(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１配向膜を有する第１パネル基板と、第２配向膜を有する第２パネル基板と、の間にプレチルトした液晶分子を含む液晶が配置された垂直配向型の液晶パネルと、
第１偏光板と、
前記液晶パネルを介して前記第１偏光板と対向するように配置された第２偏光板と、
光軸が第１方向である第１屈折率異方性媒質を含み、前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に配置された第１位相差板と、
光軸が前記第１方向と異なる第２方向である第２屈折率異方性媒質を含み、前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に配置された第２位相差板と、
を含み、
前記第１位相差板は、前記第１パネル基板から前記第２パネル基板に向かう方向を軸として回転可能であり、前記第２位相差板は、前記第１パネル基板から前記第２パネル基板に向かう方向を軸として、前記第１位相差板とは独立に回転可能であることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記第１位相差板及び前記第２位相差板は、プレチルトした前記液晶分子を含む前記液晶を光が通過することにより発生する位相差を補償することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記第１位相差板は、第１基板をさらに含み、
前記第２位相差板は、第２基板をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
【請求項４】
プレチルトした前記液晶分子の長軸方向は、前記第１方向と前記第２方向との間の方向であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項５】
前記第１方向と前記第２方向との間の角度である関係角は、７０度乃至１１０度であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項６】
前記第１屈折率異方性媒質及び前記第２屈折率異方性媒質のうち少なくとも一方は、二軸性であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項７】
前記第１屈折率異方性媒質は、前記第１方向をＸ軸とした場合、Ｘ軸方向の屈折率はＹ軸方向の屈折率より大きく、且つ、前記Ｙ軸方向の屈折率はＺ軸方向の屈折率より大きいという関係を有することに加えて又は代えて、前記第２屈折率異方性媒質は、前記第２方向をＸ軸とした場合、Ｘ軸方向の屈折率はＹ軸方向の屈折率より大きく、且つ、前記Ｙ軸方向の屈折率はＺ軸方向の屈折率より大きいという関係を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項８】
前記第１位相差板の正面位相差と、前記第２位相差板の正面位相差とは異なることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項９】
前記第１パネル基板から前記第２パネル基板に向かう方向から見て、前記第１偏光板の第１透過軸と、前記第２偏光板の第２透過軸とは交差し、プレチルトした前記液晶分子の長軸方向と前記第１透過軸との間の角度及び前記長軸方向と前記第２透過軸との間の角度は４５度または４５度付近であり、
前記第１屈折率異方性媒質は、光軸が前記第１透過軸及び前記第２透過軸のうちの一方の方向に沿い、
前記第２屈折率異方性媒質は、光軸が前記第１透過軸及び前記第２透過軸のうちの他方の方向に沿うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項１０】
前記第１屈折率異方性媒質及び前記第２屈折率異方性媒質のうち少なくとも一方は、無機材料を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項１１】
プレチルトした前記液晶分子の長軸方向は、前記第１パネル基板及び前記第２パネル基板のうちの一方の法線から２〜８°の範囲であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の液晶装置と、
光を出射する光源と、
前記液晶装置により変調された光を投射する投射光学系と、
を含むことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の液晶装置における光学補償を行う光学補償方法であって、
前記第１位相差板及び前記第２位相差板のうちの少なくとも一方の位相差板を、前記第１パネル基板から前記第２パネル基板に向かう方向を軸として回転させる第１の光学調整ステップと、
前記第１位相差板及び前記第２位相差板のうちの他方の位相差板を、前記第１パネル基板から前記第２パネル基板に向かう方向を軸として回転させる第２の光学調整ステップと、
を含むことを特徴とする液晶装置の光学補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光板及び位相差板を備える液晶装置、該液晶装置を備えるプロジェクタ、該液晶装置の光学補償方法、及び該液晶装置に用いられる位相差板の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の液晶装置として、「ＶＡ（Vertical Alignment）モード」によって駆動する方式のものが提案されている。ここで、コントラストを向上させる技術として、位相差板を液晶ライトバルブに対して傾斜させて配置する技術が提案されている（下記の特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術のように位相差板を傾斜させて配置する場合、液晶分子の配向方向に応じて、位相差板を傾斜させる必要がある。この場合、プロジェクタの内部において、例えば空気の循環による冷却効果の観点などによって、位相差板を傾斜させるための空間が限定されているため、コントラストを高めることが困難になる可能性があるという技術的な問題点がある。或いは、この位相差板を傾斜させる機構が複雑になってしまい、組み立て工程において、位相差板を傾斜させる調整が技術的に困難となってしまう。
【０００５】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、比較的簡単な構成により高コントラストの画像を表示可能である液晶装置、該液晶装置を備えるプロジェクタ、及び、該液晶装置の光学補償方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（液晶装置）
本発明の一態様の液晶装置は、第１配向膜を有する第１パネル基板と、第２配向膜を有する第２パネル基板と、の間にプレチルトした液晶分子を含む液晶が配置された垂直配向型の液晶パネルと、第１偏光板と、前記液晶パネルを介して前記第１偏光板と対向するように配置された第２偏光板と、光軸が第１方向である第１屈折率異方性媒質を含み、前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に配置された第１位相差板と、光軸が前記第１方向と異なる第２方向である第２屈折率異方性媒質を含み、前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に配置された第２位相差板と、を含み、前記第１位相差板は、前記第１パネル基板から前記第２パネル基板に向かう方向を軸として回転可能であり、前記第２位相差板は、前記第１パネル基板から前記第２パネル基板に向かう方向を軸として、前記第１位相差板とは独立に回転可能であることを特徴とする。
上記の本発明に係る液晶装置は、第１配向膜を有する第１パネル基板と、第２配向膜を有する第２パネル基板と、の間にプレチルトした液晶分子を含む液晶が配置された垂直配向型の液晶パネルと、第１偏光板と、前記液晶パネルを介して前記第１偏光板と対向するように配置された第２偏光板と、光軸が第１方向である第１屈折率異方性媒質を含み、前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に配置された第１位相差板と、光軸が前記第１方向と異なる第２方向である第２屈折率異方性媒質を含み、前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に配置された第２位相差板と、を含み、前記第１位相差板は、前記第１パネル基板から前記第２パネル基板に向かう方向を軸として回転可能であり、前記第２位相差板は、前記第１パネル基板から前記第２パネル基板に向かう方向を軸として回転可能であることを特徴とする。
上記の本発明に係る液晶装置は、配向膜を夫々有する一対の基板の間に、前記配向膜によってプレチルトを付与された液晶分子を含む垂直配向型の液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配置されており、(i-a)第１基板及び(ii-a)第１屈折率異方性を有する第１屈折率異方性媒質の第１光軸が前記プレチルトによる前記光の特性変化を打ち消す第１方向に傾斜するように前記第１基板の上に斜方蒸着された第１蒸着膜を有する第１位相差板と、前記一対の偏光板の間に配置されており、(i-b)第２基板及び(ii-b)第２屈折率異方性を有する第２屈折率異方性媒質の第２光軸が前記光の特性変化を打ち消すと共に前記第１方向と異なる第２方向に傾斜するように前記第２基板の上に斜方蒸着された第２蒸着膜を有する第２位相差板と、を含み、前記第１位相差板は、前記液晶パネルの基板の法線を軸として回転可能であり、前記第２位相差板は、前記第１位相差板とは独立に、前記法線を軸として回転可能であることを特徴とする。
上記の本発明に係る液晶装置は、配向膜を夫々有する一対の基板の間に、前記配向膜によってプレチルトを付与された液晶分子からなる垂直配向型の液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配置されており、(i-a)第１基板及び(ii-a)第１屈折率異方性を有し前記第１屈折率異方性の第１光軸が前記プレチルトによる前記光の特性変化を打ち消す第１方向に傾斜するように前記第１基板上に斜方蒸着された第１蒸着膜を有する第１位相差板と、前記一対の偏光板の間に配置されており、(i-b)第２基板及び(ii-b)第２屈折率異方性を有し前記第２屈折率異方性の第２光軸が前記特性変化を打ち消すと共に前記第１方向と異なる第２方向に傾斜するように前記第２基板上に斜方蒸着された第２蒸着膜を有する第２位相差板とを備える。
【０００７】
本発明の液晶装置によれば、例えば、光源から出射された光は、反射ミラー及びダイクロイックミラー等の色分離光学系によって赤色光、緑色光及び青色光に色分離される。液晶パネルは、例えば赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調するライトバルブとして用いられる。液晶パネルは、例えばデータ信号（或いは画像信号）に応じて各画素の液晶分子の配向状態が規制され、その表示領域にデータ信号に応じた画像を表示する。各液晶パネルによって表示された画像は、例えばダイクロイックプリズム等の色合成光学系により合成され、投射レンズを介して投写画像としてスクリーン等の投写面に投写される。
【０００８】
液晶パネルは、一対の基板間に液晶が挟持されてなる。液晶は、垂直配向型の液晶、即ちＶＡ（Vertical Alignment）型液晶である。一対の基板の各々には、配向膜が設けられ、該配向膜によって、液晶を構成する液晶分子は、一定の方向に、一定の角度だけ立ち上がるプレチルトが付与される。液晶がＶＡ型であるので、液晶分子は、一対の基板の基板面の法線に対して一定の方向にプレチルト角だけ傾いて配向する。この液晶分子は、液晶パネルに電圧が印加されない場合、プレチルトを維持すると共に、液晶パネルに電圧が印加される場合、液晶パネルの基板の平面方向に近づくように傾斜する。これにより、ノーマリーブラック方式或いはノーマリーホワイトの液晶を簡便に実現できる。尚、プレチルトを付与された液晶分子の長軸と一対の基板の一辺とは、典型的には、一対の基板の法線方向から見て、互いに４５度の角度をなしてよい。液晶パネルは、一対の偏光板の間に挟み込まれるように配置される。
【０００９】
第１位相差板は、(i-a)第１基板及び(ii-a)第１屈折率異方性を保持すると共に第１屈折率異方性の第１光軸がプレチルトによる光の特性変化を打ち消す第１方向に傾斜するように前記第１基板上に斜方蒸着された第１蒸着膜を有する。ここに本発明に係る「光の特性変化」とは、光の位相差の変化のみならず、光の進行方向の変化、偏光状態の変化、周波数などの光の基本的な特性パラメータのうちの少なくとも一つが変化することを意味する。また、本発明に係る「打ち消す方向」とは、理想的には必要且つ十分に打ち消すことができる方向を意味するが、このような理想的な方向を成分として含む方向を意味する。即ち、理想的には最も打ち消す能力が高い方向、典型的には第１基板の法線方向から平面的に見て、第１屈折率異方性の屈折率が最大である光軸が、プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向と交わる方向を意味する。典型的には、第１位相差板の蒸着膜は、無機材料を含んで構成されることが好ましい。これにより、光の照射やそれに伴う温度上昇により第１位相差板が劣化するのを効果的に防止でき、信頼性に優れた液晶装置を構成することができる。
【００１０】
典型的には、第１位相差板を構成する第１屈折率異方性媒質の第１光軸が第１基板の法線方向から見てプレチルトが付与された液晶分子の長軸方向に交わる第１所定方向に沿うように、第１屈折率異方性媒質は第１蒸着膜として、第１基板に斜方蒸着されている。ここに、所定方向とは、第１屈折率異方性媒質の第１光軸と液晶分子の長軸方向とが交わる当該屈折率異方性媒質の第１光軸が延びる方向を意味する。具体的には、この第１屈折率異方性媒質の第１光軸が延びる方向である第１所定方向は、例えばコントラストや視野角などの液晶装置の光学的な特性のレベルが、例えば最大値等の所望の値になるように、液晶分子の長軸方向を基準にして、実験的、理論的、経験的、シミュレーション等によって個別具体的に規定することができる。
【００１１】
加えて、典型的には、上述した第１位相差板の第１屈折率異方性媒質の第１光軸が第１基板と第１所定角度で交わるように、第１屈折率異方性媒質は第１蒸着膜として第１基板に斜方蒸着されている。ここに、第１所定角度とは、第１屈折率異方性媒質の光軸と、第１基板とが交わる角度を意味する。この第１所定角度は、第１基板の法線と第１屈折率異方性媒質の主屈折率に対応される光軸と間の角度を、９０度から差し引いた値と言い換えることができる。或いは、この第１所定角度は、第１屈折率異方性媒質の主屈折率に対応される第１光軸と、上述した第１所定方向との間の角度と言い換えることができる。具体的には、この第１屈折率異方性媒質の第１光軸と第１基板とが交わる角度である第１所定角度は、例えばコントラストや視野角などの液晶装置の光学的な特性のレベルが、例えば最大値等の所望の値になるように、実験的、理論的、経験的、シミュレーション等によって個別具体的に規定することができる。
【００１２】
他方で、第２位相差板は、(i-b)第２基板及び(ii-b)第２屈折率異方性を保持すると共に第２屈折率異方性の第２光軸がプレチルトによる光の特性変化を打ち消すと共に第１方向と異なる第２方向に傾斜するように第２基板上に斜方蒸着された第２蒸着膜を有する。
【００１３】
