Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2009128855A - Liquid crystal device, projector, and optical compensation method for liquid crystal device - Google Patents

Liquid crystal device, projector, and optical compensation method for liquid crystal device Download PDF

Info

Publication number
JP2009128855A
JP2009128855A JP2007306947A JP2007306947A JP2009128855A JP 2009128855 A JP2009128855 A JP 2009128855A JP 2007306947 A JP2007306947 A JP 2007306947A JP 2007306947 A JP2007306947 A JP 2007306947A JP 2009128855 A JP2009128855 A JP 2009128855A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
refractive index
retardation plate
light
alignment film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007306947A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takanori Ninomiya
隆徳 二宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2007306947A priority Critical patent/JP2009128855A/en
Publication of JP2009128855A publication Critical patent/JP2009128855A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve, for example, a high-contrast display in a liquid crystal device. <P>SOLUTION: The projector (10 etc.) includes: a liquid crystal panel (15c) modulating light and having a twisted liquid crystal (34) held between a first substrate (92) having a first alignment layer (98) and a second substrate (41) having a second alignment layer (43), the alignment state of the liquid crystal regulated by the first and second alignment layers; a pair of polarizing plates (15b, 15d); a first retardation plate (15a) holding a uniaxial first refractive anisotropy (81a), in which, in a plan view in the normal direction of the polarizing plate, a first optical axis (nz1') of the first refractive index anisotropy is along a first alignment direction (R1) that is the alignment direction of first liquid crystal molecules constituting a portion of the liquid crystal face-contact with the first alignment layer; and a second retardation plate (15e) having a uniaxial second refractive index anisotropy (81e), in which, in a plan view along the normal direction, a second optical axis (ny2') of the second refractive index anisotropy is along a second alignment direction (R2) that is the alignment direction of second liquid crystal constituting a portion of the liquid crystal face-contact with the second alignment layer. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、偏光板及び位相差板を備える液晶装置、該液晶装置を備えるプロジェクタ、該液晶装置の光学補償方法、及び該液晶装置に用いられる位相差板の技術分野に関する。   The present invention relates to a liquid crystal device including a polarizing plate and a retardation plate, a projector including the liquid crystal device, an optical compensation method for the liquid crystal device, and a technical field of a retardation plate used in the liquid crystal device.

この種の液晶装置として、所謂、マイクロレンズアレイを備えたTN(Twisted Nematic:ねじれネマチック)型の液晶パネルについて提案されている。ここで、コントラストを向上させる技術として、位相差板を配置する技術が提案されている(特許文献1を参照)。他方で、位相差板の劣化を防止できる技術として、構造性複屈折体を含んだ無機材料によって構成される光学補償用の位相差板が提案されている(特許文献2を参照)。   As this type of liquid crystal device, a so-called TN (Twisted Nematic) type liquid crystal panel including a microlens array has been proposed. Here, as a technique for improving the contrast, a technique for arranging a retardation plate has been proposed (see Patent Document 1). On the other hand, as a technique capable of preventing deterioration of the retardation plate, an optical compensation retardation plate composed of an inorganic material including a structural birefringent material has been proposed (see Patent Document 2).

特開2002−14345号公報JP 2002-14345 A 特開2004−102200号公報JP 2004-102200 A

しかしながら、特許文献1及び2に開示された技術では、位相差板の劣化を防止しつつ、コントラストを向上させるには不十分であるという技術的な問題点がある。   However, the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 have a technical problem that they are insufficient to improve contrast while preventing deterioration of the retardation plate.

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、比較的簡単な構成により高コントラストの画像を表示可能である液晶装置、該液晶装置を備えるプロジェクタ、及び、該液晶装置の光学補償方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, for example, and a liquid crystal device capable of displaying a high-contrast image with a relatively simple configuration, a projector including the liquid crystal device, and optical compensation of the liquid crystal device It is an object to provide a method.

(液晶装置)
本発明の液晶装置は上記課題を解決するために、第1配向膜を有する第1基板と第2配向膜を有する第2基板との間に、前記第1及び第2配向膜によって配向状態が規制されたねじれ型の液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配置されており、負の二軸性又は負の一軸性の第1屈折率異方性を保持すると共に前記第1屈折率異方性の第1光軸が、前記偏光板の法線方向から平面的に見て、前記第1配向膜に面する前記液晶の部分を構成する第1液晶分子の配向方向である第1配向方向に沿った第1位相差板と、前記一対の偏光板の間に配置されており、負の二軸性又は負の一軸性の第2屈折率異方性を保持すると共に前記第2屈折率異方性の第2光軸が、前記法線方向から平面的に見て、前記第2配向膜に面する前記液晶の部分を構成する第2液晶分子の配向方向である第2配向方向に沿った第2位相差板とを備える。
(Liquid crystal device)
In order to solve the above problems, the liquid crystal device of the present invention has an alignment state between the first substrate having the first alignment film and the second substrate having the second alignment film by the first and second alignment films. A regulated twisted liquid crystal is sandwiched between the liquid crystal panel that modulates light, a pair of polarizing plates that are disposed with the liquid crystal panel interposed therebetween, and a pair of polarizing plates. The first optical axis of the first refractive index anisotropy while maintaining the axial or negative uniaxial first refractive index anisotropy is planarly viewed from the normal direction of the polarizing plate, and A first retardation plate along the first alignment direction, which is the alignment direction of the first liquid crystal molecules constituting the portion of the liquid crystal facing the one alignment film, and the pair of polarizing plates; Second light having the second refractive index anisotropy while maintaining the axial or negative uniaxial second refractive index anisotropy A second retardation plate along a second alignment direction, which is an alignment direction of second liquid crystal molecules constituting the portion of the liquid crystal that faces the second alignment film when viewed in plan from the normal direction; Is provided.

本発明の液晶装置によれば、例えば、光源から出射された光は、反射ミラー及びダイクロイックミラー等の色分離光学系によって赤色光、緑色光及び青色光に色分離される。液晶パネルは、例えば赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調するライトバルブとして用いられる。液晶パネルは、例えばデータ信号(或いは画像信号)に応じて各画素の液晶分子の配向状態が変更され、偏光板を介して、その表示領域にデータ信号に応じた画像を表示する。各液晶パネルによって表示された画像は、例えばダイクロイックプリズム等の色合成光学系により合成され、投射レンズを介して投写画像としてスクリーン等の投写面に投写される。   According to the liquid crystal device of the present invention, for example, light emitted from a light source is color-separated into red light, green light, and blue light by a color separation optical system such as a reflection mirror and a dichroic mirror. The liquid crystal panel is used as a light valve that modulates red light, green light, and blue light, for example. In the liquid crystal panel, for example, the alignment state of the liquid crystal molecules of each pixel is changed according to a data signal (or image signal), and an image corresponding to the data signal is displayed on the display area via the polarizing plate. An image displayed by each liquid crystal panel is synthesized by a color synthesis optical system such as a dichroic prism, and projected onto a projection surface such as a screen as a projection image via a projection lens.

液晶パネルは、液晶分子を一対の基板間でねじれた状態で封入した液晶である「ねじれ型の液晶」が挟持されてなる。加えて、一対の基板の各々には、第1及び第2配向膜が夫々設けられる。ここに、本願発明に係る「ねじれ型の液晶」とは、配向膜によって配向(又は、配向状態)が規制される液晶分子が一対の基板間で基板面に平行な方向に大なり小なりねじれている液晶を意味する。典型的には、第1配向膜によって、配向が規制された第1液晶分子の長軸方向と、第2配向膜によって、配向が規制された第2液晶分子の長軸方向とが、90度だけねじれたツイステッドネマティック型(TN:Twisted Nematic)液晶を挙げることができる。或いは、第1液晶分子の長軸方向と、第2液晶分子の長軸方向とが、270度だけねじれたスーパーツイステッドネマティック型(STN型)液晶又はDSTN型液晶を挙げることができる。そして、典型的には、このねじれ型の液晶において、第1配向膜によって、液晶を構成する液晶分子のうち第1配向膜に接する第1液晶分子は、一定の方向に配向が規制されると共に、第2配向膜によって、液晶を構成する液晶分子のうち第2配向膜に接する第2液晶分子は、一定の方向に配向が規制される。   The liquid crystal panel is formed by sandwiching “twisted liquid crystal” which is liquid crystal in which liquid crystal molecules are sealed in a twisted state between a pair of substrates. In addition, each of the pair of substrates is provided with a first alignment film and a second alignment film. Here, the “twisted liquid crystal” according to the present invention means that the liquid crystal molecules whose alignment (or alignment state) is regulated by the alignment film is larger or smaller in the direction parallel to the substrate surface between the pair of substrates. Means liquid crystal. Typically, the major axis direction of the first liquid crystal molecules whose orientation is regulated by the first alignment film and the major axis direction of the second liquid crystal molecules whose orientation is regulated by the second orientation film are 90 degrees. For example, a twisted nematic (TN) liquid crystal that is twisted only can be cited. Alternatively, a super twisted nematic liquid crystal (STN liquid crystal) or a DSTN liquid crystal in which the major axis direction of the first liquid crystal molecule and the major axis direction of the second liquid crystal molecule are twisted by 270 degrees can be given. Typically, in this twisted liquid crystal, the first liquid crystal molecules that are in contact with the first alignment film among the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal are regulated in a certain direction by the first alignment film. The second liquid crystal molecules in contact with the second alignment film among the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal are regulated in a certain direction by the second alignment film.

この液晶分子は、液晶パネルに電圧が印加されない場合、液晶パネルの基板の平面方向に沿った位置を維持すると共に、液晶パネルに電圧が印加される場合、液晶パネルの基板の法線方向に近づくように傾斜する。これにより、ノーマリーホワイト方式又はノーマリーブラック方式の液晶を簡便に実現できる。尚、液晶パネル、第1位相差板及び第2位相差板は、一対の偏光板の間に挟み込まれるように配置される。   The liquid crystal molecules maintain the position along the plane direction of the substrate of the liquid crystal panel when no voltage is applied to the liquid crystal panel, and approach the normal direction of the substrate of the liquid crystal panel when a voltage is applied to the liquid crystal panel. To tilt. Thereby, a normally white liquid crystal or a normally black liquid crystal can be easily realized. The liquid crystal panel, the first retardation plate, and the second retardation plate are disposed so as to be sandwiched between a pair of polarizing plates.

特に、本発明の液晶装置によれば、第1位相差板は、負の二軸性又は負の一軸性の第1屈折率異方性を保持すると共に、偏光板の法線方向から平面的に見て、この第1屈折率異方性の第1光軸が第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子の第1配向方向に沿っている。これにより、第1位相差板の第1屈折率異方性が、第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子、言い換えると、第1配向膜との界面付近に存在する第1液晶分子の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償することができる。   In particular, according to the liquid crystal device of the present invention, the first retardation plate retains negative biaxial or negative uniaxial first refractive index anisotropy and is planar from the normal direction of the polarizing plate. As can be seen, the first optical axis of the first refractive index anisotropy is along the first alignment direction of the first liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the first alignment film. As a result, the first liquid crystal molecules in which the first refractive index anisotropy of the first retardation plate is aligned by the first alignment film, in other words, the first liquid crystal existing in the vicinity of the interface with the first alignment film. It is possible to compensate for the optical anisotropy of the molecules toward optical isotropy.

他方で、第2位相差板は、負の二軸性又は負の一軸性の第2屈折率異方性を保持すると共に、偏光板の法線方向から平面的に見て、この第2屈折率異方性の第2光軸が第2配向膜によって配向が規制された第2液晶分子の第2配向方向に沿っている。これにより、第2位相差板の第2屈折率異方性が、第2配向膜によって配向が規制された第2液晶分子、言い換えると、第2配向膜との界面付近に存在する第2液晶分子の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償することができる。   On the other hand, the second retardation plate retains negative biaxial or negative uniaxial second refractive index anisotropy, and the second refraction when viewed in a plane from the normal direction of the polarizing plate. The second optical axis having a rate anisotropy is along the second alignment direction of the second liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the second alignment film. Thereby, the second refractive index anisotropy of the second retardation plate is the second liquid crystal molecule whose alignment is regulated by the second alignment film, in other words, the second liquid crystal existing in the vicinity of the interface with the second alignment film. It is possible to compensate for the optical anisotropy of the molecules toward optical isotropy.

一般的に、液晶と第1配向膜との界面付近にある液晶分子並びに液晶と第2配向膜との界面付近にある液晶分子は、その長軸方向が、入射光の光軸に対して直交若しくは傾斜した配向状態となったままである。このように入射光の光軸に対して傾斜した状態の液晶分子が存在するため、仮に、第1位相差板及び第2位相差板を設けない場合、入射光の光軸に平行に直線偏光光が入射すると、液晶分子の複屈折性のため界面付近で位相差が生じ、ひいては、楕円偏光となって出射される。よって、黒表示の際に残留位相差を生じ、また斜め方向から観察したときの楕円形状が異なるために視角依存の位相差を有する。この位相差が黒表示における光漏れの原因となり、液晶パネルのコントラスト比を低下させることになる。   In general, the major axis direction of the liquid crystal molecules near the interface between the liquid crystal and the first alignment film and the liquid crystal molecules near the interface between the liquid crystal and the second alignment film are orthogonal to the optical axis of the incident light. Or, it remains in an inclined orientation state. Since there are liquid crystal molecules tilted with respect to the optical axis of the incident light in this way, if the first retardation plate and the second retardation plate are not provided, linearly polarized light is parallel to the optical axis of the incident light. When light is incident, a phase difference occurs near the interface due to the birefringence of liquid crystal molecules, and as a result, the light is emitted as elliptically polarized light. Therefore, a residual phase difference is produced during black display, and since the elliptical shape is different when observed from an oblique direction, it has a viewing angle dependent phase difference. This phase difference causes light leakage in black display, and reduces the contrast ratio of the liquid crystal panel.

これに対して、本発明の液晶装置によれば、上述したように、第1位相差板は、負の二軸性又は負の一軸性の第1屈折率異方性を保持すると共に、偏光板の法線方向から平面的に見て、この第1屈折率異方性の第1光軸が第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子の第1配向方向に沿っている。これにより、偏光板の法線方向から平面的に見て、第1位相差板の第1屈折率異方性における負の二軸性又は負の一軸性の光軸の延びる方向と、第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子の第1配向方向との位置関係を平行に近づけることができる。言い換えると、偏光板の法線方向から平面的に見て、第1位相差板の一軸性の第1屈折率異方性の長軸方向と、第1配向膜によって配向した液晶分子の長軸方向とのなす角度を90度に近づけることができる。   On the other hand, according to the liquid crystal device of the present invention, as described above, the first retardation plate retains negative biaxial or negative uniaxial first refractive index anisotropy and polarization. When viewed in plan from the normal direction of the plate, the first optical axis of the first refractive index anisotropy is along the first alignment direction of the first liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the first alignment film. As a result, when viewed in a plan view from the normal direction of the polarizing plate, the first biaxial or negative uniaxial optical axis extending direction of the first refractive index anisotropy of the first retardation plate, and the first The positional relationship with the first alignment direction of the first liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the alignment film can be made closer to parallel. In other words, when viewed planarly from the normal direction of the polarizing plate, the long axis direction of the first refractive index anisotropy of the first retardation plate and the long axis of the liquid crystal molecules aligned by the first alignment film The angle formed with the direction can be close to 90 degrees.

従って、第1位相差板の第1屈折率異方性が、第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子、言い換えると、第1配向膜との界面付近に存在する第1液晶分子の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償することができる。   Therefore, the first liquid crystal molecules in which the first refractive index anisotropy of the first retardation plate is aligned by the first alignment film, in other words, the first liquid crystal molecules existing in the vicinity of the interface with the first alignment film. The optical anisotropy can be compensated so as to be directed toward optical isotropy.

他方で、第2位相差板は、上述したように、一軸性の第2屈折率異方性を保持すると共に、偏光板の法線方向から平面的に見て、この第2屈折率異方性の第2光軸が第2配向膜によって配向が規制された第2液晶分子の第2配向方向に沿っている。これにより、偏光板の法線方向から平面的に見て、第2位相差板の第2屈折率異方性における負の二軸性又は負の一軸性の光軸の延びる方向と、第2配向膜によって配向が規制された第2液晶分子の第2配向方向との位置関係を平行に近づけることができる。言い換えると、偏光板の法線方向から平面的に見て、第2位相差板の負の二軸性又は負の一軸性の第2屈折率異方性の長軸方向と、第2配向膜によって配向した液晶分子の長軸方向とのなす角度を90度に近づけることができる。従って、第2位相差板の第2屈折率異方性が、第2配向膜によって配向が規制された第2液晶分子、言い換えると、第2配向膜との界面付近に存在する第2液晶分子の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償することができる。   On the other hand, as described above, the second retardation plate retains the uniaxial second refractive index anisotropy, and the second refractive index anisotropic when seen in a plane from the normal direction of the polarizing plate. The second optical axis has a second alignment direction of the second liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the second alignment film. Accordingly, when viewed in plan from the normal direction of the polarizing plate, the second biaxial or negative uniaxial optical axis extending direction in the second refractive index anisotropy of the second retardation plate is The positional relationship with the second alignment direction of the second liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the alignment film can be made closer to parallel. In other words, the major axis direction of the negative biaxial or negative uniaxial second refractive index anisotropy of the second retardation plate and the second alignment film as viewed in plan from the normal direction of the polarizing plate The angle formed by the major axis direction of the liquid crystal molecules aligned by can be brought close to 90 degrees. Therefore, the second liquid crystal molecules in which the second refractive index anisotropy of the second retardation plate is aligned by the second alignment film, in other words, the second liquid crystal molecules existing in the vicinity of the interface with the second alignment film. The optical anisotropy can be compensated so as to be directed toward optical isotropy.

