(57)【要約】光学補償素子１０は、第１透明基板１２１、第１配向膜１２２及び第１位相差層１２３を備えた第１部材２０、並びに、第２透明基板２２１、第２配向膜２２２及び第２位相差層２２３を備えた第２部材３０から成り、第２部材３０と対向する第１位相差層１２３の面上には第１無機バリア層１２４が形成されており、第１部材２０と対向する第２位相差層２２３の面上には第２無機バリア層２２４が形成されており、第１無機バリア層１２４と第２無機バリア層２２４とは、接着剤層４０によって接着されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１透明基板、第１透明基板上に形成された第１配向膜、及び、第１配向膜上に形成された第１位相差層を備えた第１部材、並びに、
第２透明基板、第２透明基板上に形成された第２配向膜、及び、第２配向膜上に形成された第２位相差層を備えた第２部材、
から成り、
第２部材と対向する第１位相差層の面上には、第１無機バリア層が形成されており、
第１部材と対向する第２位相差層の面上には、第２無機バリア層が形成されており、
第１無機バリア層と第２無機バリア層とは、接着剤層によって接着されている光学補償素子。
【請求項２】
第１位相差層及び第２位相差層は、重合液晶組成物を含む請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項３】
第１無機バリア層は、第２部材と対向する第１位相差層の面の一部に形成されている請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項４】
第１無機バリア層は、第２部材と対向する第１位相差層の面の全面に形成されている請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項５】
第１無機バリア層は、第１位相差層の側面まで形成されている請求項４に記載の光学補償素子。
【請求項６】
第２無機バリア層は、第１部材と対向する第２位相差層の面の一部に形成されている請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項７】
第２無機バリア層は、第１部材と対向する第２位相差層の面の全面に形成されている請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項８】
第２無機バリア層は、第２位相差層の側面まで形成されている請求項７に記載の光学補償素子。
【請求項９】
第１無機バリア層の厚さ方向をＺ1軸とし、Ｚ1軸と直交し、且つ、相互に直交する２つの軸をＸ1軸、Ｙ1軸とし、Ｚ1軸に沿った第１無機バリア層の屈折率をｎ1-Z、Ｘ1軸に沿った第１無機バリア層の屈折率をｎ1-X、Ｙ1軸に沿った第１無機バリア層の屈折率をｎ1-Yとしたとき、
ｎ1-X＝ｎ1-Y＞ｎ1-Z
を満足する請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項１０】
第１無機バリア層は、ＳｉＯ2層及びＳｉＮ層が複数、積層されて成る請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項１１】
第２無機バリア層の厚さ方向をＺ2軸とし、Ｚ2軸と直交し、且つ、相互に直交する２つの軸をＸ2軸、Ｙ2軸とし、Ｚ2軸に沿った第２無機バリア層の屈折率をｎ2-Z、Ｘ2軸に沿った第２無機バリア層の屈折率をｎ2-X、Ｙ2軸に沿った第２無機バリア層の屈折率をｎ2-Yとしたとき、
ｎ2-X＝ｎ2-Y＞ｎ2-Z
を満足する請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項１２】
第２無機バリア層は、ＳｉＯ2層及びＳｉＮ層が複数、積層されて成る請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項１３】
第１配向膜の光学軸と第２配向膜の光学軸との成す角度は、略９０度である請求項１に記載の光学補償素子。
【請求項１４】
液晶ライトバルブ、及び、
液晶ライトバルブの少なくとも一方の側に配設された、請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の光学補償素子、
から成る液晶ライトバルブ組立体。
【請求項１５】
液晶ライトバルブは、第１偏光板、第１基板、液晶層、第２基板及び第２偏光板を備えており、
光学補償素子は、第１偏光板と第１基板との間、又は、第２基板と第２偏光板との間、又は、第１偏光板と第１基板との間及び第２基板と第２偏光板との間に配設されている請求項１４に記載の液晶ライトバルブ組立体。
【請求項１６】
液晶ライトバルブは防塵ガラス板を備えており、
光学補償素子は防塵ガラス板を兼ねる請求項１４に記載の液晶ライトバルブ組立体。
【請求項１７】
液晶層を構成する液晶分子はプレチルト状態を有する請求項１４に記載の液晶ライトバルブ組立体。
【請求項１８】
光源、
光源からの光が入射する液晶ライトバルブ組立体、及び、
液晶ライトバルブ組立体から出射された光を投射面に投射するための投射レンズ系、
を備えており、
液晶ライトバルブ組立体は、液晶ライトバルブ、及び、液晶ライトバルブの少なくとも一方の側に配設された請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の光学補償素子から成る液晶プロジェクタ装置。
【請求項１９】
複数の液晶ライトバルブ組立体、
光源からの光を複数の光路に分割する第１光学系、及び、
複数の液晶ライトバルブ組立体からの光を１つの光路に結合し、投射レンズ系へと出射する第２光学系、
を更に備えており、
複数の液晶ライトバルブ組立体のそれぞれは、第１光学系によって分割された光路に配置されており、
少なくとも１つの液晶ライトバルブ組立体は、液晶ライトバルブ、及び、液晶ライトバルブの少なくとも一方の側に配設された請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の光学補償素子から成る請求項１８に記載の液晶プロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学補償素子、液晶ライトバルブ組立体及び液晶プロジェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から出射された光を液晶ライトバルブ（空間光変調器）によって光変調して画像を形成し、この画像をスクリーン等の投射面に投射する液晶プロジェクタ装置が周知である。３板方式の液晶プロジェクタ装置においては、例えば、光源から出射された光を赤色光、緑色光、青色光に分離し、３つの液晶ライトバルブにおいて画像情報あるいは画像信号に基づき各色光を変調し、変調された各色光を合成して投射面に拡大投射する。液晶ライトバルブとして、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動によるアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置に類似した液晶ライトバルブが用いられる。また、このような液晶ライトバルブの表示方式として、高輝度化、高コントラスト化、高精細化、長寿命化を図るべく、垂直配向（ＶＡ，Vertical Alignment）モードが主流となっている。垂直配向モードの液晶ライトバルブは、例えば、第１偏光板、第１基板、液晶層、第２基板及び第２偏光板が積層された構造を有し、液晶プロジェクタ装置において、光源からの光路内に配置され、第１偏光板を経由して第１基板に光が入射する。第１基板に入射する光の直線偏光状態に対してクロスニコルの関係となるように、第２偏光板が配置される。垂直配向モードの液晶ライトバルブにあっては、駆動電圧無印加時、黒表示、印加時、白表示がなされる。即ち、ノーマリーブラックの表示が行われる。【０００３】
