しかしながら、上述した技術においては、光学補償プレートによって補償される位相差を適切な大きさとするため、材料となる結晶を極めて薄く研磨して光学補償プレートを形成することが求められる。よって、製造の際には、極めて精度の高い制御が要求され、製造が非常に困難であるという技術的問題点がある。
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、比較的製造が容易であり、位相差を適切に補償可能な電気光学装置、及び該電気光学装置を備える電子機器を提供することを課題とする。
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、一対の第1及び第2基板間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルと、偏光素子及び前記偏光素子を支持する支持基板を有しており、前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側に夫々配置された一対の偏光板と、屈折率異方性の極性が正又は負であり、前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側の少なくとも一方に、前記偏光板及び前記液晶パネルに挟まれるように配置された光学補償板とを備え、前記一対の偏光板のうち、前記光学補償板を介して前記液晶パネルに対向する一方である光学補償偏光板は、前記支持基板が前記光学補償板とは逆極性の屈折率異方性を有すると共に前記支持基板が前記偏光素子より前記液晶パネル側となるように構成されている。
本発明に係る電気光学装置によれば、その動作時に、例えば投射光やバックライト等の光源光が液晶パネルに入射されることにより、例えば投影画像や直視画像として画像が表示される。液晶パネルは、一対の第1及び第2基板が液晶層を挟持することで構成されており、例えばTFT(Thin Film Transistor)等によって駆動される。
液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側には、夫々一対の偏光板が配置されている。一対の偏光板には夫々、偏光素子及び偏光素子を支持する支持基板が有されている。また、液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側の少なくとも一方には、偏光板及び液晶パネルに挟まれるように光学補償板が配置されている。
ここで本発明では特に、一対の偏光板のうち、光学補償板を介して液晶パネルに対向する一方である光学補償偏光板は、支持基板が光学補償板とは逆極性の屈折率異方性を有している。即ち、光学補償板が正の屈折率異方性を有していれば、光学補償偏光板の支持基板は負の屈折率異方性を有しており、光学補償板が負の屈折率異方性を有していれば、光学補償偏光板の支持基板は正の屈折率異方性を有している。
また、光学補償偏光板は、支持基板が偏光素子より液晶パネル側となるように構成されている。このため、光学補償偏光板における支持基板は、偏光板を介することなく、液晶パネルや光学補償板に対向配置される。尚、光学補償板及び支持基板間には、偏光板を除く他の光学膜、光学材料、光学部材等が介在するように配置されてもよい。但し、液晶パネル等の位相差を発生させてしまうような光学素子が介在してしまうのは望ましくない。
光学補償偏光板における支持基板は、上述したように配置されることで、光学補償板と同様に、光源光に発生した位相差を補償するという機能を有することになる。即ち、光学補償偏光板は、偏光板としての機能に加えて、光学補償素子としての機能を有する。
ここで、屈折率異方性の極性が互いに異なる光学補償素子を対向配置すると、夫々の補償素子による補償効果は互いに相殺される。よって、光学補償板及び光学補償偏光板の補償効果は互いに相殺される。そして、光学補償板及び光学補償偏光板を合わせた全体としての補償効果は、光学補償板及び光学補償偏光板の補償効果の差によって決まる。より具体的には、光学補償板及び光学補償偏光板が補償する位相差の大きさや、夫々の光軸の角度等によって決まる。よって、例えば光学補償板及び光学補償偏光板の補償効果が、いずれか一方だけでは、液晶パネル等において発生する位相差を補償するのに適切でない場合に、他方の補償効果を調整することで、全体としての補償効果を適切なものとすることができる。
上述した補償効果の調整は、典型的には、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板の厚みを変化させることで行われる。また、構成する材料を屈折率が異なるものに変更することによっても、調整可能である。
尚、光学補償偏光板における支持基板を液晶パネル側とせずとも、他の光学補償板等を設けることによって、同様の効果を得ることできると考えられるが、配置スペースやコスト等が増加してしまうという問題点がある。また、偏光板の支持基板には、屈折率異方性を有するサファイア等の結晶板が用いられることが多く、通常では、光源光の位相に影響を与えないように、敢えて偏光素子に対して液晶パネルから遠い側に配置している。これに対し、本発明では支持基板を光学補償素子として有効に活用している。即ち、大幅な設計変更等をせずに補償効果を高めることを可能としている。
以上説明したように、本発明に係る電気光学装置によれば、光学補償板及び光学補償偏光板が備えられているため、光源光に発生する位相差をより適切に補償することができる。従って、より高品質な画像を表示することが可能である。
