JP7491117B2 - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、反射型の液晶パネルを備えた液晶装置、および電子機器に関するものである。

投射型表示装置のライトバルブ等として用いられる透過型の液晶装置は、一対の偏光板と、一対の偏光板の間の光路に配置された透過型の液晶パネルとを有しており、入射側の偏光板を透過した直線偏光の光を液晶パネルに入射させた後、液晶パネルから出射された光のうち、出射側の偏光板を透過した光を表示に用いる。かかる液晶装置において、画素の狭ピッチ化等を図った場合のディスクリネーション対策として、入射側の偏光板と液晶パネルとの間、および出射側の偏光板と液晶パネルとの間の各々にλ／４位相差板を配置し、液晶分子の配向方向と偏光板の光学軸とが成す角度が４５°からずれたときに生じる変調特性の低下を防止することが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００１－３１８３７１号公報 特開２００５－６２７８７号公報

液晶装置においては、液晶分子のプレチルト等の影響を受けて、コントラストの低下や視野角特性の低下が起きることがあるため、特許文献１には、さらに、液晶パネルと出射側のλ／４位相差板との間に負の屈折率異方性を有する位相差補償部材を設けた構造が提案されている。しかしながら、液晶パネルと偏光板との間にλ／４位相差板を設け、さらに、λ／４位相差板と液晶パネルとの間に位相差補償部材を設けると、構成が複雑になってしまうという問題がある。かかる問題は、液晶パネルが反射型である場合でも同様に発生する。それ故、反射型の液晶パネルを用いて投射型表示装置等の電子機器を製造する際、液晶パネル周辺のスペース面での制約や、光学部材の位置合わせに要する手間が大きくなるという課題がある。

上記課題を解決するために、本発明に係る液晶装置は、反射層を備えた第１基板と透光性の第２基板とが液晶層を介して対向する反射型の液晶パネルと、前記第２基板の側から入射する光が前記反射層で反射して前記第２基板の側から出射される光路に配置されたλ／４位相差板と、前記光路において前記液晶パネルと一体に設けられた位相差補償層と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る液晶装置は、携帯電話機やモバイルコンピューター、投射型表示装置等の電子機器に用いることができる。

本発明の実施形態１に係る液晶装置を用いた投射型表示装置の概略構成図。 本発明の実施の形態１に係る液晶装置に用いた液晶パネルの平面図。 図１に示す液晶装置の構成を示す説明図。 図３に示す液晶分子等の説明図。 本発明の実施形態１の変形例１に係る液晶装置の説明図。 本発明の実施形態１の変形例２に係る液晶装置の説明図。 本発明の実施形態２に係る液晶装置の説明図。 本発明の実施形態２の変形例に係る液晶装置の説明図。 本発明の実施形態３に係る液晶装置の説明図。 本発明の実施形態３の変形例１に係る液晶装置の説明図。 本発明の実施形態３の変形例２に係る液晶装置の説明図。 本発明の実施形態４に係る液晶装置の説明図。 本発明の実施形態４の変形例１に係る液晶装置の説明図。 本発明の実施形態４の変形例２に係る液晶装置の説明図。 本発明の実施形態５に係る液晶装置の説明図。 本発明の実施形態６に係る液晶装置の説明図。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明では、光学軸等の方向や向きを説明するにあたって、液晶パネル１００を第２基板２０側からみたときに液晶パネル１００にフレキシブル配線基板１０５が接続している側を時計の６時方向とし、液晶パネル１００にフレキシブル配線基板１０５が接続している側と反対側を時計の０時方向とし、右方向を時計の３時方向とし、左方向を時計の９時方向として説明する。また、以下の説明では、電場の振動方向が互いに直交する直線偏光の光のうちの一方をＰ偏光の光とし、他方をＳ偏光の光として説明する。

［実施の形態１］
１．投射型表示装置１０００の構成
図１を参照して、本発明を適用した液晶装置を用いた電子機器の一例として投射型表示装置を例示する。図１は、本発明の実施形態１に係る液晶装置を用いた投射型表示装置１０００の概略構成図である。なお、図１に示す投射型表示装置１０００では、互いに異なる波長域の光が供給される複数の液晶装置が用いられているため、赤色光Ｒに対応する液晶装置については液晶装置１ｒとし、緑色光Ｇに対応する液晶装置については液晶装置１ｇとし、青色光Ｂに対応する液晶装置１については液晶装置１ｂとする。

図１に示す投射型表示装置１０００は、光源光を発生する光源部１２１と、光源部１２１から出射された光源光を赤、緑、青の３色に分離する色分離導光光学系１２３と、色分離導光光学系１２３から出射された各色の光源光を変調する３つの液晶装置１ｒ、１ｇ、１ｂとを有している。また、投射型表示装置１０００は、液晶装置１ｒ、１ｇ、１ｂから出射された各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム１２７を備えた合成光学系と、クロスダイクロイックプリズム１２７を経た像光をスクリーン（不図示）に投射するための投射光学系１２９とを備えている。

光源部１２１は、光源１２１ａと、一対のフライアイ光学系１２１ｄ、１２１ｅと、偏光変換部材１２１ｇと、重畳レンズ１２１ｉとを備えている。本形態においては、光源部１２１は、放物面からなるリフレクター１２１ｆを備えており、平行光を出射する。フライアイ光学系１２１ｄ、１２１ｅは、システム光軸と直交する面内にマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材１２１ｇは、フライアイ光学系１２１ｅから出射した光源光を、例えば図面に平行なｐ偏光成分のみに変換して光路下流側光学系に供給する。重畳レンズ１２１ｉは、偏光変換部材１２１ｇを経た光源光を全体として適宜収束させることにより、液晶装置１ｒ、１ｇ、１ｂに設けた液晶パネル１００ｒ、１００ｇ、１００ｂを各々均一に重畳照明する。