このように、垂直配向モードの液晶ライトバルブにあっては、駆動電圧無印加時、液晶分子が基板に対して垂直に配向する構造となっており、入射した光の直線偏光状態は液晶分子の影響を殆ど受けずに液晶層を通過する。従って、第１偏光板を経由して第１基板に入射する光の直線偏光状態に対してクロスニコルの関係となるように第２偏光板を配置することで、原理的には非常に高いコントラストを実現することができる。【０００４】
ところで、プレチルト処理が施されていない場合、即ち、基板の法線方向に対する液晶分子のダイレクタの角度が０度である場合、駆動電圧が印加されると、基板に対して垂直方向に配向していた液晶分子は、そのダイレクタが基板の面内方向において任意の方位を向くように倒れる。このような駆動電圧に応答した液晶分子の挙動にあっては、各液晶分子のダイレクタの方位がぶれた状態となり、全体としての配向状態に乱れが生じる。【０００５】
駆動電圧を印加していないとき、液晶分子にプレチルト角（基板の法線方向に対して０度ではない角度であり、例えば、２度乃至６度）を付与する垂直配向モードの液晶ライトバルブが周知である。このように液晶分子にプレチルト角を付与することで、駆動電圧印加時、液晶分子は、そのダイレクタが基板の面内方向において所定の方位を向くように倒れるので、上述したプレチルト処理が施されていない液晶ライトバルブにおける問題は生じ難くなる。【０００６】
しかしながら、液晶分子にプレチルト角を付与した場合、基板の法線方向から入射した直線偏光は、位相差の発生により楕円偏光となる。これは、液晶分子の有する屈折率の異方性に起因する。従って、本来であれば第２偏光板によって遮断されるはずであった光の一部が通過してしまい、これがコントラストの低下原因の１つとなる。【０００７】
このようなコントラストの低下を補償するために、液晶ライトバルブにおけるプレチルト角に起因して発生した位相差を、光学補償板によって補償する技術が知られている（例えば、特開２００８−１１２００４号公報参照）。このような光学補償板の構成の一例として、所定状態に配向させた液晶材料膜から形成された２層の位相差層を接着層によって接着されることによって形成される構成を挙げることができる。液晶プロジェクタにおける液晶ライトバルブ部分においては、光の入射側から順に、例えば、入射側偏光板、一対の位相差層（光学補償素子）、液晶ライトバルブ、出射側偏光板を配置することで、プレチルト角に起因して生じた位相差を補償する。尚、光学補償素子は、液晶ライトバルブと密着した状態で配置されていてもよい。そして、液晶プロジェクタ装置から投射される画像を高コントラストで表示させ、画像品質を向上させている（例えば、特願２００８−５５２１７５号公報、特開２００６−１８４８７２号公報、特開２００４−０４６０９７号公報参照）。具体的には、一対の位相差層を接着剤層を用いて接着することで得られる光学補償板によって、プレチルト角に起因して生じた位相差を補償する。その結果、液晶プロジェクタ装置から投射される画像を高コントラストで表示することができ、画像品質が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１１２００４号公報
【特許文献２】特願２００８−５５２１７５号公報
【特許文献３】特開２００６−１８４８７２号公報
【特許文献４】特開２００４−０４６０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、近年、液晶プロジェクタ装置の高輝度化に伴い、液晶ライトバルブのサイズが小型化しており、これによって、光学補償板を照射する光の単位面積当たりの光量が増加する傾向にあり、光学補償板の温度は１００゜Ｃ近傍になる場合もある。また、３板方式の液晶プロジェクタ装置では、光源からの白色光をダイクロイックミラー等により分離して得られた赤色光、緑色光、青色光によって画像情報あるいは画像信号に基づき画像を得る。このとき、青色光に含まれる紫外線は接着剤等の有機材料を劣化させることが知られている。そして、紫外線に長時間照射されることによって劣化した接着剤層が位相差層を劣化させ、液晶ライトバルブ全体としての透過率の低下、コントラストの低下、画質不良を引き起こす虞がある。また、接着剤層の形成前後において、位相差層の状態が大きく変動する虞もあり、特性バラツキにつながる。【００１０】
従って、本開示の目的は、位相差層の位相差特性のバラツキが少なく、強い光の照射環境下においても良好な光学補償特性を維持することができる光学補償素子、係る光学補償素子を備えた液晶ライトバルブ、係る液晶ライトバルブを備えた液晶プロジェクタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本開示の光学補償素子は、
第１透明基板、第１透明基板上に形成された第１配向膜、及び、第１配向膜上に形成された第１位相差層を備えた第１部材、並びに、
第２透明基板、第２透明基板上に形成された第２配向膜、及び、第２配向膜上に形成された第２位相差層を備えた第２部材、
から成り、
第２部材と対向する第１位相差層の面上には、第１無機バリア層が形成されており、
第１部材と対向する第２位相差層の面上には、第２無機バリア層が形成されており、
第１無機バリア層と第２無機バリア層とは、接着剤層によって接着されている。【００１２】
上記の目的を達成するための本開示の液晶ライトバルブ組立体は、
液晶ライトバルブ、及び、
液晶ライトバルブの少なくとも一方の側に配設された本開示の光学補償素子、
から成る。【００１３】
上記の目的を達成するための本開示の液晶プロジェクタ装置は、
光源、
光源からの光が入射する液晶ライトバルブ組立体、及び、
液晶ライトバルブ組立体から出射された光を投射面に投射するための投射レンズ系、
を備えており、
液晶ライトバルブ組立体は、本開示の液晶ライトバルブ組立体から成る。
【発明の効果】
【００１４】
従来の第１位相差層と第２位相差層とを接着剤層で貼り合わせた構造を有する光学補償板にあっては、接着剤層の劣化によって光学補償板における位相差特性が大きく変化し、液晶プロジェクタ装置の信頼性低下が生じてしまう。一方、本開示において、光学補償素子は、第１無機バリア層と第２無機バリア層とが接着剤層によって接着された構造を有するので、接着剤層の劣化に起因して光学補償素子の位相差特性が大きく変化することが無く、安定した位相差特性を実現することができるし、強い光の照射環境下においても良好な光学補償特性を維持することが可能となる。それ故、本開示の光学補償素子を用いた液晶ライトバルブにおいてコントラスト特性等の表示性能の向上を図ることができるし、高い信頼性を有し、メンテナンスフリーの液晶プロジェクタ装置を提供することができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃは、実施例１の光学補償素子の模式的な断面図である。
【図２】図２は、実施例１の液晶ライトバルブ組立体の概念図である。
【図３】図３は、実施例１の液晶ライトバルブ組立体の変形例の概念図である。
【図４】図４は、実施例１の液晶ライトバルブ組立体の別の変形例の概念図である。
【図５】図５は、実施例１の液晶ライトバルブ組立体の別の変形例の概念図である。
【図６】図６は、実施例１の液晶ライトバルブ組立体の別の変形例の概念図である。
【図７】図７は、実施例１の液晶ライトバルブ組立体の別の変形例の概念図である。
【図８】図８は、実施例１の液晶ライトバルブ組立体の別の変形例の概念図である。
【図９】図９は、実施例１の液晶ライトバルブ組立体の分解斜視図である。
