(57)【要約】  高輝度化に対応し、コントラスト比のばらつきを抑えつつ高コントラスト比が可能で、高精細化、長寿命化を図ることができる光学補償板、その光学補償板を用いた液晶表示装置、投射型液晶表示装置、並びに、表示装置の製造方法および調整方法を提供する。液晶表示装置は、照射された光束を誘電率異方性が負である液晶分子を垂直配向させ、基板の主面に垂直な方向にプレチルトを有する液晶層により光変調する液晶デバイスと、液晶デバイスの入射側に配置された第１の偏光板と、液晶素子の出射側に配置された第２の偏光板と、第１の偏光板の出射側と第２の偏光板の入射側との間の光路に配置された光学補償板と、を有する。光学補償板は、少なくとも２つの補償層を有し、補償層が、互いに、位相差値、および、面内の光学軸方向が異なるようにして貼り合わされている。
2008081919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏光板と第２の偏光板との間に垂直配向液晶層と共に配置され、前記第１の偏光板から入射し、前記第２の偏光板から出射する光の位相を補償する光学補償板であって、
層面が対向するように配置された少なくとも２つの補償層を有し、
前記少なくとも２つの補償層が、それらの位相差の値、および、該補償層を形成する材料の進相軸または遅相軸に対応する光学軸の前記層面の面内における方向が互いに異なるようにして位置している
光学補償板。
【請求項２】
前記少なくとも２つの補償層はそれぞれ、液晶ポリマをハイブリッド配向させて形成した、前記光学軸が前記層面に対して斜め方向にあるＯプレートにより形成されている、
請求項１記載の光学補償板。
【請求項３】
前記少なくとも２つの補償層はそれぞれ、斜方蒸着により形成した、前記光学軸が前記層面に対して斜め方向にあるＯプレートにより形成されている、
請求項１記載の光学補償板。
【請求項４】
前記層面の屈折率に対して厚み方向の屈折率が低いＣプレートを含む、
請求項２記載の光学補償板。
【請求項５】
前記層面の屈折率に対して厚み方向の屈折率が低いＣプレートを含む、
請求項３記載の光学補償板。
【請求項６】
前記少なくとも２つの補償層は、膜厚が異なる、
請求項１記載の光学補償板。
【請求項７】
誘電率異方性が負である液晶分子を垂直配向させ、基板の主面に垂直な方向に対してプレチルトを有する液晶層により射出された光束を光変調する液晶デバイスと、
前記液晶デバイスの入射側に配置された第１の偏光板と、
前記液晶デバイスの出射側に配置された第２の偏光板と、
前記第１の偏光板の出射側と前記第２の偏光板の入射側との間の光路に配置された光学補償板と、を有し、
前記光学補償板は、
層面が対向するように配置された少なくとも２つの補償層を有し、
前記少なくとも２つの補償層が、それらの位相差値、および、該補償層を形成する材料の進相軸または遅相軸に対応する光学軸の前記層面の面内における方向が互いに異なるようにして位置している、
液晶表示装置。
【請求項８】
前記少なくとも２つの光学補償板は、前記第１の偏光板の出射側と前記液晶素子の入射側との間の光路に配置されている、
請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記光学補償板を、光学軸を中心として当該光学補償板を回転させることが可能な回転部を含む、
請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶デバイスの出射側と前記第２の偏光板の入射側との間の光路に第３の偏光板が配置されている、
請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの補償層はそれぞれ、液晶ポリマをハイブリッド配向させて形成した、前記光学軸が前記層面に対して斜め方向にあるＯプレートにより形成されている、
請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの補償層はそれぞれ、斜方蒸着により形成した、前記光学軸が前記層面に対して斜め方向にあるＯプレートにより形成されている、
請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記層面の面内の屈折率に対して厚み方向の屈折率が低いＣプレートを含む、
請求項１１記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記層面の面内の屈折率に対して厚み方向の屈折率が低いＣプレートを含む、
請求項１２記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
光源と、
前記光源から出射された光束を所要の光路に収束させる照明光学系と、
前記照明光学系による光束を、誘電率異方性が負である液晶分子を垂直配向させ、基板の主面に垂直な方向にプレチルトを有する液晶層により光変調する液晶デバイスと、
前記液晶デバイスによって光変調された光束を拡大投影する投射光学系と、
前記液晶デバイスの入射側に配置された第１の偏光板と、
前記液晶デバイスの出射側に配置された第２の偏光板と、
前記第１の偏光板の出射側と前記第２の偏光板の入射側との間に配置された光学補償板と、を有し、
前記光学補償板は、
層面が対向するように配置された少なくとも２つの補償層を有し、
前記少なくとも２つの補償層が、それらの位相差値、および、該補償層を形成する材料の進相軸または遅相軸に対応する光学軸の前記層面の面内における方向が互いに異なるようにして位置している、
投射型液晶表示装置。
【請求項１６】
前記液晶デバイスと前記第２の偏光板との間に該第２の偏光板と略同じ偏光方向の光を透過する第３の偏光板が配置されている、
請求項１５記載の投射型液晶表示装置。
【請求項１７】
前記補償板は、前記第１の偏光板から入射し、前記液晶素子を介して前記第２の偏光板から出射する光束を形成する光の位相を補償する、
請求項１５記載の投射型液晶表示装置。
【請求項１８】
前記第１の偏光板または前記第２の偏光板は、光が通過する面内に位相差を有するフィルム状の部材を含む、
請求項１５記載の投射型液晶表示装置。
【請求項１９】
前記フィルム状の部材はトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）により形成されている
請求項１８記載の投射型液晶表示装置。
【請求項２０】
前記光学補償板を、光学軸を中心として回転させることが可能な回転部を含む
請求項１５記載の投射型液晶表示装置。
【請求項２１】
照射された光束を誘電率異方性が負である液晶分子を垂直配向させ、基板の主面に垂直な方向にプレチルトを有する液晶層により光変調する液晶デバイスと、前記液晶デバイスの入射側に配置された第１の偏光板と、前記液晶デバイスの出射側に配置された第２の偏光板と、層面が対向するように配置された少なくとも２つの補償層を含む光学補償板と、を有する表示装置の製造方法であって、
前記補償層が、互いに、位相差値、および、当該補償層を形成する材料の進相軸または遅相軸に対応する光学軸の前記層面の面内における方向が互いに異なるようにして位置させて前記光学補償板を形成するステップと、
前記第１の偏光板の出射側と前記第２の偏光板の入射側との間の光路に前記光学補償板を配置するステップと、
前記光学補償板を、光学軸を中心として当該光学補償板を回転させて位相差値を調整するステップと
を含む表示装置の製造方法。
【請求項２２】
照射された光束を誘電率の異方性が負である液晶分子を垂直配向させた液晶層により光変調する液晶デバイスと、前記液晶デバイスの入射側に配置された第１の偏光板と、前記液晶デバイスの出射側に配置された第２の偏光板と、層面が対向するように配置された少なくとも２つの補償層を含む光学補償板と、を有する表示装置の調整方法であって、
