(57)【要約】【課題】液晶のプレチルト角を考慮して簡単かつ正確に光学補償を行うことができる光学素子を提供すること。【解決手段】本発明では、６面体における向かい合う３組の面のうち２組の面がそれぞれ平行であり、残る１組の面が平行ではない第１の部品と、第１の部品に対して鏡面対称となる第２の部品とを有し、第１の部品の向かい合う面が平行ではない面のいずれかと、第２の部品の向かい合う面が平行ではない面のいずれかとを接着し、その接着した面と各々向かい合う第１の部品の面と第２の部品の面とを平行にした光学補償素子１４を用いる。【選択図】図１
2007233208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶に対して負の１軸性位相差特性を有する光学素子において、
面内に垂直な方向に光学軸をもつ位相差層を、液晶分子のプレチルトと対応した方向に傾斜させた対向面をもつ一対の透明体で挟持してなる
ことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
６面体における向かい合う３組の面のうち２組の面がそれぞれ平行であり、残る１組の面が平行ではない第１の部品と、
前記第１の部品に対して鏡面対称となる第２の部品とを有し、
前記第１の部品の向かい合う面が平行ではない面のいずれかと、前記第２の部品の向かい合う面が平行ではない面のいずれかとが接着され、その接着された面と各々向かい合う前記第１の部品の面と前記第２の部品の面とが平行となっている
ことを特徴とする光学素子。
【請求項３】
接着される前記第１の部品の面と前記第２の部品の面とのうち少なくとも一方の面に、入射する光線の位相差を変化させる位相差層が設けられている
ことを特徴とする請求項２記載の光学素子。
【請求項４】
前記位相差層は、面内に垂直な方向に光学軸を有する負の1軸性位相差特性を有する
ことを特徴とする請求項３記載の光学素子。
【請求項５】
前記位相差層は、無機材料の積層構造からなる
ことを特徴とする請求項３記載の光学素子。
【請求項６】
前記位相差層は、複屈折を有する単結晶からなる
ことを特徴とする請求項３記載の光学素子。
【請求項７】
前記位相差層は、高分子フィルムからなる
ことを特徴とする請求項３記載の光学素子。
【請求項８】
光源と、
前記光源から出射された光束を所定の光路に収束させる照明光学系と、
前記照明光学系によって集光された光束を垂直配向された液晶分子により光変調する液晶素子と、
前記液晶素子によって光変調された光束を拡大投影する投影レンズと、
前記液晶素子の入射側、並びに出射側に配置される偏光子と、
前記入射側の偏光子と前記液晶素子との間、または前記出射側の偏光子と前記液晶素子との間に配置される光学素子とを備える投射型投影装置において、
前記光学素子は、
６面体における向かい合う３組の面のうち２組の面がそれぞれ平行であり、残る１組の面が平行ではない第１の部品と、
前記第１の部品に対して鏡面対称となる第２の部品とを有し、
前記第１の部品の向かい合う面が平行ではない面のいずれかと、前記第２の部品の向かい合う面が平行ではない面のいずれかとが接着され、その接着された面と各々向かい合う前記第１の部品の面と前記第２の部品の面とが平行となる
ことを特徴とする投射型投影装置。
【請求項９】
接着される前記第１の部品の面と前記第２の部品の面とのうち少なくとも一方の面に、入射する光線の位相差を変化させる位相差層が設けられている
ことを特徴とする請求項８記載の投射型投影装置。
【請求項１０】
前記位相差層は、面内に垂直な方向に光学軸を有する負の1軸性位相差特性を有する
ことを特徴とする請求項９記載の投射型投影装置。
【請求項１１】
前記位相差層は、無機材料の積層構造からなる
ことを特徴とする請求項９記載の投射型投影装置。
【請求項１２】
前記位相差層は、複屈折を有する単結晶からなる
ことを特徴とする請求項９記載の投射型投影装置。
【請求項１３】
前記位相差層は、高分子フィルムからなる
ことを特徴とする請求項９記載の投射型投影装置。
【請求項１４】
前記位相差層の面と垂直な方向は前記液晶素子の液晶配向方向と対応している
ことを特徴とする請求項９記載の投射型投影装置。
【請求項１５】
前記光学素子が、前記液晶素子の防塵ガラスと兼用となっている
ことを特徴とする請求項８記載の投射型投影装置。