【図１０】図１０は、実施例１の液晶プロジェクタ装置の概念図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、本開示の光学補償素子の変形例の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の光学補償素子、液晶ライトバルブ組立体及び液晶プロジェクタ装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の光学補償素子及び本開示の液晶ライトバルブ組立体）
３．実施例２（本開示の液晶プロジェクタ装置）
４．その他
【００１７】
〈本開示の光学補償素子、液晶ライトバルブ組立体及び液晶プロジェクタ装置、全般に関する説明〉
本開示の液晶プロジェクタ装置にあっては、
複数の液晶ライトバルブ組立体、
光源からの光を複数の光路に分割する第１光学系、及び、
複数の液晶ライトバルブ組立体からの光を１つの光路に結合し、投射レンズ系へと出射する第２光学系、
を更に備えており、
複数の液晶ライトバルブ組立体のそれぞれは、第１光学系によって分割された光路に配置されており、
少なくとも１つの液晶ライトバルブ組立体は、本開示の液晶ライトバルブ組立体から成る形態とすることができる。
【００１８】
本開示の液晶ライトバルブ、あるいは、上記の好ましい形態を含む本開示の液晶プロジェクタ装置を構成する液晶ライトバルブ（以下、『本開示の液晶ライトバルブ等』と呼ぶ』）は、第１偏光板、第１基板、液晶層、第２基板及び第２偏光板を備えており、
光学補償素子は、第１偏光板と第１基板との間、又は、第２基板と第２偏光板との間、又は、第１偏光板と第１基板との間及び第２基板と第２偏光板との間に配設されている形態とすることができる。
【００１９】
あるいは又、上記の好ましい形態を含む本開示の液晶ライトバルブ組立体等において、液晶ライトバルブは防塵ガラスを備えており、光学補償素子は防塵ガラスを兼ねる形態とすることができる。一般に、液晶ライトバルブ組立体等には、液晶ライトバルブに傷が付くことを防ぎ、また、ゴミが付着することを防ぐため、液晶ライトバルブの第１基板及び第２基板に防塵ガラスを備えている。具体的には、液晶ライトバルブの第１基板の外面及び第２基板の外面のそれぞれに防塵ガラスが貼り合わされている。この防塵ガラスの少なくとも一方を光学補償素子から構成することで、図９に示すように、液晶ライトバルブと光学補償素子とを一体化できる。即ち、別々に配置することなく、液晶プロジェクタ装置の省スペース化を実現できるし、コストダウンが可能となる。光学補償素子を第１基板と第１偏光板との間に配設する場合、第１基板に貼り付けた防塵ガラスを光学補償素子によって代替することができるし、光学補償素子を第２基板と第２偏光板との間に配設する場合、第２基板に貼り付けた防塵ガラスを光学補償素子によって代替することができる。あるいは又、第１基板を光学補償素子によって代替することができるし、第２基板を光学補償素子によって代替することができる。
【００２０】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の液晶ライトバルブ組立体等において、液晶層を構成する液晶分子はプレチルト状態を有する形態とすることができる。即ち、液晶ライトバルブは、垂直配向（ＶＡ）モードの透過型の液晶ライトバルブであり、液晶層を構成する液晶分子はプレチルト状態を有する形態とすることができる。但し、液晶ライトバルブの動作モードは、垂直配向モードに限定するものではなく、例えば、ＴＮモードとすることもできる。
【００２１】
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の液晶ライトバルブ組立体等を構成する光学補償素子、あるいは、本開示の光学補償素子（以下のこれらの光学補償素子を総称して、『本開示の光学補償素子等』と呼ぶ場合がある）において、第１位相差層及び第２位相差層は重合液晶組成物を含む形態とすることができる。重合液晶組成物の配向形態として、ハイブリッド配向やスプレー配向を例示することができる。第１位相差層及び第２位相差層を構成する材料として、例えば、熱硬化型や光硬化型の液晶ポリマー材料を挙げることができ、液晶ポリマー材料として、具体的には、ネマティック液晶材料やディスコティック液晶材料を挙げることができる。これらの液晶ポリマー材料の複屈折は、正であってもよいし、負であってもよい。
【００２２】
上記の好ましい形態を含む本開示の光学補償素子等において、第１無機バリア層は第２部材と対向する第１位相差層の面の一部に形成されている構成とすることができる。あるいは又、第１無機バリア層は第２部材と対向する第１位相差層の面の全面に形成されている構成とすることができ、この場合、第１無機バリア層は第１位相差層の側面まで形成されている構成とすることができる。
【００２３】
以上の説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学補償素子等において、第２無機バリア層は第１部材と対向する第２位相差層の面の一部に形成されている構成とすることができる。あるいは又、第２無機バリア層は第１部材と対向する第２位相差層の面の全面に形成されている構成とすることができ、この場合、第２無機バリア層は第２位相差層の側面まで形成されている構成とすることができる。
【００２４】
第１位相差層や第２位相差層は空気に触れる端部から劣化が進み、周辺部から画質が劣化する場合があるが、第１無機バリア層が第１位相差層の側面まで形成されており、また、第２無機バリア層が第２位相差層の側面まで形成されている構成とすることで、第１無機バリア層や第２無機バリア層の端部からの劣化を抑制することができ、高画像品質を維持することができる。第１位相差層の端部、接着剤層の端部及び第２位相差層の端部を封止部材で覆ってもよい。あるいは又、第１位相差層の側面に形成された第１無機バリア層の部分、接着剤層の端部、及び、第２位相差層の側面に形成された第２無機バリア層の部分を、封止部材で覆ってもよい。
【００２５】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光学補償素子等において、第１無機バリア層は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ｎｂ2Ｏ5から成る。あるいは又、第１無機バリア層は、第１無機バリア層の厚さ方向をＺ1軸とし、Ｚ1軸と直交し、且つ、相互に直交する２つの軸をＸ1軸、Ｙ1軸とし、Ｚ1軸に沿った第１無機バリア層の屈折率をｎ1-Z、Ｘ1軸に沿った第１無機バリア層の屈折率をｎ1-X、Ｙ1軸に沿った第１無機バリア層の屈折率をｎ1-Yとしたとき、
ｎ1-X＝ｎ1-Y＞ｎ1-Z
を満足する形態とすることができる。即ち、第１無機バリア層によって、ネガティブＣプレートを構成することができる。そして、この場合、第１無機バリア層は、ＳｉＯ2層（屈折率：１．４６）及びＳｉＮ層（屈折率：１．９０）が複数、積層されて成る形態とすることができるし、ＳｉＯ2層（屈折率：１．４６）及びＮｂ2Ｏ5層（屈折率：２．３２）が複数、積層されて成る形態とすることができる。第１無機バリア層によってネガティブＣプレートを構成することで、高いコントラストを達成することができるだけでなく、効率的なプロセスを用いた安価な光学補償素子を提供することができる。
【００２６】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光学補償素子等において、第２無機バリア層は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ｎｂ2Ｏ5から成る。あるいは又、第２無機バリア層は、第２無機バリア層の厚さ方向をＺ2軸とし、Ｚ2軸と直交し、且つ、相互に直交する２つの軸をＸ2軸、Ｙ2軸とし、Ｚ2軸に沿った第２無機バリア層の屈折率をｎ2-Z、Ｘ2軸に沿った第２無機バリア層の屈折率をｎ2-X、Ｙ2軸に沿った第２無機バリア層の屈折率をｎ2-Yとしたとき、