前記少なくとも２つの補償層が、互いに、位相差値、および、当該補償層を形成する材料の進相軸または遅相軸に対応する光学軸の前記層面の面内における方向が互いに異なるようにして位置させて前記光学補償板を形成するステップと、
前記第１の偏光板の出射側と前記第２の偏光板の入射側との間の光路に前記光学補償板を配置するステップと、
前記光学補償板を、光学軸を中心として当該光学補償板を回転させて位相差値を調整するステップと
含む表示装置の調整方法。
【請求項２３】
請求項２１または請求項２２において、前記少なくとも２つの補償層はそれぞれ、液晶ポリマをハイブリッド配向させて形成した、前記光学軸が前記層面に対して斜め方向にあるＯプレートにより形成されている。
【請求項２４】
請求項２１または請求項２２において、前記少なくとも２つの補償層はそれぞれ、斜方蒸着により形成した、前記光学軸が前記層面に対して斜め方向にあるＯプレートにより形成されている。
【請求項２５】
前記層面の屈折率に対して厚み方向の屈折率が低いＣプレートを含む、
請求項２３記載の製造方法。
【請求項２６】
前記層面の屈折率に対して厚み方向の屈折率が低いＣプレートを含む、
請求項２４記載の調整方法。
【請求項２７】
請求項２１または請求項２２において、前記少なくとも２つの補償層は、膜厚が異なる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の表示装置に適用される光学補償板、この光学補償板を適用した表示装置および投射型液晶表示装置、並びに、これら表示装置の製造方法および調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、透過型液晶プロジェクタ装置において、光源から出射される光を赤、緑、青の光に分離し、各色光を液晶表示デバイス（以下、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)デバイスという）により構成される３つのライトバルブにより、画像情報あるいは画像信号に応じて変調し、変調された後の色光を合成して、投射面に拡大投射している。【０００３】
液晶プロジェクタ等に搭載されるライトバルブとしては、一般に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)という）駆動によるアクティブマトリクス駆動方式のＬＣＤデバイスが用いられる。
アクティブマトリクス駆動方式のＬＣＤデバイスとしては、９０度捩れた分子配列を持つツイステッドネマティック（ＴＮ型）ＬＣＤデバイスがあげられる。【０００４】
このＴＮ型ＬＣＤデバイスにおいては、光変調素子として、ＴＮ型液晶ライトバルブが用いられ、それを挟むように配置される入射側偏光板と出射側偏光板とを用いることで光変調が可能となる。
入射側偏光板および出射側偏光板は、液晶ライトバルブに入射する光の偏光方向を制御するとともに、液晶ライトバルブから出射される光束の偏光方向を制御する。【０００５】
上述した透過型液晶プロジェクタ装置は、液晶素子の液晶モードとしてツイストネマティック（ＴＮ）モードを用いているが、特に近年においては、高輝度化、高コントラスト化、高精細化、高寿命化を図るべく、垂直配向（ＶＡ）モードの液晶素子の使用が検討され始めている(たとえば、特許文献１、２参照)。
【特許文献１】特開２００６−１１２９８号公報
【特許文献２】特開２００６−９８６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したＶＡモードを採用した透過型液晶プロジェクタ装置においては、電圧印加時(オン時)から電圧非印加時(オフ時)に切り替えときの液晶の配向を制御するため、垂直配向型の液晶分子に液晶配向膜により面内で一様な方向にプレチルト角を付与させている。【０００７】
しかしながら、この液晶プロジェクタ装置においては、液晶にプレチルトが存在するためにコントラストが低下する。そのため、たとえば、特許文献１に記載の技術では、光学的異方性が負の光学軸が基板面に垂直な方向の１軸性位相フィルムを傾斜させて、光学補償することにより、高コントラストを実現することが提案されている。【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、プロジェクタ装置内に１軸性位相フィルムを傾斜させるための広いスペースを必要とする。広いスペースを有する光学系において結像させるためには、光学系そのものを大きくする必要があり、その結果、液晶プロジェクタ装置のコストが上昇するという不利益がある。【０００９】
そこで、特許文献２では、光学補償板を傾斜させず、屈折率の異方性が負の１枚光学補償板、あるいは、２枚の光学補償板を用いることが提案されている。【００１０】
ところが、前記の屈折率の異方性が負のものとして、特許文献２においては、ディスコティック液晶を用いている「ＷＶフィルム（富士写真フィルム製）」を挙げているが、耐光性が弱いという不利益を有している。また、２枚の光学補償板を個別に位置させる場合、そのスペースが必要となり、光学系の拡大による液晶プロジェクタ装置のコストの上昇が発生する。従って、耐光性に優れ、かつ、スペースの縮み化を実現する光学補償板を得ることが難しい。【００１１】
液晶プロジェクタにおいて、これまで、ノーマリーホワイトモードのＴＮ液晶素子を用いることが主流であったが、前述したように、高コントラスト化、長寿命化のために、無機材料の配向膜を用いた、ノーマリーブラックモードの垂直配向（ＶＡ）液晶に代わりつつある。ノーマリーブラックモードのＶＡ液晶を使うことで、高コントラスト化が実現できるようになったが、さらに高いコントラストを安定的に実現するには、黒レベルのばらつきが影響し、コントラストが大きく変動するという現象が顕著になるという新たな不都合に直面することがわかった。【００１２】
したがって、高輝度化に対応し、コントラスト比のばらつきを抑えつつ、長寿命化を図ることができ、より高コントラストな表示を実現し、高品位な画質を安定的に得ることができる光学補償板を提供することが望まれている。
また、そのような光学補償板を用いた液晶表示装置、および投射型液晶表示装置を提供することが望まれている。
さらにそのような表示装置の製造方法および調整法方を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、第１の偏光板と第２の偏光板との間に垂直配向液晶層と共に配置され、前記第１の偏光板から入射し、前記第２の偏光板から出射する光の位相を補償する光学補償板であって、層面が対向するように配置された少なくとも２つの補償層を有し、前記少なくとも２つの補償層が、それらの位相差の値、および、該補償層を形成する材料の進相軸または遅相軸に対応する光学軸の前記層面の面内における方向が互いに異なるようにして位置している光学補償板が提供される。【００１４】
好ましくは、前記少なくとも２つの補償層はそれぞれ、液晶ポリマをハイブリッド配向させて形成した、前記光学軸が前記層面に対して斜め方向にあるＯプレートにより形成されている。【００１５】
また好ましくは、前記少なくとも２つの補償層はそれぞれ、斜方蒸着により形成した、前記光学軸が前記層面に対して斜め方向にあるＯプレートにより形成されている。【００１６】
また好ましくは、前記層面の屈折率に対して厚み方向の屈折率が低いＣプレートを含む。【００１７】
また好ましくは、前記層面の屈折率に対して厚み方向の屈折率が低いＣプレートを含む。【００１８】
また好ましくは、前記少なくとも２つの補償層は、膜厚が異なる。【００１９】
本願発明者が、黒レベルのばらつき、すなわち、コントラストの変動について原因究明を行ったところ、偏光板及びプリ偏光板の保護フィルム等として用いられている、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムのわずかな面内位相差のズレにより、コントラストが大きく変動することがわかった。そのために、この偏光板、プリ偏光板のＴＡＣ面内の位相差を、液晶デバイスの位相差と合わせて補正する必要がある。