本発明の電気光学装置の一態様では、前記光学補償板及び前記光学補償偏光板における支持基板は、各々が有する位相差を互いに相殺することで全体が有する位相差を所望の位相差に近付ける屈折率及び厚みを夫々有する。
この態様によれば、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板の補償する位相差が互いに相殺されることで、全体が有する位相差が所望の位相差に近付けられている。尚、「所望の位相差」とは、より画質の高い画像を表示するために補償が望まれる位相差の値を意味している。本態様に係る「光学補償板」及び「支持基板」は、所望の位相差を得るための「位相差板」と呼ぶこともできる。
光学補償素子によって補償される位相差の大きさは、構成する結晶板の厚みや材料が有する屈折率等に夫々依存している。このため、全体が有する位相差は、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板の屈折率及び厚みを変化させることによって、所望の位相差に近付けられている。即ち、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板が補償する位相差が、各々の屈折率及び厚みによって調整されている。
ここで、光学補償素子に要求される補償効果は比較的小さい場合が多い。よって、上述したように光学補償板及び光学補償偏光板という2つの光学補償素子を含む特別な構成を有しない場合において、結晶板の厚みによって補償効果を調整するためには、例えば結晶板を数μm〜数十μm程度の厚みに研磨することが求められる。即ち、光学補償素子を形成する際には、極めて高い精度が要求されることとなる。言い換えれば、このような薄い結晶板は、製造中に割れたり、欠けたりし易く、加えて、製造できたとしても完成品はもろい。
しかるに本態様では特に、屈折率異方性が互いに異なる光学補償板及び光学補償偏光板によって、互いの補償効果を相殺される。このため、例えば光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板が比較的厚く形成されている場合であっても、補償効果が相殺された結果として、所望の位相差を実現することが可能である。即ち、光学補償板及び支持基板が、単独で所望の位相差を実現できるような厚みとなるまで薄く研磨しなくともよいため、製造を格段に容易にすることができる。尚、光学補償板が設けられる電気光学装置等の装置を小型化するという観点で見れば、光学補償板及び支持基板の厚みは小さい方が望ましいが、理論的には、物理的に配置可能なスペースさえあれば、どのような厚みのものであっても、所望の位相差を実現することが可能である。逆に、2枚の光学補償素子を製造容易とするのに必要な程度に厚くするだけであれば、装置の小型化の妨げになることは余り又は殆どない。
以上説明したように、本態様に係る電気光学装置によれば、製造を容易にすると共に、より高品質な画像を表示することが可能である。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記光学補償板及び前記光学補償偏光板における支持基板は、光軸が互いに同じ向きとされている。
この態様によれば、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板の光軸が互いに同じ向きとされているため、全体としての光軸もまた、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板の光軸と同じ向きになる。尚、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板の光軸における「同じ向き」とは厳密に同一の向きを指すものではなく、後述するように、全体としての光軸の向きや補償する位相差を比較的容易に求めることができるような値を意味する。即ち、ここでの同じ向きとは、実質的に同じ向きと呼ぶこともできる。
ここで仮に、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板の光軸が同じ向きとされていないとすると、全体としての光軸は、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板の光軸の角度や補償する位相差等を夫々考慮した上で、複雑な計算をしなければ求められないというおそれがある。
しかるに本態様では特に、上述したように、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板の光軸が互いに同じ向きとされているため、全体としての光軸が、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板の光軸と同じ向きになる。また、全体として補償される位相差についても、単純な加減算で求めることが可能である。よって、本態様に係る電気光学装置によれば、より容易且つ適切に位相差を補償することが可能である。従って、より高品質な画像を表示することが可能である。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記光学補償板は、前記液晶パネルに一体的に設けられている。
