(57)【要約】【課題】表示パターンの輪郭部分に生ずる滲みや色むらを低減可能な光学ユニット、該光学ユニットを備えた投写型表示装置及び電子機器を提供すること。【解決手段】光学ユニット１００は、第１偏光板８１と、第１偏光板８１に対して透過軸または吸収軸が直交するように配置された第２偏光板８２と、第１偏光板８１と第２偏光板８２との間に配置された調光用液晶パネル１１０Ａと、を含む第１光変調部１２１と、第２偏光板８２に対して透過軸または吸収軸が直交するように配置された第３偏光板８３と、第２偏光板８２と第３偏光板８３との間に配置された表示用液晶パネル１１０Ｂと、を含む第２光変調部１２２と、を備え、調光用液晶パネル１１０Ａの画素の大きさは、表示用液晶パネル１１０Ｂの画素の大きさよりも大きく、調光用液晶パネル１１０Ａの光の入射側及びまたは射出側に第１光変調部１２１のコントラスト比を低下させる位相板９１を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１偏光板と、前記第１偏光板に対して透過軸または吸収軸が直交するように配置された第２偏光板と、前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に配置された調光用液晶パネルと、を含む第１光変調部と、
前記第２偏光板に対して透過軸または吸収軸が直交するように配置された第３偏光板と、前記第２偏光板と前記第３偏光板との間に配置された表示用液晶パネルと、を含む第２光変調部と、を備え、
前記調光用液晶パネルの画素の大きさは、前記表示用液晶パネルの画素の大きさよりも大きく、
前記調光用液晶パネルの光の入射側及びまたは射出側に前記第１光変調部のコントラスト比を低下させる位相板を有することを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
前記第２光変調部は、前記第２偏光板と前記表示用液晶パネルとの間に配置され、前記第２偏光板に対して透過軸または吸収軸が合致するように配置された第４偏光板を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記位相板は、ａ−プレートまたは２軸位相差板であって、前記調光用液晶パネルの液晶層の遅相軸の方位方向と、前記位相板の遅相軸の方位方向とが合致するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学ユニット。
【請求項４】
前記位相板は、ｃ−プレートであって、前記調光用液晶パネルの基板面の法線に対して遅相軸が傾斜するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学ユニット。
【請求項５】
前記位相板は、λ／２板であって、前記調光用液晶パネルの光の入射側と射出側とに配置され、λ／２板の遅相軸は入射側の前記第１偏光板及び射出側の前記第２偏光板の透過軸または吸収軸に対して方位方向がわずかにずれて配置され、相互のλ／２板の遅相軸が交差する角度は９０度以外の角度であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学ユニット。
【請求項６】
前記位相板は、前記調光用液晶パネルと一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学ユニット。
【請求項７】
前記第１光変調部のコントラスト比は、前記第２光変調部のコントラスト比に対して１／１０以下となっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学ユニット。
【請求項８】
前記調光用液晶パネル及び前記表示用液晶パネルの液晶層における液晶分子の配向は、１軸の略垂直配向であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学ユニット。
【請求項９】
光源と、
前記光源から発する光の光軸上に配置された請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学ユニットと、
前記光学ユニットから射出される表示光を拡大して投写する投写光学系と、を備えたことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１０】
光源と、
前記光源から発する光の光軸上に配置された請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学ユニットと、を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ユニット、投写型表示装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学ユニットとして光源から入射する照明光を画像情報に基づいて変調し表示光として射出する光変調手段がある。このような光変調手段は、例えば表示光をスクリーンなどに拡大投写する投写型表示装置（プロジェクター）などに用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、第１偏光板と第２偏光板との間に、補正用液晶パネルと、映像信号に応じて光を変調する表示用液晶パネルとを設けた液晶プロジェクターが開示されている。補正用液晶パネルは、表示用液晶パネルと液晶分子のツイスト方向が同じであって、液晶分子の配向方向（液晶分子がプレチルトしている方向）が光軸を中心に１８０度逆向きになるように、表示用液晶パネルに対して配置される例が示されている。これにより、表示用液晶パネルにおいて液晶分子がプレチルト角を有して配向していることに起因するコントラストの低下を改善できるとしている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、光源から射出された光を変調する第１光変調素子と、第１光変調素子と光路上に直列に配置され、第１光変調素子から射出される光を変調する第２光変調素子とを備え、第１光変調素子の光学像の明視方向と第２光変調素子の明視方向とが略一致するように配置された画像表示装置が開示されている。この画表示装置によれば、第１光変調素子の明視方向と第２光変調素子の明視方向とを略一致させることで、第２光変調素子から射出される画像の均一性やコントラスト特性を向上させ、鮮明な画像を得ることができるとしている。また、第１光変調素子及び第２光変調素子として液晶ライトバルブ（一対の偏光板の間に配置された液晶パネルを有する）が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４２０９１号公報
【特許文献２】特開２００６−２５１２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１や上記特許文献２において、光学補正用の液晶パネルの画素の大きさが表示用の液晶パネルの画素の大きさよりも大きい場合、表示用の液晶パネルの表示パターンに対応して光学補正用の液晶パネルを駆動すると、相互の画素の大きさの違いから該表示パターンの周辺に、好ましい表示状態と異なる階調状態の部分が生ずるという課題があった。このような階調状態が異なる部分は、特に画像処理において人間の視覚に近いＨＤＲ（High  Dynamic  Range）処理が行われている場合、表示パターンの輪郭部分に生ずる滲みや色むらとして認識され、「ハロー」と呼ばれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例］本適用例に係る光学ユニットは、第１偏光板と、前記第１偏光板に対して透過軸または吸収軸が直交するように配置された第２偏光板と、前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に配置された調光用液晶パネルと、を含む第１光変調部と、前記第２偏光板に対して透過軸または吸収軸が直交するように配置された第３偏光板と、前記第２偏光板と前記第３偏光板との間に配置された表示用液晶パネルと、を含む第２光変調部と、を備え、前記調光用液晶パネルの画素の大きさは、前記表示用液晶パネルの画素の大きさよりも大きく、前記調光用液晶パネルの光の入射側及びまたは射出側に前記第１光変調部のコントラスト比を低下させる位相板を有することを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、位相板によって第１光変調部のコントラスト比を低下させることで、表示用液晶パネルの表示パターンの周辺に生ずる、好ましい表示状態と異なる階調状態の部分（ハロー）が目立ち難くなる。すなわち、高いコントラストと優れた表示品質を実現可能な光学ユニットを提供できる。
【００１０】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記第２光変調部は、前記第２偏光板と前記表示用液晶パネルとの間に配置され、前記第２偏光板に対して透過軸または吸収軸が合致するように配置された第４偏光板を含むことが好ましい。
この構成によれば、第４偏光板を備えることによって第２光変調部におけるコントラスト比を改善することができる。すなわち、より高いコントラストと優れた表示品質を実現可能な光学ユニットを提供できる。
【００１１】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記位相板は、ａ−プレートまたは２軸位相差板であって、前記調光用液晶パネルの液晶層の遅相軸の方位方向と、前記位相板の遅相軸の方位方向とが合致するように配置されていることが好ましい。