典型的には、第２位相差板を構成する第２屈折率異方性媒質の第２光軸が第２基板の法線方向から見てプレチルトが付与された液晶分子の長軸方向に交わる第２所定方向に沿うように、第２屈折率異方性媒質は第２蒸着膜として、第２基板に斜方蒸着されている。ここに、第２所定方向とは、第２屈折率異方性媒質の光軸と液晶分子の長軸方向とが交わる当該屈折率異方性媒質の第２光軸が延びる方向を意味する。具体的には、この第２屈折率異方性媒質の第２光軸が延びる方向である第２所定方向は、例えばコントラストや視野角などの液晶装置の光学的な特性のレベルが、例えば最大値等の所望の値になるように、液晶分子の長軸方向を基準にして、実験的、理論的、経験的、シミュレーション等によって個別具体的に規定することができる。
【００１４】
加えて、典型的には、上述した第２位相差板の第２屈折率異方性媒質の第２光軸が第２基板と第２所定角度で交わるように、第２屈折率異方性媒質は第２蒸着膜として第２基板に斜方蒸着されている。ここに、第２所定角度とは、第２屈折率異方性媒質の第２光軸と、第２基板とが交わる角度を意味する。この第２所定角度は、第２基板の法線と第２屈折率異方性媒質の主屈折率に対応される第２光軸と間の角度を、９０度から差し引いた値と言い換えることができる。或いは、この第２所定角度は、第２屈折率異方性媒質の主屈折率に対応される第２光軸と、上述した第２所定方向との間の角度と言い換えることができる。具体的には、この第２屈折率異方性媒質の第２光軸と第２基板とが交わる角度である第２所定角度は、例えばコントラストや視野角などの液晶装置の光学的な特性のレベルが、例えば最大値等の所望の値になるように、実験的、理論的、経験的、シミュレーション等によって個別具体的に規定することができる。
【００１５】
これにより、第１位相差板の光軸（典型的にはｎｘ’（但し、ｎｘ’＞ｎｙ’＞ｎｚ’））が、プレチルト角だけ傾斜した液晶分子の長軸方向に交わる第１所定方向に沿うので、第１基板の平面方向において、第１位相差板の第１光軸が液晶分子の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する。加えて、第１位相差板の第１光軸（典型的にはｎｘ）が、第１基板と第１所定角度で交わるので、第１基板の垂直面方向において、第１位相差板の第１光軸が液晶分子の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する。即ち、液晶分子によって形成される第１屈折率楕円体の長軸と、第１位相差板によって形成される第１屈折率楕円体の長軸とが交わるので、液晶分子と第１位相差板との両者によって形成される第１屈折率楕円体を屈折率球体へ３次元的に近づけることができる。
【００１６】
加えて、第２位相差板の光軸（典型的にはｎｘ’’（但し、ｎｘ’’＞ｎｙ’’＞ｎｚ’’））が、プレチルト角だけ傾斜した液晶分子の長軸方向に交わる第２所定方向に沿うので、第２基板の平面方向において、第２位相差板の第２光軸が液晶分子の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する。加えて、第２位相差板の第２光軸（典型的にはｎｘ）が、第２基板と第２所定角度で交わるので、第２基板の垂直面方向において、第２位相差板の第２光軸が液晶分子の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する。即ち、液晶分子によって形成される第２屈折率楕円体の長軸と、第２位相差板によって形成される第２屈折率楕円体の長軸とが交わるので、液晶分子と第２位相差板との両者によって形成される第２屈折率楕円体を屈折率球体へ３次元的に近づけることができる。
【００１７】
従って、第１及び第２位相差板によって液晶において生じる位相差（言い換えれば、複屈折効果）を打ち消す（即ち、補償する）ことができる。この結果、当該液晶装置の動作時に、光源から出射された光が例えばプレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子から構成された液晶を通過することで発生する光の位相差を、第１及び第２位相差板によって補償することができる。従って、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。この結果、例えば出射側の偏光板において、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。
【００１８】
加えて、第１位相差板及び第２位相差板は、一対の偏光板の間に配置されている。より具体的には、位相差板は、一対の偏光板のうち一方の偏光板と液晶パネルとの間、或いは、一対の偏光板のうち他方の偏光板と液晶パネルとの間に配置される。言い換えれば、一対の偏光板間であって、液晶パネルに対して光が入射される側或いは光が出射される側に設けられる。
【００１９】
ここで、仮に、例えば１軸性の屈折率異方性を有する位相差板などの光軸の方向が厚さ方向に沿っている位相差板を用い、この位相差板を傾斜させることによって、液晶分子の光学的な異方性を補償する場合、液晶装置の内部において、例えば空気の循環による冷却効果の観点などによって、位相差板を傾斜させるための空間が限定されているためコントラストの低下を適切に防止することが技術的に困難となってしまう。或いは、この位相差板を傾斜させる機構が複雑になってしまい、組み立て工程において、位相差板を傾斜させる調整が技術的に困難となってしまう。
【００２０】
しかるに、本発明では特に、上述したように、第１位相差板に有される第１蒸着膜は、第１屈折率異方性を保持すると共に第１屈折率異方性の光軸がプレチルトによる光の特性変化を打ち消す第１方向に傾斜するように第１基板上に斜方蒸着されている。典型的には、第１位相差板の第１屈折率異方性の第１光軸は、第１蒸着膜の斜方蒸着によって、液晶分子の光学的な異方性を補償するように、第１所定方向に向かって、第１基板と第１所定角度で交わる。従って、第１蒸着膜の斜方蒸着によって、第１位相差板の第１屈折率異方性の第１光軸が傾斜する第１方向、及び、第１位相差板の第１屈折率異方性の第１光軸が第１基板と交わる第１角度を調整することで、液晶パネルの液晶分子の光学的な異方性を容易に且つ高精度に補償することができる。
【００２１】
加えて、本発明では特に、上述したように、第２位相差板に有される第２蒸着膜は、第２屈折率異方性を保持すると共に第２屈折率異方性の光軸がプレチルトによる光の特性変化を打ち消すと共に第１方向と異なる第２方向に傾斜するように第２基板上に斜方蒸着されている。典型的には、第２位相差板の第２屈折率異方性の第２光軸は、第２蒸着膜の斜方蒸着によって、液晶分子の光学的な異方性を補償するように、第２所定方向に向かって、第２基板と第２所定角度で交わる。従って、第２蒸着膜の斜方蒸着によって、第２位相差板の第２屈折率異方性の第２光軸が傾斜する第２方向、及び、第２位相差板の第２屈折率異方性の第２光軸が第２基板と交わる第２角度を調整することで、液晶パネルの液晶分子の光学的な異方性を容易に且つ高精度に補償することができる。
【００２２】
特に、このように、２種類の位相差板が個別に夫々が、液晶分子の光学的な異方性を補償することで、その補償の効果を顕著に向上させることができる。典型的には、上述した２つのパラメータ、即ち、第１方向及び第２方向というより多くの物理量を調整することで、液晶分子の光学的な異方性をより高精度に補償することができる。
【００２３】
また、液晶パネルの液晶分子の光学的な異方性を補償するために、位相差板自体を光の入射方向に対して傾斜させる必要が殆ど又は完全にないので、組み立て工程において、位相差板を傾斜させる調整工程を省略することができ、簡便且つ低コストに、液晶分子の光学的な異方性を補償し、コントラストを高めることができる。この結果、本発明の液晶装置によれば、液晶において生じる位相差を位相差板によって補償する効果を高めることができ、コントラストを高めることが可能となる。
【００２４】
以上説明したように、本発明の液晶装置によれば、第１蒸着膜の斜方蒸着によって、第１位相差板における第１屈折率異方性の第１光軸が傾斜する第１方向、及び、第２蒸着膜の斜方蒸着によって、第２位相差板における第２屈折率異方性の第２光軸が傾斜する第２方向を調整することで、液晶パネルにおいて生じる位相差を第１及び第２位相差板によって確実に補償することができる。この結果、高コントラストで高品位な表示を得ることができる。
【００２５】
本発明の液晶装置の一の態様では、前記第１方向と前記第２方向とは、前記プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向を挟む位置関係にある。
【００２６】
この態様によれば、液晶分子の長軸方向と、第１方向に沿って延びる第１屈折率異方性の第１光軸とが交わる角度を大きくさせることが可能であると共に、液晶分子の長軸方向と、第２方向に沿って延びる第２屈折率異方性の第２光軸とが交わる角度を大きくさせることが可能である。これにより、液晶分子と、第１及び第２位相差板とによって形成される屈折率楕円体を三次元的に屈折率球体へ近づけることができるので、液晶分子の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうようにより適切に補償し、より高コントラストでより高品位な表示を得ることができる。
【００２７】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１方向と前記第２方向とが形成する角度である関係角は、７０度乃至１１０度である。
【００２８】
この態様によれば、第１屈折率異方性と、第２屈折率異方性とを合成することによって形成される屈折率異方性を、２軸性にさせることが可能である。典型的には、本願発明者による研究によれば、関係角は、７０度乃至１１０度であることがより高コントラストを実現できる、理想的には９０であることが判明している。これによって、液晶分子の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうようにより適切に補償し、より高コントラストでより高品位な表示を得ることができる。
【００２９】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１屈折率異方性及び前記第２屈折率異方性のうち少なくとも一方は、二軸性である。
【００３０】
この態様によれば、二軸性の第１屈折率異方性の光軸が傾斜する第１方向に加えて又は代えて、二軸性の第２屈折率異方性の光軸が傾斜する第２方向を調整することで、液晶分子の長軸方向と直交している方向の成分をより大きくさせることができる。この結果、液晶分子と第１及び第２位相差板とによって形成される屈折率楕円体を屈折率球体へ３次元的に的確に近づけることができる。
【００３１】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１屈折率異方性は、前記第１光軸をＸ軸とした場合、Ｘ軸方向の屈折率（例えばｎｘ’）はＹ軸方向の屈折率（例えばｎｙ’）より大きく、且つ、前記Ｙ軸方向の屈折率はＺ軸方向の屈折率（例えばｎｚ’）より大きいという大小関係を有することに加えて又は代えて、前記第２屈折率異方性は、前記第２光軸をＸ軸とした場合、Ｘ軸方向の屈折率（例えばｎｘ’’）はＹ軸方向の屈折率（例えばｎｙ’’）より大きく、且つ、前記Ｙ軸方向の屈折率はＺ軸方向の屈折率（例えばｎｚ’’）より大きいという大小関係を有する。
【００３２】
この態様によれば、第１位相差板において、第１屈折率異方性のＸ軸方向の光軸が傾斜する第１方向に加えて又は代えて、第２位相差板において、第２屈折率異方性のＸ軸方向の光軸が傾斜する第２方向を調整することで、液晶分子の長軸方向と直交している方向の成分をより大きくさせることができる。この結果、液晶分子と第１及び第２位相差板とによって形成される屈折率楕円体を屈折率球体へ３次元的に的確に近づけることができる。
【００３３】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１位相差板の正面方向の位相差である第１正面位相差と、前記第２位相差板の正面方向の位相差である第２正面位相差とは異なる。
【００３４】
この態様によれば、２種類の位相差板が個別に夫々が、液晶分子の光学的な異方性を補償することで、その補償の効果を顕著に向上させることができる。典型的には、上述した２つのパラメータである第１方向及び第２方向に加えて、第１正面位相差及び第２正面位相差というより多くの物理量を調整することで、液晶分子の光学的な異方性をより高精度に補償することができる。尚、第１正面位相差は、第１位相差板の厚さにより設定されてよいし、第２正面位相差は、第２位相差板の厚さにより設定されてよい。
【００３５】
典型的には、第１正面位相差と、この第１正面位相差と異なる第２正面位相差板とによって影響される、一対の偏光板のうち光の出射側に位置する一の偏光板の正面方向の位相差である正面位相差をより大きく変化させることにより、液晶装置をプロジェクタに組み込む工程において、位相差板を光が入射する入射方向を回転軸として回転させることによって、実現可能なコントラストを高精度に設定する際の、位相差板の回転角度を所定範囲（例えば±５度の範囲）にあるように制限することができる。従って、位相差板を制限された所定範囲内で回転させるので、当該プロジェクタの機能上、最大となるコントラストをより簡便に調節することができる。
【００３６】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記一対の偏光板の一対の透過軸は、互いに直交すると共に、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向から見て、前記プレチルトを付与された液晶分子の長軸方向と４５度の角度を夫々なし、前記第１位相差板では、前記第１光軸が前記一対の透過軸の一方の方向に沿うと共に、前記第２位相差板では、前記第２光軸が前記一対の透過軸の他方の方向に沿う。
【００３７】
この態様によれば、第１及び第２位相差板をより簡便に液晶装置に組み込むことが可能となる。
【００３８】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１蒸着膜及び前記第２蒸着膜のうち少なくとも一方は、無機材料を含んで構成される。
【００３９】
この態様によれば、例えばＴａ2Ｏ5等の無機材料によって、光の照射やそれに伴う温度上昇により第１及び第２位相差板が劣化するのを効果的に防止でき、信頼性に優れた液晶装置を構成することができる。
【００４０】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１位相差板及び前記第２位相差板のうち少なくとも一方は、前記一方の法線方向を回転軸にして回転可能である。
【００４１】
この態様によれば、少なくとも一方の位相差板を上述した法線方向を回転軸として回転させることで、少なくとも一方の位相差板の屈折率異方性の光軸が傾斜する方向、及び、少なくとも一方の位相差板の屈折率異方性の光軸が第１基板と交わる角度を調整することで、液晶パネルの液晶分子の光学的な異方性を容易に且つ高精度に補償することができる。
【００４２】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１蒸着膜及び前記蒸着膜のうち少なくとも一方の蒸着膜の膜厚に加えて又は代えて前記一方の蒸着膜が斜方蒸着された角度である蒸着角度は、（i）前記位相差板における前記光の出射側から見て正面方向の位相差である正面位相差が第１所定範囲内にあるように設定されることに加えて、（ii）前記位相差板の法線方向と異なると共に前記一方の蒸着膜が斜方蒸着される方向である蒸着方向に沿った第１方向から、前記光が入射する場合に発生する第１位相差と、前記法線方向を基準にして前記第１方向と対称な方向である第２方向から、前記光が入射する場合に発生する第２位相差との比が第２所定範囲内にあるように設定される。