【請求項１６】
各々の傾斜面を貼り合わせることで１つの直方体が構成される２つのプリズムを用い、少なくとも一方のプリズムの傾斜面に位相差層を形成する工程と、
前記２つのプリズムにおける傾斜面を貼り合わせて第１の直方体を構成する工程と、
前記第１の直方体の面のうち前記傾斜面と向かい合う面に沿って所定の角度を付けて第２の直方体を切り出す工程と
を備えることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１７】
前記位相差層は、面内に垂直な方向に光学軸を有する負の1軸性位相差層である
ことを特徴とする請求項１６記載の光学素子の製造方法。
【請求項１８】
前記位相差層は、無機材料の積層構造からなる
ことを特徴とする請求項１６記載の光学素子の製造方法。
【請求項１９】
前記位相差層は、複屈折を有する単結晶からなる
ことを特徴とする請求項１６記載の光学素子の製造方法。
【請求項２０】
前記位相差層は、高分子フィルムからなる
ことを特徴とする請求項１６記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直配向方式の液晶表示素子を用いた投射型投影装置に適用されるものに関して、主にコントラスト、明るさを向上させるために、光束の位相差制御を行う光学素子、投射型投影装置および光学素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、照明装置と、照明装置によって照明される光変調素子と、光変調素子の像を結像させる投影レンズとを備えた投射型画像表示装置が提案されている。これらの中には、光源として放電ランプを用い、画像変調素子としては透過型液晶素子やＤＭＤ（Digital Micromirror Device）が多く用いられており、デバイス、光学系とも、さまざまな改良を重ねてきた。さらに近年では、より高解像度な反射型液晶素子を用いた投射型画像表示装置も実用化されている。
【０００３】
投射型画像表示装置では、白色光を出射する光源を有し、光源からの白色光をダイクロイックミラーで、赤、緑、青の３色に色分離し、それぞれの色に対応して光変調素子を照明する。そして、光変調素子で変調された後クロスプリズムなどの色合成手段で合成され、投影レンズによりスクリーン上に投影される。
【０００４】
図７に投射型画像表示装置の概略構造を示す。この投射型画像表示装置において、ランプ１の発光部はリフレクタの焦点位置に配置されており、ランプ１から出射した光はリフレクタで反射することによりほぼ平行な光となり第１のインテグレータレンズ、および第２のインテグレータレンズ３に入射する。これらのレンズは、後に液晶表示装置に入射する光の照度を均一化する効果をもつ。インテグレータレンズを出射した光束は偏光ビームスプリッタ４に入射し、ここで所定の偏光方向の光に偏光される。偏光ビームスプリッタ４を出射した光はコンデンサーレンズ５に入射し集光される。
【０００５】
コンデンサーレンズ５を出射した白色光はダイクロイックミラー６によって分離される。例えば、ダイクロイックミラー６では赤色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域、青色波長大域の光は反射する。透過した赤色波長帯域の光は反射ミラー８、フィールドレンズ９を透過した後、反射型偏光子１０に入射し、反射型光変調素子（液晶変調素子）１１Ｒを照明する。
【０００６】
一方、ダイクロイックミラー６で反射した光は、再度ダイクロイックミラー７に入射する。ここで、青色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域の光は反射する。分離した光束はフィールドレンズ９、反射型偏光子１０にそれぞれ入射し、反射型液晶表示装置１１Ｂ、１１Ｇを照明する。
【０００７】
反射型液晶表示装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂで光変調された各色光は再度反射型偏光子１０に入射し、変調の度合いにより、一部は透過して光源の方向に戻り、一部は反射して色合成プリズム１２に入射する。色合成プリズム１２では緑色波長帯域の光は透過し、赤色、青色波長帯域の光は反射するように構成されており、各色の光束は合成されて投影レンズ１３に入射し、所定の倍率に拡大されてスクリーン（図示せず）に映像を映し出す。