この構成によれば、調光用液晶パネルの液晶層の遅相軸の方位方向と、位相板の遅相軸の方位方向とを合致させることで、相互の遅相軸がずれることに起因する光漏れを防止して、高いコントラストを実現できる。
【００１２】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記位相板は、ｃ−プレートであって、前記調光用液晶パネルの基板面の法線に対して遅相軸が傾斜するように配置されていることが好ましい。
この構成によれば、ｃ−プレートの遅相軸における傾斜角度を調整することで第１光変調部のコントラスト比を調整することができる。すなわち、第２光変調部のコントラスト比に応じて第１光変調部のコントラスト比を調整してハローを低減し、表示状態を最適化できる。
【００１３】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記位相板は、λ／２板であって、前記調光用液晶パネルの光の入射側と射出側とに配置され、λ／２板の遅相軸は入射側の前記第１偏光板及び射出側の前記第２偏光板の透過軸または吸収軸に対して方位方向がわずかにずれて配置され、相互のλ／２板の遅相軸が交差する角度は９０度以外の角度であることが好ましい。
この構成によれば、第１光変調部において第１偏光板を透過した偏光を第２偏光板から射出させる所謂白表示のときには、射出側の第２偏光板に対してλ／２板の遅相軸がわずかにずれているだけなので、白表示時の透過率は低下し難い。これに対して、第１光変調部において第１偏光板を透過した偏光を第２偏光板から射出させない所謂黒表示のときには、射出側の第２偏光板に対してλ／２板の遅相軸がわずかにずれていることで光漏れが生じるので、第１光変調部のコントラスト比が低下することとなる。すなわち、表示用液晶パネルの表示パターンの周辺に生ずる、好ましい表示状態と異なる階調状態の部分（ハロー）が目立ち難くなり、高いコントラストと優れた表示品質を実現可能な光学ユニットを提供できる。
【００１４】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記位相板は、前記調光用液晶パネルと一体に形成されているとしてもよい。
この構成によれば、位相板と調光用液晶パネルとの間に隙間がないので、隙間から入射する迷光の影響を受け無くなる。すなわち、構造的にシンプルで優れた表示品質を実現可能な光学ユニットを提供できる。
【００１５】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記第１光変調部のコントラスト比は、前記第２光変調部のコントラスト比に対して１／１０以下となっていることが好ましい。
この構成によれば、表示用液晶パネルの表示パターンの周辺に生ずる、好ましい表示状態と異なる階調状態の部分（ハロー）を確実に目立ち難くして、高いコントラストと優れた表示品質を実現可能な光学ユニットを提供できる。
【００１６】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記調光用液晶パネル及び前記表示用液晶パネルの液晶層における液晶分子の配向は、１軸の略垂直配向であることが好ましい。
この構成によれば、調光用液晶パネル及び表示用液晶パネルの液晶層における液晶分子の配向モードが１軸の略垂直配向（ＶＡ方式）となっているので、他の液晶分子の配向モードに比べて広い視角範囲に亘って高いコントラストと優れた表示品質を実現可能な光学ユニットを提供できる。
【００１７】
［適用例］本適用例に係る投写型表示装置は、光源と、前記光源から発する光の光軸上に配置された上記適用例に記載の光学ユニットと、前記光学ユニットから射出される表示光を拡大して投写する投写光学系と、を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、高いコントラストと優れた投写表示品質を実現可能な投写型表示装置を提供することができる。
【００１８】
［適用例］本適用例に係る電子機器は、光源と、前記光源から発する光の光軸上に配置された上記適用例に記載の光学ユニットと、を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、高いコントラストと優れた表示品質を実現可能な電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は第１実施形態の光学ユニットの構成を示す概略斜視図、（ｂ）は第１実施形態の光学ユニットにおける位相板を示す光学的な模式図、（ｃ）は他の位相板を示す光学的な模式図。
【図２】（ａ）は調光用液晶パネルの構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った調光用液晶パネルの構造を示す概略断面図。
【図３】表示領域における配向膜と液晶層における液晶分子の配向状態を示す概略断面図。
【図４】光学ユニットにおける光変調状態の課題を説明する図。
【図５】光学ユニットにおける第１光変調部及び第２光変調部のそれぞれのコントラスト比と表示パターン周辺のグレー部の輝度との関係を示す表。
【図６】第１実施形態の光学ユニットにおける第１光変調部の光変調状態を示す図。
【図７】（ａ）は第２実施形態の光学ユニットの構成を示す概略斜視図、（ｂ）は第２実施形態の光学ユニットにおける位相板の構成を説明する図。
【図８】第２実施形態の光学ユニットにおける第１光変調部の光変調状態を示す図。
【図９】（ａ）は第３実施形態の光学ユニットの構成を示す概略斜視図、（ｂ）は第３実施形態の光学ユニットにおける位相板の構成を説明する図。
【図１０】第３実施形態の光学ユニットにおける第１光変調部の光変調状態を示す図。
【図１１】（ａ）は第４実施形態の光学ユニットの構成を示す概略斜視図、（ｂ）は調光用液晶パネルの配向処理状態を示す概略平面図、（ｃ）は表示用液晶パネルの配向状態を示す概略平面図。
【図１２】第４実施形態の光学ユニットにおける第１光変調部の光変調状態を示す図。
【図１３】電子機器としての投写型表示装置の構成を示す概略図。
【図１４】変形例の第２光変調部の構成と光変調状態を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２１】
（第１実施形態）
＜光学ユニット＞
本実施形態の光学ユニットについて、図１を参照して説明する。図１（ａ）は第１実施形態の光学ユニットの構成を示す概略斜視図、図１（ｂ）は第１実施形態の光学ユニットにおける位相板を示す光学的な模式図、図１（ｃ）は他の位相板を示す光学的な模式図である。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の光学ユニット１００は、光軸Ｌ上において、光の入射側に配置された第１光変調部１２１と、第１光変調部１２１の光の射出側に配置された第２光変調部１２２とを備えている。つまり、光学ユニット１００は、２つの光変調部により、光源から入射する照明光を画像情報に基づいて変調し表示光として射出するものである。
【００２３】
第１光変調部１２１は、第１偏光板８１と、位相板９１と、調光用液晶パネル１１０Ａと、第２偏光板８２とを有している。第１偏光板８１の透過軸（または吸収軸）に対して第２偏光板８２の透過軸（または吸収軸）が直交するように、光軸Ｌ上において第１偏光板８１と第２偏光板８２とが配置されている。本実施形態では、四角形の第１偏光板８１において透過軸（または吸収軸）は、矢印で示すように長辺に沿った方向となっている。以降、当該長辺に沿った方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する第１偏光板８１の短辺に沿った方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交し、光軸Ｌに沿った方向をＺ方向として説明する。また、光軸Ｌに沿って光の入射側から見ることを「平面視」または「平面的に」と言うこととする。
【００２４】
調光用液晶パネル１１０Ａは、光軸Ｌ上において、第１偏光板８１と第２偏光板８２との間に配置されている。調光用液晶パネル１１０Ａの光学設計は、矢印で示した遅相軸が第１偏光板８１及び第２偏光板８２の透過軸（または吸収軸）と交差するようになっている。
【００２５】
第２光変調部１２２は、第２偏光板８２に対して透過軸（または吸収軸）が直交するように配置された第３偏光板８３と、第２偏光板８２と第３偏光板８３との間に配置された表示用液晶パネル１１０Ｂと、第２偏光板８２と表示用液晶パネル１１０Ｂとの間に配置され、第２偏光板８２に対して透過軸（または吸収軸）が合致するように配置された第４偏光板８４とを有している。なお、第４偏光板８４は必須の構成ではないが、表示用液晶パネル１１０Ｂに対して様々な角度で入射する偏光の偏光方向を安定させてコントラスト比を確保する観点から第４偏光板８４を設けることが好ましい。
【００２６】
表示用液晶パネル１１０Ｂの光学設計は、矢印で示した遅相軸が第４偏光板８４及び第３偏光板８３の透過軸（または吸収軸）と交差するようになっている。調光用液晶パネル１１０Ａ及び表示用液晶パネル１１０Ｂの構成と遅相軸とについては後述する。
【００２７】
第１光変調部１２１の位相板９１は、例えば、図１（ｂ）に示すように、屈折率の異方性を有する屈折率楕円体で示すことができるものであって、Ｘ方向とＹ方向とにより規定される面内における屈折率をｎx，ｎy、Ｚ方向に沿った屈折率をｎzとするとき、ｎx＞ｎy＝ｎzの関係を満たすものである。このような屈折率楕円体である位相板９１は、ａ―プレートと呼ばれている。位相板９１の遅相軸は、最も屈折率が大きいｎxの軸である。
【００２８】