【００４３】
この態様によれば、一方の蒸着膜の膜厚に加えて又は代えて一方の蒸着膜が斜方蒸着された角度である蒸着角度は、（i）位相差板における光の出射側から見て正面方向の位相差である正面位相差が第１所定範囲内にあるように設定される。このことに加えて、一方の蒸着膜の膜厚に加えて又は代えて蒸着角度は、（ii）位相差板の法線方向と異なると共に一方の蒸着膜が斜方蒸着される方向である蒸着方向に沿った第１方向から、光が入射する場合に発生する第１位相差と、法線方向を基準にして第１方向と対称な方向である第２方向に沿って入射する場合に発生する第２位相差との比が第２所定範囲内にあるように設定されている。ここに、本発明に係る第１所定範囲とは、液晶装置から出射される光のコントラストをより大きくさせるように、理論的、実験的、経験的、又はシミュレーション等によって、個別具体的に規定された正面位相差の範囲を意味する。また、本発明に係る第２所定範囲とは、液晶装置から出射される光のコントラストをより大きくさせるように、理論的、実験的、経験的、又はシミュレーション等によって、個別具体的に規定された第１位相差と第２位相差との比の値の範囲を意味する。
【００４４】
この結果、一方の蒸着膜の膜厚に加えて又は代えて一方の蒸着角度を、第１所定範囲内にある正面位相差及び第２所定範囲内にある第１位相差と第２位相差との比に応じて適切な値に設定することで、液晶装置におけるコントラストを向上可能な位相差板をより簡便に実現することができる。言い換えると、位相差板の性質や性能を直接的に規定する変数やパラメータに加えて位相差板の性質や性能を間接的に規定する変数やパラメータなどの、より多種類の変数やパラメータによって位相差板の性質や性能を規定することで、液晶装置におけるコントラストをより高精度に向上させることができる。
【００４５】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記膜厚及び前記蒸着角度は、（i）前記正面位相差が大きくなるに従って、前記位相差板を、前記法線方向を回転軸にして回転させる際の回転角度の単位変化量に対するコントラストの変化量が大きくなるように設定されることに加えて又は代えて、（ii）前記正面位相差が小さくなるに従って、前記単位変化量に対する前記コントラストの変化量が小さくなるように設定される。
【００４６】
この態様によれば、上述した第１位相差と第２位相差との比の設定に加えて、正面位相差を適切な値に設定することによって、プロジェクタの製造の組み立て工程において、或いは、ユーザの調整動作において、所望となる位相差板の調整角度の範囲を簡便且つ適切に決定することができるので、実践上、大変有利である。典型的には、プロジェクタの製造の組み立て工程において、膜厚及び蒸着角度が、正面位相差が大きくなるに従って、位相差板を、法線方向を回転軸にして回転させる際の回転角度の単位変化量に対するコントラストの変化量が大きくなるように設定される場合、コントラストの変化量が大きいために、変化量を的確且つ迅速に検知できる。これにより、最大のコントラストを実現できる位相差板の回転角度をより迅速に決定し設定することができる。或いは、典型的には、ユーザの調整動作において、膜厚及び蒸着角度は、正面位相差が小さくなるに従って、単位変化量に対するコントラストの変化量が小さくなるように設定される場合、コントラストの変化量が小さいために、最大のコントラストを実現できる位相差板の回転角度をより広範囲させることができる。これにより、例えばユーザの視認によっても最大のコントラストを実現できる位相差板の回転角度をより簡便に決定し設定することができる。
（プロジェクタ）
本発明のプロジェクタは上記課題を解決するために、上述した本発明の液晶装置（但し、各種の態様を含む）と、前記光を出射する光源と、前記変調された光を投射する投射光学系とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【００４７】
本発明のプロジェクタによれば、光源から出射された光は、例えば反射ミラー及びダイクロイックミラー等の色分離光学系によって赤色光、緑色光及び青色光に色分離される。上述した液晶パネルは、例えば赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調するライトバルブとして用いられる。液晶パネルは、例えばデータ信号（或いは画像信号）に応じて各画素の液晶分子の配向状態が規制され、その表示領域にデータ信号に応じた画像を表示する。各液晶パネルによって表示された画像は、投射光学系において、例えばダイクロイックプリズム等の色合成光学系により合成され、投射レンズを介して投写画像としてスクリーン等の投写面に投写される。
【００４８】
上述した本発明の液晶装置と概ね同様にして、第１蒸着膜の斜方蒸着によって、第１位相差板における第１屈折率異方性の第１光軸が傾斜する第１方向、及び、第２蒸着膜の斜方蒸着によって、第２位相差板における第２屈折率異方性の第２光軸が傾斜する第２方向を調整することで、液晶パネルにおいて生じる位相差を第１及び第２位相差板によって確実に補償することができる。この結果、高コントラストで高品位な表示を得ることができる。
【００４９】
尚、本発明のプロジェクタにおいても、上述した本発明の液晶装置についての各種態様と同様の態様を適宜採ることが可能である。
（液晶装置の光学補償方法）
本発明の一態様の液晶装置の光学補償方法は、前記第１位相差板及び前記第２位相差板のうちの少なくとも一方の位相差板を、前記液晶パネルの基板の法線を軸として回転させる第１の光学調整ステップと、前記第１位相差板及び前記第２位相差板のうちの他方の位相差板を、前記液晶パネルの基板の法線を軸として回転させる第２の光学調整ステップと、
を備えることを特徴とする。
上記の本発明に係る液晶装置の光学補償方法は、上述した本発明の液晶装置（但し、各種の態様を含む）における光学補償を行う光学補償方法であって、前記第１位相差板及び前記第２位相差板の少なくとも一方の位相差板を、前記一方の位相差板の法線方向を回転軸にして、回転させる光学調整ステップとを備える。
【００５０】
本発明の液晶装置の光学補償方法によれば、上述した本発明の液晶装置に、光源、偏光板及び第１若しくは第２位相差板を組み込む工程において、光学調整ステップにおいて、第１位相差板及び第２位相差板の少なくとも一方の位相差板を光が入射する入射方向である液晶パネルの法線方向を回転軸として回転させる。これにより、この一方の位相差板の光軸と、液晶分子の長軸方向との相対的な位置関係を調整し、より高いコントラストを実現可能である。加えて、この一方の位相差板の正面位相差を調節することで、この一方の位相差板の回転角度を所定範囲にあるように制限し、ひいては、この一方の位相差板を制限された所定範囲内で回転させるので、より簡便にコントラストを調節することができる。
【００５１】
特に、上述した、２つのパラメータ、即ち、第１方向及び第２方向という２つの物理量に加えて、傾斜した液晶分子の長軸方向と第１方向との間の角度に対応される第１位相差板の回転角、及び、傾斜した液晶分子の長軸方向と第２方向との間の角度に対応される第２位相差板の回転角などの、より多くの物理量を調整することで、液晶分子の光学的な異方性をより高精度に補償することができる。
【００５２】
尚、上述した光学調整ステップに加えて、一対の偏光板を、第１及び第２位相差板の法線方向を回転軸にして、回転させる他の光学調整ステップを備えてよい。これにより、例えばノーマリーブラック方式或いはノーマリーホワイト方式の液晶を簡便に実現できる。
【００５３】
尚、本発明の液晶装置の光学補償方法においても、上述した本発明の液晶装置についての各種態様と同様の態様を適宜採ることが可能である。
【００５４】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶プロジェクタの概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る液晶パネルの全体構成図（図２（ａ））及び、当該図２（ａ）のＨ−Ｈ’線に沿う断面構成図（図２（ｂ））である。
【図３】本実施形態に係る液晶ライトバルブの構成を示す説明図である。
【図４】本実施形態に係る図３における各構成部材の光学軸配置を示す図である。
【図５】本実施形態に係る第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質と、第１位相差板に対応される基板との相対的な位置関係を規定する蒸着方向等を図式的に示した外観斜視図（図５（ａ））、第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質と、第２位相差板に対応される基板との相対的な位置関係を規定する蒸着方向等を図式的に示した外観斜視図（図５（ｂ））並びに第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質と第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質と基板との相対的な位置関係を図式的に示した外観斜視図（図５（ｃ））である。
【図６】本実施形態に係る第１及び第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質の光軸と、液晶パネルを構成する液晶分子の光軸との相対的な位置関係を図式的に示した平面図（図６（ａ））及び立面図（図６（ｂ））である。
【図７】本実施形態に係る第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質と第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質の光学的異方性と、液晶パネルを構成する液晶分子の光学的異方性とが合成されて、光学的等方性が実現される様子を概念的に示した模式図である。
【図８】本実施形態に係る第１及び第２位相差板の膜厚と、第１位相差板と第２位相差板との組み合わせとの関係を示した棒グラフ（図８（ａ））、並びに、本実施形態に係る第１及び第２位相差板の膜厚と、光のコントラストとの相関関係を定量的に示したグラフ（図８（ｂ））である。
【図９】本実施形態に係る第１及び第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質の第１基板に対する蒸着角度とコントラストとの相関関係を定量的に示したグラフである。
【図１０】本実施形態に係る第１及び第２位相差板の膜厚及び位相差板を構成する屈折率異方性媒質の蒸着角度を変数とした場合における、第１及び第２位相差と極角との相関関係を定量的に示したグラフ（図１０（ａ）及び図１０（ｂ））である。
【図１１】本実施形態に係る第１及び第２位相差板で実現されたコントラストと、比較例に係る位相差板で実現されたコントラストとの相関関係を定量的に示した棒グラフである。
【図１２】本実施形態及び比較例に係る位相差板が適用された液晶パネルにおける輝度のばらつきを示した分布図（図１２（ａ）及び図１２（ｂ））である。
【図１３】本実施形態に係る液晶ライトバルブ１５における構成部材の配置形態を示す概略図（図１３（ａ）から図１３（ｇ））である。
【図１４】本実施形態に係る第１位相差板の第１屈折率異方性と、第２位相差板の第２屈折率異方性とを合成した屈折率異方性を有する屈折率異方性媒質と、この屈折率異方性媒質の蒸着方向と、液晶パネルを構成する液晶分子との相対的な位置関係を図式的に示した一の模式図である。
【図１５】本実施形態に係る第１位相差板の第１屈折率異方性と、第２位相差板の第２屈折率異方性とを合成した屈折率異方性を有する屈折率異方性媒質と、この屈折率異方性媒質の蒸着方向と、液晶パネルを構成する液晶分子との相対的な位置関係を図式的に示した他の模式図である。
【図１６】第２実施形態に係る位相差板の平面図（図１６（ａ））及び、図１６（ａ）中のＨ−Ｈ’断面を拡大した拡大断面図である。
【図１７】第２実施形態に係る位相差板の外観斜視図（図１７（ａ））、及び第２実施形態に係る正面位相差と、２つの位相差の比とを定量的に示したグラフ（図１７（ｂ））である。
【図１８】第２実施形態に係る位相差板の正面位相差と位相差の比とコントラストとの間の定量的な相関関係を示したグラフである。
【図１９】第２実施形態に係る位相差板における厚さを同一とした場合の位相差、極角及び蒸着角度の定量的な相関関係を示したグラフ（図１９（ａ））、第２実施形態に係る蒸着角度の大小関係を示した模式図（図１９（ｂ））、並びに、第２実施形態に係る位相差板における蒸着角度を同一とした場合の位相差、極角及び位相差板の厚さの定量的な相関関係を示したグラフ（図１９（ｃ））である。
【図２０】本実施形態に係る正面位相差と調整角度との定量的な相関関係を示したグラフ（図２０（ａ））、及び本実施形態に係る正面位相差と位相差板の調整角度とコントラストとの定量的な相関関係を示したグラフ（図２０（ｂ））である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る液晶プロジェクタの概略構成図である。プロジェクタ１０は、前方に設けられたスクリーン１１に映像を投射する前方投影型のプロジェクタである。プロジェクタ１０は、光源１２と、ダイクロイックミラー１３、１４と、液晶ライトバルブ１５〜１７と、投射光学系１８と、クロスダイクロイックプリズム１９と、リレー系２０とを備えている。
【００５７】
光源１２は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー１３は、光源１２からの赤色光ＬＲを透過させるとともに緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢを反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー１４は、ダイクロイックミラー１３で反射された緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢのうち青色光ＬＢを透過させるとともに緑色光ＬＧを反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー１３、１４は、光源１２から射出された光を赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する色分離光学系を構成する。ダイクロイックミラー１３と光源１２との間には、インテグレータ２１及び偏光変換素子２２が光源１２から順に配置されている。インテグレータ２１は、光源１２から照射された光の照度分布を均一化する。偏光変換素子２２は、光源１２からの光を例えばｓ偏光のような特定の振動方向を有する偏光に変換する。
【００５８】
液晶ライトバルブ１５は、ダイクロイックミラー１３を透過して反射ミラー２３で反射した赤色光ＬＲを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置（電気光学装置）である。液晶ライトバルブ１５は、第１の偏光板１５ｂ、液晶パネル１５ｃ、第１位相差板１５ａ、第２位相差板１５ｅ、及び第２の偏光板１５ｄを備えている。
【００５９】
ここで、液晶ライトバルブ１５に入射した赤色光ＬＲは、第１の偏光板１５ｂを透過して例えばｓ偏光に変換される。液晶パネル１５ｃは、入射したｓ偏光を画像信号に応じた変調によってｐ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する。さらに、第２の偏光板１５ｄは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１５は、画像信号に応じて赤色光ＬＲを変調し、変調した赤色光ＬＲをクロスダイクロイックプリズム１９に向けて射出する構成となっている。