色分離導光光学系１２３は、クロスダイクロイックミラー１２３ａと、ダイクロイックミラー１２３ｃと、反射ミラー１２３ｊ、１２３ｋとを備える。色分離導光光学系１２３において、光源部１２１からの略白色の光源光は、クロスダイクロイックミラー１２３ａに入射する。クロスダイクロイックミラー１２３ａを構成する一方の第１ダイクロイックミラー１３１ａで反射された赤色光Ｒは、反射ミラー１２３ｊで反射された後、ダイクロイックミラー１２３ｃを透過し、液晶装置１ｒにおいて、第１偏光板１３７ｒ、偏光分離素子１３０ｒ、およびλ／４位相差板５０ｒを介して、赤色光Ｒ用の液晶パネル１００ｒに入射する。

第１ダイクロイックミラー１３１ａで反射された緑色光Ｇは、反射ミラー１２３ｊで反射された後、ダイクロイックミラー１２３ｃでも反射され、液晶装置１ｇにおいて、第１偏光板１３７ｇ、偏光分離素子１３０ｇ、およびλ／４位相差板５０ｇを介して、緑色光Ｇ用の液晶パネル１００ｇに入射する。

クロスダイクロイックミラー１２３ａを構成する他方の第２ダイクロイックミラー１３１ｃで反射された青色光Ｂは、反射ミラー１２３ｋで反射され、液晶装置１ｂにおいて、第１偏光板１３７ｂ、偏光分離素子１３０ｂ、およびλ／４位相差板５０ｂを介して、青色光Ｂ用の液晶パネル１００ｂに入射する。

このように構成した投射型表示装置１０００では、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、および青色光Ｂは、液晶パネル１００ｒ、１００ｇ、１００ｂにおいて変調される。その際、液晶パネル１００ｒ、１００ｇ、１００ｂから出射された後、λ／４位相差板５０ｒ、５０ｇ、５０ｂを通過した光に変調光に含まれるｓ偏光の成分光は、偏光分離素子１３０ｒ、１３０ｇ、１３０ｂで反射し、第２偏光板１３８ｒ、１３８ｇ、１３８ｂを介してクロスダイクロイックプリズム１２７に入射する。クロスダイクロイックプリズム１２７には、Ｘ字状に交差する第１誘電体多層膜１２７ａおよび第２誘電体多層膜１２７ｃが形成されており、一方の第１誘電体多層膜１２７ａは赤色光Ｒを反射し、他方の第２誘電体多層膜１２７ｃは青色光Ｂを反射する。従って、３色の光は、クロスダイクロイックプリズム１２７において合成され、投射光学系１２９に出射される。そして、投射光学系１２９は、クロスダイクロイックプリズム１２７で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン（図示せず。）に投射する。

かかる投射型表示装置１０００において、３つの液晶装置１ｒ、１ｇ、１ｂの各々には、図４を参照して後述するように、液晶パネル１００への入射光および出射光の偏光状態を調整することにより、液晶層の特性を光学的に補償する位相差補償層６０ｒ、６０ｇ、６０ｂが設けられている。

なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するＬＥＤ光源等を用い、かかるＬＥＤ光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。

２．液晶装置１の構成
図２は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１に用いた液晶パネル１００の平面図であり、液晶パネル１００を第２基板２０側からみた様子を示してある。図３は、図２に示す液晶装置１の構成を示す説明図であり、液晶装置１の断面を模式的に示してある。なお、図１に示す液晶装置１ｒ、１ｂ、１ｇは基本的な構成が同一であるため、以下の説明では、各構成要素には、対応する色を示す符号ｒ、ｇ、ｂを省略する。

液晶装置１は、図２に示す反射型の液晶パネル１００を有している。図３に示すように、液晶パネル１００では、反射層９ａを備えた第１基板１０と、透光性の第２基板２０とが液晶層５を介して対向している。かかる液晶パネル１００では、第２基板２０の側から入射した光が第１基板１０の反射層９ａで反射して、第２基板２０の側から再び出射される間に変調されて画像を表示する。

本形態の液晶装置１は、第２基板２０の側から入射する光が反射層９ａで反射して第２基板２０の側から出射される光路Ｌに配置された第１偏光板１３７および第２偏光板１３８を有している。かかる光路では、第２基板２０の側から入射して反射層９ａに向かう入射光路、および反射層９ａで反射して第２基板２０の側から出射される出射光路のいずれもが、第２基板２０に対する法線方向に沿って延在している。

液晶装置１は、第１偏光板１３７から反射層９ａに向かう入射光路と、反射層９ａから第２偏光板１３８に向かう光路とを合成する偏光分離素子１３０を有している。また、液晶装置１は、入射光路と出射光路とが重なる共通光路に配置されたλ／４位相差板５０と、λ／４位相差板５０と反射層９ａとの間に配置された位相差補償層６０とを備えている。

第１偏光板１３７および第２偏光板１３８は、光路Ｌに沿う方向からみたとき、互いの光学軸が９０°の角度を成すクロスニコルに配置されている。従って、第１偏光板１３７はｐ偏光の光を透過し、ｓ偏光の光を反射または吸収する。第２偏光板１３８はｓ偏光の光を透過し、ｐ偏光の光を反射または吸収する。偏光分離素子１３０はｐ偏光の光を透過し、ｓ偏光の光を反射する。

本形態において、偏光分離素子１３０は、立方体形状の偏光分離プリズムであり、偏光分離素子１３０は、第１端面１３０ａと、第１端面１３０ａと平行に対向する第２端面１３０ｆと、第１端面１３０ａと、第１端面１３０ａと第２端面１３０ｆとの間で第１端面１３０ａおよび第２端面１３０ｆに対して直交する第３端面１３０ｃとを有している。本形態において、第１偏光板１３７は第１端面１３０ａに重なるように配置され、第２偏光板１３８は第３端面１３０ｃに重なるように配置されており、第３端面１３０ｃは、第２基板２０と対向する対向面である。また、偏光分離素子１３０は、内部に第１端面１３０ａ、第２端面１３０ｆ、および第３端面１３０ｃに対して４５°の角度を成す偏光分離膜１３２を有している。