ｎ2-X＝ｎ2-Y＞ｎ2-Z
を満足する形態とすることができる。即ち、第２無機バリア層によって、ネガティブＣプレートを構成することができる。そして、この場合、第２無機バリア層は、ＳｉＯ2層及びＳｉＮ層が複数、積層されて成る形態とすることができるし、ＳｉＯ2層及びＮｂ2Ｏ5層が複数、積層されて成る形態とすることができる。第２無機バリア層によってネガティブＣプレートを構成することで、高いコントラストを達成することができるだけでなく、効率的なプロセスを用いた安価な光学補償素子を提供することができる。
【００２７】
第１無機バリア層、第２無機バリア層の形成方法として、スパッタリング法やＣＶＤ法、ＡＬＤ法を挙げることができる。
【００２８】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光学補償素子等において、第１配向膜の光学軸と第２配向膜の光学軸との成す角度は、略９０度である形態とすることができる。具体的には、第１配向膜の光学軸と第２配向膜の光学軸との成す角度として、９０度±１０度を例示することができる。
【００２９】
第１配向膜及び第２配向膜は、ＳｉＯ2等の無機材料から成り、真空蒸着法等によって形成することができる。あるいは又、光配向処理された光硬化型配向材料から成り、あるいは又、ポリイミド系樹脂をラビング処理することによって形成することもできる。第１配向膜及び第２配向膜を構成する有機材料を、スピンコーティング法、印刷法、インクジェット法等によって成膜することができる。
【００３０】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光学補償素子等においては、所望の光学補償特性が得られるように各位相差層の位相差が設定される。液晶ライトバルブが、例えば、垂直配向（ＶＡ）モードで動作する場合、光学補償素子の法線に対して入射角（極角）０度にて入射する光に対する位相差は、液晶分子のプレチルト角にも依存するが、約５０ｎｍ以下、望ましくは約１０ｎｍ以下に設定されていることが好ましい。位相差層の膜厚は、位相差層を構成する材料に基づき、適宜、決定すればよい。
【００３１】
位相差は、液晶ライトバルブに入射する光の波長範囲に依存して最適な視野角特性が得られるように、液晶ライトバルブ毎に設計してもよい。
【００３２】
更には、厚さ方向における第１位相差層を構成する材料の屈折率と第１無機バリア層を構成する材料の屈折率との差は０．１以下であることが好ましいし、厚さ方向における第１無機バリア層を構成する材料の屈折率と接着剤層を構成する材料の屈折率との差は０．１以下であることが好ましい。同様に、厚さ方向における第２位相差層を構成する材料の屈折率と第２無機バリア層を構成する材料の屈折率との差は０．１以下であることが好ましいし、厚さ方向における第２無機バリア層を構成する材料の屈折率と接着剤層を構成する材料の屈折率との差は０．１以下であることが好ましい。屈折率の差をこのような値とすることで、界面における光の反射に起因した光学補償素子の光学特性への悪影響を抑制することができる。例えば、ＳｉＯ2の屈折率は１．４６、第１位相差層及び第２位相差層を構成する液晶ポリマー材料の屈折率は１．５前後、接着剤層を構成する紫外線硬化型の樹脂の屈折率は１．５前後である。
【００３３】
第１透明基板及び第２透明基板を構成する材料として、白板ガラス、青板ガラス、石英ガラス、アルカリフリーガラス、サファイアガラス、石英基板を例示することができる。第１透明基板及び第２透明基板の厚さは、０．１ｍｍ以上が好ましく、組込みのハンドリング性や機械的強度の観点から０．２ｍｍ乃至２ｍｍが好ましい。第１透明基板、第２透明基板を、透明絶縁性基板から構成することもできる。第１透明基板や第２透明基板によって、液晶ライトバルブの第１基板（対向基板）を構成することもできるし、第１透明基板や第２透明基板によって、液晶ライトバルブの第２基板（ＴＦＴ基板）を構成することもできる。第１基板側にマイクロレンズアレイを配設してもよい。マイクロレンズアレイは、例えば、基材、及び、基材に設けられたマイクロレンズアレイ部から構成することができる。
【００３４】
接着剤層として、紫外線硬化型のアクリル系樹脂を主成分とする接着剤、紫外線硬化型のエポキシ系樹脂を主成分とする接着剤、フェノール系樹脂を主成分とする接着剤、熱硬化型のアミン系材料、カルボン酸系材料、酸無水物系材料から成る接着剤を挙げることができる。尚、位相差層を構成する材料がアクリル系材料であるならば、接着剤層を構成する材料もアクリル系材料を選定することが好ましい。
【実施例１】
【００３５】
実施例１は、本開示の光学補償素子及び液晶ライトバルブに関する。図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃに、本開示の光学補償素子の模式的な断面図を示し、図２に実施例１の液晶ライトバルブの概念図を示し、図９に実施例１の液晶ライトバルブ組立体の分解斜視図を示す。【００３６】
実施例１の光学補償素子１０は、
第１透明基板１２１、第１透明基板１２１上に形成された第１配向膜１２２、及び、第１配向膜１２２上に形成された第１位相差層１２３を備えた第１部材２０、並びに、
第２透明基板２２１、第２透明基板２２１上に形成された第２配向膜２２２、及び、第２配向膜２２２上に形成された第２位相差層２２３を備えた第２部材３０、
から成り、
第２部材３０と対向する第１位相差層１２３の面上には、第１無機バリア層１２４が形成されており、
第１部材２０と対向する第２位相差層２２３の面上には、第２無機バリア層２２４が形成されており、
第１無機バリア層１２４と第２無機バリア層２２４とは、接着剤層４０によって接着されている。【００３７】
また、図２に模式的な断面図を示す実施例１の液晶ライトバルブ組立体５０は、液晶ライトバルブ（空間光変調器）５０Ａ、及び、液晶ライトバルブ５０Ａの少なくとも一方の側（実施例１にあっては、液晶ライトバルブ５０Ａの光入射側）に配設された実施例１の光学補償素子１０から成る。ここで、実施例１の透過型の液晶ライトバルブ５０Ａは、第１偏光板５６、第１基板５１、液晶層５３、第２基板５２及び第２偏光板５７を備えており、第１偏光板５６を経由して第１基板５１に光が入射する。第１基板５１は対向基板とも呼ばれ、第２基板５２はＴＦＴ基板とも呼ばれる。液晶層５３は、第１基板５１と第２基板５２によって挟まれている。第２基板５２の液晶層側には、液晶層５３を駆動するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等が形成されている。図２においては、ＴＦＴ等をＴＦＴ層５４で示す。第１基板５１と第２基板５２とは、周辺部において封止部材５５によって封止されている。光学補償素子１０と液晶ライトバルブ５０Ａを構成する第１基板５１とは、隙間を空けて配置されている。即ち、光学補償素子１０は、液晶ライトバルブ５０Ａと独立して設けられている。液晶ライトバルブ５０Ａの第１基板５１の外面及び第２基板５２の外面のそれぞれに防塵ガラス６１，６２が貼り合わされている。【００３８】