この結果、液晶と第1配向膜との界面付近にある第1液晶分子の長軸方向が、入射光の光軸に対して直交する配向状態若しくは直交する配向状態から若干だけ傾斜した配向状態となっている場合でも、この第1液晶分子の複屈折性に起因して生ずる位相差を、第1位相差板によって光学的に補償することができる。加えて、液晶と第2配向膜との界面付近にある第2液晶分子の長軸方向が、入射光の光軸に対して直交する配向状態若しくは直交する配向状態から若干だけ傾斜した配向状態となっている場合でも、この第2液晶分子の複屈折性に起因して生ずる位相差を、第2位相差板によって光学的に補償することができる。   As a result, the major axis direction of the first liquid crystal molecules in the vicinity of the interface between the liquid crystal and the first alignment film is aligned perpendicular to the optical axis of the incident light, or an alignment state slightly inclined from the orthogonal alignment state. Even in such a case, the phase difference caused by the birefringence of the first liquid crystal molecules can be optically compensated by the first retardation plate. In addition, the major axis direction of the second liquid crystal molecules in the vicinity of the interface between the liquid crystal and the second alignment film is perpendicular to the optical axis of the incident light, or is slightly inclined from the perpendicular orientation state. Even in such a case, the phase difference caused by the birefringence of the second liquid crystal molecules can be optically compensated by the second retardation plate.

以上の結果、TN型の液晶装置において、第1位相差板によって液晶と第1配向膜との界面付近にある第1液晶分子において生じる位相差(言い換えれば、複屈折効果)を打ち消す(即ち、補償する)ことができる。加えて、第2位相差板によって液晶と第2配向膜との界面付近にある第2液晶分子において生じる位相差を打ち消すことができる。この結果、当該液晶装置の動作時に、光源から出射された光が、配向された第1及び第2液晶分子から構成された液晶の界面付近を通過することで発生する光の位相差を、第1位相差板及び第2位相差板によって夫々補償することができる。従って、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。この結果、例えば出射側の偏光板において、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。   As a result of the above, in the TN liquid crystal device, the first retardation plate cancels the phase difference (in other words, the birefringence effect) generated in the first liquid crystal molecules in the vicinity of the interface between the liquid crystal and the first alignment film (that is, Compensation). In addition, the phase difference generated in the second liquid crystal molecules in the vicinity of the interface between the liquid crystal and the second alignment film can be canceled by the second retardation plate. As a result, during the operation of the liquid crystal device, the phase difference of the light generated by the light emitted from the light source passing through the vicinity of the interface of the liquid crystal composed of the aligned first and second liquid crystal molecules is determined. Compensation can be performed by the first retardation plate and the second retardation plate, respectively. Therefore, it is possible to prevent the light that has passed through the liquid crystal panel from entering the output-side polarizing plate in a phase-shifted state. As a result, for example, in the polarizing plate on the output side, the possibility that light that should not be allowed to leak is reduced, and it is possible to prevent a decrease in contrast and a reduction in viewing angle.

本発明の液晶装置の一の態様では、前記第1位相差板及び前記第2位相差板のうち少なくとも一方は、無機材料を含んで構成される。   In one aspect of the liquid crystal device of the present invention, at least one of the first retardation plate and the second retardation plate includes an inorganic material.

この態様によれば、例えばTa2O5等の無機材料によって、光の照射やそれに伴う温度上昇により第1及び第2位相差板が劣化するのを効果的に防止でき、信頼性に優れた液晶装置を構成することができる。   According to this aspect, for example, an inorganic material such as Ta2O5 can effectively prevent the first and second retardation plates from being deteriorated due to light irradiation and accompanying temperature rise, and a liquid crystal device having excellent reliability can be obtained. Can be configured.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第1液晶分子の屈折率異方性の極性が正及び負の一方である場合、前記第1屈折率異方性の極性は前記正及び負の他方であることに加えて又は代えて、前記第2液晶分子の屈折率異方性の極性が正及び負の一方である場合、前記第2屈折率異方性の極性は前記正及び負の他方である。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, when the polarity of the refractive index anisotropy of the first liquid crystal molecule is one of positive and negative, the polarity of the first refractive index anisotropy is the positive and negative. In addition to or instead of being the other, when the polarity of the refractive index anisotropy of the second liquid crystal molecule is one of positive and negative, the polarity of the second refractive index anisotropy is the positive and negative The other.

この態様によれば、液晶分子の屈折率異方性の極性と、第1位相差板の第1屈折率異方性の極性と、第2位相差板の第2屈折率異方性の極性とによって、第1及び第2配向膜との界面付近に存在する第1及び第2液晶分子の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうようにより適切に補償し、より高コントラストでより高品位な表示を得ることができる。   According to this aspect, the polarity of the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules, the polarity of the first refractive index anisotropy of the first retardation plate, and the polarity of the second refractive index anisotropy of the second retardation plate Thus, the optical anisotropy of the first and second liquid crystal molecules existing in the vicinity of the interface with the first and second alignment films is more appropriately compensated toward the optical isotropy, and a higher contrast. Higher quality display can be obtained.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記液晶パネルでは、前記第1配向膜の側に前記光が入射されると共に、前記第2配向膜の側から前記光が出射され、前記第1位相差板及び前記第2位相差板が前記液晶パネルにおける前記光の入射側に配置される場合、前記第1位相差板は前記第2位相差板と比較して前記第1配向膜に近い位置に配置される。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, in the liquid crystal panel, the light is incident on the first alignment film side, and the light is emitted from the second alignment film side, so that the first position When the retardation film and the second retardation film are disposed on the light incident side of the liquid crystal panel, the first retardation film is closer to the first alignment film than the second retardation film. Placed in.

この態様によれば、第1位相差板によって、第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子において位相差の発生を顕著に抑制し、コントラストを向上させることができる。   According to this aspect, the first retardation plate can remarkably suppress the occurrence of retardation in the first liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the first alignment film, and can improve the contrast.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記液晶パネルでは、前記第1配向膜の側に前記光が入射されると共に、前記第2配向膜の側から前記光が出射され、前記第1位相差板及び前記第2位相差板が前記液晶パネルにおける前記光の出射側に配置される場合、前記第2位相差板は前記第1位相差板と比較して前記第2配向膜に近い位置に配置される。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, in the liquid crystal panel, the light is incident on the first alignment film side, and the light is emitted from the second alignment film side, so that the first position When the phase difference plate and the second phase difference plate are disposed on the light emitting side of the liquid crystal panel, the second phase difference plate is closer to the second alignment film than the first phase difference plate. Placed in.

この態様によれば、第2位相差板によって、第2配向膜によって配向が規制された第2液晶分子において位相差の発生を顕著に抑制し、コントラストを向上させることができる。   According to this aspect, the second retardation plate can remarkably suppress the occurrence of retardation in the second liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the second alignment film, and can improve the contrast.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記液晶パネルでは、前記第1配向膜の側に前記光が入射されると共に、前記第2配向膜の側から前記光が出射され、前記第1位相差板及び前記第2位相差板が前記液晶パネルを挟むように配置される場合、前記第1位相差板は前記第2位相差板と比較して前記第1配向膜に近い位置に配置されることに加えて前記第2位相差板は前記第1位相差板と比較して前記第2配向膜に近い位置に配置される。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, in the liquid crystal panel, the light is incident on the first alignment film side, and the light is emitted from the second alignment film side, so that the first position When the retardation plate and the second retardation plate are disposed so as to sandwich the liquid crystal panel, the first retardation plate is disposed at a position closer to the first alignment film than the second retardation plate. In addition, the second retardation plate is disposed at a position closer to the second alignment film than the first retardation plate.

この態様によれば、第1位相差板によって、第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子において位相差の発生を顕著に抑制し、コントラストを向上させることができる。加えて、第2位相差板によって、第2配向膜によって配向が規制された第2液晶分子において位相差の発生を顕著に抑制し、コントラストを向上させることができる。   According to this aspect, the first retardation plate can remarkably suppress the occurrence of retardation in the first liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the first alignment film, and can improve the contrast. In addition, the second retardation plate can remarkably suppress the occurrence of retardation in the second liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the second alignment film, thereby improving the contrast.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記法線方向から平面的に見て、前記第1液晶分子の長軸方向と、前記第1屈折率異方性の一の光軸の方向(例えば主屈折率nz1’:但し、nx1’=ny1’>nz1’)とは揃えられていることに加えて又は代えて、前記第2液晶分子の長軸方向と、前記第2屈折率異方性の一の光軸の方向(例えば主屈折率nz2’:但し、nx2’=ny2’>nz2’)とは揃えられている。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, when viewed in plan from the normal direction, the major axis direction of the first liquid crystal molecule and the direction of one optical axis of the first refractive index anisotropy (for example, Main refractive index nz1 ′: where nx1 ′ = ny1 ′> nz1 ′), but in addition to or in place of the major axis direction of the second liquid crystal molecules and the second refractive index anisotropy Are aligned with the direction of one optical axis (for example, main refractive index nz2 ′: nx2 ′ = ny2 ′> nz2 ′).

この態様によれば、第1位相差板において、典型的には、第1屈折率異方性の主屈折率が最大である光軸(例えば主屈折率nx1’又はny1’:但し、nx1’=ny1’>nz1’)が、第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子の長軸方向と直交している方向の成分をより大きくさせることができる。このことに加えて又は代えて、第2位相差板において、第2屈折率異方性の主屈折率が最大である光軸(例えば主屈折率nx2’又はnz2’:但し、nx2’=nz2’>ny2’)が、第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子の長軸方向と直交している方向の成分をより大きくさせることができる。以上の結果、第1位相差板と、第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子とによって形成される屈折率楕円体を屈折率球体へ3次元的に的確に近づけることができる。加えて、第2位相差板と、第2配向膜によって配向が規制された第2液晶分子とによって形成される屈折率楕円体を屈折率球体へ3次元的に的確に近づけることができる。   According to this aspect, in the first retardation plate, typically, the optical axis having the maximum main refractive index of the first refractive index anisotropy (for example, main refractive index nx1 ′ or ny1 ′: where nx1 ′ = Ny1 ′> nz1 ′) can increase the component in the direction orthogonal to the major axis direction of the first liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the first alignment film. In addition to or instead of this, in the second retardation plate, the optical axis having the maximum main refractive index of the second refractive index anisotropy (for example, main refractive index nx2 ′ or nz2 ′: where nx2 ′ = nz2 '> Ny2') can increase the component in the direction perpendicular to the major axis direction of the first liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the first alignment film. As a result, the refractive index ellipsoid formed by the first retardation plate and the first liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the first alignment film can be brought close to the refractive index sphere three-dimensionally accurately. In addition, the refractive index ellipsoid formed by the second retardation plate and the second liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the second alignment film can be accurately approximated to the refractive index sphere in a three-dimensional manner.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記法線方向から平面的に見て、前記第1液晶分子の短軸方向と、前記第1屈折率異方性の他の光軸の方向とは揃えられていることに加えて又は代えて、前記第2液晶分子の短軸方向と、前記第2屈折率異方性の他の光軸の方向とは揃えられている。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the short axis direction of the first liquid crystal molecule and the other optical axis direction of the first refractive index anisotropy when viewed in plan from the normal direction. In addition to or instead of being aligned, the minor axis direction of the second liquid crystal molecules and the direction of the other optical axis of the second refractive index anisotropy are aligned.

この態様によれば、第1位相差板において、典型的には、第1屈折率異方性の主屈折率が最小である光軸(例えば主屈折率nz1’:但し、nx1’=ny1’>nz1’)が、第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子の短軸方向と直交している方向の成分をより大きくさせることができる。このことに加えて又は代えて、第2位相差板において、第2屈折率異方性の主屈折率が最小である光軸(例えば主屈折率ny2’:但し、nx2’=nz2’>ny2’)が、第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子の短軸方向と直交している方向の成分をより大きくさせることができる。以上の結果、第1位相差板と、第1配向膜によって配向が規制された第1液晶分子とによって形成される屈折率楕円体を屈折率球体へ3次元的に的確に近づけることができる。加えて、第2位相差板と、第2配向膜によって配向が規制された第2液晶分子とによって形成される屈折率楕円体を屈折率球体へ3次元的に的確に近づけることができる。   According to this aspect, in the first retardation plate, typically, the optical axis (for example, the main refractive index nz1 ′: where nx1 ′ = ny1 ′ is the main refractive index having the minimum first refractive index anisotropy). > Nz1 ′) can increase the component in the direction orthogonal to the minor axis direction of the first liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the first alignment film. In addition to or instead of this, in the second retardation plate, the optical axis having the minimum main refractive index of the second refractive index anisotropy (for example, main refractive index ny2 ′: where nx2 ′ = nz2 ′> ny2 However, the component in the direction orthogonal to the minor axis direction of the first liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the first alignment film can be made larger. As a result, the refractive index ellipsoid formed by the first retardation plate and the first liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the first alignment film can be brought close to the refractive index sphere three-dimensionally accurately. In addition, the refractive index ellipsoid formed by the second retardation plate and the second liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the second alignment film can be accurately approximated to the refractive index sphere in a three-dimensional manner.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第1屈折率異方性は、前記第1光軸をZ軸とした場合、Z軸方向の屈折率はX軸方向の屈折率より小さく、且つ、前記X軸方向の屈折率はY軸方向の屈折率と等しいという大小関係を有することに加えて又は代えて、前記第2屈折率異方性は、前記第2光軸をY軸とした場合、Y軸方向の屈折率はX軸方向の屈折率より小さく、且つ、前記X軸方向の屈折率はZ軸方向の屈折率と等しいという大小関係を有する。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the first refractive index anisotropy is such that when the first optical axis is the Z axis, the refractive index in the Z axis direction is smaller than the refractive index in the X axis direction, and In addition to or instead of having the magnitude relationship that the refractive index in the X-axis direction is equal to the refractive index in the Y-axis direction, the second refractive index anisotropy is based on the second optical axis as the Y-axis. In this case, the refractive index in the Y-axis direction is smaller than the refractive index in the X-axis direction, and the refractive index in the X-axis direction is equal to the refractive index in the Z-axis direction.

この態様によれば、第1屈折率異方性及び第2屈折率異方性を的確に特定できるので、液晶パネルの第1配向膜及び第2配向膜に適切に対応して、第1及び第2位相差板をより簡便に液晶装置に組み込むことが可能となる。   According to this aspect, the first refractive index anisotropy and the second refractive index anisotropy can be accurately specified, so that the first and second alignment films appropriately correspond to the first alignment film and the second alignment film of the liquid crystal panel. The second retardation plate can be more easily incorporated into the liquid crystal device.

本発明の液晶装置の他の態様では、前記法線方向から平面的に見て、前記一対の偏光板のうち前記液晶パネルより入射側に位置する第1偏光板の第1透過軸と、前記一対の偏光板のうち前記液晶パネルより出射側に位置する第2偏光板の第2透過軸とは互いに直交し、前記法線方向から平面的に見て、前記第1透過軸の方向と前記第1配向方向とは平行であると共に、前記第2透過軸の方向と前記第2配向方向とは平行である。   In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the first transmission axis of the first polarizing plate located on the incident side from the liquid crystal panel of the pair of polarizing plates when viewed in plan from the normal direction, Of the pair of polarizing plates, the second transmission axis of the second polarizing plate located on the emission side from the liquid crystal panel is orthogonal to each other, and when viewed in plan from the normal direction, the direction of the first transmission axis and the The first alignment direction is parallel, and the second transmission axis direction and the second alignment direction are parallel.

この態様によれば、第1偏光板、第2偏光板、液晶パネルの第1配向膜及び第2配向膜に適切に対応して、第1及び第2位相差板をより簡便に液晶装置に組み込むことが可能となる。
(プロジェクタ)
本発明のプロジェクタは上記課題を解決するために、上述した本発明の液晶装置(但し、各種の態様を含む)と、前記光を出射する光源と、前記変調された光を投射する投射光学系とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
According to this aspect, the first and second retardation plates can be more easily combined with the first polarizing plate, the second polarizing plate, and the first alignment film and the second alignment film of the liquid crystal panel in a liquid crystal device more easily. It can be incorporated.
(projector)
In order to solve the above-described problems, a projector according to the present invention includes the above-described liquid crystal device according to the present invention (including various aspects), a light source that emits the light, and a projection optical system that projects the modulated light. And a projector.

