(57)【要約】【課題】高コントラストが達成でき、しかもパネル間でのばらつきが抑えられた液晶装置、及びこれを備えた投射型表示装置を提供する。【解決手段】第１基板及び第２基板と、第１基板に設けられた第１配向膜と、第２基板に設けられた第２配向膜と、第１配向膜と第２配向膜との間に挟持された、誘電率異方性が負の液晶を有してなる液晶層とを有し、第１配向膜と第２配向膜とに、互いに交差した配向規制方向が付与されてなる液晶パネル８０と、第１基板、第２基板のうちの一方の基板の外側に配置された負のＣプレート６０と、を備える。負のＣプレート６０は、その光軸が、第１配向膜と第２配向膜との交差した配向規制方向の交差角を概ね２等分した方向に、第１基板及び第２基板の法線方向から傾いて配置されている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板及び第２基板と、前記第１基板の内面側に設けられた第１配向膜と、前記第２基板の内面側に設けられた第２配向膜と、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間に挟持された、誘電率異方性が負の液晶を有してなる液晶層と、を有し、前記第１配向膜と前記第２配向膜とに、互いに交差した配向規制方向が付与されてなる液晶パネルと、
前記第１基板、第２基板のうちの一方の基板の外側に配置された負のＣプレートと、を備え、
前記負のＣプレートは、その光軸が、前記第１配向膜と第２配向膜との交差した配向規制方向の交差角を概ね２等分した方向に、前記第１基板及び第２基板の法線方向から傾いて配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記液晶層の液晶分子のツイスト角が１２０度より小さい場合、前記負のＣプレートの光軸が傾く方向は、前記液晶層における液晶分子のツイスト角の二等分線の方向に概ね一致することを特徴とする請求項１記載の液晶装置。
【請求項３】
前記液晶層の液晶分子のツイスト角が１２０度より大きい場合、前記負のＣプレートの光軸が傾く方向は、前記液晶層における液晶分子のツイスト角の二等分線の方向と直交する方向に概ね一致することを特徴とする請求項１記載の液晶装置。
【請求項４】
前記負のＣプレートの光軸の、前記法線方向に対する傾き角度が、±７度以内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの項に記載の液晶装置を光変調手段として備えたことを特徴とする、投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置及び投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、正面から観察したときのコントラストに優れているとして、ＶＡ（Vertical Alignment）モードの液晶装置が注目されている。ＶＡモードの液晶装置は、一対の基板間に液晶分子を略垂直に配向させた液晶層を備えたものである。
しかし、このようなＶＡモードの液晶装置でも、液晶分子にプレチルト角をもたせることにより、正面方向の位相差が発生するため、光学補償板によって位相差を補償する必要がある。例えば、光学補償板としてネガティブＣプレート（負のＣプレート）を傾けて用いることで位相差を補償し、高コントラストを得ることができる。
【０００３】
これに対してツイストＶＡモードの場合には、ツイストによって正面位相差が非常に小さくなるため、ツイスト角度を最適化することによってネガティブＣプレートを傾けなくても高コントラストが得られるというメリットがある。例えば、特許文献１では、ツイストＶＡモードの液晶パネルとして、一対の基板間でその配向膜の配向方向を非平行にし、液晶分子の配向方向をそれぞれの基板側で異ならせる技術が提案されている。
【０００４】
このような液晶パネルでは、非常に高いコントラスト（コントラスト比）が得られ、さらに、位相差補償板（光学補償板）としてネガティブＣプレートを用いることで、より黒表示時の明るさを小さくし、高いコントラストを得ることができる。例えば、液晶分子のツイスト角度を１２０度程度に最適化することにより、最も高いコントラストを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１２９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、実際の液晶パネルでは、製造上のバラツキなどにより、ツイスト角度やプレチルト角、セルギャプなどが液晶パネル間でわずかにばらついてしまい、結果としてコントラストも液晶パネルごとでばらついてしまう。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高コントラストが達成でき、しかもパネル間でのばらつきが抑えられた液晶装置、及びこれを備えた投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明の液晶装置は、第１基板及び第２基板と、前記第１基板の内面側に設けられた第１配向膜と、前記第２基板の内面側に設けられた第２配向膜と、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間に挟持された、誘電率異方性が負の液晶を有してなる液晶層と、を有し、前記第１配向膜と前記第２配向膜とに、互いに交差した配向規制方向が付与されてなる液晶パネルと、