この態様によれば、光学補償板が液晶パネルに一体的に設けられているため、光学補償板を配置するためのスペースを小さくすることができる。尚、「一体的に設けられている」とは、少なくとも1つの面が接するように設けられているという意味であり、典型的には互いに固定されている状態を指すが、例えば角度調整のための回転可能とされた状態等を含むものとする。尚、以降の態様においても、同様の意味であるとする。
また、光学補償板を液晶パネルの外表面に、防塵ガラスとして形成することもできる。光学補償板が防塵ガラスとして機能することで、液晶パネルに塵や埃等が付着して画質が低下してしまうことを防止することができる。更に、光学補償板を水晶等のような放熱性の比較的高い材料から形成すれば、液晶パネルの放熱板として機能させることも可能となる。光学補償板によって、液晶パネルにおいて発生する熱を効率的に放出することができれば、液晶パネルの故障や誤動作を、効果的に防止することが可能である。
以上説明したように、本態様に係る電気光学装置によれば、省スペース化及び液晶パネルの故障等の防止を実現しつつ、高品質な画像を表示可能とすることができる。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記光学補償板は、前記光学補償偏光板に一体的に設けられている。
この態様によれば、光学補償板が光学補償偏光板に一体的に設けられているため、光学補償板を配置するためのスペースを小さくすることができる。尚、光学補償偏光板は、支持基板が偏光素子より液晶パネル側(即ち、光学補償板側)に配置されているため、光学補償板は、支持基板と接することとなる。また、光学補償板及び支持基板を固定すれば、配置の際等に、互いの光軸の角度がずれないようにすることも可能である。即ち、光軸が適切な角度となるように、光学補償板及び支持基板を配置することができる。
以上説明したように、本態様に係る電気光学装置によれば、省スペース化及び光学補償素子の配置の簡単化を実現しつつ、高品質な画像を表示可能とすることができる。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記光学補償板及び前記光学補償偏光板における支持基板のうち、前記極性が正である方は、水晶を含んでいる。
この態様によれば、光学補償板及び光学補償板における支持基板のうち、極性が正である方は水晶が含まれる結晶板である。尚、水晶が含まれる結晶板は、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械研磨)等の各種研磨技術によって、所定の厚みになるように研磨することで形成される。
ここで、水晶は硬度が高いため、薄く研磨することが困難である。また、水晶を含んだ結晶板単独で補償を行おうとする場合、比較的複屈折率が高いため、その分薄く研磨しなければ、位相差を適切に補償できない。
しかるに本態様では特に、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板のうち、極性が負である方によって、水晶を含んだ結晶板である方の補償する位相差が相殺される。よって、水晶を含んだ結晶板が、比較的厚みのある状態であっても、全体として有する位相差は適切なものとなる。従って、本態様に係る電気光学装置によれば、製造工程を容易なものとしつつ、高品質な画像を表示することが可能である。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記光学補償板及び前記光学補償偏光板における支持基板のうち、前記極性が負である方は、サファイアを含んでいる。
この態様によれば、光学補償板及び光学補償板における支持基板のうち、極性が負である方はサファイアが含まれる結晶板である。尚、サファイアが含まれる結晶板は、例えばCMP等の各種研磨技術によって、所定の厚みになるように研磨することで形成される。
ここで、サファイアは硬度が極めて高いため、薄く研磨することが非常に困難である。よって、サファイアを含む結晶板の製造には、極めて高い技術が求められる。
しかるに本態様では特に、光学補償板及び光学補償偏光板における支持基板のうち、極性が正である方によって、サファイアを含んだ結晶板である方の補償する位相差が相殺される。よって、サファイアを含んだ結晶板が、比較的厚みのある状態であっても、全体として有する位相差は適切なものとなる。従って、本態様に係る電気光学装置によれば、製造工程を容易なものとしつつ、高品質な画像を表示することが可能である。
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)を具備する。
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、製造が容易であると共に高品質な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。
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。
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
<第1実施形態>
第1実施形態に係る電気光学装置について、図1から図7を参照して説明する。尚、第1実施形態では、液晶パネルの液晶層がVA(Vertical Alignment)液晶である場合を例にとり説明する。