本発明のプロジェクタによれば、光源から出射された光は、例えば反射ミラー及びダイクロイックミラー等の色分離光学系によって赤色光、緑色光及び青色光に色分離される。上述した液晶パネルは、例えば赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調するライトバルブとして用いられる。液晶パネルは、例えばデータ信号(或いは画像信号)に応じて各画素の液晶分子の配向状態が規制され、その表示領域にデータ信号に応じた画像を表示する。各液晶パネルによって表示された画像は、投射光学系において、例えばダイクロイックプリズム等の色合成光学系により合成され、投射レンズを介して投写画像としてスクリーン等の投写面に投写される。   According to the projector of the present invention, the light emitted from the light source is color-separated into red light, green light, and blue light by a color separation optical system such as a reflection mirror and a dichroic mirror. The liquid crystal panel described above is used as a light valve that modulates red light, green light, and blue light, for example. In the liquid crystal panel, for example, the alignment state of liquid crystal molecules of each pixel is regulated according to a data signal (or image signal), and an image corresponding to the data signal is displayed in the display area. An image displayed by each liquid crystal panel is synthesized in a projection optical system by a color synthesis optical system such as a dichroic prism, and projected onto a projection surface such as a screen as a projection image via a projection lens.

上述した本発明の液晶装置と概ね同様にして、ねじれ型の液晶を備えるプロジェクタにおいて、第1位相差板によって液晶と第1配向膜との界面付近にある第1液晶分子において生じる位相差(言い換えれば、複屈折効果)を打ち消す(即ち、補償する)ことができる。加えて、第2位相差板によって液晶と第2配向膜との界面付近にある第2液晶分子において生じる位相差を打ち消すことができる。この結果、当該プロジェクタの動作時に、光源から出射された光が、配向された第1及び第2液晶分子から構成された液晶の界面付近を通過することで発生する光の位相差を、第1位相差板及び第2位相差板によって夫々補償することができる。従って、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。この結果、例えば出射側の偏光板において、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。   In substantially the same manner as the above-described liquid crystal device of the present invention, in a projector having a twisted liquid crystal, a phase difference (in other words, a phase difference generated in the first liquid crystal molecules near the interface between the liquid crystal and the first alignment film by the first retardation plate For example, the birefringence effect can be canceled (ie, compensated). In addition, the phase difference generated in the second liquid crystal molecules in the vicinity of the interface between the liquid crystal and the second alignment film can be canceled by the second retardation plate. As a result, during the operation of the projector, the phase difference of the light generated by the light emitted from the light source passing through the vicinity of the interface of the liquid crystal composed of the aligned first and second liquid crystal molecules is expressed as the first phase difference. Compensation can be made by the retardation plate and the second retardation plate, respectively. Therefore, it is possible to prevent the light that has passed through the liquid crystal panel from entering the output-side polarizing plate in a phase-shifted state. As a result, for example, in the polarizing plate on the output side, the possibility that light that should not be allowed to leak is reduced, and it is possible to prevent a decrease in contrast and a reduction in viewing angle.

尚、本発明のプロジェクタにおいても、上述した本発明の液晶装置についての各種態様と同様の態様を適宜採ることが可能である。
(液晶装置の光学補償方法)
本発明の液晶装置の光学補償方法は上記課題を解決するために、上述した本発明の第1の液晶装置(但し、各種の態様を含む)における光学補償を行う光学補償方法であって、前記第1位相差板及び前記第2位相差板の少なくとも一方の位相差板を、前記一方の位相差板の法線方向を回転軸にして、回転させる光学調整ステップとを備える。
Note that the projector of the present invention can appropriately adopt the same aspects as the various aspects of the liquid crystal device of the present invention described above.
(Optical compensation method for liquid crystal device)
In order to solve the above problems, an optical compensation method for a liquid crystal device according to the present invention is an optical compensation method for performing optical compensation in the above-described first liquid crystal device according to the present invention (including various aspects), An optical adjustment step of rotating at least one of the first retardation plate and the second retardation plate with the normal direction of the one retardation plate as a rotation axis.

本発明の液晶装置の光学補償方法によれば、上述した本発明の液晶装置に、光源、偏光板及び位相差板を組み込む工程において、光学調整ステップにおいて、第1位相差板及び第2位相差板の少なくとも一方の位相差板を光が入射する入射方向である液晶パネルの法線方向を回転軸として回転させる。これにより、第1位相差板の第1光軸と、第1液晶分子の長軸方向との相対的な位置関係を高精度に調整し、より高いコントラストを実現可能である。このことに加えて又は代えて、第2位相差板の第2光軸と、第2液晶分子の長軸方向との相対的な位置関係を高精度に調整し、より高いコントラストを実現可能である。   According to the optical compensation method of the liquid crystal device of the present invention, in the step of incorporating the light source, the polarizing plate and the phase difference plate into the liquid crystal device of the present invention described above, the first phase difference plate and the second phase difference in the optical adjustment step. The phase difference plate of at least one of the plates is rotated about the normal direction of the liquid crystal panel, which is the incident direction in which light is incident, as a rotation axis. As a result, the relative positional relationship between the first optical axis of the first retardation plate and the major axis direction of the first liquid crystal molecules can be adjusted with high accuracy, and higher contrast can be realized. In addition to or instead of this, the relative positional relationship between the second optical axis of the second retardation plate and the major axis direction of the second liquid crystal molecules can be adjusted with high accuracy to achieve higher contrast. is there.

尚、上述した光学調整ステップに加えて、一対の偏光板を、第1及び第2位相差板の法線方向を回転軸にして、回転させる。これにより、例えばノーマリーブラック方式或いはノーマリーホワイト方式の液晶を簡便に実現できる。   In addition to the optical adjustment step described above, the pair of polarizing plates is rotated with the normal direction of the first and second retardation plates as the rotation axis. Thereby, for example, a normally black liquid crystal or a normally white liquid crystal can be easily realized.

尚、本発明の液晶装置の光学補償方法においても、上述した本発明の液晶装置についての各種態様と同様の態様を適宜採ることが可能である。   In the optical compensation method of the liquid crystal device of the present invention, it is possible to appropriately adopt the same aspects as the various aspects of the liquid crystal device of the present invention described above.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。   The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る液晶プロジェクタの概略構成図である。プロジェクタ10は、前方に設けられたスクリーン11に映像を投射する前方投影型のプロジェクタである。プロジェクタ10は、光源12と、ダイクロイックミラー13、14と、液晶ライトバルブ15〜17と、投射光学系18と、クロスダイクロイックプリズム19と、リレー系20とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal projector according to an embodiment of the present invention. The projector 10 is a front projection type projector that projects an image on a screen 11 provided in front. The projector 10 includes a light source 12, dichroic mirrors 13 and 14, liquid crystal light valves 15 to 17, a projection optical system 18, a cross dichroic prism 19, and a relay system 20.

光源12は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー13は、光源12からの赤色光LRを透過させるとともに緑色光LG及び青色光LBを反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー14は、ダイクロイックミラー13で反射された緑色光LG及び青色光LBのうち青色光LBを透過させるとともに緑色光LGを反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー13、14は、光源12から射出された光を赤色光LRと緑色光LGと青色光LBとに分離する色分離光学系を構成する。ダイクロイックミラー13と光源12との間には、インテグレータ21及び偏光変換素子22が光源12から順に配置されている。インテグレータ21は、光源12から照射された光の照度分布を均一化する。偏光変換素子22は、光源12からの光を例えばs偏光のような特定の振動方向を有する偏光に変換する。   The light source 12 is composed of an ultrahigh pressure mercury lamp that supplies light including red light, green light, and blue light. The dichroic mirror 13 is configured to transmit the red light LR from the light source 12 and reflect the green light LG and the blue light LB. The dichroic mirror 14 is configured to transmit the blue light LB and reflect the green light LG among the green light LG and the blue light LB reflected by the dichroic mirror 13. As described above, the dichroic mirrors 13 and 14 constitute a color separation optical system that separates the light emitted from the light source 12 into the red light LR, the green light LG, and the blue light LB. Between the dichroic mirror 13 and the light source 12, an integrator 21 and a polarization conversion element 22 are sequentially arranged from the light source 12. The integrator 21 makes the illuminance distribution of the light emitted from the light source 12 uniform. The polarization conversion element 22 converts the light from the light source 12 into polarized light having a specific vibration direction such as s-polarized light.

液晶ライトバルブ15は、ダイクロイックミラー13を透過して反射ミラー23で反射した赤色光LRを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置(電気光学装置)である。液晶ライトバルブ15は、第1の偏光板15b、液晶パネル15c、第1位相差板15a、第2位相差板15e、及び第2の偏光板15dを備えている。   The liquid crystal light valve 15 is a transmissive liquid crystal device (electro-optical device) that modulates the red light LR transmitted through the dichroic mirror 13 and reflected by the reflection mirror 23 in accordance with an image signal. The liquid crystal light valve 15 includes a first polarizing plate 15b, a liquid crystal panel 15c, a first retardation plate 15a, a second retardation plate 15e, and a second polarizing plate 15d.

ここで、液晶ライトバルブ15に入射した赤色光LRは、第1の偏光板15bを透過して例えばs偏光に変換される。液晶パネル15cは、入射したs偏光を画像信号に応じた変調によってp偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する。さらに、第2の偏光板15dは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ15は、画像信号に応じて赤色光LRを変調し、変調した赤色光LRをクロスダイクロイックプリズム19に向けて射出する構成となっている。   Here, the red light LR incident on the liquid crystal light valve 15 passes through the first polarizing plate 15b and is converted into, for example, s-polarized light. The liquid crystal panel 15c converts the incident s-polarized light into p-polarized light (circularly polarized light or elliptically polarized light in the case of halftone) by modulation according to the image signal. Furthermore, the second polarizing plate 15d is a polarizing plate that blocks s-polarized light and transmits p-polarized light. Therefore, the liquid crystal light valve 15 is configured to modulate the red light LR in accordance with the image signal and to emit the modulated red light LR toward the cross dichroic prism 19.

液晶ライトバルブ16は、ダイクロイックミラー13で反射した後にダイクロイックミラー14で反射した緑色光LGを、画像信号に応じて緑色光LGを変調し、変調した緑色光LGをクロスダイクロイックプリズム19に向けて射出する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ16は、液晶ライトバルブ15と同様に、第1の偏光板16b、液晶パネル16c、第1位相差板16a、第2位相差板16e、及び第2の偏光板16dを備えている。   The liquid crystal light valve 16 modulates the green light LG reflected by the dichroic mirror 14 after being reflected by the dichroic mirror 13 in accordance with the image signal, and emits the modulated green light LG toward the cross dichroic prism 19. This is a transmissive liquid crystal device. Similarly to the liquid crystal light valve 15, the liquid crystal light valve 16 includes a first polarizing plate 16b, a liquid crystal panel 16c, a first retardation plate 16a, a second retardation plate 16e, and a second polarizing plate 16d. .

液晶ライトバルブ17は、ダイクロイックミラー13で反射し、ダイクロイックミラー14を透過した後でリレー系20を経た青色光LBを画像信号に応じて変調し、変調した青色光LBをクロスダイクロイックプリズム19に向けて射出する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ17は、液晶ライトバルブ15、16と同様に、第1の偏光板17b、液晶パネル17c、第1位相差板17a、及び第2位相差板17e、第2の偏光板17dを備えている。   The liquid crystal light valve 17 reflects the blue light LB reflected by the dichroic mirror 13, passes through the dichroic mirror 14 and then passes through the relay system 20 according to the image signal, and directs the modulated blue light LB to the cross dichroic prism 19. A transmissive liquid crystal device that emits light. Similarly to the liquid crystal light valves 15 and 16, the liquid crystal light valve 17 includes a first polarizing plate 17b, a liquid crystal panel 17c, a first retardation plate 17a, a second retardation plate 17e, and a second polarizing plate 17d. ing.

リレー系20は、リレーレンズ24a、24bと反射ミラー25a、25bとを備えている。リレーレンズ24a、24bは、青色光LBの光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。リレーレンズ24aは、ダイクロイックミラー14と反射ミラー25aとの間に配置されている。リレーレンズ24bは、反射ミラー25a、25bの間に配置されている。反射ミラー25aは、ダイクロイックミラー14を透過してリレーレンズ24aから出射した青色光LBをリレーレンズ24bに向けて反射するように配置されている。反射ミラー25bは、リレーレンズ24bから出射した青色光LBを液晶ライトバルブ17に向けて反射するように配置されている。   The relay system 20 includes relay lenses 24a and 24b and reflection mirrors 25a and 25b. The relay lenses 24a and 24b are provided to prevent light loss due to the long optical path of the blue light LB. The relay lens 24a is disposed between the dichroic mirror 14 and the reflection mirror 25a. The relay lens 24b is disposed between the reflection mirrors 25a and 25b. The reflection mirror 25a is disposed so as to reflect the blue light LB transmitted through the dichroic mirror 14 and emitted from the relay lens 24a toward the relay lens 24b. The reflection mirror 25 b is disposed so as to reflect the blue light LB emitted from the relay lens 24 b toward the liquid crystal light valve 17.

クロスダイクロイックプリズム19は、2つのダイクロイック膜19a、19bをX字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜19aは青色光LBを反射して緑色光LGを透過する。ダイクロイック膜19bは赤色光LRを反射して緑色光LGを透過する。したがって、クロスダイクロイックプリズム19は、液晶ライトバルブ15〜17のそれぞれで変調された赤色光LRと緑色光LGと青色光LBとを合成し、投射光学系18に向けて射出するように構成されている。投射光学系18は、投影レンズ(図示略)を有しており、クロスダイクロイックプリズム19で合成された光をスクリーン11に投射するように構成されている。   The cross dichroic prism 19 is a color combining optical system in which two dichroic films 19a and 19b are arranged orthogonally in an X shape. The dichroic film 19a reflects the blue light LB and transmits the green light LG. The dichroic film 19b reflects the red light LR and transmits the green light LG. Therefore, the cross dichroic prism 19 is configured to combine the red light LR, the green light LG, and the blue light LB modulated by the liquid crystal light valves 15 to 17 and emit the resultant light toward the projection optical system 18. Yes. The projection optical system 18 has a projection lens (not shown) and is configured to project the light combined by the cross dichroic prism 19 onto the screen 11.

なお、赤色用及び青色用の液晶ライトバルブ15,17にλ/2位相差板を設け、これらの液晶ライトバルブ15,17からクロスダイクロイックプリズム19に入射する光をs偏光とし、液晶ライトバルブ16にはλ/2位相差板を設けない構成として液晶ライトバルブ16からクロスダイクロイックプリズム19に入射する光をp偏光とする構成も採用できる。クロスダイクロイックプリズム19に入射する光を異なる種類の偏光とすることで、ダイクロイック膜19a、19bの反射特性を考慮して最適化された色合成光学系を構成できる。一般に、ダイクロイック膜19a、19bはs偏光の反射特性に優れているので、上述したようにダイクロイック膜19a、19bで反射される赤色光LR及び青色光LBをs偏光とし、ダイクロイック膜19a、19bを透過する緑色光LGをp偏光とするとよい。   The liquid crystal light valves 15 and 17 for red and blue are provided with λ / 2 phase difference plates, and light incident on the cross dichroic prism 19 from these liquid crystal light valves 15 and 17 is set as s-polarized light. As the configuration without the λ / 2 retardation plate, a configuration in which the light incident on the cross dichroic prism 19 from the liquid crystal light valve 16 is p-polarized light can be employed. By making the light incident on the cross dichroic prism 19 into different types of polarized light, an optimized color synthesis optical system can be configured in consideration of the reflection characteristics of the dichroic films 19a and 19b. In general, since the dichroic films 19a and 19b are excellent in the reflection characteristics of s-polarized light, as described above, the red light LR and the blue light LB reflected by the dichroic films 19a and 19b are made s-polarized, and the dichroic films 19a and 19b are used. The transmitted green light LG may be p-polarized light.

(液晶ライトバルブ)
次に、液晶ライトバルブ(液晶装置)15〜17について説明する。
(LCD light valve)
Next, the liquid crystal light valves (liquid crystal devices) 15 to 17 will be described.

液晶ライトバルブ15〜17は、変調する光の波長領域が異なるだけであって、その基本的構成は同一である。したがって以下では、液晶パネル15cとこれを備えた液晶ライトバルブ15とを例示して説明する。   The liquid crystal light valves 15-17 differ only in the wavelength range of the light to be modulated, and the basic configuration is the same. Therefore, hereinafter, the liquid crystal panel 15c and the liquid crystal light valve 15 including the same will be described as an example.

図2は、本実施形態に係る液晶パネルの全体構成図(図2(a))及び、当該図2(a)のH−H’線に沿う断面構成図(図2(b))である。図3は、本実施形態に係る液晶ライトバルブの構成を示す説明図である。図4は、図3における各構成部材の光学軸配置を示す図である。   FIG. 2 is an overall configuration diagram of the liquid crystal panel according to the present embodiment (FIG. 2A) and a sectional configuration diagram along line HH ′ of FIG. 2A (FIG. 2B). . FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the liquid crystal light valve according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram showing an optical axis arrangement of each component in FIG.

液晶パネル15cは、図2に示すように、互いに対向して配置された対向基板31とTFTアレイ基板32とを備え、シール材33を介して両者を貼り合わせた構成である。対向基板31、TFTアレイ基板32、及びシール材33に囲まれた領域内に、液晶層34が封入されている。   As shown in FIG. 2, the liquid crystal panel 15 c includes a counter substrate 31 and a TFT array substrate 32 that are disposed so as to face each other, and are bonded to each other via a seal material 33. A liquid crystal layer 34 is sealed in a region surrounded by the counter substrate 31, the TFT array substrate 32, and the sealing material 33.

