液晶裝置及投影型顯示裝置的製作方法
2023-05-17 05:41:16 2
專利名稱：液晶裝置及投影型顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及液晶裝置及投影型顯示裝置。
背景技術：
近年來，作為可以大畫面顯示的顯示裝置，液晶投影機(投影型顯示裝置)已經實用化。在這樣的投影機中，提出了一種具備有使介電各向異性為負的液晶在基板上垂直取向並由通過施加電壓而使其傾倒的「VA(Vertical Alignment垂直取向)模式」驅動的液晶裝置作為光閥的構成。但是，以往的液晶投影機投影圖像的對比度比只有1∶500左右，與使用了DMD(註冊商標)等的機械式快門的投影機的對比度比1∶3000相比相形見絀。其原因在於液晶裝置的視角特性。說起來在液晶投影機中，入射到液晶裝置的光並非完全的平行光。可是，由於在液晶裝置中存在入射角依賴性，這就成了使投影圖像的對比度比降低的原因。作為其對策，在專利文獻1中，為了補償液晶裝置的入射角依賴性而採用光學補償板，利用該光學補償板的視角補償效果，實現更高對比度的顯示。
專利文獻1特公平7-69536號公報專利文獻1的技術，是通過在垂直取向型的液晶晶元上配置負的折射率各向異性體作為光學補償板，而補償在相對於傾斜光的液晶晶元處產生的相位差的技術。但是，在具有預傾作為取向控制的情況下，隨著預傾角從90°開始降低，存在著上述光學補償板的效果減弱的趨勢。
發明內容
本發明正是鑑於這樣的情形而實現的，其目的在於提供一種即使是在具有預傾的情況下也能夠進行良好的光學補償的構成，進一步地，提供一種通過具備這樣的液晶裝置而能夠進行高對比度的圖像顯示的投影型顯示裝置。
為了解決上述的問題，本發明的液晶裝置，是在一對基板之間夾持液晶層而構成的液晶裝置，其特徵在於，上述液晶層由初始取向狀態呈垂直取向的介電各向異性為負的液晶構成，向上述液晶沿規定的一個方向賦予預傾，在上述一對基板之中的至少一個基板的外側設置具有負的折射率各向異性的光學補償板，上述光學補償板的光軸方向和上述液晶的預傾方向被配置為基本平行。在該液晶裝置中，上述光學補償板能夠與上述一個基板平行地配置，上述光學補償板的光軸方向是從該光學補償板的法線偏離的角度並能夠被配置成與上述液晶的預傾方向大致平行的方向。或者，上述光學補償板的光軸方向能夠配置成與該光學補償板的法線方向大致平行的方向，上述光學補償板能夠以該光學補償板的光軸方向和上述液晶的預傾方向成為基本平行的方式從與上述一個基板平行的位置傾斜地配置。
根據該構成，由於光學補償板的光軸方向與液晶的預傾方向一致地傾斜配置，所以能夠完全地補償由液晶的預傾引起的相位差及由傾斜方向的光引起的相位差。
本發明的投影型顯示裝置，其特徵在於，具備上述的本發明的液晶裝置作為光調製單元。
根據該構成，能夠防止在黑顯示中的光洩漏，能夠在投影圖像中得到高對比度比。
在本發明的投影型顯示裝置中，能夠採用具備以使上述光學補償板的光軸方向和上述液晶的預傾方向一致的方式調節上述光學補償板的設置角度的調節單元的構成。在該構成中，上述調節單元能夠由使上述光學補償板繞2軸旋轉的旋轉機構構成。
根據該構成，由於能夠由調節機構自由地調節光學補償板的光軸方向，所以對於例如改變液晶的預傾角等的設計改變，不必伴隨著光學補償板本身的設計改變便能夠容易地應對。
