(57)【要約】【課題】液晶を通過する光に生じる位相差を補償する場合に必要とするスペースを減少可能であり、かつ、長寿命な、光学補償素子およびその製造方法と、液晶表示素子ならびに液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置としての液晶プロジェクタは、液晶表示素子としての液晶パネル２５を有する。液晶パネル２５は、液晶４０に対する光の入射側および出射側の少なくとも一方に配置され、光学軸LAが、光の入射面５０Iに対して、液晶４０を通過した光に生じる位相ずれを補償する向きに傾いている、サファイア等の一軸性光学異方性結晶で形成した光学補償素子５０a，５０bを有する。【選択図】  図２
2004198650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶に対する光の入射側および出射側の少なくとも一方に配置される光学補償素子であって、
光学軸が、光の入射面に対して、前記液晶を通過した光に生じる位相ずれを補償する向きに傾いている
光学補償素子。
【請求項２】
光の入射面に対する前記光学軸の傾きは、６５°〜９０°である
請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項３】
リタデーションが６４０nm以下となるように厚さを規定した
請求項２に記載の光学補償素子。
【請求項４】
無機材料から形成される
請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項５】
前記無機材料は、一軸性の光学異方性結晶を含む
請求項４に記載の光学補償素子。
【請求項６】
一軸性の光学異方性単結晶の光学軸を特定する工程と、
前記光学異方性単結晶から、特定した前記光学軸を光の入射面に対して所定角度傾けて基板を切り出す工程と
を有する
光学補償素子の製造方法。
【請求項７】
光学軸が、光の入射面に対して、液晶を通過した光に生じる位相ずれを補償する向きに傾いている光学補償素子を、液晶に対する光の入射側および出射側の少なくとも一方に有する
液晶表示素子。
【請求項８】
前記液晶に対する光の入射側における位相ずれと出射側における位相ずれとをそれぞれ補償する２つの前記光学補償素子を有する
請求項７に記載の液晶表示素子。
【請求項９】
光の入射面に対する前記光学軸の傾きは、６５°〜９０°である
請求項７に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
リタデーションが６４０nm以下となるように前記光学補償素子の厚さを規定した
請求項９に記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
前記光学補償素子は、無機材料から形成される
請求項７に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記無機材料は、一軸性の光学異方性結晶を含む
請求項１１に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記光学補償素子は、前記液晶が光を受けて発生する熱を発散させ得る位置に配置される
請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
前記光学補償素子の前記光学軸と、前記液晶を所定の一方向に配向させるラビング方向とを、前記光学補償素子の前記光入射面に対して垂直な同一平面内に配置した
請求項７に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
前記光学補償素子における異常光線と常光線との屈折率差と、前記液晶における異常光線と常光線との屈折率差とが同符合のとき、チルト角度により規定する液晶分子の傾き方向と、光の入射面に対する前記光学補償素子の前記光学軸の傾き方向とが、光の伝播方向に対して逆方向である
請求項１４に記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
前記光学補償素子における異常光線と常光線との屈折率差と、前記液晶における異常光線と常光線との屈折率差とが異符合のとき、チルト角度により規定する液晶分子の傾き方向と、光の入射面に対する前記光学補償素子の前記光学軸の傾き方向とが、光の伝播方向に対して同方向である
請求項１４に記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
入力される画像データに基づいて、液晶により光を変調して画像を表示する液晶表示装置であって、
光学軸が、光の入射面に対して、液晶を通過した光に生じる位相ずれを補償する向きに傾いている光学補償素子を、液晶に対する光の入射側および出射側の少なくとも一方に有する
液晶表示装置。
【請求項１８】
前記液晶に対する光の入射側における位相ずれと出射側における位相ずれとをそれぞれ補償する２つの前記光学補償素子を有する
請求項１７に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
光の入射面に対する前記光学軸の傾きは、６５°〜９０°である
請求項１７に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
リタデーションが６４０nm以下となるように前記光学補償素子の厚さを規定した
請求項１９に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記光学補償素子は、無機材料から形成される
請求項１７に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
前記無機材料は、一軸性の光学異方性結晶を含む
請求項２１に記載の液晶表示装置。
【請求項２３】
前記光学補償素子は、前記液晶が光を受けて発生する熱を発散させ得る位置に配置される
請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
前記光学補償素子の前記光学軸と、前記液晶を所定の一方向に配向させるラビング方向とを、前記光学補償素子の前記光入射面に対して垂直な同一平面内に配置した
請求項１７に記載の液晶表示装置。
【請求項２５】
前記光学補償素子における異常光線と常光線との屈折率差と、前記液晶における異常光線と常光線との屈折率差とが同符合のとき、ラビングによる液晶分子の傾き方向と、光の入射面に対する前記光学補償素子の前記光学軸の傾き方向とが、逆方向である
請求項２４に記載の液晶表示装置。
【請求項２６】
前記光学補償素子における異常光線と常光線との屈折率差と、前記液晶における異常光線と常光線との屈折率差とが異符合のとき、ラビングによる液晶分子の傾き方向と、光の入射面に対する前記光学補償素子の前記光学軸の傾き方向とが、同方向である
