(57)【要約】【課題】  電圧印加状態におけるＴＮ液晶層の位相差を高精度に補償する。【解決手段】  位相差補償層３４は、液晶表示パネルに設けられ、棒状液晶分子３２ａから構成されたＴＮ液晶層により生じる位相差を補償する。位相差補償層３４は、第１の光学異方性層３７〜第３の光学異方性層３９を備えている。第１の光学異方性層３７及び第３の光学異方性層３９は、基板を回転させ、入射角度を変化させながら斜方蒸着した無機材料の蒸着薄膜からなる負の複屈折性構造体であり、ハイブリッド配向領域Ａ２により生じる正の位相差を補償する。第２の光学異方性層３８は、屈折率の異なる無機材料が交互に積層された負のＣプレートとして作用する複屈折性構造体であり、垂直配向領域Ａ１により生じる正の位相差を補償する。【選択図】        図４
2007086406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板に保持された液晶層と、液晶層を透過する光の位相差を補償する位相差補償素子とが一対の偏光板の間に設けられた液晶表示装置において、
前記位相差補償素子は、蒸着基板上に形成された無機材料の斜方蒸着膜から構成され、
前記斜方蒸着膜は、蒸着の進行と同時に前記蒸着基板をその法線方向を中心として回転させることにより形成される傾斜した円弧状の柱状構造体からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記斜方蒸着膜は、蒸着の進行と同時に前記蒸着基板の傾斜角度を変えることにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
無機材料からなり、傾斜した円弧状の柱状構造体が可視光の波長以下の間隔で配列してなることを特徴とする光学異方性体。
【請求項４】
蒸着源から蒸着材料が蒸散する方向に対して基板を傾斜して設置することにより、前記基板上に斜方蒸着膜を形成する蒸着方法を用いて光学異方性体を製造する方法において、
円弧状の柱状構造体が可視光の波長以下の間隔で配列した構造の蒸着膜を作製するために、前記基板の傾斜角度を変化させて蒸着を行うことを特徴とする光学異方性体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明基板に保持された液晶層とこの液晶層を透過する光の位相差を補償する位相差補償素子とを一対の偏光板の間に設けた液晶表示装置、及び位相差補償素子に好適な光学異方性体並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ツイストネマティック（ＴＮ）液晶は、その構成要素となる棒状液晶分子が、電圧の印加されない電圧無印加状態で、その長軸が基板と平行、かつ液晶層の厚さ方向に長軸の方位が徐々に変化して全体として９０度ねじれられたツイスト配向している。ＴＮ液晶層は一対の透明基板の間に保持され、ＴＮ液晶層と一対の基板からなる液晶セルは一対の偏光板の間に設けられる。例えば、一対の偏光板がその吸収軸を互いに直交させたクロスニコルで配置されると、液晶セルはノーマリホワイトモードの液晶表示装置として機能する。
【０００３】
電圧無印加状態のＴＮ液晶層は、棒状液晶分子のねじれに従って、入射側の偏光板を通過した直線偏光の入射光の偏光方向を９０度回転させる。これにより、ＴＮ液晶層を透過した光は出射側の偏光板を通過でき、白が表現される。一方、電圧印加状態では、棒状液晶分子が基板と平行に配向した状態から基板と垂直な方向に配向した状態に変化する。垂直配向した棒状液晶分子は、入射側の偏光板を通過した直線偏光の入射光の偏光方向を変えないので、ＴＮ液晶層を透過した光は出射側の偏光板で遮断され、黒が表現される。
【０００４】
電圧印加状態における棒状液晶分子は、液晶層の中央部分では、基板に対してほぼ垂直方向に配向する。しかし、基板の近傍では、棒状液晶分子が完全に垂直な方向に配向しきれず、液晶層の厚さ方向に棒状液晶分子の基板面に対する傾斜角（チルト角）が変化したハイブリッド配向状態をとる。
【０００５】