圖1是液晶面板的等效電路圖；圖2是液晶面板的平面結構的說明圖；圖3是圖2的A-A』線處的剖面圖；圖4是第1實施方式的液晶裝置的分解立體圖；圖5是對應的表示光學補償板的折射率橢圓體的圖；圖6是表示使光學補償板的傾角和液晶的預傾角變化了的情況下的黑的透射率的曲線圖；圖7是第2實施方式的液晶裝置的分解立體圖；圖8是對應的表示光學補償板的折射率橢圓體的圖；圖9是對應的表示光學補償板的一個構成例子的剖面圖；圖10是對應的表示光學補償板的製作方法的一個例子的圖；圖11是表示使光學補償板的光軸傾斜的情況下和不傾斜的情況下的等對比度曲線的圖；圖12是表示投影型顯示裝置的一個例子的圖；圖13是對應的表示適用於投影型顯示裝置的液晶裝置的一個例子的剖面圖。
符號說明10...TFT陣列基板，20...對置基板，50...液晶層，51...液晶，70...光學補償板，100、745、547R、745G、745B...液晶裝置，1000...投影型顯示裝置，D...光學補償板的光軸方向，P...液晶的預傾方向。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。此外，在以下的說明中使用的各附圖中，為了使各部件成為可以識別的大小，適當改變各部件的比例尺。此外，在本說明書中，將液晶裝置的各構成部件中的液晶層側稱為內側，將其相反側稱為外側。
最初，對本發明的第1實施方式的液晶裝置，使用圖1至圖6進行說明。本實施方式的液晶裝置，具有由一對基板夾持液晶層的液晶面板、配置於該液晶面板的一個基板的外側的光學補償板和分別配置於該光學補償板的外側及液晶面板的另一個基板的外側的偏振板。此外，在本實施方式中，以使用薄膜電晶體(Thin Film Transistor，以下稱為TFT)元件作為開關元件的有源矩陣方式的透射型液晶面板為例進行說明。
(等效電路)圖1是液晶面板的等效電路圖。在用於構成透射型液晶面板的圖像顯示區域的矩陣狀配置的多個點上，形成像素電極9。並且，在該像素電極9的一側，形成有本身為用於進行對該像素電極9的通電控制的開關元件的TFT元件30。在該TFT元件30的源極，電連接有數據線6a。圖像信號S1、S2、...、Sn被供給到各數據線6a。此外，圖像信號S1、S2、...、Sn既可以對各數據線6a以該順序線依次地進行供給，也可以對相鄰的多條數據線6a按每組地進行供給。
並且，在TFT元件30的柵極，電連接有掃描線3a。在掃描線3a上，按規定的定時脈衝供給掃描信號G1、G2、...、Gm。還有，掃描信號G1、G2、...、Gm對各掃描線3a以該順序線依次地進行施加。並且，在TFT元件30的漏極，電連接有像素電極9。然後，當由從掃描線3a供給的掃描信號G1、G2、...、Gm使作為開關元件的TFT元件30成為僅一定期間的導通狀態時，從數據線6a供給的圖像信號S1、S2、...、Sn便以規定的定時寫入到各像素的液晶中。
寫入到液晶中的規定電平的圖像信號S1、S2、...、Sn，通過在像素電極9和後述的公共電極之間形成的液晶電容保持一定期間。還有，為了防止所保持的圖像信號S1、S2、...、Sn洩漏，在像素電極9和電容線3b之間形成存儲電容17，並與液晶電容並聯地配置。這樣，當在液晶上施加電壓信號時，根據所施加的電壓電平液晶分子的取向狀態改變。由此，可以調製入射到液晶上的光而進行灰度顯示。
(平面結構)