請求項２４に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶を通過した光に生じる位相ずれを補償する光学補償素子およびその製造方法と、この光学補償素子を用いた液晶表示素子ならびに液晶表示装置に関する。
特定的には、本発明は、液晶の位相ずれを補償するための光学軸が、光入射面に対して傾いている光学補償素子およびその製造方法と、この光学補償素子を用いた液晶表示素子ならびに液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶を利用した液晶表示装置の一例として、液晶プロジェクタがある。液晶プロジェクタにおいては、入射した光を画素単位で変調することが可能な液晶表示素子、即ち液晶パネルを構成する。この液晶パネルによって、光源からの光を変調し、スクリーンに拡大投影する。
【０００３】
液晶プロジェクタの画像のコントラストを高めるために、位相差フィルムのような光学補償素子によって液晶のプレチルト角に起因する複屈折を補償することが知られている（たとえば特許文献１参照。）。
液晶プロジェクタの高輝度化に伴い、液晶パネルの光入射面に対して傾いて入射する光が増加している。液晶パネルへ傾いて入射する光は、液晶パネルの液晶とパネルとの界面にプレチルト角が存在する場合には、複屈折し、光の位相がずれて楕円偏光となる。したがって、楕円偏光のうちの、液晶パネルの出射側の偏光膜を透過する直線偏光成分が表示されることにより、黒を表示する場合にコントラストが低下する、いわゆる黒浮きが発生する。
特許文献１においては、液晶パネルと出射側偏光膜との間に位相差フィルムを配置することによって、複屈折による位相ずれを補償し、コントラストを高めている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３４３６２３号公報（図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、位相差フィルムにおいて、液晶を通過した光の位相ずれを補償する光軸が、光の入射面に対して平行な方向に存在する場合には、特許文献１に示されているように、位相差フィルムを傾ける必用があるため、液晶プロジェクタの小型化のためには不都合である。
【０００６】
また、位相差フィルムの寿命は十分に長いとはいえない。したがって、位相差フィルムの寿命が液晶プロジェクタの寿命を規定する可能性が生じる。位相差フィルムの寿命は、液晶プロジェクタの輝度が高くなるとさらに短くなる。
以上のことから、位相差フィルムによる高コントラスト化には不利益が伴う。
【０００７】
本発明の第１の目的は、液晶を通過する光に生じる位相差を補償する場合に必要とするスペースを減少可能であり、かつ、長寿命な光学補償素子を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、液晶を通過する光に生じる位相差を補償する場合に必要とするスペースを減少可能であり、かつ、長寿命な光学補償素子の製造方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、液晶を通過する光に生じる位相差を補償する場合に必要とするスペースを減少可能であり、かつ、長寿命な液晶表示素子を提供することにある。
本発明の第４の目的は、液晶を通過する光に生じる位相差を補償する場合に必要とするスペースを減少可能であり、かつ、長寿命な液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学補償素子は、液晶に対する光の入射側および出射側の少なくとも一方に配置される光学補償素子であって、光学軸が、光の入射面に対して、前記液晶を通過した光に生じる位相ずれを補償する向きに傾いている光学補償素子である。
【０００９】
また、本発明に係る光学補償素子の製造方法は、一軸性の光学異方性単結晶の光学軸を特定する工程と、前記光学異方性単結晶から、特定した前記光学軸を光の入射面に対して所定角度傾けて基板を切り出す工程とを有する光学補償素子の製造方法である。
【００１０】
本発明に係る液晶表示素子は、光学軸が、光の入射面に対して、液晶を通過した光に生じる位相ずれを補償する向きに傾いている光学補償素子を、液晶に対する光の入射側および出射側の少なくとも一方に有する液晶表示素子である。
【００１１】
また、本発明に係る液晶表示装置は、入力される画像データに基づいて、液晶により光を変調して画像を表示する液晶表示装置であって、光学軸が、光の入射面に対して、液晶を通過した光に生じる位相ずれを補償する向きに傾いている光学補償素子を、液晶に対する光の入射側および出射側の少なくとも一方に有する液晶表示装置である。
【００１２】
本発明においては、光学補償素子を製造する場合に、まず、一軸性の光学異方性単結晶のうちの、屈折率が他の方向とは異なっている方向である光学軸を特定する。
その後、特定した光学軸が光の入射面に対して所定角度傾くように、光学異方性単結晶から光学補償素子を切り出す。
液晶に対する光の入射側および出射側の少なくとも一方に、入射する光に対して、光の入射面が直交するように光学補償素子を配置して、液晶表示素子および液晶表示装置が構成される。このとき、光学補償素子の光学軸は、液晶を通過した光に生じる位相ずれを打ち消して補償する向きに傾いている。
これにより、光は、コントラスト低下の原因となる位相ずれを生じることなく、液晶表示素子および液晶表示装置から出射する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ述べる。
図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の一例に相当する液晶プロジェクタの概略構成図である。
図１に示す液晶プロジェクタは、透過型の液晶パネルを３枚用いてカラー画像表示を行なう、いわゆる３板方式のプロジェクタである。
液晶パネルが、本発明の一実施の形態に係る液晶表示素子の一例に相当する。
【００１４】
図１に図解の液晶プロジェクタは、光を発する光源１１と、光源１１からの光の出射側に配置される第１のレンズアレイ１２と、第１のレンズアレイ１２からの出射光を反射し、出射光の光路（光軸１０）を９０°変更するミラー１４と、ミラー１４からの反射光が入射する第２のレンズアレイ１３とを備えている。ミラー１４は、好適には全反射ミラーである。
第１レンズアレイ１２と第２レンズアレイ１３には、それぞれ複数のマイクロレンズ１２M，１３Mが２次元的に配列されている。第１レンズアレイ１２、第２レンズアレイ１３は、光の照度分布を均一化させるためのものであり、入射した光を複数の小光束に分割する機能を有している。
なお、光源１１と第１レンズアレイ１２との間に、図示しないUV（Ultra Violet）／IR（Infrared）カットフィルタを設置してもよい。
【００１５】