位相板９１は、第２光変調部１２２のコントラスト比に対して、第１光変調部１２１のコントラスト比が１／１０以下となるように正面位相差値Ｒの値が設定されて第１偏光板８１と調光用液晶パネル１１０Ａとの間に挿入される。また、位相板９１の遅相軸と調光用液晶パネル１１０Ａの遅相軸とが合致するように第１偏光板８１と調光用液晶パネル１１０Ａとの間に配置される。位相板９１の正面位相差値Ｒは次のような数式（１）によって与えられる。
Ｒ＝Δｎ・ｄ・・・・（１）
Δｎは屈折率ｎxと屈折率ｎyとの差、ｄは位相板における位相を生じさせる部分の厚みである。
本実施形態における位相板９１の正面位相差値Ｒは、例えば１０ｎｍである。このような位相板９１の具体的な例としては、ガラスやフィルムなどの光学的に等方な透明基板（透明な支持体）に、トリアセテート、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリビニルアルコールなどの１軸延伸フィルムを貼り付けたもの、同じく透明基板（透明な支持体）に酸化シリコンや酸化アルミニウムなどの無機材料を蒸着法により成膜したものが挙げられる。あるいは正面位相差値が所定の値となるように水晶板を所定の厚みに研磨したものでもよい。
【００２９】
第１光変調部１２１のコントラスト比を低下させる位相板９１は、上述したａ―プレートであることに限定されない。例えば、図１（ｃ）に示すように、ｎx＞ｎy＞ｎzの関係を満たす屈折率楕円体である位相板９２であってもよい。このような位相板９２は２軸位相差板と呼ばれている。２軸位相差板の具体的な例としては、上述した透明基板に、トリアセテート、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリビニルアルコールなどの２軸延伸フィルムの貼り付けたもの、同じく透明基板に酸化シリコンや酸化アルミニウムなどの無機材料を蒸着法により成膜したものが挙げられる。あるいは正面位相差値が所定の値となるように水晶板を所定の厚みに研磨して重ね合わせたものでもよい。
【００３０】
なお、位相板９１（９２）は、第１偏光板８１と調光用液晶パネル１１０Ａとの間に配置されることに限定されず、調光用液晶パネル１１０Ａと第２偏光板８２との間に配置されていてもよい。また、第１偏光板８１と第２偏光板８２の間であって、調光用液晶パネル１１０Ａの光の入射側と射出側とにそれぞれ配置されていてもよい。その場合は、それぞれの位相板の正面位相差値の合計値が所望の正面位相差値Ｒとなるように調整される。
【００３１】
また、位相板９１（９２）は、調光用液晶パネル１１０Ａを構成する対向基板２０の光の入射側において、対向基板２０と一体的に形成されているとしてもよい。同様に、調光用液晶パネル１１０Ａを構成する素子基板１０の光の射出側において、素子基板１０と一体的に形成されているとしてもよい。
【００３２】
＜調光用液晶パネル＞
次に、図２及び図３を参照して調光用液晶パネル１１０Ａの一例について説明する。図２（ａ）は調光用液晶パネルの構成を示す概略平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った調光用液晶パネルの構造を示す概略断面図である。図３は表示領域における配向膜と液晶層における液晶分子の配向状態を示す概略断面図である。
【００３３】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の調光用液晶パネル１１０Ａは、互いに対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。素子基板１０の基材１０ｓ及び対向基板２０の基材２０ｓは、透光性を有する例えば石英基板やガラス基板などが用いられている。なお、本明細書における透光性とは、可視光領域の波長の光を少なくとも８５％以上透過可能な性質を言う。
【００３４】
素子基板１０は、対向基板２０よりも一回り大きい。素子基板１０と対向基板２０とは、対向基板２０の外縁部に沿って額縁状に配置されたシール材４０を介して貼り合わされ、その隙間に負の誘電異方性を有する液晶が封入されて、液晶層５０が構成されている。シール材４０は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材４０には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。
【００３５】
シール材４０の内側には、複数の画素Ｐがマトリックス状に配列した表示領域Ｅが設けられている。また、対向基板２０には、シール材４０と表示領域Ｅとの間に表示領域Ｅを取り囲む見切り部２１が設けられている。見切り部２１は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などで構成されている。なお、表示領域Ｅは、表示に寄与する複数の画素Ｐに加えて、複数の画素Ｐを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。
【００３６】
素子基板１０には、複数の外部接続端子１０４が配列した端子部が設けられている。素子基板１０の上記端子部に沿った第１の辺部とシール材４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられている。また、第１の辺部に対向する第２の辺部に沿ったシール材４０と表示領域Ｅとの間に検査回路１０３が設けられている。さらに、第１の辺部と直交し互いに対向する第３の辺部及び第４の辺部に沿ったシール材４０と表示領域Ｅとの間に走査線駆動回路１０２が設けられている。第２の辺部のシール材４０と検査回路１０３との間には、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。
【００３７】
これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線は、第１の辺部に沿って配置された複数の外部接続端子１０４に接続されている。上記第１の辺部に沿った方向がＸ方向であり、第３の辺部及び第４の辺部に沿った方向がＹ方向である。
【００３８】
図２（ｂ）に示すように、素子基板１０は、基材１０ｓ、並びに基材１０ｓの液晶層５０側の面において画素Ｐごとに設けられた画素電極１５と、画素電極１５を覆う配向膜１８とを有している。また、基材１０ｓには、画素電極１５をスイッチング制御する画素回路が設けられている。画素回路は、画素電極１５をスイッチング制御するためのスイッチング素子である薄膜トランジスター（Thin  Film  Transistor；以降、ＴＦＴと表す）３０を含むものである。
【００３９】
対向基板２０は、基材２０ｓ、並びに基材２０ｓの液晶層５０側の面に順に積層された見切り部２１、平坦化層２２、対向電極２３、及び配向膜２４などを有している。
【００４０】
見切り部２１は、図２（ａ）に示すように表示領域Ｅを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路１０２、検査回路１０３と重なる位置に設けられている。これにより対向基板２０側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮り、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役割を有している。また、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮光して、表示領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。
【００４１】
平坦化層２２は、例えばシリコン酸化物などの無機材料からなり、透光性を有して見切り部２１を覆うように設けられている。このような平坦化層２２は、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて形成されたシリコン酸化膜であり、平坦化層２２上に形成される対向電極２３の表面凹凸を緩和可能な程度の膜厚を有している。
【００４２】
対向電極２３は、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）やＩＺＯ（Indium  Zinc  Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層２２を覆うと共に、図２（ａ）に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６により素子基板１０側の配線に電気的に接続されている。
【００４３】
画素電極１５を覆う配向膜１８及び対向電極２３を覆う配向膜２４は、調光用液晶パネル１１０Ａの光学設計に基づいて設定されており、シリコン酸化物などの無機材料の斜め蒸着膜（無機配向膜）が採用されている。配向膜１８，２４は、無機配向膜の他にポリイミドなどの有機配向膜を採用してもよい。
【００４４】
このような調光用液晶パネル１１０Ａは透過型且つアクティブ駆動型であって、画素Ｐが非駆動時に明表示となるノーマリーホワイトモードや、非駆動時に暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。前述したように光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光板が光学設計に応じて配置されて用いられる。
【００４５】