圖2是液晶面板的平面結構的說明圖。在本實施方式的液晶面板中，在TFT陣列基板上，矩陣狀地排列形成有由銦錫氧化物(Indium TinOxide，銦錫氧化物，以下稱為ITO)等透明導電性材料構成的矩形形狀的像素電極9(由虛線9a表示其輪廓)。此外，沿像素電極9的縱橫邊界，設置有數據線6a、掃描線3a及電容線3b。在本實施方式中，成為各像素電極9的形成區域是點，且在每個矩陣狀配置的點中可以進行顯示的結構。
TFT元件30以由多晶矽膜等構成的半導體層1a為中心形成。在半導體層1a的源極區域(後述)，通過接觸孔5電連接有數據線6a。並且，在半導體層1a的漏極區域(後述)，通過接觸孔8電連接有像素電極9。另一方面，在半導體層1a上與掃描線3a的相對部分，形成有溝道區域1a』。還有，掃描線3a在與溝道區域1a』的相對部分中作為柵極起作用。
電容線3b由沿掃描線3a大致直線狀地延伸的主線部(即平面地看，沿掃描線3a形成的第1區域)、和從與數據線6a的交點開始沿數據線6a向前級側(在圖中向上)突出的突出部(即平面地看，沿數據線6a延伸的第2區域)構成。並且，在圖2中以向右上的斜線所表示的區域，形成有第1遮光膜11a。然後，電容線3b的突出部和第1遮光膜11a通過接觸孔13電連接，形成後述的存儲電容。
(剖面結構)圖3是液晶面板的剖面結構的說明圖，是圖2的A-A』線處的側面剖面圖。如圖3所示，本實施方式的液晶面板60，以TFT陣列基板10、與其相對配置的對置基板20、和夾持於它們之間的液晶層50為主體構成。TFT陣列基板10，以由玻璃、石英等透光性材料構成的基板主體10A、及形成於其內側的TFT元件30、像素電極9、取向膜16等為主體構成。另一方面，對置基板20以由玻璃、石英等透光性材料構成的基板主體20A、及形成於其內側的公共電極21、取向膜22等為主體構成。
在TFT陣列基板10的表面，形成有後述的第1遮光膜11a及第1層間絕緣膜12。然後，在第1層間絕緣膜12的表面形成有半導體層1a，以該半導體層1a為中心形成有TFT元件30。在半導體層1a中與掃描線3a的相對部分形成有溝道區域1a』，在其兩側形成有源極區域及漏極區域。此外，由於該TFT元件30採用LDD(Lightly Doped Drain，輕攙雜漏極)結構，所以在源極區域及漏極區域，分別形成有不純物濃度相對高的高濃度區域、和相對低的低濃度區域(LDD區域)。即，在源極區域形成有低濃度源極區域1b和高濃度源極區域1d，在漏極區域形成有低濃度漏極區域1c和高濃度漏極區域1e。
在半導體層1a的表面，形成有柵極絕緣膜2。然後，在柵極絕緣膜2的表面形成有掃描線3a，其一部分構成柵電極。並且，在柵極絕緣膜2及掃描線3a的表面，形成有第2層間絕緣膜4。然後，在第2層間絕緣膜4的表面形成有數據線6a，且通過在第2層間絕緣膜4上形成的接觸孔5，數據線6a與高濃度源極區域1d電連接。而且，在第2層間絕緣膜4及數據線6a的表面，形成有第3層間絕緣膜7。然後，在第3層間絕緣膜7的表面形成有像素電極9，且通過在第2層間絕緣膜4及第3層間絕緣膜7上形成的接觸孔8，像素電極9與高濃度漏極區域1e電連接。而且，以覆蓋像素電極9的方式，形成有由斜方蒸鍍膜構成的無機垂直取向膜16。
此外，在本實施方式中，延伸半導體層1a而形成有第1存儲電容電極1f。並且，延伸柵極絕緣膜2而形成有電介質膜，在其表面配置電容線3b而形成有第2存儲電容電極。由此，構成了上述的存儲電容17。