【０００８】
近年、投射型画像投影装置においては、コントラスト特性や視野角特性を改善するために、位相差素子を用いた光学補償技術が用いられている。ここでは、垂直配向液晶における黒輝度補正の概念を説明する。垂直配向液晶における無電圧印加状態（黒状態）では、液晶分子は垂直に配光しており、この場合、液晶表示装置に垂直に入射した光束は複屈折を生じない。そのため、反射型偏光子に入射し所定の直線偏光とされた光束の偏光は乱れることなく、再び反射型偏光子に入射、透過し、スクリーンに光が漏れることはない。
【０００９】
しかし、液晶表示装置に所定の角度を持って入射した光に対しては複屈折を生じるため、直線偏光として反射型液晶表示装置に入射した光束は楕円偏光となり、その結果、再び反射型偏光子に入射した光の一部がスクリーンに到達し、コントラスト悪化の原因となる。
【００１０】
さらに、横電界による液晶分子の配光乱れの抑制や、液晶分子の応答速度の改善のため、液晶分子を液晶変調素子面に対し所定の角度（プレチルト角）傾けることが提案されており、その場合は、液晶表示装置に垂直に入射した光束場合も複屈折により偏光状態が乱され、コントラスト悪化の原因となる。
【００１１】
そこで、以上に述べた偏光の乱れを補償し、最適な偏光状態を実現する方法として、種々方式が提案されており、例えば、複屈折を有する単結晶を用いる方法、水晶やサファイヤなどを用いる方法、高分子フィルム等の複屈折を有する有機材料などを用いる方法が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−４２３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、単結晶を用いる方法の場合、特に液晶のプレチルト角度までをも考慮して補償しようとすると、結晶軸に対して所定の角度で切り出す必要が生じ、材料（単結晶）の切り出し、研磨等に非常に高い精度が必要となり実用的ではない。また、高分子系のフィルムを用いて液晶分子のプレチルト角度をも含めて補償しようとすると、２軸の位相差フィルムや、複数枚の位相差フィルムを組みあせて作る必要があり、こちらも高い精度が必要となり、かつ耐熱性や耐光性にも弱いといった問題点が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、液晶に対して負の１軸性位相差特性を有する光学素子において、面内に垂直な方向に光学軸をもつ位相差層を、液晶分子のプレチルトと対応した方向に傾斜させた対向面をもつ一対の透明体で挟持してなる光学素子である。
【００１５】
本発明の光学素子は、液晶の位相差を打ち消すための位相差層を、液晶分子のプレチルトと対応した方向に傾斜させた対向面をもつ一対の透明体で挟持した構成のため、位相差層の正確な光学軸を容易に設定することが可能となる。
【００１６】
この光学素子を実現するため、本発明では、６面体における向かい合う３組の面のうち２組の面がそれぞれ平行であり、残る１組の面が平行ではない第１の部品と、第１の部品に対して鏡面対称となる第２の部品とを有し、第１の部品の向かい合う面が平行ではない面のいずれかと、第２の部品の向かい合う面が平行ではない面のいずれかとを接着し、その接着した面と各々向かい合う第１の部品の面と第２の部品の面とを平行にしたものである。
【００１７】
これにより、光学素子としては直方体をなし、この直方体の面に対して第１の部品と第２の部品とを接着した面の角度を正確に設定できるようになり、この接着した面に位相差層を設けることで位相差層の光学軸を液晶分子のプレチルトと対応した方向に正確かつ容易に設定できるようになる。
【００１８】
ここで、位相差層としては、無機材料の積層構造や、複屈折を有する単結晶や、高分子フィルムを用いることができる。
【００１９】
このような本発明の光学素子は、超高圧水銀ランプ等の光源、光源からの光に照明され照明された光を変調する光変調素子（透過型、反射型）、所定の偏光状態を実現する偏光子（透過型の場合には入射側と出射側とで異なる偏光子、反射型の場合には入射側および出射側で同じ偏光子）、投影レンズを備えた投射型投影装置において、偏光子と光変調素子との間に配置する光学補償素子として適用することができる。