光源１１は、カラー画像表示に必要とされる、赤色光、青色光および緑色光を含んだ白色光を発する。光源１１は、白色光を発する発光体（図示せず）と、発光体から発せられた光を反射、集光する凹面鏡とを含んで構成されている。
発光体としては、例えば、ハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプ等のランプが使用される。
凹面鏡は、集光効率が良い形状であることが望ましく、例えば回転楕円面鏡や回転放物面鏡等の回転対称な面形状となっている。
【００１６】
また、図１に図解の液晶プロジェクタは、第２レンズアレイ１３からの光の出射側に、ＰＳ合成素子１５と、コンデンサレンズ１６と、ダイクロイックミラー１７とを有する。ダイクロイックミラー１７は、入射した光を、例えば赤色光LRと、その他の色の光とに分離する。
【００１７】
ＰＳ合成素子１５には、第２レンズアレイ１３における隣り合うマイクロレンズ間に対応する位置に、複数の位相板１５Aが設けられている。１／２波長板が、位相板１５Aの一例である。
ＰＳ合成素子１５は、入射した光をＰ偏光成分およびＳ偏光成分の偏光光に分離する。また、ＰＳ合成素子１５は、分離した２つの偏光光のうち、一方の偏光光を、その偏光方向（例えばＰ偏光）を保ったまま偏光変換素子１５から出射し、他方の偏光光（例えばＳ偏光成分）を、１／２波長板１５Aの作用により、他の偏光成分（例えばＰ偏光成分）に変換して出射する。
【００１８】
さらに、液晶プロジェクタは、ダイクロイックミラー１７によって分離された赤色光LRの光路に沿って、ミラー１８と、フィールドレンズ２４Rと、入射側偏光板３０Iと、液晶パネル２５Rと、出射側偏光板３０Sとを有する。
ミラー１８としては、好適には全反射ミラーが用いられる。全反射ミラー１８は、ダイクロイックミラー１７によって分離された赤色光LRを、入射側偏光板３０Iおよび液晶パネル２５Rに向けて反射する。
入射側偏光板３０Iは、全反射ミラー１８から入射する赤色光LRのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。
液晶パネル２５Rは、入射側偏光板３０Iを介して入射した赤色光LRを、入力される画像データに応じて空間的に変調する。
出射側偏光板３０Sは、液晶パネル２５Rからの変調された赤色光LRのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。
【００１９】
液晶プロジェクタは、ダイクロイックミラー１７によって分離された他の色の光の光路に沿って、ダイクロイックミラー１９を有している。ダイクロイックミラー１９は、入射した光を、例えば緑色光LGと青色光LBとに分離する。
ダイクロイックミラー１９によって分離された緑色光LGの光路には、フィールドレンズ２４Gと、入射側偏光板３０Iと、液晶パネル２５Gと、出射側偏光板３０Sとが設けられている。
入射側偏光板３０Iは、ダイクロイックミラー１９から入射する緑色光LGのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。
液晶パネル２５Gは、入射側偏光板３０Iを介して入射した緑色光LGを、入力される画像データに応じて空間的に変調する。
出射側偏光板３０Sは、液晶パネル２５Gからの変調された緑色光LGのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。
【００２０】
さらに、ダイクロイックミラー１９によって分離された青色光LBの光路に沿って、リレーレンズ２０と、ミラー２１と、リレーレンズ２２と、ミラー２３と、フィールドレンズ２４Bと、入射側偏光板３０Iと、液晶パネル２５Bと、出射側偏光板３０Sとが設けられている。
ミラー２１，２３は、好適には全反射ミラーである。全反射ミラー２１は、リレーレンズ２０を介して入射した青色光LBを、全反射ミラー２３に向けて反射する。全反射ミラー２３は、全反射ミラー２１によって反射され、リレーレンズ２２を介して入射した青色光LBを、入射側偏光板３０Iおよび液晶パネル２５Bに向けて反射する。
入射側偏光板３０Iは、全反射ミラー２３から入射する緑色光LGのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。
液晶パネル２５Bは、全反射ミラー２３によって反射され、フィールドレンズ２４Bおよび入射側偏光板３０Iを介して入射した青色光LBを、入力される画像データに応じて空間的に変調する。
出射側偏光板３０Sは、液晶パネル２５Bからの変調された青色光LBのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。
【００２１】
赤色光LR、緑色光LGおよび青色光LBの光路が交わる位置には、これら３つの色光を合成する機能を有したクロスプリズム２６が設置されている。
また、液晶プロジェクタは、クロスプリズム２６から出射された合成光を、スクリーン２８に向けて投射するための投射レンズ２７を有している。
クロスプリズム２６は、３つの入射面２６R，２６G，２６Bと、一つの出射面２６Tとを有している。入射面２６Rには、液晶パネル２５Rから出射されて出射側偏光板３０Sを通過した赤色光LRが入射する。入射面２６Gには、液晶パネル２５Gから出射されて出射側偏光板３０Sを通過した緑色光LGが入射する。入射面２６Bには、液晶パネル２５Bから出射されて出射側偏光板３０Sを通過した青色光LBが入射する。クロスプリズム２６は、入射面２６R，２６G，２６Bに入射した３つの色光を合成して出射面２６Tから出射する。
【００２２】
以下、図１における液晶パネル、即ち液晶表示素子について述べる。
図２が、本発明の一実施の形態に係る液晶表示パネルの要部の一構成例を側面から示した模式的な概略構成図である。
図１に示す各液晶パネル２５R，２５G，２５Bは、実質的に同じである。したがって、図２以下においては、液晶パネル２５R，２５G，２５Bを、液晶パネル２５として代表して表わす。
【００２３】
図２に図解のように、液晶パネル２５は、入射側防塵パネル４７と、第１の基板３７と、液晶４０と、第２の基板３２と、入射側の光学補償素子５０aと、出射側防塵パネル４３と、出射側の光学補償素子５０bとを有している。
これらの構成要素は、上記の順で、図２に示すように光の入射側SIから出射側SSに向かって配置される。
第１の基板３７および第２の基板３２は、所定間隔をあけて、互いに平行に対向して配置されている。第１の基板３７および第２の基板３２としては、たとえばホウ珪酸ガラスや石英ガラス等のガラス基板を用いる。また、第１の基板３７の厚さをt2、第２の基板３２の厚さをt3とする。
【００２４】
第１の基板３７は、共通電極が形成されるいわゆる共通電極基板である。図示しないたとえばITO（Indium Tin Oxide）製の透明な共通電極が、第１の基板３７における第２の基板３２と対向する面に形成される。