液晶層34は、誘電率異方性を有する液晶からなり、本実施形態の液晶パネル15cでは、図3に示すように、液晶分子51が配向膜43、98の間で配向した構成である。   The liquid crystal layer 34 is made of liquid crystal having dielectric anisotropy, and the liquid crystal panel 15c of this embodiment has a configuration in which liquid crystal molecules 51 are aligned between alignment films 43 and 98 as shown in FIG.

液晶パネル15cは、TFTアレイ基板32、対向基板31及びシール材33で区画された領域に封止された液晶層34を有している。液晶パネル15cのうちシール材33の形成領域の内側には、額縁或いは周辺見切りとなる遮光膜35が形成されている。シール材33の外周側の角部には、TFTアレイ基板32と対向基板31との電気的導通をとるための基板間導通材57が配設されている。   The liquid crystal panel 15 c has a liquid crystal layer 34 sealed in a region partitioned by the TFT array substrate 32, the counter substrate 31 and the sealing material 33. In the liquid crystal panel 15c, a light shielding film 35 is formed inside the region where the sealing material 33 is formed. An inter-substrate conductive material 57 for providing electrical continuity between the TFT array substrate 32 and the counter substrate 31 is disposed at a corner on the outer peripheral side of the sealing material 33.

TFTアレイ基板32のうち平面視でシール材33の形成領域の外側となる領域に、データ線駆動回路71及び外部回路実装端子75と、2個の走査線駆動回路73とが形成されている。さらに、TFTアレイ基板32の上記領域には、上記画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路73の間を接続するための複数の配線74も形成されている。データ線駆動回路71及び走査線駆動回路73をTFTアレイ基板32上に形成する代わりに、例えば、駆動用LSIが実装されたTAB(TapeAutomatedBonding)基板とTFTアレイ基板32の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続してもよい。   A data line driving circuit 71, an external circuit mounting terminal 75, and two scanning line driving circuits 73 are formed in a region outside the formation region of the sealing material 33 in a plan view of the TFT array substrate 32. Further, a plurality of wirings 74 for connecting between the scanning line driving circuits 73 provided on both sides of the image display region are also formed in the region of the TFT array substrate 32. Instead of forming the data line driving circuit 71 and the scanning line driving circuit 73 on the TFT array substrate 32, for example, a TAB (TapeAutomatedBonding) substrate on which a driving LSI is mounted and terminals formed on the periphery of the TFT array substrate 32 The group may be electrically and mechanically connected through an anisotropic conductive film.

対向基板31は、図2(b)に示すように、平面的に配列された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズ基板(集光基板)である。対向基板31は、基板92と、樹脂層93と、カバーガラス94とを主体として構成されている。   The counter substrate 31 is a microlens substrate (light collecting substrate) having a plurality of microlenses arranged in a plane, as shown in FIG. The counter substrate 31 is mainly composed of a substrate 92, a resin layer 93, and a cover glass 94.

基板92及びカバーガラス94は、ガラス等からなる透明基板であり、石英やホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス(青板ガラス)、クラウンガラス(白板ガラス)等からなる基板を用いることもできる。基板92の液晶層34側(図示下面側)には、複数の凹部(マイクロレンズ)95が形成されている。マイクロレンズ95は、液晶層34と反対側から基板92に入射する光を集光して液晶層34側に射出する。   The substrate 92 and the cover glass 94 are transparent substrates made of glass or the like, and substrates made of quartz, borosilicate glass, soda lime glass (blue plate glass), crown glass (white plate glass), or the like can also be used. A plurality of concave portions (microlenses) 95 are formed on the liquid crystal layer 34 side (the lower surface side in the drawing) of the substrate 92. The microlens 95 condenses the light incident on the substrate 92 from the side opposite to the liquid crystal layer 34 and emits it to the liquid crystal layer 34 side.

樹脂層93は、基板92のマイクロレンズ95上に充填された樹脂材料からなる層であり、光を透過可能な樹脂材料、例えばアクリル系樹脂等を用いて形成される。樹脂層93は、基板92の一面側を覆い、マイクロレンズ95の凹状の内部を充填するように設けられている。樹脂層93の上面は平坦面とされ、かかる平坦面にカバーガラス94が貼り付けられている。   The resin layer 93 is a layer made of a resin material filled on the microlens 95 of the substrate 92, and is formed using a resin material that can transmit light, such as an acrylic resin. The resin layer 93 is provided so as to cover one side of the substrate 92 and fill the concave interior of the microlens 95. The upper surface of the resin layer 93 is a flat surface, and a cover glass 94 is attached to the flat surface.

マイクロレンズ基板36の液晶層34側の面には、遮光膜35と、共通電極97と、配向膜98とが形成されている。遮光膜35は平面視略格子状を成してカバーガラス94上に形成されている。マイクロレンズ95は、遮光膜35の間に位置して、液晶パネル15cの画素領域(画素電極42の形成領域)に平面視で重なる領域にそれぞれ配置されている。配向膜98は液晶層34を構成する液晶分子を基板面に対して略並行に配向させる配向膜であり、例えば、蒸着により柱状構造を有して形成されたシリコン酸化物膜や、配向処理を施されたポリイミド膜等からなるものである。   A light shielding film 35, a common electrode 97, and an alignment film 98 are formed on the surface of the microlens substrate 36 on the liquid crystal layer 34 side. The light shielding film 35 is formed on the cover glass 94 in a substantially lattice shape in plan view. The microlenses 95 are located between the light shielding films 35 and are respectively disposed in regions overlapping the pixel region of the liquid crystal panel 15c (region where the pixel electrode 42 is formed) in plan view. The alignment film 98 is an alignment film that aligns liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 34 substantially in parallel with the substrate surface. For example, a silicon oxide film formed with a columnar structure by vapor deposition or an alignment treatment is performed. It consists of applied polyimide film or the like.

配向膜98は、光の出射側の面が液晶層34に接するように配設されている。配向膜98の液晶層34に接する側の面は、液晶層34における光の入射側領域(配向膜98との界面付近)に存在する液晶分子の配向方向を揃えるために、ラビング処理が施されている。ラビング処理は、一般的に、布を巻いたローラで配向膜98の表面を擦ることにより行われる。以下では、このラビング処理を施すことにより刻まれる溝の方向を、「ラビング方向」又は「配向方向」と適宜称す。配向膜98にラビング処理を施すことにより、配向膜98の表面に複数の溝が同一方向に形成される。配向膜98に接する領域の液晶分子は、配向膜98の表面に刻まれた溝に沿って、一定方向に配向(又は配向状態)が規制される。尚、配向膜98によって配向が規制される液晶分子、又は配向膜98の界面付近に存在する液晶分子によって、本発明に係る「第1液晶分子」の一具体例が構成されている。   The alignment film 98 is disposed so that the surface on the light emission side is in contact with the liquid crystal layer 34. The surface of the alignment film 98 on the side in contact with the liquid crystal layer 34 is subjected to a rubbing treatment in order to align the alignment direction of the liquid crystal molecules existing in the light incident side region (near the interface with the alignment film 98) in the liquid crystal layer 34. ing. The rubbing process is generally performed by rubbing the surface of the alignment film 98 with a roller wound with a cloth. Hereinafter, the direction of the grooves carved by performing the rubbing process is appropriately referred to as “rubbing direction” or “alignment direction”. By subjecting the alignment film 98 to a rubbing process, a plurality of grooves are formed in the same direction on the surface of the alignment film 98. The alignment (or alignment state) of the liquid crystal molecules in the region in contact with the alignment film 98 is regulated in a certain direction along the groove formed on the surface of the alignment film 98. A specific example of the “first liquid crystal molecule” according to the present invention is constituted by liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the alignment film 98 or liquid crystal molecules existing in the vicinity of the interface of the alignment film 98.

TFTアレイ基板32は、ガラスや石英等からなる透明の基板41と、基板41の液晶層34側面に形成された画素電極42と、画素電極を駆動するTFT44と、配向膜43とを主体として構成されている。   The TFT array substrate 32 is mainly composed of a transparent substrate 41 made of glass or quartz, a pixel electrode 42 formed on the side surface of the liquid crystal layer 34 of the substrate 41, a TFT 44 for driving the pixel electrode, and an alignment film 43. Has been.

配向膜43の液晶層34に接する側の面は、液晶層34における光の出射側領域(配向膜43との界面付近)に存在する液晶分子の配向方向を揃えるために、上述した配向膜98と概ね同様のラビング処理が施されている。配向膜43にラビング処理を施すことにより、配向膜43の表面に複数の溝が同一方向に形成される。配向膜43に接する領域の液晶分子は、配向膜43の表面に刻まれた溝に沿って、一定方向に配向(又は配向状態)が規制される。尚、配向膜43によって配向が規制される液晶分子、又は配向膜43の界面付近に存在する液晶分子によって、本発明に係る「第2液晶分子」の一具体例が構成されている。   The surface of the alignment film 43 on the side in contact with the liquid crystal layer 34 is aligned with the alignment film 98 described above in order to align the alignment direction of the liquid crystal molecules present in the light emission side region of the liquid crystal layer 34 (near the interface with the alignment film 43). The same rubbing treatment is applied. By subjecting the alignment film 43 to a rubbing process, a plurality of grooves are formed in the same direction on the surface of the alignment film 43. The alignment (or alignment state) of the liquid crystal molecules in the region in contact with the alignment film 43 is regulated in a certain direction along the groove formed on the surface of the alignment film 43. A specific example of the “second liquid crystal molecule” according to the present invention is constituted by liquid crystal molecules whose alignment is regulated by the alignment film 43 or liquid crystal molecules existing in the vicinity of the interface of the alignment film 43.

画素電極42は、例えばITO等の透明導電材料からなる平面視略矩形状の導電膜であり、図2(a)に示すように、基板41上に平面視マトリクス状に配列され、平面視でマイクロレンズ95と重なる領域に形成されている。   The pixel electrodes 42 are substantially rectangular conductive films in a plan view made of a transparent conductive material such as ITO, for example, and are arranged in a matrix in a plan view on the substrate 41 as shown in FIG. It is formed in a region overlapping with the microlens 95.

TFT44は、図示を簡略化しているが、画素電極42の各々に対応して基板41上に形成されており、通常は平面視で対向基板31側の遮光膜35と重なる領域(非表示領域、遮光領域)に配置されている。   Although the TFT 44 is simplified in illustration, the TFT 44 is formed on the substrate 41 corresponding to each of the pixel electrodes 42, and usually an area (non-display area, overlapping with the light shielding film 35 on the counter substrate 31 side in a plan view). It is arranged in the light shielding area.

画素電極42を覆って形成された配向膜43は、先の配向膜98と同様に、斜方蒸着により形成されたシリコン酸化物膜等からなる配向膜である。   The alignment film 43 formed so as to cover the pixel electrode 42 is an alignment film made of a silicon oxide film or the like formed by oblique vapor deposition, like the previous alignment film 98.

配向膜43、98は、互いの配向方向(柱状構造物の配向方向)が平面視でほぼ直交するように形成されており、液晶層34を構成する液晶分子を基板面に対してほぼ平行に配向させるとともに、液晶分子の傾き方向を基板面方向で一様なものとするべく機能する。   The alignment films 43 and 98 are formed so that their alignment directions (alignment directions of the columnar structures) are substantially orthogonal in a plan view, and the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 34 are substantially parallel to the substrate surface. It functions to align the liquid crystal molecules and make the tilt direction of the liquid crystal molecules uniform in the substrate surface direction.

なお、基板41の液晶層34側の表面のうち平面視でシール材33の形成領域の内側となる領域には、画素電極42やTFT44を接続するデータ線(図示略)や走査線(図示略)が形成されている。データ線及び走査線は、平面視で遮光膜35と重なる領域に形成されている。そして、遮光膜35やTFT44、データ線、走査線によって縁取られた領域が液晶パネル15cの画素領域とされる。そして、複数の画素領域が平面視マトリクス状に配列されて画像表示領域を構成している。   A data line (not shown) and a scanning line (not shown) for connecting the pixel electrode 42 and the TFT 44 are formed in a region on the liquid crystal layer 34 side surface of the substrate 41 that is inside the region where the sealing material 33 is formed in plan view. ) Is formed. The data line and the scanning line are formed in a region overlapping the light shielding film 35 in plan view. A region bordered by the light shielding film 35, the TFT 44, the data line, and the scanning line is a pixel region of the liquid crystal panel 15c. A plurality of pixel areas are arranged in a matrix in plan view to form an image display area.

(偏光板並びに第1及び第2位相差板)
図3に示すように、液晶ライトバルブ15は、上述した液晶パネル15cと、液晶パネル15cの対向基板31の外側に配置された第1位相差板15aと、この第1位相差板15aの外側に配置された第1の偏光板15bと、液晶パネル15cのTFTアレイ基板32の外側に配置された第2位相差板15eと、第2位相差板15eの外側に配置された第2の偏光板15dとにより構成されている。
(Polarizing plate and first and second retardation plates)
As shown in FIG. 3, the liquid crystal light valve 15 includes the above-described liquid crystal panel 15c, a first retardation plate 15a disposed outside the counter substrate 31 of the liquid crystal panel 15c, and an outside of the first retardation plate 15a. The first polarizing plate 15b disposed on the second side, the second retardation plate 15e disposed on the outside of the TFT array substrate 32 of the liquid crystal panel 15c, and the second polarization disposed on the outside of the second retardation plate 15e. It is comprised by the board 15d.

なお、本実施形態の液晶ライトバルブ15では、第1の偏光板15bが配設された側(図示上側)が光入射側であり、第2の偏光板15dが配設された側が光射出側である。   In the liquid crystal light valve 15 of the present embodiment, the side on which the first polarizing plate 15b is disposed (the upper side in the drawing) is the light incident side, and the side on which the second polarizing plate 15d is disposed is the light emitting side. It is.

液晶パネル15cにおいて、液晶層34を挟持して対向する配向膜43,98は、例えばシリコン酸化物を蒸着して形成されている。膜厚はいずれも40nm程度である。図3の配向膜43,98に付した矢印により表されるラビング方向R2、R1は、形成時の蒸着方向のうち基板面内の方向に一致している。配向膜43におけるラビング方向R2と配向膜98におけるラビング方向R1とは互いに直交する。   In the liquid crystal panel 15c, the alignment films 43 and 98 facing each other with the liquid crystal layer 34 interposed therebetween are formed by evaporating silicon oxide, for example. The film thickness is about 40 nm in all cases. The rubbing directions R2 and R1 indicated by the arrows attached to the alignment films 43 and 98 in FIG. 3 coincide with the direction in the substrate plane among the vapor deposition directions at the time of formation. The rubbing direction R2 in the alignment film 43 and the rubbing direction R1 in the alignment film 98 are orthogonal to each other.

そして、配向膜43,98の配向規制力により、液晶分子51は、液晶分子51の長軸方向が基板面方向でラビング方向R2、R1に沿った方向となるように配向している。   Then, due to the alignment regulating force of the alignment films 43 and 98, the liquid crystal molecules 51 are aligned such that the major axis direction of the liquid crystal molecules 51 is the direction along the rubbing directions R2 and R1 in the substrate surface direction.

第1の偏光板15b及び第2の偏光板15dは、いずれも、染色されたPVA(ポリビニルアルコール)からなる偏光素子151を、TAC(トリアセチルセルロース)からなる2枚の保護膜152で挟み込んだ三層構造を備えている。詳細には、図4に示されるように、第1の偏光板15bと第2の偏光板15dは、互いの光の透過軸Pr1,Pr2が直交した、いわゆる直交ニコルの関係となるように配置されている。また、後述されるように、第1の偏光板15bの透過軸Pr1は、液晶パネル15cにおける配向膜98のラビング方向R1と同一方向となるように設定されている。一方、第2の偏光板15dの透過軸Pr2は、液晶パネル15cにおける配向膜43のラビング方向R2と同一方向となるように設定されている。すなわち、液晶ライトバルブにおける画像の表示方式は、いわゆるノーマリーホワイトの構成となっている。後述されるように、第1位相差板15aの板面平面方向の屈折率であると共に、屈折率楕円体の短軸方向である主屈折率nz1’の方向が、配向膜43のラビング方向R2とほぼ同一方向となるように配置されている。また、後述されるように、第2位相差板15eの板面平面方向の屈折率であると共に、屈折率楕円体の短軸方向である主屈折率ny2’の方向が、配向膜98のラビング方向R1とほぼ同一方向となるように配置されている。   In each of the first polarizing plate 15b and the second polarizing plate 15d, a polarizing element 151 made of dyed PVA (polyvinyl alcohol) is sandwiched between two protective films 152 made of TAC (triacetyl cellulose). It has a three-layer structure. Specifically, as shown in FIG. 4, the first polarizing plate 15b and the second polarizing plate 15d are arranged so as to have a so-called orthogonal Nicol relationship in which the transmission axes Pr1 and Pr2 of the light are orthogonal to each other. Has been. Further, as will be described later, the transmission axis Pr1 of the first polarizing plate 15b is set to be in the same direction as the rubbing direction R1 of the alignment film 98 in the liquid crystal panel 15c. On the other hand, the transmission axis Pr2 of the second polarizing plate 15d is set to be in the same direction as the rubbing direction R2 of the alignment film 43 in the liquid crystal panel 15c. That is, the image display method in the liquid crystal light valve has a so-called normally white configuration. As will be described later, the direction of the main refractive index nz1 ′, which is the minor axis direction of the refractive index ellipsoid, is the refractive index in the plane direction of the first retardation plate 15a, and the rubbing direction R2 of the alignment film 43. And are arranged so as to be in substantially the same direction. Further, as will be described later, the direction of the main refractive index ny2 ′, which is the minor axis direction of the refractive index ellipsoid, is the rubbing of the alignment film 98 as well as the refractive index in the plane direction of the second retardation plate 15e. It arrange | positions so that it may become substantially the same direction as direction R1.