【００２０】
また、この光学素子を製造するには、各々の傾斜面を貼り合わせることで１つの直方体が構成される２つのプリズムを用い、少なくとも一方のプリズムの傾斜面に位相差層を形成する工程と、２つのプリズムにおける傾斜面を貼り合わせて第１の直方体を構成する工程と、第１の直方体の面のうち傾斜面と向かい合う面に沿って所定の角度を付けて第２の直方体を切り出す工程とによって実現する。これにより、直方体の面に対して所定の角度を備えた位相差層を簡単に製造できるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
したがって、本発明によれば、コントラストが高く、高輝度な投影型液晶表示装置を実現することが可能となる。また、光学補償のために位相差層として、無機材料の積層構造を用いることにより、耐熱性、耐光性、量産性に優れた光学補償素子を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。
【００２３】
＜反射型液晶（例えば、ＳＸＲＤ（Silicon Crystal Reflective Display）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon））の例＞
図１は、本実施形態に係る投射型投影装置を説明する模式図である。ランプ１の発光部はリフレクタの焦点位置に配置されており、ランプ１から出射した光はリフレクタで反射することによりほぼ平行な光となり第１のインテグレータレンズ２、および第２のインテグレータレンズ３に入射する。これらのレンズは、後に液晶表示装置に入射する光の照度を均一化する効果をもつ。インテグレータレンズを出射した光束は偏光ビームスプリッタ４に入射し、ここで所定の偏光方向の光に偏光される。
【００２４】
偏光ビームスプリッタ４を出射した光はコンデンサーレンズ５に入射し集光される。コンデンサーレンズ５を出射した白色光はダイクロイックミラー６によって分離される。例えばダイクロイックミラー６では赤色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域、青色波長大域の光は反射する。透過した赤色波長帯域の光は反射ミラー８、フィールドレンズ９を透過した後、反射型偏光子１０に入射し、反射型光変調素子（液晶変調素子）１１Ｒを照明する。
【００２５】
一方、ダイクロイックミラー６で反射した光は、再度ダイクロイックミラー７に入射する。ここで、青色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域の光は反射する。分離した光束はフィールドレンズ９、反射型偏光子１０にそれぞれ入射し、反射型液晶変調素子１１Ｂ、１１Ｇを照明する。
【００２６】
反射型液晶変調素子１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂで光変調された各色光は再度反射型偏光子１０に入射し、変調の度合いにより、一部は透過して光源の方向に戻り、一部は反射して色合成プリズム１２に入射する。色合成プリズム１２では緑色波長帯域の光は透過し、赤色、青色波長帯域の光は反射するように構成されており、各色の光束は合成されて投影レンズ１３に入射し、所定の倍率に拡大されてスクリーン（図示せず）に映像を映し出す。
【００２７】
ここで、反射型液晶変調素子１１と反射型偏光子１０との間に複屈折を有する光学素子がない場合、例え黒表示時であっても、液晶分子のわずかな位相差によって偏光状態が変わり楕円偏光成分が生じる。そのため、コントラストの低下といった問題が生ずることになる。
【００２８】
そこで、本実施形態においては、反射型液晶変調素子１１と反射型偏光子１０との間に光学補償素子（本発明に係る光学素子）１４を配置することにより液晶分子によって生じた位相差を打ち消す。
【００２９】
本実施形態で利用する光学補償素子は、図２にあるように、６面体の中にあり、１つ以上の辺が完全に接することがなく向かい合う３組の面において、２組の面がそれぞれ平行であり、残る一組の面が平行ではない部品Ａと、部品Ａに対して鏡面対称な部品Ｂとを有し、部品Ａの向かいある面が平行ではない面のいずれかと、部品Ｂの向かい合う面が平行ではない面のいずれかとが接着され、接着された面と各々向かい合う部品Ａの面と部品Ｂの面とが平行となるものを用いている。