棒状液晶分子がハイブリッド配向している領域では、どのような角度で入射する直線偏光の光であっても複屈折作用の影響を受けることになる。また、棒状液晶分子が垂直に配向している領域でも、基板面の法線方向から傾いた角度で入射した直線偏光の光は、棒状液晶分子の光軸である長軸方向に対して斜めに進行し、複屈折作用により楕円偏光となる。このような理由から、本来遮断されるべき光の一部が楕円偏光となって出射側の偏光板を通過してしまうと、正面方向及び斜め方向における液晶表示装置のコントラストが低下し、画像を正常に観察できる範囲である視野角が狭くなる。
【０００６】
上述の画質低下を改善し、コントラストの向上及び視野角の拡大を図るためのものとして、透明支持体上にディスコティック液晶性化合物からなる光学異方性層が設けられた位相差補償素子が知られている（特許文献１参照）。光学異方性層は、複屈折の極性がＴＮ液晶層と異なるディスコティック液晶性化合物を含む組成物を配向膜上に塗布し、配向温度よりも高い温度に加熱してディスコティック液晶性化合物を配向させ、その配向状態を固定化することにより形成される。光学異方性層は、電圧印加時におけるＴＮ液晶層の透過光に生じる位相差を補償し、楕円偏光の発生を防止するので、偏光板による光の遮断率を高め、コントラストの向上と視野角の拡大を図ることができる。
【０００７】
上述のディスコティック液晶性化合物や、ポリカーボネート又はコレステリック液晶化合物等のような有機物からなる位相差補償素子（例えば特許文献２，３参照）は、紫外線を含む光が長時間照射されると退色が発生し、液晶表示装置の画質を著しく劣化させる。これは、直視型の液晶表示装置よりも光源輝度の高い液晶プロジェクタにおいて特に顕著である。これを改善するものとして、無機材料の蒸着膜を利用した位相差補償素子が知られている（例えば、特許文献４、５参照）。
【特許文献１】特開２００５−２２１６３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０７１００号公報
【特許文献３】特開２００５−０４９８６６号公報
【特許文献４】特開平１１−２９５５２５号公報
【特許文献５】特開平１１−２６３８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献４、特許文献５に記載された位相差補償素子は、複屈折性を示さない斜方蒸着膜の光軸方向が基板面に対して傾斜した一軸性複屈折体であるため、ＴＮ液晶層のハイブリッド配向領域により生じる位相差を補償するには精度が不十分であるという問題がある。また、位相差補償の精度を高めるために、光軸の方向が互いに異なる複数の斜方蒸着層を形成した位相差補償素子も知られているがやはり精度が不十分である。
【０００９】
本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、紫外線等の光に対する耐久性に優れた無機材料からなり、高精度の位相差補償が可能となる位相差補償素子を備えた液晶表示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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、透明基板に保持された液晶層と、液晶層を透過する光の位相差を補償する位相差補償素子とが一対の偏光板の間に設けられた液晶表示装置において、前記位相差補償素子は、蒸着基板上に形成された無機材料の斜方蒸着膜から構成され、前記斜方蒸着膜は、蒸着の進行と同時に前記蒸着基板をその法線方向を中心として回転させることにより形成される傾斜した円弧状の柱状構造体からなることを特徴とする。
【００１１】
