の双方を挿入した場合に相当)の実験を示している。
なお、各図の下段の実験結果は、一体型光学補償板23を前述した回転調整機構によりコントラストが最大となるように調整した場合の結果を示すものである。
図12A〜図12Cの上段を参照すると、第一光学補償板21単体を用いた場合におけるコントラスト倍率の最大値は、「Low Panel」では2.5程度、「Typical Panel」では1.8程度、「High Panel」では1.7程度とされている。各図の上段と下段とを対比すると、一体型光学補償板23を用いた場合は、第一光学補償板21単体を用いる場合よりも、同等のコントラスト倍率を得るにあたっての傾斜角度θ’を小さくできることが分かる。例えば、「Typical Panel」において、第一光学補償板21単体で最大コントラスト倍率を得るための傾斜角度θ’は5度程度とされるのに対し、一体型光学補償板23を用いた場合、同等のコントラスト倍率を得るための傾斜角度θ’は3程度で済むものとなる。
このように、第二位相差層23b(第二光学補償板22)を用いることで、所定のコントラスト性能を実現するあたり必要とされる傾斜角度θ’を小さくすることができる。
図13は、一体型光学補償板23における光学軸Aaの向きについての実験結果を示すもので、図13Aは光学軸Aaを出射側偏光板16の光吸収軸に略平行な方向に向けた場合、図13Bは光学軸Aaを出射側偏光板16の光透過軸At2に略平行な方向に向けた場合における傾斜角度θ’に対するコントラスト倍率の変化特性を示している。
なお、図13Aの結果は、回転調整機構を用いた一体型光学補償板23の角度調整として、上述した基準角度の近傍の角度範囲を対象として最大のコントラストが得られるように一体型光学補償板23を回転調整した場合の結果を示している。一方、図13Bの結果は、回転調整機構を用いた一体型光学補償板23の角度調整として、基準角度に対し90度ずれた角度の近傍角度範囲を対象として最大のコントラストが得られるように一体型光学補償板23を回転調整した場合の結果を示している。
図13A、図13Bを比較すると、図13Aの方が傾斜角度θ’に対するコントラスト倍率の特性が良好であることが確認できる。具体的に本例では、傾斜角度θ’=0度〜5度の範囲内において、図13Bの場合と比較してコントラスト倍率が概ね0.25上回る結果が得られている。
図13の結果より、光学軸Aaを出射側偏光板16の光吸収軸に略平行な方向に向けることで、良好なコントラスト性能が得られることが分かる。
なお、図13の実験結果において、図12の場合と比較して傾斜角度θ’に対するコントラスト倍率の変化特性が異なっているのは、図12の場合とは使用した液晶パネル15の特性(例えばインチサイズ等)が異なるためである。
図14は、参考として、第二位相差層23cをチルト方向Dtに傾斜させない場合、具体的には、第一実施形態のように第一光学補償板21と第二光学補償板22とを別体とした構成において第二光学補償板22の傾斜角度θ’を0度とした場合(つまり液晶パネル15に平行に配置した状態)における、第一光学補償板21の傾斜角度θ’に対するコントラスト倍率の変化特性を示している。
ここで、図14の実験では、第二光学補償板22は出射側偏光板16と一体に形成した。このため、第二光学補償板22の光学軸Aaについては、上述した回転調整機構を用いた回転調整は行っていない。すなわち、本実験における第二光学補償板22は、光学軸Aaを出射側偏光板16の光吸収軸に略平行な方向に向けるように配置されているが、回転調整機構を設けていないため、コントラストを最大とするための回転調整は行っていない。
先の図13Aと比較すると、特に傾斜角度θ’が3度、4度の場合に、図14の方がより高いコントラスト倍率が得られる。この結果より、第一実施形態のように第二光学補償板22を別体とした場合には、光学軸Aaの微調整(回転調整)を行わずとも、一体型とする場合より高い位相補償効果が得られることが分かる。
但し、先の図12で説明した通り、一体型とした場合であっても、所定のコントラストを実現するにあたっての傾斜角度θ’を小さくできることに変わりはない。さらに、一体型すれば、別体型とする場合よりも光学系の小型化を図ることができる。
<3.第三実施形態>

続いて、図15を参照し、第三実施形態としての光学補償部20Bについて説明する。
光学補償部20Bは、第二実施形態と同様に一体型光学補償板23を用いるものであるが、一体型光学補償板23を傾斜させる方向が異なる。
具体的に、光学補償部20Bにおいて、一体型光学補償板23は、液晶パネル15に平行な状態から図中のx軸周りの回転方向に傾斜されている。本例では、一体型光学補償板23は横長の略直方体形状とされ、液晶パネル15と互いに長辺方向、短辺方向が一致する平行状態から、面内における長辺に平行な軸を中心とする回転方向に傾斜されている。この場合における一体型光学補償板23の傾斜角度(つまり液晶パネル15に平行な状態からの傾斜角度)のことを「傾斜角度θ’’」と表記する。