第1位相差板15aは、図示しない基板と、一軸性の屈折率異方性を保持する屈折率異方性媒質によって構成されている。特に、第1位相差板15aは、無機材料を含む屈折率異方性媒質の蒸着によって構成されてよい。或いは、第1位相差板15aは、無機材料を含む光学フィルムによって構成されていてよい。   The first retardation plate 15a is composed of a substrate (not shown) and a refractive index anisotropic medium that holds uniaxial refractive index anisotropy. In particular, the first retardation plate 15a may be configured by vapor deposition of a refractive index anisotropic medium containing an inorganic material. Or the 1st phase difference plate 15a may be comprised by the optical film containing an inorganic material.

図3の第1位相差板15aの側方に、第1位相差板15aの平均的な屈折率楕円体81aを模式的に示している。この図において、nx1’、ny1’はそれぞれ第1位相差板15aの垂直平面方向の主屈折率を示しており、nz1’は第1位相差板15aの水平平面方向の主屈折率を示している。本実施形態では、主屈折率nx1’、ny1’、nz1’は、nx1’=ny1’>nz1’なる関係を満たす構成とされている。すなわち、水平平面方向の屈折率nz1’が他の方向の屈折率より小さく、屈折率楕円体81aでは回転楕円体型又は円盤型となる。この屈折率楕円体81aは、第1位相差板15aの板面に対して垂直に配置されており、第1位相差板15aの屈折率楕円体の一の長軸方向である主屈折率nx1’の方向は板面法線方向と平行である。と共に、第1位相差板15aの屈折率楕円体の他の長軸方向である主屈折率ny1’の方向は板面法線方向と直交する。特に、第1位相差板15aの板面平面方向の屈折率であると共に、屈折率楕円体の短軸方向である主屈折率nz1’は、ラビング方向R1に平行となっている。   An average refractive index ellipsoid 81a of the first retardation plate 15a is schematically shown on the side of the first retardation plate 15a in FIG. In this figure, nx1 ′ and ny1 ′ indicate the main refractive index in the vertical plane direction of the first phase difference plate 15a, and nz1 ′ indicates the main refractive index in the horizontal plane direction of the first phase difference plate 15a. Yes. In the present embodiment, the main refractive indexes nx1 ′, ny1 ′, and nz1 ′ satisfy the relationship nx1 ′ = ny1 ′> nz1 ′. That is, the refractive index nz1 'in the horizontal plane direction is smaller than the refractive index in the other direction, and the refractive index ellipsoid 81a is a spheroid or disk. The refractive index ellipsoid 81a is disposed perpendicular to the plate surface of the first retardation plate 15a, and has a main refractive index nx1 that is one major axis direction of the refractive index ellipsoid of the first retardation plate 15a. The direction of 'is parallel to the normal direction of the plate surface. At the same time, the direction of the main refractive index ny1 ', which is the other major axis direction of the refractive index ellipsoid of the first retardation plate 15a, is orthogonal to the normal direction of the plate surface. In particular, the refractive index in the plane direction of the plate surface of the first retardation plate 15a and the main refractive index nz1 'which is the minor axis direction of the refractive index ellipsoid are parallel to the rubbing direction R1.

第2位相差板15eは、図示しない基板と、一軸性の屈折率異方性を保持する屈折率異方性媒質によって構成されている。特に、第2位相差板15eは、無機材料を含む屈折率異方性媒質の蒸着によって構成されてよい。或いは、第2位相差板15eは、無機材料を含む光学フィルムによって構成されていてよい。   The second retardation plate 15e is composed of a substrate (not shown) and a refractive index anisotropic medium that holds uniaxial refractive index anisotropy. In particular, the second retardation plate 15e may be configured by vapor deposition of a refractive index anisotropic medium containing an inorganic material. Or the 2nd phase difference plate 15e may be comprised by the optical film containing an inorganic material.

図3の第2位相差板15eの側方に、第2位相差板15eの平均的な屈折率楕円体81eを模式的に示している。この図において、nx2’、nz2’はそれぞれ第2位相差板15eの垂直平面方向の主屈折率を示しており、ny2’は第2位相差板15eの水平平面方向の主屈折率を示している。本実施形態では、主屈折率nx2’、ny2’、nz2’は、nx2’=nz2’>ny2’なる関係を満たす構成とされている。すなわち、水平平面方向の屈折率ny2’が他の方向の屈折率より小さく、屈折率楕円体81eでは回転楕円体型又は円盤型となる。この屈折率楕円体81eは、第2位相差板15eの板面に対して垂直に配向されており、第2位相差板15eの屈折率楕円体の一の長軸方向である主屈折率nx2’の方向は板面法線方向と平行である。と共に、第2位相差板15eの屈折率楕円体の他の長軸方向である主屈折率nz2’の方向は板面法線方向と直交する。特に、第2位相差板15eの板面平面方向の屈折率であると共に、屈折率楕円体の短軸方向である主屈折率ny2’は、ラビング方向R2に平行となっている。   An average refractive index ellipsoid 81e of the second retardation plate 15e is schematically shown on the side of the second retardation plate 15e in FIG. In this figure, nx2 ′ and nz2 ′ indicate the main refractive index in the vertical plane direction of the second phase difference plate 15e, and ny2 ′ indicates the main refractive index in the horizontal plane direction of the second phase difference plate 15e. Yes. In the present embodiment, the main refractive indexes nx2 ', ny2', and nz2 'are configured to satisfy the relationship of nx2' = nz2 '> ny2'. That is, the refractive index ny2 'in the horizontal plane direction is smaller than the refractive index in the other direction, and the refractive index ellipsoid 81e is a spheroid or disk. The refractive index ellipsoid 81e is oriented perpendicular to the plate surface of the second retardation plate 15e, and has a main refractive index nx2 that is one major axis direction of the refractive index ellipsoid of the second retardation plate 15e. The direction of 'is parallel to the normal direction of the plate surface. At the same time, the direction of the main refractive index nz2 'which is the other major axis direction of the refractive index ellipsoid of the second retardation plate 15e is orthogonal to the normal direction of the plate surface. In particular, the refractive index in the plane direction of the plate surface of the second retardation plate 15e and the main refractive index ny2 'that is the minor axis direction of the refractive index ellipsoid are parallel to the rubbing direction R2.

典型的には、第1位相差板15a及び第2位相差板15eとして、ディスコティック液晶を用いたCプレートを用いてよい。或いは、無延伸のセルロースエステルフィルム(例えば、無延伸のトリアセチルセルロース(TAC)、無延伸のセルロースアセテートプロピオネート(CAP)等)、二軸延伸したノルボルネン系樹脂等を用いた光学フィルムを用いてよい。   Typically, a C plate using a discotic liquid crystal may be used as the first retardation plate 15a and the second retardation plate 15e. Alternatively, an optical film using an unstretched cellulose ester film (for example, unstretched triacetyl cellulose (TAC), unstretched cellulose acetate propionate (CAP), etc.), a biaxially stretched norbornene resin, or the like is used. It's okay.

特に、第1位相差板15a及び第2位相差板15eとして、典型的には、相対的に高い屈折率を有する屈折率異方性媒質と、相対的に低い屈折率を有する屈折率異方性媒質とを交互に、板面水平方向に配置して構成されるCプレートを採用してよい。このように配置した屈折率異方性媒質の厚さや配置角度を変化させることで、光の進行方向の変化、偏光状態の変化、周波数や位相の変化などの光の特性変化を実現することができる。   In particular, the first retardation plate 15a and the second retardation plate 15e typically have a refractive index anisotropic medium having a relatively high refractive index and a refractive index anisotropic having a relatively low refractive index. Alternatively, a C plate configured by alternately arranging a conductive medium in the horizontal direction of the plate surface may be employed. By changing the thickness and angle of the refractive index anisotropic medium arranged in this way, it is possible to realize changes in the characteristics of light such as changes in the direction of travel of light, changes in polarization state, changes in frequency and phase, etc. it can.

尚、本実施形態では、典型的には、第1位相差板及び第2位相差板の一具体例として、一軸性の屈折率楕円体について説明するが、二軸性の屈折率楕円体であっても、液晶分子の長軸方向と直交する成分があれば、その直交する成分の大きさに応じて、相応する光学的な補償の効果が得られることを付記しておく。   In this embodiment, typically, a uniaxial refractive index ellipsoid will be described as a specific example of the first retardation plate and the second retardation plate, but a biaxial refractive index ellipsoid is used. However, it should be noted that if there is a component orthogonal to the major axis direction of the liquid crystal molecules, a corresponding optical compensation effect can be obtained according to the size of the orthogonal component.

(第1及び第2位相差板の詳細な構成)
ここで、図5から図7に加えて、上述した図4を適宜、参照して、本実施形態に係る第1及び第2位相差板の詳細な構成について説明する。ここに、図5は、本実施形態に係る、液晶に電圧が印加されていない通常状態の場合における、液晶分子、第1位相差板15、及び第2位相差板の一の位置関係を概念的に示した一の模式図である。図6は、本実施形態に係る、配向した液晶分子の長軸方向と、第1位相差板によって形成される屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率の方向とを概念的に示した模式図(図6(a)から図6(c))である。図7は、本実施形態に係る、液晶分子、第1位相差板15、及び第2位相差板の他の位置関係を概念的に示した他の模式図である。
(Detailed configuration of the first and second retardation plates)
Here, in addition to FIGS. 5 to 7, the detailed configuration of the first and second phase difference plates according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 4 as appropriate. FIG. 5 conceptually shows the positional relationship between the liquid crystal molecules, the first retardation plate 15 and the second retardation plate in the normal state where no voltage is applied to the liquid crystal according to the present embodiment. It is the one schematic diagram shown. FIG. 6 conceptually shows the major axis direction of the aligned liquid crystal molecules and the direction of the main refractive index that is the major axis direction of the refractive index ellipsoid formed by the first retardation plate according to the present embodiment. Fig. 6 is a schematic diagram (Fig. 6 (a) to Fig. 6 (c)). FIG. 7 is another schematic diagram conceptually showing another positional relationship between the liquid crystal molecules, the first retardation plate 15, and the second retardation plate according to the present embodiment.

上述した図4に示すように、第1の偏光板15bの透過軸Pr1と、第2の偏光板15dの透過軸Pr2は直交して配置されている。この偏光板15bの透過軸Pr1の方向は、液晶パネル15cの配向膜98のラビング方向(蒸着方向)R1と平面視で平行となっている。加えて、上述したように、第1位相差板15aの板面平面方向の屈折率であると共に、屈折率楕円体の短軸方向である主屈折率nz1’は、ラビング方向R1に平行となっている。他方で、この偏光板15dの透過軸Pr2の方向は、液晶パネル15cの配向膜43のラビング方向(蒸着方向)R2と平面視で平行となっている。加えて、上述したように、第2位相差板15eの板面平面方向の屈折率であると共に、屈折率楕円体の短軸方向である主屈折率ny2’は、ラビング方向R2に平行となっている。   As shown in FIG. 4 described above, the transmission axis Pr1 of the first polarizing plate 15b and the transmission axis Pr2 of the second polarizing plate 15d are arranged orthogonally. The direction of the transmission axis Pr1 of the polarizing plate 15b is parallel to the rubbing direction (evaporation direction) R1 of the alignment film 98 of the liquid crystal panel 15c in plan view. In addition, as described above, the refractive index in the plane direction of the plate surface of the first retardation plate 15a and the main refractive index nz1 ′ that is the minor axis direction of the refractive index ellipsoid are parallel to the rubbing direction R1. ing. On the other hand, the direction of the transmission axis Pr2 of the polarizing plate 15d is parallel to the rubbing direction (evaporation direction) R2 of the alignment film 43 of the liquid crystal panel 15c in plan view. In addition, as described above, the refractive index in the plane direction of the plate surface of the second retardation plate 15e and the main refractive index ny2 ′ that is the minor axis direction of the refractive index ellipsoid are parallel to the rubbing direction R2. ing.

図5は、液晶層に電圧が印加されていない通常状態のときの液晶分子の配向状態を示している。なお、図5では、入射光の光軸に平行な直線をx軸とし、x軸に直交する平面内の2つの直線をy,z軸としている。液晶層34における光の入射面および出射面は、yz平面に平行となる。液晶層34には、複数の棒状の液晶分子51からなるネマチック液晶が封入されている。各液晶分子51は、その長軸方向が、入射光の光軸に直交するように配向されている。すなわち、各液晶分子51の長軸方向は、光の入射面および出射面に対して平行に配向されている。配向膜98のラビング方向R1と、配向膜43のラビング方向R2は、互いに直交するように設定されている。図5の例では、配向膜98のラビング方向R1をz軸方向とし、配向膜43のラビング方向R2をy軸方向としている。   FIG. 5 shows an alignment state of liquid crystal molecules in a normal state where no voltage is applied to the liquid crystal layer. In FIG. 5, a straight line parallel to the optical axis of the incident light is taken as the x-axis, and two straight lines in a plane orthogonal to the x-axis are taken as the y and z axes. The light incident surface and light exit surface of the liquid crystal layer 34 are parallel to the yz plane. Nematic liquid crystal composed of a plurality of rod-like liquid crystal molecules 51 is sealed in the liquid crystal layer 34. Each liquid crystal molecule 51 is aligned such that its major axis direction is orthogonal to the optical axis of incident light. That is, the major axis direction of each liquid crystal molecule 51 is aligned parallel to the light incident surface and the light emitting surface. The rubbing direction R1 of the alignment film 98 and the rubbing direction R2 of the alignment film 43 are set to be orthogonal to each other. In the example of FIG. 5, the rubbing direction R1 of the alignment film 98 is the z-axis direction, and the rubbing direction R2 of the alignment film 43 is the y-axis direction.

液晶層34において、配向膜98との界面付近に存在する液晶分子は、配向膜98の表面に施されたラビング処理の作用により、配向膜98のラビング方向R1と同一方向に配向されている。概ね同様にして、配向膜43との界面付近に存在する液晶分子は、配向膜43のラビング方向R2とほぼ同一方向に配向されている。ラビング方向R1,R2は互いに直交しているので、各液晶分子51は、配向膜98から配向膜43に向かうに従い、すなわち、光の入射側から出射側に向かうに従って、液晶分子の長軸方向が90°ねじれた状態となるように配向が規制される、又は、配向される。このように各液晶分子がねじれた状態で配向されたネマチック液晶は、TN液晶と呼ばれる。TN液晶に、電圧を印加しない通常状態で光が入射すると、液晶のねじれによって旋光性が生じ、光の振動方向が液晶のねじれ方向に沿って90°回転させられる。他方で、液晶層34に電圧を印加すると、液晶分子51が立ち上がった状態、すなわち、液晶分子の長軸が、入射光の光軸に対して平行(光の入射面に対して垂直)となるように液晶分子51の配向状態が変化する。ここで、理想的には、電圧を印加した状態で、液晶層34内の全ての液晶分子51が、入射光の光軸に対して平行となるように配向状態が変化することが望ましい。このような配向状態であれば、入射光の光軸に平行に入射した光を、振動方向が一定のまま透過させることができる。しかしながら、実際には、液晶分子51は、通電状態において、配向膜98、43から液晶層34の中心領域に向かうに従い、徐々に分子長軸が立ち上がった状態となるように配向状態が変化する。   In the liquid crystal layer 34, the liquid crystal molecules present near the interface with the alignment film 98 are aligned in the same direction as the rubbing direction R <b> 1 of the alignment film 98 by the action of rubbing treatment performed on the surface of the alignment film 98. In substantially the same manner, the liquid crystal molecules existing near the interface with the alignment film 43 are aligned in substantially the same direction as the rubbing direction R 2 of the alignment film 43. Since the rubbing directions R1 and R2 are orthogonal to each other, the liquid crystal molecules 51 move in the major axis direction of the liquid crystal molecules from the alignment film 98 toward the alignment film 43, that is, from the light incident side to the light emission side. The orientation is regulated or oriented so as to be twisted by 90 °. The nematic liquid crystal aligned with the liquid crystal molecules twisted in this way is called a TN liquid crystal. When light enters the TN liquid crystal in a normal state where no voltage is applied, the optical rotation occurs due to the twist of the liquid crystal, and the vibration direction of the light is rotated by 90 ° along the twist direction of the liquid crystal. On the other hand, when a voltage is applied to the liquid crystal layer 34, the liquid crystal molecules 51 stand up, that is, the major axis of the liquid crystal molecules is parallel to the optical axis of incident light (perpendicular to the light incident surface). Thus, the alignment state of the liquid crystal molecules 51 changes. Here, ideally, it is desirable that the orientation state changes so that all the liquid crystal molecules 51 in the liquid crystal layer 34 are parallel to the optical axis of the incident light in a state where a voltage is applied. In such an alignment state, light incident in parallel to the optical axis of incident light can be transmitted while the vibration direction is constant. However, in actuality, the liquid crystal molecules 51 change their alignment state so that the molecular long axis gradually rises from the alignment films 98 and 43 toward the central region of the liquid crystal layer 34 in the energized state.