前記斜方蒸着膜は、蒸着の進行と同時に前記蒸着基板の傾斜角度を変えることにより形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の光学異方性体は、無機材料からなり、傾斜した円弧状の柱状構造体が可視光の波長以下の間隔で配列してなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の光学異方性体の製造方法は、蒸着源から蒸着材料が蒸散する方向に対して基板を傾斜して設置することにより、前記基板上に斜方蒸着膜を形成する蒸着方法を用いて光学異方性体を製造する方法において、円弧状の柱状構造体が可視光の波長以下の間隔で配列した構造の蒸着膜を作製するために、前記基板の傾斜角度を変化させて蒸着を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の液晶表示装置によれば、光軸が蒸着基板の厚さ方向に変化した傾斜円弧状の柱状構造体からなる斜方蒸着膜により位相差補償素子を構成したから、電圧印加時におけるＴＮ液晶層のハイブリッド配向領域における特異な光学異方性により生じる位相差が高精度に補償され、液晶表示装置のコントラスト向上、視野角の拡大を図ることができる。
【００１５】
また、蒸着の進行と同時に基板面をその法線方向を中心として回転させることに加え、蒸着角度を連続的に変化させることで、傾斜角度が連続的に変化した螺旋に近いねじれた曲線状の柱状構造体が形成される。この柱状構造体は、ＴＮ液晶層のハイブリッド配向領域の棒状液晶分子の配向分布と近似させた曲線状の光軸を有し、高精度に位相差補償された液晶表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１において、液晶プロジェクタ１０は、透過型の三枚の液晶表示パネル１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを備え、フルカラーの画像を投映することが可能である。光源１２から出射された光は、紫外線及び赤外線をカットするフィルタ１３を透過することにより赤色光、緑色光、青色光を含む白色光となる。ガラスロッド１４は、光源１２に用いられていた楕円面鏡の焦点近傍に端面が位置しており、光源１２からの光はガラスロッド１４に入射する。
【００１７】
ガラスロッド１４を透過した光は他方の端面から出射する。その近傍には、リレーレンズ１５が設けられている。ガラスロッド１４を出射した白色光は、リレーレンズ１５及びその先のコリメートレンズ１６により平行光となって、ミラー１７に入射する。ミラー１７を反射した白色光は、赤色光を透過するダイクロイックミラー１８Ｒで２光束に分けられ、透過した赤色光はミラー１９で反射して液晶表示パネル１１Ｒを背面側から照明する。
【００１８】
ダイクロイックミラー１８Ｒを反射した緑色光と青色光は、緑色光を反射するダイクロイックミラー１８Ｇで更に２光束に分割される。ダイクロイックミラー１８Ｇを反射した緑色光は、液晶表示パネル１１Ｇを背面側から照明する。ダイクロイックミラー１８Ｇを透過した青色光は、ミラー１８Ｂ、ミラー２０を反射し、液晶表示パネル１１Ｂを背面側から照明する。
【００１９】
各液晶表示パネル１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、フルカラー画像を形成するために、赤色、緑色、青色のグレースケール画像をそれぞれ形成する。合成プリズム２４は、液晶表示パネル１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂから等距離の位置に設けられている。光源１２からの照明光は、液晶表示パネル１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを透過することにより画像情報が付与された画像光に変調され、ダイクロイック面２４ａ及び２４ｂが設けられた合成プリズム２４において三色の画像光が合成される。合成された画像光は、投映レンズ２５によりスクリーン３上で結像され、フルカラー画像を形成する。
【００２０】
液晶表示パネル１１Ｒは、照明光が入射する側から順に、第一偏光板３０、ガラス基板３１、ＴＮ液晶層３２、ガラス基板３３、位相差補償層３４、第二偏光板３５を備えている。第一偏光板３０と第二偏光板３５は、その吸収軸が互いに直交したクロスニコルで配置されている。第一偏光板３０は、入射光を直線偏光にする偏光子として作用し、第二偏光板３５は、液晶表示パネル１１Ｒの内部を通過した直線偏光を検光する検光子として作用する。位相差補償層３４は、無機材料をガラス基板３３に蒸着して形成された蒸着薄膜からなり、ＴＮ液晶層３２を透過する光の位相差を補償する。なお、液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｂも同様の構成である。