また、カラー表示を行なう場合には、カラーフィルタも、第１の基板３７のたとえば第２の基板３２と対向する面に形成される。
【００２５】
第２の基板３２は、図示しないTFT（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子が形成されるいわゆるTFT基板である。TFTは、第２の基板３２において、たとえば第１の基板３７と対向する面に形成される。また、この面には、スイッチングを行なうTFTを選択するための、たとえばITO製の図示しない表示電極も形成される。
【００２６】
第１の基板３７と第２の基板３２には、互いの対向面に、図示はしないが、たとえばポリイミドを用いた配向膜がそれぞれ設けられる。
第１の基板３７と第２の基板３２との配向膜の間に液晶４０を注入し、周辺部においてシール剤Slにより第１の基板３７と第２の基板３２とをシールすることによって、液晶４０が封入される。
後ほど詳述するように、第１の基板３７および第２の基板３２の配向膜は、それぞれの界面において液晶４０の液晶分子を所定の方向にそれぞれ配向させるようにラビング処理されている。
【００２７】
第１の基板３７の配向膜と第２の基板３２の配向膜との間の液晶４０の厚さが、液晶パネル２５のセルギャップdとなる。
また、図示はしないが、たとえばマトリクス状に配置され、TFTを１つずつ有する画素同士の間が、画素ピッチpとなる。
第１の基板３７および第２の基板３２において、画素が形成されており画像表示のための光が通過する部分を表示部と呼ぶ。
【００２８】
入力される画像データに基づいて、作動させるTFTが選択される。TFTを介して表示電極と共通電極との間に所定の電圧を印加することによって、画素ごとに第１の基板３７からの入射光を、印加電圧に応じて変調して第２の基板３２から出射することができる。
【００２９】
入射側防塵パネル４７は、たとえば基板状であり、第１の基板３７に対して、第２の基板３２が配置される面とは反対側の面に、たとえば接着される。入射側防塵パネル４７は、表示部以外の部分を、図示しないケースにより覆って液晶パネル２５を組立てたときに、表示部の光の入射側をカバーして、液晶パネル２５内に入射側から塵芥が侵入することを防ぐ。
入射側防塵パネル４７は、たとえば石英ガラスによって形成する。また、その厚さをt1とする。
【００３０】
第２の基板３２のうち、液晶４０が配置される面とは反対側の面に、入射側の光学補償素子５０aが配置される。
入射側の光学補償素子５０aから、光の出射方向に向かって、出射側防塵パネル４３および出射側の光学補償素子５０bが、互いに対向して配置される。
出射側防塵パネル４３は、入射側防塵パネル４７と同様の基板状の部材であり、液晶パネル２５を組立てたときに、表示部の光の出射側をカバーして、液晶パネル２５内への出射側からの塵芥の侵入を防止する。
出射側防塵パネル４３にも、入射側防塵パネル４７と同様にたとえば石英ガラスが用いられる。また、出射側防塵パネル４３の厚さをt4とする。
【００３１】
光学補償素子５０aおよび５０bは、いずれも屈折率異方性を有している。以下では、光学補償素子５０a，５０bにおいて、屈折率異方性を示す方向を光学軸と呼ぶ。
光学補償素子５０a，５０bは、図２に示すように、光の入射面５０Iと出射面５０Sとが平行となるフィルム状、または基板状にそれぞれ形成される。
また、光学補償素子５０aおよび５０bの厚さを、それぞれw1，w２とする。
光学補償素子５０a，５０bの光学軸LAはそれぞれ１つであり、図２に示すように、光学軸LAは光の入射面５０Iに対して傾き角度α傾いている。
【００３２】
光学補償素子５０a，５０bは、好適には、無機材料から形成される。
さらに好適には、無機材料としては、一軸性の光学異方性結晶の単結晶を用いる。一軸性光学異方性結晶としては、たとえば水晶やサファイアがある。
【００３３】
本実施形態においては、入射側の光学補償素子５０aと出射側防塵パネル４３と出射側の光学補償素子５０bとは、一例として図２に示すように互いに接着され、第２の基板３２に固着されている。しかしながら、第２の基板３２と、光学補償素子５０a，５０bと、出射側防塵パネル４３とは、必ずしも互いに固着している必要はなく、適宜離して配置することも可能である。
【００３４】
光学補償素子５０aおよび５０bの配置状態と、液晶４０の配向状態との関係をさらに詳細に述べるための図が、図３（a），（b）である。
図３（a），（b）においては、第１の基板３７と第２の基板３２と光学補償素子５０a，５０bと出射側防塵パネル４３の位置関係が、斜視図によって示されている。ただし、第１および第２の基板３７，３２は、模式的に平面状に描いている。
第１の基板３７および第２の基板３２の対向面にそれぞれ形成されている配向膜は、それぞれの界面において液晶４０の液晶分子をラビング方向Aiまたはラビング方向Asにそれぞれ配向させるようにラビング処理されている。
ラビング方向Aiとラビング方向Asとのなす角度が、ツイスト角度と呼ばれる。
ツイスト角度は、一例として９０°に設定される。
ツイスト角度のことを、以下では単にツイスト角と呼ぶこともある。
【００３５】
図３（a），（b）において、液晶４０のうちの、第１の基板３７および第２の基板３２のそれぞれの図示しない配向膜との界面に存在する液晶分子４０aおよび４０cが示すように、液晶分子の長軸（ディレクタ）と配向膜とのなす角度を、チルト角度rと呼ぶ。
液晶分子４０aと液晶分子４０cとの間に存在する液晶分子４０bは、チルト角度rが９０°の場合を表わしている。
また、液晶４０に駆動電圧を印加しないときの配向膜との界面に存在する液晶分子４０a，４０cのチルト角度を、プレチルト角度r0と呼ぶ。
プレチルト角度r0の値は、一例として２〜１４°である。
なお、チルト角度およびプレチルト角度のことを、以下では単にチルト角およびプレチルト角と呼ぶこともある。
【００３６】
入射側偏光板３０Iによって直線偏光となった光は、液晶４０に駆動電圧が印加されている場合にもされていない場合にも、直線偏光のまま液晶４０の層を通過し、直線偏光として液晶４０および第２の基板３２から出射することが望ましい。
しかしながら、配向膜の界面近傍の液晶分子においては、プレチルト角r0を持たせるための配向膜の配向力により、電圧を印加した場合にもしていない場合にも、ある程度のチルト角rが存在する。
このチルト角rに起因して、液晶４０の層に入射した直線偏光は、液晶４０の層の入射側および出射側において、位相がずれて楕円偏光になる。
この傾向は、液晶４０の光入射面に対して斜めに入射する光において特に顕著である。
光が楕円偏光となって液晶４０から出射することにより、電圧を印加した場合にもしていない場合にも、出射側偏光板３０Sの偏光軸の方向と一致して、出射側偏光板３０Sを通過する光が発生する。このため、表示する画像のコントラストが低下する。
【００３７】
