WO2006098373A1 - 位相差補償板、位相差補償器、液晶表示装置および投射型画像表示装置 - Google Patents

位相差補償板、位相差補償器、液晶表示装置および投射型画像表示装置 Download PDF

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WO2006098373A1
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retardation
liquid crystal
phase difference
film
compensator
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Yutaka Muramoto
Satoshi Sekino
Hideki Terashima
Tatsuya Harima
Sachie Shoji
Noriaki Doi
Tokuhiro Morioka
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Sony Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to, for example, a retardation compensator used for retardation compensation of a liquid crystal panel, and a retardation compensator, a liquid crystal display, and a projection type image display using the same.
  • a projector device that realizes a large screen by enlarging and projecting an image on a screen is known as a projection-type image display device.
  • a V a so-called liquid crystal projector device has been widely used, in which light emitted from a light source is modulated by a liquid crystal display device and projected onto a screen.
  • the liquid crystal display device displays an image in a display mode corresponding to the type of liquid crystal molecules used in the liquid crystal panel.
  • a liquid crystal display device of VA (Vertically Aligned) mode in which liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy are enclosed so as to distribute light vertically between a pair of substrates constituting a liquid crystal panel is widely known.
  • VA Very Aligned
  • the liquid crystal molecules are aligned almost perpendicularly to the main surface of the substrate when no electric field is applied, so that the light passes through the liquid crystal layer with almost no change in the polarization plane. Therefore, by disposing polarizing plates on the upper and lower sides of the substrate, it is possible to achieve good black display when no electric field is applied.
  • the liquid crystal display device of this VA mode has an advantage of being able to realize high contrast as compared with a liquid crystal display device of TN (Twisted Nematic) mode.
  • liquid crystal molecules are tilted and aligned when an electric field is applied to obtain birefringence. Therefore, when no electric field is applied, the liquid crystal molecules are aligned in advance with a minute tilt angle (pretilt angle). As described above, when no electric field is applied, the liquid crystal molecules have a small and slightly inclined alignment that is completely perpendicular to the main surface of the substrate, which causes a residual phase difference in the liquid crystal panel. Therefore, the polarization of incident light from the vertical direction The light surface rotates while being minute, and as a result, light leaks from the polarizing plate and contrast decreases.
  • a projection type image display apparatus such as a three-plate type liquid crystal projector having three liquid crystal panels corresponding to each color of RGB is known.
  • a prism type polarization beam splitter PBS: Polarized Beam Splitter
  • prism-type polarizing beam splitters cause a reduction in contrast that is highly angle-dependent. Limiting the cone angle to secure contrast is disadvantageous in terms of brightness (brightness).
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-227520 discloses a technique for producing a retardation plate by combining two or more retardation films having different refractive index characteristics.
  • the 1Z4 wavelength plate has high accuracy (for example, 0.5 degrees or less). It is necessary to rotate at the bottom, and optimization of the contrast becomes difficult.
  • phase difference plate having a small amount of phase difference is required.
  • the amount of retardation differs depending on the liquid crystal panel to be used, a retardation plate having a small amount of retardation with an in-plane retardation of 30 nm or less is required.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and can be easily adjusted in contrast, and can flexibly cope with variations among liquid crystal panels, a retardation compensator, a retardation compensator, a liquid crystal display device, and It is an object of the present invention to provide a projection type image display apparatus.
  • the present invention is a retardation compensation plate having birefringence and compensating for the residual retardation of a liquid crystal panel, and the in-plane position of this retardation compensation plate
  • the phase difference is larger than the in-plane retardation of the liquid crystal panel.
  • the in-plane retardation ROc of the retardation compensation plate and the in-plane retardation ROp of the liquid crystal panel are l ⁇ ROcZROpc10. It is characterized by satisfying the
  • the retardation compensator is set for the liquid crystal panel. It is possible to suppress the fluctuation of the compensation phase difference amount between the rotation angles at the time of performing. As a result, the contrast can be easily adjusted, and it is possible to flexibly cope with the variation in the residual retardation of each liquid crystal panel.
  • the in-plane retardation of the retardation compensation plate is preferably 30 nm or less. If the in-plane retardation of the retardation compensation plate exceeds 30 nm, the in-plane retardation ROc of the retardation compensation plate becomes too large with respect to the in-plane retardation ROp of the liquid crystal panel to perform minute retardation compensation. Is a force that makes
  • the retardation compensation plate is formed of a laminate of two or more retardation films, and at least one retardation film is in-plane optical in a direction different from the other retardation films.
  • the retardation compensation plate have a negative vertical retardation.
  • the retardation compensation plate is provided with an anti-reflection film on at least one of both principal surfaces of the retardation compensation plate.
  • the retardation compensation plate is provided by rotating the slow axis of the retardation compensation plate by 45 degrees or more and 85 degrees or less with respect to the slow axis of the liquid crystal panel.
  • the retardation compensation plate comprises a transparent support having isotropy and a birefringent layer provided on the transparent support.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a projection-type image display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a projection type image display apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view showing the configuration of a phase difference compensator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line [5]-[5] in FIG.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a retardation compensation plate.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a retardation compensation plate.
  • FIG. 7 is a schematic view for explaining the relationship between the slow axis of the liquid crystal panel and the slow axis of the retardation plate.
  • FIG. 8 is a schematic view showing the slow axis direction of the liquid crystal panel.
  • FIG. 9 is a schematic view showing the slow axis direction of the retardation compensation plate.
  • FIG. 10 is a view showing the relationship between the rotation angle of the retardation compensator with respect to the liquid crystal panel and the amount of compensation retardation.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the phase difference compensator and the amount of compensation phase difference when a plurality of phase difference compensators having different in-plane phase differences are applied to the liquid crystal panel.
  • FIG. 12A is a diagram showing the results of experiments in which contrast measurement was performed using a retardation compensator.
  • FIG. 12B is a diagram showing the results of an experiment in which contrast measurement was performed using a retardation compensation plate different from the retardation compensation plate shown in FIG. 12A in the vertical direction.
  • FIG. 13A is a view showing the phase difference compensation characteristics of the phase difference compensator manufactured using Adhesive 1.
  • FIG. 13A is a view showing the phase difference compensation characteristics of the phase difference compensator manufactured using Adhesive 1.
  • FIG. 13B is a view showing a state in which the adhesive 1 shown in FIG. 13A was manufactured using an adhesive 2 in which the difference between the in-plane retardation at room temperature and the 80 ° C. in-plane retardation was different.
  • FIG. 7 is a diagram showing the phase difference compensation characteristics of the phase difference compensator.
  • FIG. 14A is a view for explaining one specific example of a method for producing a retardation plate constituting a birefringent layer, and showing a direction of an optical axis (slow axis) of each film.
  • FIG. 14B is a view for explaining one specific example of a method for producing a retardation plate constituting a birefringent layer, and is a data pro showing the relationship between the rotation angle of the optical axis and the retardation amount of the entire film. It is a pleasure.
  • FIG. 15 is a data profile showing the relationship between the rotation angle of the optical axis and the amount of retardation of the entire film, for explaining another specific example of the method of producing the retardation plate constituting the birefringence layer. .
  • FIG. 16A is a view for explaining still another specific example of a method for producing a retardation plate constituting a birefringence layer, and showing a direction of an optical axis (slow axis) of each film.
  • FIG. 16B is a view for explaining still another specific example of the method for producing a retardation plate constituting a birefringent layer, and shows the relationship between the rotation angle of the optical axis and the retardation amount of the entire film. It is a data profile.
  • Figure 17 shows the effect when two types of retardation films with in-plane retardation of 70 nm and 50 nm are laminated at different lamination angles of 90 degrees, 67.5 degrees, and 45 degrees, respectively. It is a figure which shows the angle dependence of phase difference.
  • Figure 18 shows retardation films with an in-plane retardation of 5 nm, 50 nm, 100 nm, and 200 nm. It is a figure which shows the angle dependence of the effective phase difference when preparing each two sheets and laminating
  • FIG. 19 is a diagram showing the change in the compensation phase difference amount with respect to the rotation angle in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 20 is a view showing the change of the compensation phase difference amount with respect to the rotation angle in Embodiments 1 to 3 of the present invention.
  • the retardation compensator and the retardation compensator according to the present invention are used for compensating for the residual retardation of a liquid crystal panel, as well as for a projection type image display comprising a liquid crystal display.
  • a configuration example of a projection type image display apparatus and its operation will be described.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a projection type image display apparatus 15A according to an embodiment of the present invention.
  • the projection type image display device 15A is a so-called three-plate type liquid crystal projector device that performs color image display using three liquid crystal light valves for each of red, green and blue.
  • this projection type image display device 15A includes liquid crystal display devices 1R, 1G and 1B, light sources 2, dichroic mirrors 3 and 4, total reflection mirror 5, polarization beam splitter 6R, 6G, 6B, a combining prism 8 and a projection lens 9 are provided.
  • the light source 2 has blue light L, green light L and red light L required for color image display.
  • the light source emits a light source light (white light) L contained therein, and is provided with, for example, a halogen lamp, a metal halide lamp or a xenon lamp.
  • the dichroic mirror 3 has a function of separating the source light L into the blue light L and the other colored lights L.
  • the dichroic mirror 4 converts the light L having passed through the dichroic mirror 3 into red.
  • the total reflection mirror 5 is a dichroic mirror
  • the blue light L separated by 13 is reflected toward the polarization beam splitter 6B.
  • the polarization beam splitters 6R, 6G, 6B are red light L, green light L and blue light, respectively.
  • the single beam splitters 6R, 6G, 6B respectively have polarization separation surfaces 7R, 7G, 7B, and in the polarization separation surfaces 7R, 7G, 7B, the incident color lights are separated into two polarization components orthogonal to each other. It has a function.
  • the polarization separation surfaces 7R, 7G, 7B reflect one polarization component (for example, an S polarization component) and transmit the other polarization component (for example, a P polarization component).
  • the liquid crystal display devices 1R, 1G, 1B receive color light of a predetermined polarization component (for example, S-polarization component) separated by the polarization separation surfaces 7R, 7G, 7B of the polarization beam splitters 6R, 6G, 6B. Be done.
  • the liquid crystal display devices 1R, 1G, 1B are driven according to the drive voltage given based on the image signal to modulate incident light and direct the modulated light to the polarization beam splitters 6R, 6G, 6B. It has a function to reflect.
  • phase difference compensator 40 has a function of compensating for the residual phase difference of the liquid crystal panels constituting the liquid crystal display devices 1R, 1G, 1B. The details of the phase difference compensator 40 will be described later.
  • the combining prism 8 has a function of combining color lights of predetermined polarization components (for example, P-polarization components) which are emitted from the liquid crystal display devices 1R, 1G, 1B and passed through the polarization beam splitters 6R, 6G, 6B. doing.
  • the projection lens 9 has a function of projecting the combined light emitted from the combining prism 8 toward the screen 10.
  • the white light L emitted from the light source 2 is separated into blue light L and other color light (red light and green light) L by the function of the dichroic mirror 3. Blue light L among these
  • red light L and green light L Isolated red light L and green
  • the colored light L is incident on the polarization beam splitters 6R and 6G, respectively.
  • the polarization beam splitters 6R, 6G, 6B split the incident color lights into two polarization components orthogonal to each other at the polarization splitting surfaces 7R, 7G, 7B.
  • the polarization separation surfaces 7R, 7G, 7B reflect one polarization component (for example, an S polarization component) toward the liquid crystal display devices 1R, 1G, 1B.
  • the liquid crystal display devices 1R, 1G, and 1B are driven according to the drive voltage given based on the image signal, and modulate the color light of the incident predetermined polarization component in pixel units.
  • the liquid crystal display devices 1R, 1G, 1B reflect the modulated color lights toward the polarization beam splitters 6R, 6G, 6B.
  • the polarization beam splitters 6R, 6G, 6B transmit only a predetermined polarization component (for example, P polarization component) of the reflected light (modulated light) from the liquid crystal display devices 1R, 1G, 1B, and direct it to the combining prism 8. I will emit.
  • a predetermined polarization component for example, P polarization component
  • the combining prism 8 combines the color lights of predetermined polarization components that have passed through the polarization beam splitters 6R, 6G, 6B, and emits the combined light toward the projection lens 9.
  • the projection lens 9 projects the combined light emitted from the combining prism 8 toward the screen 10. Thereby, an image corresponding to the light modulated by the liquid crystal display devices 1R, 1G, and 1B is projected on the screen 10, and a desired image is displayed.
  • FIG. 2 shows another configuration example of a projection type image display apparatus according to the present invention.
  • the projection type image display apparatus 15B shown in the figure shows an example in which wire grid polarizers 16R, 16G, 16B are arranged as polarization separation elements instead of the prism type polarization beam splitter 6 shown in FIG. There is.
  • the parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.
  • a wire grid polarizer has smaller angle dependency of incident light and superior heat resistance as compared with a prism type polarization beam splitter, a 1Z4 wavelength plate is not necessary, and projection using a light source with a large amount of light is required. It can be suitably used as a polarization separation element for an image display apparatus. Also in this example, an image is displayed on a screen (not shown) in the same manner as in FIG. In FIG. 2, reference numeral 17 denotes a total reflection mirror, and 18 denotes a relay lens. Further, FIG. 2 shows an example of the configuration of the light source 2.
  • Reference numeral 25 denotes a lamp unit for generating light source light L
  • 27 and 28 denote a pair of micro lens arrays for equalizing the luminance of the light source light L.
  • a PS conversion element that converts the polarization direction of the light L into a polarized wave in one direction
  • a position adjustment lens 29 that adjusts the irradiation position of the light source light L.
  • the wire grid polarizer has a pitch, a width, and a height of incident light on a transparent substrate such as glass.
  • a plurality of metal fine wires smaller than the wavelength are formed in a lattice, and the polarization component parallel to the metal fine wires is reflected, and the polarization component orthogonal to the metal fine wires is transmitted to exhibit predetermined polarization characteristics.
  • Wire grid polarizers function as polarizers when placed perpendicular to the incident light. On the other hand, when it is arranged non-perpendicular to the incident light as shown in FIG. 2, it functions as a polarization beam splitter. When this wire grid polarizer is used as a polarization beam splitter, no polarizing plate is required in the liquid crystal display.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing one configuration example of the liquid crystal display devices 1R, 1G, 1B according to the embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display devices 1R, 1G, and 1B each include a liquid crystal panel 11 which is a light valve, and a phase difference compensator 40 provided on the side of the liquid crystal panel 11 facing the polarization beam splitter.
  • the liquid crystal panel 11 is, for example, a reflection type vertical alignment liquid crystal display element in which liquid crystal molecules are vertically aligned in the state of no voltage application, and includes an opposing substrate 20 and a pixel electrode substrate 30 which are disposed opposite to each other. And a liquid crystal layer 12 in which a liquid crystal is sealed between the opposing substrate 20 and the pixel electrode substrate 30.
  • a liquid crystal constituting the liquid crystal layer 12 a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, for example, a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used.
  • the opposing substrate 20 is configured by sequentially laminating a transparent electrode 22 and an alignment film 23 on a transparent substrate 21.
  • the transparent substrate 21 is, for example, a glass substrate which is also made of soda glass, non-alkali glass, quartz glass or the like.
  • the transparent electrode 22 is, for example, tin oxide (SnO 2) and oxide oxide.
  • Transparent conductive oxide materials such as ITO (Indium Tin Oxide), which is a solid solution with indium (In 2 O 3)
  • the transparent electrode 22 is set to a common potential (for example, the ground potential) in all pixel regions.
  • the alignment film 23 also functions as, for example, a polyimide-based organic compound.
  • the surface of the alignment film 23 on the liquid crystal layer 12 side is rubbed to align liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 12 in a predetermined direction.
  • the pixel electrode substrate 30 is configured by sequentially laminating a reflective electrode layer 33 and an alignment film 34 on a support substrate 31.
  • the supporting substrate 31 is, for example, a silicon substrate, and on this substrate 31, for example, for example, there is provided a switching element 32 of the C-MOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type.
  • the reflective electrode layer 33 includes a plurality of reflective pixel electrodes. A drive voltage is applied to this pixel electrode by the above-mentioned switching element 32.
  • the alignment film 34 is, for example, a polyimide organic compound, and liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 12 are predetermined on the surface of the alignment film 34 on the liquid crystal layer 12 side. A rubbing process is applied to orient in the direction.
  • phase difference compensator 40 as an optical compensation element according to the present invention will be described.
  • the phase difference compensator 40 is provided on the liquid crystal panel 11 of the above-described configuration in each of the liquid crystal display devices 1R, 1G, and 1B.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of the phase difference compensator 40.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the phase difference compensator 40.
  • the phase difference compensator 40 includes a phase difference compensation plate 50, a rotating body 41 for rotating the phase difference compensation plate 50, and the rotation body 4
  • a housing portion 42 rotatably held with an axis perpendicular to the main surface of the liquid crystal panel 11 as a rotation axis.
  • the retardation compensator 40 is closely fixed to the liquid crystal panel 11 via an O-ring 45 which is a sealing member, as shown in FIG. By closely fixing in this manner, a dustproof effect between the liquid crystal panel 11 and the phase difference compensator 40 can be obtained.
  • the rotating body 41 and the housing portion 42 are an example of the rotating means in the present invention.
  • the rotating body 41 has a disk-like shape, and a rectangular opening 41 a is provided at the central portion thereof. Further, the rotating body 41 is configured to be able to hold the retardation compensation plate 50 therein, and in the state where the retardation compensation plate 50 is held inside the rotating body 41, the retardation compensation plate 50 is exposed from the opening 41a. Come to do.
  • the housing portion 42 holds the rotary body 41 rotatably in the in-plane direction of the liquid crystal panel 11 with an axis perpendicular to the main surface of the liquid crystal panel 11 as a rotation axis.
  • Housing portion 42 is It is a rectangular plate and has a circular opening 42a at its center.
  • the side surface 42b of the opening 42a is uniformly recessed so that the rotary body 41 can be fitted.
  • an angle adjusting member 44 connected to the end face of the rotating body 41 is provided on the side surface of the nose portion 42. When the angle adjusting member 44 is moved in the direction shown by the arrow a, the rotating body is interlocked with this. 41 is rotated in the direction shown by arrow b.
  • one or more fixing screws 43 for fixing the position of the rotary body 41 are provided around the opening 42a.
  • the fixing screws 43 are equally spaced around the opening 42a.
  • the position fixing method of the rotating body 41 after adjustment is not limited to the example of the fixing screw 43.
  • an adhesive may be used to fix the rotating body 41 by adhesion to the housing portion 42 or the angle adjusting member 44.
  • a clamp mechanism that mechanically holds the adjustment position may be separately provided.