【００６０】
液晶ライトバルブ１６は、ダイクロイックミラー１３で反射した後にダイクロイックミラー１４で反射した緑色光ＬＧを、画像信号に応じて緑色光ＬＧを変調し、変調した緑色光ＬＧをクロスダイクロイックプリズム１９に向けて射出する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ１６は、液晶ライトバルブ１５と同様に、第１の偏光板１６ｂ、液晶パネル１６ｃ、第１位相差板１６ａ、第２位相差板１６ｅ、及び第２の偏光板１６ｄを備えている。
【００６１】
液晶ライトバルブ１７は、ダイクロイックミラー１３で反射し、ダイクロイックミラー１４を透過した後でリレー系２０を経た青色光ＬＢを画像信号に応じて変調し、変調した青色光ＬＢをクロスダイクロイックプリズム１９に向けて射出する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ１７は、液晶ライトバルブ１５、１６と同様に、第１の偏光板１７ｂ、液晶パネル１７ｃ、第１位相差板１７ａ、及び第２位相差板１７ｅ、第２の偏光板１７ｄを備えている。
【００６２】
リレー系２０は、リレーレンズ２４ａ、２４ｂと反射ミラー２５ａ、２５ｂとを備えている。リレーレンズ２４ａ、２４ｂは、青色光ＬＢの光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。リレーレンズ２４ａは、ダイクロイックミラー１４と反射ミラー２５ａとの間に配置されている。リレーレンズ２４ｂは、反射ミラー２５ａ、２５ｂの間に配置されている。反射ミラー２５ａは、ダイクロイックミラー１４を透過してリレーレンズ２４ａから出射した青色光ＬＢをリレーレンズ２４ｂに向けて反射するように配置されている。反射ミラー２５ｂは、リレーレンズ２４ｂから出射した青色光ＬＢを液晶ライトバルブ１７に向けて反射するように配置されている。
【００６３】
クロスダイクロイックプリズム１９は、２つのダイクロイック膜１９ａ、１９ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜１９ａは青色光ＬＢを反射して緑色光ＬＧを透過する。ダイクロイック膜１９ｂは赤色光ＬＲを反射して緑色光ＬＧを透過する。したがって、クロスダイクロイックプリズム１９は、液晶ライトバルブ１５〜１７のそれぞれで変調された赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとを合成し、投射光学系１８に向けて射出するように構成されている。投射光学系１８は、投影レンズ（図示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム１９で合成された光をスクリーン１１に投射するように構成されている。
【００６４】
なお、赤色用及び青色用の液晶ライトバルブ１５，１７にλ／２位相差板を設け、これらの液晶ライトバルブ１５，１７からクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光をｓ偏光とし、液晶ライトバルブ１６にはλ／２位相差板を設けない構成として液晶ライトバルブ１６からクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光をｐ偏光とする構成も採用できる。クロスダイクロイックプリズム１９に入射する光を異なる種類の偏光とすることで、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂの反射特性を考慮して最適化された色合成光学系を構成できる。一般に、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂはｓ偏光の反射特性に優れているので、上述したようにダイクロイック膜１９ａ、１９ｂで反射される赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢをｓ偏光とし、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂを透過する緑色光ＬＧをｐ偏光とするとよい。
【００６５】
（液晶ライトバルブ）
次に、液晶ライトバルブ（液晶装置）１５〜１７について説明する。
【００６６】
液晶ライトバルブ１５〜１７は、変調する光の波長領域が異なるだけであって、その基本的構成は同一である。したがって以下では、液晶パネル１５ｃとこれを備えた液晶ライトバルブ１５とを例示して説明する。
【００６７】
図２は、本実施形態に係る液晶パネルの全体構成図（図２（ａ））及び、当該図２（ａ）のＨ−Ｈ’線に沿う断面構成図（図２（ｂ））である。図３は、本実施形態に係る液晶ライトバルブの構成を示す説明図である。図４は、図３における各構成部材の光学軸配置を示す図である。
【００６８】
液晶パネル１５ｃは、図２に示すように、互いに対向して配置された対向基板３１とＴＦＴアレイ基板３２とを備え、シール材３３を介して両者を貼り合わせた構成である。対向基板３１、ＴＦＴアレイ基板３２、及びシール材３３に囲まれた領域内に、液晶層３４が封入されている。液晶層３４は、負の誘電率異方性を有する液晶からなり、本実施形態の液晶パネル１５ｃでは、図３に示すように、液晶分子５１が配向膜４３、９８の間で所定の傾き（プレチルト角）を有して垂直配向した構成である。
【００６９】
液晶パネル１５ｃは、ＴＦＴアレイ基板３２、対向基板３１及びシール材３３で区画された領域に封止された液晶層３４を有している。液晶パネル１５ｃのうちシール材３３の形成領域の内側には、額縁或いは周辺見切りとなる遮光膜３５が形成されている。シール材３３の外周側の角部には、ＴＦＴアレイ基板３２と対向基板３１との電気的導通をとるための基板間導通材５７が配設されている。
【００７０】
ＴＦＴアレイ基板３２のうち平面視でシール材３３の形成領域の外側となる領域に、データ線駆動回路７１及び外部回路実装端子７５と、２個の走査線駆動回路７３とが形成されている。さらに、ＴＦＴアレイ基板３２の上記領域には、上記画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路７３の間を接続するための複数の配線７４も形成されている。データ線駆動回路７１及び走査線駆動回路７３をＴＦＴアレイ基板３２上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（TapeAutomatedBonding）基板とＴＦＴアレイ基板３２の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続してもよい。
【００７１】
対向基板３１は、図２（ｂ）に示すように、平面的に配列された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズ基板（集光基板）である。対向基板３１は、基板９２と、樹脂層９３と、カバーガラス９４とを主体として構成されている。
【００７２】
基板９２及びカバーガラス９４は、ガラス等からなる透明基板であり、石英やホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス（青板ガラス）、クラウンガラス（白板ガラス）等からなる基板を用いることもできる。基板９２の液晶層３４側（図示下面側）には、複数の凹部（マイクロレンズ）９５が形成されている。マイクロレンズ９５は、液晶層３４と反対側から基板９２に入射する光を集光して液晶層３４側に射出する。
【００７３】
樹脂層９３は、基板９２のマイクロレンズ９５上に充填された樹脂材料からなる層であり、光を透過可能な樹脂材料、例えばアクリル系樹脂等を用いて形成される。樹脂層９３は、基板９２の一面側を覆い、マイクロレンズ９５の凹状の内部を充填するように設けられている。樹脂層９３の上面は平坦面とされ、かかる平坦面にカバーガラス９４が貼り付けられている。
【００７４】
マイクロレンズ基板３６の液晶層３４側の面には、遮光膜３５と、共通電極９７と、配向膜９８とが形成されている。遮光膜３５は平面視略格子状を成してカバーガラス９４上に形成されている。マイクロレンズ９５は、遮光膜３５の間に位置して、液晶パネル１５ｃの画素領域（画素電極４２の形成領域）に平面視で重なる領域にそれぞれ配置されている。配向膜９８は液晶層３４を構成する液晶分子を基板面に対して略垂直に配向させる垂直配向膜であり、例えば、斜方蒸着により柱状構造を有して形成されたシリコン酸化物膜や、配向処理を施されたポリイミド膜等からなるものである。
【００７５】
ＴＦＴアレイ基板３２は、ガラスや石英等からなる透明の基板４１と、基板４１の液晶層３４側面に形成された画素電極４２と、画素電極を駆動するＴＦＴ４４と、配向膜４３とを主体として構成されている。
【００７６】
画素電極４２は、例えばＩＴＯ等の透明導電材料からなる平面視略矩形状の導電膜であり、図２（ａ）に示すように、基板４１上に平面視マトリクス状に配列され、平面視でマイクロレンズ９５と重なる領域に形成されている。
【００７７】
ＴＦＴ４４は、図示を簡略化しているが、画素電極４２の各々に対応して基板４１上に形成されており、通常は平面視で対向基板３１側の遮光膜３５と重なる領域（非表示領域、遮光領域）に配置されている。
【００７８】
画素電極４２を覆って形成された配向膜４３は、先の配向膜９８と同様に、斜方蒸着により形成されたシリコン酸化物膜等からなる垂直配向膜である。
【００７９】
配向膜４３、９８は、互いの配向方向（柱状構造物の配向方向）が平面視でほぼ平行になるように形成されており、液晶層３４を構成する液晶分子を基板面に対して所定の傾きを有してほぼ垂直に配向させるとともに、液晶分子の傾き方向を基板面方向で一様なものとするべく機能する。
【００８０】
なお、基板４１の液晶層３４側の表面のうち平面視でシール材３３の形成領域の内側となる領域には、画素電極４２やＴＦＴ４４を接続するデータ線（図示略）や走査線（図示略）が形成されている。データ線及び走査線は、平面視で遮光膜３５と重なる領域に形成されている。そして、遮光膜３５やＴＦＴ４４、データ線、走査線によって縁取られた領域が液晶パネル１５ｃの画素領域とされる。そして、複数の画素領域が平面視マトリクス状に配列されて画像表示領域を構成している。
【００８１】
（偏光板及び第１及び第２位相差板）
図３に示すように、液晶ライトバルブ１５は、上述した液晶パネル１５ｃと、液晶パネル１５ｃの対向基板３１の外側に配置された第１の偏光板１５ｂと、ＴＦＴアレイ基板３２の外側に配置された第１位相差板１５ａと、第１位相差板１５ａの外側に配置された第２位相差板１５ｅと、第２位相差板１５ｅの外側に配置された第２の偏光板１５ｄとにより構成されている。
【００８２】
なお、本実施形態の液晶ライトバルブ１５では、第１の偏光板１５ｂが配設された側（図示上側）が光入射側であり、第２の偏光板１５ｄが配設された側が光射出側である。
【００８３】
液晶パネル１５ｃにおいて、液晶層３４を挟持して対向する配向膜４３，９８は、例えば基板法線方向から５０°程度ずれた斜め方向からシリコン酸化物を蒸着して形成されている。膜厚はいずれも４０ｎｍ程度である。図３の配向膜４３，９８に付した矢印により表される配向方向４３ａ、９８ａは、形成時の蒸着方向のうち基板面内の方向に一致している。配向膜４３における配向方向４３ａと配向膜９８における配向方向９８ａとは互いに平行である。
【００８４】
そして、配向膜４３，９８の配向規制力により、液晶分子５１は基板法線から２°〜８°程度傾いた状態で配向するとともに、液晶分子５１のダイレクタの方向（プレチルト方向Ｐ）が基板面方向で配向方向４３ａ、９８ａに沿った方向となるように配向している。
【００８５】
第１の偏光板１５ｂ及び第２の偏光板１５ｄは、いずれも、染色されたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなる偏光素子１５１を、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）からなる２枚の保護膜１５２で挟み込んだ三層構造を備えている。図４に示すように、第１の偏光板１５ｂの透過軸１５１ｂと、第２の偏光板１５ｄの透過軸１５１ｄは直交して配置されている。これらの偏光板１５ｂ、１５ｄの透過軸１５１ｂ、１５１ｄの方向は、液晶パネル１５ｃの配向膜４３の配向方向（蒸着方向）４３ａに対して平面視で略４５°ずれた方向となっている。
【００８６】
第１位相差板１５ａは、屈折率異方性を保持する屈折率異方性媒質が斜方蒸着された第１蒸着膜１５０３ａと、基板１５０１ａと、基板１５０２ａとを備えて構成されている。図３の第１位相差板１５ａの側方には、この屈折率異方性媒質２５５ａの屈折率楕円体における光軸方向の主屈折率が示されている。本実施形態では、主屈折率ｎｘ’、ｎｙ’、ｎｚ’は、ｎｘ’＞ｎｙ’＞ｎｚ’なる関係を満たす構成とされている。すなわち、基板１５０１ａ又は基板１５０２ａの法線方向から傾いた方向の屈折率ｎｘ’が他の方向の屈折率ｎｙ’、ｎｚ’より大きく、屈折率楕円体では米粒型となる。
【００８７】
第２位相差板１５ｅは、屈折率異方性を保持する屈折率異方性媒質が斜方蒸着された第２蒸着膜１５０３ｅと、基板１５０１ｅと、基板１５０２ｅとを備えて構成されている。図３の第２位相差板１５ｅの側方には、この屈折率異方性媒質２５５ｅの屈折率楕円体における光軸方向の主屈折率が示されている。本実施形態では、主屈折率ｎｘ’’、ｎｙ’’、ｎｚ’’は、ｎｘ’’＞ｎｙ’’＞ｎｚ’’なる関係を満たす構成とされている。すなわち、基板１５０１ｅ又は基板１５０２ｅの法線方向から傾いた方向の屈折率ｎｘ’’が他の方向の屈折率ｎｙ’’、ｎｚ’’より大きく、屈折率楕円体では米粒型となる。
【００８８】
特に、第２位相差板１５ｅ（又は第１位相差板１５ａ）の法線方向から見て、第２位相差板１５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸が傾斜する方向と、上述した第１位相差板１５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸が傾斜する方向とは直交することが好ましい。尚、これら第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅの詳細については後述される。
【００８９】
具体的には、これら屈折率異方性媒質２５５ａ（又は屈折率異方性媒質２５５ｅ）の典型例として、二軸プレートを挙げることができる。
【００９０】
（第１及び第２位相差板の詳細な構成）
ここで、図５から図７を参照して、本実施形態に係る第１及び第２位相差板の詳細な構成について説明する。ここに、図５は、本実施形態に係る第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質と、第１位相差板に対応される基板との相対的な位置関係を規定する蒸着方向及び蒸着角度を図式的に示した外観斜視図（図５（ａ））、第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質と、第２位相差板に対応される基板との相対的な位置関係を規定する蒸着方向及び蒸着角度を図式的に示した外観斜視図（図５（ｂ））並びに第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質と第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質と基板との相対的な位置関係を図式的に示した外観斜視図（図５（ｃ））である。図６は、本実施形態に係る第１及び第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質の光軸と、液晶パネルを構成する液晶分子の光軸との相対的な位置関係を図式的に示した平面図（図６（ａ））及び立面図（図６（ｂ））である。図７は、本実施形態に係る第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質と第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質の光学的異方性と、液晶パネルを構成する液晶分子の光学的異方性とが合成されて、光学的等方性が実現される様子を概念的に示した模式図である。