本形態において、λ／４位相差板５０は、偏光分離素子１３０の第２端面１３０ｆに斜方蒸着された無機膜からなる。従って、λ／４位相差板５０の長寿命化を図ることができ、液晶装置１の長寿命化を図ることができる。また、λ／４位相差板５０は、膜厚が数１０ｎｍから数１００ｎｍの薄膜からなる。従って、０次で所定のリタゼーションが得られるトゥルーゼロオーダー設計が可能であるため、様々な極角の光が入射した場合でも、適正な位相差を発揮する。

液晶パネル１００は、後述する液晶分子５ａの配向方向Ｐが第１偏光板１３７および第２偏光板１３８の光学軸に対して４５°の角度を成すように配置される。なお、第１偏光板１３７の光学軸と第２偏光板１３８の光学軸とが成す角度は９０°に限らず、製造上の公差等を考慮すると、９０°±５°の範囲内の角度であればよい。また、第１偏光板１３７および第２偏光板１３８の光学軸と配向方向Ｐとが成す角度は４５°に限らず、製造上の公差等を考慮すると、４５°±５°の範囲内の角度であればよい。

本形態において、位相差補償層６０は後述するように、液晶パネル１００と一体に設けられている。

３．液晶パネル１００の詳細構成
図２および図３に示すように、液晶パネル１００において、第１基板１０第２基板２０とは、所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされている。シール材１０７は第２基板２０の外縁に沿うように枠状に設けられており、第１基板１０と第２基板２０との間でシール材１０７によって囲まれた領域に液晶層５が配置されている。第１基板１０および第２基板２０はいずれも四角形である。液晶パネル１００の略中央において、表示領域１０ａは、時計の３時－９時方向の寸法が０時－６時方向の寸法より長い長方形の領域として設けられており、表示領域１０ａは、周辺領域１０ｄで囲まれている。

第１基板１０の基板本体１９は、石英やガラス等の透光性基板からなる。基板本体１９は、シリコン基板からなる場合もある。液晶パネル１００では、基板本体１９から第１配向膜１６までが第１基板１０に相当する。基板本体１９の第２基板２０側の一方面１９ｓの側において、表示領域１０ａの外側には、第１基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。端子１０２には、フレキシブル配線基板１０５が接続されており、第１基板１０には、フレキシブル配線基板１０５を介して各種電位や各種信号が入力される。

基板本体１９の一方面１９ｓ側において、表示領域１０ａには、アルミニウム等の反射性金属からなる複数の反射層９ａが画素電極としてマトリクス状に配置されており、複数の反射層９ａの各々に画素スイッチング素子３０が電気的に接続されている。第１基板１０において、反射層９ａに対して第２基板２０側には第１配向膜１６が形成されており、反射層９ａは、第１配向膜１６によって覆われている。従って、基板本体１９から第１配向膜１６までが第１基板１０に相当する。第１基板１０では、基板本体１９と反射層９ａとの間に複数の絶縁膜１３が形成されており、基板本体１９と絶縁膜１３との間に画素スイッチング素子３０が形成されている。また、複数の絶縁膜１３の層間等には、データ線や走査線等の配線１７が形成されている。基板本体１９がシリコン基板からなる場合、画素スイッチング素子３０は、基板本体１９を半導体層として用いられる。

第２基板２０の基板本体２９は、石英やガラス等の屈折率異方性を有しない透光性基板からなり、基板本体２９から第２配向膜２６までが第２基板２０に相当する。基板本体２９の第１基板１０側の一方面２９ｓの側には、ＩＴＯ膜等からなる透光性電極としての共通電極２１が形成されており、共通電極２１に対して第１基板１０側には第２配向膜２６が形成されている。共通電極２１は、第２基板２０の略全面に形成されている。共通電極２１に対して第１基板１０と反対側には、金属または金属化合物等からなる遮光性の遮光膜２８、および透光性の保護膜２４が形成されている。遮光膜２８は、例えば、表示領域１０ａの外周縁に沿って延在する額縁状の見切り２８ａとして形成されている。遮光膜２８は、隣り合う反射層９ａにより挟まれた領域と平面視で重なる領域にブラックマトリクスとして形成されることもある。本形態においては、第１基板１０の周辺領域１０ｄのうち、見切り２８ａと平面視で重なる領域には、反射層９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｄが形成されている。

第１基板１０には、シール材１０７より外側において第２基板２０の角部分と重なる領域に、第１基板１０と第２基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通用電極１０９が形成されている。基板間導通用電極１０９には、導電粒子を含んだ基板間導通材１０９ａが配置されており、第２基板２０の共通電極２１は、基板間導通材１０９ａおよび基板間導通用電極１０９を介して、第１基板１０側に電気的に接続されている。このため、共通電極２１は、第１基板１０の側から共通電位が印加されている。

４．液晶層５等の構成
図４は、図３に示す液晶分子５ａ等の説明図である。図４において、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、ＳｉＯｘ（ｘ≦２）、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜である。従って、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、カラムと称せられる柱状体１６ａ、２６ａが第１基板１０および第２基板２０に対して斜めに形成された柱状構造体層からなる。それ故、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、液晶層５に用いた負の誘電率異方性を備えた液晶分子５ａを第１基板１０および第２基板２０に対して斜め傾斜配向させ、液晶分子５ａにプレチルトを付している。