光学補償素子１０は、このように、第１基板５１の光入射側に配設されているが、液晶ライトバルブ５０Ａの光入射側及び光出射側の両方に実施例１の光学補償素子１０を配設してもよく、この場合、光学補償素子１０は、第１偏光板５６と第１基板５１との間、及び、第２基板５２と第２偏光板５７との間に配設される。あるいは又、液晶ライトバルブ５０Ａの光出射側に実施例１の光学補償素子１０を配設してもよく、この場合、光学補償素子１０は、第２基板５２と第２偏光板５７との間に配設される。光学補償素子１０に入射する光は、第１偏光板５６を通過することで直線偏光状態となる。そして、光学補償素子１０に入射する光の直線偏光状態に対してクロスニコルの関係となるように、第２偏光板５７が配されている。液晶ライトバルブ５０Ａは、液晶表示装置に類似した周知の垂直配向（ＶＡ）モードの液晶ライトバルブから構成されている。液晶層５３を構成する液晶分子はプレチルト状態にある。【００３９】
光学補償素子１０において、第１位相差層１２３及び第２位相差層２２３は、重合液晶組成物、具体的には、例えば、光硬化型液晶ポリマー材料を含む。重合液晶組成物はハイブリッド配向を有する。但し、これに限定するものではなく、例えば、スプレー配向とすることもできる。【００４０】
また、実施例１においては、図１Ａに示すように、第１無機バリア層１２４は第２部材３０と対向する第１位相差層１２３の面の一部に形成されており、第２無機バリア層２２４は第１部材２０と対向する第２位相差層２２３の面の一部に形成されている。即ち、光学補償素子１０の周縁部には無機バリア層１２４，２２４が形成されていない。ここで、周縁部とは、光学補償素子１０において、画像表示に影響を及ぼさない領域であり、光通過領域よりも外側の領域を指す。【００４１】
あるいは又、図１Ｂに示すように、第１無機バリア層１２４は第２部材３０と対向する第１位相差層１２３の面の全面に形成されており、第２無機バリア層２２４は第１部材２０と対向する第２位相差層２２３の面の全面に形成されている。そして、この場合、図１Ｃに示すように、第１無機バリア層１２４は第１位相差層１２３の側面まで形成されており、第２無機バリア層２２４は第２位相差層２２３の側面まで形成されている形態とすることもできる。【００４２】
第１無機バリア層１２４はＳｉＮから成り、第２無機バリア層２２４もＳｉＮから成る。あるいは又、第１無機バリア層１２４は、
ｎ1-X＝ｎ1-Y＞ｎ1-Z
を満足する。即ち、第１無機バリア層１２４によってネガティブＣプレートが構成される。そして、第１無機バリア層１２４は、ＳｉＯ2層及びＳｉＮ層が複数、積層されて成る。同様に、第２無機バリア層２２４も、
ｎ2-X＝ｎ2-Y＞ｎ2-Z
を満足する。即ち、第２無機バリア層２２４によってもネガティブＣプレートが構成される。そして、第２無機バリア層２２４も、ＳｉＯ2層及びＳｉＮ層が複数、積層されて成る。更には、第１配向膜１２２の光学軸と第２配向膜２２２の光学軸との成す角度は、略９０度である。【００４３】
光学補償素子１０は、以下に説明する方法に基づき製造することができる。【００４４】
［工程−１００］
先ず、２枚の透明基板１２１，２２１を準備する。具体的には、第１透明基板１２１及び第２透明基板２２１として、公称対角０．８インチの石英基板を用いた。そして、第１透明基板１２１及び第２透明基板２２１を純水で洗浄した後、１２０゜Ｃで２０分間乾燥させた。次に、第１透明基板１２１上に第１配向膜１２２を形成し、第２透明基板２２１上に第２配向膜２２２を形成した。具体的には、厚さ３０ｎｍのＳｉＯ2等の無機材料から成る第１配向膜１２２及び第２配向膜２２２を、真空蒸着法によって形成した。次いで、第１配向膜１２２の上に第１位相差層１２３を形成し、第２配向膜２２２の上に第２位相差層２２３を形成した。即ち、第１配向膜１２２の上に第１位相差層１２３の前駆体材料を塗布し、前駆体材料を硬化させることにより、第１位相差層１２３を得ることができるし、第２配向膜２２２の上に第２位相差層２２３の前駆体材料を塗布し、前駆体材料を硬化させることにより、第２位相差層２２３を得ることができる。具体的には、配向膜１２２，２２２の上に、スピンコーティング法に基づき、厚さ０．５μｍの光硬化型液晶ポリマー材料から成る位相差層１２３，２２３の前駆体材料を塗布し、７０゜Ｃで６０秒間、乾燥させた。そして、波長４００ｎｍ以下の紫外線を強度１０ミリワットで５０秒間、照射し、次いで、１５０゜Ｃで１時間、ポストベーキングを行い、溶媒を乾燥させた。これにより、膜厚０．５μｍの位相差層１２３，２２３を得ることができた。位相差層１２３，２２３の正面方向（極角０度方向）の位相差は約５ｎｍとなった。尚、位相差層１２３，２２３の厚さ、あるいは、接着剤層４０の厚さは、電子顕微鏡を用い、５０サンプルの抜き取り測定から求めた。【００４５】
［工程−１１０］
その後、第１位相差層１２３の上に第１無機バリア層１２４を形成し、第２位相差層２２３の上に第２無機バリア層２２４を形成した。【００４６】
尚、図１Ａに示すように、位相差層１２３，２２３の上に、部分的に無機バリア層１２４，２２４を形成する場合には、また、図１Ｃに示すように、第１無機バリア層１２４を第１位相差層１２３の側面まで形成し、第２無機バリア層２２４を第２位相差層２２３の側面まで形成する場合には、例えば、無機バリア層１２４，２２４を形成しない位相差層１２３，２２３の部分の上にマスク層を設けて無機バリア層１２４，２２４を形成するか、あるいは又、無機バリア層１２４，２２４を形成した後、不要な無機バリア層１２４，２２４の部分を除去すればよい。【００４７】
［工程−１２０］
その後、第１無機バリア層１２４又は第２無機バリア層２２４に、紫外線硬化型アクリル系樹脂を主成分とする接着剤から成る接着剤層４０を塗布した。第１無機バリア層１２４及び第２無機バリア層２２４の両方に接着剤層４０を塗布してもよい。ディスペンサーを用いて接着剤層４０を所望のパターンに塗布してもよいし、スクリーン印刷法を適用してもよい。そして、第１無機バリア層１２４と第２無機バリア層２２４とを接着剤層４０を挟んで対向させると共に、第１配向膜１２２の光学軸と第２配向膜２２２の光学軸との成す角度が略９０度となるように、第１部材２０及び第２部材３０を配置した。そして、第１部材２０及び第２部材３０を互いに押し圧し、必要に応じて光照射や加熱を行うことによって接着剤層４０を硬化させる。具体的には、波長４００ｎｍ以下の紫外線を強度１０ミリワットで５０秒間、照射することで、接着剤層４０を硬化させた。接着剤層４０の厚さを１０μｍとした。こうして、第１部材２０及び第２部材３０を接着剤層４０で貼り合わせ、光学補償素子１０を完成させた。その後、光学補償素子１０を液晶ライトバルブ５０Ａを構成する第１偏光板５６と第１基板５１との間に配置することで、液晶ライトバルブ組立体５０を得ることができた。【００４８】
実施例１Ａにあっては、光学補償素子の構造を図１Ｂに示す構造とし、［工程−１１０］において、厚さ３０ｎｍのＳｉＮから成る第１位相差層１２３及び第２無機バリア層２２４をＣＶＤ法に基づき形成した。【００４９】
実施例１Ｂにあっては、光学補償素子の構造を図１Ｃに示す構造とし、［工程−１１０］において、厚さ３０ｎｍのＳｉＮから成る第１位相差層１２３及び第２無機バリア層２２４をＣＶＤ法に基づき形成した。【００５０】
実施例１Ｃにあっては、光学補償素子の構造を図１Ｂに示す構造とし、［工程−１１０］において、ネガティブＣプレートから成る第１位相差層１２３及び第２無機バリア層２２４をスパッタリング法に基づき形成した。ネガティブＣプレートは、厚さ３５ｎｍのＳｉＮ層（屈折率：１．９０）、厚さ３５ｎｍのＳｉＯ2層（屈折率：１．４６）のそれぞれが、７０層、交互に積層された構造（全層数：１４０層）を有する。位相差層１２３，２２３の厚さ方向におけるリタデーションＲthは２８０ｎｍであった。【００５１】
比較例１においては、［工程−１１０］を省略して、光学補償素子を作製した。【００５２】
実施例１において、液晶ライトバルブ５０Ａは、垂直配向モードの透過型の液晶ライトバルブから成り、解像度はＸＧＡ、サイズは公称対角０．８インチ、画素ピッチは１５．６μｍである。第２基板５２として、アクティブマトリクス駆動方式の高温ポリシリコンＴＦＴ基板を用いた。実施例１の液晶ライトバルブ５０Ａにおける液晶層５３の具体的な仕様は、以下の表１のとおりである。【００５３】