図３に示すように、素子基板１０の画素電極１５を覆う配向膜１８は、例えば酸化シリコンを斜方蒸着して得られた酸化シリコンの柱状結晶体１８ａの集合体である。基材１０ｓの法線と実線の矢印で示した成膜方向とがなす角度θｂは、およそ４５度である。柱状結晶体１８ａが基材１０ｓの表面から成長する方向と法線とがなす角度θｃは必ずしも上記角度θｂと同じにならず、この場合は、およそ２０度である。このような配向膜１８の膜面において負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣは長軸が上記成膜方向側に傾いたプレチルトを有して略垂直配向している。基材１０ｓの法線と液晶分子ＬＣの長軸とがなすプレチルト角θｐはおよそ４度である。言い換えれば、液晶分子ＬＣのプレチルト角θｐがおよそ４度となるように、柱状結晶体１８ａの基材１０ｓに対する成長の角度θｃが制御されている。つまり成膜時の角度θｂが制御されている。
【００４６】
同様に、対向基板２０側の対向電極２３を覆う配向膜２４は、例えば酸化シリコンを斜方蒸着して得られた酸化シリコンの柱状結晶体２４ａの集合体である。基材２０ｓの法線と破線の矢印で示した成膜方向とがなす角度θｂは、およそ４５度である。配向膜２４の膜面（柱状結晶体２４ａ）に対して液晶分子ＬＣは成膜方向側にプレチルトを有した状態で略垂直配向している。柱状結晶体１８ａ，２４ａの成長方向は断面視で平行しており交差していない。以降、柱状結晶体をカラムと称して説明する。
【００４７】
対向基板２０側から見た素子基板１０の配向膜１８における液晶分子ＬＣのプレチルトの方向は、図２（ａ）に示したように配向膜１８における斜方蒸着の平面的な成膜方向（実線矢印で示す方位方向）と同じである。同じく対向基板２０側から見た配向膜２４の液晶分子ＬＣのプレチルトの所定の方向は、図２（ａ）に示すように配向膜２４における斜方蒸着の平面的な成膜方向（破線で示す方位方向）と同じである。このような１軸の略垂直配向方式（ＶＡ方式）における液晶分子ＬＣのプレチルトの方向は、調光用液晶パネル１１０Ａの光学設計条件に基づいて適宜設定される。本実施形態では、上記プレチルトの方向は光の入射側と射出側とに配置される第１偏光板８１及び第２偏光板８２の透過軸（または吸収軸）に対して４５°の角度で交わっている。本実施形態では、Ｙ方向とプレチルトの方向とがなす角度を、液晶分子ＬＣにおけるプレチルトの方位角θａと呼ぶこととする。これにより、画素電極１５と対向電極２３との間に所定電位を与えて液晶層５０を駆動したときに最大のコントラストが得られる構成となっている。
【００４８】
液晶分子ＬＣの遅相軸は、液晶分子ＬＣの長軸である。したがって、調光用液晶パネル１１０Ａの画素電極１５と対向電極２３とに駆動電圧を与えて電界を発生させ、液晶分子ＬＣをプレチルトの方向に倒すと、調光用液晶パネル１１０Ａの遅相軸は、Ｙ方向に対して時計回りに斜め４５°の方向となる（図１（ａ）参照）。言い換えれば、本実施形態において調光用液晶パネル１１０Ａの遅相軸とは、液晶層５０を駆動したときの液晶分子ＬＣにおける長軸の方位を指すものである。
【００４９】
＜表示用液晶パネル＞
本実施形態における表示用液晶パネル１１０Ｂは、透過型且つアクティブ駆動型の調光用液晶パネル１１０Ａと基本的に同じ構成を有し、１軸の略垂直配向方式（ＶＡ方式）であって、実際に表示しようとする表示パターンの画像情報に基づいて駆動されるものである。ただし、表示用液晶パネル１１０Ｂにおける画素Ｐの大きさは、調光用液晶パネル１１０Ａよりも小さい。言い換えれば、表示用液晶パネル１１０Ｂは、表示領域Ｅにおいて調光用液晶パネル１１０Ａよりも高精細に配置された複数の画素Ｐを有するものである。また、表示用液晶パネル１１０Ｂにおける負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣのプレチルトの方位角θａは１３５°となっている。これにより、調光用液晶パネル１１０Ａと同様に、画素電極１５と対向電極２３との間に所定電位を与えて液晶層５０を駆動したときに最大のコントラストが得られる構成となっている。したがって、表示用液晶パネル１１０Ｂの遅相軸は、Ｙ方向に対して時計回りに斜め１３５°の方向となる（図１（ａ）参照）。
【００５０】
次に、本発明によって改善する課題について図４及び図５を参照して具体的に説明する。図４は光学ユニットにおける光変調状態の課題を説明する図、図５は光学ユニットにおける第１光変調部及び第２光変調部のそれぞれのコントラスト比と表示パターン周辺のグレー部の輝度との関係を示す表である。
【００５１】
図４に示すように、光学ユニット１００により表示したい画像を、例えば円形の白表示（Ｗｈｉｔｅ）と、円形の白表示（Ｗｈｉｔｅ）を取り囲む黒表示（Ｂｌａｃｋ）とを含む表示パターンとする。第２光変調部１２２では、当該表示パターンに基づいて表示用液晶パネル１１０Ｂが駆動される。第１光変調部１２１では、第２光変調部１２２において円形の白表示（Ｗｈｉｔｅ）となった部分を含む領域に対応する調光用液晶パネル１１０Ａの画素Ｐが駆動される。調光用液晶パネル１１０Ａの画素Ｐの大きさは、表示用液晶パネル１１０Ｂの画素Ｐの大きさよりも大きいので、第１光変調部１２１における表示パターンは例えば上記円形の白表示（Ｗｈｉｔｅ）が内接する正方形の白表示（Ｗｈｉｔｅ）となる。それゆえに、第１光変調部１２１と第２光変調部１２２とにより表示された画像は、円形の白表示（Ｗｈｉｔｅ）と、円形の白表示（Ｗｈｉｔｅ）を囲む正方形のグレー表示（Ｇｒａｙ）と、正方形のグレー表示（Ｇｒａｙ）を取り囲む黒表示（Ｂｌａｃｋ）とを含むことになる。これは、第１光変調部１２１及び第２光変調部１２２において共に黒表示（Ｂｌａｃｋ）となった部分は光の透過率が減少し黒レベルが向上した状態となるからである。また、第１光変調部１２１が白表示（Ｗｈｉｔｅ）で第２光変調部１２２が黒表示（Ｂｌａｃｋ）となった部分は、本来の表示したい画像における黒色表示（Ｂｌａｃｋ）に対して階調状態が異なるグレー表示（Ｇｒａｙ）として認識される。
【００５２】
図５に示すように、例えば、第１光変調部１２１及び第２光変調部１２２のコントラスト比が共に１００：１であるとし、第１光変調部１２１の白表示（Ｗｈｉｔｅ）の照度を１０００００ルクス（ｌｘ）とする。そうすると、第１光変調部１２１における黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度は１０００ルクス（ｌｘ）となる。第１光変調部１２１と第２光変調部１２２とにより表示された画像におけるグレー表示（Ｇｒａｙ）の照度は第１光変調部１２１の白表示（Ｗｈｉｔｅ）の照度に第２光変調部１２２のＢｌａｃｋ比率を乗じた値になる。同様に、表示された画像における黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度は第１光変調部１２１の黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度に第２光変調部１２２のＢｌａｃｋ比率を乗じた値になる。したがって、第１光変調部１２１と第２光変調部１２２とにより表示された画像の照度は、白表示（Ｗｈｉｔｅ）が１０００００ルクス（ｌｘ）となり、グレー表示（Ｇｒａｙ）が１０００ルクス（ｌｘ）となり、黒表示（Ｂｌａｃｋ）が１０ルクス（ｌｘ）となる。グレー表示（Ｇｒａｙ）の照度は黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度に対して１００倍である。
【００５３】
表示された画像におけるグレー表示（Ｇｒａｙ）の部分は、本来、表示したい画像の黒表示（Ｂｌａｃｋ）の部分に対して階調状態が異なっていることから、グレー表示（Ｇｒａｙ）の部分が目立つことは表示品質を低下させる。具体的には、近年、高精細で色再現性に優れた表示が求められていることから、画像処理において人間の視覚に近いＨＤＲ（High  Dynamic  Range）処理が行われている場合、グレー表示（Ｇｒａｙ）の部分は表示パターンの輪郭部分に生ずる滲みや色むらとして認識されるため改善が求められている。
【００５４】
図５に示すように、例えば、第１光変調部１２１のコントラスト比を５０：１とし、第２光変調部１２２のコントラスト比を２００：１とし、第１光変調部１２１の白表示（Ｗｈｉｔｅ）の照度を１０００００ルクス（ｌｘ）とする。そうすると、第１光変調部１２１における黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度は、コントラスト比が１００：１である場合に比べて倍の２０００ルクス（ｌｘ）となる。したがって、第１光変調部１２１と第２光変調部１２２とにより表示された画像の照度は、白表示（Ｗｈｉｔｅ）が１０００００ルクス（ｌｘ）となり、グレー表示（Ｇｒａｙ）が５００ルクス（ｌｘ）となり、黒表示（Ｂｌａｃｋ）が１０ルクス（ｌｘ）となる。よって、黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度は変わらないが、グレー表示（Ｇｒａｙ）の照度は低下する。しかしながら、グレー表示（Ｇｒａｙ）の照度は黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度に対して５０倍でありまだ目立つ。この場合、第１光変調部１２１のコントラスト比は第２光変調部１２２のコントラスト比の１／４である。
【００５５】