【００９１】
図５（ａ）に示されるように、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質２５５ａは、第１蒸着膜１５０３ａとして、第１所定方向、即ち、第１蒸着方向に沿って第１基板１５０１ａに斜方蒸着されている。本実施形態に係る第１蒸着方向は、３時と９時とを結ぶ方向である。これにより、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’は、３時と９時とを結ぶ方向に沿って延びている。尚、本実施形態における方向は、時計の短針の方向によって表現する。具体的には、１時３０分の方向とは、図５（ａ）の第１基板又は第２基板の平面に置いた時計が１時３０分を示す場合における短針の方向を示す。
【００９２】
加えて、屈折率異方性媒質２５５ａは、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’に対応される光軸が、第１基板１５０１ａの平面方向と第１所定角度、即ち、第１蒸着角度を有するように斜方蒸着されている。この第１蒸着角度は、基板１５０１ａの法線と屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’に対応される光軸と間の角度を、９０度から差し引いた値と言い換えることができる。或いは、この第１蒸着角度は、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’に対応される光軸と、第１蒸着方向と間の角度と言い換えることができる。
【００９３】
図５（ｂ）に示されるように、第２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質２５５ｅは、第２蒸着膜１５０３ｅとして、第２所定方向、即ち、第２蒸着方向に沿って基板１５０１ｅに斜方蒸着されている。本実施形態に係る第２蒸着方向は、０時と６時とを結ぶ方向である。これにより、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’は、０時と６時とを結ぶ方向に沿って延びている。加えて、屈折率異方性媒質２５５ｅは、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’に対応される光軸が、第２基板１５０１ｅの平面方向と第２所定角度、即ち、第２蒸着角度を有するように斜方蒸着されている。この第２蒸着角度は、第１基板１５０１ｅの法線と屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’に対応される光軸と間の角度を、９０度から差し引いた値と言い換えることができる。或いは、この第２蒸着角度は、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’に対応される光軸と、第２蒸着方向と間の角度と言い換えることができる。
【００９４】
図５（ｃ）に示されるように、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質と第２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質２５５ａｅの主屈折率ｎｘ’’’は、４時３０分と１０時３０分とを結ぶ方向に沿って延びている。何故ならば、上述した３時と９時とを結ぶ方向に沿って延びている屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’と、上述した０時と６時とを結ぶ方向に沿って延びている屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’とが合成されるからである。
【００９５】
詳細には、液晶パネル１５ｃに封入される液晶分子５１と、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質２５５ａと、第２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質２５５ｅとの相対的な位置関係に着目すると、図６（ａ）に示されるように、第１基板１５０１ａ（又は第２基板１５０１ｅ）の法線方向から平面的に見て、第１位相差板１５ａの基板１５０１ａに斜方蒸着された屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸が延びる方向と、プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向とは、例えば４５度付近の角度で交わる位置関係にある。加えて、第２基板１５０１ｅ（又は第１基板１５０１ａ）の法線方向から平面的に見て、第２位相差板１５ｅの基板１５０１ｅに斜方蒸着された屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸が延びる方向と、プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向とは例えば４５度付近の角度で交わる位置関係にある。
【００９６】
尚、図６（ａ）中において、プレチルトが付与された液晶分子の長軸方向は、所謂、明視方向の１時３０分の方向である。また、液晶分子の長軸方向は、液晶分子の長軸の２つの頂点のうち光が入射される側に近い方の軸の頂点が向いている方向を意味する。
【００９７】
図６（ｂ）に示されるように、第１基板１５０１ａの垂直平面方向から立面的に見て、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸が、第１基板１５０１ａの平面と第１所定角度、即ち、第１蒸着角度（不図示）で交わる。加えて、第２基板１５０１ｅの垂直平面方向から立面的に見て、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸が、第２基板１５０１ｅの平面と第２所定角度、即ち、第２蒸着角度（図示）で交わる。言い換えると、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸と、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸とは、ねじれの位置関係にあってよい。或いは、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸と、液晶分子の長軸方向とは、ねじれの位置関係にあってよい。或いは、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸とは、液晶分子の長軸方向とは、ねじれの位置関係にあってよい。尚、これらの第１蒸着角度又は第２蒸着角度は、９０度から液晶分子のプレチルトの角度を差し引いた角度よりも小さくなってよい。
【００９８】
これにより、第１位相差板１５ａの光軸、即ち、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸が延びる方向が、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向に交わるので、第１基板１５０１ａの平面方向及び垂直平面方向において、第１位相差板１５ａの光軸が液晶分子５１の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する。
【００９９】
加えて、第２位相差板１５ｅの光軸、即ち、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸が延びる方向が、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向に交わるので、第２基板１５０１ｅの平面方向及び垂直平面方向において、第２位相差板１５ｅの光軸が液晶分子５１の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する。
【０１００】
より具体的には、図７に示されるように、液晶分子５１によって形成される屈折率楕円体の長軸と、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質と第２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質２５５ａｅによって形成される屈折率楕円体の長軸とが交わるので、液晶分子と、第１及び第２位相差板とによって形成される屈折率楕円体を三次元的に屈折率球体へ近づけることができる。尚、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質と第２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質とを合成した屈折率異方性媒質２５５ａｅによって、所謂、Ｏプレートが近似的に実現されていることを付記しておく。
【０１０１】
従って、第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅによって液晶において生じる位相差（言い換えれば、複屈折効果）を打ち消す（即ち、補償する）ことができる。この結果、当該プロジェクタの動作時に、光源から出射された光が例えばプレチルト角だけ傾斜した液晶分子から構成された液晶を通過することで発生する光の位相差を、第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅによって補償することができる。従って、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。この結果、例えば出射側の偏光板において、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。
【０１０２】
ここで、仮に、液晶ライトバルブ１５において、これらの第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅが備えられない場合、液晶パネル１５ｃに封入された液晶層３４は、光学的に正の一軸性を示すもので、液晶分子５１のダイレクタ方向の屈折率が他の方向の屈折率より大きくなっている。すなわち液晶層３４は、上述した図３に平均的な屈折率楕円体２５０ａを示すように、ラグビーボール型の屈折率楕円体を有するものとなっている。ここで、液晶層３４の液晶分子５１はプレチルト方向Ｐに沿って斜めに配向しており、黒表示の際に残留位相差を生じ、また斜め方向から観察したときの楕円形状が異なるために視角依存の位相差を有する。この位相差が黒表示における光漏れの原因となり、液晶パネルのコントラスト比を低下させることになる。
【０１０３】
或いは、仮に、例えばＣプレートや１軸性の屈折率異方性を有する位相差板などの光軸の方向が厚さ方向に沿っている位相差板を用い、この位相差板を傾斜させることによって、液晶分子の光学的な異方性を補償する場合、プロジェクタの内部において、例えば空気の循環による冷却効果の観点などによって、位相差板を傾斜させるための空間が限定されているためコントラストの低下を適切に防止することが技術的に困難となってしまう。或いは、この位相差板を傾斜させる機構が複雑になってしまい、組み立て工程において、位相差板を傾斜させる調整が技術的に困難となってしまう。
【０１０４】
しかるに、本実施形態では特に、上述したように、第１位相差板１５ａの光軸は、屈折率異方性媒質２５５ａの蒸着によって、液晶分子５１の光学的な異方性を補償するように、第１所定方向、所謂、第１蒸着方向に向かって、第１基板１５０１ａと第１所定角度、所謂、第１蒸着角度で交わる。従って、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質２５５ａが蒸着される第１蒸着方向及び第１蒸着角度を調整することで、液晶パネルの液晶分子５１の光学的な異方性を容易に且つ高精度に補償することができる。
【０１０５】
加えて、上述したように、第２位相差板１５ｅの光軸は、屈折率異方性媒質２５５ｅの蒸着によって、液晶分子５１の光学的な異方性を補償するように、第２所定方向、所謂、第２蒸着方向に向かって、第２基板１５０１ｅと第２所定角度、所謂、第２蒸着角度で交わる。従って、第２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質２５５ｅが蒸着される第２蒸着方向及び第２蒸着角度を調整することで、液晶パネルの液晶分子５１の光学的な異方性を容易に且つ高精度に補償することができる。
【０１０６】
特に、このように、２種類の位相差板が個別に夫々が、液晶分子５１の光学的な異方性を補償することで、その補償の効果を顕著に向上させることができる。具体的には、４つのパラメータ、即ち、第１蒸着方向、第１蒸着角度、第２蒸着方向及び第２蒸着角度という４つの物理量を調整することで、より多くのパラメータによって、液晶分子５１の光学的な異方性をより高精度に補償することができる。
【０１０７】
また、液晶パネルの液晶分子５１の光学的な異方性を補償するために、第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅを傾斜させる必要が殆ど又は完全にないので、組み立て工程において、第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅを傾斜させる調整工程を省略することができ、簡便且つ低コストに、液晶分子の光学的な異方性を補償し、コントラストを高めることができる。この結果、本実施形態に係るプロジェクタによれば、液晶において生じる位相差を第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅによって補償する効果を高めることができ、コントラストを高めることが可能となる。
【０１０８】
以上説明したように、本実施形態に係るプロジェクタによれば、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質が斜方蒸着される第１蒸着方向及び第１蒸着角度を調整することに加えて又は代えて、第２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質が斜方蒸着される第２蒸着方向及び第２蒸着角度を調整することによって、液晶において生じる位相差を第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅによって確実に補償することができる。この結果、高コントラストで高品位な表示を得ることができる。
【０１０９】