〈表１〉
液晶分子の方位角方向（配向容易軸）：第１基板５１に入射する光の直線偏光に対して４５度方向
液晶分子の極角方向（プレチルト角）：基板法線方向に対して５度
液晶層の厚さ                      ：３μｍ
液晶分子の屈折率異方性Δｎ        ：０．１４
液晶分子の誘電率異方性Δε        ：−５．８【００５４】
実施例１Ａ、実施例１Ｂ、実施例１Ｃ及び比較例１の液晶ライトバルブ組立体において、環境試験機を用いて加速試験を行った。その結果を以下の表２に示すが、比較例１の耐光性寿命時間を１としたときの、実施例１Ａ、実施例１Ｂ、実施例１Ｃの耐光性寿命時間の相対値を示す。また、実施例１Ａ、実施例１Ｂ、実施例１Ｃ及び比較例１の液晶ライトバルブ組立体を、実施例２において説明する液晶プロジェクタ装置の光変調部に組み込んだ。尚、詳細は実施例２において説明する。そして、投射画面の中央部のコントラストを測定した。比較例１のコントラスト改善率を１．０としたときの、実施例１Ａ、実施例１Ｂ、実施例１Ｃのコントラスト改善率の相対値を表２に示す。【００５５】
〈表２〉
耐光性寿命時間（相対値）    コントラスト改善率（相対値）
実施例１Ａ      １．３                      １．０
実施例１Ｂ      １．４                      １．０
実施例１Ｃ      １．３                      １．３
比較例１        １．０                      １．０【００５６】
実施例１Ａ、実施例１Ｂ、実施例１Ｃにあっては、比較例１と比べて、耐光性寿命時間の大幅な改善が認められた。特に、実施例１Ｂにあっては、図１Ｃに示す構造を採用したので、一層高い耐光性寿命時間を示した。また、実施例１Ａ、実施例１Ｂにあっては、コントラスト改善率は比較例１と同じであった。即ち、無機バリア層が、コントラストに対して悪影響を及ぼすことはなかった。更には、実施例１Ｃにあっては、第１位相差層１２３及び第２無機バリア層２２４をネガティブＣプレートから構成したので、コントラスト改善率の大幅な改善が認められた。【００５７】
液晶ライトバルブが垂直配向（ＶＡ）モードの液晶ライトバルブであり、液晶層を構成する液晶分子がプレチルト状態を有する場合、液晶分子の複屈折性に起因した光漏れによるコントラストの低下は、以下に説明するように光学的に補償される。【００５８】
〈Ａ〉液晶分子のプレチルト角に起因する正面方向の位相差発生に起因した光漏れに対する光学的補償
垂直配向モードの液晶ライトバルブにおいては、配向制御を行うために、液晶分子に数度のプレチルト角を付与する。ここで、液晶分子を一軸性結晶の屈折率楕円体として考えた場合、液晶分子の配向状態が垂直配向状態であれば、正面方向から入射した光の偏光状態は液晶分子の光軸方向と一致するため、液晶分子を通過した光に位相差は生じない。即ち、正面位相差は０（ゼロ）である。しかしながら、液晶分子にプレチルト角が付与されている場合、正面位相差の発生により、正面方向から入射した光の偏光状態は液晶分子通過後には楕円偏光状態となり、本来であれば第２偏光板によって遮断されるはずであった光の一部が通過する。この光漏れがコントラストの劣化要因の１つとなる。このコントラスト低下要因は、例えば、ハイブリッド配向等から成る位相差層で補償することができる。【００５９】
〈Ｂ〉液晶ライトバルブに斜めに入射する光に起因した光漏れに対する光学的補償
液晶ライトバルブに斜め方向から入射した直線偏光状態の光は、上述したと同様に、液晶分子の複屈折性により楕円偏光の光に変換され、本来であれば第２偏光板によって遮断されるはずであった光の一部が通過する。この光漏れがコントラストの劣化要因の１つとなる。このコントラスト低下要因は、ネガティブＣプレートを構成する無機バリア層を配置することで補償することができる。【００６０】
以上に説明したように、本開示の光学補償素子によれば、位相差層においてバラツキの少ない安定した位相差特性を実現することができるし、強い光の照射環境下においても光学補償素子の良好なる光学補償特性を維持することが可能となるし、本開示の光学補償素子を用いた本開示の液晶ライトバルブにおいては、コントラスト特性等の表示性能の向上を図ることができる。【００６１】
青色光に含まれる４００ｎｍ以下の紫外線は、有機材料を劣化させることが知られている。そのため、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等の接着剤層を介して各層が積層された光学補償素子においては、４００ｎｍ以下の紫外線が長時間照射されることによって、接着剤層が劣化し、接着剤層が位相差層を劣化させ、液晶ライトバルブ全体としての透過率の低下、コントラストの低下、画質不良を引き起こす虞がある。液晶プロジェクタ装置において、例えば、青色光用の液晶ライトバルブだけが劣化すると、３板方式の液晶プロジェクタ装置の色バランスが悪くなる。本開示の液晶プロジェクタ装置において、特に青色光用の液晶ライトバルブに本開示の光学補償素子を用いることで、良好な特性を維持することが可能な液晶プロジェクタ装置を提供することが可能となる。【００６２】
図３、図４、図５、図６、図７及び図８に実施例１の液晶ライトバルブ組立体の変形例を示す。図３に示す液晶ライトバルブ組立体にあっては、光学補償素子１０と同じ構成、構造を有する光学補償素子１１が、第２基板５２と第２偏光板５７との間との間に配設されている。図４に示す液晶ライトバルブ組立体にあっては、光学補償素子１０が、第１偏光板５６と第１基板５１との間に配設され、光学補償素子１１が、第２基板５２と第２偏光板５７との間との間に配設されている。図５に示す液晶ライトバルブ組立体にあっては、光学補償素子１０が液晶ライトバルブ５０Ａにおける防塵ガラス６１を兼ねている。即ち、防塵ガラス６１の代わりに、光学補償素子１０が液晶ライトバルブ５０Ａの第１基板５１の外面に貼り合わされている。図６に示す液晶ライトバルブ組立体にあっては、光学補償素子１１が液晶ライトバルブ５０Ａにおける防塵ガラス６２を兼ねている。即ち、防塵ガラス６２の代わりに、光学補償素子１１が液晶ライトバルブ５０Ａの第２基板５２の外面に貼り合わされている。図７に示す液晶ライトバルブ組立体にあっては、光学補償素子１０が液晶ライトバルブ５０Ａにおける第１基板５１を兼ねている。即ち、光学補償素子１０の第２透明基板２２１が第１基板５１を代替している。図８に示す液晶ライトバルブ組立体にあっては、光学補償素子１１が液晶ライトバルブ５０Ａにおける第２基板５２を兼ねている。即ち、光学補償素子１１の第１透明基板１２１が第２基板５２を代替している。
【実施例２】
【００６３】
図１０に示す実施例２の投射型の液晶プロジェクタ装置３００は、
光源３０１、
光源からの光が入射する液晶ライトバルブ組立体、及び、
液晶ライトバルブ組立体から出射された光を投射面に投射するための投射レンズ系３２１、
を備えており、
液晶ライトバルブ組立体は、実施例１において説明した液晶ライトバルブ組立体５０から成る。【００６４】
更には、実施例２の液晶プロジェクタ装置は、より具体的には、光源からの光を赤色光、青色光、緑色光の３原色に分離し、各色光に対して液晶ライトバルブを配置してカラー画像表示を行う、所謂３板方式の液晶プロジェクタ装置である。そして、実施例２の液晶プロジェクタ装置３００は、
複数の液晶ライトバルブ組立体（光変調部３０９，３１２，３１８）、
光源３０１からの光を複数の光路に分割する第１光学系（具体的には、ダイクロイックミラー３０６）、及び、