先ず、本実施形態に係る電気光学装置に用いられる液晶パネルの構成について、図1及び図2を参照して説明する。ここに図1は、本実施形態に係る液晶パネルの構成を示す平面図であり、図2は、図1のH−H´線断面図である。
図1及び図2において、本実施形態に係る液晶パネル100では、TFTアレイ基板10と対向基板20とが対向配置されている。TFTアレイ基板10は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板である。対向基板20も、TFTアレイ基板10と同様に、透明基板である。TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層50が封入されている。TFTアレイ基板10と対向基板20とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(即ち、基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。
シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域10aの両側に設けられた二つの走査線駆動回路104間をつなぐため、TFTアレイ基板10の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして複数の配線105が設けられている。
TFTアレイ基板10上には、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材107で接続するための上下導通端子106が配置されている。これらにより、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的な導通をとることができる。
図2において、TFTアレイ基板10上には、画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極9a上に、配向膜が形成されている。画素電極9aは、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。他方、対向基板20上には、格子状又はストライプ状の遮光膜23が形成された後に、その全面に亘って対向電極21が設けられており、更には最上層部分に配向膜が形成されている。対向電極21は、ITO膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。このように構成され、画素電極9aと対向電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶層50が形成されている。液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。
尚、図1及び図2に示したTFTアレイ基板10上には、これらのデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
続いて、第1実施形態に係る電気光学装置の全体構成について、図3及び図4を参照して説明する。ここに図3は、第1実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図であり、図4は、第1実施形態に係る電気光学装置の変形例を示す断面図である。
図3において、第1実施形態に係る電気光学装置は、上述した液晶パネル100と、光学補償板300と、第1偏光板410と、第2偏光板420とを備えて構成されている。
液晶パネル100は、TFTアレイ基板10及び対向基板20によって液晶層50が挟持されてなり、外部回路接続端子102(図1参照)には、フレキシブル基板200が電気的に接続されている。フレキシブル基板200における液晶パネル100と接続されない端部は、例えば図示しない回路基板等に電気的に接続される。
第1偏光板410は、第1偏光素子411及び第1支持基板412を有しており、液晶パネル100における光源光の入射側に配置されている。第1偏光素子411は、第1支持基板412より液晶パネル側とされている。第2偏光板420は、第2偏光素子421及び第1支持基板422を有しており、液晶パネル100における光源光の出射側に配置されている。第2支持基板422は、第2偏光素子421より液晶パネル側100に配置されている。即ち、ここでは第2偏光板420が、本発明の「光学補償偏光板」の一例である。第2偏光板420における第2支持基板422は、極性が正又は負の屈折率異方性を有しており、光軸が液晶層50の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜されている。
第2偏光板420と液晶パネル100との間には、光学補償板300が配置されている。光学補償板300は、屈折率異方性が上述した第2支持基板422と逆極性とされている。即ち、第2支持基板422が正の屈折率異方性を有している場合、光学補償板300は負の屈折率異方性を有するものとされ、第2支持基板422が負の屈折率異方性を有している場合、光学補償板300は正の屈折率異方性を有するものとされる。また、光学補償板300の光軸は、第2支持基板422の光軸と同じ角度とされている。光学補償板300及び第2支持基板422については後に詳述する。
図4に示すように、光学補償板300は、液晶パネル100における光源光の入射側に配置されてもよい。この場合、第1偏光板410においては、第1支持基板412が第1偏光素子411より液晶パネル100側とされる。また、第2偏光板420においては、第2偏光素子421が第2支持基板422より液晶パネル100側とされる。即ち、このような場合には、第1偏光板410が、本発明の「光学補償偏光板」の一例となる。