前記前記第１基板、第２基板のうちの一方の基板の外側に配置された負のＣプレートと、を備え、
前記負のＣプレートは、その光軸が、前記第１配向膜と第２配向膜との交差した配向規制方向の交差角を概ね２等分した方向に、前記第１基板及び第２基板の法線方向から傾いて配置されていることを特徴としている。
【０００９】
後述する実験結果で示すように、液晶パネルの液晶層の遅相軸は、第１配向膜と第２配向膜との交差した配向規制方向の交差角を概ね２等分した方向、すなわち、これら配向膜の配向規制方向がなす交差角のうちのいずれかの二等分線方向に、ほぼ一致するようになる。したがって、負のＣプレートの光軸を、前記第１基板及び第２基板の法線方向から前記交差角を概ね２等分した方向に傾けることにより、この負のＣプレートの遅相軸を液相層の遅相軸にほぼ直交させることができる。これにより、この液晶装置にあっては、ツイスト角度やプレチルト角、セルギャプなどが液晶パネル間で製造上ばらついても、負のＣプレートによって液晶層を出射した光の位相差をより良好に光学補償することができ、したがって高コントラスト化を図ることができる。
【００１０】
また、前記液晶装置においては、前記液晶層の液晶分子のツイスト角が１２０度より小さい場合、前記負のＣプレートの光軸が傾く方向は、前記液晶層における液晶分子のツイスト角の二等分線の方向に概ね一致するのが好ましい。
液晶層の液晶分子のツイスト角、すなわち前記配向膜の配向規制方向がなす交差角と液晶分子の特性とによって決まるツイスト角が、１２０度より小さい場合、この液晶層の遅相軸は、液晶分子のツイスト角の二等分線の方向に一致するようになる。したがって、負のＣプレートの光軸の傾く方向を、液晶分子のツイスト角の二等分線の方向に概ね一致させることにより、この負のＣプレートの遅相軸を液晶層の遅相軸にほぼ直交させることができる。これにより、負のＣプレートによって液晶層を出射した光の位相差をより良好に光学補償することができる。
【００１１】
また、前記液晶装置においては、前記液晶層の液晶分子のツイスト角が１２０度より大きい場合、前記負のＣプレートの光軸が傾く方向は、前記液晶層における液晶分子のツイスト角の二等分線の方向と直交する方向に概ね一致するのが好ましい。
液晶層の液晶分子のツイスト角、すなわち前記配向膜の配向規制方向がなす交差角と液晶分子の特性とによって決まるツイスト角が、１２０度より大きい場合、この液晶層の遅相軸は、液晶分子のツイスト角の二等分線の方向と直交する方向に一致するようになる。したがって、負のＣプレートの光軸の傾く方向を、液晶分子のツイスト角の二等分線の方向と直交する方向に概ね一致させることにより、この負のＣプレートの遅相軸を液晶層の遅相軸にほぼ直交させることができる。これにより、負のＣプレートによって液晶層を出射した光の位相差をより良好に光学補償することができる。
【００１２】
また、前記液晶装置においては、前記負のＣプレートの光軸の、前記法線方向に対する傾き角度が、±７度以内であるのが好ましい。
後述するシミュレーション結果に示すように、負のＣプレートの光軸をこのような傾き角度、すなわち−７度以上＋７度以下（ただし、０度は除く）の範囲内にすることにより、液晶層を出射した光の位相差をより良好に光学補償することができる。
【００１３】
本発明の投射型表示装置は、前記の液晶装置を光変調手段として備えたことを特徴としている。
この投射型表示装置によれば、前記したように高コントラスト化が図られた液晶装置を光変調手段として備えているので、この投射型表示装置自体も高コントラスト化が図られたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る液晶プロジェクターの概略構成を示す斜視図である。
【図２】画像形成系の概略構成を示す図である。
【図３】反射型光変調装置の概略構成を説明するための模式図である。
【図４】ＴＦＴ基板の概略構成を示す斜視図である。
【図５】ツイスト角度を説明するための、液晶パネルを平面視した図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はＣプレートの傾け方と遅相軸との関係の説明図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はＣプレートの傾け方の説明図である。
【図８】Ｃプレートの傾け方位と黒表示時の照度との関係を示すグラフである。