複数の液晶ライトバルブ組立体（光変調部３０９，３１２，３１８）からの光を１つの光路に結合し、投射レンズ系３２１へと出射する第２光学系（具体的には、クロスプリズム３１９）、
を更に備えており、
複数の液晶ライトバルブ組立体（光変調部３０９，３１２，３１８）のそれぞれは、第１光学系によって分割された光路に配置されており、
少なくとも１つの液晶ライトバルブ組立体は、実施例１において説明した液晶ライトバルブ組立体５０から成る。具体的には、光変調部３０９，３１２，３１８は、実施例１において説明した光学補償素子１０を備えた実施例１の液晶ライトバルブ５０から成る。【００６５】
あるいは又、実施例２の液晶プロジェクタ装置３００は、３板方式の液晶プロジェクタ装置であり、
光源３０１、
光源３０１からの光を複数の光路に分割する第１光学系（具体的には、ダイクロイックミラー３０６）、
第１光学系によって分割された光路のそれぞれに配置された液晶ライトバルブ組立体（光変調部３０９，３１２，３１８）、
複数の液晶ライトバルブ組立体（光変調部３０９，３１２，３１８）からの光を１つの光路に結合する第２光学系（具体的には、クロスプリズム３１９）、及び、
第２光学系からの光を投射面に投射するための投射レンズ系３２１、
を備えており、
少なくとも１つの液晶ライトバルブ組立体は、液晶ライトバルブ５０Ａ、及び、液晶ライトバルブ５０Ａの少なくとも一方の側に配設された光学補償素子１０から成る。【００６６】
具体的には、液晶プロジェクタ装置３００には光源３０１が備えられており、光源３０１からの光の光路上には、図示しないカットフィルタ、第１フライアイレンズ３０２、第２フライアイレンズ３０３が、順次、配置されている。光源３０１は、フルカラー画像を投射するために必要とされる光の３原色である赤色光、緑色光及び青色光を含む白色光を出射する。光源３０１として、例えば、超高圧水銀ランプ等が用いられるが、近年、発光ダイオードやレーザ光源も用いられている。カットフィルタは、光源３０１から出射された白色光に含まれる紫外領域の光を反射し、除去する平面鏡である。カットフィルタは、例えば、ガラス基材上に紫外領域の光を反射する反射層が形成されて成り、紫外領域以外の光を透過させる。第１フライアイレンズ３０２は、第２フライアイレンズ３０３と共に、液晶ライトバルブ５０Ａの光通過領域を均一に照明するために、光を、液晶ライトバルブ５０Ａの光通過領域の形状の光束とし、光通過領域における照度分布を均一化するように設けられている。第１フライアイレンズ３０２は、複数の小さなレンズ素子をアレイ状に設けた構造を有し、光を各レンズ素子により集光し、小さな点光源を作り出す。そして、第２フライアイレンズ３０３によりそれぞれの点光源からの光を合成する。第１フライアイレンズ３０２及び第２フライアイレンズ３０３は、液晶ライトバルブ５０Ａの光通過領域のアスペクト比にほぼ等しい相似形の外形形状を有する。【００６７】
第２フライアイレンズ３０３を通過した光の光路上には、平凸レンズ３０５が配置され、第２フライアイレンズ３０３からの光を集光して、効率良く液晶ライトバルブ５０Ａから成る光変調部３０９，３１２，３１８に入射させる。平凸レンズ３０５から出射した白色光の光路上には、赤色光のみを透過させるダイクロイックミラー３０６が配置されており、緑色光、青色光はダイクロイックミラー３０６によって反射（分光）される。ダイクロイックミラー３０６，３１０は、ガラス基板等の主面上に複数の誘電体膜を積層した、所謂ダイクロイックコーティングが施された波長選択性の反射鏡である。ダイクロイックミラー３０６を透過した赤色光の光路上には反射鏡３０７が配置され、反射鏡３０７で反射した赤色光の光路上には、凸平レンズ３０８及び光変調部３０９がこの順に配置される。【００６８】
一方、ダイクロイックミラー３０６で反射された緑色光及び青色光の光路上には、青色光を透過させ、緑色光を反射するダイクロイックミラー３１０が配置されている。ダイクロイックミラー３１０で反射された緑色光の光路上には、凸平レンズ３１１及び光変調部３１２がこの順に配置されている。ダイクロイックミラー３１０を透過した青色光の光路上には、リレーレンズ３１３、反射鏡３１４、リレーレンズ３１５、反射鏡３１６、凸平レンズ３１７、及び、光変調部３１８が、この順に配置されている。青色光の光路に設けられた光変調部３１８は、実施例１の液晶ライトバルブ組立体５０から構成されている。赤色光の光路及び緑色光の光路の光路に設けられた光変調部３０９，３１２も、実施例１の液晶ライトバルブ組立体５０から構成されている。【００６９】
これらの３つの光変調部３０９，３１２，３１８で光変調された赤色光、緑色光、青色光の光路上には、１つのクロスプリズム３１９及び投射レンズ系３２１がこの順に配置されている。クロスプリズム３１９は、例えば複数のガラスプリズムが接合されて成り、各ガラスプリズムの接合面には、所定の光学特性を有する干渉フィルタ３２０ａ，３２０ｂが形成されている。例えば、干渉フィルタ３２０ａは、赤色光を反射し、緑色光を透過させるように構成されている。また、干渉フィルタ３２０ｂは、青色光を反射し、緑色光を透過させるように構成されている。従って、赤色光は干渉フィルタ３２０ａで、また、青色光は干渉フィルタ３２０ｂで、投射レンズ系３２１の方向に反射される。また、緑色光は、干渉フィルタ３２０ａ，３２０ｂを通過し、投射レンズ系３２１に到達する。そして、投射レンズ系３２１で赤色光、緑色光、青色光が１つの光軸上に合成され、スクリーン等の投射面に向けて投射される。【００７０】
実施例２の液晶プロジェクタ装置においては、更なる高輝度化により、液晶ライトバルブ及び光学補償素子を照射する光の光量が増大することが予想される。そのため、光の照射による加熱環境下においても接着剤層の劣化や位相差層の劣化による光学補償特性の劣化が抑制される本開示の光学補償素子あるいは本開示の液晶ライトバルブは、液晶プロジェクタ装置の高コントラスト化、高品質化、メンテナンスフリー化、更には、長寿命化、高信頼性に対して特に有効である。【００７１】
以上、本開示の光学補償素子、液晶ライトバルブ組立体及び液晶プロジェクタ装置を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示の光学補償素子、液晶ライトバルブ組立体及び液晶プロジェクタ装置の構成、構造は、例示であり、適宜、変更することができる。また、本開示の光学補償素子において使用した各種材料、本開示の光学補償素子の製造方法、製造条件も例示であり、適宜、変更することができる。図１１Ａに示すように、第１位相差層１２３の端部、接着剤層４０の端部及び第２位相差層２２３の端部を、例えば、耐光性、耐候性、低透水性を有する封止部材４１で覆ってもよい。また、図１１Ｂに模式的な断面図を示すように、第１位相差層１２３の側面に形成された第１無機バリア層１２４の部分、接着剤層４０の端部、及び、第２位相差層２２３の側面に形成された第２無機バリア層２２４の部分を、例えば、耐光性、耐候性、低透水性を有する封止部材４２で覆ってもよい。【００７２】
実施例においては、垂直配向モードの液晶ライトバルブに基づき説明を行ったが、液晶ライトバルブの動作モードは、垂直配向モードに限定するものではなく、ＴＮモードやその他の表示モードとすることができるし、また、反射型の液晶ライトバルブを用いることもでき、同様の効果を得ることができる。更には、本開示の光学補償素子は、異なる波長範囲の光を液晶ライトバルブ組立体を備えた複数の光変調部によって変調して合成する構成であれば、投射型の液晶プロジェクタ装置だけでなく、直視型の液晶プロジェクタ装置にも同様に適用することが可能であり、同様の効果を得ることができる。また、液晶プロジェクタ装置は、３板方式の液晶プロジェクタ装置に限定されず、単板方式の液晶プロジェクタ装置とすることもできる。【００７３】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《光学補償素子》