本発明の光学補償板によれば、補償層として、たとえば２枚以上のＯプレートの位相差値を変えて位置させることにより（たとえば、貼り合わせることにより）、光学補償板トータルで考えると、所定の面内位相差が発生する。そして、その面内位相差により、たとえば液晶表示装置内の偏光板のＴＡＣフィルムの位相差を補償することができる。
また、光学補償板を回転させることにより、位相差値を変えることが可能となり、たとえばＴＡＣフィルムの位相差を打ち消す角度にすることにより、ＴＡＣフィルムの光学軸ズレを補正することが可能となる。されに、同時に、この光学補償板を回転させることにより、液晶パネルと光学補償板の設計値からのズレも補正することが可能となる。【００２０】
また、本発明によれば、上記光学補償板を用いた液晶表示装置を提供することができる。すなわち、本発明によれば、誘電率異方性が負である液晶分子を垂直配向させ、基板の主面に垂直な方向に対してプレチルトを有する液晶層により射出された光束を光変調する液晶デバイスと、前記液晶デバイスの入射側に配置された第１の偏光板と、前記液晶デバイスの出射側に配置された第２の偏光板と、前記第１の偏光板の出射側と前記第２の偏光板の入射側との間の光路に配置された光学補償板と、を有し、前記光学補償板は、層面が対向するように配置された少なくとも２つの補償層を有し、前記少なくとも２つの補償層が、それらの位相差値、および、該補償層を形成する材料の進相軸または遅相軸に対応する光学軸の前記層面の面内における方向が互いに異なるようにして位置している、液晶表示装置が提供される。【００２１】
好ましくは、前記少なくとも２つの光学補償板は、前記第１の偏光板の出射側と前記液晶デバイスの入射側との間の光路に配置されている。【００２２】
好ましくは、液晶表示装置は、前記光学補償板を、当該光学補償板の面内で回転させることが可能な回転部を含む。【００２３】
好ましくは、前記液晶デバイスの出射側と前記第２の偏光板の入射側との間の光路に第３の偏光板が配置されている。【００２４】
さらに、本発明によれば、上記光学補償板を用いた投射型液晶表示装置が提供される。すなわち、本発明によれば、光源と、前記光源から出射された光束を所要の光路に収束させる照明光学系と、前記照明光学系による光束を、誘電率異方性が負である液晶分子を垂直配向させ、基板の主面に垂直な方向にプレチルトを有する液晶層により光変調する液晶デバイスと、前記液晶デバイスによって光変調された光束を拡大投影する投射光学系と、前記液晶デバイスの入射側に配置された第１の偏光板と、前記液晶デバイスの出射側に配置された第２の偏光板と、前記第１の偏光板の出射側と前記第２の偏光板の入射側との間に配置された光学補償板と、を有し、前記光学補償板は、層面が対向するように配置された少なくとも２つの補償層を有し、前記少なくとも２つの補償層が、それらの位相差値、および、該補償層を形成する材料の進相軸または遅相軸に対応する光学軸の前記層面の面内における方向が互いに異なるようにして位置している、投射型液晶表示装置が提供される。【００２５】
好ましくは、前記液晶デバイスと前記第２の偏光板との間に該第２の偏光板と略同じ偏光方向の光を透過する第３の偏光板が配置されている。【００２６】
また好ましくは、前記補償板は、前記第１の偏光板から入射し、前記液晶デバイスを介して前記第２の偏光板から出射する光束を形成する光の位相を補償する。【００２７】
また好ましくは、前記第１または前記第２の偏光板は、光が通過する面内に位相差を有するフィルム状の部材を含む。【００２８】
また好ましくは、前記フィルム状の部材はトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）により形成されている。【００２９】
また好ましくは、投射型栄液晶表示装置は、前記光学補償板を、光学軸を中心として当該光学補償板を回転させることが可能な回転部を含む。【００３０】
また、本発明によれば、照射された光束を誘電率異方性が負である液晶分子を垂直配向させ、基板の主面に垂直な方向にプレチルトを有する液晶層により光変調する液晶デバイスと、前記液晶デバイスの入射側に配置された第１の偏光板と、前記液晶デバイスの出射側に配置された第２の偏光板と、層面が対向するように配置された少なくとも２つの補償層を含む光学補償板と、を有する表示装置の製造方法であって、前記補償層が、互いに、位相差値、および、当該補償層を形成する材料の進相軸または遅相軸に対応する光学軸の前記層面の面内における方向が互いに異なるようにして位置させて前記光学補償板を形成するステップと、前記第１の偏光板の出射側と前記第２の偏光板の入射側との間の光路に前記光学補償板を配置するステップと、前記光学補償板を、光学軸を中心として当該光学補償板を回転させて位相差値を調整するステップとを含む表示装置の製造方法が提供される。【００３１】
また、本発明によれば、照射された光束を誘電率の異方性が負である液晶分子を垂直配向させた液晶層により光変調する液晶デバイスと、前記液晶デバイスの入射側に配置された第１の偏光板と、前記液晶デバイスの出射側に配置された第２の偏光板と、層面が対向するように配置された少なくとも２つの補償層を含む光学補償板と、を有する表示装置の調整方法であって、前記少なくとも２つの補償層が、互いに、位相差値、および、当該補償層を形成する材料の進相軸または遅相軸に対応する光学軸の前記層面の面内における方向が互いに異なるようにして位置させて前記光学補償板を形成するステップと、前記第１の偏光板の出射側と前記第２の偏光板の入射側との間の光路に前記光学補償板を配置するステップと、前記光学補償板を、光学軸を中心として当該光学補償板を回転させて位相差値を調整するステップと含む表示装置の調整方法が提供される。【００３２】
本発明の光学補償板は面内位相差を有することができる。さらに、本発明の光学補償板を光学軸を中心に回転させると、上記面内位相差が変化する。
本発明の光学補償板を構成する少なくとも２つの光学補償板は薄く、そして、たとえば貼り合わせるなど密着または近接した状態で配置されているので、光学軸方向の寸法は実質的に増加しない。
本発明の光学補償板を用いた表示装置、たとえば液晶表示装置、投射型液晶表示装置は、光学補償板を用いて偏光板、プレ偏光板などにおける光学軸のズレを正確に補正することが可能になる。その結果、光輝度化に対応でき、コントラスト比のバラツキを抑制しつつ、高コントラスト化を実現でき、高精細、高品質の画像を提供することができる。また、本発明の液晶表示装置、投射型液晶表示装置では熱による寿命が短くなることが防止することができる。
本発明の光学補償板を用いた表示装置、たとえば、液晶表示装置、投射型液晶表示装置の製造方法は容易である。
また、本発明の光学補償板を用いると、たとえば、光学補償板を回転させるだけなので、表示装置の位相差の値を調整することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施に係わるＯプレートの構成例を説明するための図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る光学補償板および比較例の回転の概念図である。
【図４】本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶素子の概略構成を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶素子のアレイ基板（液晶パネル部）における配置例を示す図である。