ここで、反射層９ａと共通電極２１との間に電圧を印加しない状態で、第１基板１０および第２基板２０に対して垂直な方向と液晶分子５ａの長軸方向（配向方向）とがなす角度がプレチルト角θｐである。本実施形態において、プレチルト角θｐは、例えば５°である。

このようにして、液晶装置１は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶装置として構成されている。かかる液晶装置１では、反射層９ａと共通電極２１との間に電圧が印加されると、液晶分子５ａは、点線で示すように、第１基板１０および第２基板２０に対する傾き角が小さくなる方向に変位する。かかる変位の方向がいわゆる明視方向である。本形態においては、図１に示すように、液晶分子５ａの配向方向Ｐ（明視方向）は、平面視において、時計の４時３０分の方向から１０時３０分に向かう方向である。

５．位相差補償層６０の構成
本形態の液晶装置１には、Ｃプレート、ＯプレートまたはＡプレートからなる位相差補償層６０が液晶パネル１００と一体に設けられている。位相差補償層６０は、屈折率楕円体（屈折率の３次元分布）に関して、以下のように定義される。

第１基板１０または第２基板２０の基板面内の座標軸をＸＹ軸とし、法線方向をＺ軸とする。Ｘ軸方向の主屈折率をＮｘとし、Ｙ軸方向の主屈折率をＮｙとし、Ｚ軸方向の主屈折率をＮｚとする。
Ａプレート（正のＡプレート）は、以下の条件式
Ｎｘ＞Ｎｙ＝Ｎｚ
を満たす。

Ｃプレート（負のＣプレート）は、以下の条件式
Ｎｘ＝Ｎｙ＞Ｎｚ
を満たす。
Ｏプレートは、屈折率楕円体自体が基板に対して傾いているものであり、例えば、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚに対してＹ軸を回転軸として、基板法線からある角度で傾いており、基板法線から見た時には、ＸＹ平面による楕円体断面における遅相軸がＹ軸方向になる。ただし、上記の条件に限定されるわけではなく、楕円体形状およびその傾きによって、Ｙ軸方向が進相軸になってもよい。

本形態において、液晶パネル１００には、例えば、負の屈折率異方性を有するＣプレートからなる位相差補償層６０が設けられている。本形態において、位相差補償層６０は、第２基板２０において、基板本体２９の液晶層５と反対側の面２９ｔに設けられている。位相差補償層６０は、無機材料からなる。例えば、位相差補償層６０は、高屈折率層と低屈折率層とを交互に２０層程度ずつスパッタリングすることにより形成される。高屈折率層は、例えば、屈折率が２．３の酸化ニオブで形成され、１層の厚さは２０ｎｍである。低屈折率層は、例えば、屈折率が１．５の酸化シリコンで形成され、１層の厚さは２０ｎｍである。

このように構成した位相差補償層６０は、光軸が第１基板１０および第２基板２０に対する法線を向いており、基板面内において光学的に等方性であるが、基板面に対し垂直な面内においては光学異方性を有する。従って、液晶層５に斜め方向から入射する光の位相差を位相差補償層６０により補償することができるので、コントラストや視野角特性を向上することができる。

６．本形態の作用、および主な効果
このように構成した液晶装置１において、液晶装置１に入射した光源光は、Ｐ偏光の直線偏光光であるため、第１偏光板１３７および偏光分離膜１３２を透過した後、λ／４位相差板５０によって、円偏光または楕円偏光に変換されて液晶パネル１００に入射する。液晶層５は、電圧無印加時に液晶分子５ａが第１基板１０および第２基板２０に対して略垂直に配向した状態にあり、液晶層５を正面から見た場合に光学異方性が著しく小さい。従って、電圧無印加時は、液晶層５に入射した円偏光または楕円偏光の光は、略そのままの偏光状態で液晶層５を通過した後、反射層９ａで反射し、第２基板２０から出射される。そして、円偏光または楕円偏光の光は、λ／４位相差板５０を再度、通ることでＰ偏光の直線偏光となり、偏光分離素子１３０を透過する。従って、黒表示となる。

次に、液晶層５に電圧を印加すると、電圧が印加された画素において、液晶分子５ａは、プレチルトが付された方向に倒れ、液晶層５に入射した円偏光または楕円偏光の光は変調される。かかる変調光は、λ／４位相差板５０を再び、通ることでｓ偏光の光となり、偏光分離膜１３２で反射した後、第２偏光板１３８を透過する。従って、白表示となる。

このように構成した液晶装置１において、液晶パネル１００には、λ／４位相差板５０によって、円偏光または楕円偏光に変換された光が入射する。ここで、液晶分子５ａは、プレチルトが付された方向に倒れているが、一部の液晶分子５ａは、隣接する画素の液晶分子５ａの影響等を受けて、倒れる方向や角度が異なることがある。このような場合でも、円偏光または楕円偏光となって入射している光は、直線偏光より、液晶分子５ａの方位等の影響を受けにくいため、ディスクリネーションの影響を受けにくい。それ故、本形態の液晶装置１によれば、液晶パネル１００に直線偏光の光が入射する場合に比して、ディスクリネーションに起因するドメインの発生が起こりにくい。従って、画素の狭ピッチ化等を図った場合や、後述する投射型表示置において液晶装置１から出射される画像光の軸を一軸方向あるいは２軸方向にシフトさせて解像度を高めた場合でも、高精細な画像を表示することができる。

また、液晶装置１には、Ｃプレートからなる位相差補償層６０が設けられているため、コントラストや視野角特性を向上することができる。また、位相差補償層６０は液晶パネル１００に一体に設けられている。このため、液晶パネル１００とλ／４位相差板５０との間に位相差補償層６０を独立して設ける必要がないので、構成の簡素化を図ることができる。また、λ／４位相差板５０は偏光分離素子１３０と一体に設けられている。このため、λ／４位相差板５０を独立して設ける必要がないので、構成の簡素化を図ることができる。従って、投射型表示装置１０００等の電子機器を製造する際、液晶パネル１００周辺のスペース面での制約や、光学部材の位置合わせに要する手間が小さい。