これに対して、例えば、第１光変調部１２１のコントラスト比を３１．６２：１とし、第２光変調部１２２のコントラスト比を３１６．２：１とし、第１光変調部１２１の白表示（Ｗｈｉｔｅ）の照度を１０００００ルクス（ｌｘ）とする。そうすると、第１光変調部１２１における黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度は３１６２ルクス（ｌｘ）となる。したがって、第１光変調部１２１と第２光変調部１２２とにより表示された画像の照度は、白表示（Ｗｈｉｔｅ）が１０００００ルクス（ｌｘ）となり、グレー表示（Ｇｒａｙ）が３１６ルクス（ｌｘ）となり、黒表示（Ｂｌａｃｋ）が１０ルクス（ｌｘ）となる。よって、黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度は変わらないが、グレー表示（Ｇｒａｙ）の照度は黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度に対して３１．６倍となってグレー表示（Ｇｒａｙ）が目立ち難くなる。この場合、第１光変調部１２１のコントラスト比は第２光変調部１２２のコントラスト比の１／１０である。
【００５６】
また、例えば、第１光変調部１２１のコントラスト比をさらに低下させて１０：１とし、第２光変調部１２２のコントラスト比を向上させて１０００：１とし、第１光変調部１２１の白表示（Ｗｈｉｔｅ）の照度を１０００００ルクス（ｌｘ）とする。そうすると、第１光変調部１２１における黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度は１００００ルクス（ｌｘ）となる。したがって、第１光変調部１２１と第２光変調部１２２とにより表示された画像の照度は、白表示（Ｗｈｉｔｅ）が１０００００ルクス（ｌｘ）となり、グレー表示（Ｇｒａｙ）が１００ルクス（ｌｘ）となり、黒表示（Ｂｌａｃｋ）が１０ルクス（ｌｘ）となる。よって、黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度は変わらないが、グレー表示（Ｇｒａｙ）の照度は黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度の１０倍となってグレー表示（Ｇｒａｙ）がさらに目立ち難くなる。この場合、第１光変調部１２１のコントラスト比は第２光変調部１２２のコントラスト比の１／１００である。なお、表示された画像における黒表示（Ｂｌａｃｋ）の照度は、階調性を確保して優れた表示品質を実現する観点からできるだけ小さいことが好ましい。
【００５７】
上述した表示パターンの輪郭部分における滲みや色むらを改善するために、本実施形態の光学ユニット１００は、第１光変調部１２１のコントラスト比を第２光変調部１２２に比べて１／１０以下とすべく、第１光変調部１２１の位相板９１を構成した。以降、第１光変調部１２１における光変調状態について、図６を参照して説明する。図６は第１実施形態の光学ユニットにおける第１光変調部の光変調状態を示す図である。詳しくは、第１光変調部１２１における白表示及び黒表示の偏光状態を示す図である。
【００５８】
図６に示すように、第１光変調部１２１における第１偏光板８１の例えば透過軸は、Ｘ方向に沿った方向になっている。このときの光軸（破線）を中心とする透過軸の角度を０°とする。第２偏光板８２は、第２偏光板８２の透過軸が第１偏光板８１の透過軸に対して直交するように配置される。ａ−プレートである位相板９１の遅相軸は４５°であり、正面位相差値Ｒは例えば１０ｎｍである。調光用液晶パネル１１０Ａを駆動して白表示とすると、白表示となった部分の遅相軸は前述したように４５°となる。つまり、白表示のときの調光用液晶パネル１１０Ａの遅相軸と位相板９１の遅相軸とは合致した状態となる。なお、実際には、白表示のときの調光用液晶パネル１１０Ａの遅相軸は、４５°に対して多少のばらつきを有している。したがって、調光用液晶パネル１１０Ａの遅相軸と位相板９１の遅相軸とがほぼ合致した状態であればよい。
【００５９】
白表示において、第１偏光板８１を透過した光は光軸を中心とする角度が０°の直線偏光である。この直線偏光が位相板９１を透過すると長軸方向が０°の楕円偏光となる。さらにこの楕円偏光が駆動された調光用液晶パネル１１０Ａを透過すると、駆動された調光用液晶パネル１１０Ａがλ／２板と同様な作用を生ずることから、長軸方向が９０°の楕円偏光となる。この楕円偏光の長軸方向と第２偏光板８２の透過軸の方向とが合致することから、結果的に第１偏光板８１に入射した光は、第２偏光板８２を透過して白表示がなされる。仮に、位相板９１を削除しても第１偏光板８１に入射した光は、第２偏光板８２を透過して白表示がなされる。位相板９１の正面位相差値Ｒが比較的に小さいことから、位相板９１を配置しても白表示において照度が低下することはほとんどない。
【００６０】
これに対して、調光用液晶パネル１１０Ａを駆動せずに液晶分子ＬＣがほぼ垂直配向状態であるとすると、位相板９１を透過した長軸方向が０°の楕円偏光は、長軸方向がほとんど変化しない状態で調光用液晶パネル１１０Ａを透過する。したがって、長軸方向が０°の楕円偏光が第２偏光板８２に入射して、第２偏光板８２の透過軸に沿った方向の偏光成分だけが第２偏光板８２を透過して黒表示がなされる。仮に、位相板９１を削除すると、第１偏光板８１を透過した光軸を中心とする角度が０°の直線偏光は、調光用液晶パネル１１０Ａをそのまま透過して第２偏光板８２に入射するため、透過軸が９０°の第２偏光板８２をほとんど透過できない。つまり、位相板９１を削除した場合に比べて、位相板９１を有する第１光変調部１２１は、コントラスト比が低下することになる。第１光変調部１２１から位相板９１を削除した構成は、第２光変調部１２２と変わらない構成となることから、位相板９１を備えることにより第１光変調部１２１のコントラスト比は第２光変調部１２２のコントラスト比よりも低下する。位相板９１の正面位相差値Ｒは、図５を用いて説明したように、第１光変調部１２１のコントラスト比が第２光変調部１２２のコントラスト比に比べて１／１０以下となるように調整することが好ましい。
【００６１】
上記第１実施形態の光学ユニット１００によれば、以下の効果が得られる。
（１）第１光変調部１２１における調光用液晶パネル１１０Ａの画素Ｐの大きさは、第２光変調部１２２の表示用液晶パネル１１０Ｂの画素Ｐの大きさよりも大きい。また、第１光変調部１２１は、第２光変調部１２２のコントラスト比に対して第１光変調部１２１のコントラスト比を１／１０以下とする位相板９１を備えている。したがって、光学ユニット１００による表示パターンの輪郭部分において、所望の表示状態と異なる階調状態となるグレー表示が目立ち難くなる。すなわち、高いコントラストと優れた表示品質とを実現可能な光学ユニット１００を提供できる。
（２）第１光変調部１２１における調光用液晶パネル１１０Ａの画素Ｐの大きさは、第２光変調部１２２の表示用液晶パネル１１０Ｂの画素Ｐの大きさよりも大きいので、光軸Ｌ上において、表示用液晶パネル１１０Ｂに対して調光用液晶パネル１１０Ａを容易に位置決めすることができる。
（３）位相板９１を調光用液晶パネル１１０Ａと一体的に構成すれば、より構造が簡単な光学ユニット１００を実現できる。
【００６２】
（第２実施形態）
＜光学ユニット＞
次に、第２実施形態の光学ユニットについて図７及び図８を参照して説明する。図７（ａ）は第２実施形態の光学ユニットの構成を示す概略斜視図、図７（ｂ）は第２実施形態の光学ユニットにおける位相板の構成を説明する図である。図８は第２実施形態の光学ユニットにおける第１光変調部の光変調状態を示す図である。
第２実施形態の光学ユニットは、第１実施形態の光学ユニット１００に対して位相板９１（９２）の構成を異ならせたものである。したがって、光学ユニット１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６３】
図７（ａ）に示すように、本実施形態の光学ユニット２００は、光軸Ｌ上において、光の入射側に配置された第１光変調部２２１と、第１光変調部２２１の光の射出側に配置された第２光変調部１２２とを備えている。光学ユニット２００は、第１光変調部２２１と第２光変調部１２２とにより、光源から入射する照明光を画像情報に基づいて変調し表示光として射出するものである。
【００６４】
第１光変調部２２１は、第１偏光板８１と、位相板９３と、調光用液晶パネル１１０Ａと、第２偏光板８２とを有している。第１偏光板８１の透過軸（または吸収軸）に対して第２偏光板８２の透過軸（または吸収軸）が直交するように、光軸Ｌ上において第１偏光板８１と第２偏光板８２とが配置されている。
【００６５】
調光用液晶パネル１１０Ａは、光軸Ｌ上において、第１偏光板８１と第２偏光板８２との間に配置されている。調光用液晶パネル１１０Ａの光学設計は、矢印で示した遅相軸が第１偏光板８１及び第２偏光板８２の透過軸（または吸収軸）と交差するようになっている。
【００６６】
第２光変調部１２２は、第２偏光板８２に対して透過軸（または吸収軸）が直交するように配置された第３偏光板８３と、第２偏光板８２と第３偏光板８３との間に配置された表示用液晶パネル１１０Ｂと、第２偏光板８２と表示用液晶パネル１１０Ｂとの間に配置され、第２偏光板８２に対して透過軸（または吸収軸）が合致するように配置された第４偏光板８４とを有している。
【００６７】
第１光変調部２２１において、第１偏光板８１と調光用液晶パネル１１０Ａとの間に配置された位相板９３は、図７（ｂ）に示すように、屈折率の異方性を示す屈折率楕円体において、ｎx＝ｎy＞ｎzの関係を満たすものであって、ｎz軸に沿った方向から見ると光学的に屈折率が等方な円形となる。このような屈折率楕円体はｃ−プレートと呼ばれている。本実施形態の位相板９３は、ｃ−プレートを光軸Ｌに対して時計回りに４５°の軸を中心として所定の角度で傾斜させたものである。したがって、位相板９３は、光軸Ｌの方向、すなわちＺ方向から見ると方位角４５°の方向に遅相軸を有する屈折率楕円体である。よって、位相板９３の遅相軸と駆動されたときの調光用液晶パネル１１０Ａの遅相軸とが合致することになる。位相板９３における正面位相差値Ｒは、ｃ−プレートの光軸Ｌに対する傾斜角度によって変化する。