本実施の形態においては、上述のコントラストの低下を抑制するために、光学補償素子５０aおよび５０bを用いている。
光学補償素子５０aおよび５０bは、液晶４０のチルト角rに起因して発生する光の位相ずれを、光入射面に対して傾いた光学軸LAによる屈折率異方性によって打ち消して補償するために用いられる。
そのために、光学補償素子５０aおよび５０bは、その光学軸LAが、光入射面５０Iに対して垂直な方向において、それぞれラビング方向Aiまたはラビング方向Asのいずれかと同一平面内に存在するように配置される。
【００３８】
図３（a）においては、出射側防塵パネル４３に対する光の入射側に配置した光学補償素子５０bの光学軸LAと、液晶４０における光の出射側のラビング方向Asとを同一平面内に配置している。光学補償素子５０bによって、液晶４０の光の出射側における位相ずれが補償される。
また、出射側防塵パネル４３の光の出射側に配置した光学補償素子５０aの光学軸LAと、液晶４０における光の入射側のラビング方向Aiとを同一平面内に配置している。光学補償素子５０aによって、液晶４０の光の入射側の位相ずれが補償される。
【００３９】
液晶４０において生じる位相ずれを補償可能であるならば、光学補償素子５０aと５０bとを、入れ換えることも可能であり、図３（b）はその状態を示している。図３（b）においては、出射側防塵パネル４３に対する光の入射側の光学補償素子５０aの光学軸LAと、液晶４０における光の入射側のラビング方向Aiとが同一平面内にあり、出射側防塵パネル４３の出射側の光学補償素子５０bの光学軸LAと、液晶４０の出射側のラビング方向Asとが同一平面内にある。
この場合にも、光学補償素子５０bによって液晶４０の光の出射側の位相ずれが補償され、光学補償素子５０aによって液晶４０の光の入射側の位相ずれが補償されるという関係は変わらない。
なお、図２に図解の液晶パネル２５は、図３（b）の配置構造をしている。
【００４０】
図２に図解の各構成要素の各電極を、フレキシブル基板２５aに接続する。そして、第１および第２の基板３７，３２と、液晶４０と、光学補償素子５０a，５０bとを図３のような配置にして、表示部を光が通過可能なようにたとえば金属製の枠によってカバーすることによって、図４に示すように液晶パネル２５が組立てられる。
このとき、液晶パネル２５への光の入射側において、液晶パネル２５の光入射面２５S１および表示部の中心Ctを、ある視認方向VPから見る場合を考える。中心Ctを通る法線NLと、視認方向VPを含む平面を平面PLとした場合に、光入射面２５S１において、図４に示すようにある所定の位置に規定した０°の方位から平面PLまでの角度を、方位角φとする。方位角φは、規定した０°の方位から、たとえば右周りに３６０°まで規定される。
また、法線NLと視認方向VPとのなす角を、極角θとする。
【００４１】
以下では、液晶４０における光の位相ずれを補償する最適な光学軸LAの傾斜角度αの値を得るためのシミュレーションについて述べる。
シミュレーションにはシンテック社製の液晶シミュレータ（LCD Master）を用いて、黒を表示させたときの液晶パネル２５の透過率Taを計算した。なお、ある極角θの場合に、０°から３６０°までの方位角φを、５°刻みで７２等分した各方位角における透過率の値の平均値を、透過率Taとした。
【００４２】
シミュレーションにおいて用いた液晶パネル２５の各パラメータは、一例として以下のように規定した。
入射側防塵パネル４７および出射側防塵パネル４３の厚さt1，t4：１．０mm（石英ガラス製）。
第１の基板３７の厚さt2：１．０mm（石英ガラス製）。
第２の基板３２の厚さt3：１．１mm（石英ガラス製）。
光学補償素子５０a，５０bの厚さw1，w2：２５μm（サファイア（Al2O3）製。表示部前面をカバーしているとした。）。
画角サイズ（表示部の対角線の長さ）VA：０．９インチ（約２．２５cm）。
画素ピッチp：１８μm。
セルギャップd：３．２μm。
サファイアの常光線屈折率no、異常光線屈折率ne：no＝１．７６８、ne＝１．７６０。
プレチルト角度r0：５°。
ツイスト角度：９０°。
【００４３】
光学補償素子５０a，５０bは、図３（b）に示す位置に配置されているとした。
また、液晶４０の誘電率、弾性定数、回転粘性、ヘリカルピッチ等のパラメータの値には、メルク社製の液晶、MJ９９２００の値を用いた。
以上の条件のもとで、偏光板３０I，３０Sとの組み合わせにより、駆動電圧を印加しないときに液晶４０がツイスト角度９０°で捩れているノーマリーホワイトモードの光学系を構成し、黒を表示させるときの電圧を印加させた場合の液晶のディレクタ分布を計算した。そして、この光学系に波長５５０nmの光線を伝播させる場合において、光学軸LAの傾斜角度αを変化させたときの光の透過率Taを、所定の極角θごとに、４×４のマトリクス法によって求めた。
なお、傾斜角度αを変化させる場合に、光学補償素子５０a，５０bの光学軸LAは、両方とも同じ角度となるように変化させた。
【００４４】
このときの、極角θ＝５°，１０°，１５°の３通りの場合におけるシミュレーション結果を、図５に示す。図５に示すグラフにおいて、一点鎖線が極角θ＝５°の場合を表わし、実線が極角θ＝１０°の場合を表わし、破線が極角θ＝１５°の場合を表わしている。
図５に示すグラフにおいて、横軸は、光学補償素子５０aおよび５０bの光入射面５０Iに対する光学軸LAの傾斜角度α（°）である。
また、縦軸は透過率比Trである。透過率比Trは、光学補償素子５０a，５０bを配置したときの透過率Taと、光学補償素子５０a，５０bを配置せず、その他は同じ条件としたときの透過率Tbとの比である。すなわち、Tr＝Ta／Tbとなる。
したがって、Tr＜１のときは、光学補償素子５０a，５０bを配置したことによって、液晶パネル２５において黒を表示したときの透過率が減少したことを表わし、Tr＞１のときは、黒を表示したときの透過率が増加したことを表わしている。
図５から、傾斜角度αがおよそ６５°から９０°の範囲であれば、極角θの値がいずれの場合にも透過率比Trが常に１を下回り、液晶４０における光の位相ずれを補償する効果があらわれていることがわかる。
【００４５】
また、図６は、光学補償素子５０aと光学補償素子５０bとを入れ換えて、図３（a）に示したように配置した場合の傾斜角度αと透過率Taとの関係を示すシミュレーション結果である。図６において、一点鎖線が極角θ＝５°の場合を表わし、実線が極角θ＝１０°の場合を表わし、破線が極角θ＝１５°の場合を表わしている。また、横軸が傾斜角度α（°）であり、縦軸が透過率比Trである。
図３（a）に示す配置と図３（b）に示す配置において、得られた透過率比Trはほぼ同じ値となった。したがって、図６においては傾斜角度αが７０°から８０°の範囲を、拡大して表示した。
【００４６】