【００２１】
なお、ＴＮ液晶層３２とガラス基板３３の間、及びガラス基板３１とＴＮ液晶層３２の間には、周知のように、ＴＮ液晶層３２に電圧を印加するための画素電極と共通電極（ともに図示なし）が設けられている。また、画素電極とＴＮ液晶層３２との間、共通電極とＴＮ液晶層３２の間には、電圧無印加時に液晶分子をガラス基板３１及びガラス基板３３に平行で、かつ９０°のツイスト角を与えるように方位角を異ならせて配向させるための配向膜（図示なし）が設けられている。
【００２２】
図３において、ＴＮ液晶層３２は、棒状液晶分子３２ａから構成されている。棒状液晶分子３２ａは、その長軸方向が光学異方性を示さない光軸であり、この光軸の斜め方向からの入射光に正の位相差を与え、光軸と垂直な方向からの入射光に最大の位相差を与える。棒状液晶分子３２ａが電圧無印加状態ではツイスト配向している。
【００２３】
電圧無印加状態のＴＮ液晶層３２は、入射側の第一偏光板３０を通過して直線偏光となった入射光を棒状液晶分子３２ａのねじれに沿ってその偏光方向を９０度回転させる。偏光方向が９０度回転した直線偏光の入射光は、第一偏光板３０の吸収軸と直交する方向に吸収軸が配置された出射側の偏光板４を通過することができ、液晶表示パネル１１Ｒは白表示状態となる。
【００２４】
電圧印加状態のＴＮ液晶層３２は、棒状液晶分子３２ａが基板面と垂直な方向に配向し、入射側の第一偏光板３０を通過して直線偏光となった入射光を、その偏光方向を変えずに通過させる。第一偏光板３０の吸収軸と直交する方向に振動する直線偏光の光は第二偏光板３５によって遮られ、外部に出射することができず、液晶表示パネル１１Ｒは黒表示状態となる。
【００２５】
図４において、飽和電圧が印加された状態のＴＮ液晶層３２は、棒状液晶分子３２ａが垂直に配向する垂直配向領域Ａ１と、基板面に対する棒状液晶分子３２ａの傾斜角度（チルト角）が層の厚さ方向に連続的に変化しているハイブリッド配向領域Ａ２とが生じる。垂直配向領域Ａ１はＴＮ液晶層３２の中央部で生じ、ハイブリッド配向領域Ａ２はガラス基板３１及びガラス基板３３の近傍で生じる。垂直配向領域Ａ１では棒状液晶分子３２ａがガラス基板３３の平面に対してほぼ垂直である。ハイブリッド配向領域Ａ２では、ガラス基板３１及びガラス基板３３にそれぞれ近づくほど棒状液晶分子３２ａの長軸が基板面と平行に配向しており、棒状液晶分子３２ａがＴＮ液晶層３２の厚さ方向にチルト角を変え、ねじれて配向している。
【００２６】
位相差補償層３４は、ガラス基板３３側から順に、第１の光学異方性層３７、第２の光学異方性層３８、第３の光学異方性層３９が設けられている。第１の光学異方性層３７は、図５にも示すように、蒸着基板となるガラス基板３３に入射する蒸着材料の入射角度を変えながら蒸着を進行し、さらに、蒸着の進行と同時にガラス基板３３を回転させることにより形成される無機材料の蒸着薄膜からなる。この無機材料としては例えばＴａ2Ｏ3を挙げることができる。第１の光学異方性層３７は、基板面に対する傾斜角度が徐々に大きくなるように傾斜した円弧状の柱状構造体３７ａを構成要素としている。
【００２７】
柱状構造体３７ａの中心軸３７ｂは、その方向から入射する光に対して光学異方性を示さない光軸であり、その形状は略螺旋状の曲線である。また、これらの微小な柱状構造体が可視光の波長以下の間隔で配列することにより、この蒸着膜は巨視的に光学異方性を示す構造性複屈折体となる。光学異方性の強さについては、柱状構造体の材質、傾斜角度、円弧の曲率、配列間隔、層の厚みなどで調整できる。例えば、光軸である中心軸３７ｂと垂直に入射した光に対しては負の位相差を与え、第１の光学異方性層３７は負の複屈折性構造体として作用させることができる。
【００２８】
第２の光学異方性層３８は、基板面の法線方向を積層方向として、屈折率が異なるＴｉＯ2層とＳｉＯ2層とをそれぞれ同じ厚さで交互に複数層積層した構造性複屈折体からなる。このような構造により、第２の光学異方性層３８は、積層方向すなわち基板面の法線方向に光軸を有し、面方向に光学異方性を示す負のＣプレートとして作用する。