【図９】Ｃプレートの傾け角と黒表示時の照度との関係を示すグラフである。
【図１０】反射型光変調装置の概略構成を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の液晶装置とこれを備えた投射型表示装置について説明する。図１は、本発明の液晶装置を光変調手段として備えた投射型表示装置の一例としての、液晶プロジェクター１の概略構成を示す模式図である。
【００１６】
液晶プロジェクター１は、光源装置２、インテグレーター光学系３、色分離光学系４、３系統の画像形成系５、色合成素子６、投射光学系７を有している。３系統の画像形成系５として、第１の画像形成系５ａ、第２の画像形成系５ｂ、および第３の画像形成系５ｃが設けられている。
【００１７】
光源装置２から射出された光束は、インテグレーター光学系３に入射する。インテグレーター光学系３に入射した光束は、照度が均一化されるとともに偏光状態が揃えられる。インテグレーター光学系３から射出された光束は、色分離光学系４により複数の色光束に分離され、色光束ごとに異なる系統の画像形成系５に入射する。３系統の画像形成系５の各々に入射した色光束は、表示すべき画像の画像データに基づいて変調されて変調光束となる。３系統の画像形成系５から出射された３色の変調光束は、色合成素子６により合成されて多色光束となり、第１のレンズ部７１及び第２のレンズ部７２を含む投射光学系７に入射する。そして、スクリーン等の被投射面（図示略）に投射される。これにより、被投射面にフルカラーの画像が表示される。
【００１８】
次に、プロジェクター１の構成要素について詳しく説明する。
光源装置２は、光源ランプ２１および放物面リフレクター２２を有している。光源ランプ２１から放射された光は、放物面リフレクター２２により一方向に反射されて略平行な光束となり、インテグレーター光学系３に入射する。光源ランプ２１は、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等によって構成されている。また、放物面リフレクター２２の代わりに楕円リフレクター、球面リフレクター等によってリフレクターを構成してもよい。リフレクターの形状に応じて、リフレクターから射出された光を平行化する平行化レンズが用いられることもある。
【００１９】
インテグレーター光学系３は、第１のレンズアレイ３１、第２のレンズアレイ３２、偏光変換素子３４、および重畳レンズ３５を有している。インテグレーター光学系３の光軸３０は、光源２の光軸２０と略一致しており、前記のインテグレーター光学系３の構成要素の各々は、中心位置がインテグレーター光学系３の光軸３０上に並ぶように配置されている。
【００２０】
第１のレンズアレイ３１は、光源２の光軸２０に略直交する面に配列された複数のレンズ要素３１１を有している。第２のレンズアレイ３２は、レンズ要素３１１と同様に複数のレンズ要素３２１を有している。レンズ要素３１１、３２１は、例えばマトリックス状に配列されている。
【００２１】
偏光変２１子３４は、複数の偏光変換ユニット３４１を有している。偏光変換ユニット３４１は、その詳細な構造を図示しないが、偏光ビームスプリッター膜（以下、ＰＢＳ膜という）、１／２位相板および反射ミラーを有して構成されている。
第１のレンズアレイ３１のレンズ要素３１１は、第２のレンズアレイ３２のレンズ要素３２１と１対１で対応しており、第２のレンズアレイ３２のレンズ要素３２１は、偏光変換素子３４の偏光変換ユニット３４１と１対１で対応している。互いに対応関係にあるレンズ要素３１１、３２１および偏光変換ユニット３４１は、光軸３０と略平行な軸に沿って並んで配置されている。
【００２２】
インテグレーター光学系３に入射した光束は、第１のレンズアレイ３１の複数のレンズ要素３１１に空間的に分かれて入射し、レンズ要素３１１に入射した光束ごとに集光される。レンズ要素３１１により集光された光束は、レンズ要素３１１と対応するレンズ要素３２１に結像する。すなわち、第２のレンズアレイ３２の複数のレンズ要素３２１の各々に二次光源像が形成される。レンズ要素３２１に形成された二次光源像からの光束は、このレンズ要素３２１に対応する偏光変換ユニット３４１に入射する。
【００２３】
偏光変換ユニット３４１に入射した光束は、ＰＢＳ膜に対するＰ偏光光束とＳ偏光光束とに分離される。分離された一方の偏光光束は、反射ミラーで反射した後に１／２位相板を通り、他方の偏光光束と偏光状態が揃えられる。ここでは、偏光変換ユニット３４１を通った光束の偏光状態が、Ｐ偏光光束に揃えられるようになっている。複数の偏光変換ユニット３４１の各々から出射された光束は、重畳レンズ３５に入射して屈折し、反射型光変調装置（光変調手段）８の被照明領域に重畳される。
【００２４】
このように第１のレンズアレイ３１により空間的に分割された複数の光束の各々が、被照明領域の略全域を照明することにより、複数の光束で照度分布が平均化され、被照明領域での照度が均一化されるようになっている。