［実施形態１の変形例１］
図５は、本発明の実施形態１の変形例１に係る液晶装置１の説明図である。なお、本形態および以下に説明する形態はいずれも、基本的な構成が実施形態１と同様であるため、共通する部分については説明を省略する。図５に示すように、本形態でも、実施形態１と同様、λ／４位相差板５０は、偏光分離素子１３０の第２端面１３０ｆに斜方蒸着された無機膜からなる。

また、位相差補償層６０は液晶パネル１００に一体に設けられている。本形態において、Ｃプレートからなる位相差補償層６０は、第２基板２０において、基板本体２９の液晶層５側の一方面２９ｓに積層された無機材料の多層膜からなり、基板本体２９と遮光膜２８との間に設けられている。従って、位相差補償層６０は、遮光膜２８が設けられていない領域では、基板本体２９と保護膜２４との間に位置する。その他の構成は実施形態１と同様である。かかる態様でも、位相差補償層６０が液晶パネル１００に一体に設けられているため、構成の簡素化を図ることができる等、実施形態１と同様な効果を奏する。

［実施形態１の変形例２］
図６は、本発明の実施形態１の変形例２に係る液晶装置１の説明図である。図６に示すように、本形態でも、実施形態１と同様、λ／４位相差板５０は、偏光分離素子１３０の第２端面１３０ｆに斜方蒸着された無機膜からなる。

また、Ｃプレートからなる位相差補償層６０は液晶パネル１００に一体に設けられている。本形態において、位相差補償層６０は、第２基板２０において、保護膜２４と共通電極２１との間に設けられた無機材料の多層膜からなる。その他の構成は実施形態１と同様である。かかる態様でも、位相差補償層６０は液晶パネル１００に一体に設けられているため、構成の簡素化を図ることができる等、実施形態１と同様な効果を奏する。

［実施形態１の変形例３］
実施形態１、および実施形態１の変形例１、２で採用した位相差補償層６０周辺の構成は、例えば、第２基板２０の基板本体２９の液晶層５と反対側の面２９ｔに防塵用の透光性基板が接着剤等によって接合されている場合に採用してもよい。

［実施形態２］
図７は、本発明の実施形態２に係る液晶装置１の説明図である。図７に示すように、本形態において、λ／４位相差板５０、およびＣプレートからなる位相差補償層６０は液晶パネル１００に一体に設けられている。より具体的には、λ／４位相差板５０は、第２基板２０において、基板本体２９の液晶層５と反対側の面２９ｔに積層された無機材料の多層膜からなる。位相差補償層６０は、第２基板２０において、基板本体２９の液晶層５側の一方面２９ｓに積層された無機材料の多層膜からなり、基板本体２９と遮光膜２８との間に設けられている。その他の構成は実施形態１と同様である。かかる態様では、λ／４位相差板５０および位相差補償層６０が液晶パネル１００に一体に設けられているため、構成の簡素化を図ることができる等、実施形態１と同様な効果を奏する。

［実施形態２の変形例］
図８は、本発明の実施形態２の変形例に係る液晶装置１の説明図である。図８に示すように、本形態でも、実施形態２と同様、λ／４位相差板５０、およびＣプレートからなる位相差補償層６０は、液晶パネル１００に一体に設けられている。より具体的には、λ／４位相差板５０は、第２基板２０において、基板本体２９の液晶層５と反対側の面２９ｔに積層された無機材料の多層膜からなる。位相差補償層６０は、第２基板２０において、保護膜２４と共通電極２１との間に設けられた無機材料の多層膜からなる。その他の構成は実施形態１と同様である。かかる態様でも、λ／４位相差板５０および位相差補償層６０が液晶パネル１００に一体に設けられているため、構成の簡素化を図ることができる等、実施形態１と同様な効果を奏する。

［実施形態３］
図９は、本発明の実施形態３に係る液晶装置１の説明図である。図９に示すように、本形態において、液晶パネル１００では、第２基板２０の基板本体２９の液晶層５と反対側の面２９ｔに防塵用の透光性基板４０が接着剤等によって接合されている。ここで、λ／４位相差板５０、およびＣプレートからなる位相差補償層６０は、液晶パネル１００に一体に設けられている。より具体的には、λ／４位相差板５０は、透光性基板４０の液晶層５と反対側の面に積層された無機材料の多層膜からなる。位相差補償層６０は、第２基板２０において、基板本体２９の液晶層５と反対側の面２９ｔに積層された無機材料の多層膜からなる。すなわち、位相差補償層６０は、基板本体２９と透光性基板４０との間に設けられている。その他の構成は実施形態１と同様である。かかる態様では、λ／４位相差板５０および位相差補償層６０が液晶パネル１００に一体に設けられているため、構成の簡素化を図ることができる等、実施形態１と同様な効果を奏する。なお、位相差補償層６０は、透光性基板４０の液晶層５側の面に積層された無機材料の多層膜であってもよい。

［実施形態３の変形例１］
図１０は、本発明の実施形態３の変形例１に係る液晶装置１の説明図である。図１０に示すように、本形態でも、実施形態３と同様、λ／４位相差板５０、およびＣプレートからなる位相差補償層６０は、液晶パネル１００に一体に設けられている。より具体的には、λ／４位相差板５０は、透光性基板４０の液晶層５と反対側の面に積層された無機材料の多層膜からなる。位相差補償層６０は、第２基板２０において、基板本体２９の液晶層５側の一方面２９ｓに積層された無機材料の多層膜からなる。その他の構成は実施形態１と同様である。かかる態様では、λ／４位相差板５０および位相差補償層６０が液晶パネル１００に一体に設けられているため、構成の簡素化を図ることができる等、実施形態１と同様な効果を奏する。