続いて、光学補償板300及び第2支持基板422について、図5から図7を参照して詳細に説明する。ここに図5及び図6は夫々、光学補償板及び支持基板における光軸を概念的に示す斜視図であり、図7は、光学補償板及び支持基板によって補償される位相差を、比較例と共に示すグラフである。尚、以下では、図3に示すように、光学補償板300が液晶パネル100における光源光の出射側に配置される場合を例にとり説明する。また、光学補償板300は正の屈折率異方性を有しており、第2支持基板422は負の屈折率異方性を有しているものとする。
図5において、正の屈折率異方性を有する光学補償板300における光軸は、楕円体の結晶の傾き(即ち、屈折率楕円体における長軸或いは中心軸の傾き)によって概念的に表すことができる。また、負の屈折率異方性を有する第2支持基板422における光軸は、平板上の結晶の傾き(即ち、平板状の屈折率楕円体における中心軸の傾き)によって概念的に表すことができる。光学補償板300及び第2支持基板422における光軸は、図に示すように、夫々所定角度θ傾くように構成されている。即ち、光学補償板300及び第2支持基板422における光軸は、互いに同じ向きとされている。所定角度θは、例えば配向膜により付与されたプレチルトに起因して傾いている、配向膜との界面付近の液晶分子の傾きに対応するような角度である。尚、本実施形態のように液晶パネル100がVA液晶である場合には、例えば5°程度傾斜される。
ここで、光学補償板300の厚みをW1とし、第2支持基板422の厚みをW1より小さいW2として、光学補償板300が補償する位相差を、第2支持基板422が補償する位相差より大きくなるように構成したとする。この場合、光学補償板300及び第2支持基板422が有する位相差は互いに相殺され、全体として補償する位相差は、光学補償板300の位相差から第2支持基板422の位相差を差し引いたものとなる。即ち、全体として補償する位相差を、比較的小さいものとすることができる。尚、図に示すように、屈折率異方性は、光学補償板300の方が大きいため正となり、光軸の角度は、光学補償板300及び第2支持基板422共に所定角度θ傾斜されているため、同様に所定角度θ傾斜されたものとなる。
図6において、光学補償板300の厚みをW3とし、第2支持基板422の厚みをW3より大きいW4として、光学補償板300が補償する位相差を、第2支持基板422が補償する位相差より小さくなるように構成したとする。この場合も同様に、光学補償板300及び第2支持基板422が有する位相差は互いに相殺され、全体として補償する位相差は、第2支持基板422の位相差から光学補償板300の位相差を差し引いたものとなる。即ち、全体として補償する位相差を、比較的小さいものとすることができる。尚、図に示すように、屈折率異方性は、第2支持基板422の位相差の方が大きいため負となり、光軸の角度は、光学補償板300及び第2支持基板422共に所定角度θ傾斜されているため、同様に所定角度θ傾斜されたものとなる。
上述したように、光学補償板300及び第2支持基板422の2つの光学補償素子によって位相差を補償する場合には、光学補償板300及び第2支持基板422の厚みを夫々調整することにより、所望の位相差を補償可能とすることができる。よって、例えば比較的小さい位相差を補償しようとする場合に、材料となる結晶を薄く(例えば、数μm〜数十μm程度に)研磨しなくとも済む。従って、製造工程を比較的簡単なものとすることが可能である。以下では、光学補償板300及び第2支持基板422の具体例を比較例と共に説明する。
図7において、仮にサファイアの結晶板1つのみで、補償する位相差が200nmである光学補償素子を実現しようとすると、厚みは25μmとなり、配置角度と位相差との関係は、図に実線で示すようなものとなる。これに対し、サファイアの結晶板に加えて水晶の結晶板を用いて、同様の光学補償素子を実現しようとする場合、例えば水晶の結晶板の厚みが500μmであれば、サファイアの結晶板の厚みは645μmとすればよい。そして、配置角度と位相差との関係は、図に鎖線で示すようになり、上述したサファイアの結晶板のみで構成する場合と同様の補償効果を得ることが可能である。即ち、屈折率異方性の互いに異なる2つの結晶板を用いれば、結晶板1つの場合と比較して、極めて厚みの大きい結晶板であっても、同様の補償効果を得ることができる。従って、本実施形態のように、光学補償板300及び第2支持基板422の2つの結晶板を用いて位相差を補償するような電気光学装置では、製造を容易なものとしつつ、位相差を適切に補償することが可能である。尚、補償する位相差は材料のもつ屈折率にも依存しているため、材料によっても所望の位相差を得るための厚みは変化するが、比較的単純な計算によって求めることが可能である。
続いて、第1実施形態に係る電気光学装置の動作について、図3を参照して説明する。尚、以下では、光源光の経路に従って上述した各部の動作を説明する。
図3において、光源光は、先ず第1偏光板410に入射される。ここで、第1偏光板410においては、第1偏光素子411が第1支持基板412より液晶パネル100側とされている。このため、仮に第1支持基板412が屈折率異方性を有するような(即ち、光源光に位相差を発生させるような)ものであったとしても、後段の第1偏光素子411によって位相が揃えられる。従って、第1偏光板410を通過した光源光は直線偏光となる。