ここで、前記の反射型光変調装置８は本発明の液晶装置の一実施形態を構成するもので、液晶パネル８０と、この液晶パネル８０の前方に配置された負のＣプレートからなる位相差補償板（光学補償板）６０（６０ａ、６０ｂ、６０ｃ）と、を備えて構成されている。なお、この反射型光変調装置８（液晶装置）については後に詳述する。
【００２５】
色分離光学系４は、波長選択面を有する第１〜第３のダイクロイックミラー４１〜４３、および第１、第２の反射ミラー４４、４５を有して構成されている。第１のダイクロイックミラー４１は、赤色光束を反射させるとともに、緑色光束および青色光束を透過させる特性を有している。第２のダイクロイックミラー４２は、赤色光束を透過させるとともに、緑色光束および青色光束を反射させる特性を有している。第３のダイクロイックミラー４３は、緑色光束を反射させるとともに、青色光束を透過させる特性を有している。第１、第２のダイクロイックミラー４１、４２は、各々の波長選択面を互いに略直交するように、かつ各々の波長選択面がインテグレーター光学系３の光軸３０と略４５°の角度をなすように配置されている。
【００２６】
色分離光学系４に入射した光束に含まれる赤色光束Ｌ１０、緑色光束Ｌ２０および青色光束Ｌ３０は、以下のようにして分離され、分離された色光束ごとに対応する画像形成系５に入射する。光束Ｌ１０は、第２のダイクロイックミラー４２を透過するとともに第１のダイクロイックミラー４１で反射した後に、第１の反射ミラー４４で反射して、第１の画像形成系５ａに入射する。光束Ｌ２０は、第１のダイクロイックミラー４１を透過するとともに第２のダイクロイックミラー４２で反射した後に、第２の反射ミラー４５で反射し、次いで第３のダイクロイックミラー４３で反射して、第２の画像形成系５ｂに入射する。光束Ｌ３０は、第１のダイクロイックミラー４１を透過するとともに第２のダイクロイックミラー４２で反射した後に、第２の反射ミラー４５で反射し、次いで第３のダイクロイックミラー４３を透過して、第３の画像形成系５ｃに入射する。
【００２７】
第１〜第３の画像形成系５ａ〜５ｃは、同様の構成になっている。ここでは、第１〜第３の画像形成系５ａ〜５ｃを代表して、第２の画像形成系５ｂの構成について説明する。
図２は、第２の画像形成系５ｂの概略構成を示す図である。図２に示すように第２の画像形成系５ｂは、入射側偏光板９１ｂ、ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッター（以下、ＷＧ−ＰＢＳと記す）９３ｂ、負のＣプレートからなる位相差補償板６０ｂ（６０）、液晶パネル８０ｂ（８０）、および出射側偏光板（偏光検光子）９２ｂを有して構成されている。なお、位相差補償板６０ｂ（６０）と液晶パネル８０ｂ（８０）とによって反射型光変調装置８ｂ（８）が形成されており、これによって本発明の液晶装置の一実施形態が構成されている。
【００２８】
図１に示すように色分離光学系４から射出される光束の一部である緑色光束Ｌ２０は、入射側偏光板９１ｂに入射する。入射側偏光板９１ｂは、直線偏光を通すものであり、ＷＧ−ＰＢＳ９３ｂの偏光分離面に対するＰ偏光光束を通すように、透過軸が設定されている。以下、ＷＧ−ＰＢＳ９３ｂの偏光分離面に対するＰ偏光光束を単にＰ偏光光束と称し、ＷＧ−ＰＢＳ９３ｂの偏光分離面に対するＳ偏光光束を単にＳ偏光光束と称する。前述のように、インテグレーター光学系３を通った光束は、偏光状態がＰ偏光光束に揃えられており、光束Ｌ２０のほとんどが入射側偏光板９１ｂを通り、ＷＧ−ＰＢＳ９３ｂの偏光分離面（図示せず）に入射する。
【００２９】
ＷＧ−ＰＢＳ９３ｂの偏光分離面に入射した光Ｌ２０のうちで、偏光方向が反射軸方向であるＳ偏光は偏光分離面で反射し、偏光方向が透過軸方向であるＰ偏光は偏光分離面を透過する。インテグレーター光学系３から出射された緑色の光束Ｌ２０は、概ねＰ偏光になっており、偏光分離面を通って反射型変調装置８ｂに入射する。ここで、ＷＧ−ＰＢＳ９３ｂは、その透過軸が後述する液晶パネル８０ａの液晶層の遅相軸に対して交差するように、液晶パネル８０ｂに対して配置されている。
反射型光変調装置８ｂに入射した光束Ｌ２０は、位相差補償板６０ｂを透過し、液晶パネル８０ｂで変調された後、反射されて再度位相差補償板６０ｂに入射する。
【００３０】
位相差補償板６０ｂに入射した光束Ｌ２０（変調光）は、位相差補償板６０ｂによって光学補償がなされた後、ＷＧ−ＰＢＳ９３ｂに再度入射する。そして、偏光状態が変更された光束Ｌ２０はＷＧ−ＰＢＳ９３ｂで反射され、出射側偏光板９２ｂを選択的に透過して色合成素子６に入射する。同様にして、赤色光束Ｌ１０、青色光束Ｌ３０もそれぞれ光学補償等がなされた後、色合成素子６に入射する。
そして、色合成素子６に入射した光はここで合成されて多色光束となり、前述したように投射光学系７に入射し、さらにスクリーン等の被投射面（図示略）に投射される。
【００３１】