【図６】本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶素子のＴＦＴアレイ基板側の具体的な構成例を示す断面図である。
【図７】「左右比」の測定の概略を示す図である。
【図８】プリ偏光板の左右比測定結果を示す図である。
【図９】本実施形態に係る回転機構部に構成例を説明するための図である。
【図１０】第１の光学補償板の作製の工程図である。
【図１１】液晶のチルト方向と光学補償板のラビング方向の関係を示す図である。
【図１２】第１光学補償板を回転させたときの回転角度と黒照度の関係を示す図である。
【図１３】第２光学補償板の作製の工程図である。
【図１４】第２光学補償板の構造、および液晶のチルト方向と光学補償板のラビング方向の関係を示す図である。
【図１５】第２光学補償板を回転させたときの回転角度と黒照度の関係を示す図である。
【図１６】ネガティブＣプレートの屈折率楕円体を示す図である。
【図１７】第３光学補償板を回転させたときの回転角度と黒照度の関係を示す図である。
【図１８】第４光学補償板の構造、および、蒸着方向を示す図である。
【図１９】第４光学補償板を回転させたときの回転角度と黒照度の関係を示す図である。
【図２０】本実施形態に係る投射型液晶表示装置の一例を示す概略構成図である。
【図２１】本実施形態に係る３板式投射型液晶表示装置のより具体的な一例を示す構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を添付した図面に関連付けて説明する。【００３５】
本発明の実施の形態として、屈折率の異方性が正の２枚のＯプレートおよび、その２枚のＯプレートを液晶プロジェクタ装置に配置する場合について述べる。
Ｏプレートとは、その補償層を形成する材料の進相軸または遅相軸に対応し、複屈折を起こさない方向を規定する光学軸が光透過面に対して斜め方向にあるものである。Ｏプレートの例としては、たとえば、図１(Ａ)に示すように、液晶ポリマ１をハイブリッド配向させたものがある。あるいは、図１（Ｂ）に示すように、無機材料、たとえば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２を斜方蒸着により成膜させることによりＯプレートを作製できる。ここで、図１（Ａ）に示す液晶ポリマ１をハイブリッド配向させた場合は、液晶層内において異なる方向に配向した複数の液晶分子の総体として複屈折を起こさない方向を進相軸または遅相軸に対応する光学軸と規定する。【００３６】
２枚の光学補償板を個別に配置する場合、そのスペースが必要となり、光学系の寸法の拡大による液晶プロジェクタ装置のコストの上昇が発生する。現状の光学系の大きさを維持したまま、狭いスペースに光学補償板を２枚配置すると、偏光板、プリ偏光板の放熱性が低下し、偏光板、及びプリ偏光板の寿命を低下させる。結果として、液晶プロジェクタ装置の寿命が短くなる。【００３７】
現状のスペースを維持したまま、２枚の光学補償板を配置する場合、２枚の光学補償板を、液晶パネル、プリ偏光板、及び偏光板と一体化することが考えられる。
しかしながら、光学補償板の寿命が短くなる。その理由は、液晶パネル、プリ偏光板、及び偏光板は、熱を吸収するために、それぞれの温度は上昇するが、光学補償板は熱を吸収しないので、温度の上昇は小さい。しかしながら、温度が上昇する液晶パネル、プリ偏光板及び偏光板と、光学補償板とを一体化すると、光学補償板の温度が上昇し、結果として、光学補償板の寿命が短くなる。【００３８】
図２は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示す図である。【００３９】
本実施形態に係る液晶表示装置１０は、照射された光束を誘電率の異方性が負である液晶分子を垂直に配向させた液晶層により光変調する液晶デバイス(液晶パネル)１１と、液晶デバイス１１の入射側に配置された第１の偏光板１２と、液晶デバイス１１の出射側に配置された第２の偏光板１３と、液晶デバイス１１の入射側と第１の偏光板１２の出射側との間に配置された光学補償板１４と、液晶デバイス１１の出射側と第２の偏光板１３の入射側との間に配置されたプリ偏光板（第３の偏光板）１５と、光学補償板１４を光学軸を回転可能な回転機構部１６と、を有する。【００４０】
本実施形態に係る光学補償板１４は、第１基板１４１に形成された第１補償層１４２と、第２基板１４３に形成された第１補償層１４２と所定の位相差を有する第２補償層１４４とを組み合わせて形成されている。
光学補償板１４は、より具体的には、たとえば、液晶ポリマをハイブリッド配向させて形成した、２枚以上のＯプレートを、互いに、位相差値、および、面内の光学軸の方向が異なるようにして貼り合わせて形成されている。
あるいは、本実施形態に係る光学補償板１４は、斜方蒸着層により形成された、２層以上のＯプレートを、互いに、位相差値、および、面内の光学軸方向が異なるようにして貼り合わせて形成される。
液晶デバイス（パネル）１１の液晶層は、基板（たとえば、図４の基板１１１）の主面に垂直方向にプレチルト角を有し、屈折率の異方性が負のＣプレートを備えている。
なお、偏光板１２，１３とプリ偏光板１５の保護フィルムとして、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムが用いられている。【００４１】
このような構成を有する液晶表示装置１０は、ＶＡモードを有し、正面リタデーション値の異なる２枚のＯプレートを組み合わせた（好ましくは、貼り合わせた）光学補償板を用いて、さらに、面内回転機構１６を設けることで、回転可能として、表示装置のコストを上げず、黒ムラ、コントラストのバラツキを抑制させている。【００４２】
液晶表示装置１０は、以上のことを特徴とすることにより、部品点数を増やさずに、長寿命化を実現し、偏光板と、プリ偏光板のＴＡＣフィルムとの面内位相差を補正することが可能となっている。また、２枚の光学補償板を貼り合わせた場合は、現状のスペースを維持したまま、２枚の光学補償板を配置することが可能となる。
近接して位置させた、好ましくは貼り合わせた２枚以上のＯプレートの位相差値を変えることにより、光学補償板トータルで考えると、面内位相差が発生する。光学補償板１４を回転させることにより、位相差の値を変えることが可能となり、偏光板１２，１３とプリ偏光板１５のＴＡＣフィルムの位相差を打ち消す角度にすることにより、ＴＡＣフィルムの面内の位相差の光学軸ズレを補正することが可能となる。また、この光学補償板を回転させることにより、液晶パネルと光学補償板の設計値からのズレも補正することが可能となっている。【００４３】
ＴＡＣフィルムの面内の位相差の光学軸のズレを補正する原理のイメージ図を、図３に示している。
図３（Ａ）が本実施形態に係る２つの補償層のリタデーション値が異なる光学補償板の、光の進行方向(極角が０度方向)から見た回転のイメージ図であり、図３（Ｂ）が２つの補償層のリタデーション値が等しい場合の回転のイメージを比較例として示す図である。
図３において、符号２１はＴＡＣフィルムの屈折率楕円体を、符号２２は入力側補償層１４２の屈折率楕円体を、符号２３は出射側補償層１４４の屈折率楕円体を、符号２４は入力側補償層１４２および出射側補償層１４４による光学補償板トータルの屈折率楕円体をそれぞれ示している。【００４４】
本実施形態に係る光学補償板１４を、光学軸を中心として回転機構１６を用いて右または左に回転させると、出射側の屈折率楕円体２４の変化が大きく、その結果、ＴＡＣフィルムの屈折率楕円体の軸ずれの補正が可能となる。例えば、図３（Ａ）においてはＴＡＣフィルムの屈折率楕円体の軸ずれを、図３（Ａ）の（ｄ）のように光学補償板を回転させることにより補正することができる。
これに対して、図３（Ｂ）の比較例においては、光学軸を中心として光学補償板を右または左に回転させても、屈折率楕円体２４の変化が小さく、ＴＡＣ軸ずれの補正は難しい。