［実施形態３の変形例２］
図１１は、本発明の実施形態３の変形例２に係る液晶装置１の説明図である。図１１に示すように、本形態でも、実施形態３と同様、λ／４位相差板５０、およびＣプレートからなる位相差補償層６０は、液晶パネル１００に一体に設けられている。より具体的には、λ／４位相差板５０は、透光性基板４０の液晶層５と反対側の面に積層された無機材料の多層膜からなる。位相差補償層６０は、第２基板２０において、保護膜２４と共通電極２１との間に設けられた無機材料の多層膜からなる。その他の構成は実施形態１と同様である。かかる態様でも、λ／４位相差板５０および位相差補償層６０が液晶パネル１００に一体に設けられているため、構成の簡素化を図ることができる等、実施形態１と同様な効果を奏する。

［実施形態４］
図１２は、本発明の実施形態４に係る液晶装置１の説明図である。図１２に示すように、本形態において、λ／４位相差板５０は、液晶パネル１００と偏光分離素子１３０との間に配置された透光性基板５５の一方面に積層された無機材料の多層膜からなり、液晶パネル１００および偏光分離素子１３０の双方から離間している。透光性基板５５は、石英等の屈折率異方性を有しない透光性基板である。Ｃプレートからなる位相差補償層６０は、第２基板２０において、基板本体２９の液晶層５と反対側の面２９ｔに積層された無機材料の多層膜からなる。その他の構成は実施形態１と同様である。かかる態様では、位相差補償層６０が液晶パネル１００に一体に設けられているため、構成の簡素化を図ることができる等、実施形態１と同様な効果を奏する。

なお、位相差補償層６０は、透光性基板５５の液晶層５側の面に積層された無機材料の多層膜であってもよい。

［実施形態４の変形例１］
図１３は、本発明の実施形態４の変形例１に係る液晶装置１の説明図である。図１０に示すように、本形態でも、実施形態４と同様、λ／４位相差板５０は透光性基板５５の一方面に積層された無機材料の多層膜からなる。Ｃプレートからなる位相差補償層６０は、第２基板２０において、基板本体２９の液晶層５側の一方面２９ｓに積層された無機材料の多層膜からなる。その他の構成は実施形態１と同様である。かかる態様では、位相差補償層６０が液晶パネル１００に一体に設けられているため、構成の簡素化を図ることができる等、実施形態１と同様な効果を奏する。

［実施形態４の変形例２］
図１４は、本発明の実施形態４の変形例２に係る液晶装置１の説明図である。図１４に示すように、本形態でも、実施形態４と同様、λ／４位相差板５０は、透光性基板５５の一方面に積層された無機材料の多層膜からなる。Ｃプレートからなる位相差補償層６０は、第２基板２０において、保護膜２４と共通電極２１との間に設けられた無機材料の多層膜からなる。その他の構成は実施形態１と同様である。かかる態様でも、位相差補償層６０が液晶パネル１００に一体に設けられているため、構成の簡素化を図ることができる等、実施形態１と同様な効果を奏する。

［実施形態４の変形例３］
実施形態４、および実施形態４の変形例１、２で採用した構成は、例えば、実施例２、３で説明したように、第２基板２０の基板本体２９の液晶層５と反対側の面２９ｔに防塵用の透光性基板４０が接着剤等によって接合されている場合に採用してもよい。

［実施形態５］
図１５は、本発明の実施形態５に係る液晶装置１の説明図である。図１５に示すように、本形態でも、実施形態１～４と同様、第１偏光板、第２偏光板、および液晶パネル１００を有している。ここで、光路Ｌでは、投射型表示装置１１００において、光源部１２１から液晶パネル１００の第２基板２０への入射光路Ｌ１、および第２基板２０から投射光学系１２９に向かう出射光路Ｌ２が第２基板２０に対する法線から斜めに傾いている。かかる液晶装置１は、例えば、１つの液晶装置１で生成した画像を投射光学系１２９によってスクリーン等に投射する。

本形態において、液晶パネル１００の第２基板２０と平行に対向する方向において、第１偏光板１３９ａと第２偏光板１３９ｃとが隣り合う位置に配置されている。従って、入射光路Ｌ１に第１偏光板１３９ａが配置され、出射光路Ｌ２に第２偏光板１３９ｃが配置されている。

本形態において、第１偏光板１３９ａおよび第２偏光板１３９ｃは、光学素子１３５のベースとなる共通の透光性基板１３５ａの一方面１３５ｓに形成されている。ここで、透光性基板１３５ａの他方面１３５ｔは、液晶パネル１００の第２基板２０に平行に対向する対向面になっており、λ／４位相差板５０は、透光性基板１３５ａの他方面１３５ｔに積層された無機材料の多層膜からなる。

本形態でも、Ｃプレートからなる位相差補償層６０は液晶パネル１００に一体に設けられている。例えば、位相差補償層６０は、第２基板２０において、基板本体２９の液晶層５と反対側の面２９ｔに積層された無機材料の多層膜からなる。その他の構成は実施形態１と同様である。かかる態様でも、位相差補償層６０が液晶パネル１００に一体に設けられているため、構成の簡素化を図ることができる等、実施形態１と同様な効果を奏する。

［実施形態５の変形例］
実施形態５において、位相差補償層６０については、実施形態１～３を参照して説明した位置に配置してもよい。また、λ／４位相差板５０については、実施形態４を参照して説明したように配置してもよい。

［実施形態６］
図１６は、本発明の実施形態６に係る液晶装置１の説明図である。実施形態１～５では、１つの位相差補償層６０を液晶パネル１００に一体に設けたが、２つ以上の位相差補償層を液晶パネル１００に一体に設けてもよい。例えば、図１６に示すように、液晶パネル１００において、保護膜２４と共通電極２１との間には２つの位相差補償層６１、６２が設けられている。位相差補償層６１、６２は、全体的な位相差が好適に補償されるように角度位置等が設定される。