図16は、光学補償部20Bについての実験結果を示す図であり、一体型光学補償板23の傾斜角度θ’’に対するコントラスト倍率の変化特性を示している。なお、図16の実験では、先の図13と同一の液晶パネル15を使用している。また、コントラストを最大とするための光学軸Aaの回転調整も行っている。
図示のように、傾斜角度θ’’が−2度〜−4度の範囲において、コントラスト倍率が2.5以上を維持する結果が得られた。特に、傾斜角度θ’’=−3度の場合、コントラスト倍率は2.6以上となる。
このように一体型光学補償板23を長辺に平行な軸周り方向に回転(傾斜)させた場合にも、チルト方向Dtに傾斜させる場合(図13Aを参照)と略同等のコントラスト特性が得られる。すなわち、略同等の位相補償効果が得られる。
なお、光学補償部20Bとしては、第一光学補償板21と第二光学補償板22とを別体に設けた構成とすることもできる。その場合、第一光学補償板21は図15に示した一体型光学補償板23と同様に傾斜配置する。第二光学補償板22については、位相補償効果を高める上では液晶パネル15と平行に配置することが望ましい。
<4.第四実施形態>

図17乃至図19を参照し、第四実施形態としての液晶表示装置1Aについて説明する。
図17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20A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20A(一体型光学補償板23)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、光の入射面とは逆側に、液晶層15b(ここでは図示は省略している)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。
図18は、液晶表示装置1Aにおける要部の構成例を示した図であり、具体的には、R光、G光、B光それぞれの光路における反射型偏光板19、一体型光学補償板23、液晶パネル15’、及び色合成プリズム17の配置関係を模式的に示している。
この場合、一体型光学補償板23は、液晶パネル15’と対向する側に第一位相差層23bが、反射型偏光板19と対向する側に第二位相差層23cがそれぞれ位置されるように配置されている。
また、一体型光学補償板23は、液晶パネル15’と平行な状態からチルト方向Dt(液晶パネル15’のチルト方向Dt)と同方向に傾斜されている。
この場合、一体型光学補償板23は、光学軸Aaの向きが反射型偏光板19からの入射光の偏光方向に略平行となるように配置される。つまり、図示のように紙面横方向が反射型偏光板19からの入射光の偏光方向であるとすると、光学軸Aaは、(入射面正対視点から見たときに)該横方向に対して略平行な方向を向く。
なお、この場合、光学軸Aaが向く方向は、反射型偏光板19の光透過軸と略平行な方向となるが、これは換言すれば、反射型偏光板19の光反射軸に略直交する方向と言える。
ここで、反射型偏光板19に代えて、図19に例示するように、s偏光を反射、p偏光を透過する反射型偏光板19’を用いることもできる。この場合、コンデンサレンズ6からの入射光はs偏光とされ、反射型偏光板19’は該s偏光による入射光を反射して一体型光学補償板23へ出射する。
この場合、液晶パネル15’からの出射光に含まれるp偏光成分が反射型偏光板19’を透過して不図示の色合成プリズム17に入射する。
この図19に示す構成が採られる場合であっても、第二位相差層23cによる位相補償効果を高める上では、一体型光学補償板23は、光学軸Aaの向きが反射型偏光板19’からの入射光の偏光方向に略平行な方向を向くように配置する。
具体的に、図19に示す構成の場合、反射型偏光板19’からの入射光の偏光方向に略平行な方向は、反射型偏光板19’の光反射軸に略平行な方向(光透過軸に略直交する方向)となる。
ここで、図18や図19に示した一体型光学補償板23は、反射型偏光板19(19’)と液晶パネル15’との間において、液晶パネル15’と対向する側に第一位相差層23bが、反射型偏光板19と対向する側に第二位相差層23cが位置されるように配置されている。
このような一体型光学補償板23の配置により、液晶層15bを透過した光(ミラーで反射して液晶層15bを透過した光)が第一位相差層23b、第二位相差層23cの順番で透過する。つまり、第二位相差層23cには、第一位相差層23bによる位相補償が施された後の光が透過する。これにより、液晶層15bを透過した光を無補償で第二位相差層23cに入射させるよりも、位相補償効果を高めることができる。
なお、反射型の液晶表示装置1Aにおいても、一体型光学補償板23を用いる光学補償部20Aではなく、第一実施形態で説明した別体型の光学補償部20を適用することができる。また、第三実施形態で説明した光学補償部20Bを適用することもできる。