なお、回転機構１６については後で説明する。【００４５】
図４は、液晶デバイス１１として用いる本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶デバイスの概略構成を示す断面図である。【００４６】
本実施形態に係る液晶デバイス１１は、図４に示すように、液晶層１１６と、画素電極１１３と、液晶の補償層１１４と、ＴＦＴアレイ基板１１１と、ＴＦＴアレイ基板１１１に対向配置される透明な対向基板１１２とを備えている。
ＴＦＴアレイ基板１１１は、透過型の場合は、たとえば石英基板、反射型の場合は、たとえばシリコン材料の基板により形成される。対向基板１１２は、たとえばガラス基板や石英基板により形成される。ＴＦＴアレイ基板１１１には、透過型の場合、画素電極１１３が設けられている。
画素電極１１３は、たとえばＩＴＯ膜（インジウム・錫・オキサイド膜）などの透明導電性薄膜により形成される。反射型の場合、画素電極１１３としては、たとえば金属材料からなる反射電極を用いる。金属材料としては、可視光線域で高い反射率を有するアルミニウムを用いるのが一般的である。より詳しくは、銅やシリコンを数ｗｔ％添加したアルミニウム金属膜が一般に使用される。その他に、たとえば、白金、銀、金、タングステン、チタンなどを用いることも可能である。対向基板１１２には、ＩＴＯ膜１１４が設けられている。
ＴＦＴアレイ基板１１１と対向基板１１２とには、液晶を所定方向に配向させるための図示しない配向膜が形成されており、配向膜が所定間隙で対向するようにシール材１１５で貼り合わせた一対の基板１１１，１１２間に垂直配向液晶層１１６が挟持されている（封入されている）。【００４７】
図５は、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶デバイスのアレイ基板（液晶パネル部）における配置例を示す図である。【００４８】
図５に示すように、液晶デバイス１１は、画素がアレイ状に配列された画素表示領域１２１、水平転送回路１２２、垂直転送回路１２３−１，１２３−２、プリチャージ回路１２４、およびレベル変換回路１２５を含んで形成されている。
画素表示領域１２１には複数のデータ線１２６と複数の走査線（ゲート配線）１２７が格子状に配線され、各データ線１２６の一端側は水平転送回路１２２に接続され、他端側はプリチャージ回路１２４に接続され、各走査線１２７の端部が垂直転送回路１２３−１，１２３−２に接続されている。【００４９】
液晶表示デバイス１１の画素表示領域１２１を構成するマトリクス状に複数形成された画素ＰＸには、それぞれ、スイッチング制御するトランジスタ１２８、液晶エレメント１２９、および補助容量（蓄積容量）１３０が設けられている。
画素信号が供給されるデータ線１２６がトランジスタ１２８のソースに電気的に接続されており、書き込む画素信号を供給している。また、トランジスタ１２８のゲートに走査線１２７が電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線１２７にパルス的に走査信号を印加するように構成されている。
画素電極１１３は、トランジスタ１２８のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるトランジスタ１２８を一定期間だけそのスイッチをオンさせることにより、データ線１２６から供給される画素信号を所定のタイミングで液晶エレメント１２９に書き込む。【００５０】
画素電極１１３を介して液晶エレメント１２９に印加された所定レベルの画素信号は、対向基板１１２に形成された対向電極と画素電極１１３との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。液晶エレメント１２９は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。
ノーマリホワイト表示であれば、入射光がこの液晶部分を通過する際に、印加された電圧に応じて遮光量が制御され、全体として液晶デバイス１１から画素信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。
ここで、保持された画素信号がリークされるのを防ぐために、画素電極１１３と対向電極１１２との間に形成される液晶容量と並列に補助容量（蓄積容量）１３０を付加してある。これにより、保持特性はさらに改善され、コントラスト比の高い液晶デバイス１１が実現できる。
保持容量（蓄積容量）１３０を形成するために、抵抗化されたコモン配線１３１が設けられている。【００５１】
本実施形態の液晶デバイス１１は、たとえば、フレーム毎に各画素電極に印加する電圧を同一極性で反転させるフレーム反転駆動を行うアクティブマトリクス型液晶表示デバイスとして構成される。【００５２】
図６は、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶デバイスのＴＦＴアレイ基板側の具体的な構成例を示す断面図である。【００５３】
この液晶デバイス１１は、ＴＦＴアレイ基板１１１と、ＴＦＴアレイ基板１１１上に形成された第一遮光膜１３２と、ＴＦＴアレイ基板１１１および第一遮光膜１３２上に形成された第一層間膜１３３と、第一層間膜１３３上に形成された多結晶Si膜（p-Si）１３４と、多結晶Si膜（p-Si）１３４上に形成されたゲート絶縁膜１３５と、ゲート絶縁膜１３５上に形成されたゲート電極１３６と、第一層間膜１３３、ゲート絶縁膜１３５、およびゲート電極１３６上に形成された第二層間膜１３７と、第二層間膜１３７に形成された第一コンタクト１３８と、第一コンタクト１３８内を含めて形成された第一配線膜１３９と、第二層間膜１３７および第一配線膜１３９上に形成された第三層間膜１４０と、第三層間膜１４０に形成された第二コンタクト１４１と、第二コンタクト１４１内を含めて第三層間膜１４０上に形成された導電性を有する第二遮光膜１４２と、第三層間膜１４０および第二遮光膜１４２上に形成された第四層間膜１４３と、第四層間膜１４３に形成された第三コンタクト１４４と、第三コンタクト１４４内を含めて第四層間膜１４３上に選択的に形成された透明電極１４５と、透明電極１４５および第四層間膜１４３上に形成された柱状スペーサ１４６とを有する。
図６には図示していないが、図４に関連付けて説明したように、ＴＦＴアレイ基板１１１と対向基板１１２とには、液晶を所定方向に配向させるための図示しない配向膜が形成されており、配向膜が所定間隙で対向するようにシール材１１５で貼り合わせた一対の基板１１１，１１２間に垂直配向液晶層１１６が挟持される（封入される）。【００５４】
以下に、上記構成を有する液晶表示装置の具体的な実施例について説明する。以下の説明には実施例としての光学補償板を適用した場合の効果を確認するための手順と測定結果が含まれている。製造時において光学補償板を投射型表示装置に適用する場合には、後述の光学補償板を適用しない場合のコントラスト比の測定やＴＡＣフィルムの面内位相差の光軸ズレの定量化のための測定は必要なく、調整された光学補償板を個々の投射型表示装置に適用することにより所定レベル以上のコントラスト比が得られることは自明である。【００５５】
（液晶パネルの作製）
屈折率の異方性が正で、誘電率異方性が負の垂直配向型の液晶材料を注入した液晶パネルを作製する。そのとき、比屈折率Δnとセルギャップdとが、Δn・d=390(nm)になるように、所定のセルギャップdを有している。また、たとえば、斜方蒸着法により形成された配向膜を有しており、蒸着角度、蒸着方位をコントロールすることに、所定の方位に所定のチルト角を得ることをできる。【００５６】
（プリ偏光板の左右比の測定）
また、プリ偏光板１５の保護フィルムとして用いているＴＡＣフィルムの軸ズレの定量化する方法として、「左右比」という用語を定義する。