位相板９３の具体例、つまりｃ−プレートの具体例としては、前述した透明基板に、厚み方向（ｎz軸方向）の屈折率が異なるトリアセテート、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリビニルアルコールなどのフィルムを貼り付けたものが挙げられる。また、透明基板に無機材料を成膜して積層したものなどが挙げられる。
【００６８】
位相板９３もまた第１実施形態の位相板９１（９２）と同様に、第１偏光板８１と調光用液晶パネル１１０Ａとの間に配置されることに限定されず、調光用液晶パネル１１０Ａと第２偏光板８２との間に配置されていてもよい。
【００６９】
図８に示すように、第１光変調部２２１における白表示及び黒表示のときの光変調状態（偏光状態）は、基本的に第１実施形態の第１光変調部１２１と同じである。つまり、第１偏光板８１を透過し光軸を中心とする角度が０°の直線偏光が位相板９３を透過すると長軸方向が０°の楕円偏光となる。この楕円偏光が駆動された調光用液晶パネル１１０Ａを透過すると、駆動された調光用液晶パネル１１０Ａがλ／２板と同様な作用を生ずることから、楕円偏光の長軸方向が９０°の方向となる。この楕円偏光の長軸方向と第２偏光板８２の透過軸の方向とが合致することから、結果的に第１偏光板８１に入射した光は、第２偏光板８２を透過して白表示がなされる。位相板９３を削除しても第１偏光板８１に入射した光は、第２偏光板８２を透過して白表示がなされる。位相板９３の正面位相差値Ｒを１０ｎｍ程度の小さい値とすれば、位相板９３を配置しても白表示において照度が低下することはほとんどない。
【００７０】
これに対して、調光用液晶パネル１１０Ａを駆動せずに液晶分子ＬＣがほぼ垂直配向状態であるとすると、位相板９３を透過した長軸方向が０°の楕円偏光は、長軸方向がほとんど変化しない状態で調光用液晶パネル１１０Ａを透過する。したがって、長軸方向が０°の楕円偏光が第２偏光板８２に入射して、第２偏光板８２の透過軸に沿った方向の偏光だけが第２偏光板８２を透過して黒表示がなされる。位相板９３を削除した場合、第１偏光板８１を透過した光軸を中心とする角度が０°の直線偏光は、調光用液晶パネル１１０Ａをそのまま透過して第２偏光板８２に入射するため、透過軸が９０°の第２偏光板８２をほとんど透過できない。つまり、位相板９３を削除した場合に比べて、位相板９３を有する第１光変調部２２１は、コントラスト比が低下することになる。第１光変調部２２１から位相板９３を削除した構成は、第２光変調部１２２と変わらない構成となることから、位相板９３を備えることにより第１光変調部２２１のコントラスト比は第２光変調部１２２のコントラスト比よりも低下する。位相板９３の正面位相差値Ｒは、図５を用いて説明したように、第１光変調部２２１のコントラスト比が第２光変調部１２２のコントラスト比に比べて１／１０以下となるように、ｃ−プレートの光軸Ｌに対する傾斜角度を調整することが好ましい。また、調光用液晶パネル１１０Ａ及び表示用液晶パネル１１０Ｂにおけるコントラスト比は温度に依存するので、使用温度条件に対応してｃ−プレートの光軸Ｌに対する傾斜角度を調整することが好ましい。
【００７１】
上記第２実施形態の光学ユニット２００によれば、上記第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果に加えて、以下の効果が得られる。
（４）ｃ−プレートの光軸Ｌに対する傾斜角度を変えると、位相板９３の正面位相差値Ｒが変化する。つまり、ｃ−プレートの上記傾斜角度を調整することで第１光変調部２２１のコントラスト比を調整することが可能な光学ユニット２００を提供できる。言い換えれば、実際の表示パターンの輪郭部分における滲みや色むらなどの表示状態（表示品質）を調整可能な光学ユニット２００を提供できる。
【００７２】
（第３実施形態）
＜光学ユニット＞
次に、第３実施形態の光学ユニットについて、図９及び図１０を参照して説明する。図９（ａ）は第３実施形態の光学ユニットの構成を示す概略斜視図、図９（ｂ）は第３実施形態の光学ユニットにおける位相板の構成を説明する図である。図１０は第３実施形態の光学ユニットにおける第１光変調部の光変調状態を示す図である。
第３実施形態の光学ユニットは、第１実施形態の光学ユニット１００に対して第１光変調部１２１の構成を異ならせたものである。したがって、光学ユニット１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７３】
図９（ａ）に示すように、本実施形態の光学ユニット３００は、光軸Ｌ上において、光の入射側に配置された第１光変調部３２１と、第１光変調部３２１の光の射出側に配置された第２光変調部１２２とを備えている。光学ユニット３００は、第１光変調部３２１と第２光変調部１２２とにより、光源から入射する照明光を画像情報に基づいて変調し表示光として射出するものである。
【００７４】
第１光変調部３２１は、第１偏光板８１と、位相板９４と、調光用液晶パネル１１０Ａと、位相板９５と、第２偏光板８２とを有している。第１偏光板８１の透過軸（または吸収軸）に対して第２偏光板８２の透過軸（または吸収軸）が直交するように、光軸Ｌ上において第１偏光板８１と第２偏光板８２とが配置されている。
【００７５】
調光用液晶パネル１１０Ａは、光軸Ｌ上において、第１偏光板８１と第２偏光板８２との間に配置されている。調光用液晶パネル１１０Ａの光学設計は、矢印で示した遅相軸が第１偏光板８１及び第２偏光板８２の透過軸（または吸収軸）と交差するようになっている。
【００７６】
第２光変調部１２２は、第２偏光板８２に対して透過軸（または吸収軸）が直交するように配置された第３偏光板８３と、第２偏光板８２と第３偏光板８３との間に配置された表示用液晶パネル１１０Ｂと、第２偏光板８２と表示用液晶パネル１１０Ｂとの間に配置され、第２偏光板８２に対して透過軸（または吸収軸）が合致するように配置された第４偏光板８４とを有している。
【００７７】
第１光変調部３２１において、第１偏光板８１と調光用液晶パネル１１０Ａとの間に配置された位相板９４は、図９（ｂ）に示すように、λ／２板であって、光軸Ｌに沿った方向から見て、遅相軸に対して角度θで入射した直線偏光を倍の角度２θまで回転させて透過させるものである。調光用液晶パネル１１０Ａと第２偏光板８２との間に配置された位相板９５も位相板９４と同じλ／２板であって、遅相軸の角度設定が位相板９４と異なっている。
【００７８】
図１０に示すように、第１光変調部３２１において位相板９４は、遅相軸が光軸を中心に反時計回りで１°となるように第１偏光板８１と調光用液晶パネル１１０Ａとの間に配置されている。また、位相板９５は、遅相軸が光軸を中心に反時計回りで８９°となるように調光用液晶パネル１１０Ａと第２偏光板８２との間に配置されている。第１光変調部３２１における白表示では、第１偏光板８１を透過し光軸を中心とする角度が０°の直線偏光が位相板９４に入射すると、０°の直線偏光と位相板９４の遅相軸とがなす角度が１°であるため、光軸を中心に反時計回りの角度が２°の直線偏光となって射出される。２°の直線偏光が駆動された調光用液晶パネル１１０Ａを透過すると、駆動された調光用液晶パネル１１０Ａがやはりλ／２板と同様な作用を生ずることから、２°の直線偏光と調光用液晶パネル１１０Ａの遅相軸とがなす角度が４３°であることから、光軸を中心に反時計回りの角度が８８°の直線偏光となって射出される。８８°の直線偏光が位相板９５に入射すると、８８°の直線偏光と位相板９５の遅相軸とがなす角度が１°であるため、光軸を中心に反時計回りの角度が９０°の直線偏光となって射出される。したがって、９０°の直線偏光と第２偏光板８２の透過軸の方向とが合致することから、結果的に第１偏光板８１に入射した光は、第２偏光板８２を透過して白表示がなされる。位相板９４，９５を削除しても第１偏光板８１に入射した光は、第２偏光板８２を透過して白表示がなされる。したがって、λ／２板である位相板９４，９５を配置しても白表示において照度が低下することはない。
【００７９】
これに対して、第１光変調部３２１における黒表示では、第１偏光板８１を透過し光軸を中心に角度が０°の直線偏光が位相板９４に入射すると、０°の直線偏光と位相板９４の遅相軸とがなす角度が１°であるため、光軸を中心に反時計回りの角度が２°の直線偏光となって射出される。２°の直線偏光が駆動されていない調光用液晶パネル１１０Ａに入射すると、駆動されていない調光用液晶パネル１１０Ａでは液晶分子ＬＣが略垂直配向していることから、光軸を中心に反時計回りの角度がほぼ２°の直線偏光のまま射出される。２°の直線偏光が位相板９５に入射すると、２°の直線偏光と位相板９５の遅相軸とがなす角度が８７°のため、光軸を中心に反時計回りの角度が１７６°の直線偏光となって射出される。したがって、１７６°の直線偏光と第２偏光板８２の透過軸の方向とが合致せず、且つ直交していないことから、結果的に第１偏光板８１に入射した光は、第２偏光板８２を一部透過して黒表示がなされる。位相板９４，９５を削除しても第１偏光板８１に入射した光は、第２偏光板８２を透過せず黒表示がなされる。つまり、黒表示では、位相板９４，９５を削除した場合に比べて、位相板９４，９５を備えた第１光変調部３２１は黒レベルが下がることからコントラスト比が低下する。図５を用いて説明したように、第１光変調部３２１のコントラスト比が第２光変調部１２２のコントラスト比に比べて１／１０以下となるように、光軸を中心とした位相板９４，９５における遅相軸の角度を調整することが好ましい。
【００８０】
上記第３実施形態の光学ユニット３００によれば、以下の効果が得られる。
