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液晶装置和投影型显示装置

阅读:971发布:2023-01-23

专利汇可以提供液晶装置和投影型显示装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的目的在于提供在相对于投影型显示装置的光调制装置入射的 光源 光的入射 角 度的范围内可以获得高 对比度 比的 液晶 装置(100)。该液晶装置具备以扭曲向列模式工作的液晶面板(60),在液晶面板(60)的光入射侧配置第1光学补偿板(70)并且在光出射侧配置第2光学补偿板(80)。各光学补偿板(70、80)使表现负折射率 各向异性 的液晶分子混合取向,其法线方向的 相位 差被设定为大于等于10nm且小于等于30nm,从各自的法线方向观察时的进相轴方向(71、81)以非直角的角度相交地配置。,下面是液晶装置和投影型显示装置专利的具体信息内容。

1.一种液晶装置,其具备由一对基板夹置液晶层的液晶面板,上述液晶面板以扭曲向列模式工作,其特征在于: 在上述液晶面板的至少一个基板的外侧配置有使表现负折射率各向异性的液晶分子混合取向而形成的光学补偿板; 使该光学补偿板的厚度变化,而使从上述光学补偿板的法线方向观察时的该光学补偿板的相位差被设定为大于等于10nm并小于等于30nm; 从上述光学补偿板的法线方向观察时的该光学补偿板的相位差大于等于10nm并小于等于30nm的范围内的对比度比被设定为最大。
2. —种液晶装置,其特征在于,具备:由一对M夹置液晶层的扭曲向列模式的液晶面板;向上述液晶面板 照射光的光源;在上述液晶面板的上述光源側的上述基板的外側配置的、 ^^现负折射率各向异性的液晶分子混合取向而形成的第1光学#^板; 以及在上述液晶面板的上述光源侧的相反側的上i^J^L的外側配置的、使 表现负折射率各向异性的液晶分子混合取向而形成的笫2光学补偿板,其中,上述第l光学##板,其上述液晶分子的光轴与该第1光学补 偿板的法线所成的度较小一方的面被配置在上述光源侧,上述笫2光学 补偿板,其上述液晶分子的光轴与该第2光学#^板的法线所成的角度较 大一方的面被配置在上述光源側;上述第1光学^f^板和上述第2光学^h^板,其从法线方向观察时的 相位差均被设定为大于等于10nm并小于等于30nm,且其从各自的法线方 向观察时的进相轴,以非直角的角度相交地配置.
3. —种液晶装置,其特征在于,具备:由一对a夹置液晶层的扭曲向列模式的液晶面板;向上述液晶面板 照射光的光源;在上述液晶面板的上述光源側的上ilfcfe的外側配置的、 4錄现负折射率各向异性的液晶分子混合取向而形成的第1光学#^板; 以及在上述第1光学##板的外側配置的、^4现负折射率各向异性的液 晶分子混合取向而形成的第2光学补偿板,其中,上述第1光学##板,其上述液晶分子的光轴与该第1光学补 偿板的法线所成的角度较小一方的面被配置在上述光源側,上述第2光学 ^M尝板,其上述液晶分子的光轴与该第2光学##板的法线所成的角度较 大一方的面被配置在上述光源侧,并且上述液晶分子的光轴和该第2光学 补偿板的法线方向所成的角度较小一方的面与上述第1光学补偿板相对配置;上述第i光学4h^板和上述第2光学4Hi板,其从法线方向观察时的相位差均祐i殳定为大于等于10nm并小于等于30nm,且其从各自的法线方 向观察时的进相轴,以非直角的角度相交地配置。
4. 一种液晶装置,其特征在于,具备:由一对基板夹置液晶层的扭曲向列模式的液晶面板;向上述液晶面板 照射光的光源;在上述液晶面板的上述光源側的相反侧的上^J4l的外側 配置的、^^现负折射率各向异性的液晶分子混合取向而形成的第2光学 ##板;以及在上述第2光学##板的外側配置的、^4现负折射率各向 异性的液晶分子混合取向而形成的笫1光学补偿板,其中,上述第2光学#^板,其上述液晶分子的光轴与该第2光学补 偿板的法线所成的角度较大一方的面被配置在上述光源側,上述笫1光学 补偿板,其上述液晶分子的光轴与该第1光学#^板的法线所成的角度较 小一方的面被配置在上述光源侧,并且该面与上述第2光学^Ht板相对配置;上述第1光学^h^板和上述第2光学斗h^板,其从法线方向观察时的 相位差均被设定为大于等于10nm并小于等于30nm,且其从各自的法线方 向观察时的进相轴,以非直角的角度相交地配置.
5. 如权利要求2到4中任意一项所述的液晶装置,其特征在于: 上述第1光学##板或上述第2光学4I^板中,任意一方的光学##板的上述i^目轴,与对应于该光学^M尝板的上^jyi的取向限定方向平行地配置.
6. 如权利要求2到4中任意一项所述的液晶装置,其特征在于: 上述第1光学4H^板的上述进相轴和上述第2光学^h^板的上述i^目轴的相交角度,是在大于等于91。且小于等于110。的范围内形成最大的 上述液晶装置的对比度比的角度。
7. —种投影型显示装置,其特征在于:具有如权利要求1到4中任意 一项所述的液晶装置作为光调制装置,