【００２９】
なお、各層の厚みは、積層された薄膜の相互間で光干渉が生じることを避けるために薄い方がよいが、必要な位相差を得る厚さとするために積層回数が増えることを抑えるために、可視光の波長領域である４００〜７００ｎｍをλとしてλ／３０〜λ／１０程度であることが好ましい。また、第２の光学異方性層３８は、その材料として可視光領域における屈折率の最大値と最小値との屈折率差Δｎが０．５以上となる材料の組合せから選択されている。屈折率差Δｎが０．５未満であると、層の厚みを調整して所望の位相差を得るためには、二層を交互に積層する工程数が増加し、製造適性や生産性を低下させることになる。このため、ＴｉＯ2（屈折率ｎ＝２．５８３〜２．７４１）層とＳｉＯ2（屈折率ｎ＝１．４８７０〜１．５４４２）層の組合せは好適である。高屈折率材料としては、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2などがあり、低屈折率材料としては、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2などがある。
【００３０】
第３の光学異方性層３９は、第１の光学異方性層３７と同様に円弧状の柱状構造体３９ａを有している。柱状構造体３９ａの中心軸の傾きは、基板面に対して基板側で大きく、空気界面側で小さくなっており、この点で第１の光学異方性層３７と異なる構造をしている。
【００３１】
第１の光学異方性層３７の中心軸３７ｂは、その傾斜角度の変化の割合が、ガラス基板３１側のハイブリッド配向領域Ａ２における棒状液晶分子３２ａの光軸ＡＸの傾斜角度の変化の割合と等しくなっている。また、第２の光学異方性層３８は、光軸が基板方線方向であり、垂直配向領域Ａ１における棒状液晶分子３２ａの光軸と方向が等しい。第３の光学異方性層３９は、第二偏光板３５側のハイブリッド配向領域Ａ２と光軸の分布が等しくなっている。これにより、垂直配向領域Ａ１を透過した光に付与された正の位相差は、第２の光学異方性層３８を透過させることにより打ち消すことができる。また、ハイブリッド配向領域Ａ２を透過した光に付与された正の位相差は、第１の光学異方性層３７及び第３の光学異方性層３９を透過させることにより打ち消すことができる。なお、電圧無印加状態で棒状液晶分子が基板の法線方向に配向したＶＡ型の液晶層についても、液晶分子の配向のさせ方によっては、その角度が小さいものの、基板の法線方向に対して傾斜角度が変化しながら液晶分子が配向しているものがあり、それらについても同様の原理で位相差補償を行うことができる。
【００３２】
図６において、第１の光学異方性層３７は、蒸着装置４０を用いて作製される。蒸着装置４０は、十分な真空度が保たれた真空槽内で蒸着材料４１を加熱、蒸散させ、ガラス基板３３に蒸着材料の薄膜を形成する。蒸着源４２は紙面と垂直な方向に長い管状であり、その内部に蒸着材料４１が入れられる。蒸着源４２は、蒸着材料を蒸散させるための複数の蒸散穴４３が直線状に並んで設けられている。蒸散穴４３は、蒸着材料４１が斜め上方向に蒸散するように、蒸着源４２の斜め位置に設けられている。
【００３３】
ガラス基板３３が保持された基板保持機構４５は、ガラス基板３３を水平方向に移動させる水平移動ベルト４６と、水平移動ベルト４６上でガラス基板３３をその法線方向を中心に回転させる回転ホルダ４７とを備えている。回転ホルダ１７は、その下部が開口であり、蒸散した蒸着材料４１はガラス基板３３の下面に付着する。基板保持機構４５は、図中左側から右側へ向かって水平移動ベルト４６を移動させることに連動して、回転ホルダ４７を回転させる。すなわち、ガラス基板３３は、水平方向に一定距離移動するとき、移動距離に応じた一定の角度だけ回転する。
【００３４】
ガラス基板３３は、蒸着源４２からの距離が大きい位置から、蒸着源４２からの距離が小さい位置に向かって移動する。これにより、ガラス基板３３は、蒸着材料４１の入射角度が基板面に対して小さくなる位置から、入射角度が大きくなる位置へ移動することになる。すなわち、ガラス基板３３が移動することで、蒸着材料４１の入射角度は連続的に変化する。
【００３５】