第1偏光板410を通過した光源光は、液晶パネル100に入射する。即ち、対向基板20を通して、液晶層50に入射する。ここで、液晶層50には電圧が印加されており、液晶層50に含まれる液晶分子は印加された電圧によって傾きが変化している。しかしながら、例えば対向基板20及びTFTアレイ基板10との界面付近には、電圧をかけても完全に立ち上がらない液晶分子や、中間調表示の際に立ち上がりきらない液晶分子が存在する。よって、液晶層50に入射した光源光は、その界面付近において、位相がずれてしまうこととなる。
液晶パネル100を通過した光源光は、光学補償板300に入射される。また、光学補償板300を通過した後には、第2偏光板420における第2支持基板422に入射される。このため、液晶パネル100等において発生した位相差は、光学補償板300及び第2支持基板422によって適切に補償されることとなる。よって、第2偏光素子421において、通過させる光が通過されない、或いは通過させない光が通過してしまうことを防止することができ、表示される画像のコントラストを高めることが可能である。
以上説明したように、第1実施形態に係る電気光学装置によれば、光学補償板300及び第2支持基板422によって、光源光に発生する位相差を適切に補償することが可能である。従って、高品質な画像を表示させることが可能である。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る電気光学装置について、図8を参照して説明する。ここに図8は、第2実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。第2実施形態は、上述の第1実施形態と比べて、光学補償板300の構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第2実施形態では、光学補償板300について詳細に説明し、その他の構成については適宜説明を省略する。尚、図8では、図3及び図4で示した第1実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符号を付している。
図8において、第2実施形態に係る電気光学装置では、光学補償板300が液晶パネル100の外表面に形成されている。このため、光学補償板300は、液晶パネル100の防塵ガラスとして機能し、液晶パネル100に塵や埃等が付着して画質が低下してしまうことを防止することができる。また、光学補償板300が液晶パネル100と一体的に形成されているため、省スペース化も実現されている。
更に、光学補償板300を水晶等のような放熱性の比較的高い材料から形成すれば、液晶パネル100の放熱板として機能させることも可能となる。光学補償板300によって、液晶パネル100において発生する熱を効率的に放出することができれば、液晶パネルの故障や誤動作を、効果的に防止することが可能である。
以上説明したように、第2実施形態に係る電気光学装置によれば、より好適に、高品質な画像を表示することが可能である。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態に係る電気光学装置について、図9を参照して説明する。ここに図9は、第3実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。第3実施形態は、上述の第1実施形態と比べて、光学補償板300の構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第3実施形態では、光学補償板300について詳細に説明し、その他の構成については適宜説明を省略する。尚、図9では、図3及び図4で示した第1実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符号を付している。
図9において、第3実施形態に係る電気光学装置では、光学補償板300が第2偏光板420における第2支持基板422の外表面に形成されている。即ち、光学補償素子である光学補償板300及び第2支持基板422は、互いに固定されている。
上述したように、光学補償板300及び第2支持基板422が互いに固定されているため、例えば光学補償板300を配置する際等に、光学補償板300及び第2偏光板420の光軸の角度がずれてしまうことを防止できる。
仮に、光学補償板300及び第2偏光板420の光軸の角度がずれてしまうと、全体としての光軸の角度が変化してしまう。また、全体として補償する位相差も変化してしまう。即ち、位相差を適切に補償できなくなってしまうおそれがある。
これに対し、第3実施形態に係る電気光学装置では、上述したように、光学補償板300及び第2支持基板422が互いに固定されている。よって、より容易に光軸が適切な角度となるように、光学補償板300及び第2支持基板422を配置することができる。従って、光源光の位相差を確実に補償することが可能である。また、光学補償板300が第2支持基板422と一体的に形成されているため、省スペース化も実現されている。
以上説明したように、第3実施形態に係る電気光学装置によれば、より好適に、高品質な画像を表示することが可能である。
<第4実施形態>