図７は、「左右比」の測定の概略を示す図である。
「左右比」とは、右４５°方向、および、左４５°方向から配向膜を蒸着させた液晶パネル（以降、順に右配向ＬＣＤ、左配向ＬＣＤと呼ぶ。）を２枚用いて、黒照度を測定して、以下の式より「左右比」を求める。【００５７】
「左右比」  ＝  （右配向ＬＣＤの黒照度）/（左配向ＬＣＤの黒照度）【００５８】
そのときに、偏光特性の異なるプリ偏光板１５を複数入れ換えて、この左右比を測定する。
図８は、プリ偏光板の左右比測定結果を示す図である。
プリ偏光板１、２、３で右配向ＬＣＤ、左配向ＬＣＤの黒照度の平均値はほぼ等しいが、左右比が大きく異なっている。これは、プリ偏光板のＴＡＣフィルムの面内の位相差の光学軸ズレのためである。液晶デバイスの配向方向とプリ偏光板のＴＡＣフィルムの面内の相対的な光学軸ズレ方向のために、コントラストが上昇、もしくは、低下して、結果として、３板に組み合わせたとき、黒色度が大きく変動するという課題が発生する。
この３枚のプリ偏光板を用いて、コントラスト測定を実施する。【００５９】
（コントラスト測定用の投射装置）
次に、本実施例、比較例の光学補償板、左右比の異なるプリ偏光板を用いて、コントラスト測定を実施する。
投射装置２００には、図９に示すように、入射側の偏光板ａ、液晶パネルｂ、出射側のプリ偏光板ｃおよび偏光板ｄが設けられたライトバルブの入射側の偏光板ａと液晶パネルｂとの間に、光学補償板１４を保持して設置するフォルダ（回転機構部）２１０を設け、そのフォルダ２１０を回転させる機構を設けて、回転角度と黒照度の関係を評価できるようにする。投射装置２００の構成については後述する。
フォルダ２１０は、光学補償板１４を保持する本体部２１１と、本体部２１１の一縁部に形成され、円弧状に形成された案内部２１２を案内される被案内部２１３を有している。
被案内部２１３を案内部２１２に案内させることにより本体部２１１が回転する。これに伴い光学補償板１４も回転する。
このような構成の回転機構部２１０（図２における回転機構１６の１例）により光学補償板１４を適正な角度だけ回転させた後、図示しない固定部により位置がずれないように固定される。【００６０】
（第１光学補償板１４−１）
次に、２枚のハイブリッド配向された液晶ポリマより形成されたＯプレートを用いた第１の光学補償板１４−１を作製する。
図１０は、第１の光学補償板１４１の作製の工程図を示している。また、図１１は、液晶のチルト方向と光学補償板のラビング方向の関係を示している。【００６１】
１枚のガラス基板上に配向膜（ＰＩ）を塗布、プリベーク、本焼成し（ＳＴ１)、その後、ラビングを実施し(ＳＴ２)、所定の方向に面内の光学軸が設定されるようにラビング角度を決定する。ラビング方向は、液晶エレメントのプレチルト方向に対して４５°方向であり、かつ、光学補償板を構成する２つの補償層を貼り合わせたときに、互いが略直行するような方向でラビングを実施する。
このとき、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、パターン１とパターン２の２つ可能性が考えられる。パターン１の補償層１の光学軸方向とパターン２の補償層２の光学軸方向は同じであり、パターン１の補償層２の光学軸方向とパターン２の補償層１の光学軸方向は同じである。そのために、二つを組み合わせたときの光学補償の効果はほぼ等しい。
ラビング後、洗浄を行い（ＳＴ３）、スピンコート法により液晶ポリマを塗布し(ＳＴ４)、液晶（補償層）を配向処理させたものを、プリベークし（ＳＴ５）、その後、ＵＶ照射によるＵＶ露光、本焼成による熱処理を行い、硬化させる（ＳＴ６、ＳＴ７）。このとき、液晶層は、ハイブリッド配向している。このときに、スピンコートの回転数を変えることにより、膜厚、すなわち、２枚の光学補償層の位相差値を任意に変えることができる。この２枚の光学補償層を近接して配置させる、好ましくは、貼り合わせることにより、光学補償板１４−１を完成させる（ＳＴ８〜ＳＴ１０）。【００６２】
本実施例として、２枚の補償層のリタデーション値を10(nm)変えたものと、比較例として、リタデーション値が等しいものを作製する。このときに、２枚の補償層のリタデーション値の平均値が等しくなるようにしている。
次に、本実施例、比較例の光学補償板、左右比の異なるプリ偏光板を用いて、コントラスト測定を実施する。【００６３】
図１２（Ａ），（Ｂ）は、この第１光学補償板１４−１を回転させたときの回転角度と黒照度の関係を示す図であり、図１２（Ａ）が本実施例の光学補償板１４−１の測定結果を、図１２（Ｂ）が比較例の測定結果を示している。
この結果より、比較例の場合は、光学補償板を回転させても、黒照度は大きく変動せず、また、プリ偏光板の左右比により、黒照度も大きくばらついている。
一方、本実施例では、第１光学補償板１４−１を光学軸を中心として、例えば、回転機構１６により回転させることにより、黒照度は大きく変動し、かつ、プリ偏光板の左右比がいかなる条件においても、黒照度の最小値は、ほぼ一定の値となっている。
また、第１光学補償板１４−１を設置しない場合、右配向、左配向の黒照度は平均値は、７（ｌｘ）程度であったが、第１光学補償板１４−１を設置することにより、黒照度の最小値は、プリ偏光板がいかなる条件においても、４（ｌｘ）程度であり、光学補償の効果があることも示している。この結果より、本実施例の光学補償板１４−１を用いることにより、液晶デバイスのプレチルト成分を光学的に補償し、かつ、偏光板、プリ偏光板のＴＡＣフィルムの軸ズレを補正していることがわかる。【００６４】
（第２光学補償板１４−２）
次に、３枚のハイブリッド配向された液晶ポリマより形成されたＯプレートを用いた第２光学補償板１４−２を作製する。
図１３は、この第２光学補償板の作製の工程図を示し、図１４は第２光学補償板１４−２の構造、および液晶のチルト方向と光学補償板のラビング方向の関係を示している。【００６５】
１枚のガラス基板上に配向膜（ＰＩ）を塗布、プリベーク、本焼成し（ＳＴ１１）、その後、ラビングを実施し（ＳＴ１２）、所定の方向に面内の光学軸が設定されるようにラビング角度を決定する。ラビング方向は、液晶エレメントのプレチルト方向に対して４５°方向であり、かつ、３枚の光学補償層を接近させて位置させたとき、好ましくは、貼り合わせたときに、互いに略直行、もしくは、略平行するような方向でラビングを実施する。
ラビング後洗浄を行い（ＳＴ１３）、スピンコート法により液晶ポリマを塗布し（ＳＴ１４）、液晶（補償層）を配向処理させたものを、プリベークし（ＳＴ１５）、その後、ＵＶ照射によるＵＶ露光、そして、本焼成による熱処理を行い、硬化させる（ＳＴ１６、ＳＴ１７）。このとき、液晶層は、ハイブリッド配向している。このときに、スピンコートの回転数を変えることにより、３枚の光学補償層の膜厚、すなわち、位相差値を任意に変えることができる。
このようにして、第１補償層１４２、および、第３補償層１４５を作製する。
第３補償層１４５の上に、配向膜を塗布、プリベーク、本焼成し、その後、ラビングを実施し、所定の方向に面内の光学軸が設定されるようにラビング角度を決定する。ラビング方向は、液晶エレメントのプレチルト方向に対して４５°方向であり、かつ、これらの光学補償層を接近して位置させた、好ましくは、貼り合わせたときに、お互いが略直行、もしくは、略平行するような方向でラビングを実施する。
ラビング後洗浄し、スピンコート法により液晶ポリマを塗布し、液晶（補償層）を配向処理させたものを、プリベークし、ＵＶ照射、もしくは、熱処理を行い、硬化させる。このとき、液晶層は、ハイブリッド配向している。このときに、スピンコートの回転数を変えることにより、各光学補償層の膜厚、すなわち、３枚の光学補償層の位相差値を任意に変えることができる。