特に、本実施形態では、上述したように、第1位相差板15aの板面平面方向の屈折率であると共に屈折率楕円体の短軸方向である主屈折率nz1’は、ラビング方向R1に平行となっている。言い換えると、屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率ny1’は、ラビング方向R1と直交すると共に、屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率nx1’は、ラビング方向R1と直交する。   In particular, in the present embodiment, as described above, the main refractive index nz1 ′ that is the minor axis direction of the refractive index ellipsoid and the refractive index in the plate surface plane direction of the first retardation plate 15a is in the rubbing direction R1. It is parallel. In other words, the main refractive index ny1 ′ that is the major axis direction of the refractive index ellipsoid is orthogonal to the rubbing direction R1, and the main refractive index nx1 ′ that is the major axis direction of the refractive index ellipsoid is orthogonal to the rubbing direction R1. To do.

加えて、本実施形態では、上述したように、第2位相差板15eの板面平面方向の屈折率であると共に、屈折率楕円体の短軸方向である主屈折率ny2’は、ラビング方向R2に平行となっている。言い換えると、屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率nz2’は、ラビング方向R2と直交すると共に、屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率nx2’は、ラビング方向R2と直交する。   In addition, in the present embodiment, as described above, the refractive index in the plate surface plane direction of the second retardation plate 15e and the main refractive index ny2 ′ that is the minor axis direction of the refractive index ellipsoid are expressed in the rubbing direction. It is parallel to R2. In other words, the main refractive index nz2 ′ that is the major axis direction of the refractive index ellipsoid is orthogonal to the rubbing direction R2, and the main refractive index nx2 ′ that is the major axis direction of the refractive index ellipsoid is orthogonal to the rubbing direction R2. To do.

尚、第1位相差板における屈折率は、上述した主屈折率nx1’、ny1’、nz1’及び屈折率異方性媒質の材質によって一義的に規定することができる。概ね同様にして、第2位相差板における屈折率は、上述した主屈折率nx2’、ny2’、nz2’及び屈折率異方性媒質の材質によって一義的に規定することができる。   The refractive index in the first retardation plate can be uniquely defined by the above-described main refractive indexes nx1 ', ny1', nz1 'and the material of the refractive index anisotropic medium. In substantially the same manner, the refractive index in the second retardation plate can be uniquely defined by the main refractive indexes nx2 ', ny2', nz2 'and the material of the refractive index anisotropic medium.

これにより、第1位相差板15aの屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率ny1’及びnx1’の光軸が延びる方向が、配向膜98のラビング方向R1に沿って配向した液晶分子51の長軸方向と直交するので、第1位相差板15aの主屈折率ny1’及びnx1’の光軸が、液晶層と配向膜98との界面付近に存在する液晶分子51の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する。   Thereby, the liquid crystal molecules in which the direction in which the optical axes of the main refractive indexes ny1 ′ and nx1 ′, which are the major axis directions of the refractive index ellipsoid of the first retardation plate 15a, extend are aligned along the rubbing direction R1 of the alignment film 98. Since the optical axis of the main refractive index ny1 ′ and nx1 ′ of the first retardation plate 15a is orthogonal to the major axis direction of the liquid crystal layer 51, the optical axis of the liquid crystal molecules 51 existing in the vicinity of the interface between the liquid crystal layer and the alignment film 98 is obtained. Compensates for anisotropy towards optical isotropy.

加えて、第2位相差板15eの屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率nz2’及びnx2’の光軸が延びる方向が、配向膜43のラビング方向R2に沿って配向した液晶分子51の長軸方向と直交するので、第2位相差板15eの主屈折率nz2’及びnx2’の光軸が、液晶層と配向膜43との界面付近に存在する液晶分子51の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する。   In addition, the direction in which the optical axes of the main refractive indexes nz2 ′ and nx2 ′, which are the major axis directions of the refractive index ellipsoid of the second retardation plate 15e, are aligned along the rubbing direction R2 of the alignment film 43 is aligned. Since the optical axes of the main refractive indexes nz2 ′ and nx2 ′ of the second retardation plate 15e are orthogonal to the major axis direction of the liquid crystal layer 51, the optical axes of the liquid crystal molecules 51 existing in the vicinity of the interface between the liquid crystal layer and the alignment film 43 are used. Compensates for anisotropy towards optical isotropy.

より具体的には、図6(a)及び図6(b)に示されるように、ラビング方向R1に沿って配向した液晶分子51の長軸方向と、第1位相差板15aによって形成される屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率ny1’及びnx1’の方向とが直交する。これにより、図6(c)に示されるように、配向膜98のラビング方向R1に沿って配向した液晶分子51と、第1位相差板15aとによって形成される屈折率楕円体を三次元的に屈折率球体へ近づけることができる。   More specifically, as shown in FIG. 6A and FIG. 6B, it is formed by the major axis direction of the liquid crystal molecules 51 aligned along the rubbing direction R1 and the first retardation plate 15a. The directions of the main refractive indexes ny1 ′ and nx1 ′, which are the major axis directions of the refractive index ellipsoid, are orthogonal to each other. Accordingly, as shown in FIG. 6C, the refractive index ellipsoid formed by the liquid crystal molecules 51 aligned along the rubbing direction R1 of the alignment film 98 and the first retardation plate 15a is three-dimensionally displayed. Can be close to the refractive index sphere.

概ね同様にして、ラビング方向R2に沿って配向した液晶分子51の長軸方向と、第2位相差板15eによって形成される屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率nz2’及びnx2’とが直交する。これにより、配向膜43のラビング方向R2に沿って配向した液晶分子51と、第2位相差板15eとによって形成される屈折率楕円体を三次元的に屈折率球体へ近づけることができる。   In substantially the same manner, the main refractive indexes nz2 ′ and nx2 ′ that are the major axis direction of the liquid crystal molecules 51 aligned along the rubbing direction R2 and the major axis direction of the refractive index ellipsoid formed by the second retardation plate 15e. And are orthogonal. Thereby, the refractive index ellipsoid formed by the liquid crystal molecules 51 aligned along the rubbing direction R2 of the alignment film 43 and the second retardation plate 15e can be brought close to the refractive index sphere three-dimensionally.

この結果、液晶層34と配向膜98との界面付近にある液晶分子51の長軸方向が、入射光の光軸に対して平行ではなく、直交する配向状態若しくは直交する配向状態から若干だけ傾斜した配向状態となっている場合でも、液晶分子51の複屈折性に起因して生ずる位相差を、第1位相差板15aによって光学的に補償することができる。加えて、液晶層34と配向膜43との界面付近にある液晶分子51の長軸方向が、入射光の光軸に対して平行ではなく、直交する配向状態若しくは直交する配向状態から若干だけ傾斜した配向状態となっている場合でも、液晶分子51の複屈折性に起因して生ずる位相差を、第2位相差板15eによって光学的に補償することができる。尚、この光学的な補償は、液晶層に電圧が印加されていない通常状態及び液晶層に電圧が印加されている通電状態においても、概ね同様にして行われる。   As a result, the major axis direction of the liquid crystal molecules 51 in the vicinity of the interface between the liquid crystal layer 34 and the alignment film 98 is not parallel to the optical axis of the incident light, but is slightly inclined from the orthogonal alignment state or the orthogonal alignment state. Even in the aligned state, the phase difference caused by the birefringence of the liquid crystal molecules 51 can be optically compensated by the first retardation plate 15a. In addition, the major axis direction of the liquid crystal molecules 51 in the vicinity of the interface between the liquid crystal layer 34 and the alignment film 43 is not parallel to the optical axis of the incident light, but is slightly inclined from the orthogonal alignment state or the orthogonal alignment state. Even in the aligned state, the phase difference caused by the birefringence of the liquid crystal molecules 51 can be optically compensated by the second retardation plate 15e. Note that this optical compensation is performed in substantially the same manner in a normal state in which no voltage is applied to the liquid crystal layer and in an energized state in which a voltage is applied to the liquid crystal layer.

一般的に、液晶層34と配向膜98との界面付近にある液晶分子51は、液晶層に電圧が印加されていない通常状態及び液晶層に電圧が印加されている通電状態において、その長軸方向が、入射光の光軸に対して平行ではなく、直交若しくは傾斜した配向状態となったままである。このように入射光の光軸に対して傾斜した状態の液晶分子51が存在するため、仮に、第1位相差板15a及び第2位相差板15eを設けない場合、通電状態において入射光の光軸に平行に直線偏光光が入射すると、液晶分子51の複屈折性のため界面付近で位相差が生じ、ひいては、楕円偏光となって出射される。よって、黒表示の際に残留位相差を生じ、また斜め方向から観察したときの楕円形状が異なるために視角依存の位相差を有する。この位相差が黒表示における光漏れの原因となり、液晶パネルのコントラスト比を低下させることになる。   In general, the liquid crystal molecules 51 in the vicinity of the interface between the liquid crystal layer 34 and the alignment film 98 have their long axes in a normal state where no voltage is applied to the liquid crystal layer and an energized state where a voltage is applied to the liquid crystal layer. The direction is not parallel to the optical axis of the incident light, but remains orthogonal or inclined. As described above, since the liquid crystal molecules 51 are tilted with respect to the optical axis of the incident light, if the first retardation plate 15a and the second retardation plate 15e are not provided, the light of the incident light in the energized state. When linearly polarized light is incident parallel to the axis, a phase difference occurs near the interface due to the birefringence of the liquid crystal molecules 51, and as a result, the light is emitted as elliptically polarized light. Therefore, a residual phase difference is produced during black display, and since the elliptical shape is different when observed from an oblique direction, it has a viewing angle dependent phase difference. This phase difference causes light leakage in black display, and reduces the contrast ratio of the liquid crystal panel.

これに対して、本実施形態によれば、第1位相差板15aの屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率ny1’及びnx1’の光軸が延びる方向が、配向膜98のラビング方向R1に沿って配向した液晶分子51の長軸方向と直交するので、第1位相差板15aの主屈折率ny1’及びnx1’の光軸が、液晶層と配向膜98との界面付近に存在する液晶分子51の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する。加えて、第2位相差板15eの屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率nz2’及びnx2’の光軸が延びる方向が、配向膜43のラビング方向R2に沿って配向した液晶分子51の長軸方向と直交するので、第2位相差板15eの主屈折率nz2’及びnx2’の光軸が、液晶層と配向膜43との界面付近に存在する液晶分子51の光学的な異方性を光学的な等方性へ向かうように補償する。   On the other hand, according to the present embodiment, the direction in which the optical axes of the main refractive indexes ny1 ′ and nx1 ′ that are the major axis directions of the refractive index ellipsoid of the first retardation plate 15a extend is the rubbing of the alignment film 98. Since it is orthogonal to the major axis direction of the liquid crystal molecules 51 aligned along the direction R1, the optical axes of the main refractive indexes ny1 ′ and nx1 ′ of the first retardation plate 15a are near the interface between the liquid crystal layer and the alignment film 98. The optical anisotropy of the existing liquid crystal molecules 51 is compensated so as to be toward optical isotropy. In addition, the direction in which the optical axes of the main refractive indexes nz2 ′ and nx2 ′, which are the major axis directions of the refractive index ellipsoid of the second retardation plate 15e, are aligned along the rubbing direction R2 of the alignment film 43 is aligned. Since the optical axes of the main refractive indexes nz2 ′ and nx2 ′ of the second retardation plate 15e are orthogonal to the major axis direction of the liquid crystal layer 51, the optical axes of the liquid crystal molecules 51 existing in the vicinity of the interface between the liquid crystal layer and the alignment film 43 are used. Compensates for anisotropy towards optical isotropy.

この結果、液晶層34と配向膜98との界面付近にある液晶分子51の長軸方向が、入射光の光軸に対して平行ではなく、直交若しくは傾斜した配向状態となっている場合でも、液晶分子51の複屈折性に起因して生ずる位相差を、第1位相差板15aによって光学的に補償することができる。加えて、液晶層34と配向膜43との界面付近にある液晶分子51の長軸方向が、入射光の光軸に対して平行ではなく、直交若しくは傾斜した配向状態となっている場合でも、液晶分子51の複屈折性に起因して生ずる位相差を、第2位相差板15eによって光学的に補償することができる。   As a result, even when the major axis direction of the liquid crystal molecules 51 in the vicinity of the interface between the liquid crystal layer 34 and the alignment film 98 is not parallel to the optical axis of the incident light but is in an orthogonal or inclined alignment state, The phase difference caused by the birefringence of the liquid crystal molecules 51 can be optically compensated by the first retardation plate 15a. In addition, even when the major axis direction of the liquid crystal molecules 51 in the vicinity of the interface between the liquid crystal layer 34 and the alignment film 43 is not parallel to the optical axis of incident light but is in an orthogonal or inclined alignment state, The phase difference caused by the birefringence of the liquid crystal molecules 51 can be optically compensated by the second retardation plate 15e.

以上の結果、第1位相差板15a及び第2位相差板15eによって液晶において生じる位相差(言い換えれば、複屈折効果)を打ち消す(即ち、補償する)ことができる。この結果、当該プロジェクタの動作時に、光源から出射された光が、配向された液晶分子から構成された液晶の界面付近を通過することで発生する光の位相差を、第1位相差板15a及び第2位相差板15eによって補償することができる。従って、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。この結果、例えば出射側の偏光板において、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。   As a result, the phase difference (in other words, the birefringence effect) generated in the liquid crystal by the first phase difference plate 15a and the second phase difference plate 15e can be canceled (that is, compensated). As a result, during the operation of the projector, the phase difference of the light generated when the light emitted from the light source passes near the interface of the liquid crystal composed of the aligned liquid crystal molecules is expressed as the first retardation plate 15a and This can be compensated by the second retardation plate 15e. Therefore, it is possible to prevent the light that has passed through the liquid crystal panel from entering the output-side polarizing plate in a phase-shifted state. As a result, for example, in the polarizing plate on the output side, the possibility that light that should not be allowed to leak is reduced, and it is possible to prevent a decrease in contrast and a reduction in viewing angle.

特に、第1位相差板15a、第2位相差板15e、液晶パネル15cの配向膜98、及び、液晶パネル15cの配向膜43における位置関係は、光学的な補償を行う対象となる液晶分子により近接させることが、位相差の発生を顕著に抑制する観点において好ましい。言い換えると、上述した第1位相差板15aと液晶パネル15cの配向膜98とを近接させると共に、上述した第2位相差板15eと液晶パネル15cの配向膜43とを近接させる方が、図7に示された第2位相差板15eと液晶パネル15cの配向膜98とを近接させると共に、第1位相差板15aと液晶パネル15cの配向膜43とを近接させる場合と比較して、位相差の発生を顕著に抑制することができる。尚、この効果の定量的な分析については後述される。また、図7は、上述した、液晶層に電圧が印加されている通電状態において、本実施形態に係る光学的な補償が行われていることを示す。   In particular, the positional relationship among the first retardation plate 15a, the second retardation plate 15e, the alignment film 98 of the liquid crystal panel 15c, and the alignment film 43 of the liquid crystal panel 15c depends on the liquid crystal molecules to be optically compensated. It is preferable to make them close to each other in terms of remarkably suppressing the occurrence of a phase difference. In other words, the above-described first retardation plate 15a and the alignment film 98 of the liquid crystal panel 15c are brought close to each other, and the above-described second retardation plate 15e and the alignment film 43 of the liquid crystal panel 15c are brought close to each other. The second retardation plate 15e shown in FIG. 5 and the alignment film 98 of the liquid crystal panel 15c are brought close to each other, and the retardation is compared with the case where the first retardation plate 15a and the alignment film 43 of the liquid crystal panel 15c are brought close to each other. Can be remarkably suppressed. A quantitative analysis of this effect will be described later. FIG. 7 shows that the optical compensation according to the present embodiment is performed in the energized state where a voltage is applied to the liquid crystal layer as described above.

特に、第1位相差板15a、及び第2位相差板15eを構成する屈折率異方性媒質として、例えばTa2O5等の無機材料を利用することが、光の照射やそれに伴う温度上昇により第1位相差板15a及び第2位相差板15eが劣化するのを効果的に防止でき、信頼性に優れたプロジェクタを構成することができる。   In particular, the use of an inorganic material such as Ta2O5 as the refractive index anisotropic medium constituting the first phase difference plate 15a and the second phase difference plate 15e is caused by light irradiation and the accompanying temperature increase. The retardation plate 15a and the second retardation plate 15e can be effectively prevented from deteriorating, and a projector having excellent reliability can be configured.