特に、第１位相差板１５ａを構成する屈折率異方性媒質が斜方蒸着される第１蒸着方向及び第１蒸着角度と、第２位相差板１５ｅを構成する屈折率異方性媒質が斜方蒸着される第２蒸着方向及び第２蒸着角度とを、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向を挟むように調整することによって、液晶分子５１の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうようにより適切に補償し、より高コントラストでより高品位な表示を得ることができる。本願発明者による研究によれば、第１蒸着方向と第２蒸着方向とがなす角度を、約７０度から約１１０度までの範囲内にすることで、コントラストをより高めることができることが判明している。加えて、後述されるように、第１位相差板１５ａを当該第１位相差板１５ａの法線方向を回転軸として回転させると共に、第２位相差板１５ｅを当該第２位相差板１５ｅの法線方向を回転軸として回転させることで、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向と第１蒸着方向と第２蒸着方向との相対的な位置関係を、より高いコントラストが得られるように、より高精度に調節することができる。具体的には、上述した４つのパラメータ、即ち、第１蒸着方向、第１蒸着角度、第２蒸着方向及び第２蒸着角度という４つの物理量に加えて、傾斜した液晶分子５１の長軸方向と第１蒸着方向との間の角度、及び、傾斜した液晶分子５１の長軸方向と第２蒸着方向との間の角度を調整することで、より多くのパラメータの調整によって、液晶分子５１の光学的な異方性をより高精度に補償することができる。
【０１１０】
特に、屈折率異方性媒質が斜方蒸着される蒸着膜として、例えばＴａ2Ｏ5等の無機材料を利用することが、光の照射やそれに伴う温度上昇により第１位相差板１５ａ又は第２位相差板１５ｅが劣化するのを効果的に防止でき、信頼性に優れたプロジェクタを構成することができる。
【０１１１】
（第１及び第２位相差板の膜厚に起因したコントラスト改善の定量的な分析）
次に、図８を参照して、本実施形態に係る第１及び第２位相差板の膜厚に起因したコントラストの改善の定量的な分析について説明する。ここに、図８は、本実施形態に係る第１及び第２位相差板の膜厚と、第１位相差板と第２位相差板との組み合わせとの関係を示した棒グラフ（図８（ａ））、並びに、本実施形態に係る第１及び第２位相差板の膜厚と、光のコントラストとの相関関係を定量的に示したグラフ（図８（ｂ））である。尚、図８（ａ）の横軸は、第１位相差板と第２位相差板との組み合わせを示し、縦軸は第１及び第２位相差板の膜厚を示す。図８（ｂ）の横軸は、第１位相差板と第２位相差板との組み合わせを示し、縦軸はコントラストの大きさを示す。
【０１１２】
特に、第１位相差板の厚さ方向における屈折率は、上述した主屈折率ｎｘ’、ｎｙ’、ｎｚ’及び第１蒸着角度並びに第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質２５５ａの材質によって一義的に規定することができる。概ね同様にして、第２位相差板の厚さ方向における屈折率は、上述した主屈折率ｎｘ’’、ｎｙ’’、ｎｚ’’及び第２蒸着角度並びに第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質２５５ｅの材質によって一義的に規定することができる。
【０１１３】
図８（ｂ）に示されるように、第１位相差板の厚さ及び第２位相差板の厚さのばらつきが、０．３μmから０．６μmまでの間にある割合が、大レベル、中レベル、小レベルである標本化集合Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を比較した場合、第１位相差板の厚さ及び第２位相差板の厚さのばらつきが、０．３μmから０．６μmまでの間にある割合が大レベルである標本化集合Ｓ１において、コントラストがいずれも５０００を超え、より高いコントラストを実現できることが判明している。
【０１１４】
具体的には、図８（ａ）に示されるように、この第１位相差板の厚さ及び第２位相差板の厚さのばらつきが、０．３μmから０．６μmまでの間にある割合が大レベルである標本化集合Ｓ１は、第１位相差板に対応されるサンプルＸ及び第２位相差板に対応されるサンプルＹの組み合わせを、（サンプルＸ、サンプルＹ）のように表現した場合、次の６つの組み合わせによって構成されている。即ち、標本化集合Ｓ１は、（サンプルＡ、サンプルＢ）、（サンプルＢ、サンプルＣ）、（サンプルＢ、サンプルＤ）、（サンプルＡ、サンプルＤ）、（サンプルＣ、サンプルＤ）、（サンプルＡ、サンプルＣ）である。尚、サンプルＡは厚さ０．５５μｍであり、サンプルＢは厚さ０．４５μｍであり、サンプルＣは厚さ０．４０μｍであり、サンプルＤは厚さ０．３０μｍである。
【０１１５】
概ね同様にして、第１位相差板の厚さ及び第２位相差板の厚さのばらつきが、０．３μmから０．６μmまでの間にある割合が中レベルである標本化集合Ｓ２は、次の８つの組み合わせによって構成されている。即ち、（サンプルＤ、サンプルＥ）、（サンプルＤ、サンプルＦ）、（サンプルＡ、サンプルＧ）、（サンプルＡ、サンプルＥ）、（サンプルＣ、サンプルＥ）、（サンプルＤ、サンプルＧ）、（サンプルＡ、サンプルＦ）及び（サンプルＣ、サンプルＦ）である。尚、サンプルＥは厚さ０．６０μｍであり、サンプルＦは厚さ０．２０μｍであり、サンプルＧは厚さ０．７０μｍである。
【０１１６】
概ね同様にして、第１位相差板の厚さ及び第２位相差板の厚さのばらつきが、０．３μmから０．６μmまでの間にある割合が小レベルである標本化集合Ｓ３は、次の７つの組み合わせによって構成されている。即ち、（サンプルＧ、サンプルＨ）、（サンプルＡ、サンプルＨ）、（サンプルＢ、サンプルＨ）、（サンプルＤ、サンプルＨ）、（サンプルＣ、サンプルＨ）、（サンプルＦ、サンプルＨ）及び（サンプルＥ、サンプルＨ）である。尚、サンプルＨは厚さ０．８５μｍである。
【０１１７】
以上の結果、第１位相差板の厚さ及び第２位相差板の厚さのばらつきが、０．３μmから０．６μmまでの間にある割合が大レベルであるに従って、コントラストが大きくなる傾向にあることが分かる。
【０１１８】
（第１及び第２位相差板の膜厚及び蒸着角度に起因した位相差変化の定量的な分析）
次に、図９及び図１０を参照して、本実施形態に係る第１及び第２位相差板の膜厚及び第１及び第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質の第１及び第２蒸着角度に起因した位相差変化の定量的な分析について説明する。ここに、図９は、本実施形態に係る第１及び第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質の第１基板に対する蒸着角度とコントラストとの相関関係を定量的に示したグラフである。尚、図９の縦軸は、コントラストの大きさを示し、横軸は、蒸着角度を示す。図１０は、本実施形態に係る第１及び第２位相差板の膜厚及び位相差板を構成する屈折率異方性媒質の蒸着角度を変数とした場合における、第１及び第２位相差と極角との相関関係を定量的に示したグラフ（図１０（ａ）及び図１０（ｂ））である。尚、図１０（ａ）は、膜厚が０．５μｍである場合に対応し、図１０（ｂ）は、膜厚が０．８μｍである場合に対応する。また、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において、実線の曲線は蒸着角度が５０度である場合の位相差の変化を示し、一点鎖線の曲線は蒸着角度が５７度である場合の位相差の変化を示し、点線の曲線は蒸着角度が６４度である場合の位相差の変化を示す。また、位相差は単位を「ｎｍ（nanometer）」として示されているが、このｎｍを光の波長で割り、３６０度を積算することによって、ラジアンとして表示可能である。尚、第１位相差板及び第２位相差板における膜厚及び蒸着角度に起因した位相差変化の定量性については、概ね同一であるので、説明の便宜上、第１位相差板について説明する。
【０１１９】
本願発明者による研究によれば、統計的な分析の結果、図９によってその一例が示されているように、コントラストを１２００００より大きくさせるには、第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質の第１基板に対する第１蒸着角度は、５０度から７０度の間の範囲にあることが好ましいことが判明している。この第１蒸着角度は、上述したように、屈折率異方性媒質２５５ａが第１基板１５０１ａに斜方蒸着される際の、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’に対応される光軸と、第１基板１５０１ａの平面方向との角度を意味する。この第１蒸着角度は、第１基板１５０１ａの法線と屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’に対応される光軸と間の角度を、９０度から差し引いた値と言い換えることができる。或いは、この第１蒸着角度は、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’に対応される光軸と、屈折率異方性媒質２５５ａが第１基板１５０１ａに斜方蒸着される際の蒸着方向と間の角度と言い換えることができる。
【０１２０】
また、図１０（ａ）に示されるように、膜厚が０．５μｍである条件下で、液晶ライトバルブ１５の真正面から見た場合を０度とした際の視線の角度を示す極角をマイナス５０度からプラス５０度まで変化させるに従って、第１位相差板１５ａによって発生される位相差を４０ｎｍ（nanometer）付近から０ｎｍまで変化させることができる。具体的には、図１０（ａ）の実線の曲線に示されるように、第１蒸着角度を５０度とした場合、極角がゼロの際の位相差、所謂、正面位相差は１５ｎｍ付近であることが分かる。また、極角が３０度付近において、位相差がゼロであることが分かる。また、図１０（ａ）の一点鎖線の曲線に示されるように、第１蒸着角度を５７度とした場合、正面位相差は２０ｎｍ付近であることが分かる。また、極角が４０度付近において、位相差がゼロであることが分かる。また、図１０（ａ）の点線の曲線に示されるように、第１蒸着角度を６４度とした場合、正面位相差は２５ｎｍ付近であることが分かる。また、極角が５０度付近において、位相差がゼロであることが分かる。
【０１２１】
概ね同様にして、図１０（ｂ）に示されるように、膜厚が０．８μｍである条件下で、極角をマイナス５０度からプラス５０度まで変化させるに従って、第１位相差板１５ａによって発生される位相差を６５ｎｍ付近から０ｎｍまで変化させることができる。具体的には、図１０（ｂ）の実線の曲線に示されるように、第１蒸着角度を５０度とした場合、正面位相差は２５ｎｍ付近であることが分かる。また、極角が３０度付近において、位相差がゼロであることが分かる。また、図１０（ｂ）の一点鎖線の曲線に示されるように、第１蒸着角度を５７度とした場合、正面位相差は３５ｎｍ付近であることが分かる。また、極角が４０度付近において、位相差がゼロであることが分かる。また、図１０（ｂ）の点線の曲線に示されるように、第１蒸着角度を６４度とした場合、正面位相差は４０ｎｍ付近であることが分かる。また、極角が５０度付近において、位相差がゼロであることが分かる。
【０１２２】
このように、第１位相差板の膜厚及び第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質の第１蒸着角度を、約５０度から約７０度まで変化させることによって、例えば正面位相差などの第１位相差板１５ａによって発生される位相差を高精度に制御することができる。これにより、本実施形態に係る液晶ライトバルブ１５をプロジェクタに組み込む工程において、第１位相差板１５ａを光が入射する入射方向を回転軸として回転させることによって、実現可能なコントラストを高精度に設定する際の、第１位相差板１５ａの回転角度を所定範囲にあるように制限することができる。従って、第１位相差板１５ａを制限された所定範囲内で回転させるので、より簡便にコントラストを調節することができる。
【０１２３】
（第１及び第２位相差板の回転に起因したコントラスト改善の定量的な分析）
次に、図１１及び図１２に加えて、上述した図４を適宜、参照して、第１及び第２位相差板における基板法線を回転軸とする回転に起因して、コントラストの改善について説明する。ここに、図１１は、本実施形態に係る第１及び第２位相差板で実現されたコントラストと、比較例に係る位相差板で実現されたコントラストとの相関関係を定量的に示した棒グラフである。図１２は、本実施形態及び比較例に係る位相差板が適用された液晶パネルにおける輝度のばらつきを示した分布図（図１２（ａ）及び図１２（ｂ））である。
【０１２４】
本実施形態に係るプロジェクタにおける液晶ライトバルブ１５の光学調整は、液晶パネル１５ｃの基板法線を回転軸とする軸回りに移動可能に設けられた第１位相差板１５ａの回転角調整を行う第１光学調整ステップに加えて又は代えて、液晶パネル１５ｃの基板法線を回転軸とする軸回りに移動可能に設けられた第２位相差板１５ｅの回転角調整を行う第２光学調整ステップにより実施することができる。
【０１２５】
この第１光学調整ステップでは、上述した図４に示すように、液晶パネル１５ｃに対向して配置した第１位相差板１５ａについて、その回転軸８１ａを第１位相差板１５ａ（及び液晶パネル１５ｃ）の法線方向に沿った方向に設定する。そして、かかる回転軸８１ａを中心とする軸回りに第１位相差板１５ａを回転させて回転角θａを調整することで、上述した第１位相差板１５ａの光軸、即ち、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸の方向と、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向との間の角度を高精度に調整する。このことに加えて又は代えて、液晶パネル１５ｃに対向して配置した第２位相差板１５ｅについて、その回転軸８１ｅを第２位相差板１５ｅ（及び液晶パネル１５ｃ）の法線方向に沿った方向に設定する。そして、かかる回転軸８１ｅを中心とする軸回りに第２位相差板１５ｅを回転させて回転角θｅを調整することで、上述した第２位相差板１５ｅの光軸、即ち、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸の方向と、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向との間の角度を高精度に調整する。
【０１２６】
具体的には、上述したように、４つのパラメータ、即ち、第１蒸着方向、第１蒸着角度、第２蒸着方向及び第２蒸着角度という４つの物理量に加えて、傾斜した液晶分子５１の長軸方向と第１蒸着方向との間の角度に対応される回転角θａ、及び、傾斜した液晶分子５１の長軸方向と第２蒸着方向との間の角度に対応される回転角θｅを調整することで、より多くのパラメータの調整によって、液晶分子５１の光学的な異方性をより高精度に補償することができる。
【０１２７】
以上の結果、液晶分子と第１位相差板と第２位相差板との三者によって形成される屈折率楕円体を屈折率球体へより近づけ、所望となるコントラストが得ることが可能である。
【０１２８】