  • the retardation compensator 40 of the present embodiment is provided between the polarization beam splitters 6R, 6G, 6B or the wire grid polarizers 16R, 16G, 16B and the front surface of the liquid crystal panel 11 (see FIG. 1, Fig. 2). Then, the retardation compensation plate 50 is rotated with an axis perpendicular to the liquid crystal panel 11 as a rotation axis, and the rotation angles of the slow axes of the retardation compensation plates 50 with respect to the slow axis of the liquid crystal panel 11 are appropriately set. Adjust the contrast. The setting of the direction of the slow axis of the phase difference compensation plate 50 is performed by the turning operation of the angle adjusting member 44 in the direction of the arrow a.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view showing one configuration example of the retardation compensation plate 50.
  • the phase difference compensator 50 has a function of compensating for the residual phase difference due to the pretilt of liquid crystal molecules.
  • the retardation compensation plate 50 faces the support 51, the anti-reflection film 52 provided on the side of the support 51 facing the liquid crystal panel 11, and the synthetic prism 8 of the support 51. It has a birefringent layer 53 and an antireflective film 54 sequentially provided on the side.
  • the retardation compensation plate 50 further includes a support 55 between the birefringent layer 53 and the anti-reflection film 54, and the birefringence of the pair of supports 51 and 55 is obtained. It is also possible to have a configuration in which the layer 53 is sandwiched. As a material of the support 55, the same material as the support 51 can be used. With such a configuration, the durability against temperature change can be improved.
  • the configuration of the retardation compensation plate 50 is not limited to the above-described example.
  • the supports 51 and 55 may not be used.
  • the antireflective films 52 and 54 are formed directly on both principal surfaces of the birefringent layer 53.
  • the support 51 is for supporting the birefringent layer 53, and has transparency and isotropy.
  • the material constituting the support 51 for example, glass such as soda glass, non-alkali glass, quartz glass or plastic or the like can be used, but in order to obtain good isotropy, glass is preferably used. ,.
  • Antireflection films 52, 54 are for preventing reflection of incident light (for example, red light, green light, blue light), and the reflectance is preferably made 1% or less. By setting the reflectance to 1% or less, it is possible to suppress the decrease in contrast due to the reflected light.
  • the antireflective films 52 and 54 are, for example, a single layer antireflective film or a multilayer antireflective film having two or more layers. Examples of the film formation method of these antireflective films include a sputtering method.
  • the birefringent layer 53 has a small retardation in the plane, and has a negative vertical retardation.
  • the birefringent layer 53 preferably has retardation stability, in-plane optical axis direction stability, high transmittance, adhesion, and the like.
  • the film satisfying these characteristics include a norbornene film, a polycarbonate (PC) film, a cellulose triacetate film, a polymethyl methacrylate (PMMA) film and the like.
  • an adhesive for bonding the support 51 and the birefringent layer 53 it is preferable to use an adhesive having isotropy and a small change in optical characteristics due to environmental changes such as thermal change.
  • a pressure-sensitive adhesive such as a pressure-sensitive adhesive sheet, a photo-curable adhesive such as ultraviolet-curable or visible-light-curable adhesive, or a thermosetting adhesive is used.
  • the birefringent layer 53 is for compensating the phase difference due to the pretilt of the liquid crystal molecules.
  • the in-plane retardation of the retardation compensation plate 50 is adjusted by the in-plane retardation of the birefringent layer 53. Therefore, in the present embodiment, the in-plane retardation ROc of the birefringent layer 53 and the in-plane retardation ROp of the liquid crystal panel 11 and the force KR0c / R0p ⁇ 10, preferably 2 ⁇ R0c / R0p ⁇ 10, are more preferable.
  • the in-plane retardation of the birefringent layer 53 is set so as to satisfy the relation of 5 ⁇ ROcZROp ⁇ 8.
  • FIG. 7 is a schematic view showing the direction of the slow axis of the retardation compensation plate 50.
  • the direction of the slow axis R2 of the retardation plate 50 is set at a position rotated by an angle with respect to the direction of the slow axis R1 of the liquid crystal panel 11.
  • the angle ⁇ ⁇ between the slow axis R2 of the retardation plate 50 and the slow axis R1 of the liquid crystal panel 11 is set in the range of 45 degrees to 85 degrees, more preferably 45 degrees to 65 degrees. .
  • the direction of the slow axis R1 of the liquid crystal panel 11 indicates the tilt alignment direction of liquid crystal molecules.
  • the direction of the slow axis R 2 is determined by the values of the in-plane retardation (ROp) of the liquid crystal panel 11 and the in-plane retardation (ROc) of the retardation compensation plate 50. That is, the optical axis of the retardation compensation plate 50 is rotated and combined such that the in-plane retardation of the retardation compensator 40 and the in-plane retardation of the liquid crystal panel 11 coincide with each other.
  • the phase difference compensator 40 is configured to be able to rotate the phase difference compensation plate 50 within a range of ⁇ 10 degrees or less (10 degrees to +10 degrees).
  • FIG. 8 is a schematic view showing the slow axis direction of the liquid crystal panel.
  • FIG. 9 is a schematic view showing the slow axis direction of the retardation compensation plate.
  • a minute retardation compensator having an in-plane retardation of 6 nm is provided on a liquid crystal panel having an in-plane retardation of 3 nm, and the slow axis R1 of the liquid crystal panel and the slow axis R2 of the retardation compensation plate are Fig. 10 shows the relationship between the angle of rotation of the slow axis ( ⁇ ) and the amount of compensation phase difference when the phase difference compensator is rotated clockwise with the matching position as 0 degree.
  • the dashed-dotted line in the figure shows the result of measurement using a 1Z4 wavelength plate (in-plane retardation 128 nm).
  • the contrast can be optimized with high accuracy, and each liquid crystal panel can be optimized. It is possible to perform phase difference compensation flexibly corresponding to the variation of the pretilt amount of.
  • FIG. 11 shows the slow axis R2 of the retardation plate when the ratio (ROcZROp) of the in-plane retardation ROc of the retardation plate to the in-plane retardation ROp of the liquid crystal panel is made different. It shows the relationship between the rotation angle of and the compensation phase difference amount.
  • the in-plane retardation ROp of the liquid crystal panel is 3 nm
  • the compensation angle of the retardation plate is about -3 nm by rotating the slow axis R2 of the phase difference compensator about 65 degrees with respect to the slow axis R1 of the liquid crystal panel.
  • the amount of difference is obtained.
  • About 62 degrees to 63 degrees in the case of ROcZROp 2
  • about 5 in the case of ROcZROp 3
  • a similar compensation phase difference amount can be obtained by rotating twice.
  • the influence on the contrast which is not large change like the force 1Z4 wave plate is small.
  • the in-plane retardation ROc of the retardation plate is made larger than the in-plane retardation ROp of the liquid crystal panel so that the relationship of ROc / ROp> 1 is satisfied.
  • the amount of internal phase difference can be compensated with high accuracy, and the contrast can be easily adjusted.
  • the in-plane residual phase difference of a vertically aligned LCOS (Liquid Crystal on Silicon) panel is a minute value. Therefore, in the case of retardation compensation, the contrast is sensitive to retardation unevenness of the retardation plate. Therefore, it is preferable that the retardation unevenness of the in-plane retardation of the retardation plate is, for example, ⁇ 2 nm or less. Also, as the cone angle is increased, the contrast becomes more sensitive to the phase difference unevenness in the vertical direction of the phase difference plate. Therefore, it is preferable that the retardation unevenness of the retardation in the vertical direction of the retardation plate is, for example, 10 nm or less.
  • the retardation unevenness of the retardation plate depends on the degree of molecular orientation of the film used, the photoelastic coefficient of the photocurable resin, and the like.
  • a film used as a retardation plate has a stable degree of molecular orientation and an optical axis direction with a high degree of molecular orientation V, and a light curable resin preferred by a film having a low degree of development of anisotropy due to stress. Is preferred.
  • Table 1 An example of the relationship between the in-plane retardation unevenness of the retardation plate and the contrast is shown in Table 1.
  • the contrast was measured using samples having the same in-plane retardation with in-plane retardation unevenness of ⁇ 0.5 nm, ⁇ l nm, ⁇ 2 nm, ⁇ 3 nm, respectively.
  • Table 2 shows an example of the relationship between the phase difference unevenness in the vertical direction of the phase difference plate and the contrast.
  • the contrast was measured using samples having the same in-plane retardation with ⁇ 5 nm, ⁇ 10 nm, ⁇ 20 nm, and ⁇ 30 nm in the vertical retardation unevenness, respectively.
  • the in-plane retardation (RO) of each retardation plate used as a sample is 12 nm, and the vertical retardation (Rth) is 124 nm, 140 nm, 180 nm, 200 nm, 270 nm and 388 nm, respectively.
  • the in-plane retardation (ROp) of the liquid crystal panel is around 2.5 nm
  • the contrast was measured after the retardation plate was rotated to compensate for the panel retardation.
  • incident light in the spectral band of green light is used for contrast measurement, and the antireflective film formed on the surface of the retardation plate is designed to have a reflectance of 1% or less in the green light band. .
  • the difference between the in-plane retardation (Re 25) at normal temperature (25 ° C.) and the in-plane retardation (Re 80) at 80 ° C. is small, for example, having a temperature dynamic characteristic of 2 nm or less Is preferred.
  • the thermal dynamic characteristics depend on the thermal characteristics of the film used, the photoelastic coefficient, the relationship between the expansion coefficient of the support, the film and the adhesive layer, and the like.
  • an adhesive layer for bonding a retardation plate and a transparent support supporting the same is likely to exhibit shape-dependent anisotropy due to stress caused by heat, so an adhesive layer having a small change in refractive index with respect to stress.
  • FIGS. 13A and 13B show the temperature characteristics of two samples using Adhesive 1 or Adhesive 2 respectively.
  • Fig. 13A shows the relationship between the angle of rotation relative to the liquid crystal panel slow axis of the slow axis of the retardation compensator manufactured using adhesive 1 and the compensation retardation amount
  • 13B shows the use of adhesive 2
  • the relationship between the rotation angle of the slow axis of the retardation compensator manufactured with the liquid crystal panel relative to the slow axis of the liquid crystal panel and the compensation retardation amount is shown.
  • Table 3 shows the physical properties of Adhesive 1 and Adhesive 2 at room temperature and the results of evaluation of the contrast at 80 ° C.
  • the retardation plate used as the retardation compensation plate has a temperature dynamic characteristic of, for example, 2 nm or less, which has a small difference between the in-plane retardation Re25 and the 80 ° C. in-plane retardation Re80.
  • the birefringent layer 53 is a retardation plate made of a laminate of two or more retardation films, and at least one retardation film has an in-plane difference in a direction different from that of the other retardation film.
  • the in-plane retardation of the entire laminate is set to 30 nm or less. With this configuration, a minute in-plane phase difference can be obtained with high accuracy and stability.
  • the retardation When a retardation plate is produced from one retardation film, the retardation may not coincide with the required retardation.
  • the retardation is obtained by using a plurality of retardation films. Since the adjustment can be made arbitrarily, it is possible to obtain the target phase difference with high accuracy. For example, even in the case of a film having an in-plane retardation of 50 nm, a retardation plate having an retardation of 10 nm can be obtained by laminating a plurality of sheets while shifting the direction (angle) of each optical axis.
  • a retardation plate having an retardation of 10 nm can be obtained by adjusting the angle of the optical axis when laminating. This makes it possible to obtain a constant amount of retardation even when using a retardation film in which the retardation is dispersed.
  • the first layer By laminating the slow axis and the fast axis of the second layer in the same direction as the slow axis and the fast axis, a retardation plate having an in-plane retardation of 100 nm can be obtained.
  • the direction of these two films is rotated by 90 degrees and the fast axis of the second layer is aligned with the slow axis of the first layer, the in-plane retardation force SOnm retardation A board is obtained. Therefore, it is possible to adjust the in-plane retardation of Onm to 100 nm by rotating the lamination angle of the film in the range of 0 degree to 90 degrees.
  • an in-plane retardation amount of 5 nm to 90 nm is obtained in the film lamination angle range of 0 degrees to 90 degrees. It can be adjusted. By this, it is possible to easily obtain even a small phase difference amount for compensating the residual phase difference of the liquid crystal panel, for example, a phase difference amount such as 30 nm, 10 nm, 5 nm or 2 nm.
  • the in-plane retardation of the laminate of the retardation films constituting the birefringent layer 53 is equal to or less than the total of the in-plane retardations of the retardation films constituting the same. Therefore, the sum of the in-plane retardations ROcl, R0c2, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ R0cn (n (2) of the in-plane retardation ROc of the desired retardation plate is in the following relation .
  • the birefringence layer 53 has a negative vertical retardation in order to compensate for the retardation of the vertically aligned liquid crystal molecules with respect to oblique incident light. Since the vertically aligned liquid crystal molecules give a phase difference to the obliquely incident light, the polarization plane of the obliquely incident light is rotated and the contrast is lowered. The retardation of the liquid crystal molecules increases as the incident direction of the incident light inclines from the direction perpendicular to the panel surface to the direction parallel thereto. In order to prevent the above-mentioned contrast reduction, a phase difference compensation plate 50 having a negative phase difference in the vertical direction is required.
  • the refractive index in the vertical direction is set smaller than the in-plane average refractive index ((nx + ny) / 2> nz), and the vertical position of the retardation compensation plate 50 is
  • the phase difference (Rth) is determined so as to be equal to the amount of negative phase difference of the positive vertical phase difference of the liquid crystal panel 11.
  • the vertical retardation substantially corresponds to the sum of the vertical retardation of the first retardation film and the vertical retardation of the second retardation film.
  • a retardation plate having a vertical retardation of about 200 nm can be obtained.
  • vertical retardation of 200 nm It is possible to compensate for the vertical phase difference of the liquid crystal panel having the
  • a retardation plate with a vertical retardation of about 140 nm is obtained, and furthermore, a retardation film with a vertical retardation of 60 nm is obtained.
  • a retardation plate with a vertical retardation of about 200 nm can be obtained.
  • the vertical retardation of the laminate of the retardation film constituting the birefringence layer 53 substantially corresponds to the sum of the vertical retardations of the respective retardation films constituting the retardation film.
  • the sum of the vertical retardations Rthl, Rth2, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Rthn (n) 2) of the retardation films of the respective retardation films with respect to the vertical retardation Rth of the target retardation plate has the following relation:
  • Rth Rth 1 + Rth 2 H h Rthn
  • the retardation film for forming the retardation plate has characteristics such as heat resistance, low water absorption, and low photoelastic coefficient, and the variation of the retardation amount is small. It is preferred to use.
  • Examples of the film satisfying these characteristics include polymer films such as norbornene-based film, polycarbonate (PC) film, cellulose triacetate film, and polymethyl methacrylate (PMMA) film. Among them, norbornene-based films have particularly excellent properties.
  • the polymer film may be a uniaxially stretched film or a biaxially stretched film.
  • the birefringent layer 53 may be a cured one after uniformly coating a coating type polymer material which is not limited to a polymer film on a support.
  • each retardation film constituting the retardation plate is not particularly limited, and various adhesives such as pressure-sensitive adhesives or pressure-sensitive adhesives such as pressure-sensitive adhesive sheets, photocurable resins, thermosetting resins, etc. Bonding using is possible.
  • various adhesives such as pressure-sensitive adhesives or pressure-sensitive adhesives such as pressure-sensitive adhesive sheets, photocurable resins, thermosetting resins, etc. Bonding using is possible.
  • an acrylic resin, an epoxy resin, or the like an acrylic resin is preferable in terms of the optical properties such as transparency.
  • the refractive index after curing of the adhesive is preferably approximately equal to the refractive index of the film used for the retardation plate, or preferably in the middle of the refractive index of the film and the refractive index of the transparent support.
  • the thermal expansion coefficient after curing of the adhesive is preferably approximately the same as the thermal expansion coefficient of the film, or between the thermal expansion coefficient of the film and the thermal expansion coefficient of the transparent support.
  • the physical properties of the adhesive are defined as follows.
  • the glass transition point (Tg) of the adhesive is set to 50 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher. Since the phase difference plate is exposed to a temperature of about 50 ° C. in the projection type image display device, the characteristic stability at high temperature is important. In particular, changes in the phase difference under high temperature environments have become an issue. Therefore, by using an adhesive having a Tg of 50 ° C. or more, stable performance can be obtained even in a practical use environment.
  • the retardation plate produced using an adhesive having a Tg of less than 50 ° C causes a change in retardation when the retardation plate is heated to 50 ° C. This is not preferable in terms of characteristics, but the Tg is not less than 50 ° C.
  • the retardation plate produced using an adhesive exhibits excellent stable characteristics of retardation even when heated to 50 ° C.
  • the cause of the phase difference change at high temperature is considered to be as follows. That is, when the retardation plate is heated to a high temperature and the temperature exceeds the adhesive Tg, molecular reorientation occurs in the adhesive. In addition, since the adhesive bonds materials having different thermal expansion coefficients, when it is heated, stress due to the shape of the retardation plate is applied to the adhesive, and anisotropy of molecular orientation occurs. . For the above reasons, it is considered that the phase difference change occurs at high temperature.
  • the Tg point of the adhesive should be selected according to the actual usage environment.
  • the thickness of the adhesive layer is 2 m or more. More preferably, the thickness of the adhesive layer is 3 m or more. If the thickness of the adhesive layer is less than 2 m, sufficient adhesion can not be obtained, and the phase difference plate is peeled off at the interface when exposed to high temperatures.
  • an adhesive having a cure shrinkage of 10% or less, preferably 8% or less is used. This results in good adhesion.
  • the support such as quartz or optical glass is distorted, and a crack is easily generated.
  • a method of decreasing the curing speed of the adhesive or a method of curing while heating the adhesive may be mentioned.
  • the same kind of adhesive is used for all adhesion between the retardation films or between the retardation film and the transparent support. By using the same kind of adhesive, it becomes possible to carry out the process of the adhesion process at once.
  • the entire adhesive layer can be cured at once, simplifying the process. It becomes possible. Further, by using a pressure-sensitive adhesive, a photo-curable adhesive or a thermosetting adhesive for adhesion between the retardation films, it becomes possible to manufacture a retardation plate with less variation and stable characteristics.
  • the visible light curing adhesive can reduce residual distortion after curing compared to the ultraviolet curing adhesive, and the surface of the produced retardation plate is produced. There is an advantage that the occurrence of internal phase difference unevenness can be suppressed.
  • film peeling may occur in a high temperature environment.
  • the causes of peeling include softening of the adhesive layer and mismatch of linear thermal expansion coefficient between the adhesive layer and the film.
  • welding using a solvent containing at least one of toluene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, cyclohexane, xylene and ethyl ether is preferable for the retardation film.
  • the amount of phase difference may vary depending on the production conditions such as the amount of solvent, and the solvent may be diluted with ethyl alcohol or the like as necessary.
  • an adhesive containing at least one of toluene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, cyclohexane, xylene, and ethyl ether can be used.
  • an adhesive containing at least one of toluene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, cyclohexane, xylene, and ethyl ether can be used as another adhesion using a solvent.