図６のグラフから、図３（a）に示す配置の場合にも、図５の結果と同様に、極角θ＝５°，１０°，１５°の場合に、傾斜角αが約６０°から９０°の範囲において透過率比Trが１未満となる結果が得られることが分かる。そして、傾斜角αが７５°から８５°の範囲において、位相ずれの補償効果が顕著であることがわかる。
また、図６によれば、いずれの極角θの場合にも、傾斜角αが約７５°から８０°の範囲において、その他の範囲における透過率比Trの値よりも小さい値で透過率比Trがほぼ安定している。図示はしないが、傾斜角αが８０°から約８５°の範囲においても、約７５°から８０°の範囲とほぼ同じレベルで透過率比Trが安定している。したがって、傾斜角αが７５°から８５°の範囲において、光学補償素子５０a，５０bによる位相ずれの補償効果が顕著であると言える。
【００４７】
また、光学補償素子５０aを、図２における入射側防塵パネル４７の光入射面L１に対向するように配置し、光学補償素子５０bを、入射側防塵パネル４７と第１の基板３７との間L２に、パネル４７と基板３７とに平行に配置した場合にも、同様の結果を得ることができた。
さらに、光学補償素子５０bを、光入射面L１に対向するように配置し、光学補償素子５０aを、入射側防塵パネル４７と第１の基板３７との間L２に、パネル４７と基板３７とに平行に配置した場合にも、同様の結果を得ることができた。
これら２通りの場合には、液晶４０における位相ずれによって光が直線偏光となるように、光学補償素子５０a，５０bによって入射側偏光板３０Iからの直線偏光を予め楕円偏光にしておくことになる。
【００４８】
以上のように、光学補償素子５０a，５０bの配置位置を変えた場合の結果から、液晶４０における光の入射側での位相ずれと、出射側での位相ずれは、独立して制御可能であると考えられる。
したがって、光学補償素子５０a，５０bのうちのいずれか一方を液晶４０に対する光の出射側に配置し、他方を入射側に配置することも可能である。この場合にも、これまでと同様の結果を得ることができる。
【００４９】
ここで、液晶４０における光の位相ずれの光学補償素子５０aまたは５０bによる補償の原理について述べる。
図７が、補償の原理を説明するために用いる図である。図７（a），（b）における楕円６０ならびに楕円６１a，６１bは、屈折率楕円体と呼ばれるものである。屈折率楕円体によって、複屈折性を有する物質の光学特性をあらわすことができる。
図７（a），（b）においては、一例として、第２の基板３２を介して液晶４０と光学補償素子５０aとを配置した場合を想定している。
屈折率楕円体６０が、液晶４０における光の入射側の液晶分子４０aの屈折率特性を表わし、屈折率楕円体６１aまたは６１bが、光学補償素子５０aの屈折率特性を表わしている。即ち、図７は、一例として、液晶４０に対する光の入射側における位相ずれを、光学補償素子５０aによって補償する場合の補償原理を説明するための図である。
【００５０】
ただし、図７（a）における屈折率楕円体６１aは、異常光線屈折率neが常光線屈折率noよりも大きい材料により形成された光学補償素子５０aの屈折率楕円体を表わしており、図７（b）における屈折率楕円体６１bは、屈折率neが屈折率noよりも小さい場合のものである。
一軸性の複屈折物質においては、異常光線の進行方向が光学軸（いわゆるc軸）LAとなる。異常光線屈折率neが常光線屈折率noよりも大きい場合には、屈折率neを示す方向が屈折率楕円体における長軸方向となり、屈折率noを示す方向が長軸方向と直交する短軸方向になる。
屈折率neが屈折率noよりも小さい場合には、逆に、屈折率neを示す方向が屈折率楕円体における短軸方向となり、屈折率noを示す方向が長軸方向となる。
なお、サファイアは、図７（b）の場合に相当する。
【００５１】
前述したように、液晶４０への光の入射側におけるラビング方向Aiと、光学補償素子５０aの光学軸LAとは、同一平面内に存在する。
したがって、液晶分子４０aのディレクタの傾き方向DDおよび光学補償素子５０aの光学軸LAも、同一平面内に存在する。
なお、液晶分子においては、屈折率楕円体６０に示すように、ディレクタ（長軸）方向が、異常光線が伝播する光学軸に一致する。
上記の、液晶分子４０aのディレクタと光学軸LAとが存在する面と、それに平行な面を、便宜上、XY平面とする。
光は、矢印DLLの向きに伝播する。
【００５２】
簡単化のため、XY平面内における光の伝播状態のみを考える。サファイアのように、屈折率neが屈折率noよりも小さい材料の場合には、光学軸LAの傾き方向DLAが、光の伝播方向に対して、図７（b）に示すように液晶分子４０aのディレクタのチルト角rによって規定される傾き方向DDと同方向になるように光学補償素子５０aを配置する。
このとき、液晶４０の異常光線屈折率neと常光線屈折率noとの差Δn＝ne−noは、光学補償素子５０aの異常光線屈折率neと常光線屈折率noとの差Δnと異符号になっている。
この場合に、矢印DLLに沿って伝播する光は、傾き方向DDの液晶分子を通過する際に、液晶分子の長軸方向と短軸方向とにおいて、進行速度が変化する。液晶分子の屈折率neは屈折率noよりも大きいために、液晶分子の長軸を通過する光成分は、短軸を通過する光成分よりも進行速度が遅れ、結果的に位相が遅れる。
液晶４０を通過した、位相がずれた光が入射する光学補償素子５０aにおいては、屈折率neが屈折率noよりも小さいために、傾き方向DDと同方向の傾き方向DLAの光学軸LAを通過する光成分は、光学軸LAに直交する方向を通過する光成分よりも進行速度が速くなり、結果的に位相が進む。
したがって、光学軸LAの傾斜角度αを適切に規定することによって、液晶４０において生じる位相ずれを、光学補償素子５０aにおいて打ち消して補償することが可能であることが分かる。
【００５３】
光学補償素子５０aの異常光線屈折率neが常光線屈折率noよりも大きい場合にも、液晶４０の光の入射側における位相ずれを補償することは可能である。このとき、液晶４０の異常光線屈折率neと常光線屈折率noとの差Δn＝ne−noは、光学補償素子５０aの異常光線屈折率neと常光線屈折率noとの差Δnと同符号になっている。
この場合には、図７（a）に示すように、光学軸LAの傾き方向DLAが、光の伝播方向DLLに対して、液晶分子４０aのチルト角rにより規定されるディレクタの傾き方向DDと逆方向になるように光学補償素子５０aを配置する。
傾き方向DLAが傾き方向DDと逆方向の場合には、図７（a）に示す、傾き方向DLAと直交する異常光線の伝播方向Dnoが、図７（b）における傾き方向DLAに相当すると考えることができる。
【００５４】
傾き方向DDの液晶分子を通過する光については、図７（b）の場合と同様に、液晶分子の長軸を通過する成分が、短軸を通過する成分よりも進行速度が遅れて位相が遅れる。
光学補償素子５０aにおいては、屈折率楕円体６１aの長軸の屈折率neが短軸の屈折率noよりも大きいために、傾き方向DLAの光学軸LAを通過する光成分よりも、光学軸LAに直交する伝播方向Dnoを通過する光成分の方が、進行速度が速くなり、結果的に位相が進む。