次に、反射型光変調装置８（８ａ、８ｂ、８ｃ）を構成する液晶パネル８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ）、およびＣプレートからなる位相差補償板６０（６０ａ、６０ｂ、６０ｃ）について詳述する。
液晶パネル８０は、図３の模式図に示すように互いに平行に配置された対向基板（第１基板）８１とＴＦＴ基板（第２基板）８２とが、シール材（図示せず）で貼り合わされ、これら基板８１、８２間に液晶層８３が挟持・封入された反射型ツイストＶＡモードのパネルである。
【００３２】
ＴＦＴ基板８２は、シリコン基板やガラス基板を基体として構成されている。シリコン基板を用いる場合には、いわゆるＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）になる。このＴＦＴ基板８２は、図４に示すようにその内面側に複数のゲート線８４、複数のソース線８５、複数の薄膜トランジスター（以下、ＴＦＴという）８６、および画素電極８７を有している。
【００３３】
複数のゲート線８４は、互いに平行に延在しており、また、複数のソース線８５も、互いに平行に延在している。ゲート線８４の延在方向（Ｘ方向）は、ソース線８５の延在方向と交差（ここでは直交）している。ゲート線８４が、ソース線８５と交差する部分ごとに、ＴＦＴ８６が設けられている。ゲート線８４は、ＴＦＴ８６のゲート電極と電気的に接続されている。ソース線８５は、ＴＦＴ８６のソース領域と電気的に接続されている。
【００３４】
ゲート線８４とソース線８５とに囲まれる部分は、１つの変調要素になっている。本実施形態では、１つの変調要素が１つの画素Ｐになっている。これら画素Ｐは、１方向に等ピッチで配列されているとともに、これと直交する他の１方向にも等ピッチで配列されている。複数の画素Ｐには、画素Ｐごとに独立した島状の画素電極８７が設けられている。本実施形態の画素電極８７は、金属材料からなり、鏡面反射板を兼ねている。図４では、画素電極８７を切欠いて、画素電極８７の下地側を模式的に図示している。実際には、画素電極８７は、平坦化層や絶縁層を介してゲート線８４、ソース線８５、ＴＦＴ８６を被覆しており、画素Ｐの開口率が高められている。画素電極８７は、ＴＦＴ基板８２の内面側に形成されたもので、ＴＦＴ８７のドレイン領域と電気的に接続されている。画素電極８７上には、図３に示すようにこれを覆って第２配向膜８８が形成されている。
【００３５】
図４に示したゲート線８４は、ＴＦＴ基板８２に設けられたゲート線駆動回路（図示せず）に接続されており、ゲート線駆動回路から供給される走査信号を各画素Ｐに供給するようになっている。また、ソース線８５は、ＴＦＴ基板８２に設けられたソース線駆動回路（図示せず）に接続されており、ソース線駆動回路から供給されるデータ信号を各画素Ｐに供給するようになっている。
【００３６】
図３に示すように対向基板８１には、ガラス基板の内面側にＩＴＯからなる共通電極（透明電極）（図示せず）が設けられており、さらに共通電極上に第１配向膜８９が形成されている。
配向膜８８、８９は、本実施形態では真空蒸着法によってＳｉＯ２が斜方蒸着されて形成されている。斜方蒸着については、例えば基板面から所定角度傾いた方向から蒸着を行うことにより、蒸着と同じ方位に所望の角度傾いた方向に、ＳｉＯ２のカラムを成長させ、これによって配向膜８８、８９に異方性を付与している。すなわち、配向膜８８、８９は、カラムを基板上に投影したときの傾き方向（カラムの傾き方向）に沿うように、配向規制力を有している。本実施形態では、対向基板８１側の第１配向膜８９とＴＦＴ基板８２側の第２配向膜８８とは、それぞれのカラムの傾き方向Ｋ１、Ｋ２が所定の角度で交差するよう、非平行に形成されている。したがって、これら第１配向膜８８と第２配向膜８９とは、互いに交差する方向に配向規制方向を有している。
【００３７】
そして、これら対向基板８１、ＴＦＴ基板８２が、本実施形態では２．２μｍのセルギャップに保持されて貼り合わされ、その間に誘電率異方性が負の液晶（Δｎ＝０．１２）が注入されたことにより、液晶セルが形成されている。また、液晶層８３を構成する液晶分子８３ａは、プレチルト角θｐ（極角からの角度）が６度となるように配向させられている。なお、ここでは、極角は対向基板８１、ＴＦＴ基板８２の内面の法線方向とする。
【００３８】
このような構成によって液晶分子８３ａは、図３に示したように配向膜８８、８９間において、これら配向膜８８、８９のカラムの傾き方向（チルト方向）Ｋ１、Ｋ２に対応してツイストして（捩れて）いる。この液晶分子のツイスト角度は、図５に示すように、対向基板（第１基板）８１の第１配向膜８９の蒸着方向Ｖ１と、ＴＦＴ基板（第２基板）８２の第２配向膜８８の蒸着方向Ｖ２とによって決まる。ここで、カラムの傾き方向Ｋ２、と蒸着方向Ｖ１、カラムの傾き方向Ｋ１と蒸着方向Ｖ２とは、それぞれの直線の長さ方向について一致している。本実施形態では、液晶分子の特性上その回り易い（捩れやすい）方向が、図５においてＴＦＴ基板８２側から対向基板８１側に向かって、反時計回り方向となっている。したがって、液晶分子のツイスト角は図５中Ｔで示す角度になっており、本実施形態では、このツイスト角Ｔは１１０度になっている。