  • the glass transition point (Tg) of the individual retardation film to be laminated is low, it is not preferable because fluctuation of retardation may occur in a high temperature environment.
  • a retardation plate manufactured using a polycarbonate film having a Tg of 150 ° C. changes the retardation after being exposed to a high temperature of about 130 ° C.
  • a norbornene-based film having a Tg of 160 ° C. When used, stable performance is obtained without change in retardation even at 130 ° C. As a result, the characteristics can be stabilized even under a severe high temperature environment such as the optical system of the liquid crystal projector device.
  • the dimensional stability of the individual retardation films to be laminated under high temperature and high humidity is poor, fluctuation of the phase difference may occur in a high temperature and high humidity environment, which is preferable. ⁇ .
  • a polycarbonate film having poor dimensional stability under high temperature and high humidity is used, the phase difference changes after being exposed to an environment with a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90% for 100 hours.
  • a norbornene-based film is used, stable performance can be obtained without a change in retardation even after exposure to the above environment.
  • the characteristics can be stabilized even under severe high temperature environments such as the optical system of the liquid crystal projector device.
  • the dimensional change of the polycarbonate film after storage at 60 ° C. ⁇ 90% RH ⁇ 100 hours is 0.2%, while that of the norbornene film is not more than 0.02%.
  • the step of preparing a plurality of retardation films is carried out such that the in-plane retardation and the retardation in the vertical direction when laminated become desired values. Determining an optical axis angle of each other and the number of stacked layers.
  • the step of preparing the first retardation film and the second retardation film, and the optical axis of the second retardation film with respect to the optical axis (slow axis) of the first retardation film can be obtained based on the steps of: rotating the beam through a predetermined angular range and acquiring a data profile of the in-plane retardation amount corresponding to the rotation angle; and based on the acquired data profile.
  • the vertical retardation substantially corresponds to the sum of the vertical retardation of the first retardation film and the vertical retardation of the second retardation film.
  • FIG. 14A is a view for explaining a method of producing a retardation plate which is a laminate of the first and second two retardation films 61 and 62.
  • the main refractive index in the plane of the retardation film 61 is indicated by nix, nly, and the main refractive index in the plane of the retardation film 62 is indicated by n2x, n2y.
  • nix and n2x are the slow axes or optical axes of the retardation films 61 and 62
  • nly and n2y are the fast axes of the retardation films 61 and 62, respectively.
  • the first and second retardation films 61 and 62 use various commercially available polymer films. Can be.
  • the in-plane retardation amounts of the retardation films 61 and 62 may be the same or different.
  • retardation films having in-plane retardation amounts of 7 nm are used!
  • the optical axis nix of the first retardation film 61 and the optical axis n 2 x of the second retardation film 62 are arranged in the same direction.
  • the second retardation film 62 is rotated 90 degrees in the plane with respect to the first retardation film 61, and the in-plane retardation amount of the entire film corresponding to the rotation angle 0 1 is measured.
  • a data profile 60 representing the relationship between the rotation angle ⁇ 1 and the in-plane retardation amount as shown in 14 B is acquired.
  • the in-plane retardation amount of the whole film has a trigonometric function It turns out that it decreases.
  • ⁇ 1 is 0, that is, when the slow axes nix and n2x of the first and second retardation films 61 and 62 are oriented in the same direction, respectively, the position of the entire film.
  • the amount of retardation can be arbitrarily adjusted by changing the angle of the optical axis to be laminated.
  • the data profile 60 of the phase difference amount produced as described above is referred to the specification of the rotation angle ⁇ 1 at which the target phase difference amount can be obtained.
  • a rotation angle 0 1 (66 to 67 degrees in this example) corresponding to the retardation amount 5 nm is determined.
  • the first and second retardation films 61 and 62 are integrated and laminated by combining the optical axes nix and n2 x so as to be ⁇ 1.
  • adhesion with the above-mentioned adhesive or welding with a solvent is adopted.
  • FIG. 15 shows the in-plane with respect to the rotation angle ⁇ 1 in the case where both of the in-plane retardation amounts of 45 nm are used as the first and second retardation films 61 and 62 shown in FIG. 14A.
  • It is a data profile that represents the relationship with the amount of phase difference. For example, when producing a retardation plate having an in-plane retardation amount of 20 nm for the entire film, a rotation angle 0 1 (about 78 degrees in this example) corresponding to the retardation amount 20 nm is determined, and the rotation angle ⁇ 1 Set the optical axes nix and n2x to The first and second retardation films 61 and 62 are integrated and laminated.
  • FIGS. 16A and 16B are diagrams for explaining a method of manufacturing a retardation plate made of a laminate of three retardation films.
  • the second retardation film 72 of a single layer is used for the first retardation film 71 formed of a laminate of two retardation films so that the retardation amount of the whole film is 20 nm.
  • the case of stacking will be described.
  • the in-plane retardation amount of each retardation film is assumed to be equal to 8 nm.
  • the in-plane main refractive index of the retardation film 71 is indicated by nix, nly
  • the in-plane main refractive index of the retardation film 72 is indicated by n2x, n2y.
  • nix and n2x are the slow axes or optical axes of the retardation films 71 and 72
  • nly and n2y are the fast axes of the retardation films 71 and 72, respectively.
  • the optical axis nix of the first retardation film 71 and the optical axis n 2 x of the second retardation film 72 are arranged in the same direction.
  • the first retardation film 71 is a laminate of two retardation films each having a retardation amount of 8 nm, and is laminated so that the respective optical axes coincide with each other. I assume. Therefore, the in-plane retardation amount of the first retardation film 71 is 16 nm.
  • the second retardation film 72 is rotated 90 degrees in the plane with respect to the first retardation film 71, and the in-plane retardation amount of the entire film corresponding to the rotation angle ⁇ 2 is calculated.
  • the in-plane retardation amount of the whole film has a trigonometric function Decrease.
  • ⁇ 2 is 0, that is, when the respective slow axes nix and n2x of the first and second retardation films 71 and 72 are oriented in the same direction, the retardation of the entire film is obtained.
  • the data profile 70 of the phase difference amount manufactured as described above is referred to the specification of the rotation angle 2 at which the target phase difference amount can be obtained.
  • a rotation angle ⁇ 2 (about 36 degrees in this example) corresponding to the retardation amount 20 nm is determined.
  • the first and second retardation films 71 and 72 are integrated and laminated by combining the optical axes nix and n2x so that
  • the present embodiment it is possible to easily manufacture a retardation plate having a minute retardation by using a plurality of retardation films. Further, by forming the birefringence layer 53 of the retardation compensation plate 50 with the retardation plate configured as described above, the in-plane retardation of the liquid crystal display devices 1R, 1G, 1B of each color of RGB is made high. It is possible to compensate for the accuracy. As a result, fine adjustment of the contrast of the projection type image display apparatus becomes possible, and high contrast of the display image can be realized.
  • the rectangular retardation film has been described as an example so as to facilitate rotation
  • the present invention is not limited to this, and for example, it may be circular.
  • the circularly laminated film laminate is then processed to the desired size.
  • the compensation characteristics of the retardation compensation plate may differ depending on the type and combination method of individual retardation films constituting the retardation compensation plate. This will be explained below.
  • the residual retardation of the vertical alignment reflective liquid crystal panel is generally 5 nm or less.
  • a retardation plate with an in-plane retardation (Re) of l ⁇ RecZRepRec10 and a vertical retardation (Rth) of about 200 nm is required.
  • Rec means the in-plane retardation of the retardation plate
  • Rep means the in-plane retardation (residual retardation) of the liquid crystal panel as with “ROp”.
  • a retardation plate is composed of two or more retardation films having retardation characteristics that facilitate in-plane retardation that is larger than a desired retardation and that is easy to perform stretching control, and the lamination angle is changed. It is possible to control the in-plane phase difference.
  • the phase difference of the compensator is set to be larger than the residual phase difference of the liquid crystal panel.
  • the retardation plate which is a force of retardation film, has an effective retardation of O nm for incident light having a polarization direction parallel to the optical axis (slow axis) of the film, and The maximum is for polarized light rotated 45 degrees.
  • the retardation plate is composed of one retardation film, the minimum value of the effective retardation is obtained to O nm, and it is possible to compensate for a minute residual retardation.
  • FIG. 17 shows the effective retardations when two types of retardation films having in-plane retardations of 70 nm and 50 nm are laminated at lamination angles of 90 degrees, 67.5 degrees, and 45 degrees, respectively. Angle dependence is shown.
  • the horizontal axis indicates the rotation angle of the optical axis of the first retardation film with respect to the optical axis of the liquid crystal panel
  • the vertical axis indicates the retardation plate (product of retardation film Layer) is shown.
  • light having a polarization direction rotated 45 degrees with respect to the optical axis of the liquid crystal panel is incident on the retardation plate.
  • the direction of the optical axis of the laminate does not change, so when the angle between the optical axis of the liquid crystal panel and the optical axis of the retardation plate is 0 degrees and 90 degrees. It is the largest and the smallest at 45 degrees.
  • the optical axis of the retardation plate changes when the lamination angle is other than 90 degrees, the angular position of the retardation plate at which the effective retardation is maximized is shifted compared to the case where the lamination angle is 90 degrees. Do.
  • the minimum value of the effective retardation is obtained to O nm.
  • the minimum value of the effective retardation is 13 nm when the stacking angle is 67.5 degrees, and the minimum value of the effective retardation is 45 nm when the stacking angle is 45 degrees.
  • the in-plane retardation per retardation film is large, and the residual retardation of the liquid crystal panel of 5 nm or less can not be compensated. .
  • FIG. 18 two retardation films each having an in-plane retardation of 5 nm, 50 nm, 100 nm, and 200 nm are prepared, and these two films having the same in-plane retardation have a lamination angle 45 Shows the angular dependence of the effective retardation when stacked on top of each other.
  • the horizontal axis indicates the rotation angle of the optical axis of the first retardation film with respect to the optical axis of the liquid crystal panel
  • the vertical axis indicates the effective retardation of the retardation plate. It is assumed that light having a polarization direction rotated 45 degrees with respect to the optical axis of the liquid crystal panel is incident on the retardation plate.
  • the difference between the in-plane retardation of the two retardation films is matched to the desired in-plane retardation (l ⁇ RecZRep 10) 2 A sheet of film is required.
  • the sum of the retardations in the vertical direction of the two retardation films be around 200 nm.
  • the in-plane retardation is required to be about 200, since the retardation in the vertical direction is half of the in-plane retardation. Therefore, when a uniaxially stretched film is used, a film having a large in-plane retardation is required.
  • the lamination angle deviates from 90 degrees due to variations in the film optical axis direction, measurement accuracy, and bonding accuracy errors, the in-plane retardation per film is large, so the minimum value of the effective retardation is This has greatly increased, and as a result, there is a high possibility that the residual phase difference of the panel can not be compensated.
  • the vertical direction retardation can be kept larger than the in-plane retardation, and the in-plane retardation can be suppressed to less than 100 nm.
  • the minimum value of the effective retardation is equal to or less than the residual retardation of the panel. It is possible to suppress.
  • the retardation compensation plate can obtain the most stable compensation characteristics by forming a biaxially stretched film in an orthogonally laminated manner.
  • the amount of compensation retardation with respect to the liquid crystal panel was measured when the slow axis of the retardation compensation plate of the example and the comparative example was rotated.
  • the rotation was performed clockwise with the angle at which the slow axis R1 of the liquid crystal panel and the slow axis R2 of the retardation plate coincide (see Figs. 8 and 9).
  • the in-plane retardation (ROp) of the liquid crystal panel is 2.5 nm.
  • FIG. 19 shows the measurement results of the compensation phase difference amount in the above-mentioned Example 1 and Comparative Example 1.
  • the in-plane retardation ROp of the liquid crystal panel is 2.5 nm
  • ⁇ 2.5 nm is required as the compensation retardation of the retardation plate. As shown in FIG. 19, the following can be seen.
  • Comparative Example 1 since the fluctuation of the compensation phase difference amount with respect to the rotation of the slow axis is very large, in order to obtain the compensation phase difference amount of about ⁇ 2.5 nm, ⁇ 0.5 degrees. It is necessary to set the slow axis R2 with the following accuracy, and it is understood that the optimization of the contrast becomes difficult. In addition, when a shift occurs in the direction of the slow axis R2, the amount of compensation phase difference changes significantly, and it is known that the compensation function is significantly reduced.
  • the compensation for the rotation of the slow axis R 2 is sufficient if the slow axis R 2 is rotated by about 51 degrees.
  • the fine adjustment of the contrast is easy by the rotation of the slow axis R2 where the variation of the phase difference amount is small.
  • contrast compensation can be performed in the range of ⁇ 2 nm, it can be understood that it is also possible to cope with variations in the installation angle of optical components and the unevenness of each liquid crystal panel. Furthermore, even if a shift occurs in the direction of the slow axis R2, it is also found that the decrease in the compensation function is small.
  • FIG. 20 shows measurement results of compensation phase difference amounts in Examples 1 to 4 and Comparative Example 2.
  • the in-plane retardation of the liquid crystal panel is also dispersed by 2.5 nm power, a large rotation angle adjustment of ⁇ 10 degrees or more is required, which may occur even when the required compensation retardation amount can not be obtained.
  • due to the structure in which the retardation compensator is assembled on the liquid crystal panel it is difficult to attach a mechanism for rotating the retardation compensation plate to a range of 10 degrees or more.
  • a compensation phase difference of about 2.5 nm can be obtained.
  • Example 4 of 4 the same compensation phase difference amount can be obtained by rotating about 57 degrees.
  • it compensates in both large and small directions around -2.5 nm It is possible to adjust the amount of retardation, and it is possible to optimize the liquid crystal panel having variations in the amount of retardation.
  • the in-plane retardation amount of the liquid crystal panel can be made with high accuracy. While being able to compensate, adjustment of contrast becomes easy.
  • a retardation plate was produced in the same manner as in Example 5 except that adhesion with a retardation film was performed by solvent welding. Toluene was used as a solvent for welding. The manufactured retardation plate has a surface The internal phase difference of 10 nm and the reflectance of 1% or less were obtained.
  • the film after adhesion was kept at a high temperature. As a result, excellent heat resistance was obtained without peeling even at a temperature of 170 ° C. which exceeds the glass transition point of the film.
  • the heat resistance of the manufactured retardation plate it was held for 1 hour in an environment of 130 ° C., and the in-plane retardation after removal was measured. As a result, the in-plane phase difference remained excellent at lOnm with excellent heat resistance.
  • a retardation plate that compensates for the in-plane retardation and the vertical retardation of a liquid crystal panel an example of producing a retardation plate having an in-plane retardation of 10 nm and a vertical retardation of ⁇ 200 nm is shown below.
  • a retardation film As a retardation film, four unstretched norbornene films having a thickness of 188 ⁇ m and an in-plane retardation of 7 nm are used, and the in-plane retardation after lamination is 10 nm and the vertical retardation is ⁇ 200 nm. Thus, the angles of the optical axes of the first layer force and the fourth layer were adjusted and bonded.
  • the film after adhesion was kept at a high temperature. As a result, excellent heat resistance was obtained without peeling even at a temperature of 170 ° C. exceeding the glass transition point of the film. Moreover, in order to confirm the heat resistance of the produced retardation plate, it hold
  • a retardation plate was produced in the same manner as in Example 1 except that a polycarbonate film having a glass transition point of 150 ° C. was used. And temperature 13 The in-plane retardation was measured after holding for 1 hour in an environment of 0 ° C. and taking it out. As a result, the in-plane retardation decreased to 3 nm, and instability of the retardation was confirmed.
  • ROc 50 nm
  • Rth ⁇ 100 nm
  • R0c 70 nm
  • Rth 100 nm
  • a retardation plate was produced in the same manner as in Example 9, except that the adhesion of the retardation film was performed by solvent welding. Toluene was used as a solvent for welding. The produced retardation plate is RO
  • a retardation plate was produced in the same manner as in Example 9, except that a polycarbonate film was used as the retardation film.
  • the phase difference after storage for 100 hours in an atmosphere of 60 ° C. ⁇ 90% RH was measured.
  • the phase difference plate of Example 8: LO obtained stable performance with no change in phase difference
  • the phase difference plate of Comparative Example 4 had an in-plane retardation of 20 nm before the test.
  • the in-plane retardation changed to 15 nm, and instability of the characteristics in a high temperature and high humidity environment was observed.
  • Retardation plates were produced using photocurable resins having different glass transition points. Thereafter, it was stored at 50 ° C. for 1 day, and after taking out, the in-plane retardation was measured.
  • the in-plane retardation was measured by using a retardation measuring device “RETS-100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., and measuring a position 5 mm from the center of the retardation plate and comparing it. The results of the experiment are shown in Table 4.
  • the optical axes were orthogonal to each other for bonding.
  • a phase difference measurement apparatus “RETS-100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for measurement of the phase difference.
  • a visible light curable resin was used to bond the film.
  • the amount of change in retardation of the retardation plate is preferably within 1 nm.
  • the amount of change in retardation at the corner exceeds 1 nm.
  • the change in retardation is lnm or less at both the center and the corner, and excellent performance can be obtained.
  • Retardation plates having different thicknesses of the adhesive layer were produced. Thereafter, in order to evaluate the adhesion of the adhesive, it was stored for 5 days in an environment of 60 ° C. and 90% RH as an accelerated test, and the appearance after removal was observed. The results of the experiment are shown in Table 5.
  • the configuration and production method of the retardation plate are as follows.
  • ROc 50 nm
  • Rth ⁇ 100 nm
  • R0c 70 nm
  • Rth 100 nm
  • Each sheet was prepared in a circular shape, and the optical axes were made to cross each other at right angles so that the in-plane retardation after lamination was 20 nm.
  • a phase difference measurement apparatus “RETS-100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for measurement of the phase difference.
  • a visible light curable resin was used to bond the film.
  • an anti-reflection film was formed on the surface on one side of each of two quartz glass plates having a thickness of 0.3 mm as a support.
  • the antireflective film was formed by sputtering. Thereafter, the above-described laminated film was sandwiched between the supports on which the antireflective film was formed, and adhesion was performed. A visible light curable resin was used for adhesion.
  • Retardation plates were manufactured using photocurable resins having different cure shrinkage rates. Thereafter, the appearance of the support such as cracks was observed. The experimental results are shown in Table 6.
  • the configuration and production method of the retardation plate are as follows.
  • the base films were prepared one by one in a circular shape, and the optical axes were made to cross each other at right angles so that the in-plane retardation after lamination was 20 nm .
  • a phase difference measurement apparatus “RETS-100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for measurement of the phase difference.
  • a visible light curable resin was used to bond the film.
  • the contrast of the liquid crystal panel can be easily adjusted.
  • the reflection type liquid crystal display device has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention is also applicable.
  • the retardation compensation plate may be provided with an anti-reflection film only on the light incident side of its both principal surfaces.
  • optical system of the projection type image display device is not limited to the three-plate type described above, but may be a single-plate type.