例えば、２つの位相差補償層６１、６２の一方は、無機材料の多層膜からなるＣプレートであり、他方は、酸化タンタル等の無機材料の斜方蒸着膜からなるＯプレートである。この場合、ＣプレートおよびＯプレートは各々、全体的な位相差が好適に補償されるように、屈折率特性や厚さ等が設定される。従って、液晶層５に正面方向から入射する光の位相差、および液晶層５に斜め方向から入射する光の位相差を補償することができる。

また、２つの位相差補償層６１、６２は互いに積層されているため、位相差補償層６１と位相差補償層６１との界面では比較的屈折率差が小さい層が接している。このため、位相差補償層６１と位相差補償層６１との間に石英基板等の屈折率が小さい媒質が存在する場合と比較して界面での反射を抑制することができる。なお、本形態では、実施形態１をベースとした液晶装置１に位相差補償層６１、６２を設けたが、本発明を適用した他の形態に位相差補償層６１、６２を設けてもよい。また、本形態では、２つの位相差補償層６１、６２を設けたが、３つの位相差補償層を設けてもよい。また、本形態では、２つの位相差補償層６１、６２を積層したが、他の層を介して積層されている態様であってもよい。

［実施形態６の変形例］
図１６に示す２つの位相差補償層６１、６２は、いずれもＯプレートであってもよい。Ｏプレートは、光軸が第１基板１０および第２基板２０に対する法線方向からずれて斜め方向を向いており、基板面内、および基板面に対し垂直な面内において光学異方性を有する。従って、２つのＯプレートを設けるにあたっては、液晶パネル１００に対する法線方向からみたとき、２つのＯプレートは、異なる方位に光学軸を向けており、２つのＯプレートの光学軸で挟まれた角度範囲内に液晶分子５ａの配向方向Ｐが位置するように位相差補償層６１、６２を配置する。

［他の実施形態］
上記の液晶装置１において、各光学部材の両面のうち、空気と接する面には、低屈折率層と高屈折率層との積層膜等からなる反射防止膜が形成されている態様であってもよい。従って、各光学部材と空気との界面での反射を抑制することができるので、反射による表示光の損失や迷光の発生等を抑制することができる。例えば、第１偏光板１３７および第２偏光板１３８は、各々の片面が露出しているため、第１偏光板１３７において空気と接する面、および第２偏光板１３８において空気と接する面に反射防止膜を形成してもよい。

また、図１に示す液晶装置１ｒ、１ｇ、１ｂには、異なる波長の光が入射することから、液晶装置１ｒ、１ｇ、１ｂでは、上記したλ／４位相差板５０ｒ、５０ｇ、５０ｇが有する位相差を異ならせてもよい。

本発明は、液晶装置から出射される画像光の軸を一軸方向あるいは２軸方向にシフトさせて解像度を高める投射型表示装置に用いる液晶装置のディスクリネーション対策として利用してもよい。

また、液晶装置１を適用可能な電子機器は、投射型表示装置に限定されない。液晶装置１は、例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として用いてもよい。

１、１ｂ、１ｇ、１ｒ…液晶装置、５…液晶層、５ａ…液晶分子、９ａ…反射層、１０…第１基板、２９…基板本体、２０…第２基板、２１…共通電極、２４…保護膜、２６…第２配向膜、２８…遮光膜、３０…画素スイッチング素子、４０、５５、１３５、１３５ａ…透光性基板、５０、５０ｂ、５０ｇ、５０ｒ…λ／４位相差板、６０、６０ｂ、６０ｇ、６０ｒ、６１、６２…位相差補償層、１００、１００ｂ、１００ｇ、１００ｒ…液晶パネル、１２１…光源部、１２９…投射光学系、１３０、１３０ｂ、１３０ｇ、１３０ｒ…偏光分離素子、１３０ａ…第１端面、１３０ｃ…第３端面、１３０ｆ…第２端面、１３２…偏光分離膜、１３７、１３７ｂ、１３７ｇ、１３７ｒ、１３９ａ…第１偏光板、１３８、１３８ｂ、１３８ｇ、１３８ｒ、１３９ｃ…第２偏光板、１０００、１１００…投射型表示装置、Ｌ…光路、Ｌ１…入射光路、Ｌ２…出射光路。

Claims (14)