具体的には、図１１に示されるように、本実施形態に係るプロジェクタによれば、コントラストは５０００を超えることができ、比較例と比較して、より高いコントラストを簡便に実現することができる。具体的には、本実施形態に係るプロジェクタによれば、比較例に係る例えば光学セルｃｅｌｌ材質の位相差板を用いたプロジェクタや、例えば光学フィルム等の一軸位相差板を用いたプロジェクタや、例えばＣプレートなどの光軸の方向が厚さ方向に沿っている位相差板を２°乃至４°だけ傾斜させたプロジェクタなどは、コントラストは５０００より小さくなってしまう。これに対して、本実施形態によれば、第１位相差板１５ａを傾斜させることなく、回転軸８１ａを中心とする軸回りに第１位相差板１５ａを回転させて回転角θａを調整することに加えて又は代えて、第２位相差板１５ｅを傾斜させることなく、回転軸８１ｅを中心とする軸回りに第２位相差板１５ｅを回転させて回転角θｅを調整する。これにより、上述した第１位相差板１５ａの光軸の方向と、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向との間の角度を高精度に調整し、所望となるコントラストが簡便な調整によって得ることが可能であると共に、上述した第２位相差板１５ｅの光軸の方向と、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向との間の角度を高精度に調整し、所望となるコントラストが簡便な調整によって得ることが可能である。また本実施形態において、液晶パネルと第１及び第２位相差板との間の空間では、第１及び第２位相差板を傾斜させる必要が無いので、空気の循環の妨げとならないよう構成されていることで、液晶パネル１５ｃと第１及び第２位相差板との間で熱がこもるのを最小限に抑えることができ、液晶パネル及び位相差板の劣化を抑制する点でも有効である。
【０１２９】
また、図１２（ｂ）に示されるように、本実施形態によれば、液晶パネルにおいて極角が約３０度であることを示す白点線の円の内部において、輝度のばらつき、所謂、輝度ムラが発生することを効果的に防止することができる。具体的には、図１２（ａ）に示される、位相差板が用いられない比較例に係る液晶パネルにおいて極角が約３０度であることを示す白点線の円の内部の左下方において、輝度ムラが発生していることが分かる。また、図１２（ｃ）に示される、比較例に係る、例えばＣプレートなどの光軸の方向が厚さ方向に沿っている位相差板が用いられた液晶パネルにおいて極角が約３０度であることを示す白点線の円の内部の左下方において、輝度ムラが発生していることが分かる。尚、図１２（ａ）においては、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向に起因して、液晶分子５１の長軸を対称軸として、液晶パネルにおける輝度ムラが線対称的に発生していることが分かる。これに対して、本実施形態に係るプロジェクタによれば、第１位相差板１５ａの光軸、即ち、屈折率異方性媒質２５５ａの主屈折率ｎｘ’の光軸が延びる方向が、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向に一の角度で交わると共に、第２位相差板１５ｅの光軸、即ち、屈折率異方性媒質２５５ｅの主屈折率ｎｘ’’の光軸が延びる方向が、プレチルトの角度だけ傾斜した液晶分子５１の長軸方向に他の角度で交わる。
【０１３０】
この結果、輝度ムラが線対称的に発生することを、第１位相差板１５ａの光軸及び第２位相差板１５ｅの光軸によって打ち消し、輝度ムラの発生を効果的に防止可能であることが判明している。
【０１３１】
特に、上述した屈折率異方性媒質２５５ａの典型例として、二軸プレートを採用した場合、主屈折率ｎｘ’、ｎｙ’、ｎｚ’は、ｎｘ’＞ｎｙ’＞ｎｚ’なる関係を満たすので、上述した図４に示すように、基板の法線方向に延びる回転軸８１ａを中心とする軸回りに第１位相差板１５ａを回転させて回転角θａを調整する。このことに加えて又は代えて、上述した屈折率異方性媒質２５５ｅの典型例として、二軸プレートを採用した場合、主屈折率ｎｘ’’、ｎｙ’’、ｎｚ’’は、ｎｘ’’＞ｎｙ’’＞ｎｚ’’なる関係を満たすので、上述した図４に示すように、基板の法線方向に延びる回転軸８１ｅを中心とする軸回りに第２位相差板１５ｅを回転させて回転角θｅを調整する。
【０１３２】
これにより、第１及び第２位相差板１５ａ、１５ｅの光軸と、偏光板１５ｂ、１５ｄや液晶パネル１５ｃの光軸との位置関係を夫々に対応しつつ変更し、第１及び第２位相差板１５ａ、１５ｅの位置を最適化することができる。具体的には、第１又は第２位相差板１５ａ、１５ｅを回転させることで、第１及び第２位相差板１５ａ、１５ｅと第１及び第２の偏光板１５ｂ、１５ｄとの位置関係を、例えばＡプレートなどの主屈折率ｎｘ，ｎｙ，ｎｚが、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚとなる関係を満たす成分を有するように構成することができるので、第１及び第２の偏光板１５ｂ、１５ｄの位相差や、マイクロレンズ９５の回折の影響により生じる位相差を補償することができる。特に、第１及び第２位相差板１５ａ、１５ｅの回転調整に加えて、第１及び第２位相差板１５ａ、１５ｅの正面位相差を調節することで、第１及び第２の偏光板１５ｂ、１５ｄの位相差や、マイクロレンズ９５の回折の影響により生じる位相差を、より効果的に補償することができる。
【０１３３】
尚、この第１位相差板１５ａを上述した法線方向を回転軸８１ａとして、回転させることによって、本発明に係る「光学調整ステップ」の一具体例が構成されている。また、第２位相差板１５ｅを上述した法線方向を回転軸８１ｅとして、回転させることによって、本発明に係る「光学調整ステップ」の他の具体例が構成されている。
【０１３４】
また、上述したように第１位相差板の膜厚及び第１位相差板を構成する屈折率異方性媒質の第１蒸着角度を変化させることによって、第１位相差板１５ａによって発生される正面位相差をより大きく変化させることにより、本実施形態に係る液晶ライトバルブ１５をプロジェクタに組み込む工程において、第１位相差板１５ａを光が入射する入射方向を回転軸として回転させることによって、実現可能なコントラストを高精度に設定する際の、第１位相差板１５ａの回転角度を所定範囲（例えば±５度の範囲）にあるように制限することができる。従って、第１位相差板１５ａを制限された所定範囲内で回転させるので、当該プロジェクタの機能上、最大となるコントラストをより簡便に調節することができる。
【０１３５】
概ね同様にして、上述したように第２位相差板の膜厚及び第２位相差板を構成する屈折率異方性媒質の第２蒸着角度を変化させることによって、第２位相差板１５ｅによって発生される正面位相差をより大きく変化させることにより、本実施形態に係る液晶ライトバルブ１５をプロジェクタに組み込む工程において、第２位相差板１５ｅを光が入射する入射方向を回転軸として回転させることによって、実現可能なコントラストを高精度に設定する際の、第２位相差板１５ｅの回転角度を所定範囲（例えば±５度の範囲）にあるように制限することができる。従って、第２位相差板１５ｅを制限された所定範囲内で回転させるので、当該プロジェクタの機能上、最大となるコントラストをより簡便に調節することができる。特に、第１位相差板１５ａの回転角度の調整、及び、第２位相差板１５ｅの回転角度の調整を、両者のコントラストへの影響を考慮して、同時に行ってよいし、相前後して行ってよい。
【０１３６】
尚、第１位相差板１５ａの光学調整、及び第２位相差板１５ｅの光学調整は、実際にコントラスト（又は黒表示の輝度）を測定しつつ実施することが好ましい。一般に、偏光板の保護膜１５２における面方向の光軸は一定の方向に設定されているわけではなく、さらに同一の偏光板でも面内で光軸がばらついていることがある。そのため、第１位相差板１５ａの回転角θａ、及び、第２位相差板１５ｅの回転角θｅを一定角度に設定することはできないので、実際に最大コントラストが得られる位置、あるいは黒レベルが最低になる位置をもって第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅの最適位置とすることが好ましい。加えて、上述した図４において、偏光板を上述した法線方向を回転軸として、回転させることで、よりコントラストを上げることができる。
【０１３７】
一般的に、位相差板を斜方蒸着によって作成する場合、光軸が所望の蒸着角度又は蒸着方向からずれてしまう軸ずれが発生する可能性がある。特に、本実施形態では、斜方蒸着された２種類の位相差板をそれぞれ回転させて光学調整を行うことで、１種類の位相差板や一体化した位相差板を回転させて光学調整を行う場合よりも、軸ずれによる影響を抑制することができる。これにより、位相差板における製造上の光学的な特性のばらつきを補うことができる。
【０１３８】
（第１及び第２位相差板の配置）
次に、図１３から図１５を参照して、本実施形態に係る、第１及び第２位相差板の配置について説明する。ここに、図１３は、本実施形態に係る液晶ライトバルブ１５における構成部材の配置形態を示す概略図（図１３（ａ）から図１３（ｇ））である。図１４は、本実施形態に係る第１位相差板の第１屈折率異方性と、第２位相差板の第２屈折率異方性とを合成した屈折率異方性を有する屈折率異方性媒質と、この屈折率異方性媒質の蒸着方向と、液晶パネルを構成する液晶分子との相対的な位置関係を図式的に示した一の模式図である。図１５は、本実施形態に係る第１位相差板の第１屈折率異方性と、第２位相差板の第２屈折率異方性とを合成した屈折率異方性を有する屈折率異方性媒質と、この屈折率異方性媒質の蒸着方向と、液晶パネルを構成する液晶分子との相対的な位置関係を図式的に示した他の模式図である。
【０１３９】
（入射側の位相差板）
図１３（ａ）は、液晶パネル１５ｃへ光が入射される側に第１位相差板１５ａを配置し、この第１位相差板１５ａの第１蒸着膜１５０３ａが蒸着された第１基板１５０１ａの側が液晶パネル１５ｃへ近くなるように配置する。と共に、第１位相差板１５ａの光軸が、明視方向の０時０分と同一の方向に沿った形態である。尚、図１３（ａ）から図１３（ｇ）において、第１の偏光板１５ｂが図中、最上部に配置されると共に、第２の偏光板１５ｄが図中、最下部に配置される。
【０１４０】
加えて、液晶パネル１５ｃへ光が入射される側において、上述した第１位相差板１５ａより液晶パネル１５ｃに近い側に第２位相差板１５ｅを配置し、この第２位相差板１５ｅの第２蒸着膜１５０３ｅが蒸着された第２基板１５０１ｅの側が液晶パネル１５ｃへ近くなるように配置する。と共に、第２位相差板１５ｅの光軸が、明視方向の９時０分と同一の方向に沿った形態である。
【０１４１】
この図１３（ａ）に示された配置形態の場合について具体的には、図１４に示されるように、（i）明視方向の１０時３０分に沿って傾斜した液晶分子５１の長軸方向と、（ii）明視方向の０時０分と同一の方向に沿った第１光軸を有する第１位相差板１５ａ及び明視方向の９時０分と同一の方向に沿った第２光軸を有する第２位相差板１５ｅによって形成される屈折率異方性媒質２５５ａｅの光軸の主屈折率ｎｘ’’’とが交わるので、第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅが液晶分子５１の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように三次元的に補償する。
【０１４２】
図１３（ｂ）は、上述した図１３（ａ）に示される配置の形態において、第１位相差板１５ａと、第２位相差板１５ｅとを入れ替えて配置した形態である。
【０１４３】
図１３（ｃ）は、液晶パネル１５ｃへ光が入射される側において、光軸が明視方向の０時０分と同一の方向に沿った第１位相差板１５ａを配置し、この第１位相差板１５ａの第１蒸着膜１５０３ａが蒸着された第１基板１５０１ａの側が液晶パネル１５ｃへ近くなるように配置する。と共に、液晶パネル１５ｃから光が出射される側において、光軸が明視方向の９時０分と同一の方向に沿った第２位相差板１５ｅを配置し、この第２位相差板１５ｅの第２蒸着膜１５０３ｅが蒸着された第２基板１５０１ｅの側が液晶パネル１５ｃから遠くなるように配置する。と共に、第２位相差板１５ｅの光軸が、明視方向の９時０分と同一の方向に沿った形態である。
【０１４４】
図１３（ｄ）から図１３（ｆ）は、液晶パネル１５ｃへ光が入射される側に第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅを配置し、これらに夫々対応される第１基板１５０１ａ及び第２基板１５０１ｅが、液晶パネル１５ｃを基準にして、近くなるように又は遠くなるように配置した形態である。具体的には、図１３（ｄ）は、第１位相差板１５ａの第１蒸着膜１５０３ａが蒸着された第１基板１５０１ａの側が液晶パネル１５ｃへ遠くなるように配置する。と共に、第２位相差板１５ｅの第２蒸着膜１５０３ｅが蒸着された第２基板１５０１ｅの側が液晶パネル１５ｃに近くなるように配置する。図１３（ｅ）は、第１位相差板１５ａの第１蒸着膜１５０３ａが蒸着された第１基板１５０１ａの側が液晶パネル１５ｃへ近くなるように配置する。と共に、第２位相差板１５ｅの第２蒸着膜１５０３ｅが蒸着された第２基板１５０１ｅの側が液晶パネル１５ｃから遠くなるように配置する。図１３（ｆ）は、第１位相差板１５ａの第１蒸着膜１５０３ａが蒸着された第１基板１５０１ａの側が液晶パネル１５ｃへ遠くなるように配置する。と共に、第２位相差板１５ｅの第２蒸着膜１５０３ｅが蒸着された第２基板１５０１ｅの側が液晶パネル１５ｃから遠くなるように配置する。
【０１４５】
（出射側の位相差板）
図１３（ｇ）は、液晶パネル１５ｃから光が出射される側に第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅを配置した形態である。特に、この出射側を基準にして配置される第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅは、上述した入射側を基準にした、各種の形態を概ね同様に取ることができる。
【０１４６】
この図１３（ｇ）に示された配置形態の場合について具体的には、図１５に示されるように、（i）明視方向の１０時３０分に沿って傾斜した液晶分子５１の長軸方向と、（ii）明視方向の０時０分と同一の方向に沿った第１光軸を有する第１位相差板１５ａ及び明視方向の９時０分と同一の方向に沿った第２光軸を有する第２位相差板１５ｅによって形成される屈折率異方性媒質２５５ａｅの光軸の主屈折率ｎｘ’’’とが交わるので、第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅが液晶分子５１の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように三次元的に補償する。
【０１４７】
本発明に係るプロジェクタにおいて、図１３に示す７種類の形態に加えて、これら７種類の形態から派生される各種の形態のいずれを採用してもよい。
【０１４８】
他方、図１３（ｇ）の形態を採用すれば、液晶パネル１５ｃの光射出側に第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅを配置しているので、液晶パネル１５ｃを透過する光の全体に対して補償することができ、より良好な光学補償効果を得ることができる。また、図１３（ｇ）の形態を採用すれば、液晶パネル１５ｃの光射出側に第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅを配置するので、これら第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅを光源から遠ざけることができ、光の照射やそれに伴う温度上昇により第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅが劣化するのを効果的に防止でき、信頼性に優れたプロジェクタとなる。
【０１４９】
図１３（ａ）から図１３（ｆ）の形態を採用すれば、液晶パネル１５ｃの光入射側に第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅを配置しているので、光源からの光に対して適切な位相差の調整を施した後、液晶パネル１５ｃへ光を入射させることができる。
【０１５０】