【００３９】
このツイスト角Ｔは、１２０度であるのが最適とされ、その場合には、ツイストによって液晶分子８３ａは互いに光学補償し合うようになり、液晶層８３は光学的な異方性がほとんど無くなる。したがって、遅相軸が実質的に存在しなくなることから、一軸性の位相差補償板である負のＣプレート（ネガティブＣプレート）については、従来と同様にその光軸を傾けることなく、該光軸が液晶パネル８０の対向基板８１やＴＦＴ基板８２の法線方向に平行となるように配置すればよいことになる。
【００４０】
しかしながら、実際には、製造上ツイスト角やプレチルト角、セルギャプなどが液晶パネル間でわずかにばらついてしまい、コントラストも液晶パネルごとでばらついている。本実施形態でも、ツイスト角Ｔが１２０度となるように第１配向膜８９の配向規制方向（カラムの傾き方向Ｋ２）や第２配向膜８８の配向規制方向（カラムの傾き方向Ｋ１）を設定し、製造しているが、得られた液晶パネル８０では、前記したようにツイスト角Ｔが１１０度になっていた。したがって、液晶層８３は光学的な異方性を有したものとなり、遅相軸を有するものとなっている。
【００４１】
そこで、本発明では、このようにツイスト角Ｔが１２０度とは異なる角度に形成されている場合において、負のＣプレート（以下、単にＣプレートと記す）からなる位相差補償板６０の光軸を、液晶パネル８０の対向基板８１やＴＦＴ基板８２の法線方向、すなわち液晶パネル８０の表面の法線方向に対して傾けて配置している。この位相差補償板（Ｃプレート）６０は、例えばスパッタ法等によって石英ガラス等の透明基板上に高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層されて形成された多層膜からなる１軸性複屈折率体であり、位相差補償板６０の表面に対して垂直な光軸（光学軸）を有している。
【００４２】
図６（ａ）〜（ｄ）は、Ｃプレート（位相差補償板６０）の光学異方性を説明するための模式図である。図６（ａ）に示すようにＣプレート６０は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、したがってこのＣプレート６０に対してその光軸となるＺ軸に平行に入射する光に対しては、等方的であることから、位相差を補償することができない。すなわち、液晶パネル８０からＣプレート６０に垂直に入射した光に対しては、位相差を光学補償することができない。
【００４３】
一方、このＣプレート６０は、これを傾けて配置することで、傾けた際の回転軸に沿う方向に遅相軸が形成される。例えば、図６（ａ）に示す楕円球を、そのＸ軸を回転軸として傾けた（回転させた）ときのＸ−Ｙ平面は、図６（ａ）中のＺ軸方向から見ると、図６（ｂ）に示すような楕円となり、回転軸であるＸ軸の方向に遅相軸が形成される。同様に、Ｙ軸を回転軸として傾けた（回転させた）ときのＸ−Ｙ平面は、図６（ｄ）に示すような楕円となり、回転軸であるＹ軸の方向に遅相軸が形成される。なお、傾けない（回転させない）ときには、図６（ｃ）に示すようにＸ−Ｙ平面は円になり、遅相軸が形成されないことになる。
【００４４】
したがって、Ｃプレート（位相差補償板）６０を傾けることで形成されるＣプレートの遅相軸が、液晶層８３の遅相軸に対して直交するようにこのＣプレートを配置することで、液晶層８３を通って液晶パネル８０から出射した光の位相差を、良好に光学補償することができる。そこで、本発明では、Ｃプレートの遅相軸を液晶層８３の遅相軸に直交させるべく、Ｃプレート（位相差補償板）６０の光軸を、前記第１配向膜８９と第２配向膜８８との交差した配向規制方向の交差角を概ね２等分した方向に、前記液晶パネル８０の表面の法線方向、すなわち対向基板８１、ＴＦＴ基板８２の法線方向から傾けて配置する。
【００４５】
また、本実施形態では、前記したように液晶分子８３ａのツイスト角Ｔが１１０度になっており、１２０度より小さくなっているので、Ｃプレート（位相差補償板）６０の光軸を傾ける方向を、液晶分子５３ａのツイスト角Ｔの二等分線の方向に概ね一致する方向とする。
すなわち、図７（ａ）に示すように、第１配向膜８９の蒸着方向Ｖ１（配向規制方向）と第２配向膜８８の蒸着方向Ｖ２（配向規制方向）との交差角Ａ１、Ａ２のうち、液晶分子８３ａのツイスト角Ｔとなる交差角Ａ１の二等分線Ｌ１に概ね一致する方向に、Ｃプレート（位相差補償板）６０の光軸を傾ける。
【００４６】