したがって、図７（b）の場合と同様に、光学軸LAの傾き方向DLAを、光の伝播方向DLLに対して傾き方向DDとは逆方向にした状態において、傾斜角αを適切に規定することによって、液晶４０の長軸を通過した光成分の位相遅れを、光が傾き方向Dnoを通過する際に位相を進めることによって打ち消して補償することができる。
液晶４０の短軸を通過して位相が進んだ光成分も、同様に光学補償素子５０aの傾き方向DLAの光学軸LAを通過することによって位相が遅らされてずれが補償される。
【００５５】
以上の原理から、光学軸の傾斜角度αと傾き方向DLAを適切に規定して光学補償素子を配置することにより、液晶４０において生じる光の位相ずれを補償できることが分かった。
以下では、光学補償素子の厚さについての条件を算出するために行なったシミュレーションについて述べる。
【００５６】
図８（a）〜（c）に、極角θをθ＝５°，１０°，１５°とした場合に、光学補償素子５０a，５０bの厚さw1，w2と、黒を表示させた場合の透過率比Trとの関係を算出したシミュレーション結果をそれぞれ示す。
図８（a）〜（c）に示すグラフの横軸が光学補償素子５０a，５０bの厚さw1，w2（μm）を表わしており、縦軸が図５および図６のグラフで用いた透過率比と同じ定義の透過率比Trを表わしている。
このとき、光学補償素子５０a，５０bの材質はいずれもサファイアであるとし、その光学軸の傾斜角度αは８５°に固定した。
それ以外の条件は、傾斜角度αと透過率比Trとの関係を計算したシミュレーションの場合と同じであるとし、光学補償素子５０a，５０bの厚さw1，w2は、両方とも同じ値となるように変化させた。
また、光学補償素子５０a，５０bの配置位置は、図２に示す位置である。
【００５７】
図８（a）〜（c）の結果から、サファイア製の光学補償素子５０a，５０bの厚さw1，w2が８０μmの場合においても、極角θが５°以内の領域であれば、黒表示時の光の透過率を抑制可能であることが分かる。
ある光学物質の異常光線屈折率neと常光線屈折率noとの差Δn＝ne−noの絶対値と、厚さd0との積Δn・d0をリタデーションと呼ぶ。
前述のように、サファイアの屈折率noは１．７６８であり、屈折率neは１．７６０であるため｜Δn｜＝０．００８となる。したがって、光学補償素子５０a，５０bの厚さw1，w2を８０μmとすると、リタデーションが６４０nm以下であれば、極角θによって規定されるある所定の視野角の領域において、黒表示時の透過率を抑制可能であることが分かる。
【００５８】
以上のことから、１つの光学補償素子５０aまたは５０bのリタデーションが、６４０nm以下であることが望まれる。
なお、図８（c）から、好適には、光学補償素子５０aまたは５０bのリタデーションが、約２７２〜３３６の範囲であれば、極角θが１５°の場合にも透過率比Trが１未満となり、液晶パネル２５の視野角をより広げることができる。
【００５９】
次に、これまで述べてきた本実施の形態に係る液晶パネル２５を実際に製作し、製作した液晶パネル２５を用いて図１に示す３板式の液晶プロジェクタを構成し、投射画像のコントラストを調べた結果について述べる。
まず、図２に示す液晶パネル２５の製造方法の一例について、図９および図１０を参照して述べる。
図９は、図２に示す液晶パネル２５の製造の流れを示すプロセス図である。
まず、図１０（a）に示すような、一軸性の光学異方性を有する結晶の単結晶ブロック７０を用意する。ここでは、単結晶ブロックとして、サファイアの単結晶ブロックを用いた。そして、たとえばX線回折によって単結晶ブロック７０の結晶方位を同定し、光学軸（c軸）LAを特定する（プロセスP１）。
【００６０】
次に、図１０（b）に示すように、対向する平行な光入射面５０Iおよび光出射面５０Sに対して光学軸LAが所定の傾斜角度αかたむくように、単結晶ブロック７０から基板７５を切り出す（プロセスP２）。
比較のため、光学軸LAの傾斜角度αをα＝６０°，７０°，８０°，９０°とした４種類の基板７５を個別に切り出した。
また、サファイア基板７５は、厚さが約２５μmとなるように切り出した。
単結晶ブロック７０からの基板７５の切り出しには、たとえばダイヤモンドカッターを用いる。
【００６１】
基板７５をさらに切り出して、矩形の基板状にして組立てたときに、光学軸LAの方向が、液晶４０に対するラビング方向AiまたはAoと同一平面内に入るように成形し、光学補償素子５０a，５０bを得た（プロセスP３）。
このとき、成形した光学補償素子５０a，５０bの大きさは、第１および第２の基板３７，３２によって形成される表示部を十分に覆うことが可能な大きさにしている。
【００６２】
光学補償素子５０a，５０bが準備されたら、厚さt4を１．０mmとした石英ガラス製の出射側防塵パネル４３の光が入射および出射する対向面の表面に、減圧されているチャンバー内で、たとえばスピンコート法により接着剤を塗布する（プロセルP４）。
接着剤としては、たとえばシリコン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、あるいはフッ素系樹脂を用いる。
接着剤が塗布された出射側防塵パネル４３に対して、プロセスP３までで得た光学補償素子５０aおよび５０bを貼り合わせる（プロセスP５）。
このとき、出射側防塵パネル４３に対して、光学補償素子５０aおよび５０bが、図３（a），（b）に示す位置関係になる２通りのものを製作した。
光学補償素子５０aおよび５０bが貼り合わされた出射側防塵パネル４３に対して、加熱、あるいは紫外線光を照射することにより、塗布した接着剤を硬化させる（プロセスP６）。
【００６３】
そして、出射側防塵パネル４３の両面に固着した光学補償素子５０aおよび５０bを研削および研磨して、所定厚さの光学補償素子５０a，５０bを得る（プロセスP７）。
ここでは、光学補償素子５０a，５０bの厚さはいずれも２０μmにした。
【００６４】
厚さが２０μmの光学補償素子５０a，５０bが貼り付いた出射側防塵パネル４３は、厚さがそれぞれ１．１mmおよび１．０mmの石英ガラス製であり、対向面間に液晶４０を封入した予め用意してある一対の第２の基板３２および第１の基板３７の第２基板３２側に接着する。
このとき、光学補償素子５０a，５０bの光学軸LAと、液晶４０に対するラビング方向Ai，Asとが、図３（a），（b）に示す配置関係となる２通りのものを製作した。
また、第１の基板３７の光入射面には、厚さが１．０mmで石英ガラス製の入射側防塵パネル４７を接着する。
なお、液晶４０としては、メルク社製の液晶、MJ９９２００を用いた。
【００６５】
その後、第１の基板３７および第２の基板３２にフレキシブル基板２５aを取り付け、たとえば金属製の枠をはめ込んで、図４に示すような液晶パネル２５が完成する。
また、比較のために、光学補償素子５０aおよび５０bを取り付けない液晶パネルも製作した。