特に、液晶分子の長軸方向が、例えば明視方向の１時３０分などの他の方向であれば、それに対応して、第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅの光軸が延びる方向も変化することは言うまでもない。
【０１５１】
（第２の実施形態）
次に、図１６及び図１７を参照して、第２実施形態に係る位相差板について説明する。ここに、図１６は、第２実施形態に係る位相差板の平面図（図１６（ａ））及び、図１６（ａ）中のＨ−Ｈ’断面を拡大した拡大断面図である。図１７は、第２実施形態に係る位相差板の外観斜視図（図１７（ａ））、及び第２実施形態に係る正面位相差と、２つの位相差の比とを定量的に示したグラフ（図１７（ｂ））である。尚、図１６（ａ）、図１６（ｂ）及び図１７（ａ）中に示されたＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向は共通である。
【０１５２】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示されるように、第２実施形態に係る上述した位相差板１５ａは、例えば透明なガラス基板等から構成された第１基板１５０１と、第１基板１５０１上に形成された蒸着膜１５０３とを備えている。
【０１５３】
蒸着膜１５０３は、第１基板１５０１に対して斜め方向Ｄから第１基板１５０１にＴａ２Ｏ５等の無機物が蒸着されることによって第１基板１５０１上に形成されている。
【０１５４】
ここで、図１６（ｂ）に示されるように、蒸着膜１５０３は、微視的にみれば、無機物が斜め方向Ｄに沿って成長したカラム構造が形成された部分を含む膜構造を有している。このような構造を有する無機膜はその微細構造に起因して大なり小なり位相差が発生している。位相差板１５ａが備える蒸着膜１５０３は、断面上、微視的には、第１基板１５０１において、無機物が斜方蒸着される斜め方向Ｄに沿って延びる柱状部分１５０３ａｔを有している。
【０１５５】
特に、図１７（ａ）に示されるように、光の位相差を測定する測定方向を規定する極角θは、基板面１５ａｓの法線方向Ｐに対して傾いた角度である。典型的には、極角は、位相差板の真正面から見た場合を０度とした際の視線の角度である。本実施形態では、法線方向Ｐから斜め方向Ｄに向かって傾く極角θをマイナスとし、これと逆に傾く極角θをプラスとして定義する。尚、光の位相差を測定する測定方向の方位角方向、即ち、基板面１５ａｓ内の面内方向は、説明を簡便にするために、無機物が斜方蒸着される斜め方向Ｄを基板面１５ａｓに射影した方向、言い換えると、Ｙ方向に揃えている。典型的には、上述した蒸着角度と極角θとは、同一の平面１５ａｈ上にあってよい。これにより、上述した蒸着角度と極角θとを同一に設定した場合、無機物自体が有する位相差に応じて、液晶装置におけるコントラストの向上の度合いを把握することができる。
【０１５６】
第２実施形態に係る２つの位相差の比は、極角を変数とした２つの位相差間の比を意味する。典型的には、極角を「３０度」とした際の位相差を基準にした場合における、極角を「３０度」とした際の位相差と、極角を「−３０度」とした際の位相差との比である比Ｒ［３０］は、次の式（１）によって規定される。
【０１５７】
Ｒ［３０］  ＝  Ｒｅｔ（−３０）  ／  Ｒｅｔ（３０）  ……（１）
但し、Ｒｅｔ（３０）は、極角を「３０度」とした場合における位相差を意味し、Ｒｅｔ（−３０）は、極角を「−３０度」とした場合における位相差を意味する。具体的には、図１７（ｂ）に示されるように、極角を「３０度」とした際の位相差が９（ｎｍ）であり、極角を「−３０度」とした際の位相差が５４（ｎｍ）である場合、式（１）中のＲｅｔ（３０）に「９」を代入すると共に、Ｒｅｔ（−３０）に「５４」を代入することによって、比Ｒ［３０］＝「６」を得ることができる。
【０１５８】
特に、第２実施形態では、法線方向を基準にして対称となる２つの極角を変数とした２つの位相差間の比について説明するが、本実施形態はこの限りではない。第２実施形態に係る２つの位相差の比は、例えば極角を「３０度」とした際の位相差と、極角を「−２０度」とした際の位相差との比などの法線方向を基準にして対称とならない２つの極角を変数とした２つの位相差間の比であってよい。或いは、本実施形態に係る位相差の比は、例えば極角を「０度」とした際の位相差、所謂、正面位相差と、極角を「−３０度」とした際の位相差との比などの法線方向を基準にして対称とならない２つの極角を変数とした２つの位相差間の比であってよい。要は、少なくとも異なる２つの極角を変数とした異なる２つの位相差間の比であれば、後述される正面位相差と併せてコントラストに対する相関関係を、理論的、実験的、経験的、又はシミュレーション等によって規定できる。
（正面位相差、蒸着角度及び位相差の比に起因したコントラスト改善の定量的な分析）
次に、図１８及び図１９を参照して、第２実施形態に係る位相差板の正面位相差、蒸着角度及び位相差の比に起因したコントラスト改善の定量的な分析について説明する。ここに、図１８は、第２実施形態に係る位相差板の正面位相差と位相差の比とコントラストとの間の定量的な相関関係を示したグラフである。尚、図１８中で示された２重丸、黒塗りの菱形、白抜きの丸、白抜きの四角、及び白塗りの逆三角形は、コントラストの「１７００〜１８００」、「１６００〜１７００」、「１５００〜１６００」、「１４００〜１５００」、及び「１３００〜１４００」に夫々対応している。図１９は、第２実施形態に係る位相差板における厚さを同一とした場合の位相差、極角及び蒸着角度の定量的な相関関係を示したグラフ（図１９（ａ））、第２実施形態に係る蒸着角度の大小関係を示した模式図（図１９（ｂ））、並びに、第２実施形態に係る位相差板における蒸着角度を同一とした場合の位相差、極角及び位相差板の厚さの定量的な相関関係を示したグラフ（図１９（ｃ））である。尚、図１９（ａ）及び図１９（ｃ）中の横軸は極角を示し、縦軸は位相差を示す。
【０１５９】
本願発明者による研究によれば、図１８中の２重丸と領域Ａ１とによって示されるように、コントラストが「１７００〜１８００」の範囲にある相対的に高いコントラストを実現するためには、位相差の比Ｒ［３０］を約「１．５」から約「３．２」の間の範囲ＹＡ１にさせると共に、正面位相差を約「２０」から約「３０」の間に範囲ＸＡ１にさせることが好ましい。或いは、図１８中の２重丸と領域Ａ２とによって示されるように、コントラストが「１７００〜１８００」の範囲にある相対的に高いコントラストを実現するためには、位相差の比Ｒ［３０］を約「６．５」から約「９．５」の間の範囲ＹＡ２にさせると共に、正面位相差を約「１５」から約「１７」の間に範囲ＸＡ２にさせることが好ましい。
【０１６０】
詳細には、本願発明者による研究によれば、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示されるように、例えば、位相差板１５ａにおける厚さを同一とした場合、蒸着角度が大きくなるに従って、言い換えると、蒸着の際の斜め方向が法線方向に近づき、蒸着の際の極角がゼロに近づくに従って、極角の一定の角度当たりの位相差の変化量が小さくなることが判明している。これにより、蒸着角度が大きくなるに従って、位相差の比Ｒ［３０］は、「１」の値に近づくことが判明している。或いは、本願発明者による研究によれば、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示されるように、例えば、位相差板１５ａにおける厚さを同一とした場合、蒸着角度が小さくなるに従って、言い換えると、蒸着の際の斜め方向が法線方向から遠ざかり、蒸着の際の極角がゼロよりも大きくなるに従って、極角の一定の角度当たりの位相差の変化量が大きくなることが判明している。これにより、蒸着角度が小さくなるに従って、位相差の比Ｒ［３０］は、「１」の値から大きく離れることが判明している。
【０１６１】
加えて、本願発明者による研究によれば、図１９（ｃ）に示されるように、例えば、蒸着角度を同一とした場合、位相差板１５ａの厚さが大きくなるに従って、極角を「０度」とした際の位相差、所謂、正面位相差は大きくなることが判明している。或いは、本願発明者による研究によれば、図１９（ｃ）に示されるように、例えば、蒸着角度を同一とした場合、位相差板１５ａの厚さが小さくなるに従って、正面位相差は小さくなることが判明している。具体的には、太い線が位相差板の厚さが相対的に大きい場合に対応し、点線が位相差板の厚さが相対的に小さい場合に対応している。
【０１６２】
このように、蒸着角度及び位相差板の膜厚を適切に変化させることによって、位相差の比及び正面位相差を、コントラストが最大になるように夫々設定することが可能である。
【０１６３】
尚、これらの正面位相差の範囲ＸＡ１及びＸＡ２によって、本発明に係る第１所定範囲の一及び他の具体例が構成されている。また、これらの位相差の比ＹＡ１及びＹＡ２によって、本発明に係る第２所定範囲の一及び他の具体例が構成されている。
【０１６４】
（正面位相差と位相差板の回転角度の範囲とコントラストとの相関関係）
次に、図２０を参照して、本実施形態に係る正面位相差と位相差板の回転角度の範囲（以下、適宜「調整角度の範囲」と称す）とコントラストとの相関関係について説明する。ここに、図２０は、本実施形態に係る正面位相差と調整角度との定量的な相関関係を示したグラフ（図２０（ａ））、及び本実施形態に係る正面位相差と位相差板の調整角度とコントラストとの定量的な相関関係を示したグラフ（図２０（ｂ））である。
【０１６５】
図２０（ａ）に示されるように、正面位相差が大きくなるに従って、最大となるコントラストが得られるまでの位相差板１５ａの調整角度を小さくすることができる。言い換えると、正面位相差が小さくなるに従って、最大となるコントラストが得られるまでの位相差板１５ａの調整角度を大きくすることができる。具体的には、図２０（ａ）に示されるように、正面位相差Ｒｅｔ（０）が「３０（ｎｍ）」である場合、位相差板１５ａの調整角度を例えば３度にすることができると共に、正面位相差Ｒｅｔ（０）が「１５（ｎｍ）」である場合、位相差板１５ａの調整角度を例えば１５度にすることができる。
【０１６６】
加えて、図２０（ｂ）に示されるように、正面位相差が大きくなるに従って、位相差板１５ａの調整角度の単位角度当たりのコントラストの変化量を大きくすることができる。言い換えると、正面位相差が小さくなるに従って、位相差板１５ａの調整角度の単位角度当たりのコントラストの変化量を小さくすることができる。具体的には、図２０（ｂ）に示されるように、正面位相差Ｒｅｔ（０）が「３０（ｎｍ）」である場合、位相差板１５ａの調整角度を３度にした時に、最大となるコントラストを得ることができる。また、正面位相差Ｒｅｔ（０）が「１５（ｎｍ）」である場合、位相差板１５ａの調整角度を５度にした時に、最大となるコントラストを得ることができる。加えて、正面位相差Ｒｅｔ（０）が「３０（ｎｍ）」である場合における位相差板１５ａの調整角度の単位角度当たりのコントラストの変化量は、正面位相差Ｒｅｔ（０）が「１５（ｎｍ）」である場合における位相差板１５ａの調整角度の単位角度当たりのコントラストの変化量よりも大きくすることができ、図２０（ｂ）では急峻な曲線が示されている。
【０１６７】
第２実施形態によれば、上述した２つの位相差の比の値の設定に加えて、正面位相差の値を適切な値に設定することによって、プロジェクタの製造の組み立て工程において、或いは、ユーザの調整動作において、所望となる位相差板１５ａの調整角度の範囲を簡便且つ適切に決定することができるので、実践上、大変有利である。
【０１６８】
なお、本実施形態に係る第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅの他の具体例としては、位相差板の板面に対して傾斜した状態で配向した（チルト配向した）ディスコティック液晶からなる光学異方性層を備えたものを例示すことができる。これらの位相差板は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の支持体上に配向膜を設け、その配向膜上にトリフェニレン誘導体等のディスコティック液晶を塗設して作製することができる。より詳細には、１組の支持体の表面にポリイミド等の配向膜を形成したものを用意し、一方の支持体上にディスコティック液晶を塗設した後、もう一方の支持体によってディスコティック液晶を挟み込む。そして、加熱処理によってディスコティックネマチック（ＮＤ）相を形成させた後に、紫外線等によって重合して配向状態を固定化する。このＮＤ相の形成時に、ディスコティック液晶は配向膜によってプレチルトを付与され、光軸が斜めに傾いた状態に形成される。光軸の傾き角については、配向膜の配向処理（ラビング等）によって制御することができる。
【０１６９】
あるいは、本実施形態に係る第１位相差板１５ａ及び第２位相差板１５ｅの他の具体例としては、ポリカーボネートやノルボルネン樹脂等をずり応力をかけて延伸することによっても作製することができる。この場合、材料樹脂をガラス転移点付近まで加熱した状態で２方向から延伸し、これを加熱した一対の基板間に挟み込む。そして、一方の基板の外側から材料樹脂に対して圧力を加えながら、一対の基板を互いに反対方向にずらす。これにより、材料樹脂の上下の面に互いに反対方向にずり応力がかかり、材料樹脂を構成する光学体の光軸方向が斜めに傾く。光軸の傾き角は、ずり応力の大きさによって制御することができる。
【０１７０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶装置、プロジェクタ及び液晶装置の光学補償方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１７１】
１０…プロジェクタ、１１…スクリーン、１２…光源、１５、１６、１７、２１５…液晶装置、１５ａ、１６ａ、１７ａ…第１位相差板、１５ａｓ…基板面、１５ａｈ…平面、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ、１５ｄ、１６ｄ、１７ｄ…偏光板、１５ｃ、１６ｃ、１７ｃ…液晶パネル、１５ｅ、１６ｅ、１７ｅ…第１位相差板、３１…対向基板、３２…ＴＦＴアレイ基板、４３ａ、９８ａ…配向方向、４３、９８…配向膜、５１…液晶分子、８１ａ…回転軸、８１ｅ…回転軸、２５５ａ…屈折率異方性媒質、１５０１ａ…第１基板、１５０１ｅ…第２基板、１５０３ａ…第１蒸着膜、１５０３ｅ…第２蒸着膜、１５０３ａｔ…柱状部分、Ｄ…斜め方向、Ａ１、Ａ２…領域、ＬＢ…青色光、ＬＧ…緑色光、ＬＲ…赤色光、Ｐ…プレチルト方向
【図１】
0005510585.tif 000002
【図２】
0005510585.tif 000003
【図３】
0005510585.tif 000004
【図４】
0005510585.tif 000005
【図５】
0005510585.tif 000006
【図６】
0005510585.tif 000007
【図７】
0005510585.tif 000008
【図８】
0005510585.tif 000009
【図９】
0005510585.tif 000010
【図１０】
0005510585.tif 000011
【図１１】
0005510585.tif 000012
【図１２】
0005510585.tif 000013
【図１３】
0005510585.tif 000014
【図１４】
0005510585.tif 000015
【図１５】
0005510585.tif 000016
【図１６】
0005510585.tif 000017
【図１７】
0005510585.tif 000018
【図１８】
0005510585.tif 000019
【図１９】
0005510585.tif 000020
【図２０】
0005510585.tif 000021