<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液晶表示装置(同1又は同1A)は、垂直配向型による液晶パネル(同15又は15’)と、厚み方向に屈折率が小さい媒体を有し、液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置において、液晶パネルに平行な状態に対し傾斜して配置された第一光学補償部(第一光学補償板21又は第一位相差層23b)と、少なくとも面内方向に屈折率異方性を有し、液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置に配置された第二光学補償部(第二光学補償板22又は第二位相差層23c)と、を備えるものである。
上記の第二光学補償部においては、面内位相差が発生するため、第一光学補償部(厚み方向に屈折率が小さい媒体)の傾きが不完全なことで生じる面内方向の位相ずれを、該第二光学補償部の面内位相差により補償することが可能とされる。
従って、所定のコントラストを実現するにあたって厚み方向に屈折率が小さい媒体を有する光学補償板の傾斜角度を小さくすることができ、光学系の小型化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、光源(同Ls)からの光路上において光源と液晶パネルとの間に配置された偏光素子(入射側偏光板14、反射型偏光板19又は19’)を備えると共に、偏光素子から液晶パネル側への入射光の偏光方向を入射偏光方向としたときに、第二光学補償部は、遅相軸(光学軸Aa)が入射偏光方向と略平行となる向きに配置されている。
これにより、第一光学補償部の傾きが不完全なことで生じる面内方向の位相ずれが、該第二光学補償部の面内位相差により良好に補償される。
従って、液晶のプレチルトに起因した位相ずれが補償され、コントラストの向上を図ることができる。
さらに、実施形態としての液晶表示装置においては、第一光学補償部は、液晶パネルに平行な状態に対し、液晶パネルの液晶のチルト方向(同Dt)と同方向に傾斜して配置されている。
これにより、第一光学補償板による位相補償効果が高まる。
さらに、実施形態としての液晶表示装置においては、第一光学補償部の平行な状態からの傾斜角度が液晶パネルのプレチルト角度以下とされている。
これにより、第一光学補償部の傾斜に起因して光学系が徒に大型化することの防止が図られる。すなわち、光学系の小型化が図られる。
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、第二光学補償部は、液晶パネルを透過した光が第一光学補償部、第二光学補償部の順で透過するように配置されている。
これにより、第二光学補償部には、第一光学補償部による位相補償が施された後の光が透過する。実験により、液晶を透過した光を無補償で第二光学補償部に入射させるよりも、第一光学補償部による補償後に第二光学補償部に入射させた方が位相補償効果が高まることが確認されている。
従って、上記した第一、第二光学補償部の配置により、コントラストの向上効果を高めることができる。
また、実施形態としての液晶表示装置においては、第二光学補償部が無機材料で構成されている。
これにより、第二光学補償部の耐光性や耐熱性の向上が図られる。
従って、液晶表示装置の使用に伴い第二光学補償部が変質し、位相補償性能が劣化してコントラストが低下してしまうことの防止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、第二光学補償部は、面内方向において互いに直交関係にある軸をx軸、y軸、厚み方向に平行な軸をz軸としたときに、x軸方向の屈折率が最大とされ、y軸方向とz軸方向の屈折率が異なっている。
上記構成によれば、無機材料による第二光学補償部として、y軸方向とz軸方向の屈折率を等しくする必要がなくなる。
そのため、第二光学補償部の作成難易度が低減され、コスト削減を図ることができる。
さらにまた、実施形態としての液晶表示装置においては、第一光学補償部と第二光学補償部とが別体の光学補償板として構成されている。
これにより、第二光学補償部が第一光学補償部と共に傾斜配置されずに済む。
第二光学補償部が光軸に対し余分に傾斜されずに済むため、位相補償効果を高めることができ、コントラストの向上効果を高めることができる。
また、実施形態としての液晶表示装置においては、第二光学補償部が液晶パネルと平行に配置されている。
これにより、第一光学補償部の傾きが不完全なことで生じる面内方向の位相ずれについて、第二光学補償部による位相補償効果が高まる。
従って、コントラストの向上効果を高めることができる。
さらに、実施形態としての液晶表示装置においては、第一光学補償部と第二光学補償部とが一体の光学補償板(一体型光学補償板23)として構成されている。
これにより、第一光学補償部と第二光学補償部との配置間隔を狭めることが可能とされ、光学系の小型化を図ることができる。