これにより、第３補償層１４５の上に第２補償層１４４を形成した。この２枚の光学補償板を貼り合わせることにより、光学補償板を完成させる（ＳＴ１８〜ＳＴ２０）。【００６６】
このときに、本実施例として、（第２補償層１４４と第３補償層１４５との位相差の和）と（第１補償層１４２の位相差）の差が10(nm)になるようにしている。
この光学補償板１４−２と左右比の異なるプリ偏光板を用いて、コントラスト測定を実施する。【００６７】
図１５は、第２光学補償板を光学軸を中心として、たとえば、回転機構１６を用いて回転させたときの回転角度と黒照度の関係を示すコントラスト測定結果の図である。
この測定結果より、第２光学補償板１４−２を光学軸を中心として回転させることにより、黒照度は大きく変動し、かつ、プリ偏光板の左右比がいかなる条件においても、黒照度の最小値は、ほぼ一定の値となっている。
光学補償板１４−２を設置しない場合、右配向、左配向の黒照度は平均値は、７（ｌｘ）程度であったが、第２光学補償板１４−２を設置することにより、黒照度の最小値は、プリ偏光板がいかなる条件においても、４．５（ｌｘ）程度であり、光学補償の効果があることがこの図１５から分かる。
この結果より、本実施例の第２光学補償板１４−２を用いることにより、液晶のプレチルト成分を光学的に補償し、かつ、偏光板、プリ偏光板のＴＡＣフィルムの軸ズレを補正していることがわかる。【００６８】
（第３光学補償板１４−３）
第１光学補償板１４−１、第２光学補償板１４−２を光学軸を中心として、たとえば、回転機構１６を用いて回転させたとき、面内の位相差を光学的に補償しているが、厚み方向の位相差の光学的な補償は不十分である。
そこで、さらに好適な実施例として、光学補償板１４−１の他に、厚み方向に所定の位相差値をもつ、ネガティブＣプレートを第３光学補償板１４−３として配置する。
ネガティブＣプレートとは面内の屈折率に対して、厚み方向の屈折率が低いものである。【００６９】
図１６は、ネガティブＣプレートの屈折率楕円体を示している。ネガティブＣプレートとして、たとえば、ＴＡＣフィルムや、蒸着、もしくは、スパッタ等でＳｉＯ２/Ｎｂ２Ｏ５のような屈折率が大きく異なる薄膜を積層して得られる複屈折構造体等が知られている。
本実施例では、プリ偏光板の基材に対して、プリ偏光板を貼合せしていない面に蒸着により得られたＳｉＯ２/Ｎｂ２Ｏ５を積層してネガティブＣプレートを形成する。
そして、ネガティブＣプレートを液晶パネル側、すなわち、入射側に配置し、出射側にプリ偏光板が配置されるようにしている。
屈折率が異なる無機材料より形成された複屈折構造体は、耐熱性、耐光性に優れているため、プリ偏光板と一体化しても信頼性、寿命の問題は発生しない。その後、光学補償板１を回転させて、そのときの黒照度を測定する。【００７０】
図１７は、この第３光学補償板を光学軸を中心として回転させたときの回転角度と黒照度の関係を示すコントラスト測定結果の図である。
この結果より、第１光学補償板１４−１に第３光学補償板１４−３を組み合わせることに、コントラストのバラツキが低減でき、かつ、コントラストを大幅に改善できる。
第１光学補償板１４−１、第３光学補償板１４−３を設置しない場合、右配向、左配向の黒照度は平均値は、７（ｌｘ）程度であったが、第１光学補償板１４−１、第３光学補償板１４−３を設置することにより、黒照度の最小値は、プリ偏光板がいかなる条件においても、２（ｌｘ）程度であり、第３光学補償板１４−３に光学補償の効果があることもこの図は示している。【００７１】
（第４光学補償板１４−４）
斜方蒸着した無機膜は、光学的にＯプレートの特性を有する。そこで、斜方蒸着により、Ｏプレートを作製することができる。
２層の斜方蒸着膜により、第４光学補償板１４−４を作製する。蒸着角度を一定のまま、液晶のチルト方位に対して４５°の方位で、かつ、２層の蒸着方位が略直交する方位で蒸着する。【００７２】
図１８は、第４光学補償板１４−４の構造、および、蒸着方向を示している。
そのときの２層の補償層の膜厚を変えることで位相差値を変える。２層の補償層の間の位相差の差は１０nmとする。
次に、第４光学補償板１４−４、左右比の異なるプリ偏光板を用いて、コントラスト測定を実施する。
図１９は、この第４光学補償板を光学軸を中心として、たとえば、回転機構１６を用いて回転させたときの回転角度と黒照度の関係を示している。
図１２（Ｂ）に例示した、比較例の場合は、光学補償板を光学軸を中心として回転させても、黒照度は大きく変動せず、また、プリ偏光板の左右比により、黒照度も大きくばらついている。
一方、本実施例では、第４光学補償板１４−４を回転させることにより、黒照度は大きく変動し、かつ、プリ偏光板の左右比がいかなる条件においても、黒照度の最小値は、ほぼ一定の値となっている。
また、第４光学補償板を設置しない場合、右配向、左配向の黒照度は平均値は、７（ｌｘ）程度であったが、第４光学補償板１４−４を設置することにより、黒照度の最小値は、プリ偏光板がいかなる条件においても、５（ｌｘ）程度であり、光学補償の効果があることもこの図１９は示している。
この結果より、本実施例の第４光学補償板１４−４を用いることにより、液晶のプレチルト成分を光学的に補償し、かつ、偏光板、プリ偏光板のＴＡＣフィルムの軸ズレを補正していることがわかる。【００７３】
以上説明したように、本実施形態の光学補償板によれば、部品点数を増やさずに、表示装置の長寿命化を実現し、偏光板、プリ偏光板のＴＡＣフィルムの面内位相差を補正することが可能となる。
２つ以上の光学補償層を貼り合わせた２枚以上のＯプレートの位相差値を変えることにより、光学補償板のトータルで考えると、面内位相差が発生する。したがって、光学補償板を回転させることにより、光学軸周りの位相差値を変えることが可能となり、光学補償板の回転角度をＴＡＣフィルムの位相差を打ち消す角度にすることにより、ＴＡＣフィルムの光軸ズレを補正することが可能となる。
また、光学補償板を回転させることにより、液晶パネルと光学補償板の設計値からのズレも補正することが可能となる。【００７４】
次に、前記の液晶表示装置を用いた電子機器の一例として、投射型液晶表示装置の構成について、図２０の概略構成図に関連付けて説明する。【００７５】
図２０に示すように、投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）３００は、光学軸Ｃにそって光源３０１と透過型の液晶デバイス３０２と投影光学系３０３とが順に配設されて構成されている。
光源３０１を構成するランプ３０４から射出された光はリフレクタ３０５によって光源３０１の後方に放射される成分が前方に集光され、コンデンサレンズ３０６に入射される。コンデンサレンズ３０６は、光をさらに集中して、入射側偏光板３０７、光学補償板３０８を介し液晶デバイス３０２へ導く。
液晶デバイスに導かれた光は、シャッタもしくはライトバルブの機能を有する液晶デバイス３０２並びにプリ偏光板３０９、および出射側偏光板３１０により画像に変換される。表示された画像は、投影光学系３０３を介してスクリーン３１１上に拡大投影される。
なお、光源３０１とコンデンサレンズ３０６との間にはフィルタ３１２が挿入されており、フィルタ３１２は、光源に含まれる不用な波長の光、たとえば赤外光および紫外光を除去する。
なお、液晶デバイス３０２、入射側偏光板３０７、光学補償板３０８、プリ偏光板３０９、および出射側偏光板３１０は、上述した実施形態に係る液晶表示装置を適用することが可能である。【００７６】
次に、前記の液晶デバイスを用いた電子機器の他の一例として、投射型液晶表示装置の構成について、図２１に関連付けて説明する。
図２１に示す投射型液晶表示装置４００は、上述した液晶表示装置を３個用意し、３個の液晶表示装置を、各々ＲＧＢ用の液晶表示装置４６２Ｒ、４６２Ｇおよび４６２Ｂとして用いた投射型液晶装置の光学系の概略構成図を示す。