说明书全文

液晶装置和投影型显示装置技术领域本发明涉及液晶装置和投影型显示装置。 背景技术作为液晶投影机等的投影型显示装置中的光调制装置已有使用液晶装 置的方式。液晶装置由一对基板夹置液晶层而构成。在该一对基板的内侧 形成有对液晶层施加电场电极。在该电极的内侧形成有限定液晶分子的 取向状态的取向膜。于是,形成为基于在非选择电压施加时和选择电压施 加时的液晶分子的取向变化而形成图像光。使用现有的液晶装置的投影型显示装置,投影图像的对比度比只有1: 500左右,与使用DMD (注册商标)等的机械式快(shutter,光闸)的 投影型显示装置的对比度比1: 3000相比逊色。其原因在于液晶装置的视 特性。主要是入射到投影型显示装置的光调制装置的光源光不是完全的 平行光。另外,由于在用作光调制装置的液晶装置中存在着入射角依赖性, 这成为使投影图像的对比度比降低的原因。因此,为了补偿液晶装置的入射角依赖性已有采用光学##板的方式。 该光学补偿板是^^现负的折射率各向异性的盘状(f 一义3亍>f 、乂夕) 液晶混合取向的部件(例如,参照专利文献1和非专利文献1)。由于该 混合取向,光学补偿板从其法线方向观察时具有滞相轴和进相轴。因此, 光学补偿板在法线方向上具有相位差。图13是表示专利文献1所述的光学补偿板的相位差的视角依赖性的曲 线图。根据图13可知,相对于光学补偿板的视角为O。时的相位差、即光 学补偿板的法线方向上的相位差为40nm左右。此外,在专利文献2中公 开了光学补偿板的法线方向的相位差为70nm和80nm的例子。