  • the present invention can be applied to a direct-viewing type liquid crystal display device as a flat panel display.

Abstract

　液晶パネル（１１）の残留位相差を補償する位相差補償器（４０）において、複屈折性を有する位相差補償板（５０）を備え、この位相差補償板（５０）の面内位相差Ｒ０ｃと、液晶パネル（１１）の面内位相差Ｒ０ｐとが、１＜Ｒ０ｃ／Ｒ０ｐ≦１０の関係を満たすように構成することにより、液晶パネル（１１）に対して位相差補償板（５０）を設定する際の回転角度間における補償位相差量の変動を小さく抑えることができる位相差補償板、位相差補償器、液晶表示装置および投射型画像表示装置を提供する。これにより、コントラストの調整を容易に行うことができるとともに、個々の液晶パネル（１１）が有する残留位相差のバラツキにも柔軟に対応することが可能になる。

Description

明 細 書
位相差補償板、位相差補償器、液晶表示装置および投射型画像表示装 置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば液晶パネルの位相差補償に用いられる位相差補償板と、これを 用いた位相差補償器、液晶表示装置および投射型画像表示装置に関する。
背景技術
[0002] 従来より、画像をスクリーンに拡大投影することにより大画面を実現するプロジェクタ 装置が、投射型画像表示装置として知られている。特に近年では、光源からの出射 光を液晶表示装置で光変調してスクリーンに投影する、 V、わゆる液晶プロジェクタ装 置が普及している。液晶表示装置は、液晶パネルに用いられる液晶分子の種類に対 応した表示モードで画像を表示する。
[0003] 例えば、負の誘電異方性を有する液晶分子を、液晶パネルを構成する一対の基板 間に垂直配光するように封入した VA (Vertically Aligned)モードの液晶表示装置が 広く知られている。 VAモードの液晶表示装置では、電界無印加時に液晶分子が基 板の主面に対してほぼ垂直に配向するため、光は液晶層をその偏光面をほとんど変 ィ匕させることなく通過する。従って、基板の上下に偏光板を設置することにより、電界 無印加時において良好な黒色表示が可能である。これに対して、電界印加時には、 液晶分子は基板の主面に対して傾斜配向し、その結果生じる複屈折性により入射す る光の偏光面が回転する。この VAモードの液晶表示装置は、 TN (Twisted Nematic )モードの液晶表示装置に比べて、高いコントラストを実現できるという利点を有して いる。
[0004] VAモードの液晶表示装置では、電界印加時に液晶分子を傾斜配向させて複屈折 性を得るようにしている。そのため、電界無印加時において液晶分子を、あらかじめ 微小な傾斜角度 (プレチルト角）を持たせて配向させている。このように、電界無印加 時において液晶分子が基板の主面に対し完全に垂直ではなぐ小さく傾いた配向を もっため、液晶パネルに残留位相差が生じる。従って、垂直方向からの入射光の偏 光面が微小ながら回転してしまい、その結果、偏光板からの光漏れが生じてコントラ ストが低下する。
[0005] 更に、 VAモードでは電界無印加時において、斜め入射光に対して位相差を与え る。よって、明るさ (輝度)を得るために入射光のコーンアングルを大きく（F #を小さく )した場合、コントラストの低下を引き起こす。
[0006] 一方、 RGBの各色に対応して 3枚の液晶パネルを有する 3板式液晶プロジェクタ装 置等の投射型画像表示装置が知られている。投射型画像表示装置においては、一 般的に、プリズムタイプの偏光ビームスプリッタ（PBS : Polarized Beam Splitter)が偏 光分離に使用されている。しかし、プリズムタイプの偏光ビームスプリッタは、角度依 存性が大きぐコントラストの低下を招く。コントラストを確保するためにコーンアングル を制限すると、明るさ (輝度)の点で不利となる。
[0007] そこで、 1Z4波長板 (quarter wave plate)を液晶パネルと偏光板の間に配置するこ とにより、プリズムタイプの偏光ビームスプリッタによるコントラスト低下を補正すること が提案されている (特許第 3019813号公報参照)。
[0008] なお、プリズムタイプの偏光ビームスプリッタの代わりに、角度依存性の小さ 、ワイヤ 一グリッド偏光子と、反射型液晶パネルと、液晶パネルのプレチルトによる残留位相 差や斜め入射光に対する位相差を補償するための位相差板を組み合わせる方法が 提案されている（特開 2005— 18071号公報参照)。
[0009] また、特開 2000— 227520号公報には、屈折率特性が相異なる 2種以上の位相 差フィルムを組み合わせて位相差板を作製する技術が開示されて ヽる。
発明の開示
[0010] しかしながら、プレチルトによって起こる偏光面の回転は液晶パネルによってバラッ キがあるため、補償すべき残留位相差は液晶パネルごとに異なる。また、他の光学部 品の設置角度のバラツキ等が存在するため、 1Z4波長板を液晶パネルと偏光板と の間に配置するのみでは、安定したコントラスト調整が困難である。
[0011] 一方、液晶パネルの中心に対して垂直な軸を回転軸として 1Z4波長板を回転させ ながらコントラスト調整を行うことが考えられる。しかしながら、 1Z4波長板では回転角 度に対する位相差の変化量が大きいため、 1Z4波長板を高精度 (例えば 0. 5度以 下)で回転させなければならず、コントラストの最適化は困難となってしまう。
[0012] なお、液晶パネルの残留位相差を補償し高コントラストを得るためには、微小な位 相差量をもつ位相差板が必要とされる。その位相差量は、使用される液晶パネルに より異なるが、面内位相差が 30nm以下の微小位相差量を有する位相差板が必要と される。
[0013] 本発明は上述の問題に鑑みてなされ、コントラストの調整を容易に行うことができ、 液晶パネル間のバラツキにも柔軟に対応できる位相差補償板、位相差補償器、液晶 表示装置および投射型画像表示装置を提供することを課題とする。
[0014] 以上の課題を解決するに当たり、本発明は、複屈折性を有し、液晶パネルの残留 位相差を補償するための位相差補償板であって、この位相差補償板の面内位相差 は、液晶パネルの面内位相差よりも大きく構成されており、より詳しくは、位相差補償 板の面内位相差 ROcと、液晶パネルの面内位相差 ROpとが、 l <ROcZROp≤10の 関係を満たすことを特徴とする。
[0015] 本発明では、位相差補償板の面内位相差 ROcと液晶パネルの面内位相差 ROpと 力 l <ROcZROp≤10の関係を満たすので、液晶パネルに対して位相差補償板を 設定する際の回転角度間における補償位相差量の変動を小さく抑えることができる。 これにより、コントラストの調整を容易に行うことができるとともに、個々の液晶パネル が有する残留位相差のバラツキにも柔軟に対応することが可能となる。
[0016] 位相差補償板の面内位相差は、 30nm以下であることが好ま ヽ。位相差補償板 の面内位相差が 30nmを超えると、液晶パネルの面内位相差 ROpに対して位相差補 償板の面内位相差 ROcが大きくなり過ぎて微小な位相差補償を行うことが困難となる 力 である。
[0017] この場合、位相差補償板を 2枚以上の位相差フィルムの積層体で構成し、少なくと も 1枚の位相差フィルムを他の位相差フィルムに対して異なる方向に面内の光学軸（ 遅相軸）を組み合わせることで、必要とする面内位相差を容易かつ高精度に得ること ができる。そして、積層する位相差フィルムの枚数に応じて位相差補償板の垂直方 向位相差を調整することも可能である。特に、位相差補償板は負の垂直方向位相差 を有することが好ましい。 [0018] また、位相差補償板は、当該位相差補償板の両主面のうち少なくとも一方に反射 防止膜を備えることが好ましい。位相差補償板は、当該位相差補償板の遅相軸が液 晶パネルの遅相軸に対して 45度以上 85度以下回転させて設けられていることが好 ましい。また、位相差補償板は、等方性を有する透明支持体と、透明支持体上に設 けられた複屈折層とを備えることが好ましい。
[0019] なお、本明細書においては、位相差フィルムの面内の主屈折率を nxおよび ny、厚 さ方向の屈折率を nz、位相差フィルムの厚さを dとしたときに、 nxを光学軸 (遅相軸） 、nyを進相軸、 Δ η=ηχ— nyを面内屈折率差、 A n X dを面内位相差または単に位 相差 (リタ一デーシヨン)と表現する。また、位相差の大きさ (値)を位相差量と表現す る場合ちある。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1]図 1は、本発明の一実施形態による投射型画像表示装置の概略構成図である
[図 2]図 2は、本発明の他の実施形態による投射型画像表示装置の概略構成図であ る。
[図 3]図 3は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の構成を概略的に示す断面 図である。
[図 4]図 4は、本発明の一実施形態による位相差補償器の構成を示す平面図である
[図 5]図 5は、図 4における [5]— [5]線方向断面図である。
[図 6A]図 6Aは、位相差補償板の構成例を模式的に示す断面図である。
[図 6B]図 6Bは、位相差補償板の構成例を模式的に示す断面図である。
[図 7]図 7は、液晶パネルの遅相軸と位相差補償板の遅相軸との関係を説明する模 式図である。
[図 8]図 8は、液晶パネルの遅相軸方向を示す模式図である。
[図 9]図 9は、位相差補償板の遅相軸方向を示す模式図である。
[図 10]図 10は、液晶パネルに対する位相差補償板の回転角度と補償位相差量との 関係を示す図である。 [図 11]図 11は、液晶パネルに対して面内位相差が異なる複数の位相差補償板を適 用したときの、位相差補償板の回転角度と補償位相差量との関係を示す図である。 圆 12A]図 12Aは、位相差補償板を用いてコントラスト測定を行った実験結果を示す 図である。
圆 12B]図 12Bは、図 12Aで示した位相差補償板と垂直方向位相差が異なる位相差 補償板を用いてコントラスト測定を行った実験結果を示す図である。
圆 13A]図 13Aは、接着剤 1を用 ヽて作製した位相差補償板の位相差補償特性を示 す図である。
[図 13B]図 13Bは、図 13Aで示した接着剤 1と位相差板の常温時面内位相差と 80°C 時面内位相差との差が異なる接着剤 2を用いて作製した位相差補償板の位相差補 償特性を示す図である。
圆 14A]図 14Aは、複屈折層を構成する位相差板の作製方法の一具体例を説明す る図であり、各フィルムの光学軸 (遅相軸)方向を示す図である。
圆 14B]図 14Bは、複屈折層を構成する位相差板の作製方法の一具体例を説明す る図であり、光学軸の回転角度とフィルム全体の位相差量との関係を示すデータプロ フアイノレである。
[図 15]図 15は、複屈折層を構成する位相差板の作製方法の他の具体例を説明する 、光学軸の回転角度とフィルム全体の位相差量との関係を示すデータプロファイルで ある。
[図 16A]図 16Aは、複屈折層を構成する位相差板の作製方法の更に他の具体例を 説明する図であり、各フィルムの光学軸 (遅相軸)方向を示す図である。
[図 16B]図 16Bは、複屈折層を構成する位相差板の作製方法の更に他の具体例を 説明する図であり、光学軸の回転角度とフィルム全体の位相差量との関係を示すデ ータプロファイルである。
[図 17]図 17は、面内位相差が 70nmおよび 50nmの 2種類の位相差フィルムをそれ ぞれ積層角度を 90度、 67. 5度、 45度と異ならせて積層したときの、実効位相差の 角度依存性を示す図である。
[図 18]図 18は、面内位相差が 5nm、 50nm、 100nm、 200nmの位相差フィルムを それぞれ 2枚ずつ準備し、これら 2枚の同一の面内位相差をもつフィルムを積層角度 45度で互いに積層したときの、実効位相差の角度依存性を示す図である。
[図 19]図 19は、本発明の実施例 1における回転角に対する補償位相差量の変化を 示す図である。
[図 20]図 20は、本発明の実施例 1〜3における回転角に対する補償位相差量の変 化を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
[0022] 本発明に係る位相差補償板および位相差補償器は、液晶表示装置を備える投射 型画像表示装置にぉ ヽて、液晶パネルの残留位相差を補償するための用いられる。 まず、図 1を参照して、投射型画像表示装置の一構成例とその動作について説明す る。
[0023] [投射型画像表示装置]
図 1は本発明の実施形態による投射型画像表示装置 15Aの概略構成図である。 投射型画像表示装置 15 Aは、赤、緑および青の各色用の液晶ライトバルブを 3枚用 いてカラー画像表示を行う、いわゆる 3板方式液晶プロジェクタ装置である。図 1に示 すように、この投射型画像表示装置 15Aは、液晶表示装置 1R, 1G, 1Bと、光源 2と 、ダイクロイツクミラー 3, 4と、全反射ミラー 5と、偏光ビームスプリッタ 6R, 6G, 6Bと、 合成プリズム 8と、投射レンズ 9とを備えている。
[0024] 光源 2は、カラー画像表示に必要とされる青色光 L、緑色光 Lおよび赤色光 Lを
B G R
含んだ光源光（白色光) Lを発するものであり、例えばハロゲンランプ、メタルノヽライド ランプまたはキセノンランプ等を備える。
[0025] ダイクロイツクミラー 3は、光源光 Lを青色光 Lとその他の色光 L とに分離する機能
B RG
を有している。ダイクロイツクミラー 4は、ダイクロイツクミラー 3を通過した光 L を赤色
RG
光 Lと緑色光 Lとに分離する機能を有している。全反射ミラー 5は、ダイクロイツクミラ
R G
一 3によって分離された青色光 Lを偏光ビームスプリッタ 6Bに向けて反射する。
B
[0026] 偏光ビームスプリッタ 6R， 6G, 6Bは、それぞれ、赤色光 L、緑色光 Lおよび青色
R G
光 Lの光路に沿って設けられたプリズム型の偏光分離素子である。これらの偏光ビ 一ムスプリッタ 6R, 6G, 6Bは、それぞれ、偏光分離面 7R, 7G, 7Bを有し、この偏光 分離面 7R, 7G, 7Bにおいて、入射した各色光を互いに直交する 2つの偏光成分に 分離する機能を有している。偏光分離面 7R, 7G, 7Bは、一方の偏光成分 (例えば S 偏光成分)を反射し、他方の偏光成分 (例えば P偏光成分）は透過するようになって いる。
[0027] 液晶表示装置 1R, 1G, 1Bには、偏光ビームスプリッタ 6R, 6G, 6Bの偏光分離面 7R, 7G, 7Bによって分離された所定の偏光成分 (例えば S偏光成分)の色光が入 射される。液晶表示装置 1R, 1G, 1Bは、画像信号に基づいて与えられた駆動電圧 に応じて駆動され、入射光を変調させると共に、その変調された光を偏光ビームスプ リツタ 6R, 6G, 6Bに向けて反射する機能を有している。
[0028] 偏光ビームスプリッタ 6R, 6G, 6Bと液晶表示装置 1R、 1G、 IBとの間には、 1Z4 波長板 13R, 13G, 13Bと位相差補償器 40とがそれぞれ配置されている。 1/4波 長板 13R, 13G, 13Bは、偏光ビームスプリッタ 6R, 6G, 6Bの有する入射光の角度 依存性に起因するコントラストの低下を補正する機能を有する。また、位相差補償器 40は、液晶表示装置 1R, 1G, 1Bを構成する液晶パネルの残留位相差を補償する 機能を有する。なお、位相差補償器 40の詳細については後述する。
[0029] 合成プリズム 8は、液晶表示装置 1R, 1G, 1Bから出射され、偏光ビームスプリッタ 6R, 6G, 6Bを通過した所定の偏光成分 (例えば P偏光成分)の色光を合成する機 能を有している。投射レンズ 9は、合成プリズム 8から出射された合成光をスクリーン 1 0に向けて投射する機能を有して 、る。
[0030] 次に、以上のように構成された投射型画像表示装置 15Aの動作について説明する
[0031] まず、光源 2から出射された白色光 Lは、ダイクロイツクミラー 3の機能によって青色 光 Lとその他の色光 (赤色光および緑色光) L とに分離される。このうち青色光 L
B RG B
は、全反射ミラー 5の機能によって、偏光ビームスプリッタ 6Bに向けて反射される。
[0032] 一方、その他の色光 (赤色光および緑色光) L は、ダイクロイツクミラー 4の機能に
RG
よって、さらに赤色光 Lと緑色光 Lとに分離される。分離された赤色光 Lおよび緑
R G R
色光 L は、それぞれ、偏光ビームスプリッタ 6R, 6Gに入射される。 [0033] 偏光ビームスプリッタ 6R, 6G, 6Bは、入射した各色光を偏光分離面 7R, 7G, 7B において互いに直交する 2つの偏光成分に分離する。このとき、偏光分離面 7R, 7G , 7Bは、一方の偏光成分 (例えば S偏光成分)を液晶表示装置 1R, 1G, 1Bに向け て反射する。液晶表示装置 1R, 1G, 1Bは、画像信号に基づいて与えられた駆動電 圧に応じて駆動され、入射した所定の偏光成分の色光を画素単位で変調させる。
[0034] 液晶表示装置 1R, 1G, 1Bは、変調した各色光を偏光ビームスプリッタ 6R, 6G, 6 Bに向けて反射する。偏光ビームスプリッタ 6R, 6G, 6Bは、液晶表示装置 1R, 1G, 1Bからの反射光 (変調光)のうち、所定の偏光成分 (例えば P偏光成分)のみを透過 させ、合成プリズム 8に向けて出射する。
[0035] 合成プリズム 8は、偏光ビームスプリッタ 6R, 6G, 6Bを通過した所定の偏光成分の 色光を合成し、投射レンズ 9に向けて出射する。投射レンズ 9は、合成プリズム 8から 出射された合成光を、スクリーン 10に向けて投射する。これにより、スクリーン 10に、 液晶表示装置 1R, 1G, 1Bによって変調された光に応じた映像が投影され、所望の 映像表示がなされる。
[0036] 図 2は本発明に係る投射型画像表示装置の他の構成例を示している。図示する投 射型画像表示装置 15Bは、偏光分離素子として、図 1に示したプリズム型の偏光ビ 一ムスプリッタ 6に代えて、ワイヤグリッド偏光子 16R, 16G, 16Bを配置した例を示し ている。なお、図 1と対応する部分については同一の符号を付している。
[0037] ワイヤグリッド偏光子は、プリズム型の偏光ビームスプリッタに比べて入射光の角度 依存性が小さく耐熱性にも優れるため、 1Z4波長板が不要であり、光量の大きな光 源を使用する投射型画像表示装置用の偏光分離素子として好適に用いることができ る。この例においても、図 1と同様な作用でスクリーン（図示略)上に画像を表示する。 なお、図 2において符号 17は全反射ミラー、 18はリレーレンズである。また、図 2に は光源 2の一構成例を示しており、 25は光源光 Lを発生するランプユニット、 27, 28 は光源光 Lの輝度を均一化する一対のマイクロレンズアレイ、 28は光源光 Lの偏光 方向を一方向の偏光波に変換する PS変換素子、 29は光源光 Lの照射位置を調整 する位置調整用レンズである。