図７（ｂ）は、Ｃプレート（位相差補償板６０）の傾け方を説明するための図であり、この図に示すように、液晶パネル８０に対してＣプレート（位相差補償板）６０の光軸Ｂを、前記二等分線Ｌ１に概ね一致する方向Ｌ２に傾ける。ここで、「概ね一致する」とは、二等分線Ｌ１に完全に一致することなく、わずかな合わせズレがあっても、本発明の許容範囲であることを意味している。具体的には、二等分線Ｌ１に対して、例えば±３度程度の合わせズレ、好ましくは±２度程度の合わせズレは許容されることを意味している。
【００４７】
このように、液晶分子８３ａのツイスト角Ｔとなる交差角Ａ１の二等分線Ｌ１に一致する方向に、Ｃプレート（位相差補償板）６０の光軸を傾けることにより、液晶層８３の遅相軸に対してＣプレート（位相差補償板）６０の遅相軸が直交するようになること、すなわち、交差角Ａ１の二等分線Ｌ１に一致する方向に、液晶層８３の遅相軸が形成されることは、以下の実験によって確認された。
【００４８】
（実験例１）
本実施形態の液晶パネル８０に対して、Ｃプレート（ただし、厚み方向の位相差（Ｒｔｈ）が２４０ｎｍ）の光軸を、基準方位に対して０度から１８０度の方位に、法線方向から０．５度傾け、液晶パネル８０を反射してＣプレートを透過した光の、黒表示の際の照度を調べた。なお、液晶パネル８０における前記二等分線Ｌ１は、平面方向において基準方位に対して４５度の方位に位置させておく。また、Ｃプレートの光軸の、法線方向に対する傾け角を０．５度と小さくしていることにより、Ｃプレートの位相差は、液晶層８３の位相差に比べて小さくなっている。
【００４９】
このようにして、Ｃプレートを傾けた方位角度、すなわち光軸を傾けた方位の基準方位からの角度と、Ｃプレートを透過した光の、黒表示の際の照度との関係を調べた。得られた結果を図８に示す。
図８に示した結果より、傾けた方位角度が４５度のところで照度が最も低くなり、したがって液晶層８３の遅相軸が４５度の方位にあることが分かる。よって、液晶層８３の遅相軸は、液晶分子８３ａのツイスト角Ｔとなる交差角Ａ１の二等分線Ｌ１に一致する方向に伸びていることが確認された。
【００５０】
（実験例２）
次に、本実施形態の液晶パネル８０に対して、このようにＣプレート（位相差補償板６０）の光軸を、液晶分子８３ａのツイスト角Ｔの二等分線Ｌ１に一致する方向に適宜範囲の角度で傾けて配置したときの、液晶パネル８０を反射してＣプレートを透過した光の、黒表示の際の照度を調べた。Ｃプレートの（光軸の）傾け角と黒表示の際の照度との関係を、図９に示す。
図９に示した結果より、およそ−１．３度とおよそ＋１．３度のときに、黒表示の際の照度が最も低くなり、白表示の際の照度とのコントラスト比が３８５００：１となった。
【００５１】
比較のため、Ｃプレートを傾けることなく、液晶パネル８０と平行に配置して、同様にコントラスト比を求めたところ、３１０００：１であった。
また、液晶パネルとして、液晶分子のツイスト角がおよそ１２０度のものを用い、Ｃプレートを傾けることなく、液晶パネル８０と平行に配置して、同様にコントラスト比を求めたところ、３９０００：１であった。
したがって、本実施形態にあっては、液晶分子のツイスト角がおよそ１２０度のものを用い、Ｃプレートを傾けることなく配置した場合と、ほぼ同様のコントラスト比が得られることが分かった。
【００５２】
よって、反射型光変調装置８からなる本実施形態の液晶装置にあっては、位相差補償板（Ｃプレート）６０の光軸を、液晶パネル８０における液晶分子８３ａのツイスト角の二等分線Ｌ１の方向に概ね一致させることにより、このＣプレートの遅相軸を液晶層８３の遅相軸にほぼ直交させることができる。これにより、この液晶装置にあっては、ツイスト角度やプレチルト角、セルギャプなどが液晶パネル間で製造上ばらついても、Ｃプレート（位相差補償板６０）によって液晶層８３を出射した光の位相差をより良好に光学補償することができ、高コントラスト化を図ることができる。
また、この液晶装置を光変調手段として備えた液晶プロジェクター１（投射型表示装置）にあっては、高コントラスト化が図られた液晶装置を備えているので、この液晶プロジェクター１自体も高コントラスト化が図られたものとなる。
【００５３】
次に、本発明の液晶装置の他の実施形態を説明する。この実施形態が先の実施形態と異なるところは、液晶パネル８０の液晶分子８３ａのツイスト角を１３０度とした点と、位相差補償板６０を構成するＣプレートの光軸を傾ける方向を、液晶分子５３ａのツイスト角Ｔの二等分線の方向と直交する方向に概ね一致するようにしている点である。
【００５４】
すなわち、本実施形態では、図１０に示すように、液晶分子８３ａのツイスト角Ｔの二等分線Ｌ１と直交する方向に概ね一致する方向Ｌ３に、Ｃプレート（位相差補償板）６０の光軸Ｂを傾ける。ここで、「概ね一致する」とは、二等分線Ｌ１と直交する方向に完全に一致することなく、わずかな合わせズレがあっても、本発明の許容範囲であることを意味している。具体的には、二等分線Ｌ１と直交する方向に対して、例えば±３度程度の合わせズレ、好ましくは±２度程度の合わせズレは許容されることを意味している。
【００５５】