これらの液晶パネルを用いて、図１に示すような液晶プロジェクタを製作し、スクリーン２８への投射画像のコントラスト比Crを測定した。このときの投射レンズ２７の明るさを表わすF値はF２．０である。
コントラスト比Crは、スクリーン２８において白を表示したときの照度と黒を表示したときの照度の比であり、社団法人ビジネス機械・情報システム産業協会で定めたガイドラインに準じて測定した。
【００６６】
このときの実際の測定結果を図１１に示す。
図１１（a），（b）に示すグラフにおいて、横軸がいずれも光学補償素子５０a，bの光学軸LAの傾斜角度αを変化させた場合と、光学補償素子５０a，bが存在しない場合とを表わしており、縦軸がいずれもコントラスト比Crを表わしている。
また、図１１（a）は液晶パネル２５を図３（a）に示すように構成した場合の結果であり、図１１（b）は液晶パネル２５を図３（b）に示すように構成した場合の結果である。
【００６７】
図１１（a），（b）の結果から、実際に画像を表示した場合にも、光学補償素子５０a，５０bを用いることによって、黒表示時の光の透過率を抑制し、光学補償素子が無い従来よりもコントラスト比Crを向上できることが分かった。
その際に、光学補償素子５０a，５０bの光入射面５０Iおよび出射面５０Sを、液晶４０の光の入出射面に対して傾ける必要が無いため、液晶パネル２５ひいては液晶プロジェクタを小型化することができる。
また、視野角も広くなる。
【００６８】
また、光学補償素子５０a，５０bとして無機材料を用いることにより、光学補償素子５０a，５０bの耐光性が向上し、結果的に液晶パネル２５ひいては液晶プロジェクタを長寿命化することが可能になる。
無機材料のうち、水晶やサファイア等の熱伝導率の高い物質を用いることにより、液晶４０が光を受けて発生する熱を効率的に発散させることができる。その結果、液晶パネル２５ひいては液晶プロジェクタの長寿をさらに延ばすことが可能になる。これにより、液晶プロジェクタの高輝度化を図ることもできる。
光学補償素子５０a，５０bは、図２に示すようにたとえば第２の基板３２または出射側防塵パネル４３に貼り付いており、液晶４０からの距離が近い方が熱の発散効果は高い。しかし、光学補償素子５０a，５０bが第２の基板３２または出射側防塵パネル４３に貼り付いておらず、液晶４０からある程度離れていても、ある程度の発散効果はある。前述のように光学補償素子５０a，５０bが液晶パネル２５における光の入射側に存在している場合にも、同様の熱の発散効果があることは言うまでもない。
【００６９】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、材質、形状、構造等の要件は、特許請求の範囲内において適宜変更可能である。
たとえば、上述の実施の形態においては、液晶４０の光の入射側における位相ずれと出射側における位相ずれの両方を補償するために２枚の光学補償素子を用いた。しかしながら、１枚の光学補償素子によって、いずれか一方の位相ずれを補償するだけでも、２枚用いた場合よりは効果は劣るが、従来よりも黒表示時の透過率比Trおよびコントラスト比Crを向上させることができる。
また、本発明は、３板式の液晶プロジェクタに限らず、単板式の液晶プロジェクタや、プロジェクションテレビにも適用可能である。さらに、液晶ディスプレイ等の液晶表示装置にも本発明は適用可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、液晶を通過する光に生じる位相差を補償する場合に必要とするスペースを減少可能であり、かつ、長寿命な光学補償素子を提供することができる。
また、本発明によれば、液晶を通過する光に生じる位相差を補償する場合に必要とするスペースを減少可能であり、かつ、長寿命な光学補償素子の製造方法を提供することもできる。
さらに、本発明によれば、液晶を通過する光に生じる位相差を補償する場合に必要とするスペースを減少可能であり、かつ、長寿命な液晶表示素子を提供することもできる。
さらにまた、本発明によれば、液晶を通過する光に生じる位相差を補償する場合に必要とするスペースを減少可能であり、かつ、長寿命な液晶表示装置を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の一例に相当する液晶プロジェクタの概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示パネルの要部の一構成例を側面から示した模式的な概略構成図である。
【図３】図３（a），（b）は、本発明の一実施の形態に係る光学補償素子の配置状態と、液晶の配向状態との関係を述べるための図である。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示素子の一例の外観を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態に係る光学補償素子の光学軸の傾斜角度と、液晶表示素子の透過率比との関係を示すシミュレーション結果のグラフである。
【図６】図６は、図５に示すグラフの一部を拡大表示したグラフである。
【図７】図７（a），（b）は、本発明の一実施の形態に係る光学補償素子による液晶を通過する光の位相ずれの補償原理を説明するために用いる図である。
【図８】図８（a）〜（c）は、極角を変化させた場合の、光学補償素子の厚さと液晶表示素子の透過率比との関係を示すシミュレーション結果のグラフである。
【図９】図９は、図２に図解した液晶表示素子の製造の流れを示すプロセス図である。
【図１０】図１０（a），（b）は、一軸性光学異方性単結晶から、光学軸が所定角度傾いた基板を切り出す状態を示す斜視図である。
【図１１】図１１（a），（b）は、光学補償素子の配置位置と、光学軸の傾斜角度を変えた場合の、図１に図解の液晶プロジェクタによる投射画像のコントラスト比を示したグラフである。
【符号の説明】
１１…光源、１２…第１レンズアレイ、１２M，１３M…マイクロレンズ、１３…第２レンズアレイ、１４，１８，２１，２３…ミラー、１５…PS合成素子、１５A…位相板、１６…コンデンサレンズ、１７，１９…ダイクロイックミラー、２０，２２…リレーレンズ、２５（２５R，２５G，２５B）…液晶パネル（液晶表示素子）、２５a…フレキシブル基板、２５S１…光入射面、２６…クロスプリズム、２７…投影レンズ、２８…スクリーン、３２…第２の基板、３７…第１の基板、４０…液晶、４３…出射側防塵パネル、４７…入射側防塵パネル、５０a，５０b…光学補償素子、５０I…入射面、５０S…出射面、７０…光学異方性結晶単結晶ブロック、LA…光学軸、α…傾斜角度、Ai，As…配向方向
【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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