此外,在液晶面板的光入射侧的M的外侧配置有第1光学补偿板,在光出射侧的基&的外侧配置有第2光学补偿板。第1光学补偿板和第2 光学补偿板被配置成从各个光学补偿板的法线方向观察时的进相轴方向 (即盘状液晶的取向限定方向,图5的箭头71所示的X轴方向)与对应 的14l的取向膜的取向限定方向基本一致。另外,由于液晶面板的各个基 板的取向限定方向大致正交,所以各个光学补偿板的取向限定方向也被配 置成大致正交。专利文献l:特开平8 - 50206号z^才艮。专利文献2:特开平9 - 15587号公报。非专利文献l:森裕行,"液晶显示器入门讲座第ll讲:基于盘状光 学补偿膜的TFT-LCD的视角扩展技术",液晶,日本液晶学会,2002 年1月25曰,第6巻,第1号,第84-92页。但是,光学补偿板本来是为直视型的液晶面板而开发的,设计成可在 宽的视角范围内获得高的对比度比。对此,相对于投影型显示装置的光调 制装置入射的光源光的入射角度,最大极角为12。左右。并且,通过该窄 的角度范围的入射光构成投影图像。因此,期望开发出可在这样窄的视角 范围内获得更高的对比度比的液晶装置。但是,当向液晶面板的液晶层施加电场时,虽然液晶层中央附近的液 晶分子垂直取向,但取向膜附近的液晶分子并不完全是垂直取向。因此, 电场施加时的液晶面板在从法线方向观察时会有微小的相位差。该相位差 在黑显示时成为导致光漏泄的原因,使液晶面板的法线方向上的对比度比 降低。发明内容本发明就是为了解决上述问题而提出的,其目的在于提供在相对于投 影型显示装置的光调制装置入射的光源光的入射角度的范围内可获得高对 比度比的液晶装置。此外,其目的还在于提供可在投影图像中获得高对比 度比的投影型显示装置。 为了解决上述问题,本发明的液晶装置,其具备由一对M夹置液晶层的液晶面板,上述液晶面板以扭曲向列模式工作,其特征在于:在上述 液晶面板的至少一个基板的外侧配置有使表现负折射率各向异性的液晶分 子混合取向而形成的光学补偿板;上述光学补偿板的法线方向的相位差大 于等于10nm并小于等于30nm。根据这样的结构,可以通过光学补偿板补偿液晶面板的法线方向的相 位差。由此,可以防止黑显示时的光漏泄,从而可以在相对于投影型显示 装置的光调制装置入射的光源光的入射角度的范围内获得高对比度比。此外,优选地在上述一对a中的一个上述基fel的外侧配置第l上述 光学补偿板,并且在上述一对基板中的另一个上述基&的外侧配置第2上 述光学补偿板;上述第1光学补偿板和上述第2光学4M尝板,从各自的法 线方向观察时的进相轴,以非直角的角度相交地配置。根据这样的结构,可以通过第1光学补偿板##液晶面板的一个141 侧的液晶层的相位差,通过第2光学补偿板补偿另一个基板侧的液晶层的 相位差。并且,通过使第1光学4M尝板和第2光学补偿板的i^目轴以非直角的角度相交,可以使作为光学##板整体产生法线方向的相位差,由此 可以补偿液晶面板的法线方向的相位差。因此,可以在相对于投影型显示 装置的光调制装置入射的光源光的入射角度的范围内获得高对比度比。 另外,也可以在上述一对基板中的一个上述基板的外侧配置第l上述光学补偿板,并且在上述第1光学补偿板的外侧配置第2上述光学补偿板; 上述笫2光学补偿板,其上述液晶分子的光轴和上述第2光学补偿板的法 线方向所成的角度较小一方的面与上述第l光学补偿板相对配置;上述第 1光学补偿板和上述第2光学补偿板,从各自的法线方向观察时的进相轴, 以非直角的角度相交地配置。根据这样的结构,也可以通过第1光学补偿板补偿液晶面板的一个基 板侧的液晶层的相位差,通过第2光学补偿板补偿另一个基敗侧的液晶层 的相位差。此外,可以补偿液晶面板的法线方向的相位差,从而可以在相 对于投影型显示装置的光调制装置入射的光源光的入射角度的范围内获得 高对比度比。此外,优选地上述第1光学4H尝板和上述第2光学补偿板配置在上述一对J41中的光出射侧的上迷M的外侧。根据这样的结构,由于第1光学补偿板和第2光学补偿板与光源分离 地配置,所以与离光源远的程度和因液晶装置的开口率所引起的光量的减 少的程度相应地可以抑制由于来自光源的热影响所引起的劣化。此外,优选地上述第l光学补偿板或上述第2光学补偿板中,任意一 方的光学补偿板的上迷i^目轴,与对应于该光学补偿板的上i^L的取向 限定方向平行地配置。根据这样的结构,通过仅调节第1光学补偿板或第2光学4M尝板中任 意的另 一方的光学补偿板的配置,可以使从各光学补偿板的法线方向观察 时的进相轴以非直角的角度相交。此外,优选地上述第1光学补偿板的上述进相轴和上述第2光学^hf尝 板的上述i^目轴的相交角度,是在大于等于91。且小于等于110。的范围 内形成最大的上述液晶装置的投影对比度比的角度。根据这样的结构,可以取得液晶面板的法线方向的相位差的##和在 法线方向的极角小的范围内的相位差的补偿之间的平衡。因此,可以在相 对于投影型显示装置的光调制装置入射的光源光的入射角度的范围内获得 高对比度比。另一方面,本发明的投影型显示装置,其特征在于:具备上述的液晶 装置作为光调制装置。在投影型显示装置中,相对于光调制装置入射的光源光的入射角度为 极角12。左右,由该入射光构成投影图像。另外,通过上述的液晶装置可 以补偿液晶面板的法线方向和在极角小的范围内的相位差,从而可以防止 黑显示时的光漏泄。因此,可以在投影图像中获得高对比度比。附图说明图l是液晶面板的等效电路图。 图2是液晶面板的平面结构的说明图。 图3是液晶面板的剖面结构的说明图。 图4是实施例1的液晶装置的分解立体图。 图5是光学补偿板的侧视剖面图。 图6是光学补偿的说明图。图7是表示光学补偿板的相位差和投影对比度比的关系的曲线图。图8是液晶装置的等对比度比曲线。图9是实施例2的液晶装置的分解立体图。图IO是叠层配置的光学补偿板的侧视剖面图。图ll是光学补偿的说明图。图12是表示投影型显示装置的主要部分的结构图。图13是表示光学补偿板的相位差的视角依赖性的曲线图。标号说明60—液晶面板,70—第l光学补偿板,71—取向限定方向(进相轴方 向),80—第2光学补偿板,81—取向限定方向(i^目轴方向),100—液 晶装置。具体实施方式下面,参照附图对本发明的实施例进行说明。此外,在以下的说明所 使用的各附图中,为了使各部件达到可识别的大小而适当地改变了各部件 的缩放比例。另外,在本说明书中,将液晶装置的各构成部件的液晶层侧 称为内侧,将其相反侧称为外侧。此外,"非选择电压施加时"和"选择 电压施加时"分别是指"向液晶层的施加电压接近液晶的阈值电压时"和 "向液晶层的施加电压与液晶的阈值电压相比足够高时"。 实施例1.首先,使用图1至图8说明本发明的实施例1的液晶装置。实施例1 的液晶装置是具有由一对J^夹置液晶层的液晶面板、在该液晶面板的外 侧分别配置的光学补偿板和在该光学补偿板的外侧分别配置的偏4^的装