第１透明基板、第１透明基板上に形成された第１配向膜、及び、第１配向膜上に形成された第１位相差層を備えた第１部材、並びに、
第２透明基板、第２透明基板上に形成された第２配向膜、及び、第２配向膜上に形成された第２位相差層を備えた第２部材、
から成り、
第２部材と対向する第１位相差層の面上には、第１無機バリア層が形成されており、
第１部材と対向する第２位相差層の面上には、第２無機バリア層が形成されており、
第１無機バリア層と第２無機バリア層とは、接着剤層によって接着されている光学補償素子。
［Ａ０２］第１位相差層及び第２位相差層は、重合液晶組成物を含む［Ａ０１］に記載の光学補償素子。
［Ａ０３］第１無機バリア層は、第２部材と対向する第１位相差層の面の一部に形成されている［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の光学補償素子。
［Ａ０４］第１無機バリア層は、第２部材と対向する第１位相差層の面の全面に形成されている［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の光学補償素子。
［Ａ０５］第１無機バリア層は、第１位相差層の側面まで形成されている［Ａ０４］に記載の光学補償素子。
［Ａ０６］第２無機バリア層は、第１部材と対向する第２位相差層の面の一部に形成されている［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の光学補償素子。
［Ａ０７］第２無機バリア層は、第１部材と対向する第２位相差層の面の全面に形成されている［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の光学補償素子。
［Ａ０８］第２無機バリア層は、第２位相差層の側面まで形成されている［Ａ０７］に記載の光学補償素子。
［Ａ０９］第１無機バリア層の厚さ方向をＺ1軸とし、Ｚ1軸と直交し、且つ、相互に直交する２つの軸をＸ1軸、Ｙ1軸とし、Ｚ1軸に沿った第１無機バリア層の屈折率をｎ1-Z、Ｘ1軸に沿った第１無機バリア層の屈折率をｎ1-X、Ｙ1軸に沿った第１無機バリア層の屈折率をｎ1-Yとしたとき、
ｎ1-X＝ｎ1-Y＞ｎ1-Z
を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の光学補償素子。
［Ａ１０］第１無機バリア層は、ＳｉＯ2層及びＳｉＮ層が複数、積層されて成る［Ａ０１］乃至［Ａ０９］のいずれか１項に記載の光学補償素子。
［Ａ１１］第２無機バリア層の厚さ方向をＺ2軸とし、Ｚ2軸と直交し、且つ、相互に直交する２つの軸をＸ2軸、Ｙ2軸とし、Ｚ2軸に沿った第２無機バリア層の屈折率をｎ2-Z、Ｘ2軸に沿った第２無機バリア層の屈折率をｎ2-X、Ｙ2軸に沿った第２無機バリア層の屈折率をｎ2-Yとしたとき、
ｎ2-X＝ｎ2-Y＞ｎ2-Z
を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ１０］のいずれか１項に記載の光学補償素子。
［Ａ１２］第２無機バリア層は、ＳｉＯ2層及びＳｉＮ層が複数、積層されて成る［Ａ０１］乃至［Ａ１１］のいずれか１項に記載の光学補償素子。
［Ａ１３］第１配向膜の光学軸と第２配向膜の光学軸との成す角度は、略９０度である［Ａ０１］乃至［Ａ１２］のいずれか１項に記載の光学補償素子。
［Ｂ０１］《液晶ライトバルブ組立体》
液晶ライトバルブ、及び、
液晶ライトバルブの少なくとも一方の側に配設された、［Ａ０１］乃至［Ａ１３］のいずれか１項に記載の光学補償素子、
から成る液晶ライトバルブ組立体。
［Ｂ０２］液晶ライトバルブは、第１偏光板、第１基板、液晶層、第２基板及び第２偏光板を備えており、
光学補償素子は、第１偏光板と第１基板との間、又は、第２基板と第２偏光板との間、又は、第１偏光板と第１基板との間及び第２基板と第２偏光板との間に配設されている［Ｂ０１］に記載の液晶ライトバルブ組立体。
［Ｂ０３］液晶ライトバルブは防塵ガラス板を備えており、
光学補償素子は防塵ガラス板を兼ねる［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の液晶ライトバルブ組立体。
［Ｂ０４］液晶層を構成する液晶分子はプレチルト状態を有する［Ｂ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載の液晶ライトバルブ組立体。
［Ｃ０１］《液晶プロジェクタ装置》
光源、
光源からの光が入射する液晶ライトバルブ組立体、及び、
液晶ライトバルブ組立体から出射された光を投射面に投射するための投射レンズ系、
を備えており、
液晶ライトバルブ組立体は、液晶ライトバルブ、及び、液晶ライトバルブの少なくとも一方の側に配設された［Ａ０１］乃至［Ａ１３］のいずれか１項に記載の光学補償素子から成る液晶プロジェクタ装置。
［Ｃ０２］複数の液晶ライトバルブ組立体、
光源からの光を複数の光路に分割する第１光学系、及び、
複数の液晶ライトバルブ組立体からの光を１つの光路に結合し、投射レンズ系へと出射する第２光学系、
を更に備えており、
複数の液晶ライトバルブ組立体のそれぞれは、第１光学系によって分割された光路に配置されており、
少なくとも１つの液晶ライトバルブ組立体は、液晶ライトバルブ、及び、液晶ライトバルブの少なくとも一方の側に配設された［Ａ０１］乃至［Ａ１３］のいずれか１項に記載の光学補償素子から成る［Ｃ０１］に記載の液晶プロジェクタ装置。
［Ｃ０３］《液晶プロジェクタ装置》
光源、
光源からの光を複数の光路に分割する第１光学系、
第１光学系によって分割された光路のそれぞれに配置された液晶ライトバルブ組立体、
複数の液晶ライトバルブ組立体からの光を１つの光路に結合する第２光学系、及び、
第２光学系からの光を投射面に投射するための投射レンズ系、
を備えており、
少なくとも１つの液晶ライトバルブ組立体は、液晶ライトバルブ、及び、液晶ライトバルブの少なくとも一方の側に配設された［Ａ０１］乃至［Ａ１３］のいずれか１項に記載の光学補償素子から成る液晶プロジェクタ装置。
【符号の説明】
【００７４】
１０・・・光学補償素子、２０・・・第１部材、１２１・・・第１透明基板、１２２・・・第１配向膜、１２３・・・第１位相差層、１２４・・・第１無機バリア層、３０・・・第２部材、２２１・・・第２透明基板、２２２・・・第２配向膜、２２３・・・第２位相差層、２２４・・・第２無機バリア層、４０・・・接着剤層、４１，４２・・・封止部材、５０・・・液晶ライトバルブ組立体、５０Ａ・・・液晶ライトバルブ（空間光変調器）、５１・・・第１基板、５２・・・第２基板、５３・・・液晶層、５４・・・ＴＦＴ層、５５・・・封止部材、５６，５７・・・偏光板、６１，６２・・・防塵ガラス、３００・・・液晶プロジェクタ装置、３０１・・・光源、３０２・・・第１フライアイレンズ、３０３・・・第２フライアイレンズ、３０５・・・平凸レンズ、３０６，３１０・・・ダイクロイックミラー、３０７，３１４，３１６・・・反射鏡、３０８，３１１，３１７・・・凸平レンズ、３０９，３１２，３１８・・・光変調部、３１３，３１５・・・リレーレンズ、３１９・・・クロスプリズム、３２０ａ，３２０ｂ・・・干渉フィルタ、３２１・・・投射レンズ系
【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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【国際調査報告】
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