蒸着源４２と基板保持機構４５との間には、蒸着材料４１の入射を遮る平板状の遮蔽マスク５０，５１と格子状の遮蔽マスク５２が設けられている。平板状の遮蔽マスク５０，５１は、蒸着材料４１がガラス基板３３に入射する最小角度と最大角度とを制限するために設けられている。格子状の遮蔽マスク５２は、ガラス基板３３の移動方向に対し、水平面内で直交した向きに設けられた棒状の遮蔽体５２ａを有している。格子状の遮蔽マスク５２は、蒸着材料４１の入射角度を断続的にするためのものである。
【００３６】
なお、蒸着材料４１の入射角度を連続的又は断続的に変化させると、柱状構造体３９ａはその傾斜角度が連続的又は断続的に変化する形状になる。傾斜角度が連続的に変化した柱状構造体３９ａとは、蒸着材料４１の入射角度が微小時間あたりに一定の角度だけ変化するように蒸着を進行させた場合に形成される柱状構造体を意味する。また、断続的とは、微小時間あたりの蒸着材料４１の入射角度の変化量が特定のタイミングで大きく又は小さくなるように蒸着を進行させた場合に形成される柱状構造体を意味する。
【００３７】
格子状の遮蔽マスク５２の開口５２ｂは、その幅が蒸着源４２に近づくほど小さくなっており、蒸着薄膜の成長速度を一定に保つ作用をする。すなわち、ガラス基板３３と蒸着源４２との距離が小さくなることで蒸着膜の成長速度が大きくなることを防ぐ。なお、遮蔽マスク５２の開口の幅は、ガラス基板３３が水平方向の移動と同時に回転することを考慮して、光学的な性質に影響を与え得る局所的な膜厚の偏りを生じないように決める必要がある。なお、第３の光学異方性層３９も同様にして蒸着装置４０を用いて作製することができる。この場合には、ガラス基板３３を図中右側から左側に向かって移動させ、基板の回転方向を同一にすればよい。
【００３８】
次に、液晶プロジェクタ１０の作用について説明する。なお、以下の説明では、主に赤色光について説明する。光源装置１２から発せられた照明光は、フィルタ１３により赤外線と紫外線がカットされる。照明光は、ガラスロッド１４に入射すると照度の均一な光に変換され、リレーレンズ１５及びコリメートレンズ１６によって平行光束となる。平行光束となった照明光は、ミラー１７を反射し、ダイクロイックミラー１８によって赤色光が分離される。分離された赤色光は、ミラー１９を反射し、液晶表示パネル１１Ｒに入射する。
【００３９】
液晶表示パネル１１Ｒに入射した赤色光は、第一偏光板３０を通過し、直線偏光の赤色光となる。赤色光は、ガラス基板３１を透過し、ＴＮ液晶層３２に入射する。ガラス基板３１は、光学的に等方性を示すので、赤色光は直線偏光のままである。ＴＮ液晶層３２に入射した赤色光は、電圧印加状態の画素領域と電圧無印加状態の画素領域とに入射する。
【００４０】
電圧無印加状態の画素領域では、入射した直線偏光の赤色光が、基板面と平行且つ厚さ方向に方位角が９０度ねじれて配向した棒状液晶分子３２ａによってその偏光方向が９０度回転する。偏光方向が９０回転した直線偏光の赤色光は、ガラス基板３３及び位相差補償層３４を透過した後、第二偏光板３５を通過することができる。なお、直線偏光として入射した赤色光は、ＴＮ液晶層３２を透過する時と位相差補償層３４を透過する時に複屈折作用を受けて楕円偏光となるが、大部分の光が第二偏光板３５を通過することができ、この画素領域は明るい赤色（白色）の画素領域として表示される。
【００４１】
電圧印加状態の画素領域では、棒状液晶分子３２ａが電場の影響を受け、その配向状態が変化する。ＴＮ液晶層３２では、その中央部に垂直配向領域Ａ１が発生し、ガラス基板３１及びガラス基板３３の各近傍にハイブリッド配向領域Ａ２が発生する。入射した直線偏光の赤色光は、棒状液晶分子３２ａにより偏光方向を変えられることなく、ＴＮ液晶層３２を透過する。ＴＮ液晶層３２を透過した赤色光は、ガラス基板３３及び位相差補償層３４を透過する。
【００４２】
直線偏光の赤色光が電圧印加状態のＴＮ液晶層３２を透過する際、基板面に対して垂直な正面方向から入射する赤色光は、ハイブリッド配向領域Ａ２の棒状液晶分子３２ａの光軸に対して非平行に進行するため、正の位相差が付与される。また、基板面に対して斜め方向から入射する赤色光は、垂直配向領域Ａ１及びハイブリッド配向領域Ａ２の棒状液晶分子３２ａの光軸に対して非平行に進行するため、正の位相差が付与される。