置。另外,在本实施例中,以使用薄膜晶体管(Thin Film Transistor,以 下称为TFT)元件作为开关元件的有源矩阵方式的透过型液晶面板为例进 行说明。等效电路.图l是液晶面板的等效电路图。在构成透过型液晶面板的图像显示区 域的矩阵状配置的多个点上形成有像素电极9。此外,在该像素电极9的30。在该TFT元件30的源极上电连接有数据线6a。向各数据线上6a供给图像信号S1、 S2.....Sn.另外,图像信号S1、 S2.....Sn,可以对各数据线6a按照该顺序以线依次地供给,也可以对相邻的多条数据线6a 每组地供给,此外,在TFT元件30的栅极上电连接有扫描线3a。向扫描线3a以指定的定时脉冲地供给扫描信号G1、 G2.....Gn。另外,扫描信号G1、G2.....Gn对各扫描线3a按照该顺序以线依次地施加.此外,在TFT元件30的漏极上电连接有像素电极9.另外,当通it^M3描线3a供给的扫描信号Gl、 G2.....Gn使作为开关元件的TFT元件30仅在固定期间处于导通状态时,则从数据线6a供给的图像信号Sl、 S2.....Sn以指定的定时写入各像素的液晶.被写入液晶的指定电平的困像信号S1、 S2.....Sn,由在像素电极9和后述的共用电极之间所形成的液晶电容保持固定期间。另外,为了防止被保持的图像信号S1、 S2.....Sn漏泄,在像素电极9和电容线3b之间形成存储电容17,与液晶电容并联地配置。这样,当向液晶施加电压信号 时,通it^加的电压电平使液晶分子的取向状态变化。由此,入射到液晶 的光被调制而可以进行^JL级显示。平面结构.图2是液晶面板的平面结构的说明图.在本实施例的液晶面板中,在 TFT阵列^上矩阵状地排列形成有由铟氣化物(Indium Tin Oxide, 以下称为ITO)等的透明导电性材料形成的矩形的像素电极9 (由虚线9a

表示其轮廓)。沿着像素电极9的纵横边界设置有数据线6a、扫描线3a 和电容线3b。在本实施例中,形成各像素电极9的区域为点,成为可在矩 阵状地配置的各个点中进行显示的结构。TFT元件30以由多晶珪膜等形成的半导体层la为中心形成。在半导 体层la的源极区域(后述)上通过接触孔5电连接有数据线6a。此外, 在半导体层la的漏极区域(后述)上通过接触孔8电连接有像素电极9。 另一方面,在与半导体层la中的扫描线3a相对的部分上形成有沟道区域 la,。此外,扫描线3a在其与沟道区域la,相对的部分上作为栅电极而发挥 作用。电容线3b由沿扫描线3a大致直线地延伸的主线部(即,平面看沿扫 描线3a形成的第1区域)^从与数据线6a的交点沿数据线6a向前段侧(图 中向上)突出的突出部(即平面看沿数据线6a延伸i殳置的第2区域)构成。 此外,在图2中右上斜线所示的区域上形成有第1遮光膜lla。另外,电 容线3b的突出部和第1遮光膜lla通过接触孔13电连接而形成后述的存 储电容。剖面结构.图3是液晶面板的剖面结构的说明图,是图2的A-A,线的侧视剖面 图。如图3所示,本实施例的液晶面板60以TFT阵列基仗10、与其相对 配置的对置基敗20和夹置在它们之间的液晶层50为主体构成。TFT阵列• 10以由玻璃或石英等的透光性材料形成的J4l主体IOA、形成于其内 侧的TFT元件30、像素电极9和取向膜16等为主体构成。另一方的对置• 20以由玻璃或石英等的透光性材料形成的141主体20A、形成于其内 側的共用电极21和取向膜22等为主体构成。在TFT阵列基板10的表面形成有后述的第1遮光膜lla和第1层间 绝缘膜12。另外,在第l层间绝缘膜12的表面上形成有半导体层la,以 该半导体层la为中心形成TFT元件30。在与半导体层la中的扫描线3a 相对的部分上形成有沟道区域la,,在其两侧形成有源极区域和漏极区域。 另夕卜,由于该TFT元件30采用LDD (Light Doped Drain,轻掺杂漏极)