さらにまた、実施形態としての液晶表示装置においては、液晶パネルが反射型の液晶パネル(同15’)とされ、光源からの光路上において光源と液晶パネルとの間に配置された偏光素子(反射型偏光板19又は19’)を備えると共に、第一、第二光学補償部が、偏光素子と液晶パネルとの間に配置されている。
これにより、液晶層を透過した光をミラーで反射させて再度液晶層を透過させる反射型液晶の構成を採る場合において、液晶層とミラーとの間に第一、第二光学補償部を配置せずに済む。すなわち、ミラーを液晶パネルと別体に設け、それらの間に第一、第二光学補償部を配置する必要がなくなる。
従って、光学系の小型化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、第二光学補償部の厚み方向、液晶パネルの厚み方向の何れかに略平行な軸を中心とした第二光学補償部の回転角度を調整する回転調整機構を備えている。
このような回転調整機構を設けることで、コントラスト向上にあたっての第二光学補償部の回転角度調整を容易に行うことができる。
さらに、実施形態としての液晶表示装置においては、第一光学補償部が有する媒体が無機材料による多層膜構造体とされている。
これにより、第一光学補償部は高屈折率材料と低屈折率材料とを交互積層することで作成することが可能なり、第一光学補償部の作成容易性を高めることができる。
また、実施形態の表示方法は、垂直配向型による液晶パネルと、厚み方向に屈折率が小さい媒体を有し、液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置において、液晶パネルに平行な状態に対し傾斜して配置された第一光学補償部と、少なくとも面内方向に屈折率異方性を有し、液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置に配置された第二光学補償部と、を介して光源からの光を投影し画像表示を行うものである。
このような実施形態としての表示方法によっても、上記した実施形態としての液晶表示装置と同様の作用及び効果を得ることができる。
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.変形例>

本技術は上記した具体例に限定されるものではなく、多様な変形例が考えられる。
例えば、液晶表示装置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こともある(例えば、液晶パネル15の入射面側にマイクロレンズを配置する等)。
また、既に言及したように、透過型の液晶パネル15を用いた構成では、第二光学補償板22は、出射側偏光板16と一体に形成することもできる。これにより、光学系の小型化を図ることができる。
また、上記では、本技術を光学系の小型化を図るために適用する例を挙げたが、本技術は、厚み方向に屈折率が小さい媒体を有する第一光学補償部の傾斜角度が制限される状況であるか否かを問わず、第一光学補償部の傾きが最適な傾きから誤差を生じている場合に、該誤差に伴い生じる位相ずれ(面内方向の位相ずれ)の補償に広く適用することができる。
例えば、第一光学補償部の傾斜角度θ’が(最適な角度に対し)小さい場合には、第二光学補償部の光学軸Aaの向きをチルト方向Dtとは逆側の方向(前述した入射面正対視点から見たときに逆側となる方向)に回転調整し、逆に傾斜角度θ’が大きい場合には、チルト方向Dtと同側の方向(同様に入射面正対視点から見たときに同側となる方向)に回転調整することで、コントラストの向上を図ることができる。
結果的には、液晶パネルの製造ばらつきに起因して生じるプレチルト角θのばらつきについても、第二光学補償部を用いることで効果的に補償を行うことができる。
<7.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)
垂直配向型による液晶パネルと、
厚み方向に屈折率が小さい媒体を有し、前記液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置において、前記液晶パネルに平行な状態に対し傾斜して配置された第一光学補償部と、
少なくとも面内方向に屈折率異方性を有し、前記液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置に配置された第二光学補償部と、を備える
液晶表示装置。
(2)
光源からの光路上において前記光源と前記液晶パネルとの間に配置された偏光素子を備えると共に、
前記偏光素子から前記液晶パネル側への入射光の偏光方向を入射偏光方向としたときに、
前記第二光学補償部は、
遅相軸が前記入射偏光方向と略平行となる向きに配置された
前記(1)に記載の液晶表示装置。
(3)
前記第一光学補償部は、
前記液晶パネルに平行な状態に対し、前記液晶パネルの液晶のチルト方向と同方向に傾斜して配置されている
前記(1)又は(2)に記載の液晶表示装置。
(4)
前記第一光学補償部の前記平行な状態からの傾斜角度が前記液晶パネルのプレチルト角度以下とされた