此外，在與TFT元件30的形成區域對應的TFT陣列基板10的表面，形成有第1遮光膜11a。第1遮光膜11a防止入射到液晶面板的光侵入到半導體層1a的溝道區域1a』、低濃度源極區域1b及低濃度漏極區域1c。此外，第1遮光膜11a，通過在第1層間絕緣膜12上形成的接觸孔13，與前級或者後級的電容線3b電連接。由此，第1遮光膜11a作為第3存儲電容電極起作用，以第1層間絕緣膜12作為電介質膜，在與第1存儲電容電極1f之間形成有新的存儲電容。
另一方面，在與數據線6a、掃描線3a及TFT元件30的形成區域對應的對置基板20的表面，形成有第2遮光膜23。第2遮光膜23防止入射到液晶面板的光侵入到半導體層1a的溝道區域1a』、低濃度源極區域1b、低濃度漏極區域1c等。此外，在對置基板20及第2遮光膜23的表面，遍布幾乎整個表面形成有由ITO等導電體構成的公共電極21。而且，在公共電極21的表面，形成有由斜方蒸鍍膜構成的無機垂直取向膜22。然後，通過該取向膜22和取向膜16，液晶分子在不施加電壓的狀態下從基板的水平面向該水平面內的規定的一個方向傾斜取向。在本實施方式中，分別設定成取向膜16和取向膜22的蒸鍍角度為例如距基板法線50°、膜厚為40nm。因此，液晶分子以從基板的水平面向規定方向傾斜86°(距基板法線4°)的狀態取向。以下，將該液晶分子的傾斜方向(即，在無施加電壓時的液晶分子的指向失的方向)稱為液晶的預傾方向。
而且，在TFT陣列基板10和對置基板20之間，夾持有液晶層50。該液晶層50由呈現負的介電常數各向異性的向列液晶等構成。即，構成液晶層50的液晶分子在無施加電場時(初始取向狀態)垂直取向，在施加電場時則成為水平取向。
(偏振板)圖4是本實施方式的液晶裝置的分解立體圖。
本實施方式的液晶裝置100由上述的液晶面板60、配置於液晶面板60的TFT陣列基板10的外側的光學補償板70，和配置於該光學補償板70的外側及對置基板20的外側的偏振板62、64構成。在液晶面板60的光入射側配置有偏振板62，在光出射側配置有偏振板64。光入射側的偏振板62，其透射軸平行於圖示Y方向配置。光出射側的偏振板64，其透射軸平行於圖示X方向配置。這些偏振板62、64的透射軸的方向被相對於將上述液晶的預傾方向P投影在基板面上的投影矢量的方向P』傾斜地配置。
而且，當光對於液晶裝置100從偏振板62的下方入射時，僅與偏振板62的透射軸一致的線偏振光透過偏振板62。在無施加電場時的液晶面板60中，液晶分子以相對於基板面在一個方向上具有預傾的狀態大致垂直地取向。因此，入射到液晶面板60上的線偏振光，由於根據預傾的相位差而改變偏振狀態作為橢圓偏振光從液晶面板60出射。然後，該橢圓偏振光，由於與偏振板64的透射軸基本正交，所以幾乎不透過其偏振板64。從而，在施加電場時的液晶面板60中，進行黑顯示(常黑模式)。另一方面，在施加電場時的液晶面板60中，液晶分子垂直取向。因此，入射到液晶面板60的線偏振光，通過雙折射使偏振方向變換成對於入射光正交的方向。該線偏振光，由於與偏振板64的透射軸一致，所以透射偏振板64。從而，在無施加電場時的液晶面板60中進行白顯示。
(光學補償板)然後，在本實施方式中，在液晶面板60中的光出射側的基板20和偏振板62之間配置有光學補償板70。