结构,所以在源极区域和漏极区域上分别形成有杂质浓度相对高的高浓度区域和相对低的低浓度区域(LDD区域)。即,在源极区域上形成低浓度 源极区域lb和高浓度源极区域ld,在漏极区域上形成低浓度漏极区城lc 和高浓度漏极区域le。在半导体层la的表面上形成槺极绝缘膜2,另外,在栅极绝缘膜2的 表面上形成扫描线3a,其一部分构成栅电极。此外,在栅极绝缘膜2和扫 描线3a的表面上形成第2层间绝缘膜4,另外,在第2层间绝缘膜4的表 面上形成数据线6a,通过在第2层间绝缘膜4上所形成的接触孔5数据线 6a与高浓度源极区域ld电连接。进而,在第2层间绝缘膜4和数据线6a 的表面上形成第3层间绝缘膜7。另外,在第3层间绝缘膜7的表面上形 成像素电极9,通过在第2层间绝缘膜4和笫3层间绝缘膜7所形成的接 触孔8,像素电极9与高浓度漏极区域le电连接.进而,復盖像素电极9 地形成由聚酰亚胺等形成的取向膜16。通过在取向膜16的表面上实施摩 擦处理等,可以限定非选择电压施加时的液晶分子的取向方向.另夕卜,在本实施例中,延伸设置半导体层la而形成第1存储电容电极 lf。此外,延伸设置栅极绝缘膜2而形成电介质膜,在其表面配置电容线 3b而形成第2存储电容电极。由此,构成上述存储电容17.此外,在与TFT元件30的形成区域对应的TFT阵列基板10的表面 上形成第1遮光膜lla。第1遮光膜lla是防止入射到液晶面板的光l 到半导体层la的沟道区域la,、低浓度源极区域lb和低浓度漏极区域lc 的膜。此外,第1遮光膜lla通过在第1层间绝缘膜12上形成的接触孔 13与前段或后段的电容线3b电连接.由此,第1遮光膜lla作为第3存 储电容电极而发挥作用,将笫1层间绝缘膜12作为电介质膜在与笫1存储 电容电极lf之间形成新的存储电容。另一方面,在与lt据线6a、扫描线3a和TFT元件30的形成区域对 应的对置Jjfel 20的表面上形成第2遮光膜23.第2遮光膜23是防止入射 到液晶面板的光iiA半导体层la的沟道区域la,、低浓度源极区域lb和 低浓度漏极区域lc的膜.此外,在对置基fe 20和第2遮光膜23的表面上 几乎遍及整个表面地形成由ITO等的电介质形成的共用电极21。进而,在 共用电极21的表面上形成有由聚酰亚胺等形成的取向膜22。在取向膜22 的表面上实施摩擦处理等使得可以限定非选择电压施加时的液晶分子的取 向方向。另外,在TFT阵列M 10和对置M20之间夹置由向列型液晶形成 的液晶层50。该向列型液晶分子表示正的介电各向异性,形成为在非选择 电压施加时平取向,在选择电压施加时垂直取向。此外,向列型液晶分 子表示正的折射率各向异性,其双折射率和液晶层厚之积(延迟)And, 例如约为0.40 |i m (60X:)。此外,由TFT阵列M 10的取向膜16限定 的取向限定方向和由对置基板20的取向膜22限定的取向限定方向,如图 4的箭头67、 68所示,以约90。扭转状态配置。由此,本实施例的液晶面 板60形成为以扭曲向列模式进行工作。偏條.图4是实施例1的液晶装置的分解立体图。本实施例的液晶装置100 由上述的液晶面板60;配置在液晶面板60的外侧的光学补偿板70、 80; 配置在光学##板70、 80外侧的偏IMSL62、 64构成。各光学补偿板70、 80和各偏振板62、 64安装在由蓝宝石玻璃或水晶等的热传导率高的光透 过性材料形成的支承基板78 (参照图5)上,从液晶面板60分离地配置。如图4所示,在液晶面板60的光入射侧配置偏皿62,在光出射侧 配置偏振板64。各偏#^62、 64具有吸收其吸收轴方向的直线偏振光、 透过其透过轴方向的直线偏振光的功能。此外,各偏痴仗62、 64的各自的 吸收轴和透过轴相正交地配置。此外,光出射侧的偏#^64,其吸收轴65 或透过轴与液晶面板60的光出射侧的基板的取向膜的取向限定方向68大 致一致地配置。此外,光入射侧的偏^62,其吸收轴63或透过轴与液 晶面板60的光入射侧的基&的取向膜的取向限定方向67大致一致地配置。另外,当光从偏痴波62的下方相对液晶装置100入射时,只有与偏振 板62的透过轴一致的直线偏振光透过偏,62。在非选择电压施加时的 液晶面板60中,液晶分子螺旋状地水平取向。因此,入射到液晶面板60 的直线偏振光约90。地被旋光而从液晶面板60射出。由于该直线偏振光 与偏振板64的透过轴一致,因此透过偏振板64。因此,在非选择电压施 加时的液晶面板60中进行白显示(常白模式)。此外,在选择电压施加时 的液晶面板60中,液晶分子垂直取向(参照图6)。因此,入射到液晶面 板60的直线偏振光未被旋光而从液晶面板60射出。另外,由于该直线偏 振光与偏振板64的透过轴正交,故不透过该偏痴t164。因此,在选择电 压施加时的液晶面板60中进行黑显示。 光学补偿板.在本实施例中,在液晶面板60中的光入射侧的基板外侧配置第l光学 补偿板70,在光出射侧的基板外侧配置第2光学补偿板80。图5是光学补偿板的侧视剖面图。第1光学##板70,其在由三乙酰 基纤维素(TAC)等形成的支承体72上设置取向膜(未图示),在该取 向膜上形成苯并[9, 10】菲电介质等的盘状(f^7:n亍一 、;/夕)化合物层 74。此外,取向膜由聚乙烯醇(PVA)等形成,在其表面上实施摩擦处理 以限定液晶分子的取向状态。另一方面,盘状化合物层74具有表现负单轴 性的折射率椭圆体的光轴的倾斜角度沿膜厚方向连续变化的光学结构。这 样的混合取向结构可以通过在支承体72上涂敷液晶性盘状化合物,在一定 温度下使其取向、固化而得到。此夕卜,盘状化合物在支承体72侧表现为0 ~ 15。的倾角,在其相反侧表现为20 ~ 60。的倾角。此外,将盘状液晶的取 向限定方向71定义为X轴方向。该X轴方向是从法线方向观察光学## 板时的€*轴方向。作为这样的第l光学补偿板70具体而言可以采用富士 照相胶巻生产的WV胶片。另外,第2光学补偿板也可以与上述第1光学 补偿板70同样地构成。图6是光学补偿的说明图。封入液晶面板60的向列型液晶是光学上表 现正单轴性的液晶。即,光轴66方向的折射率比其它方向的折射率大,在折射率椭圆体中成为M;球型。另外,当向液晶面板60的向列型液晶施加 选择电压时,从液晶层的厚度方向的中央部到端部液晶分子垂直取向。在 此,橄榄球型的折射率椭圃体从斜向观察时成椭圆,其长轴和短轴之差成