【００４３】
位相差補償層３４は、電圧印加状態のＴＮ液晶層３２を透過する赤色光に付与された正の位相差を打ち消す作用をする。例えば、正面方向からの入射光は、ハイブリッド配向領域Ａ２によって正の位相差が付与されるが、第１の光学異方性層３７と第３の光学異方性層３９がハイブリッド配向領域Ａ２の棒状液晶分子３２ａの光軸と同じ方向に光軸を有しているため、付与された正の位相差と等しい大きさの負の位相差が付与されることになる。これにより、赤色光に付与される位相差が補償される。
【００４４】
また、基板面に対して斜め方向から入射する赤色光は、ハイブリッド配向領域Ａ２によって付与された正の位相差が第１の光学異方性層３７と第３の光学異方性層３９とによって補償され、垂直配向領域Ａ１によって付与された正の位相差が第２の光学異方性層３８によって補償される。
【００４５】
このように、電圧印加状態のＴＮ液晶層３２を透過する赤色光は、ＴＮ液晶層３２によって正の位相差が付与されて楕円偏光となるが、位相差補償層３４によって正の位相差が補償されるため直線偏光に戻り、第二偏光板３５に達する。第二偏光板３５に到達した直線偏光の赤色光は、その偏光方向が第二偏光板３５の吸収軸と同方向であるため、第二偏光板３５を通過することはできない。電圧印加状態の画素領域では、第二偏光板３５を赤色光が通過しないことで黒表示状態となる。
【００４６】
液晶表示パネル１１Ｒでは、スクリーン３に表示される画像情報に基づいて、ＴＮ液晶層３２の画素領域にそれぞれ印加される電圧の大きさが制御され、液晶表示パネル１１Ｒに入射した赤色光の光束は画像情報が付与された画像光に変調される。液晶表示パネル１１Ｇ及び１１Ｂにおいても同様にして各色の画像光が生成される。ＲＧＢの各画像光は、クロスダイクロイックプリズム２４に入射し、三色の画像光が合成される。合成された画像光は、投映レンズ２５によってスクリーン３に結像し、カラー画像が拡大投映される。スクリーン３には、ハイライト部とシャドー部の差が鮮明に表現されたコントラストの高い画像が投映される。
【００４７】
以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、電圧印加状態のＴＮ液晶層で生じるハイブリッド配向領域の棒状液晶分子の配向分布と同等な傾斜した円弧状の柱状構造体を有する位相差補償層を備えているから、入射光に付与される正の位相差を高精度に補償することができ、黒表示状態の画素領域の光漏れを防ぐことでコントラストの良好な画像を再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】液晶プロジェクタの概略図である。
【図２】液晶表示パネルの断面図である。
【図３】ＴＮ液晶層の構造を示す斜視図である。
【図４】位相差補償層の構造とＴＮ液晶層の配向状態を比較した概念図である。
【図５】柱状構造体の模式図である。
【図６】蒸着装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  液晶プロジェクタ
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ  液晶表示パネル
３０  第一偏光板
３１，３３  ガラス基板
３２  ＴＮ液晶層
３２ａ  棒状液晶分子
３４  位相差補償層
３５  第二偏光板
３７  第１の光学異方性層
３７ａ  柱状構造体
３７ｂ  中心軸
３８  第２の光学異方性層
３９  第３の光学異方性層
３９ａ  柱状構造体
Ａ１  垂直配向領域
Ａ２  ハイブリッド配向領域
ＡＸ  光軸
【図１】
2007086406.tif 000003
【図２】
2007086406.tif 000004
【図３】
2007086406.tif 000005
【図４】
2007086406.tif 000006
【図５】
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【図６】
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