圖5是表示光學補償板70的折射率橢圓體的示意圖。在該圖中，nx、ny分別表示光學補償板的面方向的主折射率，nz表示厚度方向的主折射率。本實施方式的光學補償板70由具有盤狀化合物等的負的折射率各向異性的光學各向異性體構成，其主折射率nx、ny、nz為滿足nx＝ny＞nz的構成。即，光軸方向D的折射率nz比其他方向的折射率小，在折射率橢圓體中成為圓盤型。該折射率橢圓體相對於光學補償板70的水平面70a平行地取向，光學補償板70的光軸方向D(折射率橢圓體的短軸方向)與光學補償板70的法線方向平行地配置。此外，在本實施方式中，光學補償板70的面內相位差((nx-nz)·d，d為光學補償板的厚度)是0.2μm，液晶面板60的延遲是0.32，光學補償板70的面內相位差一方設定得比液晶面板60的延遲稍微小一些。
上述的光學補償板70安裝於支撐基板上。支撐基板以無鹼玻璃、熱傳導率大的藍寶石、水晶等透光性材料構成。而且，安裝於支撐基板上的光學補償板70，距離圖4所示的液晶面板60的表面規定距離，配設於液晶裝置100上。由此，能夠抑制由來自液晶面板60的熱影響引起的光學補償板70的劣化。並且，光學補償板70以其光軸方向D與液晶面板60的預傾方向P大致平行的方式，相對於液晶面板60的基板面傾斜角度θ2來配置。在本實施方式中，由於液晶的預傾角θ1被設定為相對於基板10的水平面為86°(距基板法線為4°)，所以光學補償板70的板面70a以在基板10上從水平的位置開始旋轉4°的狀態被配置。光學補償板70能夠由使該光學補償板70或者支撐其的支撐基板旋轉的規定的旋轉機構(調節單元)調節傾角θ2。通過具備這樣的對光學補償板70的設置角度進行調節的調節單元，能夠容易地應對液晶面板60的設計改變。作為該旋轉機構，優選能夠使光學補償板70繞2軸旋轉的旋轉機構。
圖6是表示使液晶的預傾角θ1和光學補償板70的傾角θ2變化時的黑顯示時的透射率的圖。在圖6中，表示燈光源具有大概10°圓錐體的強度分布時的黑顯示時的透射率。在圖6中，以符號A表示的區域是透射率最小的區域，以符號B、C、D、...表示的區域按該順序透射率增高。如圖6所示，黑的透射率，在使光學補償板70的光軸方向D與液晶的預傾方向P大致平行地配置時成為最小，隨著從該條件偏離透射率增高。由此，通過使光軸方向D和預傾方向P一致，可以進行抑制了亮黑(黑浮)的高對比度的顯示。
如以上說明的，在本實施方式中，以使液晶的預傾方向P和光學補償板70的光軸方向一致的方式，相對於液晶面板60傾斜(即非平行地)配置光學補償板70。因此，能夠完全地補償由液晶的預傾引起的相位差及由傾斜方向的光引起的相位差，可以進行比以往更高對比度的顯示。
此外，雖然在本實施方式中光學補償板70的片數為1片，但是也可以使光學補償板的片數大於等於2片。例如，既可以由多個光學補償板來構成光學補償板70，也可以在液晶面板60的對置基板20和偏振板62之間新設置光學補償板。並且，也可以通過使2個正的折射率各向異性體的滯相軸相互正交，將光學補償板70模擬地設置為負的折射率各向異性體。
其次，對本發明的第2實施方式的液晶裝置，使用圖7至圖9進行說明。本實施方式的液晶裝置的基本構成與第1實施方式相同，不同之處僅在於光學補償板本身的配置與液晶面板平行、且僅使其光軸從水平面傾斜地配置。從而，對在圖7至圖9中與圖1至圖6相同的構成要素賦予相同的標號，並省略詳細的說明。
圖7是本實施方式的液晶裝置的分解立體圖。
本實施方式的液晶裝置200由液晶面板60、配置於液晶面板60的TFT陣列基板10的外側的光學補償板80、和配置於該光學補償板80的外側及對置基板20的外側的偏振板62、64構成。在本實施方式中，光學補償板80相對於液晶面板60的基板10平行地配置。