[0038] ワイヤーグリッド偏光子は、ガラス等の透明基板上に、ピッチ、幅、高さが入射光の 波長より小さい複数の金属細線を格子状に形成したもので、金属細線と平行する偏 光成分を反射し、金属細線と直交する偏光成分を透過させることで所定の偏光特性 を出現させる。ワイヤーグリッド偏光子は、入射光に対して垂直に配置される場合は 偏光子として機能する。一方、図 2に示すように入射光に対して非垂直に配置される 場合には、偏光ビームスプリッタとして機能する。また、このワイヤーグリッド偏光子を 偏光ビームスプリッタとして用いた場合、液晶表示装置に偏光板が不要となる。
[0039] [液晶表示装置]
次に、図 3を参照しながら、液晶表示装置 1R, 1G, 1Bについて説明する。図 3は、 本発明の一実施形態による液晶表示装置 1R, 1G, 1Bの一構成例を示す断面図で ある。図 3に示すように、この液晶表示装置 1R, 1G, 1Bは、ライトバルブである液晶 パネル 11と、この液晶パネル 11の偏光ビームスプリッタと対向する側に設けられた位 相差補償器 40とを備える。
[0040] 液晶パネル 11は、例えば、電圧無印加状態で液晶分子が垂直配向された反射型 垂直配向液晶表示素子であって、互いに対向配置された対向基板 20および画素電 極基板 30と、これらの対向基板 20および画素電極基板 30の間に液晶を封入してな る液晶層 12とを備える。液晶層 12を構成する液晶としては、負の誘電異方性を有す る液晶、例えば、負の誘電異方性を有するネマティック液晶が用いられている。
[0041] 対向基板 20は、透明基材 21上に、透明電極 22、配向膜 23が順次積層されて構 成される。透明基材 21は、例えばソーダガラス、無アルカリガラスまたは石英ガラス等 力もなるガラス基板である。透明電極 22は、例えば酸ィ匕すず (SnO )と酸化インジゥ
2
ム（In O )との固溶体である ITO (Indium Tin Oxide )等の透明な導電性酸化物材料
2 3
力もなる。この透明電極 22は、全画素領域で共通の電位 (例えば接地電位）とされて いる。
[0042] 配向膜 23は、例えばポリイミド系の有機化合物力もなる。この配向膜 23の液晶層 1 2側となる表面には、液晶層 12を構成する液晶分子を所定方向に配向させるために 、ラビング処理が施されている。
[0043] 画素電極基板 30は、支持基板 31上に、反射電極層 33、配向膜 34を順次積層し て構成される。支持基板 31は、例えばシリコン基板であり、この基板 31上には、例え ば C— MOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)型のスイッチング素子 32 が設けられている。反射電極層 33は、複数の反射型の画素電極を備える。この画素 電極には、上述のスイッチング素子 32によって、駆動電圧が印加されるようになって いる。
[0044] 画素電極を構成する材料としては、可視光で高い反射率を有するものが好ましぐ 例えばアルミニウムが用いられる。配向膜 34は、対向基板 20の配向膜 23と同様に、 例えばポリイミド系の有機化合物力もなり、この配向膜 34の液晶層 12側となる表面に は、液晶層 12を構成する液晶分子を所定方向に配向させるために、ラビング処理が 施されている。
[0045] [位相差補償器]
、て、本発明に係る光学補償素子としての位相差補償器 40の詳細につ 、て説 明する。位相差補償器 40は、各液晶表示装置 1R, 1G, 1Bにおける上述した構成 の液晶パネル 11の上にそれぞれ設けられる。
[0046] 図 4は、位相差補償器 40の一例を示す平面図である。図 5は、位相差補償器 40の 一例を示す断面図である。図 4および図 5に示すように、位相差補償器 40は、位相 差補償板 50と、この位相差補償板 50を回転させるための回転体 41と、この回転体 4
1を液晶パネル 11の主面に対して垂直な軸を回転軸として、回転自在に保持するハ ウジング部 42とを有する。
[0047] この位相差補償器 40は、図 5に示すように、液晶パネル 11に対して密閉部材であ る Oリング 45を介して密着固定される。このように密着固定することにより、液晶パネ ル 11と位相差補償器 40との間の防塵効果を得ることができる。なお、回転体 41およ びノヽウジング部 42が本発明における回転手段の一例である。
[0048] 回転体 41は、円盤状の形状を有し、その中央部には矩形状を有する開口 41aが設 けられている。また、回転体 41は、その内部に位相差補償板 50を保持可能に構成さ れ、回転体 41の内部に位相差補償板 50を保持した状態において、開口 41aから位 相差補償板 50が露出するようになって 、る。
[0049] ハウジング部 42は、液晶パネル 11の主面に対して垂直な軸を回転軸として、回転 体 41を液晶パネル 11の面内方向に回転可能に保持して 、る。ハウジング部 42は、 長方形の板状で、その中央部に円形状の開口 42aを有している。この開口 42aの側 面 42bは、回転体 41を嵌合可能なように一様に窪んでいる。また、ノ、ウジング部 42 の側面には、回転体 41の端面に接続された角度調整部材 44が設けられ、矢印 aに 示す方向に角度調整部材 44を動かすと、これに連動して回転体 41が矢印 bに示す 方向に回転されるようになっている。また、開口 42aの周りには、回転体 41の位置を 固定するための固定ネジ 43が 1または 2以上設けられている。 2以上の固定ネジ 43 を設ける場合には、固定ネジ 43は開口 42aの周りに等間隔で配設される。なお、調 整後の回転体 41の位置固定方法は固定ネジ 43の例に限らず、例えば、接着剤を用 V、て回転体 41をハウジング部 42に接着固定したり、角度調整部材 44の調整位置を 機械的に保持するクランプ機構を別途設けるなどしてもよい。
[0050] 本実施形態の位相差補償器 40は、偏光ビームスプリッタ 6R, 6G, 6Bあるいはワイ ヤーグリッド偏光子 16R, 16G, 16Bと液晶パネル 11の前面との間にそれぞれ設け られている（図 1,図 2)。そして、液晶パネル 11に垂直な軸を回転軸として位相差補 償板 50を回転させ、液晶パネル 11の遅相軸に対する各位相差補償板 50の遅相軸 の回転角度を適宜設定することで、コントラストの調整を行う。位相差補償板 50の遅 相軸の向きの設定は、角度調整部材 44の矢印 a方向の回動操作で行われる。
[0051] 図 6Aは、位相差補償板 50の一構成例を示す断面図である。位相差補償板 50は、 液晶分子のプレチルトによる残留位相差を補償する機能を有する。図 6Aに示したよ うに、位相差補償板 50は、支持体 51と、支持体 51の液晶パネル 11と対向する側に 設けられた反射防止膜 52と、支持体 51の合成プリズム 8と対向する側に順次設けら れた複屈折層 53および反射防止膜 54とを備える。
[0052] また、位相差補償板 50は、図 6Bに示したように、複屈折層 53と反射防止膜 54との 間に支持体 55を更に設け、一対の支持体 51, 55で複屈折層 53を挟んだ構成とす ることもできる。支持体 55を構成する材料としては、支持体 51と同様のものを用いる ことができる。このような構成とすることで、温度変化に対する耐久性を向上させること ができる。
[0053] 位相差補償板 50の構成は上述の例に限定されない。例えば、複屈折層 53が十分 に自立可能な（自己支持性のある)ものであれば、支持体 51, 55を用いなくてもよい 。支持体 51, 55を用いない場合は、反射防止膜 52, 54は複屈折層 53の両主面に 直接形成される。
[0054] 支持体 51は、複屈折層 53を支持するためのものであり、透明性を有し、且つ、等 方性を有する。支持体 51を構成する材料としては、例えばソーダガラス、無アルカリ ガラスもしくは石英ガラス等のガラスまたはプラスチック等を用いることができるが、良 好な等方性を得るためにはガラスを用いることが好ま 、。
[0055] 反射防止膜 52, 54は、入射する光 (例えば赤色光、緑色光、青色光）の反射を防 止するためのものであり、反射率を 1%以下とすることが好ましい。反射率を 1%以下 とすることにより、反射光によるコントラストの低下を抑えることができる。反射防止膜 5 2, 54は、例えば単層反射防止膜または 2層以上の多層反射防止膜である。これら の反射防止膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法が挙げられる。
[0056] 複屈折層 53は、面内に微小な位相差を有し、かつ、負の垂直方向位相差を有する 位相差板カゝらなる。複屈折層 53は、位相差安定性、面内光軸方向安定性、高透過 率および密着性等を有することが好ましい。また、高耐熱性、低吸水性および低光弹 性係数等の特性を有することが更に好まし 、。これらの特性を満たすフィルムとして、 例えばノルボルネン系フィルム、ポリカーボネート（PC)フィルム、セルローストリァセ テートフィルム、ポリメチルメタタリレート（PMMA)フィルム等が挙げられる。
[0057] 支持体 51と複屈折層 53とを接着するための接着剤としては、等方性を有し、且つ 、熱変化等の環境変化による光学特性の変化が小さいものを用いることが好ましぐ 例えば粘着シート等の感圧性接着剤、紫外線硬化型、可視光硬化等の光硬化型接 着剤、あるいは熱硬化型接着剤を用いる。
[0058] 複屈折層 53は、液晶分子のプレチルトによる位相差を補償するためのものである。
位相差補償板 50の面内位相差は、この複屈折層 53の面内位相差によって調整され る。そこで、本実施形態では、複屈折層 53の面内位相差 ROcと液晶パネル 11の面 内位相差 ROpと力 KR0c/R0p≤10,好ましくは、 2≤R0c/R0p≤ 10,更に好 ましくは、 5≤ROcZROp≤8の関係を満たすように複屈折層 53の面内位相差が設 定される。
[0059] l≥ROcZROpである場合には、位相差補償板 50の回転調整角度の制限により補 償位相差量が足りな 、、または液晶パネル 11ごとの位相差のばらつきや光学部品の 設置角度のバラツキに対応できなくなる傾向がある。一方、 10く ROcZROpである場 合には、位相差補償板 50の回転に対する補償位相差量の変動が大きくなり、微調 整が困難になる傾向がある。
[0060] 図 7は、位相差補償板 50の遅相軸の方向を示す模式図である。図 7に示すように、 位相差補償板 50の遅相軸 R2の方向は、液晶パネル 11の遅相軸 R1の方向に対し て角度 Θ回転させた位置に設定される。これら位相差補償板 50の遅相軸 R2と液晶 パネル 11の遅相軸 R1とのなす角 Θは、 45度以上 85度以下、より好ましくは、 45度 以上 65度以下の範囲に設定される。なお、液晶パネル 11の遅相軸 R1の方向は、液 晶分子の傾斜配向方向を示している。
[0061] 遅相軸 R2の方向は、液晶パネル 11の面内位相差 (ROp)と位相差補償板 50の面 内位相差 (ROc)との値により決定される。つまり、位相差補償器 40の面内位相差と 液晶パネル 11の面内位相差とがー致するように位相差補償板 50の光学軸を回転さ せて組み合わされる。位相差補償器 40は、 ± 10度以下（一 10度〜 + 10度）の範囲 で位相差補償板 50を回転可能に構成されて 、る。
[0062] 以下、具体例を挙げて説明する。
図 8は液晶パネルの遅相軸方向を示す模式図である。図 9は位相差補償板の遅相 軸方向を示す模式図である。例えば、面内位相差が 3nmの液晶パネルの上に、面 内位相差が 6nmの微小位相差補償板を設け、液晶パネルの遅相軸 R1と位相差補 償板の遅相軸 R2とが一致する位置を 0度として、時計回りに位相差補償板を回転さ せたときの遅相軸の回転角度（ Θ )と補償位相差量との関係を図 10に示す。なお図 中一点鎖線は、比較として、 1Z4波長板 (面内位相差 128nm)を用いて測定を行つ たときの結果を示している。
[0063] 図 10に示した例において、液晶パネルが持つ面内位相差が 3nmの場合、位相差 補償板の補償位相差量として一 3nmが必要となる。そこで、位相差補償板として 1/ 4波長板を用いた場合では、その遅相軸の回転に対する補償位相差量の変動が非 常に大きいため、—3nm程度の補償位相差量を得るためには、 ±0. 5度以下の精 度で遅相軸の回転角度を設定しなければならず、コントラストの最適化が困難となる 。また、遅相軸の方向にズレが生じた場合には、補償位相差量が大きく変化するため 補償機能が大幅に減少してしまう。
[0064] これに対して、面内位相差が 6nmの微小位相差補償板を用いた場合、 3nmの 補償位相差量を得るためには、遅相軸 R2をおよそ 60度回転すればよい。この場合 、遅相軸 R2の回転に対する補償位相差量の変動量が小さぐ ± 10度の遅相軸 R2 の回転によりコントラストの微調整が容易であるので、液晶パネル毎のバラツキにも対 応することができる。また、遅相軸 R2の方向にズレが発生した場合にも、補償機能の 低下が小さいことがわかる。
[0065] 以上のように、微小位相差補償板の遅相軸方向を調整するとともに微調整用の回 転機構を持たせることにより、高い精度でコントラストの最適化が可能となり、液晶パ ネルごとのプレチルト量のバラツキに柔軟に対応した位相差補償が可能となる。
[0066] 次に、図 11は、位相差補償板の面内位相差 ROcと液晶パネルの面内位相差 ROp との比 (ROcZROp)を異ならせたときの位相差補償板の遅相軸 R2の回転角度と補 償位相差量との関係を示している。図の例では、液晶パネルの面内位相差 ROpが 3 nm、微小位相差補償板の面内位相差 ROcがそれぞれ 3nm (ROcZROp = 1)、 3. 6 nm (ROcZROp = 1. 5)、 6nm (ROc/ROp = 2)及び 9nm (ROc/ROp = 3)の場合 を示している。
[0067] 図 11に示すように、 ROcZROp = 1の場合には、位相差補償板の遅相軸 R2を液 晶パネルの遅相軸 R1に対して約 85度回転させることで約 3nmの補償位相差量 が得られる。軸位置変化に対する補償位相差量の変動はほとんどなぐ安定したコン トラスト補償が可能である。し力しながら、液晶パネルの面内位相差が 3nmからばら ついた場合は、 ± 10度以上の大きな回転角度調整が必要となり、必要な補償位相 差量が得られない場合も発生し得る。また、位相差補償器を液晶パネル上に組み付 ける構造上、位相差補償板を士 10度以上の範囲にまで回転させる機構を付すること は困難である。
[0068] これに対して、 ROcZROp= l. 5の場合には液晶パネルの遅相軸 R1に対して位 相差補償板の遅相軸 R2を約 65度回転させることで約 - 3nmの補償位相差量が得 られる。 ROcZROp = 2の場合には約 62度〜 63度、 ROcZROp = 3の場合には約 5 2度回転させることで同様な補償位相差量を得ることができる。位相差補償板の軸位 置変化に対する補償位相差量の変動は、 ROcZROp = 1の場合に比べて大きくなる 力 1Z4波長板のような大きな変化ではなぐコントラストへの影響は小さい。また、 3nmを中心に大小両方向に補償位相差量の調整が可能であり、位相差量にバラ ツキをもった液晶パネルに対して最適化が可能である。また、位相差補償板の回転 調整角度が士 10度以下の範囲で液晶パネルの位相差量のバラツキに対応可能で ある。
[0069] 以上のように、 ROc/ROp > 1の関係を満たすように、位相差補償板の面内位相差 ROcを液晶パネルの面内位相差 ROpよりも大きくすることで、液晶パネルの面内位相 差量を高い精度で補償することができるとともに、コントラストの調整を容易に行うこと が可能となる。
[0070] また、一般に垂直配向 LCOS (Liquid Crystal on Silicon)パネルの面内残留位相 差は微小な値である。そのため、位相差補償の際、コントラストは位相差板の位相差 ムラに敏感である。よって、位相差板の面内位相差の位相差ムラは例えば ± 2nm以 下であることが好ましい。また、コーンアングルを大きくするに従い、コントラストは位相 差板の垂直方向の位相差ムラに敏感となる。よって、位相差板の垂直方向位相差の 位相差ムラは例えば士 10nm以下であることが好ましい。位相差板の位相差ムラは、 使用するフィルムの分子配向度や光硬化樹脂の光弾性係数等に左右される。位相 差板として使用されるフィルムは分子配向度が高ぐ光軸方向と位相差量が安定して V、るフィルムが好ましぐ光硬化型榭脂は応力による異方性の発現が少な 、ものが好 ましい。
[0071] 位相差板の面内位相差ムラとコントラストとの関係の一例を表 1に示す。本例では、 面内位相差ムラがそれぞれ ±0. 5nm、 ± lnm、 ± 2nm、 ± 3nmで、垂直方向位相 差が同一のサンプルを用いてコントラストを測定した。一方、位相差板の垂直方向位 相差ムラとコントラストとの関係の一例を表 2に示す。本例では、垂直方向位相差ムラ がそれぞれ ± 5nm、 ± 10nm、 ± 20nm、 ± 30nmで、面内方向位相差が同一のサ ンプルを用いてコントラストを測定した。
なお、位相差の測定には大塚電子製「RETS— 100」を用いた。コントラストの評価 は、 F # = 2. 5の光学系を用い、中心のコントラスト値を基準に ± 500を判断基準と した。
[0072] [表 1]
Figure imgf000018_0001
[0073] [表 2]
Figure imgf000018_0002
[0074] 表 1および表 2の結果より、面内位相差ムラが ± 2nm以下、垂直方向位相差ムラが
± 10nm以下に設定されることにより、小さい F #において、高いコントラストが得られ ることがゎカゝる。
[0075] 図 12A及び図 12Bは、垂直方向位相差 (Rth)のみが異なる複数の位相差板を用 Vヽて位相差補償器を作製し、垂直配向反射型液晶パネルとワイヤーグリッド偏光子と F # = 2. 5の光学系を用いて測定した各サンプル (位相差補償板)のコントラスト値を 示している。サンプルとして用いた各位相差板の面内位相差 (RO)は何れも 12nmで あり、垂直方向位相差 (Rth)はそれぞれ 124nm、 140nm、 180nm、 200nm、 270 nm及び 388nmとした。液晶パネルの面内位相差 (ROp)は 2. 5nm前後であり、位 相差板を回転させてパネル位相差を補償した後のコントラストを測定した。なお、本 例では、コントラストの測定に緑色光のスペクトル帯域の入射光を用い、位相差板の 表面に形成された反射防止膜は緑色光の帯域において反射率 1%以下の設計とな つている。
