JP2013088639A - 液晶装置、電子機器および投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶装置3において、液晶分子33Bが傾いているチルト方向が、ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッター10側から液晶パネル11をみたときにワイヤーグリッド偏光ビームスプリッター10のワイヤーグリッド10bが延在している方向に対して反時計回りで45°または135°の方位にあるとき、光学軸が厚さ方向に沿った負の一軸性の屈折率異方性を有する位相差補償素子12をチルト方向と同一方向に傾け、225°または315°の方位にあるとき、位相差補償素子12をチルト方向と逆方向に傾ける。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明を適用した電子機器としての投射型表示装置の概略構成図である。
図2は、図1に示す投射型表示装置1に用いた液晶装置3の説明図であり、図2(a)、(b)は、液晶装置3の構成を示す説明図、および位相差補償素子(Cプレート)の説明図である。
図2(a)に示すように、液晶パネル11は反射型の液晶パネルであり、液晶モードは、垂直配向(Vertical Alignment)モードである。液晶パネル11は、対向基板31(第1基板)と、対向基板31に対向配置された素子基板32(第2基板)と、これら2枚の基板間に挟持された液晶層33とを有している。液晶層33は誘電率異方性が負の液晶材料で構成されている。
図2(a)に示すように、ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッター10と液晶パネル11との間の光路上には位相差補償素子12が配置されている。すなわち、液晶パネル11の対向基板31の素子基板32とは反対側にワイヤーグリッド偏光ビームスプリッター10が配置され、対向基板31とワイヤーグリッド偏光ビームスプリッター10との間に位相差補償素子12が配置されている。かかる液晶装置3において、ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッター10を透過した光Lは、位相差補償素子12、液晶パネル11の対向基板31を順次透過し、液晶層33に入射した後に素子基板32上で反射して折り返される。その際、光Lは、液晶層33を透過する間に変調されて変調光となり、対向基板31、位相差補償素子12を再度透過する。
但し、nx″、ny″は、面方向の主屈折率を示し、nz″は、厚さ方向の主屈折率を示している。また、dは位相差補償素子12の厚さを示している。従って、液晶分子33Bのプレチルト方向に対して位相差補償素子12の光学軸が平行となるように位相差補償素子12を傾けて配置すれば、液晶パネル11の正面位相差を位相差補償素子12で補償することができることになる。
図3は、本発明を適用した液晶装置3において、位相差補償素子12を第1傾斜姿勢で配置したときの説明図であり、図3(a)、(b)、(c)、(d)は、位相差補償素子12を第1傾斜姿勢で配置したときの各要素の向きや姿勢等を示す説明図、チルト方向の方位が反時計回りに45°のときの各要素の軸等の位置関係を示す説明図、位相差補償素子12の姿勢を示す説明図、およびチルト方向の方位が反時計回りに135°のときの各要素の軸等の位置関係を示す説明図である。
図5は、本発明に係る液晶装置3における位相差補償素子12の傾斜姿勢の評価方法を示す説明図であり、図5(a)、(b)、(c)、(d)、(e)は、評価装置の説明図、チルト方向(配向軸の方位角φ0)が45°の場合の評価方法を示す説明図、チルト方向(配向軸の方位角φ0)が135°の場合の評価方法を示す説明図、チルト方向が225°の場合の評価方法を示す説明図、およびチルト方向が315°の場合の評価方法を示す説明図である。図6は、本発明に係る液晶装置3における位相差補償素子12の傾斜姿勢の評価結果を示すグラフであり、図6(a)、(b)は、チルト方向が45°、135°の場合の黒表示の際の照度を示すグラフ、およびチルト方向が225°、315°の場合の黒表示の際の照度を示すグラフである。
図7は、本発明を適用した3つの液晶装置3R、3G、3Bを備えた投射型表示装置の構成例1を示す説明図である。図8は、本発明を適用した3つの液晶装置3R、3G、3Bを備えた投射型表示装置の構成例2を示す説明図である。なお、図7および図8においては、液晶装置3の要部のみを図示してある。また、図7および図8において、各液晶装置3R、3G、3Bで変調された光が色合成素子4から投射された画像を各々、Pr、Pg、Pbとして示してある。また、液晶パネル11Rおよび画像Prには、互いに対応する方位にAr、Br、Cr、Drを付し、液晶パネル11Gおよび画像Pgには、互いに対応する方位にAg、Bg、Cg、Dgを付し、液晶パネル11Bおよび画像Pbには、互いに対応する方位にAb、Bb、Cb、Dbを付してある。
上記実施の形態では、本発明に係る液晶装置を使用した電子機器として、投射型表示装置1を例示したが、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)、ビューファインダー(EVF)等の電子機器や、携帯情報端末等の電子機器において表示部を構成する直視型のディスプレイに本発明を適用してもよい。
Claims (9)
- 透光性の第1基板、該第1基板に対向配置され、当該第1基板から入射した光を当該第1基板側に向けて反射する反射層を備えた第2基板、および負の誘電率異方性をもって前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、液晶分子が前記第1基板の基板面および前記第2基板の基板面に対する法線方向から斜めに傾いた液晶層を備えた液晶パネルと、
前記第1基板の前記第2基板とは反対側で前記第1基板および前記第2基板に対して傾斜して配置されたワイヤーグリッド偏光ビームスプリッターと、
前記第1基板と前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッターとの間に配置され、光学軸が厚さ方向に沿った負の一軸性の屈折率異方性を有する位相差補償素子と、
を有する液晶装置であって、
前記第2基板に対して前記液晶分子が傾いているチルト方向が、前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッター側から前記液晶パネルをみたときに前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッターのワイヤーグリッドが延在している方向に対して反時計回りで45°または135°の方位にあるとき、前記位相差補償素子は、前記チルト方向に対して90°を成す軸線を中心に前記チルト方向側に位置する部分が前記液晶パネルに接近し、当該チルト方向とは反対側に位置する部分が前記液晶パネルから離間するように傾いた第2傾斜姿勢で配置され、