圖8是表示光學補償板80的折射率橢圓體的示意圖。在該圖中，nx、ny分別表示光學補償板的面方向的主折射率，nz表示厚度方向的主折射率。本實施方式的光學補償板80由具有盤狀化合物等的負的折射率各向異性的光學各向異性體構成，其主折射率型nx、ny、nz為滿足nx＝ny＞nz的構成。即，光軸方向D的折射率nz比其他方向的折射率nx、ny小，在折射率橢圓體中成為圓盤型。該折射率橢圓體相對於光學補償板80的水平面80a傾斜地取向，光學補償板80的光軸方向D(折射率橢圓體的短軸方向)成為相對於光學補償板80的法線方向斜向傾斜了角度θ1的狀態。該光軸的傾角θ1與液晶面板60的預傾角基本一致，由此，光學補償板80的光軸方向D和液晶的預傾方向P大致平行地配置。在本實施方式中，液晶的預傾角θ1相對於基板10的水平面被設定為88°(距基板法線為2°)，光學補償板80的光軸方向D被設定為從光學補償板80的水平面80a的法線方向傾斜2°的方向。
該光學補償板80可使用例如使盤狀液晶傾斜取向而後聚合的產物。圖9是表示該光學補償板的一個例子的剖面示意圖。圖9的光學補償板80，在三乙酸纖維素(TAC)等的支撐體上設置取向膜，在該取向膜上塗設苯並菲衍生物等的盤狀(盤形)層。盤狀(盤形)化合物，在呈液晶相時，在光學上表現負的單軸性。因此，在一對支撐體81、82的表面形成聚醯亞胺等的取向膜81a、82a，且在一個支撐體上塗設盤狀化合物84後，通過另一個支撐體夾入盤狀層83。然後，在通過加熱處理使盤狀向列(ND)相形成後，利用紫外線進行聚合從而使取相狀態固定化。在該ND相的形成時，盤狀層83由取向膜81a、82a賦予預傾，光軸形成為斜向傾斜的狀態。光軸84a的傾角θ由取向膜81a、82a的取向處理(摩擦等)控制，由此光軸方向D和液晶的預傾方向P平行地配置。
上述的光學補償板80也可通過對聚碳酸酯或降冰片烯樹脂等施加剪應力使其延伸來形成。圖10是表示其形成方法的一個例子的圖。在該方法中，首先如圖10(a)所示，將樹脂材料85加熱到玻璃轉變點附近，並從2個方向上延伸。然後，在加熱了的一對基板91、92之間夾入樹脂材料85，並邊從一個基板的外側對樹脂材料85施加壓力，邊將基板91、92向互相相反方向拖開。由此，在樹脂材料85的上下面產生互相相反方向的抗剪應力，構成該樹脂材料85的光學體的光軸方向斜向傾斜。光軸的傾角由抗剪應力的大小控制，由此將光軸方向D和預傾方向P平行地配置。
圖11是表示視角特性的測定結果的圖。圖11(a)表示使光學補償板的光軸不傾斜的情況(即光學補償板的光軸方向和液晶的預傾方向不一致的情況)下的等對比度曲線，圖11(b)表示使光學補償板的光軸如本實施方式那樣與液晶的預傾角一致地傾斜2°的情況下的等對比度曲線。在圖11中，以符號A表示的區域是對比度最大的區域，以符號B、C、D、...表示的區域按該順序對比度減小。如圖11所示，使光學補償板的光軸方向傾斜了的情況(圖11(a))與不傾斜的情況(圖11(b))相比顯示的對稱性要高，進行高對比度的顯示的範圍也廣。因此，通過使光軸方向D和預傾方向P一致，能夠得到廣視角且高對比度的顯示。
如以上說明的，由於在本實施方式中也使光學補償板80的光軸方向D和液晶的預傾方向P大致平行地配置，所以能夠完全地補償由液晶的預傾引起的相位差及由傾斜方向的光引起的相位差，可以進行比以往更高對比度的顯示。
其次，對作為本發明的電子設備的一個例子的投影型顯示裝置進行說明。圖12是表示作為本例的投影型顯示裝置的一個例子的3板式的反射型彩色液晶投影機的概略構成的圖。