[0076] 図 12A及び図 12Bに示すように、位相差板の垂直方向位相差が 180nmのサンプ ルの場合について、 6074 : 1という高いコントラスト比が得られた。従って、 F # = 2. 5 という小さい光学系においても高いコントラストを実現できることがわかる。また、このと き、位相差板が有する n度傾斜方向からの入射光に対する位相差 Rncと、液晶パネ ルが有する n度傾斜方向からの入射光に対する位相差 Rnp力 Rnc+Rnp = 0 (— 2 0<n< 20)の関係に近くなつているため、上記のような高コントラストが得られること がわかった。
[0077] 一方、上述した投射型画像表示装置の光学エンジンにお 、て、位相差補償板 50 には照度数千万ルクスの光が入射するため、耐熱性、耐光性が要求される。このた め、位相差板の常温（25°C)時面内位相差 (Re25)と 80°C時面内位相差 (Re80)と の差が小さ 、、例えば 2nm以下の温度動特性を有することが好ま 、。
[0078] 温度動特性は、使用フィルムの熱特性、光弾性係数、支持体とフィルムと接着層の 膨張率の関係などに左右される。特に、位相差板とこれを支持する透明支持体とを 接着する接着層は、熱によって生じる応力により形状に依存した異方性が発現し易 いため、応力に対して屈折率変化の小さい接着層が好ましい。図 13A及び図 13Bに 、それぞれ接着剤 1又は接着剤 2を用いた 2種類のサンプルの温度特性を示す。図 1 3Aは接着剤 1を用いて作製した位相差補償板の遅相軸の液晶パネル遅相軸に対 する回転角度と補償位相差量との関係を示し、図 13Bは接着剤 2を用いて作製した 位相差補償板の遅相軸の液晶パネル遅相軸に対する回転角度と補償位相差量との 関係を示す。表 3に接着剤 1および接着剤 2の常温時面内位相差と 80°C時面内位 相差の各物性値およびコントラスト評価の結果を示す。
[0079] [表 3] Re25°C(nm) Re80°C(nm) コントラス卜評価 接着剤】 1 2.2 1 2.5 〇
接着剤 2 1 2 1 5.5 X
[0080] 表 3に示すように、接着剤 1を用いたサンプルは 25°Cと 80°Cにおける位相差変化 はほとんどなぐ接着剤 2を用いたサンプルは 25°Cと 80°Cにおける位相差変化は 3. 5nmである。また、これらサンプルのコントラスト評価の結果については、接着剤 1, 2 ともに初期コントラストは同等であつたが、接着剤 2を用いたサンプルは時間経過とと もにコントラストが低下した。以上より、位相差補償板として用いる位相差板は、常温 時面内位相差 Re25と 80°C時面内位相差 Re80の差が小さい、例えば 2nm以下の 温度動特性を有することが好ま ヽ。
[0081] [位相差補償板]
次に、位相差補償板 50による位相差補償機能を発揮する複屈折層 53の詳細につ いて具体的に説明する。
[0082] 複屈折層 53は、 2枚以上の位相差フィルムの積層体でなる位相差板であり、少なく とも 1枚の位相差フィルムは、他の位相差フィルムに対して異なる方向に面内の光学 軸 (遅相軸）を組み合わされ、積層体全体の面内位相差が 30nm以下とされている。 この構成により、微小な面内位相差を高精度かつ安定して得ることができる。
[0083] 1枚の位相差フィルムにより位相差板を作製する際は、必要とされる位相差と一致 できない場合があるが、本発明では、複数枚の位相差フィルムを用いることで位相差 を任意に調整できるので、目的の位相差を高精度に得ることが可能となる。例えば、 面内位相差が 50nmのフィルムでも、各々の光学軸の向き (角度）をずらして複数枚 積層することにより位相差が lOnmの位相差板を得ることができる。また、位相差が 4 5nmと 50nmと異なる 2枚の位相差フィルムを用いても、積層する際に光学軸の角度 を調整することにより、位相差が lOnmの位相差板を得ることができる。これにより、位 相差がばらついた位相差フィルムを用いても、一定の位相差量を得ることが可能とな る。
[0084] 具体的には、面内位相差が 50nmのフィルム 2枚を用いて積層する場合、第 1層の 遅相軸および進相軸と同じ方向に第 2層の遅相軸および進相軸を合わせて積層す れば、面内位相差が lOOnmの位相差板が得られる。また、これら 2枚のフィルムの向 きを 90度回転させて、第 1層の遅相軸に対して第 2層の進相軸を合わせて積層すれ ば、面内位相差力 SOnmの位相差板が得られる。したがって、フィルムの積層角度を 0 度から 90度の範囲で回転させることで、 Onm〜100nmの面内位相差を調整すること 力 Sできることになる。その他の例として、面内位相差が 45nmと 50nmと異なる 2枚の 位相差フィルムを用いた場合は、フィルムの積層角度が 0度から 90度の範囲で 5nm 〜90nmの面内位相差量を調整することができる。これにより、液晶パネルの残留位 相差を補償するための微小な位相差量、例えば 30nmや 10nm、 5nm、 2nm等の位 相差量でも容易に得ることが可能である。
[0085] 以上のように、複屈折層 53を構成する位相差フィルムの積層体の面内位相差は、 これを構成する各位相差フィルムの面内位相差の合計以下となる。従って、目的とす る位相差板の面内位相差 ROcに対し、各々の位相差フィルムの面内位相差 ROcl, R0c2, · · · , R0cn(n≥2)の合計が以下の関係にある。
R0c≤R0cl +R0c2H hROcn
[0086] 一方、複屈折層 53には、垂直配向液晶分子の斜め入射光に対する位相差を補償 するために、負の垂直方向位相差をもたせている。垂直配向液晶分子は、斜め入射 光に対して位相差を与えるため、斜め入射光の偏光面が回転しコントラストの低下が 起きる。液晶分子の位相差は、入射光の入射方向がパネル面に対して垂直方向から 平行方向に傾くにつれて大きくなる。以上のコントラスト低下を防ぐためには、垂直方 向に負の位相差を持った位相差補償板 50が必要となる。すなわち、位相差補償板 5 0は、垂直方向の屈折率が面内の平均屈折率よりも小さく設定されており（ (nx+ny) /2>nz)、位相差補償板 50の垂直方向位相差 (Rth)は、液晶パネル 11の持つ正 の垂直方向位相差と同量の負の位相差量となるように決定される。
[0087] 垂直方向位相差については、第 1の位相差フィルムの垂直方向位相差と、第 2の位 相差フィルムの垂直方向位相差との合計とほぼ一致する。例えば、 lOOnmの垂直 方向位相差を有する位相差フィルムを 2枚積層すれば、垂直方向位相差が約 200 nmの位相差板が得られる。この位相差板を用いることにより、 200nmの垂直位相差 を有する液晶パネルの垂直方向位相差の補償が可能となる。また、垂直方向位相差 がー 70nmの位相差フィルムを 2枚積層すれば、垂直方向位相差が約 140nmの 位相差板が得られ、更にこの上に垂直方向位相差が 60nmの位相差フィルムを積 層すれば、垂直方向位相差が約 200nmの位相差板が得られる。
[0088] 以上のように、複屈折層 53を構成する位相差フィルムの積層体の垂直方向位相差 は、実質的に、これを構成する各位相差フィルムの垂直方向位相差の合計とほぼ一 致する。従って、目的とする位相差板の垂直方向位相差 Rthに対し、各々の位相差 フィルムの垂直位相差 Rthl , Rth2, · · · , Rthn (n≥2)の合計が以下の関係にある
Rth = Rth 1 + Rth2 H h Rthn
[0089] 位相差板 (複屈折層 53)を形成する位相差フィルムとしては、耐熱性、低吸水性お よび低光弾性係数等の特性を有し、位相差量のバラツキが小さ 、材料を用いること が好ましい。これらの特性を満たすフィルムとして、例えばノルボルネン系フィルム、 ポリカーボネート（PC)フィルム、セルローストリアセテートフィルム、ポリメチルメタタリ レート（PMMA)フィルム等の高分子フィルムが挙げられる。その中でも、ノルボルネ ン系フィルムは特に優れた特性を有する。高分子フィルムは、一軸延伸フィルムでも よいし、二軸延伸フィルムでもよい。また、複屈折層 53は、高分子フィルムに限定され るものではなぐ塗布型の高分子材料を支持体上に均一に塗布した後、硬化したも のを用いてもよい。
[0090] 位相差板を構成する各位相差フィルムの接着方法は特に限定されず、粘着剤また は粘着シート等の感圧性接着剤、光硬化型榭脂、熱硬化型榭脂等の各種接着剤を 用いた接着が採用可能である。何れも、アクリル系、エポキシ系などの榭脂を用いる ことが可能であるが、透明性などの光学特性面力もアクリル系榭脂が好ましい。また、 上記接着剤を用いて位相差板を透明支持体に接着することが好ま ヽ。
[0091] また、接着剤の硬化後の屈折率は、位相差板に用いるフィルムの屈折率とほぼ同 等であるか、フィルムの屈折率と透明支持体の屈折率の中間にあることが好ま 、。 接着剤の硬化後の熱膨張係数については、フィルムの熱膨張係数とほぼ同等である か、フィルムの熱膨張係数と透明支持体の熱膨張係数の中間にあることが好ま 、。 [0092] これに加えて、位相差板は、投射型画像表示装置内にて高照度の照明に曝される ため、耐光性は勿論のこと、温度上昇にも耐え得る接着剤の性能が求められる。この 課題を解決するために、本実施形態では、以下のように接着剤の物性を規定してい る。
[0093] 第 1に、接着剤のガラス転移点 (Tg)を 50°C以上、好ましくは 60°C以上とする。位 相差板は、投射型画像表示装置内にて約 50°Cもの温度に曝されるため、高温での 特性安定性が重要となる。特に、高温環境下における位相差の変化が課題となって いる。そこで、 Tgが 50°C以上の接着剤を用いることにより、実使用環境においても問 題のな 、安定した性能が得られるようにして 、る。 Tgが 50°C未満の接着剤を用いて 作製した位相差板は、位相差板を 50°Cに加熱すると位相差の変化を招いてしまい 特性上好ましくないが、 Tgが 50°C以上の接着剤を用いて作製した位相差板は、 50 °Cに加熱しても位相差の安定した優れた特性を示す。
[0094] 高温時における位相差変化の原因は、次の通りと考えられる。すなわち、位相差板 を高温に加熱し、その温度が接着剤の Tgを超えると、接着剤に分子の再配向が生じ る。それに加え、接着剤は熱膨張係数が異なる材料を接着しているため、加熱された 際、接着剤に位相差板の形状に起因した応力が加わり、分子配向の異方性が発生 してしまう。以上のような理由により、高温時における位相差変化が発生すると考えら れる。
なお、接着剤の Tgは、高いほど特性の安定する温度範囲が広がるため、実使用環 境に合わせて接着剤の Tg点を選定すればょ ヽ。
[0095] 第 2に、接着層の厚みを 2 m以上とする。より好ましくは、接着層の厚みを 3 m以 上とする。接着層の厚みが 2 m未満になると、十分な接着力を得ることができず、位 相差板を高温に曝した際に界面で剥離してしまうからである。
[0096] 第 3に、硬化収縮率が 10%以下、好ましくは 8%以下の接着剤を用いる。これにより 良好な接着が得られる。硬化収縮率が 10%を超える接着剤を用いると、石英や光学 ガラスなどの支持体に歪みが入り、クラックが発生しやすくなる。接着剤による硬化収 縮の影響を緩和するためには、接着剤の硬化速度を低速にする方法や、接着剤を 加熱しながら硬化させる方法が挙げられる。 [0097] 第 4に、各位相差フィルム間の接着あるいは位相差フィルムと透明支持体間の接着 には全て同種の接着剤を用いる。同種の接着剤を用いることにより、接着処理のェ 程を一括して行うことが可能になる。例えば、フィルムとフィルムとの間、フィルムと透 明支持体との間に同じ光硬化型榭脂を用いて塗布、接着すれば、一度に全接着層 の硬化が行え、工程を簡略ィ匕することが可能となる。また、位相差フィルム間の接着 に感圧性接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤を用いることにより、バラツキが 少なく特性の安定した位相差板の製造が可能となる。
[0098] なお、光硬化型榭脂 (接着剤）において、紫外線硬化型接着剤に比べて可視光硬 化型接着剤の方が硬化後の残留歪みを少なくでき、作製した位相差板の面内位相 差ムラの発生を抑制できると 、う利点がある。
[0099] 一方、ノルボルネン系フィルムの積層体は、高温環境下でフィルムの剥離が生じる 場合がある。剥離の原因は、接着層の軟化、接着層とフィルムとの線熱膨張係数のミ スマッチなどが挙げられる。その対策として、位相差フィルムをトルエン、メチルェチ ルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、シクロへキサン、キシレン、ェチルエーテ ルのうち少なくとも 1つを含む溶媒を用いた溶着が好適である。なおこの場合は、フィ ルム表層が溶けるため、溶媒の量などの製造条件により位相差量の変動を招くおそ れがあり、必要に応じて、溶媒をエチルアルコール等で希釈すればよい。
[0100] 溶媒を用いる他の接着としては、トルエン、メチルェチルケトン、メチルイソブチルケ トン、アセトン、シクロへキサン、キシレン、ェチルエーテルのうち少なくとも 1つを含む 接着剤を用いることができる。これにより、フィルムと接着層の親和性を高めることがで き、強固な接着が可能となる。
[0101] 更に、積層される個々の位相差フィルムのガラス転移点 (Tg)が低いと、高温環境 下において位相差の変動が生じてしまう場合があるので好ましくない。例えば、 Tgが 150°Cのポリカーボネートフィルムを用いた作製した位相差板は、 130°C程度の高温 に曝された後に位相差が変化してしまうが、 Tgが 160°Cのノルボルネン系フィルムを 用いると、 130°Cにおいても位相差の変化がなく安定した性能が得られる。これにより 、液晶プロジェクタ装置の光学系等の過酷な高温環境下においても特性を安定化さ せることができる。 [0102] 更に、積層される個々の位相差フィルムの高温高湿下での寸法安定性が悪いと、 高温高湿環境下にお 、て位相差の変動が生じてしまう場合があるので好ましくな ヽ。 例えば、高温高湿下の寸法安定性が悪いポリカーボネートフィルムを用いると、温度 60°C、相対湿度 90%の環境に 100時間暴露された後に位相差が変化してしまうが、 寸法安定性の高 、ノルボルネン系フィルムを用いると、上記環境下に暴露された後も 、位相差の変化がなく安定した性能が得られる。これにより、液晶プロジェクタ装置の 光学系等の過酷な高温環境下においても特性を安定化させることができる。
なお、ポリカーボネートフィルムの 60°C X 90%RH X 100時間保存後の寸法変化 率は 0. 2%であるのに対し、ノルボルネン系フィルムのそれは 0. 02%以下である。
[0103] [位相差補償板の製造方法]
続いて、以上のように構成される複屈折層 53を構成する位相差板の製造方法につ いて説明する。
[0104] 本発明に係る位相差板の製造方法は、複数枚の位相差フィルムを準備する工程と 、積層したときの面内位相差と垂直方向位相差とが所望の値になるように、積層する 互いの光軸角度と積層枚数とを決定する工程とを有する。
[0105] 例えば、第 1の位相差フィルムと第 2の位相差フィルムを準備する工程と、第 1の位 相差フィルムの光学軸 (遅相軸）に対して第 2の位相差フィルムの光学軸を所定角度 範囲にわたって回転させ、その回転角度に対応する面内位相差量のデータプロファ ィルを取得する工程と、得られたデータプロファイルに基づいて、目的とする面内位 相差量が得られる回転角度に光学軸を組み合わせて第 1 ,第 2の位相差フィルムを 積層する工程とを有する。垂直方向位相差については、第 1の位相差フィルムの垂 直方向位相差と第 2の位相差フィルムの垂直方向位相差との合計とほぼ一致する。
[0106] 図 14Aは第 1,第 2の 2枚の位相差フィルム 61, 62の積層体でなる位相差板の製 造方法を説明する図である。位相差フィルム 61の面内の主屈折率を nix, nly、位 相差フィルム 62の面内の主屈折率を n2x, n2yで示している。 nixおよび n2xは各 位相差フィルム 61, 62の遅相軸すなわち光学軸であり、 nlyおよび n2yは各位相差 フィルム 61, 62の進相軸を表している。
[0107] 第 1,第 2の位相差フィルム 61, 62は、市販されている種々の高分子フィルムを用 いることができる。各位相差フィルム 61, 62の面内位相差量は互いに同量でもよいし 、異なっていてもよい。ここでは、第 1,第 2の位相差フィルム 61, 62として面内位相 差量が共に 7nmの位相差フィルムを用いて!/、る。
[0108] 位相差板の設計に際しては、まず、第 1の位相差フィルム 61の光学軸 nixと第 2の 位相差フィルム 62の光学軸 n2xとをそれぞれ同一方向に配置する。次に、第 1の位 相差フィルム 61に対して第 2の位相差フィルム 62を面内で 90度回転させ、その回転 角度 0 1に対応するフィルム全体の面内位相差量を測定し、図 14Bに示すような回 転角度 θ 1と面内位相差量との関係を表すデータプロファイル 60を取得する。
[0109] 図 14Bに示したように、第 1の位相差フィルム 61に対する第 2の位相差フィルム 62 の回転角度 Θ 1が大きくなるにしたがって、フィルム全体の面内位相差量が三角関数 的に減少することがわかる。ここで、 θ 1が 0のとき、即ち第 1,第 2の位相差フィルム 6 1, 62の各々の遅相軸 nix, n2xがそれぞれ同一方向に配向されているときは、フィ ルム全体の位相差量は個々のフィルムがもつ位相差量の総和（7nm+ 7nm= 14η m)となる。一方、 θ 1が 90度のとき、即ち第 1,第 2の位相差フィルム 61, 62の各々 の遅相軸 nix, n2xが互いに直交する場合は、個々のフィルムがもつ位相差量の差 (7nm- 7nm=0nm)となる。また、位相差量は積層する光学軸の角度を変えること により任意に調整可能である。
[0110] 以上のようにして作製された位相差量のデータプロファイル 60は、目的の位相差量 が得られる回転角度 Θ 1の特定に参照される。例えば、フィルム全体の面内位相差 量が 5nmである位相差板を作製するに際しては、位相差量 5nmに対応する回転角 度 0 1 (本例では 66〜67度）を求め、その回転角度 θ 1となるように光学軸 nix, n2 xを組み合わせて第 1,第 2の位相差フィルム 61, 62を一体化し積層する。積層形式 は、上述した接着剤による接着や溶媒による溶着が採用される。