为双折射。从该斜向观察时的相位差,成为黑显示时的光漏泄的原因,使 液晶面板的对比度比降低,使视角特性恶化。对此,构成第1光学补偿板70的盘状液晶是光学上表现负单轴性的液 晶。即,轴76方向的折射率比其它方向的折射率小,在折射率椭圆体中成 为圓盘型。在此,如果把第1光学补偿板70中的圓盘型的折射率椭圆体 75的光轴76与液晶面板60中的皿球型的折射率椭圆体65的光轴66平 行地配置的话,则光学性的正负变为相反,而可以抵消折射率椭圓体65 的双折射效果。在此,如图4所示,以使得第1光学补偿板70的取向膜的 取向限定方向71与液晶面板60的取向膜的取向限定方向67大致一致的方 式来配置第l光学补偿板70。此外,如图6所示,以使得第1光学##板 70的液晶分子75的光轴76和第1光学补偿板70的法线所成的角度较大 的面(即,液晶分子75垂直取向的面)70a与液晶面板60相对的方式配 置第1光学补偿板70。由此,如图6箭头所示,将构成第1光学补偿板70 的负折射率椭圆体的光轴相对于构成液晶面板60的正折射率椭圆体的光 轴平行地配置。因此,可以基本完全地补偿从任意方向观察时的相位差。 因此,可以防止黑显示时的光漏泄,可以提高液晶面板的对比度比,而可 以改善碎见角特性。但是,当向液晶面板60的向列型液晶施加选择电压时,虽然液晶层中 央附近的液晶分子垂直取向,但取向膜附近的液晶分子由于锚碇强而没有 完全垂直取向。因此,选择电压施加时的液晶面板60在从法线方向观察时 具有微小的相位差。该相位差成为黑显示时的光漏泄的原因,使液晶面板 60的法线方向的对比度比降低。另一方面,各光学补偿板70、 80的盘状液晶分子釆取折射率椭圆体的 光轴的倾斜角度沿膜厚方向连续地变化的混合取向。通过该混合取向,各 光学补偿板70、 80从其法线方向观察时具备滞相轴和进相轴。即,各光学 ##板70、 80的取向膜的取向限定方向(X轴方向)71、 81成为进相轴, 与取向限定方向71、 81正交的方向成为滞相轴。由此,光学##板在法线 方向上具有相位差。因此,本申请发明人考虑通过各光学补偿板70、 80

的法线方向的相位差来补偿液晶面板60的法线方向的相位差。图7是表示光学补偿板的相位差和投影对比度比的关系的曲线图。使 各光学补偿板的法线方向的相位差改变而计算出投影型显示装置的投影图 像的对比度比。在图7中,通过使各光学补偿板的厚度改变,使各光学补 偿板的法线方向的相位差(延迟)在5〜80nm范围内变化。另外,照射到 液晶面板的光与来自用于通常的投影型显示装置的光源的光相同,在液晶 面板的法线方向上具有最大强度,在极角12。处具有减为1/10强度的发散 程度。另外,在使第1光学补偿板和第2光学##板的^目轴方向正交时, 由于各自的法线方向的相位差相互抵消,所以作为光学补偿板整体在法线 方向的相位差变为0,而不能补偿液晶面板的法线方向的相位差。因此, 对于设定为各种相位差的第1光学^M尝板和第2光学补偿板,通过使各自 的i^目轴方向以直角以外的角度相交,使作为光学补偿板整体在法线方向 上产生相位差。具体而言,如图4所示,当设光入射侧偏振板62的吸收轴 角度为0°时,将第1光学补偿板70的i^目轴方向(取向限定方向)71 设定为0° ,将液晶面板60的光入射侧J4l的取向限定方向67设定为0 ° ,将光出射侧a的取向限定方向68设定为90° ,将光出射侧偏g 64的吸收轴角度设定为卯。,并且使第2光学补偿板80的i^t目轴方向(取 向限定方向)81在91。 ~110°的范围内变化。另外,在使第2光学^Hf尝 板80的进相轴方向81与液晶面板60的光出射侧J^1的取向限定方向68 不同时,有可能从斜向观察液晶面板60时的相位差的补偿变得不完全。因 此,在投影型显示装置的投影图像的对比度比成为最大的角度上配置第2 光学补偿板80的i^目轴方向81。由此,可以取得液晶面板的法线方向的 相位差补偿与在从法线方向到极角小的范围内的相位差补偿的平衡。如图7所示,在没有光学补偿板(即,光学补偿板的法线方向的相位 差为0时)时,投影对比度比变成480。此外,在使用各光学补偿板的法 线方向的相位差为40nm的现有的光学补偿板时,投影对比度比变成930。 对此,在使各光学##板的法线方向的相位差约为10~30nm时,投影对