前記チルト方向が、前記ワイヤーグリッドが延在している方向に対して反時計回りで225°または315°の方位にあるとき、前記位相差補償素子は、前記軸線を中心に前記チルト方向側に位置する部分が前記液晶パネルから離間し、当該チルト方向とは反対側に位置する部分が前記液晶パネルに接近するように傾いた第1傾斜姿勢で配置されていることを特徴とする液晶装置。 - 透光性の第1基板、該第1基板に対向配置され、当該第1基板から入射した光を当該第1基板側に向けて反射する反射層を備えた第2基板、および負の誘電率異方性をもって前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、液晶分子が前記第1基板の基板面および前記第2基板の基板面に対する法線方向から斜めに傾いた液晶層を備えた液晶パネルと、
前記第1基板の前記第2基板とは反対側で前記第1基板および前記第2基板に対して傾斜して配置されたワイヤーグリッド偏光ビームスプリッターと、
前記第1基板と前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッターとの間に配置され、光学軸が厚さ方向に沿った負の一軸性の屈折率異方性を有する位相差補償素子と、
を有する液晶装置であって、
前記第2基板に対して前記液晶分子が傾いているチルト方向が、前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッター側から前記液晶パネルをみたときに前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッターのワイヤーグリッドが延在している方向に対して反時計回りで45°または135°の方位にあり、
前記位相差補償素子は、前記チルト方向に対して90°を成す軸線を中心に前記チルト方向側に位置する部分が前記液晶パネルに接近し、当該チルト方向とは反対側に位置する部分が前記液晶パネルから離間するように傾いた第1傾斜姿勢で配置されていることを特徴とする液晶装置。 - 透光性の第1基板、該第1基板に対向配置され、当該第1基板から入射した光を当該第1基板側に向けて反射する反射層を備えた第2基板、および負の誘電率異方性をもって前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、液晶分子が前記第1基板の基板面および前記第2基板の基板面に対する法線方向から斜めに傾いた液晶層を備えた液晶パネルと、
前記第1基板の前記第2基板とは反対側で前記第1基板および前記第2基板に対して傾斜して配置されたワイヤーグリッド偏光ビームスプリッターと、
前記第1基板と前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッターとの間に配置され、光学軸が厚さ方向に沿った負の一軸性の屈折率異方性を有する位相差補償素子と、
を有する液晶装置であって、
前記第2基板に対して前記液晶分子が傾いているチルト方向が、前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッター側から前記液晶パネルをみたときに前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッターのワイヤーグリッドが延在している方向に対して反時計回りで225°または315°の方位にあり、
前記位相差補償素子は、前記チルト方向に対して90°を成す軸線を中心に前記チルト方向側に位置する部分が前記液晶パネルから離間し、当該チルト方向とは反対側に位置する部分が前記液晶パネルに近接するように傾いた第2傾斜姿勢で配置されていることを特徴とする液晶装置。 - 前記ワイヤーグリッドは、前記第1基板の基板面および前記第2基板の基板面と平行に延在していることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の液晶装置。
- 前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッターにおいて前記ワイヤーグリッドが形成されている偏光分離面は、当該ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッターを前記液晶パネル側とは反対側からみたとき、前記ワイヤーグリッドが延在している方向に対して反時計回りで90°の側が前記液晶パネルに接近し、前記ワイヤーグリッドが延在している方向に対して反時計回りで270°の側が前記液晶パネルから離間する傾斜姿勢で配置されていることを特徴とする請求項4に記載の液晶装置。
- 請求項1乃至5の何れか一項に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする電子機器。
- 請求項1に記載の液晶装置を複数備えた投射型表示装置であって、
複数の前記液晶装置に供給する光を出射する光源と、
複数の前記液晶装置によって変調された各光を合成する色合成光学系と、
該色合成光学系で合成された光を投射する投射光学系と、
を有し、
複数の前記液晶装置には、前記位相差補償素子が前記第1傾斜姿勢で配置された液晶装置、および前記位相差補償素子が前記第2傾斜姿勢で配置された液晶装置のうちの一方の液晶装置のみが含まれていることを特徴とする投射型表示装置。 - 請求項1に記載の液晶装置を複数備えた投射型表示装置であって、
複数の前記液晶装置に供給する光を出射する光源と、
複数の前記液晶装置によって変調された各光を合成する色合成光学系と、
該色合成光学系で合成された光を投射する投射光学系と、
を有し、
複数の前記液晶装置には、前記位相差補償素子が前記第1傾斜姿勢で配置された液晶装置と、前記位相差補償素子が前記第2傾斜姿勢で配置された液晶装置と、が含まれ、
前記投射光学系から投射された画像において複数の前記液晶装置における前記チルト方向が同一の方位であることを特徴とする投射型表示装置。 - 前記色合成光学系はダイクロイックプリズムを備え、
複数の前記液晶装置のうち、前記ダイクロイックプリズムに対して相対向する方向から光を入射させる2つの液晶装置には、前記位相差補償素子が前記第1傾斜姿勢で配置された液晶装置と、前記位相差補償素子が前記第2傾斜姿勢で配置された液晶装置と、が含まれ、かつ、当該2つの液晶装置では、前記チルト方向が180°相違しており、
前記ダイクロイックプリズムに対して他の方向から光を入射させる液晶装置では、前記2つの液晶装置に対して前記チルト方向が90°相違していることを特徴とする請求項8に記載の投射型表示装置。
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