[0111] 図 15は、図 14Aに示した第 1,第 2の位相差フィルム 61, 62として、面内位相差量 がともに 45nmの位相差フィルムを用いた場合の回転角 θ 1に対する面内位相差量 との関係を表すデータプロファイルである。例えば、フィルム全体の面内位相差量が 20nmである位相差板を作製するに際しては、位相差量 20nmに対応する回転角度 0 1 (本例では約 78度）を求め、その回転角度 θ 1となるように光学軸 nix, n2xを組 み合わせて第 1,第 2の位相差フィルム 61, 62を一体化し積層する。
[0112] なお、 2枚の位相差フィルムを用いて位相差板を作製する場合に限らず、 3枚以上 の位相差フィルムを用いて目的とする面内位相差量を有する位相差板を作製するこ とも可能である。図 16A, Bは 3枚の位相差フィルムの積層体でなる位相差板の製造 方法を説明する図である。この例では、フィルム全体の位相差量が 20nmとなるように 、 2枚の位相差フィルムの積層体でなる第 1の位相差フィルム 71に対して、単層の第 2の位相差フィルム 72を積層する場合について説明する。なお、各位相差フィルムの 個々の面内位相差量はそれぞれ等しぐ 8nmであるとする。
[0113] 図 14Aの例と同様に、位相差フィルム 71の面内の主屈折率を nix, nly、位相差 フィルム 72の面内の主屈折率を n2x, n2yで示している。 nixおよび n2xは各位相 差フィルム 71, 72の遅相軸すなわち光学軸であり、 nlyおよび n2yは各位相差フィ ルム 71, 72の進相軸を表している。
[0114] 位相差板の設計に際しては、まず、第 1の位相差フィルム 71の光学軸 nixと第 2の 位相差フィルム 72の光学軸 n2xとをそれぞれ同一方向に配置する。本例において、 第 1の位相差フィルム 71は、位相差量が共に 8nmである 2枚の位相差フィルムの積 層体であって、各々の光学軸が互いに一致するように積層されているものとする。従 つて、第 1の位相差フィルム 71の面内位相差量は、 16nmである。
[0115] 次に、第 1の位相差フィルム 71に対して第 2の位相差フィルム 72を面内で 90度回 転させ、その回転角度 Θ 2に対応するフィルム全体の面内位相差量を測定し、図 16 Bに示すような回転角度 Θ 2と面内位相差量との関係を表すデータプロファイル 70を 作製する。
[0116] 図 16Bに示したように、第 1の位相差フィルム 71に対する第 2の位相差フィルム 72 の回転角度 Θ 2が大きくなるにしたがって、フィルム全体の面内位相差量が三角関数 的に減少する。ここで、 Θ 2が 0のとき、即ち第 1,第 2の位相差フィルム 71, 72の各 々の遅相軸 nix, n2xがそれぞれ同一方向に配向されているときは、フィルム全体の 位相差量は個々のフィルムがもつ位相差量の総和（16nm+8nm= 24nm)となる。 一方、 0 2が 90度のとき、即ち第 1,第 2の位相差フィルム 71, 72の各々の遅相軸 n lx, n2xが互いに直交する場合は、フィルム 71, 72の位相差量の差（16nm— 8nm = 8nm)となる。
[0117] 以上のようにして作製された位相差量のデータプロファイル 70は、目的の位相差量 が得られる回転角度 Θ 2の特定に参照される。例えば、フィルム全体の面内位相差 量が 20nmである位相差板を作製するに際しては、位相差量 20nmに対応する回転 角度 Θ 2 (本例では約 36度）を求め、その回転角度 Θ 2となるように光学軸 nix, n2x を組み合わせて第 1,第 2の位相差フィルム 71, 72を一体化し積層する。
[0118] 以上述べたように、本実施形態によれば、複数枚の位相差フィルムを用いて、微小 な位相差をもつ位相差板を容易に作製することができる。また、以上のようにして構 成された位相差板で位相差補償板 50の複屈折層 53を構成することにより、 RGBの 各色の液晶表示装置 1R, 1G, 1Bの面内位相差を高精度に補償することが可能とな る。これにより、投射型画像表示装置のコントラストの微細調整が可能となり、表示画 像の高コントラストイ匕を実現することができる。
[0119] また、以上の図 14A乃至図 16Bの説明では、回転形態がわ力りやすいように、矩 形状の位相差フィルムを例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば円形状の位 相差フィルムを用いてもょ 、。すなわち円形でかつほぼ同等の直径の位相差フィル ムを複数枚準備しておくことで、フィルムごとの位相差測定力ゝら積層、貼り合わせまで の工程を一定のフィルム形状で行うことが可能となる。これにより、生産性の向上とェ 程管理の容易化を図ることができる。なお、円形で貼合されたフィルム積層体は、そ の後、目的のサイズに加工される。
[0120] [位相差フィルムの組合せ]
位相差補償板 (位相差板)は、当該位相差補償板を構成する個々の位相差フィル ムの種類、組合せ方法によって補償特性が異なる場合がある。以下、これについて 説明する。
[0121] 垂直配向反射型液晶パネルの残留位相差は、一般的に、 5nm以下である。この場 合、残留位相差の補償には、面内位相差 (Re)が l <RecZRep≤10、垂直方向位 相差 (Rth)が 200nm前後の位相差板が必要となる。なお「Rec」は「ROc」と同様に 位相差補償板の面内位相差を意味し、「Rep」は「ROp」と同様に液晶パネルの面内 位相差 (残留位相差)を意味する。 [0122] 位相差板を 1枚の延伸フィルムで構成する場合、面内位相差が小さく且つ垂直方 向位相差が大きいフィルムであるため、高い延伸制御技術が要求され、位相差ムラ や光学軸方向のばらつき等が発生しやすく、位相差特性を一定に制御するのが困 難である。これに対して、面内位相差が所望の位相差よりも大きぐ延伸制御が容易 な位相差特性をもつ 2枚以上の位相差フィルムで位相差板を構成し、積層角度を変 ィ匕させることで、面内位相差を制御することが可能である。
[0123] 一方、補償器の位相差は液晶パネルの残留位相差よりも大きく設定されているため
(KRec/Rep≤10)、補償の際は液晶パネルの残留位相差 Repと位相差補償板 の実効位相差 (Rec— eff)がー致するように回転させて使用する。一般的な垂直配 向反射型液晶パネルの残留位相差は 5nm以下であるため、位相差補償板の回転 調節時に実効位相差 5nm以下が得られることが重要となる。
[0124] 1枚の位相差フィルム力 なる位相差板は、当該フィルムの光学軸 (遅相軸）に平行 な偏光方向をもつ入射光に対しては実効位相差が Onmであり、光学軸に対して 45 度回転した偏光に対して最大となる。このように、 1枚の位相差フィルムで位相差板を 構成した場合、実効位相差の最小値は Onmまで得られ、微小な残留位相差の補償 が可能である。
[0125] これに対して、 2枚以上の位相差フィルムを積層角度 (各々の光学軸のなす角）を 変化させて積層した位相差板の場合、積層角度が 0度または 90度の時は、位相差 補償板の実効位相差の最小値は Onmまで得られる。しかし、積層角度が 45度近辺 になるに従い、実効位相差の最小値が増加していく。また、 1枚あたりの面内位相差 量が大きくなるに伴い、実効位相差の最小値の増加量が大きくなつていく。実効位相 差の最小値が液晶パネルの残留位相差を上回った場合、補償器の位相差が 1 < Re cZRep≤ 10を満たしていても、回転調節時に必要な実効位相差が得られないため 、パネルの残留位相差を補償しきれなくなるおそれが発生する。
[0126] 図 17は、面内位相差が 70nmおよび 50nmの 2種類の位相差フィルムをそれぞれ 積層角度を 90度、 67. 5度、 45度と異ならせて積層したときの、実効位相差の角度 依存性を示している。図 17において、横軸は液晶パネルの光学軸に対する 1枚目の 位相差フィルムの光学軸の回転角度を示し、縦軸は位相差板 (位相差フィルムの積 層体)の実効位相差を示している。なお、位相差板には、液晶パネルの光学軸に対 して 45度回転した偏光方向をもつ光が入射するものとする。
[0127] 積層角度が 90度の場合は、積層板の光学軸の方向は変化しないため、液晶パネ ルの光学軸と位相差板の光学軸とのなす角が 0度および 90度のときに最大となり、 4 5度のときに最小となる。また、積層角度が 90度以外の場合は、位相差板の光学軸 が変化するため、積層角度が 90度の場合と比較して、実効位相差が最大となる位相 差板の角度位置がシフトする。
[0128] 図 17の例では、積層角度が 90度の場合、実効位相差の最小値は Onmまで得られ ている。しかし、積層角度が 67. 5度の場合の実効位相差の最小値は 13nm、積層 角度が 45度の場合の実効位相差の最小値は 19nmとなる。このように、 90度以外の 積層角度で位相差板を構成した場合、位相差フィルム 1枚あたりの面内位相差が大 き 、と、 5nm以下である液晶パネルの残留位相差を補償できなくなる。
[0129] また、図 18は、面内位相差が 5nm、 50nm、 100nm、 200nmの位相差フィルムを それぞれ 2枚ずつ準備し、これら 2枚の同一の面内位相差をもつフィルムを積層角度 45度で互いに積層したときの、実効位相差の角度依存性を示している。図 18におい ても同様に、横軸は液晶パネルの光学軸に対する 1枚目の位相差フィルムの光学軸 の回転角度を示し、縦軸は位相差板の実効位相差を示している。なお、位相差板に は、液晶パネルの光学軸に対して 45度回転した偏光方向をもつ光が入射するものと する。
[0130] 図 18から明らかなように、位相差フィルム 1枚あたりの面内位相差の増加に伴って、 実効位相差の最小値は上昇していく。従って、 90度以外の積層角度で位相差板の 面内位相差を調整する際は、 1枚あたりの面内位相差が小さいものを使用することで 微小な実効位相差を得ることができる。
[0131] 以上のように、フィルム積層により面内位相差を調整する際は、 2種類のフィルムを 各々の光学軸が直交する方向に積層する力、 1枚あたりの面内位相差が小さい位相 差フィルムを使用するのが好ましい実施形態となる。但し、後者の場合、垂直方向位 相差を 200nm前後に保ちながら面内位相差を小さく制御するのは困難であり、フィ ルム使用枚数の増加を招くので、前者のフィルムを直交積層させた位相差板が最適 である。
[0132] ここで、直交積層により面内位相差を制御するには、 2枚の位相差フィルムの面内 位相差の差力 所望の面内位相差（l <RecZRep≤ 10)と一致する 2枚のフィルム が必要となる。また、 2枚の位相差フィルムの垂直方向位相差の和が 200nm前後と なることが望ましい。
[0133] 例えば、一軸延伸フィルムを直交積層した場合、垂直方向位相差は面内位相差の 半分となるため、それぞれ 200程度の面内位相差が必要となる。よって、一軸延伸フ イルムを用いた場合、面内位相差が大きいフィルムが必要となる。しかし、フィルム光 軸方向のばらつきや、測定精度、貼合精度の誤差等によって積層角度が 90度から ずれた場合、フィルム 1枚あたりの面内位相差が大きいため、実効位相差の最小値 が大幅に増加してしま 、、結果的にパネルの残留位相差を補償しきれなくなる可能 '性が高い。
[0134] 一方、二軸延伸フィルムを直交積層した場合、垂直方向位相差は面内位相差より も大きく保つことが可能であり、面内位相差を lOOnm未満に抑えることが可能である 。このため、フィルム光軸方向のばらつきや、測定精度、貼合精度の誤差等により、 積層角度が 90度カゝらずれた場合も、実効位相差の最小値をパネルの残留位相差以 下に抑えることが可能である。
[0135] 以上の理由により、位相差補償板は、二軸延伸フィルムを直交積層して構成するこ とで最も安定した補償特性を得ることができる。
実施例
[0136] 以下、本発明の実施例について説明する力 本発明はこれらの実施例に限定され るものではない。
[0137] (実施例 1〜4)
以下のようにして、実施例および比較例の位相差補償板の遅相軸を回転させたと きの、液晶パネルに対する補償位相差量を測定した。なお、回転は、液晶パネルの 遅相軸 R1と位相差補償板の遅相軸 R2とが一致する角度を 0度として時計まわりで 行った（図 8, 9参照)。液晶パネルの面内位相差 (ROp)は 2. 5nmとした。
[0138] [実施例 1] 面内位相差 R0c = 12nmを有する位相差補償板を準備し、この位相差補償板の遅 相軸 R2を液晶パネルの遅相軸 R1に対して回転させたときの補償位相差量の変化を 測定した (R0cZR0p=4. 8)。
[0139] [比較例 1]
面内位相差 ROc = 30nmを有する位相差補償板を準備し、この位相差補償板の遅 相軸 R2を液晶パネルの遅相軸 R1に対して回転させたときの補償位相差量の変化を 測定した (ROcZROp = 12)。
[0140] 図 19は上述の実施例 1および比較例 1の補償位相差量の測定結果を示す。液晶 パネルが持つ面内位相差 ROpが 2. 5nmの場合、位相差補償板の補償位相差量と して— 2. 5nmが必要となる。図 19に示すように、以下のことが分かる。
[0141] すなわち、比較例 1では、遅相軸の回転に対する補償位相差量の変動が非常に大 きいため、—2. 5nm程度の補償位相差量を得るためには、 ±0. 5度以下の精度で 遅相軸 R2を設定しなければならず、コントラストの最適化が困難となってしまうことが わかる。また、遅相軸 R2の方向にズレが生じた場合には、補償位相差量が大きく変 化するため、補償機能が大幅に減少してしまうことがわ力る。
[0142] これに対して、実施例 1の場合、 - 2. 5nmの補償位相差量を得るためには、遅相 軸 R2をおよそ 51度回転すればよぐ遅相軸 R2の回転に対する補償位相差量の変 動が小さぐ遅相軸 R2の回転によりコントラストの微調整が容易である。また、 ± 2nm の範囲でコントラスト補償が可能となるため、液晶パネルごとのノ ツキや光学部品 の設置角度のバラツキにも対応できることがわかる。更に、遅相軸 R2の方向にズレが 発生した場合でも、補償機能の低下が小さいことがわ力る。
[0143] 次に、位相差補償板の面内位相差 ROcと、液晶パネルの面内位相差 ROpとの関係 を検証するための実施例について説明する。
[0144] [実施例 2]
面内位相差 R0c = 20nmを有する位相差補償板を準備し、この位相差補償板の遅 相軸 R2を液晶パネルの遅相軸 R1に対して回転させたときの補償位相差量の変化を 測定した (ROcZROp = 8)。
[0145] [実施例 3] 面内位相差 R0c = 9nmを有する位相差補償板を準備し、この位相差補償板の遅 相軸 R2を液晶パネルの遅相軸 R1に対して回転させたときの補償位相差量の変化を 測定した（ROcZROp = 3. 6)。
[0146] [実施例 4]
面内位相差 R0c = 6nmを有する位相差補償板を準備し、この位相差補償板の遅 相軸 R2を液晶パネルの遅相軸 R1に対して回転させたときの補償位相差量の変化を 測定した (R0cZR0p = 2. 4)。
[0147] [比較例 2]
面内位相差 R0c = 2. 5nmを有する位相差補償板を準備し、この位相差補償板の 遅相軸 R2を液晶パネルの遅相軸 R1に対して回転させたときの補償位相差量の変 化を測定した (ROcZROp= 1)
[0148] 図 20は実施例 1〜4および比較例 2の補償位相差量の測定結果を示す。図 20に 示すように、 ROcZROp= lの関係にある比較例 2においては、位相差補償器の遅 相軸 R2を液晶パネルの遅相軸 R1に対して約 85度回転させることで、—2. 5nmの 補償位相差量が得られる。軸位置変化に対する補償位相差量の変動はほとんどなく 、安定したコントラスト補償が得られる。しかし、液晶パネルの面内位相差が 2. 5nm 力もばらついた場合は、 ± 10度以上の大きな回転角度調整が必要となり、必要な補 償位相差量が得られない場合も発生し得る。また、位相差補償器を液晶パネル上に 組み付ける構造上、位相差補償板を士 10度以上の範囲にまで回転させる機構を付 することは困難である。
[0149] これに対して、 R0cZR0p=4. 8の関係にある実施例 1においては、液晶パネルの 遅相軸 R1に対して位相差補償板の遅相軸 R2を約 51度回転させることで約一 2. 5n mの補償位相差量が得られる。 R0cZR0p = 8の関係にある実施例 2においては約 49度、 ROc/ROp = 3. 6の関係【こある実施 f列 3【こお!ヽて ίま約 53度、 R0c/R0p = 2 . 4の実施例 4においては約 57度回転させることで同様な補償位相差量を得ることが できる。位相差補償板の軸位置変化に対する補償位相差量の変動は、 ROc/ROp = 1の場合に比べて大きくなる力 ROcZROp = 12の比較例 1のような大きな変化で はなぐコントラストへの影響は小さい。また、—2. 5nmを中心に大小両方向に補償 位相差量の調整が可能であり、位相差量にバラツキをもった液晶パネルに対して最 適化が可能である。また、位相差補償板の回転調整角度が ± 10度以下、例えば ± 5 度以下の範囲で液晶パネルの位相差量のバラツキに対応可能である。
[0150] 以上のように、 KROcZROp、より好ましくは 2≤R0cZR0pの関係を満たすように 位相差補償器の位相差 ROcを調整することで、液晶パネルの面内位相差量を高!ヽ 精度で補償することができるとともに、コントラストの調整が容易となる。
[0151] なお、 10<ROcZROpになると、遅相軸 R2の角度変化に対する補償位相差量の 変化が増大するため、微調整が困難となる。 10≥ROcZROpの範囲内であれば、コ ントラストへの影響は低減される。
[0152] (実施例 5〜7)
[実施例 5]
位相差フィルムとして、厚さ 188 μ m、面内位相差が 7nmの無延伸ノルボルネン系 フィルムを 2枚用い、積層後の面内位相差が lOnmとなるように、予め取得したデータ プロファイル (積層角度と位相差量との関係）に基づいて、第 1層と第 2層の光学軸の 角度を調整し貼り合わせた。位相差の測定には、大塚電子株式会社製の位相差測 定装置「RETS— 100」を用いた。フィルムの接着には、可視光硬化榭脂を用いた。
[0153] 次に、支持体として 2枚の石英ガラスを用い、それぞれの一方側の面に反射防止膜 を形成した。反射防止膜はスパッタ法により形成した。その後、上述した積層フィルム を反射防止膜が形成された支持体の間に挟み接着を行った。接着には可視光硬化 榭脂を用いた。以上の結果、面内位相差が 10nm、反射率が 1%以下の位相差板を 得ることができた。
[0154] 接着の耐熱性を調べるために、接着後のフィルムを高温に保持した結果、 140°Cま で剥離が発生しなカゝつた。また、作製した位相差板の耐熱性を確認するために、温 度 130°Cの環境に 1時間保持し、取り出した後の面内位相差を測定した。その結果、 面内位相差は lOnmのままで変化はなぐ優れた耐熱性が得られた。
[0155] [実施例 6]