次に、第4実施形態に係る電気光学装置について、図10から図12を参照して説明する。ここに図10は、第4実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図であり、図11及び図12は夫々、第4実施形態に係る電気光学装置の変形例を示す断面図である。尚、第4実施形態では、液晶パネル100の液晶層50がTN液晶である場合を例にとり説明する。また図10から図12では、図3及び図4で示した第1実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符号を付し、上述した第1から第3実施形態と重複する説明は適宜省略する。
図10において、第4実施形態に係る電気光学装置は、液晶パネル100における液晶層50がTN液晶であり、光学補償板300が、液晶パネル100における光源光の入射側及び出射側の両方に配置されている。本実施形態のように、液晶パネル100がTN液晶である場合には、このように入射側及び出射側に光学補償板300を配置することで、補償効果をより高めることが可能である。
第1偏光板410及び第2偏光板420は、共に支持基板が偏光素子より液晶パネル100側とされている。即ち、第1支持基板412は第1偏光素子411より液晶パネル100側とされており、第2支持基板422は第2偏光素子421より液晶パネル100側とされている。
ここで、2つの光学補償板300、並びに第1支持基板412及び第2支持基板422は、典型的には、液晶層50における光源光の入射側及び出射側のうち一方の界面における液晶分子の傾きに夫々対応するように配置される。即ち、異なる位置で発生する位相差を、入射側の光学補償板300及び第1支持基板412と、出射側の光学補償板300及び第2支持基板422とで別々に補償する。よって、液晶パネル100等において発生する位相差は、より確実に補償されることとなる。尚、液晶パネル100がTN液晶である場合には、図3及び図4で示した光軸の傾斜角度θは、例えば60°〜80°程度とされる。
図11に示すように、2つの光学補償板300を、夫々液晶パネル100の外表面に形成すれば、第2実施形態で説明したように、実践上有益である様々な効果を得ることができる。また、図12に示すように、2つの光学補償板を、夫々第1偏光板410及び第2偏光板420の外表面に形成しても、第3実施形態で説明したように、実践上有益である様々な効果を得ることができる。尚、図11及び図12では、入射側及び出射側の両方の光学補償板300が、液晶パネル100、又は第1偏光板410若しくは第2偏光板420の表面に形成されているが、いずれか一方の光学補償板300のみが、液晶パネル100、又は第1偏光板410若しくは第2偏光板420の表面に形成されるようにしてもよい。
以上説明したように、第4実施形態に係る電気光学装置によれば、2つの光学補償板300、並びに第1支持基板412及び第2支持基板422によって、光源光に発生する位相差を適切に補償することが可能である。従って、高品質な画像を表示させることが可能である。
<電子機器>
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図13は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
図13に示されるように、プロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド1104内に配置された4枚のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル1110R、1110B及び1110Gに入射される。
液晶パネル1110R、1110B及び1110Gの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。このダイクロイックプリズム1112においては、R及びBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
ここで、各液晶パネル1110R、1110B及び1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110Gによる表示像は、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
尚、液晶パネル1110R、1110B及び1110Gには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
尚、図13を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置(LCOS)、プラズマディスプレイ(PDP)、電界放出型ディスプレイ(FED、SED)、有機ELディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、電気泳動装置等にも適用可能である。
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電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
10…TFTアレイ基板、10a…画像表示領域、20…対向基板、50…液晶層、100…液晶パネル、200…フレキシブル基板、300…光学補償板、410…第1偏光板、411…第1偏光素子、412…第1支持基板、420…第2偏光板、421…第2偏光素子、422…第2支持基板