これら液晶表示装置４６２Ｒ、４６２Ｇおよび４６２Ｂは、図２から図１９に関連付けた本実施形態に係る液晶デバイス１１、入射側偏光板１２、光学補償板１４、プリ偏光板１５、および出射側偏光板１３を含む、上述した実施形態に係る液晶表示装置を適用することが可能である。【００７７】
投射型液晶表示装置４００は、光学系として、光源装置４２０と、均一照明光学系４２３が用いられている。
この均一照明光学系４２３から出射される光束Ｗを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離する色分離手段である色分離光学系４２４と、各色の光束Ｒ、Ｇ、Ｂを変調する変調手段である３つのライトバルブ４２５Ｒ、４２５Ｇ、４２５Ｂと、変調された後の色の光束を合成する色合成手段である色合成プリズム４１０と、合成された光束を投射面５００の表面に拡大投射する投射手段である投射レンズユニット４０６と、投射型液晶表示装置４００を備えている。さらに、投射型液晶表示装置４００が青色光束Ｂを対応するライトバルブ７２５Ｂに導く導光系４２７を備えている。【００７８】
均一照明光学系４２３は、２つのレンズ板４２１、４２２と反射ミラー４３１を備えており、反射ミラー４３１を挟んで２つのレンズ板４２１、４２２が直交する状態に配置されている。均一照明光学系４２３の２つのレンズ板４２１、４２２は、それぞれマトリクス状に配置された複数の矩形レンズを備えている。【００７９】
光源装置４２０から出射された光束は、第１のレンズ板４２１の矩形レンズによって複数の部分光束に分割される。そして、これらの部分光束は、第２のレンズ板４２２の矩形レンズによって３つのライトバルブ４２５Ｒ、４２５Ｇ、４２５Ｂ付近で重なる。
したがって、均一照明光学系４２３を用いることにより、光源装置４２０が出射光の束の断面内で不均一な照度分布を有している場合でも、３つのライトバルブ４２５Ｒ、４２５Ｇ、４２５Ｂを均一な照明光で照明することが可能となる。
色分離光学系４２４は、青緑反射ダイクロイックミラー４４１と、緑反射ダイクロイックミラー４４２と、反射ミラー４４３から構成される。
まず、青緑反射ダイクロイックミラー４４１において、光束Ｗに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー４４２の側に向かう。赤色光束Ｒは、青緑反射ダイクロイックミラー４４１を通過して、後方の反射ミラー４４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの射出部４４４から色合成プリズム４１０の側に射出される。【００８０】
次に、緑反射ダイクロイックミラー４４２において、青緑反射ダイクロイックミラー４４１で反射された青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇのうち、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの射出部４４５から色合成光学系の側に射出される。緑反射ダイクロイックミラー４４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの射出部４４６から導光系４２７の側に射出される。
なお、ここでは、均一照明光学系４２３の光束Ｗの射出部から、色分離光学系４２４における各色光束の射出部４４４、４４５、４４６までの距離がほぼ等しくなるように設定されている。色分離光学系４２４の赤色光束Ｒの出射部４４４および緑色光束Ｇの出射部４４５の各射出側には、それぞれ集光レンズ４５１および集光レンズ４５２が配置されている。したがって、各射出部から射出した赤色光束Ｒ、緑色光束Ｇは、これらの集光レンズ４５１、集光レンズ４５２に入射して平行光にされる。【００８１】
このように平行光にされた赤色光束Ｒおよび緑色光束Ｇは、それぞれライトバルブ４２５Ｒおよびライトバルブ４２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。
すなわち、これらの液晶デバイスは、図示していない駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、液晶デバイスの各液晶エレメントを通過する各色光の変調が行われる。一方、青色光束Ｂは、導光系４２７を介して対応するライトバルブ４２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。【００８２】
なお、本例のライトバルブ４２５Ｒ、４２５Ｇ、４２５Ｂは、それぞれさらに入射側偏光板４６１Ｒ、４６１Ｇ、４６１Ｂと、これらの間に配置された液晶表示装置４６２Ｒ、４６２Ｇ、４６２Ｂとからなる液晶ライトバルブである。【００８３】
導光系４２７は、青色光束Ｂと射出部４４６の射出側に配置した集光レンズ４５４と、入射側反射ミラー４７１と、射出側反射ミラー４７２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ４７３と、ライトバルブ４２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ４５３とから構成されている。
集光レンズ４４６から射出された青色の光束は、導光系７２７を介して液晶デバイス４６２Ｂに導かれて変調される。各色の光束の光路長、すなわち、光束Ｗの射出部から各液晶表示装置４６２Ｒ、４６２Ｇ、４６２Ｂまでの距離は青色光束Ｂが最も長くなり、したがって、青色光束の光量損失が最も多くなる。【００８４】
しかし、導光系４２７を介在させることにより、光量損失を抑制することができる。各ライトバルブ４２５Ｒ、４２５Ｇ、４２５Ｂを通って変調された各色の光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、色合成プリズム４１０に入射され、ここで合成される。そして色合成プリズム４１０によって合成された光が投射レンズユニット４０６を介して所定の位置にある投射面５００の表面に拡大投射されるようになっている。【００８５】
なお図９における投射装置２００においては、光源装置４２０から発せられた光は、凹レンズ等の光学部品４５７で平行光とされ、紫外光カットフィルタ４５８を介して均一化手段である２つのレンズ板４２１、４２２を透過し、偏光変換素子４５６により偏光方向が略同一とされる。偏光変換素子４５６から出力された光が集光レンズ４５５を介して、青色光を反射し緑色光および赤色光を透過させるＢダイクロイックミラー４４１’により色分離する。さらにＢダイクロイックミラー４４１’を透過した緑色光および赤色光を、緑色光を反射し赤色光を透過させるＧダイクロイックミラー４４２’により色分離するように構成される。本実施形態において、図９に示す投射装置２００と図２１に示す投射型液晶表示装置４００とは、ライトバルブ４２５Ｂ及びライトバルブ４２５Ｒの配置が異なるが、それ以外の図２１と同一の符号で示した構成要素は投射型液晶表示装置４００における機能と同じであり説明を割愛する。【００８６】
なお、本発明の光学補償板は投射型の液晶表示装置だけでなく、反射型液晶表示装置、ＬＣＯＳ、有機ＥＬ、いずれの方式の表示装置に適用しても上述した効果が得られる。
また、本発明の光学補償板を駆動回路内蔵型の液晶装表示装置、駆動回路を外付けする形の液晶表示装置、対角１インチから１５インチ程度あるいはそれ以上のさまざまなサイズの液晶表示装置、単純マトリクス方式、ＴＦＤアクティブマトリクス方式、パッシブマトリクス駆動方式、旋光モード、複屈折モードなど、いずれの方式の液晶表示装置に適用しても、上述した効果が得られた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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