（１）第１光変調部３２１における調光用液晶パネル１１０Ａの画素Ｐの大きさは、第２光変調部１２２の表示用液晶パネル１１０Ｂの画素Ｐの大きさよりも大きい。また、第１光変調部３２１は、第２光変調部１２２のコントラスト比に対して第１光変調部３２１のコントラスト比を１／１０以下とする位相板９４，９５を備えている。位相板９４，９５は、λ／２板であって、調光用液晶パネル１１０Ａの光の入射側と射出側とに配置され、λ／２板の遅相軸は入射側の第１偏光板８１及び射出側の第２偏光板８２の透過軸に対して方位方向がわずかにずれて配置され、相互のλ／２板の遅相軸が交差する角度は９０度以外の角度である。したがって、第１光変調部３２１において第１偏光板８１を透過した直線偏光を第２偏光板８２から射出させる白表示のときには、射出側の第２偏光板８２に対してλ／２板の遅相軸がわずかにずれているだけなので、白表示時の透過率は低下し難い。これに対して、第１光変調部３２１において第１偏光板８１を透過した直線偏光を第２偏光板８２から射出させない黒表示のときには、射出側の第２偏光板８２に対してλ／２板の遅相軸がわずかにずれていることで光漏れが生じるので、第１光変調部３２１のコントラスト比が低下することとなる。ゆえに、光学ユニット３００による表示パターンの輪郭部分において、所望の表示状態と異なる階調状態となるグレー表示が目立ち難くなる。すなわち、高いコントラストと優れた表示品質とを実現可能な光学ユニット３００を提供できる。
（２）λ／２板である位相板９４，９５の光軸を中心とした遅相軸の角度を調整することで第１光変調部３２１のコントラスト比を調整することができる。
（３）第１光変調部３２１における調光用液晶パネル１１０Ａの画素Ｐの大きさは、第２光変調部１２２の表示用液晶パネル１１０Ｂの画素Ｐの大きさよりも大きいので、光軸Ｌ上において、表示用液晶パネル１１０Ｂに対して調光用液晶パネル１１０Ａを容易に位置決めすることができる。
【００８１】
（第４実施形態）
＜光学ユニット＞
次に、第４実施形態の光学ユニットについて図１１及び図１２を参照して説明する。図１１（ａ）は第４実施形態の光学ユニットの構成を示す概略斜視図、図１１（ｂ）は調光用液晶パネルの配向処理状態を示す概略平面図、図１１（ｃ）は表示用液晶パネルの配向状態を示す概略平面図である。図１２は第４実施形態の光学ユニットにおける第１光変調部の光変調状態を示す図である。
第４実施形態の光学ユニットは、第１実施形態の光学ユニット１００に対して、主に表示用液晶パネル１１０Ｂの構成を異ならせたものである。具体的には、表示用液晶パネルの液晶層の配向方式をツイストネマティック方式（ＴＮ方式）としたものである。
【００８２】
図１１（ａ）に示すように、本実施形態の光学ユニット４００は、光軸Ｌ上において、光の入射側に配置された第１光変調部４２１と、第１光変調部４２１の光の射出側に配置された第２光変調部４２２とを備えている。光学ユニット４００は、第１光変調部４２１と第２光変調部４２２とにより、光源から入射する照明光を画像情報に基づいて変調し表示光として射出するものである。
【００８３】
第１光変調部４２１は、第１偏光板８５と、位相板９６と、調光用液晶パネル１１０Ｃと、第２偏光板８６とを有している。第１偏光板８５の透過軸（または吸収軸）に対して第２偏光板８６の透過軸（または吸収軸）が直交するように、光軸Ｌ上において第１偏光板８５と第２偏光板８６とが配置されている。第１偏光板８５の透過軸は、光軸Ｌを中心に時計回りで１３５°となっている。第２偏光板８６の透過軸は、光軸Ｌを中心に時計回りで４５°となっている。
【００８４】
調光用液晶パネル１１０Ｃは、上記第１実施形態の透過型且つアクティブ駆動型の調光用液晶パネル１１０Ａと基本的に同じ構成を有し、１軸の略垂直配向方式（ＶＡ方式）であって、光軸Ｌ上において、第１偏光板８５と第２偏光板８６との間に配置されている。調光用液晶パネル１１０Ｃの光学設計は、矢印で示した遅相軸が第１偏光板８５及び第２偏光板８６の透過軸（または吸収軸）と交差するようになっている。
図１１（ｂ）に示すように、調光用液晶パネル１１０Ｃにおける無機配向膜の成膜方向を示す角度θａは、Ｙ方向に対して９０°である。つまり、調光用液晶パネル１１０Ｃの遅相軸は、Ｘ方向に沿った方向となっている。
【００８５】
図１１（ａ）に示すように、第１光変調部４２１の位相板９６は、ａ−プレートであって、位相板９６の遅相軸（実線の矢印で示す）が、調光用液晶パネル１１０Ｃの遅相軸（実線の矢印で示す）と合致するように、第１偏光板８５と調光用液晶パネル１１０Ｃとの間に配置されている。位相板９６の正面位相差値Ｒは例えば１０ｎｍである。位相板９６の具体的な例としては、上記第１実施形態の位相板９１と同様であり、ガラスやフィルムなどの光学的に等方な透明基板（透明な支持体）に、トリアセテート、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリビニルアルコールなどの１軸延伸フィルムを貼り付けたもの、同じく透明基板（透明な支持体）に酸化シリコンや酸化アルミニウムなどの無機材料を蒸着法により成膜したものが挙げられる。あるいは正面位相差値が所定の値となるように水晶板を所定の厚みに研磨したものでもよい。
【００８６】
位相板９６はａ―プレートであることに限定されず、上記第１実施形態で説明したように、ｎx＞ｎy＞ｎzの関係を満たす屈折率楕円体である２軸位相差板であってもよい。また、位相板９６は、第１偏光板８５と調光用液晶パネル１１０Ｃとの間に配置されることに限定されず、調光用液晶パネル１１０Ｃと第２偏光板８６との間に配置されていてもよい。また、第１偏光板８５と第２偏光板８６の間であって、調光用液晶パネル１１０Ｃの光の入射側と射出側とにそれぞれ配置されていてもよい。その場合は、それぞれの位相板の正面位相差値の合計値が所望の正面位相差値Ｒとなるように調整される。
【００８７】
また、位相板９６は、調光用液晶パネル１１０Ｃを構成する対向基板２０の光の入射側において、対向基板２０と一体的に形成されているとしてもよい。同様に、調光用液晶パネル１１０Ｃを構成する素子基板１０の光の射出側において、素子基板１０と一体的に形成されているとしてもよい。
【００８８】
第２光変調部４２２は、第２偏光板８６に対して透過軸（または吸収軸）が直交するように配置された第３偏光板８７と、第２偏光板８６と第３偏光板８７との間に配置された表示用液晶パネル１１０Ｄと、第２偏光板８６と表示用液晶パネル１１０Ｄとの間に配置され、第２偏光板８６に対して透過軸（または吸収軸）が合致するように配置された第４偏光板８８とを有している。第４偏光板８８の透過軸は、光軸Ｌを中心に時計回りで４５°となっている。第３偏光板８７の透過軸は、光軸Ｌを中心に時計回りで１３５°となっている。
【００８９】
表示用液晶パネル１１０Ｄは、ＴＮ方式であって、上記第１実施形態の透過型且つアクティブ駆動型の表示用液晶パネル１１０Ｂと基本的に同じ構成を有している。表示用液晶パネル１１０Ｄの画素Ｐの大きさは、調光用液晶パネル１１０Ｃの画素Ｐの大きさよりも小さい。
図１１（ｃ）に示すように、表示用液晶パネル１１０Ｄの対向基板における配向膜の配向処理方向は、光軸Ｌに沿った方向から見て破線の矢印で示す左下から右上に向かう方向であって、光の入射側に配置された第４偏光板８８の透過軸と合致している。表示用液晶パネル１１０Ｄの素子基板における配向膜の配向処理方向は、光軸Ｌに沿った方向から見て実線の矢印で示す右下から左上に向かう方向であって、光の射出側に配置された第３偏光板８７の透過軸と合致している。液晶層は正の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣからなり、光軸Ｌに沿った方向から見て液晶分子ＬＣのツイスト方向は反時計回りであり、ツイスト角θｔは９０°である。なお、ツイスト角θｔは必ずしも９０°であることに限定されず、９０°に近い例えば８９°であってもよい。
【００９０】
このような表示用液晶パネル１１０Ｄを備えた第２光変調部４２２は、実際に表示したい表示パターンに対応して表示用液晶パネル１１０Ｄが駆動される。本実施形態の第２光変調部４２２において、白表示を行うときは表示用液晶パネル１１０Ｄの画素Ｐには駆動電圧が印加されず、黒表示を行うときに表示用液晶パネル１１０Ｄの画素Ｐに駆動電圧が印加される。
【００９１】
図１２に示すように、第１偏光板８５を透過し光軸を中心とする角度が時計回りに１３５°の直線偏光が位相板９６を透過すると長軸方向が時計回りに１３５°の楕円偏光となる。１３５°の楕円偏光が駆動された調光用液晶パネル１１０Ｃを透過すると、駆動された調光用液晶パネル１１０Ｃがλ／２板と同様な作用を生ずることから、楕円偏光の長軸方向が時計回りに４５°の方向となる。楕円偏光の４５°の長軸方向と第２偏光板８６の透過軸の方向とが合致することから、結果的に第１偏光板８５に入射した光は、第２偏光板８６を透過して白表示がなされる。位相板９６を削除しても第１偏光板８５に入射した光は、第２偏光板８６を透過して白表示がなされる。位相板９６の正面位相差値Ｒを１０ｎｍ程度の小さい値とすれば、位相板９６を配置しても白表示において照度が低下することはほとんどない。
【００９２】
これに対して、調光用液晶パネル１１０Ｃを駆動せずに液晶分子ＬＣがほぼ垂直配向状態であるとすると、位相板９６を透過した長軸方向が時計回りに１３５°の楕円偏光は、長軸方向がほとんど変化しない状態で調光用液晶パネル１１０Ｃを透過する。したがって、長軸方向が時計回りに１３５°の楕円偏光が第２偏光板８６に入射して、第２偏光板８６の透過軸に沿った方向の偏光だけが第２偏光板８６を透過して黒表示がなされる。位相板９６を削除した場合、第１偏光板８５を透過した光軸を中心とする角度が時計回りで１３５°の直線偏光は、調光用液晶パネル１１０Ｃをそのまま透過して第２偏光板８６に入射するため、透過軸が時計回りで４５°の第２偏光板８６をほとんど透過できない。つまり、位相板９６を削除した場合に比べて、位相板９６を有する第１光変調部４２１は、コントラスト比が低下することになる。位相板９６の正面位相差値Ｒは、図５を用いて説明したように、第１光変調部４２１のコントラスト比が第２光変調部４２２のコントラスト比に比べて１／１０以下となるように、位相板９６の正面位相差値Ｒを調整することが好ましい。