比度比超过1200。特别地,在使各光学补偿板的法线方向的相位差为20nm 时,投影对比度比大于1500。另外,在各光学补偿板的法线方向的相位差 为10nm、 20nm、 30nm和40nm时,可得到最优化的投影对比度比的第2 光学补偿板的i^目轴方向的角度分别为103.5° 、97.2。 、95.6。和95.5。。 图8是液晶装置的等对比度比曲线,图8 (a)表示各光学##板的法 线方向的相位差为20nm的情况,图8 (b)表示各光学补偿板的法线方向 的相位差为40nm的情况。另外,各图的横轴和纵轴表示以液晶面板的法 线方向为中心的极角,对比度比用常用对数表示。如果把各光学补偿板的 法线方向的相位差为20nm的情况与40nm的情况相比较可知,虽然40nm 的情况的视角宽(例如,对比度比超过102的宽的区域),但在极角12° 的范围内20nm的情况的对比度较高。另外,如上所述,光源i^目对于投 影型显示装置的光调制装置的入射角度最大也只有极角12°左右,由该入 射光构成投影图像。因此,使用各光学补偿板的法线方向的相位差为20nm 的液晶面板而构成的投影型显示装置的投影对比度比(1560)变得比使用 相位差为40nm的液晶面板而构成的投影型显示装置的投影对比度比 (930)高。在本实施例中采用将各光学4M尝板的法线方向的相位差设为大于等于 10nm且小于等于30nm的结构。根据这种结构,可以通过各光学^M尝板补 偿液晶面板法线方向和极角小的范围内的相位差。由此,可以防止黑显示 时的光漏泄,可以使液晶面板的法线方向和极角小的范围内的对比度比得 以提高。另外,相对于投影型显示装置的光调制装置的光源光的入射角度 最大为极角12°左右,由该入射光构成投影图《象。因此,通过j吏用本实施 例的液晶装置构成投影型显示装置,可以使投影图像的对比度比得以提高。实施例2.下面,使用图9至图11对本发明的实施例2的液晶装置进行说明。在 图4所示的实施例1的液晶装置中,在液晶面板60的两侧配置第l光学补 偿板70和第2光学补偿板80。对此,在图9所示的实施例2中,仅在液 晶面板60的光出射侧配置第1光学补偿板70和第2光学补偿板80这一点

上有所不同。另夕卜,对与实施例l相同的结构部分,省略对其的详细说明。图9是实施例2的液晶装置的分解立体图。在本实施例中,在液晶面 板60的光出射侧的J41外侧配置第2光学^M尝板80,在该第2光学^M尝 板80的外侧配置第1光学补偿板70。第2光学4M尝板80的取向膜的取向 限定方向81被配置成与液晶面板60的光出射侧基板的取向膜的取向限定 方向68大致一致。对此,第1光学补偿板70的取向限定方向71被最优化 为投影型显示装置的投影图像的对比度比成为最大的角度。具体而言,当 设光入射侧偏,62的吸收轴角度为0°时,将液晶面板60的光入射侧 基板的取向限定方向67设定为0° ,将光出射侧基板的取向限定方向68 设定为卯° ,将第2光学补偿板80的进相轴方向(取向限定方向)71设 定为90° ,将光出射侧偏振板64的吸收轴角度设定为90° ,并且使第1 光学补偿板70的i^目轴方向(取向限定方向)71在-20。 的范围 内变化。并且,在投影型显示装置的投影图像的对比度比成为最大的角度 上配置第1光学补偿板70的进相轴方向71。图IO是叠层配置的光学补偿板的侧视剖面图。在本实施例中,在支承 • 78的表面安装第1光学补偿板70,进而,在第1光学斗M尝板70的表 面配置第2光学补偿板80。这样,第1光学4M尝板70和第2光学补偿板 80在安装到1个支承基板78上的状态下配设在液晶装置上。图11是光学^H尝的说明图。第2光学补偿板80被配置成使液晶分子 85的光轴86与第2光学补偿板80的法线所成角度较大一方的面80a与液 晶面板60相对。此外,第1光学补偿板70被配置成使液晶分子75的光轴 76与第1光学补偿板70的法线所成角度较小一方的面70b与第2光学补 偿板80相对。根据以上所述,在图4所示的实施例1中配置在液晶面板60的光入射 侧的第1光学补偿板70成为平行移动到图11所示的实施例2中的第2光 学补偿板80的光出射侧的状态。因此,如图ll箭头所示,构成第l光学 补偿板70和第2光学补偿板80的折射率椭圆体的光轴相对于构成液晶面 板60的折射率椭圓体的光轴平行地配置。 另外,通过改变各光学补偿板70、 80的厚度使各光学补偿板70、 80 的法线方向的相位差(延迟)在5〜80nm的范围内变化。其结果,各光学 补偿板70、 80的法线方向的相位差和投影对比度比的关系表示出与困7 所示的实施例1相同的倾向。即,没有光学补偿板时的投影对比度比为480, 各光学补偿板的法线方向的相位差为40nm时的投影对比度比为1010。对 此,当设各光学##板的法线方向的相位差为约10~30nm时,投影对比 度比超过1200,特别是当设各光学补偿板的法线方向的相位差为20nm时, 投影对比度比达到1600。另外,在各光学补偿板的法线方向的相位差为 10nm、 20nm、 30nm和40nm时,可得到最优化的投影对比度比的笫1光 学补偿板70的i^目轴方向的角度分别为-23。 、 -10.4。 、 -8°和-7。。这样,在实施例2中也与实施例1一样,通过各光学##板来##液 晶面板的法线方向和极角小的范围内的相位差。由此,可以防止黑显示时 的光漏泄,可以使液晶面板的法线方向和极角小的范围内的对比度比得以 提高。另外,通过使用本实施例的液晶装置构成投影型显示装置,可以使 投影图像的对比度比得以提高。此外,如图10所示,在实施例2中,由于将第l光学补偿板70和第 2光学补偿板80在安装于1个支承基板78上的状态下配设在液晶装置上, 所以可以减少支承基板78的使用个数。支承基板78由蓝宝石或无M璃 等的热传导率高的透光性材料构成,但蓝宝石相位差大,此外无^璃也 会因热量而产生相位差。然而,在实施例2中,由于可以减少支承14178 的使用个数,故可以降低由支承^L78的相位差产生的影响。之所以上述 的投影对比度比整体地变得比实施例1高.,是因为降低了由支承基板78 的相位差产生的影响的效果的作用。由此,可以减少黑显示时的光漏泄, 从而可以使液晶装置的对比度比得以提高。此外,也可以降低由支承a 78引起的光的衰减,从而可以确保出射光的亮度。进而,可以实现省空间 化,也可以降低液晶装置的制造成本。此外,如图9所示,在实施例2中,由于仅在液晶面板60的光出射侧 配置笫1光学补偿板70和第2光学补偿板80,因此第1光学补偿板70和