1. 第１反射層を備えた第１基板と透光性の第２基板とが第１液晶層を介して対向する反射
   型の第１液晶パネルと、前記第２基板の側から入射する光が前記第１反射層で反射して前
   記第２基板の側から出射される第１光路に配置された第１λ／４位相差板と、前記第１光
   路において前記第１液晶パネルと一体に設けられた第１位相差補償層と、第１対向面と第
   １入射面と第１射出面と第１偏光分離膜とを有する第１偏光分離素子と、前記第１入射面
   に設けられた第１偏光板と、前記第１射出面に設けられた第２偏光板と、を備える第１液
   晶装置と、
   第２反射層を備えた第３基板と透光性の第４基板とが第２液晶層を介して対向する反射
   型の第２液晶パネルと、前記第４基板の側から入射する光が前記第２反射層で反射して前
   記第４基板の側から出射される第２光路に配置された第２λ／４位相差板と、前記第２光
   路において前記第２液晶パネルと一体に設けられた第２位相差補償層と、第２対向面と第
   ２入射面と第２射出面と第２偏光分離膜とを有する第２偏光分離素子と、前記第２入射面
   に設けられた第３偏光板と、前記第２射出面に設けられた第４偏光板と、を備える第２液
   晶装置と、
   前記第１射出面から射出された第１光と、前記第２射出面から射出された第２光と、を
   合成して合成光を射出する合成光学系と、を備え、
   前記第１対向面は、前記第２基板と対向し、
   前記第１入射面は、前記第１対向面と平行に対向し、
   前記第１射出面は、前記第１対向面と前記第１入射面とに直交し、
   前記第１偏光分離膜は、前記第１射出面と前記第１入射面と前記第１対向面とに対して
   ４５°の角度を成し、
   前記第２対向面は、前記第４基板と対向し、
   前記第２入射面は、前記第２対向面と平行に対向し、
   前記第２射出面は、前記第２対向面と前記第２入射面とに直交し、
   前記第２偏光分離膜は、前記第２射出面と前記第２入射面と前記第２対向面とに対して
   ４５°の角度を成し、
   前記第１λ／４位相差板は、前記第１光路において前記第１対向面から前記第２基板ま
   での間に設けられ、
   前記第１偏光板と前記第２偏光板とは、前記第１光路に沿う方向からみたとき、互いの
   光学軸が９０°の角度を成して配置され、
   前記第２λ／４位相差板は、前記第２光路において前記第２対向面から前記第４基板ま
   での間に設けられ、
   前記第３偏光板と前記第４偏光板とは、前記第２光路に沿う方向からみたとき、互いの
   光学軸が９０°の角度を成して配置されることを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記第１光路では、前記第２基板への入射光路、および前記第２基板からの出射光路が
   前記第２基板に対する法線に沿う方向に延在し、
   前記第２光路では、前記第４基板への入射光路、および前記第４基板からの出射光路が
   前記第４基板に対する法線に沿う方向に延在していることを特徴とする電子機器。
3. 請求項１または２に記載の電子機器において、
   前記第１λ／４位相差板は、前記第１対向面に設けられ、
   前記第２λ／４位相差板は、前記第２対向面に設けられていることを特徴とする電子機
   器。
4. 請求項１または２に記載の電子機器において、
   前記第１λ／４位相差板は、前記第１液晶パネルに設けられ、
   前記第２λ／４位相差板は、前記第２液晶パネルに設けられていることを特徴とする電
   子機器。
5. 請求項４に記載の電子機器において、
   前記第１λ／４位相差板は、前記第２基板に設けられ、
   前記第２λ／４位相差板は、前記第４基板に設けられていることを特徴とする電子機器
   。
6. 請求項４に記載の電子機器において、
   前記第２基板に対して前記第１基板と反対側に接合された第１透光性基板を備え、
   前記第１λ／４位相差板は、前記第１透光性基板の前記第２基板と反対側の面に設けら
   れ、
   前記第４基板に対して前記第３基板と反対側に接合された第２透光性基板を備え、
   前記第２λ／４位相差板は、前記第２透光性基板の前記第４基板と反対側の面に設けら
   れていることを特徴とする電子機器。
7. 請求項１または２に記載の電子機器において、
   前記第１光路に前記第２基板と対向するように配置された第１透光性基板を備え、
   前記第１λ／４位相差板は、前記第１透光性基板に設けられ、
   前記第２光路に前記第４基板と対向するように配置された第２透光性基板を備え、
   前記第２λ／４位相差板は、前記第２透光性基板に設けられていることを特徴とする電
   子機器。
8. 請求項１から７までの何れか一項に記載の電子機器において、
   前記第１位相差補償層は、前記第２基板に設けられ、
   前記第２位相差補償層は、前記第４基板に設けられていることを特徴とする電子機器。
9. 請求項８に記載の電子機器において、
   前記第２基板は、透光性の第１基板本体と、前記第１基板本体の前記第１液晶層側の面
   に設けられた第１透光性電極と、を備え、
   前記第１位相差補償層は、前記第１基板本体と前記第１透光性電極との間に設けられ、
   前記第４基板は、透光性の第２基板本体と、前記第２基板本体の前記第２液晶層側の面
   に設けられた第２透光性電極と、を備え、
   前記第２位相差補償層は、前記第２基板本体と前記第２透光性電極との間に設けられて
   いることを特徴とする電子機器。
10. 請求項１から７までの何れか一項に記載の電子機器において、
    前記第１液晶パネルは、前記第２基板に対して前記第１基板と反対側に接合された第１
    透光性基板を備え、
    前記第１位相差補償層は、前記第１透光性基板の前記第２基板と反対側の面に設けられ
    、
    前記第２液晶パネルは、前記第４基板に対して前記第３基板と反対側に接合された第２
    透光性基板を備え、
    前記第２位相差補償層は、前記第２透光性基板の前記第４基板と反対側の面に設けられ
    ていることを特徴とする電子機器。
11. 請求項１から７までの何れか一項に記載の電子機器において、
    前記第１液晶パネルは、前記第２基板に対して前記第１基板と反対側に接合された第１
    透光性基板を備え、
    前記第１位相差補償層は、前記第１透光性基板と前記第２基板との間に設けられ、
    前記第２液晶パネルは、前記第４基板に対して前記第３基板と反対側に接合された第２
    透光性基板を備え、
    前記第２位相差補償層は、前記第２透光性基板と前記第４基板との間に設けられている
    ことを特徴とする電子機器。
12. 請求項１から１１までの何れか一項に記載の電子機器において、
    前記第１λ／４位相差板、前記第２λ／４位相差板、前記第１位相差補償層および前記
    第２位相差補償層はいずれも、無機材料からなることを特徴とする電子機器。
13. 請求項１から１２までの何れか一項に記載の電子機器において、
    前記第１位相差補償層及び前記第２位相差補償層は、ＣプレートおよびＯプレートのう
    ちの少なくとも一方であることを特徴とする電子機器。
14. 請求項１３に記載の電子機器において、
    前記第１位相差補償層及び前記第２位相差補償層では、前記Ｃプレートと前記Ｏプレー
    トとが積層されていることを特徴とする電子機器。