本例的液晶投影機1000由以下部件構成由沿系統光軸L配置的光源部710、集成透鏡720、和偏振變換元件730概略構成的偏振照明裝置700；使從該偏振照明裝置700出射的S偏振光光束通過S偏振光光束反射面741反射的偏振光束分光器740；從偏振光束分光器740的S偏振光光束反射面741反射的光之中分離藍色光(B)成分的分色鏡742；對分離出的藍色光(B)進行調製的反射型液晶光閥745B；在分離藍色光之後的光中使紅色光(R)成分反射而分離的分色鏡743；對分離出的紅色光(R)進行調製的反射型液晶光閥745R；對通過分色鏡743的剩餘的光的綠色光(G)進行調製的反射型液晶光閥745G；和使由3個反射型液晶光閥745R、745G、745B調製後的光通過分色鏡743、742、偏振光束分光器740合成，並將該合成光投影於屏幕760的由投影透鏡構成的投影光學系統750。
從光源部710出射的隨機的偏振光光束由集成透鏡720分割成多個中間光束後，由在光入射側具有第2集成透鏡的偏振變換元件730變換成偏振光光束基本一致了的一種偏振光光束(S偏振光光束)後到達偏振光束分光器740。從偏振變換元件730出射的S偏振光光束，由偏振光束分光器740的S偏振光光束反射面741反射，且在反射後的光之中，藍色光(B)的光束被分色鏡742的藍色光反射層反射，並由反射型液晶光閥745B進行調製。並且，在透過了分色鏡742的藍色光反射層的光束之中，紅色光(R)的光束被分色鏡743的紅色光反射層反射，並由反射型液晶光閥745R進行調製。另一方面，透過了分色鏡743的紅色光反射層的綠色光(G)的光束由反射型液晶光閥745G進行調製。如以上所述，由反射型液晶光閥745R、745G、745B實現色光的調製。
從這些液晶面板的像素反射的光之中，S偏振光成分不通過反射S偏振光的偏振光束分光器740，而P偏振光成分則通過。由透過該偏振光束分光器740的光形成圖像。
在此，使用圖13對反射型液晶光閥745R、745G、745B的構成進行說明。由於這3個反射型液晶光閥具有完全相同的構成，所以作為反射型液晶光閥745，對其中1個進行說明。本實施方式的反射型液晶光閥(光調製單元)745，具有由一對基板夾持了液晶層的液晶面板60和配置於其液晶面板60的一個基板10A的外側的光學補償板80，特別地，是使用了薄膜電晶體(Thin Film Transistor，以下稱為TFT)元件作為開關元件的有源矩陣方式的反射型液晶裝置。液晶面板60的基本構成與圖1至圖3所示相同，不同之處僅在於，像素電極9由鋁(Al)、銀(Ag)等高反射率的導電材料形成，且液晶層50的延遲與第1實施方式相比為其一半左右(即，變為適於反射型)。因此，省略關於液晶面板60的構成的說明。
光學補償板80的構成與上述的第2實施方式基本相同。即，光學補償板80由具有盤狀化合物等的負的折射率各向異性的光學各向異性體構成，光軸方向D的折射率nz比其他方向的折射率nx、ny小，在折射率橢圓體中成為圓盤型。該折射率橢圓體相對於光學補償板80的水平面80a傾斜地取向，光學補償板80的光軸方向D(折射率橢圓體的短軸方向)成為相對於光學補償板80的法線方向斜向傾斜了角度θ1的狀態。該光軸的傾角θ1與液晶面板51的預傾角基本一致，由此，光學補償板80的光軸方向D和液晶51的預傾方向P大致平行地配置。在本實施方式中，由於液晶51的預傾角θ1相對於基板10的水平面設定為86°(距基板法線為4°)，所以光學補償板80的光軸方向D被設定為從光學補償板80的水平面80a的法線方向傾斜了4°的方向。