【００３０】
図２（ａ）に示す例では、部品Ａのa〜fの面のうち、aとb、cとdは平行、eとfが非平行となっている。また、部品Ｂは部品Ａに対して鏡面対称な形状となっている。これら部品Ａ、Ｂの傾斜面を図２（ｂ）に示すように貼り合わせると、図２（ｃ）に示すような直方体の光学補償素子が構成される。
【００３１】
部品Ａと部品Ｂとの間には接着面に垂直な方向を光学軸とする負の１軸性特定を有する位相差層Ｓを備えている（図２（ｄ）参照）。この位相差層Ｓの材料として、サファイヤなどの単結晶を用いる場合や、有機材料からなる複屈折性フィルムなどを用いることが考えられる。また、無機材料の積層構造からも負の１軸性特性を有する位相差層Ｓを実現することが可能であり、耐熱性、耐光性、量産性等を考慮した場合、この方法が最も望ましい。無機材料の積層構造としては、例えば酸化シリコンと酸化チタンとを交互に複数層重ねたものを用いている。
【００３２】
本実施形態の光学補償素子は、液晶変調素子の画面表示サイズに合わせた大きさとなっており、例えば長手方向２ｃｍ、短手方向１．５ｃｍ、厚さ方向１．８ｍｍ〜２．５ｍｍとなっている。また、位相差層Ｓの厚さは数μｍ〜数十μｍ（好ましくは１μｍ〜５μｍ）となっており、光学的に影響の発生しない程度の厚さになっている。ここで、光学補償素子は、液晶変調素子の防塵ガラスと兼用の構成にしてもよい。
【００３３】
以下に、本実施形態における光学補償素子により液晶変調素子によって生ずる複屈折を打ち消すことができ、コントラストの高い画像を表示することができる点について説明する。
【００３４】
本実施形態では液晶変調素子として垂直配向型液晶を利用している。液晶変調素子の面に対し垂直な方向に光学軸をもつ液晶を考えた場合、液晶変調素子面に対して垂直に入射する光線に対しては位相差を与えない。しかし、斜めから入射した光線に対しては位相差が生ずることになり、結果として黒表示時の光漏れを起こしコントラストの低下が生ずる。
【００３５】
斜めからの光線に対して生ずる位相差を消失させるためには、液晶と同一特性で逆符号の位相差素子を液晶変調素子と偏光子の間に配置すればよい。仮に液晶が液晶変調素子面に垂直な方向に光学軸を持ち、正の１軸特性の場合、配置する光学補償素子は光学軸を液晶変調素子面に垂直な方向に持つ負の１軸複屈折素子とすればよい。
【００３６】
しかし、一般的に垂直配向液晶では駆動電圧を印加した際に、所定の方向に液晶分子の駆動方向を導くために配向処理がなされており、電圧を印加していない状態においても、図３（ｂ）に示すように、液晶分子の光学軸は液晶表示素子の垂線に対して傾き角度（プレチルト角）を持つ。
【００３７】
この場合、先に説明した負の１軸を有する光学補償素子の光学軸も液晶分子のプレチルト角度同等に傾ければ（図３（ａ）参照）、垂直入射・斜め入射を問わず位相差は生じない、もしくは位相差を非常に小さくできることになり（図４参照）、結果として表示される画像のコントラスト比を増加させることになる。
【００３８】
本実施形態の光学補償素子のようにブロック形状（直方体）になっていることで、外形面基準で簡単に取り付けできるとともに、位相差層の光学軸も正確に設定することが可能となる。
【００３９】
＜透過型液晶（垂直配向）の例＞
図５に透過型液晶を用いた投射型投影装置の模式図を示す。ランプ１の発光部はリフレクタの焦点位置に配置されており、ランプ１から出射した光はリフレクタで反射することによりほぼ平行な光となり第１フライアイレンズ２３、および第２フライアイレンズ２４に入射する。これらのレンズは、後に液晶表示装置に入射する光の照度を均一化する効果をもつ。フライアイレンズを出射した光束は偏光ビームスプリッタ２５に入射し、ここで所定の偏光方向の光に偏光される。
【００４０】
偏光ビームスプリッタ２５を出射した光はコンデンサーレンズ２６に入射し集光される。コンデンサーレンズ２６を出射した白色光はダイクロイックミラー２７によって分離される。例えば、ダイクロイックミラー２７では赤色波長帯域の光は反射し、緑色波長帯域、青色波長大域の光は透過する。反射した赤色波長帯域の光は反射ミラー２９、フィールドレンズ３０を透過した後、入射側偏光子３５に入射し、透過型液晶変調素子３１を照明する。