位相差フィルムの接着に溶媒による溶着を行った以外は、実施例 5と同様にして位 相差板を作製した。溶着用の溶媒にはトルエンを用いた。作製した位相差板は、面 内位相差が 10nm、反射率 1%以下の特性が得られた。
[0156] 接着の耐熱性を調べるため、接着後のフィルムを高温に保持した結果、フィルムの ガラス転移点を超える温度 170°Cでも剥離がなく優れた耐熱性が得られた。また、作 製した位相差板の耐熱性を確認するため、温度 130°Cの環境に 1時間保持し、取り 出した後の面内位相差を測定した。その結果、面内位相差は lOnmのままで変化は なぐ優れた耐熱性が得られた。
[0157] [実施例 7]
液晶パネルの面内位相差を補償し、更に投射型画像表示装置のコントラストを向上 させるためには、面内位相差に加え、垂直方向位相差も補償することが好ましい。液 晶パネルの面内位相差と垂直方向位相差を補償する位相差板の一例として、面内 位相差が 10nm、垂直方向位相差が― 200nmの位相差板の作製例を以下に示す
[0158] 位相差フィルムとして、厚さ 188 μ m、面内位相差が 7nmの無延伸ノルボルネン系 フィルムを 4枚用い、積層後の面内位相差が 10nm、垂直方向位相差が— 200nmと なるように、第 1層力 第 4層の光学軸の角度を調整し貼り合わせた。
[0159] 次に、支持体として 2枚の石英ガラスを用い、それぞれの一方側の面に反射防止膜 を形成した。反射防止膜はスパッタ法により形成した。その後、上述した積層フィルム を反射防止膜が形成された支持体の間に挟み接着を行った。接着には可視光硬化 榭脂を用いた。以上の結果、面内位相差が 10nm、垂直方向位相差— 200nm、反 射率が 1%以下の位相差板を得ることができた。
[0160] 接着の耐熱性を調べるために、接着後のフィルムを高温に保持した結果、フィルム のガラス転移点を超える温度 170°Cでも剥離がなく優れた耐熱性が得られた。また、 作製した位相差板の耐熱性を確認するために、温度 130°Cの環境に 1時間保持し、 取り出した後の位相差を測定した。その結果、面内位相差が 10nm、垂直方向位相 差が 200nmと変化はなく、優れた耐熱性が得られた。
[0161] [比較例 3]
位相差板の耐熱性を比較するために、ガラス転移点が 150°Cのポリカーボネートフ イルムを用いた以外は、実施例 1と同様にして位相差板を作製した。そして、温度 13 0°Cの環境に 1時間保持し、取り出した後の面内位相差を測定した。その結果、面内 位相差は 3nmに低下しており、位相差の不安定性が確認された。
[0162] (実施例 8〜10)
以下の説明では、面内位相差 R0c = 20nm、垂直方向位相差 Rth=— 200nmの 位相差板を作製する実施例について説明する。
[0163] [実施例 8]
位相差フィルムとして、厚さ 70 μ m、 ROc = 50nm、 Rth= - lOOnmの二軸延伸ノ ルボルネン系フィルムと、厚さ 70 μ m、 R0c = 70nm、 Rth= lOOnmの二軸延伸ノ ルボルネン系フィルムとを円形で 1枚ずつ準備し、積層後の面内位相差が 20nmとな るように、互いに光学軸を直交させて貼り合わせた。位相差の測定には、大塚電子株 式会社製の位相差測定装置「RETS— 100」を用いた。フィルムの接着には、可視光 硬化型榭脂を用いた。
[0164] 次に、支持体として 2枚の石英ガラスを用い、それぞれの一方側の面に反射防止膜 を形成した。反射防止膜はスパッタ法により形成した。その後、上述した積層フィルム を反射防止膜が形成された支持体の間に挟み接着を行った。接着には可視光硬化 型榭脂を用いた。得られた積層体は、その後、スライサーで加工し、目的の大きさに 個片取りした。以上の結果、 R0c = 20nm、 Rth=— 200nm、反射率が 1%以下の 位相差板を得ることができた。
[0165] [実施例 9]
位相差フィルムとして、厚さ 70 μ m、 R0c=45nm、 Rth= - lOOnmの二軸延伸ノ ルボルネン系フィルムと、厚さ 70 μ m、 R0c = 65nm、 Rth= lOOnmの二軸延伸ノ ルボルネン系フィルムとを円形で 1枚ずつ準備し、積層後の面内位相差が 20nmとな るように、互いに光学軸を直交させて貼り合わせた。位相差の測定には、大塚電子株 式会社製の位相差測定装置「RETS— 100」を用いた。フィルムの接着には、可視光 硬化型榭脂を用いた。
[0166] 次に、支持体として 2枚の石英ガラスを用い、それぞれの一方側の面に反射防止膜 を形成した。反射防止膜はスパッタ法により形成した。その後、上述した積層フィルム を反射防止膜が形成された支持体の間に挟み接着を行った。接着には可視光硬化 型榭脂を用いた。得られた積層体は、その後、スライサーで加工し、目的の大きさに 個片取りした。以上の結果、 R0c = 20nm、 Rth=— 200nm、反射率が 1%以下の 位相差板を得ることができた。
[0167] (実施例 10)
位相差フィルムの接着に溶媒による溶着を行った以外は、実施例 9と同様にして位 相差板を作製した。溶着用の溶媒にはトルエンを用いた。作製した位相差板は、 RO
= 20nm、 Rth=— 200nm、反射率が 1%以下の位相差板の特性が得られた。
[0168] (比較例 4)
位相差フィルムにポリカーボネートフィルムを用いた以外は、実施例 9と同様にして 位相差板を作製した。作製した位相差板は、 R0 = 20nm、 Rth=— 200nm、反射 率が 1%以下の位相差板の特性が得られた。
[0169] [環境試験]
次に、実施例 8〜10、比較例 4の位相差板の安定性を調べるために、 60°C X 90% RHの雰囲気で 100時間保存後の位相差を測定した。その結果、実施例 8〜： LOの位 相差板は、位相差の変化がなく安定した性能が得られたが、比較例 4の位相差板は 、試験前の面内位相差が 20nmだったのに対し、試験後には面内位相差が 15nmに 変化しており、高温高湿環境下での特性の不安定性が認められた。
[0170] (実施例 11)
互いにガラス転移点が異なる光硬化型榭脂を用いて位相差板を作製した。その後 、 50°Cにて 1日間保存し、取出し後、面内位相差を測定した。面内位相差の測定は 、大塚電子株式会社製の位相差測定装置「RETS— 100」を用い、位相差板の中心 部と、隅部から 5mmの位置を測定し、比較した。実験の結果を表 4に示す。
[0171] [表 4]
Figure imgf000038_0001
位相差板の構成、作製方法は、以下の通りである。
位相差フィルムとして、厚さ 70 μ m、 R0c = 50nm、 Rth= - lOOnmの二軸延伸ノ ルボルネン系フィルムと、厚さ 70 μ m、 R0c = 70nm、 Rth= lOOnmの二軸延伸ノ ルボルネン系フィルムとを円形で 1枚ずつ準備し、積層後の面内位相差が 20nmとな るように、互いに光学軸を直交させて貼り合わせた。位相差の測定には、大塚電子株 式会社製の位相差測定装置「RETS— 100」を用いた。フィルムの接着には、可視光 硬化型榭脂を用いた。
[0173] 次に、支持体として厚み 0. 3mmの 2枚の石英ガラスを用い、それぞれの一方側の 面に反射防止膜を形成した。反射防止膜はスパッタ法により形成した。その後、上述 した積層フィルムを反射防止膜が形成された支持体の間に挟み接着を行った。接着 には可視光硬化型榭脂を用いた。得られた積層体は、その後、スライサーで加工し、 目的の大きさに個片取りした。以上の結果、 R0c = 20nm、 Rth=— 200nm、反射 率が 1%以下の位相差板を得ることができた。
[0174] 位相差板の位相差の変化量としては lnm以内であることが好ましい。表 4に示した ように、 Tgが 50°C未満の接着剤を用いたサンプル Al, A2は、隅部の位相差の変化 量が lnmを超えてしまう。一方、 Tgが 50°C以上の接着剤を用いたサンプル A3〜A 6では、中心部、隅部ともに位相差の変化が lnm以内であり、優れた性能を得ること ができる。
[0175] (実施例 12)
互いに接着層の厚みが異なる位相差板を作製した。その後、接着剤の接着性の評 価をするために、加速試験として 60°C、 90%RHの環境下に 5日間保存し、取出し 後の外観を観察した。実験の結果を表 5に示す。
[0176] [表 5]
接着層厚さ ( m) 60で- 90%RH 5日間 サンプル B1 1 .5 端部から 3mm剥離
サンプル 2.0 剥離あるが、端部から 1 mm以内 サンプル B3 3.0 剥離なし
サンプル B4 5,0 剥離なし
サンプル B5 T 0.0 剥離なし
サンプル B 6 30.0 剥離なし
[0177] 位相差板の構成、作製方法は、以下の通りである。
位相差フィルムとして、厚さ 70 μ m、 ROc = 50nm、 Rth= - lOOnmの二軸延伸ノ ルボルネン系フィルムと、厚さ 70 μ m、 R0c = 70nm、 Rth= lOOnmの二軸延伸ノ ルボルネン系フィルムを円形で 1枚ずつ準備し、積層後の面内位相差が 20nmとなる ように、互いに光学軸を直交させて貼り合わせた。位相差の測定には、大塚電子株 式会社製の位相差測定装置「RETS— 100」を用いた。フィルムの接着には、可視光 硬化型榭脂を用いた。
[0178] 次に、支持体として厚み 0. 3mmの 2枚の石英ガラスを用い、それぞれの一方側の 面に反射防止膜を形成した。反射防止膜はスパッタ法により形成した。その後、上述 した積層フィルムを反射防止膜が形成された支持体の間に挟み接着を行った。接着 には可視光硬化型榭脂を用いた。得られた積層体は、その後、スライサーで加工し、 目的の大きさに個片取りした。以上の結果、 R0c = 20nm、 Rth=— 200nm、反射 率が 1%以下の位相差板を得ることができた。
[0179] 表 5に示したように、接着層の厚みが 2 μ m未満のサンプル B1は、端部から 3mm の領域で界面剥離が認められたのに対し、接着層の厚みが 2 μ m以上のサンプル Β 2〜B6は、端部から lmm以内の剥離か、剥離が認められな力つた。従って、位相差 板の接着層の厚みを 2 m以上にすることにより、優れた接着性が得られることがわ 力る。
[0180] (実施例 13)
互いに硬化収縮率が異なる光硬化型榭脂を用いて位相差板を作製した。その後 支持体のクラック等の外観を観察した。実験結果を表 6に示す。
[0181] [表 6]
Figure imgf000041_0001
[0182] 位相差板の構成、作製方法は、以下の通りである。
位相差フィルムとして、厚さ 70 /z m、 R0c = 50nm、 Rth=— lOOnmの二軸延伸ノ ルボルネン系フィルムと、厚さ 70 /ζ πι、 R0c = 70nm、 Rth=— lOOnmの二軸延伸ノ ルボルネン系フィルムとを円形で 1枚ずつ準備し、積層後の面内位相差が 20nmとな るように、互いに光学軸を直交させて貼り合わせた。位相差の測定には、大塚電子株 式会社製の位相差測定装置「RETS— 100」を用いた。フィルムの接着には、可視光 硬化型樹脂を用いた。
[0183] 次に、支持体として厚み 0. 3mmの 2枚の石英ガラスを用い、それぞれの一方側の 面に反射防止膜を形成した。反射防止膜はスパッタ法により形成した。その後、上述 した積層フィルムを反射防止膜が形成された支持体の間に挟み接着を行った。接着 には可視光硬化型榭脂を用いた。得られた積層体は、その後、スライサーで加工し、 目的の大きさに個片取りした。以上の結果、 R0c = 20nm、 Rth=— 200nm、反射 率が 1%以下の位相差板を得ることができた。
[0184] 表 6に示したように、硬化収縮率が 10%を超えるサンプル C1は、硬化速度の高低 に関係なく支持体にクラックが認められた。硬化収縮率が 10%以下のサンプル C2〜 C5は、硬化速度が比較的低速（10分)の場合は支持体にクラックの発生は認められ なかったが、サンプル C2, C3に関しては、硬化速度が比較的高速（1分)の場合にク ラックの発生が認められた。従って、硬化収縮率が 8%〜10%の接着剤では硬化速 度を低速にするのが有効であり、硬化収縮率が 8%以下の接着剤では硬化速度に 関係なく安定した接着が可能であることがわ力 た。
[0185] 以上述べたように本発明によれば、液晶パネルのコントラストの調整を容易に行うこ とがでさる。
[0186] 以上、本発明の実施の形態および実施例について説明した力 勿論、本発明はこ れらに限定されることなぐ本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能であ る。
[0187] 例えば以上の実施の形態では、投射型画像表示装置に適用される液晶表示装置 として、反射型液晶表示装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、透過型液晶 表示装置についても本発明は適用可能である。この場合、位相差補償板は、その両 主面のうち光入射側にのみ反射防止膜を設ければよい。
[0188] また、投射型画像表示装置の光学系は上述した 3板式に限らず、単板式でもよい。
さらに、フラットパネルディスプレイとしての直視型液晶表示装置にも本発明は適用 可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 複屈折性を有し、液晶パネルの残留位相差を補償するための位相差補償板であつ て、
当該位相差補償板の面内位相差 (ROc)と、前記液晶パネルの面内位相差 (ROp) とが、
l <ROc/ROp≤10
の関係を満たす
ことを特徴とする位相差補償板。
[2] 当該位相差補償板は、
等方性を有する透明支持体と、
前記透明支持体上に設けられた複屈折層とを備える
ことを特徴とする請求項 1に記載の位相差補償板。
[3] 前記複屈折層の面内位相差は 30nm以下である
ことを特徴とする請求項 2に記載の位相差補償板。
[4] 前記複屈折層は、 2枚以上の位相差フィルムの積層体でなり、
少なくとも 1枚の位相差フィルム力 他の位相差フィルムに対して異なる方向に面内 の光学軸を組み合わされて 、る
ことを特徴とする請求項 3に記載の位相差補償板。
[5] 前記複屈折層は、面内位相差の異なる位相差フィルムを各々の光学軸が直交する 方向に積層してなる
ことを特徴とする請求項 4に記載の位相差補償板。
[6] 前記位相差フィルムは、二軸延伸フィルムである
ことを特徴とする請求項 5に記載の位相差補償板。
[7] 前記複屈折層は、負の垂直方向位相差を有する
ことを特徴とする請求項 2に記載の位相差補償板。
[8] 前記位相差フィルムは、高分子フィルムである
ことを特徴とする請求項 4に記載の位相差補償板。
[9] 前記位相差フィルムは、ガラス転移点が 160°C以上である ことを特徴とする請求項 8に記載の位相差補償板。
[10] 前記位相差フィルムは、ノルボルネン系榭脂フィルムである
ことを特徴とする請求項 8に記載の位相差補償板。
[11] 前記各位相差フィルムは、トルエン、メチルェチルケトン、メチルイソブチルケトン、 アセトン、シクロへキサン、キシレン、ェチルエーテルのうち少なくとも 1つを含む溶媒 により溶着されている
ことを特徴とする請求項 4に記載の位相差補償板。
[12] 前記各位相差フィルムは、感圧性接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤の!/ヽ ずれかの接着剤により接着されている
ことを特徴とする請求項 4に記載の位相差補償板。
[13] 前記接着剤は、ガラス転移点が 50°C以上である
ことを特徴とする請求項 12に記載の位相差補償板。
[14] 前記各位相差フィルム間の接着層の厚みが 2 m以上である
ことを特徴とする請求項 12に記載の位相差補償板。
[15] 前記接着剤の硬化収縮率が 10%以下である
ことを特徴とする請求項 12に記載の位相差補償板。
[16] 前記位相差フィルムが 2枚以上あり、これらの位相差フィルム間および位相差フィル ムと前記透明支持体間が同種の接着剤を用いて積層されている
ことを特徴とする請求項 12に記載の位相差補償板。
[17] 当該位相差補償板は、その両主面の少なくとも一方に反射防止膜を備えている ことを特徴とする請求項 1に記載の位相差補償板。
[18] 複屈折性を有する位相差補償板を備え、液晶パネルの残留位相差を補償する位 相差補償器であって、
前記位相差補償板の面内位相差 (ROc)と、前記液晶パネルの面内位相差 (ROp) とが、
l <ROc/ROp≤10
の関係を満たす
ことを特徴とする位相差補償器。
[19] 前記位相差補償板に垂直な軸を回転軸として当該位相差補償板を回転させる回 転手段を備えた
ことを特徴とする位相差補償器。
[20] 前記位相差補償板の回転角度範囲は、 ± 10度以下である
ことを特徴とする請求項 19に記載の位相差補償器。
[21] 透過光を制御する液晶パネルと、
前記液晶パネル上に設けられ、複屈折性を有する位相差補償板を備えた位相差 補償器とを有し、
前記位相差補償板の面内位相差 (ROc)と、前記液晶パネルの面内位相差 (ROp) とが、
l <ROc/ROp≤10
の関係を満たす
ことを特徴とする液晶表示装置。
[22] 前記位相差補償板は、当該位相差補償板の遅相軸と前記液晶パネルの遅相軸と のなす角が、 45度以上 85度以下である
ことを特徴とする請求項 21に記載の液晶表示装置。
[23] 前記位相差補償器は、前記液晶パネルに垂直な軸を回転軸として、前記位相差補 償板を回転するための回転手段を備える
ことを特徴とする請求項 21に記載の液晶表示装置。
[24] 前記位相差補償器は、前記液晶パネルに対して密閉部材を介して固定されている ことを特徴とする請求項 21に記載の液晶表示装置。
[25] 前記液晶パネルは、反射型液晶表示素子からなる
ことを特徴とする請求項 21に記載の液晶表示装置。
[26] 前記液晶パネルは、垂直配向型液晶表示素子からなる
ことを特徴とする請求項 21に記載の液晶表示装置。
[27] 光源光を発生する光源と、
前記光源光を偏光分離する偏光分離素子と、
前記偏光分離された光源光を変調し画像光を形成する液晶パネルと、 前記画像光を表示するスクリーンと、
前記画像光を前記スクリーンへ投射する投射レンズとを備えた投射型画像表示装 置であって、
前記液晶パネルの上には、複屈折性を有する位相差補償板を備えた位相差補償 器が配置されており、
前記位相差補償板の面内位相差 (ROc)と、前記液晶パネルの面内位相差 (ROp) とが、
l <ROc/ROp≤10
の関係を満たす
ことを特徴とする投射型画像表示装置。
[28] 前記光源光を三原色光に分離する分離光学系を有し、
前記液晶パネル及び前記位相差補償器は、分離した各色光ごとにそれぞれ配置 されている
ことを特徴とする請求項 27に記載の投射型画像表示装置。
[29] 前記偏光分離素子は、ワイヤーグリッド偏光子である
ことを特徴とする請求項 27に記載の投射型画像表示装置。
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