前記(3)に記載の液晶表示装置。
(5)
前記第一、第二光学補償部は、
前記液晶パネルを透過した光が前記第一光学補償部、前記第二光学補償部の順で透過するように配置されている
前記(1)乃至(4)の何れかに記載の液晶表示装置。
(6)
前記第二光学補償部が無機材料で構成された
前記(1)乃至(5)の何れかに記載の液晶表示装置。
(7)
前記第二光学補償部は、
面内方向において互いに直交関係にある軸をx軸、y軸、厚み方向に平行な軸をz軸としたときに、x軸方向の屈折率が最大とされ、y軸方向とz軸方向の屈折率が異なる
前記(6)に記載の液晶表示装置。
(8)
前記第一光学補償部と前記第二光学補償部とが別体の光学補償板として構成された
前記(1)乃至(7)の何れかに記載の液晶表示装置。
(9)
前記第二光学補償部が前記液晶パネルと平行に配置された
前記(1)乃至(8)の何れかに記載の液晶表示装置。
(10)
前記第一光学補償部と前記第二光学補償部とが一体の光学補償板として構成された
前記(1)乃至(7)の何れかに記載の液晶表示装置。
(11)
前記液晶パネルが反射型の液晶パネルとされ、
光源からの光路上において前記光源と前記液晶パネルとの間に配置された偏光素子を備えると共に、
前記第一、第二光学補償部が、前記偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された
前記(1)乃至(10)の何れかに記載の液晶表示装置。
(12)
前記第二光学補償部の厚み方向、前記液晶パネルの厚み方向の何れかに略平行な軸を中心とした前記第二光学補償部の回転角度を調整する回転調整機構を備えた
前記(1)乃至(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が有する前記媒体が無機材料による多層膜構造体とされた
前記(1)乃至(12)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、19’ 反射型偏光板、20、20A、20B 光学補償部、21 第一光学補償板、22 第二光学補償板、23 一体型光学補償板、23a 基板、23b 第一位相差層、23c 第二位相差層、

Claims (14)

  1. 垂直配向型による液晶パネルと、
    厚み方向に屈折率が小さい媒体を有し、前記液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置において、前記液晶パネルに平行な状態に対し傾斜して配置された第一光学補償部と、
    少なくとも面内方向に屈折率異方性を有し、前記液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置に配置された第二光学補償部と、を備える
    液晶表示装置。
  2. 光源からの光路上において前記光源と前記液晶パネルとの間に配置された偏光素子を備えると共に、
    前記偏光素子から前記液晶パネル側への入射光の偏光方向を入射偏光方向としたときに、
    前記第二光学補償部は、
    遅相軸が前記入射偏光方向と略平行となる向きに配置された
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記第一光学補償部は、
    前記液晶パネルに平行な状態に対し、前記液晶パネルの液晶のチルト方向と同方向に傾斜して配置されている
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 前記第一光学補償部の前記平行な状態からの傾斜角度が前記液晶パネルのプレチルト角度以下とされた
    請求項3に記載の液晶表示装置。
  5. 前記第一、第二光学補償部は、
    前記液晶パネルを透過した光が前記第一光学補償部、前記第二光学補償部の順で透過するように配置されている
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  6. 前記第二光学補償部が無機材料で構成された
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第二光学補償部は、
    面内方向において互いに直交関係にある軸をx軸、y軸、厚み方向に平行な軸をz軸としたときに、x軸方向の屈折率が最大とされ、y軸方向とz軸方向の屈折率が異なる
    請求項6に記載の液晶表示装置。
  8. 前記第一光学補償部と前記第二光学補償部とが別体の光学補償板として構成された
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  9. 前記第二光学補償部が前記液晶パネルと平行に配置された
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  10. 前記第一光学補償部と前記第二光学補償部とが一体の光学補償板として構成された