【００４１】
一方、ダイクロイックミラー２７を透過した光は、再度ダイクロイックミラー２８に入射する。ここで、青色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域の光は反射する。分離した光束はフィールドレンズ３０、入射側偏光子３５にそれぞれ入射し、透過型液晶変調素子３１を照明する。
【００４２】
透過型液晶変調素子３１で光変調された各色光はそれぞれ出射側偏光子３６に入射し、液晶変調素子の変調の度合いにより、一部が透過、一部が吸収され色合成プリズム３３に入射する。色合成プリズム３３では緑色波長帯域の光は透過し、赤色、青色波長帯域の光は反射するように構成されており、各色の光束は合成されて投影レンズ３４に入射し、所定の倍率に拡大されてスクリーン（図示せず）に映像を映し出す。
【００４３】
ここで、入射側偏光子３５と透過型液晶変調素子３１との間、もしくは透過型液晶変調素子３１と出射側偏光子３６との間に複屈折を有する光学補償素子がない場合、例え黒表示時であっても、液晶分子のわずかな位相差によって偏光状態が変わり楕円偏光成分が生じる。そのため、コントラストの低下といった問題が生ずることになる。
【００４４】
そこで、本実施形態においては、入射側偏光子３５と透過側液晶変調素子３１との間、もしくは透過型液晶変調素子３１と出射側偏光子３６との間に光学補償素子３７を配置することにより液晶分子によって生じた位相差を打ち消す。
【００４５】
本実施形態で利用する光学補償素子は、図３にあるように、６面体の中にあり、１つ以上の辺が完全に接することがなく向かい合う３組の面において、２組の面がそれぞれ平行であり、残る一組の面が平行ではない部品Ａと、部品Ａに対して鏡面対称な部品Ｂとを有し、部品Ａの向かいある面が平行ではない面のいずれかと、部品Ｂの向かい合う面が平行ではない面のいずれかとが接着され、接着された面と各々向かい合う部品Ａの面と部品Ｂの面とが平行となるものを用いている。
【００４６】
部品Ａと部品Ｂとの間には接着面に垂直な方向を光学軸とする負の１軸性位相差層を有する。負の１軸性位相差層の材料として、サファイヤなどの単結晶を用いる場合や、有機材料からなる複屈折性フィルムなどを用いることが考えられる。また更には無機材料の積層構造からも負の１軸性位相差層を実現することが可能であり、耐熱性、耐光性、量産性等を考慮した場合、この方法が最も望ましい。
【００４７】
以下に、本実施形態における光学補償素子により液晶変調素子によって生ずる複屈折を打ち消すことができ、コントラストの高い画像を表示することができる点について説明する。
【００４８】
本実施形態では液晶変調素子として垂直配向型液晶を利用している。液晶変調素子の面に対し垂直な方向に光学軸をもつ液晶を考えた場合、液晶変調素子面に対して垂直に入射する光線に対しては位相差を与えず等方的な光学素子として振舞う。しかし、斜めから入射した光線に対しては位相差が生ずることになり、結果として黒表示時の光漏れを起こしコントラストの低下が生ずる。
【００４９】
斜めからの光線に対して生ずる位相差を消失させるためには、液晶と同一特性で逆符号の位相差素子を液晶変調素子と偏光子の間に配置すればよい。仮に液晶が光学軸を液晶変調素子面に垂直な方向に光学軸を持ち、正の１軸特性の場合、配置する光学補償素子は光学軸を液晶変調素子面に垂直な方向に持つ負の１軸複屈折板にすればよい。
【００５０】
しかし、一般的に垂直配向液晶では駆動電圧を印加した際に、所定の方向に液晶分子の駆動方向を導くために配向処理がなされており、電圧を印加していない状態においても、液晶分子の光学軸は液晶表示素子の垂線に対して傾き角度（プレチルト角）を持つ。この場合、先に説明した負の１軸を有する光学補償素子の光学軸も液晶分子のプレチルト角度同等に傾ければ、垂直入射・斜め入射を問わず位相差を生じなくする、もしくは位相差を非常に小さくできることになり、結果として表示される画像のコントラスト比を増加させることになる。
【００５１】
＜光学補償素子の製造方法＞
図６は、本実施形態に係る光学補償素子の製造方法を説明する模式図である。先に示した本実施形態の光学補償素子を製造するため、先ず、図６（ａ）に示すような板状ガラスを研磨するか、２つのプリズムを用意する（図６（ｂ）参照）。この２つのプリズムは各々傾斜面を貼り合わせることで１つの直方体が構成されるものである。ここでは、２つのプリズムを第１プリズムＰ１と第２プリズムＰ２とする。