【００９３】
なお、第１光変調部４２１に比べて第２光変調部４２２のコントラスト比を高める方策として、表示用液晶パネル１１０Ｄの光の入射側及び／または射出側に、液晶層における液晶分子ＬＣの配向状態（プレチルトやツイスト）に起因する光漏れを防ぐ例えばｃ−プレートなどの光学補償板を配置してもよい。
【００９４】
上記第４実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）第１光変調部４２１における調光用液晶パネル１１０Ｃの画素Ｐの大きさは、第２光変調部４２２の表示用液晶パネル１１０Ｄの画素Ｐの大きさよりも大きい。また、第１光変調部４２１は、第２光変調部４２２のコントラスト比に対して第１光変調部４２１のコントラスト比を１／１０以下とする位相板９６を備えている。したがって、光学ユニット４００による表示パターンの輪郭部分において、所望の表示状態と異なる階調状態となるグレー表示が目立ち難くなる。すなわち、高いコントラストと優れた表示品質とを実現可能な光学ユニット４００を提供できる。
（２）第１光変調部４２１における調光用液晶パネル１１０Ｃの画素Ｐの大きさは、第２光変調部４２２の表示用液晶パネル１１０Ｄの画素Ｐの大きさよりも大きいので、光軸Ｌ上において、表示用液晶パネル１１０Ｄに対して調光用液晶パネル１１０Ｃを容易に位置決めすることができる。
（３）位相板９６を調光用液晶パネル１１０Ｃと一体的に構成すれば、より構造が簡単な光学ユニット４００を実現できる。
【００９５】
（第５実施形態）
＜電子機器＞
次に、本実施形態の光学ユニットが適用された電子機器について、図１３を参照して説明する。図１３は電子機器としての投写型表示装置の構成を示す概略図である。
【００９６】
図１３に示すように、本実施形態の電子機器としての投写型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、を備えている。また、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、を備えている。さらに、３つの透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投写光学系としての投写レンズ１２０７と、を備えている。
【００９７】
偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。
【００９８】
ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から射出された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。
【００９９】
ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。
【０１００】
液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【０１０１】
液晶ライトバルブ１２１０は、上記第１実施形態の光学ユニット１００（図１参照）が適用されたものである。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。
【０１０２】
このような投写型表示装置１０００によれば、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、上記第１実施形態の光学ユニット１００が用いられているので、高いコントラストと優れた表示品質とが実現された投写型表示装置１０００を提供することができる。なお、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、上記第２実施形態の光学ユニット２００、上記第３実施形態の光学ユニット３００、上記第４実施形態の光学ユニット４００を採用しても同様な効果が得られる。
【０１０３】
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う光学ユニット、該光学ユニットを適用する投写型表示装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【０１０４】
（変形例１）上記第１実施形態〜上記第３実施形態において、第２光変調部の構成は、これに限定されない。図１４は変形例の第２光変調部の構成と光変調状態を示す概略図である。例えば、図１４に示すように、変形例の第２光変調部１２２Ｂは、光軸上において互いの透過軸（または吸収軸）が直交するように配置された第３偏光板８３と第４偏光板８４と、第３偏光板８３と第４偏光板８４との間に配置された表示用液晶パネル１１０Ｂと、第４偏光板８４と表示用液晶パネル１１０Ｂとの間に配置された位相板９７とを有する。つまり、変形例の第２光変調部１２２Ｂは、上記第１実施形態の第２光変調部１２２に対して位相板９７を備えていることが異なっている。
位相板９７は、表示用液晶パネル１１０Ｂにおいて液晶層５０の１軸の略垂直配向した液晶分子ＬＣにおけるプレチルトに起因する位相差を打ち消す（光学的に補償する）目的で配置されている。このような位相板９７の具体的な例としては、上記第２実施形態で説明した位相板９３と同様にｃ−プレートを光軸に対して傾斜させ、光軸を中心に時計回りで４５°の方位方向に遅相軸を発生させる例が挙げられる。また、上記第１実施形態で説明した位相板９２と同様な２軸位相差板を光軸に対して傾斜させて、光軸を中心に時計回りで４５°の方位方向に遅相軸を発生させたｏ―プレートを用いてもよい。
【０１０５】
図１４に示すように、第４偏光板８４を透過し光軸を中心とする角度が９０°の直線偏光が位相板９７を透過すると長軸方向が９０°の楕円偏光となる。この楕円偏光が駆動された表示用液晶パネル１１０Ｂを透過すると、駆動された表示用液晶パネル１１０Ｂの遅相軸は光軸を中心に時計回りで１３５°であり、表示用液晶パネル１１０Ｂがλ／２板と同様な作用を生ずることから、楕円偏光の長軸方向が０°の方向となる。この楕円偏光の長軸方向と第３偏光板８３の透過軸の方向とが合致することから、結果的に第４偏光板８４に入射した光は、第３偏光板８３を透過して白表示がなされる。
【０１０６】
これに対して、表示用液晶パネル１１０Ｂを駆動せずに液晶分子ＬＣが略垂直配向状態であるとすると、位相板９７を透過した長軸方向が９０°の楕円偏光は、表示用液晶パネル１１０Ｂの液晶層５０における液晶分子ＬＣの位相差を光学的に補償する状態となっているので、表示用液晶パネル１１０Ｂからほぼ９０°の直線偏光として射出される。したがって、９０°の直線偏光が第３偏光板８３に入射し、透過軸が０°の第３偏光板８３からは光が射出されず黒表示となる。
このような位相板９７を備えることで、視角特性を改善し高いコントラスト比を有する第２光変調部１２２Ｂを実現することができる。なお、位相板９７は、表示用液晶パネル１１０Ｂと第３偏光板８３との間に配置されていてもよい。
【０１０７】
（変形例２）上記実施形態において、調光用液晶パネルと表示用液晶パネルとの間の第２偏光板は、第１光変調部に含まれるとしてもよいし、第２偏光板と第４偏光板の透過軸または吸収軸が同じ方位方向となることから、第２偏光板または第４偏光板のいずれかは第２光変調部に含まれるとしてもよい。
【０１０８】
（変形例３）上記第１実施形態において、位相板９１は、位相板９１の遅相軸が調光用液晶パネル１１０Ａの遅相軸と合致するように配置される。したがって、無機材料を用いた斜方蒸着により、調光用液晶パネル１１０Ａの配向膜１８（配向膜２４）を形成する場合、配向膜１８（配向膜２４）の膜厚を制御して配向膜１８（配向膜２４）に位相差（複屈折性）を与え、配向膜１８（配向膜２４）を位相板９１として機能させてもよい。
【０１０９】
（変形例４）上記第１実施形態〜上記第４実施形態のいずれかの光学ユニットが適用される電子機器は、上記第５実施形態の投写型表示装置１０００に限定されない。例えば、投写型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として上記実施形態の光学ユニットを好適に用いることができる。また、本実施形態の光学ユニットは表示部として用いることに限定されず、露光装置などのシャッターとして用いてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
５０…液晶層、８１，８５…第１偏光板、８２，８６…第２偏光板、８３…第３偏光板、８４…第４偏光板、９１，９２，９３，９４，９５，９６，９７…位相板、１００，２００，３００，４００…光学ユニット、１１０Ａ，１１０Ｃ…調光用液晶パネル、１１０Ｂ，１１０Ｄ…表示用液晶パネル、１２１，２２１，３２１，４２１…第１光変調部、１２２，１２２Ｂ，４２２…第２光変調部、１０００…投写型表示装置、１１０１…光源としてのランプユニット、１２０７…投写光学系としての投写レンズ、Ｌ…光軸、Ｐ…画素。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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