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  11. 前記液晶パネルが反射型の液晶パネルとされ、
    光源からの光路上において前記光源と前記液晶パネルとの間に配置された偏光素子を備えると共に、
    前記第一、第二光学補償部が、前記偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  12. 前記第二光学補償部の厚み方向、前記液晶パネルの厚み方向の何れかに略平行な軸を中心とした前記第二光学補償部の回転角度を調整する回転調整機構を備えた
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  13. 前記第一光学補償部が有する前記媒体が無機材料による多層膜構造体とされた
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  14. 垂直配向型による液晶パネルと、
    厚み方向に屈折率が小さい媒体を有し、前記液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置において、前記液晶パネルに平行な状態に対し傾斜して配置された第一光学補償部と、
    少なくとも面内方向に屈折率異方性を有し、前記液晶パネルを透過後又は透過前の光が入射される位置に配置された第二光学補償部と、を介して光源からの光を投影し画像表示を行う
    表示方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060132687A1 (en) * 2004-12-20 2006-06-22 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Liquid crystal display with optical compensation
JP2009025541A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Seiko Epson Corp プロジェクタ及びその光学補償方法、並び液晶装置
JP2009037025A (ja) * 2007-08-02 2009-02-19 Seiko Epson Corp プロジェクタ及び液晶装置
JP2014219672A (ja) * 2013-04-10 2014-11-20 デクセリアルズ株式会社 位相差補償素子及び投射型画像投影装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006011298A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Sony Corp 液晶プロジェクタ装置
JP2006078637A (ja) * 2004-09-08 2006-03-23 Seiko Epson Corp 液晶装置および投射型表示装置
US8064136B2 (en) * 2005-09-29 2011-11-22 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Optical functional film, retardation film, composition for forming optical functional layer and producing method of optical functional film
JP5228559B2 (ja) 2008-03-25 2013-07-03 ソニー株式会社 画像表示装置および光学補償装置
JP6083997B2 (ja) * 2012-10-01 2017-02-22 キヤノン株式会社 投射型表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060132687A1 (en) * 2004-12-20 2006-06-22 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Liquid crystal display with optical compensation
JP2009025541A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Seiko Epson Corp プロジェクタ及びその光学補償方法、並び液晶装置
JP2009037025A (ja) * 2007-08-02 2009-02-19 Seiko Epson Corp プロジェクタ及び液晶装置
JP2014219672A (ja) * 2013-04-10 2014-11-20 デクセリアルズ株式会社 位相差補償素子及び投射型画像投影装置

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