このように、液晶分子８３ａのツイスト角Ｔの二等分線Ｌ１と直交する方向に一致する方向に、Ｃプレート（位相差補償板）６０の光軸Ｂを傾けることにより、本実施形態では、図７（ａ）に示した交差角Ａ２の二等分線に一致する方向に、Ｃプレート（位相差補償板）６０の光軸を傾けることになる。ここで、このように液晶分子８３ａのツイスト角が１３０度と、１２０度を超えている場合、液晶相８３の遅相軸は、交差角Ａ２の二等分線に一致する方向（ツイスト角Ｔの二等分線Ｌ１と直交する方向）に、液晶層８３の遅相軸が形成されている。
【００５６】
これは、ツイストＶＡモードの場合、前記したように液晶分子８３ａはそのツイストによって互いに光学補償し合うようになる。そして、ツイスト角Ｔが１２０度になると、液晶分子８３ａは最も理想的に光学補償し合うようになり、液晶層８３は光学的な異方性がほとんど無くなる。また、１２０度未満では、ツイスト角が０度である場合のＶＡモードに近くなり、液晶層８３の遅相軸はツイスト角Ｔの二等分線の方向に形成される。一方、１２０度を超えると、液晶分子８３ａは互いに光学補償し過ぎることで、液晶層８３の遅相軸はツイスト角Ｔの二等分線の方向と直交する方向に形成されるようになる。
【００５７】
よって、本実施形態の液晶装置では、液晶パネル８０の液晶分子８３ａのツイスト角が１３０度である場合に、位相差補償板６０を構成するＣプレートの光軸を傾ける方向を、液晶分子５３ａのツイスト角Ｔの二等分線の方向と直交する方向に概ね一致するようにしているので、この位相差補償板６０の遅相軸を液晶層８３の遅相軸にほぼ直交させることができる。これにより、この液晶装置にあっては、ツイスト角度やプレチルト角、セルギャプなどが液晶パネル間で製造上ばらついても、Ｃプレート（位相差補償板６０）によって液晶層８３を出射した光の位相差をより良好に光学補償することができ、高コントラスト化を図ることができる。
【００５８】
（シミュレーション例）
次に、位相差補償板（Ｃプレート）６０の光軸の、最適な傾斜角についてシミュレーションした結果を示す。
シミュレーションに用いた条件として、液晶パネルについては、液晶として誘電率異方性が負の液晶（Δｎ＝０．１２）を用い、セル厚（セルギャップ）を２．２μｍとし、また、液晶分子のプレチルト角（極角からの角度）を１０度となるように配向した。
一方、位相差補償板６０となるＣプレートとしては、厚み方向の位相差（Ｒｔｈ）が２４０ｎｍのものを用いた。
【００５９】
このような液晶パネルに対して、Ｃプレートの最適な傾け角度を、液晶パネルの液晶分子のツイスト角毎に求めた。ツイスト角としては、９０度、１００度、１１０度、１３０度とした。求めた結果を以下に示す。
・ツイスト角（度）        最適傾け角度（度）
９０                      ±５．８５
１００                      ±４．７０
１１０                      ±３．３５
１３０                      ±３．０５
以上の結果より、位相差補償板（Ｃプレート）６０の光軸の、最適な傾斜角は、−７度以上＋７度以下（ただし、０度は除く）の範囲内とするのが好ましく、Ｃプレートの光軸をこのような傾き角度にすることにより、液晶層を出射した光の位相差をより良好に光学補償することができることが分かった。
【００６０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨から逸脱しない範囲において、設計要求等に基づき種々変更が可能である。例えば、前記実施形態では、液晶パネルとして反射型のものについて説明したが、透過型の液晶パネルを用いて本発明の液晶装置を構成してもよく、その場合にも、Ｃプレートからなる位相差補償板は、液晶パネルの出射側に配置される。
【００６１】
また、前記実施形態では、本発明に係る液晶装置の一例として、液晶プロジェクター１における反射型光変調装置に適用した例について説明したが、本発明の液晶装置はこれに限定されない。例えば、他の液晶装置であるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）やビューファインダ（ＥＶＦ）に、本発明の液晶装置を適用することも可能である。また、携帯情報端末の表示画面のような直視型のディスプレイに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…液晶プロジェクター（投射型表示装置）、８（８ａ、８ｂ、８ｃ）…反射型光変調装置、６０（６０ａ、６０ｂ、６０ｃ）…位相差補償板（負のＣプレート）、８０…液晶パネル、８１…対向基板（第１基板）、８２…ＴＦＴ基板（第２基板）、８３…液晶層、８３ａ…液晶分子、８８…第２配向膜、８９…第１配向膜、Ｔ…ツイスト角
【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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