如以上說明的那樣，本實施方式的光閥745，由於光學補償板80的光軸方向D和液晶的預傾方向P大致平行地配置，所以能夠完全地補償由液晶的預傾引起的相位差及由傾斜方向的光引起的相位差。因此，根據本實施方式的液晶投影機1000，能夠進行比以往技術更廣視角且高對比度的圖像顯示。
此外，在本實施方式中，雖然作為投影型顯示裝置例示了反射型的液晶投影機，但是本發明並不限於此，也可以將本發明適用於透射型的液晶投影機。在該情況下，作為光調製單元，必須使用第1實施方式或第2實施方式所示的透射型的液晶裝置。並且，在本實施方式中，雖然作為電子設備的一個例子對具備有本發明的液晶裝置的投影型顯示裝置進行了說明，但是本發明的液晶裝置並不限於投影型顯示裝置，其能夠裝載到各種電子設備中。作為該電子設備，例如有電子書、個人電腦、數位照相機、液晶電視、取景器型或者監視器直視型的錄像機、汽車導航裝置、尋呼機、電子記事簿、電子計算器、文字處理機、工作站、電視電話、POS終端、具備觸摸面板的設備等，上述液晶裝置能夠適合地用作這些設備的光調製單元。
以上，雖然參照附圖對本發明的優選實施例進行了說明，但是顯而易見地，本發明當然並不限於上述例子。在上述的例子中示出的各構成部件的各種形狀或組合更是一例，在不脫離本發明的主旨的範圍中可以基於設計需求等做出各種改變。
權利要求
1.一種液晶裝置，是在一對基板之間夾持液晶層而構成的液晶裝置，其特徵在於上述液晶層由初始取向狀態呈垂直取向的介電各向異性為負的液晶構成，向上述液晶沿規定的一個方向賦予預傾，在上述一對基板之中的至少一個基板的外側設置具有負的折射率各向異性的光學補償板，上述光學補償板的光軸方向和上述液晶的預傾方向被配置為基本平行。
2.權利要求1所述的液晶裝置，其特徵在於上述光學補償板與上述一個基板平行地配置，上述光學補償板的光軸方向是從該光學補償板的法線偏離的角度並被配置成與上述液晶的預傾方向基本平行的方向。
3.權利要求1所述的液晶裝置，其特徵在於上述光學補償板的光軸方向配置成與該光學補償板的法線方向基本平行的方向，上述光學補償板以該光學補償板的光軸方向與上述液晶的預傾方向成為基本平行的方式從與上述一個基板平行的位置傾斜地配置。
4.一種投影型顯示裝置，其特徵在於具備權利要求1至3中任意一項所述的液晶裝置作為光調製單元。
5.權利要求4所述的投影型顯示裝置，其特徵在於具備以使上述光學補償板的光軸方向和上述液晶的預傾方向一致的方式調節上述光學補償板的設置角度的調節單元。
6.權利要求5所述的投影型顯示裝置，其特徵在於上述調節單元由使上述光學補償板繞2軸旋轉的旋轉機構構成。
全文摘要
本發明提供一種即使是在賦予預傾的情況下也能夠進行良好的光學補償的液晶裝置的構成。本發明的液晶裝置(100)，是在一對基板(10)、(20)之間夾持液晶層(50)而構成的液晶裝置，其特徵在於，上述液晶層(50)由初始取向狀態呈垂直取向的介電各向異性為負的液晶構成，向上述液晶沿規定的一個方向賦予預傾，在上述一對基板(10)、(20)之中的至少一個基板(10)的外側設置具有負的折射率各向異性的光學補償板(70)，上述光學補償板(70)的光軸方向(D)和上述液晶的預傾方向(P)被配置為基本平行。
文檔編號G02F1/139GK1746744SQ200510098800
公開日2006年3月15日 申請日期2005年9月7日 優先權日2004年9月8日
發明者春山明秀 申請人:精工愛普生株式會社