(第1及び第2位相差板の配置に起因したコントラスト改善の定量的な分析)
次に、図8を参照して、本実施形態に係る第1及び第2位相差板の配置に起因したコントラストの改善の定量的な分析について説明する。ここに、図8は、本実施形態に係る第1及び第2位相差板の配置と、光のコントラストとの相関関係を定量的に示したグラフである。尚、図8の横軸は、第1位相差板と第2位相差板との配置の種類を示し、縦軸はコントラストの大きさを示す。
(Quantitative analysis of contrast improvement due to arrangement of first and second retardation plates)
Next, with reference to FIG. 8, a quantitative analysis of the improvement in contrast caused by the arrangement of the first and second retardation plates according to the present embodiment will be described. FIG. 8 is a graph quantitatively showing the correlation between the arrangement of the first and second phase difference plates according to the present embodiment and the light contrast. The horizontal axis in FIG. 8 indicates the type of arrangement of the first retardation plate and the second retardation plate, and the vertical axis indicates the magnitude of contrast.

図8に示されるように、第2位相差板15eと液晶パネル15cの配向膜98とを近接させると共に、第1位相差板15aと液晶パネル15cの配向膜43とを近接させた位置関係である位置関係Bの場合、コントラストは概ねレベル「3.0」である。   As shown in FIG. 8, the second phase difference plate 15e and the alignment film 98 of the liquid crystal panel 15c are brought close to each other, and the first phase difference plate 15a and the alignment film 43 of the liquid crystal panel 15c are made close to each other. In the case of a certain positional relationship B, the contrast is approximately level “3.0”.

これに対して、第1位相差板15aと液晶パネル15cの配向膜98とを近接させると共に、第2位相差板15eと液晶パネル15cの配向膜43とを近接させた位置関係である位置関係Aの場合、コントラストは概ねレベル「4.0」である。   On the other hand, the first retardation plate 15a and the alignment film 98 of the liquid crystal panel 15c are brought close to each other, and the second retardation plate 15e and the alignment film 43 of the liquid crystal panel 15c are brought close to each other. In the case of A, the contrast is approximately the level “4.0”.

このように、第1位相差板15a、第2位相差板15e、液晶パネル15cの配向膜98、及び、液晶パネル15cの配向膜43における位置関係は、光学的な補償を行う対象となる液晶分子により近接させることが、位相差の発生を顕著に抑制し、より高いコントラストを実現することができる。   As described above, the positional relationship among the first phase difference plate 15a, the second phase difference plate 15e, the alignment film 98 of the liquid crystal panel 15c, and the alignment film 43 of the liquid crystal panel 15c is a liquid crystal to be optically compensated. Making it closer to the molecule can remarkably suppress the occurrence of a phase difference and realize a higher contrast.

(第1乃至第2位相差板の配置)
次に、図9及び図10を参照して、本実施形態に係る、第1及び第2位相差板の配置について説明する。ここに、図9は、本実施形態に係る液晶ライトバルブ15における構成部材の配置形態を示す概略図(図9(a)から図9(d))である。図10は、本実施形態に係る第1及び第2位相差板の配置と、光のコントラストとの相関関係を定量的に示した一及び他のグラフ(図10(a)及び図10(b))である。尚、図10(a)及び図10(b)の横軸は、第1位相差板と第2位相差板との配置の種類を示し、縦軸はコントラストの大きさを示す。
(Arrangement of the first to second retardation plates)
Next, with reference to FIG. 9 and FIG. 10, the arrangement of the first and second retardation plates according to the present embodiment will be described. FIG. 9 is a schematic diagram (FIGS. 9A to 9D) showing the arrangement of the constituent members in the liquid crystal light valve 15 according to the present embodiment. FIG. 10 shows one and other graphs (FIGS. 10A and 10B) quantitatively showing the correlation between the arrangement of the first and second retardation plates according to the present embodiment and the contrast of light. )). 10A and 10B, the horizontal axis indicates the type of arrangement of the first phase difference plate and the second phase difference plate, and the vertical axis indicates the magnitude of contrast.

(入射側の位相差板)
図9(a)に示されるように、液晶パネル15cへ光が入射される側に第1位相差板15a及び第2位相差板15eを配置し、第1位相差板15aは、第2位相差板15eと比較して、配向膜98から遠い位置に配置してよい。或いは、図9(b)に示されるように、液晶パネル15cへ光が入射される側に第1位相差板15a及び第2位相差板15eを配置し、第1位相差板15aは、第2位相差板15eと比較して、配向膜98に近い位置に配置してよい。
(Incident side retardation plate)
As shown in FIG. 9A, the first retardation plate 15a and the second retardation plate 15e are arranged on the side where the light is incident on the liquid crystal panel 15c, and the first retardation plate 15a is in the second position. Compared to the phase difference plate 15e, it may be arranged at a position far from the alignment film 98. Alternatively, as shown in FIG. 9B, a first retardation plate 15a and a second retardation plate 15e are arranged on the side where light enters the liquid crystal panel 15c, and the first retardation plate 15a You may arrange | position in the position close | similar to the alignment film 98 compared with the two phase difference plate 15e.

これらの場合、第1位相差板15aを、第2位相差板15eと比較して、配向膜98から遠い位置に配置した位置関係Dの場合、図10(a)の位置関係Dに示されるように、コントラストは概ねレベル「3.0」である。   In these cases, in the case of the positional relationship D in which the first retardation plate 15a is arranged at a position far from the alignment film 98 as compared with the second retardation plate 15e, the positional relationship D in FIG. Thus, the contrast is approximately level “3.0”.

これに対して、第1位相差板15aを、第2位相差板15eと比較して、配向膜98に近い位置に配置した位置関係Cの場合、図10(a)の位置関係Cに示されるように、コントラストは概ねレベル「4.0」である。   On the other hand, in the case of the positional relationship C in which the first retardation plate 15a is disposed closer to the alignment film 98 than the second retardation plate 15e, the positional relationship C in FIG. As shown, the contrast is approximately level “4.0”.

このように、液晶パネル15cへ光が入射される側に第1位相差板15a及び第2位相差板15eを配置した場合、第1位相差板15aを、光学的な補償を行う対象となる液晶分子を配向する液晶パネル15cの配向膜98に近接させることが、位相差の発生を顕著に抑制し、より高いコントラストを実現することができる。   As described above, when the first retardation plate 15a and the second retardation plate 15e are arranged on the side where the light is incident on the liquid crystal panel 15c, the first retardation plate 15a is a target for optical compensation. By bringing the liquid crystal molecules close to the alignment film 98 of the liquid crystal panel 15c, the occurrence of the phase difference can be remarkably suppressed and higher contrast can be realized.

(出射側の位相差板)
図9(c)に示されるように、液晶パネル15cから光が出射される側に第1位相差板15a及び第2位相差板15eを配置し、第2位相差板15eは、第1位相差板15aと比較して、配向膜43から遠い位置に配置してよい。或いは、図9(d)に示されるように、液晶パネル15cから光が出射される側に第1位相差板15a及び第2位相差板15eを配置し、第2位相差板15eは、第1位相差板15aと比較して、配向膜43に近い位置に配置してよい。
(Output side retardation plate)
As shown in FIG. 9C, a first retardation plate 15a and a second retardation plate 15e are arranged on the side from which light is emitted from the liquid crystal panel 15c, and the second retardation plate 15e has a first position. Compared to the phase difference plate 15 a, it may be arranged at a position far from the alignment film 43. Alternatively, as shown in FIG. 9D, a first retardation plate 15a and a second retardation plate 15e are arranged on the side from which light is emitted from the liquid crystal panel 15c, and the second retardation plate 15e You may arrange | position in the position close | similar to the alignment film 43 compared with the 1 phase difference plate 15a.

これらの場合、第2位相差板15eを、第1位相差板15aと比較して、配向膜43から遠い位置に配置した位置関係Fの場合、図10(b)の位置関係Fに示されるように、コントラストは概ねレベル「3.0」である。   In these cases, the second phase difference plate 15e is compared with the first phase difference plate 15a, and in the case of the positional relationship F arranged at a position far from the alignment film 43, the positional relationship F shown in FIG. Thus, the contrast is approximately level “3.0”.

これに対して、第2位相差板15eを、第1位相差板15aと比較して、配向膜43に近い位置に配置した位置関係Eの場合、図10(b)の位置関係Eに示されるように、コントラストは概ねレベル「4.0」である。   On the other hand, in the case of the positional relationship E in which the second retardation plate 15e is disposed closer to the alignment film 43 than the first retardation plate 15a, the positional relationship E in FIG. As shown, the contrast is approximately level “4.0”.

このように、液晶パネル15cから光が出射される側に第1位相差板15a及び第2位相差板15eを配置した場合、第2位相差板15eを、光学的な補償を行う対象となる液晶分子を配向する液晶パネル15cの配向膜43に近接させることが、位相差の発生を顕著に抑制し、より高いコントラストを実現することができる。   Thus, when the 1st phase difference plate 15a and the 2nd phase difference plate 15e are arrange | positioned at the side from which light is radiate | emitted from the liquid crystal panel 15c, the 2nd phase difference plate 15e becomes an object which performs optical compensation. By bringing the liquid crystal molecules close to the alignment film 43 of the liquid crystal panel 15c, the occurrence of the phase difference can be remarkably suppressed and higher contrast can be realized.

本発明に係るプロジェクタにおいて、図4、図7及び図9(a)から図9(d)に示す6種類の形態のいずれを採用してもよい。   In the projector according to the present invention, any of the six types shown in FIGS. 4, 7, and 9A to 9D may be adopted.

図9(a)及び図9(b)の形態を採用すれば、液晶パネル15cの光入射側に第1位相差板15a、及び第2位相差板15eを配置しているので、光源からの光に対して適切な位相差の調整を施した後、液晶パネル15cへ光を入射させることができる。   If the form of Fig.9 (a) and FIG.9 (b) is employ | adopted, since the 1st phase difference plate 15a and the 2nd phase difference plate 15e are arrange | positioned at the light-incidence side of the liquid crystal panel 15c, it is from a light source. After adjusting the phase difference appropriately for the light, the light can be incident on the liquid crystal panel 15c.

他方、図9(c)及び図9(d)の形態を採用すれば、液晶パネル15cの光射出側に第1位相差板15a、及び第2位相差板15eを配置しているので、液晶パネル15cを透過する光の全体に対して補償することができ、より良好な光学補償効果を得ることができる。加えて、液晶パネル15cの光射出側に第1位相差板15a、及び第2位相差板15eを配置するので、これら第1位相差板15a、及び第2位相差板15eを光源から遠ざけることができ、光の照射やそれに伴う温度上昇により第1位相差板15a、及び第2位相差板15eが劣化するのを効果的に防止でき、信頼性に優れたプロジェクタとなる。   On the other hand, if the configuration shown in FIGS. 9C and 9D is adopted, the first retardation plate 15a and the second retardation plate 15e are arranged on the light emission side of the liquid crystal panel 15c, so that the liquid crystal Compensation can be performed for the entire light transmitted through the panel 15c, and a better optical compensation effect can be obtained. In addition, since the first retardation plate 15a and the second retardation plate 15e are arranged on the light emission side of the liquid crystal panel 15c, the first retardation plate 15a and the second retardation plate 15e are kept away from the light source. Therefore, it is possible to effectively prevent the first retardation plate 15a and the second retardation plate 15e from being deteriorated due to light irradiation and the accompanying temperature rise, and the projector has excellent reliability.

(第1及び第2位相差板の回転による光学調整)
次に、上述した図4を参照して、第1及び第2位相差板における基板法線を回転軸とする回転による光学調整について説明する。
(Optical adjustment by rotation of the first and second retardation plates)
Next, with reference to FIG. 4 described above, optical adjustment by rotation with the substrate normal in the first and second retardation plates as the rotation axis will be described.

図4に示されるように、本実施形態に係るプロジェクタにおける液晶ライトバルブ15の光学調整は、液晶パネル15cの基板法線を回転軸とする軸回りに移動可能に設けられた第1位相差板15aの回転角調整を行う第1光学調整ステップに加えて又は代えて、液晶パネル15cの基板法線を回転軸とする軸回りに移動可能に設けられた第2位相差板15eの回転角調整を行う第2光学調整ステップにより実施することができる。   As shown in FIG. 4, the optical adjustment of the liquid crystal light valve 15 in the projector according to the present embodiment is performed by the first retardation plate provided so as to be movable around an axis whose rotation axis is the substrate normal line of the liquid crystal panel 15 c. In addition to or instead of the first optical adjustment step for adjusting the rotation angle of 15a, the rotation angle of the second retardation plate 15e provided so as to be movable around an axis whose rotation axis is the substrate normal of the liquid crystal panel 15c. The second optical adjustment step can be performed.

この第1光学調整ステップでは、上述した図4に示すように、液晶パネル15cに対向して配置した第1位相差板15aについて、回転軸を第1位相差板15a(及び液晶パネル15c)の法線方向に沿った方向に設定する。そして、この回転軸を中心とする軸回りに第1位相差板15aを回転させて回転角θaを調整することで、上述した第1位相差板15aによって形成される屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率ny1’の光軸の方向と、配向膜98のラビング方向R1に沿って配向した液晶分子51の長軸方向との間の角度を高精度に調整する。このことに加えて又は代えて、液晶パネル15cに対向して配置した第2位相差板15eについて、その回転軸を第2位相差板15e(及び液晶パネル15c)の法線方向に沿った方向に設定する。この回転軸を中心とする軸回りに第2位相差板15eを回転させて回転角θeを調整することで、上述した第2位相差板15eの屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率nz2’の光軸が延びる方向が、配向膜43のラビング方向R2に沿って配向した液晶分子51の長軸方向との間の角度を高精度に調整する。   In the first optical adjustment step, as shown in FIG. 4 described above, the rotation axis of the first retardation plate 15a disposed opposite to the liquid crystal panel 15c is the rotation axis of the first retardation plate 15a (and the liquid crystal panel 15c). Set the direction along the normal direction. The major axis of the refractive index ellipsoid formed by the first retardation plate 15a described above is obtained by adjusting the rotation angle θa by rotating the first retardation plate 15a about the rotation axis. The angle between the direction of the optical axis of the main refractive index ny1 ′ which is the direction and the major axis direction of the liquid crystal molecules 51 aligned along the rubbing direction R1 of the alignment film 98 is adjusted with high accuracy. In addition to or instead of this, for the second retardation plate 15e disposed opposite to the liquid crystal panel 15c, the rotation axis is a direction along the normal direction of the second retardation plate 15e (and the liquid crystal panel 15c). Set to. The main refraction in the major axis direction of the refractive index ellipsoid of the second retardation plate 15e described above is obtained by adjusting the rotation angle θe by rotating the second retardation plate 15e around an axis having the rotation axis as a center. The angle between the direction in which the optical axis of the rate nz2 ′ extends and the major axis direction of the liquid crystal molecules 51 aligned along the rubbing direction R2 of the alignment film 43 is adjusted with high accuracy.

具体的には、上述したコントラストの測定方法は次の順番で行われる。1番目に、液晶パネルを配置し、5Vの電圧を印加すると共に投影画面を全て黒表示にする。2番目に、液晶パネルの入射側に配置された第1偏光板15bを回転させることによって、全て黒表示した時の照度が最小になるように調整する。3番目に、液晶パネルのコントラストを測定する。4番目に、この状態から、上述した第1位相差板15a及び第2位相差板15eを、上述した図4に示された配置位置に配置し回転させることによって、全て黒表示にした時の照度が最小になるように調整する。5番目に、この状態での、液晶パネルのコントラストを測定する。6番目に、概ね同様にして、第1位相差板15a及び第2位相差板15eを、上述した図7及び図9(a)から図9(d)に示された各種の配置位置に対応して、1番目から5番目の処理を繰り返す。   Specifically, the above-described contrast measurement method is performed in the following order. First, a liquid crystal panel is placed, a voltage of 5V is applied, and the projection screen is all displayed in black. Secondly, the first polarizing plate 15b disposed on the incident side of the liquid crystal panel is rotated to adjust the illuminance when displaying all black. Third, the contrast of the liquid crystal panel is measured. Fourth, from this state, when the first retardation plate 15a and the second retardation plate 15e described above are arranged and rotated at the arrangement positions shown in FIG. Adjust so that the illuminance is minimized. Fifth, the contrast of the liquid crystal panel in this state is measured. Sixth, in substantially the same manner, the first retardation plate 15a and the second retardation plate 15e are adapted to the various arrangement positions shown in FIGS. 7 and 9A to 9D described above. Then, the first to fifth processes are repeated.

この結果、回転角θa、θeなどの、より多くのパラメータの調整によって、液晶分子51の光学的な異方性をより高精度に補償することができる。   As a result, the optical anisotropy of the liquid crystal molecules 51 can be compensated with higher accuracy by adjusting more parameters such as the rotation angles θa and θe.