【００５２】
次に、図６（ｃ）に示すように、第１プリズムＰ１もしくは第２プリズムＰ２の少なくとも一方の傾斜面に位相差層Ｓを形成する。位相差層Ｓはスパッタや蒸着による無機材料の積層構造、複屈折を有する単結晶、高分子フィルムのうちいずれかが用いられる。本実施形態では、耐熱性、耐光性、量産性の観点から無機材料の積層構造を用いる。無機材料の積層構造としては、例えば酸化シリコンと酸化チタンとを交互に複数層重ねたものを用いている。
【００５３】
また、必要に応じて第１プリズムＰ１の傾斜面と対向する面や第２プリズムＰ２の傾斜面と対向する面に反射防止膜（ＡＲコート）を形成しておく。なお、完成後の光学補償素子を液晶表示装置の防塵ガラスと兼用する場合には、反射防止膜は一方の面のみでよい。
【００５４】
次いで、図６（ｄ）に示すように、第１プリズムＰ１の傾斜面と第２プリズムＰ２の傾斜面とを貼り合わせて第１直方体Ｂ１を構成する。この貼り合わせは、例えば紫外線照射硬化型接着剤を用いる。
【００５５】
その後、図６（ｅ）に示すように、貼り合わせた第１直方体Ｂ１における面のうち、傾斜面と向かい合う面に沿って所定の角度を付けて直方体に切り出し、第２直方体Ｂ２を構成する。図６（ｅ）に示す例では、第１直方体Ｂ１の上面に沿って４５度の角度を付けて第２直方体Ｂ２に切り出している。この第２直方体Ｂ２が本実施形態の光学補償素子となる。
【００５６】
ここで、第１直方体Ｂ１として細長形状のものを用いると、１個の第１直方体Ｂ１から複数個の第２直方体Ｂ２を切り出すことができ、量産性を高めることができる（図６（ｆ）参照）。このように切り出された第２直方体Ｂ１、すなわち本実施形態の光学補償素子では、第１プリズムＰ１および第２プリズムＰ２の傾斜面の角度と、第１直方体Ｂ１に対する第２直方体Ｂ２の切り出しの角度とによって、光学補償素子に構成される位相差層Ｓの光学軸（面内に垂直な方向の軸）が決定される。
【００５７】
つまり、この光学軸の角度として、光学補償素子を適用する液晶表示素子の液晶プレチルトと対応させることにより、直方体形状の光学補償素子の外周面を基準とした配置（取り付け）のみで液晶の位相差を精度良く打ち消すことができる光学補償が可能となる。また、第１プリズムＰ１および第２プリズムＰ２の傾斜面の角度や第２直方体Ｂ２の切り出しの角度によって正確に位相差層Ｓの光学軸を設定でき、外形は直方体でありながら光学軸を所望の角度に簡単かつ正確に設定することが可能となる。しかも、簡単な貼り合わせと切り出しのみで多くの光学補償素子を製造でき、高い量産性を実現できるようになる。
【００５８】
＜その他の例＞
上記説明した本実施形態の投射型投影装置では、白色光をもつ光源を用いているが、本発明はこれに限定されることはなく、ＬＥＤやレーザなどの単色光源、もしくはそれらの組みあわせでも適用可能である。また、偏光子として反射型偏光素子を用いているが、これに限定されることはなく、吸収型の偏光素子やＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施形態に係る投射型投影装置を説明する模式図である。
【図２】本実施形態に係る光学補償素子を説明する模式図である。
【図３】光学補償素子の光学軸を説明する模式図である。
【図４】液晶分子層と光学補償層との関係を説明する模式図である。
【図５】透過型液晶を用いた投射型投影装置を説明する模式図である。
【図６】本実施形態に係る光学補償素子の製造方法を説明する模式図である。
【図７】従来の投射型投影装置を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…ランプ、２…インテグレータレンズ、３…インテグレータレンズ、４…偏光ビームスプリッタ、５…コンデンサーレンズ、６…ダイクロイックミラー、７…ダイクロイックミラー、１０…反射型偏光子、１１…反射型光変調素子、１２…色合成プリズム、１３…投影レンズ、１４…光学補償素子
【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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