第2光学补偿板80与光源(未图示)分离地配置,并且因为通过液晶面板 使光量衰减,所以#^受到热影响。因此,与实施例1相比可以抑制第1 光学补偿板70和第2光学补偿板80的受热劣化。 投影型显示装置.下面,使用图12对作为本发明的电子设备的具体例的投影型显示装置 进行说明。图12是表示投影型显示装置的主要部分的概要结构图。该投影 型显示装置具备上述的各实施例的液晶装置作为光调制装置。在图12中,810为光源,813、 814为分色镜,815、 816、 817为反射 镜,818为入射透镜,819为中继透镜,820为出射透镜,822、 823、 824 为本发明的液晶装置所构成的光调制装置,825为十字分色棱镜,826为投 影透镜。光源810由金属卣化物等的灯811和反射灯的光的反射器812构 成。分色镜813使包含在来自光源810的白色光中的红色光透过,并且反 射蓝色光和绿色光。透过的红色光净iL^射镜817反射而入射到红色光用光 调制装置822上。此外,被分色镜813反射的绿色光由分色镜814反射而 入射到绿色光用光调制装置823上。进而,被分色镜813反射的蓝色光透 过分色镜814。对于蓝色光,为了防止因长的光路引起的光损失,设置由 包括入射透镜818、中继透镜819和出射透镜820的中继透镜系统构成的 导光装置821。经由该导光装置821蓝色光入射到蓝色光用光调制装置824 上。通过各光调制装置调制的3种色光,入射到十字分色棱镜825中。该 十字分色棱镜825是将4个直角棱镜贴合而成的,在其界面上呈X字形地 形成反射红光的电介质多层膜和>^射蓝光的电介质多层膜。通过这些电介 质多层膜合成3种色光而形成表现彩色图像的光。被合成的光通过作为投 影光学系统的投影透镜826被投影到屏幕827上,从而图像被放大地显示。另外,由于来自光源810的灯811的光通过反射器812被变换成大致 平行光,因此相对于光调制装置822、 823、 824的光源光的入射角度最大 也只有12。左右。并且,由该入射光构成投影图像。在此,如果作为光调

制装置822、 823、 824使用上述的各实施例的液晶装置,则可以在法线方 向和极角小的范围内使对比度比得以提高。因此,可以使投影到屏幕827 上的图像的对比度比提高。此外,作为本发明的电子设备的其它具体例可例举出移动电话。该移 动电话,在显示部具有上述的各实施例或其变形例的液晶装置。此外,作 为其它的电子设备可以例举出例如IC卡、揭JM^、个人电脑、头盔式显 示器,还有具有显示功能的传真设备、数字照相机取景器、便携式TV、 DSP装置、PDA、电子记事本、电光显示板和宣传广告用显示器等。另外,本发明的技术范围并不限于上述的实施例,在不脱离本发明的 宗旨的范围内包括对上述的实施例进行了各种变更的方式。例如,在本实 施例中,以作为开关元件具备TFT的液晶装置为例进行了说明,但也可以 采用薄膜二极管(Thin Film Diode)等的两端子型元件作为开关元件。此 外,在实施例中,以透过型液晶装置为例进行了说明,但本发明的液晶装 置也可用于反射型或半透过型的液晶装置。进而,虽然作为电子设备以3 板式的投影型显示装置为例进行了说明,但也可以将本发明的液晶装置应 用于单板式的投影型显示装置或直视型显示装置。

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