なお、本実施形態に係る第1位相差板15a及び第2位相差板15eの具体例としては、ポリカーボネートやノルボルネン樹脂等をずり応力をかけて延伸することによっても作製することができる。この場合、材料樹脂をガラス転移点付近まで加熱した状態で2方向から延伸し、これを加熱した一対の基板間に挟み込む。そして、一方の基板の外側から材料樹脂に対して圧力を加えながら、一対の基板を互いに反対方向にずらす。これにより、材料樹脂の上下の面に互いに反対方向にずり応力がかかり、材料樹脂を構成する光学体の光軸方向が斜めに傾く。光軸の傾き角は、ずり応力の大きさによって制御することができる。   In addition, as a specific example of the 1st phase difference plate 15a and the 2nd phase difference plate 15e which concern on this embodiment, it can produce also by extending | stretching a polycarbonate, norbornene resin, etc. by applying shear stress. In this case, the material resin is stretched from two directions while being heated to near the glass transition point, and is sandwiched between a pair of heated substrates. Then, while applying pressure to the material resin from the outside of one substrate, the pair of substrates are shifted in opposite directions. Thereby, shear stress is applied to the upper and lower surfaces of the material resin in opposite directions, and the optical axis direction of the optical body constituting the material resin is inclined obliquely. The tilt angle of the optical axis can be controlled by the magnitude of the shear stress.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或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液晶装置、プロジェクタ及び液晶装置の光学補償方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. The optical compensation method of the liquid crystal device is also included in the technical scope of the present invention.

本発明の実施形態に係る液晶プロジェクタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal projector according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る液晶パネルの全体構成図(図2(a))及び、当該図2(a)のH−H’線に沿う断面構成図(図2(b))である。FIG. 2 is an overall configuration diagram (FIG. 2A) of a liquid crystal panel according to the present embodiment and a sectional configuration diagram (FIG. 2B) along line H-H ′ in FIG. 2A. 本実施形態に係る液晶ライトバルブの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the liquid crystal light valve which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る図3における各構成部材の光学軸配置を示す図である。It is a figure which shows the optical axis arrangement | positioning of each structural member in FIG. 3 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る、液晶に電圧が印加されていない通常状態の場合における、液晶分子、第1位相差板、及び第2位相差板の一の位置関係を概念的に示した一の模式図である。1 is a schematic diagram conceptually showing one positional relationship between liquid crystal molecules, a first retardation plate, and a second retardation plate in a normal state where no voltage is applied to the liquid crystal according to the present embodiment. It is. 本実施形態に係る、配向した液晶分子の長軸方向と、第1位相差板によって形成される屈折率楕円体の長軸方向である主屈折率の方向とを概念的に示した模式図(図6(a)から図6(c))である。The schematic diagram which showed notionally the major axis direction of the liquid crystal molecule based on this embodiment, and the direction of the main refractive index which is the major axis direction of the refractive index ellipsoid formed by the 1st phase difference plate ( FIG. 6 (a) to FIG. 6 (c)). 本実施形態に係る、液晶分子、第1位相差板、及び第2位相差板の他の位置関係を概念的に示した他の模式図である。It is the other schematic diagram which showed notionally the other positional relationship of the liquid crystal molecule based on this embodiment, a 1st phase difference plate, and a 2nd phase difference plate. 本実施形態に係る第1及び第2位相差板の配置と、光のコントラストとの相関関係を定量的に示したグラフである。It is the graph which showed quantitatively the correlation of arrangement | positioning of the 1st and 2nd phase difference plate which concerns on this embodiment, and the contrast of light. 本実施形態に係る液晶ライトバルブ15における構成部材の配置形態を示す概略図(図9(a)から図9(d))である。It is the schematic (FIG. 9 (a) to FIG.9 (d)) which shows the arrangement | positioning form of the structural member in the liquid crystal light valve 15 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る第1及び第2位相差板の配置と、光のコントラストとの相関関係を定量的に示した一及び他のグラフ(図10(a)及び図10(b))である。FIG. 10 is one and other graphs (FIG. 10A and FIG. 10B) that quantitatively show the correlation between the arrangement of the first and second retardation plates according to the present embodiment and the contrast of light. .

符号の説明Explanation of symbols

10…プロジェクタ、11…スクリーン、12…光源、15、16、17、215…液晶装置、15a、16a、17a…第1位相差板、15b、16b、17b、15d、16d、17d…偏光板、15c、16c、17c…液晶パネル、15e、16e、17e…第2位相差板、31…対向基板、32…TFTアレイ基板、R2、R1…ラビング方向、43、98…配向膜、51…液晶分子、81a…屈折率楕円体、81e…屈折率楕円体、LB…青色光、LG…緑色光、LR…赤色光   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Projector, 11 ... Screen, 12 ... Light source, 15, 16, 17, 215 ... Liquid crystal device, 15a, 16a, 17a ... 1st phase difference plate, 15b, 16b, 17b, 15d, 16d, 17d ... Polarizing plate, 15c, 16c, 17c ... liquid crystal panel, 15e, 16e, 17e ... second retardation plate, 31 ... counter substrate, 32 ... TFT array substrate, R2, R1 ... rubbing direction, 43, 98 ... alignment film, 51 ... liquid crystal molecule 81a: refractive index ellipsoid, 81e: refractive index ellipsoid, LB: blue light, LG: green light, LR: red light

Claims (12)

第1配向膜を有する第1基板と第2配向膜を有する第2基板との間に、前記第1及び第2配向膜によって配向状態が規制されたねじれ型の液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネルと、
前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の間に配置されており、負の二軸性又は負の一軸性の第1屈折率異方性を保持すると共に前記第1屈折率異方性の第1光軸が、前記偏光板の法線方向から平面的に見て、前記第1配向膜に面する前記液晶の部分を構成する第1液晶分子の配向方向である第1配向方向に沿った第1位相差板と、
前記一対の偏光板の間に配置されており、負の二軸性又は負の一軸性の第2屈折率異方性を保持すると共に前記第2屈折率異方性の第2光軸が、前記法線方向から平面的に見て、前記第2配向膜に面する前記液晶の部分を構成する第2液晶分子の配向方向である第2配向方向に沿った第2位相差板と
を備えることを特徴とする液晶装置。
Between the first substrate having the first alignment film and the second substrate having the second alignment film, a twisted liquid crystal in which the alignment state is regulated by the first and second alignment films is sandwiched between the first substrate and the second substrate. A liquid crystal panel that modulates
A pair of polarizing plates disposed across the liquid crystal panel;
The first optical axis of the first refractive index anisotropy is disposed between the pair of polarizing plates and maintains negative biaxial or negative uniaxial first refractive index anisotropy. A first retardation plate along a first alignment direction, which is an alignment direction of the first liquid crystal molecules constituting the portion of the liquid crystal facing the first alignment film, as viewed in plan from the normal direction of the plate;
The second optical axis of the second refractive index anisotropy is disposed between the pair of polarizing plates and retains a negative biaxial or negative uniaxial second refractive index anisotropy. A second retardation plate along a second alignment direction which is an alignment direction of the second liquid crystal molecules constituting the portion of the liquid crystal facing the second alignment film when viewed in plan from the line direction. A characteristic liquid crystal device.
前記第1位相差板及び前記第2位相差板のうち少なくとも一方は、無機材料を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。   2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein at least one of the first retardation plate and the second retardation plate includes an inorganic material. 前記液晶を構成する液晶分子は正の屈折率異方性を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal have positive refractive index anisotropy. 前記液晶パネルでは、前記第1配向膜の側に前記光が入射されると共に、前記第2配向膜の側から前記光が出射され、
前記第1位相差板及び前記第2位相差板が前記液晶パネルにおける前記光の入射側に配置される場合、前記第1位相差板は前記第2位相差板と比較して前記第1配向膜に近い位置に配置されることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載の液晶装置。
In the liquid crystal panel, the light is incident on the first alignment film side, and the light is emitted from the second alignment film side,
When the first retardation plate and the second retardation plate are disposed on the light incident side of the liquid crystal panel, the first retardation plate has the first orientation compared to the second retardation plate. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal device is disposed at a position close to the film.
前記液晶パネルでは、前記第1配向膜の側に前記光が入射されると共に、前記第2配向膜の側から前記光が出射され、
前記第1位相差板及び前記第2位相差板が前記液晶パネルにおける前記光の出射側に配置される場合、前記第2位相差板は前記第1位相差板と比較して前記第2配向膜に近い位置に配置されることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載の液晶装置。
In the liquid crystal panel, the light is incident on the first alignment film side, and the light is emitted from the second alignment film side,
When the first retardation plate and the second retardation plate are disposed on the light emission side of the liquid crystal panel, the second retardation plate has the second orientation compared to the first retardation plate. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal device is disposed at a position close to the film.
前記液晶パネルでは、前記第1配向膜の側に前記光が入射されると共に、前記第2配向膜の側から前記光が出射され、
前記第1位相差板及び前記第2位相差板が前記液晶パネルを挟むように配置される場合、前記第1位相差板は前記第2位相差板と比較して前記第1配向膜に近い位置に配置されることに加えて前記第2位相差板は前記第1位相差板と比較して前記第2配向膜に近い位置に配置されることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載の液晶装置。
In the liquid crystal panel, the light is incident on the first alignment film side, and the light is emitted from the second alignment film side,
When the first retardation plate and the second retardation plate are disposed so as to sandwich the liquid crystal panel, the first retardation plate is closer to the first alignment film than the second retardation plate. The second retardation plate is disposed at a position closer to the second alignment film than the first retardation plate in addition to being disposed at a position. The liquid crystal device according to any one of the above.
前記法線方向から平面的に見て、前記第1液晶分子の長軸方向と、前記第1屈折率異方性の一の光軸の方向とは揃えられていることに加えて又は代えて、前記第2液晶分子の長軸方向と、前記第2屈折率異方性の一の光軸の方向とは揃えられていることを特徴とする請求項1から6のうちいずれか一項に記載の液晶装置。   In addition to or instead of the major axis direction of the first liquid crystal molecules being aligned with the direction of one optical axis of the first refractive index anisotropy when viewed in plan from the normal direction. The major axis direction of the second liquid crystal molecules is aligned with the direction of one optical axis of the second refractive index anisotropy. The liquid crystal device described. 前記法線方向から平面的に見て、前記第1液晶分子の短軸方向と、前記第1屈折率異方性の他の光軸の方向とは揃えられていることに加えて又は代えて、前記第2液晶分子の短軸方向と、前記第2屈折率異方性の他の光軸の方向とは揃えられていることを特徴とする請求項1から7のうちいずれか一項に記載の液晶装置。   In addition to or instead of the short axis direction of the first liquid crystal molecules and the direction of the other optical axis of the first refractive index anisotropy being aligned in a plan view from the normal direction. The minor axis direction of the second liquid crystal molecule is aligned with the direction of the other optical axis of the second refractive index anisotropy. The liquid crystal device described. 前記第1屈折率異方性は、前記第1光軸をZ軸とした場合、Z軸方向の屈折率はX軸方向の屈折率より小さく、且つ、前記X軸方向の屈折率はY軸方向の屈折率と等しいという大小関係を有することに加えて又は代えて、前記第2屈折率異方性は、前記第2光軸をY軸とした場合、Y軸方向の屈折率はX軸方向の屈折率より小さく、且つ、前記X軸方向の屈折率はZ軸方向の屈折率と等しいという大小関係を有することを特徴とする請求項1から8のうちいずれか一項に記載の液晶装置。   In the first refractive index anisotropy, when the first optical axis is the Z axis, the refractive index in the Z axis direction is smaller than the refractive index in the X axis direction, and the refractive index in the X axis direction is the Y axis. In addition to or instead of having a magnitude relationship that is equal to the refractive index in the direction, the second refractive index anisotropy is such that when the second optical axis is the Y axis, the refractive index in the Y axis direction is the X axis. 9. The liquid crystal according to claim 1, wherein the liquid crystal has a magnitude relationship that the refractive index is smaller than the refractive index in the direction and the refractive index in the X-axis direction is equal to the refractive index in the Z-axis direction. apparatus. 前記法線方向から平面的に見て、前記一対の偏光板のうち前記液晶パネルより入射側に位置する第1偏光板の第1透過軸と、前記一対の偏光板のうち前記液晶パネルより出射側に位置する第2偏光板の第2透過軸とは互いに直交し、
前記法線方向から平面的に見て、前記第1透過軸の方向と前記第1配向方向とは平行であると共に、前記第2透過軸の方向と前記第2配向方向とは平行であることを特徴とする請求項1から9のうちいずれか一項に記載の液晶装置。
The first transmission axis of the first polarizing plate located on the incident side of the liquid crystal panel in the pair of polarizing plates when viewed in plan from the normal direction, and the light emitted from the liquid crystal panel of the pair of polarizing plates. The second transmission axes of the second polarizing plates located on the side are orthogonal to each other,
The direction of the first transmission axis and the first alignment direction are parallel to each other and the direction of the second transmission axis and the second alignment direction are parallel to each other when viewed in plan from the normal direction. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal device is a liquid crystal device.
請求項1から10のうちいずれか一項に記載の液晶装置と、
前記光を出射する光源と、
前記変調された光を投射する投射光学系と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
A liquid crystal device according to any one of claims 1 to 10,
A light source that emits the light;
A projector comprising: a projection optical system that projects the modulated light.
請求項1から10のうちいずれか一項に記載の液晶装置における光学補償を行う光学補償方法であって、
前記第1位相差板及び前記第2位相差板の少なくとも一方の位相差板を、前記一方の位相差板の法線方向を回転軸にして、回転させる光学調整ステップと
を備えることを特徴とする液晶装置の光学補償方法。
An optical compensation method for performing optical compensation in the liquid crystal device according to any one of claims 1 to 10,
An optical adjustment step of rotating at least one of the first retardation plate and the second retardation plate with the normal direction of the one retardation plate as a rotation axis. An optical compensation method for a liquid crystal device.
JP2007306947A 2007-11-28 2007-11-28 Liquid crystal device, projector, and optical compensation method for liquid crystal device Withdrawn JP2009128855A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007306947A JP2009128855A (en) 2007-11-28 2007-11-28 Liquid crystal device, projector, and optical compensation method for liquid crystal device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007306947A JP2009128855A (en) 2007-11-28 2007-11-28 Liquid crystal device, projector, and optical compensation method for liquid crystal device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009128855A true JP2009128855A (en) 2009-06-11

Family

ID=40819797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007306947A Withdrawn JP2009128855A (en) 2007-11-28 2007-11-28 Liquid crystal device, projector, and optical compensation method for liquid crystal device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009128855A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018047497A1 (en) * 2016-09-12 2018-03-15 ソニー株式会社 Optical compensation element, liquid crystal light bulb assembly and liquid crystal projector device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018047497A1 (en) * 2016-09-12 2018-03-15 ソニー株式会社 Optical compensation element, liquid crystal light bulb assembly and liquid crystal projector device
JPWO2018047497A1 (en) * 2016-09-12 2019-06-27 ソニー株式会社 Optical compensation element, liquid crystal light valve assembly and liquid crystal projector
US10928679B2 (en) 2016-09-12 2021-02-23 Sony Corporation Optical compensation element, liquid crystal light valve assembly, and liquid crystal projector apparatus
JP7068660B2 (en) 2016-09-12 2022-05-17 ソニーグループ株式会社 Optical compensation element, LCD light bulb assembly and LCD projector device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4744606B2 (en) Phase difference compensation element, VAN liquid crystal display element, and liquid crystal projector
JP4805130B2 (en) Reflective liquid crystal display element and reflective liquid crystal projector
JP4466693B2 (en) Projector, optical compensation method thereof, and liquid crystal device
JP5510585B2 (en) Liquid crystal device, projector, and optical compensation method for liquid crystal device
KR101540810B1 (en) Liquid crystal device, projector, and optical compensation method of liquid cyrstal device
JP2006078637A (en) Liquid crystal device and projection display device
JP5552727B2 (en) Liquid crystal device, projector, optical compensation method for liquid crystal device, and retardation plate
US20080117385A1 (en) Liquid crystal device and projector having the same
US7659955B2 (en) Liquid crystal device and projection display device with optical-axis-adjusting unit for optical compensator
JP5505541B2 (en) Liquid crystal device, projector, and optical compensation method for liquid crystal device
JP2008545149A (en) Liquid crystal display device and liquid crystal projector
JP5552728B2 (en) Liquid crystal device, projector, optical compensation method for liquid crystal device, and retardation plate
JP2016133633A (en) Optical unit, projection type display device, and electronic apparatus
US11994774B2 (en) Electro-optical device, electronic apparatus, and projector
JP2009037025A (en) Projector and liquid crystal device
JP2009128855A (en) Liquid crystal device, projector, and optical compensation method for liquid crystal device
JP2013113869A (en) Liquid crystal device, electronic apparatus and phase difference compensation plate
JP2007017485A (en) Liquid crystal display device and liquid crystal projector
US20180120649A1 (en) Liquid crystal device and electronic apparatus
TWI499835B (en) Liquid crystal device, projector and liquid crystal device
JP2009025541A (en) Projector and its optical compensation method, and liquid crystal device
JP2009222933A (en) Liquid crystal device, projector and retardation plate
JP2011180485A (en) Reflection type liquid crystal device and electronic equipment
JP2011180487A (en) Liquid crystal device and electronic equipment
JP2002148661A (en) Liquid crystal display device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20110201